JPH042739B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は道路等の掘削を行うとともに作業中に
おいてその旋回範囲を挾くして、他の作業を妨げ
たり、道路を占有することで車輌の進行を妨げた
りすることを防ぐことができる掘削機に関し、特
に、旋回台上に自由に回転できる作業台を載置
し、旋回台と作業台とをそれぞれ別個の油圧モー
タで駆動させるものであつて、各油圧モータには
油量同調手段から供給される圧力油によつて作動
させるようにして旋回台と作業台とを常に一定の
比で回転させることができる掘削機の油圧回路に
関する。

従来の掘削機では車体よりアームを突出させ、
このアーム先端に土砂を掘取るバケツトを取付け
ていたが、この構成では掘取つた土砂を車体の後
方に移送する際にアーム、バケツトが車体側面よ
り大きく飛び出して付近に立つている人に接触す
る危険があるとともに、作業範囲が広くなる欠点
があつた。このため、車体上に旋回台と作業台を
その回転軸芯を偏心させて設けておき、バケツト
を車体の上方で通過させ、アーム、バケツトが車
体の側面より大きく飛び出さないように構成した
掘削機が提案されている。しかし、この新しい掘
削機では旋回台と作業台とをいずれも所定の方向
で回転させなければならず、しかもその回転を同
期させなければバケツトが確実に車体上方を通過
せず、旋回機構は複雑にならざるを得ないもので
あつた。このため、従来ではギヤー等を用いて機
械的な駆動機構によつて旋回台と作業台とを連動
させ、かつ、同期させていたが、応力が一点に集
中するため故障の原因となり易いとともに、摩擦
等による動力損失が大きく効率の悪いものであつ
た。このため、旋回台と作業台をそれぞれ個別の
原動力で回転させる機構も提案されているが、こ
の構成では旋回台と作業台とをそれぞれ油圧モー
タで旋回させるものであり、旋回台と作業台とが
常に一定の比率で同期して旋回しなければなら
ず、両油圧モータに供給する油圧量を常時補正し
て制御しなければならないものである。この油圧
の制御はその粘性、圧力低力等のため正確に行う
ことは困難なものであり、このため、センサーに
よつて旋回角度を検出し、電気的に油圧流量を制
御することも考えられるが機構が複雑になるとと
もに耐振性や悪環境に弱いものであつた。

本発明は上述の欠点に鑑み、油圧発生源からの
圧力油を油量同調手段を介して一対の油圧回転手
段に伝達し、両油圧回転手段のそれぞれの回転比
が常に一定になるよう精度良く維持することがで
きる掘削機の油圧回路を提供するものである。

以下、本発明の一実施例を説明する。

第１図は本実施例の斜視図、第２図は側面図、
第３図は正面図、第４図は平面図である、この掘
削機は自走できるものであり、平坦な車体１０の
下面にはその四隅に車輪１１が軸支させてあり、
車体１０の両側の各一対の車輪１１間にはそれぞ
れキヤタピラ（無限軌道）１２が巻回してある。
この車体１０の上面中央には環状形をした支持盤
１３が固着してあり、この支持盤１３上には変形
八角形をした旋回台１４が水平方向に回転自在に
軸支してある。旋回台１４は正三角形の各項点を
裁断した平面形状をしており、旋回台１４の後方
（第２図、第４図左側）上部には旋回台１４の周
辺に沿つてエンジン１５、燃料タンク１６、作動
油タンク１７が載置、固定してあり、旋回台１４
の上面中央より少し燃料タンク１６に接近した位
置には油圧モータ１８が下方にその駆動軸を向け
て固定してある。この旋回台１４の前方（第２
図、第４図右方）の上部には環形状をした保持盤
１９が載置、固定してあり、前述の支持盤１３の
中心軸とこの保持盤１９の中心軸とは水平方向に
偏位させ、かつ、平行になるよう位置させてあ
る。この保持盤１９上には円形をした作業台２０
が保持盤１９に対して回転自在に軸支してあり、
作業台２０上には垂直に支持体２１が固着してあ
り、支持体２１にはその上下に間隔を置いて連結
具２２が固着してある。前記連結具２２間には基
端体２６が連結してあり、この基端体２６にはく
字形をしたブーム２７が揺動自在に連結してあ
り、ブーム２７の先端にはアーム２８が揺動自在
に連結してあり、さらに、アーム２８の先端には
バケツト２９が揺動自在に連結してある。そし
て、基端体２６とブーム２７の中央の間、ブーム
２７中央とアーム２８の端部との間、アーム２８
とバケツト２９の間にはそれぞれ油圧シリンダ３
０，３１，３２を介在させてある。このブーム２
７、アーム２８、バケツト２９等で掘削機構３３
が構成される。また、前記基端体２６の一側には
鋼板をＬ字形に折曲げた乗員台２３が固着してあ
り、この乗員台２３上にはシート２４と制御箱２
５が固着してある。

