JP3126794B2 - 掘削機のブーム機構 - Google Patents

掘削機のブーム機構

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JP3126794B2
JP3126794B2 JP04048628A JP4862892A JP3126794B2 JP 3126794 B2 JP3126794 B2 JP 3126794B2 JP 04048628 A JP04048628 A JP 04048628A JP 4862892 A JP4862892 A JP 4862892A JP 3126794 B2 JP3126794 B2 JP 3126794B2
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宏 大山
吉之丈 澁谷
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日本鉱機株式会社
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  • Earth Drilling (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネルなどの掘削に
使用する掘削機のブーム機構の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】トンネルなどの掘削に使用する掘削機は
例えば図11に示すように構成されている。
【0003】すなわち、クローラ42により走行し、旋
回装置43により水平旋回する掘削機本体41にブーム
40の基端を鉛直方向の回転機構を介して支持し、ブー
ム40の先端にブームヘッド44を支持している。
【0004】ブームヘッド44はカッタードラム12と
これを支持するドラム支持部11からなる。カッタード
ラム12はドラム支持部11に収装した油圧モータに駆
動され、ブーム40の中心軸の延長線上で回転する。
【0005】掘削作業はブームヘッド44を掘削機本体
41の水平旋回と、ブーム40の上下の回動と、ブーム
40の伸縮との組み合わせにより移動させ、回転するカ
ッタードラム12を掘削箇所の地山に押し当てることで
行う。
【0006】
【発明の課題】ところが、この掘削機においてはカッタ
ードラム12が掘削箇所に接する角度は、掘削機本体4
1の旋回角度とブーム40の傾きとで決まるため、狭い
トンネル内で掘削作業を行う場合には、掘削箇所によっ
てはカッタードラム12を掘削に最適な角度に地山に当
接させることが難しいという問題があった。
【0007】これに関して、図12に示すように回転軸
が90°異なるカッタードラム45を備えたカッターヘ
ッド46も知られており、掘削所条件に応じてこれらの
カッターヘッド12と46を使い分けているが、カッタ
ーヘッドをいちいち交換するのは面倒であり、また交換
した場合でも必ずしも最適角度で掘削できるとは限らな
かった。
【0008】本発明は、上記の問題を解決すべくなされ
たもので、カッタードラムを任意の角度で地山に当接さ
せられるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ブームの先端に支持されたドラム支持部と、ドラム
支持部にベアリングを介して回転自由に支持されたカッ
タードラムと、カッタードラムを回転駆動するモータと
を備えた掘削機のブーム機構において、ドラム支持部と
ブームの先端とをヒンジで結合するとともに、このヒン
ジを支点にドラム支持部を所定の角度範囲で旋回させる
旋回機構を備え、ブームをこの旋回機構覆う箱状に形成
するものである。請求項2に記載の発明は、ブームの先
端に支持されたドラム支持部と、ドラム支持部にベアリ
ングを介して回転自由に支持されたカッタードラムと、
カッタードラムを回転駆動するモータとを備えた掘削機
のブーム機構において、ドラム支持部とブームの先端と
をヒンジで結合するとともに、このヒンジを支点にドラ
ム支持部を所定の角度範囲で旋回させる旋回機構を備
え、モータをブームに取付け、ヒンジと同軸上で回転自
由に支持されるベベルギアを備え、このベベルギアを介
してモータの回転をカッタードラムに伝達するものであ
る。
【0010】
【発明の作用及び効果】請求項1に記載の発明におい
て、旋回機構を介してヒンジを支点としてブームに対す
るドラム支持部の角度が変えられる構造によって、カッ
