JPH07324348A - 土木建設機械の振動付与装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バケット44によって掘削等の土木建設作業
を行っているときの配管89の破損を防止する。 【構成】 アーム37の空間38内に配管89の大部分を収
納配置するとともに、貫通孔を通過してアーム37から突
出した配管89の先端部を振動発生アクチュエータ50にそ
の内方側から連結したので、配管89の大部分はアーム37
により、また、先端部は障壁として機能する振動発生ア
クチュエータ50によって保護され、破損が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、油圧ショベル等の土
木建設機械の作業具、例えばバケットに振動を付与する
振動付与装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の土木建設機械の作業具、例えば油
圧ショベルのバケット11に振動を付与する振動付与装置
としては、例えば図９に示すようなものが知られてい
る。このものは、バケット11を駆動するバケットシリン
ダ12のピストンロッド13と、アーム14の先端部に揺動可
能に支持されたバケット11との間に振動発生アクチュエ
ータ16を介装するとともに、該振動発生アクチュエータ
16に切換弁17を取付け、この切換弁17により一対の配管
（ホースを含む）18を通じて振動発生アクチュエータ16
に給排される流体の流れ方向を交互に切換え、これによ
り、振動発生アクチュエータ16に振動を発生させるとと
もに、この振動をバケット11に伝達するようにしたもの
である。ここで、前記切換弁17は振動発生アクチュエー
タ16のアーム14から離隔する外側面に配置され、また、
アーム14に沿って延びる配管18は該アーム14の外側面に
ホルダー19によって取り付けられるとともに、その先端
部が切換弁17に向かって屈曲しながら該切換弁17に接続
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の土木建設機械の振動付与装置にあっては、配
管18をアーム14の外側面に取り付けているので、これら
配管18はアーム14、振動発生アクチュエータ16から突出
することになり、この結果、バケット11によって深穴掘
削等の作業を行う場合に、これら配管18が土砂、岩石等
に衝突して破損することがあるという問題点がある。

【０００４】この発明は、作業具によって土木建設作業
を行うときの配管の破損を防止することができる土木建
設機械の振動付与装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、走行
手段からの駆動力を受けて走行する車体と、車体に揺動
可能に支持され内部に長手方向に延びる空間が形成され
たアームと、該アームを上下に揺動させる揺動手段と、
アームの先端部に揺動可能に連結され土木建設作業を行
う作業具と、アームに取り付けられるとともにその出力
部が作業具に連結され、該出力部を通じて駆動力を作業
具に付与することにより作業具を上下に揺動させる駆動
手段と、を備えた土木建設機械において、前記駆動手段
の出力部と作業具との間に振動発生アクチュエータを介
装し、かつ、アームの空間内を該アームに沿って延びる
とともに、先端部が振動発生アクチュエータに対向する
位置のアームに形成された貫通孔を通過して該振動発生
アクチュエータのアームに対向する内方側から該振動発
生アクチュエータに連結され、該振動発生アクチュエー
タに流体を給排する一対の配管を設け、さらに、該配管
内を通じて振動発生アクチュエータに給排される流体の
流れ方向を交互に切換える切換弁を設置することにより
達成することができる。

【０００６】

【作用】この発明においては、振動発生アクチュエータ
に流体を給排する一対の配管をアームの空間内に該アー
ムに沿って延びるよう配置するとともに、該配管の先端
部を振動発生アクチュエータに対向する位置のアームに
形成された貫通孔を通過させながら振動発生アクチュエ
ータのアームに対向する内方側から該振動発生アクチュ
エータに連結している。この結果、これら配管の大部分
はアーム内に収納され、一方、アームから突出している
配管の一部（先端部）は振動発生アクチュエータとアー
ムとの間に位置し、障壁として機能する振動発生アクチ
ュエータによって保護される。この結果、作業具によっ
て深穴掘削等の土木建設作業を行う場合にも、これら配
管はアームあるいは振動発生アクチュエータにより土
砂、岩石等の衝突から保護され、これにより、これら配
管が破損するような事態が防止される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の第１実施例を図面に基づい
て説明する。図１、２において、25は土木建設機械とし
ての油圧ショベルであり、この油圧ショベル25は走行フ
レーム26を有し、この走行フレーム26は油圧モータ27、
クローラ28からなる走行手段29により駆動されて前方あ
るいは後方に走行する。この走行フレーム26上には水平
面内で旋回することができる旋回フレーム30が支持さ
れ、この旋回フレーム30と前記走行フレーム26とは全体
として、前記走行手段29からの駆動力を受けて走行する
油圧ショベル25の車体31を構成する。前記旋回フレーム
30にはブームシリンダ34によって上下に揺動するブーム
35の基端が連結され、このブーム35の先端には細長いア
ーム37の基端部が連結されている。この結果、前記アー
ム37はブーム35を介して車体31に揺動可能に連結されて
いることになる。

