(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積み込み機に設ける計量バケットにおいて、
バケットの側板間に、先端がバケット底面の弧状面に沿って移動するように回動自在に仕切板を取付けると共に、該仕切板を回動させる駆動装置を設け、
前記仕切板は、バケットの側板間に架設される軸を中心として回動自在に設けられ、前記仕切板とバケット開口部との間に計量物を収容する容器部を画成し、前記バケット底面と連なるバケット背板と前記仕切版との間に、前記仕切板を回動させる駆動装置の収容部を画成し、
前記バケットの開口面に沿って、バケット内計量物の摺り切りを行う摺り切り板を移動可能に設けると共に、該摺り切り板を前後動させる駆動装置を設けた
ことを特徴とする計量バケット。
【請求項２】
積み込み機に設ける計量バケットにおいて、
バケットの側板間に、先端がバケット底面の弧状面に沿って移動するように回動自在に仕切板を取付けると共に、該仕切板を回動させる駆動装置を設け、
前記仕切板の先端に、弾性ゴムか、またはばねによりバケット底面に押しつけられる擦動材を設け、
前記バケットの開口面に沿って、バケット内計量物の摺り切りを行う摺り切り板を移動可能に設けると共に、該摺り切り板を前後動させる駆動装置を設けた
ことを特徴とする計量バケット。
【請求項３】
請求項１または２の計量バケットを用いた計量装置であって、
前記仕切板の駆動装置は油圧シリンダでなり、
該油圧シリンダのストロークを検出するストロークセンサと、
前記積み込み機の運転室に設置され、バケット容量を指示する手段と、
該バケット容量指示手段により指示されるバケット容量に相当するストロークと前記ストロークセンサによる検出ストロークが一致するように前記油圧シリンダを駆動制御する容量制御手段とを有する
ことを特徴とする計量装置。
【請求項４】
請求項１または２の計量バケットを用いた計量装置であって、
前記積み込み機の運転室に設置され、前記バケットの最大容量を超える積み込み量が指示可能な目標積み込み量指示手段と、
現在までの総積み込み量を監視する演算手段と、
現在までの総積み込み量が目標積み込み量に達したことを知らせる表示手段とを備えた
ことを特徴とする計量装置。
【請求項５】
請求項１または２の計量バケットを用いた計量装置であって、
前記積み込み機の運転室に設置された目標積み込み量指示手段と、
該積み込み量指示手段により指示された目標積み込み量から、バケットによる積み込み回数および各回の積み込み量を演算する第１の演算手段と、
前記摺り切り板の動作毎に積み込み回数を演算する第２の演算手段と、
現在までの積み込み回数が前記第１の演算手段により得られた回数に達したことを表示する手段とを備えた
ことを特徴とする計量装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルやホイルローダ等の積み込み機に取付けられ、バケット容量が変更できる計量バケットと、積み込み量を演算表示する計量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積み込み機によりトラックに土砂等を積み込む場合、公道走行時の重量制限やトラックの最大積載量をオーバーしないように積載するため、バケットにより計量しながら積み込みを行う。また、コンクリートを生成するプラントや作業現場において、セメントと砂利等を適正比率で混合してコンクリートを生成するために、計量バケットを用いて計量しながらこれらの材料を混合することが行われる。
【０００３】
このような計量バケット装置として、特開平１０−８８６０７号公報には、バケット本体の内部に内バケットを設け、該内バケットの位置を油圧シリンダによって調整してバケット容量を変更するものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、バケット本体内に別の内バケットを重ねて回転自在に取付けた構造とすれば、バケット構造が複雑化し、製造費が高くなるという問題点がある。また、バケットの開口面側はバケットによる掘削の度毎の土砂等のバケットから突出した山なりの部分の量がばらつくため、正確な計量ができないという問題点がある。また、バケット容量を超える所定の積み込み量を積み込む場合、バケットの繰り返し回数やバケット容量を考慮してオペレータが演算により総積み込み量が目標量に至ったかを把握する必要があり、オペレータの負担が大であるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、構造簡単でしかも正確な容量の計量が可能となる計量バケットおよび計量装置を提供することを目的とする。また、本発明は、オペレータの積み込み量の計算の負担が軽減できる計量装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段と作用、効果】
