JP2614922B2 - 傾斜可能なバケット組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、一般に、バックホウ及び掘削機と共に用い
るようなバケットに関し、特に横方向に傾斜可能なバケ
ットに関する。

（背景技術） バックホウ、掘削機及び同様な形式の車両は、作業者
から遠方の端に取付けられたバケットを持つ伸長可能な
又は関節結合したアームを有する。一般に、回転リンク
はアームに関連している。バケットはクレビスによって
アームに枢着されている。回転リンクは、又、バケット
に枢着されており、このため回転リンクの運動によりバ
ケットはアームの枢点を中心として回転する。このよう
な構造では、バケットは、アーム及び回転リンクによっ
て定められるほぼ垂直に、前方に延びる面内でアームに
対して回転できるが、少なくとも車両を傾斜させること
なしにはバケットの横方向の傾斜は不可能である。アー
ム及び回転リンクは、通常、それらが取付けられた車両
に対して横方向には傾斜しない。

しかしながら、バケットを左右に傾斜して作業を行う
ことが極めて望ましいとき、例えば傾斜に対して調節す
る又は側部角度の傾斜を減らすために必要なときがしば
しばある。もちろん、バケットを傾斜するために車両全
体を横方向に傾斜させることは望ましくなく、しばしば
不可能である。

この問題は、横方向に傾斜可能なバケットの出現で解
決された。このようなバケットは、一般に、ヒンジアダ
プタを有し、このヒンジアダプタは、バケットが過去に
おいて直接取付けられているのとほぼ同様に、アーム及
び回転リンクに取付けられたものである。アダプタはヒ
ンジとして働き、ヒンジ軸線を中心としてバケットを横
方向に回転させるようにバケットを枢着し、ここでヒン
ジ軸線は一般にバケットが普通に回転する前方回転面と
ほぼ整列したものであった。このことによってバケット
は一方の側から他方の側に横方向に傾斜できた。横方向
の傾斜量の制御は、複動シリンダを用いて行われてお
り、複動シリンダは高所のアダプタとバケットとの間に
横方向に延び、選択的にバケットをヒンジ軸線を中心と
して回転させるものである。複動シリンダの伸長により
バケットは一方の側に回転し、シリンダの収縮により他
方の側に回転する。

所望の傾斜範囲を達成するために、このような構成は
比較的長い複動シリンダを要した。このように、比較的
広範囲のバケットだけが所望の程度までバケットを横方
向に傾斜させるのに要する複動シリンダの伸長及び収縮
の量に適合できるものであった。一層大きな傾斜が要求
されるときには、用いられるべき複動シリンダを取扱う
のに必要なスペースが一層大きくなる。なぜならば一層
大きな伸長が必要とされるからである。もちろん、スペ
ースの制限が用いることのできる複動シリンダの長さを
制限するばかりでなく、シリンダに伴って達成できるト
ルク出力も制限する。細長い複動シリンダに適合するの
に十分に広いバケットの使用は、必ずしもこれらの問題
を解決することにはならない。なぜならば、ある種の仕
事は比較的狭いバケットでだけ行うことができるからで
ある。一般に、垂直に対して左右に45度傾斜可能なバケ
ットを用いることが望ましい。

したがって、比較的狭い幅のバケットを用いる横方向
に傾斜可能なバケット組立体に対するかなりの要求があ
った。更に、バケット組立体は大きなトルクをバケット
に伝達でき、かつバケットを所望の傾斜角度で保持でき
ることが望ましい。本発明はこれらの要求を満たし、更
に他の関連する利点を与えるものである。

（発明の開示） 本発明は流体動力式の横方向に傾斜可能なバケット組
立体にある。組立体は、アームに対する回転リンクの運
動によって定められる第１面内にバケット組立体を回転
するためにアームとアームに関連する回転リンクを持つ
車両と共に使用できるものである。アーム及び回転リン
クの各々はそれらの自由端に向かって配置した取付け部
材を有する。

バケット組立体は第１面をほぼ横切って横方向に延び
る作業エッジを持つバケットを有する。

バケットは、又、作業エッジに向かって配置した第１
バケット取付け部材及び第１取付け部材から間隔を置い
て配置した第２バケット取付け部材を有する。第１及び
第２バケット取付け部材は第１面にほぼ平行に配置され
ている。

バケット組立体は、更に、ほぼ円筒状シリンダ本体を
持つアクチュエータを有している。本体は長手方向軸線
とその内に加圧流体を導入する一対のポートと、を有す
る。本体は、更に、車両アームをアーム取付け部材に枢
着するために第１本体端に向かって本体軸線にほぼ沿っ
て配置した外部第１本体取付け部材と、回転リンクを回
転リンク取付け部材に枢着するために第２本体に向かっ
て本体軸線にほぼ沿って配置した外部第２本体取付け部
材と、を有する。第１及び第２取付け部材はアーム及び
回転リンク取付け部材から選択的に着脱可能である。第
１本体取付け部材がアーム取付け部材に取付けられてお
り、回転リンクの運動は第１面にほぼ平行な本体の長手
方向軸線の運動を伴って車両アームを中心として本体を
回転させる。

アクチュエータは、又、本体内に本体にほぼ同軸的に
回転可能に配置された出力シャフトを有する。この出力
シャフトは第１本体端に少なくとも延びる第１シャフト
端部及び第２本体端に少なくとも延びる第２シャフト端
部を有する。第１シャフト端部は、第１シャフト端部に
固着され、かつ第１バケット取付け部材に取付けるよう
に配置した第１シャフト取付け部材を有する。第２シャ
フト端部は、第２シャフト端部に取付けられかつ第２バ
ケット取付け部材に取付けるように配置した第２シャフ
ト取付け部材を有する。第１及び第２シャフト取付け部
材は、第１面をほぼ横切って横方向に延びる第２面を通
してシャフトと共に回転するためにバケットをシャフト
に取付ける。

アクチュエータは、更に、本体内に配置され、かつ本
体に対するシャフトの回転運動を発生するように作動で
きる直線−回転伝達装置を有する。伝達装置は、第１及
び第２本体端に選択的に向かう本体内のピストンの直線
運動を発生するためにピストンの一方または他方にポー
トを通して流体圧力を選択的に加えるためのピストンを
有する。

