JPH07243223A - 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、複雑なリンク
機構を用いることなく、簡単な構成で車幅内旋回可能と
し、フロント構造物をスイングさせた時にフロント構造
物と運転室との干渉を容易に回避できるようにする。 【構成】下部走行体１０の車幅内で旋回可能な上部旋回
体１１において、運転室１２の前方かつ側方にスイング
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、アッパブーム１７及びロアブー
ム１４、クロスリンク１５を含むフロント構造物１が取
り付けられている。クロスリンク１５は、アッパブーム
１７及びロアブーム１４の連結点と、ロアブーム１４及
びスイングポスト１３の連結点とを結ぶ直線に交差して
おり、ロアブーム１４の上下方向の揺動角に応じてアッ
パブーム１７とロアブーム１４との開口角を変化させ
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、特に車幅内旋回が可能なスイング方式できる超小旋
回型の掘削機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、狭所での作業を可能にするため、
上部旋回体を下部走行体のほぼ車幅内で旋回可能とし、
かつバケット、アーム及びブームを含むフロント構造物
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）で車幅内に納めたまま旋回可能とする、いわゆる
車幅内旋回が可能な掘削機が開発されており、超小旋回
油圧ショベルと言われている。このような超小旋回油圧
ショベルは、車幅を直径とする円内でいかなる方向を向
くこともできるので、車体が通行可能な幅さえ確保でき
ればどんな狭所においても作業を行うことができる。例
えば、２車線の道路の片側車線の工事を行う時に、２車
線とも通行を止めるのではなく１車線のみの通行を止め
て工事を行うことができ、交通規制を最小限にとどめる
ことができる。

【０００３】ところで、超小旋回型も含む小型油圧ショ
ベル一般では、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機能となっており、その
ためにオフセット方式とスイング方式とがある。

【０００４】オフセット方式は、例えば特開平２−１２
０４２７号公報や特開平２−２１３５２５号公報に記載
のように、ブームをロアブームとアッパブームに２分割
し、アッパブームをロアブームに対して水平方向に揺動
可能とすると共に、ロアブームとアームとの間に平行リ
ンク機構を設け、ロアブームとアッパブームとの間に平
行リンク機構駆動用のシリンダを設けたものであり、当
該シリンダを駆動することにより平行リンク機構の作用
でアームがロアブームに対して平行移動し、これによ
り、側溝掘削時に上部旋回体を旋回させることなく車幅
内側方の所望の位置に溝を掘ることができる。

【０００５】スイング方式は、例えば実開平４−４６１
４９号公報に記載のように、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
たものであり、上部旋回体を旋回させ、かつスイングポ
ストをスイングさせてフロント構造物全体を水平方向に
スイングさせることにより側溝を掘ることができる。但
し、このスイング方式の掘削機に設けられるブームは深
掘りができるように一定の角度折れ曲がったモノブーム
が用いられる。

【０００６】従来、超小旋回油圧ショベルとして、オフ
セット方式のものが実用化されている（以下、第１の従
来技術という）。その理由は次のようである。ブームは
一般的に一定の角度折れ曲がった形状をしており、この
ようなブームを用いて超小旋回を実現するためには、ブ
ームの一端側を上部旋回体の前後方向中央部近傍で支持
する必要がある。しかし、このようにブームの一端側を
上部旋回体の前後方向中央部近傍で支持したものにスイ
ング方式を採用した場合、側溝掘削作業時にフロント構
造物を上部旋回体に対して水平方向にスイングさせると
ブームが運転室と干渉するため、運転室側にフロント構
造物をスイングさせることができなくなる。従って、フ
ロント構造物と運転室との干渉を回避するために、アー
ムがブームに対し水平方向に揺動可能なオフセット方式
を採用せざるを得なかった。

【０００７】また、超小旋回油圧ショベルとしては、上
記のようなオフセット方式を採用し、ブームとしてはさ
らにアッパブームとロアブームとの間に機構を追加して
アッパブームをロアブームに対して上下方向にも揺動可
能とし、これらの２つのブーム間の開口角をクロスリン
クを用いて変化させるものも実用化されている（以下、
第２の従来技術という）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。まず、上記第１の従
来技術では、オフセット方式であるためフロント構造物
に複雑な平行リンク機構及びその駆動用シリンダを設け
ることが必要であり、このためフロント構造物の重量が
増大し、次のような問題を生じる。

【０００９】（１）フロント構造物の重量が非常に重く
なり、フロント構造物の姿勢によっては重心位置がフロ
ント先端方向に偏るため安定性が悪くなる。

【００１０】（２）フロント構造物の重量が重いため、
カウンタウェイトも重くする必要がある。これにより、
ショベル全体の重量がオフセット方式を用いない標準機
に比べると掘削能力が１クラス上のレベルのショベルと
同程度となり、運搬コストが大きくなる。さらに、上部
旋回体の大きさも大きくなり、超小旋回を実現する上で
障害となる。

【００１１】（３）機体重量が増すため、原動機出力を
大きくする必要があり、製造コスト及びランニングコス
トが高くなる。

【００１２】また、上記第１の従来技術はオフセット方
式であり、ブームに対しアーム、バケットを平行にオフ
セットするため、次のような問題を生じる。

【００１３】（４）ロアブームとアッパブーム間の連結
に垂直ピンが使用されており、掘削方向に対して大きな
衝撃力や振動が発生するブレーカ等のフロントアタッチ
メントによる破砕作業を行った場合、上記垂直ピンが曲
がったり、破壊する恐れがある。

【００１４】（５）側溝を深く掘る場合、平行リンク機
構の下部と地表とが干渉する恐れがあるため、オフセッ
ト方式を用いない標準機に比べ掘削深さを大きくとれな
い。

【００１５】（６）複雑な平行リンク機構を有するため
製造コストが高くなり、整備性も悪くなる。

【００１６】（７）アーム及びバケットが運転室と反対
側にオフセットした場合、ブームが視界をさえぎるた
め、運転室から掘削位置が見にくい。

【００１７】（８）アーム及びバケットが運転室側にオ
フセットした場合、バケットが運転室前面に位置し運転
室と大きく干渉する恐れがあるため、危険である。ま
た、このような危険を回避しようとすると、干渉防止の
ための手段を講じる必要があるが、そのためにはフロン
ト構造物を形成するロアブーム、アームの回動角、及び
オフセット量を検出する検出手段、さらに演算手段も含
め、干渉防止装置全体の構成が複雑なものとなり、製造
コストが高くなる。

【００１８】また、第２の従来技術においても、第１の
従来技術と同様のオフセット方式を採用しているため、
上記と同様の問題が生じる。

【００１９】一方、スイング方式の掘削機では、前述し
たようにブームのフート側端部を上部旋回体の前後方向
中央部近傍で支持することはできず、フロント構造物全
体を車幅内に納める車幅内旋回を可能とする構造を得る
ことはできなかった。即ち、スイング方式では、ブーム
フート側端部を運転室の前方ほぼ中央に設置したスイン
グポストによって支持し、また、ブームとしては上下方
向の屈曲角の一定なモノブームを使用している。このた
め、ブーム最大下げ時に深掘りが可能なようにブームの
屈曲角を設定すると、ブーム最大上げ姿勢で旋回しても
フロント構造物の一部が車幅からはみ出してしまう。ま
た、スイングポストは運転室の前方中央に位置している
ため、ブーム最大上げ時の揺動角を大きくするためには
狭い上部旋回体上で運転室を後方にずらさざるを得ず、
運転室のレイアウト上設計しにくいものとなっている。

【００２０】本発明の第１の目的は、複雑なリンク機構
を用いることなく、即ちフロント構造物の重量をそれほ
ど重くすることなく、簡単な構成で車幅内旋回可能なス
イング方式の掘削機を提供することである。