請求項１の計量バケットは、積み込み機に設ける計量バケットにおいて、
バケットの側板間に、先端がバケット底面の弧状面に沿って移動するように回動自在に仕切板を取付けると共に、該仕切板を回動させる駆動装置を設け、
前記仕切板は、バケットの側板間に架設される軸を中心として回動自在に設けられ、前記仕切板とバケット開口部との間に計量物を収容する容器部を画成し、前記バケット底面と連なるバケット背板と前記仕切版との間に、前記仕切板を回動させる駆動装置の収容部を画成し、
前記バケットの開口面に沿って、バケット内計量物の摺り切りを行う摺り切り板を移動可能に設けると共に、該摺り切り板を前後動させる駆動装置を設けた
ことを特徴とする。
【０００７】
このように、仕切板の回動位置によってバケット容量が変更できる構成とすることにより、内バケットを設ける構造に比較して計量バケットの構造を簡単化し、安価に提供することができる。また、摺り切り板で積層物の上面を揃えることができるので、正確な量を計量して積み込むことができる。
【０００８】
請求項２の計量バケットは、積み込み機に設ける計量バケットにおいて、
バケットの側板間に、先端がバケット底面の弧状面に沿って移動するように回動自在に仕切板を取付けると共に、該仕切板を回動させる駆動装置を設け、
前記仕切板の先端に、弾性ゴムか、またはばねによりバケット底面に押しつけられる擦動材を設け、
前記バケットの開口面に沿って、バケット内計量物の摺り切りを行う摺り切り板を移動可能に設けると共に、該摺り切り板を前後動させる駆動装置を設けた
ことを特徴とする。
【０００９】
このように、仕切板の先端にばねによる押圧される擦動材または弾性ゴムを設けることにより、仕切板とバケット底面との間の隙間からの積み込み物の漏れを防止し、正確な量の積み込みが行える。また、仕切板の回動範囲内におけるバケット底面の形状を正確に弧状とする必要はなくなるという製造上の利益が得られる。
【００１０】
請求項３の計量装置は、請求項１または２の計量バケットを用いた計量装置であって、
前記仕切板の駆動装置は油圧シリンダでなり、
該油圧シリンダのストロークを検出するストロークセンサと、
前記積み込み機の運転室に設置され、バケット容量を指示する手段と、
該バケット容量指示手段により指示されるバケット容量に相当するストロークと前記ストロークセンサによる検出ストロークが一致するように前記油圧シリンダを駆動制御する容量制御手段とを有する
ことを特徴とする。
【００１１】
このように、バケット容量を指示することによって油圧シリンダが駆動され、所定容量が設定されるようにすれば、オペレータは運転室においてバケット容量を指示するだけでバケット容量が自動的に設定され、オペレータの負担が軽減される。
【００１２】
請求項４の計量装置は、請求項１または２の計量バケットを用いた計量装置であって、
前記積み込み機の運転室に設置され、前記バケットの最大容量を超える積み込み量が設定可能な目標積み込み量指示手段と、
現在までの総積み込み量を監視する演算手段と、
現在までの総積み込み量が目標積み込み量に達したことを知らせる表示手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００１３】
このように、目標積み込み量の設定を可能とし、目標積み込み量に達するとこれを表示するように構成すれば、オペレータは目標値に達するまで現積み込み量が目標積み込み量に達したか否かについて細心の注意をはらうことなく、積み込み作業が行える。
【００１４】
請求項５の計量装置は、請求項１または２の計量バケットを用いた計量装置であって、
前記積み込み機の運転室に設置された目標積み込み量指示手段と、
該積み込み量指示手段により設定された目標積み込み量から、バケットによる積み込み回数および各回の積み込み量を演算する第１の演算手段と、
前記摺り切り板の動作毎に積み込み回数を演算する第２の演算手段と、
現在までの積み込み回数が前記第１の演算手段により得られた回数に達したことを表示する手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００１５】