伝達装置は、更に、第１又は第２本体端の一方に向か
うピストンの直線運動を本体に対するシャフトの時計方
向の回転運動に変換しかつ第１又は第２本体端の他方に
向かうピストンの直線運動を本体に対するシャフトの反
時計方向の回転運動に変換する装置を有する。このよう
に、バケット組立体は第１面内で回転でき、第２面内で
横方向に傾斜できるものである。

本発明の好ましい実施例では、第１及び第２本体取付
け部材は本体に固着した取付けブラケットの一部を構成
する。

再び、好ましい実施例では、第２シャフト端部はレバ
ーアームとして役立つのに十分だけ第２本体を越えて延
びており、回転リンクが車両アームに対して動かされて
バケット組立体を第１面内で回転させるとき機械的利点
を与える。

本発明の他の態様によると、本体はその内面の端に形
成した少なくとも１つの溝を有し、ピストンが本体とシ
ャフトとの間にトルクを加えるために本体の溝に係合す
る装置を有する。シャフトは第１及び第２本体端のほぼ
間で本体内にほぼ同軸的に延びる駆動シャフト部分を有
する。第１シャフト端部は第１本体端に配置した環状フ
ランジ部分である。このフランジ部分は駆動シャフト部
分からほぼ半径方向外方に本体の内面を越えて突出して
いる。バケット組立体は、更に、シャフト及び本体の間
に相対回転運動を可能にするために第１本体端でフラン
ジ部分及び本体の間に配置した荷重支持軸受装置を有す
る。軸受装置はフランジ部分に形成した第１ボールレー
スと、第１本体端に向かって本体内に形成した第２ボー
ルレースと、を有し、複数のボールが第１及び第２ボー
ルレースの間に配置されている。第２ボールレースは本
体の内面に形成した本体溝の最も深い切削部の半径方向
外方で本体の一部に形成されている。軸受装置はフラン
ジ部分に加えられる軸線方向スラスト及び半径方向の荷
重の両方を支持する。

本発明の他の特徴及び利点は添付図面を参照して以下
の詳細な説明から明らかになる。

（発明を実施するベストモード） 例示する目的のための図面に示すように、本発明は、
全体的に参照番号10で示す流体動力式の横方向に傾斜可
能なバケット組立体で実施される。第１図に示すよう
に、バケット組立体は、図示のバックホウ、又は任意の
掘削機、又は作業道具としてバケットを用いるその他の
車両のような車両12と共に使用できる。車両12は第１ア
ーム14を有し、この第１アームは一端がベース部材16に
枢着されている。一対の油圧シリンダ18（その内の１つ
だけを第１図に示す）が第１アームをほぼ前方に延びる
垂直面内でベース部材16に対して上下動するように設け
られている。第２アーム20は一端がベース部材16から遠
方の第１アーム14の端に枢着されている。第１アームが
作動するときの同一垂直前方回転面内で第２アーム20を
第１アーム14に対して回転させる油圧シリンダ22が設け
られている。ベース部材16は、第１及び第２アームを常
に前方回転面内にあるように保持しながら、第１及び第
２アーム14及び20を一緒に左右に移動できるように垂直
軸線を中心として枢動するように車両12に枢着されてい
る。なお、説明の便宜上、前方回転面は前方に延びるも
のとして言及しているが、ベース部材16が枢動される
と、前方回転面はベース部材の垂直な枢動軸線を中心と
して回転し、このためある程度前後の方向を失うことに
なり、もしベース部材が十分に回転されると、この面は
実際には横方向にあることになる。

回転リンク24は、相互連結リンク26を介して、第１ア
ーム14に対する第２アームの取付け点から遠方の第２ア
ーム20の端部28に枢着されている。第２アーム20に対し
て回転リンク24を選択的に移動させる油圧シリンダ30が
設けられている。

従来と同様に、第２アーム20の自由端部31及び回転リ
ンク24の自由端部32は、各々、一対の選択的に着脱可能
な取付けピン33を用いて、第２アーム及び回転リンクを
連結するための横方向の孔を持っている。取付けピン33
は孔に挿入でき、従来のバケットを第２アーム及び回転
リンクに枢着する。従来のバケットを用いるとき、この
構成により、油圧シリンダ30の伸縮の結果として第２ア
ームに対して回転リンク24が移動する際、バケットは第
２アームの取付けピンを中心として回転でき、バケット
は第１アーム14及び第２アーム20によって定められる前
方回転面内で回転する。

本発明の好ましい実施例では、比較的狭い12インチ
（30cm）幅の従来のバケットが用いられる。バケット
は、バケットの前方回転面をほぼ横切る横方向に延びる
前方作業エッジ35（第１図）を有する。バケット34は、
更に、バケットの作業エッジ35に向かって配置した第１
バケットックレビス36及び第１バケットクレビスから間
隔を置いて後方に配置した第２バケットクレビス38を有
する。第１及び第２バケットクレビスはバケットの前方
回転面に関してほぼ平行な配置にある。

本発明のバケット組立体10は、更に、ロータリアクチ
ュエータ40を有し、このロータリアクチュエータは円筒
状側壁44と、第１端46及び第２端48とを持つ細長いハウ
ジング、即ち本体42と、を有する。細長い回転出力シャ
フト50が本体42内で同軸的に位置決めされ、本体に対し
て回転できるように支持されている。

シャフト50は、本体12のほぼ全長にわたって軸線方向
に突出する中央の細長い部分51と、第１本体端46におけ
る半径方向外方に突出する環状フランジ部分52と、第２
本体端48で本体を越えて本体の外部に延びる外部延長シ
ャフト部分53と、を有する。中央の細長いシャフト部分
51、フランジ部分52及び外部延長シャフト部分53は、一
体ユニットとして、例えば単一片の加工素材から形成さ
れる。中央の細長いシャフト部分51は第２本体端48で環
状ナット54がねじ込みにより取付けられている。シャフ
トナット54は、ねじ山付内部部分が中央の細長いシャフ
ト部分51の対応するねじ山周囲部分55にねじ込みにより
取付けられており、シャフトナットはシャフト50と共に
回転する。

