JP3680957B2

JP3680957B2 - 掘削作業車両

Info

Publication number: JP3680957B2
Application number: JP22603895A
Authority: JP
Inventors: 柾雄加藤; 郁夫北
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2015-08-11
Also published as: JPH0953251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の掘削作業車両に係り、特に、トンネル、地下等の車高制限のある作業現場で稼働に適した掘削作業車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来の逆打工法でのビルの地下掘削や鉱石採集での坑道あるいはトンネル等の横穴を掘削する掘削作業車両の側面図である。
下部走行体７０には上部旋回体７１が旋回自在に搭載され、上部旋回体７１の旋回フレーム７２にはオペレータキャブ７３およびエンジン、油圧機器等の駆動源を内設したエンジンルーム７４が搭載されている。
旋回フレーム７２の上部（地上高ｈ２の位置）には掘削作業機用のブーム７５の基端部がピン７６により取着し、この旋回フレーム７２の下部に一端を取着し、他端をブーム７５の下面に取着したブームシリンダ７７を配置している。
このブームシリンダ７７を伸縮することによりブーム７５を起伏可能となっている。このブーム７５の先端部とアーム８０を取着し、アームシリンダ８１の伸縮によりアーム８０が回動自在となっている。
このアーム８０の先端部とバケット８２を取着し、バケットシリンダ８３の伸縮によりバケット８２が回動自在となっている。
【０００３】
ところで、天井の低い作業現場で天井下を掘削作業する場合には、図１３に示すようにブームシリンダ７７を短縮してブーム７５をほぼ水平とするとともにアームシリンダ８１を短縮してアーム８０をほぼ水平とし、バケットシリンダ８３を短縮してバケット８２を上方に回動させ、刃先８４を天井８５の壁面に当接させて掘削を行う。
この場合、従来の重量約６〜７トンクラスの掘削作業車両では天井掘削可能な高さＬは約２．５メートルである。この天井掘削可能な高さＬ（以下、車高制限Ｌと言う。）をできるだけ低くして作業を行うようにする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の構成では、逆打工法でのビルの地下掘削や鉱石採集での坑道あるいはトンネル等の横穴を掘削する掘削機の作業高さ、作業深さを充分確保して、かつ、天井の低い作業現場で天井下を掘削作業できるようにすることは困難であった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、天井掘削可能な高さ制限Ｌのある作業現場での掘削作業が可能とすると共に、一般土木作業にも適した掘削作業車両を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る掘削作業車両は、下部走行体１に旋回自在に搭載された上部旋回体２と、上部旋回体２に設置したオペレータキャブ４とエンジン等の駆動源を内設したエンジンルーム５と、上部旋回体２に設けた旋回フレーム３に装着する掘削作業機とを備えた掘削作業車両であって、前記掘削作業機は、一端を前記旋回フレーム３の下端側に取着し、他端をアーム２０と連結するブーム１０と、このブーム１０の上方側に配置し、一端を前記旋回フレーム３に取着し、他端をブーム１０の上面に取着するブームシリンダ１２と、このブームの下方側に配置し、一端をブーム１０の下面に取着し、他端をアーム２０の下面に取着するアームシリンダ２２と、前記アーム２０の先端に取着したバケット２３と、からなる構成としたものである。
【０００７】
また、上記構成において、前記ブームシリンダ１２は、前記ブーム１０の上面に設けられたブラケット１４に取着し、ブームシリンダ１２のピストンロッド１５の先端はピン１６により旋回フレーム３側に取着した構成としたものである。
【０００８】
更に、上記構成において、前記ブームシリンダ１２のシリンダ側支点、または／およびブームシリンダ１２のピストンロッド１５側支点の位置を可変としても良い。
【０００９】
そして、上記構成において、前記上部旋回体２に設けた旋回フレーム３の床部６にオペレータの足部の落とし穴を形成し、かつ、落とし穴の下方に床部６から突出した底のある円筒体７で囲った下段床部８を足置場とするキャブ４を備えたものである。