このように構成すれば、請求項３と同様に、オペレータは目標値に達するまで現積み込み量が目標積み込み量に達したか否かについて細心の注意をはらうことなく、積み込み作業が行える。このような総積み込み量の監視を行う場合、目標積み込み量が設定可能なバケット容量で割り切れない場合には、例えば最終の積み込み作業において、それまでとは異なるバケット容量に自動的にバケット容量が変更される。このため、オペレータは繰り返し積み込みの途中でバケット容量の変更操作を行う必要がなく、オペレータの負担が軽減される共に、正確な総積み込み容量が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による計量バケットおよび計量装置を適用する油圧ショベルを作業状態で示す側面図である。該油圧ショベルは、走行体１上に旋回装置２を介して旋回体３を設置し、旋回体３には運転室４やパワーユニット５を搭載すると共に、多関節フロント６を取付けている。多関節フロント６はブームシリンダ７により起伏されるブーム８と、ブーム８の先端にアームシリンダ９により回動自在に取付けられたアーム１０と、アーム１０の先端にバケットシリンダ１１により回動自在に取付けられた計量バケット１２とからなる。
【００１７】
図２（Ａ）はバケット１２の開口側を上にして示す平面図、図２（Ｂ）はその一部断面側面図である。該バケット１２は、側板１４、１４間に架設する軸１５を中心として、先端がバケット底面１６の弧状面に沿って移動するように回動自在に仕切板１７を取付けている。該仕切板１７を回動させるための駆動装置として、バケット背板部１８と仕切板１７との間にバケット容量を調整するための油圧シリンダ１９を設けている。前記仕切板１７の先端には図３（Ａ）のように弾性ゴム２０を取付けるか、あるいは図３（Ｂ）に示すように、ばね２１によりバケット底面１６に押し付ける摺動部材２２を設ける。これにより、仕切板１７と底面１６との間からの土砂等の漏れを防止している。
【００１８】
前記容量調整用の油圧シリンダ１９には、図３（Ｃ）に示すように、該油圧シリンダ１９に設けられる磁歪式リニア変位センサからなるストロークセンサ２３により、ロッド１９ａの伸縮量（ストローク量）を検出可能とするもので、検出される伸縮量によりバケット容量が判別されるように構成される。
【００１９】
該バケット１２は、前記ストロークセンサ２３の出力を利用して、バケット容量が段階的に変更できるように構成しており、本例のものは、仕切板１７が図示のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅにあるときに、それぞれ０．３ｍ３、０．４ｍ３、０．５ｍ３、０．６ｍ３、０．７ｍ３となるように構成されている。
【００２０】
２４は前記バケット１２の開口面２５に沿って矢印Ｘで示すように移動することにより、バケット内の土砂あるいはセメント等の計量物が開口面２５からはみ出す状態で積み込まれた場合、それの摺り切りを行う摺り切り板である。２６は該摺り切り板２４を開口面２５に沿って移動させる駆動装置として設けた油圧シリンダである。
【００２１】
このように、仕切板１７の回動位置によってバケット容量が変更できる構成とすることにより、内バケットを設ける構造に比較して簡単な構造で安価に計量バケットを提供することができる。また、摺り切り板２４で積み込み物の上面を揃えることができるので、正確な量を計量して積み込むことができる。
【００２２】
図４は前記計量バケットを用いた本発明による計量装置の一実施の形態を示す構成図である。図４において、１９は前記バケット容量調整用の油圧シリンダ、２６は前記摺り切り板２４の駆動用油圧シリンダである。２７、２９は前記運転室４にそれぞれ設けた油圧シリンダ操作手段として設けたスイッチ、３０、３１はそれぞれこれらのスイッチ２７、２９により操作されてそれぞれ油圧シリンダ１９、２６を伸縮させるソレノイド弁である。表示手段３２は、油圧シリンダ１９のセンサ２３のストローク、すなわちバケット容量を表示するものであり、複数の表示ランプのうち、該当するバケット容量を表示するランプを表示する方式のもの、あるいは数字を表示する表示器、もしくは液晶パネル等の表示パネルの一部の表示領域を利用したもの等を用いることができる。
【００２３】
このようなスイッチ２７、２９や表示手段３２を用いて積み込み作業を行う場合は、表示手段３２により表示されるバケット容量（ストローク）を監視しながらスイッチ２７を操作し、該当するバケット容量に達したら、スイッチ２７によりソレノイド弁３０を中立位置にして仕切板１７を該当位置に固定して積み込み作業を行う。この場合、バケット１２により土砂、セメント等を掬う際には、油圧シリンダ２６を収縮させて摺り切り板２４をアーム１１側に寄せておき、掬った後に、油圧シリンダ２６を伸長することにより、開口面２５に山盛りになった部分を落下させて開口面２５を平らにしてトラック等に積み込む。
【００２４】
図４の構成は、オペレータが積み込み量を設定するだけで所望の量の積み込みができるようにした自動化装置も備えている。以下この装置の説明を行う。３３は前記運転室４に設置する計量スイッチであり、目標積み込み量を指示する手段として用いるものである。３４は該目標積み込み量を表示する表示手段であり、前記表示手段３２と同様のものが用いられる。
