JP4610888B2

JP4610888B2 - 掘削用ローラ及び回転式掘削装置

Info

Publication number: JP4610888B2
Application number: JP2003415129A
Authority: JP
Inventors: 匠刊武田; 浩二岡澤; 博司中上
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2023-12-12
Also published as: SE0403018L; US20050232704A1; SE0403018D0; JP2005171675A; SE528185C2

Description

この発明は、掘削用ローラ及び回転式掘削装置に関するものである。

掘削装置としては、ショベル系掘削機等の種々の装置があり、また地雷掃討用となる無限軌道車（トラック）が公知である（例えば、特許文献１参照）。この場合、掘削用ローラ（ドラム）を備えるものである。なお、掘削用ローラ（ドラム）を備えたものとして、他に地雷処理兼耕耘装置（例えば、特許文献２）も公知である。

ところで、掘削用ローラは、図７に示すように、ローラ本体５１と、このローラ本体５１の外周面５０に点在される複数（多数）の掘削ビット５２・・とを備える。この際、掘削ビット５２・・は、図８（簡略展開図）に示すように、軸心方向に直交するセンターＣを境に相違する配置パターンが形成される。すなわち、図８における左側は左端部からセンターＣに向かって順次反回転方向側に配置される左側配置パターン５３と、図８における右側は右端部からセンターＣに向かって順次反回転方向側に配置される右側配置パターン５４とを備える。この場合、左側配置パターン５３は、軸心方向に対して所定角度で傾斜したライン５５に略平行な線上に沿って所定ピッチで掘削ビット５２が配置されてなり、右側配置パターン５４は、軸心方向に対して所定角度で傾斜したライン５６に略平行な線上に沿って所定ピッチで配置されてなる。なお、掘削ビット５２は、図７に示すように、ローラ本体５１の外周面５０から立設される基部５８と、この基部５８に付設されるビット本体５９とを有する。
特開平７−７１８９８号公報（図１）特開２００３−４２６９８号公報（図１）

ところで、掘削装置は、基台フレームに付設される下部走行体と、基台フレーム上に配置されるキャブ等を備え、この基台フレームの前方側に上記図７のように構成された掘削用ローラが配置される。そして、掘削用ローラがその略水平状軸心廻りに回転することによって、掘削ビット５２・・にて地面を掘削していくことができる。しかしながら、掘削ビット５２が上記図７に示すような配置パターンであるので、その回転方向が図８の矢印Ａ方向（掘削された掘削土を装置進行方向と逆方向に掻き出す方向）であれば、矢印Ｂ、Ｂのように掘削土は順次センターＣ側に進行し、さらにローラの回転に伴ってこのセンターＣ側に集められた掘削土は、ローラの後方側であって基台フレームの前方側の１箇所に溜まることになる。

このように、掘削土がローラの後方側の１個所に集中して溜まれば、大きく盛り上がった掘削土の溜まり部が形成され、この溜まり部がローラ回転の妨げや掘削装置（このようなローラを前方に備えた掘削装置）の走行の妨げとなって、作業能率の低下を招いていた。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、掘削した掘削土に影響を受けることなく安定した掘削作業を行うことができる掘削用ローラ及び回転式掘削装置を提供することにある。

そこで請求項１の掘削用ローラは、略水平方向軸心廻りに回転するローラ本体６と、このローラ本体６の外周面７に点在する複数の掘削ビット８・・とを備えた掘削用ローラであって、掘削ビット８・・は、軸心方向内側に掘削土を移動させる第１配置パターン２６と、軸心方向外側に掘削土を移動させる第２配置パターン２７とを有するように配置され、掘削土の溜まり部を少なくとも２箇所に分散させることを特徴としている。

上記請求項１の掘削用ローラでは、掘削ビット８・・は、軸心方向内側に掘削土を移動させる第１配置パターン２６と、軸心方向外側に掘削土を移動させる第２配置パターン２７とを有するように配置され、掘削土の溜まり部を少なくとも２箇所に分散させるので、掘削土の溜まり部が１個所に集中されず、形成される溜まり部の縮小化を図ることができる。これにより、掘削土によるローラ回転の妨げを回避することができて、掘削時の掘削抵抗の低減を図ることができる。