【００１０】
【作用】
上記構成によれば、下記（１）〜（３）の作業が可能となる。
（１）横穴掘削姿勢におけるブーム高さを低くすることができ、車高制限Ｌのある作業現場での天井下の掘削が可能となる。
（２）ブームシリンダおよびアームシリンダをブームの上下に配置したためブーム長さを短くでき、そのため車両全体をコンパクトにし、かつ、上下の掘削範囲を大きくすることができる。
（３）ブームシリンダの支点位置を可変にしたため、作業内容に応じて上下方向の掘削範囲を調整することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る掘削作業車両の実施例について図面を参照して詳述する。
【００１２】
図１，図２は第１実施例の横穴の天井掘削姿勢の側面図である。
履帯式の下部走行体１には上部旋回体２が旋回自在に搭載されており、上部旋回体２上にはオペレータキャブ４およびエンジンや油圧機器等の駆動源を内設したエンジンルーム５が搭載されている。
旋回フレーム３の床部６の中心部は円形に開口しており、開口部には下方に向かって円筒体７で囲った一段下がった下段床部８が固着されている。
オペレータシート９は床部６上に配置され、オペレータの足部を下段床部８まで落とし込むことができるようになっている。そのためキャブ４の天井までの地上高Ｈ１を車高制限Ｌより低くすることができる掘削作業車両を構成している。
【００１３】
旋回フレーム３の前部、下端側（地上高ｈ１）の位置にブーム１０の基端部をピン１１により取着する。ｈ１の値は図１３に示した従来のブーム基端部の取付け高さｈ２より大幅に低くなる。
ブーム１０の上面にはブームシリンダ１２を配置し、ブームシリンダ１２はトラニオンタイプとし、このブームシリンダはブーム１０の上側に設けられたブラケット１４にトラニオン軸１３により取着し、ブームシリンダ１２のピストンロッド１５の先端はピン１６により旋回フレーム３の前部、上端部に固着されたブラケット１７に取着している。このブームシリンダ１２を伸縮するとブーム１０はピン１１を支点として起伏する。
【００１４】
ブーム１０の先端にはアーム２０をピン２１により回動自在に取着し、アーム２０とブーム１０とはブーム１０の下方に配置したアームシリンダ２２により連結する。このアームシリンダ２２を伸縮するとアーム２０はピン２１を支点として回動する。
【００１５】
アーム２０の先端にはバケット２３をピン２４により回動自在に取着し、アーム２０とバケット２３とはアーム２０の上方に配置したバケットシリンダ２５により連結する。このバケットシリンダ２５を伸縮するとバケット２３はピン２４を支点として回動する。
【００１６】
図１に示すようにブームシリンダ１２を伸長してブーム１０をほぼ水平位置にし、アームシリンダ２２を伸長してアーム２０をほぼ水平位置にし、バケットシリンダ２５を短縮してバケットを上方に回動すると天井２７の壁面を掘削可能な姿勢となる。このときバケットの刃先２６の地上高は前記車高制限Ｌ（ほぼ２メートル未満）以下となる。
【００１７】
図２は前述の第１実施例の掘削作業車両の作業範囲を示し、作業高さはＡ１、作業深さはＢ１である。ブームシリンダ１２をブーム１０の上方に配置し、アームシリンダ２２をブーム１０の下方に配置したため、ブーム１０の長さを短くでき、車両全体の大きさをコンパクトにして大きな作業範囲が得られる。
【００１８】
以上詳述したように、ブームシリンダの取付けを第１実施例に示したトラニオンタイプにすることにより、車両全体をコンパクトにして車高制限Ｌ以下での天井下掘削を可能とし、かつ作業範囲を大きくすることができる。
上記の第１実施例ではオペレータキャブの一例として床部６から一段下がった下段床部８を設けたもので説明したが、図１に示すキャブ４の天井までの地上高Ｈ１を車高制限Ｌ以下にすれば、図１３に示す従来のオペレータキャブでも低所での掘削作業に支障はないことは言うまでもない。
【００１９】
この天井の低い作業現場で天井下を掘削作業するための掘削作業機の第２実施例を図３により説明する。尚、図１と同一符号を付したものは同一部品であり説明は省略する。図３に示すブームシリンダ３０は通常のシリンダタイプとし、ブームシリンダ３０のピストンロッド３１の先端部はピン３２によりブーム１０の上面のほぼ中央部に固着したブラケット３３に取着し、ブームシリンダ３０の基端部はピン３４によりキャブ４の天井に固着したブラケット３６に取着している。この場合、作業機の作業範囲は作業高さはＡ１、作業深さはＢ１となり作業範囲は充分である。この第２実施例は、第１実施例に比べて車高Ｈ２が少し高くなるが天井の低い作業現場内での作業は可能である。
