JP3000548B2 - 建設機械用アタッチメント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーショベル等
の建設機械のアーム先端に装着され、円形掘削作業等に
適した建設機械用アタッチメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在利用されている掘削機械は、ショベ
ルカー等のアームの先端において、方形掘削仕様である
建設機械用アタッチメントが起伏可能に装着されたもの
である。従って、この仕様の掘削機械は、バケットを前
後方向にのみ動かせ、その範囲内で土砂を掻き出すよう
に掘削する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような掘削機械
は、大規模掘削作業を対象としているため、送電線鉄塔
基礎のように半径１メートル程度の円形で深い掘削穴
を、精度良く掘削する作業には不向きであった。すなわ
ち、上述のような掘削穴を掘る場合は、掘削機械の位置
を掘削穴の周囲で変えつつ掘り下げていかなければなら
ないため、作業性、作業効率が悪く不便である。さら
に、円形ライナー周辺に多量の堀残しが生じ易く、これ
を人力作業で取除かなければならず、このため機械化比
率が５０％以下となる。この機械化比率は一般土木の掘
削作業と比較すると極めて低いものである。さらに、こ
のような作業を必要とする送電線鉄塔建設は、山の中腹
や、頂上付近で行われる場合も多く、そのような場所で
は、掘削穴の周囲に掘削機械を移動させるスペースが限
られるなどの要因で、さらに機械化比率が悪くなる。

【０００４】そこで、本発明は、掘削作業に使用するア
タッチメントにおいて、小円形の掘削穴を精度良く掘削
する場合に、作業性、作業効率、機械化比率を向上させ
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の建設機械用アタ
ッチメントは、建設機械のアームの先端を中心として起
伏自在に取付けられる取付け基板と、取付け基板に取付
けたモータ及び回転伝達手段を介して、取付け基板の下
面において旋回可能に装着される旋回基板と、上記旋回
基板に固着される固定バケットと、この固定バケットに
対して開閉可能に枢着される開閉バケットとを有する建
設機械用アタッチメントにおいて、上記固定バケット
が、両側に立設した側壁と、基端から先端まで旋回基板
の旋回軸に平行で、かつ、掘削しようとする円形穴に内
接する曲面を有する外側面とを有するものである。

【０００６】

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面に基づき説明する。

【０００８】図１において、（１）は本発明の建設機械
用アタッチメントを示し、（２）はパワーショベル本
体、（３）はアームを示している。パワーショベル本体
（２）は、台車部２ａと、台車部２ａに旋回可能に装着
された旋回台２ｂと、この旋回台２ｂ上に設置された運
転席２ｃとを具備する。アーム（３）は、パワーショベ
ル本体（２）の旋回台２ｂに、取付けられる第一アーム
３ａと、第一アーム３ａの先端に取付けられる第二アー
ム３ｂとを有し、各アーム（３ａ，３ｂ）は、それぞれ
油圧又はエア等の流体シリンダ（ｓ１，ｓ２）を介して
前後に回動可能に取付けられており、アーム（３）全体
として、屈伸機構を有している。第二アーム３ｂの先端
（以下、アーム（３）の先端と同意である。）には、ア
タッチメント（１）を取付けるための第一装着部３ｂ１
が形成されている。第二アーム３ｂには、アタッチメン
ト（１）を起伏操作可能に取付けるための起伏操作部３
ｃが形成される。起伏操作部３ｃは、起伏操作シリンダ
ｓ３と起伏操作リンク３ｄとを有している。起伏操作リ
ンク３ｄは、２つ折れリンクであって、基端３ｄ１がア
ーム（３）の先端より若干基端側の位置に枢着されてお
り、折れ部３ｄ２が起伏操作シリンダｓ３に取付けら
れ、先端に第二装着部３ｄ３が形成されている。上記構
成により、起伏操作シリンダｓ３を操作することによっ
て、第二装着部３ｄ３の位置を前後させることができ
る。

