JPH11131522A

JPH11131522A - 掘削機におけるバケット等の作業具の作動装置

Info

Publication number: JPH11131522A
Application number: JP30155897A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Tanada; 克紀棚田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 1999-05-18
Anticipated expiration: 2017-11-04
Also published as: JP3030396B2

Abstract

(57)【要約】【課題】パワーショベル等におけるバケットをチルト
回転させる構造を簡単にし、しかも作業性を向上する。【解決手段】パワーショベルのアーム(１)先端に取り
付けるアーム側取付け部材(２)に、バケット(３)を旋回
可能に支持する作業具側回転部材(４)を連結する。アー
ム側取付け部材(２)と作業具側回転部材(４)との間にギ
ア機構を介装するとともに、このギア機構をアーム側取
付け部材(２)に固定した駆動モータ(26)で駆動すること
によって、バケット(３)を旋回中心軸と直交する方向の
軸周りにチルト回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削機におけるバ
ケット等の作業具をチルト回転させる作動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パワーショベルにおいて、そ
のバケット部分を掘削方向に回転させるだけでなく他の
方向にも回転できるようにして、土砂等をすくう以外に
種々の作業を可能とし、作業用途の拡大及び作業効率の
向上を図ったものが開発されている。

【０００３】例えば、特公平8-19689号公報には、バケ
ットを旋回可能に支持する旋回テーブルを、パワーショ
ベルのアーム先端のフレームに揺動可能に取り付けるこ
とで、バケットを360度旋回可能とするとともに、その
旋回中心軸とほぼ直交する方向の軸周りにチルト回転さ
せるようにしたものが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、バケットをチルト回転させるための構造がど
れも複雑であり、上記公報においても、旋回テーブル自
体をアーム先端のフレームに揺動可能に取り付けること
により、バケットの旋回駆動部分とチルト回転駆動部分
とを分散させてこれらの干渉をなくすことで構造の簡略
化を図ってはいるものの、フレームと旋回テーブルとを
揺動可能に連結する構造、及びフレームと旋回テーブル
との間に介装するテーブル揺動用の油圧シリンダの取付
構造が複雑であり、依然として全体的に構造が複雑で
あった。しかも、油圧シリンダを駆動源としているの
で、そのストローク分の範囲でしかチルト回転させるこ
とができないためにチルト角が小さく、従って作業性に
不満が残るものとなっていた。

【０００５】また、チルト回転駆動部分が外部に露出し
ているため、バケットによる掘削作業時に飛び散った砂
利や小石等の異物がこの駆動部分に入り込み易く、これ
が噛み込んで故障の原因になることもあった。

【０００６】さらに、従来よりバケットを所望の旋回角
度で停止保持する機構を設けて、駆動モータの保持力を
上回るような回転力が作動した場合でも、バケットが不
測に旋回しないようにすることは提案されているが、バ
ケットのチルト回転に対してまでこのような配慮はなさ
れていなかった。

【０００７】本発明は、このような従来の欠点を解消し
て、バケット等の作業具をチルト回転させるための構造
が簡単であり、また異物等の噛み込みによる故障を防止
し、さらに作業具が不測にチルト回転するのを防止でき
る安全性及び作業性に優れた作業具の作動装置の提供を
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、掘削機等の作業機のアーム先端に取り付けら
れるアーム側取付け部材と、該アーム側取付け部材に連
結されるとともにバケット等の作業具を旋回可能に支持
する作業具側回転部材と、前記作業具がその旋回中心軸
と交差する方向の軸周りに回転するように前記作業具側
回転部材を前記アーム側取付け部材に対して回転させる
チルト回転手段とを備え、該チルト回転手段は、前記ア
ーム側取付け部材又は前記作業具側回転部材のいずれか
一方に固定した駆動モータを駆動源としたことを特徴と
するものである。

