JPH0230818A - 掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は、地表より地中に向けて垂直方向に穴を掘り取
ることができ、しかも構成する要素を少なくすることが
できる掘削機に関するものである。

〔従来の技術〕

建設現場や土木作業においては、地面の表面より垂直に
深い穴を掘り取る作業が多いものであった。例えば、電
柱や杭のための穴や上下水道の本管に接続するためのマ
ンホールの穴を掘り取る作業は極めて多いものであった
。

従来においては、このような穴を掘り取る作業のために
は人力によりスコップ等で掘り取ることが多いものであ
ったが、極めて効率の悪いものであった。また、機械化
のため近年ではバックホーと呼ばれるアームの先端にバ
ケットを取り付けた掘削機も盛んに用いられてきている
。

しかしながら、これらのバックホーの機構ではその装置
が掻めて大損りとなり、重量も嵩むものであった。

このため、例えば送電線の鉄柱を建設するためにその基
礎工事となる穴を掘り取る作業では、山中にバックホー
を移動するためにそのバックホーを分解して軽量化し、
ヘリコプタ−等を利用して移動させていた。従って山が
深くて掘削機を機械力で持ち運べない場所においては、
相変わらず人力で掘削作業が行われており、極めて効率
の悪いものであった。

また、市街地等においてもバックホーを使用とするとな
ればその車体が移動できる程度の幅がある道路を必要と
し、奥まった場所や極めて狭い場所等においてはバック
ホーを使用することはできず、作業効率を向上させるこ
とができにくいものであった。

このため、バケットを取り付けたブームを２関節で揺動
させることができる構造の掘削機にも考えられている（
例えば、特願昭６３年３６５６０号、特願昭６３年１４
０４８　号など）　　しかしながら、これらの掘削機で
はブームを支えるための支柱の構造は門形をしたやや四
角形状をしたものであり、使用する部材が多くなるとと
もに、ブームに加わる力が大きくなれば各支柱が撓み強
度を持たせるためには重量が嵩むものであった。

〔発明が解決使用とする課題〕

本願の発明では、上述のような土砂を掘り取る掘削作業
において、人力でしかできなかった作業を機械化するこ
とで掘削作業の効率化を図ることを目的としている。そ
して、ブーム体を支える支柱の構造を簡略化させること
で、大きな応力を支えることができるようにし、極めて
狭い範囲での掘削を可能とする掘削機を提供するもので
ある。

〔発明を解決するための手段〕

本発明では、地面上に載置される基台と、この基台の対
向する上部において、揺動自在に支持された一対の支柱
と、この両支柱の先端をややハの字形になるように傾斜
させて、その両端で連結させた頭部と、この頭部に載置
され、その長さ方向に伸縮できるとともに、前記頭部に
対して上下方向に揺動できるブーム体と、このブーム体
の先端に取り付けられたバケットから構成されたことを
特徴とする掘削機を提供するものである。

〔作用〕

本発明では、機材の上部に一対の支柱を揺動自在に連結
しておき、この支柱の画先端を集合させ下方にハの字形
に開いたトラス構造をもたしている。このため、両支柱
の先端間に架は渡して水平方向に伸びる支軸が不必要と
なり、構成が簡単となる。また、三角形に支柱を配置し
ているため、応力は各支柱の長さ方向に沿って伝えられ
、撓みが生ぜず、支柱を軽量化させることができるもの
である。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

地面上に載置されるフレームｌはコの字形状に折り曲げ
られており、その四隅の下面にはそれぞれローラ２が軸
支してあり、フレームｌを自由に移動させることができ
る。

このフレームｌは前方に向けて開口したコの字形をして
おり、対向する二つの辺の両面にはそれぞれ支柱３．４
がボールジヨイント５．６によって揺動自在に軸支され
ている。このボールジヨイント５，６は前後方向および
左右方向に自由に回動できるものである。そして、両支
柱３．４はそれぞれフレーム１の中心方向に向けられ、
ややへの字形になるよう傾斜させられていて、支柱３．
４の上端にはボールジヨイント７．８を介して頭部９に
連結されている。この頭部９は断面四角形状をした細長
い形状をしており、この頭部９には円盤形をした保持板
１０が固定されており、この保持板１０の外周に沿って
リング状をした回転体１１が回転自在に噛み合わせであ
る。また、頭部９の上面には油圧モータ１２が取り付け
てあり、この油圧モータ１２によって回転体１１が回転
させられている。