【０００９】以下、本発明の一実施形態におけるアタッ
チメント（１）を、図２乃至図６に基づき説明する。

【００１０】図２乃至図５に示すように、本発明のアタ
ッチメント（１）は、上部にブラケット１ａを有する取
付け基板１ｂと、取付け基板１ｂの下面に旋回駆動可能
に装着され、下部にブラケット１ｃを有する旋回基板１
ｄと、旋回基板１ｄのブラケット１ｃに固着される固定
バケット１ｅと、旋回基板１ｄのブラケット１ｃに開閉
可能に取付けられる開閉バケット１ｆとを有し、軸受
５、モータ６、及び、開閉シリンダｓ４を具備する。

【００１１】取付け基板１ｂの上部に設けられるブラケ
ット１ａは、平行に立設された２枚の略矩形の部材で、
上端に第一枢着孔１ａ１と第二枢着孔１ａ２とを有す
る。第一枢着孔１ａ１はアーム（３）の先端の第一装着
部３ｂ１にピン係合により枢着され、第二枢着孔１ａ２
は起伏操作リンク３ｄの先端の第二装着部３ｄ３にピン
係合により枢着される。このため、起伏操作シリンダｓ
３を操作することによって、アタッチメント（１）は、
第二枢着孔１ａ２の位置が前後し、アーム（３）の先端
の第一装着部３ｂ１を中心として起伏する。

【００１２】旋回基板１ｄは、図６に示すように、取付
け基板１ｂの下面に軸受５を介して旋回自在に装着され
る。その旋回および旋回角度は、取付け基板１ｂの上面
に取付けられるモータ６と、モータ６の駆動軸６ａと旋
回基板１ｄとの間に形成される回転伝達手段（５ａ１，
６ｃ１）とによって操作される。

【００１３】軸受５は、内輪５ａと外輪５ｂとこれらの
間に保持器（図示省略）等を介して等配された複数の転
動体５ｃとを具備する。内輪５ａは旋回基板１ｄの上面
に固着し、その内径面に内歯車５ａ１が形成され、外径
面に転動面が形成される。外輪５ｂは取付け基板１ｂの
下面に固着し、その内径面に転動面が形成される。転動
体５ｃは、内輪５ａの転動面と、外輪５ｂの転動面との
間を転動する。

【００１４】モータ６は、上部に油圧モータ６ａを有
し、モータ下部６ｂにディスクブレーキ装置を内蔵した
ブレーキ付きモータである。また、ブラケット１ａの反
対側に設けられる油圧回路７にブレーキ弁を具備してい
る。その駆動軸６ｃは取付け基板１ｂを貫通してその下
面に突出し、先端に駆動ピニオン６ｃ１が固着されてい
る。回転伝達手段（５ａ１，６ａ１）は、駆動軸６ｃに
固着した駆動ピニオン６ｃ１と、軸受５の内輪５ａの内
径面に形成された内歯車５ａ１との噛み合わせであり、
モータ６の駆動力を軸受５の内輪５ａ及び内輪５ａの固
着する旋回基板１ｄに伝達している。

【００１５】モータ６は、油圧モータ６ａの駆動力によ
ってその駆動軸６ｃ（旋回基板１ｄ）を回転させ、任意
の位置まで旋回基板１ｄを旋回させる。この際、ブレー
キ弁が、モータ６の過負荷時の保護作用をする。ディス
クブレーキ装置はモータ６の駆動軸６ｃ（旋回基板１
ｄ）を任意の位置で静止保持する装置であって、特に掘
削作業の際の負荷によって、旋回基板１ｄが回転するこ
とを防止する（掘削位置がずれるのを防止する）ために
取付けられる。また、ブレーキ付きモータとして、ディ
スクブレーキ装置内蔵モータを採用したのは、掘削負荷
に対して十分な制動力が選られること、及び、モータ６
をよりコンパクトな構成とするためである。

【００１６】すなわち、アタッチメント（１）の旋回基
板１ｄは、モータ６の回転駆動によって３６０度自在に
旋回し、かつ、油圧回路７のブレーキ弁の制動力によっ
て任意の旋回角度に停止される。また、旋回基板１ｄ
は、モータ６に内蔵されたディスクブレーキ装置の作用
によって掘削作業の際の位置ずれが防止されるので、円
形掘削が精度の良く行える。