フランジ部分52は第１本体端46に位置決めされてお
り、平らな、外方に面する取付け表面63を備えており、
この面に本体42に対してシャフト50を回転させるために
第１取付けフランジ56を取付けることができる。他の方
法としては、第１取付けフランジ56はフランジ52と一体
に形成してもよい。シャフトフランジ部分52は、複数の
ねじ山付スタッド及びナット57によって第１取付けフラ
ンジ56をシャフトのフランジ部分52に堅く結合するため
の、複数の外方開口したねじ山付穴56をシャフト50の中
央回転軸線から間隔を置いて円周方向に有している。第
１取付けフランジ56には、バケット34を所望の横方向の
傾斜角に傾斜させ、かつバケットが所望の作業を行って
いる間バケットをその位置に保持するのに要するトルク
を与えるように、シャフト50の回転駆動が伝達される。

外部に延びるシャフト部分53は、その自由端部58に第
２取付けフランジ59が取付けてある。第２取付けフラン
ジ56はシャフト50に固定されているが、第１取付けフラ
ンジ56のように、バケット34を傾斜させるのに要するト
ルクを与えるために、回転駆動を第２取付けフランジに
伝達するように堅く固定されたものではない。それにも
かかわらず、第２取付けフランジ59は、後述するよう
に、第１及び第２取付けフランジ56及び59が取付けられ
たバケット34を介して第１取付けフランジ56を通して第
２取付けフランジに伝達される回転駆動の結果として、
シャフト50と共に回転する。更に重要なことであるが、
第２取付けフランジ59は、バケットを前方回転面内で選
択的に回転させるために、第２アーム20に対する回転リ
ンク24の運動によって発生された回転力をバケット34に
伝達するものとして主として働く。第２本体端48及び第
２アーム20の端部31からかなり後方にあるシャフト50の
自由端部分58に第２取付けフランジ59を配置することに
よって、外部に延びるシャフト部分53は長いレバーアー
ムとして働く。このことによって、バケット組立体10全
体、したがってバケット組立体の一部を構成するバケッ
ト34は、回転リンク24が油圧シリンダ30によって第２ア
ーム20に対して動かされると、第２アーム20の取付けピ
ン33を中心として回転する。後述するように、アクチュ
エータ40の本体42は、従来のバケットが枢着されている
のと同様に、第２アーム20及び回転リンク24に枢着され
ている。

第１取付けフランジ56は対応する第１バケットクレビ
ス36と嵌合するための下方に突出するフランジクレビス
60を有し、第２取付けフランジ59は対応する第２バケッ
トクレビス38に嵌合するための下方に突出するフランジ
クレビス62を有し、これらは選択的に着脱可能な取付け
ピン64を用いてアクチュエータ40の下方の位置でアクチ
ュエータ40にバケット34を取付けためのものである。選
択的に着脱可能な取付けピン64の使用により、バケット
34は、横方向に傾斜可能なバケットによって与えられる
能力なしで従来のバックホウとして車両12を用いること
を望む場合に、第２アーム20及び回転リンク24に直接取
付けるように、迅速に都合よくアクチュエータ40から取
り外すことができる。このことによって、又仕事の要求
に応じて異なった寸法又は形式のバケット又はその他の
装置をアクチュエータに容易に取付けることができる。

取付けブラケット68は、本体42を第２アーム及び回転
リンク24にそれらの下方位置で前方回転面にほぼ整列さ
せて着脱可能に取付けるのに用いられる。他の方法とし
ては、取付けブラケット68は本体42と一体に形成するこ
ともできる。取付けブラケット68はサドル部分70を有
し、このサドル部分は本体の側壁44の上部に載る。この
サドル部分40は一対の左側部及び一対の右側部の円滑な
ボア孔（図示せず）を有し、これらの孔は、一対のねじ
山付スタッド及びナット74によって取付けブラケット68
を本体42に固着するために、本体側壁44内の２対のねじ
山穴（図示せず）に整列している。

取付けブラケット68は、更に、本体42を車両の第２ア
ーム20にその自由端部31で枢着するために取付けピンの
１つとして収容するような寸法の孔78を持つ第１取付け
クレビス76と、本体を回転リンク24にその自由端部32で
枢着するために他の取付けピン33を収容するような寸法
の孔82を持つ第２取付けクレビス80と、を有する。選択
的に着脱可能な取付けピン33の使用により、バケット組
立体10は、バケット組立体を使用することを望まないと
きに、第２アーム20及び回転リンク24から迅速に都合よ
く取り外すことができる。

本発明の傾斜可能なバケット組立体10では、流体動力
式アクチュエータ40は、傾斜バケットを回転するのに複
数シリンダを用いるときに比較して、特に横方向の寸法
に関して、極めて小さいスペースしか要しない構成で用
いられている。このことによって、傾斜可能なバケット
組立体の構成を極めて狭い幅のバケットを用いることが
できる。更に、バケット組立体は従来のバケットと共に
用いることができ、新しいバケットを買入する必要なし
に既存のバケットを車両に取付けることができる。

本体42内で、環状ピストンスリーブ84がシャフト50の
まわりに同軸的に往復動可能に取付けられている。ピス
トンスリーブ84は、本体の第２端48に向かって配置した
細長い環状ヘッド部分86と、ヘッド部分に固着されかつ
ヘッド部分から本体の第１端46に向かって軸線方向に延
びる円筒状スリーブ部分88と、を有する。

ヘッド部分86は、ヘッド部分とシャフト50の対応する
長手方向に延びる円滑壁部分との間にシールを与えるよ
うに配置した一対の普通の内部シールを支持している。
本体側壁44は、本体側壁とヘッド部の対応する長手方向
に延びる円滑な壁部分との間にシールを与えるために配
置した、側壁の中間部分に沿って位置決めされた一対の
固定シールを有する。ヘッド部分86及び対応する固定シ
ール及び内部シールは第１本体端46及び第２本体端48に
向かうヘッドの各側部に流体漏れのない室を形成する。
シャフト50の円滑な壁部及びスリーブ部分88の円滑な壁
部分は、本体42内のピストンスリーブ84の端から端まで
の完全な往復動行程長に適合するために十分な軸線方向
の長さを有する。

本体42内のピストンスリーブ84の往復動は加圧下の油
圧オイル又は空気が本体側壁44内に配置したポート90及
びポート92の一方または他方に選択的に入ると、生じ
る。各ポートは本体側の固定シールの軸線方向の両側に
隣接している。本明細書で用いる「流体」とは、油圧オ
イル、空気又はアクチュエータ40内で使用するのに適し
た任意の他の流体を意味する。従来のシールは、シャフ
トフランジ部分52と本体42との間で第１本体端46に向か
って配置され、及びシャフトナット60と本体42との間で
第２本体端48に向かって配置されて、シャフト50が回転
するとき室からの流体の漏れを防止する。ポート90及び
92に接近するための一対の孔94が取付けブラケット68の
サドル部分70に設けられている。

