JPH07243222A - スイング方式の掘削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スイング方式の掘削機において、側溝距離を小
さくせず、かつ深掘り姿勢での最大掘削深さを小さくせ
ずに小旋回化が実現できるようにする。 【構成】下部走行体１０上に旋回可能に取り付けられた
上部旋回体１１の運転室１２より前方の位置にスイング
ポスト１３が取り付けられ、スイングポスト１３にバケ
ット２２、アーム１９、ブーム１４を含むフロント構造
物１が取り付けられている。ブーム１４とスイングポス
ト１３との連結点である水平ピン３１は、スイングポス
ト１３のスイング中心であるスイングピン３０よりもフ
ロント構造物１に対し後方に位置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フロント構造物を水平
方向にスイング可能としたスイング方式の掘削機に係わ
り、特に小旋回化が可能なスイング方式の掘削機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】小型の掘削機では、車体位置を変えずに
車幅側方付近に側溝を掘ることができることが必須の機
能となっており、このような機構を有する掘削機として
スイング方式の油圧ショベルがある。スイング方式の油
圧ショベルとは、上部旋回体の運転室よりも前方中央に
水平方向にスイング可能なスイングポストを設け、この
スイングポストにフロント構造物を取り付け、フロント
構造物全体を水平方向にスイング可能としたものであ
り、上部旋回体を旋回させかつスイングポストに取り付
けられたフロント構造物全体を上部旋回体と逆方向にス
イングさせることにより側溝を掘ることができる。

【０００３】従来のスイング方式の掘削機においては、
実開平５−４７７９８号公報に記載のように、ブームと
スイングポストの連結点である水平ピン（ブームフート
ピン）が、スイングポストのスイング中心であるスイン
グピンよりもフロント構造物側（前方）に位置してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】小型の掘削機では、狭
所での作業を容易にするため、フロント構造物を上部旋
回体上方に畳み込んだ姿勢（以下、旋回姿勢という）で
の最小旋回半径を小さくし小旋回化を図ることが強く望
まれている。しかし、上記のようにブームとスイングポ
ストとの連結点をスイング中心よりフロント構造物側に
位置させたもので、最小旋回半径を小さくするために
は、上部旋回体におけるスイングポストの位置をフロン
ト構造物に対し後方に移動させてフロント構造物全体を
上部旋回体の旋回中心に近づけざるを得ず、この場合は
次のような問題が生じる。

【０００５】（１）旋回姿勢での最小旋回半径を小さく
するため、スイングポストを上部旋回体の旋回中心へ近
づけると、フロント構造物のスイング中心と上部旋回体
の旋回中心との距離が短くなるため、上部旋回体を旋回
させかつフロント構造物全体を逆方向にスイングさせて
側溝を掘る時にもフロント構造物全体が上部旋回体の旋
回中心寄りに移動し、このため、下部走行体外側面から
側溝外側面までの側溝距離が小さくなり、従来と同程度
離れた側方位置に側溝を掘削することができなくなる。

【０００６】（２）スイングポストを上部旋回体の旋回
中心へ近づけると、機体前方で深掘りを行う時に、機体
前方に取り付けられたブレードとブームまたはブームシ
リンダとの干渉を避けるために、ブームの最大下げ角を
従来よりも小さくする必要があり、最大掘削深さが浅く
なる。

【０００７】本発明の目的は、側溝距離を小さくせず、
かつ深掘り姿勢での最大掘削深さを小さくせずに小旋回
化が実現できるスイング方式の掘削機を提供することで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、下部走行体と、この下部走行体に旋回
可能に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に搭載
された運転室及びバケット、アーム、ブームを含むフロ
ント構造物とを備え、前記上部旋回体にスイングポスト
を設置し、このスイングポストによって前記フロント構
造物のブームを支持し、前記フロント構造物全体を水平
方向にスイング可能としたスイング方式の掘削機におい
て、前記ブームと前記スイングポストとの連結点を、前
記スイングポストのスイング中心よりもフロント構造物
に対し後方に位置させる。

