JPH045106B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、土砂等のばら物をすくい取つてトラ
ツク等に積込むシヨベルローダにおいて、シヨベ
ル、ブーム等を含むシヨベル機構の運動を規制
し、事故の発生を防止できるシヨベルローダの作
動規制機構に関する。 従来、この種のシヨベルローダは、車体から突
出するブームの先端にシヨベルが取付けられ、シ
ヨベルを油圧シリンダで俯仰動作して土砂等をす
くい取り、次いでブームを揺動させてシヨベルを
高所にリフトし土砂を排出する構成になつてい
る。このシヨベルを車体に対して旋回させ車体後
方或いは側方にすくい取つた土砂を排出させるこ
とがあるが、伸張したブームをそのまま旋回させ
るとシヨベルが車体の側方に突出し、他の車輌や
トンネル側壁に衝突して事故、故障発生の原因と
なるものであつた。また、シヨベルを車体の幅内
で旋回することができないためにトンネル内など
での土砂排出作業が出来ない欠点があつた。この
ため、車体上に回転できる旋回台を設け、旋回台
上にその回転中心より偏心した位置に作業台を回
転自在に設け、シヨベルが車体側面より突出しな
い範囲で旋回させることができる特殊なシヨベル
ローダも提案されている。しかし、この新しいシ
ヨベルローダでは動作が複雑であり、極めて狭い
範囲でシヨベル機構が２方向に旋回するためブー
ムが車体上の器材、装置に接触する可能性があ
り、操作が困難なものであつた。 本発明は上述の欠点に鑑み、位置センサーと接
触センサーを設け、特定の位置でのみブームを上
下動できるようにするとともにブームが規定範囲
外で作動した際には接触センサーがこれを検知し
て運動を停止させることができるシヨベルローダ
の作動規制機構を提供するものである。 以下、本発明の一実施例を説明する。 第１図は本実施例の側面図、第２図は正面図、
第３図は平面図である。このシヨベルローダは自
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間にはそれぞれキヤタ
ピラ（無限軌道）１２が巻回してある。この車体
１０の上面中央には環形状をした支持盤１３が固
着してあり、この支持盤１３上には変形八角形を
した旋回台１４が水平方向に回転自在に軸支して
ある。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
左側）上部には旋回台１４の周辺に沿つてエンジ
ン１５、燃料タンク１６、作動油タンク１７が載
置、固定してあり、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
１８が下方にその駆動軸を向けて固定してある。
この旋回台１４の前方（第３図右側）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の中心線とこの保持盤１９の中
心線とは水平方向に偏位させ、かつ、平行になる
よう位置させてある。この保持盤１９上には円形
をした作業台２０が保持盤１９に対して回転自在
に軸支してあり、作業台２０上には垂直に支持体
２１が固着してある。更に、前述の油圧モータ１
８と作業台２０が旋回機構３０で連結され、作業
台２０の支持体２１にシヨベル支持装置５０が設
けられている。 第４図は旋回機構３０を詳しく示すもので、第
３図中Ａ−Ａ矢視断面図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１３と
同じで内周に歯形を切削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３５が回転自在に嵌合させてあり、このスラ
イダ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を中心に回転する
ことができる。そして、前記油圧モータ１８の出
力軸３６にはピニオン３７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が設けてあり、両ベアリング
３９，４０に軸支されて中間軸４１が旋回台１４
の上下面に貫通している。この中間軸４１の軸支
片３８と旋回台１４の間にはピニオン４２が固着
してあり、ピニオン４２は原動歯車３３の内周歯
