【発明の詳細な説明】
リンク機構技術分野
本発明は作業具(implement)を構造体に取り付けるのに好適なリン
ク機構に関する。特に本発明はバックホー、芝生縁刈取器(vergemowe
r)、シャベル等の作業具を原動機に取り付けるリンク機構に関し、以下にこの
応用例を参照して主に説明する。しかしながら本発明はこの形式の使用に限定さ
れることがないことを認識しなければならない。背景技術
バックホーのような作業具を原動機に取り付けるための様々な機構が知られて
いる。例えばハリンガー氏に付与された米国特許第4403429号、ケリー氏
に付与された米国特許第3313431号、ステッドマン氏に付与された米国特
許第4049139号およびコークェット氏に付与された米国特許第30270
26号、およびコークェット氏に付与されたオーストラリア国特許第24354
7号に示されている機構である。これらの機構は作業具の融通性および作動範囲
を改良するために使用され、様々な程度の成功を得た。ハリンガー氏に付与され
た米国特許第4403429号は、掘削機の回転タレットに取り付けられて原動
機の何れかの側と平行に掘削するように設計されたバケットを支持する関節連結
アームを開示している。関節連結アームのアーム部分の回転運動を制限する限界
装置は、アーム部分に固定された機械的なストッパーで構成されている。したが
ってバケットの動作および向きの限界はアーム部分の移動で変化されることはな
く、リンク作動における可動性は制限されることになる。
ケリー氏に付与された米国特許第3313431号は、バックホー用の同様な
ダブルアームリンク機構を開示しており、関節連結アームは原動機のサイドシフ
トアタッチメントに取り付けられ、ラック・ピニオンアクチュエータにより枢動
点のまわりのアーム部分の枢動運動を与えられている。サイドシフトアタッチメ
ントを備えることは原動機に対するリンク装着部での横方向の限界変化を可能に
するが、リンクに対するバックホーの移動および向きの限界は固定化され、作動
における可動性に同様の制限を与える。
ステッドマン氏に付与された米国特許第4049139号は、互いに枢動連結
された2つのリンクアームを含むバックホー用のリンク機構を開示しており、こ
のリンク機構は原動機に対して枢動可能に連結されている。2つのアームの間の
枢動移動は、これらのアームの間に取り付けられた流体圧作動の旋回モーターに
より与えられる。この流体圧作動の旋回モーターは大きな可動性を与え、輸送の
ために作業具を原動機の付近にしまい込むようにリンクは折りたたむことができ
るようになされる。しかしながら可動性が大きいことから、通常の作動状況の下
で作業具が原動機に衝突しないことを保証するためには、原動機に対するリンク
の向きによっては旋回モーターの回転に熟練したオペレータの制御が必要となる
。リンク機構の可動性はこのようにして譲歩することになる。
コークェット氏に付与された米国特許第3027026号およびコークェット
氏に付与されたオーストラリア国特許第243547号は、支持フレームに枢動
可能に取り付けられた単一アームを有すると共に、先端にディッガーアタッチメ
ントを枢支する溝掘り機のような掘削機用のリンクを開示している。支持フレー
ムに対するアームの、またアームに対するディッガーアタッチメントの枢動移動
は手動ギヤアクチュエータで行われ、リンクは特定の作動に関してセットアップ
されることができる。リンクがセットアップされたならば、支持部に対してアー
ムを枢動移動させるために付加的なアクチュエータも備えられる。しかしながら
作動の融通性および範囲は、アクチュエータで可能とされる限界範囲および新し
い設定を与えるために手作動が必要なことによって制限される。
上述した従来技術の装置における制限された作動範囲、熟練したオペレータ制
御に対する依存性および手動調整の必要性等の様々な制限のために、原動機の各
側で作動できることを含めて大きな移動性が要求されるバックホー、芝生縁刈取
器、シャベル等の作業具を装着することには適当でない。このような大きな移動
性を得るためには、アーム部分の回転限界を拡大しなければならない。しかしな
がら回転限界が拡大されると、原動機の何れか一方の側で作業が行われるときの
、オペレータのミスで原動機に作業具が衝突する可能性は一般に許容できないほ
ど
になる。したがって上述した従来技術の装置では、回転限界の可能とされる拡大
には限度があった。原動機に対する衝突を防止するための回転限界のこの限度は
、交替施工のために原動機から離されて原動機に衝突する危険性のない場所に位
置決めされたときの作業具の回転移動を不必要に制限して、作業運転および輸送
のためのしまい込みに関する装置作動の可動性を縮小することになる。
したがって本発明は、作業具が支持部材に対して移動可能とされ、またこの支
持部材も構造体に対して移動可能とされ、作業具および支持部材の動きが機械的
に限界され、および(または)機械的に作動される制限装置で限界されるように
なされた作業具を支持する方法および装置であって、制限装置の限界内で作業具
を移動および配向する機能、または少なくとも有効な選択を与える機能を向上で
きる上述の方法および装置に関する。
例えばバックホーの場合には、上述した方法および装置は作業具の支持および
位置決めのためにリンク機構を提供するのであり、このリンク機構は従来の支持
リンクに較べて装着された作業具の作動可能範囲の拡大を可能にすると共に、原
動機の近くに支持されたときに作業具が原動機に接触しないことを保証し、また
作業具が路上輸送に必要な重量配分および寸法要求値内で支持されることを可能
にする。
本発明の他の概念および利点は、単に例として与えられるだけの以下の説明か
ら明白になるであろう。発明の説明
本発明の1つの概念によると、作業具を構造体に取り付けるリンク機構が提供
されるのであり、このリンク機構は、
第1端部および該第1端部から離れた第2端部を有し、第1端部が構造体に対
して第1枢動点で枢動連結されるようになされると共に該第1枢動点のまわりで
構造体に対して枢動するように配置されたリンクアームと、
リンクアームの第2端部に回転可能に取り付けられ、リンクアームに対して回
転するように配置されると共に直接または間接的に前記作業具を取り付けるよう
になされた装着ヘッドと、
構造体に対してリンクアームを枢動させる第1作動手段と、
リンクアームに対して装着ヘッドを回転させる第2作動手段と、
装着ヘッドがリンクアームに対して枢動する中心となる中央基準線の各側へ向
かう装着ヘッドの回転移動の範囲の限界を定める限界手段と、
装着ヘッドの回転移動の範囲の限界が構造体に対するリンクアームの枢動移動
によって変化されるように限界手段を調整する限界調整手段とで構成される。
前記限界手段は機械的な限界手段が取り付けられる限界手段の支持手段、すな
わち限界支持手段を含むことが好ましく、前記限界支持手段は前記リンクアーム
に移動可能に取り付けられ、また前記限界調整手段は前記構造体に対する前記リ
ンクアームの枢動移動によって前記リンクアームに対する前記限界支持手段の位
置を調整する機械的手段を含むことが好ましい。
前記限界支持手段は配向部材を含むことが好ましく、前記機械的限界手段はそ
れに取り付けられた2つの限界ストッパーを含むことが好ましく、前記限界調整
手段は前記構造体に対する前記リンクアームの枢動移動によって前記リンクアー
ムに対する前記中央基準線の向きを変化させる機械的手段を含むことが好ましい
。
前記リンクアームに対して前記装着ヘッドを回転させる前記第2作動手段は、
ハウジング内に回転可能に取り付けられた軸およびベーンを有する回転アクチュ
エータを含み、前記ハウジング内部で前記ハウジングおよび前記ベーンの反対両
側に備えられた限界手段の間を回転できるようになされることが好ましく、前記
配向部材は前記回転アクチュエータのケーシングまたは軸を含むことが好ましい
。
前記リンクアームに対して前記装着ヘッドを回転させる前記第2作動手段は、
ロッド部材およびケーシングに備えられた限界手段の間でケーシングに対して移
