JPH0477095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、土工機械に関し、かつ特定的に
は、陸水路および潅漑の目的を主に意図する装置
に関するが、しかしまたそれよりも標準的な掘削
機の応用例にも関する。

従来、ドラツグラインは、水路の溝の凌渫およ
び／または造成のために用いられてきて、そのよ
うなドラツグラインは、特定の仕事に合うように
広い範囲の大きさにおいて利用可能である。しか
しながら、ドラツグラインを用いる大きな不都合
は、正確な作業をするために高度の制御が必要で
ある可撓性の動作によつて、熟練した技術がオペ
レータに要求されることである。さらに、ドラツ
グラインは、水路の溝または運河の遠い斜面では
効果的でなく、かつバケツトは、歯を有する長く
かつ比較的狭いものでなければならず、それは斜
面またはいわゆる「バター（batter）」の整然と
したトリミングを行なうためである。

最近では、長いブームおよびアームと広くて浅
いバケツトとを有する普通の液圧バツクホー
（backhoe）が、ドラツグラインの代わりに、大
きさ範囲の下方端において用いられてきており、
延ばされたブームおよびアームの重さは、機械の
ベツドプレートの後部に従来の方法で固定された
釣合いおもりによつて釣合わされる。遠到達距離
のバツクホーは、ドラツグラインの動作的ないく
つかの問題を克服し、かつ装置が剛的であるので
操作に必要とされる技術を非常に減少し、バケツ
トの角度が意のままに変動可能でありかつラムの
出力が貫通のために利用可能であるが、その装置
は非常に重く、実際に許容される荷重は、大抵非
常に小さく、かつその機械はその後部を重くする
ために重い釣合いおもりを必要とする。さらに、
低い単位面積当りの圧力が、長くて広い両輪間隔
（track）を適用することによつてのみなされるこ
とができ、たとえこれらが適用されても、その機
械は、振動しかつ柔かい地面に沈むような傾向が
ある。

たとえば、イギリス特許出願DE−Ａ−3126324
に見られるように、液圧ラムの影響下で、異なる
位置に移動して、クレーンの釣合いを異なる動作
のジブ長さに対して与えるような釣合いおもりを
移動クレーンに設けることが知られている。さら
に、たとえばイギリス特許出願EP−Ａ−0033060
から知られるように、グラブを有する掘削機械の
上に回動する釣合いおもりを設けることが知られ
ている。

この発明の目的は、長いリーチを有する従来の
バツクホーに見られたような問題点を克服するこ
とである。言い換えれば、本願発明の目的は、同
じリーチを有する従来のバツクホーに比べて、全
体としての重量が軽量であり、しかもより大きな
荷重を持ち上げることのできるバツクホーを提供
することである。

この発明に従つた土工機械は、前提要件とし
て、ブームと、アームと、釣合おもりとを備え
る。ブームは、ほぼ水平な軸線の回りに回動可能
に機体に取付けられる。アームは、ブームの一方
端に回動可能に取付けられ、ブームから離れてい
る端部にバケツトを有している。釣合おもりは、
ブームおよびアームの重量と釣合わせるために、
アームの動きに応答して移動可能とされている。

この発明は、上述のような土工機械において、
以下のことを特徴とする。

ブームは、その両端部間の途中位置で回動可能
に取付けられている。釣合おもりは、アームから
離れているブームの端部上に摺動可能に取付けら
れている。ブームに沿つて釣合おもりを摺動可能
に移動させるための手段が設けられる。釣合おも
りがブームの回動軸線から遠ざかるようにブーム
に沿つて移動したとき、同時にアームが外方に回
動し、かつ、アームが内方に回動したとき、釣合
おもりがブームに沿つて内側へ移動するように、
釣合おもりとアームとは連結線を介して接続され
ている。土工機械は、さらに、アームの回動軸線
から離れたところで機械上に取付けられたウイン
チを備える。ウインチは、アームを内方へ引き寄
せるためにブームから離れているアームの端部に
取付けられたケーブルを有している。