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とほぼ同一外径の環形状をした軸
支体４３が固着してあり、軸支体４３の内周には
環形状をして外径をほぼ軸支体４３の内径とし、
その内周に歯形を切削形成した従動歯車４５が位
置させ、軸支体４３と従動歯車４５の間にはベア
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の上面に載置固定さ
せてあり、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ができることにな
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の内周歯面に噛合せてある。なお、第５図
はこの旋回機構の回転部材を分解した斜視図であ
り、第６図は同上の回転部材の位置関係を示す平
面図である。 第１図ないし第３図に再び戻つて、本実施例の
シヨベル支持装置５０について詳しく説明する
と、作業台２０の支持体２１における左右の一方
の基体５１に比較的短かい元ブーム５２の後端が
支持ピン５３により揺動可能に連結され、元ブー
ム５２の先端の上部に長い先ブーム５４の後端の
下部が支点ピン５５により揺動可能に連結され、
先ブーム５４の先端にシヨベル５６が支点ピン５
７により揺動可能に連結してある。元ブーム５２
の先端の前記ピン５５の下と基体５１の間には元
ブーム用油圧シリンダ５８が、元ブーム５２に対
しその下方に鋭角を成してピン５９，６０より取
り付けられ、先ブーム５４の後端上部のブラケツ
ト６９と基体５１の間にも先ブーム用油圧シリン
ダ６１がピン６２，６３により取り付けてある。 また、元ブーム５２の上方にはそのピン５３，
５５の間隔と等しい長さのリンク６４がピン５
３，５５を結ぶ線と平行に配置され、リンク６４
の後端は基体５１にピン６５により連結される
が、リンク６４の先端のピン６６と前記ピン５５
との間に他のリンク６７が連結され、これらの基
体５１及び元ブーム５２の一部とリンク６４，６
７により平行リンク機構６８を構成している。こ
こで、リンク６４は前記油圧シリンダ６１に沿に
近接して略平行に配置され、このことから元ブー
ム５２、先ブーム５４の後端、最も収縮した油圧
シリンダ６１及び基体５１の間でも平行リンク機
構７６を構成している。 更に、先ブーム５４の先端付近とシヨベル５６
のピン５７より高い位置にリンク７０とシヨベル
用油圧シリンダ７１がシヨベル５６を俯仰すべく
連結され、これらのリンク７０と油圧シリンダ７
１の連結部のピン７２と前記平行リンク機構６８
のピン６６との間にシヨベル５６の姿勢を保つリ
ンク７３が連結してある。 一方、このような構成は作業台２０の支持体２
１における左右の他方の基体５１とシヨベル５６
の間にも平行にして同様に施してあり、作業台２
０において左右の仕切板７４の内側に操作席７５
が設けられている。 次に、本実施例の規制機構を詳しく説明する。
この規制機構には位置センサー８０、接触センサ
ー８１、角度センサー８２の検出器から成り、位
置センサー８０は保持盤１９の側面で旋回台１４
の前面に位置して設けてあり、接触センサー８１
は両先ブーム５４のやや中央下面に設けてあり、
角度センサー８２は両基体５１の側面に設けてあ
る。この位置センサー８０内にはリミツトスイツ
チ８３が収納してあり、このリミツトスイツチ８
３のレバー８４は上部に設定させた作業台２０の
周面に当接させてあり、作業台２０の外周の一部
であつてシヨベル支持装置５０が車体１０の前方
を向いた状態の位置に凹部８５が形成してあり
（第６図参照）、レバー８４が凹部８５に嵌入した
ときにリミツトスイツチ８３がオフするようにな
つている。接触センサー８１には各先ブーム５４
の下面に対して垂直方向に突起した弾性力のある
接触子８６を持ち、接触子８６が曲げられると接
触センサー８１内にあるリミツトスイツチがオン
するようになつている。そして、角度センサー８
２は基体５１に取付けられたリミツトスイツチで
あり、このスイツチのレバー８７は元ブーム５２
の方向を向いており、レバー８７には元ブーム５
２上面に固着した作動片８８が当接でき、両者が
当接するのは元ブーム５２が水平より45度上向き
になつた位置である（第８図参照）。 第９図は規制機構の制御回路を示すもので、両
接触センサー８１内にあるスイツチ９０，９１は
並列に接続してあり、両スイツチ９０，９１には