【００２１】本発明の第２の目的は、簡単な構成で車幅
内旋回可能であり、かつフロント構造物をスイングさせ
た時にフロント構造物と運転室との干渉を容易に回避で
きるスイング方式の掘削機を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
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、前記上部旋回体のスイングポ
ストを設置し、このスイングポストに前記フロント構造
物のブームを連結することにより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、前記上部旋回体を前記下部走行体のほぼ車
幅内で旋回可能にすると共に、前記フロント構造物のブ
ームを前記スイングポストに対して上下方向に揺動可能
なロアブームと、前記ロアブームに対して上下方向に揺
動可能なアッパブームとで構成し、前記ロアブームの上
下方向の揺動角に応じて前記ロアブームと前記アッパブ
ームとの上下方向の開口角を変化させる開口角調整手段
を設ける。

【００２３】また、上記第２の目的を達成するため、本
発明では、上記スイング方式の掘削機において、前記ス
イングポストを上部旋回体の運転室より前方でかつ側方
の位置に設置する。

【００２４】上記スイング方式の掘削機において、好ま
しくは、前記開口角調整手段は、ロアブームを上方に揺
動させていくとロアブームとアッパブームとの開口角が
増加するように該開口角を変化させる。

【００２５】また、好ましくは、前記開口角調整手段
は、ロアブームの揺動角が所定の揺動角より大きい第１
の領域ではロアブームを上方に揺動させていくとロアブ
ームとアッパブームとの開口角が増加し、ロアブームの
揺動角が前記所定の揺動角より小さい第２の領域ではロ
アブームを下方に揺動させていくとロアブームとアッパ
ブームとの開口角が増加し、前記所定の揺動角で前記開
口角が最小となるように該開口角を変化させる。

【００２６】また、好ましくは、前記開口角調整手段
は、フロント構造物の最大リーチ位置におけるロアブー
ムの揺動角が、前記所定の揺動角にほぼ一致するよう設
定されている。

【００２７】また、好ましくは、前記開口角調整手段
は、前記ロアブームの揺動角がロアブーム最大上げ角近
傍にある時に、最大下げ角近傍にある時よりも、ロアブ
ームとアッパブームとの開口角が大きくなるように該開
口角を変化させる。

【００２８】また、好ましくは、ロアブームとスイング
ポストとの連結点は、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している。

【００２９】また、好ましくは、前記開口角調整手段
は、ロアブームとスイングポストとの連結点とロアブー
ムとアッパブームとの連結点を結んだ直線に対して交差
するように、一端側が前記スイングポストに水平ピンを
介して連結され、他端側がアッパブームに水平ピンを介
して連結されたクロスリンクである。

【００３０】上記において、好ましくは、クロスリンク
とスイングポストとの連結点の位置は、ロアブームとス
イングポストとの連結点の位置よりもフロント構造物に
対し後方またはフロント構造物側に位置している。

【００３１】また、好ましくは、前記開口角調整手段
は、一端側がスイングポストまたはロアブームに水平ピ
ンを介して連結され、他端側がアッパブームに水平ピン
を介して連結された油圧シリンダと、ロアブームの上下
方向の揺動角に応じてロアブームとアッパブームとの開
口角が変化するように油圧シリンダの伸縮を制御する手
段とを有する。

【００３２】

【作用】上記のように構成した本発明においては、ブー
ムをロアブーム及びアッパブームに分割した構成とし、
開口角調整手段によってロアブームの揺動角に応じてロ
アブームとアッパブームとの上下方向の開口角（以下、
ブーム間開口角という）を変化させることにより、ロア
ブームを上昇させフロント構造物を畳み込んだ旋回姿勢
をとろうとする時にブーム間開口角を変化させ、車幅内
にフロント構造物を納めることが可能となる。このた
め、上部旋回体を下部走行体のほぼ車幅内で旋回可能に
することにより、上部旋回体及びフロント構造物全体の
車幅内旋回が可能となる。このように、複雑な平行リン
ク機構を用いずに簡単な構造のスイング方式を採用し
て、車幅内旋回可能な超小旋回型の掘削機が得られる。

【００３３】また、スイングポストが上部旋回体の運転
室の前方でかつ側方の位置に設置されることにより、運
転室を後方にずらすなどレイアウトを大きく変更するこ
となく、ロアブームを運転室に干渉させずにブーム最大
上げ時の揺動角を大きくすることができる。従って、車
幅内旋回を可能とする際に、上部旋回体における運転室
レイアウトの設計の自由度が増大する。また、スイング
ポストを運転室の前方かつ側方に設置する場合は、一般
的には運転室側の直角位置にスイングポスト及びフロン
ト構造物をスイングさせた状態でブームを上昇させアー
ムを巻き込む時に、バケットが運転室に当たることが懸
念されるが、本発明では、ロアブームを上昇させるとそ
れに応じてブーム間開口角を増加させる開口角調整手段
を採用しているので、バケットは運転室上方をよけて通
ることになり、バケットが運転室に当たる懸念がなくな
る。

【００３４】また、開口角調整手段が、ロアブームを上
方に揺動させていく時にブーム間開口角を増加させるこ
とにより、ロアブーム最大上げ位置でのブーム間開口角
が大きくなり、車幅よりも狭い旋回姿勢をとることがで
きる。

【００３５】また、開口角調整手段が、ロアブームの揺
動角が所定の揺動角より大きい第１の領域でロアブーム
を上方に揺動させていく時にブーム間開口角を増加さ
せ、ロアブームの揺動角が前記所定の揺動角より小さい
第２の領域でロアブームを下方に揺動させていく時にブ
ーム間開口角を増加させることにより、第１の領域でロ
アブーム最大上げ位置でのブーム間開口角が大きくなっ
て車幅よりも狭い旋回姿勢をとることができ、第２の領
域でロアブーム最大下げ位置でのブーム間開口角が大き
くなってバケットを深い位置に移動させる深掘りを行う
ことが可能となる。また、前記所定の揺動角で前記開口
角を最小とすることにより、フロント構造物の最大リー
チ位置でのロアブームの揺動角をこの所定の揺動角付近
に設定することができ、最大リーチ位置でのブーム間開
口角が小さくなって旋回中心からバケット先端までの最
大リーチ長さを短くし、最大リーチ位置での転倒モーメ
ントを小さくして安定性を向上することが可能となる。

【００３６】特に、フロント構造物の最大リーチ位置に
おけるロアブームの揺動角をブーム間開口角が最小とな
る所定の揺動角にほぼ一致させることにより、最大リー
チ長さが最短になり、安定性向上の効果が最大となる。

【００３７】また、開口角調整手段が、ロアブームの揺
動角がロアブーム最大上げ角近傍にある時に、最大下げ
角近傍にある時よりも、ブーム間開口角を大きくするこ
とにより、上記と同様にロアブームが上昇した位置で車
幅よりも狭い旋回姿勢をとることと、ロアブームが下降
した位置でバケットを深い位置に移動させて深掘りを行
うことが可能となる。

【００３８】また、ロア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
の旋回中心にロアブーム、即ちフロント構造物の上下方
向の揺動中心を接近させることができる。従って、最小
旋回半径をさらに小さくすることができ、その分、フロ
ント構造物を車幅内に納めるために必要なブーム間開口
角の増加量を少なくして、開口角調整手段の負担を軽減
することが可能となる。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接近させることにより、旋
回中心からバケット先端までの最大リーチ長さを短くす
ることができ、この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。一方、スイングポス
トのスイング中心は変わらないので、側溝距離（下部走
行体外側面から側溝外側面までの距離）を犠牲にするこ
とがない。

【００３９】また、開口角調整手段を、一端側がスイン
グポストに水平ピンを介して連結され、他端側がアッパ
ブームに水平ピンを介して連結されたクロスリンクと
し、このクロスリンクをロアブームとスイングポストと
の連結点とロアブームとアッパブームとの連結点を結ん
だ直線に対して交差させることにより、ロアブーム最大
上げ位置でのブーム間開口角が大きくなり、この位置で
車幅よりも狭い旋回姿勢をとることが可能となる。

【００４０】上記において、クロスリンクとスイングポ
ストとの連結点の位置を、ロアブームとスイングポスト
との連結点の位置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、最大リーチ位置でのブーム間開口
角が小さくなり、旋回中心からバケット先端までの最大
リーチ長さを短くすることができると共に、ロアブーム
最大下げ位置でのブーム間開口角が大きくなり、深掘り
を行うことができる。

