JP2015001096A - 多段アームの油圧装置および深掘り掘削機 - Google Patents

Abstract

【課題】多段アームの油圧装置の油圧シリンダの動作効率を向上させる。
【解決手段】油圧シリンダの伸長によって多段アームを収縮し、油圧シリンダの収縮によって多段アームを伸長させる多段アーム駆動機構と、油圧シリンダを伸長、収縮させる油圧回路とを備え、油圧回路は、油圧シリンダへの圧油の流れを制御する制御弁と、油圧シリンダのボトム側油室と制御弁との間の第１の油路第１の油路に設けられるカウンタバランス弁と、第１の油路のうち、ボトム側油室とカウンタバランス弁との間の油路に１次側が接続され、第２の油路に２次側が接続されるリリーフ弁と、油圧シリンダの伸長時に第２の油路の圧油を低圧側に逃がすことを許可する切替弁とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１７

Description

本発明は、多段アームの油圧装置および深掘り掘削機に関する。

一般に、土木工事において地面深く縦坑を掘削する場合には、深掘り掘削機が好適に用いられる。この深掘り掘削機は、自走可能な車体と、該車体に俯仰動可能に設けられたブームと、該ブームの先端側に上，下方向に延びるように設けられ外筒および該外筒の内側に伸縮可能に収容された複数段の内筒を有する伸縮アームと、外筒に固定して設けられた伸縮用固定シーブと、外筒の長さ方向に沿って配置された伸縮シリンダと、該伸縮シリンダに取付けられ外筒の長さ方向に移動するシーブ取付具と、該シーブ取付具に設けられた伸縮用可動シーブと、一端側が外筒に係止されると共に他端側が内筒に係止され、途中部位が伸縮用固定シーブと伸縮用可動シーブとに巻回された伸縮用ロープとを備えて構成されている。

この従来技術による深掘り掘削機は、ブームの先端側に設けられた伸縮アームを地面に対して垂直に保持した状態で伸縮シリンダを縮小させることにより、伸縮アームの内筒を外筒から下方に伸長させる。内筒の先端部（下端部）にはクラムシェルバケットが取付けられ、このクラムシェルバケットによって土砂を掘削することができる。

クラムシェルバケットによって掘削した土砂を把持した後には、伸縮シリンダを伸長させて伸縮用ロープによって内筒を外筒内に引上げた状態で、クラムシェルバケットを開くことにより、掘削した土砂を所望の場所に排土することができる（特許文献１参照）。

特開昭６２−８２１３１号公報

ところで、上述した従来技術による深掘り掘削機は、伸縮アームの外筒に伸縮シリンダのチューブが取付けられ、このチューブから下向きに突出したロッドに、伸縮用可動シーブを支持するシーブ取付具（ハンガー）が取付けられている。

このため、従来技術による深掘り掘削機は、伸縮シリンダのロッドを下方に伸長させてシーブ取付具を下方に移動させることにより、シーブ取付具に支持された伸縮用可動シーブと外筒に固定された伸縮用固定シーブとの間に伸縮用ロープが巻取られ、この伸縮用ロープが係止された内筒を外筒内に引上げることができる。

しかし、従来技術による深掘り掘削機は、伸縮シリンダのチューブが外筒に取付けられているため、伸縮シリンダによってシーブ取付具を下方に移動させ、伸縮用可動シーブと伸縮用固定シーブとの間に伸縮用ロープを巻取るときに、この伸縮用ロープに対してシーブ取付具の重量が作用するものの、伸縮シリンダのチューブの重量は作用することがない。このように、クラムシェルバケットで掘削した土砂と一緒に内筒を外筒内に引上げるときに、伸縮シリンダ自体の重量を引上げ力として利用することができず、伸縮シリンダによる内筒の引上げ動作を効率よく行うことができないおそれがある。

（１） 請求項１の発明による多段アームの油圧装置は、油圧シリンダの伸長によって多段アームを収縮し、油圧シリンダの収縮によって多段アームを伸長させる多段アーム駆動機構と、油圧シリンダを伸長、収縮させる油圧回路とを備え、油圧回路は、油圧シリンダへの圧油の流れを制御するために油圧シリンダを伸長させる伸長位置、油圧シリンダを収縮させる収縮位置、および、油圧シリンダへの圧油の供給と油圧シリンダからの圧油の戻りとを禁止する中立位置に切り替わる制御弁と、油圧シリンダのボトム側油室と制御弁との間の第１の油路と、油圧シリンダのロッド側油室と制御弁との間の第２の油路と、第１の油路に設けられるカウンタバランス弁と、第１の油路のうち、ボトム側油室とカウンタバランス弁との間の油路に１次側が接続され、第２の油路に２次側が接続されるリリーフ弁と、油圧シリンダの伸長時に第２の油路の圧油を低圧側に逃がすことを許可する許可位置、および、油圧シリンダの収縮時に第２の油路の圧油を低圧側に逃がすことを禁止する禁止位置に切り替わる切替弁とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載の多段アームの油圧装置において、油圧回路は、第１の油路のうち、カウンタバランス弁と制御弁との間の油路にカウンタバランス弁および制御弁と直列に設けられる可変絞り付きスローリターン弁をさらに備えることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１に記載の多段アームの油圧装置において、切替弁は、制御弁が伸長位置に切り替わると許可位置に切り替わり、制御弁が収縮位置に切り替わると禁止位置に切り替わることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明による深掘り掘削機は、自走可能な車体と、該車体に俯仰動可能に設けられたブームと、該ブームの先端側に上，下方向に延びるように設けられ外筒および該外筒の内側に長さ方向に伸縮可能に収容された複数段の内筒を有する多段アームと、該多段アームを構成する外筒の長さ方向に沿って配置された油圧シリンダと、外筒に固定して設けられた伸縮用固定シーブと、該油圧シリンダに取付けられ伸縮用固定シーブに対し接近または離間するように外筒の長さ方向に移動するシーブ取付具と、該シーブ取付具に設けられた伸縮用可動シーブと、一端側が外筒に係止されると共に他端側が内筒のうち最も内側となる内筒に係止され、途中部位が伸縮用固定シーブと伸縮用可動シーブとに巻回された伸縮用ロープとを備えてなる深掘り掘削機において、油圧シリンダは、チューブと、一側が該チューブ内でピストンに固定され他側がチューブから外部に突出したロッドとを有し、油圧シリンダのロッドを上向きの状態で該ロッドの先端部を伸縮アームの外筒に取付けると共に油圧シリンダのチューブを自由端とし、シーブ取付具は、油圧シリンダのチューブに取付け、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多段アームの油圧装置をさらに備えることを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項４に記載の深掘り掘削機において、油圧シリンダのロッドの先端部は、外筒の上部側に取付けることを特徴とする。

本発明によれば、油圧シリンダを効率よく動作できる。

本発明の実施の形態による深掘り掘削機を伸縮アームが最縮小した状態で示す側面図である。 深掘り掘削機を伸縮アームが最伸長した状態で示す側面図である。 図１中の伸縮アームを単体で示す側面図である。 伸縮アームを図３中の矢示IV−IV方向からみた正面図である。 伸縮アームを単体で示す斜視図である。 図５中の外筒、伸縮シリンダ、伸縮用固定シーブ、シーブ取付具、伸縮用可動シーブ、シーブ取付具ガイドレール等を示す要部拡大の斜視図である。 シーブ取付具、伸縮用可動シーブ、押込み用可動シーブ、シーブ取付具ガイドレール等を示す要部拡大の斜視図である。 図４中の伸縮用固定シーブ等を拡大して示す要部拡大の正面図である。 伸縮アームの伸縮機構を伸縮アームが縮小した状態で示す模式図である。 伸縮アームの伸縮機構を伸縮アームが伸長した状態で示す模式図である。 伸縮アーム、ブームブラケット等を図３中の矢示XI−XI方向からみた断面図である。 伸縮アーム、伸縮シリンダ、シーブ取付具、伸縮用可動シーブ等を図３中の矢示XII−XII方向からみた断面図である。 伸縮アーム、伸縮シリンダ、シーブ取付具、押込み用可動シーブ等を図３中の矢示XIII−XIII方向からみた断面図である。 伸縮アーム、シーブ取付け開口、押込み用固定シーブ等を図３中の矢示XIV−XIV方向からみた断面図である。 深掘り掘削機を輸送姿勢として伸縮アームを地面に置いた状態を示す側面図である。 外筒の前面側に伸縮シリンダ、伸縮用固定シーブ、シーブ取付具、伸縮用可動シーブ、シーブ取付具ガイドレール等を配置した変形例を示す正面図である。 油圧装置の全体構成を示す図である。

以下、本発明に係る多段アームの油圧装置および深掘り掘削機の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１において、１は本実施の形態による深掘り掘削機を示し、該深掘り掘削機１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とからなる車体を有している。

上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム３Ａと、該旋回フレーム３Ａの前部左側に配設されたキャブ３Ｂと、旋回フレーム３Ａの後端側に設けられたカウンタウエイト３Ｃと、内部にエンジン、油圧ポンプ等の搭載機器（いずれも図１では図示せず）を収容した建屋カバー３Ｄとにより大略構成されている。