【０００８】このアーム37は図２、３、４に示すよう
に、断面コの字形をして内部に長手方向に延びる空間38
が形成され、この空間38は車体31に近接する側が開放し
ている。また、前記アーム37の長手方向中央部および長
手方向先端部にはカバー39が取り付けられ、このカバー
39は前記空間38の開口を閉止している。40はヘッド側が
ブーム35に連結された揺動手段としてのアームシリンダ
であり、このアームシリンダ40のピストンロッド41の先
端は前記アーム37の基端に連結されている。この結果、
前記アームシリンダ40が作動してピストンロッド41が突
出したり引っ込んだりすると、アーム37は上下方向に揺
動する。前記アーム37の先端部にはピン43を介して土木
建設作業、例えば土砂の掘削作業を行う作業具としての
バケット44が揺動可能に連結されている。45はヘッド側
がアーム37の基端部に取り付けられた駆動手段としての
バケットシリンダであり、このバケットシリンダ45の出
力部としてのピストンロッド46の先端は、一端がピン47
を介してアーム37の先端部に連結されたブラケット48の
他端部にピン49を介して連結されている。そして、この
バケットシリンダ45のピストンロッド46の先端には前記
ピン49を介して振動発生アクチュエータ50のヘッド側が
連結され、また、振動発生アクチュエータ50のピストン
ロッド51の先端はピン52を介してバケット44に連結され
ている。この結果、バケットシリンダ45のピストンロッ
ド46は、該ピストンロッド46とバケット44との間に介装
された振動発生アクチュエータ50を介してバケット44に
連結されていることになる。そして、このバケット44は
前記バケットシリンダ45のピストンロッド46から駆動力
が付与されることにより、ピン43を中心として上下方向
に揺動する。

【０００９】前記振動発生アクチュエータ50は図２、５
に示すように、バケットシリンダ45のピストンロッド46
の先端にヘッド側が連結されたシリンダケース55と、こ
のシリンダケース55のシリンダ室56内に摺動可能に収納
され前記ピストンロッド51が連結されたピストン57と、
を備えており、このシリンダ室56はピストン57によって
２つのシリンダ分室58、59に区画されている。

【００１０】図２、３、４、５において、61、62は前記
振動発生アクチュエータ50に流体を給排する屈曲可能な
一対の第１配管（ホースを含む）であり、これらの第１
配管61、62の大部分は前記アーム37に沿って延びるとと
もに、該アーム37の先端側の空間38内に収納されてい
る。そして、これら第１配管61、62の先端部はほぼ直角
に折れ曲がるとともにアーム37の先端部に形成された貫
通孔63を通過して振動発生アクチュエータ50に向かって
延び、かつ、その先端は該振動発生アクチュエータ50の
アーム37に対向する内方側から連結され、詳しくは内側
面に連結されてシリンダ分室58、59にそれぞれ接続され
ている。ここで、前記貫通孔63は振動発生アクチュエー
タ50に対向する部位のアーム37に形成されており、この
結果、アーム37から突出した第１配管61、62の先端部は
障壁として機能する振動発生アクチュエータ50により保
護される。