流体圧力を第１本体端46に向いた室に対して加える
と、ピストンスリーブ84の第２本体端に向かう軸線方向
移動が生じる。流体圧力を第２本体端48に向いた室に対
して加えると、ピストンスリーブ84の第１本体端46に向
かう軸線方向の移動が生じる。アクチュエータ40は、周
知のようにピストンスリーブ84の直線運動を回転運動に
変換することによって、本体42とシャフト50との間の相
対的な回転運動を与える。

固定シールと第１本体端46との間にほぼ延びる本体側
壁44の内方に面する面部分96には複数の内部ヘリカル本
体溝98が切削されている。シャフトの円滑な壁部分のほ
ぼ間でシャフトフランジ部分52に向かって延びるシャフ
ト50の外方に面する面部分100には複数の外部ヘリカル
溝102が切削されている。ヘリカル本体及びシャフトの
溝98及び102は、それぞれ本体側壁44及びシャフト50の
まわりにある。溝付のシャフト部分100は、溝付の本体
部分96に対してほぼ対向して、溝付本体部分96から半径
方向内方に間隔を置いて配置されており、それらの間に
円周方向のスペースを形成している。ピストンスリーブ
84のスリーブ部分88はシャフト50と本体側壁44との間の
円周部分スペースに配置した複数の回転可能なローラ10
4を支持している。ヘリカル本体溝98はヘリカルシャフ
ト溝102とは反対の回転方向を有するが、ヘリカルシャ
フト溝とはほぼ同一の軸方向ピッチを有する。複数のヘ
リカル本体及びシャフトの溝98及び102から成る溝の始
点の数は設計によって変えられてもよいが、好ましく
は、用いられる数は相互に関係があるものである。

ローラ104は、溝付本体部分96と溝付シャフト部分と
の間の円周方向スペースに円周方向に整列した列内に配
置されてそれらの間に力を伝達する。ローラ104の各々
は、円周方向の峰を円周方向溝の間に持つような複数の
円周方向溝付の外方に面する面を有する。各ローラの円
周方向の溝及び峰は平行な、間隔を置いた半径方向面内
でローラのまわりにある。ローラ104の円周方向峰はヘ
リカル本体及びシャフトの溝98及び102とほぼ同一の軸
方向ピッチを有する。溝付本体部分96は第１ピッチ直径
PD1を有し、溝付シャフト部分100は第２ピッチ直径PD2
を有する。ローラ104は溝付本体部分96の第１ピッチ直
径PD1と溝付シャフト部分100の第２ピッチ直径PD2に基
づく以下の関係式にほぼ従うピッチ直径PD3を有する。

PD3＝PD1−PD2/2 本明細書で用いる「ピッチ直径」とは溝の半分の深さ
位置から計量した溝付部分の直径である。

ローラ104は、アクチュエータ40の流体動力式作動中
ピストンスリーブが複数の円筒状シャフトスピンドル10
6によって本体42内で往復動すると、ピストンスリーブ8
4に対して固定した軸線方向及び円周方向の位置内で回
転可能に保持されている。スピンドル106の各々はピス
トンスリーブ84内に形成した複数のボア穴110の１つに
配置した同軸的に延び一体に形成した支持アーム部分10
8を有する。ボア穴110は、ピストンスリーブ84のまわり
に均等に円周方向に間隔を置いて配置され、ピストンス
リーブのスルーブ部分88及びピストンヘッド部分86を軸
線方向に完全に貫通している。

支持アーム部分108は、ピストンヘッド部分86内のボ
ア穴110のさら穴端部114内に収容したヘッド112を有
し、この支持アームのヘッドは凹まされていて、ピスト
ンスリーブ84のヘッド部分86が第２本体端に向かう行程
長の限界端部に達するとき、支持アームヘッドが衝撃に
曝されないようにしている。従来のシール（図示せず）
が室間の流体漏れがないようにするためにピストンヘッ
ド部分86の各側に設けられている。

第１本体端46において、スピンドル106が本体側壁44
とシャフト50との間の円周方向スペース中に突出し、本
体42と平行な軸線方向に整列した軸線上でスピンドルを
中心としてローラ104を回転させるようにスピンドルに
対する軸線方向に移動に対して拘束してローラ104を保
持している。他の構成では、スピンドルは傾斜角度でロ
ーラを保持するように構成できる。

スピンドル106はシャフト50のまわりの円周方向のス
ペース内で円周方向に分配した、間隔を置いた位置にロ
ーラ104を保持しており、ローラの各々は、本体42、シ
ャフト50及びピストンスリーブ84の間で力を伝達するた
めにヘリカル本体溝98及びヘリカルシャフト溝102に係
合してこれらと相互作用する。ローラ104の各峰はヘリ
カル本体溝及びヘリカルシャフト溝102の両方の対応す
る溝内で転動するように配置されており、隣接のローラ
の対応する峰はほぼ同一面内で軸線方向に配置されてい
るか、または所望により軸線方向に対してずらされてい
てもよい。

スピンドル106の各々は、その上に同軸的に回転可能
に保持され、かつスピンドルに対する軸線方向の移動が
拘束されたローラ104の１つを有する。ローラ104は、各
々、ピストンスリーブ84のスリーブ部分88の端を越えて
外方に突出する１つのスピンドル106の円滑な面の端部
を回転可能に収容するように自動注油コーティングを持
つローラの長手方向に延びる同軸的ボアを有する。スピ
ンドルの端部も自動注油コーティングを持つ。ローラ10
4は、環状スピンドル支持プレート116によりスピンドル
106上の定位置に保持されている。支持プレート116は、
複数の円周方向に間隔を置いた、ねじ山付穴が配置され
ており、各穴が１つのスピンドルのねじ山付自由端部を
その中に収容している。支持プレート116は、片持ち支
持したスピンドルの場合に生じるような、大荷重下での
問題及び破損の可能性を減少させる。