【０００９】

【作用】上記のように構成した本発明においては、ブー
ムとスイングポストとの連結点を、スイングポストのス
イング中心よりもフロント構造物に対し後方に位置させ
ることにより、上部旋回体の旋回中心にブーム、従って
フロント構造物の上下方向の揺動中心が近づき、旋回姿
勢での最小旋回半径が小さくなる。また、上部旋回体に
対するスイングポストの位置（スイング中心）を変えな
くてもよいので、上部旋回体を旋回させかつフロント構
造物全体を逆方向にスイングさせて側溝を掘る時に、フ
ロント構造物は上部旋回体の旋回中心側に移動せず、従
来と同じ側溝距離が確保できる。また、スイングポスト
の位置は変わらないので、深掘り姿勢におけるブームの
最大下げ角も変わらず、従来と同じ最大掘削深さが得ら
れる。

【００１０】また、上部旋回体の旋回中心にフロント構
造物の揺動中心を近づけることにより、旋回中心からバ
ケット先端までの最大リーチ長さが短くなり、最大リー
チ時の転倒モーメントを小さくして安定性を向上するこ
とが可能となる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例によるスイング方式の掘削
機を図１〜図４を参照して説明する。本実施例の掘削機
は、小旋回化が可能な油圧ショベルである。

【００１２】図１において、本実施例の掘削機は、走行
して機体を移動させる下部走行体１０と、下部走行体１
０上に搭載された上部旋回体１１とを備え、上部旋回体
１１の上には運転室１２が設置されている。また、上部
旋回体１１の運転室１２より前方の中央位置には垂直ピ
ンであるスイングピン３０によってスイングポスト１３
が水平方向にスイング可能に取り付けられ、スイングポ
スト１３にバケット２２、アーム１９、ブーム１４を含
むフロント構造物１が取り付けられている。また、上部
旋回体１１の前部にはブレード２が取り付けられてい
る。さらに、運転室１２は、屋根１２Ａを有するキャノ
ピタイプであり、運転室１２にはよく知られているよう
に運転席、各種操作レバー等が設置されている。

【００１３】上部旋回体１１は図示しない旋回機構によ
って下部走行体１０上を水平方向に旋回できるようにな
っており、上部旋回体１１には運転室１２及びスイング
ポスト１３の他、後述するブームシリンダ１６、アーム
シリンダ１８、バケットシリンダ２０、スイングシリン
ダ２３等を駆動するための油圧ポンプ及びバルブ等の油
圧機器、その他原動機など一般的油圧ショベルに必要な
機器類が全て搭載されている。

【００１４】ブーム１４は上下方向に一定の角度折れ曲
がったモノブームであり、フート側端部が水平ピン３１
によってスイングポスト１３に連結されている。また、
ブームシリンダ１６は、ボトム側端部が水平ピン１６Ａ
でスイングポスト１３に、ロッド側の端部が水平ピン１
６Ｂでブーム１４の屈曲部内側のブラケット１４Ａに連
結され、その伸縮によってブーム１４を上下方向に揺動
させる。即ち、ブームシリンダ１６はブーム１４を揺動
する原動力となっている。

【００１５】ブーム１４の先端部には水平ピン３３によ
りアーム１９が上下方向に揺動自在に連結されており、
さらにアーム１９の先端部にはバケットリンク２１を介
してバケット２２が上下方向に揺動自在に連結されてい
る。ブーム１４の屈曲部外側のブラケット１４Ｂとアー
ム１９の間にはアームシリンダ１８が水平ピン３６，３
７で取り付けられており、アームシリンダ１８の伸縮に
よってアーム１９とブーム１４の間の角度が変化する。
また、アーム１９とバケットリンク２１の間にはバケッ
トシリンダ２０が水平ピン３８，３９で取り付けられて
おり、バケットシリンダ２０の伸縮によってバケットリ
ンク２１が動き、アーム１９の連結点を中心にバケット
２２が揺動し、土砂等を掘削する。即ち、アームシリン
ダ１８及びバケットシリンダ２０が、それぞれアーム１
９及びバケット２２を揺動する原動力となっている。

【００１６】また、スイングポスト１３は、ブーム１４
のとスイングポスト１３との連結点である水平ピン３１
が、スイングポスト１３のスイング中心であるスイング
ピン３０よりもフロント構造物１に対し後方に位置する
構成となっている。