【００１１】66はアーム37の空間38内に収納された切換
弁としての回転弁であり、この回転弁66はアーム37の長
手方向中央部内面に固定されている。この回転弁66は内
部に収納室67が形成されたケーシング68を有し、このケ
ーシング68の周壁には軸方向に離れた第１、第２流体口
69、70が形成されている。前記ケーシング68の収納室67
には円柱状の回転弁体71が回転可能に収納され、この回
転弁体71の他端部には前記ケーシング68の他端に取り付
けられた流体モータ72の出力軸73の一端部が挿入されて
スプライン結合されている。この結果、前記流体モータ
72が作動すると、回転弁体71はその軸線回りに回転す
る。74、75は回転弁体71の外周に軸方向に離れて形成さ
れた第１、第２環状溝であり、前記第１環状溝74は前記
第１流体口69に、また、第２環状溝75は前記第２流体口
70にそれぞれ常時連通している。

【００１２】図５、６、７において、前記ケーシング68
の一端壁には貫通した第３、第４流体口76、77がそれぞ
れ２個ずつ形成され、これらの第３、第４流体口76、77
は周方向に90度ずつ離れて交互に配置されるとともに、
一端壁の中心から等距離離れている。そして、これら第
３、第４流体口76、77には前記第１配管61、62の基端が
それぞれ接続されている。ここで、シリンダ分室59はピ
ストンロッド51が内部に存在しているので、このシリン
ダ分室59の断面積（ピストンロッド51の断面積を除いた
値）はシリンダ分室58の断面積より小さく、この結果、
等量の流体がこれらシリンダ分室58、59に交互に供給さ
れると、時間の経過と共にピストンロッド51が引っ込み
側に移動してしまう。このため、この実施例ではシリン
ダ分室58の断面積とシリンダ分室59の断面積との比が、
第３流体口76の開口面積と第４流体口77の開口面積との
比に等しくなるようにし、これにより、シリンダ分室5
8、59にこれらの断面積に応じた量の流体を交互に供給
するようにして、ピストンロッド51を同一位置で前後に
振動させるようにしている。

【００１３】前記回転弁体71内にはＬ字形をした第１、
第２通路80、81がそれぞれ２個ずつ形成され、これらの
第１、第２通路80、81は周方向に90度ずつ離れて交互に
配置されている。前記第１通路80の一端は第１環状溝74
に、また、第２通路81の一端は第２環状溝75にそれぞれ
接続され、また、第１通路80の他端はケーシング68の一
端壁に対向する回転弁体71の一端面に、第２通路81の他
端も同様に回転弁体71の一端面に開口し、前述した第
３、第４流体口76、77と同一距離だけ一端壁の中心から
離れている。この結果、これら第１、第２通路80、81の
他端は、回転弁体71が回転すると、第３、第４流体口7
6、77に交互に連通する。82は押圧ピストン83を介して
回転弁体71をケーシング68の一端壁に押し付けることに
より、回転弁体71とケーシング68の一端壁との間のシー
ルを行う複数のスプリングである。

【００１４】図２、３、４、５において、87、88は先端
が回転弁66の第１、第２流体口69、70にそれぞれ接続さ
れた一対の第２配管（ホースを含む）であり、これらの
第２配管87、88の大部分は前記アーム37に沿って延びる
とともに、該アーム37の基端側の空間38内に収納されて
いる。これら第２配管87、88の基端部は屈曲するととも
に、アーム37の基端部に形成された貫通孔86を通じてア
ーム37の外側に導かれている。前述した第１、第２配管
61、62、87、88は全体として、アーム37の空間38内を該
アーム37に沿って延びるとともに、先端部が貫通孔63を
通過して振動発生アクチュエータ50の内面側に連結さ
れ、該振動発生アクチュエータ50に流体を給排する一対
の配管89を構成し、これらの配管89の途中に設置された
前記回転弁66は、該配管89を通じて振動発生アクチュエ
ータ50に給排される流体の流れ方向を交互に切換える。
90は先端が流体モータ72に接続され該流体モータ72に流
体を供給して駆動回転させる供給配管であり、この供給
配管90はアーム37の空間38内において前記第２配管87、
88と並列に配置されるとともに、その基端部が貫通孔86
を通じてアーム37の外側に導かれている。

