JP2943080B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、パワーショベル等のアームに取付けた振
動発生装置を用いて転圧作業や破砕作業等をする作業機
械に関する。

背景技術 上下水道管やガス管などの管を道路に埋没する土木工
事の場合には、まずアスファルト又はコンクリート道路
のアスファルト層又はコンクリート層を破砕し、その後
に溝を掘削し、その溝に管を敷設した後に土砂を埋め戻
し、その埋め戻した土砂を転圧した後にその上にアスフ
ァルト又はコンクリートを敷設している。

前記の土木工事に用いる作業機械としては、走行体を
備えた車体にブームを上下揺動自在に取付け、このブー
ムにアームを上下揺動自在に取付け、そのアームにバケ
ットを上下回動自在に取付けたパワーショベルが知られ
ている。

このパワーショベルは、溝の掘削，溝の埋め戻し作業
には好適であるが、アスファルト層，コンクリート層の
破砕などの破砕作業が効率良くできない。

そこで、このパワーショベルのアームに振動発生装置
を取付け、その振動発生装置にチゼルを取付けて油圧作
動式破砕機（ブレーカ）を構成し、その油圧作動式破砕
機により破砕作業するようにしている。しかし、この油
圧作動式破砕機は、振動発生装置のピストンでチゼルを
打撃して振動させているので破砕作業専用となり、例え
ば転圧板を用いた転圧作業には利用できない。

また、前述のパワーショベルのバケットを利用して転
圧作業をすることもできるが、その場合にはブーム，ア
ームを上下揺動させてバケットを上下動させるので、そ
の操作が大変面倒であるし、バケットの上下動速度が遅
くて転圧作業効率が悪いばかりか、転圧板の姿勢をブー
ム，アームで制御するの作業性が悪い。

そこで、例えば実公平６−21923号公報に示すよう
に、パワーショベルのアームに、先端に転圧板を備えた
ピストンを油圧により往復動し得るようにして成る油圧
作動式転圧機を取付け、その転圧板により土砂を転圧す
ることが考えられている。

しかしながら、前述のようにして油圧作動式転圧機で
転圧作業を行なうには、ブームシリンダ，アームシリン
ダでブーム，アームのそれぞれ下方に揺動して油圧作動
式転圧機の転圧板を地面に押しつけ、その状態でピスト
ンを往復動させて転圧板を上下動させて転圧することに
なる、即ち油圧力のみでピストンを押し下げることによ
り転圧することになるので、大きな転圧力が得られな
い。さらに、係る油圧作動式転圧機は油圧により上下動
するピストンの先端部に直接転圧板を取り付けているの
で転圧作業専用となり、例えばチゼル等を用いた破砕作
業には利用できない。

そこで、本発明は前述の問題に鑑み、転圧作業におい
て大きな転圧力が得られると共に転圧効率も高くなり、
さらに破砕作業や杭打作業への変更が容易にできるよう
にした作業機械を提供することを目的とする。

発明の開示 上記目的を達成するために、本発明による作業機械
は、 車体にブームを上下揺動自在に取付け、該ブームにア
ームを上下揺動自在に取付け、該アームにバケットを上
下回動自在に取付け、前記ブーム，前記アーム及びバケ
ットをブームシリンダ，アームシリンダ及びバケットシ
リンダでそれぞれ駆動するようにし、前記アームに振動
発生装置の取付け、該振動発生装置に転圧具，チゼルま
たは杭打具を交換可能に取付け、前記ブームシリンダ，
アームシリンダ及びバケットシリンダの少なくひとつの
伸び室と縮み室を連通してタンクに連通するか又は遮断
する浮用弁を設け、転圧作業時は前記浮用弁を開弁し、
破砕作業時及び杭打作業時は前記浮用弁を閉弁するよう
にしたものである。

上記構成によれば、転圧作業する際に、振動発生装置
の本体とバケットシリンダのピストン杆の重量、又は振
動発生装置の本体とバケットシリンダのピストン杆とア
ームの重量、又は振動発生装置の本体とバケットシリン
ダのピストン杆とアームとブームの重量を転圧力として
利用できるので、転圧力を大きくすることができる。

また、上記構成によれば、振動発生装置の本体に転圧
具を取り付ければ転圧作業ができ、チゼルを取り付けれ
ば破砕作業ができ、杭打具を取り付けれは杭打作業がで
きるので、１台の作業機械で転圧作業と破砕作業と杭打
作業ができ、それらの変更も容易である。

また、上記構成において、 前記アームに連結したバケットシリンダのピストン杆
をリンク機構を介して前記バケットに連結し、該リンク
機構を振動発生装置の本体と該本体と前記アームとを連
結する複数のリンクとにより構成しても良いし、前記振
動発生装置の本体を前記アームの内部に取り付け、該本
体を介してバケットを前記アームに取り付けても良い
し、前記振動発生装置の本体をバケットの代わりに前記
アームの先端部に取り付けても良い。

また、上記構成において、 前記振動発生装置の本体にピストン孔とガイド孔を連
続して形成し、前記ピストン孔にピストンを油圧により
往復動するようにして嵌挿し、前記ガイド孔に転圧具の
杆体，前記チゼル又は杭打具の基端を着脱自在に挿入
し、前記ピストンに前記杆体を追従して移動させる機構
を設けるのが望ましい。

そして、前記ピストンに前記杆体を追従して移動させ
る機構が、前記杆体を前記ピストン側に付勢するスプリ
ング、又は前記杆体を前記本体との間に張架されたシリ
ンダ装置、又は前記杆体と前記ピストンの端部とを連結
する可撓性の筒状体であるのが好ましい。