好ましくは、そのアームは、釣合いおもりに取
付けられた１本またはそれ以上のケーブルによつ
て動かされ、かつその釣合いおもりが、１つまた
はそれ以上の液圧ラムによつて直接操作されて、
そのためそのラムの移動が、釣合いおもりの移動
と同時にアームの移動を制御する。一定の荷重の
アプリケーシヨンを与えるようにそのアームに働
く直接のケーブルの引張りを維持するために、各
ケーブルは、ブーム上のアームの枢軸個所と同中
心のそれぞれのクアドラントのまわりを通過して
もよい。

好ましくは、そのブームから離れた方のアーム
の端部が、ケーブルに取付けられ、そのケーブル
は、ブーム上のアームの枢軸個所から離れて機械
の上に取付けられたウインチから延び、それによ
つてアームが、ウインチによつてブームの枢軸個
所の方へ内方向へ引張られることができる。

お互いに同期して釣合いおもりとアームが移動
するようにすることによつて、機械の重心の移動
は、制限され、機械の動作の安定性と、減少した
回転の慣性と、とりわけより大きな作業半径でよ
り重い荷重を処理することが可能になるというこ
とから見ると、かなりの有益性がある。さらに、
従来のバケツトまたはその他の装置を用いた場合
に支持するアームが、それぞれウインチおよびケ
ーブルとペンダントケーブルとによつて、ブーム
の枢軸個所の方へまたはそこから離れるように移
動されることが可能になることによつて、アーム
とブームとの間の従来の液圧ラム動作が、アーム
とブームとがより軽い構成からなることを可能に
して行なわれることができる。このことは可能で
ある、なぜならば、アームとブームとの間の液圧
ラムを用いることによつて、その取付個所に隣接
するアームとブームとにおける高い負荷圧力が生
じるので、かつまた掘削の間にバケツトまたは他
の装置が放射状内方向に引かれている間、アーム
とブームとがかなりの曲げモーメントを支持する
ことができなければならないからである。上述し
たケーブルによつてアームを動作することによ
り、ブームとアームとの機能が、単に案内および
荷重の持上げを与えるように変えられて、そのた
めそれらは、従来のバツクホーにおけるような大
きなラムースラストに耐えるのに必要な非常に高
い圧力が与えられるエレメントに関連する大きな
エレメントである必要はない。

ウインチモータおよび釣合いおもりラムは、同
じ動作レバーにより制御されることができ、一方
の方向のレバーの移動は、そのラムがニユートラ
ルにある状態でウインチモータの動作を生じさ
せ、かつ反対の方向のレバー移動は、ウインチモ
ータがニユートラルにある状態でラムの引張力を
生じさせる。ウインチの動作モータとラムとの間
のこのような液圧的な相互接続によつて、その２
つの一緒の動作は避けられることができ、このよ
うにしてその機械の相互に排他的な運動がなされ
るのを妨げかつあらゆる損傷を防止する。

代わりに、もしラムの出力がブームとアームと
の間のアーム上に必要とされるならば、ブームに
対するアームのラム制御動作と釣合いおもりの液
圧ラム制御動作とは、機械のバランスを同時に維
持するためにそれぞれ延びかつ引込めるように関
連される。

この発明に従つて構成される機械の一例が、添
付の図面を参照して述べられる。

第１図は、この機械の側面図である。

第２図は、修正されたブームおよびアームの構
成を有する機械の第２の側面図である。

第３図は、この機械の液圧制御システムの部分
のブロツク図である。

第１図に示される機械は、必要なときに、液圧
ポンプ（３９、第３図）により供給される液圧モ
ータ（図示せず）により駆動されるように構成さ
れる１対のエンドレストラツク２を取付けたシヤ
ーシ１を備える。シヤーシ１上には、上部構造３
が回転リング４によつて取付けられ、したがつて
その上部構造があらゆる所望の位置に回転するこ
とができる。その回転リングの軸は４′で示され
る。上部構造３は、機械ハウジング６および安全
フエンダ８とともに、オペレータのための従来の
運転手台５を含む。その上部構造は、実質的に水
平の枢軸９でブーム８を取付け、そのブーム８
は、２つの半体８′，８″で構成され、その２つの
半体は、フランジ付きのジヨイント１０、枢軸１
０′または他の接続形式で一緒に連結される。ブ
ームを上げたり下げたりするために、従来の液圧
ラム１１が用いられる。

