JPH0324535B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、道路や地面等の掘削を行うために用
いられ、旋回台と作業台を逆方向に二重に旋回さ
せることで旋回範囲を狭くできる掘削機に関し、
特に、旋回中において掘削機構が所定の高さ以下
で旋回して旋回台上の他の機器を破損させるのを
防止することができる掘削機の旋回制御機構に関
する。

〔従来の技術〕 従来の掘削機における掘削作業を第１図により
説明する。この第１図は、従来の掘削機１によつ
て二車線ある道路の一方の車線のみに溝を掘つて
いく作業の状態を示したものである。

この場合、二車線のうち一方の一車線のみの掘
削作業であり、掘削機１は一車線の幅内に設置さ
れており、この車線だけ占有している。そして、
掘削の作業ではアーム２を上下動して、アーム２
の先端にあるシヨベル３を道路面以下に掘込み、
順次溝４を形成することができる。この掘削の作
業において、バケツト３によつて掘取つた土砂は
アーム２を旋回させ、掘削機１の後方に待機して
いるトラツク５の荷台に載置しなければならな
い。そして、この溝４を車線の長さ方向に順次掘
込むためには、溝４に掘削機１が落下するのを防
ぐため掘削機１を後方（矢印Ｚの方向）に移動さ
せなければならない。

この様な掘削の作業においては、掘取つた土砂
をトラツク５まで移送させるためにアーム２及び
バケツト３を旋回させなければならないが、その
回転の中心は掘削機１の中心であるＸ点である。
このため、アーム２の先端にあるバケツト３の旋
回半径は第１図中Ｙに示され、このＹの範囲内が
危険範囲となる。この危険範囲Ｙはアーム２が伸
びているため、掘削を行つていない隣の車線にま
で侵略することになる。従つて、アーム２及びバ
ケツト３が旋回する際には、隣の車線を走行する
車輛にアーム２かバケツト３が衝突することにな
り、危険防止のために掘削しない隣の車線での車
輛の通行を全面的に停止させるか、或いはアーム
２の旋回時だけ一時的に車輛の進行を停止させな
ければならないものであつた。

このように、従来の掘削機を用いた掘削作業で
は、掘削していない隣の車線での車輛の運行を全
面的、或いは一時的に停止させなければならず、
正常な車輛の流れが停滞し、交通機関の運行経済
上からも道路占有上からも好ましいものではなか
つた。

このため、移動可能な車体と、この車体上面の
ほぼ中央にその回転中心を一致させて水平に全旋
回することができるように軸支させた旋回台と、
この旋回台上には旋回台の回転中心よりその回転
中心を離して水平に全旋回することができるよう
に回転自在に軸支させた作業台と、作業台上に載
置された掘削機構とから成り、旋回台と作業台を
逆方向に旋回させる掘削機も提案されている。こ
の構成では、旋回台の回転方向と作業台の回転方
向が逆方向となるため、バケツトを含む掘削機構
を旋回台上で通過させることができ、アーム、バ
ケツトので旋回範囲を掘削機の車幅内に納めるこ
とができる。この機構では、隣の車線にバケツト
等が突出せず、隣の車線の車輛の運行を停止させ
ることがなくなる特徴がある。（例えば、昭和57
年特許願第128468号など）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この新しく提案された掘削機では掘削
機構を旋回台上で通過させて旋回させなければな
らないため、掘削機構が所定の高さ以下で旋回す
ると掘削機構のバケツト等が旋回台上に設置した
機器（例えばエンジンカバー、オイルタンク等）
と接触し、これらの機器の破損、変形等の事故を
発生する原因となつていた。このため、この掘削
機の操作者は、作業中に掘削機構の高さ位置に注
意しながら旋回しなければならず、注意負担が大
きくなり、作業が煩わしくなるものであつた。

本発明は、旋回台上に高さ検出手段を設け、掘
削手段が旋回時に所定の高さ以下であるならば旋
回台及び作業台の旋回動作を強制的に停止させ、
機器との接触により損傷の発生を防止できる掘削
機の旋回制御機構を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、移動可能な車体と、この車体上面の
ほぼ中央にその回転中心を一致させて水平に全旋
回することができるように軸支させた旋回台と、
この旋回台上には旋回台の回転中心よりその回転
中心を離して水平に全旋回することができるよう
に回転自在に軸支させた作業台と、作業台上に載
置された掘削機構とから成る掘削機において、車
体から掘削機構までの高さを検出する検出手段
と、旋回台を回転させる駆動手段と、検出手段か
らの信号により駆動手段の動作を停止させる制御
手段とを有し、掘削機構の旋回時において、掘削
機構が所定高さ以下のとき駆動手段の動作を停止
させ、掘削機構か車体と接触するのを防止するこ
とができる掘削機の旋回制御機構を特徴とするも
のである。