なお、前記スプリングの取付は、 前記スプリングを前記杆体に設けたスプリング受け部
と前記杆体に摺動可能に嵌挿され且つ前記本体に係脱可
能なスプリング受けとの間に介置し、前記スプリングを
圧縮しながら前記スプリング受けを前記本体に係脱せし
めるようにして行っても良いし、前記スプリングを前記
杆体に設けたスプリング受け部と前記杆体に摺動可能に
嵌挿され且つ前記本体に着脱可能なガイドリングとの間
に介置し、前記杆体の前記ガイドリングより外側の位置
に脱着リングを嵌合して前記スプリングを圧縮した状態
で前記ガイドリングを前記本体に装着し、その後前記脱
着リングを前記杆体から離脱せしめるようにして行って
も良い。

また、上記構成において、 前記ピストンの上下端部側に画成された上部受圧室と
下部受圧室とを有し、前記上部受圧室を切換弁と絞りを
介してタンクに接続し、前記切換弁により、前記ガイド
孔に転圧具の杆体を挿入した時は前記上部受圧室を前記
絞りを介してタンクに連通し、それ以外の時はタンクか
ら遮断するようにしても良い。

さらに、前記上部受圧室側に補助受圧室を設け、前記
補助受圧室も前記切換弁と前記絞りを介してタンクに接
続し、前記切換弁により、前記ガイド孔に転圧具の杆体
を挿入した時前記補助受圧室を前記絞りを介してタンク
に連通し、それ以外の時はタンクに直接連通するように
しても良い。

図面の簡単な説明 本発明は、以下の詳細な説明及び本発明の実施例を示
す添付図面により、より良く理解されるものとなろう。
なお、添付図面に示す実施例は、発明を特定することを
意図するものではなく、単に説明及び理解を容易とする
ものである。

図中、 図１は、本発明による作業機械の第１実施例の全体正
面図である。

図２は、上記第１実施例の転圧具を装着した状態の振
動発生装置の第１例の縦断面図である。

図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。

図４は、図２のIV−IV線に沿う断面図である。

図５は、図２に示した振動発生装置のスプリング取付
部の第１例の分解斜視図である。

図６は、図２のVI−VI線に沿う断面図である。

図７は、チゼルを装着した状態の図２に示した振動発
生装置の断面図である。

図８は、スプリング取付部の第２例の断面図である。

図９は、図８に示したスプリング取付部の脱着用リン
グの平面図である。

図10は、振動発生装置の杆体の長凹部付近の横断面図
である。

図11は、振動発生装置の原理的構造を示す断面図であ
る。

図12は、振動発生装置の原理的構造を示す模式図であ
る。

図13は、上記第１実施例の油圧回路図である。

図14は、上記第１実施例による転圧動作の説明図であ
る。

図15は、転圧動作時の本体及び転圧板の変位と、転圧
力の変化とを示す図表である。

図16は、振動発生装置の第２例の縦断面図である。

図17は、振動発生装置の第３例の原理的構造を示す模
式図である。

図18は、スプリング取付部の第３例を示す断面図であ
る。

図19は、スプリング取付部の第４例を示す断面図であ
る。

図20は、スプリング取付部の第５例を示す断面図であ
る。

図21は、スプリング取付部に相当するシリンダ取付部
の第６例の断面図である。

図22は、ピストンに杆体を追従させる構造の他の例を
示す断面図である。

図23は、本発明による作業機械の第２実施例の全体正
面図である。

図24は、本発明による作業機械の第３実施例の全体正
面図である。

発明を実施するための好適な態様 以下に、本発明の好適実施例による作業機械を添付図
面を参照しながら説明する。

（パワーショベルの全体構造） 図１は第１実施例を示しており、図１に示すように、
走行体１を備えた下部車体２に上部車体３が旋回自在に
取付けられて車体４を構成している。その上部車体３に
ブーム５が上下揺同自在に取付けられてブームシリンダ
６で駆動されるようになっている。そのブーム５にアー
ム７が上下揺動自在に取付けられてアームシリンダ８で
駆動されるようになっている。そして、これらが腕部９
を構成している。さらに、そのアーム７の先端部にバケ
ット10が上下回動自在に取付けられていて、後述のよう
にバケットシリンダ11で駆動されるようになっている。

振動装置13の本体14が第１・第２リンク15,16でアー
ム７に連結してある。前記アーム７の基端部にバケット
シリンダ11の一端が取付けられ、そのバケットシリンダ
11のピストン杆12の他端が振動発生装置13の本体14に連
結されて、本体14が第３リンク17でバケット10に連結さ
れていて、本体に14はバケットシリンダ11とバケット10
を連結するリンク機構18の一部を構成している。そし
て、前記振動発生装置13の本体14には転圧具19が着脱可
能に取付けられて、これらが転圧機を構成している。

さらに、後で詳述するように、バケットシリンダ11の
伸び室11aと縮み室11bを連通してタンクに連通するか又
は遮断する浮用弁84を設け、転圧作業する時にバケット
シリンダ11を浮状態とするようになっている。

（バケットの動作） バケットシリンダ11のピストン杆12を伸ばすと、バケ
ット10が図２に示すようにリンク機構18と反対側におい
て上方に回動し土砂掬い込み姿勢となる。この姿勢とな
ることにより、バケット10は転圧具19と反対側に位置す
るし、その転圧具19はリンク機構18よりも離れた位置と
なってリンク機構18と干渉しないので、バケット10を取
付けたままでで転圧具19により転圧作業を行うことがで
きる。

バケットシリンダ11のピストン杆12を縮めると、、バ
ケット10がリンク機構18側に向けて回動して掘削開始姿
勢となる。この時転圧具19とバケット10が干渉するの
で、転圧具19を本体14より外しておく。

また、バケットシリンダ11のピストン杆12の推力は、
本体14,第３リンク17を介してバケット10にそのまま伝
達されるので、その推力全体をバケット10の掘削力とし
て有効利用することができる。つまり、本体14がリンク
機構18の一部を構成しており、ピストン杆12とバケット
10は剛体的に連結されているので、推力伝達のロスがな
い。