【００１７】また、スイングピン３０にはスイングシリ
ンダ２３のロッド側の端部が垂直ピン２３ａによって連
結されており、上部旋回体１１の所定位置にはスイング
シリンダ２３のボトム側端部が垂直ピン２３ｂによって
連結されている（図４参照）。スイングシリンダ２３が
伸縮することによってスイングポスト１３がスイング
し、これによりフロント構造物１の全体が上部旋回体１
１に対して水平方向にスイングする。側溝を掘削する場
合には、上部旋回体１１を旋回させ、これに対応させて
スイングシリンダ２３を伸縮させスイングポスト１３、
従ってフロント構造物１を上部旋回体１１と反対方向に
スイングさせて行う。

【００１８】次に、以上のように構成した本実施例の作
用を説明する。本実施例の掘削機のスイングポスト１３
においては、前述したようにブーム１４とスイングポス
ト１３との連結点が、スイングポスト１３のスイング中
心よりもフロント構造物１に対し後方に位置している。
図２（ａ）はスイングポスト１３近傍の拡大図である。
また、図２（ｂ）は従来技術によるスイングポスト近傍
の拡大図であり、本実施例と比較するために示した。こ
の従来例では、ブーム１４ａとスイングポスト１３ａと
の連結点である水平ピン３１ａが、スイングポスト１３
ａのスイング中心であるスイングピン３０ａよりもフロ
ント構造物側（前方）に位置させている。但し、図２
（ａ），（ｂ）において、ブームシリンダ１６，１６ａ
の各々のボトム側端部をスイングポスト１３，１３ａに
連結する水平ピン１６Ａ，１６Ｃは、いずれもスイング
ピン３０，３０ａよりも前方に位置している。

【００１９】図３は、図２（ａ）及び（ｂ）のスイング
ポストに取り付けられたフロント構造物の動きを示す図
である。但し、図２（ａ）に示す本実施例のフロント構
造物の動きを実線で、図２（ｂ）に示す従来例のフロン
ト構造物の動きを二点鎖線で示す。これらの図からわか
るように、本実施例のように、ブーム１４の上下方向の
揺動中心を、スイングポスト１３のスイング中心よりも
フロント構造物１に対し後方に位置させることにより、
上部旋回体１１の旋回中心にブーム１４を含むフロント
構造物１の上下方向の揺動中心が近づくので、図３に短
縮分ａで示す長さだけフロント構造物の旋回姿勢での最
小旋回半径が小さくなる。

【００２０】また、本実施例のスイングピン３０の上部
旋回体上の位置は、図２に示すように従来のスイングピ
ン３０ａの位置と同位置にあるので、深掘り姿勢におけ
るブーム１４の最大下げ角を従来と同じにしてもブーム
シリンダ１６がブレード２に干渉することがなく、図３
に示すように従来と同じ最大掘削深さが得られる。さら
に、上部旋回体１１の旋回中心にフロント構造物１の揺
動中心を近づけたので、旋回中心からバケット２２先端
までの最大リーチ長さが図中短縮分ｂで示す長さだけ短
くなり、最大リーチ時の転倒モーメントを小さくして安
定性を向上することができる。

【００２１】図４は側溝掘削時の状況を示す図であり、
図４（ａ）は図２（ａ）に示す本実施例の場合、図４
（ｂ）は図２（ｂ）の場合である。いずれも、車幅方向
の最大側方位置に側溝を掘るため、上部旋回体１１は図
中右側に９０°旋回しフロント構造物は図中左側に９０
°スイングしている。

【００２２】図４（ａ）に示す本実施例では、上部旋回
体１１の旋回中心にフロント構造物１の揺動中心を近づ
けているため、ブーム１４の上下方向の揺動中心（水平
ピン３１の位置）が図４（ｂ）に示す従来例に比べて紙
面下方にずれるが、スイングポスト１３のスイング中心
（スイングピン位置）は同位置にあるため、フロント構
造物は上部旋回体１１の旋回中心側に移動しない。この
ため、下部走行体１０の外側面と側溝の外側面との距離
で示される側溝距離δは図４（ｂ）の従来例と同じとな
り、従来と同程度に離れた側方位置に側溝を掘削するこ
とができる。