動するロッド部材を有する線形アクチュエータを含むことが好ましく、前記配向
部材は前記線形アクチュエータの前記ロッド部材および前記ケーシングの一方を
含むことが好ましい。
前記限界支持手段は前記装着ヘッドの回転に機械的限界を与える周面を有する
少なくとも1つのカム部材を含み、前記カム部材は前記リンクアームに回転可能
に取り付けられて、これにより前記機械的制限手段の位置を移動させるようにな
されることが好ましい。
前記リンクアームに対して前記装着ヘッドを回転させる前記第2作動手段は、
ハウジング内に回転可能に取り付けられた軸およびベーンを有する回転アクチュ
エータを含み、前記ハウジングは前記リンクアームに取り付けられ、前記カム部
材は前記ハウジングの内部に回転可能に取り付けられて前記周面が前記ベーンの
回転移動に対する限界を与えるように配置されることが好ましい。
前記限界調整手段は前記限界支持手段および前記構造体の間に連結されたリン
ク手段を含むことが好ましい。
前記リンク手段は歯車列および駆動軸を含み、これにより前記第1枢動点のま
わりの前記リンクアームの枢動移動に比例した回転移動が前記限界支持手段に伝
達されることが好ましい。
前記リンク手段は限界作動アームを含み、これにより前記第1枢動点のまわり
の前記リンクアームの枢動移動に比例した線形移動が前記限界支持手段に伝達さ
れることが好ましい。
前記リンク手段は限界作動アームを含み、これにより前記第1枢動点のまわり
の前記リンクアームの枢動移動に比例した線形移動が前記配向部材に伝達される
ことが好ましく、これにおいて前記限界作動アームは一端にて前記構造体に前記
リンクアームの前記第1端部の枢動点の近くに枢動可能に取り付けられ、他端に
て前記配向部材に枢動可能に取り付けられ;
構造体に対する前記リンクアームの枢動回転の予め定められた限界に関する前
記リンクアームに対する前記配向部材の枢動回転の予め定められた限界に関する
前記限界作動アームの取り付け位置は、
(a)リンクアームが枢動点のまわりを一方向へ限界まで回転され、配向部材
が前記リンクアームに対して一方向へ限界まで回転されたときの、配向部材に対
する限界作動アームの装着点に一致する第1基準点を決定し、
(b)リンクアームが枢動点のまわりを他方向へ限界まで回転され、配向部材
が前記リンクアームに対して他方向へ限界まで回転されたときの、配向部材に対
する限界作動アームの装着点に一致する第2基準点を決定し、
(c)リンクアームが(a)の位置および(b)の位置の中間位置まで回転さ
れたときの、配向部材に対する限界作動アームの装着点に一致する第3基準点を
決定し、
(d)第1、第2および第3基準位置を通過する円弧を決定して、構造体に対
する限界作動アームの前記装着位置を与えるこの円の中心位置を定める、
ことで決定される。
前記リンク手段は一端において前記第1端部の枢動点の付近の予め定められた
位置にて、前記限界作動アームの枢着部と反対側で前記構造体に対して枢動可能
に取り付けられ、他端において前記配向部材に枢動可能に取り付けられた補助ア
ームを更に含み、前記リンクアームが(a)の位置および(b)の位置の中間位
置まで回転されたときに前記装着ヘッドの前記回転可能な装着部が前記補助アー
ムおよび前記限界作動アームの枢着部の間の実質的に中央に対称的に位置するよ
うになされることが好ましい。
前記リンクアームは第1および第2端部の間の相対的な位置が変化できるよう
に互いに連結された複数の部材で構成されることが好ましい。
前記リンクアームは第1および第2端部が互いに固定的に位置された単一部材
で構成されることが好ましい。
本発明の他の概念によると、実際に前述したようなリンク機構が提供されるの
であり、該リンク機構は、
第1端部および該第1端部から離れた第2端部を有し、第1端部が前記リンク
アームの装着ヘッドに固定的に取り付けられた第2リンクアームと、
第2リンクアームの第2端部に回転可能に取り付けられ、第2リンクアームに
対して回転するように配置されると共に直接または間接的に作業具を取り付ける
ようになされた第2装着ヘッドと、
リンクアームに対して第2リンクアームを枢動させる第3作動手段と、
第2リンクアームに対して第2装着ヘッドを回転させる第4作動手段と、
第2装着ヘッドが第2アームに対して枢動する中心となる中心基準線の各側へ
向かう第2装着ヘッドの回転移動の範囲の限界を定める第2限界手段と、
第2装着ヘッドの回転移動の範囲の前記限界がリンクアームに対する第2リン
クアームの枢動移動によって変化されるように第2限界手段を調整する第2限界
調整手段とを含んで構成される。
前記第2限界手段は機械的な限界手段が取り付けられる第2限界支持手段を含
むことが好ましく、前記第2限界支持手段は移動可能に、したがって前記機械的
限界手段を移動するように前記第2リンクアームに取り付けられることが好まし
く、前記第2限界調整手段は前記リンクアームに対する前記第2リンクアームの
枢動移動によって前記第2リンクアームに対する前記第2限界支持手段を移動さ
せるための第2の機械的手段を含むことが好ましい。
前記第2限界支持手段は第2配向部材を含むことが好ましく、前記第2の限界
手段はそれに取り付けられた2つの限界ストッパーを含むことが好ましく、前記
第2配向部材は前記第2リンクアームに枢着されて、前記第2リンクアームに対
する前記限界ストッパーの向きが前記第2配向部材の枢動移動によつて変化され
るようになされることが好ましい。
前記第4リンクアームに対して前記第2装着ヘッドを回転させる前記第2作動
手段は、ハウジング内に回転可能に取り付けられた軸およびベーンを有する回転
アクチュエータを含み、前記ケーシング内部で該ケーシングおよび前記ベーンの
反対両側に備えられた限界手段の間で回転できるようになされることが好ましく
、前記第2配向部材は前記回転アクチュエータのケーシングまたは軸を含むこと
が好ましい。
前記限界作動アームは更に前記リンク機構の支持部材として作用し、前記限界
作動アームおよび前記リンクアームは構造体、配向部材およびアーム自体によっ
て形成されたパンタグラフとして配置されることが好ましく。
前記構造体は原動機であることが好ましく、前記作業具はバックホーであるこ
とが好ましい。
本発明の他の概念によると、リンク機構によって構造体に対して移動可能に支
持され、且つまたリンク機構および構造体に対して限界手段によって移動を制限
された作業具の移動および配向能力を向上させる方法が提供されるのであり、こ
の方法は構造体に対して作業具を移動させることによって、限界手段が与える限
界を変化させる段階を含んでいる。
更に他の概念において、本発明は限界手段により与えられるリンクアームの回
転限界を変化させる方法を構成し、この方法は、
前記アームに対して移動可能となるように前記限界手段を装着し、
前記回転限界が前記アームの移動によって変化されるように前記限界手段に前
記アームの移動をリンク連結させる諸段階を含む。
更に他の概念において、本発明はこれまで説明したようなリンク機構により作
動的に支持された作業具を有する動力車を構成する。
更に他の概念において、本発明は構造体に作業具を装着するリンク機構を構成
するのであり、このリンク機構は、
第1端部および該第1端部から離れた第2端部を有し、第1端部が第1枢動点
で前記構造体に対して枢動可能に装着されて、前記第1枢動点のまわりを構造体
に対して回転するように配置された第1リンクアームと、
前記第1リンクアームの前記第2端部に枢動可能に取り付けられて回転するよ
うに配置された第1配向部材と、
前記構造体に第1枢動点の付近で枢動可能に取り付けられ、前記第1配向部材
へ延在されて、前記第1リンクアームおよび第1配向部材の回転軸線以外の箇所
で枢着された第1リンク手段と、
第1端部および該第1端部から離れた第2端部を有し、第1端部が第2枢動点
で前記第1配向部材に対して枢動可能に装着され、前記第2枢動点は前記第1枢
動点から変位されて前記第2枢動点のまわりにモーメントを与えることができる