【０００９】上記構成において、作業具の掘削方向、旋
回方向、チルト回転方向は互いに異なる方向であり、こ
れによって作業具の向きや移動方向に対する自由度が大
幅に向上し、作業用途の拡大及び作業効率の向上を図る
ことができる。しかも、チルト回転のための駆動源を、
アーム側取付け部材又は作業具側回転部材のいずれか一
方に固定した駆動モータとしているので、従来のように
油圧シリンダを固定側と揺動側に跨って取り付ける必要
がなく、構造が簡単で、バケットのチルト角も大きくす
ることができる。

【００１０】また、前記チルト回転手段は、前記駆動モ
ータによって作動されるギア機構を有し、このギア機構
を、前記アーム側取付け部材又は前記作業具側回転部材
のいずれか他方に固定された内歯型回転ギアと、該回転
ギアの内歯に噛合う前記駆動モータのモータ軸に固定さ
れたモータギアとで構成することによって、チルト回転
駆動部分が外部に露出せず、作業具による堀削作業時に
飛び散った砂利や小石等の回転駆動部分への噛み込みを
防止できる。

【００１１】さらに、前記作業具側回転部材を所望の回
転位置でロックするチルト回転ロック手段を設けること
によって、作業具に駆動モータの保持力を上回るような
回転力が作動した場合でも、作業具が不測にチルト回転
することがないようにしている。

【００１２】さらにまた、前記チルト回転ロック手段
は、前記アーム側取付け部材又は作業具側回転部材のい
ずれか一方に設けられた複数のロック孔と、前記アーム
側取付け部材又は作業具側回転部材のいずれか他方に設
けられ前記ロック孔に係脱自在とされたロックピンと、
該ロックピンを作動させる油圧シリンダとを備え、前記
チルト回転手段における油圧式の駆動モータへの油圧回
路途中に、前記油圧シリンダを駆動させるロック動作用
油圧回路を設けて、前記駆動モータへの圧油の供給前
に、前記油圧シリンダに圧油を供給して前記ロックピン
をロック解除方向に作動させるようにしている。加え
て、前記油圧シリンダは、ロックピンとして機能するピ
ストンと、該ピストンをロック方向に付勢するバネとを
備えている。

【００１３】これによって、チルト回転動作を行わない
ときには、ロックピンすなわち油圧シリンダのピストン
がバネによってロック方向に付勢されてロック状態にあ
り、駆動モータを駆動してチルト回転動作を行うときに
は、駆動モータの駆動に先立って油圧シリンダに圧油が
供給されて、ピストンがロック孔から離脱して自動的に
ロック解除がなされ、その後バケットのチルト回転が行
われることになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に
係るバケットの作動装置の斜視図、図２は同じくその側
面図、図３は同じくその平面図、図４は同じくその正面
図である。

【００１５】本実施形態の作動装置は、パワーショベル
のアーム(１)先端に取り付けられるアーム側取付け部材
(２)と、該アーム側取付け部材(２)に連結されるととも
にバケット(３)を旋回可能に支持する作業具側回転部材
(４)と、バケット(３)がその旋回中心軸とほぼ直交する
方向の軸周りに360度回転するように作業具側回転部材
(４)をアーム側取付け部材(２)に対して回転させるチル
ト回転手段(５)と、バケット(３)を作業具側回転部材
(４)に対して360度旋回させる旋回手段(６)とを備えて
いる。なお、バケット(３)のチルト回転、旋回、及びバ
ケット(３)の掘削作業時の回転は、互いに異方向であっ
て、これらの回転中心は互いにほぼ直交する方向になる
ように設定されている。

【００１６】前記アーム側取付け部材(２)は、アーム
(１)先端に枢着される一対の略三角形状の垂直プレート
(10)(10)と、これら垂直プレート(10)(10)の一端部に跨
って固着された取付けプレート(11)とからなり、これら
垂直プレート(10)(10)及び取付けプレート(11)に跨るよ
うにして補強用のリブ(12)(12)…が各所に固着されてい
る。

