JPS5935659Y2 - 掘削機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、掘削のためのパケットを一端に装架している
アームがブームに装架され、ブーム用油圧シリンダ、ア
ーム用油圧シリンダお・よびパケット用油圧シリンダに
よって、パケットを回動操作して土砂を掘削する種類の
掘削機に関するものである。

従来のパケットによる直線掘削を第１図のバックホウに
より説明する。

この種の掘削機では、１が掘削機本体であり、この前方
部にブーム用油圧シリンダ５により俯仰動されるブーム
２が装架され、ブーム２の先端にアーム用油圧シリンダ
６により揺動されるアーム３が装架され、さらにアーム
３の先端にパケット用油圧シリンダ７によって回動され
るパケット４が装架されているのが普通である。

この掘削機において、地面を水平に掘削する場合はアー
ム用油圧シリンダ６の操作だけだと、アーム３とブーム
２の枢着部８を中心として、アーム３が回転運動するた
め、パケットは水平に移動せず下がってしまう。

したがって枢着部８を上昇する必要があり、この動作を
するにはブーム用油圧シリンダを操作しなければならな
い。

このようにブーム用油圧シリンダとアーム用油圧シリン
ダの両方を同時に適量だけ操作しなければならず、この
ようにして掘削を行なうと掘削面の平面度は極めて不正
確になり、操縦者の熟練度が要求される欠点があった。

本考案は、前述した従来の掘削機の欠点である直線掘削
時の運転操作および掘削効率を向上させることができる
掘削機を提供することを目的としたものである。

本考案はパケットを掘削機本体側に引込んで掘削する掘
削機において、ブームとアームもしくは掘削機本体とア
ームの間にレベル用油圧シリンダを配置させ、このレベ
ル用油圧シリンダのピストンロッド押出側油室及びピス
トンロンド引込側油室をそれぞれ管によってブーム用油
圧シリンダのピストンロッド押出側油室及びピストンロ
ッド押出側油室に連通し、ブームに対するアームの枢着
点とパケットの先端を結ぶ線がパケットで掘削する軌跡
とがほぼ直角になる状態でレベル用油圧シリンダが最縮
長となるように前記レベル用油圧シリンダの取付位置を
設定したことを特徴とする。

以下、この考案の一実施例を第２図に従ってさらに具体
的に説明する。

図において、１は掘削機本体でこの掘削機本体１は無限
軌道を持った走行体１ａとこの走行体１ａに装架された
旋回体１ｂとからなっている。

旋回体１ｂには運転室１Ｃが設けられている。

ブーム２は一垂直面内で移動できるように旋回体１ｂに
ピン９によって枢着されており、これにより俯仰運動と
称される運動をなす。

このブーム２の俯仰運動はブーム２の両側に配置された
一対のブーム用油圧シリンダ５により行われる。

ブーム用油圧シリンダ５の基端はピン１０によって旋回
体１ｂに取付けられ、またこの油圧シリンダ５から突出
したピストンロッド５ａの先端はピン１１によってブー
ム２に連結されている。

ブーム２の先端にはピン８によってアーム３がブーム２
と同様な一垂直面内で移動できるように枢着されており
、これにより揺動運動をなす。

このアーム３の揺動運動はアーム用油圧シリンダ６によ
って行なわれる。

このアーム用油圧シリンダ６の基端はピン１２によって
ブーム２の中央部上面に備えたブラケット１４に取付け
られ、またアーム用油圧シリンダ６から突出したピスト
ンロッド６ａの先端はピン１３によってアームの後端に
連結されている。

パケット４はピン１５によってアーム３の先端に連結さ
れ、手首運動と称される運動をなす。

この手首運動はパケット用油圧シリンダ７によって行な
われる。

このパケット用油圧シリンダ７の基端は、ピン１６によ
って、アーム３の上面に備えられたブラケット１７に連
結され、この油圧シリンダ７から突出したピストンロッ
ド７ａの先端はピン１８によって一対の剛性リンク１９
．２０に連結されている。

前記一対の剛性リンク１９の一端はアームの先端部にピ
ン２１によって枢着され、また剛性リンク２０の一端は
パケット４にピン２２によって枢着されている。

前記アーム用油圧シリンダ６に連動するレベル用油圧シ
リンダ２３があり、ブーム２とアーム３との間に配置さ
れている。

レベル用油圧シリンダ２３の基端はピン２４によりブー
ム２の前方部に取付けられ、またこの油圧シリンダ２３
から突出したピストンロッド２３ａの先端はピン２５に
よりアーム３の中間部に連結されている。