４は上部旋回体３の前部側に俯仰動可能に設けられたブームを示している。ブーム４の基端側は旋回フレーム３Ａの前部側に取付けられ、ブーム４の先端側には後述の掘削装置１１が取付けられている。ブーム４と旋回フレーム３Ａとの間にはブームシリンダ４Ａが設けられ、該ブームシリンダ４Ａを伸縮させることにより、ブーム４が上部旋回体３に対して俯仰動する。ブーム４の上面側には掘削装置揺動シリンダ４Ｂのボトム側が取付けられ、該掘削装置揺動シリンダ４Ｂのロッド側は掘削装置１１に取付けられている。

次に、ブーム４の先端側に取付けられ、地中深く縦坑を掘削する掘削装置１１について説明する。

１１はブーム４の先端側に取付けられた掘削装置を示し、該掘削装置１１は、後述する多段アーム（伸縮アーム）１２と、伸縮シリンダ２５と、シーブ取付具２９と、伸縮用固定シーブ３１と、伸縮用可動シーブ３３と、伸縮用ロープ３４とを備えて構成されている。なお、１１１は多段アーム駆動機構であり、上記伸縮シリンダ２５と、シーブ取付具２９と、伸縮用固定シーブ３１と、伸縮用可動シーブ３３と、伸縮用ロープ３４などとを備えて構成されている。

１２はブーム４の先端側に上，下方向に延びるように取付けられたテレスコピック式の多段アーム（伸縮アーム）を示している。この伸縮アーム１２は、図９等に示すように、最も外側に位置する外筒１３と、外筒１３の内周側に長さ方向に伸縮可能（移動可能）に収容された後述する１段目の内筒２１と、１段目の内筒２１の内周側に長さ方向に伸縮可能に収容された後述する２段目の内筒２３とにより構成されている。

ここで、図１１ないし図１４に示すように、外筒１３は、ブーム４の先端側に取付けられる後面１３Ａと、後面１３Ａと前，後方向で間隔をもって対面する前面１３Ｂと、後面１３Ａおよび前面１３Ｂを挟んで左，右方向で対面する左側面１３Ｃ，右側面１３Ｄと、後面１３Ａと左側面１３Ｃとの間に斜めに傾斜して配置された左傾斜面１３Ｅと、後面１３Ａと右側面１３Ｄとの間に斜めに傾斜して配置された右傾斜面１３Ｆとによって囲まれた六角形の断面形状を有する角筒体として形成されている。

このように、ブーム４の先端側に取付けられる後面１３Ａと左側面１３Ｃとの間に左傾斜面１３Ｅを設けると共に、後面１３Ａと右側面１３Ｄとの間に右傾斜面１３Ｆを設けることにより、外筒１３に作用する荷重に対する座屈強度を高めることができる構成となっている。一方、外筒１３の上端部１３Ｇと下端部１３Ｈとは、それぞれ開口端となっている。

１４は外筒１３の長さ方向の中間部に位置して外筒１３の外周側に一体に設けられた上フランジ板を示している。この上フランジ板１４には、後述する押込み用ロープ４２の一端側４２Ａが係止される。１５は外筒１３の下端部に一体に設けられた下フランジ板を示している。この下フランジ板１５には、後述する支持用ロープ３７の一端側３７Ａが係止される。

１６は外筒１３の下部側に設けられたシーブ取付け開口を示している。このシーブ取付け開口１６は、図１４に示すように、外筒１３を構成する左側面１３Ｃと左傾斜面１３Ｅとが交わる部位と、右側面１３Ｄと右傾斜面１３Ｆとが交わる部位とに形成され、外筒１３の内部に開口している。このシーブ取付け開口１６には、後述する押込み用固定シーブ３９の一部が挿入される。

１７は外筒１３の外側であって後述するシーブ取付具２９よりも下側部位に設けられた左，右一対のブームブラケットを示し、これら一対のブームブラケット１７は、ブーム４の先端側に取付けられるものである。ここで、図５および図１１に示すように、一対のブームブラケット１７は、左，右方向で間隔をもって対面する板体からなり、各ブラケット１７には、円筒状のブーム連結部１７Ａの左，右方向の両側が固着されている。一対のブームブラケット１７は、外筒１３の後面１３Ａに溶接等の手段を用いて一体的に固着され、ブームブラケット１７のブーム連結部１７Ａは、ピン１８（図１参照）を用いてブーム４の先端側にピン結合されている。また、一対のブームブラケット１７間には隙間１７Ｂが形成され、この隙間１７Ｂ内に、後述する伸縮シリンダ２５が配置される構成となっている。

１９はブームブラケット１７よりも上側に位置して外筒１３の外側に設けられた左，右一対のシリンダブラケットを示し、該一対のシリンダブラケット１９は、掘削装置揺動シリンダ４Ｂのロッド側に取付けられるものである。ここで、一対のシリンダブラケット１９は、左，右方向で間隔をもって対面する板体からなり、掘削装置揺動シリンダ４Ｂのロッド先端部が、ピン２０によって連結されるピン孔からなるシリンダ連結部を備え、外筒１３の後面１３Ａであってブームブラケット１７の上側近傍位置に溶接等の手段を用いて一体的に固着されている。これら一対シリンダブラケット１９には、掘削装置揺動シリンダ４Ｂのロッド先端部が、ピン２０（図１参照）を用いて回動可能にピン結合されている。

従って、掘削装置揺動シリンダ４Ｂを伸縮させることにより、伸縮アーム１２の外筒１３は、ブーム４の先端側でピン１８を中心として前，後方向または上，下方向に揺動する構成となっている。なお、シリンダブラケット１９は、掘削装置揺動シリンダ４Ｂの取付け位置によっては、ブームブラケット１７よりも下側に位置して設けられることがある。

２１は外筒１３の内側に適度な隙間をもって移動可能に収容された最外側内筒としての１段目の内筒を示している。図１１ないし図１４に示すように、内筒２１は、後面２１Ａ、前面２１Ｂ、左側面２１Ｃおよび右側面２１Ｄによって囲まれた四角形の断面形状を有する角筒体として形成され、上，下方向の両端部は開口端となっている。そして、内筒２１は、外筒１３の下端部１３Ｈから外筒１３の内側に収容され、外筒１３に対し長さ方向（上，下方向）に移動可能となっている。

ここで、外筒１３の内側面と内筒２１の外側面との間には、内筒２１を外筒１３に沿って円滑に摺動させるためのスライドプレート（図示せず）が設けられている。一方、内筒２１の下端部には下フランジ板２２が設けられ、該下フランジ板２２には、後述する支持用固定シーブ３５が取付けられている。

２３は１段目の内筒２１の内側に適度な隙間をもって移動可能に収容された最も内側に位置する２段目の内筒を示している。この内筒２３は、後面２３Ａ、前面２３Ｂ、左側面２３Ｃおよび右側面２３Ｄによって囲まれ、内筒２１よりも一回り小さな四角形の断面形状を有する角筒体として形成されている。内筒２３は、内筒２１の下端側から内筒２１の内側に収容され、内筒２１に対し長さ方向（上，下方向）に移動可能となっている。

ここで、内筒２１の内側面と内筒２３の外側面との間には、内筒２３を内筒２１に沿って円滑に摺動させるためのスライドプレート（図示せず）が設けられている。一方、内筒２３の下端部には取付アイ２４が設けられ、該取付アイ２４には後述するクラムシェルバケット４３が取付けられる。

次に、本実施の形態による伸縮シリンダ２５と、伸縮シリンダ２５に付設されたチューブガイド２６、シーブ取付具ガイドレール２７、シーブ取付具２９等について説明する。

２５は伸縮アーム１２を構成する外筒１３の長さ方向に沿って配置された伸縮シリンダを示している。この伸縮シリンダ２５は、チューブ２５Ａと、該チューブ２５Ａ内に摺動可能に設けられたピストン２５Ｅ(図１７参照)と、一側がチューブ２５Ａ内でピストンに固定され他側がチューブ２５Ａから外部に突出したロッド２５Ｂとからなる油圧シリンダにより構成されている。

ここで、伸縮シリンダ２５は、ブームブラケット１７が設けられた外筒１３の後面１３Ａ側で、かつ外筒１３の左，右方向の中心位置に、ロッド２５Ｂを上向きとした状態で配置されている。図８に示すように、伸縮シリンダ２５のロッド２５Ｂの先端部２５Ｃは、外筒１３の上端部１３Ｇの近傍部位に設けられたブラケット１３Ｊに、ピン２５Ｄを介してピン結合されている。

一方、伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａは、自由端となって下方に延び、左，右方向で対をなすブームブラケット１７間に形成された隙間１７Ｂ内に配置されている。また、チューブ２５Ａの上部側には、後述するシーブ取付具２９が取付けられている。従って、伸縮シリンダ２５を、図１に示す最伸長状態と、図２に示す最縮小状態との間で伸縮させることにより、チューブ２５Ａが、シーブ取付具２９と一緒に外筒１３に沿って上，下に移動する構成となっている。

ここで、伸縮シリンダ２５を図２に示す最縮小状態としたときに、チューブ２５Ａの底部からロッド２５Ｂの先端部２５Ｃ（ピン２５Ｄの位置）までの長さ寸法（最縮小状態の伸縮シリンダ２５の長さ寸法）をＬ1とし、外筒１３の上端近傍部位１３Ｇ１（ロッド２５Ｂが外筒１３に連結されるピン２５Ｄの位置）から下端部１３Ｈまでの長さ寸法（外筒１３の長さ寸法）をＬ2とすると、最縮小状態の伸縮シリンダ２５の長さ寸法Ｌ1は、外筒１３の長さ寸法Ｌ2のほぼ１／２の長さ寸法に設定されている。