【００２５】
３５は第１の演算手段３６、第２の演算手段３９、作業状況表示手段４０および容量設定手段４１とを含む演算装置であり、第１の演算手段３６は前記計量スイッチ３３により目標積み込み量ＶＴが与えられた場合、バケットの繰り返し積み込み回数ｎと、１回目から最終回（ｎ）の１回前の（ｎ−１）回まで積み込みにおけるバケット容量Ｖ１と最終回ｎにおけるバケット容量Ｖ２を算出するものである。
【００２６】
具体的には、例えば目標積み込み量ＶＴ＝２．５ｍ３の場合、Ｖ１＝０．７ｍ３、Ｖ２＝０．４ｍ３とする。すなわち、
ＶＴ（２．５ｍ３）＝Ｖ１（０．７ｍ３）×３＋Ｖ２（０．４ｍ３）
である。従って、繰り返すべき積み込み回数ｎ＝４である。この場合、第１の演算手段３６は、第２の演算手段３９に繰り返すべき積み込み回数ｎを送り、第２の演算手段３９は、摺り切り板２４により摺り切りが行われる毎に１を減算する。この例では摺り切り板２４を動かすスイッチ２９の操作を検出して摺り切り板２４の作動が行われたことを検出しているが、摺り切り板２４自体の動きを検出したり、油圧シリンダ２６やソレノイド弁３１の動きを検出してもよい。表示手段４０は、現在繰り返し積み込みの途中である場合は数字または文字あるいはランプでそのことを表示する。
【００２７】
容量設定手段４１は、現在の積み込み回数を蓄えておき、前述の例の場合、１〜３回までは容量制御手段４２にバケット容量Ｖ１＝０．７ｍ３を送り、容量制御手段４２は、ストロークセンサ２３から与えられるストローク信号（バケット容量）と比較しながら、各回の積み込み作業開始段階において、ストロークを点検し、前記容量Ｖ１に保つ。最後の回になると、容量設定手段は４１容量制御手段４２にバケット容量Ｖ２を与え、容量制御手段４２は、ストロークセンサ２３から得られる信号がそのバケット容量Ｖ２に相当する信号となるまで、リレー４３を作動させてソレノイド弁３０を操作し、油圧シリンダ１９を介して仕切板１７を回動させる。摺り切り板２４の作動により最終回の擦り切り動作を行うと第２の演算手段３９は残りの回数ゼロを算出し、表示手段４０は目標積み込み量に達したことを表示する。
【００２８】
このように、バケット１２の取りうる最大容量より大きい積み込み容量が設定される手段を有し、自動的にバケット容量が設定され、かつ目標とする総積み込み量の積み込みが終了したことを表示手段４０によって報知することにより、オペレータは各積み込み段階においてバケット容量を考慮する必要がなく、終了時期についても考慮する必要がないので、オペレータの負担が軽減される。
【００２９】
なお、表示手段４０としては、前記表示手段３２以外にまたは表示手段３２に加えて、音響機器を用いることができる。
【００３０】
図４において、計数スイッチ３３により設定される数がバケット１２が取りうる最大容量以下である場合は、容量設定手段４１はその値を容量制御手段４２に送り、バケット容量は自動的に調整される。
【００３１】
なお、目標積み込み量がバケット容量を超える場合の各容量の分割の仕方は、上記以外に種々に変更可能であり、最後の回の積み込み量を他の回の積み込み量と変えるのではなく、最初の回の積み込み量を変更してもよい。また、バケット１２における容量の分割（図２（Ｂ）におけるａ〜ｅの位置）は、バケット容量等により種々に設定できる。
【００３２】
また、本発明は油圧ショベルのみでなく、バケットの開口面が前方を向くローダショベルにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による計量バケットおよび計量装置を適用する油圧ショベルを作業状態で示す側面図である。
【図２】（Ａ）は本実施の形態のバケットの平面図、（Ｂ）はその一部断面側面図である。
【図３】（Ａ）は本実施の形態の仕切板の先端構造を示す側面図、（Ｂ）はその他の例を示す側面図、（Ｃ）はバケット容量調整用油圧シリンダの側面図である。
【図４】本発明の計量装置の一実施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１：走行体、２：旋回装置、３：旋回体、４：運転室、５：パワーユニット、６：多関節フロント、８：ブーム、１０：アーム、１１：バケットシリンダ、１２：計量バケット、１４：側板、１５：軸、１６：底面、１７：仕切板、１９：バケット容量調整用油圧シリンダ、２０：弾性ゴム、２１：ばね、２２：摺動部材、２３：ストロークセンサ、２４：摺り切り板、２６：摺り切り板駆動用油圧シリンダ
【図１】
0003761149.tif 000002
【図２】
0003761149.tif 000003
【図３】
0003761149.tif 000004
【図４】
0003761149.tif 000005