〔作用〕

この機構では、バケツト、アームを含む掘削機
構を旋回させる際には、旋回台より高い位置に持
ち上げてから水平方向に二重旋回させることにな
る。掘削機構が正常な高さ位置以上にあれば、掘
削機構は旋回台上を通過することになる。もし、
掘削機構が正常な高さ位置以下にあり、その状態
で旋回を始めると、高さ検出手段がその異常高さ
を検出し、旋回台の旋回の動作を停止させる。こ
のため、掘削機構は旋回台の上に設けた機器と衝
突せず、機器の損傷が発生するのを防止すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。第２図は本実施例の掘削機の斜視図、第３図
は側面図、第４図は正面図、第５図は平面図であ
る。

この掘削機は自走できるものであり、平坦な車
体１０の下面にはその四隅に車輪１１が軸支させ
てあり、車体１０の両側の各一対の車輪１１間に
はそれぞれクローラー（無限軌道）１２が巻回し
てある。この車体１０の上面中央には環状形をし
た支持盤１３が載置固着してあり、この支持盤１
３上には変形八角形をした旋回台１４が水平方向
の全周に回転自在に軸支してある。

この旋回台１４は正三角形の各頂点を裁断した
平面形状をしており、旋回台１４の後方（第３
図、第５図左側）の上部には旋回台１４の周辺の
沿つてややコ字形になるようにエンジン１５、燃
料タンク１６、作動油タンク１７等の機器が載
置、固定してある。また、旋回台１４の上面中央
より少し燃料タンク１６に接近した位置には油圧
モーター１８がその駆動軸を下方に向けて固定し
てある。この旋回台１４の前方（第３図、第５図
右方）の上部には環形状をした保持盤１９が載
置、固定してあり、前述の支持盤１３の中心軸と
この保持盤１９の中心軸とは水平方向に偏位させ
てあり、かつ、両者は平行となるように位置させ
てある。

この保持盤１９上には円盤形をした作業台２０
が保持盤１９に対して水平方向に全周に回転自在
に軸支してある。そして、作業台２０上には垂直
に支持体２１が固着してあり、支持体２１の側面
にはその上下に間隔を置いて一対の連結具２２か
固着してある。両連結具２２の間には基端体２６
が連結してあり、この基端体２６にはややく字形
をしたブーム２７が上下に揺動自在に連結してあ
り、ブーム２７の先端にはアーム２８が上下に揺
動自在に連結してあり、さらに、アーム２８の先
端にはバケツト２９が揺動自在に連結してある。
そして、基端体２６とブーム２７の中央の間、ブ
ーム２７の中央とアーム２８の端部との間、アー
ム２８とバケツト２９の間にはそれぞれ油圧シリ
ンダー３０，３１，３２が介在させてある。これ
らのブーム２７，アーム２８、バケツト２９等で
掘削機構４７が構成される。

また、前記基端体２６の一側には鋼板をＬ字形
に折曲げた搭乗体２３が固着してあり、この搭乗
体２３上にはシート２４と操作レバー２５が固着
してある。そして、前記燃料タンク１６と作動油
タンク１７のそれぞれの側面であつて旋回台１４
の前方（第３図、第５図右方）の面には、異常な
高さを検出するための検出機構４８，４９がそれ
ぞれ取付けてある。

次に、第６図は本実施例における旋回機構の構
成を詳しく示すもので、第５図中のＡ−Ａ矢視断
面に対応するものである。

前述の支持盤１３上には、外径がほぼ支持盤１
３と同じ径で内周に歯形を形成してある円形の原
動歯車３３が固着してあり、この原動歯車３３の
外周にはベアリング３４を介して環形状をしたス
ライダー３５が回転自在に嵌合させてあり、この
スライダー３５上面に前記旋回台１４が固着して
あり、旋回台１４はこの原動歯車３３を中心にし
て回転することができる。そして、前記油圧モー
ター１８の出力軸３６は旋回台１４の下面に向け
て突出しており、この出力軸３６にはピニオン３
７が軸着してあり、ピニオン３７は原動歯車３３
の内歯面に噛合せてある。また、旋回台１４の下
面であつて原動歯車３３の内周側に位置してＬ字
形の軸支片３８が固着してあり、この軸支片３８
と旋回台１４にはそれぞれベアリング３９，４０
が固着してあり、両ベアリング３９，４０に軸支
された中間軸４１が旋回台１４の上下面に貫通し
ている。この軸支片３８と旋回台１４の間におけ
る中間軸４１にはピニオン４２が固着してあり、
ピニオン４２は原動歯車３３の内歯面に噛合せて
ある。