第３図の本発明の図示実施例では、ローラの各々は、
スピンドルの端部に並置して、独立に回転可能に配置し
た２つの環状ローラディスクから成る。２つのローラデ
ィスクは一緒に作動してローラ104を構成している。ロ
ーラ104及びヘリカル本体とシャフトとの溝98及び102の
相互作用がリニア（直線）−回転変換装置を構成し、こ
の変換装置により、以後に述べるように、ピストンスリ
ーブ84が往復動するとき、シャフト50の回転が発生す
る。

ピストンスリーブ84の直線往復動により、ローラ104
の力伝達能力を介してピストンスリーブ及びシャフト50
の回転が発生する。流体漏れのない室の一方又は他方の
いずれかに流体圧力を選択的に加えることにより、トル
クがペリカル本体溝98との相互作用を介してローラ104
によってピストンスリーブ84に伝達される。ヘッド部分
86に流体圧力によって発生した軸線方向の力により、ロ
ーラ104はヘリカル本体溝98に沿って転動させられ、ト
ルクをピストンスリーブ84に伝達する。伝達されたトル
クにより、ピストンスリーブが軸線方向に移動するにつ
れて、ピストンスリーブ84は回転させられる。ピストン
スリーブ84はこのようにして得られた直線及び回転運動
が、軸線方向の力及び回転力の両方を、ヘリカルシャフ
ト溝102とローラ104との相互作用を介してシャフト50に
伝達する。伝達された力により、シャフト50は本体42に
対して回転させられる。なぜならば、シャフトの軸線方
向の移動がシャフトフランジ部分52と本体側壁44との間
で第１本体端46に向かって配置され、またシャフトナッ
ト54′と本体側壁との間で第２本体端48に向かって配置
されたスラスト軸受118によって拘束されているからで
ある。このように、流体圧力により発生されたピストン
スリーブ84の軸線方向の運動は本体42とシャフト50との
間の相対回転運動に変換される。本体端から見たとき、
ローラ104、本体42及びシャフト50の得られた運動は遊
星歯車装置の運動とよく似ている。相互嵌合するスプラ
イン、またはボール及びボール溝のようなその他の直線
−回転変換装置を用いることもできる。

アクチュエータ40には、力伝達部品間内のバックラッ
シュを除去し、ピストンスリーブ84及びローラ104に軸
線方向に予め荷重をかける装置が設けられている。バッ
クラッシュはアクチュエータの力伝達部品間の緩みのあ
る運動、または自由な運動に対して生じる。緩みは、普
通、本体42及びシャフト50、及びそれらの内に配置した
ローラ104（ピストンスリーブの往復動を介して本体と
シャフトとの間に力を伝達する）の寸法に基づくもので
ある。バックラッシュは、ピストンスリーブが往復動す
るとき、本体内で１つの軸線方向から他の方向にピスト
ンスリーブが移動するとき生じる。

前述のように、スピンドル106の各々は、ローラ104が
回転可能に取付けられており、各ローラは２つのローラ
ディスクから成る。バックラッシュをなくし予め荷重を
かけるために、ローラディスクは、スピンドルの端部に
取付けられ、シャフト50及びピストンスリーブ84が定位
置にある状態で本体内に位置決めされるとき、ローラデ
ィスク間に調節スペースを形成するように寸法が決めら
れている。後述するように、この調節スペースにより、
２つのローラディスクの峰部分の間でヘリカル本体溝98
の峰部分の１つとヘリカルシャフト溝102の峰部分の１
つとを堅く係合させるように、ローラディスクを軸線方
向で互いに十分接近させることができる。

ローラ104の２つのローラディスクは、アクチュエー
タ40の流体動力式作動の前のシャフトナット54′を取り
外した状態で、スピンドルのスピンドル支持アームのヘ
ッド112の凹部（図示せず）に挿入される工具を用い
て、２つのローラディスクを支持するスピンドル106を
回転することによって互いに向かって選択的に調節可能
に動かされる。支持アームのヘッド112をこのように回
転することにより、支持プレート116が第２本体端48に
向かって引っ張られてローラの調節される２つのローラ
ディスクが互いに向かって移動され、対応するヘリカル
本体及びシャフトの溝98及び102の峰部分をローラディ
スク間でクランプする。バックラッシュ除去のいくつか
の形態のものとは異なって、このことにより、ピストン
スリーブ84が軸線方向で第１本体端46または第２本体端
48のいずれに向かって移動するとしても、各ローラの２
つのローラディスクの内の１つを本体及びシャフトの溝
98及び102の峰部分に堅く係合した転動状態にしてお
く。このようにして、ピストンスリーブ84のローラの組
の内の各ローラ104は、ピストンスリーブの軸線方向の
移動の方向に拘らず、荷重の一部を支持する。

このことは、ローラ全体が軸線方向に動く場合に、１
つおきのローラを他のローラに対して軸線方向に調節す
るように動かす別のバックラッシュ除去のアプローチに
例えることができる。そうすることによって、流体動力
式作動下にあるとき、調節により、ピストンスリーブが
１つの軸線方向に動くときには、ローラの総数の半分だ
けが本体及びシャフトの溝の峰部分に駆動係合し、かつ
ピストンスリーブが反対の軸線方向に動くときには、ロ
ーラの他の半分だけが駆動係合するようにすることがで
きる。ローラの半分だけが常に駆動係合しているので、
例えばローラすべてがアクチュエータ40によって達成さ
れるような駆動係合状態にある場合よりもアクチュエー
タの荷重支持能力が小さい。

また、１つのスピンドル106を回転して緩みを調節し
ローラ104に予め荷重をかけることにより、環状支持プ
レート116が、少量であるが別のローラに対して同様な
効果を有するので、バックラッシュ除去調節は、１つの
スピンドルからバックラッシュを除去するように完全に
調節して、それからその他のスピンドルを調節するよう
とするよりも、スピンドルすべてを順次徐々に回転して
バックラッシュを部分的に徐々に除去するように調節す
ることによって、行うべきである。

ローラ104とヘリカル本体溝98との間及びローラとシ
ャフト溝102との間のほぼすべての緩みが除去されたと
き、ローラディスクをさらに軸線方向に調節してローラ
とヘリカル本体及びシャフトの溝との間に軸線方向に予
め荷重を加える。次に、スピンドル106は、ロックねじ
（図示せず）を用いて、さらに回転しないように定位置
にロックされ、シャフトナック54′がシャフト上に再び
配置されて、アクチュエータ40が流体動力式作動を行う
ことができる状態になる。もし万一、アクチュエータの
使用により溝、または溝内に着座したローラに摩耗生
じ、または緩みが何らかの理由により生じたときには、
緩みは、シャフト54′を取り外した後、前述と同様に、
スピンドルの軸線方向の調節により取り除くことができ
る。前述のバックラッシュの除去は、ローラ104とヘリ
カル本体溝98との間で及びローラとヘリカルシャフト溝
102との間で、ほぼ等量の緩みを除去することになる。