次に、第５図は本実施例における旋回機構を詳
しく示すもので、第４図中Ａ−Ａ矢視断面図に対
応するものである。前述の支持盤１３上には外径
がほぼ支持盤１３と同じで内周に歯形を切削形成
してある円形の原動歯車３４が固着してあり、こ
の原動歯車３４の外周にはベアリング３５を介し
て環形状をしたスライダ３６が回転自在に嵌合さ
せてあり、このスライダ３６上面に前記旋回台１
４が固着してあり、旋回台１４はこの原動歯車３
４を中心に回転することができる。そして、前記
油圧モータ１８の出力軸３７にはピニオン３８が
軸着してあり、ピニオン３８は原動歯車３４の内
歯面に噛合せてある。また、前記保持盤１９上に
はこの保持盤１９とほぼ同一外径の環形状をした
軸支体３９が固着してあり、軸支体３９の内周に
は環形状をした外径をほぼ軸支体３９の内径と
し、その内周に歯形を切削形成した従動歯車４０
を位置させ、軸支体３９と従動歯車４０の間には
ベアリング４１を介在させてある。そして、前述
の作業台２０はこの従動歯車４０の上面に載置固
定させてあり、作業台２０は軸支体３９の中心軸
をその回転中心として回転することができること
になる。前記旋回台１４の前方上面で保持盤１９
の内部に位置して油圧モータ４２が固定してあ
り、この油圧モータ４２の出力軸４３にはピニオ
ン４４が軸着してあり、ピニオン４３は従動歯車
４０の内歯面に噛合せてある。

なお、第６図はこの旋回機構の回転部材を分解
した斜視図であり、第７図は同上の回転部材の位
置関係を示す平面図である。

第８図は本実施例における油圧系の配管図であ
る。エンジン５１により駆動される油圧ポンプ５
２の吸入側には作動油を貯えるタンク５３に連通
してあり、その吐出側には逆止弁５４を介して手
動のマルチ弁５５とリリーフ弁５６とが接続して
あり、リリーフ弁５６の端部にはタンク５３に連
通させてある。このマルチ弁５５は三方位に切換
えられるもので、中立Ａ、正転Ｂ、逆転Ｃのブロ
ツクが設けてあり、このマルチ弁５５の一方の出
力は油量同調部５７の同調モータ５８，５９にそ
れぞれ連通してある。この油量同調部５７はシヤ
フト６０によつて連結された一対の同調モータ
（油圧モータ）５８，５９を収納してあり、両同
調モータ５８，５９は同期して作動し、それぞれ
が吐出する油量を常に正確な比率に維持できるも
ので、その容量を１対２（同調モータ５８対５９）
に設定してある。この同調モータ５８の両端には
常時閉成している電磁弁６１が接続してあり、同
調モータ５９の両端には常時閉成している電磁弁
６２が接続してある。同調モータ５８にはロード
弁６３が接続してあり、ロード弁６３には油圧モ
ータ１８、ロード弁６４が直列に接続してあり、
ロード弁６４にはマルチ５５の他方の出力に接続
してある。各ロード弁６３，６４は相互に反する
入力で作動されるもので、それぞれには逆止弁６
５，６６が並列に接続してあり、ロード弁６３，
６４、逆止弁６５，６６によりカウンターバラン
ス部６７が形成されている。また、油圧モータ１
８の両端には一対のリリーフ弁６８，６９が並列
に逆方向に接続してあり、リリーフ弁６８，６９
でブレーキ部７０が形成してある。また、同調モ
ータ５９の端部にはロード弁７１が接続してあ
り、ロード弁７１には油圧モータ４２、ロード弁
７２が直列に接続してあり、ロード弁７２にはマ
ルチ弁５５の他方の出力に接続してある。各ロー
ド弁７１，７２は相互に反する入力で作動される
もので、それぞれには逆止弁７３，７４が並列に
接続してあり、ロード弁７１，７２、逆止弁７
３，７４によりカウンターバランス部７５が形成
されている。そして、油圧モータ４２の両端には
一対のリリーフ弁７６，７９が並列に逆方向に接
続してあり、リリーフ弁７６，７７によりブレー
キ部７８が形成してある。また、前述の油圧モー
タ１８，４２の容量はそれぞれ同一として、容積
比を１対１に設定してある。

次に、本実施例の作用を説明する。

バケツト２９を上下動させて道路、地面を掘削
する動作は従来から公動の動作であり、シート２
４に搭乗した操作者が制御箱２５を操作すること
により各油圧シリンダ３０，３１，３２をそれぞ
れ協動させて運動させて行わせる。掘取つた土砂
はバケツト２９を第３図に示す様に水平に持上
げ、バケツト２９の下面を旋回台１４上の機器の
上面より少し高くし、この状態でバケツト２９を
車体１０の後方に旋回させることでトラツク等に
移すことができる。