【００４１】一方、クロスリンクとスイングポストとの
連結点の位置を、ロアブームとスイングポストとの連結
点の位置よりもフロント構造物側にすることにより、上
記と同様の作用が得られると共に、スイングポストにお
けるロアブームの連結位置よりも前にクロスリンクの一
端側連結位置がくるため、スイングポストの前後の長さ
を短くすることができ、スイングポスト自体の縮小化も
図れ、その分、設計の自由度が増大する。

【００４２】また、開口角調整手段を、一端側がスイン
グポストに水平ピンを介して連結され、他端側がアッパ
ブームに水平ピンを介して連結された油圧シリンダと、
ロアブームの上下方向の揺動角に応じてロアブームとア
ッパブームとの開口角が変化するように油圧シリンダの
伸縮を制御する手段とで構成することにより、ブーム間
開口角をロアブームの揺動角に応じて変化させることが
できる。また、この場合、油圧シリンダの伸縮を任意の
割合で変化させることができ、ブーム間開口角を任意の
割合で変えることが可能である。

【００４３】本願明細書中で「ほぼ車幅内」とは、実用
上「車幅内」にあればよいことを意味し、機体サイズに
もよるが、数十ミリ程度車幅（下部走行体端面）からは
み出すことは許容される。

【００４４】

【実施例】本発明によるスイング方式の掘削機の一実施
例について、図１〜図７を参照しながら説明する。本実
施例の掘削機は、車幅内旋回可能な超小旋回油圧ショベ
ルである。

【００４５】まず、本実施例の掘削機の構成を説明す
る。本実施例の掘削機においては、図１及び図２に示す
ように、走行して機体を移動させる下部走行体１０の上
に上部旋回体１１が設置され、上部旋回体１１上の側方
に運転室１２が設置され、運転室１２の前方かつ側方の
位置に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が取り付けられ、スイングポスト１３にバ
ケット２２、アーム１９、アッパブーム１７及びロアブ
ーム１４、クロスリンク１５を含むフロント構造物１が
取り付けられている。スイングポスト１３は、スイング
ピン３０を中心として水平方向にスイング可能である。
また、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。

【００４６】上部旋回体１１は下部走行体１０のほぼ車
幅内で旋回可能なサイズを有し、図示しない旋回機構に
よって水平方向に旋回できるようになっている。また、
上部旋回体１１には上述した運転室１２、スイングポス
ト１３及びフロント構造物１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２
０、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。

【００４７】ブームはロアブーム１４及びアッパブーム
１７に２分割された構成となっており、ロアブーム１４
は、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、先端部が水平ピン３２によってアッパブーム
１７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、ロッド先端部が水平ピン１６Ｂでロアブーム１４に
連結され、その伸縮によってロアブーム１４を上下方向
に揺動させる。即ち、ブームシリンダ１６はロアブーム
１４を揺動する原動力となっている。一方、アッパブー
ム１７は、ボトム側端部が前述のように水平ピン３２で
ロアブーム１４に、先端部が水平ピン３３でアーム１９
に連結されており、かつ後述するクロスリンク１５が水
平ピン３４で連結されている。

【００４８】また、スイングポスト１３においては、ロ
アブーム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
に位置している。

【００４９】クロスリンク１５は開口角調整手段を構成
する部材であり、一端側が水平ピン３５でスイングポス
ト１３に連結され、他端側が水平ピン３４でアッパブー
ム１７に連結されている。スイングポスト１３におい
て、クロスリンク１５一端側の水平ピン３５はロアブー
ム１４フート側端部の水平ピン３１よりもフロント構造
物１に対し後方に位置しており、図１の姿勢でクロスリ
ンク１５は、アッパブーム１７及びロアブーム１４を連
結する水平ピン３２と、ロアブーム１４及びスイングポ
スト１３を連結する水平ピン３１とを結ぶ直線に交差し
ている。

【００５０】アッパブーム１７の先端部には前述のよう
に水平ピン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。アッパブーム１７とアーム１９
の間にはアームシリンダ１８が水平ピン３６，３７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とアッパブーム１７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。

【００５１】また、スイングシリンダ２３のロッド先端
部がスイングポスト１３のスイング中心であるスイング
ピン３０に垂直ピン２３ａによって連結されており、ス
イングシリンダ２３のボトム側端部が上部旋回体１１の
所定位置に垂直ピン２３ｂによって連結されている。ス
イングシリンダ２３が図２中破線で示すように伸縮する
と、その伸縮によってスイングポスト１３が破線で示す
ようにスイングし、従って、上述したフロント構造物１
も上部旋回体１１に対してスイングする（図２参照）。
この掘削機で側溝を掘削する場合には、従来のスイング
方式と同様に、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作業を行う。

【００５２】次に、クロスリンク１５の作用を中心にし
て、本実施例の掘削機の動作を図３及び図４により説明
する。図３において、ロアブーム１４は、ブームシリン
ダ１６の伸縮によって、スイングポスト１３との連結点
である水平ピン３１を中心に上下方向に揺動する。アッ
パブーム１７はロアブーム１４と水平ピン３２で連結さ
れ、かつクロスリンク１５が水平ピン３４で連結されて
いるため、ロアブーム１４と連動して開口角が変化する
よう移動する。

【００５３】ロアブーム１４先端部の水平ピン３２の軌
跡Ａはロアブーム１４フート側端部の水平ピン３１を中
心とする円（図中一点鎖線で示す）となり、クロスリン
ク１５先端部の水平ピン３４の軌跡Ｂは、クロスリンク
一端側の水平ピン３５を中心とする円（図中二点鎖線で
示す）となる。尚、参考のため、アッパブーム１７とア
ーム１９を連結する水平ピン３３の軌跡Ｃを図中に示し
た。図１の姿勢では、クロスリンク１５が、水平ピン３
２と水平ピン３１とを結ぶ直線に交差するように連結さ
れており、ロアブーム１４先端部の水平ピン３２とクロ
スリンク１５先端部の水平ピン３４の軌跡が図３の如く
重なるように設定されている。ここで、クロスリンク１
５先端部の水平ピン３４の軌跡Ｂがロアブーム１４先端
部の水平ピン３２の軌跡Ａより外側にある場合にはブー
ム間開口角は大きくなり、その逆の水平ピン３４の軌跡
Ｂが水平ピン３２の軌跡Ａより内側にある場合にはブー
ム間開口角は小さくなる。このようなクロスリンク１５
とロアブーム１４の位置を設定することにより、ブーム
間開口角の所望の制御が可能となる。

【００５４】即ち、ロアブーム１４の揺動角がその最大
上げ時の角度を含む第１の領域（図中Iで示す）にある
時にはロアブーム１４を上方に揺動させていくとブーム
間開口角は大きくなり、ロアブーム１４の揺動角がその
最大下げ時の角度を含む第２の領域（図中IIで示す）に
ある時にはロアブーム１４を下方に揺動させていくとブ
ーム間開口角は大きくなり、ロアブーム１４の揺動角が
第１の領域と第２の領域の境界の所定の角度φでブーム
間開口角が最小となる。図３では、フロント構造物１の
最大リーチ時におけるロアブーム１４の揺動角はこの所
定の角度φ付近にある。

【００５５】図３において、旋回姿勢でのブーム間開口
角をα、フロント構造物を最も地表に対して伸ばした最
大リーチ位置でのブーム間開口角をβ、深掘り姿勢時の
ブーム間開口角をγとすると、 α＞γ＞β … （１） となる。但し、γはアッパブームが地表に対してほぼ垂
直になる角度である。

【００５６】従って、ロアブーム１４を上昇させ旋回姿
勢を取ろうとする時には、クロスリンク１５によりブー
ム間開口角が大きくなり、上部旋回体１１上方でロアブ
ーム１４とアッパブーム１７が大きく開いて車幅内にフ
ロント構造物１を納めることができる。この時の真上か
らみた状態を図４に示す。また、ロアブーム１４を旋回
姿勢から下降させる時には、クロスリンク１５によりブ
ーム間開口角が減少し、最大リーチ位置においては旋回
中心部からバケット２２先端までの最大リーチ長さが短
くなり、この時の転倒モーメントが小さくなって安定性
を向上することができる。ロアブーム１４をさらに下降
させた深掘り姿勢においては、ブーム間開口角が再び大
きくなり、バケット２２を深い位置に移動させることが
でき、深掘，りを行うことができる。