第３図に示すように、第１本体端46にあるスラスト軸
受はシャフトフランジ部分52及び本体側壁44に一体に形
成した対抗する円形ボールレースを有し、複数のボール
122がボールレース間に配置されている。この配列で、
スラスト軸受118は、単一軸受で、軸線方向及び半径方
向両方のスラスト荷重に対してシャフト50を回転可能に
支持するのに役立つ。半径方向に延びるシャフトフラン
ジ部分52及びシャフトの回転軸から半径方向に離れたス
ラスト軸受118の使用により、シャフト50に加えられる
大きなモーメントを取り扱うアクチュエータ40の能力が
実質的に改良される。軸方向スラスト荷重に対するアク
チュエータ40に強固な構造を与えるために、本体側壁44
の円形ボールレース120は本体側壁内のヘリカル本体溝9
8の最も深い切削部の直径より大きな直径（シャフト回
転軸線から測定して）を有する。即ち、スラスト軸受11
8のピッチ直径はヘリカル本体溝98の小さい方の直径よ
り大きい。このため、シャフト50上の軸線方向のスラス
ト荷重は、フランジ部分52のボールレース120及びボー
ル122を通して本体側壁44のボールレース120に伝達さ
れ、ヘリカル本体溝98の半径方向外方に配置した本体側
壁の固体壁部分に伝達される。このように、本体側壁及
びその軸線方向のスラスト荷重支持能力は、ヘリカル本
体溝98を切削することによっては弱められない。したが
って、荷重は、ヘリカル本体部分98によってアンダーカ
ットされた本体側壁の内方配置部分には加えられないも
のであり、小さいせん断強度を有する。シャフトフラン
ジ部分52を十分に半径方向に延長させることを可能にす
るために、第１本体端46にある本体側壁はヘリカル本体
溝98が切断された本体側壁の隣接の内方に面する面部分
96より大きな直径を持つ凹んだ内部側壁部分124を有す
る。