これにより、従来例に比べて掘削力を大きくすること
ができる。

（振動発生装置の構造） 図２に示すように、本体14は上部体20と該上部体20の
下端部に嵌着された下部体21と該上部体20の上端部に嵌
着されたキャップ体22より成っている。上部体20にはピ
ストン孔23が上下に貫通して形成され、下部体21にはガ
イド孔24が上下に貫通して形成され、キャップ体22には
孔25が形成されていて、該孔25とピストン孔23とガイド
孔24が同軸的に連結されている。

前記ピストン孔23にはピストン30が摺動自在に嵌挿さ
れて上部受圧室31と下部受圧室32とドレーンポート33を
画成している。そして、ピストン30の上端部はキャップ
体22の孔25に摺動自在に嵌挿されている。尚、ピストン
30の下方移動速度を上げるために、孔25内の室34にチッ
素ガス等を封入してその圧力ででピストン30が下方に押
すか、又は図示しないスプリングでピストン30を下方に
押すようにしても良い。

前記ガイド孔24には杆体35の上端部が上下摺動自在に
嵌挿され、その杆体35の上端部の側面に形成した長手方
向の長凹部36に下部体21に直交するように嵌合したピン
27が貫通することにより、杆体35をその中心軸の回りに
回転しないようにしている。また、杆体35の下端部は下
部体21の下端部より下方に突出し、その突出端部に転圧
板38が取付けられて転圧具19を構成している。そして、
振動発生装置13と転圧具19で油圧作動式の転圧機を構成
している。

前記杆体35は弾性部材例えばスプリング40で上方に押
されて上端面35aがピストン30の下端面30aに常時当接し
ていて、ピストン30が上下動すると杆体35がピストン30
に追従して上下動し、それによって転圧板38を上下動さ
せて地面を転圧するようになっている。

なお、前記スプリング40を設けないと、杆体35は自重
によって下方に移動し、ピストン30が上方に移動した時
に杆体35の上端面35aとピストン30の下端面30aが離れ、
転圧板38が地面に接したままの状態でピストン30が上下
動するので、転圧板38を上下動させて地面を転圧するこ
とができない。

次に、前記スプリング40の取付構造の第１例を説明す
る。

図２に示すように、下部体21の下端面には上部フラン
ジ41と下部フランジ42を有する筒体43がその上部フラン
ジ41をボルト44で締着することにより取付けられてい
る。そして、図3,図４及び図５に示すように、この筒体
43の下部フランジ42は互いに180度回転対称位置に位置
する一対の直線状外面45,45と該直線状外面45から90度
回転した位置にあり且つ互いに180度回転対称位置に位
置する一対の円弧状外面46,46を有する外面形状を呈し
ていて、その各円弧状体面46の上面には係合凹部47がそ
れぞれ形成してある。

図２に示すように、杆体35のほぼ中央部にはリング状
のスプリング受け部48が設けてあり、このスプリング受
け部48は杆体35と一体形成しても良いし、別体形成して
ボルト，ピン等で杆体35に取付けても良い。

図２に示すように、杆体35の下端部には小径筒50とそ
の上端部に一体的形成された大径筒52から成る筒状のス
プリング受け49が遊嵌してある。このスプリング受け49
は、小径筒50の下端部内面にリング状突起51が一体的に
設けられ、その大径筒52の上端部内面には互いに180度
回転対称位置に位置する一対の係合凸部53が一体的に設
けられ、その係合凸部53が筒体43の下部フランジ42の係
合凹部47に係合してスプリング受け49が筒体43に回転し
ないように連結されている。さらに、そのリング状突起
51とスプリング受け部48との間に上記スプリング40が介
置されていて、該スプリング40の弾力により杆体15を押
し上げている。

次に、杆体35を下部体21に挿入する作業を説明する。

まず、杆体35から転圧板38を外した状態でスプリング
受け49を杆体35の下端部に挿入し、そのリング状突起51
とスプリング受け部48との間にスプリング40を配置す
る。

次に、杆体35の上端部を下部体21のガイド孔24に挿入
した状態でピン37を長凹部36に貫通するようにして下部
体21に嵌合して杆体35の回り止めをする。続いて、スプ
リング受け49の一対の係合突部53を下部フランジ42の一
対の直線状外面45に相対するように位置合せし、スプリ
ング受け49をスプリング40を圧縮しながら上方に移動さ
せて一対の係合凸部53が下部フランジ42により上方とな
るようにする。

その状態でスプリング受け49を中心軸の回りに90度回
転させて一対の係合凸部53を一対の係合凹部47と位置合
せし、この状態でスプリング受け49より手を離すと、ス
プリング40の弾力でスプリング受け49が下方に移動して
一対の係合凸部53が一対の係合凹部47にそれぞれ係合し
て、筒体43とスプリング受け49とが連結される。

なお、杆体35を抜き出す場合には前述と反対の作業を
行なえば良い。

また、前記杆体35の転圧板38は図２と図６に示すよう
に連結してある。即ち、転圧板38には一対の突起部54が
設けられ、その一対の突起部54間に杆体35の先端部35a
が突入され、これらにピン55を貫通させることにより杆
体35と転圧板38が連結されている。さらに、その杆体35
の先端部35aの両端面に一対のリテーナ56がそれぞれス
プリング57の弾力で押し付けてある。

このようであるから、転圧板38は杆体35に対して自由
揺動状態とならずに、ある程度以上の力が作用した時に
はじめて杆体35に対して揺動するようになり、従って転
圧時に転圧板38が転圧面より離れても、その姿勢を維持
することができる。