即ち、最縮小状態の伸縮シリンダ２５の長さ寸法Ｌ1と、外筒１３の長さ寸法Ｌ2とは、下記の関係に設定されている。

さらに好ましくは、最縮小状態の伸縮シリンダ２５の長さ寸法Ｌ1と、外筒１３の長さ寸法Ｌ2とは、下記の関係に設定されている。

このように、最縮小状態の伸縮シリンダ２５の長さ寸法Ｌ1を、外筒１３の長さ寸法Ｌ2のほぼ１／２の長さ寸法に設定することにより、伸縮シリンダ２５のストロークを大きく確保することができる。これにより、後述する伸縮用固定シーブ３１と伸縮用可動シーブ３３との間に伸縮用ロープ３４を４回掛けまわすだけで、伸縮アーム１２を図１に示す最縮小状態と図２に示す最伸長状態との間で伸縮させることができる。

２６は外筒１３の後面１３Ａの外側に設けられたチューブガイドを示し、該チューブガイド２６は、伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａを移動可能に収容するものである。図１２および図１３に示すように、チューブガイド２６は、ほぼ正方形の断面形状を有する角筒体により形成され、一対のブームブラケット１７間に形成された隙間１７Ｂ内に配置された状態で外筒１３の後面１３Ａにその長さ方向に沿って固定されている。従って、自由端となった伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａは、チューブガイド２６に案内されつつ外筒１３の長さ方向に移動することができる。

２７は外筒１３の外側に設けられた２本のシーブ取付具ガイドレールを示し、該各シーブ取付具ガイドレール２７は、後述するシーブ取付具２９を案内するものである。これら２本のシーブ取付具ガイドレール２７は、外筒１３の後面１３Ａに伸縮シリンダ２５を挟んで左，右に１本ずつ配置されている。

ここで、シーブ取付具ガイドレール２７は、長方形の断面形状を有する角筒体により形成されている。シーブ取付具ガイドレール２７の上端部は、外筒１３の上端部１３Ｇの近傍にブラケット２７Ａを介して固定され、シーブ取付具ガイドレール２７の下端部は、外筒１３の上フランジ板１４の近傍にブラケット２７Ａを介して固定されている。これにより、シーブ取付具ガイドレール２７は、外筒１３の後面１３Ａとの間に一定の間隔を形成した状態で、後面１３Ａと平行して長さ方向に延びている。この場合、角筒体からなる２本のシーブ取付具ガイドレール２７を外筒１３に固定することにより、外筒１３の強度を高めることができる構成となっている。

２８は外筒１３の上端部１３Ｇに固定して設けられたシーブ取付基板を示し、該シーブ取付基板２８は、後述する伸縮用固定シーブ３１等が取付けられるものである。ここで、シーブ取付基板２８は、外筒１３の後面１３Ａから後側（ブーム４側）に張出すシーブ取付部２８Ａと、該シーブ取付部２８Ａよりも前側に位置するロープ係止部２８Ｂとを有している。シーブ取付基板２８のシーブ取付部２８Ａには、伸縮用固定シーブ３１が回転可能に支持され、ロープ係止部２８Ｂには、後述する伸縮用ロープ３４の一端側３４Ａが係止される。

２９は伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａに取付けられたシーブ取付具を示し、該シーブ取付具２９は、後述する伸縮用可動シーブ３３が取付けられるものである。ここで、図７、図１２および図１３に示すように、シーブ取付具２９は、伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａの上部側に固定された本体部２９Ａと、本体部２９Ａの上部側に位置し、伸縮用可動シーブ３３を回転可能に支持する上側シーブ支持部２９Ｂと、本体部２９Ａの下部側に位置し、後述する押込み用可動シーブ４１を回転可能に支持する下側シーブ支持部２９Ｃとにより構成されている。

この場合、図１２に示すように、シーブ取付具２９の本体部２９Ａには、左，右のシーブ取付具ガイドレール２７が摺動可能に挿通される角筒状の左，右のガイド挿通部２９Ｄが設けられ、シーブ取付具２９は、左，右のシーブ取付具ガイドレール２７に案内されつつ、外筒１３の長さ方向（上，下方向）に移動可能となっている。

なお、図１１ないし図１３に示すチューブガイド２６の内側面には、スライドプレート３０が設けられ、自由端となった伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａは、スライドプレート３０に摺接することにより、チューブガイド２６に沿って円滑に外筒１３の長さ方向に移動することができる構成となっている。

次に、伸縮アーム１２を構成する外筒１３と、１段目の内筒２１と、２段目の内筒２３とを伸縮可能に連結するための伸縮用固定シーブ３１、伸縮用可動シーブ３３、伸縮用ロープ３４、支持用固定シーブ３５、支持用ロープ３７について説明する。

ここで、伸縮用固定シーブ３１、伸縮用可動シーブ３３、伸縮用ロープ３４、支持用固定シーブ３５、支持用ロープ３７は、外筒１３に対し伸縮シリンダ２５を挟んで左，右対称となるように２組設けられ、互いに同一の構造を有している。このため、以下、外筒１３の左側に配置された伸縮用固定シーブ３１、伸縮用可動シーブ３３、伸縮用ロープ３４、支持用固定シーブ３５、支持用ロープ３７について説明し、右側に配置されたものについては、対応する構成要素に符号に「′」を付し、その説明は省略する。

３１はシーブ取付基板２８を介して外筒１３の上端側に固定された伸縮用固定シーブを示し、この伸縮用固定シーブ３１は、等しい直径を有する２枚の固定シーブ３１Ａ，３１Ｂによって構成されている。一方の固定シーブ３１Ａは、シーブ取付基板２８のシーブ取付部２８Ａにブラケット３２Ａを介して回転可能に支持され、他方の固定シーブ３１Ｂは、他のブラケット３２Ｂを介して回転可能に支持されている。この場合、各固定シーブ３１Ａ，３１Ｂの支持軸（図示せず）は、それぞれ外筒１３の後面１３Ａに対して非平行となるように配置されている。

３３はシーブ取付具２９に回転可能に支持された伸縮用可動シーブを示し、この伸縮用可動シーブ３３は、等しい直径を有する２枚の可動シーブ３３Ａ，３３Ｂによって構成されている。ここで、図１２に示すように、一方の可動シーブ３３Ａと他方の可動シーブ３３Ｂとは、シーブ取付具２９の上側シーブ支持部２９Ｂに取付けられた１本の支持軸３３Ｃに隣接して回転可能に支持されている。この場合、各可動シーブ３３Ａ，３３Ｂの支持軸３３Ｃは、外筒１３の後面１３Ａに対して平行に配置されている。そして、伸縮用可動シーブ３３は、伸縮シリンダ２５の伸縮に応じてシーブ取付具２９が上，下方向に移動することにより、伸縮用固定シーブ３１に対して接近または離間する。

この場合、シーブ取付具２９に支持された伸縮用可動シーブ３３は、外筒１３の左側面１３Ｃよりも外側に配置され、当該左側面１３Ｃと僅かな間隔をもって左，右方向で対面している。これにより、伸縮用可動シーブ３３が、外筒１３の後面１３Ａ側に大きく突出するのを抑え、伸縮用可動シーブ３３の周囲を小型化することができる。

３４は外筒１３と最も内側に位置する内筒２３との間を連結する伸縮用ロープを示し、該伸縮用ロープ３４は、ワイヤロープによって構成されている。ここで、図９および図１０に示すように、伸縮用ロープ３４の一端側３４Ａは、外筒１３の上端部１３Ｇに設けられたシーブ取付基板２８のロープ係止部２８Ｂに係止され、伸縮用ロープ３４の他端側３４Ｂは、外筒１３および内筒２１の内側に挿通された、内筒２３の上部側に係止されている。また、伸縮用ロープ３４の途中部位は、伸縮用固定シーブ３１を構成する２枚の固定シーブ３１Ａ，３１Ｂと、伸縮用可動シーブ３３を構成する２枚の可動シーブ３３Ａ，３３Ｂとの間に４回掛けまわされている。

即ち、シーブ取付基板２８に一端側３４Ａが係止された伸縮用ロープ３４は、伸縮用可動シーブ３３の一方の可動シーブ３３Ａ、伸縮用固定シーブ３１の一方の固定シーブ３１Ａ、伸縮用可動シーブ３３の他方の可動シーブ３３Ｂ、伸縮用固定シーブ３１の他方の固定シーブ３１Ｂに順次巻回される。そして、伸縮用ロープ３４の他端側３４Ｂは、伸縮用固定シーブ３１の他方の固定シーブ３１Ｂから外筒１３および内筒２１の内側に挿通され、内筒２３の上部側に係止されている。