【００５７】尚、本実施例では、フロント構造物１の最
大リーチ位置におけるロアブーム１４の揺動角βが、ブ
ーム間開口角を最小とする所定の角度φに一致していな
いが、これらをほぼ一致させるように設定することもで
き、これにより最大リーチ長さが最短になり、安定性向
上の効果が最大となる。

【００５８】また、本実施例の掘削機のスイングポスト
１３においては、前述のようにロアブーム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５（ａ）はその状況を示す拡大図である。これ
に対し、ロアブーム１４ａとスイングポスト１３ａとの
連結点である水平ピン３１ａを、スイングポスト１３ａ
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）に位置させた比較例を、図５（ｂ）
に拡大図で示す。但し、スイングピン３０ａの上部旋回
体上の位置はスイングピン３０の位置と同位置である。
また、図５（ａ），（ｂ）どちらにおいても、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
が、それぞれスイングピン３０，３０ａよりも前方に位
置している。従来のスイング方式の掘削機では、図５
（ｂ）と同様にブームとスイングポストとの連結点が、
スイングポストのスイング中心よりもフロント構造物側
に位置していた。

【００５９】図６は、図５（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
た図である。但し、図５（ａ）に示す本実施例のフロン
ト構造物の動きを実線で、図５（ｂ）の比較例のフロン
ト構造物の動きを二点鎖線で示す。本実施例のように、
ロアブーム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
にロアブーム１４を含むフロント構造物１の上下方向の
揺動中心を接近させることができる。従って、図６にお
いて短縮分ａで示す長さだけ最小旋回半径をさらに小さ
くすることができ、その短縮分ａに相当する分、フロン
ト構造物１を車幅内に納めるために必要なブーム間開口
角の増加量を少なくして、クロスリンクの負担を軽減す
ることができる。また、上部旋回体１１の旋回中心にフ
ロント構造物１の揺動中心を接近させることにより、旋
回中心からバケット２２先端までの最大リーチ長さを図
中短縮分ｂで示す長さだけ短くすることができ、この時
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。

【００６０】図７は側溝掘削時の状況を示す図であり、
図７（ａ）は図５（ａ）に示す本実施例の場合、図７
（ｂ）は図５（ｂ）の場合である。いずれも、上部旋回
体１１が図中右側に９０°旋回しフロント構造物が図中
左側に９０°スイングしており、車体幅方向の最も離れ
た限界位置で側溝を掘削する状態を示す。但し、図７
（ｂ）において、図７（ａ）と同等の部材には同じ符号
を付してある。図７（ａ）に示す本実施例では、ロアブ
ーム１４の上下方向の揺動中心（水平ピン３１の位置）
が図７（ｂ）に比べて紙面下方にあるが、スイングポス
ト１３のスイング中心（スイングピン位置）は前述のよ
うに同位置である。従って、側溝距離δは図７（ａ）と
（ｂ）とでは同じとなり、スイングポスト１３のスイン
グ中心位置を変えなければ、従来と同程度に離れた位置
に側溝を掘削することができ、側溝距離を犠牲にするこ
とがない。

【００６１】また、図６のように、ロアブーム１４の上
下方向の揺動中心を、上部旋回体１１の旋回中心に接近
させ、ロアブーム１４がフロント構造物１に対し後方に
移動できるので、掘削した土砂等をバケット２２からダ
ンプ等への積み込む際に、ふところ部分が大きく取れ、
土砂等の積み込みが楽になる。

【００６２】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５に限らず任意でよい。

【００６３】以上のような本実施例においては、ブーム
をロアブーム１４及びアッパブーム１７により構成し、
両ブーム間の開口角をクロスリンク１５によってロアブ
ーム１４の揺動角に応じて変化させ、ロアブーム１４を
上昇させた旋回姿勢をとる時にブーム間開口角を大きく
するので、車幅内にフロント構造物１を納めることがで
きる。また、上部旋回体１１を下部走行体１０のほぼ車
幅内で旋回可能にするので、車幅内旋回が可能となる。
従って、複雑な平行リンク機構を用いずに簡単な構造の
スイング方式を採用して、車幅内旋回させることができ
る。

【００６４】また、スイングポスト１３が運転室１２の
前方でかつ側方の位置に設置されるので、運転室１２を
後方にずらすことなく、ロアブーム１４を運転室１２に
干渉させずにブーム最大上げ時の揺動角を大きくするこ
とができる。従って、車幅内旋回を可能とする際に、狭
い上部旋回体１１における運転室１２のレイアウト上の
設計の自由度を増大させることができる。例えば、運転
室１２を前に出すことができ、その分エンジンの大きさ
を大きくでき、上部旋回体の設計にゆとりができる。

【００６５】また、スイングポストが運転室の前方かつ
側方に設置する場合は、一般的に運転室側の直角位置に
スイングポスト及びフロント構造物をスイングさせた状
態でブームを上昇させアームを巻き込む時には、バケッ
トが運転室に当たることが懸念される。しかし、本実施
例では、このことに対する顕著な効果が得られる。即
ち、ロアブーム１４を上昇させるとそれに応じてアッパ
ブーム１７とロアブーム１４の間の開口角を増加させる
クロスリンク１５を有しているので、運転室１２側の直
角位置にスイングポスト１３及びフロント構造物１をス
イングさせた状態でロアブーム１４を上昇させアーム１
９を巻き込んだ時に、バケット２２は運転室１２上方を
避けて通ることになり、バケット２２が運転室１２に当
たる懸念がなくなる。

【００６６】また、クロスリンク１５の一端側をスイン
グポスト１３に水平ピン３５を介して連結し、先端部を
アッパブーム１７に水平ピン３２を介して連結すると共
に、クロスリンク１５を水平ピン３２と水平ピン３１と
を結ぶ直線に対して交差させるので、ロアブーム１４の
最大上げ位置でブーム間開口角を大きくすることがで
き、この位置で車幅よりも狭い旋回姿勢をとることがで
きる。

【００６７】また、クロスリンク１５一端側の水平ピン
３５をロアブーム１４フート側端部の水平ピン３１より
もフロント構造物１に対し後方に配置するので、ロアブ
ーム１４を下降させた最大リーチ位置においてブーム間
開口角を小さくすることができ、この時の転倒モーメン
トを小さくして安定性を向上することができる。さら
に、ロアブーム１４をさらに下降させた深掘り姿勢にお
いて、ブーム間開口角を大きくすることができ、深掘り
を行うことができる。

【００６８】また、ロアブーム１４とスイングポスト１
３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るので、最
小旋回半径をさらに小さくすることができ、その分、フ
ロント構造物１を車幅内に納めるために必要なブーム間
開口角の増加量を少なくして、クロスリンク１５の負担
を軽減することができる。また、最大リーチ長さを短く
することができ、この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。また、スイングポスト
１３のスイング中心は変わらないので、側溝距離を犠牲
にすることがない。さらに、この場合、掘削した土砂等
をバケット２２からダンプ等への積み込む際に、ふとこ
ろ部分を大きく取れるので積み込みが楽になる。

【００６９】また、スイング方式である本実施例ではオ
フセット方式を採用しないため、フロント構造物１を軽
量化でき、安定性を向上させることができる。また、カ
ウンターウエイトを小さくできるので機体重量自体が低
減でき、運搬コストが低減される。また、機体重量の低
減によって、原動機出力が小さくでき、製造コストやラ
ンニングコストを低減することができ、燃費も向上する
ことができる。

【００７０】また、オフセット方式を採用しないため、
垂直ピンを使用する箇所が減り、従来のようなフロント
アタッチメントの制約を受けず、用途の幅が広まる。ま
た、側溝掘削時に平行リンク機構の下部と地表とが干渉
するようなことがないので、標準機に比べ掘削深さを大
きくとれる。また、複雑な平行リンク機構を有しないの
で、製造コストが低減し、整備性も向上する。