本発明の特定の実施例を例示するために説明してきた
が、いろいろな変形が本発明の範囲内でなされうるもの
である。したがって、本発明は、特許請求の範囲を除い
ては制限されないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する横方向に傾斜可能なバケッ
ト組立体を持つバックホウの側面図である。 第２図は、バックホウのアーム及び回転リンクを除去し
て示す、第１図のバケット組立体の拡大、部分、背面図
である。 第３図は、バケット組立体を第２図の線３−３に沿った
部分的断面で示す、第１図のバケット組立体の拡大、部
分、側面図である。 第４図は、横方向に傾斜した位置のバケットを仮想線で
示し、バックホウのアーム及び回転リンクを除去して示
す、第１図のバケット組立体の拡大、部分、正面図であ
る。 第５図は、バケット組立体を除去し、バックホウのアー
ムを部分的に示す、第１図のバケット組立体と共に用い
る取付けブラケットの平面図である。 第６図は、第１図の傾斜可能なバケット組立体の拡大、
部分、分解側面図である。 10……傾斜可能なバケット組立体、 12……車両、 20……アーム、 24……回転リンク、 34……バケット、 40……アクチュエータ、 42……本体、 50……シャフト。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アームに対する回転リンクの運動によって
   定められる第１面内でバケット組立体を回転させるよう
   に、アームとアームに関連する回転リンクとを有する車
   両と共に使用でき、アーム及び回転リンクがそれらの自
   由端に向かって配置した取付け部材を有するような、流
   体動力式の横方向に傾斜可能なバケット組立体におい
   て、 第１面をほぼ横切って横方向に延びる作業エッジと、前
   記作業エッジに向かって配置した第１バケット取付け部
   材と、前記第１取付け部材から間隔を置いて配置した第
   ２バケット取付け部材と、を持つバケットを有し、前記
   第１及び第２バケット取付け部材は第１面にほぼ平行な
   関係で配置されており、 長手方向の軸線と、加圧流体を導入する一対のポートと
   を持つほぼ円筒状本体を有し、 前記本体に固着され、かつアーム取付け部材により車両
   アームに枢着するために前記本体の第１本体端に向かっ
   て前記本体軸線にほぼ沿って配置した外部第１ブラケッ
   ト取付け部材と、回転リンク取付け部材により回転リン
   クに枢着するために、前記本体の第２本体端に向かって
   前記本体軸線にほぼ沿って配置した外部第２ブラケット
   取付け部材と、を持つ取付けブラケットを有し、前記第
   １及び第２ブラケット取付け部材は、それぞれ、アーム
   及び回転リンクの取付け部材から選択的に着脱可能であ
   り、前記第１ブラケット取付け部材がアーム取付け部材
   に取付けられており、回転リンクの運動によって、前記
   本体は、第１面にほぼ平行な前記本体の前記長手方向軸
   線の運動を伴って、車両アームを中心として回転し、バ
   ケット組立体は車両アーム及び回転リンクから選択的に
   着脱可能であり、 前記本体にほぼ同軸的に前記本体内に回転可能に配置さ
   れ、かつ前記第１本体端に少なくとも延びる第１シャフ
   ト端部と、前記第２本体端に少なくとも延びる第２シャ
   フト端部と、を持つ出力シャフトを有し、前記第１シャ
   フト端部は前記第１バケット取付け部材に取付けるため
   に配置した第１シャフト取付け部材を有し、前記第２シ
   ャフト端部は前記第２バケット取付け部材に取付けるた
   めに配置した第２シャフト取付け部材を有し、前記第１
   及び第２シャフト取付け部材は第１面をほぼ横切って横
   方向に延びる第２面を通して前記シャフトと共に回転す
   るために前記シャフトに前記バケットを取付けており、 前記本体内に配置され、かつ前記本体に対する前記シャ
   フトの回転運動を発生するように作動できる直線−回転
   伝達装置を有し、前記伝達装置は前記第１及び第２本体
   端に選択的に向けて前記本体内でピストンの直線運動を
   発生するように前記ポートを通してピストンの一方また
   は他方のいずれかに流体圧力を加えるためのピストン
   と、前記第１または第２本体端の一方に向かう前記ピス
   トンの直線運動を前記本体に対して前記シャフトの時計
   方向の回転運動に変換し、第１または第２本体端の他方
   に向かう前記ピストンの直線運動を前記本体に対して前
   記シャフトの反時計方向の回転運動に変換する装置とを
   有し、それによって、前記バケット組立体が第１面内で
   回転でき、かつ第２面内で横方向に傾斜できる、ことを
   特徴とするバケット組立体。
2. 【請求項２】請求項１記載のバケット組立体において、
   前記第２シャフト端部がレバーアームとして役立つのに
   十分なだけ前記第２本体端を越えて延びており、回転リ
   ンクが車両アームに対して動かされてバケット組立体を
   第１面内で回転させるとき、機械的利点を得る、ことを
   特徴とするバケット組立体。
3. 【請求項３】請求項１記載のバケット組立体において、
   前記本体が本体の内面の端に形成した少なくとも１つの
   溝を有し、前記ピストンは前記溝に係合して前記本体と
   前記シャフトとの間にトルクを加える装置を有し、前記
   シャフトは前記第１及び第２本体端のほぼ間で前記本体
   内でほぼ同軸的に延びる駆動シャフト部分を有し、前記
   第１シャフト端部は前記第１本体端に配置した環状フラ
   ンジ部分であり、前記フランジ部分は前記駆動シャフト
   部分からほぼ半径方向外方に前記本体の前記内面を越え
   て突出し、バケット組立体は、さらに、前記シャフトと
   前記本体との間の相対回転運動を可能にするために前記
   第１本体端で前記フランジ部分と前記本体との間に配置
   した荷重支持軸受装置を有し、前記軸受装置は前記フラ
   ンジ部分内に形成した第１ボールレースと、前記第１本
   体端に向かって前記本体内に形成した第２ボールレース
   と、を有し、複数のボールが前記第１及び第２ボールレ
   ースの間に配置されており、前記第２ボールレースが前
   記本体内面に形成した前記本体溝の最も深い切削部の半
   径方向外方で前記本体の一部に形成されており、前記軸
   受装置は前記フランジ部分に加えらえる軸方向スラスト
   及び半径方向の荷重の両方に対して支持する、ことを特
   徴とするバケット組立体。
4. 【請求項４】アームに対する回転リンクの運動で定めら
   れる第１面内でバケットを回転するためのアームと、ア
   ームに関連する回転リンクと、を有する車両と共に使用
   でき、アーム及び回転リンクの各々が選択的に着脱可能
   な取付け部材を収容するためにその自由端に向かって配
   置した横方向孔を有し、かつ第１面をほぼ横切って横方
   向に延びる作業エッジと、作業エッジに向かって配置し
   た第１バケットクレビスと、第１クレビスから間隔を置
   いて配置した第２バケットクレビスと、を有するバケッ
   トと共に使用でき、第１及び第２バケットクレビスが第
   １面にほぼ平行に配置されているような流体動力式バケ
   ットアクチュエータにおいて、 長手方向軸線と、加圧流体を導入する一対のポートと、
   を持つほぼ円筒状本体を有し、前記本体は、アーム孔と
   選択的に着脱可能な取付け部材によって車両アームの枢
   着するために前記本体の第１本体端に向かって前記本体
   の軸線にほぼ沿って配置した外部第１本体クレビスと、
   回転リンク孔及び選択的に着脱可能な取付け部材によっ
   て回転リンクに枢着するために前記本体の第２本体端に
   向かってほぼ前記本体の軸線に沿って配置した外部第２
   本体クレビスと、を持ち、前記第１本体クレビスは車両
   アームに取付けられ、回転リンクの運動が第１面内にほ
   ぼ平行な前記本体の前記長手方向の運動を伴って車両ア
   ームを中心として前記本体を回転させ、前記本体が取付
   け部材を取り外すことにより車両アーム及び回転リンク
   から選択的に着脱可能であり、 前記本体にほぼ同軸整列で前記本体内に回転可能に配置
   され、かつ前記第１本体端に少なくとも延びる第１シャ
   フト端部と、前記第２本体端に少なくとも延びる第２端