ようになされていて、前記第2枢動点のまわりで前記第1配向部材に対して枢動
するように配置された第2リンクアームと、
前記第2リンクアームの前記第2端部に回転可能に取り付けられて第2配向部
材に対して回転するように配置された第2配向部材と、
前記第1すなわち配向手段に第2枢動点の付近で枢動可能に取り付けられ、前
記第2配向部材へ延在されて、前記第1リンクアームおよび前記第2配向部材の
前記装着部の回転軸線以外の箇所で枢着された第2リンク手段と、
前記第2リンクアームの第2端部および(または)配向部材に回転可能に取り
付けられ、第2配向部材に対して回転するように配置されると共に作業具を取り
付けるようになされており、前記枢動部または回転装着部または点の各々の回転
および(または)枢動軸線が実質的に平行である装着ヘッドとを含む。
前記第1リンク手段は少なくとも2つの部材で構成されることが好ましい。
前記第2リンク手段は少なくとも2つの部材で構成されることが好ましい。
前記構造体のまわりに第1リンクアームを回転させる手段の備えられることが
好ましい。
回転させる前記手段は流体圧作動ラムを構成することが好ましい。
前記構造体は原動機で構成されることが好ましい。
前記作業具がホーで構成されることが好ましい。
更に他の概念において、本発明は構造体に作業具を装着させるリンク機構を構
成するのであり、このリンク機構は、
第1端部および該第1端部から離れた第2端部を有し、第1端部が第1枢動点
で前記構造体に対して枢動可能に装着されて、前記枢動点のまわりを前記構造体
に対して回転するように配置された第1リンクアームと、
リンク機構の前記第2端部に回転可能に取り付けられて回転するように配置さ
れた配向部材と、
前記構造体に前記第1枢動点の付近で枢動可能に取り付けられ、配向部材へ延
在されて、前記第1リンクアームおよび前記配向部材の回転軸線以外の箇所で枢
着された第2リンクアームと、
第1リンクアームまたは第2リンクアームの何れか一方の先端および(または
)配向部材に回転可能に取り付けられ、前記配向部材に対して回転するように配
置されると共に前記作業具を取り付けるようになされており、前記枢動部または
回転装着部または点の各々の回転および(または)枢動軸線が実質的に平行であ
る装着ヘッドとを含む。
前記第1リンクアームおよび前記第2リンクアームが交差配置(クロスオーバ
ー)されることが好ましい。
前記配向部材を前記構造体のまわりに回転させる手段の備えられることが好ま
しい。
前記回転させる前記手段は流体圧作動ラムを構成することが好ましい。
前記構造体は原動機で構成されることが好ましい。
前記作業具が芝生縁刈取器で構成されることが好ましい。
この替わりに、前記作業具はバックホーシャベルで構成される。
作業具の移動および配向能力を向上させる前述したリンク機構および方法によ
ると、作業具を支持する装着ヘッドの回転移動の限界が構造体に対するリンクア
ームの枢動移動によって調整できるので、構造体の近くでの作業と原動機に衝突
する危険性のない構造体から離れた作業とが交互に行われるときに、回転限界は
作業具が構造体に衝突しないことを保証するように設定される。したがってリン
ク機構の枢動移動に対する不必要な制限は解消され、制限範囲内で作業具の移動
および配向能力の向上を可能にし、また装置作動における可動性を向上させる。
この構造体はバックホーまたは芝生縁刈器の原動機等の原動機とされることが
好ましいが、静止本体とされることもできる。リンクアームは単一の一体アーム
とされるか、または互いに連結されて前記第1および第2端部の関係が変化され
るようになされた複数の部材で構成されることができる。例えば、このリンクア
ームは互いに枢動連結されると共に、互いにアームを枢動させる適当なアクチュ
エータを備えた2つのアームで構成され得る。
装着ヘッドは、工具すなわち作業具がリンクアームに直接または間接的に装着
できるような何れの手段も含み得る。間接的な装着の場合には、装着ヘッドに固
定的に連結されるか、または一体形成された付加的なリンクアームを備え得る。
この付加的なリンクアームは、作業具を直接または間接的に取り付けるための装
着ヘッドを備え得る。
このリンク機構は、このような1つまたはそれ以上の装着ヘッドを有する1つ
またはそれ以上のこのようなリンクアームを含み得る。2つまたはそれ以上のア
ームを有する場合、2つまたはそれ以上のアームの第1のものは第2端部に第1
装着ヘッドを備え、第1端部で原動機に枢動可能に取り付けられることができ、
2つまたはそれ以上のアームの第2のものは第2端部に第2装着ヘッドを備え、
第1端部で第1アームの第2端部に枢動可能に対して第1装着ヘッドで取り付け
られることができ、同様に次々と取り付けられることができる。
作動手段は、リンクアームが構造体に対する枢動装着部のまわりに枢動できる
ようになされる何れかの適当な手段で構成され、装着ヘッドはリンクアームに対
して回転されることができ、例えば、これは電気または流体圧作動によるアクチ
ュエータで構成され得る。流体圧作動アクチュエータの場合には、流体圧作動ラ
ムは原動機とリンクアームとの間に連結され、他のラムまたは旋回モーターは装
着ヘッドとリンクアームとの間に連結される。
限界手段は、リンクアームに対する装着ヘッドの回転移動が制限される何れか
の適当な手段で構成され得る。例えばこれは装着ヘッドのアクチュエータを作動
させる電気/流体圧の動力を制御するためのスイッチ/バルブ等の装置で構成さ
れ得る。
この場合、限界調整手段は、スイッチ/バルブがリンクアームの枢動移動に関
して予め定められた比率で変化されるような制御装置で構成され得る。例えばセ
ンサーがリンクアームの位置を決定するために使用でき、このセンサーからの信
号に基づいてスイッチ/バルブが作動される。
この替わりに、限界手段は機械的限界装置が取り付けられる限界支持手段で構
成されることができ、限界支持手段はリンクアームに移動可能に取り付けられ、
これにより機械的限界装置が移動されるようになされる。この場合、限界調整手
段は、構造体に対するリンクアームの枢動移動によってリンクアームに対して限
界支持手段を移動させる機械的手段を含むことができる。
限界支持手段は2つの限界ストッパーを有する配向部材とされることができ、
この配向部材はリンクアームに対する限界ストッパーの配向が配向部材の枢動移
動によって変化されるようにリンクアームに枢動可能に取り付けられる。
配向部材は回転可能に取り付けることのできる何れかの適当な部材とされ得る
。装着ヘッドが回転アクチュエータで回転される場合、配向部材は回転アクチュ
エータのハウジングまたは軸で構成されることができ、限界装置はハウジングに
対する軸の回転を制限するものとされる。ベーンが軸に取り付けられたベーン形
式の回転アクチュエータの場合、限界装置はベーンの反対両側に接触するハウジ
ングに取り付けられた2つの限界ストッパーで構成され得る。
備えた限界ストッパーの間でケーシングに対して移動するロッド部材とケーシ
ングとを有する線形アクチュエータによって装着ヘッドが回転される場合、配向
部材はリンクアームに枢動可能に取り付けられた支持プレートで構成でき、アク
チュエータのロッド部材またはケーシングがこの支持プレートとリンクアームと
の間で連結され、配向部材が限界ストッパーを備えたロッド部材またはケーシン
グを含む。
配向部材に替えて、限界支持手段はリンクアームに対して移動可能とされるよ
うに支持される機械的ストッパーで構成されることができる。例えば、これは装
着ヘッドの回転を機械的に制限する周面を有するカム部材とされることができる
。このカム部材は、装着ヘッドの回転を制限する機械的限界装置の位置がカムの
回転で移動されるように、リンクアームに回転可能に取り付けられた枢動軸で構
成されることができる。
ハウジング内部を移動するベーンを含む回転アクチュエータによって装着ヘッ
ドが回転される場合には、カム部材はハウジングの内部に該ハウジングに対して
回転可能に取り付けられて、カム部材の周面がベーンの回転移動を制限するよう
に配置される。