上部構造から離れた方のブームの端部におい
て、アーム１２が、軸１３のまわりに回動可能に
取付けられ、順次そのアームが、バケツト１４を
支持する。バケツト１４は、軸１５のまわりに枢
支されており、かつさらに他の液圧ラム１７によ
つて駆動されることができる従来のリンケージ１
６が、そのアームの端部におけるバケツトの位置
を制御するために用いられる。従来と同様に、そ
のアームの端部における取付は、特定の状況に適
応するように異なる大きさのバケツトを受けるよ
うにされる。

ブームに対してアームの角度を制御するため
に、連結線、たとえば、１対のペンダントケーブ
ル１８（１つだけ図示）が、ポイント１９でアー
ムに取付けられる。ケーブル１８は、クアドラン
ト（quadrant）２０上を通過し、そのクアドラ
ント２０は、ブーム８上のアーム１２の枢軸個所
１３と同中心となるようにアーム１２の端部に形
成されまたは取付けられる。ペンダントケーブル
１８は、ブーム８の後方部分２３上のローラ（図
示せず）により揺動可能である釣合いおもり２２
の前方の端部に取付けられた調整可能な取付部２
１へ延びる。釣合いおもりの位置は、さらに他の
液圧ラムによつて順次制御可能である。

液圧駆動ウインチドラム２５が、ブーム８の下
の下方位置に取付けられ、かつウインチドラム２
５に巻かれた引張ケーブル２６が、ウインチドラ
ムからバケツトの取付個所に隣接するアーム上の
取付部２７の方へ延びる。

使用において、バケツト１４が、（ブームの角
度を変えるために）ブームラム１１の延びまたは
引込みによつて位置決めされ、かつラム２４の延
びによつて位置決めされ、そのラム２４は、釣合
いおもり２２と取付部２１とペンダントケーブル
１８とを介して、外方向に、そのブームに対する
アームの角度位置を調整する。アームの端部に対
するバケツトの角度は、液圧ラム１７の延びまた
は引込みによつて制御されることができる。バケ
ツトが地面に突き刺さりまたは集められべき材料
を抉ると、ウインチドラム２５がロープ２６を引
張るように動作し、このようにして適当な位置に
その掘り出した土を置くために上部構造の方へバ
ケツトを引張る。

擢動する釣合いおもり２２は、アームおよびバ
ケツトといつでも同期して移動し、そのためバケ
ツトが掘削位置から移動すると、釣合いおもりが
後方へ擢動して前方の荷重に対してバランスを維
持し、かつその逆も同様であるということが理解
できよう。このことは、安定性、減じられた回転
慣性、かつとりわけ有意義な荷重がその機械の全
到達範囲で処理されることができるということか
らの有益性でその機械の重心の移動を制限すると
いう効果を有する。さらに、釣合いおもりによつ
てアームと荷重の重さを釣合わせることにより、
その機械を操作するのに必要な努力を減じられ、
かつ他の方法で必要であろうよりも小さな馬力の
エンジンがその機械に取付けられる。さらに、引
張りケーブル２６によつて与えられる直接の引張
りは、バケツトを引張るためのエネルギの最も強
力でかつ能率的な形態を与え、かつ掘削を助ける
ためにバケツトにアームを介して従来のラムの出
力が伝達されるとき適当に重い構造を必要とする
ような従来のラムの出力によりアームの先端に与
えられる大きな力のための設計の必要性を除去す
る。引張りケーブルの使用によつて、より大きな
バケツトの容量とより大きな出力が得られる。ク
アドラント２０は、動作サイクル中ずつとアーム
枢軸個所１３から一定の放射状距離でペンダント
ケーブル１８を維持して一定のモーメントのアー
ムを与えるように設けられる。このように、液圧
ラムとは異なり、一定の負荷が与えられることが
でき、最大半径でより大きなバケツトを扱うとき
にアームの効率に貢献する。

