JPH10292439A - 作業装置の緩衝機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全装置作動後に自動的に当初状態(安全装
置非作動状態)にリセットすることのできる作業装置の
緩衝機構を提供する。 【解決手段】 草刈装置本体部１が先端に装着された支
持アーム１２の２枚の板状部材１２ａと１２ｂは、互い
に回動可能(屈折可能)に枢着されている。その屈折支点
部には、通常時屈折を規制し過大負荷により屈折を許容
する安全装置６が配設されている。これらに並行して油
圧シリンダ７が設けられ、シリンダ両端部が板状部材１
２ａ，ｂ夫々に枢着されている。矢印Ｓ方向に進行しな
がら作業を行うときに、本体部１が障害物に衝突する
と、安全装置６が作動してアームが屈折する。この状態
からシリンダ７を伸長させることにより、板状部材１２
ａ，ｂを伸長させるとともに安全装置６をリセットして
再び作業可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に装着して車
両を進行させながら作業を実施する作業装置における、
障害物への衝突時等の装置損傷を防止するための緩衝機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なロータリ除雪車は車両本体と除
雪装置とから構成され、車両本体の前部に除雪装置を装
着する。その除雪装置はオーガとブロワとシュートを有
しており、オーガで路上の雪をかき集めブロワによりシ
ュートを経て路外の適宜の場所に投雪する。

【０００３】ところで、ロータリ除雪車により除雪作業
を行うのは冬季の降雪期であり、雪の無い期間は遊休設
備となってしまう。そこで、除雪車の冬季以外の活用を
図るために、除雪装置を取り外した車両の前部に種々の
作業装置を装着できるようになっている。例えば、除雪
車の前部（除雪装置を取り外した車体前部)に装着され
る草刈装置がある。図６，７に、除雪車両に装着して用
いられる草刈装置の一例を示す。これは、道路脇の部分
(例えば、高速道路の道路脇の斜面など)に生えた草を刈
るための草刈装置である。もちろん、道路脇でないとこ
ろや道路外での使用も可能である。

【０００４】図６に示すように、この草刈装置は主とし
て草刈装置本体１と、支持アーム２と、基盤フレーム３
により構成される。草刈装置は、基盤フレーム３に設け
られた装着腕４を介して除雪車両の前部に装着される。
草刈装置の動力は、除雪車両から図示しない伝動機構で
駆動される油圧モータ５の油圧によっている。なお、図
６の矢印Ｓは車両進行方向を示す。

【０００５】図７は、草刈装置の正面図である。この図
に実線で示すように、支持アーム２を折りたたむことに
よって、草刈装置本体１は除雪車両の前方に保持され
る。この状態は、保管時あるいは回送時等の非作業状態
であり、支持アーム２が折りたたまれることによって車
両バランスを良好に保つことができる。また、図に２点
鎖線で示すように、支持アーム２を伸長させることによ
って草刈装置本体１が車両側方に張り出され、作業可能
状態となる。

【０００６】ところで、図７に２点鎖線で示すような支
持アーム２を伸長させた状態での作業中に、草刈装置本
体１が障害物に衝突することがある。道路脇の草地の中
には思わぬ障害物が存在することがあり、草が伸びてい
るときには車両運転者がその障害物を確認できず、草刈
装置をぶつけることがある。そのような場合における草
刈装置の損傷を防ぐために、安全装置が設けられたもの
がある。図６，７に示す草刈装置では、第２アーム１２
の中間部に安全装置６が設けられている。

【０００７】第２アーム１２はその略中央部分が２枚の
板状部材で構成され、その２枚の板状部材が回動可能に
枢着されている。そして、一方の板状部材の上に安全装
置６が固着されている。安全装置内部には、スプリング
が内蔵され、そのスプリングによって安全装置外に突出
するよう付勢されたロッドが内蔵されている。ロッドが
突出する部分の板状部材には孔が設けられ、その穴に嵌
まり込んだロッドの先端が板状部材から突出してもう一
方の板状部材の端部に当接することにより、２枚の板状
部材の回動が規制されている。