次に、油圧モータ１８，４２による旋回台１
４、作業台２０の旋回動作に付いて説明する。こ
の旋回動作は３つの種類があるため、それぞれの
場合についてその設定条件を区別して説明する。

(1) 旋回台１４と作業台２０の同期回転動作。

電磁弁６１，６２は作動させず、同調モータ
５８，５９にはバイパス路を形成しておかな
い。そして、マルチ弁５５を正転Ｂのブロツク
に切換える。

油圧ポンプ５２から吐出された圧力油はマル
チ弁５５より各同調モータ５８，５９に供給さ
れて同調モータ５８，５９はシヤフト６０によ
つて同期しながらそれぞれ圧力油を吐出し、こ
の圧力油の吐出量は１対２に制御されてそれぞ
れが調整されながら吐出される。同調モータ５
８から吐出された圧力油は逆止弁６５を通過し
て油圧モータ１８に伝えられ、油圧モータ１８
を経た圧力油はロード弁６４、マルチ弁５５を
通過してタンク５３に戻ることになる。また、
同調モータ５９から吐出された圧力油は逆止弁
７３、油圧モータ４２、ロード弁７２、マルチ
弁５５を通過してタンク５３に戻ることにな
る。こうして両油圧モータ１８，４２に圧力油
が供給されるが、同調モータ５８，５９の吐出
油量は１対２に設定されており、同調モータ５
９の吐出油量は同調モータ５８のそれぞれに比
べて２倍であり、各油圧モータ１８，４２の容
量は１対１で等しいため、油圧モータ４２は油
圧モータ１８に比べて２倍の回転速度で回転す
ることになる。そして、この油圧モータ１８が
作動すると出力軸３７、ピニオン３８は回転
し、噛合つた原動歯車３４の歯車を転回するこ
とからスライダ３６は原動歯車３４に沿つて回
転することになり、旋回台１４は車体１０に対
して旋回することになる。同時に油圧モータ４
２が作動すると油圧モータ４２の出力軸４３及
びピニオン４４は回転して噛合つた従動歯車４
０を軸支体３９に沿つて回転させる。このた
め、従動歯車４０上に載置した作業台２０、支
持体２１、掘削機構３３を旋回台１４に対して
回転させる。ここにおいて、油圧モータ１８，
４２のそれぞれの回転方向を逆向きに設定して
おくことで旋回台１４と作業台２０の回転方向
はそれぞれ逆向きとなり、作業台２０上に固定
した掘削機構３３は旋回台１４の上方を通過す
ることになる。

この２つの油圧モータ１８，４２の作動によ
り旋回台１４と作業台２０の相対的な関連を第
99によつて説明すると、油圧モータ４２によつ
て、作業台２０は図中Ｘ方向に回転を始め、油
圧モータ１８によつて旋回台１４は図中Ｙ方向
に回転を始める（第９図中イ）。前述の様に油
圧モータ１８，４２は供給される吐出油量によ
つてその回転速度を１対２に制御されている。
従つて、作業台２０は旋回台１４の倍の速度で
回転することになり、旋回台１４が90度回転す
ると作業台２０は180度回転し、両者は逆回転
しているため作業台２０は相対的に90度回転
し、掘削機構３３は車体１０に対して直角に位
置して第９図ロの状態となる。このため、作業
台２０は車体１０の一方に最大限に偏位し、掘
削機構３３は旋回台１４の上方に位置して車体
１０の他方の側面より突出しなくそのまま通過
する。さらに、旋回台１４が90度回転すると作
業台２０は180度回転し、作業台２０は車体１
０の右側にまで移動し、掘削機構３３は車体１
０の反対側に突出し、第９図イの状態と丁度反
転した位置にまで移動する。この第９図ハの状
態でマルチ弁５５を中立Ａに戻せば油圧モータ
１８，４２はその作動を停止し、旋回台１４、
作業台２０はその回転を停止する。つまり、掘
削機構３３は旋回台１４の車体１０上での旋回
運動と、作業台２０の旋回台１４上での逆方向
に向けた旋回運動を受け、二重に旋回すること
になり、掘削機構３３は車体１０の前方から後
方に向つて回転するときには必らず旋回台１４
の上方を通過して回転し、掘削機構３３を車体
１０の側方に突出しないように最大限の範囲で
旋回することになる。掘削機構３３を第９図ハ
の位置からイの位置に反転させるにはマルチ弁
５５を逆転Ｃのブロツクに切換えれば前述とは
逆向きの動作を行い、旋回台１４、作業台２０
は一定の比率で逆転させられて最初の位置に復
帰する。

