JPH0646049U

JPH0646049U - バケット式掘削装置

Info

Publication number: JPH0646049U
Application number: JP8181192U
Authority: JP
Inventors: 勝介粟野; 寛野坂
Original assignee: 新キャタピラー三菱株式会社
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 1994-06-24
Anticipated expiration: 2007-11-26
Also published as: JP2559131Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】バケットに設けたブレーカを長期に亙って良
好に作動させる。【構成】バケット２４の先端部に設けたチゼル３０を
挿通案内する摩耗ブッシュ３４によりチゼル３０の復動
限界位置を規定し、ブレーカ本体２３ａに対して直接地
盤からの反力を作用させないようにし、またブレーカ本
体２３ａから打撃ピストン３６に与えられた打撃力を効
率よくメインツース２２ａに伝えるよう構成し、少ない
打撃数で高い破砕能力を発揮させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、油圧ショベル等の掘削機のバケットに装着されるバケット式掘削装置に関する。

【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ので、無限軌道付きの下部走行体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によりブラケット６ｂに連結されている。このため、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、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、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かった。また、地盤の土質が硬軟の変化に富んでいるような場合も、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。しかし、例えば実開平１−１３８９４９号「バケット式掘削装置」に開示された油圧ショベルは、地盤の性状に合わせてバケットと油圧ブレーカを使い分ける構成であり、バケットと油圧ブレーカを同時に使用することができないために、破砕しつつ掘削することができなかった。一方、地盤の性状に応じてバケットが自動的に動作する構成を採用したものもあり、例えば特開昭６１−２５７５４１号「ブレーカ装着バケット」に開示された図６に示すバケット式掘削装置１１は、バケット１２の底部に油圧で駆動されるブレーカ本体１３を収納し、バケット１２のカッティングエッジから前方に突出する掘削歯１４を、ブレーカ本体１３の打撃ピストン１５に弾性体１６を介して連結固定して構成してある。このバケット式掘削装置１１は、油圧回路に工夫が施してあり、掘削抵抗の大きな地盤を掘削するときはブレーカ１３本体を動作させ、破砕された土砂等をバケット１２ですくって積み込むときはブレーカ１３本体が作動しないような回路構成としてある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の油圧バケット式掘削装置１１は、地盤に応じて自動的に油圧ブレーカ１３を動作させることができるが、舗装道路を掘削するリッピング作業などのように、掘削歯１４を道路に圧し当てて地盤に衝撃力を及ぼしながら掘削する作業では、打撃ピストン１５が掘削歯を打ち込むときにブレーカ本体１３には大きな負荷が作用し、また打ち込み直後の掘削歯１４の反動で打撃ピストン１５が押し戻されるときに、強大な力がブレーカ本体１３に作用する。この地盤からの反力は、ブレーカ本体１３でまともに受けるならば繰り返し受ける衝撃荷重によりブレーカ本体１３の劣化を早めてしまうため、ブレーカ本体１３の背後に設けた弾性体１６によりブレーカ本体１３を緩衝支持させ、直接的な悪影響がブレーカ本体１３に及ばないよう配慮されていた。しかし、弾性体１６の緩衝支持によりブレーカ本体１３がブレるために、ブレーカ本体１３から打撃ピストン１５に与えられる打撃力が掘削歯１４に有効に伝わらず、打撃数の割に破砕能力が発揮されないなどの課題があった。

【０００７】また、受金１８と打撃ピストン１５の間の摺接面は、掘削歯１４を案内保持する筒状の受金１９により外界とは遮断するよう配慮されてはいるが、この受金１９と掘削歯１４の間のシールが完全でないために、掘削により生じた土砂等が受金１９と掘削歯１４の間から受金１８と打撃ピストン１５の摺接面に侵入し、受金１８，１９の摩耗を進行させやすいといった課題を抱えていた。

【０００８】本考案の目的は、油圧ブレーカに作用する反力を、実質的にバケットにて受け、ブレーカ本体には不必要な負荷を及ぼさず、ブレーカ本体の長寿命化を図るとともに、掘削能率の向上を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、バケット先端部に所定区間だけ往復動自在に挿通保持されたチゼルと、このチゼルの先端部に取り付けた掘削歯と、流体圧力により打撃ピストンを駆動して前記チゼルに打撃を与えるブレーカ本体と、前記バケットの前記チゼル挿通保持部分に嵌合されて該チゼルを摺動案内し、先端に設けたフランジ部が前記チゼルの復動限界位置を規定する摩耗ブッシュとを具備することを特徴とするバケット式掘削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。