リレー９２とランプ９３が並列に接続してある。
このリレー９２は２つのリレースイツチ９４，９
５を作動させ、リレースイツチ９４にはソレノイ
ド９６，９７が接続してあり、リレースイツチ９
５にはソレノイド９８，９９が接続してある。こ
のリレースイツチ９５に角度センサー８２内にあ
るスイツチ１００，１０１及びリミツトスイツチ
８３が並列に接続してある。 第１０図は本実施例の油圧回路を示すもので、
油タンク１０５にはエンジン１０６により作動さ
れる油圧ポンプ１０７の吸入側が接続してあり、
油圧ポンプ１０７の吐出側には切換弁１０８，１
０９が接続してある。切換弁１０８には電磁弁１
１０，１１１を介してカウンターバランス部１１
２内のロード弁１１３，１１４を通じて油圧モー
タ１８が接続してあり、各ロード弁１１３，１１
４には並列に逆止弁１１５，１１６が接続してあ
る。この油圧モータ１８の両端にはリリーフ弁１
１８，１１９より成るブレーキ部１１７が接続し
てある。そして、切換弁１０９には電磁弁１２
０，１２１を介して先ブーム用油圧シリンダ６１
が接続してあり、各電磁弁１２０，１２１には逆
止弁１２２，１２３がそれぞれ並列に接続してあ
り、逆止弁１２２，１２３の方向は先ブーム用油
圧シリンダ６１を縮小する方向に油圧が流れるよ
う一致させてある。 次いで、本実施例の作用を第１１図ないし第１
３図とともに説明する。 先ず、シヨベル支持装置５０でシヨベル５６に
土砂をすくい取る場合には、第１１図に示すよう
に油圧シリンダ５８を収縮して元ブーム５２を下
げた状態で、油圧シリンダ６１を伸長して先ブー
ム５４を下方に倒す。また、油圧シリンダ７１を
伸長してシヨベル５６が地面に接するように俯
し、この状態で車体を前進しながら油圧シリンダ
７１の収縮によりシヨベル５６を俯すことで、シ
ヨベル５６の内部に土砂をすくい取る。 その後、油圧シリンダ６１を徐々に収縮する
と、先ブーム５４が元ブーム５２とのピン５５を
支点にして上方に揺動することでシヨベル５６は
持上げられ、このときリンク６４とのピン６６を
支点にしてリンク７０，７３及び油圧シリンダ７
１が一緒に揺動して、シヨベル５６は前述のよう
に仰して土砂をすくい取つた状態に保持される。
そして、第１２図のように油圧シリンダ６１が最
も収縮した場合に、先ブーム５４のみによりシヨ
ベル５６が最も高くリフトすることになり、この
ようなシヨベルリフト量で足りる場合は、油圧シ
リンダ７１を伸長してシヨベル５６を俯すことで
その内部の土砂が排出してトラツク等に積込まれ
る。 一方、前述の先ブーム５４のみによるシヨベル
リフト量だけでは足りない場合は、第１３図に示
すように更に油圧シリンダ５８を徐々に伸長す
る。すると、元ブーム５２は基体５１とのピン５
３を支点にして上方に揺動するが、最も収縮した
油圧シリンダ６１を含む平行リンク機構７６の作
用で先ブーム５４が上方に平行移動し、同時に他
の平行リンク機構６８の作用でリンク７０，７３
及び油圧シリンダ７１も上方に平行移動する。そ
こで、シヨヨベル５６は仰したままの姿勢を保つ
て真直ぐにリフトすることになり、こうして油圧
シリンダ５８が最も伸長した高さ迄シヨベルリフ
ト量が更に増して、この高さ領域でも前述と同様
に油圧シリンダ７１によりシヨベル５６を俯すこ
とでその内部の土砂が排出する。 尚、本実施例の作業台２０には旋回機構３０が
設けられている。そこで、前述の土砂をすくい取
つた後の所定のシヨベルリフト位置で油圧モータ
１８を駆動すると、その出力軸３６のピニオン３
７により歯車３３と共に旋回台１４が一方に回転
する。また同時にピニオン４２，４６及び中間軸
４１により従動歯車４５と共に作業台２０及びシ
ヨベル支持装置５０が旋回台１４と逆方向に旋回
するため、シヨベル５６は車体中心を支点に回転
しないで車体中心に寄つた個所を通りながら前方
から後方に180度方向転換する。そこで、車体の
向きを変えることなく後方のトラツク等に積込み
作業することが可能になる。 次に、このシヨベル５６の上下動の動作、及び
旋回台１４、作業台２０の旋回の動作における規
制を説明すると、シヨベル５６が下方に位置し
（第１１図の様なとき）、そのままの状態で油圧モ
ータ１８を作動させるとすれば先ブーム５４はい
ずれかのキヤタピラ１１又は旋回台１４の機器に
接触して破損することになる。この先ブーム５４
と他の機器と接触する直前には接触子８６がキヤ