このように、伸縮用固定シーブ３１を２枚の固定シーブ３１Ａ，３１Ｂによって構成すると共に、伸縮用可動シーブ３３を２枚の可動シーブ３３Ａ，３３Ｂによって構成し、伸縮用ロープ３４を、２枚の固定シーブ３１Ａ，３１Ｂと２枚の可動シーブ３３Ａ，３３Ｂとに４回掛けまわすことにより、例えば従来技術のように、伸縮用ロープを４枚の伸縮用固定シーブと４枚の伸縮用可動シーブとの間に８回掛けまわす構成に比較して、伸縮用ロープ３４がシーブに接触する回数を半減させることができる構成となっている。

３５は１段目の内筒２１の下フランジ板２２に設けられた１枚の支持用固定シーブを示している。この支持用固定シーブ３５は、内筒２１の下フランジ板２２に固定されたブラケット３６に回転可能に支持されている。

３７は外筒１３と内筒２３との間で内筒２１を支持する支持用ロープを示し、該支持用ロープ３７は、ワイヤロープによって構成されている。ここで、図９および図１０に示すように、支持用ロープ３７の一端側３７Ａは、外筒１３の下フランジ板１５に係止され、支持用ロープ３７の途中部位は、支持用固定シーブ３５に巻回されている。そして、支持用ロープ３７の他端側３７Ｂは、支持用固定シーブ３５から内筒２１の内側に挿入され、該内筒２１の内側で内筒２３の上部側に係止されている。

次に、伸縮シリンダ２５によって内筒２１を外筒１３から伸長させたときに内筒２１を伸長方向に押込む押込み機構３８について説明する。

即ち、３８は外筒１３と１段目の内筒２１との間に設けられた押込み機構を示し、該押込み機構３８は、伸縮シリンダ２５によって内筒２１を外筒１３から伸長させたときに、この内筒２１を伸長状態に保持するものである。

ここで、押込み機構３８は、押込み用固定シーブ３９と、押込み用可動シーブ４１と、押込み用ロープ４２とにより構成され、外筒１３に対し伸縮シリンダ２５を挟んで左，右対称となるように２組設けられ、互いに同一の構造を有している。このため、以下、外筒１３の左側に配置された押込み機構３８について説明し、右側に配置されたものについては、対応する構成要素に符号「′」を付し、その説明は省略する。

３９は外筒１３の下部側に設けられた１枚の押込み用固定シーブを示している。図１４に示すように、押込み用固定シーブ３９は、外筒１３に形成されたシーブ取付け開口１６を跨いで外筒１３に固定されたブラケット４０に、支持軸３９Ａを介して回転可能に支持されている。この場合、押込み用固定シーブ３９の支持軸３９Ａは、外筒１３の左側面１３Ｃに対して角度θの傾斜角度をもって配置されている。即ち、押込み用固定シーブ３９の支持軸３９Ａは、外筒１３の後面１３Ａに対して非平行に配置され、支持軸３９Ａによって支持された押込み用固定シーブ３９は、その一部が外筒１３の内側に収容されている。

４１は伸縮用可動シーブ３３よりも下側位置でシーブ取付具２９に設けられた１枚の押込み用可動シーブを示している。図１３に示すように、押込み用可動シーブ４１は、シーブ取付具２９の下側シーブ支持部２９Ｃに、支持軸４１Ａを介して回転可能に支持されている。この場合、押込み用可動シーブ４１の支持軸４１Ａは、外筒１３の後面１３Ａに対して平行に配置されている。そして、押込み用可動シーブ４１は、伸縮シリンダ２５の伸縮に応じてシーブ取付具２９が上，下方向に移動することにより、押込み用固定シーブ３９に対して接近または離間する。

４２は外筒１３と内筒２１との間を連結する押込み用ロープを示し、該押込み用ロープ４２は、ワイヤロープによって構成されている。ここで、図９および図１０に示すように、押込み用ロープ４２の一端側４２Ａは、外筒１３の上フランジ板１４に係止され、押込み用ロープ４２の途中部位は、押込み用可動シーブ４１と押込み用固定シーブ３９とに巻回されている。そして、押込み用ロープ４２の他端側４２Ｂは、押込み用固定シーブ３９から外筒１３の内側に挿入され、該外筒１３の内側で内筒２１の上部側に係止されている。

従って、伸縮シリンダ２５を図１および図９に示す最伸長状態から縮小させた場合には、伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａがシーブ取付具２９と一緒に上方に移動し、伸縮用可動シーブ３３が伸縮用固定シーブ３１に接近する。これにより、伸縮用可動シーブ３３と伸縮用固定シーブ３１とに巻回された伸縮用ロープ３４が繰出され、内筒２３は自重によって外筒１３から下方に伸長する。このとき、内筒２３の上部側に係止された支持用ロープ３７の他端側３７Ｂが内筒２３と共に下方に移動するので、支持用ロープ３７によって支持された内筒２１も自重によって外筒１３から下方に伸長する。かくして、図２および図１０に示すように、チューブ２５Ａが上限位置まで移動して伸縮シリンダ２５が最縮小状態に達することにより、伸縮アーム１２は最伸長状態となる。

ここで、シーブ取付具２９が伸縮用固定シーブ３１に接近すると、押込み用可動シーブ４１と押込み用固定シーブ３９との間に押込み用ロープ４２が巻き取られ、押込み用ロープ４２の他端側４２Ｂが内筒２１に伴って下方に移動する。これにより、押込み用ロープ４２は常に一定の張力を保つ。また、内筒２１は支持用ロープ３７に支持された状態で伸長するので、支持用ロープ３７も常に一定の張力を保つ。

従って、外筒１３から内筒２１，２３が伸長した状態で、後述するクラムシェルバケット４３を用いて掘削作業を行うことにより、内筒２１，２３に対して上向きの掘削反力が作用した場合でも、押込み用ロープ４２、支持用ロープ３７の張力によって、内筒２１，２３が縮小側に移動してしまうのを抑えることができる。

次に、伸縮シリンダ２５を、図２および図１０に示す最縮小状態から伸長させた場合には、伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａがシーブ取付具２９と一緒に下方に移動し、伸縮用可動シーブ３３が伸縮用固定シーブ３１から離間する。これにより、伸縮用可動シーブ３３と伸縮用固定シーブ３１との間で伸縮用ロープ３４が巻き取られ、内筒２３は上方に移動して内筒２１内に収容されていく。このとき、内筒２３の上部側に係止された支持用ロープ３７の他端側３７Ｂが内筒２３と共に上方に移動するので、支持用ロープ３７によって支持された内筒２１も上方に移動して外筒１３内に収容されていく。かくして、図１および図９に示すように、チューブ２５Ａが下限位置まで移動して伸縮シリンダ２５が最伸長状態に達することにより、伸縮アーム１２は最縮小状態となる。

一方、伸縮アーム１２が最縮小状態と最伸長状態との間で伸縮するときには、伸縮シリンダ２５を挟んで右側に配置された伸縮用固定シーブ３１′、伸縮用可動シーブ３３′、伸縮用ロープ３４′、支持用固定シーブ３５′、支持用ロープ３７′押込み用固定シーブ３９′、および押込み機構３８′を構成する押込み用可動シーブ４１′、押込み用ロープ４２′も上述したと同様に作動するものである。

ここで、図１３および図１４に示すように、外筒１３は、後面１３Ａ、前面１３Ｂ、左，右の側面１３Ｃ，１３Ｄ、左，右の傾斜面１３Ｅ，１３Ｆによって囲まれた六角形の断面形状を有し、押込み用可動シーブ４１は、左傾斜面１３Ｅと左，右方向で対面する位置に配置されている。このため、図１３中に矢印Ｘで示すように、押込み用可動シーブ４１を左傾斜面１３Ｅに接近させて配置することができ、好ましくは左，右の側面１３Ｃ，１３Ｄと同等位置か、より内側の位置に設けると良い。この場合には、押込み用可動シーブ４１との間で押込み用ロープ４２が巻回される押込み用固定シーブ３９の支持軸３９Ａと、外筒１３の左側面１３Ｃとがなす角度θを大きくすることにより、図１４中に矢印Ｙで示すように、押込み用固定シーブ３９のうち外筒１３内に収容された一部を、内筒２１から十分に離間させることができ、また、押込み用固定シーブ３９のうち外筒１３から外部に露出する部分の外筒１３の左，右の側面１３Ｃ，１３Ｄからの突出量を少なくすることができる。この結果、外筒１３の左，右の側面１３Ｃ，１３Ｄ間の寸法を大きくすることなく、押込み用固定シーブ３９と内筒２１との間に両者が干渉しない充分な間隔を確保することができ、伸縮アーム１２全体をコンパクトに構成することができる。このことは、伸縮シリンダ２５を挟んで右側に配置された押込み用可動シーブ４１′、押込み用ロープ４２′についても同様である。

４３は内筒２３の先端側（下端側）に設けられた取付アイ２４に揺動可能に取付けられたクラムシェルバケットを示している。このクラムシェルバケット４３は、バケットシリンダ４４を伸縮させることにより開，閉し、土砂を掘削するものである。

本実施の形態による深掘り掘削機１は上述の如き構成を有するもので、以下、深掘り掘削すべき地面１００に対し、深掘り掘削機１を用いて縦坑１０１を掘削する作業について説明する。なお、伸縮シリンダ２５を伸長、収縮させる油圧回路については後に詳述する。

