JPH0627949U - ブレーカ付きバケットの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バケットに設けたブレーカの作動を掘削抵抗
に応じて自動制御する。 【構成】 バケット６にかかる掘削抵抗が一定値を越え
て油圧負荷が変動したときに、シャトル弁３６，３７の
出力を受けるシーケンス弁３８を作動させてブレーカ本
体１３ａに給油し、作業者の判断によらず油圧ブレーカ
１３を自動的に作動させることにより、掘削作業の簡単
化を図る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、バケットに設けたブレーカを掘削抵抗に応じて自動制御するように したブレーカ付きバケットの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図５に示す油圧ショベル１は、建設作業現場等で地盤や舗装路の掘削に用いる もで、無限軌道を有する下部走行体２に上部旋回体３を旋回自在に支持し、上部 旋回体３から揺動可能に延びるブーム４の先端に、アーム５を介してバケット６ が組み付けてある。ブーム４は、油圧のブームシリンダ４ａを駆動することで上 下に揺動し、ブーム４先端にピン結合したアーム５もまた、油圧のアームシリン ダ５ａを駆動することで上下に揺動する。バケット６は、結合ピン７によりアー ム５先端に回動自在に取り付けられ、ヘッド側をアーム５に連結されたバケット シリンダ６ａから伸びるロッド８の先端が、結合ピン９によりバケット６に連結 されている。これにより、ロッド８の伸縮に応じてバケット６は前後に首振り運 動を行い、先端のカッティングエッジでもって地盤を掘削する。

【０００３】 上記の油圧ショベル１は、通常の地盤掘削を行うときは何等問題はないが、土 丹や軟岩或いは大礫などの硬質の地盤を掘削するときや、或いは舗装道路をリッ ピング作業するときなどには、地盤が硬いために通常の掘削力をそのままバケッ ト６に伝えていたのでは、思うような掘削ができない。このため、こうした通常 の掘削抵抗を越える地盤を掘削するときには、アーム５先端のバケット６を硬質 地盤の破砕作業に適した油圧ブレーカ（図示せず）に付け替え、油圧ブレーカが 発する衝撃や振動により掘削能率を高める方法がとられるようになっている。

【０００４】 しかし、油圧ブレーカは硬質地盤の破砕作業には適するが、削り出された岩石 や土砂を運搬車等に積み込む積み込み作業にはまったく不向きであり、このため 積み込み作業を行うときは、油圧ブレーカを元のバケット６に付け替え直さなけ ればならない。また、地盤の土質が硬軟の変化に富んでいるような場合には、土 質が変化するつど、油圧ブレーカとバケット６を頻繁に交換しなければならず、 アーム５先端の掘削具の交換に時間がかかるため、掘削作業の能率低下が避けら れなかった。

【０００５】 一方、こうした問題に対処するため、油圧ブレーカをバケットに組み付けて一 体化させ、必要に応じて油圧ブレーカを動作させる形式の油圧ショベルが提案さ れている。この場合油圧ブレーカは、バケットの底板上にて保護板により覆われ ており、作業者による釦操作を受けて動作し、バケットのカッティングエッジか ら前方に突出するツース又はティースすなわち掘削歯を振動駆動することで、地 盤に対して連続的に繰り返し衝撃を及ぼす。この油圧ブレーカは、掘削抵抗の大 きな地盤を掘削するときにだけ作動させることができ、しかも破砕された土砂等 の積み込み作業にも邪魔にならず、従来のような繁雑な交換作業が必要ないため に、掘削作業能率が大いに向上するといった長所をもつものであった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記油圧ブレーカをバケットに組み付けて一体化させた油圧ショベルは、油圧 ブレーカとバケットが別体であった従来の油圧ショベルよりも格段に作業性が優 れるものであるが、油圧ブレーカを作動させるか否かの判断は、作業者自身の判 断に委ねられており、このため舗装路のリッピング作業のように掘削抵抗が通常 よりも大きいことが明白であるような場合はよいが、狭い範囲に硬質と軟質の地 盤が複雑に入り組んでいるような場所を掘削する場合には、どの時点で油圧ブレ ーカを作動させたらよいのか判断に迷うことがあり、通常の掘削とブレーカによ る掘削とを適時切り換えて行うことは困難であった。