タードラムを掘削箇所の地山に対して掘削効率の良い角
度に保持できる。そして、箱状に形成されたブームによ
って旋回機構を覆う構造によって、油圧シリンダや油圧
モータ等の旋回機構が保護され、旋回機構に障害物等が
衝突することが防止される。請求項2に記載の発明にお
いて、カッタードラムに加わる掘削反力がベベルギアを
支持する軸に受けられ、モータに過大な負荷がかかるこ
とを防止できる。また、モータをブームに取付ける構造
により、ドラム支持部の小型化が可能となり、狭い場所
でもカッタードラムの角度を変えることが可能となり、
掘削形状の自由度を高められる。
【0011】
【実施例】図1〜図10を用いて本発明の実施例を説明
する。
【0012】この実施例においてブームヘッド4は基端
部1、回転部2及び伸縮部3からなるブーム40の先端
に支持される。
【0013】ブーム40の基端部1は図6に示す掘削機
のフレーム6にヒンジ5を介して鉛直方向に回転自由に
支持され、フレーム6との間に介装された油圧シリンダ
7の伸縮に応じて先端を上下に回動する。フレーム6は
掘削機本体20との間に介装された油圧シリンダ21の
伸縮に応じて水平旋回する。
【0014】基端部1の先端1Aは円筒形に形成され、
その外周に回転部2が回転方向に摺動自由に嵌合する。
回転部2は基端部1に支持された油圧モータ8の駆動に
より回転軸9を介して360°の範囲で任意の角度に回
転変位する。
【0015】伸縮部3は回転部2の先端外周に軸方向に
摺動自由に嵌合し、回転部2と一体に回転変位する一
方、回転部2との間に介装された油圧シリンダ10の伸
縮に応じて軸方向に伸縮する。なお、回転部2と伸縮部
3の相対回転を防止するためにこれらの間には図2と3
に示すガイド19が設けられる。
【0016】ブームヘッド4はドラム支持部11、カッ
タードラム12、油圧モータ13を備える。ドラム支持
部11は伸縮部3の先端3Aにヒンジ14を介して結合
する。
【0017】カッタードラム12はドラム支持部11の
先端にスラストベアリング15とラジアルベアリング1
6とを介して回転自由に支持される。また、油圧モータ
13はドラム支持部11の内側にカッタードラム12と
同軸的に収装され、回転軸17を介してカッタードラム
12を回転駆動する。
【0018】ドラム支持部11と伸縮部3との間には旋
回機構として油圧シリンダ18が介装される。油圧シリ
ンダ18はドラム支持部11の基端にヒンジ11Aを介
して結合し、収縮位置においては回転軸17がブーム伸
縮部3の中心軸と同一軸上に位置するようにドラム支持
部11を支持し、伸長によりドラム支持部11をヒンジ
14を支点に90°の範囲で旋回させる。なお、ドラム
支持部11を任意の回転位置で保持するために、例えば
油圧シリンダ18のオイルロックによるロック機構が設
けられる。
【0019】次に作用を説明する。
【0020】掘削作業は油圧モータ13に回転駆動され
たカッタードラム12を図5と図6に示すようにブーム
40を介して切羽に押し当てることで行われる。
【0021】カッタードラム12を望む位置に移動する
には、油圧シリンダ21の伸縮によりフレーム6を旋回
させるとともに、ブームの基端部1を油圧シリンダ7の
伸縮により上下に回動し、さらに油圧シリンダ10の伸
縮により伸縮部3を伸縮させる。
【0022】そして、油圧シリンダ18を伸縮させてド
ラム支持部11をヒンジ14を支点に旋回させ、油圧モ
ータ8によりブーム40の回転部2を回転させること
で、カッタードラム12は任意の角度に保持される。
【0023】これにより、カッタードラム12を掘削箇
所の地山に対して最も掘削効率の良い角度に保持するこ
とが可能であり、例えば図5に示すようにトンネルの側
面を掘削するような場合にはカッタードラム12の回転
軸17をトンネルの側面と平行にすることができる。
【0024】また、図6に示すように下向きに掘削する
場合には油圧シリンダ18を一杯に伸長させて、カッタ
ードラム12の回転軸17を伸縮部3の中心軸に対して
90°に屈折させた上で、カッタードラム12が掘削面
に相対するように回転部2を回転させれば良い。これに
より、前記従来例の2つの形式のカッタードラムの機能
を単一のカッタードラム12で得ることができる。
【0025】このようにして、カッタードラム12を最
適角度に保持して地山を掘削することにより効率の良い
掘削作業が行える。
