JPH042740B2 - - 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狭くして、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
タで駆動させる場合、車体と旋回台、旋回台と作
業台のそれぞれの相対位置を簡易に設定すること
ができる掘削機の位置設定機構に関する。

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。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
せるため、しれぞれを油圧モータによつて駆動さ
せていたが、長時間作動させると相対的な角度位
置がずれてしまい同期が正確に行われなくなるこ
とが多いものである。このため、時々油圧モータ
をそれぞれ個別に作動させて正常な角度位置に補
正しておく必要があるが、手動による操作では時
間が掛るとともに煩しく、確実な位置合せが出来
にくいものであつた。

本発明は上述の欠点に鑑み、第１と第２の位置
検出手段を設けておき、車体と旋回台と作業台と
のそれぞれの角度位置を自動的に設定してずれを
補正することができる掘削機の位置設定機構を提
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。そして、旋回台１
４の下部前方には第１の位置検出手段４５が固着
してあり、この内部にはリミツトスイツチ４６が
収納してあり、リミツトスイツチ４６は車体１３
の前方に突出した接触片４７によつて作動される
位置に設けてある。また、保持盤１９の前方には
第２の位置検出手段４８が固着してあり、この内
部にはリミツトスイツチ４９が収納してあり、リ
ミツトスイツチ４９は作業台２０の前方に突出さ
せた接触片５０によつて作動される位置に設けて
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が連
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５１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には常時開
成している電磁弁６３とロード弁６４が直接に接
続してあり、ロード弁６４には油圧モータ１８、
ロード弁６５が直列に接続してあり、ロード弁６
５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６４，６５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６６，６
７が並列に接続してあり、ロード弁６４，６５、
逆止弁６６，６７によりカウンターバランス部６
８が形成されている。また、油圧モータ１８の両
端には一対のリリーフ弁６９，７０が並列に逆方
向に接続してあり、リリーフ弁６９，７０でブレ
ーキ部７１が形成してある。また、同調モータ５
９の端部には常時開成している電磁弁７２とロー
ド弁７３が直列に接続してあり、ロード弁７３に
は油圧モータ４２、ロード弁７４が直列に接続し
てあり、ロード弁７４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７３，７４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７５，７６が並列に接続してあり、ロー
ド弁７３，７４、逆止弁７５，７６によりカウン
ターバランス部７７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７
８，７９が並列に逆方向に接続してあり、リリー
フ弁７８，７９によりブレーキ部８０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に設定さ
てある。

第９図は本実施例の電気回路図を示すもので、
バツテリー８１にはそれぞれ手動のスイツチ８
２，８３が接続してあり、スイツチ８２には前述
の電磁弁６１，７２が接続してあり、スイツチ８
３には電磁弁６２，６３が接続してある。そし
て、バツテリー８１にはリレー８４と補正スイツ
チ８５が直列に接続してあり、リレー８４はそれ
ぞれ常開のスイツチ８６，８７，８８を作動させ
ることができる。前述のリミツトスイツチ４９内
には常開のスイツチ８９と常閉のスイツチ９０を
内蔵しており、リミツトスイツチ４６内には常開
のスイツチ９１と常閉のスイツチ９２を内蔵して
いる。前述のスイツチ８７と８９はスイツチ８２
に並列に接続してあり、スイツチ８８と９１はス
イツチ８３に並列に接続してあり、スイツチ８６
はリレー８４と補正スイツチ８５の間に接続して
あり、スイツチ９０と９２はスイツチ８６に並列
に接続してある。

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。

スイツチ８２，８３はオフに設定しておき、
電磁弁６１，６２，６３，７２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電磁弁６３、逆止弁
６６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６５、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
力油は電磁弁７２、逆止弁７５、油圧モータ４
２、ロード弁７４、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５９の吐出油量は同調モ
ータ５８のそれに比べて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１
４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４２が作動すると油圧モータ４
２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。また、油圧モー
タ１８，４２の容量及びピニオン３８，４４、
原動歯車３４、従動歯車４０の歯数を予め設定
しておき、作業台２０の回転速度を旋回台１４
の回転速度の２倍になるようにしてある。