まず、図１に示すように、深掘り掘削機１は、伸縮シリンダ２５を最伸長させて伸縮アーム１２を最縮小状態とし、縦坑１０１を掘削すべき地面１００に対して伸縮アーム１２を垂直な姿勢に保持する。

この状態で、伸縮シリンダ２５を縮小させることにより、伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａをシーブ取付具２９と一緒に上方に移動させ、伸縮用可動シーブ３３を伸縮用固定シーブ３１に接近させる。これにより、伸縮用可動シーブ３３と伸縮用固定シーブ３１とに巻回された伸縮用ロープ３４が繰出され、内筒２３が自重によって外筒１３から下方に伸長すると共に、支持用ロープ３７によって支持された内筒２１も自重によって外筒１３から下方に伸長する。

このとき、シーブ取付具２９に支持された押込み用可動シーブ４１と押込み用固定シーブ３９との間で押込み用ロープ４２が巻き取られることにより、押込み用ロープ４２は常に一定の張力を保つ。また、外筒１３と内筒２３との間で内筒２１を支持する支持用ロープ３７も常に一定の張力を保つ。

この結果、押込み用ロープ４２、支持用ロープ３７の張力によって、外筒１３から内筒２１，２３が伸長した状態を保持することができ、クラムシェルバケット４３を縦坑１０１の底面に押込むことができる。この状態で、バケットシリンダ４４によってクラムシェルバケット４３を開，閉させることにより、クラムシェルバケット４３を用いて縦坑１０１を深く掘削することができ、クラムシェルバケット４３によって大量の土砂を掬い取ることができる。

クラムシェルバケット４３によって土砂を掬い取った後には、伸縮シリンダ２５を伸長させることにより、伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａをシーブ取付具２９と一緒に下方に移動させ、伸縮用可動シーブ３３を伸縮用固定シーブ３１から離間させる。

これにより、伸縮用可動シーブ３３と伸縮用固定シーブ３１との間で伸縮用ロープ３４が巻き取られ、内筒２３は上方に移動して内筒２１内に収容されていく。このとき、外筒１３と内筒２３との間を連結する支持用ロープ３７の他端側３７Ｂが、内筒２３と共に上方に移動することにより、支持用ロープ３７によって支持された内筒２１も上方に移動して外筒１３内に収容されていく。

図１に示すように、伸縮シリンダ２５が最伸長状態に達し、伸縮アーム１２が最縮小状態となった後には、ブーム４の先端側を持上げてクラムシェルバケット４３を縦坑１０１から抜出す。そして、下部走行体２によって所望の排土場所まで自走した後、この排土場所に、クラムシェルバケット４３によって把持した土砂を排出する。

ここで、本実施の形態による深掘り掘削機１は、伸縮シリンダ２５のロッド２５Ｂの先端部２５Ｃを、伸縮アーム１２の外筒１３に設けられたブラケット１３Ｊにピン２５Ｄを用いてピン結合し、自由端となったチューブ２５Ａに、伸縮用可動シーブ３３を支持するシーブ取付具２９を取付ける構成としている。このため、クラムシェルバケット４３によって掘削した土砂を地面上に持上げるために、伸縮シリンダ２５を伸長させて伸縮アーム１２を縮小させるときには、重量物であるチューブ２５Ａとシーブ取付具２９とが一緒に下方に移動する。これにより、伸縮用可動シーブ３３と伸縮用固定シーブ３１とに巻回された伸縮用ロープ３４に対し、チューブ２５Ａとシーブ取付具２９の重量による下向きの荷重が作用する。この結果、チューブ２５Ａとシーブ取付具２９の重量を利用して内筒２１，２３の引上げ力を増大させることができ、伸縮シリンダ２５による内筒２１，２３の引上げ動作を効率よく行うことができる。

また、本実施の形態による深掘り掘削機１は、伸縮用固定シーブ３１を２枚の固定シーブ３１Ａ，３１Ｂによって構成すると共に、伸縮用可動シーブ３３を２枚の可動シーブ３３Ａ，３３Ｂによって構成し、伸縮用ロープ３４を、２枚の固定シーブ３１Ａ，３１Ｂと２枚の可動シーブ３３Ａ，３３Ｂとに４回掛けまわす構成としている。この結果、例えば従来技術のように、伸縮用ロープを４枚の伸縮用固定シーブと４枚の伸縮用可動シーブとの間に８回掛けまわす構成に比較して、伸縮用ロープの寿命を延ばすことができる。

しかも、伸縮用固定シーブ３１を構成する２枚の固定シーブ３１Ａ，３１Ｂと、伸縮用可動シーブ３３を構成する２枚の可動シーブ３３Ａ，３３Ｂとの間に伸縮用ロープ３４を４回掛けまわすことにより、伸縮用ロープ３４を用いて内筒２１，２３を引上げるときの引上げ量を伸縮シリンダ２５のストロークの４倍とすることができ、内筒２１，２３を効率良く引上げることができる。

また、本実施の形態では、伸縮シリンダ２５のロッド２５Ｂを、外筒１３の上部側でかつ伸縮用固定シーブ３１よりも下側に固定している。これにより、シーブ取付具２９が取付けられた伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａを、上，下方向に延びた外筒１３のほぼ上半分の範囲で上，下方向に移動させることができる。このため、例えば図１に示すように、縦坑１０１の掘削時に外筒１３の下半分が地下にもぐった場合でも、上部旋回体３のキャブ３Ｂ内のオペレータは、伸縮シリンダ２５の伸縮動作等を目視して確認することができるので、掘削作業の作業性や安全性を高めることができる。

また、本実施の形態では、外筒１３の外側に、外筒１３と平行して長さ方向に延びる２本のシーブ取付具ガイドレール２７を固定して設け、シーブ取付具２９は、伸縮シリンダ２５の伸縮に応じ、シーブ取付具ガイドレール２７に沿って外筒１３の長さ方向に移動する構成としている。

従って、シーブ取付具２９は、シーブ取付具ガイドレール２７に案内されて常に一定の軌道上を移動することができる。この結果、伸縮用固定シーブ３１と伸縮用可動シーブ３３とに巻回された伸縮用ロープ３４は、伸縮用可動シーブ３３の移動に円滑に追従することができるので、外筒１３に対する内筒２１，２３の伸縮動作の安定性を高めることができる。しかも、外筒１３に固定した２本のシーブ取付具ガイドレール２７によって外筒１３の強度を高めることができるので、伸縮アーム１２全体の信頼性を高めることができる。

一方、シーブ取付具２９が取付けられた伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａも、シーブ取付具ガイドレール２７に沿って一定の軌道上を移動することができる。この結果、伸縮シリンダ２５の座屈や横荷重に対する強度を高めることができ、伸縮シリンダ２５の信頼性を高めることができる。

また、本実施の形態では、外筒１３のうち、上部旋回体３のキャブ３Ｂ側に位置する後面１３Ａに一対のブームブラケット１７を設け、これら一対のブームブラケット１７をブーム４の先端側に取付けると共に、ブームブラケット１７間に形成された隙間１７Ｂ内に伸縮シリンダ２５を配置している。

これにより、伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａに取付けられたシーブ取付具２９、シーブ取付具２９に支持された伸縮用可動シーブ３３、伸縮用固定シーブ３１と伸縮用可動シーブ３３とに巻回された伸縮用ロープ３４等を、上部旋回体３のキャブ３Ｂ側から直接的に目視することができる。これにより、キャブ３Ｂ内のオペレータは、伸縮シリンダ２５等を目視しつつ外筒１３に対して内筒２１，２３を伸縮させることができ、この伸縮動作を的確に行うことができる。

また、外筒１３のうちブームブラケット１７が設けられた後面１３Ａとは反対側となる前面１３Ｂには、伸縮シリンダ２５、伸縮用固定シーブ３１、シーブ取付具２９、伸縮用可動シーブ３３等を設ける必要がない。このため、縦坑１０１の掘削時にこれら伸縮シリンダ２５等が障害物と接触して損傷することがなく、掘削作業の作業性を高めることができる。

一方、図１５に示すように、深掘り掘削機１を輸送姿勢にするために、外筒１３のうちブーム４に取付けられる後面１３Ａとは反対側の前面１３Ｂを地面に置いた場合には、格別な置台等を用いることなく、伸縮シリンダ２５、シーブ取付具２９、伸縮用固定シーブ３１、伸縮用可動シーブ３３等を、伸縮アームの重量が作用することがない上向きの姿勢に保持することができる。

従って、深掘り掘削機１を輸送姿勢にした状態では、外筒１３に取付けられた伸縮シリンダ２５、伸縮用固定シーブ３１、シーブ取付具２９、伸縮用可動シーブ３３等に対するメンテナンス作業を、地面に近い位置で行うことができるので、このメンテナンス作業の作業性を高めることができる。

また、本実施の形態では、外筒１３の後面１３Ａに角筒状のチューブガイド２６を設け、このチューブガイド２６内に伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａを移動（摺動）可能に収容している。これにより、自由端となった伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａを、チューブガイド２６によって外筒１３の長さ方向に案内することができ、シーブ取付具２９が取付けられたチューブ２５Ａを円滑に移動させることができる。

しかも、伸縮シリンダ２５のチューブ２５Ａは、チューブガイド２６に沿って一定の軌道上を移動することができるので、伸縮シリンダ２５の座屈や横荷重に対する強度を高めることができる。また、チューブガイド２６内にチューブ２５Ａを収容することにより、縦坑１０１の掘削作業による落石等からチューブ２５Ａを保護することができる。