【０００８】そして、草刈作業中に草刈装置が障害物に
衝突した場合、草刈装置本体１は障害物によりその前進
をはばまれ、一方、車両自体はすぐには停止できず前進
を続ける。そのため、支持アーム２に負荷がかかる。そ
の負荷が所定値よりも大きくなると、第２アーム１２の
２枚の板状部材が回動しようとして、安全装置６のスプ
リングの力に抗してロッドを装置内に押し込ませる。ロ
ッドが押し込まれることにより２枚の板状部材が回動
し、第２アーム１２がその中途で折れ曲がって草刈装置
本体１が後方に移動することにより、衝突時の負荷が逃
がされる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の緩衝機構(以下、安全装置６が装着された
部分の支持アーム１２を含め、安全装置として作用する
部分全体を緩衝機構と呼ぶ)の場合、安全装置作動後は
屈折した第２アーム１２を人力により伸長させ、当初の
状態に復帰させなければならず、運転者(作業者)が車両
から降りて復帰作業を行う手間がかかるという問題があ
った。

【００１０】また、この緩衝機構は、非作業状態と作業
状態（図６に実線で示す状態と２点鎖線で示す状態)の
間のどの位置においても安全装置が作動しうるものであ
り、非作業状態で何らかの原因により安全装置が作動し
た場合には、安全装置６から先の部分が勝手に動いてし
まうという問題があった。

【００１１】本発明は、除雪車両等に装着される作業装
置であって、支持アームにより作業装置本体を車両側方
に張り出して作業を行う作業装置に設けられた従来の緩
衝機構における上述の問題を解決し、安全装置作動後に
自動的に当初状態(安全装置非作動状態)にリセットする
ことのできる作業装置の緩衝機構を提供することを課題
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、支持アームにより作業装置本体部を作業位置に保
持するよう構成された作業装置の前記支持アームに設け
られた緩衝機構であって、２つの構成部材が枢着されて
屈折可能に設けられた支持アームの屈折支点部に、通常
時アームの屈折を規制するとともに所定以上の負荷によ
りアームの屈折を許容するよう作動する安全装置を備え
る緩衝機構において、前記安全装置が備えられた支持ア
ームに油圧シリンダを並設し、該シリンダ両端部を前記
２つの構成部材のそれぞれに枢着し、該シリンダを伸長
させることにより前記支持アームの屈折状態を解除する
とともに前記安全装置を非作動状態にリセット可能なこ
とにより解決される。

【００１３】また、本発明は、前記の課題を解決するた
めに、前記油圧シリンダの伸長側油室と収縮側油室とを
結ぶ連絡管路と、該連絡管路中に配置されて作動油の流
通状態と遮断状態とを切り換える切換弁とを設け、作業
装置の作業時は、前記切換弁を流通状態に切り換えて前
記連絡管路を自由管路とすることを提案する。

【００１４】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記作業装置本体部の前記作業位置から非作業
位置への格納時は、前記油圧シリンダを伸長させて前記
支持アームの屈折状態を解除するとともに前記安全装置
を非作動状態にリセットすることを提案する。

【００１５】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記作業装置本体部が所定の作業範囲内にある
ときにのみ前記切換弁を流通状態に切り換え、前記作業
装置本体部が作業範囲以外にあるときは前記切換弁を遮
断状態に切り換えることを提案する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態が装
着された草刈装置を示す正面図である。この図に示す草
刈装置の基本的構成は図６及び図７に示したものと同様
である。すなわち、基盤フレーム３上に支持アーム２を
介して草刈装置本体１が支持される。基盤フレーム３と
第１アーム１１の間には第１シリンダ１３が架設され、
第１アーム１１と第２アーム１２の間には第２シリンダ
１４が架設される。さらに、第２アーム１２と草刈装置
本体１の間には第３シリンダ１５が架設される。これら
３本の油圧シリンダにより、支持アーム２の折り曲げと
伸長及び草刈装置本体１の左右傾斜が行われる。