【００１０】また、本考案のバケット式掘削装置は、前記バケットの先端部分と前記チゼルとの間に、チゼルの往復変位空間を囲繞して伸縮自在にシールを設け、該チゼルと前記摩耗ブッシュの間の摺接面を外界から遮断する構成としたことを特徴とするものである。

【００１１】さらにまた、本考案のバケット式掘削装置は、前記チゼルの末端部を前記ブレーカ本体内に延在させ、該ブレーカ本体内に係止させたピンを前記末端部に形成した係合溝に係合させることにより、前記チゼルの回り止めと往動限界位置を規定することを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】

上記構成に基づき、摩耗ブッシュがチゼルの復動限界位置を規定し、ブレーカ本体に対して直接地盤からの反力を作用させないようにし、またブレーカ本体から打撃ピストンに与えられた打撃力を効率よく掘削歯に伝えるようにし、少ない打撃数で高い破砕能力を発揮させることができる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案のバケット式掘削装置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、本考案のバケット式掘削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は、図１に示した油圧ショベルのバケット部分の縦断面図、図３は、図１に示した油圧ショベルのバケット部分の平面図、図４は、図１に示した油圧ショベルの油圧ブレーカ部分の縦断面図である。

【００１４】図１に示す油圧ショベル２１は、油圧により掘削歯２２を駆動する油圧ブレーカがバケット２４内に組み込んである。掘削歯２２は、図３に示したように、メインツース２２ａとその両側に配設したサブツース２２ｂからなり、サブツース２２ｂは固定歯であるため、メインツース２２ａだけが油圧ブレーカ２３による駆動を受ける。バケット２４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２５とロッド８先端を連結する結合ピン９のためのピン穴２６がブラケット２７に穿設してある。ブラケット２７に一体化された背板２８の先端には、切削刃となるカッティングエッジ２８ａが形成されており、このカッティングエッジ２８ａの側板２９付近に、上記のサブツース２２ｂが固着してある。左右のサブツース２２ｂの中央部分に位置するメインツース２２ａは、チゼル３０の先端に結合ピン３１により結合されている。

【００１５】チゼル３０は、図４に示したように、先端の尖った棒状部材を先端側から大径部３０ａ，中径部３０ｂ，小径部３０ｃの順で３段階に縮径した形状をなし、背板２８とその上面中央部分を覆う保護板３２の間に所定区間だけ往復動自在に保持される。すなわち、背板２８と保護板３２の間に形成された先端開口部は、孔付きのブッシュに３３により閉塞され、このブッシュ３３に嵌合させた摩耗ブッシュ３４にチゼル３０の中径部３０ｂを摺動自在に嵌合させてある。チゼル３０の小径部３０ｂは、ブレーカ本体２３ａ内に延在しており、ブレーカ本体２３ａにより打撃駆動される。ブレーカ本体２３ａは、バケット２４外部に設けた油圧回路（図示せず）からホースを介して供給される作動油を、２位置３ポート切換弁３５により給排制御され、油圧によりチゼル３０を前後に駆動する。なお、実施例では、メインツース２２とチゼル３０とブレーカ本体２３ａ並びに２位置３ポート切換弁３５等が、油圧ブレーカ２３を構成する。

【００１６】ブレーカ本体２３ａは、２箇所に大径部３６ａ，３６ｂを有するスプール型の打撃ピストン３６とチゼル３０の小径部３０ｃとを、シリンダ３７内に所定区間摺動可能に嵌合させたものであり、シリンダ３７内には、チゼル３０と打撃ピストン３６のための衝合空間３７ａの外に、ピストン高圧室３７ｂ、パイロット室３７ｃ、排油室３７ｄ、ピストン反転室３７ｅ、打撃ピストン３６を緩衝するガス室３７ｆが画成されている。ピストン高圧室３７ｂは、打撃ピストン３６の前方大径部３６ａに高圧を作用させるための空間であり、２位置３ポート切換弁３５の小径受圧部３５ａに連通接続されており、給油管路３８から作動油の供給を受ける。パイロット室３７ｃは、打撃ピストン３６の変位を内部の作動油圧力として検出するための空間であり、２位置３ポート切換弁３５の大径受圧部３５ｂに連通接続されている。排油室３７ｄは、打撃ピストン３６の前方及び後方の大径部３６ａ，３６ｂ間の作動油を油圧回路側に排出させるための空間を形成しており、排油管路３９に連通接続されている。ピストン反転室３７ｅは、２位置３ポート切換弁３５から作動油の供給を受けて打撃ピストン３６を復動から往動に反転させる働きをする。ガス室３７ｆには、打撃ピストン３６の末端部が延在しており、内部に充填されたガスが圧縮されて昇圧することで打撃ピストン３６を緩衝する。