また、この回転体１１の外周にはブーム体１３が取り付
けられており、このブーム体１３は前記回転体１１と同
時に回転できるものであり、ブーム体１３は元ブーム１
４、中プーム１５、先ブーム１６の３つ部材より構成さ
れている。これらの元ブーム１４、中プーム１５、先ブ
ーム１６のそれぞれの断面は四角形状をしていて、それ
ぞれはテレスコピック状に挿入されており、その長さ方
向に伸縮できる構成となっている。そして、元ブーム１
４の内部は油圧シリンダ１７が挿入してあり、この油圧
シリンダ１７の伸縮力によって中ブーム１５、先ブーム
１６がそれぞれ元ブーム１４に対して摺動させられるよ
うになっている。また、前記先ブーム１６の先端には土
砂を掴み取ることができるバケットＩ８が連結しである
。

次に、第２図は第１図における正面図を示すものであり
、支柱３．４は、それぞれフレーム１に対して傾斜させ
られており、支柱３．４によって：角形の形状に組立て
られている。

また、第３図は前記保持板１０と回転体１１付近の構造
を示すものである。

頭部９の断面はやや四角形状をしているが、この頭部９
の中央付近には間隔をおいて二つの保持板１０が回転し
ないように固定されている。そして、前記回転体１１は
全体がリング状をしており、その両側には内径を前記保
持板１０の外径とほぼ同一した摺動溝２０が切り込まれ
ており、さらに回転体１１の内周中央には内歯車２１が
固定されている。そして、前記油圧モータ１２の出力軸
２２は保持板１０を貫通して回転体１１方向に向かって
おり、その出力軸２０の先端には駆動歯車２３が固定し
である。そして、この駆動歯車２３は前記内歯車２１に
噛み合わせである。

そして、第４図は、第３図における内歯車２１と駆動歯
車２３の噛み合い状態を示す断面図である。

この場合、頭部９の中心軸と回転体１１の中心軸を一致
させており、同時に内歯車３１もその回転中心を頭部９
の回転軸と一致させである。そして、この内歯車３１に
駆動歯車３３の外周が噛み合わせてあり、駆動歯車３３
を回転させることによって、回転体１１全体が保持板１
０を両側で支えられながら回転することになる。

次に、第５図は本実施例における油圧系統の配管を示す
ものである。

圧力油を貯蔵する油タンク４０は油圧ポンプ３１の給油
側に連通しており、この油圧ポンプ４１は原動器４２に
よって作動されている。この油圧ポンプ４１の吐出側は
それぞれ切換弁回路４３．４４．４５に連結されており
、各切換弁回路４３．４４．４５の排出側は前記油タン
ク４０に回収されている。この切換弁回路４３には前記
油圧シリンダ１７が接続されており、切換弁回路４４に
は前記油圧シリンダ１９．２０が並列に接続されており
、切換弁回路４５には前記油圧モータ１２が接続されて
いる。また、マイコン等を収納した中央制御回路４６の
出力は、ぞれぞれ切換弁回路４３．４４．４５に独立し
て制御信号が伝えられている。また、この掘削機全体を
制御する°ための操作器４７はブーム体１３を伸縮する
ための伸縮釦、およびブーム体１３を頭部９に対して上
下に揺動されるための揺動釦がそれぞれ独立して設けて
あり、この操作器４７の出力は前記は中央制御回路４６
に伝えられている。

次に、本実施例め動作を第６図によって説明する。

原動器４２によって油圧ポンプ４１が作動されると、油
タンク４０より吸入された圧力油は各切換弁回路４３．
４４．４５に伝えられる。ここにおいて、操作器４７を
操作してブーム体１３を伸縮させたり揺動させたりする
ことにより、地面の下方に向けて必要とする大きさの穴
を掘削させることができる。