【００１７】垂直プレート(10)(10)には、それら上部両
端に取り付けボス(13)(13)…が設けられて、この取付け
ボス(13)(13)…を介してアーム(１)先端へ取り付けるも
のである。また、取付けプレート(11)における垂直プレ
ート(10)(10)と反対側の面には、円環状の回転支持プレ
ート(14)がボルト(15)によって固定されている。

【００１８】前記作業具側回転部材(４)は、一対の略直
角三角形状の連結プレート(20)(20)と、アーム側取付け
部材(２)の回転支持プレート(14)に対向するように連結
プレート(20)(20)のアーム側取付け部材(２)側の端部に
跨って固着された円盤状の回転プレート(21)と、連結プ
レート(20)(20)の下端部に跨って固着された取付けプレ
ート(22)とからなり、これら各プレートに跨るようにし
て補強用のリブ(23)が各所に固着されている。

【００１９】回転プレート(21)における回転支持プレー
ト(14)に対向する面には、図５及び図６に示すような円
環状の内歯型回転ギア(24)がボルト(25)によって固定さ
れており、この回転ギア(24)が回転支持プレート(14)の
内周に回転自在に嵌合されている。回転支持プレート(1
4)の内周面は、図６に示すように二段形状となってお
り、この段部を介して回転ギヤ(24)が外れ落ちないよう
支持されている。

【００２０】また、アーム側取付け部材(２)の取付けプ
レート(11)には、垂直プレート(10)(10)を挟むようにし
て一対のチルト回転用の油圧駆動モータ(26)(26)が取り
付けられており、これら駆動モータ(26)(26)の取付けプ
レート(11)を貫通したモータ軸(27)(27)には、回転ギア
(24)の内歯に噛合うモータギア(28)(28)が固定されてい
る。

【００２１】これによって、駆動モータ(26)(26)が駆動
すると、回転ギヤ(24)が回転し、その回転ギヤ(24)に固
定された回転プレート(21)を介して作業具側回転部材
(４)が回転して、バケット(３)が図１の矢印Ａ方向にチ
ルト回転するようになっている。従って、チルト回転手
段(５)は、回転ギア(24)及びこれに噛合うモータギア(2
8)(28)からなるギア機構と、このギア機構を作動させる
駆動モータ(26)(26)とから構成されている。このような
内歯型回転ギア(24)を有するギア機構の採用により、チ
ルト回転駆動部分が外部に露出せず、バケット(３)の堀
削作業時に飛び散る砂利や小石等の入り込みを極力防止
できるようになっている。

【００２２】一方、作業具側回転部材(４)の取付けプレ
ート(22)においては、アーム側取付け部材(２)と同様
に、その連結プレート(20)(20)と反対側の面すなわち下
面に、円環状の回転支持プレート(30)がボルトによって
固定されており、またバケット(３)の上面には、円盤状
の回転プレート(31)がボルトによって固定されており、
この回転プレート(31)に固定した円環状の内歯型回転ギ
ア(32)が回転支持プレート(30)の内周に回転自在に嵌合
されている。そして、取付けプレート(22)の一方の連結
プレート(20)の外側には、旋回用の油圧駆動モータ(33)
が取り付けられており、この駆動モータ(33)の取付けプ
レート(22)を貫通したモータ軸に、回転ギア(32)の内歯
に噛合う図示しないモータギアが固定されている。な
お、回転ギア(32)の回転支持プレート(30)への支持構造
は、上記のチルト回転構造と同様である。