このレベル用油圧シリンダ２３におけるビスＩ・ンロツ
ド押出側の油室は、管２６によってブーム用油圧シリン
ダ５におけるピストンロッド押出側の油室に連通され、
またレベル用油圧シリンダ２３におけるピストンロンド
引込側の油室は管２７によってブーム用油圧シノンダ５
におけるピストンロンド引込側の油室に連通されている
。

このレベル用油圧シリンダ２３とブーム用油圧シリンダ
５との連結は、パケット４を直線引込み動作を行うため
に重要な役目をなすものである。

すなわち、第２図においてアーム用油圧シリンダ６によ
ってアーム３を矢印Ａ方向に揺動させるとパケット４は
ブーム２の先端部とアーム３の基端部の枢着点８を中心
として円運動を行なうため下へ下がろうとする。

しかし、レベル用油圧シリンダ２３のピストンロッド２
３ａが強制的に押込められるのでレベル用油圧シリンダ
２３のピストンロッド押出側油室内の油液は押出され管
２６を通って、ブーム用油圧シリンダ５のビスｈンロツ
ド押出側油室内に流入し、ブーム用油圧シリンダ５のピ
ストンロッド５ａを押出す、またブーム用油圧シリンダ
５のピストンロッド５ａの押出しによりブーム用油圧シ
リンダ５のビスＩ・ンロツド引込側油室内の油液は管２
７を通ってレベル用油圧シリンダ２３のピストンロッド
押出側油室内に還流するためブーム２は伸動され、ブー
ム２の先端部とアーム３の基端部の枢着点８は上へ上昇
する。

このためパケット４は下へ下がらずに水平に直線運動を
行う。

ここでブーム用油圧シリンダ５とレベル用油圧シリンダ
２３とは前述の動作時、油の過不足によって生ずる真空
状態を防止するためにそれぞれピストン径およびピスト
ンロッド径または受圧面積比が等しいように構成されて
いる。

つぎに、この実施例について動作を説明する。

パケット４が第２図に示すように本体１側から遠くに伸
ばされている状態■（第３図の■の状態も同じ）におい
て、本体１側にパケット４を引込み直線掘削を行う場合
は、アーム用油圧シリンダ６のピストンロッド押出側油
室に圧油を供給することによって行う。

すなわち、アーム用油圧シリンダ６のピストンロッド押
出側油室に圧油を供給し、そのピストンロッド６ａを押
出してアーム３をブーム２の先端のピン８を支点として
矢印Ａ方向に回動させれば、パケット４は■の状態より
下へ下がろうとする。

しかしレベル用油圧シリンダ２３のビスｌヘンロッド２
３ａは強制的に押込められるのでレベル用油圧シリンダ
２３のピストンロッド押出側ｉσ室内の油液が管２６を
通ってブーム用油圧シリンダ５のピストンロッド押出側
油室内に流入し、ブーム用油圧シリンダ５のピストンロ
ッド５ａが押出され、ブーム２は伸動し、ブーム２の先
端ピン８が８′の位置まで上昇する。

このためバケッ１−４は下へ下がらずに水平に第３図符
号■で示す状態まで引込められる。

第３図の符号■で示す位置は、ブーム２とアーム３の枢
着ピン８とパケット４の爪部４ａを結ぶ線が掘削する直
線（水平線）に直角になる状態で、この時レベル用油圧
シリンダ２３が最縮長すなわち、ブーム２のレベル用油
圧シリンダ２３の枢着ピン２４とアーム３のレベル用油
圧シリンダ２３の枢着ピン２５およびブーム２とアーム
３の枢着部ピン８が一直線」二にあるように、レベル用
油圧シリンダ２３の取付は位置を決めでおく。

このようにすると第３図符号■で示す状態からさらにア
ーム用油圧シリンダ６のビスＩ・ンロツド押出側油室に
油液を供給し、そのピストンロッド６ａを押出してアー
ム３をブーム２の先端のピン８′ を支点として矢印Ｂ
方向に回動させれば、パケット４は■の状態より上へ上
がろうとする。

しかしこんどはレベル用油圧シリンダ２３のピストンロ
ッド２３ａは強制的に引出されるので、レベル用油圧シ
リンダ２３のピストンロッド引込側油室内の油液が管２
７を通ってブーム用油圧シリンダ５のピストンロッド引
込側油室内に流入し、ブーム用油圧シリンダ５のピスト
ンロッド５ａが引込められ、ブーム２は俯動し、ブーム
２の先端ピン８が８′から８″の位置まで下降するこの
ためパケット４は上へ上がらずに水平に第３図符号■で
示す位置まで引込められ直線掘削が行われる。