まず、バケット１８による掘削の連続動作を第３図（イ
）、（ロ）、（ハ）、（ニ）の順で説明する。

まず、第６図（イ）では掘削機が停止した状態を示すも
のであり、その状態において掘削機全体をローラ２によ
って移動させる。ことにより、掘削機全体を道路または
地面の上を転勤させて移動させることができる。この（
イ）の状態において掘り取ろうとする穴Ｘの上部にフレ
ーム１を固定する。

そして、操作器４７の釦の内、ブーム体１３を下方に向
けるための釦を押すと、中央制御回路４６はこの制御信
号を検知し、切換弁回路４４．４５をそれぞれ適当なタ
イミングで制御し、油圧ポンプ３１からの圧力油を油圧
シリンダ１９．２０および油圧モータ１２に共通する。

すると、まず油圧シリンダ１９．２０がその長さを縮小
し、支柱３．４をボールジヨイント５．６を中心として
回転するように傾ける。このため、支柱３．４は第６図
（イ）においてＡ方向に傾くことになり、支柱３．４に
よって保持されているブーム１３はその全体が掘削機の
後方に少し移動することになる。同時に、油圧モータ１
２が作動することで油圧モータ１２の回転出力が出力軸
３２で駆動歯車３３を回転させ、内歯車３１を従動させ
る。これにより、内歯車３１に固定しである回転体１１
は回転し、ブーム体１３を少し下方に向けて傾斜させ、
ブーム体１３の先端が地面の方に向くように１ｌＪｔ斜
させる。

このようにして、油圧シリンダ１９．２０、油圧モータ
１２が共同して作動し、ブーム体１３を後ろに少し移動
させて傾斜させた状態が第６図（ロ）で示す状態である
。

次に、この第６図（ロ）の状態ではブーム体１３の全体
が傾斜し、しかも後方に移動した状態となるので、バケ
ｙト１８ば穴Ｘの開口部上方に位置することになる。そ
して、この状態のときに中央制御回路４６はその状態を
検出し、油圧モータ１２の回転方向を同一とさせたまま
油圧シリンダ１９．２０をそれぞれ伸張させ、支柱３．
４をそれぞれ元の状態に戻すように第６図（ロ）で示す
Ｃ方向に回動させる。このため、支柱３．４の回転方向
Ｃと、ブーム体１３の回転方向Ｂが一致し、両者の回転
速度を調整すべく中央制御回路４６が切換弁回路４４．
４５を制御することで、パケット１８が常時穴Ｘの上方
に位置するように同調させながらブーム体１３全体を垂
直になるように起立させる。

そして、油圧モータ１２の回転力と油圧シリンダ１９．
２０の押し上げる力によって支柱３．４が垂直となった
ときにブーム体１３は地面に対して垂直に起立し、第６
図（ハ）で示す状態となる。

この状態においては、パケット１８は穴Ｘの開口部中央
に位置し、ブーム体１３はこの穴Ｘの掘り取られている
方向に垂直となって位置することになる。このようにし
て、支柱３．４がフレームｌに対して垂直に復帰し、ブ
ーム体１３はフレーム１に対して垂直に位置した時に中
央制御回路４６は切換弁回路４４．４５の制御を提出す
る。

次に、パケット１８を穴Ｘの内部に挿入するためには、
操作器４７のうちブーム体１３を伸ばすための釦を押し
、その制御信号を中央制御回路４６に伝える。中央制御
回路４６では、その信号により切換弁回路４３にその制
御信号を伝え、油圧シリンダ口に油圧を供給する。これ
により、ブーム体１３を構成している中プーム１５．先
ブーム１６は、元ブーム１４より押し出され先ブーム１
６の先端に連結しであるパケット１８が第６図（ハ）中
のＤ方向に向けて押し出されることになる。