【０００７】 本考案の目的は、バケットに一体化させたブレーカを、掘削抵抗がしきい値を 越えるときにだけ自動的に動作させるようにしたブレーカ付きバケットの駆動装 置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、流体圧により掘削歯を駆動するブレーカと、該ブレーカを設けたバ ケットと、掘削抵抗があらかじめ設定した一定値を越えるときにのみ前記ブレー カを作動させるブレーカ制御手段とを具備するブレーカ付きバケットの駆動装置 を提供することにより、前記目的を達成するものである。

【０００９】 また、本考案のブレーカ付きバケットの駆動装置は、前記ブレーカ制御手段が 、前記バケットの駆動に必要な流体圧から前記掘削抵抗の大小をしきい値判別し 、しきい値を越える掘削抵抗に対して前記ブレーカを作動させることを特徴とす るものである。

【００１０】 また、本考案のブレーカ付きバケットの駆動装置は、前記ブレーカ制御手段が 、前記バケットの駆動に必要な複数の油圧のなかから抽出した最高油圧から前記 掘削抵抗の大小をしきい値判別し、しきい値を越える掘削抵抗に対して前記ブレ ーカを作動させることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】

上記構成に基づき、掘削作業中の掘削抵抗があらかじめ設定した一定値を越え ているときにのみ、ブレーカ制御手段がバケットに設けたブレーカを作動させる ことにより、掘削する地盤の硬軟に応じて作業者の判断によらずブレーカ使用の 適否を自動的に判断する。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案のブレーカ付きバケットの駆動装置の実施例について、図１ない し図４を参照して説明する。図１は、本考案のブレーカ付きバケットの駆動装置 を適用した油圧ショベルの一実施例を示す側面図、図２，３は、それぞれ図１に 示した油圧ショベルのバケット部分の縦断面図及び平面図、図４は、図１に示し た油圧ショベルの油圧回路の一実施例を示す回路図である。

【００１３】 図１に示す油圧ショベル１１は、油圧により掘削歯１２を駆動する油圧ブレー カ１３がバケット１４内に組み込んである。掘削歯１２は、図３に示したように 、メインツース１２ａとその両側に配設したサブツース１２ｂからなり、サブツ ース１２ｂは固定歯であるため、メインツース１２ａだけが油圧ブレーカ１３に よる駆動を受ける。バケット１４は、図２，３に示したように、アーム５の先端 に連結する結合ピン７のためのピン穴１５とロッド８先端を連結する結合ピン９ のためのピン穴１６がブラケット１７に穿設してある。ブラケット１７に一体化 された背板１８の先端には、切削刃となるカッティングエッジ１８ａが設けられ ており、このカッティングエッジ１８ａの両側板１９付近に、上記のサブツース １２ｂが固着してある。左右のサブツース１２ｂの中央部分に位置するメインツ ース１２ａは、背板１８とその上面中央部分を覆う保護板２０の間の空間に、ブ ッシュ２１を挿通して進退自在とされており、空間内に組み込まれたブレーカ本 体１３ａにチゼル２２を介して結合される。ブレーカ本体１３ａは、バケット１ ４外部に設けた後述の油圧回路２３からホース２４を介して供給される作動油を 、切換弁２５経由で供給され、油圧によりチゼル２２を前後に駆動する。