タピラ１１にまず接触し、接触センサー８１内の
いずれかのスイツチ９０，９１をオンさせ、リレ
ー９２を作動させると同時にランプ９３を点灯さ
せて不都合な旋回であることを報知する。リレー
９２が作動するとリレースイツチ９４，９５をオ
ンさせてソレノイド９６〜９９に通電して電磁弁
１１０，１１１，１２０，１２１を作動させ、油
圧モータ１８、先ブーム用シリンダ６１への油圧
供給を停止し、それ以上旋回台１４が回転しない
よう規制する。この制止状態を解除するには切換
弁１０９を逆転させ、先ブーム用シリンダ６１を
縮小させることでバケツト５６を上方に高く持ち
上げ、接触子８６が当接する位置から高く持ち上
げることでリレー９２の動作は解除され、電磁弁
１１０，１１１，１２０，１２１の作動が停止
し、油圧モータ１８は再び作動することができ
る。 また、作業台２０が車体１０に対して前方を向
いていないときにバケツト５４が降下すると旋回
台１４上の装置を破損させることになる。このた
め、リミツトスイツチ８３のレバー８４が作業台
２０の外周に接触しているときにはリミツトスイ
ツチ８３は常にオンしていてソレノイド９８，９
９を通電させ、電磁弁１２０，１２１を閉鎖させ
ておくことで先ブーム５４は下降しない。レバー
８４が凹部８５に嵌合しているときリミツトスイ
ツチ８３はオフし、ソレノイド９８，９９には電
流は流れず先ブーム用油圧シリンダ６１は自由に
制御でき、先ブーム５４は上下に揺動できる。 また、先ブーム５４が持ち上げられて第１２図
の状態より第１３図の状態に差し上げる際におい
て、先ブーム用油圧シリンダ６１が作動すること
はバケツト５６の先端が下がるとともに前方に突
出するので規制しなければならない。元ブーム用
油圧シリンダ５８を作動して元ブーム５２を持ち
上げさせると元ブーム５２に固着した作動片８８
がレバー８７に当接し、スイツチ１００，１０１
をオンさせてソレノイド９８，９９に通電させる
ことで先ブーム用油圧シリンダ６１への油圧の供
給を停止させる。このスイツチ１００，１０１の
オンは先ブーム５２が水平より45度以上持ち上げ
られたときに作動するため、第１３図の状態に先
ブーム５４、バケツト５６が位置したときには先
ブーム用油圧シリンダ６１は作動しなくなる。 上述のスイツチ群による規制を各条件による真
理を下表によつて示す。

【表】 本発明は上述の様に構成したので、旋回台と作
業台とをそれぞれ偏心させて回転させるとともに
作業台上にバケツト機構を固着したシヨベルロー
ダにおいて、各センサーがそれぞれの状態を検知
して規定の安全な範囲でのみブーム、バケツトを
上下動させることができ、接触などによる破損や
事故が生じなくなり、狭い範囲での作業が完壁な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２
図は同上正面図、第３図は同上平面図、第４図は
旋回機構を詳しく示す第３図Ａ−Ａ断面図、第５
図は同上の分解斜視図、第６図は同上の分解平面
図、第７図は接触センサー付近を示す拡大図、第
８図は角度センサー付近を示す拡大図、第９図は
スイツチ群による規制機構を示す電気回路図、第
１０図は規制される油圧モータ、油圧シリンダの
油圧回路、第１１図ないし第１３図はシヨベル装
置の動作状態を示す説明図である。 １０……車体、２０……作業台、５０……シヨ
ベル支持装置、５２……元ブーム、５４……先ブ
ーム、５６……シヨベル、８０……位置センサ
ー、８１……接触センサー、８２……角度センサ
ー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動可能な車体上方に水平に回転できる旋回
   台を設けるとともに、旋回台上面には旋回台の回
   転中心より偏位させて作業台を回転自在に設け、
   作業台上にはブームを含むシヨベル機構を設けた
   シヨベルローダにおいて、シヨベル機構のブーム
   に下方に向けて接触子を突出させた接触センサー
   を設け、旋回台と作業台の間には両者の相対的角
   度位置を検出する角度センサーを設け、作業台が
   旋回台に対して所定角度位置のときのみブームを
   上下動させることができ、作業台の旋回中に接触
   子が障害に衝突したならば作業台及び旋回台の旋
   回作動を中止させることができることを特徴とす
   るシヨベルローダの作動規制機構。