請求項２の掘削用ローラは、上記第１配置パターン２６をローラ本体６の両端部側にそれぞれ設けると共に、各第１配置パターン２６の軸心方向内側に第２配置パターン２７を設けて、略Ｍ字状の配置パターンを形成したことを特徴としている。

上記請求項２の掘削用ローラでは、第１配置パターン２６と第２配置パターン２７とを組み合わせて略Ｍ字状の配置パターンを形成するので、掘削土の溜まり部が確実に２箇所に分散され、掘削土によるローラ回転の妨げを安定して回避することができる。

請求項３の回転式掘削装置は、上記請求項１又は請求項２の掘削用ローラを用いたことを特徴としている。

上記請求項３の回転式掘削装置では、請求項１又は請求項２の掘削用ローラを用いるので、掘削土によるローラ回転の妨げを回避することができて、掘削時の掘削抵抗の低減を図ることができる。特に、掘削用ローラ５が、第１配置パターン２６と第２配置パターン２７とを組み合わせて略Ｍ字状の配置パターンを形成するものでは、掘削土によるローラ回転の妨げを安定して回避することができる。

請求項４の回転式掘削装置は、基台フレーム１に付設される下部走行体２と、基台フレーム１上に配置されるキャブ３と、基台フレーム１の後方側に配置されるカウンタウエイト４とを備え、基台フレーム１の前方側に配置される掘削用ローラ５とを備えた回転式掘削装置であって、基台フレーム１の前方側に上記掘削用ローラ５を配置したことを特徴としている。

上記請求項４の回転式掘削装置では、掘削土による掘削用ローラ５の回転の妨げ及び走行の妨げを回避することができる。特に、掘削用ローラ５が、第１配置パターン２６と第２配置パターン２７とを組み合わせて略Ｍ字状の配置パターンを形成するものでは、掘削土による走行の妨げを安定して回避することができる。

請求項１の掘削用ローラによれば、掘削土によるローラ回転の妨げを回避することができて、掘削時の掘削抵抗の低減を図ることができる。これにより、安定した掘削作業を能率良く行うことができる。

請求項２の掘削用ローラによれば、掘削土によるローラ回転の妨げを安定して回避することができる。これにより、安定した掘削作業を一層能率良く行うことができる。しかも、掘削ビットの配置パターンも単純であって、製造性に優れ、コストの低減を図ることができる。

請求項３の回転式掘削装置によれば、掘削土によるローラ回転の妨げを回避することができて、掘削時の掘削抵抗の低減を図ることができる。これにより、安定した掘削作業を能率良く行うことができる回転式掘削装置となる。しかも、掘削ビットの配置パターンも単純であって、掘削装置全体として、製造性に優れ、コストの低減を図ることができる。

請求項４の回転式掘削装置によれば、掘削土による掘削用ローラの回転の妨げ及び走行の妨げを回避することができる。このため、作業能率の向上を図ることができる。特に、掘削用ローラが、第１配置パターンと第２配置パターンとを組み合わせて略Ｍ字状の配置パターンを形成するものでは、掘削土による走行の妨げを安定して回避することができる。これにより、安定した掘削作業を一層能率良く行うことができる。

次に、この発明の掘削用ローラ及び回転式掘削装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１と図２にこの発明の回転式掘削装置の斜視図を示す。回転式掘削装置は、基台フレーム１と、この基台フレーム１の下部側に付設される下部走行体２と、基台フレーム１上に配置されるキャブ３と、基台フレーム１の後方側に配置されるカウンタウエイト４と、基台フレーム１の前方側に配置される掘削用ローラ５等を備える。そして、回転式掘削装置を前進走行させながら掘削用ローラ５を回転させることによって、地面（地層の表面）を掘削して行くことができ、例えば地雷掃討用に使用することができる。なお、上記下部走行体２としては図例では履帯式であるが、もちろんタイヤ式であってもよい。また、地雷掃討用に使用することを考慮してキャブ３等を防爆仕様とするもが好ましい。