【００１４】 油圧ブレーカ１３は、ブームシリンダ４ａやアームシリンダ５ａ或いはバケッ トシリンダ６ａとともに、図４に示す油圧回路２３に組み込まれており、各シリ ンダ４ａ，５ａ，６ａに共通の油タンク２６からポンプ２７を介して作動油を供 給される。各シリンダ４ａ，５ａ，６ａは、いずれもヘッド側とロッド側の油室 の一方に作動油を選択的に供給して駆動するよう構成されており、作動油の給排 を制御する３位置６ポート切換弁４１，５１，６１がシリンダ４ａ，５ａ，６ａ ごとに設けられている。図４には３位置６ポート切換弁４１，５１，６１を中立 状態で示してあり、この状態では、ポンプ２７から吐出された作動油はいずれも 還流管路２８を介して油タンク２９に送られてしまうため、どのシリンダ４ａ， ５ａ，６ａも非作動状態にある。手動レバー４１ａ，５１ａ，６１ａを操作して ３位置６ポート切換弁４１，５１，６１を切換ると、例えば図４において表示記 号中に交差管路を図示した切換状態を選択した場合は、各シリンダ４ａ，５ａ， ６ａはヘッド側の油室に作動油を供給され、シリンダ４ａ，５ａ，６ａからロッ ドが送り出される。また、これとは逆に、図４において表示記号中に平行管路を 図示した切換状態を選択した場合には、各シリンダ４ａ，５ａ，６ａはロッド側 の油室に作動油を供給され、ロッドは引き込まれることになる。

【００１５】 なお、３位置６ポート切換弁４１，５１，６１の中央の入力ポートの入り口部 分には、それぞれ逆止弁３０が接続してあり、高負荷時にポンプ２７に高圧が作 用しないよう配慮してある。また、還流された作動油を受ける油タンク２９とポ ンプ２７とを結ぶバイパス管路３１にはリリーフ弁３２が配設してあり、異常高 圧が発生したときに油タンク２９側に圧力を逃がす働きをする。

【００１６】 ところで、ブレーカ本体１３ａに通ずるホース２４内には給油管路３３と排油 管路３４の２管路が収容されており、給油管路３３途中にブレーカ本体１３ａに 対して作動油を供給又は遮断するための切換弁２５が設けてある。切換弁２５の 切換制御は自動化されており、実施例ではブームシリンダ４ａのロッド側油室、 アームシリンダ５ａのヘッド側油室およびバケットシリンダ６ａのヘッド側油室 の各作動油の圧力のうち、もっとも高い作動油の圧力が切換弁２５の切り換えの ためのしきい値判別に用いられるよう構成してある。具体的には、まずブームシ リンダ４ａのロッド側油室に通ずる管路とアームシリンダ５ａのヘッド側油室に 通ずる管路からそれぞれ分岐させた分岐管路３６ａ．３６ｂを、高圧入力選択用 のシャトル弁３６の入力ポートに導く。さらに、シャトル弁３６の出力ポートに 接続した管路３７ａとバケットシリンダ６ａのヘッド側油室に通ずる管路から分 岐させた分岐管路３７ｂとを、もう一つの高圧入力選択用のシャトル弁３７の入 力ポートに導く。そして最後に、シャトル弁３７の出力ポートに接続した管路３ ８ａをシーケンス弁３８に接続することにより、ブレーカ制御手段は完成する。 シーケンス弁３８は、ばね力に応じてしきい値が可変できるようになっており、 しきい値を越える圧力の作動油が入力されたときに入力ポートと出力ポートとが 連通し、切換弁２５をブレーカ作動側に切り換えるようになっている。

【００１７】 次に、上記構成によるブレーカ付きバケットの駆動装置の作用について説明す る。

【００１８】 まず、硬い地盤を掘削すると、ブーム４やアーム５或いはバケット１４にかか る負荷に変動を生ずる。このため、ブームシリンダ４ａ又はアームシリンダ５ａ 又はバケットシリンダ６ａに給油される作動油の圧力に変動が生ずると、３個の シリンダ４ａ，５ａ，６ａに給油される作動油のうちでもっとも高圧の作動油が シャトル弁３６，３７により選択されてシーケンス弁３８に供給される。そして 、シーケンス弁３８に供給された作動油の圧力が、ばね力に応じて設定されたし きい値圧力を越えると、シーケンス弁３８を介して切換弁２５に供給された作動 油により切換弁２５が切換わり、ブレーカ本体１３ａに対してポンプ２７からの 作動油が供給される。作動油を給油されたブレーカ本体１３ａは、作動油の圧力 によりチゼル２２を介してメインツース１２ａを前後に振動駆動し、掘削抵抗の 高い地盤に低周波で振動するメインツース１２ａを打ち込みながら、硬い地盤を 破砕することができる。