限界手段が限界支持手段を含む場合、限界調整手段は限界支持手段と構造体と
の間に直接または間接的に連結されたリンク手段を含み得る。何れかの適当なリ
ンク手段が限界支持手段の位置を調整、したがってリンクアームに対して制限を
与えることができるようにする。例えば、これは電気/流体圧作動のアクチュエ
ータ、歯車装置またはリンクアームの何れか1つまたは組み合わせによって構成
できる。歯車装置の場合には、歯車および限界支持手段へ延在する駆動軸を含み
、第1枢動点のまわりのアームの枢動移動に比例した回転移動が限界支持手段へ
伝達されてそれを移動させることができる。
これに替えて、または更に加えて、リンク手段は限界作動アームを含み、これ
により第1枢動点のまわりのリンクアームの枢動移動に比例した線形移動が限界
支持手段に伝達されて移動を生じるようになされることができる。
枢動ピンで回転可能に取り付けられたカム部材のような限界支持手段の場合、
リンク手段はカム部材に連結されて回転されるようになされることができる。例
えば、カム部材は枢動ピンに連結されたクランクアームおよび外クランクアーム
に連結されたリンク手段を備えることができる。この場合のリンク手段は限界作
動アームで構成され得る。これは一端がリンクアームの第1端部の枢動点の近く
で構造体に枢動可能に取り付けられ、他端がクランクアームに枢動可能に取り付
けられ、第1枢動点のまわりのリンクアームの枢動移動に比例した線形移動がリ
ンクアームによってカムに伝達されるようになされる。他の方向における装着ヘ
ッドの回転移動を制限するための第2の可動限界ストッパーを与えるために、限
界固定ストッパーの替わりに第2クランクアームを有する第2カム部材が備えら
れ得る。この場合、第2限界作動アームは一端が枢動点の近くで且つまた他の限
界作動アームの枢支部と反対側で構造体に枢動可能に取り付けられ、他端が第2
クランクアームに枢動可能に取り付けられ、これにより第1枢動点のまわりのリ
ンクアームの枢動移動に比例した線形移動が第2リンクアームによって第2カム
に伝達されることができる。
限界作動アームを構成するリンク手段を有する配向部材とされた限界支持手段
の場合、この限界作動アームは一端が第1リンクアームの第1端部の枢動点の近
くで構造体に枢着され、他端が配向部材に枢着されて、第1枢動点のまわりのリ
ンクアームの枢動移動に比例した線形移動がリンクアームによって配向部材に伝
達されることができる。この場合、構造体に対するリンクアームの枢動回転の予
め定められた限界に関する配向部材の枢動回転の予め定められた限界に関する限
界作動アームの構造体に対する取り付け位置は、
(a)リンクアームが枢動点のまわりを一方向へ限界まで回転され、配向部材
が前記リンクアームに対して一方向へ限界まで回転されたときの、配向部材に対
する限界作動アームの装着点に一致する第1基準点を決定し、
(b)リンクアームが枢動点のまわりを他方向へ限界まで回転され、配向部材
が前記リンクアームに対して他方向へ限界まで回転されたときの、配向部材に対
する限界作動アームの装着点に一致する第2基準点を決定し、
(c)リンクアームが(a)の位置および(b)の位置の中間位置まで回転さ
れたときの、配向部材に対する限界作動アームの装着点に一致する第3基準点を
決定し、
(d)第1、第2および第3基準位置を通過する円弧を決定して、構造体に対
する限界作動アームの前記装着位置を与えるこの円の中心位置を定める、ことで
決定される。
リンク手段は、リンクアームの全ての位置で配向部材に最大モーメントが加え
られることを保証するように、限界作動アームと関連して補助アームを更に含む
ことが望まれる。この場合、補助アームは一端が第1端部の枢動点に近く且つ限
界作動アームの枢着部と反対側の予め定められた点で構造体に枢動可能に取り付
けられ、他端が配向部材に枢動可能に取り付けられて、これによりリンクアーム
が限界位置の中間位置へ回転されたときに、装着ヘッドの回転可能な取り付けが
補助アームの枢着部および限界作動アームの間で実質的に中央且つ対称的に配置
されるようにできる。構造体における補助アームの枢着のための予め定められる
位置の決定は、リンクアームの移動による補助アームおよび限界調整アームの移
動がリンクアームの2つの移動限界の間の中央軸線と一致する中心基準軸線のま
わりに対称的となるように、決定される。
カム機構または他の何れかの機構のような独立した限界支持手段に比較すると
、配向部材は一体的であるので、リンク手段が配向部材に枢着された2つのアー
ムで構成される場合は連結点の何れかにおいて拘束の生じる中心軸線の各側にリ
ンクアームが配置され得る。この拘束はリンクアームに対する枢動連結のための
枢動点の曲線の僅かな違いによって生じ、補助アームおよび限界作動アームで支
持された配向部材に位置され、枢動点は配向部材に対する枢動連結のためのリン
クアームに位置される。補助アームおよび限界作動アームが配向部材に連結され
る位置は、この拘束がリンクアームの移動限界にてゼロとなり、リンクアームの
位置が中心基準軸線に一致するときに選定される。この拘束は、配向部材および
構造体のそれぞれのリンクアームの枢動点に対して、配向部材および構造体にお
ける補助アームおよび限界作動アームの枢動点を適当に位置決めすることによっ
て、リンクアームの他の位置で最小となる。
この替わりに、リンク手段は1または複数のアームにそれぞれ替えて1または
2つの流体圧作動ラムで構成され得る。
リンクアームに関連するリンク機構の支持部材として更に作用する限界作動ア
ームを有するリンク機構を得ることも可能である。この場合、限界作動アームは
構造体および限界支持部材に枢動可能に取り付けられ、枢動する一方で限界支持
部材を支持するようにされる。限界作動アームおよびリンクアームは構造体、限
界支持部材およびアーム自体により形成されるパンタグラフの形態に構成される
。この替わりに、アームが限界支持部材に連結され、構造体および限界支持部材
の
中間で交差するようできる。
装着ヘッドが回転アクチュエータの軸/ハウジングで回転され、配向部材がハ
ウジング/軸を含み、ハウジングに対する軸の回転が機械的ストッパーで制限さ
れる場合には、リンクアームに対するハウジング/軸の回転がリンクアームに対
して機械的ストッパーを移動させ、これによりリンクアームに対する装着ヘッド
の枢動移動の範囲を変化させるように、1またはそれ以上の限界作動アームがハ
ウジング/軸に連結されることができる。
リンク機構が2つのリンクアームを含む場合には、限界調整アームは各リンク
アーム毎に単一アーム部材とされるか、各リンクアーム毎に1対のアーム部材と
なされることができる。例えば、リンク機構が2つのアームを含み、第1アーム
が第1端部で構造体に枢動可能に取り付けられるときは、第2アームのための限
界作動アームは第1アームの第2端部で限界支持部材に枢動可能に取り付けられ
、第2アームの第2端部に回転可能に取り付けられた第2制限支持部材まで延在
されることができる。この機構においては、装着ヘッドは第2アームの第2端部
および(または)第2限界支持部材に回転可能に取り付けられることができる。
作業具はバックホーまたは芝生縁刈取器であることが好ましい。図面の簡単な説明
本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
第1図は本発明によるリンク機構の第1実施例の平面図を示し、
第2図は第1図のリンク機構の種々の位置を示し、
第3図は本発明の種々の実施例に使用するために好適な好ましい装着ヘッドの
細部を示し、
第4図は本発明によるリンク機構および該リンク機構に取り付けられた作業具
の可能な作動範囲の平面略図を示し、
第5図は本発明によるリンク機構の好ましい第2実施例の平面図を示し、
第6図は本発明によるリンク機構の好ましい第3実施例の平面図を示し、
第7図は本発明によるリンク機構の好ましい第4実施例の平面図を示し、
第8図は装着ヘッドに装着されたバックホーを備えた原動機に装着された第5
図のリンク機構を示し、