掘削用ローラ５は、図３と図４に示すように、ドラム状のローラ本体６と、このローラ本体６の外周面７に点在する複数の掘削ビット８・・とを備え、基台フレーム１の支持枠体９に回転自在に支持されている。すなわち、支持枠体９は、上壁部１０と、左右の側壁部１１、１１と、後述する基板１８とを備え、また、ローラ本体６は、その両端面１２、１２から軸部１３、１３が突設され、この軸部１３、１３がそれぞれ支持枠体９の側壁１１、１１に回転自在に支持されている。この際、掘削用ローラ５はそのローラ本体６の一部が支持枠体９の下方開口部から下方に僅かに突出するように支持され、回転によって、掘削ビット８・・による地面の掘削が可能とされる。

また、図１〜図３等に示すように、掘削用ローラの一方の軸部１３には駆動機構１４が連結され、この駆動機構１４の駆動にて、掘削用ローラ５が略水平方向軸心廻りに回転駆動する。この場合、駆動機構１４は、駆動用モータ（油圧モータ）１５と、この駆動用モータ１５の回転駆動力を伝達するベルト（図示省略）等を有する伝達部材１６等を備える。すなわち、駆動用モータ１５が駆動することによって、その回転駆動力が伝達部材１６を介して掘削用ローラ５の一方の軸部１３に伝達され、これによって、掘削用ローラ５が回転する。

支持枠体９の基板１８は、基台フレーム１から延びる左右一対のストレートフレーム１７、１７に支持されている。そして、基板１８と基台フレーム１の前部１９との間に介設される２機のリフトシリンダ２０、２０を介して、支持枠体９はストレートフレーム１７、１７の基端枢支部２１を中心とした上下動が可能とされる。また、ストレートフレーム１７と基板１８とは、基板１８の角度を調節するアングルシリンダ２２を介して連結されている。なお、支持枠体９には、その前方開口部の上部側を覆うカバー２３が付設され、支持枠体９の上壁部１０には、支持枠体９の開閉用シリンダ２５、２５が付設されている。

ところで、図６に示すように、掘削用ローラ５の掘削ビット８・・は、軸心方向内側に掘削土を移動させる第１配置パターン２６と、軸心方向外側に掘削土を移動させる第２配置パターン２７とを有するように配置される。この場合、ローラ本体６の両端部側に第１配置パターン２６をそれぞれ設けると共に、各第１配置パターン２６の軸心方向内側に第２配置パターン２７を設け、略Ｍ字状の配置パターンを形成するものである。すなわち、図６における図面上の左側の第１配置パターン２６（２６ａ）は、第１ライン２８と略平行となる線上を所定ピッチで複数の掘削ビット８・・を配置することによって構成し、図面上の左側の第２配置パターン２７（２７ａ）は、第２ライン２９と略平行となる線上を所定ピッチで複数の掘削ビット８・・を配置することによって構成し、図面上の右側の第１配置パターン２６（２６ｂ）は、第４ライン３１と略平行となる線上を所定ピッチで複数の掘削ビット８・・を配置することによって構成し、図面上の右側の第２配置パターン２７（２７ｂ）は、第３ライン３０と略平行となる線上を所定ピッチで複数の掘削ビット８・・を配置することによって構成する。

この場合、第１ライン２８は一方の端縁３２からセンターＣに向かって反回転方向側に所定角度θ１（例えば、４０度程度）だけ傾斜し、第２ライン２９はセンターＣからに第１ライン２８側に向かって反回転方向側に所定角度θ２（例えば、４０度程度）だけ傾斜し、第４ライン３１は他方の端縁３３からセンターＣに向かって反回転方向側に所定角度θ４（例えば、４０度程度）だけ傾斜し、第３ライン３０はセンターＣからに第４ライン３１側に向かって反回転方向側に所定角度θ３（例えば、４０度程度）だけ傾斜するものである。このため、各ライン２８、２９、３０、３１にて略Ｍ字状のライン３５を形成することになる。なお、図４に示すように、各掘削ビット８・・は、ローラ本体６の外周面７から突設される基部３６と、この基部３６に付設されるビット本体３７とを有している。そして、各掘削ビット８・・のビット本体３７の先端部（掘削部）がこの掘削用ローラ５の回転方向（矢印Ａ方向）（図５参照）を向くように配置される。このローラ５の回転方向は、掘削された掘削土が装置進行方向（前進方向）と逆方向に掻き出される方向である。