また、本実施の形態では、外筒１３を六角形の断面形状を有する筒状に形成し、ブーム４の先端側に取付けられる後面１３Ａと左，右の側面１３Ｃ，１３Ｄとの間に左，右の傾斜面１３Ｅ，１３Ｆを設ける構成としている。これにより、外筒１３に作用する荷重に対して座屈強度を高めることができ、外筒１３の寿命を延ばすことができるので、伸縮アーム１２全体の信頼性を高めることができる。

しかも、伸縮用可動シーブ３３を、外筒１３の左側面１３Ｃよりも外側に配置することにより、伸縮用可動シーブ３３が外筒１３の左側面１３Ｃと僅かな間隔をもって左，右方向で対面する構成としている。これにより、伸縮用可動シーブ３３が、外筒１３の後面１３Ａ側に大きく突出するのを抑えることができ、直径の大きな伸縮用可動シーブ３３を用いた場合でも、この伸縮用可動シーブ３３の周囲を小型化することができる。この結果、直径の大きな伸縮用可動シーブ３３を用いることにより、伸縮用ロープ３４の寿命を延ばすことができる。

このように、本実施の形態による深掘り掘削機１は、伸縮用ロープ３４の寿命を延ばすことができる構造であるため、伸縮用ロープ３４に作用する負荷を大きく設定することができる。この結果、伸縮用ロープ３４が接続された内筒２３の先端側に取付けられるクラムシェルバケット４３の容量を大きくすることができ、大量の土砂を掘削することによって掘削効率を高めることができる。

さらに、本実施の形態による深掘り掘削機１は、外筒１３の下部側にシーブ取付け開口１６を設け、押込み用固定シーブ３９の一部をシーブ取付け開口１６を通じて外筒１３の内側に配置する構成としている。これにより、押込み用固定シーブ３９の直径を大きく設定した場合でも、外筒１３に対して押込み用固定シーブ３９をコンパクトに取付けることができる。この結果、直径の大きな押込み用固定シーブ３９を用いることにより、押込み用ロープ４２の寿命を延ばすことができる。

しかも、外筒１３の下部側に設けたシーブ取付け開口１６の位置に押込み用固定シーブ３９を配置することにより、従来技術のように外筒の下端部に押込み用固定シーブを配置する必要がない。これにより、内筒２１を外筒１３内に収容したときに、内筒２１の下端部に設けた下フランジ板２２が押込み用固定シーブ３９に干渉することがなく、内筒２１の下フランジ板２２を外筒１３の下端部１３Ｈの近傍まで接近させることができる。この結果、伸縮アーム１２を最縮小させたときの全長を短縮することができ、例えば深掘り掘削機１を輸送するときにコンパクトな輸送姿勢とすることができる。

なお、上述した実施の形態では、伸縮アーム１２を構成する外筒１３のうち、ブームブラケット１７が取付けられる後面１３Ａ側に、伸縮シリンダ２５、シーブ取付具ガイドレール２７、シーブ取付具２９、伸縮用固定シーブ３１、伸縮用可動シーブ３３等を配置する構成を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図１６に示す変形例のように、外筒１３のうち、ブームブラケット１７が取付けられる後面１３Ａとは反対側となる前面１３Ｂ側に、伸縮シリンダ２５、シーブ取付具ガイドレール２７、シーブ取付具２９、伸縮用固定シーブ３１、伸縮用可動シーブ３３等を配置する構成としてもよい。これにより、既存の伸縮アームに慣れたオペレータにとって、深掘り掘削機を操作するときの違和感がなく、その操作性を高めることができる。

また、上述した実施の形態では、伸縮用固定シーブ３１，３１′、伸縮用可動シーブ３３，３３′、伸縮用ロープ３４，３４′、支持用固定シーブ３５，３５′、支持用ロープ３７，３７′、押込み用固定シーブ３９，３９′、押込み用可動シーブ４１，４１′、押込み用ロープ４２，４２′等の各部材を、外筒１３に対し伸縮シリンダ２５を挟んで左，右対称となるように２組設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、伸縮用固定シーブ３１、伸縮用可動シーブ３３、伸縮用ロープ３４、支持用固定シーブ３５、支持用ロープ３７、押込み用固定シーブ３９、押込み用可動シーブ４１、押込み用ロープ４２等の各部材を、外筒１３の左，右方向の中央部に１組設ける構成としてもよい。

−−−油圧回路について−−−
伸縮シリンダ２５を伸長、収縮させる油圧回路について、以下に説明する。図１７は、本実施の形態の油圧回路２００と、この油圧回路２００によって伸縮が制御される多段アーム駆動機構１１１の概略構成とを含む油圧装置３００の全体構成を示す図である。なお、図１７では、説明の便宜上、上述した多段アーム駆動機構、すなわち、伸縮シリンダ２５と、シーブ取付具２９と、伸縮用固定シーブ３１と、伸縮用可動シーブ３３と、伸縮用ロープ３４とを簡略化、および一部省略して記載している。

油圧回路２００は、油圧ポンプ２０１と、制御弁２１０と、第１油路２４１と、第２油路２４２と、カウンタバランス弁２２１と、リリーフ弁２２２と、切替弁２３２と、可変絞り付きスローリターン弁２３１とを備えている。

制御弁２１０は、油圧ポンプ２０１から伸縮シリンダ２５への圧油の流れを制御する制御弁であり、オペレータによる不図示の操作部材の操作に基づいてスプールの位置および移動量が変更される。本実施の形態では、制御弁２１０は、油圧パイロット操作式の制御弁であり、操作部材の操作に応じてパイロット管路２６１、２６２により供給されるパイロット圧油の圧力に基づいてスプールの位置および移動量が変更される。なお、操作部材としては、たとえば操作レバーや操作ペダル等が挙げられる。制御弁２１０は、パイロット管路２６１により供給されるパイロット圧油の圧力に基づいて、伸縮シリンダ２５を収縮させる収縮位置（ａ位置）に切替えられ、、パイロット管路２６２により供給されるパイロット圧油の圧力に基づいて、伸縮シリンダ２５を伸長させる伸長位置（ｂ位置）に切替えられ、および、パイロット管路２６１，２６２へのパイロット圧油の供給を中止することで伸縮シリンダ２５への圧油の供給と伸縮シリンダ２５からの圧油の戻りを禁止する中立位置（ｃ位置）に切り替えられる。

伸縮シリンダ２５と制御弁２１０とは、第１油路２４１および第２油路２４２を介して接続されている。第１油路２４１は、伸縮シリンダ２５と制御弁２１０との間の第１の油路であり、伸縮シリンダ２５のボトム側油室２５１に接続されている。第２油路２４２は、伸縮シリンダ２５と制御弁２１０との間の第２の油路であり、伸縮シリンダ２５のロッド側油室２５２に接続されている。また、制御弁２１０と作動油タンク２０２とは、油路２４５によって接続される。また、第２油路２４２には、第２油路２４２の圧油を制御弁２１０を経ずに作動油タンク２０２へ導くための油路２４３、２４４が接続されている。本実施の形態では、作動油タンク２０２に通ずる管路、すなわちタンク圧となる油圧回路を油圧回路２００の低圧側と称する。

カウンタバランス弁２２１は、第１油路２４１に設けられている。なお、カウンタバランス弁２２１は逆止弁２２１ａを内蔵しており、伸縮シリンダ２５のボトム側油室２５１へ向かう圧油の流れを許可する。また、カウンタバランス弁２２１のパイロットポートはパイロット油路２２１ｐにより第２油路２４２に接続されており、カウンタバランス弁２２１は、第２油路２４２への圧油の供給（圧力の上昇）により開弁する。リリーフ弁２２２は、第１油路２４１のうち、ボトム側油室２５１とカウンタバランス弁２２１との間の油路に１次側ポート２２２ａが接続され、第２油路２４２に２次側ポート２２２ｂが接続される。なお、カウンタバランス弁２２１およびリリーフ弁２２２は、たとえば弁ブロック２２０として一体的に設けられていて、伸縮シリンダ２５のボトム側油室２５１およびロッド側油室２５２に直接接続されている。

切替弁２３２は、油路２４３と油路２４４との間に設けられるもので、パイロット配管２６１に供給されるパイロット圧油によって位置が切り替えられることで、油路２４３と油路２４４とを接続／遮断する油圧パイロット操作式の切替弁である。切替弁２３２は、油圧回路２００の低圧側に第２油路２４２の圧油を逃がすことを許可する許可位置（ａ位置）と、油圧回路２００の低圧側に第２油路２４２の圧油を逃がすことを禁止する禁止位置（ｂ位置）とに切り替えられる。なお、油路２４３は、第２油路２４２と切替弁２３２とを接続する油路であり、油路２４４は、切替弁２３２と作動油タンク２０２とを接続する油路であり、油圧回路２００の低圧側とを接続する油路である。

可変絞り付きスローリターン弁２３１は、第１油路２４１のうち、カウンタバランス弁２２１と制御弁２１０との間の油路に設けられている。すなわち、可変絞り付きスローリターン弁２３１は、カウンタバランス弁２２１および制御弁２１０と直列に設けられている。可変絞り付きスローリターン弁２３１は逆止弁２２３ａを内蔵しているので、伸縮シリンダ２５のボトム側油室２５１へ向かう圧油については流量の制御を行わない。