【００７１】また、オフセット方式では、アーム及びバ
ケットが運転室と反対側にオフセットした場合にブーム
が視界をさえぎって運転室から掘削位置が見にくいこと
があるが、本実施例はスイングポスト１３にフロント構
造物１を連結するスイング方式ため、運転室１２からの
視野が広がり、バケットが確実に見える。従って、運転
者としては精神的にも安定して操作することができ、オ
フセット方式に比べて安全である。

【００７２】また、オフセット方式を採用しないために
運転室１２とフロント構造物１が大きく干渉することが
ない。但し、フロント構造物１が運転室１２と反対側に
スイングした場合、ロアブーム１４を上方に揺動した場
合にのみ運転室１２とフロント構造物１が若干干渉する
ことがあるが、干渉を引起こすのはロアブーム１４のみ
なので、ロアブーム１４の上下方向の揺動角とスイング
角のみを検出するだけで、簡単に干渉防止領域が算出で
きる。従って、従来のオフセット方式のように超小旋回
油圧ショベルのフロント構造物のすべての角度を検出す
る必要がなく、安価かつ信頼性の高い干渉防止装置を実
現できる。

【００７３】次に、本発明によるスイング方式の掘削機
の他の実施例について、図８を参照しながら説明する。
但し、図８において、図１〜図３と同等の部材には同じ
符号を付してある。

【００７４】図８に示すように、スイングポスト１３Ａ
において、クロスリンク１５Ａ一端側の水平ピン３５Ａ
はロアブーム１４Ａフート側端部の水平ピン３１Ａより
も前方に位置しており、図８の姿勢でクロスリンク１５
Ａは、アッパブーム１７及びロアブーム１４Ａを連結す
る水平ピン３２Ａと、ロアブーム１４Ａ及びスイングポ
スト１３Ａを連結する水平ピン３１Ａとを結ぶ直線に交
差している。

【００７５】ロアブーム１４Ａ先端部の水平ピン３２Ａ
の軌跡は水平ピン３１Ａを中心とする円（図中一点鎖線
で示す）となり、クロスリンク１５Ａ先端部の水平ピン
３４Ａの軌跡は、水平ピン３５Ａを中心とする円（図中
一点鎖線で示す）となるが、本実施例では、ロアブーム
１４Ａ先端部の水平ピン３２Ａとクロスリンク１５Ａ先
端部の水平ピン３４Ａの軌跡が図８の如く重なるように
設定されている。そして、図３と同様に、クロスリンク
１５Ａ先端部の水平ピン３４Ａの軌跡がロアブーム１４
Ａ先端部の水平ピン３２Ａの軌跡より外側にある場合、
ブーム間開口角は大きくなり、その逆の場合にはブーム
間開口角は小さくなる。

【００７６】従って、例えば、旋回姿勢を取ろうとして
ロアブーム１４を上昇させる時には、クロスリンク１５
によりブーム間開口角を増加させ、旋回姿勢からロアブ
ーム１４を下降させる時には、クロスリンク１５により
ブーム間開口角を減少させる。本実施例の場合、旋回姿
勢での開口角α、最大リーチ位置での開口角β、深掘り
姿勢時の開口角γの関係は、 α＞β＞γ … （２） となる。

【００７７】この場合も、ロアブーム１４を旋回姿勢か
ら下降させる時にブーム間開口角が減少し、最大リーチ
位置においては旋回中心部からバケット２２先端までの
最大リーチ長さが短くなり、この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。尚、旋回姿
勢におけるブーム間開口角の増加が可能であるならば、
クロスリンク１５の水平ピン３５の位置やクロスリンク
１５の長さを調整することにより、α，β，γの大小関
係を任意に設定することができ、例えば最大リーチ長さ
を長くすることもできる。

【００７８】以上のような本実施例によれば、スイング
ポスト１３Ａにおけるロアブーム１４Ａの連結位置（水
平ピン３１Ａ）よりも前にクロスリンク１５Ａの一端側
の連結位置（水平ピン３５Ａ）がくるため、スイングポ
スト１３Ａの前後の長さを短くすることができ、スイン
グポスト１３Ａ自体の縮小化が図れ、その分、設計の自
由度が増大する。

【００７９】また、この場合も最大リーチ位置において
最大リーチ長さを短くすることができ、この時の転倒モ
ーメントを小さくして安定性を向上することができる。

【００８０】次に、本発明によるスイング方式の掘削機
のさらに他の実施例について、図９〜図１２を参照しな
がら説明する。但し、図９において、図１と同等の部材
には同じ符号を付してある。

【００８１】図９に示すように、本実施例では、図１や
図８のクロスリンクに代え、開口角調整手段としてアッ
パブームシリンダ４０を用いる。即ち、アッパブームシ
リンダ４０をスイングポスト１３とアッパブーム１７の
間に連結し、その伸縮によってアッパブーム１７とロア
ブーム１４の間の開口角（ブーム間開口角）を変化させ
る力を発生させる。それ以外の構成は、図１や図８と同
様である。

【００８２】図１０は本実施例のアッパブームシリンダ
４０の伸縮を制御する手段である油圧回路の要部の概略
図である。図１０において、センサ４１はロアブームの
ふ仰角（上下方向の揺動角）θを検出し、センサ４２は
ブーム間開口角εを検出する。コントローラ４３はセン
サ４１及びセンサ４２からの角度θ及びεをそれぞれ入
力し、アッパブームシリンダ４０への流量にもとづく電
圧信号４３ａをアンプ４４に入力する。アンプ４４で
は、この電圧信号４３ａを電流信号４４ａに変換し、こ
の電流信号４４ａによって方向切換弁４５の動作位置が
決定される。この方向切換弁４５の動作位置に基づきタ
ンク４６から油圧ポンプ４７によって圧送された油がア
ッパブームシリンダ４０のロッド側ポート４０ａとボト
ム側ポート４０ｂに一定の割合で供給され、アッパブー
ムシリンダ４０が伸縮する。また、背圧弁４８によって
回路にはある一定の背圧がかけられている。

【００８３】図１１に示すように、コントローラ４３は
演算部４３Ａ、第１メモリ４３Ｂ、第２メモリ４３Ｃを
有している。第１メモリ４３Ｂは作業開始時のブーム間
角度θ₀の値を記憶しておくためのものであり、第２メ
モリ４３Ｃは角度θ及びεの間の関数テーブルが記憶さ
れた関数メモリである。コントローラ４３においては、
検出された角度θ及びεが演算部４３Ａに入力され、第
１メモリ４３Ｂ及び第２メモリ４３Ｃとデータをやりと
りしながらアッパブームシリンダ４０への流量にもとづ
く電圧信号４３ａを演算する。

【００８４】上記コントローラ４３で行われる、アッパ
ブームシリンダ４０の制御フローを図１２により説明す
る。但し、この演算及び制御手順は、操作が行われてい
る時間をある一定のサンプリングタイムΔｔ（秒）に区
切っておこなわれるものである。まず、ステップＳ１
で、ロアブーム１４を操作する前のロアブーム１４のふ
仰角の初期値が予めθ₀として第１メモリ４３Ｂに入
力、記憶される。そして、ステップＳ２において、操作
開始後Δｔだけ時間が経過したかどうか判断され、Δｔ
経過すると次のステップＳ３に移る。

【００８５】ステップＳ３において、ロアブーム１４の
ふ仰角θ、ブーム間開口角εがセンサ４１及び４２によ
りそれぞれ検出され、演算部４３Ａに読み込まれる。次
に、ステップＳ４において、前回（時間Δｔ前）のロア
ブーム１４のふ仰角θ₀が第１メモリ４３Ｂから読み込
まれる。次に、ステップＳ５において、現在からΔｔの
後のふ仰角（以下、[θ]と記す）が算出される。この
時、 [θ]＝２θ−θ₀ … （３） である。なぜならば、ロアブーム１４のふ仰角速度をθ
^*とすると、 θ^*＝（θ−θ₀）／Δｔ … （４） であるので、 [θ]＝θ＋θ^*・Δｔ ＝２θ−θ₀ … （５） となるからである。