【００１５】前記配管89の基端、詳しくは第２配管87、
88の基端および供給配管90の基端にはそれぞれ容易に屈
曲する接続ホース94、95、96が連結され、接続ホース94
にはブーム35に沿って延び旋回フレーム30に設置された
流体ポンプ97に連結されている第１流体管98が、また、
前記接続ホース95にはブーム35に沿って延び旋回フレー
ム30に設置されたタンク99に連結されている第２流体管
100が、さらに、接続ホース96にはブーム35に沿って延
び前記第１流体管98の途中に連結された第３流体管 101
が接続されている。なお、 102は流体ポンプ97とタンク
99とを接続する吸込み管であり、また、 103は第１流体
管98と第２流体管 100との間に介装されたリリーフ弁で
あり、さらに、 104は第１、第２流体管98、 100内を流
れる流体の流れ方向を切換える手動切換弁である。

【００１６】次に、この発明の第１実施例の作用につい
て説明する。今、油圧ショベル25のブームシリンダ34、
アームシリンダ40、バケットシリンダ45を必要に応じて
作動し、バケット44により土砂を深く掘削しているとす
る。このような掘削の途中でバケット44が大きな石に突
き当たり、掘り起こしが簡単にできなくなると、バケッ
ト44を高周波で振動させ掘削力を増加させる。この場合
には、まず、手動切換弁 104を切換え、流体ポンプ97か
らの高圧流体を第１流体管98、接続ホース94、第２配管
87、第１流体口69、第１環状溝74を通じて回転弁66の第
１通路80に供給する。このとき、第１通路80の他端が第
３流体口76に、第２通路81の他端が第４流体口77に連通
していると、流体ポンプ97から吐出された高圧流体は、
第３流体口76、第１配管61を通過した後、振動発生アク
チュエータ50のシリンダ分室58に流入し、該振動発生ア
クチュエータ50のピストンロッド51を突出させる。一
方、振動発生アクチュエータ50のシリンダ分室59から流
出した低圧の戻り流体は、第１配管62、第４流体口77、
第２通路81、第２環状溝75、第２流体口70、第２配管8
8、接続ホース95、第２流体管 100を通じてタンク99に
排出される。

【００１７】このとき、流体ポンプ97から吐出された高
圧流体は第３流体管 101、接続ホース96、供給配管90を
通じて流体モータ72にも供給されているため、流体モー
タ72の出力軸73は回転している。そして、この出力軸73
の回転により回転弁体71が約90度回転されると、第２通
路81の他端は第３流体口76に連通するように、また、第
１通路80の他端は第４流体口77に連通するようになる。
この結果、流体ポンプ97からの高圧流体は第１配管62を
通じて振動発生アクチュエータ50のシリンダ分室59に流
入し、該振動発生アクチュエータ50のピストンロッド51
を前述とは逆に引っ込める。このとき、振動発生アクチ
ュエータ50のシリンダ分室58から流出した低圧の戻り流
体は、第１配管61を通じてタンク99に排出される。そし
て、回転弁体71が流体モータ72によりさらにほぼ90度回
転されると、再び、第１通路80の他端が第３流体口76
に、第２通路81の他端が第４流体口77に連通するように
なり、振動発生アクチュエータ50のピストンロッド51が
初期と同様に突出する。

【００１８】このように回転弁体71が90度だけ回転する
毎に、第１、第２通路80、81の他端が第３、第４流体口
76、77に交互に連通し、振動発生アクチュエータ50のシ
リンダ分室58、59に交互に高圧流体が供給される。これ
により、振動発生アクチュエータ50のピストンロッド51
が繰り返し高周波で逆方向に移動して振動が発生し、こ
のような振動が前記バケット44に伝達されて掘削力が増
大する。この結果、バケット44が大きな石に突き当たっ
ていても、これを容易に掘り起こすことができるように
なるのである。このようにして大きな石を掘り起こす
と、手動切換弁 104を切換えて振動発生アクチュエータ
50への高圧流体の供給を停止する。ここで、このような
掘削作業の途中でアーム37が土砂、岩石等に衝突するこ
とがあるが、前述のように配管89の大部分はアーム37内
に収納され、しかも、アーム37から突出している配管89
の一部（先端部）は障壁として機能する振動発生アクチ
ュエータ50によって保護されているので、配管89の破損
が防止される。また、回転弁66を前記配管89の途中に設
置したので、この回転弁66も配管89と同様にアーム37内
に収納され、これにより、回転弁66もその破損が防止さ
れる。