【００２３】これによって、駆動モータ(33)を駆動する
と、回転ギヤ(32)が回転し、その回転ギヤ(32)に固定さ
れた回転プレート(31)を介してバケット(３)が図１の矢
印Ｂ方向に旋回するようになっている。従って、旋回手
段(６)は、回転ギア(32)及びこれに噛合うモータギアか
らなるギア機構と、このギア機構を駆動させる駆動モー
タ(33)とから構成されている。すなわち、旋回手段(６)
は、上記のチルト回転手段(５)とほぼ同様に構成されて
おり、従ってこれら両者間で共通の部材を使用すること
ができ、製造工程及び組立工程の簡略化が可能となる。

【００２４】また、本実施形態の作業装置では、バケッ
ト(３)の掘削作業時に飛び散った砂利や小石等の異物が
チルト回転駆動部分及び旋回駆動部分に入り込まないよ
うに、図７に示すように、樹脂、ゴム又は金属製のカバ
ー(40)を装着できるようになっている。このカバー(40)
は、アーム側取付け部材(２)の垂直プレート(10)(10)の
下端部に跨って固着された下カバー(41)と、作業具側回
転部材(４)の連結プレート(20)(20)を覆うように配され
た上カバー(42)とからなる。なお、カバー(40)の配置場
所はこれに限定されるものではなく、回転の邪魔になら
ずに駆動部分を覆うことができればどこに配置してもよ
い。

【００２５】さらに、この作業装置には、作業具側回転
部材(４)を所望の回転位置でロックしてバケット(３)の
不測のチルト回転を防止するチルト回転ロック手段(50)
と、バケット(３)を所望の旋回位置でロックして不測の
旋回を防止する旋回ロック手段(51)とが設けられてい
る。

【００２６】チルト回転ロック手段(50)は、図４及び図
８に示すように、作業具側回転部材(４)の回転プレート
(21)の外周沿って等間隔に形成した多数のロック孔(53)
(53)…と、このロック孔(53)(53)…に対応してアーム側
取付け部材(２)の取付けプレート(11)の下部にボルト(5
4)によって取り付けられた油圧シリンダ(55)とからな
り、油圧シリンダ(55)の取付けプレート(11)を貫通した
ロックピンとして機能するピストン(56)を、ロック孔(5
3)に係合させることで、作業具側回転部材(４)を所望の
回転位置でロックするようになっている。

【００２７】その動作は、油圧シリンダ(55)に圧油が供
給されていない状態のときに、油圧シリンダ本体(57)内
に介装されている付勢体である螺旋バネ(58)がピストン
(56)をロック方向に付勢してロック状態となっており、
油圧シリンダ本体(57)の側面に形成した油出入口(59)か
ら圧油が供給されると、その圧油が油溜り室に流れて、
ピストン(56)の側部に設けた段差部分(60)の圧力受け部
に油圧がかかり、これによってピストン(56)が螺旋バネ
(58)の付勢力に抗してロック孔(53)から離脱すること
で、ロックが自動的に解除される構造となっている。

【００２８】図９は、チルト回転用の駆動モータ(26)(2
6)及び油圧シリンダ(55)に圧油を供給するための油圧回
路を示しており、図において、(61)は６ポート３位置切
換弁である操作バルブであって、そのオフセット位置で
ポンプ(62)からの圧油を切換バルブ(63)側に供給するよ
うになっている。切換バルブ(63)は、８ポート２位置切
換弁であって、パワーショベル本体側において下部走行
体に対して上部旋回体を旋回させるための駆動モータ(6
4)を駆動させる本体側旋回用油圧回路(65)と、チルト回
転用の駆動モータ(26)を駆動させるチルト回転用油圧回
路(66)に圧油を選択的に供給するようになっている。従
って、本体側の駆動モータ(64)に圧油が供給されて上部
旋回体が旋回しているときには、チルト回転動作は行わ
れず、逆にチルト回転用の駆動モータ(26)に圧油が供給
されてバケット(３)がチルト回転しているときには、本
体側の旋回動作は行われないようになっている。