【００２０】
また、天井の低い作業現場で天井下を掘削作業するための掘削作業機の第３実施例図４により説明する。尚、図１と同一符号を付したものは同一部品であり説明は省略する。図４に示すブームシリンダ３０は通常のシリンダタイプとし、ブームシリンダ３０のピストンロッド３１の先端部はピン３５によりブーム１０の上面の先端部に固着したブラケット３７に取着し、ブームシリンダ３０の基端部はピン１６により旋回フレーム３に固着したブラケット１７に取着している。
この場合、車両の高さＨ１は車高制限Ｌ以下となり天井の低い作業現場での作業は可能である。この第３実施例は、第１実施例に比べて作業高さＡ２、作業深さＢ２となり、作業範囲は少し狭くなるが天井の低い作業現場内での作業には問題ない。
【００２１】
ところで、低天井下用掘削作業機を搭載した車両では従来の作業機のブーム長さに比してブーム長さが短いため、一般の土木作業に使用する場合には上下の作業範囲が狭く、以下のような不具合が生じる。
すなわち、
（１）溝掘削を主な作業とする場合には作業深さがＢ１では不足である。
（２）浅い溝を掘削し、ダンプへの積込み作業を行う場合には作業高さがＡ１では不足である。
本発明は上記の問題を解決するために、以下に述べる作業範囲可変装置を提案している。
【００２２】
図５は作業範囲可変装置の第１実施例を示す。
旋回フレーム３の前方、上面に固設したブラケット４０にはピン穴４１ａおよびピン穴４１ｂが設けられており、ブームシリンダ１２のピストンロッド１５の先端をピン１６によりピン穴４１ａか、あるいはピン穴４１ｂに取着することによりピストンロッド１５の先端の軸着位置を変更可能としたから図２に示す作業高さＡ１および作業深さＢ１を可変とできるので、前記溝掘削、ダンプへの積込み作業が充分可能となる。
【００２３】
次に、図６，図７，図８は作業範囲変更装置の第２実施例を示す。
先ず、図６に示すブラケット４２は図１で説明した旋回フレーム３に固設しているブラケット１７と同じである。このブラケット４２にはピン穴４３ａおよびピン穴４３ｂが設けられ、両者は溝４４により接続されている。溝４４の幅ｂはピン穴４３ａ、４３ｂの直径ｄより小さくして、シリンダの負荷、反力をブラケット４２の穴４３ａ，４３ｂの幅ｂ間を除く円周面と、図７に示すピン４６で受けられるように設定されている。溝４４の両側には２個のめねじ４５が設けられている。
【００２４】
図７はピン４６を示し、両端には対向して平面部４７が設けられている。平面部４７の幅ｃは溝４４の幅ｂに整合するようになっている。
【００２５】
ブームシリンダ１２のピストンロッド１５をブラケット４２のピン穴４３ａに軸着する場合には、図８に示すように、ピストンロッド１５の先端をピン穴４３ａに整合させて、つぎにピン４６をピン穴４３ａに挿入し、プレート４８の端面をピン４６の平面部４７に当接させ、めねじ４５にボルト４９を締着してプレート４８を固着し、ピン４６で固定する。
【００２６】
ピン４６の位置を変更する場合には、ボルト４９およびプレート４８を外し、ピン４６を９０°回転させて平面部４７と溝４４とを整合させ、ブームシリンダ１２を伸長してピン４６をピン穴４３ｂに整合させ、９０°回転させたのちプレート４８およびボルト４９によりピン４６を固着する。
【００２７】
図９，図１０は作業範囲変更装置の第３実施例を示す。
図９に示すブラケット５０は図１で説明した旋回フレーム３に固設しているブラケット１７と同じである。。このブラケット５０には長穴５１および４個のめねじ５２を設けている。ブームシリンダ１２のピストンロッド１５を装着する場合にはフランジ５４を固設したピン５３を長穴５１のＥ側に当接させてフランジ５４をボルト５５でＥ側のめねじ５２に締着する。
【００２８】
ピン５３の位置を変更する場合には、ボルト５５を外し、ブームシリンダ１２を伸長させて図１０に示すようにピン５３を長穴５１のＦ側に当接させ、フランジ５４をボルト５５でＦ側のめねじ５２に締着する。
【００２９】
上記作業範囲変更装置の第１〜第３実施例に示すようにブームシリンダ１２のブームシリンダロッド１５の先端のピン１６，４６，５３の位置を変更することにより作業条件に応じて作業範囲（作業高さＡ１，作業深さＢ１）を変更することができる。
すなわち、図５に示すピン穴４１ａ、図８に示すピン穴４３ａ、図９に示す長穴５１のＥ側にそれぞれピン１６、４６、５３を位置させた場合には図１１（ａ）に示すように、作業高さＡ３は低くなり、作業深さＢ３は深くなる。
したがって、深い溝掘削作業に適する。
【００３０】