【００１７】本実施形態の草刈装置には、安全装置６の
下部位置に作動規制シリンダ７が装着されている。この
部分の、安全装置６，第２アーム１２，作動規制シリン
ダ７等で構成される緩衝機構を詳しく示す拡大図が図２
であり、その緩衝機構の作用を説明するのが図３であ
る。なお、図２は緩衝機構の側面図となっており、図３
は、それを上方から見た平面図となっている。ただし、
図２と図３では左右の位置関係が逆に示されている。

【００１８】これらの図に示すように、第２アームの板
状部材１２ａに安全装置(シャーピンレス安全装置)６が
固定されている。安全装置６の内部にはスプリング８が
内蔵され、同じく装置内中心部に内蔵されたロッド９を
下方に付勢している。板状部材１２ａにはロッド９の下
部が嵌まり込む穴が設けられており、通常時(安全装置
の非作動時)、ロッド９の下端部９ａは板状部材１２ａ
の下に突出している。板状部材１２ａと１２ｂとは互い
に回動可能に枢着されている。そして、２枚の板状部材
１２ａ，ｂが直線状に位置するときにロッド９の下端部
９ａが板状部材１２ｂの端部に当接し、これにより２枚
の板状部材１２ａ，ｂの回動を規制している。この規制
により、第２アーム１２は直線状を保たれる。

【００１９】さて、草刈作業を行う場合、図３に矢印Ｓ
で示す方向に草刈装置すなわち車両は進行する。作業中
に草刈装置本体１が障害物等に衝突した場合、草刈装置
本体１を図３において反時計回りに回転させようとする
力が作用する。この負荷が所定値よりも大きくなると、
板状部材１２ｂの端部がロッド下端部９ａを押し上げ、
スプリング８の付勢力に抗してロッド９を安全装置６内
に待避させる（ロッド下端部９ａが板状部材１２ａの下
面から突出しない位置まで）。これにより板状部材１２
ａ，ｂは回動可能となり、第２アーム１２が屈折して負
荷を逃がす。

【００２０】ところで、本実施形態の緩衝機構では、安
全装置６の下方に（図２参照）作動規制シリンダ７が配
設されている。このシリンダ７は、第２アーム１２の板
状部材１２ａの支持部と板状部材１２ｂの支持部との間
に架設されている。シリンダ７の両端部は各支持部に対
して枢着(回転可能に装着)されている。また、図３に示
すように、シリンダ７の伸長側油室と収縮側油室とは切
換弁１５を介して管路１６により連絡されている。この
バルブ１５はバネオフセットのソレノイド弁であり、草
刈装置の作業時には流通位置にされる。従って、シリン
ダ７は草刈装置の作業時にはアブソーバの作用をなす。
そして、作業時に切換弁１５及び管路１６が自由管路と
なることと、シリンダ７の両端が第２アーム１２に対し
て枢着されていることから、障害物への衝突等により第
２アーム１２が屈折したときに、シリンダ７の伸縮と架
設支持部における回転が自由であり、アームの屈折に
(伸長にも)対応できる。

【００２１】さらに、シリンダ７は、管路１７，１８を
介して油圧ポンプとリザーブタンクに接続される。油圧
ポンプ及びリザーブタンクとシリンダ７とを含む油圧回
路については後述するが、切換弁１５を閉じた状態でシ
リンダ７へ供給する油圧の方向を切り替えることによ
り、シリンダ７の伸長と収縮とを制御することができ
る。すなわち、障害物への衝突等により第２アーム１２
が屈折した場合、切換弁１５を閉じてシリンダ７の伸長
側油室へ油圧を供給することによりシリンダ７を伸長さ
せて、屈折していた第２アーム１２を当初位置に戻す
（直線状に伸長させる）ことが可能となる。 そして、
第２アーム１２が当初位置に戻ることにより、安全装置
６は当初の状態にリセットされ、第２アーム１２の屈折
が再び規制されることになる。この緩衝機構リセットの
ための油圧供給の制御は車両運転席から行うことができ
る。