【００８６】次に、ステップＳ６において、上記[θ]に
対する[ε]、即ち現在からΔｔの後のブーム間開口角を
第２メモリ４３Ｃの関数テーブルより読み込む。また、
ステップＳ７で第１メモリ４３Ｂにおけるθ₀をθに書
き換えてこれを新たなθ₀とする。次に、ステップＳ８
において、現在からΔｔの後のブーム間開口角速度
[ε^*]を次式、 [ε^*]＝（[ε]−ε）／Δｔ … （６） に従って算出する。

【００８７】次のステップＳ９で、この[ε^*]を用い
て、幾何学的な関係式を利用して、アッパブームシリン
ダ４０の伸縮速度を算出する。但し、この幾何学的な関
係式は、アッパブームシリンダ４０及びロアブーム１４
の長さや位置、さらにスイングポスト１３におけるアッ
パブームシリンダ４０及びロアブーム１４の連結位置等
により一義的に求まるものであり、演算部４３Ａに格納
されている。そして、次のステップＳ１０でこのアッパ
ブームシリンダ４０の伸縮速度よりアッパブームシリン
ダ４０に供給すべき油の流量を算出し、ステップＳ１１
でアンプ４４にその結果（電圧信号４３ａ）を出力す
る。次に、ステップＳ１２で操作を終了するかどうかを
判断し、終了する場合には手順を終わり、終了しない場
合にはステップＳ１の後へ戻って同様の手順を繰り返
す。

【００８８】以上のような本実施例によれば、アッパブ
ームシリンダ４０及びこの伸縮を制御するコントローラ
４３等の手段によってもブーム間開口角をロアブーム１
４の上下方向の揺動角に応じて変化させることができ
る。また、この場合、アッパブームシリンダ４０の伸縮
を任意の割合で変化させることができ、ブーム間開口角
を任意の割合で変えることができる。

【００８９】また、上記の実施例の変形例として、図１
３のように、アッパブームシリンダ５０をロアブーム１
４とアッパブーム１７の間に連結しても同様の効果が得
られる。但し、図１３において、図９と同等の部材には
同じ符号を付してある。

【００９０】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より前方の側方位置に設置
したが、本発明はこれに限られるものではない。例え
ば、運転室のレイアウトを変更できるのであれば、運転
室の前方で上部旋回体の中央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
てもよく、このような場合でも、本発明を適用し同様の
効果を得ることができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、ブームをロアブームと
アッパブームとで構成し、その間の開口角調整手段を設
けたので、簡単なスイング方式で上部旋回体及びフロン
ト構造物全体の車幅内旋回が可能となる。

【００９２】また、オフセット方式を採用しないため、
フロント構造物を軽量化でき、安定性を向上させること
ができる。また、機体重量が低減でき、運搬コストや製
造コストやランニングコストを低減することができ、燃
費も向上することができる。また、従来のようなフロン
トアタッチメントの制約を受けず、用途の幅が広まると
共に、側溝掘削時に地表との干渉を起こすことがなく、
整備性も向上する。さらに、スイング方式ため、運転室
からの視野が広がり、バケットが確実に見え、運転者と
しては精神的にも安定して操作することができ、オフセ
ット方式に比べて安全である。

【００９３】また、フロント構造物が運転室と反対側に
スイングした状態で、ロアブームを上方に揺動した場合
にのみ運転室とフロント構造物が干渉することがある
が、干渉を引起こすのはロアブームのみなので、簡単に
干渉防止領域が算出でき、安価かつ信頼性の高い干渉防
止装置を実現できる。

【００９４】また、スイングポストを上部旋回体の運転
室の前方でかつ側方の位置に設置したので、運転室を後
方にずらすことなく、ロアブームを運転室に干渉させず
にブーム最大上げ時の揺動角を大きくすることができ、
狭い上部旋回体における運転室レイアウトの設計の自由
度を増大させることができる。また、ロアブームの上昇
に応じてブーム間開口角を増加させる開口角調整手段と
の組合せでスイングポストの位置を側方に設置するの
で、運転室側の直角位置にフロント構造物をスイングさ
せた状態でロアブームを上昇させアームを巻き込んだ時
に、バケットが運転室に当たる懸念がなくなるという顕
著な効果が得られる。

【００９５】また、ロアブームを下方に揺動させていく
時にブーム間開口角を減少させるので、最大リーチを小
さくして転倒モーメントを小さくすることができ、安定
性を向上することができる。さらにロアブームを下方に
揺動させていく時にブーム間開口角を増加させるので、
バケットを深い位置に移動させることができ、深掘りを
行うことができる。

【００９６】また、ロア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ので、側溝距離を犠牲に
することなく最小旋回半径をさらに小さくすることがで
き、その分、フロント構造物を車幅内に納めるために必
要なブーム間開口角の増加を少なくして、開口角調整手
段の負担を軽減することができる。また、最大リーチ長
さを短くすることができ、この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。さらに、
掘削した土砂等をダンプ等への積み込む際に、ふところ
部分を大きく取れるので積み込みが楽になる。

【００９７】また、クロスリンクとスイングポストとの
連結点の位置を、ロアブームとスイングポストとの連結
点の位置よりもフロント構造物側とするので、スイング
ポスト自体の縮小化が図れ、その分、設計の自由度が増
大する。また、最大リーチ長さを短くすることができ、
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。

【００９８】また、開口角調整手段を油圧シリンダ及び
この油圧シリンダの伸縮を制御する手段とで構成するの
で、ブーム間開口角をロアブームの揺動角に応じて変化
させることができ、さらにブーム間開口角を任意の割合
の変化させることができる。

【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】図１の掘削機の上面図である。

【図３】図１及び図２の掘削機におけるフロント構造物
の動作を説明する図である。

【図４】図３の旋回姿勢の場合の上面図である。

【図５】（ａ）は図１及び図２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比較例を示す図
である。

【図６】図５（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７】側溝掘削時の状況を示す上面図であり、（ａ）
は図５（ａ）に示す本実施例の場合、（ｂ）は図５
（ｂ）の場合の図である。

【図８】本発明の他の実施例によるスイング方式の掘削
機の構成及び動作を示す側面図である。

【図９】本発明のさらに他の実施例によるスイング方式
の掘削機の構成及び動作を示す側面図である。

【図１０】図９のアッパブームシリンダの油圧回路の要
部の概略図である。

【図１１】図１０のコントローラの構成を示す図であ
る。

【図１２】図１１のコントローラで行われる、アッパブ
ームシリンダの制御フローを示す図である。

【図１３】アッパブームシリンダをロアブームとアッパ
ブームの間に連結した図９の変形例を示す図である。

【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 １３Ａ スイングポスト １４ ロアブーム １４Ａ ロアブーム １５ クロスリンク １５Ａ クロスリンク １６ ブームシリンダ １７ アッパブーム 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 ３１，３２ 水平ピン ３１Ａ，３２Ａ 水平ピン ３４，３５ 水平ピン ３４Ａ，３５Ａ 水平ピン ４０ アッパブームシリンダ ４３ コントローラ ４５ 方向切換弁 ４６ タンク ４７ 油圧ポンプ ５０ アッパブームシリンダ

【手続補正書】

【提出日】平成７年５月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載のスイ
ング方式の掘削機において、前記開口角調整手段は、前
記ロアブームを上方に揺動させていくと前記ロアブーム
と前記アッパブームとの開口角が増加するように該開口
角を変化させることを特徴とするスイング方式の掘削
機。

【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項記載のスイ
ング方式の掘削機において、前記開口角調整手段は、前
記ロアブームの揺動角が所定の揺動角より大きい第１の
領域では前記ロアブームを上方に揺動させていくと前記
ロアブームと前記アッパブームとの開口角が増加し、前
記ロアブームの揺動角が前記所定の揺動角より小さい第
２の領域では前記ロアブームを下方に揺動させていくと
前記ロアブームと前記アッパブームとの開口角が増加
し、前記所定の揺動角で前記開口角が最小となるように
該開口角を変化させることを特徴とするスイング方式の
掘削機。

【請求項７】 請求項６記載のスイング方式の掘削機に
おいて、前記開口角調整手段は、前記フロント構造物の
最大リーチ位置における前記ロアブームの揺動角が、前
記所定の揺動角にほぼ一致するよう設定されていること
を特徴とするスイング方式の掘削機。