次に、本発明作業機械の土木作業時の動作を説明す
る。

まず、前述のようにして振動発生装置13の本体14から
杆体35を外した状態で、バケット10によって溝掘削作業
と埋め戻し作業を行なう。

次に、図２に示すように、振動発生装置13の本体14に
杆体35を取付け、上部受圧室31と下部受圧室32への圧油
の供給を制御することによりピストン30を上下動させ
て、杆体35とともに転圧板38を上下動させて転圧作業を
行う。

また、図７に示すように、振動発生装置13の本体14よ
り杆体35を抜き出した後に下部体21のガイド孔24にチゼ
ル58の基端部を挿入してピン37で回り止めをすれば、チ
ゼル58が自重で下方に移動してその上端面がピストン30
の下端面30aと離隔し、この状態でピストン30を上下動
させることでチゼル58の基端部を打撃して破砕作業を行
うことができる。かくして、本発明作業機械を通常のチ
ゼル式ブレーカとして使用することができる。

なお、チゼル58の上端部は杆体35の上端部と同一形状
となっていると共に、該上端部の側面にはピン37が貫通
する切欠凹部59が形成してある。

本発明作業機械は、以上のように構成されているか
ら、１台の作業機械によりバケット作業，転圧作業及び
破砕作業ができるし、転圧作業から破砕作業に変更する
場合には、転圧具19とチゼル58を交換するだけで済むか
ら、作業の変更が非常に簡単となる。

特に、上記第１例を示すように、筒状のスプリング受
け49を上下動及び回転させることでスプリング40を上部
体21に簡単に着脱できるから、転圧具19の杆体35を本体
14に簡単に且つ短時間で着脱でき、交換作業が非常に容
易となる。

ところで、前記スプリング40を設けないと、杆体35は
自重によって下方に移動し、ピストン30が上方に移動し
た時に杆体35の上端面35aとピストン30の下端面30aが離
れ、転圧板38は地面に接したままの状態でピストン30が
上下動するので、杆体35をピストン30で打撃することに
より転圧板38を振動させて転圧することになる。

このために、ピストン30による杆体35の打撃により打
撃音，熱，変形及び摩擦等による打撃ロスが生じて、ピ
ストン30の運動エネルギーを転圧板38に十分に伝達でき
ないから、転圧効率が悪くなるし、打撃音が発生して騒
音が大となり、しかも転圧板38を不整地で移動すると斜
むくから不整地転圧がやりづらいし、転圧板を水平に移
動するのが困難となるから連続転圧することがやりづら
くなる。

これに対して、本発明作業機械は、これらの問題が発
生しない。即ち、転圧具19の杆体35はスプリング40によ
り押し上げられてピストン30の下端面30aに常時当接し
ているから、転圧作業時にピストン30の上下動に追従し
て転圧板38が上下動し、転圧板38により転圧面をたたき
ながら転圧するので、ピストン30及び転圧具19の運動エ
ネルギーが地面に直接作用し転圧効率が優れたものとな
る。しかも、転圧板38を地面から浮かして移動できるか
ら地面が不整地の場合でも転圧が容易にできるばかり
か、転圧板38が地面に接したり浮いたりするから転圧板
38の水平移動が容易で連続転圧が容易となる。さらに、
ピストン30が杆体35を打撃しないので打撃音が発生せず
に騒音が低減する。

また、上述のように、チゼル58を取付けた場合には通
常のブレーカとして効率良く破砕作業を行うことができ
る。

ところで、上述したスプリング40の取付構造の場合、
杆体35を脱着する際に杆体35を持ち上げる力だけでな
く、スプリング40を圧縮させる力が必要があり、大きな
操作力が必要になってしまうが、下記のようなスプリン
グ40の取付構造（第２例）にすれば、必要な操作力が小
さくて済む。

図８に示したように、杆体35の下部体21のガイド孔24
への挿入前にスプリング40は予め杆体35に組み付けられ
た状態となっている。即ち、杆体35の下端部にスナップ
リング107が嵌着され、その上に位置するようにして図
９に示した脱着用リング108とガイドリング109が嵌合さ
れていて、該ガイドリング109とスプリング受け48との
間にスプリング40がセット長に圧縮された状態で介置さ
れている。なお、下部体21の下端部にガイドリング109
が嵌合するようになっていて、両者の境界部に抜け止め
ピン110,110を挿入することによりガイドリング109の下
部体21の下端部からの抜けが防止されるようになってい
る。

従って、上述のようにスプリング40を組み付けた状態
の杆体35を下部体21のガイド孔24に挿入した後、下部体
21の下端部とガイドリング109の境界部に抜け止めピン1
10,110を挿入し、最後に脱着用リング108を抜き取れ
ば、杆体35の下部体21への装着が完了する。その際、杆
体35を持ち上げるだけで良いので、必要な操作力が小さ
くて済む。

さらに、上述の如く、杆体35の上端部の側面に形成し
た長手方向の長凹部36に下部体21に直交するように嵌合
したピン37が貫通することにより、杆体35をその中心軸
の回りに自由回転しないようにした構造の場合、不整地
を転圧する時に転圧板38に発生する回転トルクにより杆
体35に軸回転力が発生して長凹部36の両角部のいずれか
がピン37の外周面に過大な力で押し付けられ、その反力
が下部体21からピン37に作用するようになり、その結果
ピン37が回転しなくなって杆体35がピン37に対して滑る
ことにより両者の摩耗が進行し、或いはそれでもピン37
が回転すると該ピン37が下部体21から大きな反力を受け
ながら該下部体21に対して滑ることにより両者の摩耗が
進行し、杆体35を及びピン37が早期に損傷するという問
題がある。また、杆体35とピン37との間の摩擦力が大に
なると、杆体35の往復動時に回転抵抗が過大となり、ス
プリング40の荷重だでは杆体35がピストン30の動きに追
従できなくなり、その結果杆体35が乱動して転圧作業が
困難になるという問題がある。しかし、下記のような構
造にすれば、これらの問題は解決される。