【００１７】ところで、２位置３ポート切換弁３５が図示のごとくピストン反転室３７ｅと排油管路３９を連通する状態において、ピストン高圧室３７ｂ内に作動油が送り込まれると、打撃ピストン３６は復動し始め、打撃ピストン３６の復動とともにピストン高圧室３７ｂがパイロット室３７ｃに連通する。パイロット室３７ｃ内の作動油は２位置３ポート切換弁３５の大径受圧部３５ｂに作用するが、大径受圧部３５ｂの受圧面積は小径受圧部３５ａの受圧面積よりも大であるために、２位置３ポート切換弁３５は図示の状態から切り替わり、ピストン反転室３７ｅが給油管路３８に連通する。その結果、給油管路３８からの作動油がピストン反転室３７ｅ内に導かれ、打撃ピストン３６は復動行程から往動行程に反転する。このときに、ガス室３７ｆ内のガス圧力が打撃ピストン３６に作用するため、打撃ピストン３６は非常に大きな駆動力を受けて往動する。打撃ピストン３６が往動限界近くまで往動すると、打撃ピストン３６の先端がチゼル３０を打撃し、メインツース２２ａは衝撃的に前進する。また、このときにパイロット室３７ｃが排油室３７ｄに連通するため、大径受圧部３５ｂ内の作動油の圧力が低下し、小径受圧部３５ａに供給される給油管路３８からの作動油の圧力により、２位置３ポート切換弁３５は図示の状態に復帰する。

【００１８】なお、打撃ピストン３６が打撃するチゼル３０は、中径部３０ｂを摩耗ブッシュ３４により、また小径部３０ｃをシリンダ３７にそれぞれ摺動自在に保持されており、このためチゼル３０に伝わる打撃ピストン３６の衝撃は常に同じ軸線上でメインツース２２ａに伝えることができる。また、後述するごとく、ブレーカ本体２３ａのシリンダ３７に対しては掘削反力が直接作用せず、シリンダ３７が前後左右に揺れたりしないため、打撃ピストン３６からチゼル３０に伝えられる衝撃力も、きわめて高い効率で掘削力に変換される。

【００１９】ここで、シリンダ３７内に延在するチゼル３０の小径部３０ｃの周面には、一定の距離範囲に亙って係合溝４０が形成してあり、シリンダ３７のチゼル摺動面に穿設した係止溝４１に回転可能に係止するピン４２が、この係合溝４０に係合している。このため、チゼル３０は係合溝４０に係合するピン４２よりシリンダ３７に対して回り止めされ、同時にまたチゼル３０の往復距離を規定する往動限界と復動限界のうち、往動限界が係合溝４０の後端部がピン４２に衝合したときに規定される。ただし、復動限界については、係合溝４０の前端部がピン４２に衝合する直前に、摩耗ブッシュ３４がチゼル３０を係止して規定する。

【００２０】すなわち、バケット２４のチゼル挿通保持部分に嵌合する摩耗ブッシュ３４は、チゼル３０を摺動案内する円筒状のブッシュ本体３４ａと、このブッシュ本体３４ａの先端に鍔状に一体形成したフランジ部３４ｂからなり、チゼル３０の大径部３０ａと中径部３０ｂの間の段差部分で形成される係止面とフランジ３４ｂの前面とで形成される間隙δ₁が、ピン４２と係合溝４０で形成される間隙δ₂よりも小となるよう設計してある。このため、メインツース２２ａが掘削反力を受けたときの荷重は、チゼル３０の復動限界位置を規定するフランジ部３４ｂにより受けられることになる。

【００２１】また、バケット２４の先端部分とチゼル３０との間には、チゼル３０の往復変位空間を囲繞する伸縮自在のシール４３が配設してある。このシール４３は、先端がチゼル３０の大径部３０ａに固着され、後端が摩耗ブッシュ３４のフランジ部３４ｂの側面及びブッシュ３３の先端部側面に固着されており、チゼル３０の動きに合わせ余裕をもって軸方向に伸縮することができる。従って、チゼル３０と摩耗ブッシュ３４の間の摺接面は、チゼル３０の動きに合わせて軸方向に伸縮するシール４３により常に外界から遮断されることになり、ブッシュ３３と摩耗ブッシュ３４の間や摩耗ブッシュ３４とチゼル３０の間に、土砂や奮迅等の異物が侵入することはなく、摩耗ブッシュ３４の不要な摩耗を確実に抑制することができる。