【００２２】これによって、作業中に障害物等への衝突
により緩衝機構が作動した場合（安全装置６が作動して
第２アーム１２が屈折した場合）でも、運転者（作業
者）は運転席から降りることなく、容易に緩衝機構をリ
セットして、草刈装置本体１を作業位置に戻すことがで
きる。

【００２３】図４は、草刈装置の油圧回路図である。こ
の図に示すように、草刈装置の挙動を制御する第１，第
２，第３の各シリンダ１３，１４，１５へは、油圧ポン
プ２２からコントロールバルブ２１ａ，ｂ，ｃを介して
油圧が供給される。本実施形態では、第１シリンダ１３
への油圧回路内に作動制御シリンダ７のための油圧回路
を並列接続し、コントロールバルブ２１ａを共有にし
て、第１シリンダを制御する切換レバー２４の操作に作
動制御シリンダ７が連動するように構成している。

【００２４】前述したように、シリンダ７の伸長側油室
と収縮側油室とはバネオフセットのソレノイド弁１５を
介して管路１６により連絡されている。この切換弁１５
は、通電状態で流通、非通電状態で遮断となる。そし
て、切換弁１５への電力はスイッチ１９及びリレー２０
を介して供給される。すなわち、スイッチ１９がＯＮさ
れた状態で切換レバー２４に連動してリレー２０が切り
替えられることにより、切換弁１５のソレノイドへの電
力ＯＮ／ＯＦＦが切り替えられ、弁の流通と遮断状態が
切り換えられる。ただし、スイッチ１９がＯＦＦされて
いるときには、リレー２０の状態に関わらず切換弁１５
に電力が供給されず、切換弁１５は遮断状態となる。

【００２５】また、作動規制シリンダ７は、管路１７，
１８によりコントロールバルブ２１ａを介して油圧ポン
プ２２及びリザーブタンク２３に接続されている。油圧
ポンプ２２は、草刈装置が装着された車両のエンジンに
より駆動される。コントロールバルブ２１はバネオフセ
ット式の手動切換弁であり、４ポート３位置切換弁であ
る。弁位置は切り換えレバー２４により切り換えられ
る。

【００２６】コントロールバルブ２１ａが中立位置にあ
るとき、ポンプ２２からの油圧は作動制御シリンダ７及
び第１シリンダ１３に供給されない。このとき、レバー
２４に連動するリレー２０はＯＮとなり、スイッチ１９
がＯＮであれば切換弁１５は流通位置となる。従って管
路１６は自由管路となり、シリンダ７を含む緩衝機構が
緩衝作用を発揮することは前述の通りである。

【００２７】レバー２４によりコントロールバルブ２１
ａが右(Ｒ)位置に切り換えられると、ポンプ２２の油圧
は第１シリンダ１３の収縮側油室に流入し、第１アーム
１１を図１において左回り(反時計回り)に回動させる。
このとき、レバー２４に連動するリレー２０はＯＦＦと
なり、切換弁１５が遮断されて管路１６が遮断される。
また、ポンプ２２からの油圧は作動制御シリンダ７の伸
長側油室にも供給され、シリンダ７を伸長させる。従っ
て、緩衝機構が作動している(第２アーム１２が屈折し
ている)場合には、これをリセットさせる。

【００２８】レバー２４によりコントロールバルブ２１
ａが左(Ｌ)位置に切り換えられると、ポンプ２２の油圧
は第１シリンダ１３の伸長側油室に流入し、第１アーム
１１を図１において右回り(時計回り)に回動させる。こ
のとき、レバー２４に連動するリレー２０はＯＮとな
り、切換弁１５が流通して管路１６は自由管路となる。

【００２９】草刈装置を格納状態とする場合、アーム２
を折り畳むわけであるから、第１シリンダ１３を収縮さ
せる。すなわち、コントロールバルブ２１ａはＲ位置に
切り換えられる。このとき上述の如くシリンダ７は伸長
されるので、草刈装置のアーム２の格納操作時には緩衝
機構が必ずリセットされることになる。