図10は、その構造を示す横断面図である。

図10において、下部体21には杆体35と直交する方向に貫
通する横孔21aが形成され、該横孔21に一端につば付き
のプラグ111が螺着された支軸112が嵌挿され、該支軸11
2の他端には抜け止め用のリングピン113が貫通装着され
ている。そして、支軸112の中央小径部にはローラ114が
回転可能に支持されていて、該ローラ114の外周面が杆
体35の長凹部36の面と接触し得るようになっている。ま
た、支軸112の軸芯部には潤滑用孔112aが形成され、該
潤滑用孔112aに充填されて該潤滑用孔112aの端部に螺着
されたプラグ115で抜けが防止された潤滑油が小孔112b
を介して支軸112の中央小径部とローラ114との間に供給
されるようになっている。そして、ロータの114の両端
側において支軸112のリングピン113側とプラグ111の内
側にそれぞれオイルシール116とそれを保持するための
保持リング117が嵌着されており、支軸112の一端とプラ
グ111との間にはＯ−リング118が嵌着されている。さら
に、横穴21aの内周面の杆体35と反対側の部分には逃げ
用切欠き21bが施され、これによりローラ114の外周面が
横孔21の内周面の接触しないようになっている。

図10に示した構成によれば、ピストン30の往復動によ
り杆体35が往復動すると、ローラ114も杆体35の往復動
により往復回転する。

この時、例えば転圧板38に回転トルクが発生して杆体
35に軸回転力が発生した長凹部36の両角部のいずれかが
ピン37の外周面に過大な力で押し付けられても、横穴21
aの内周面の杆体35と反対側の部分には逃げ用切欠き21b
が施され、これによりローラ114の外周面が横孔21の内
周面の接触しないようになっているので、ローラ114は
杆体35の往復動に追従して自在に回転する。従って、横
孔21の内周面の摩耗が生じないのは勿論のこと、ローラ
114及び杆体35の摩耗も著しく軽減され、そのためこれ
らの部品の寿命が伸び、メインテナンスも容易となる。

また、ローラ114が杆体35の往復動に追従して自在に
回転することにより、杆体35とピン37との間の摩擦力が
小になり、杆体35の往復動時の回転抵抗が小となるの
で、スプリング40の荷重だけで杆体35がピストン30の動
きに充分追従できるようになり、その結果杆体35が乱動
することがなく、転圧作業が容易になる。

次に、振動発生装置13の第１例の原理的構造を説明す
る。

図11に示すように、ピストン孔23に摺動可能に嵌挿し
たピストン30に大径部30aとその上下に位置する小径ロ
ッド部30c及び大径ロッド部30bを設けて、上部受圧室31
の受圧面積を大きく、下部受圧室32の受圧面積を小さく
している。さらに、上部体20に設けたスプール孔60にス
プール61を摺動可能に嵌挿して切換弁62を構成する。前
記スプール孔60には、ポンプポート63と主ポート64とタ
ンクポート65が形成され、スプール61の両端側には第１
圧力室66及び第２圧力室67がそれぞれ形成されている。

前記スプール61は、ポンプポート63と主ポート64とタ
ンクポート65を連通・遮断するものであり、大径の第１
圧力室66内の圧油で第１位置に押されて主ポート64とタ
ンクポート65を連通し且つポンプポート63の主ポート６
の間を遮断し、小径の第２圧力室67内の圧油で第２位置
に押されてポンプポート63と主ポート64を連通し且つ主
ポート64とタンクポート65を遮断するようになってい
る。

前記タンクポート65はピストン孔23に形成したドレー
ンポート33に常時連通し、第１圧力室66はピストン孔23
に形成した補助ポート68に連通し、その補助ポート68は
ピストン30に一体的に設けた切換用ピストン69でドレー
ンポート33と第１ポート70に連通・遮断されるようにな
っていて、これらがサーボ弁71を構成している。また、
主ポート64は第２ポート72に連通し、また第１ポート70
とポンプポート63に油圧ポンプ73の吐出圧油が供給され
るようになっている。

さらに、前記スプール孔60に副ポート74が形成され、
ピストン孔23には第1,第２連通ポート75,76がそれぞれ
形成され、スプール61には軸孔77が形成されていて、ポ
ンプポート63に流入した圧油が軸孔77で副ポート74に流
れ、その副ポート74より第１連通ポート75及び補助ポー
ト68を経て第１圧力室66に流れるようにしてある。

この振動発生装置を線図的に表現すると図12に示すよ
うになり、切換弁62が４ポート２位置弁となっている。
そして、切換弁62が第２位置Ｂの時に、副ポート74がタ
ンクポート65に連通する。

次に、上記振動発生装置の作動を説明する。

ピストン30が図11に示す中間位置にある時には、第１
連通ポート75と補助ポート68が連通して、ポンプポート
63の圧油が軸孔77,副ポート74,第１連通ポート75及び補
助ポート68より第１圧力室66に供給されてスプール61は
第１位置Ａとなり、上部受圧室31の圧油が第２ポート7
2,主ポート64及びタンクポート65よりドレンポート33に
流出するので、ピストン30は下部受圧室32の圧油で上方
（矢印ａ方向）に移動する。

ピストン30が上方のストロークエンド位置まで移動す
ると、第１連通ポート75が遮断され、補助ポート68がド
レーンポート33に連通するから、第１圧力室66内の圧油
がタンク78に流出してスプール61が第２圧力室67内の圧
油で第２位置Ｂとなり、その結果ポンプポート63の圧油
が主ポート64,第２ポート72より上部受圧室31に流入す
るので、ピストン30は下方に移動する。