【００１９】また、バケット44に付着している土砂を該
バケット44から振り落としたい場合には、バケット44を
適当な位置まで移動させた後、手動切換弁 104を切換え
て振動発生アクチュエータ50のシリンダ分室58、59に前
述と同様に高圧流体を高周波で交互に供給し、振動発生
アクチュエータ50に生じた振動をバケット44に伝達す
る。この結果、バケット44は振動し、付着している土砂
が振り落とされるのである。さらに、バケット44によっ
て地固め、杭打ちを行う場合にも、前述と同様にバケッ
ト44を振動させれば、これら地固め、杭打ちを迅速かつ
良好に行うことができる。

【００２０】図８はこの発明の第２実施例を示す図であ
る。この実施例においては、配管110の先端に切換弁 11
1を配置するとともに、この切換弁 111を振動発生アク
チュエータ50のアーム37に対向する内面側に取付け、こ
の切換弁 111を介して配管110を振動発生アクチュエー
タ50の内面側に連結するようにしている。ここで、前記
配管 110の途中はアーム37の内面に固定されたブラケッ
ト 112に支持されている。なお、他の構成、作用は前述
の第１実施例と同様である。

【００２１】なお、前述の実施例においては、土木建設
機械が油圧ショベル25であり、作業具がバケット44であ
る場合について説明したが、この発明においては、土木
建設機械がバックホー、ブルドーザー等であり、作業具
がショベル等であってもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、作業具によって土木建設作業を行うときの配管の破
損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す概略全体正面図で
ある。

【図２】アーム、ショベル近傍の一部破断正面図であ
る。

【図３】図２のＡーＡ矢視断面図である。

【図４】図２のＢーＢ矢視断面図である。

【図５】振動付与装置の回路図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ矢視図である。

【図７】図５のＤ−Ｄ矢視断面図である。

【図８】この発明の第２実施例を示す図２と同様の正面
図である。

【図９】従来の振動付与装置の一例を示す図２と同様の
正面図である。

【符号の説明】

29 走行手段 31 車体 37 アーム 38 空間 40 揺動手段 44 作業具 45 駆動手段 46 出力部 50 振動発生アクチュエータ 63 貫通孔 66 切換弁 89 配管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行手段29からの駆動力を受けて走行する
   車体31と、車体31に揺動可能に支持され内部に長手方向
   に延びる空間38が形成されたアーム37と、該アーム37を
   上下に揺動させる揺動手段40と、アーム37の先端部に揺
   動可能に連結され土木建設作業を行う作業具44と、アー
   ム37に取り付けられるとともにその出力部46が作業具44
   に連結され、該出力部46を通じて駆動力を作業具44に付
   与することにより作業具44を上下に揺動させる駆動手段
   45と、を備えた土木建設機械において、前記駆動手段45
   の出力部46と作業具44との間に振動発生アクチュエータ
   50を介装し、かつ、アーム37の空間38内を該アーム37に
   沿って延びるとともに、先端部が振動発生アクチュエー
   タ50に対向する位置のアーム37に形成された貫通孔63を
   通過して該振動発生アクチュエータ50のアーム37に対向
   する内方側から該振動発生アクチュエータ50に連結さ
   れ、該振動発生アクチュエータ50に流体を給排する一対
   の配管89を設け、さらに、該配管89内を通じて振動発生
   アクチュエータ50に給排される流体の流れ方向を交互に
   切換える切換弁66を設置したことを特徴とする土木建設
   機械の振動付与装置。