【００１７】この旋回基板１ｄの下部のブラケット１ｃ
は、旋回基板１ｄの下面に平行に立設された２枚の板状
部材で、下端に固定バケット１ｅを装着する装着部１ｃ
１と、開閉バケット１ｆを装着する装着部１ｃ２とを有
し、中段に開閉シリンダｓ４を装着する装着穴１ｃ３を
有する。開閉シリンダｓ４は２枚のブラケット１ｃの間
に内装される。開閉シリンダｓ４の後端は、ピン係合に
より装着穴１ｃ２に対して回動可能に取付けられてい
る。

【００１８】固定バケット１ｅは、鋼板製の部材で、基
端部１ｅ１がブラケット１ｃの装着部１ｃ１に固着され
ている。固定バケット１ｅの形状は、両側に立設した側
壁１ｅ２と、旋回基板１ｄの旋回軸（ｄ１）に平行に立
接した外側面１ｅ３とを有している。また、図２に示す
ように、固定バケット１ｅの外側面１ｅ３は、基端から
先端まで、円形掘削に適するように、掘削穴に内接する
曲面で構成されている。この外側面１ｅ３の構成によ
り、固定バケット１ｅは、掘削穴の円形ライナーや掘削
穴の内周に沿った掘削作業が精度良く行える。

【００１９】開閉バケット１ｆは、両側に立設した側壁
１ｆ１と、先端側が内側に傾斜したバケット底部１ｆ２
と、側壁１ｆ１及び底部１ｆ２から突出した先端部１ｆ
３とを有する鋼板製の部材である。開閉バケット１ｆの
基端部には、ブラケット１ｃの装着部１ｃ２に対応し、
かつ、基端部からやや内側に傾斜して突設された枢着片
１ｆ４と、ブラケット１ｃに内装された開閉シリンダｓ
４のピストンロッドＬに対応して突設された操作片１ｆ
６とが設けられる。枢着片１ｆ４には枢着孔１ｆ５が形
成され、ブラケット１ｃの装着部１ｃ２とピン係合によ
り枢着される。操作片１ｆ６には枢着孔１ｆ７が形成さ
れ、ピストンロッドＬの先端の装着部Ｌ１とピン係合に
より枢着される。

【００２０】これにより、開閉バケット１ｆは、開閉シ
リンダｓ４のピストンロッドＬが前後することにより、
操作片１ｆ６が押し引され、枢着片１ｆ４のピン係合位
置（枢着孔１ｆ５）を中心とし、ピン係合位置１ｆ５か
ら開閉バケット１ｆ先端までを開閉半径ｒ３として開閉
自在に操作される。このとき開閉シリンダｓ４は、ブラ
ケット１ｃ内でピストンロッドＬの動きに合せて、ピン
係合されたシリンダｓ４の後端を支点に回動する。

【００２１】本実施形態において、図４に示すように、
開閉バケット１ｆの先端１ｆ３は、側壁１ｆ１から突出
しており、開閉バケット１ｆが閉められた状態におい
て、固定バケット１ｅの底部１ｅ４と合致し、両バケッ
ト（１ｅ，１ｆ）に保持される掘削土が底から零れ落ち
るのを防ぐように作用する。また、図５に示すように、
開閉バケット１ｆの側壁１ｆ１と固定バケット１ｅの側
壁１ｅ２とは、開閉バケット１ｆが閉められた状態で互
いに合致する形状を有している。これによって、開閉バ
ケット１ｆが閉められた状態において、両側壁（１ｅ
２，１ｆ１）が合わさり、掘削土が横から零れ落ちるの
を防ぐことができる。