第9図は構造体に対する限界作動アームの装着箇所を決定することができる方
法を略図で示し、そして
第10図は本発明の好ましい第5実施例によるリンク機構を示す。発明を実施するための最良のモード
第1図について述べると、構造体、例えば、原動機12に取り付けるためのリ
ンク機構10を中立(回転しない)位置において示してある。このリンク機構1
0は第1枢動点16において原動機12に取り付けられた第1リンクアーム14
を含む。第2リンクアーム18が第1リンクアーム14と第1回転アクチュエー
タ19により枢着されている。第2リンクアーム18はアクチュエータ19のハ
ウジングに固定して取り付けられ、かつアクチュエータ19の軸は第1リンクア
ーム14に第2枢動点20において回転可能に取り付けられている。回転ヘッド
22の形態の装着ヘッドが第2リンクアーム18に第2回転アクチュエータ23
により回転可能に取り付けられている。回転ヘッド22はアクチュエータ23の
ハウジングに固定して取り付けられ、かつアクチュエータ23の軸が第2リンク
アーム18に第3枢動点24において回転可能に取り付けられている。
1対の液圧ラム26、26´が原動機12枢着されかつ該原動機から延び、か
つ第1リンクアーム14に作用して該第1リンクアームを第1枢動点16のまわ
りに枢動させる。(この枢動は、例えば、第2G図および第2H図に示してある
)
第1配向ベース28の形態の第1限界支持部材が第1回転アクチュエータ19
の軸に固定して取り付けられ、それにより第2枢動点20において第1リンクア
ーム14に回転可能に取り付けられている。第1配向ベース28は原動機12と
第1限界作動アーム30および第1補助アーム30´により連結されている。A
アーム30および30´は第1枢動点16と隣接したその両側のそれぞれの枢動
点31、31´から第1配向ベース28上の枢動点32、32´まで延びている
。枢動点32、32´は第2枢動点20がそれらの間に実質的に中央に対称に配
置されるように配置されている。
第2配向ベース33の形態の第2限界支持部材が第2回転アクチュエータ23
の軸に固定して取り付けられ、それにより第3枢動点24において第2リンクア
ーム18に回転可能に取り付けられている。第2配向ベース33は第1配向ベー
ス28と第2限界作動アーム35および第2補助アーム35´により連結されて
いる。アーム35および35´は第2枢動点20に隣接したその両側の第1配向
ベース28上のそれぞれの枢動点37、37´からそれぞれの枢動点36、36
´まで延びている。枢動点37、37´は第3枢動点24がそれらの間に実質的
に中央にかつ対称に配置されるように配置されている。
第1配向ベース28は第2リンクアーム18に固定して取り付けられたアクチ
ュエータ19のハウジングのリング部分42の内部で回転する回転アクチュエー
タ19のベーン40、40´の形態の回転デリミッターを備えている。これらの
回転デリミッター40、40´は中心基準線L1(第1図の対称の構成における
中心軸線CAと合致している)の両側の第2リンクアーム18の回転運動の範囲
の限度を規定している。基準線L1のまわりに第2アーム18が第1アーム14
に対して枢動する。
第2配向ベース33は回転ヘッド22に固定して取り付けられたアクチュエー
タ23のハウジングのリング部分46の内部で回転する回転アクチュエータ23
のベーン44の両側の回転デリミッターを備えている。ベーン44により提供さ
れたこれらの回転デリミッターは中心基準線L2(第1図の対称の構成の中心軸
線CAと合致している)の両側の回転アーム22の回転運動の範囲の限度を規定
している。基準線L2のまわりに回転ヘッド22が第2アーム18に対して枢動
する。
液圧アクチュエータ19のリング部分42はリング部分42から第2枢動点2
0に向かって内方に延びるベーン48、48´を備えている。液圧アクチュエー
タ23の扇形リング46は旋回カム50、50´(第3図を参照して後述する)
を備えている。旋回カム50、50´は扇形リング46の壁部から内方に延びか
つアクチュエータ23のハウジングに枢着されている。旋回カム50、50´は
通常ケーシング51(扇形リング46の壁部)と衝接するように回転せしめられ
て、回転ヘッド22を最大限度に回転させる。
回転ヘッド22は作業具、例えば、バックホー、芝生縁刈取り器または同様な
装置を受け入れるために突出したアーム52、52´を備えている。この点につ
いて、バックホーのブームがアーム52、52´の間に(第8図に示すように)
成形されよう。
第2図を参照すると、このリンク機構の種々の位置を示してある。第1図およ
び第2B図においては、原動機12、第1枢動点16(およびこのリンク機構が
中立位置にあるときには第2枢動点20および第3枢動点24)を通って延びる
中心軸線を符号CAで示してある。中心軸線CAの一方の側のこのリンク機構の
種々の位置を例えば第2D図に示した状態の鏡像である第2F図により示したよ
うに、軸線の他方の側において鏡像を形成する(全く同じ形状に複写する)こと
ができることに留意すべきである。その結果、本発明のリンク機構から由来する
いくつかの利点(後述する)が得られる。
第2A図ないし第2E図は回転ヘッド22が旋回カム50´が回転デリミッタ
44と係合して回転ヘッド22の回転移動を止める位置まで回転した状態を示す
。この回転移動は液圧アクチュエータ23を作動させてアクチュエータ23のハ
ウジングをベーン44に対して時計回りまたは逆時計回りの方向に回転すること
により行うことができる。
第2C図を参照すると、第2アーム18が第2枢動点20のまわりに枢動して
いる状態を示してある。この枢動は液圧アクチュエータ19を作動させて第2ア
ーム18をベーン48、48´が回転デリミッター40、40´のそれぞれと係
合して第2アーム18の移動を阻止するまで枢動させることにより行うことがで
きる。
また、第2C図から第2枢動点20のまわりの第2アーム18の枢動により第
2限界作動アーム35および第2補助アーム35´のそれぞれの枢動点37、3
7´のまわりの枢動をひき起こすことに気付かれよう。これらのアーム35、3
5´がまた第2配向ベース33上のそれぞれの枢動点36、36´に枢着されて
いるので、第2アーム18の第2枢動点20のまわりの枢動により第2リンクア
ーム18の名が長手方向の軸線(第2C図においてL2´により示した)に対す
る第2配向ベース33の限界の間の中心基準線L2の向きの変化をひき起こす。
従って、第2アーム18に対する回転ヘッド22の相対回転が変更される。すな
わち、回転ヘッド22が時計回りの方向よりも逆時計回りの方向において軸線L
2´からより小さい回転スイープを有する。)
第2E図(および第2A図、第2D図および第2F図)を参照すると、第1リ
ンクアーム14が第1枢動点16のまわりに枢動した状態を示してある。第2E
図において、この状態が液圧ラム26のピストン棒を延長しかつ液圧ラム26´
のピストン棒を引っ込める(第1図参照)ことにより達成される。第1枢動点1
6のまわりの第1リンクアーム14の枢動の範囲はこれらのピストン棒のそれぞ
れの液圧ラム26、26´の内部での移動範囲により制限される。
第1リンクアーム14が第1枢動点16のまわりに枢動するときに、第1限界
作動アーム30および第1補助アーム30´がそれらのそれぞれの枢動点31、
31´のまわりに枢動せしめられる。これらのアーム30、30´の端部が第1
配向ベース28上の枢動点32、32´において枢動可能に連結されているので
、第1枢動点16のまわりの第1リンクアーム14の枢動により第1アーム14
の長手方向の軸線(第2E図においてLI´により示した)に対する第1配向ベ
ース32の限度の間の中心基準線L1の向きの変化が生ずる。第2E図および第
2F図を参照すると、中心基準線L1により示された第1配向ベース28の新し
い向きが軸線LI´のいずれかの側の第1アーム14に対する第2アーム18の
スイープの範囲の変化をひき起こすことを理解することができる。従って、スイ