【請求項８】 請求項１〜４のいずれか１項記載のスイ
ング方式の掘削機において、前記開口角調整手段は、前
記ロアブームの揺動角がロアブーム最大上げ角近傍にあ
る時に、最大下げ角近傍にある時よりも、前記ロアブー
ムと前記アッパブームとの開口角が大きくなるように該
開口角を変化させることを特徴とするスイング方式の掘
削機。

【請求項９】 請求項１〜４のいずれか１項記載のスイ
ング方式の掘削機において、前記ロアブームと前記スイ
ングポストとの連結点は、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している
ことを特徴とするスイング方式の掘削機。

【請求項１０】 請求項１〜４のいずれか１項記載のス
イング方式の掘削機において、前記開口角調整手段は、
前記ロアブームの揺動範囲の少なくとも一部において前
記ロアブームと前記スイングポストとの連結点と前記ロ
アブームと前記アッパブームとの連結点を結んだ直線に
対して交差するように、一端側が前記スイングポストに
水平ピンを介して連結され、他端側が前記アッパブーム
に水平ピンを介して連結されたクロスリンクであること
を特徴とするスイング方式の掘削機。

【請求項１１】 請求項１０記載のスイング方式の掘削
機において、前記クロスリンクと前記スイングポストと
の連結点の位置は、前記ロアブームと前記スイングポス
トとの連結点の位置よりもフロント構造物に対し後方に
位置していることを特徴とするスイング方式の掘削機。

【請求項１２】 請求項１０記載のスイング方式の掘削
機において、前記クロスリンクと前記スイングポストと
の連結点の位置は、前記ロアブームと前記スイングポス
トとの連結点の位置よりもフロント構造物側に位置して
いることを特徴とするスイング方式の掘削機。

【請求項１３】 請求項１〜４のいずれか１項記載のス
イング方式の掘削機において、前記開口角調整手段は、
一端側が前記スイングポストに水平ピンを介して連結さ
れ、他端側が前記アッパブームに水平ピンを介して連結
された油圧シリンダと、前記ロアブームの上下方向の揺
動角に応じて前記ロアブームと前記アッパブームとの開
口角が変化するように前記油圧シリンダの伸縮を制御す
る手段とを有することを特徴とするスイング方式の掘削
機。

【請求項１４】 請求項１〜４のいずれか１項記載のス
イング方式の掘削機において、前記開口角調整手段は、
一端側が前記ロアブームに水平ピンを介して連結される
と共に、他端側が前記アッパブームに水平ピンを介して
連結された油圧シリンダと、前記ロアブームの上下方向
の揺動角に応じて前記ロアブームと前記アッパブームと
の開口角が変化するように前記油圧シリンダの伸縮を制
御する手段とを有することを特徴とするスイング方式の
掘削機。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【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、特にスイング方式で車幅内旋回が可能な超小旋回型
の掘削機に関する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
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前記フロント構造
物のブームを連結することにより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、前記上部旋回体を前記下部走行体のほぼ車
幅内で旋回可能なサイズにすると共に、前記フロント構
造物のブームを前記スイングポストに対して上下方向に
揺動可能なロアブームと、前記ロアブームに対して上下
方向に揺動可能なアッパブームとで構成し、前記フロン
ト構造物に前記ロアブームの上下方向の揺動角に応じて
前記ロアブームと前記アッパブームとの上下方向の開口
角を変化させる開口角調整手段を設ける。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】上記スイング方式の掘削機において、好ま
しくは、前記開口角調整手段は、前記ロアブームを上方
に揺動させて前記フロント構造物を旋回姿勢にしたと
き、前記フロント構造物全体が前記下部走行体の車幅内
に納まるように前記ロアブームと前記アッパブームとの
開口角を変化させる構成となっている。また、好ましく
は、前記開口角調整手段は、前記ロアブームを上方に揺
動させながら前記アームを巻き込んだとき、前記バケッ
トが前記運転室上方をよけて通るように前記ロアブーム
と前記アッパブームとの開口角を変化させる構成となっ
ている。また、好ましくは、前記開口角調整手段は、ロ
アブームを上方に揺動させていくとロアブームと前記ア
ッパブームとの開口角が増加するように該開口角を変化
させる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】また、好ましくは、前記開口角調整手段
は、前記ロアブームの揺動範囲の少なくとも一部におい
てロアブームとスイングポストとの連結点とロアブーム
とアッパブームとの連結点を結んだ直線に対して交差す
るように、一端側が前記スイングポストに水平ピンを介
して連結され、他端側がアッパブームに水平ピンを介し
て連結されたクロスリンクである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】

【作用】上記のように構成した本発明においては、ブー
ムをロアブーム及びアッパブームに分割した構成とし、
開口角調整手段によってロアブームの揺動角に応じてロ
アブームとアッパブームとの上下方向の開口角（以下、
ブーム間開口角という）を変化させることにより、ロア
ブームを上昇させフロント構造物を畳み込んだ旋回姿勢
をとろうとする時にブーム間開口角を変化させ、車幅内
にフロント構造物を納めることが可能となる。このた
め、上部旋回体を下部走行体のほぼ車幅内で旋回可能な
サイズにすることにより、上部旋回体及びフロント構造
物全体の車幅内旋回が可能となる。このように、複雑な
平行リンク機構を用いずに簡単な構造のスイング方式を
採用して、車幅内旋回可能な超小旋回型の掘削機が得ら
れる。また、開口角調整手段によってロアブームの揺動
角に応じてブーム間開口角を変化させることにより、ロ
アブームを上方に揺動させながらアームを巻き込んだと
き、バケットが運転室上方をよけて通るようにできる
（後述）。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】また、スイングポストが上部旋回体の運転
室の前方でかつ側方の位置に設置されることにより、運
転室を後方にずらすなどレイアウトを大きく変更するこ
となく、ロアブームを運転室に干渉させずにブーム最大
上げ時の揺動角を大きくすることができる。従って、車
幅内旋回を可能とする際に、上部旋回体における運転室
レイアウトの設計の自由度が増大する。また、スイング
ポストを運転室の前方かつ側方に設置する場合は、一般
的にはスイングポスト及びフロント構造物を前方に向け
た状態や、運転室側の直角位置にスイングポスト及びフ
ロント構造物をスイングさせた状態でブームを上昇させ
アームを巻き込む時に、バケットが運転室に当たること
が懸念されるが、本発明では、ロアブームを上昇させる
とそれに応じてブーム間開口角を増加させる開口角調整
手段を採用しているので、バケットは運転室上方をよけ
て通ることになり、バケットが運転室に当たる懸念がな
くなる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】ロアブーム１４先端部の水平ピン３２の軌
跡Ａはロアブーム１４フート側端部の水平ピン３１を中
心とする円（図中一点鎖線で示す）となり、クロスリン
ク１５先端部の水平ピン３４の軌跡Ｂは、クロスリンク
一端側の水平ピン３５を中心とする円（図中二点鎖線で
示す）となる。尚、参考のため、アッパブーム１７とア
ーム１９を連結する水平ピン３３の軌跡Ｃを図中に示し
た。図１の姿勢では、クロスリンク１５が、水平ピン３
２と水平ピン３１とを結ぶ直線に交差するように連結さ
れており、ロアブーム１４先端部の水平ピン３２とクロ
スリンク１５先端部の水平ピン３４の軌跡が図３の如く
重なるように設定されている。ここで、クロスリンク１
５先端部の水平ピン３４の軌跡Ｂがロアブーム１４先端
部の水平ピン３２の軌跡Ａより外側にある場合には軌跡
Ａ，Ｂの差が大きくなるにしたがってブーム間開口角は
大きくなり、その逆の水平ピン３４の軌跡Ｂが水平ピン
３２の軌跡Ａより内側にある場合には軌跡Ａ，Ｂの差が
大きくなるにしたがってブーム間開口角は小さくなる。
このようなクロスリンク１５とロアブーム１４の位置を
設定することにより、ブーム間開口角の所望の制御が可
能となる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５６】従って、ロアブーム１４を上昇させ旋回姿
勢を取ろうとする時には、クロスリンク１５によりブー
ム間開口角が大きくなり、上部旋回体１１上方でロアブ
ーム１４とアッパブーム１７が大きく開いて車幅内にフ
ロント構造物１を納めることができる。この時の真上か
らみた状態を図４に示す。また、ロアブーム１４を旋回
姿勢から下降させる時には、クロスリンク１５によりブ
ーム間開口角が減少し、最大リーチ位置においては旋回
中心部からバケット２２先端までの最大リーチ長さが短
くなり、この時の転倒モーメントが小さくなって安定性
を向上することができる。ロアブーム１４をさらに下降
させた深掘り姿勢においては、ブーム間開口角が再び大
きくなり、バケット２２を深い位置に移動させることが
でき、深掘りを行うことができる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６３】以上のような本実施例においては、ブーム
をロアブーム１４及びアッパブーム１７により構成し、
両ブーム間の開口角をクロスリンク１５によってロアブ
ーム１４の揺動角に応じて変化させ、ロアブーム１４を
上昇させた旋回姿勢をとる時にブーム間開口角を大きく
するので、車幅内にフロント構造物１を納めることがで
きる。また、上部旋回体１１を下部走行体１０のほぼ車
幅内で旋回可能にするので、車幅内旋回が可能となる。
従って、複雑な平行リンク機構を用いずに簡単な構造の
スイング方式を採用して、車幅内旋回させることができ
る。また、ロアブーム１４を上昇させるとブーム間開口
角が大きくなるので、ロアブーム１４を上方に揺動させ
ながらアーム１９を巻き込んだとき、バケット２２が運
転室１２の上方をよけて通り、バケット２２が運転室１
２に当たることが防止できる（後述）。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６５】また、スイングポストが運転室の前方かつ
側方に設置する場合は、一般的にスイングポスト及びフ
ロント構造物を前方に向けた状態や、運転室側の直角位
置にスイングポスト及びフロント構造物をスイングさせ
た状態でブームを上昇させアームを巻き込む時には、バ
ケットが運転室に当たることが懸念される。しかし、本
実施例では、このことに対する顕著な効果が得られる。
即ち、ロアブーム１４を上昇させるとそれに応じてアッ
パブーム１７とロアブーム１４の間の開口角を増加させ
るクロスリンク１５を有しているので、運転室１２側の
直角位置にスイングポスト１３及びフロント構造物１を
スイングさせた状態でロアブーム１４を上昇させアーム
１９を巻き込んだ時に、バケット２２は運転室１２上方
を避けて通ることになり、バケット２２が運転室１２に
当たる懸念がなくなる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、ブームをロアブームと
アッパブームとで構成し、その間の開口角調整手段を設
けたので、簡単なスイング方式で上部旋回体及びフロン
ト構造物全体の車幅内旋回が可能となる。また、ロアブ
ームを上方に揺動させながらアームを巻き込んだとき、
バケットが運転室に当たることを防止できる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９４】また、スイングポストを上部旋回体の運転
室の前方でかつ側方の位置に設置したので、運転室を後
方にずらすことなく、ロアブームを運転室に干渉させず
にブーム最大上げ時の揺動角を大きくすることができ、
狭い上部旋回体における運転室レイアウトの設計の自由
度を増大させることができる。また、ロアブームの上昇
に応じてブーム間開口角を増加させる開口角調整手段と
の組合せでスイングポストの位置を側方に設置するの
で、フロント構造物を前方に向けた状態や、運転室側の
直角位置にフロント構造物をスイングさせた状態でロア
ブームを上昇させアームを巻き込んだ時に、バケットが
運転室に当たる懸念がなくなるという顕著な効果が得ら
れる。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (12)