また、前記保持盤１９上にはこの保持盤１９と
ほば同一外径の環形状をした軸支体４３が固着し
てあり、この軸支体４３の内周には外径をほぼ軸
支体４３の内径とした環形状の従動歯車４５が回
転自在に挿入してある。この従動歯車４５の内周
には歯形を切削形成してあり、軸支体４３と従動
歯車４５の間には回転を滑らかにできるようにベ
アリング４４を介在させてある。そして、前述の
作業台２０はこの従動歯車４５の上面に載置固定
してあり、作業台２０は軸支体４３の中心軸をそ
の回転中心として回転することになる。また、前
述の中間軸４１の上端にはピニオン４６が固着し
てあり、このピニオン４６は従動歯車４５の内歯
面に噛合せてある。なお、第７図はこの旋回機構
の回転部材を分解して示した斜視図であり、第８
図は同上の回転部材の水平方向の位置関係を示す
平面図である。

次に、第９図は前記検出機構４９（検出機構４
８も同一構造であるため一方のみ図示した）を詳
しく示すものである。

作動油タンク１７の側面下方には間隔を置いて
一対の支持片５１，５２がそれぞれ突出させてあ
り、この両支持片５１，５２間にはコ字形をした
作動レバー５３の両端がピン５４，５５によつて
揺動自在に連結してある。作動レバー５３は丸パ
イプをコ字形に折曲げて形成してあり、コ字形と
なつた両端が下方に位置し、中央の辺が上部で水
平となるように配置してある。この作動レバー５
３の上辺は作動油タンク１７の上面より少し高い
位置に設定してあり、両側の２つの辺の間には丸
パイプの付勢パイプ５６が架設してある。そし
て、作動油タンク１７の側壁と付勢パイプ５６の
間にはスプリング５７が介在させてあり、このス
プリング５７によつて作動レバー５３は作動油タ
ンク１７の側壁から離れる方向に常時付勢され、
作動レバー５３は常時作業台２０の方向に少し傾
斜させられている。また、作動油タンク１７の側
壁にはリミツトスイツチ５８が固着してあり、こ
のリミツトスイツチ５８の押動部は前記作動レバ
ー５３の一方の側辺に対向させており、作動レバ
ー５３がスプリング５７に逆つて揺動したときに
オンさせられる位置にある。

また、第１０図は本実施例における油圧制御回
路図であり、この回路図では油圧モーター１８の
制御系のみを示し、掘削機構等の他の油圧機器へ
の接続は省略した。

エンジン６１の回転出力は油圧ポンプ６２に伝
えられ、油圧ポンプ６２の吐出出力は三方切換え
型の制御バルブ６３に伝えられ、油圧ポンプ６２
の吸引側は作動油タンク１７に連通してある。前
記制御バルブ６３の出力にはそれぞれ常時開通型
の切換弁６４，６５が接続してあり、切換弁６４
と油圧モーター１８の一方との間にはバランスバ
ルブ６６と逆止弁７３が並列に接続してあり、切
換弁６５と油圧モーター１８の他方との間にはバ
ランスバルブ６７と逆止弁７４が並列に接続して
ある。この一対のバランスバルブ６６，６７によ
つてカウンターバランスバルブ６８が形成されて
いる。また、前記油圧モーター１８の両端間には
リリーフバルブ６９，７０が並列して逆向きに接
続してあり、前記切換バルブ６４，６５にはそれ
ぞれ逆止弁７１，７２が並列に接続してある。こ
の切換バルブ６４，６５は電磁ソレノイドで作動
されるものであり、オンとオフの２種の作動をす
るもので、常時は連通しているが信号が入力する
とオフとなるものである。そして、切換バルブ６
４はリミツトスイツチ５８によつて作動され、切
換バルブ６５はリミツトスイツチ５９によつて作
動される。