そして、第６図（ニ）で示すようにパケット１８が穴Ｘ
の底にまで達し、押しつけられたパケット１８が六Ｘの
底にある土砂を掴みとる直前の状態を示すものである。

そして、パケット１８が穴Ｘの底に達したとき、図示し
ない油圧機構によりパケット１８を広げると同時に土砂
を掘り取り、パケット１８で土砂を掴み取る作業をさせ
る。

この後、パケット１８を穴Ｘより引き上げ、地表上に掘
り取った土砂を排除させることにより、穴Ｘをより深く
掘り進むことができる。そして、パケット１８を第６図
（イ）で示す状態にまで戻す作業は前述とは逆に、ブー
ム体１３を縮小させ、支柱３．４を揺動させるとともに
回転体１１を回転させ、パケット１８が穴Ｘの側面や開
口部分に接触しないようにして持ち上げることができる
。

上述の一連の動作により、支柱３．４とブーム体１３を
揺動および伸縮させることにより、バケ。

ト１８を穴Ｘに挿入して土砂を掘り取ることができる。

次に、第７図は本発明の他の実施例を示すものであり、
第１図と共通する部分については同一の番号を付して説
明している。

前記フレーム１の対向する辺の上部には、ボールジヨイ
ント５．６を介して油圧シリンダ５０．５１が揺動自在
に連結してあり、この油圧シリンダ５０．５１のシリン
ダロッド５２．５３の先端はそれぞれ内側に傾斜させら
れてあり、頭部９−の下面に固定しであるボールジヨイ
ント７．８に揺動自在に連結させである。

この構成においては、油圧シリンダ１９．２０をそれぞ
れ動作させるとともに、油圧モータ１２を回転させるこ
とにより前述の第６凹に示すのと同し動作をし、パケッ
ト１８を穴Ｘの内部に挿入することができる。

次に、この実施例においてはブーム体１３全体を左右方
向に移動させいわゆる際掘りをすることができる。

この場合においては、油圧シリンダ５０を縮小してシリ
ンダロッド５２を縮め、同時に油圧シリンダ５１に圧力
油を供給してシリンダロッド５３を伸張させる。これに
より、第８図中Ｅで示す方向に頭部８は移動し、ブーム
体１３全体がフレーム１の側面方向に移動させることが
できる。この方法では、掘り取る穴Ｘの側面を拡大して
掘り取ることができる。

また、これとは逆に油圧シリンダ５０に圧力油を供給し
、油圧シリンダ５０の圧力油を排出することで第８図中
Ｆ方向に頭部９を移動させ、反対側の側面にブーム体１
３を移動させることもできる。

〔効果〕

本発明の上述のように構成したので構成する部材を少な
くし、ブーム体を三角形の頂部に保持できるようにした
ので、支柱に加えられる力がその長さ方向に加えられ、
支柱が撓むことがなく、装置全体を軽量化させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す掘削機の斜視図、第２
図は同上の正面図、第３図は同上の頭部の駆動機構を示
す分解斜視図、第４図は同上の側断面図、第５図は油圧
系統の配管を示す回路図、第６図は本実施例の各部の動
作を示す説明図、第７図は本発明の他の実施例を示す斜
視図、第８図は他の実施例においてブーム体を左右方向
に移動させた状態を示す説明図である。 １・・・フレーム、３．４・・・支柱、９・・・頭部、
１０・・・保持板、１１・・・回転体、１２・・・油圧
モータ、１３・・・ブーム体、１４・・・元ブーム、１
５・・・中ブーム、１６・・・先ブーム、１７・・・油
圧シリンダ、１８・・・バケソｌ−，１９，２０・・・
油圧シリンダ。 特許出願人　　　株式会社　彦　間　製　作　所理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地面上に載置される基台と、この基台の対向する上部に
   おいて、揺動自在に支持された一対の支柱と、この両支
   柱の先端をややハの字形になるように傾斜させて、その
   両端で連結させた頭部と、この頭部に載置され、その長
   さ方向に伸縮できるとともに、前記頭部に対して上下方
   向に揺動できるブーム体と、このブーム体の先端に取り
   付けられたバケットから構成されたことを特徴とする掘
   削機。