ープの範囲は逆時計回りの方向(第2E図)よりも時計回りの方向(第2F図)
において大きい。中心基準線L2により示した第2配向ベース36の向きもまた
、第2限界作動アーム35および第2補助アーム35´が第1配向ベース28に
枢着され、それゆえに第1配向ベース28の位置の変化と共に変化するので、変
更される。
第1枢動点16のまわりの第1リンクアーム14の枢動および第2枢動点20
のまわりの第2リンクアーム18の枢動の範囲を変更することにより、第3枢動
点24を原動機12から離れた種々の位置に配置することができる。そのうえ、
原動機12および第1配向ベース28に対して限界作動アーム30を枢動可能に
取り付けるために異なる位置を選択しかつ配向ベース28および33上のデリミ
ッター40、40´および44の位置を変更することにより、このリンク機構を
種々の用途に適合するように設計することができる。
作業具、例えば、バックホーが回転ヘッド22に取り付けられるときに、種々
の異なるサイズの領域(バックホーが第3枢動点24から到達することができる
限界を示すエンベロープにより境界が設定された)にバックホーショベルを到達
させることができ、これらを第4図および第8図に略図で示してある。第4図は
またこのリンク機構がそのそれぞれの枢動点のまわりに回転せしめられるときに
配向ベースの自動配向を利用することが可能であることをも示す。第4図におい
ては、矢印線が回転アクチュエータまたは同様な機能をはたす機構に起因する移
動を示している。第4A図は第1リンクアーム14が第1枢動点16のまわりに
回転するときに第2アーム18を第1リンクアーム14に対して回転させる交差
リンク機構を示す。この場合には、回転ヘッド22が第2アーム18により取り
付けられた配向ベース28が限界作動アーム30および補助アーム30´により
第1リンクアーム14に対して回転せしめられる。アーム30、30´は第1枢
動点16の両側の枢動点31、31´に取り付けるために原動機12配向ベース
28との中間で交差している。第4図においては、第1リンクアーム14が第1
枢動点16のまわりに一つの末端位置まで回転せしめられている。この位置にお
いては、回転ヘッド22をいずれかの末端位置で回転ヘッド22に取り付けられ
た作業具が原動機12と接触しないように回転させることができる。
第4B図は原動機12上の限界作動アーム30および補助アーム30´の取付
点が第1枢動点16により近く配置された第4A図のリンク機構に類似のリンク
機構を示す。この構成の回転ヘッド22はその枢動点のまわりにより大きい回転
範囲を有し、従って、回転ヘッド22に取り付けられた作業具が原動機12と接
触することを阻止するために、第1リンクアーム14の回転限度が縮小されてい
る。
第4C図は限界作動アーム30および補助アーム30´の枢動点が交差しない
ように第1枢動点16に対して配置された機構を示す。この構成においては、回
転ヘッド22が第2リンクアーム18のまわりに、従って、配向ベース28に対
して回転可能であると共に、第2リンクアーム18が配向ベース28のまわりに
回転可能である。第1リンクアーム14、第2リンクアーム18および回転ヘッ
ド22の回転限界は第1リンクアーム14が一つの末端位置(第4図において左
側)にあるときに、回転ヘッド22に取り付けられた作業具がその移動範囲全体
にわたって原動機12と接触することができないように設定されている。もしも
限界作動アーム30(補助アーム30´は取り付けられていてもよくまたは取り
付けられていなくてもよい)が設けられていなければ、第1リンクアーム14が
他方の極端の位置(第4A図において右側)にあるときに、回転ヘッド22に取
り付けられた作業具が原動機12の側部と接触する。原動機12と配向ベース2
8との間に連結された限界作動アーム30(および補助アーム30´)が存在し
ているために、第1リンクアーム14が第1枢動点16のまわりに時計回りに回
転するときに配向ベース28が逆時計回りに回転して、それにより第2リンクア
ーム18の移動の中心軸線(中心基準線)が第1リンクアーム14の軸線に対し
て回転せしめられ、右側の極端な位置において回転ヘッド22に取り付けられた
作業具が原動機12と接触しないように配置される。
第4Dは第2配向ベース33を備えている構成を示す。この機構においては、
回転ヘッド22の回転範囲を増大することができると共に、依然として回転ヘッ
ドに取り付けられた作業具がリンク機構の全移動範囲にわたって原動機12の側
部に接触しないことを保証している。
第2D図からさらに詳細に理解できるように、このリンク機構は例えば大きい
後輪(符号Wで示した)を備えた原動機12に取り付けられている。回転ヘッド
22、第1リンクアーム14および第2リンクアーム18のそれぞれの枢動点1
6、20および24のまわりの完全な逆時計まわりの移動により突出したアーム
52、52´が原動機12の一方の側部に平行になるようにデリミッターが配置
されている。この限界リンク位置においては、このリンク機構の回転ヘッド22
に取り付けられた作業具は(第2D図および第2Fの鏡像をなす機構により理解
できるように)原動機12のいずれかの側で該原動機と隣接した位置で該原動機
と接触することなく作動させることができる。従って、もしも規定された幅のバ
ックホーがこのリンク機構に取り付けられれば、バックホーは該バックホーが原
動機12と接触することなく原動機12の側部に沿って該原動機に平行に掘削作
業を行うことができよう。(例えば、第8図に示した作動範囲を参照されたい)
。
さて、第3図を参照して、第2配向ベース36に関する回転ヘッド22の作動
をさらに詳細に説明する。旋回カム50、50´が回転ヘッド22に枢動点60
、60´においてそれぞれ枢着されている。各々のカム50、50´はいくつか
の切欠き62、62´を備えている。切欠き62、62´は第2配向ベース36
(第3図に示さず)と固定して連結された回転デリミッター44(一つの位置を
点線による輪郭で示した)の両側に形成されたノッブ64、64´と係合するよ
うに形成されている。
第3図において、旋回カム50´はその通常の作動位置において示してあり、
すなわち、ケーシング51と衝接した状態にあり、一方旋回カム50はケーシン
グ51から離れて枢動しており、それにより回転ヘッド22の回転スイープ範囲
を減少させている。この構成は、例えば、回転ヘッドに異なる作業具が取り付け
られるときに、使用することができる。切欠き62、62´の一方がノッブ64
,64´(第3図に示したような)と係合するために選択され、従って、第2配
向ベース36のまわりの回転ヘッド22の回転スイープをリンク機構に取り付け
られた作業具の型式に適するように変更することができる。例えば、バックホー
が第1図および第2図に示したようなリンク機構を有する装着ヘッド22に取り
付けられるときに、旋回カムの構成をいくつかの作動構成を含むために改造する
ことができよう。これらは回転ヘッド22の回転スイープを制限することにより
バックホーが原動機と接触することを阻止する使用中の安全を図る構成と、現場
の間に輸送するためにバックホーを原動機の近くにまたは原動機上に配置するこ
とを可能にする(すなわち、旋回カムを適切に配置することにより回転スイープ
を増大した)輸送構成とを含む。この点について、第7図の実施例(後述する)
および第7図に示した回転ヘッド22の種々の位置とを参照されたい。これらの
種種の構成をリンク機構に取り付けられた作業具の型式により修正することがで
きる。
第5図は第1限界作動アーム3を第1枢動点16と隣接して原動機12に枢着
された単一の液圧ラム68と置き換えた本発明によるリンク機構の第2実施例を
示す。液圧ラム68のピストン棒は第1配向ベース28と側部枢動点70におい
て枢動可能に連結されている。
第5図の実施例においては、第1図の実施例の回転アクチュエータ32が1対
のそれぞれの液圧ラム72、72´と置き換えられている。各々のラム72、7
2´は第2リンクアーム18と一体に形成された取付け部材65と第1配向ベー