【００２９】また、チルト回転用油圧回路(66)の途中に
は、ロック解除用の油圧シリンダ(55)を駆動させるロッ
ク動作用油圧回路(67)が設けられており、チルト回転用
の駆動モータ(26)への圧油の供給前に、油圧シリンダ(5
5)における４つの油出入口(59)のうちの１つから圧油を
供給して上記のロック解除動作を自動的に行わせるよう
にしている。そして、ロック解除動作完了後に、油圧シ
リンダ(55)の別の油出入口(59)から出た圧油は駆動モー
タ(26)に至り、これによってチルト回転動作が行われ
る。そして、駆動モータ(26)を出た圧油は、油圧シリン
ダ(55)のさらに別の２つの油出入口(59)を介して油圧シ
リンダ(55)内を通過して戻される。なお、図中、(68)
は、２個のリリーフバルブからなるブレーキバルブであ
る。

【００３０】前記旋回ロック手段(51)においても、図３
に示すように、バケット(３)の回転プレート(31)のロッ
ク孔(70)に、作業具側回転部材(４)の取付けプレート(2
2)に取り付けた油圧シリンダ(71)のピストンを係脱させ
るようになっており、その詳細な構造及び動作はチルト
回転ロック手段(50)と同様であり、バケット(３)の旋回
動作前にロック解除動作が行われるようになっている。

【００３１】なお、図において、(80)は、アーム側取付
け部材(２)側から作業具側回転部材(４)側の駆動モータ
(33)及び油圧シリンダ(71)に圧油を供給するために、ア
ーム側取付け部材(２)の取付けプレート(11)に取り付け
られたロータリージョイント、(81)は、アーム側取付け
部材(２)の取付けプレート(11)に取り付けられてロータ
リジョイント(80)が配管接続された油送管ブロックであ
る。

【００３２】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及
び変更を加え得ることは勿論である。

【００３３】例えば、本発明の作動装置を用いて、図１
０に示すように、本体バケット(90)と開閉バケット(91)
とが相互に開閉できるようにした開閉式のバケット(92)
を作動するようにしてもよい。この場合、作業具側回転
部材(４)の取付けプレート(22)にロータリジョイント(9
3)を設けて、バケット(３)に配置した図示しないバケッ
ト開閉用の油圧シリンダに圧油を供給する。

【００３４】また、本実施形態においては、回転用やロ
ック用の駆動部として油圧駆動モータや油圧シリンダと
いった油圧系駆動部を採用していたが、これの代わりに
電動モータやソレノイド等の電気系駆動部を採用しても
よい。さらに、ギア機構において、モータギアを直接回
転ギアの内歯に噛合いさせていたが、中間ギアを介して
噛合させるようにしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、アーム側取付け部材に対して作業具側回転部
材を回転させるチルト回転手段の駆動源を、アーム側取
付け部材又は作業具側回転部材のうちのいずれか一方に
固定した駆動モータとしているので、従来のように旋回
テーブルをアーム先端のフレームに揺動可能に連結した
したり、固定側と揺動側に跨って油圧シリンダを取り付
けたりする必要がなく、極めて簡単な構造とすることが
できる。しかも、油圧シリンダを用いたときのようにチ
ルト角が限定されることがなく、チルト角を大きくして
作業性の向上を図ることができる。

【００３６】また、内歯型の回転ギアを有するギア機構
の採用により、ギア同士の噛合部分等のあるチルト回転
駆動部分が外部に露出せず、作業具の堀削作業時に飛び
散る砂利や小石等の入り込みを極力防止することがで
き、故障が少なく信頼性の高い装置の提供が可能となる

【００３７】さらに、チルト回転ロック手段を設けてい
るので、作業具に駆動モータの保持力を上回るような回
転力が作動した場合でも、作業具が不測にチルト回転す
ることがなく、安全性に優れた装置を提供することがで
きる。