ウインチの位置は、図示されているものと異な
つてもよく、かつたとえば上部構造に直接取付け
られてもよいことが理解できる。

釣合いおもりラム２４とウインチドラム２５と
の制御の間の効果的な連結のための構成によつ
て、ラム２４が延ばされているときウインチの偶
発的な作動が避けられる。明らかなように、その
ようなことが起これば、引張りケーブル２６が破
損する前に深刻な構造的な損傷が生ずるであろ
う。このことは、ウインチドラム２５の動作を制
御しかつラム２４の動作を制御する動作レバーを
構成することによつて（さらに詳細に述べられる
であろうように）最も簡単に達成され、そのレバ
ーは、たとえば前方位置において、ウインチモー
タがニユートラルにある間、ラム２４が延びかつ
したがつてアーム１２が外方向に揺動するように
構成され、そのレバーの反対方向の移動によつ
て、ラム２４がニユートラルにされかつウインチ
ドラム２５がケーブル２６を引張るように回転す
る。

上述したように、ブーム８は、フランジ付ジヨ
イント１０で分割される。このジヨイント１０お
よび枢軸個所１０′により、従来のバツクーホー
アセンブリ３０が、第２図に示されるように機械
に取付けられることができる。

第２図は、枢軸１０′により、従来のバツクホ
ーアセンブリ３０のブームを形成するブーム部分
８に取付けられるブーム８′の下半分を示す。
実際には、第１図に示される機械は、単にアーム
１２とブーム８″とケーブル１８を除去しかつバ
ツクホーアセンブリ３０を取付けることによつ
て、短い時間で第２図に示される形状に変更され
得る。ブーム部分８は、一方端においてブーム
８′に（図示されるように、ラム１１の取付個所
に）取付けられかつ他方端においてアーム８に
２本のボルト位置３２，３３のうちの１つで固定
される１対の支柱３１によつて位置が付加的に固
定される。ブーム部分８は、枢軸３５のまわり
にアーム３４を取付け、ブームに対するアーム３
４の位置は、従来の液圧ラム３６によつて制御さ
れ、かつアーム３４の端部に取付けられたバケツ
ト３７も同様に、同様なラム３８によつて制御さ
れる。使用においてこの変更例の機械の動的なバ
ランスを達成するために、変更されていない機械
においてウインチモータを駆動する制御ライン
が、ラム３６の引込みがラム２４の同時の伸びを
生じかつ逆も同様になるような方法で代わりにラ
ム３６に接続され、それにより釣合いおもり２２
およびアーム３４がお互いに同期して移動し必要
なバランスが維持される。

第３図は、この機械の液圧制御システムの部
分、かつ特に、釣合いおもりラム２４と引張りケ
ーブルウインチドラム２５との制御に関する制御
システムの部分を示す。この図は、概略的であ
り、かつ容易に理解できるように簡単に描かれて
いる。

液圧ポンプ３９は、液溜め４０から液圧液体を
取入れ、かつそれを供給ライン４１および４２を
介して制御レバーバルブ４３および操縦者操作制
御バルブ４４に送る。制御レバーバルブ４３は、
１対のバルブ４３′を含むように概略的に示され
ており、１対のバルブ４３′は、一方のバルブが
ポンプ３９から液体を２本の供給ライン４５のう
ちの一方を介して操縦者操作制御バルブ４４へ供
給すると、他方のバルブ４３′が液溜め４０への
排液ライン４７を介して逆方向の流れを与えるよ
うに相互接続されている。

操縦者操作制御バルブ４４は、３つの位置、す
なわち中央のニユートラル位置と、左側位置（概
略的に示されるように制御バルブスプールの右
側）と、右側位置（概略的に示されるように制御
バルブスプールの左側）との間で移動可能であ
り、左側位置では、液圧液体が、ケーブル２６を
引き入れるための動作のため引張りウインチドラ
ムモータ２５′の方へ向けられ、釣合いおもりラ
ム２４が排液可能にされ、かつ右側位置では、液
圧液体がラム２４の方へそれを延ばすために向け
られ、ウインチドラムモータ２５′がニユートラ
ルで巻戻される。制御バルブ４４のニユートラル
位置において、液圧液体は、制御バルブを介して
真直ぐ流れて液溜め４０に戻る。