【0026】図7と図8は本発明の別の実施例を示すも
ので、ここではドラム支持部11の旋回機構として油圧
シリンダ18に代えて油圧モータ22を使用している。
【0027】油圧モータ22はブーム40の伸縮部3の
内側に収装され、回転軸23の先端に装着したベベルギ
ヤ24が、伸縮部3の先端3Aの内側に収装された他の
ベベルギヤ25とスパーギヤ26〜29を介してヒンジ
14をブーム伸縮部3の中心軸を中心として180°の
範囲で回転駆動する。ドラム支持部11はヒンジ14に
剛的に結合し、ヒンジ14と一体に回動する。
【0028】図9と図10は本発明のさらに別の実施例
を示す。ここではカッタードラム12を回転駆動する油
圧モータ13を伸縮部3に収装し、油圧モータ13の回
転軸30の回転をベベルギヤ31,32,33を介して
カッタードラム12の回転軸17に伝達する。中間のベ
ベルギヤ32はヒンジ14と同軸上に回転自由に取り付
けられる。
【0029】また、ヒンジ14はドラム支持部11及び
レバー34と剛的に結合し、旋回機構として油圧シリン
ダ18がこのレバー34と伸縮部3の間に介装される。
【0030】カッタードラム12の旋回は油圧シリンダ
18を伸縮させることにより行う。カッタードラム12
の旋回に対応してベベルギヤ33がベベルギヤ32との
かみ合いを保ちながらヒンジ14の周囲を回転する。
【0031】カッタードラム12の回転駆動は油圧モー
タ13により行う。油圧モータ13を回転させるとカッ
タードラム12の旋回角度によらず、回転軸30,ベベ
ルギヤ31,32,33を介して回転軸17に回転力が
伝達され、カッタードラム12が回転する。
【0032】なお、上記の各実施例においてはカッター
ドラム12はいずれも油圧モータ13に回転駆動される
構造となっているが、カッタードラム12を電動モータ
で回転駆動するブーム機構にも本発明はもちろん有効で
ある。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す掘削機のブームの水平断
面図である。
【図2】ガイドの横断面図である。
【図3】図2中のA−A矢視図である。
【図4】ブームの側面図である。
【図5】掘削機の平面図である。
【図6】掘削機の側面図である。
【図7】別の実施例を示す掘削機のブームの水平断面図
である。
【図8】同じく側面図である。
【図9】さらに別の実施例を示す掘削機のブームの水平
断面図である。
【図10】同じく側面図である。
【図11】従来例を示す掘削機のブームの概略側面図で
ある。
【図12】別の従来例を示すブームヘッドの平面図であ
る。
【符号の説明】
4 ブームヘッド 11 ドラム支持部 12 カッタードラム 13 油圧モータ 14 ヒンジ 15,16 ベアリング 18 油圧シリンダ 40 ブーム
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/10 E02F 3/38 E21B 15/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブームの先端に支持されたドラム支持部
    と、ドラム支持部にベアリングを介して回転自由に支持
    されたカッタードラムと、カッタードラムを回転駆動す
    るモータとを備えた掘削機のブーム機構において、前記
    ドラム支持部とブームの先端とをヒンジで結合するとと
    もに、このヒンジを支点にドラム支持部を所定の角度範
    囲で旋回させる旋回機構を備え、当該旋回機構を前記ブ
    ーム内に収容したことを特徴とする掘削機のブーム機
    構。
  2. 【請求項2】ブームの先端に支持されたドラム支持部
    と、ドラム支持部にベアリングを介して回転自由に支持
    されたカッタードラムと、カッタードラムを回転駆動す
    るモータとを備えた掘削機のブーム機構において、前記
    ドラム支持部とブームの先端とをヒンジで結合するとと
    もに、このヒンジを支点にドラム支持部を所定の角度範
    囲で旋回させる旋回機構を備え、前記モータを前記ブー
    ムに取付け、前記ヒンジと同軸上で回転自由に支持され
    るベベルギアを備え、このベベルギアを介して前記モー
    タの回転を前記カッタードラムに伝達することを特徴と
    する掘削機のブーム機構。
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