ピストン30が下方のストロークエンド位置まで移動す
ると、第１ポート70と第２連通ポート76が連通して補助
ポート68より第１圧力室66に圧油が流入し、その結果ス
プール61が第１位置Ａとなるので、ピストン30は上方に
移動し、以後この動作を繰り返す。

次に、上記第１実施例における各シリンダと振動発生
装置に圧油を供給する油圧回路を説明する。

図13に示すように、油圧ポンプ73の吐出路73aにはブ
ーム弁80,アーム弁81,バケット弁82及び振動発生装置用
の切換弁83が設けてあり、ブーム弁80,アーム弁81及び
バケット弁82は図示しない油圧パイロット弁からのパイ
ロット圧油で中立位置b,伸び位置ｃ及び縮み位置ｄにそ
れぞれ切換えられ、切換弁83はそのソレノイド83aに通
電することで遮断位置ｆから連通位置ｇに切換えられる
ようになっている。

さらに、前記バケットシリンダ11の伸び室11aと縮み
室11bをタンクに連通する浮用弁84が設けられ、このバ
ケット浮用弁84は通常は遮断位置ｈにあるが、ソレノイ
ド84aに通電されると浮位置ｉとなり、このソレノイド8
4aへの通電は前記切換弁83aのソレノイド83aの同様にコ
ントローラ85により制御される。

前記コントローラ85は、第１操作部材86より振動発生
装置起動信号が入力されると切換弁83aのソレノイド83a
に通電し、第２操作部材87より転圧信号が入力されると
浮用弁84のソレノイド84aに通電する。

以上のように構成されているから、第１操作部材86よ
り振動発生装置起動信号をコントローラ85に入力し、第
２操作部材87より転圧信号をコントローラ85に入力する
と、切換弁83が連通位置ｇとなって振動発生装置13に圧
油が供給されてピストン30が前述のように上下動すると
共に、浮用弁84が浮位置ｉとなってバケットシリンダ11
が浮状態となって外力によって伸縮するので、振動発生
装置13の本体14も外力によって上下動する。

この状態での転圧動作を説明する。

まず、図14（ａ）のように、バケットシリンダ11が外
力で伸縮するから振動発生装置13の重量で伸び作動して
転圧板38が地面Ｄに接する。

そして、上部受圧室31と下部受圧室32に圧油が供給さ
れてそれらの受圧面積差によりピストン30が下方に移動
しようとするが、杆体35及び転圧板38が地面Ｄに接触し
ていることにより下方に移動しないので、本体14が上方
に移動する。この時、バケットシリンダ11は縮み作動す
る。

次に、ピストン30が上方のストロークエンド位置とな
ると、図14（ｂ）に示すように上部受圧室31がタンク78
に連通し、下部受圧室32にのみ圧油が供給されるので、
ピストン30が上方に移動する。

この時、本体14（バケットシリッダ11のピストン杆12
を含む）は急に停止することなしに慣性力で若干上昇
し、それによってピストン30が上昇し、スプリング40を
介して杆体35及び転圧板38が上昇して、転圧板38が地面
Ｄより離れる。これと同時に、慣性の小さなピストン3
0,杆体35及び転圧板38が下部受圧室32の圧油でさらに上
昇するので、図14（ｃ）に示すように転圧板38が地面Ｄ
よりかなり離れる。

次に、前述のピストン30,杆体35及び転圧板38が上昇
中に本体14の上昇を停止して下降を開始し、さらにピス
トン30,杆体35及び転圧板38の上昇が停止した後に上部
受圧室31にも圧油が供給されるので、図11（ｄ）に示す
ように慣性の小さなピストン30が下降して転圧板38が地
面Ｄに接する。

この時、本体14は慣性で若干下降した後に上昇するか
ら、その間にピストン30が上部受圧室31の圧油で下方に
移動し、転圧板38が地面Ｄに強く押しつけられて転圧を
行う。

以上の動作を図表で示すと、図15に示すようになる。

以上の様にバケットシリンダ11を浮状態として転圧動
作を行わせると、本体14及びバケットシリンダ11のピス
トン杆12と、ピストン30,杆体35及び転圧板38が相対的
に上下動するので、本体14とバケットシリンダ11のピス
トン杆12の重量による慣性力を転圧力として利用でき、
従って転圧力が十分大きなものとなる。なお、ブームシ
リンダ６又はアームシリンダ８を浮状態とすれば、アー
ム7,ブーム５の重量又はアーム７の重量による慣性力も
転圧力として利用することができる。

次に、振動発生装置の第２例を説明する。

図16に示すように、振動発生装置13の上部受圧室31を
絞り120を介してタンク78に接続する低圧回路121を設
け、該低圧回路121を連通・遮断する切換弁122を設け
る。この切換弁122は、スプリング123で連通位置ｊとな
り、ソレノイド124に通電したとき遮断位置ｋとなるよ
うになっている。

この例を用いて上述のような転圧作業をする時には、
ソレノイド124に通電せずに切換弁122を連通位置ｊに
し、振動発生装置13の上部受圧室31を絞り120を経てタ
ンク78に連通する。これにより、上部受圧室31に流入し
た圧油の一部が絞り120を経てタンク78に流出するの
で、上部受圧室31内の圧力は急激に上昇せず、徐々上昇
する。即ち、図14（ａ）に示したようにピストン30が下
方に移動して転圧板38が地面Ｄに接した時に、上部受圧
室31の圧力が急激に上昇しない。従って、本体14及びピ
ストン杆12が急激に上昇してバケットシリンダ11内の圧
油及びバケットシリンダを介してアーム7,ブーム５及び
上部車体３に大きなショック作用することがないので、
オペレータの乗り心地が向上する。