【００３８】さらにまた、チルト回転動作を行わないと
きには、ロック状態にあり、駆動モータを駆動してチル
ト回転動作を行うときには、駆動モータの駆動すなわち
チルト回転動作に先立って油圧シリンダに圧油が供給さ
れて、自動的にロック解除がなされるよう構成している
ので、ロック及びロック解除動作を逐次手動で行う必要
がなく、安全でしかも効率的な作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るバケットの作動装置
の斜視図である。

【図２】同じくその側面図である。

【図３】同じくその平面図である。

【図４】同じくその正面図である。

【図５】ギア機構部分の縦断面図である。

【図６】ギア機構部分の横断面図である。

【図７】カバーを装着したときの作動装置の斜視図であ
る。

【図８】油圧シリンダの横断面図である。

【図９】チルト回転用の駆動モータ及び油圧シリンダに
圧油を供給するための油圧回路図である。

【図１０】作業装置に開閉式のバケットを取り付けたと
きの斜視図である。

【符号の説明】

(１) アーム (２) アーム側取付け部材 (３) バケット (４) 作業具側回転部材 (５) チルト回転手段 (24) 回転ギア (26) 駆動モータ (27) モータ軸 (28) モータギア (50) チルト回転ロック手段 (53) ロック孔 (55) 油圧シリンダ (56) ピストン (58) 螺旋バネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削機等の作業機のアーム先端に取り付
けられるアーム側取付け部材と、該アーム側取付け部材
に連結されるとともにバケット等の作業具を旋回可能に
支持する作業具側回転部材と、前記作業具がその旋回中
心軸と交差する方向の軸周りに回転するように前記作業
具側回転部材を前記アーム側取付け部材に対して回転さ
せるチルト回転手段とを備え、該チルト回転手段は、前
記アーム側取付け部材又は前記作業具側回転部材のいず
れか一方に固定された駆動モータを駆動源としたことを
特徴とする掘削機におけるバケット等の作業具の作動装
置。
【請求項２】前記チルト回転手段は、前記駆動モータ
によって作動されるギア機構を有し、該ギア機構は、前
記アーム側取付け部材又は前記作業具側回転部材のいず
れか他方に固定された内歯型回転ギアと、該回転ギアの
内歯に噛合う前記駆動モータのモータ軸に固定されたモ
ータギアとを備えた請求項１記載の掘削機におけるバケ
ット等の作業具の作動装置。
【請求項３】前記作業具側回転部材を所望の回転位置
でロックするチルト回転ロック手段が設けられた請求項
１又は２記載の掘削機におけるバケット等の作業具の作
動装置。
【請求項４】前記チルト回転ロック手段は、前記アー
ム側取付け部材又は作業具側回転部材のいずれか一方に
設けられた複数のロック孔と、前記アーム側取付け部材
又は作業具側回転部材のいずれか他方に設けられ前記ロ
ック孔に係脱自在とされたロックピンと、該ロックピン
を作動させる駆動部とを備えた請求項３記載の掘削機に
おけるバケット等の作業具の作動装置。
【請求項５】前記チルト回転ロック手段は、前記アー
ム側取付け部材又は作業具側回転部材のいずれか一方に
設けられた複数のロック孔と、前記アーム側取付け部材
又は作業具側回転部材のいずれか他方に設けられ前記ロ
ック孔に係脱自在とされたロックピンと、該ロックピン
を作動させる油圧シリンダとを備え、前記チルト回転手
段における油圧式の駆動モータへの油圧回路途中に、前
記油圧シリンダを駆動させるロック動作用油圧回路を設
けて、前記駆動モータへの圧油の供給前に、前記油圧シ
リンダに圧油を供給して前記ロックピンをロック解除方
向に作動させるようにしてなる請求項３記載の掘削機に
おけるバケット等の作業具の作動装置。
【請求項６】前記油圧シリンダは、ロックピンとして
機能するピストンと、該ピストンをロック方向に付勢す
るバネとを備えた請求項５記載の掘削機におけるバケッ
ト等の作業具の作動装置。