次に、本実施例の作用を説明する。

バケツト２９を上下動させて道路、地面を掘削
する動作は従来から公知の動作であり、シート２
４に搭乗した操作者が制御バー２５を操作するこ
とにより各油圧シリンダー３０，３１，３２をそ
れぞれ協動して運動させることで行う。バケツト
２９で掘取つた土砂は、バケツト２９を第３図に
示す様にやや水平に保持し、バケツト２９の下面
を旋回台１４上の機器の上面より少し高くし、こ
の状態でバケツト２９を車体１０の後方に旋回さ
せることでトラツク等に移すことができる。

このバケツト２９の車体１の前側から後側に移
動させることは掘削機構４７全体を車体１に対し
て旋回させることであり、この掘削機構４７の旋
回は旋回台１４と作業台２０の旋回によつて作用
される。

まず、油圧回路での動作を説明する。

エンジン６１が作動すると油圧ポンプ６２が従
動し、この油圧ポンプ６２により作動油タンク１
７内の作動油を吸引して制御バルブ６３に出力す
る。この制御バルブ６３は３種のブロツクを持
ち、Ａブロツクは正転、Ｂブロツクは停止、Ｃブ
ロツクは逆転の切換えを手動で行うことができる
ものである。常時は停止のＢブロツクが位置して
おり、この状態では油圧ポンプ６２から吐出され
た油圧は制御バルブ６３を通過して作動油タンク
１７に戻り、油圧モーター１８は回転しない。

ここで、制御バルブ６３をＡブロツクに切換る
と油圧ポンプ６２の吐出した作動油は切換バルブ
６４、逆止弁７３を通過して油圧モーター１８に
伝えられ、油圧モーター１８を通過した作動油は
バランスバルブ６７、切換バルブ６５、制御バル
ブ６３を通過して作動油タンク１７に戻り、油圧
モーター１８は駆動される。

次いで、旋回台１４と作業台２０の機械的な動
作を説明する。

前述のように、油圧モーター１８に作動油が供
給されると出力軸３６が回転し、ピニオン３７が
駆動歯車３３の内歯面を転動し、スライダー３５
を駆動歯車３３の外周に沿つて回転させる。これ
により、スライダー３５に固定した旋回台１４は
駆動歯車３３の中心軸をその回転中心として回転
することになる。旋回台１４が回転すると、この
旋回台１４には中間軸４１が軸支させてあること
からピニオン４２は駆動歯車３３の内歯面に沿つ
て転動させられ、ピニオン４２の回転により中間
軸４１とピニオン４６は旋回台１４の旋回量に比
例して回転させられることになる。このピニオン
４６が従動して回転させられることにより、ピニ
オン４６に噛合せた従動歯車４５は回転させら
れ、従動歯車４５は軸支体４３の内周に沿つて回
転させられることになる。このため、従動歯車４
５に載置した作業台２０及び掘削機構４７も回転
させられる。

この従動歯車４５の回転方向はピニオン４２，
４６により駆動されるため、旋回台１４の回転方
向とは逆方向に回転させられることになる。同時
に、基端体２６から突出したブーム２７、アーム
２８、バケツト２９等の掘削機構４７は旋回台１
４に対して逆方向に旋回することから、掘削機構
４７は車体１０に対して二軸に旋回することにな
る。このため、掘削機構４７はその旋回時におい
て車体１０の一方の側面に引き寄せられて二重旋
回し、車体１０の側方からバケツト２９等が突出
することなく車体１０の前方から後方に移動でき
る。つまり、掘削機構４７は旋回台１４の車体１
０上での旋回運動と、作業台２０の旋回台１４上
での逆方向の旋回運動を受け、二重に旋回するこ
とになり、掘削機構４７は車体１の前方から後方
に向つて回転するときには必らず旋回台１４の上
方を通過して回転し、掘削機構４７を車体１０の
側方に突出しないように最小限の範囲で旋回させ
ることができる。

この掘削機構４７が旋回する際に、最下位置に
あるバケツト２９等の下面がエンジン１５、燃料
タンク１６、作動油タンク１７の上面より上方に
位置していればバケツト２９等はこれらの機器に
衝突することがなく円滑に旋回する。しかし、作
業員がブーム２７、アーム２８の持上げの操作を
充分にせず、バケツト２９等の下面の高さ位置が
作動油タンク１７の上面より低い位置で旋回させ
ると、バケツト２９等は作動油タンク１７の側面
に設けた作動レバー５３に接触することになる。
この作動レバー５３にバケツト２９等が接触する
と、その回転力で作動レバー５３はスプリング５
７の圧縮力に逆つてピン５４，５５に中心に揺動
させる。このため、作動レバー５３は作動油タン
ク１７の方向に接近し、ついにはリミツトスイツ
イ５８を押動する。