このため、この掘削装置を前進走行させると共に、掘削用ローラ５を回転駆動させれば、掘削用ローラ５の掘削ビット８・・が地面を掘削することができる。この際、図６に示すように、センターＣから左側と右側とにおいて、それぞれ、軸心方向内側に掘削土を移動させる第１配置パターン２６と、軸心方向外側に掘削土を移動させる第２配置パターン２７とを有するもとになって、センターＣから左側においては、掘削土が、一方の端縁３２側からは矢印Ｅ１のようにセンターＣに向かうにように移動し、センターＣからは矢印Ｆ１のように一方の端縁３２に向かうように移動する。また、センターＣから右側においては、掘削土が、他方の端縁３３側からは矢印Ｅ２のようにセンターＣに向かうように移動し、センターＣからは矢印Ｆ２のように他方の端縁３２に向かうように移動する。このため、掘削土は、第１配置パターン２６ａと第２配置パターン２７ａとの間と、第１配置パターン２６ｂと第２配置パターン２７ｂとの間の２箇所に集まることになる。

そして、掘削用ローラ５の回転に伴って、掘削土は掘削用ローラ５の後方（基台フレーム１側）に運ばれ、掘削用ローラ５と基板１８との間に掘削土の溜まり部が形成されることになる。しかしながら、この場合、溜まり部が２つに分散されるので、形成される溜まり部は小さい。そのため、形成される溜まり部では掘削作業の妨げにならず、掘削抵抗の低減を図ることができて、掘削作業（掘削用ローラ５を回転駆動させつつこの掘削装置を前進走行させる作業）を安定して行うことができる。なお、地雷が埋設されている地面上をこの掘削装置を走行させれば、掘削用ローラ５にて地面を掘削し、これによって、地雷が破砕（破壊）されて、支持部材９内で爆発して、地雷の掃討処理を行うことができる。

上記掘削用ローラでは、掘削ビット８・・は、軸心方向内側に掘削土を移動させる第１配置パターン２６と、軸心方向外側に掘削土を移動させる第２配置パターン２７とを有するように配置され、掘削土の溜まり部を少なくとも２箇所に分散させるので、掘削土の溜まり部が１個所に集中されず、掘削用ローラ５の後方側（具体的には、掘削用ローラ５と基板１８との間）に掘削土の溜まり部が形成されたとしても小さく、掘削土によるローラ回転の妨げを回避することができて、掘削時の掘削抵抗の低減を図ることができる。これにより、安定した掘削作業を能率良く行うことができる。特に、掘削用ローラ８が、第１配置パターン２６と第２配置パターン２７とを組み合わせて略Ｍ字状の配置パターンを形成するものでは、掘削土によるローラ回転の妨げを安定して回避することができる。これにより、安定した掘削作業を一層能率良く行うことができる。しかも、掘削ビット８の配置パターンも単純であって、製造性に優れ、コストの低減を図ることができる。

また、上記掘削装置では、上記掘削用ローラ５を使用するので、掘削土の溜まり部による掘削用ローラの回転の妨げ及び走行の妨げを回避することができ、作業能率の向上を図ることができる。特に、掘削用ローラ５が、第１配置パターン２６と第２配置パターン２７とを組み合わせて略Ｍ字状の配置パターンを形成するものでは、掘削土による走行の妨げ等を安定して回避することができる。これにより、安定した掘削作業を一層能率良く行うことができる。