また、図７に示すように転圧具19の代わりにチゼル58
の基端部を装着して破砕作業を行う場合には、ソレノイ
ド124に通電して切換弁122を遮断位置ｋにする。する
と、振動発生装置13の上部受圧室31とタンク78との間が
遮断されるので、上部受圧室31内の圧力が高圧となる。
従って、ピストン30でチゼル58の基端部を打撃する力が
大きくなるので、効率良く破砕作業を行うことができ
る。

次に転圧作業と破砕作業を効率良く実施できる振動発
生装置の第３例を説明する。

これは、図17に示すように、上部本体20の補助受圧室
125を設けている。そして、この補助受圧室125を切換弁
126で切換弁62の主ポート64とタンク78に切換接続する
ようになっている。即ち、切換弁126は第１位置と第２
位置ｍに切り換えられるようになっていて、切換弁126
が第１位置ｌをとる時には補助受圧室125が主ポート64
に連通し且つ絞り127を経てタンク78に連通する。ま
た、切換弁126が第２位置ｍをとる時には、補助受圧室1
25と主ポート64との間が遮断され且つ補助受圧室125と
タンク78が直接連通する。

この例は上述の如く構成されているから、転圧作業を
する時に切換弁126を第１位置ｌにすれば、上部受圧室3
1と補助受圧室125に圧油が供給されると共に、該上部受
圧室31と補助受圧室125が絞り127を介してタンク78に連
通する。従って、上部受圧室31と補助受圧室125の両方
に供給される圧油でピストン30が下方に押されるので、
ピストン30を下方に押す圧力を発生する受圧面積と上方
に押す圧力を発生する受圧面積との差が大きくなり、そ
の結果ピストン30を下方に押す力即ち転圧力が大きくな
る。しかも、上部受圧室31と補助受圧室125が絞り127を
介してタンク78に連通していることにより、上部受圧室
31と補助受圧室125内の圧力が急激に上昇しないから、
上記第２例のようにオペレータの乗り心地が向上する。

また、図７に示すように転圧具19の代わりにチゼル58
を装着して破砕作業を行う場合には、切換弁126を第２
位置ｍにすれば、補助受圧室125がタンク78に連通し、
上部受圧室31のみに圧油が供給される。従って、ヒスト
ン30を下方に押す圧力を発生する受圧面積が小さくなる
ので、ピストン30の移動速度が速くなる。しかも、補助
受圧室125に圧油が供給されない分上部受圧室31への圧
油の供給量が増えて上部受圧室31内の圧力が高圧となる
ので、ピストン30でチゼル58の基端部を打撃する力が大
きくなり、効率良く破砕作業を行うことができる。

次に、スプリング40の取付け構造の他の例を説明す
る。

その第３例は、図18に示すように、スプリング受け49
にフランジ90を一体的に設け、そのフランジ90を下部体
21の下端面にボルト91で直接締結固定するものである。

また、第４例は、図19に示すように、スプリング受49
の上端部内面に雌ネジ部92を形成し、該雌ネジ部92を下
部体21の下端部外周面に形成した雄ネジ部93に螺合し
て、スプリング受け49を下部体21に取付けるものであ
る。

或いは、第５例は、図20に示すように、下部体21の下
端面に複数のブラケット94を備えたリング95をボルト止
めし、杆体35にスプリング取付用のリング96を一体又は
ボルト止めにより設け、このリング96と各ブラケット94
にスプリング40の両端をそれぞれ連結して杆体35を上方
に付勢するものである。

以上の各例では弾性部材をスプリングとしたが、弾性
部材としては皿バネを複数組み合せたもの、ゴム材や、
弾力性を有する樹脂材等を用いても良く、これらの場合
にはスプリングと同等に取付ける。

また、前記弾性部材としてはガスシリンダ，エアーシ
リンダ，蓄圧機能を有する油圧シリンダ等の伸長付勢又
は縮少付勢されたシリンダを用いても良く、その場合に
は図21に示す第６例のように、シリンダ97のシリンダチ
ューブ98を下部体21に連結し、ピストン99を杆体35に連
結すれば良い。

次に、転圧機に必要なピストン30に杆体35を追従させ
る構造の他の例を説明する。

図22に示すように、ピストン30の下端部に突起部100
を一体的に設け、杆体35の上端面を突起部100に当接し
て可撓性カップリング101で両者を連結する。

前記可撓性カップリング101は、ゴム等の可撓性材よ
り成る筒状体102の両端部を突起部100と杆体35上端部に
それぞれ嵌合し、ボルト103でそれぞれ固定してある。
この可撓性カップリング101はユニバーサルジョイント
としても良い。

そして、前記下部体21の連結部と対向した位置には開
口窓部104が形成され、前記筒状体102の連結・分離を開
口窓部104より容易に行えるようにしてあり、その開口
窓部104は通常カバー105で閉塞してある。なお、ピスト
ン30と杆体35を一体としても良い。

以上の各例では振動発生装置13の本体14をリンク機構
18の一部にしてアーム７に取付けているが、図23に示す
本発明作業機械の第２実施例のようにアーム７の内部に
取付けても良いし、図24に示す本発明作業機械の第３実
施例のようにアーム７の先端部に直接取付けても良い。

なお、この場合には、図23,図24に示すように、ブー
ムシリンダ６の伸び室6aと縮み室6bを連通してタンクに
連通するか又は遮断する前述の浮用弁84を設け、転圧作
業する時には該浮用弁84を開弁してブームシリンダ６を
浮状態とする。

このようにすれば、ブーム5,アーム７及び本体14の重
量を転圧力として利用できるから転圧力を大きくするこ
とができる。

なお、図24に示すように、アーム７を垂直に対して斜
めの姿勢にして転圧する場合には、アームシリンダ８の
伸び室8aと縮み室8bを連通してタンクに連通するか又は
遮断する浮用弁84を設けても良い。