図５に示すピン穴４１ｂ、図８に示すピン穴４３ｂ、図１０に示す長穴５１のＦ側にそれぞれピン１６，４６，５３を位置させた場合には図１１（ｂ）に示すように、作業高さＡ４は高くなり、作業深さＢ４は浅くなる。
したがって浅い溝掘削、タンプ積み込み作業に適する。
【００３１】
図１２は作業範囲変更装置の第４実施例を示し、ブームシリンダ１２の支点位置を変更するものである。
すなわち、ブームシリンダ１２取付け用のトラニオン軸１３の位置を可変としたものであり、トラニオン軸１３はブーム１０の上部に設けられたブラケット６０にはトラニオン軸１３取付け用の穴６１ａおよび穴６１ｂが設けられている。トラニオン軸１３を取着する場合には穴６１ａあるいは穴６１ｂに係合させ、キャップ６２およびボルト６３により軸着する。
【００３２】
トラニオン軸１３を穴６１ａに取着した場合には作業範囲は図１１（ａ）に示す範囲となり、トラニオン軸１３を穴６１ｂに取着した場合には作業範囲は図１１（ｂ）に示す範囲となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したような構成としたため、以下のような効果を奏する。
（１）低い天井掘削可能な高さ制限Ｌ以下での天井下掘削を可能としたので逆打工法でのビルの地下掘削や鉱石採集での坑道あるいはトンネル等の横穴を掘削する作業性が向上する。
（２）また、車両全体をコンパクトにし、かつ、深い溝掘削やダンプへの積込み作業が可能となり広い作業範囲が得られる。
（３）更に、作業内容に応じて最適の作業範囲を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の低天井下用掘削作業機の第１実施例の側面図である。
【図２】同、第１実施例の作業範囲を示す図である。
【図３】同、低天井下用掘削作業機の第２実施例の作業範囲を示す図である。
【図４】同、低天井下用掘削作業機の第３実施例の作業範囲を示す図である。
【図５】同、作業範囲変更装置の第１実施例の説明図である。
【図６】同、作業範囲変更装置の第２実施例のブラケットの図である。
【図７】同、作業範囲変更装置の第２実施例のピンの斜視図である。
【図８】同、作業範囲変更装置の第２実施例のブームシリンダのピストンロッドを装着した図である。
【図９】同、作業範囲変更装置の第３実施例のブームシリンダのピストンロッドを一側に装着した図である。
【図１０】同、作業範囲変更装置の第３実施例のブームシリンダのピストンロッドを他側に装着した図である。
【図１１】同、作業範囲変更装置の第１実施例から第３実施例の作業範囲説明図である。
【図１２】同、作業範囲変更装置の第４実施例の説明図である。
【図１３】従来の小型掘削機の天井下掘削姿勢を示す側面図である。
【符号の説明】
１下部走行体
２上部旋回体
３旋回フレーム
１０ブーム
１２ブームシリンダ
１３トラニオン軸
１５ピストンロッド
２０アーム
２２アームシリンダ
４１ａ、４１ｂ、４３ａ、４３ｂ、６１ａ、６１ｂピン穴
４４溝
１６、４６、５３ピン
４７平面部
４８プレート
５１長穴
５４フランジ
６２キャップ

Claims

下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、上部旋回体に設置したオペレータキャブとエンジン等の駆動源を内設したエンジンルームと、上部旋回体に設けた旋回フレームに装着する掘削作業機とを備えた掘削作業車両であって、前記掘削作業機は、一端を前記旋回フレームの下端側に取着し、他端をアームと連結するブームと、このブームの上方側に配置し、一端を前記旋回フレームに取着し、他端をブームの上面に取着するブームシリンダと、このブームの下方側に配置し、一端をブームの下面に取着し、他端をアームの下面に取着するアームシリンダと、前記アームの先端に取着したバケットと、からなることを特徴とする掘削作業車両。
請求項１記載の掘削作業車両において、前記ブームシリンダは、前記ブームの上面に設けられたブラケットに取着し、ブームシリンダのピストンロッドの先端はピンにより旋回フレーム側に取着したことを特徴とする掘削作業車両。
請求項１または請求項２記載の掘削作業車両において、前記ブームシリンダのシリンダ側支点、または／およびブームシリンダのピストンロッド側支点の位置を可変としたことを特徴とする掘削作業車両。
請求項１記載の掘削作業車両において、前記上部旋回体に設けた旋回フレームの床部にオペレータの足部の落とし穴を形成し、かつ、落とし穴の下方に床部から突出した底のある円筒体で囲った下段床部を足置場とするキャブを備えたことを特徴とする掘削作業車両。