【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前記フロント構造物のブ
   ームを連結することにより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、 前記上部旋回体を前記下部走行体のほぼ車幅内で旋回可
   能にすると共に、前記フロント構造物のブームを前記ス
   イングポストに対して上下方向に揺動可能なロアブーム
   と、前記ロアブームに対して上下方向に揺動可能なアッ
   パブームとで構成し、前記ロアブームの上下方向の揺動
   角に応じて前記ロアブームと前記アッパブームとの上下
   方向の開口角を変化させる開口角調整手段を設けたこと
   を特徴とするスイング方式の掘削機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスイング方式の掘削機に
   おいて、前記スイングポストは前記上部旋回体の前記運
   転室より前方でかつ側方の位置に設置されていることを
   特徴とするスイング方式の掘削機。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のスイング方式の
   掘削機において、前記開口角調整手段は、前記ロアブー
   ムを上方に揺動させていくと前記ロアブームと前記アッ
   パブームとの開口角が増加するように該開口角を変化さ
   せることを特徴とするスイング方式の掘削機。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のスイング方式の
   掘削機において、前記開口角調整手段は、前記ロアブー
   ムの揺動角が所定の揺動角より大きい第１の領域では前
   記ロアブームを上方に揺動させていくと前記ロアブーム
   と前記アッパブームとの開口角が増加し、前記ロアブー
   ムの揺動角が前記所定の揺動角より小さい第２の領域で
   は前記ロアブームを下方に揺動させていくと前記ロアブ
   ームと前記アッパブームとの開口角が増加し、前記所定
   の揺動角で前記開口角が最小となるように該開口角を変
   化させることを特徴とするスイング方式の掘削機。
5. 【請求項５】 請求項４記載のスイング方式の掘削機に
   おいて、前記開口角調整手段は、前記フロント構造物の
   最大リーチ位置における前記ロアブームの揺動角が、前
   記所定の揺動角にほぼ一致するよう設定されていること
   を特徴とするスイング方式の掘削機。
6. 【請求項６】 請求項１または２記載のスイング方式の
   掘削機において、前記開口角調整手段は、前記ロアブー
   ムの揺動角がロアブーム最大上げ角近傍にある時に、最
   大下げ角近傍にある時よりも、前記ロアブームと前記ア
   ッパブームとの開口角が大きくなるように該開口角を変
   化させることを特徴とするスイング方式の掘削機。
7. 【請求項７】 請求項１または２記載のスイング方式の
   掘削機において、前記ロアブームと前記スイングポスト
   との連結点は、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していることを特徴
   とするスイング方式の掘削機。
8. 【請求項８】 請求項１または２記載のスイング方式の
   掘削機において、前記開口角調整手段は、前記ロアブー
   ムと前記スイングポストとの連結点と前記ロアブームと
   前記アッパブームとの連結点を結んだ直線に対して交差
   するように、一端側が前記スイングポストに水平ピンを
   介して連結され、他端側が前記アッパブームに水平ピン
   を介して連結されたクロスリンクであることを特徴とす
   るスイング方式の掘削機。
9. 【請求項９】 請求項８記載のスイング方式の掘削機に
   おいて、前記クロスリンクと前記スイングポストとの連
   結点の位置は、前記ロアブームと前記スイングポストと
   の連結点の位置よりもフロント構造物に対し後方に位置
   していることを特徴とするスイング方式の掘削機。
10. 【請求項１０】 請求項８記載のスイング方式の掘削機
    において、前記クロスリンクと前記スイングポストとの
    連結点の位置は、前記ロアブームと前記スイングポスト
    との連結点の位置よりもフロント構造物側に位置してい
    ることを特徴とするスイング方式の掘削機。
11. 【請求項１１】 請求項１または２記載のスイング方式
    の掘削機において、前記開口角調整手段は、一端側が前
    記スイングポストに水平ピンを介して連結され、他端側
    が前記アッパブームに水平ピンを介して連結された油圧
    シリンダと、前記ロアブームの上下方向の揺動角に応じ
    て前記ロアブームと前記アッパブームとの開口角が変化
    するように前記油圧シリンダの伸縮を制御する手段とを
    有することを特徴とするスイング方式の掘削機。
12. 【請求項１２】 請求項１または２記載のスイング方式
    の掘削機において、前記開口角調整手段は、一端側が前
    記ロアブームに水平ピンを介して連結されると共に、他
    端側が前記アッパブームに水平ピンを介して連結された
    油圧シリンダと、前記ロアブームの上下方向の揺動角に
    応じて前記ロアブームと前記アッパブームとの開口角が
    変化するように前記油圧シリンダの伸縮を制御する手段
    とを有することを特徴とするスイング方式の掘削機。