【００３０】草刈作業を実施するためには、アーム２を
所定の位置に伸ばす必要がある。そのためにはコントロ
ールバルブ２１ａはＬ位置に切り換えられる。このと
き、逆止弁２５があるためにコントロールバルブ２１ａ
から出た油は作動制御シリンダ７側には流れず、第１シ
リンダ１３に流れ込んでこれを伸長させる。第１アーム
１１，第２アーム１２及び草刈装置本体１を適宜の位置
(角度)にしたところで、コントロールバルブ２１ａ，
ｂ，ｃを中立位置に切り換えることにより、各アーム及
び草刈装置本体１はその位置に保持される。この作業可
能状態において、リレー２０はＯＮ状態であり、管路１
６が自由管路であるためにシリンダ７はアブソーバとし
て作用し、草刈装置本体１が障害物等に衝突した場合に
は、緩衝機構が作動して、安全装置６が作動して第２ア
ーム１２が折れ曲がり、装置に加わる外力を逃がす。よ
って、草刈装置の損傷を防ぎ、また、車両本体との取付
け部等の損傷も防止できる。また、緩衝機構のリセット
は、車両運転席に設けられたレバー２４を操作してコン
トロールバルブ２１ａをＲ位置に切り換えることにより
容易に行うことができ、手間が掛からない。

【００３１】ところで、本実施形態においては、図５に
示すように、緩衝機構作動範囲（安全装置作動範囲）内
のみで切換弁１５が流通状態となることを可能とし、そ
れ以外の緩衝機構ロック範囲（安全装置ロック範囲）で
は切換弁１５が遮断状態となるようにしている。切換弁
１５が遮断されるとシリンダ７が固定されるため、緩衝
機構は作動不能となり、第２アーム１２は屈折できな
い。この所定範囲でのみ緩衝機構を作動可能とするため
の方法は、例えば、安全装置作動範囲内のみスイッチ１
９(図４)がＯＮとなるようにし、それ以外ではスイッチ
１９がＯＦＦとなるようにすればよい。

【００３２】なお、ここでの緩衝機構作動範囲および緩
衝機構ロック範囲とは、第１アーム１１の角度により表
しており、本実施形態では装置格納状態を０度とする
と、０〜６８度までがロック範囲、６８度以上（第１ア
ーム１１の最大回動範囲は図１に２点鎖線で示す位置ま
で）が作動範囲に設定されている。第１アーム１１の角
度は機械式スイッチ、光学的センサ等により容易に検出
することができる。

【００３３】つまり、本実施形態では第１アーム１１の
角度で緩衝機構を作動範囲と非作動範囲（ロック範囲）
とに分け、作動範囲内でスイッチ１９がＯＮ、ロック範
囲内ではスイッチ１９がＯＦＦとなるように構成してい
る。このように、草刈装置の格納状態及び格納位置に近
い範囲で緩衝機構を作動させないことにより、草刈装置
を格納した場合、あるいは車両に近い位置で草刈装置本
体１が勝手に動くようなことが防止できる。

【００３４】ここで、第１シリンダ１３の油圧回路と管
路１７，１８との間に設けられた逆止弁１５の役割につ
いて補足しておく。まず一つ目は、緩衝機構が作動範囲
にあるときにはスイッチ１９がＯＮとなり切換弁１５が
流通状態をとることが可能なので、コントロールバルブ
２１ａをＬ位置へ操作したときに圧油が切換弁１５の方
へ流れて第１シリンダ１３が操作不能となるのを防止す
る。

【００３５】次に、緩衝機構がロック範囲にあるときに
はスイッチ１９がＯＦＦとなり切換弁１５は遮断状態と
なる。この状態でコントロールバルブ２１ａをＬ位置へ
操作したときには、逆止弁２５が無ければ圧油は作動制
御シリンダ７を縮小させてしまう。そこで、逆止弁２５
を設けて圧油が作動制御シリンダ７へは流れないように
して、第１シリンダ１３のみを作動させる。