このリミツトスイツチ５８が押動されると切換
バルブ６４は閉鎖され、油圧モーター１８には油
圧ポンプ６２からの作動油が流れなくなり、油圧
モーター１８の作動は停止する。このため、旋回
台１４、作業台２０はその回転を停止し、掘削機
構４７は作動油タンク１７の側面に衝突する直前
で停止する。

このリミツトスイツチ５８が作動すると油圧モ
ーター１８はこれ以上正転方向に向つては回転し
なくなる。この状態をリセツトして再度旋回させ
るには、制御バルブ６３をＣブロツクに切換えて
作動油を切換バルブ６５に供給する。すると、油
圧モーター１８から流れた作動油は逆止弁７１を
通過して制御バルブ６３に伝えられ、油圧モータ
ー１８は逆転することになり、作動レバー５３に
接触していた掘削機構４７は離れてリミツトスイ
ツチ５８は開放される。従つて、リミツトスイツ
チ５８の開放で切換バルブ６４は復帰してバラン
スバルブ６６と制御バルブ６３は直結となり、正
転方向の旋回が可能となる。

次いで、作業員はブーム２７、アーム２８を回
曲しバケツト２９の位置を高い位置に持ち上げな
おすことにより、掘削機構４７は旋回台１４上に
あるエンジン１５、燃料タンク１６、作動油タン
ク１７上を通過して車体１０の後方に旋回するこ
とができる。なお、バケツト２９等が低い位置に
あつて掘削機構４７が前述とは逆方向に旋回する
場合には、燃料タンク１６の側面に設けた検出機
構４８のリミツトスイツチ５９が押動され、同様
にして油圧モーター１８の逆方向の回転を停止さ
せられる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したので、掘削機構
を車体の一側に極力偏心させて二重に旋回させる
ことができ、バケツト等を車体の側面から突出さ
せることがなくなる。このため、掘削作業をして
いる車線の隣の車線の車輛の運行に支障を生じさ
せず、複数ある車線の道路を掘削作業に占領させ
ることがない。また、道路が車体の幅とほぼ同じ
程度であつてもバケツト等が車体から突出しない
ので、左右が壁に囲まれた狭い使用条件下でも掘
削の作業を進めることができる。

また、掘削機構の高さ低い位置にあるときに旋
回台を旋回させても、高さ検出手段がこの掘削機
構の高さを検出して旋回の作動を自動的に停止さ
せることができる。このため、掘削機構が旋回台
上の機器に衝突するのを防止でき、掘削機自体の
破損、変形等の事故を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の掘削機による掘削作業を示す説
明図、第２図は本発明による掘削機の一実施例を
示す斜視図、第３図は同上の側面図、第４図は同
上の正面図、第５図は同上の平面図、第６図は旋
回機構を詳しく示す第５図中のＡ−Ａ矢視の断面
図、第７図は同上の旋回機構の構成を示す分解斜
視図、第８図は旋回機構の水平位置における配置
を示す説明図、第９図は検出手段を拡大して示す
部分斜視図、第１０図は油圧制御系の接続を示す
油圧回路図である。 １０……車体、１４……旋回台、１８……駆動
手段としての油圧モーター、２０……作業台、４
７……掘削機構、４８，４９……検出手段、６
４，６５……制御手段としての切換バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動可能な車体と、この車体上面のほぼ中央
   にその回転中心を一致させて水平に全旋回するこ
   とができるように軸支させた旋回台と、この旋回
   台上には旋回台の回転中心よりその回転中心を離
   して水平に全旋回することができるように回転自
   在に軸支させた作業台と、作業台上に載置された
   掘削機構とから成る掘削機において、 車体から掘削機構までの高さを検出する検出手
   段と、旋回台を回転させる駆動手段と、検出手段
   からの信号により駆動手段の動作を停止させる制
   御手段とを有し、掘削機構の旋回時において、掘
   削機構が所定高さ以下のとき駆動手段の動作を停
   止させ、掘削機構が車体と接触するのを防止する
   ことができる掘削機の旋回制御機構。