ス28との間にそれぞれの枢動点73、73´および74、74´において枢着
されている。従って、ラム72、72´は第2リンクアーム18を第2枢動点2
0のまわりに枢動させるために回転アクチュエータ32の機能と類似の機能をは
たす。
もしも取付け部材65が第2配向ベース(第5図に示さず)として第2アーム
18上で枢動自由であれば、第5図の機構が所定の長さの限界作動アームのかわ
りに液圧ラム68を使用しているために第2アーム18に対する第2配向ベース
の位置のより大きい変更を可能にすることに留意すべきである。同様に、第5図
における第1配向ベース28の位置を第1リンクアーム14と関係なく変更する
ことができ(すなわち、第1配向ベース28の位置を第1リンクアーム14を枢
動させることにより、またはラム68を作動させることにより変更することがで
きる。
第6図を参照すると、第1リンクアーム14の機構が第5図に示した機構と類
似している本発明によるリンク機構の第3実施例を示してある。しかしながら、
第1配向ベース28はL字形部材74を形成するために第2アーム18と一体に
構成され、かつ第1リンクアーム14の中心軸線LI´に対する中心基準線L1
の向きの変更は第2枢動点20のまわりにL字形部材74を回転することにより
行われる。第6図に示した機構においては、液圧ラム68の延長部はL字形部材
74を第2枢動点20のまわりに時計回りの方向に回転させる。ラム68が引っ
込められると、L字形部材74が第2枢動点20のまわりに逆時計回りの方向に
回転する。
液圧ラム68はまた限界作動アームのとしての機能をはたす。従って、第1ア
ーム14が第1枢動点16のまわりに枢動し、そして例えば液圧ラム68の長さ
が(第6A図に示すように)一定であるときに、第1アーム14に対するL字形
部材74の位置の変化が起こり(すなわち、L字形部材74が第2枢動20のま
わりに枢動する)、第1アーム14が第1枢動点16のまわりに枢動する前およ
び/またはその間に(第6B図、第6C図に示すように)液圧ラム68の長さを
変更することにより、第1アーム14のの間および/またはその移動の終端時に
回転ヘッド22の種々の位置が得られる。
もう一度回転ヘッド22を第3枢動点24に取り付けることができ、かつその
回転スイープを回転ヘッド22に取り付けられたいかなる作業具をも原動機12
と接触することなく原動機12の横方向にかつ該原動機と隣接して作動するよう
に配置することができるように制御することができる。この実施例においては、
液圧ラム68を原動機12に取り付けるときに交差リンクが使用されることに留
意されたい。これにより第1リンクアーム14の回転に関するL字形部材74の
より大きい回転が得られる。すなわち、液圧ラム68がロックされた状態で第1
リンクアーム14が原動機12に対して枢動するときに、第1リンクアーム14
に対するL字形部材74の結果として生ずる回転比が原動機12に対する第1リ
ンアーム14の回転比よりも大きい。
第7図を参照すると、本発明によるリンク機構の第4実施例を示してある。こ
の実施例においては、配向ベース80が原動機12に交差(織り合された)リン
クアーム82および82´により原動機12に枢着されている。リンクアーム8
2、82´は原動機12に枢動点83および83´においてそれぞれ枢着され、
かつ配向ベース80のそれぞれの向かい合う端部に枢動点84、84´において
枢着されている。この機構においては、リンクアーム(以下に述べる82´)の
一方をリンク機構のための支持アームとして作用するようになっている限界作動
アームとして考慮することができる。液圧ラム85および85´が原動機12に
枢着されかつ配向ベース80のそれぞれの向かい合う端部まで延びかつ該端部に
枢動点84、84´において枢着されている。回転ヘッド22が配向ベース80
に上記の実施例と同様な態様で回転可能に取り付けられ、そして中心基準線L1
のまわりに枢動する。
液圧ラム85を延長しかつ液圧ラム85´を引っ込めることにより、交差リン
クアーム82および82´がそれらのそれぞれの枢動点のまわりに逆時計回りの
方向に枢動せしめられ、そして原動機12に対する配向ベース80の位置および
その結果得られるリンクアーム82に対する回転ヘッド22の中心基準線L1の
向きを第7A図ないし第1E図に示すように変更することができる。
第7A図ないし第7D図はまた原動機12のまわりのリンクアーム82、82
´の全旋回角に対する配向ベース80の回転の比率の変化が得られる状態を示す
。これは種々の取付位置86(第7E図)における配向ベース80に対する交差
リンクアーム82、82´および液圧ラム85、85´の取付位置を変更するこ
とにより達成される。この配向比の変更はまた配向ベース80の回転をも変更し
、それゆえに原動機に対する装着ヘッド22の回転を変更する。
適切なデリミッターの構成により、回転ヘッド22を該回転ヘッドの突出した
アーム52、52´が原動機12の側部に平行な状態に保たれるように配置する
ことができる。しかしながら、第7図の実施例はアーム52、52´が原動機1
2に向けられた回転ヘッド22の位置を示す(第7A図)。この位置決めは原動
機12を輸送する間に使用することができ、前記のような旋回カム構成を使用す
ることにより得られる(すなわち、この位置決めは旋回カムがケーシング51と
衝接した構成に相当することになる)。また、この位置決めによりある作業具が
リンク機構に装着された状態で作動しているときに、その作業具は原動機12に
対して必ずしも危険でないかもしれない。しかしながら、その状態は、例えば、
バックホーまたはショベルがリンク機構から作動しているときには、通常、選択
されないであろう。
第8図を参照すると、バックホーが取り付けられた第5図のリンク機構を示し
てある。バックホーのブーム90が垂直面内で旋回するように回転ヘッド22に
回転可能に取り付けられている。第8A図はバックホーが原動機12に隣接しか
つ該原動機の横方向で掘削し、そして原動機12からある距離の位置に土砂を捨
てている状態を示した原動機12の後面図である。第8B図はバックホーが本発
明のリンク機構に取り付けられたときに達成される掘削の範囲を示す。これはエ
ンベロープ92Aにより範囲が設定された領域92として示してある。
さて、第9図を参照して、本発明によりリンクアームと配向部材との間に必要
な枢着関係を得るために原動機12に対する限界作動アームの枢動可能な連結点
を配置する方法を説明する。この説明においては原動機上の第1限界作動アーム
枢動点について説明する。しかしながら、この方法はまた配向ベース上の枢動点
、例えば、第1図の実施例において第l配向ベース上の第2限界作動アームの枢
動
点の位置にも適用することができる。
この方法においては、第1図の構成部分を参照すると、第1リンクアーム14
が原動機12に第1枢動点16において枢着されている。第1配向ベース28が
第1リンクアーム14の他端部に第2枢動点20において枢着されている。限界
作動アーム30(第9A図には複数の作動アームを示してあり、その各々は配向
ベースの種々の極端な位置に相当する)が原動機12に枢着されかつ符号100
で示した位置において取り付けられる配向ベースまで延びている。
原動機12に対する第1リンクアーム14の回転に対する第1リンクアーム1
4のまわりの配向ベース28の回転の比率は予め決定され、第9A図に種々の比
率がa、b、c、d等で略図で示してある。各々の予定された比率については、
原動機12に対する限界作動アーム30の異なる取付位置が必要である。対応し
た取付位置を第9B図にさらに明瞭に示してある。
さて、第9C図を参照して原動機に対する限界作動アーム30の取付箇所を決
定する方法を説明する。この方法が一つの好ましい方法であり、そしてその他の
方法も使用することができることを理解すべきである。
ステップA−リンクアーム14が図示の位置Aまで枢動点16のまわりに時計
回りの方法に枢動せしめられる。第2枢動点20のまわりの配向部材28の予め