【００２２】上述のアタッチメント（１）において、旋
回基板１ｄの旋回駆動を操作する油圧モータ６、及び、
開閉バケット１ｆの開閉を操作する開閉シリンダｓ４
は、ともに油圧操作によって駆動するものである。本実
施形態では、これらをパワーショベル本体（２）の運転
席２ｃにおいて遠隔操作するため、上記モータ６、油圧
回路７および開閉シリンダｓ４から、油圧配管８をアー
ム（３）に沿ってパワーショベル本体（２）まで引き、
運転席２ｃにこれらを操作するためのスイッチやレバー
を設けている。

【００２３】上述のアタッチメント（１）を用いて円形
穴を掘削する場合、まずパワーショベル本体（２）の旋
回台２ｂの旋回、及び、アーム（３）の屈伸により、ア
ーム（３）の先端に取付けられたアタッチメント（１）
が、掘削しようとする円形穴の円周上の掘削位置に来る
ようにパワーショベルを操作する。次に、図１に示すよ
うに旋回基板１ｄの旋回軸（ｄ１）が掘削しようとする
掘削穴の中心線（ｄ２）と平行となるように、アタッチ
メント（１）の起伏を操作し、さらに固定バケット１ｅ
の外側面１ｅ３が掘削穴の円周に沿い、かつ、開閉バケ
ット１ｆが掘削穴の内側を向くように、アタッチメント
（１）の旋回基板１ｄを操作する。

【００２４】ここで、図２中において、（ｃ１）は掘削
位置決めの際にアタッチメント（１）の旋回中心（Ｏ
１）が移動する軌跡を、（ｃ２）は掘削しようとする円
形の掘削穴の円周を、（Ｏ２）は掘削穴の中心を示す。

【００２５】円形穴の掘削は、上記操作の後、開閉バケ
ット１ｆが開いている状態で行い、固定バケット１ｅの
外側面１ｅ３を円形ライナーや掘削穴の内周面に沿わせ
つつ掘削する。このとき、固定バケット１ｅの外側面１
ｅ３が旋回基板１ｄの旋回軸（ｄ１）に平行で、かつ、
円形穴に内接する曲面を有するので、旋回基板１ｄの旋
回軸（ｄ１）と円形穴の中心線（ｄ２）とを平行にしつ
つ、固定バケット１ｅの外側面１ｅ３を円形穴の内周面
に沿わせつつ掘削をすることによって、掘削穴の円形ラ
イナーに沿った掘削作業が精度良く行える。

【００２６】その後、このように掘削された土砂は、開
閉バケット１ｆを閉めた状態において、固定バケット１
ｅと開閉バケット１ｆとに保持されて掘削穴の外に排出
される。円形穴の掘削は、このような作業を円周に沿っ
て掘削位置を順に変えつつ行われる。

【００２７】上記実施形態は、本発明の建設機械用アタ
ッチメントの最適な実施形態を示したものであるが、各
構成要素は、実施の目的に応じて種々の変更が可能であ
る。例えば、取付け基板に取付けられるモータは、掘削
土を保持した負荷の大きい状態でも十分な旋回能力が得
られる好適なモータとして油圧モータを挙げたが、バケ
ットの保持能力に応じて、十分な出力が選られるもので
あれば他の形式のものに変更しても良い。また、上記実
施形態では、モータは、掘削負荷に耐え得る十分な制動
力を得るべくディスクブレーキ装置を内臓している。

【００２８】本発明のモータは、上記に限らず、旋回基
板を旋回させるのに十分な駆動力を有するモータ機構
と、掘削負荷に耐え得る制動力を有するブレーキ機構と
を組み合せたものでも良い。また、本発明における小型
のアタッチメントで、掘削負荷が油圧回路の制動力で十
分に対応できる程度のものであれば、モータに内蔵され
るディスクブレーキ装置を省略することができる。

【００２９】また、円形穴の中心と、旋回基板の旋回中
心とが一致するような構成を有するものでは、パワーシ
ョベル本体の旋回台、及び、アームの位置を一定位置に
設定し、旋回基板の旋回を操作して掘削位置を順に変え
ることによって、円形穴を掘削することができる。