ところで、上記図７に示すように掘削ビット５２・・の配置パターンが略Ｖ字状の掘削用ローラを使用したものと、上記図３等に示すように掘削ビット８・・の配置パターンが略Ｍ字状の掘削用ローラを使用したものとを比べた場合、掘削土が真砂土等の負荷が大きくない作業の場合（通常負荷）では、車速にあまり差がなく、作業能率にあまり差がみられなかった。しかしながら、玉砂利やレキ混じり砂質土等の負荷の大きな作業の場合、配置パターンが略Ｍ字状の掘削用ローラを使用したものが、その車速が増加し、作業能率の向上を図ることができた。具体的には、レキ混じり砂質土では、車速が１．６５倍となり、玉砂利では車速が１．４５倍となった。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、掘削ビット８の周方向配置ピッチや軸心方向配置ピッチ等としては、掘削する土の性質、掘削用ローラ５の外径寸法、ローラ軸心方向寸法、ローラ回転速度、及び装置の走行速度等に応じて、集められる掘削土が１個所に集中しない範囲で、任意に設定することができる。この際、例えば、上記図７に示すように掘削ビットの配置パターンが略Ｖの字状のものに比べて、使用するビットの全体数を減少させるが、同一周方向に配設されるビットの数を増加させるようにすることも可能である。これによって、掘削抵抗を減少させると共に、掘削性の向上を図ることができる。また、掘削ビット８のビット本体３７の大きさや傾斜角度、さらには、配置パターン２６、２７を構成するライン２８、２９、３０、３１の傾斜角度θ１、θ２、θ３、θ４等としても、掘削する土の性質等の上記各種の条件に応じて変更することができる。また、上記実施形態では、図６に示すように、左側の第２配置パターン２７ａと右側の第２配置パターン２７ｂとが連続状に形成されているが、この左側の第２配置パターン２７ａと右側の第２配置パターン２７ｂとが、回転方向に対してずれているものであってもよい。さらに、上記実施形態では、掘削土の溜まり部が２箇所に分散されるものであったが、３個所以上に分散されるものであってもよい。この場合、対向する第１配置パターン２６と第２配置パターン２７との組み合わせを増加させればよい。このように、分散数を増加させれば、形成される溜まり部としては極めて小さいものとなって、一層の作業能率の向上を達成できる利点がある。なお、この回転式掘削装置としては、地層の表面等を掘削できるものであるので、もちろん地雷掃討用に限るものではない。

この発明の回転式掘削装置の実施形態を示す斜視図である。上記回転式掘削装置の斜視図である。上記回転式掘削装置の要部斜視図である。この発明の掘削用ローラの実施形態を示す斜視図である。上記掘削用ローラの側面図である。上記掘削用ローラの掘削ビットの配置を説明するための簡略展開図である。従来の掘削用ローラの斜視図である。従来の掘削用ローラの掘削ビットの配置を説明するための簡略展開図である。

符号の説明

１・・基台フレーム、２・・下部走行体、３・・キャブ、４・・カウンタウエイト、５・・掘削用ローラ、６・・ローラ本体、７・・外周面、８・・掘削ビット、２６・・第１配置パターン、２７・・第２配置パターン

Claims

略水平方向軸心廻りに回転するローラ本体（６）と、このローラ本体（６）の外周面（７）に点在する複数の掘削ビット（８）とを備えた掘削用ローラであって、掘削ビット（８）は、軸心方向内側に掘削土を移動させる第１配置パターン（２６）と、軸心方向外側に掘削土を移動させる第２配置パターン（２７）とを有するように配置され、掘削土の溜まり部を少なくとも２箇所に分散させることを特徴とする掘削用ローラ。
上記第１配置パターン（２６）をローラ本体（６）の両端部側にそれぞれ設けると共に、各第１配置パターン（２６）の軸心方向内側に第２配置パターン（２７）を設けて、略Ｍ字状の配置パターンを形成したことを特徴とする請求項１の掘削用ローラ。
上記請求項１又は請求項２の掘削用ローラ（５）を用いたことを特徴とする回転式掘削装置。
基台フレーム（１）に付設される下部走行体（２）と、基台フレーム（１）上に配置されるキャブ（３）と、基台フレーム（１）の後方側に配置されるカウンタウエイト（４）とを備え、基台フレーム（１）の前方側に上記掘削用ローラ（５）を配置したことを特徴とする請求項３の回転式掘削装置。