(2) 旋回台１４のみの回転動作。

電磁弁６１をオンし、この電磁弁６１によつ
て同調モータ５８の両端にバイパス路を形成さ
せておく。

このままマルチ弁５５を正転Ｂのブロツクに
切換えると油圧ポンプ５２からの吐出油は同調
モータ５８，５９に供給されるが、電磁弁６１
によつてバイパス路が形成されているために圧
力油は摩擦の少ないバイパス路を通過して同調
モータ５８には伝わらず、各同調モータ５８，
５９は回転せずに油圧モータ１８へのみ圧力油
が供給され、油圧モータ１８のみが作動する。
このため、出力軸３７、ピニオン３８のみが回
転して、噛合つた原動歯車３４を回転させるた
めスライダ３６は原動歯車３４に沿つて回転し
て旋回台１４のみを車体１０に対して旋回させ
ることになり、旋回台１４に載置してある作業
台２０、掘削機構３３は前方を向いたままその
まま車体１０の側方に突出し、第１０図に示す
状態となる。このため、掘削機構３３を車体１
０で上下動させて車体１０の向きとは直角の方
向で掘削作業を行うことができる。

(3) 作業台２０のみの回転動作。

電磁弁６１をオンし、電磁弁６１により同調
モータ５９の両端にバイパス路を形成させてお
く。

このままマルチ弁５５を正転Ｂのブロツクに
切換えると油圧ポンプ５２からの吐出油はバイ
パス路を通過して油圧モータ４２にのみ供給さ
れ、油圧モータ１８には供給されない。このた
め、出力軸４３、ピニオン４４は回転し、噛合
つた従動歯車４０を軸支体３９に沿つて回転さ
せる。このため、従動歯車４０上に載置した作
業台２０、支持体２１、掘削機構３３は旋回台
１４に対して回転させられるが、油圧モータ１
８は作動しないため旋回台１４は回転せず、掘
削機構３３は旋回台１４に対して操作しただけ
の角度を回転して首を振ることになる。この首
を振つた状態が第１１図に示すもので、旋回台
１４は車体１０の前方を向いて停止している
が、作業台２０のみが回転し、掘削機構３３は
車体１０の前方において扇状に振ることがで
き、車体１０の前方中央のみだけでなく、車体
１０の前方両側も掘削することができる。

本実施例では同調モータ５８，５９の容量比を
１対２とし、油圧モータ１８，４２の容量比を１
対１と設定した構成に付いて説明してあるが、こ
の実施例に限定されることなく、同調モータ５
８，５９の容量比を１対１とし、油圧モータ１
８，４２の容量比を２対１と設定することで油圧
モータ４２の回転速度を油圧モータ１８のそれに
対して２倍に維持させる構成であつてもよい。

本発明は上述の様に構成したので、掘削機のバ
ケツトを極力偏心させて先方から後方に旋回させ
ることができ、バケツトを車体の側面から突出さ
せることがないため、他の車線の運行に支障を生
じなく、道路を効率良く使用させることができ
る。そして、この掘削機の旋回用の油圧モータは
油量同調手段により供給油量を制御させられて常
に一定の比で回転させることができ、機械的な同
調に比べて小型となり、保守も容易となる。ま
た、電子的な制御に比べると耐振、耐熱などの悪
環境に強くなり、分流弁等を使用した油量制御よ
りはるかに精度の高い油量制御ができて回転比を
一定に維持できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２
図は同上の側面図、第３図は同上の正面図、第４
図は同上の平面図、第５図は旋回機構を詳しく示
す第４図中Ａ−Ａ矢視の断面図、第６図は同上の
旋回機構の構成を示す分解斜視図、第７図は旋回
機構の配置を示す説明図、第８図は油圧系の配管
を示す油圧回路、第９図は同期状態における回転
の順序を示す説明図、第１０図は旋回台を車体に
対して所定角度偏位させて作業させる場合を示す
説明図、第１１図は作業台を旋回台に対して所定
角度偏位させて作業させる場合を示す説明図であ
る。 １０……車体、１４……旋回台、２０……作業
台、１８，４２……油圧モータ、５７……油量同
調部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動可能な車体上方に水平に回転できる旋回
   台を設けるとともに、旋回台上面には旋回台の回
   転中心より偏位させて作業台を回転自在に設け、
   作業台には掘削機構を固着した掘削機において、
   圧力油を発生させる油圧発生源と、一対の油圧モ
   ータの出力軸を直結して両者の吐出量を一定の比
   に保持する油量同調手段と、旋回台と作業台とを
   それぞれ独自に回転させる一対の油圧回転手段と
   から構成され、油圧発生源と油量同調手段の油圧
   モータを接続し、それぞれの油圧モータにそれぞ
   れ油圧回転手段を個別に接続し、旋回台と作業台
   とを常に一定の比で回転させることを特徴とする
   掘削機の油圧回路。