【００２３】また、図３に示す姿勢では、ブーム１４の
上下方向の揺動中心を上部旋回体１１の旋回中心に近づ
けることにより、フロント構造物１は上部旋回体１１の
旋回中心寄りに移動するので、ブーム１４を上げたとき
のブーム１４の前方の空間が広くなる。このため、掘削
した土砂等をバケット２２に保持し、ブーム１４を上げ
てダンプ等にその土砂等を積み込む時に、ブーム１４と
ダンプとの間のふところが広くなり、土砂等の積み込み
が楽になる。

【００２４】尚、ブームシリンダ１６フート側端部の水
平ピン１６Ａの位置とスイングピン３０との位置関係
は、図２に示す位置関係に限らず任意でよい。

【００２５】以上のような本実施例においては、ブーム
１４とスイングポスト１３との連結点を、スイングポス
ト１３のスイング中心よりもフロント構造物１に対し後
方に位置させたので、旋回姿勢での最小旋回半径を小さ
くして小旋回化が実現できる。また、スイングポスト１
１の位置は変わらないので、従来と同じ側溝距離が確保
でき、かつ深掘り姿勢において従来と同じ最大掘削深さ
が得られる。

【００２６】また、最大リーチ長さが短くなるので、転
倒モーメントを小さくして安定性を向上することができ
る。

【００２７】また、フロント構造物１が前方を向いてい
る時はブーム１４の前方の空間が広くなるので、掘削し
た土砂等をバケット２２からダンプ等へ積み込む際の、
ふところが広くなり、土砂等の積み込みが楽になる。

【００２８】さらに、水平ピン３１がスイングポスト１
３のフロント構造物１に対し後方に配置されるので、ス
イングポスト１３の前方上部を小さくでき、スイングポ
スト１３を小型化することができる。

【００２９】尚、上記実施例ではスイングポスト１３を
上部旋回体１１の運転室１２より前方の中央位置に設置
したが、本発明はこれに限られるものではない。例え
ば、運転室より前方かつ側方の位置にスイングポストを
設置してもよいし、運転室の前方右側コーナ部を切り欠
いてスペースを作り、その位置にスイングポストを設置
してもよい。さらには、運転室の側方の位置にスイング
ポストを設置してもよい。これらのいずれの場合にもブ
ームとスイングポストとの連結点の位置を上記実施例と
同様に設定することにより同様の効果が得られる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、側溝距離を小さくせ
ず、かつ深掘り姿勢での最大掘削深さを小さくすること
なく、小旋回化を実現することができる。また、最大リ
ーチ長さが短くなるので、転倒モーメントを小さくして
安定性を向上することができる。また、掘削した土砂等
をダンプ等へ積み込む際のふところが広くなり、作業が
容易になる。さらに、スイングポスト自体を小型化する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるスイング方式の掘削機
の構成を示す側面図である。

【図２】（ａ）は図１の掘削機におけるスイングポスト
の拡大図であり、（ｂ）は水平ピンがスイングピンより
もフロント構造物側に位置する従来例を示す図である。

【図３】図２（ａ）及び（ｂ）のスイングポストに取り
付けられたフロント構造物の動きを比較して示す図であ
る。

【図４】側溝掘削時の状況を示す上面図であり、（ａ）
は図２（ａ）に示す本実施例の場合、（ｂ）は図２
（ｂ）の場合の図である。

【符号の説明】

１ フロント構造物 １０ 下部走行体 １１ 上部旋回体 １２ 運転室 １３ スイングポスト １４ ブーム １６ ブームシリンダ １９ アーム ２２ バケット ２３ スイングシリンダ ３０ スイングピン ３１ 水平ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部走行体と、この下部走行体に旋回可
   能に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に搭載さ
   れた運転室及びバケット、アーム、ブームを含むフロン
   ト構造物とを備え、前記上部旋回体にスイングポストを
   設置し、このスイングポストによって前記フロント構造
   物のブームを支持し、前記フロント構造物全体を水平方
   向にスイング可能としたスイング方式の掘削機におい
   て、 前記ブームと前記スイングポストとの連結点を、前記ス
   イングポストのスイング中心よりもフロント構造物に対
   し後方に位置させたことを特徴とするスイング方式の掘
   削機。