操縦者操作制御バルブ４４からラム２４および
モータ２５′への液体は、ラム２４とモータ２
５′のうちの一方が制御バルブ４４から供給され
るときにその他方が排液され得るように相互接続
されるバルブシステム４８および４９を介してそ
れぞれ供給される。バルブシステム４８および４
９の各々は、圧力逃がし弁を含み、そのためもし
何かによつてラム２４またはウインチモータ２
５′が、スプールがニユートラルの状態で過負荷
にされると、逃がしバルブが開かれかつ余分な液
体が液溜めへ放出される。

バルブ５０は、ウインチモータ２５′が巻戻さ
れているときに、キヤビテーシヨン（またはオイ
ルスターベーシヨン（oil starvation））を防ぐ。

本願発明によれば、従来技術に優る顕著な効果
が得られる。まず第１に、機械の全体重量を小さ
くすることができる。なぜなら、本願発明では、
ブーム上に釣合おもりを取付け、その釣合おもり
を連結線を介してアームに接続することによつ
て、釣合おもりの外方への移動に伴つてアームを
外方へ回動させ、釣合おもりの内方への移動に伴
つてアームを内方へ回動させるようにしている。
このような構成であるので、アームと釣合おもり
に対して共通の駆動手段を利用することができ、
その結果、必要となるべき駆動手段の数を減少さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この機械の側面図である。第２図
は、変更されたブームおよびアームの構成を有す
る機械の第２の側面図である。第３図は、この機
械の液圧制御システムの部分のブロツク図であ
る。 図において、８はブーム、９，１３は枢軸個
所、１２，３４はアーム、２２は釣合いおもり、
１８，２６はケーブル、２０はクアドラント、２
４，３６は液圧ラムを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ほぼ水平な軸線９の回りに回動可能に機体に
   取付けられたブーム８と、 前記ブームの一方端に回動可能に取付けられ、
   前記ブームから離れている端部にバケツト１４を
   有しているアーム１２と、 前記ブームおよびアームの重量と釣合わせるた
   めに、前記アーム１２の動きに応答して移動可能
   な釣合おもり２２と、 を備えた土工機械において、 前記ブーム８は、その両端部間の途中位置で回
   動可能に取付けられており、 前記釣合おもり２２は、前記アーム１２から離
   れている前記ブームの端部上に摺動可能に取付け
   られており、 前記ブームに沿つて釣合おもり２２を摺動可能
   に移動させるための手段２４が設けられており、 前記釣合おもりが前記ブームの回動軸線から遠
   ざかるように前記ブームに沿つて移動したとき、
   同時にアーム１２が外方に回動し、かつ、アーム
   が内方に回動したとき、釣合おもりがブームに沿
   つて内側へ移動するように、前記釣合おもり２２
   と前記アーム１２とは連結線１８を介して接続さ
   れており、 前記アームの回動軸線１３から離れたところで
   前記機械上に取付けられたウインチ２５を備え、 前記ウインチは、前記アーム１２を内方へ引き
   寄せるために前記ブームから離れている前記アー
   ムの端部に取付けられたケーブル２６を有してい
   ることを特徴とする、土工機械。 ２ 前記連結線１８は、前記アームの回動軸１３
   と同心のクアドラント２０の回りを通過する、特
   許請求の範囲第１項に記載の土工機械。 ３ 前記釣合おもりを摺動可能に移動させる手段
   は、液圧ラム２４を備える、特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の土工機械。 ４ 前記ウインチのモータ２５′と前記釣合おも
   りのラム２４とは、液圧的に相互接続されてお
   り、それによつて、ラムが操作されるときウイン
   チのモータの操作を妨げ、かつ、ウインチのモー
   タが操作されるときラムの操作を妨げる、特許請
   求の範囲第３項に記載の土工機械。 ５ 前記ウインチのモータ２５′と前記ラム２４
   とは共通のレバーバルブ４３によつて操作される
   ものであり、前記レバーを一方方向に移動させる
   と、ラム２４が動作して前記アーム１２を外方に
   回動させるものであり、前記レバーを反対側の方
   向に移動させると、ウインチ２５が動作してケー
   ブル２６を引込み前記アームを内方に回動させる
   ものである、特許請求の範囲第４項に記載の土工
   機械。