−−−伸縮アーム１２の伸縮停止−−−
次に、油圧回路２００の動作について説明する。オペレータによる不図示の操作部材が操作されていない場合、パイロット圧油がパイロット配管２６１，２６２に供給されない。これにより、制御弁２１０がｃ位置に切り替わる。したがって、制御弁２１０は、油圧ポンプ２０１からの圧油がボトム側油室２５１およびロッド側油室２５２に供給されないように油圧ポンプ２０１からの圧油を遮断するとともに、ボトム側油室２５１、ロッド側油室２５２から油路２４５を経てタンク２０２へ戻る油を遮断する。

ボトム側油室２５１の圧油は、たとえば油路２４４や油路２４５等の低圧側へ接続されている油路へ流出しないようにカウンタバランス弁２２１および制御弁２１０によって遮断されている。

パイロット圧油がパイロット配管２６１に供給されないため、切替弁２３２は、内蔵するバネの付勢力でａ位置に切り替わる。そのため、第２の油路２４２は、制御弁２１０によって油路２４５と遮断されているが、油路２４３、切替弁２３２及び油路２４４を介して低圧側となるタンク２０２と接続される。

なお、伸縮シリンダ２５には、伸縮アーム１２の内筒２１、２３や内筒２３の下端側に取り付けられたクラムシェルバケット４３等の自重によってロッド２５Ｂを収縮させる荷重が作用している。そのため、ボトム側油室２５１の圧油はピストン２５Ｅを介して圧縮される。しかし、上述したように、ボトム側油室２５１はカウンタバランス弁２２１によって低圧側の油路とは遮断されている。したがって、オペレータによる不図示の操作部材が操作されていない場合、伸縮アーム１２の内筒２１、２３およびクラムシェルバケット４３は、重力に逆らって停止する。

伸縮アーム１２の伸縮を停止させた状態で、たとえば上述したブームシリンダ４Ａや掘削装置揺動シリンダ４Ｂを駆動して、掘削装置１１を上昇させる場合、クラムシェルバケット４３の地切りの際に伸縮アーム１２に伸長方向（下方向）の大きな負荷が作用する。そのため、クラムシェルバケット４３の地切りの際には、ボトム側油室２５１に大きな圧力が作用することとなる。しかし、本実施の形態では、上述したように、ボトム側油室２５１とカウンタバランス弁２２１との間の油路にリリーフ弁２２２の１次側２２２ａポートが接続され、第２油路２４２に２次側ポート２２２ｂが接続されている。これにより、ボトム側油室２５１内の圧力が上昇しても、リリーフ弁２２２によって高圧の圧油が第２油路２４２に逃げるように構成されている。ボトム側油室２５１からリリーフ弁２２２を介して第２油路２４２に逃げた圧油は、油路２４３、切替弁２３２、油路２４４を介して油圧回路２００の低圧側に流出する。

−−−伸縮アーム１２の伸長−−−
オペレータによって、伸縮アーム１２が伸長するように、すなわち伸縮シリンダ２５を収縮させるように不図示の操作部材が操作されると、操作部材の操作量に応じた圧力のパイロット圧油がパイロット配管２６１に供給される。これにより、制御弁２１０がａ位置に切り替わり、切替弁２３２がｂ位置に切り替わる。したがって、油圧ポンプ２０１からの圧油は、切替弁２３２を介して油圧回路２００の低圧側に流れることなく、第２油路２４２を介してロッド側油室２５２に供給される。

油圧ポンプ２０１からの圧油が第２油路２４２に流れることで、第２油路２４２に接続された油路２２１ｐを介して油圧ポンプ２０１からの圧油がカウンタバランス弁２２１にパイロット圧として作用する。これにより、ボトム側油室２５１に所定の保持圧力が作用した状態でカウンタバランス弁２２１は開弁し、ボトム側油室２５１の圧油がカウンタバランス弁２２１を介して可変絞り付きスローリターン弁２３１へ流れることが許可される。これにより、伸縮シリンダ２５は、伸縮アーム１２の内筒２１、２３やクラムシェルバケット４３等の自重の影響を受けずに、滑らかに起動させることができる。

なお、制御弁２１０がａ位置に切り替わっているため、第１油路２４１は制御弁２１０を介して油路２４５と接続される。これにより、ボトム側油室２５１の圧油は、カウンタバランス弁２２１を介し、可変絞り付きスローリターン弁２３１で流量が制御されて、油圧回路２００の低圧側に流出する。

なお、この実施形態では、多段伸縮アーム駆動機構１１１として動滑車を用い、伸長時の速度を増速している。そこで、オペレータが可変絞り付きスローリターン弁２３１の可変絞り量を調整して所望のアーム伸長速度を選択できるように構成している。

したがって、オペレータによって、伸縮アーム１２が伸長するように、すなわち伸縮シリンダ２５を収縮させるように不図示の操作部材が操作されると、ロッド側油室２５２に供給される圧油によって伸縮シリンダ２５が収縮し、伸縮アーム１２が伸長される。

−−−伸縮アーム１２の収縮−−−
オペレータによって、伸縮アーム１２が収縮するように、すなわち伸縮シリンダ２５を伸長させるように不図示の操作部材が操作されると、操作部材の操作量に応じた圧力のパイロット圧油がパイロット配管２６２に供給される。これにより、制御弁２１０がｂ位置に切り替わる。したがって、油圧ポンプ２０１からの圧油は、第１油路２４１の可変絞り付きスローリターン弁２３１に内蔵された逆止弁２３１ａ、および、カウンタバランス弁２２１に内蔵された逆止弁２２１ａを介してボトム側油室２５１に供給される。

パイロット圧油がパイロット配管２６１に供給されないため、切替弁２３２は、内蔵するバネの付勢力でａ位置に切り替わる。また、上述したように、制御弁２１０はｂ位置に切り替わる。そのため、第２の油路２４２は、制御弁２１０及び油路２４５を介してタンク２０２と接続されるとともに、油路２４３、切替弁２３２及び油路２４４を介してタンク２０２と接続される。これにより、ロッド側油室２５２の圧油が制御弁２１０および切替弁２３２を介して油圧回路２００の低圧側へ流れることが許可される。そのため、伸縮シリンダ２５の伸長時には、ロッド側油室２５２の圧油は、制御弁２１０による背圧の影響を受けずに切替弁２３２を介して油圧回路２００の低圧側へ流れる。

したがって、オペレータによって、伸縮アーム１２が収縮するように、すなわち伸縮シリンダ２５を伸長させるように不図示の操作部材が操作されると、ボトム側油室２５１に供給される圧油によって伸縮シリンダ２５が伸長し、伸縮アーム１２が収縮される。

なお、伸縮アーム１２を収縮させることでクラムシェルバケット４３を地中で上昇させる場合に、ボトム側油室２５１内の圧力が必要以上に上昇しても、リリーフ弁２２２から圧油が第２油路２４２に逃げるように構成されている。

本実施の形態の油圧回路２００および油圧装置３００では、次の作用効果を奏する。
（１） 伸縮シリンダ２５のボトム側油室２５１に接続される第１油路２４１にカウンタバランス弁２２１を設けた。第１油路２４１のうち、ボトム側油室２５１とカウンタバランス弁２２１との間の油路にリリーフ弁２２２の１次側ポート２２２ａを接続し、第２油路２４２にリリーフ弁２２２の２次側ポート２２２ｂを接続するように構成した。また、第２油路２４２から分岐する油路２４３に切替弁２３２を設けるように構成した。

すなわち、ボトム側油室２５１の圧油をカウンタバランス弁２２１および中立位置（ｃ位置）とされた制御弁２１０で遮断するように構成した。したがって、たとえばカウンタバランス弁２２１と制御弁２１０との間の第１油路２４１に不具合が生じたとしても、ボトム側油室２５１の圧油をカウンタバランス弁２２１で保持できる。また、仮にカウンタバランス弁２２１に不具合が生じたとしても、ボトム側油室２５１の圧油を中立位置（ｃ位置）とされた制御弁２１０で保持できる。これにより、伸縮アーム１２や伸縮アーム１２の下端側に取り付けられたクラムシェルバケット４３等を重力に抗して保持できるので、深掘り掘削機１の信頼性を向上できる。

伸縮アーム１２の伸長時、すなわち伸縮シリンダ２５の収縮時に切替弁２３２がｂ位置に切り替わるように構成した。これにより、伸縮アーム１２の伸長時、すなわち伸縮シリンダ２５の収縮時に、油圧ポンプ２０１からの圧油が切替弁２３２を介して油圧回路２００の低圧側に流れることなく、第２油路２４２を介してロッド側油室２５２に供給される。また、伸縮アーム１２の収縮時、すなわち伸縮シリンダ２５の伸長時に切替弁２３２がａ位置に切り替わるように構成した。これにより、伸縮アーム１２の伸長時、すなわち伸縮シリンダ２５の収縮時に、ロッド側油室２５２の圧油が制御弁２１０による背圧の影響を受けずに切替弁２３２を介して油圧回路２００の低圧側へ流れる。したがって、伸縮アーム１２の伸長時に悪影響を与えることなく、伸縮アーム１２の伸長時に、ロッド側油室２５２の圧油に作用する背圧を低減でき、油圧回路２００の効率を向上できるので、深掘り掘削機１のエネルギー効率を向上できる。