そしてパケット用油圧シリンダ７によってパケット４を
符号■で示すように引起せば土砂をパケット４内に掬い
込むことができる。

このようにアーム用油圧シリンダ６の操作のみで第３図
の■の状態から■の状態までパケット４を水平に直線掘
削をすることが出来る。

またパケット４を本体１側の状態■から押出す場合には
、前述とは逆にアーム用油圧シリンダ６におけるピスト
ンロッド６ａのみを引込み操作すればよい。

またブーム用油圧シリンダ５のピストンロッド押出側油
室に油圧ポンプより圧油を送って、ピストンロッド５ａ
を押出してブームを伸動させた場合は、管２６を介して
レベル用油圧シリンダ２３のピストンロッド押出側油室
にも圧油は作用するが、アーム用油圧シリンダ６がロッ
クされているので、ブーム２の先端ピン８を中心として
アーム３が揺動することはないので何等支障をきたすこ
とはない。

前述の実施例は、地上面で水平に直線掘削を行なう場合
である。

次に法面掘削を行なう場合には、レベル用油圧シリンダ
２３のブーム側の枢着ピン２４の位置は変更せずに、ア
ーム側の枢着ピン２５の位置を変えることにより法面掘
削を行う。

第４図は法面掘削も出来るようにした掘削機である。

第４図において、アーム３の枢着点２５が地上面水平掘
削の場合のレベル用油圧シリンダ２３の枢着位置であり
、アーム３に対する枢着点２５の位置は第２図のアーム
３に対する枢着点２５と同じ位置にある。

枢着点２９が法面掘削の場合のレベル用油圧シリンダ２
３の枢着位置である。

第４図の状態は法面掘削の場合であり、ブーム２・とア
ーム３の枢着ピン８とパケット４の爪部４ａを結ぶ線が
掘削する法面に直角の状態で、この時レベル用油圧シリ
ンダ２３が最縮長すなわち、ブーム２のレベル用油圧シ
リンダ２３の枢着ピン２４とアーム３のレベル用油圧シ
リンダ２３の枢着ピン２９およびブーム２とアーム３の
枢着部ピン８が一直線上にある。

このようにアームのレベル用油圧シリンダ取付は位置を
２ケ所以上設けることにより、地上面の水平掘削、法面
掘削およびその他直線掘削を行うことができる。

また本考案の掘削機は従来のものにくらべて掘削力が大
であり、その掘削効率を高めることができるものである
。

すなわち、第５図、第６図の例によりこれを説明すると
、パケットの引込み、引起しによる掘削動作時、そのパ
ケット４の爪部４ａには第６図に示すように掘削反力Ｆ
２を生ず゛る。

そして従来の掘削機においては、第５図に示すようにパ
ケット４の爪部に掘削反力Ｆ１を生じた場合、アーム用
油圧シリンダ６が発生する力をＰとするとその力の釣合
は、 Ｐ−☆＝Ｆ１・ｍｌ） ここで、℃はブーム２の先端部におけるアーム３の基端
の枢着点８からアーム用油圧シリンダ６までの距離であ
り、ｍはブーム２の先端部におけるアーム３の基端の枢
着点８から掘削反力Ｆｌまでの距離となる。

このため掘削反力Ｆ１は前記（１）式より ☆ Ｆ１＝−・Ｐ ２）で
ある。

これに対して本考案の掘削機においては、第６図に示す
ようにパケット４の爪部４ａに掘削反力Ｆ２を生じた場
合、レベル用油圧シリンダ２３の作用力をＱとすると、
その力の釣合は Ｐ−１２’ ＋Ｑ−ｎ ’ ＝Ｆ２ ・ｍ’ −ｍ−
（３）ここでｎ′はブーム２の先端部におけるアーム３
の基端の枢着点８からアーム用油圧シリンダ６までの距
離であり、ｎ′は枢着点８からレベル用油圧シリンダま
での距離であり、ｍ′は枢着点８から掘削反力Ｆ２まで
の距離となる。

このため掘削反力Ｆ２は前記（３）式より ☆′ｎ′ Ｆ２−．・Ｐ＋、・Ｑ （４）１１１
ｍ となり、掘削反力Ｆ２は従来の掘削機より−７Ｑだけ大
きくなる。

一方レベル用油圧シリンダ２３の作用力Ｑは正になる場
合と負になる場合との２種類がある。

すなわち作用力Ｑが正になるときは掘削反力Ｆ２の作用
角度θが第６図に示すようにパケット４の爪部４ａの先
端と、本体１とブーム２の枢着点９を結ぶ直線に対して
下向きから作用したときであり、これとは逆に作用力Ｑ
が負になるときは掘削反力Ｆ２の作用角度θが前記直線
に対して下向きから作用したときである。