   部と、を持つ出力シャフトを有し、第１シャフト端部は
   第１シャフト端部に取付けられておりかつ第１バケット
   クレビスに取付けるように配置した第１シャフト取付け
   部材を有し、前記第２シャフト端部は第２シャフト端部
   に取付けられかつ第２バケットクレビスに取付けられる
   ように配置した第２シャフト取付け部材を有し、前記第
   １及び第２シャフト取付け部材は第１面をほぼ横切って
   横方向に延びる第２面を通して前記シャフトと共に回転
   するために前記シャフトにバケットを取付け、 前記本体内に配置され、かつ前記本体に対して前記シャ
   フトの回転運動を発生するように作動できる直線−回転
   伝達装置を有し、前記伝達装置が前記第１及び第２本体
   端部に向かって選択的に前記本体内の前記ピストンの直
   線運動を発生するためにピストンの１方又は他方の側の
   いずれかを通して流体圧力を選択的に加えるためのピス
   トンと、前記第１または第２本体端の１方に向かう前記
   ピストンの直線運動を前記本体に対する前記シャフトの
   時計方向の回転運動に変換しかつ前記第１又は第２本体
   端の他方に向かう前記ピストンの直線運動を前記本体に
   対する前記シャフトの反時計方向の回転運動に変換する
   装置と、を有し、それによってバケットが第１面内で回
   転できかつ第２面内で横方向に傾斜できる、ことを特徴
   とするバケットアクチュエータ。
5. 【請求項５】請求項４記載のバケットアクチュエータに
   おいて、前記第２シャフト端部は、レバーアームとして
   役立つのに十分なだけ前記第２本体を越えて延びかつ回
   転リンクが車両のアームに対して動かされてバケットを
   第１面内で回転するとき機械的利点を与える、ことを特
   徴とするバケットアクチュエータ。
6. 【請求項６】請求項４記載のバケットアクチュエータに
   おいて、前記本体はその内面の端に形成した少なくとも
   １つの溝を有し、前記ピストンは前記本体と前記シャフ
   トの間にトルクを加えるために前記本体溝に係合する装
   置を有し、前記シャフトは前記第１及び第２本体端のほ
   ぼ間で前記本体内でほぼ同軸的に延びる駆動シャフト部
   分を有し、前記第１シャフト端部は前記第１本体端に配
   置された環状フランジ部分であり、前記フランジ部分は
   前記駆動シャフト部分からほぼ半径方向外方に前記本体
   の前記内面を越えて突出し、バケットアクチュエータ
   は、更に、前記シャフト及び前記本体の間に相対的回転
   運動を可能にするために前記第１本体端における前記フ
   ランジ部分及び前記本体の間に配置した荷重支持軸受装
   置を有し、前記軸受装置は前記第１フランジ部分内に形
   成した第１ボールレースと、前記第１本体端に向かって
   前記本体内に形成した第２ボールレースと、を有し、複
   数のボールが第１及び第２ボールレースの間に配置され
   ており、前記第２ボールレースが前記本体内面に形成し
   た前記本体溝の最も深い切削部の半径方向外方で前記本
   体の一部に形成されており、前記軸受装置は前記フラン
   ジ部分に加えられる軸線方向スラスト及び半径方向の荷
   重の両方を支持する、ことを特徴とするバケットアクチ
   ュエータ。
7. 【請求項７】アームに対する回転リンクの運動によって
   定められる第１面内でバケット組立体を回転するため
   の、アームと、アームに関連する回転リンクと、を持つ
   車両と共に使用でき、アーム及び回転リンクの各々がそ
   の自由端に向かって配置した取付け部材を有するよう
   な、流体動力式の横方向に傾斜可能なバケット組立体に
   おいて、 第１面をほぼ横切って横方向に延びる作業エッジと、前
   記作業エッジに向かって配置した第１バケット取付け部
   材と、前記第１取付け部材から間隔を置いて配置した第
   ２バケット取付け部材と、を持つバケットを有し、前記
   第１及び第２バケット取付け部材は第１面にほぼ平行に
   配置されており、 長手方向軸線及び加圧流体を導入するための一対のポー
   トを持つほぼ円筒状本体を有し、 前記本体に固着されかつアーム取付け部材によって車両
   アームに枢着するための前記本体の第１本体端に向かっ
   て前記本体軸線にほぼ沿って配置した外部第１本体取付
   け部材と、回転リンク取付け部材によって回転リンクに
   枢着するために前記本体の第２本体端に向かって前記本
   体軸線にほぼ沿って配置した外部第２本体取付け部材
   と、を持つ取付けブラケットを有し、前記第１及び第２
   本体取付け部材はアーム及び回転リンクの取付け部材か
   ら選択的に着脱可能であり、前記第１本体取付け部材が
   アーム取付け部材に取付けられており、回転リンクの運
   動は第１面にほぼ平行な前記本体の前記長手方向軸線の
   運動を伴って車両アームを中心として前記本体を回転さ
   せ、バケット組立体が車両アーム及び回転リンクから選
   択的に着脱可能であり、 前記本体にほぼ同軸的に前記本体内に回転可能に配置さ
   れ、かつ前記第１本体端に少なくとも延びる第１シャフ
   ト端部と、前記第２本体端に少なくとも延びる第２シャ
   フト端部と、を持つ出力シャフトを有し、前記第１シャ
   フト端部は前記第１バケット取付け部材に取付けるため
   に第１シャフト取付け部材が取付けられ、前記第２シャ
   フト端部は前記第２バケット取付け部材に取付けるため
   第２シャフト取付け部材が固着され、前記第１及び第２
   シャフト取付け部材が第１面内をほぼ横切って横方向に
   延びる第２面を通して前記シャフトと回転するために前
   記バケットを前記シャフトに取付けており、 前記本体内に配置され、かつ前記本体に対する前記シャ
   フトの回転運動を発生するように作動できる直線−回転
   伝達装置を有し、前記伝達装置は前記第１及び第２本体
   端に選択的に向かって前記本体内で前記ピストンの直線
   運動を発生するために１方または他方の側に前記ポート
   を通して流体加圧を選択的に加えるピストンと、前記第
   １又は第２本体端の一方に向かう前記ピストンの直線運
   動を前記本体に対する前記シャフトの時計方向回転運動
   に変換しかつ前記第１又は第２本体端の他方に向かう前
   記ピストンの直線運動を前記本体に対する前記シャフト
   の反時計方向回転運動に変換する装置と、を有し、それ
   によって前記バケット組立体が第１面内で回転できかつ
   第２面内で横方向に傾斜できる、ことを特徴とする装
   置。
8. 【請求項８】請求項７記載のバケット組立体において、
   前記第２シャフト端部はレバーアームとして役立つのに
   十分なだけ前記第２本体端を越えて延び、かつ回転リン
   クが車両アームに対して動かされて第１面内でバケット
   組立体を回転させるとき機械的利点を与える、ことを特
   徴とするバケット組立体。
9. 【請求項９】請求項７記載のバケット組立体において、
   前記本体はその内面の端に形成した少なくとも１つの溝
   を有し、前記ピストンは前記本体と前記シャフトとの間
   にトルクを加えるために前記本体溝に係合する手段を有
   し、前記シャフトは前記第１及び第２本体端のほぼ間で
   前記本体内にほぼ同軸的に延びる駆動シャフトを有し、
   前記第１シャフト端部は前記第１本体端に配置した環状
   フランジ部分であり、前記フランジ部分は前記駆動シャ
   フトからほぼ半径方向外方に前記本体の前記内面を越え
   て突出し、バケット組立体は、さらに、前記シャフト及
   び前記本体の間の相対回転運動を可能にするために前記
   第１本体端で前記フランジ部分及び前記本体の間に配置
   した荷重支持軸受装置を有し、前記軸受装置は、前記第
   １フランジ部分に形成した第１ボールレースと、前記第
   １本体端に向かって前記本体内に形成した第２ボールレ
   ースと、を有し、複数のボールが前記第１及び第２ボー
   ルレースの間に配置されており、前記第２ボールレース
   が前記本体内面に形成した前記本体溝の最も深い切削部
   の半径方向外方の前記本体の一部に形成されており、前
   記軸受装置が前記フランジ部分に加えられた軸線方向ス
   ラスト及び半径方向の荷重の両方を支持する、ことを特
   徴とするバケット組立体。