【００１９】 一方また、通常の硬さの地盤に対しては、ブーム４やアーム５或いはバケット １４にかかる負荷は通常の範囲内にあるため、シャトル弁３６．３７から出力さ れる作動油の圧力はいずれもシーケンス弁３８に設定されたしきい値圧力に満た ない。このため、シーケンス弁３８の入力ポートと出力ポートは連通せず、従っ て切換弁２５に作動油が供給されることはなく、ブレーカ本体１３ａに対しても 作動油は給油されない。従って、油圧ブレーカ１３は停止したままであり、バケ ット１４本来の通常の掘削が行われる。

【００２０】 このように、上記の油圧ショベル１１は、バケット１４に装着した油圧ブレー カ１３を、掘削抵抗が一定値を越えて油圧負荷が変動したときにのみ自動的に動 作させることができ、従って掘削作業条件に応じて作業者自身の判断で油圧ブレ ーカを動作させていた従来の油圧ショベル等と異なり、実際に掘削している地盤 の硬軟に応じて油圧ブレーカ１３を動作又は動作停止させることができ、油圧ブ レーカ１３の動作判断に作業者の主観が入らないため、常に掘削条件に見合った 最適な掘削方法で掘削作業を実行することができる。

【００２１】 また、掘削しようとする地盤の掘削抵抗は、バケット１４の駆動に必要な油圧 からその大小をしきい値判別するようにしたから、掘削抵抗の大小を正確に判断 することができる。

【００２２】 また、上記実施例において、油圧ショベル１１は、後方にバケット１４を掻き 上げるバックホー仕様の場合を例にとったが、前方にバケット１４を掻き上げる ローダ仕様で用いる場合は、掘削時に発生する掘削抵抗に応じた負荷圧力を発生 する油室に通ずる管路の方にシャトル弁３６，３７を接続するとよい。

【００２３】 また、上記のブレーカ付きバケットの駆動装置３９は、油圧ショベル１１以外 に、例えばホイールローダやドーザショベルなど油圧ブレーカ１３を一体化させ たバケット１４を用いる建設機械には、すべて適用できるものである。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、掘削抵抗が一定値を越えたときにバケ ットに装着したブレーカを自動的に動作させ、実際に掘削している地盤の硬軟に ついて作業者の判断を経ずに、ブレーカを自動的に動作又は動作停止させること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のブレーカ付きバケットの駆動装置を適
用した油圧ショベルの一実施例を示す側面図である。

【図２】図１に示した油圧ショベルのバケット部分の縦
断面図である。

【図３】図１に示した油圧ショベルのバケット部分の平
面図である。

【図４】図１に示した油圧ショベルの油圧回路の一実施
例を示す回路図である。

【図５】従来の油圧ショベルの一例を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

４ ブーム ４ａ ブームシリンダ ５ アーム ５ａ アームシリンダ ６ バケット ６ａ バケットシリンダ １１ 油圧ショベル １２ 掘削歯 １３ 油圧ブレーカ １４ バケット ２５ 切換弁 ３６，３７ シャトル弁 ３８ シーケンス弁 ３９ ブレーカ付きバケットの駆動装置

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧により掘削歯を駆動するブレーカ
   と、該ブレーカを設けたバケットと、掘削抵抗があらか
   じめ設定した一定値を越えているときに前記ブレーカを
   作動させるブレーカ制御手段とを具備することを特徴と
   するブレーカ付きバケットの駆動装置。
2. 【請求項２】 前記バケットは、流体圧により駆動さ
   れ、前記ブレーカ制御手段は、前記バケットの駆動に必
   要な流体圧から前記掘削抵抗の大小をしきい値判別し、
   しきい値を越える掘削抵抗に対して前記ブレーカを作動
   させることを特徴とする請求項１記載のブレーカ付きバ
   ケットの駆動装置。
3. 【請求項３】 前記バケットは、複数の油圧シリンダに
   より駆動され、前記ブレーカ制御手段は、前記バケット
   の駆動に必要な複数の油圧のなかから抽出した最高油圧
   から前記掘削抵抗の大小をしきい値判別し、しきい値を
   越える掘削抵抗に対して前記ブレーカを作動させること
   を特徴とする請求項１記載のブレーカ付きバケットの駆
   動装置。