ボトム側油室２５１内の圧力が上昇しても、リリーフ弁２２２から圧油が第２油路２４２に逃げるように構成した。これにより、たとえば、ブーム上げ操作で掘削装置１１を上昇させたり、伸縮アーム１２を収縮させたりすることでクラムシェルバケット４３を地中で上昇させる場合に、ボトム側油室２５１内の圧力の上昇を抑制できる。したがって、伸縮シリンダ２５やカウンタバランス弁２２１の耐久性を向上できるので、深掘り掘削機１の耐久性、信頼性を向上できる。

（２） 第１油路２４１のうち、カウンタバランス弁２２１と制御弁２１０との間の油路に可変絞り付きスローリターン弁２３１を設けるように構成した。これにより、伸縮アーム１２の伸長速度、すなわち伸縮シリンダ２５の収縮速度を任意に設定できるので、たとえばオペレータの所望する速度に設定することで、深掘り掘削機１の操作性や作業効率を向上できる。また、仮にカウンタバランス弁２２１に不具合が生じたとしても、可変絞り付きスローリターン弁２３１で圧油の流速が低減されて、伸縮アーム１２の伸長速度が抑制されるので、オペレータが対応し易くなり、深掘り掘削機１の信頼性を向上できる。

（３） 油圧回路２００の構成が単純であり、上述した各機能を効率よく発揮できるので、油圧回路２００の製造コストを抑制できるとともに、油圧回路２００の信頼性を向上できる。また、油圧回路２００のメンテナンスコストも抑制できる。したがって、深掘り掘削機１の製造コストおよびランニングコストを抑制でき、信頼性を向上できる。

なお、上述の説明では、第２油路２４２から分岐する油路２２１ｐを介して油圧ポンプ２０１からの圧油がカウンタバランス弁２２１にパイロット圧として作用するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、伸縮アーム１２が伸長するように、すなわち伸縮シリンダ２５を収縮させるように不図示の操作部材が操作されることでパイロット配管２６１に供給されるパイロット圧油がカウンタバランス弁２２１にパイロット圧として作用するように構成してもよい。

また、上述の説明では、制御弁２１０および切替弁２３２が油圧パイロット操作式の弁であるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、制御弁２１０および切替弁２３２を電磁操作式の弁としてもよい。この場合、制御弁２１０をａ位置へ切り替える操作信号によって、切替弁２３２がｂ位置に切り替わるように操作信号を切替弁２３２に入力するように構成すればよい。

また、上述の説明では、可変絞り付きスローリターン弁２３１の設定操作について特に言及していないが、たとえば、キャブ３Ｂ内から設定操作ができるように構成してもよく、可変絞り付きスローリターン弁２３１の配設位置にて設定操作ができるように構成してもよい。

また、本発明では、可変絞り付きスローリターン弁２３１を設けることは必須の構成要件ではなく、固定絞り付きスローリターン弁を用いてもよい。また、可変絞り付きスローリターン弁２３１を設けなくてもよい。なお、上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、油圧シリンダの伸長によって多段アームを収縮し、油圧シリンダの収縮によって多段アームを伸長させる多段アーム駆動機構と、油圧シリンダを伸長、収縮させる以下の油圧回路とを備えた各種構造の多段アームの油圧装置、および、この多段アームの油圧装置を備える各種構造の深掘り掘削機を含むものである。その油圧回路は、油圧シリンダへの圧油の流れを制御するために油圧シリンダを伸長させる伸長位置、油圧シリンダを収縮させる収縮位置、および、油圧シリンダへの圧油の供給と油圧シリンダからの圧油の戻りとを禁止する中立位置に切り替わる制御弁と、油圧シリンダのボトム側油室と制御弁との間の第１の油路と、油圧シリンダのロッド側油室と制御弁との間の第２の油路と、第１の油路に設けられるカウンタバランス弁と、第１の油路のうち、ボトム側油室とカウンタバランス弁との間の油路に１次側が接続され、第２の油路に２次側が接続されるリリーフ弁と、油圧シリンダの伸長時に第２の油路の圧油を低圧側に逃がすことを許可する許可位置、および、油圧シリンダの収縮時に第２の油路の圧油を低圧側に逃がすことを禁止する禁止位置に切り替わる切替弁とを備える。

２ 下部走行体(車体)
３ 上部旋回体（車体）
４ ブーム
１２ 多段アーム（伸縮アーム）
１３ 外筒
１３Ａ 後面
１３Ｂ 前面
１３Ｃ 左側面
１３Ｄ 右側面
１３Ｅ 左傾斜面
１３Ｆ 右傾斜面
１３Ｇ 上端部
１３Ｈ 下端部
１６ シーブ取付け開口
１７ ブームブラケット
２１ 内筒（最外側内筒）
２３ 内筒
２５ 伸縮シリンダ
２５Ａ チューブ
２５Ｂ ロッド
２６ チューブガイド
２７ シーブ取付具ガイドレール
２９ シーブ取付具
３１，３１′ 伸縮用固定シーブ
３３，３３′ 伸縮用可動シーブ
３４，３４′ 伸縮用ロープ
３５，３５′ 支持用固定シーブ
３８，３８′ 押込み機構
３９，３９′ 押込み用固定シーブ
４１，４１′ 押込み用可動シーブ
４２，４２′ 押込み用ロープ
１１１ 多段アーム駆動機構
２００ 油圧回路
２１０ 制御弁
２２１ カウンタバランス弁
２２２ リリーフ弁
２３１ 可変絞り付きスローリターン弁
２３２ 切替弁
２４１ 第１油路
２４２ 第２油路
３００ 油圧装置

Claims (5)

1. 油圧シリンダの伸長によって多段アームを収縮し、前記油圧シリンダの収縮によって前記多段アームを伸長させる多段アーム駆動機構と、
   前記油圧シリンダを伸長、収縮させる油圧回路とを備え、
   前記油圧回路は、
   前記油圧シリンダへの圧油の流れを制御するために前記油圧シリンダを伸長させる伸長位置、前記油圧シリンダを収縮させる収縮位置、および、前記油圧シリンダへの圧油の供給と前記油圧シリンダからの圧油の戻りとを禁止する中立位置に切り替わる制御弁と、
   前記油圧シリンダのボトム側油室と前記制御弁との間の第１の油路と、
   前記油圧シリンダのロッド側油室と前記制御弁との間の第２の油路と、
   前記第１の油路に設けられるカウンタバランス弁と、
   前記第１の油路のうち、前記ボトム側油室と前記カウンタバランス弁との間の油路に１次側が接続され、前記第２の油路に２次側が接続されるリリーフ弁と、
   前記油圧シリンダの伸長時に前記第２の油路の圧油を低圧側に逃がすことを許可する許可位置、および、前記油圧シリンダの収縮時に前記第２の油路の圧油を低圧側に逃がすことを禁止する禁止位置に切り替わる切替弁とを備えることを特徴とする多段アームの油圧装置。
2. 請求項１に記載の多段アームの油圧装置において、
   前記油圧回路は、前記第１の油路のうち、前記カウンタバランス弁と前記制御弁との間の油路に前記カウンタバランス弁および前記制御弁と直列に設けられる可変絞り付きスローリターン弁をさらに備えることを特徴とする多段アームの油圧装置。
3. 請求項１に記載の多段アームの油圧装置において、
   前記切替弁は、前記制御弁が前記伸長位置に切り替わると前記許可位置に切り替わり、前記制御弁が前記収縮位置に切り替わると前記禁止位置に切り替わることを特徴とする多段アームの油圧装置。
4. 自走可能な車体と、該車体に俯仰動可能に設けられたブームと、該ブームの先端側に上，下方向に延びるように設けられ外筒および該外筒の内側に長さ方向に伸縮可能に収容された複数段の内筒を有する多段アームと、該多段アームを構成する前記外筒の長さ方向に沿って配置された油圧シリンダと、前記外筒に固定して設けられた伸縮用固定シーブと、該油圧シリンダに取付けられ前記伸縮用固定シーブに対し接近または離間するように前記外筒の長さ方向に移動するシーブ取付具と、該シーブ取付具に設けられた伸縮用可動シーブと、一端側が前記外筒に係止されると共に他端側が前記内筒のうち最も内側となる内筒に係止され、途中部位が前記伸縮用固定シーブと伸縮用可動シーブとに巻回された伸縮用ロープとを備えてなる深掘り掘削機において、
   前記油圧シリンダは、チューブと、一側が該チューブ内でピストンに固定され他側が前記チューブから外部に突出したロッドとを有し、
   前記油圧シリンダのロッドを上向きの状態で該ロッドの先端部を前記伸縮アームの前記外筒に取付けると共に前記油圧シリンダのチューブを自由端とし、
   前記シーブ取付具は、前記油圧シリンダのチューブに取付け、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多段アームの油圧装置をさらに備えることを特徴とする深掘り掘削機。
5. 請求項４に記載の深掘り掘削機において、
   前記油圧シリンダの前記ロッドの先端部は、前記外筒の上部側に取付けることを特徴とする深掘り掘削機。

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