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
１０図によつて説明すると、油圧モータ４１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１０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
が１対２の比に設定されているので、それらの
回転速度は１対２の比率に制御されている。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１０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１
０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１０
の右側にまで移動し、掘削機構３３は車体１０
の反対側に突出し、第１０図イの状態と丁度反
転した位置にまで移動する。この第１０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１
４、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
１０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
前述とは逆方向の動作を行い、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。

スイツチ８２のみを手動で閉成すると電磁弁
６１，７２が作動し、この電磁弁６１によつて
同調モータ５８の両端間にバイパス路を形成さ
せ、同時に電磁弁７２は閉じて同調モータ５９
と逆止弁７５間の油路を閉成させておく。

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には供給されず、電磁弁６１
で形成されたバイパス路を通過して油圧モータ
１８へのみ圧力油が供給されて、油圧モータ１
８のみが回転することになる。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に載置してある回転台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１１図に示す状態となる。こ
のため、掘削機構３３を車体１０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。

スイツチ８３のみをオンして電磁弁６２，６
３を作動させ、同調モータ５９の両端側にバイ
パス路を形成させるとともに、電磁弁６３を閉
じて同調モータ５８と逆止弁６６の接続を閉じ
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からの吐出油は電磁
弁６２の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４２が作動され
る。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３
３は旋回台１４に対して回転させられるが、油
圧モータ１８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１２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。

(4) 同期位置の補正 前述の様に旋回台１４と作業台２０を回転さ
せていると少しづつ相対的な位置がずれてきた
り、それぞれ単独で作動させた後においては、
両者の相対位置を同期できる適正な修正をして
おかなければならない。この場合は補正スイツ
チ８５を押動するだけで容易に補正できる（ス
イツチ８２，８３はオフにしておく。）。

補正スイツチ８５を押すとリレー８４が作動
し、スイツチ８６がオフしてリレー８４、スイ
ツチ８６，９０，９２に電流が流れてリレー８
４はホールドされ、同時にスイツチ８７，８８
がオンされ続ける。この状態のときマルチ弁５
５を正転Ｂ、又は逆転Ｃのブロツクに操作する
と油圧モータ１８，４２にはそれぞれ圧力油が
供給され、旋回台１４、作業台２０は回転を始
めることになる。旋回台１４が所定角度だけ回
転して車体１０の前方と旋回台１４の前方とが
一致したときにはリミツトスイツチ４６に接触
子４７が当接し、スイツチ９１がオンするとと
もにスイツチ９２がオフすることになり、スイ
ツチ８８，９２を介して電磁弁６２，６３は作
動されて油圧モータ１８には圧力油が供給され
ず旋回台１４は停止する。さらに、作業台２０
の前方と旋回台１４の前方とが一致するとリミ
ツトスイツチ４９に接触子５０が当接し、スイ
ツチ８９がオンしてスイツチ９０がオフするこ
とになり、スイツチ８７，８９を介して電磁弁
６１，７２が作動され、油圧モータ４２には圧
力油が供給されずにその位置で作業台２０は停
止する。前述の様にスイツチ９０，９２がオフ
するとリレー８４には電流が流れなくなり、ス
イツチ８６，８７，８８はオフされてリレー８
４のホールドを解除される。この後、旋回台１
４と作業台２０とは同期する相対的な位置に設
定され、同期運動を開始することになる。

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と設定した構成につ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、旋回台と作
業台とをそれぞれ個別に作動させていて両者の同
期位置がずれても極めて容易に補正することがで
きることになり、手操作が不要となり操作が簡易
となるものである。

【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図は制御のための電気回路
図、第１０図は同期状態における回転の順序を示
す説明図、第１１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
１２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、４５……第１の
位置検出手段、４８……第２の位置検出手段。

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、旋回台と作業台を
   それぞれ独立した油圧回転手段で回転させる掘削
   機において、車体と旋回台との相対位置を検出す
   る第１の位置検出手段を設けるとともに、旋回台
   と作業台との相対位置を検出する第２の位置検出
   手段を設け、第１及び第２の位置検出手段のそれ
   ぞれが特定の設定位置を検出したときに各油圧回
   転手段の動作を停止させることを特徴とする掘削
   機の位置設定機構。