なぜなら、前記掘削反力Ｆ２の作用角度θが正の場合は
ブーム用油圧シリンダ５は伸ばされる方向に力を受ける
ので、そのピストンロッド引込側油室に圧力が発生し、
この圧力は管２７を介してレベル用油圧シリンダ２３に
伝わり、そのピストンロッド引込側油室に圧力を発生さ
せ、レベル用油圧シリンダ２３のピストンロッド２３ａ
を縮める方向に働く。

また作用角度θが負のときは、前述とは逆の作用を生ず
る。

実際の掘削作業では、掘削反力Ｆ２の作用角度θは大抵
の場合正であり、ｎ′ 本考案の掘削機は従来のものにくらべて、Ｑだけ掘削力
が大きくなる。

−秀作用角度θが負になるような場合口よ一７Ｑだけ減
少することになるが、この場合はパケット４の爪部４ａ
に下向きの力を受けて、車体が転倒するときであり、車
体の転倒を徒らにさせない利点となる。

次に本考案の他の実施例について説明する。

第７図の実施例と前述の実施例の異なる点は前述の実施
例ではブーム２とアーム３の間にレベル用油圧シリンダ
２３を取付けたが、第６図の実施例は掘削機本体１とア
ーム３との間にレベル用油圧シリンダ２８を取付けたも
のである。

この実施例も前述の実施例と同様に、レベル用油圧シリ
ンダ２８とブーム用油圧シリンダのピストンロッド押出
側油室を管２６で連通し、ピストンロッド引込側油室を
管２７で連通しである。

この実施例でもアーム用油圧シリンダ６の操作のみでパ
ケット４による直線掘削が出来、また掘削力が大きくな
る。

以上述べたように、本考案はブームまたは掘削機本体と
アームとの間にレベル用油圧シリンダを設け、このレベ
ル用油圧シリンダの油室と、ブーム用油圧シリンダの対
応する油室とを連通可能に構成したので、アーム用油圧
シリンダの操作のみでパケットを直線に沿って移動する
ことができ、したがって従来のものにくらべて運転操作
が著しく簡単になり、操縦者の疲労を軽減させることが
できるばかりでなく、作業能率も向上させることが出来
る。

しかも本考案は従来のものにくらべてパケットの掘削力
を大きくすることができるので、掘削能力を高めること
ができる。

また、アームの回動によって生ずるパケットの上下動に
対応してブームの上下動を行うことができるので、パケ
ットを掘削機本体に最も接近した位置から最も離れた位
置までの長い距離を直線掘削させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の引込掘削形式の掘削機を示す図、第２図
は本考案の掘削機の一実施例を示す図、第３図は第２図
で示す本考案の掘削機の動作説明図、第４図は本考案の
一実施例で、地上面の水平掘削と法面掘削が出来るよう
にした掘削機を示す図、第５図は従来の掘削機における
掘削力の関係を説明するための図、第６図は本考案の掘
削機における掘削力の関係を説明するための図、第７図
は本考案の掘削機の他の実施例を示す図である。 １・・・・・・掘削機本体、２・・・・・・ブーム、３
・・・・・・ア−ム、４・・・・・・パケット、５・・
曲ブーム用油圧シリンダ、６・・・・・・アーム用油圧
シリンダ、７・・曲バケット用油圧シリンダ、１９．２
０・・・・・・剛性リンク、２３゜２８・・・・・・レ
ベル用油圧シリンダ、２６．２７・・・・・・管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 走行体上の掘削機本体にブーム用油圧シリンダによって
   俯仰動されるブームを枢着し、このブーム先端部にアー
   ム用油圧シリンダによって揺動されるアームを枢着し、
   このアームの先端部に一対の剛リンクを介して連結され
   たパケット用油圧シリンダによって回動されるパケット
   を枢着し、パケットを掘削機本体側に引込んで掘削する
   掘削機において、ブームとアームもしくは掘削機本体と
   アームとの間にレベル用油圧シリンダを配置させ、この
   レベル用油圧シリンダのピストンロッド押出側油室及び
   ピストンロッド引込側油室をそれぞれ管によってブーム
   用油圧シリンダのピストンロッド押出側油室及びピスト
   ンロッド引込側油室に連通し、前記ブームに対するアー
   ムの枢着点とパケットの先端を結ぶ線がパケットで掘削
   する軌跡とがほぼ直角になる状態でルベル用油圧シリン
   ダが最縮長となるように前記レベル用油圧シリンダの取
   付位置を設定したことを特徴とする掘削機。