【００２２】ただし、摩耗限界に達した摩耗ブッシュ３４は、シール４３を取り外し、チゼル３０を引き抜いたあと、ブッシュ３３から簡単に取り外すことができ、備品として用意された新品と交換することができる。

【００２３】このように、バケット２４に油圧ブレーカ２３を一体化させたバケット式掘削装置４４は、バケット２４のチゼル挿通保持部分に摩耗ブッシュ３４を嵌合してチゼル３０を摺動案内し、摩耗ブッシュ３４の先端に設けたフランジ部３４ｂによりチゼル３０の復動限界位置を規定する構成としたから、例えば地盤が比較的柔らかいためにブレーカ本体２３ａを作動させる必要がなく、バケット２４だけで掘削作業を行えばよいためにメインツース２２ａが復動限界位置に固定されるときや、或いはまたリッピング作業にさいしてブレーカ本体２３ａを動作させ、打ち込み直後のメインツース２２ａの反動で打撃ピストン３６が復動限界位置まで押し戻されるときでも、ブレーカ本体２３ａ内のピン４２ではなく摩耗ブッシュ３４のフランジ部３４ｂがチゼル３０を係止するために、ブレーカ本体２３ａに対して直接地盤からの掘削反力が作用することはなく、従ってブレーカ本体２３ａが無理な力を受けて損傷するといったことはない。またチゼル３０自体は摩耗ブッシュ３４により常に軸線方向に摺動案内されるため、メインツース２２ａを連続的に打ち込むような場合に、ブレーカ本体２３ａから打撃ピストン３６に与えられた打撃力を効率よくメインツース２２ａに伝えることができ、従って少ない打撃数で高い破砕能力を発揮することができる。

【００２４】また、バケット式掘削装置４４は、バケット２４の先端部分とチゼル３０との間に、チゼル３０の往復変位空間を囲繞する伸縮自在のシール４３を設け、チゼル３０と摩耗ブッシュ３４の間の摺接面を外界から遮断する構成としたから、掘削により生じた土砂等がチゼル３０と摩耗ブッシュ３４の間の摺接面に侵入することはなく、土砂等の異物によって摺接面が汚損されることはない。

【００２５】さらにまた、バケット式掘削装置４４は、チゼル３０の末端部をブレーカ本体２３ａ内に延在させ、ブレーカ本体２３ａ内に係止させたピン４２を末端部に形成した係合溝４０に係合させることにより、チゼル３０の回り止めと往動限界位置を規定することができる。

【００２６】なお、上記のバケット式掘削装置４４は、油圧ショベル２１以外の例えばホイールローダやドーザショベルのごとく、油圧ブレーカ２３を一体化させたバケット２４を用いる建設機械すべてに適用できるものである。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、摩耗ブッシュによりチゼルの復動限界位置を規定するようにしたので、ブレーカ本体に対して直接地盤からの反力が作用することはなく、またブレーカ本体から打撃ピストンに与えられた打撃力を効率よく掘削歯に伝えることができるので、少ない打撃数で高い破砕能力を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のバケット式掘削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ブレーカ部分
の縦断面図である。

【図５】従来の油圧ショベルの一例を示す側面図であ
る。

【図６】従来のバケット式掘削装置の一例を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

２２ａメインツース２３油圧ブレーカ２３ａブレーカ本体２４バケット３０チゼル３４摩耗ブッシュ３６打撃ピストン４３シール３３バケット式掘削装置

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】バケット先端部に所定区間だけ往復動自
在に挿通保持されたチゼルと、このチゼルの先端部に取
り付けた掘削歯と、流体圧力により打撃ピストンを駆動
して前記チゼルに打撃を与えるブレーカ本体と、前記バ
ケットの前記チゼル挿通保持部分に嵌合されて該チゼル
を摺動案内し、先端に設けたフランジ部が前記チゼルの
復動限界位置を規定する摩耗ブッシュとを具備すること
を特徴とするバケット式掘削装置。
【請求項２】前記バケットの先端部分と前記チゼルと
の間に、チゼルの往復変位空間を囲繞して伸縮自在に設
けられ、該チゼルと前記摩耗ブッシュの間の摺接面を外
界から遮断するシールを設けたことを特徴とする請求項
１記載のバケット式掘削装置。
【請求項３】前記チゼルは、末端部が前記ブレーカ本
体内に延在しており、該ブレーカ本体内に係止させたピ
ンが前記末端部に形成した係合溝に係合し、前記チゼル
の回り止めと往動限界位置を規定することを特徴とする
請求項１記載のバケット式掘削装置。