【００３０】上述のように、本発明の建設機械用アタッ
チメントは、円形穴を精度良く掘削するべく開発された
ものであるので、バケットの幅（大きさ）は上記実施形
態に示す形状に限定されるものではない。また、建設用
の他の用途、例えば、固定バケットと開閉バケットによ
り、建材をつかんで運搬することや、固定バケットと開
閉バケットの側壁に刃を形成することによって、くい等
を切断すること等の用途に用いることができる。

【００３１】本発明の建設機械用アタッチメント（以
下、本発明アタッチメントという。）は、上述のように
円形穴を精度良く掘削するために考案されたものである
が、本発明アタッチメントと同様に旋回基板を有する他
の用途のアタッチメントに、本発明アタッチメントに用
いられているブレーキ付きモータ或いはディスクブレー
キ内臓モータを適用することによって、かかるアタッチ
メントにおける旋回基板の旋回位置保持力を強力なもの
とすることができ、かかるアタッチメントの作業精度の
向上等を図ることができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の建設機械用アタッチメントは、
固定バケット底部の外側面が旋回基板の旋回軸と平行
で、かつ、円形穴に内接可能な曲面で構成されているの
で、円形穴の円形ライナーに沿った掘削作業が精度良く
行える。

【００３３】また、本発明の建設機械用アタッチメント
は、汎用機であるパワーショベルの先端に取付けられ、
円形の掘削穴を掘削する場合に、旋回台の旋回、アーム
の屈伸により、掘削穴の円周に沿って、掘削位置を順に
変えつつ掘削することができるので、パワーショベル本
体の位置を変えずに円形の掘削穴を掘削でき、作業効
率、機械化比率の向上を図ることができる。この利点
は、特に、掘削穴の周りにパワーショベルを移動させる
スペースがない場合に有効である。

【００３４】また、開閉バケットを有しており、掘削さ
れた土砂を、固定バケットと開閉バケットとによって保
持しつつ掘削穴の外に排出するので、排出土がバケット
から零れにくく作業性及び作業効率の向上が図られてい
る。

【００３５】

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るアタッチメントを
用いた掘削機の使用状態を示す側面部

【図２】 本発明の一実施形態に係るアタッチメントの
平面図。

【図３】 本発明の一実施形態に係るアタッチメントの
正面図。

【図４】 本発明の一実施形態に係るアタッチメントの
底面図。

【図５】 本発明の一実施形態に係るアタッチメントの
右側面図。

【図６】 本発明の一実施形態に係るアタッチメントの
旋回基板の部分断面図。

【符号の説明】

１ 建設機械用アタッチメント １ａ，１ｃ ブラケット １ｂ 取付け基板 １ｄ 旋回基板 １ｅ 固定バケット １ｅ３ 固定バケットの外側面 １ｆ 開閉バケット ２ パワーショベル本体 ２ａ 台車部 ２ｂ 旋回台 ２ｃ 運転席 ３ アーム ３ａ 第一アーム ３ｂ 第二アーム ３ｂ１ 第一装着部 ３ｃ 起伏操作部 ３ｄ 起伏操作リンク ３ｄ１ 基端 ３ｄ２ 折れ部 ３ｄ３ 第二装着部 ５ 軸受 ６ モータ ７ 油圧回路 ８ 油圧配管 ｓ１，ｓ２ シリンダ ｓ３ 起伏操作シリンダ ｓ４ 開閉シリンダ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建設機械のアームの先端を中心として起伏
   自在に取付けられる取付け基板と、取付け基板に取付け
   たモータ及び回転伝達手段を介して、取付け基板の下面
   において旋回可能に装着される旋回基板と、上記旋回基
   板に固着される固定バケットと、この固定バケットに対
   して開閉可能に枢着される開閉バケットとを有する建設
   機械用アタッチメントにおいて、 上記固定バケットが、両側に立設した側壁と、基端から
   先端まで旋回基板の旋回軸に平行で、かつ、掘削しよう
   とする円形穴に内接する曲面を有する外側面とを有する
   ものであることを特徴とする建設機械用アタッチメン
   ト。