選択された回転範囲が決定され、そして位置Xを占める基準点100で示してあ
る。位置Xが記録される。
ステップB−リンクアーム14が回転せしめられ、中心軸線CAに相当する位
置Bまで原動機12の後側から垂直に延びている。この位置に移動するときに、
限界作動アーム30が図示の位置を占めるまで第2枢動点20のまわりに回転す
る。基準点100の位置が記録される(そしてYで示してある)。
ステップC−リンクアーム14が位置Cに達するまで第1枢動点16のまわり
に逆時計回りの方向に枢動せしめられる。図示の場合には、位置Bから位置Cま
でのリンクアーム14の逆時計回りの方向の枢動の範囲が位置Bから位置Aまで
の時計回りの方向の枢動範囲に相当する。位置Cに移動するときに、配向ベース
28が図示のような位置(Aにおける向きの鏡像)を占めるまで第2枢動点20
のまわりに回転する。基準点100の位置が記録される(そしてZで示してあ
る)。
ステップD−位置X、YおよびZがいったん確立されると、これらの三つの点
を通る円弧が描かれる。この円の中心が決定され、そしてその原動機に対応する
点が位置決めされる。この点は原動機12に限界作動アーム30を取付ける位置
になり、第9C図に符号Lで示してある。
また、第9A図および第9C図から配向ベース28がリンクアーム14にその
両端の間に延びる直線がリンクアーム14を横切る(または交差する)位置にお
いて取り付けられていないことに留意すべきである。そのかわりに、リンクアー
ム14への配向ベース28の取付位置は第2枢動点20から偏位している。従っ
て、限界作動アームおよび補助アームが配向ベースのそれぞれの端部に取り付け
られる場合には、配向ベース28を偏位位置に取り付けることによりリンクアー
ム14が第1枢動点16のまわりに枢動する間に配向ベース28に対する限界作
動アームおよび補助アームの枢動可能な連結部における拘束が最小限に止められ
る。
第10図を参照すると、本発明によるリンク機構の第5実施例を示してある。
この実施例においては、前述した実施例の機能と同様な機能を有する構成部分は
同じ符号で示してある。前述した実施例の配向部材28のかわりに、この実施例
における一体に取り付けられた限界ストップ、限界支持手段は第3図に例示した
旋回カム50、50´と類似の設計および機能のl対のカム93、93´を備え
ている。しかしながら、この実施例においては、カム93、93´が第1リンク
アーム14に固定された回転アクチュエータ96のハウジング94の内部に枢動
軸95、95´により回転可能に取り付けられ、かつ第2リンクアーム18が回
転アクチュエータ96の軸97に固定されている。カム93、93´の周囲面は
軸97と一体に構成されたベーン98の回転運動の限界を提供するように配置さ
れている。カム93、93´は枢動ピン95、95´と連結されたクランクアー
ム99、99´を備え、かつ限界作動アーム102、102´がそれらのそれぞ
れの第1端部においてクランクアーム99、99´と枢動可能に連結され、かつ
それらのそれぞれの第2端部において構造体にリンクアーム14の第1枢動点1
6に隣接した該第1枢動点の両側の枢動点104、104´において枢動可能に
連結されている。この機構により、第1枢動点16のまわりのリンクアーム14
の枢動に比例した直線移動がカム93、93´に限界作動アーム102、102
´により伝達される。その結果、カム93、93´がハウジング94に対して回
転せしめられ、それによりまわりに第2リンクアーム18が枢動する中心基準線
L1の両側の第2リンクアーム18の回転運動範囲がカム93、93´のプロフ
ィル、種々の枢動点の位置ならびに限界作動アーム102、102´およびクラ
ンクアーム99、99´の長さに応じて変更される。この実施例においては1個
のカムの代わりに2個のカム93、93´が使用されているので、これらの変数
は中心軸線L1´の向きに対する中心基準線L1の向きが常に不変に保たれ、そ
して第2リンクアーム18の回転運動範囲のみが変更されるように設定すること
ができる。しかしながら、大部分の用途においては中心基準線L1の向きが中心
軸線L1´の向きに対しても変更されることが一般に考えられる。
前述した実施例の場合と同様に、付加的な回転ヘッド22を第2リンクアーム
18の端部に設けかつ原動機12に連結されるカムまたは配向ベース、限界装着
手段を取り付けることができる。第10図の機構の場合には、軸95、95´に
固定されたカム93、93´をなくすことができ、それによりアクチュエータ9
6の回転に対する限界が第1リンクアーム14の枢動により変化せず、装着ヘッ
ド22の回転運動に対する限界が第2リンクアーム18の取付け部に設けられた
カムまたは配向ベースのみにより変更されるように構成することができる。
本発明のリンク機構により、例えば、リンク機構が原動機に取り付けられたと
きにいくつかの利点が得られることが明らかになる。
例えば、バックホーがこのリンク機構に取り付けられたときに原動機を移動し
かつ再配置する必要なく原動機のまわりの殆ど全部の領域を掘削することが可能
である。また、同時に、原動機およびバックホーの作業員が危険にさらされるこ
とがない。
別の態様として、もしも細長い溝を掘ることが必要であれば、装着ヘッドをリ
ンク機構の一方の側に回転した位置で掘ることができ、その後装着ヘッドを18
0度回転してリンク機構の他方の側から溝を掘る作業を継続することができる。
この能力は(作業がリンクを片側の限度に配置することを必要としなければ)原
動機がその定常位置から撤去された後に清掃または修正のために各々の側に例え
ば22.5度の自由度、合計45の変更が可能である。
装着ヘッドの回転の度合い(225度程度)が大きいことと組み合わされた2
個のアームの独立した作動による半径の変化に起因する第3ピボットに得られる
楕円弧のエンベロープにより、慣用の側部に取り付けられたバックホーにより従
来実施できなかった溝の掘削等の作業に必要な多数の心合わせおよび横移動に適
応可能な操縦能力が得られる。従って、この機構により溝、穴、掘削ピット等の
長さおよび形状を延長することが可能になる。
そのうえ、芝生縁刈取り器が回転ヘッドに取り付けられたときに、刈取り器を
原動機の側部、上方および両側で容易に作動させることができ、かつ例えば生垣
の刈り込みの場合に種々の形状の生垣の切断の所望に応じて機構の移動を制御す
ることができる。
原動機の前部および後部に芝生縁刈取り器を取り付けることができ、移動時に
原動機の両側で1基づつ作動させることができる。後側に取り付けられた芝生縁
刈取り器が原動機の進行方向においてオペレータの前方で作動させて、それによ
り道路の例えば両側を同時に刈り取ることができるようにオペレータを配置する
ことができよう。従って、オペレータは移動方向、接近する地面および原動機に
取り付けられた作業具を同時に監視することができ、これにより作業具の制御が
容易になる。本発明の装置はオペレータを両側から保護する付加された利点をも
たらす。従って、もしも原動機の移動中に芝生縁刈取り器の片側または両側がか
らみ合った場合には本発明のリンク機構は作業具離脱システムを容易にすること
ができる。このようなシステムにおいては、作業具、例えば、芝生縁刈取り器が
からみ合ったときに、リンク機構が枢動点付近のその前側位置から離脱して原動
機の側部に平行に後方に揺動して、作業具のアーム、キャビンまたは原動機の損
傷を防止する。
原動機はその前部および後部の両方に本発明によるリンク機構を取り付けるこ
とができ、例えば、原動機の後部にバックホー、そしてその前部にショベルを収
容することができる。
本発明をいくつかの好ましい実施例について説明したが、本発明を多くのその
他の形態に実施することができることは理解されよう。
以上、本発明の局面を実施例について記載したが、変型および追加を添付の請
求の範囲に規定した範囲から逸脱することなく実施することができることを理解
すべきである。
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