【００３６】すなわち、アーム２を伸ばす過程において
（コントロールバルブ２１ａはＬ位置）、緩衝機構作動
範囲・ロック範囲のいずれの状態でもコントロールバル
ブ２１ａから出た油は逆止弁２５により常に第１シリン
ダ１３に流れ込み、アーム２が伸長される。なお、アー
ム２を折り畳む（コントロールバルブ２１ａはＲ位置）
ときには油が管路１７から作動制御シリンダ７へ流れて
これを伸長させ、安全装置６をリセットできるように、
逆止弁２５は配設されている。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の作業装置
の緩衝機構によれば、作業中に作業装置が障害物等への
衝突により緩衝機構が作動した場合でも、油圧シリンダ
を伸長させるだけで容易に緩衝機構をリセットして、作
業可能状態に戻すことができる。

【００３８】また、その油圧シリンダの伸長・収縮油室
を連絡する管路を設け、作業時にこれを自由管路とする
ことにより、油圧シリンダをアブソーバとして作用させ
ることができる。

【００３９】また、作業装置を格納する場合には必ず緩
衝機構をリセットすることにより、格納時に作業装置が
勝手に動くことがない。また、所定の範囲内でのみ緩衝
機構が作動するように構成することで、格納位置又はそ
れに近い範囲で作業装置が勝手に動くことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が装着された草刈装置を示
す正面図である。

【図２】その草刈装置の緩衝機構を詳しく示す拡大図で
ある。

【図３】その緩衝機構の作用を説明する模式図である。

【図４】図１に示す草刈装置の油圧回路図である。

【図５】緩衝機構の作動範囲とロック範囲を示す模式図
である。

【図６】草刈装置の一例を示す側面図である。

【図７】その草刈装置の正面図である。

【符号の説明】

１ 草刈装置本体 ２ 支持アーム ６ 安全装置 ７ 作動規制シリンダ １１ 第１アーム １２ 第２アーム １２ａ，ｂ 板状部材 １５ 切換弁 １６〜１８ 管路 ２０ リレー ２１ａ，ｂ，ｃ コントロールバルブ ２２ 油圧ポンプ ２４ 切換レバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持アームにより作業装置本体部を作業
   位置に保持するよう構成された作業装置の前記支持アー
   ムに設けられた緩衝機構であって、２つの構成部材が枢
   着されて屈折可能に設けられた支持アームの屈折支点部
   に、通常時アームの屈折を規制するとともに所定以上の
   負荷によりアームの屈折を許容するよう作動する安全装
   置を備える緩衝機構において、 前記安全装置が備えられた支持アームに油圧シリンダを
   並設し、該シリンダ両端部を前記２つの構成部材のそれ
   ぞれに枢着し、該シリンダを伸長させることにより前記
   支持アームの屈折状態を解除するとともに前記安全装置
   を非作動状態にリセット可能なことを特徴とする緩衝機
   構。
2. 【請求項２】 前記油圧シリンダの伸長側油室と収縮側
   油室とを結ぶ連絡管路と、該連絡管路中に配置されて作
   動油の流通状態と遮断状態とを切り換える切換弁とを設
   け、作業装置の作業時は、前記切換弁を流通状態に切り
   換えて前記連絡管路を自由管路とすることを特徴とす
   る、請求項１に記載の緩衝機構。
3. 【請求項３】 前記作業装置本体部の前記作業位置から
   非作業位置への格納時は、前記油圧シリンダを伸長させ
   て前記支持アームの屈折状態を解除するとともに前記安
   全装置を非作動状態にリセットすることを特徴とする、
   請求項１に記載の緩衝機構。
4. 【請求項４】 前記作業装置本体部が所定の作業範囲内
   にあるときにのみ前記切換弁を流通状態に切り換え、前
   記作業装置本体部が作業範囲以外にあるときは前記切換
   弁を遮断状態に切り換えることを特徴とする、請求項１
   に記載の緩衝機構。