また、下部体21のガイド孔24に杭打具を前述の杆体35
と同様に挿入して取付けるようにしても良い。

上述の如く、本発明によれば、転圧作業する際に、本
体14とバケットシリンダ11のピストン杆の重量、又は本
体14とバケットシリンダ11のピストン杆とアーム７の重
量、又は本体14とバケットシリンダ11のピストン杆とア
ーム７とブーム５の重量を転圧力として利用できるの
で、転圧力を大きくすることができる。

また、本発明によれば、振動発生装置13の本体14のガ
イド孔24に転圧具19の杆体35を挿入して取り付ければ転
圧作業ができ、チゼル58の基端部を挿入して取り付けれ
ば破砕作業ができ、杭打具の基端部を挿入して取り付け
れば杭打作業ができるので、１台の作業機械で転圧作業
と破砕作業と杭打作業ができ、それらの変更も容易であ
る。

また、転圧具19の杆体35はピストン30と一体となって
移動するから、転圧具19を下向きとして転圧作業する場
合に転圧具19がピストン30とともに上下動して転圧板が
地面から浮いたり接したりすることにより転圧できるの
で、効率良く転圧できるし、不整地転圧，連続転圧が容
易にできる。

なお、本発明は例示的な実施例について説明したが、
開示した実施例に関して、本発明の要旨及び範囲を逸脱
することなく、種々の変更、省略、追加が可能であるこ
とは、当業者において自明である。従って、本発明は、
上記の実施例に限定されるものではなく、請求の範囲に
記載された要素によって規定される範囲及びその均等範
囲を包含するものとして理解されなければならない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−216864（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−14653（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−56705（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−5410（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−21923（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02F 3/36 E01C 19/34 B25D 9/16 B25D 17/08

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体にブームを上下揺動自在に取付け、該
   ブームにアームを上下揺動自在に取付け、該アームにバ
   ケットを上下回動自在に取付け、前記ブーム，前記アー
   ム及びバケットをブームシリンダ，アームシリンダ及び
   バケットシリンダでそれぞれ駆動するようにし、前記ア
   ームに振動発生装置を取付け、該振動発生装置に転圧
   具，チゼルまたは杭打具を交換可能に取付け、前記ブー
   ムシリンダ，アームシリンダ及びバケットシリンダの少
   なくひとつの伸び室と縮み室を連通してタンクに連通す
   るか又は遮断する浮用弁を設け、転圧作業時は前記浮用
   弁を開弁し、破砕作業時及び杭打作業時は前記浮用弁を
   閉弁するようにした作業機械。
2. 【請求項２】前記アームに連結したバケットシリンダの
   ピストン杆をリンク機構を介して前記バケットに連結
   し、該リンク機構を振動発生装置の本体と該本体と前記
   アームとを連結する複数のリンクとにより構成した、請
   求項１に記載の作業機械。
3. 【請求項３】前記振動発生装置の本体を前記アームの内
   部に取り付け、該本体を介してバケットを前記アームに
   取り付けた、請求項１に記載の作業機械。
4. 【請求項４】前記振動発生装置の本体をバケットの代わ
   りに前記アームの先端部に取り付けた、請求項１に記載
   の作業機械。
5. 【請求項５】前記振動発生装置の本体にピストン孔とガ
   イド孔を連続して形成し、前記ピストン孔にピストンを
   油圧により往復動するようにして嵌挿し、前記ガイド孔
   に転圧具の杆体，前記チゼル又は杭打具の基端を着脱自
   在に挿入し、前記ピストンに前記杆体を追従して移動さ
   せる機構を設けた、請求項１に記載の作業機械。
6. 【請求項６】前記ピストンに前記杆体を追従して移動さ
   せる機構が、前記杆体を前記ピストン側に付勢するスプ
   リングである、請求項５に記載の作業機械。
7. 【請求項７】前記ピストンに前記杆体を追従して移動さ
   せる機構が、前記杆体を前記本体との間に張架されたシ
   リンダ装置である、請求項５に記載の作業機械。
8. 【請求項８】前記ピストンに前記杆体を追従して移動さ
   せる機構が、前記杆体と前記ピストンの端部とを連結す
   る可撓性の筒状体である、請求項５に記載の作業機械。
9. 【請求項９】前記スプリングを前記杆体に設けたスプリ
   ング受け部と前記杆体に摺動可能に嵌挿され且つ前記本
   体に係脱可能なスプリング受けとの間に介置し、前記ス
   プリングを圧縮しながら前記スプリング受けを前記本体
   に係脱せしめるようにした、請求項６に記載の作業機
   械。
10. 【請求項１０】前記スプリングを前記杆体に設けたスプ
    リング受け部と前記杆体に摺動可能に嵌挿され且つ前記
    本体に着脱可能なガイドリングとの間に介置し、前記杆
    体の前記ガイドリングより外側の位置に脱着リングを嵌
    合して前記スプリングを圧縮した状態で前記ガイドリン
    グを前記本体に装着し、その後前記脱着リングを前記杆
    体から離脱せしめるようにした、請求項６に記載の作業
    機械。
11. 【請求項１１】前記ピストンの上下端部側に画成された
    上部受圧室と下部受圧室とを有し、前記上部受圧室を切
    換弁と絞りを介してタンクに接続し、前記切換弁によ
    り、前記ガイド孔に転圧具の杆体を挿入した時は前記上
    部受圧室を前記絞りを介してタンクに連通し、それ以外
    の時はタンクから遮断するようにした、請求項５に記載
    の作業機械。
12. 【請求項１２】前記上部受圧室側に補助受圧室を設け、
    前記補助受圧室も前記切換弁と前記絞りを介してタンク
    に接続し、前記切換弁により、前記ガイド孔に転圧具の
    杆体を挿入した時は前記補助受圧室を前記絞りを介して
    タンクに連通し、それ以外の時はタンクに直接連通する
    ようにした、請求項11に記載の作業機械。