JPH057496B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多段伸縮アームに係り、特に竪坑等を
掘削する為に建設機械の本体に装着して使用する
多段伸縮アームに関する。

〔従来の技術〕

油圧シヨベルにて堅抗等を掘削するのに油圧式
のクラムシエルバケツト（以下、単にバケツトと
いう）が使用されているが、油圧シヨベルのブー
ム或いはアームの先端に、機械的手段によりロー
プを介して伸縮する多段伸縮アーム（以下、単に
伸縮アームという）を取付け、この伸縮アームの
下端にバケツトを装着して、地盤に押圧力を与え
ながら竪坑等の掘削を可能ならしめるようにした
伸縮アームが特公昭63−47849号公報にて開示さ
れている。

この伸縮アームの例を、先端にバケツトが装着
されてなる３段の伸縮アームを装着した油圧シヨ
ベルの全体構成説明図の第６図と、３段の伸縮ア
ームの模式的正面図の第７図と、第７図の−
線断面図の第８図とに基づいて説明すると、この
ような伸縮アームは基端アーム４に中間アーム５
が、また中間アーム５に先端アーム６が順次嵌挿
されてなる構成であつて、詳しくは基端アーム４
が油圧シヨベル本体１にブーム２及びアーム用シ
リンダ３により俯仰自在に装着される一方、先端
アーム６の先端にバケツト７が装着されている。

そして、基端アーム４の基端、先端の両端には
案内シーブ１２，１３が各々取付けられると共
に、この基端アーム４の外周側面の両端部に一対
の固定シーブ１８，２１が設けられている。次い
で、固定シーブ１８側に移動手段としての油圧シ
リンダ１６の基端が取付けられ、そのシリンダ１
６のロツドの先端にはハンガ１７が取付けられる
と共に、このハンガ１７の両端に一対の可動シー
ブ１９，２０が設けられている。また、このハン
ガ１７には基端アーム４の外周側面を転動するロ
ーラ１７ａが取付けられ、可動シーブ１９，２０
の移動を案内するようになつている。そして、前
記基端側の案内シーブ１２にロープ１５が掛け回
され、ロープ１５の一端が中間アーム５の基端に
係止されると共に、他端が基端側の固定シーブ２
１および稼働シーブ２０に掛け回されて固定シー
ブ２１に係止される一方、前記先端側の案内シー
ブ１３にロープ１４が掛け回され、このロープ１
４の一端が中間アーム５の基端に係止されると共
に、他端が先端側の固定シーブ１８および可動シ
ーブ１９に掛け回されて固定シーブ１８側に係止
されている。さらに、中間アーム５の基端、先端
の両端には案内シーブ８，９が各々設けられ、こ
の案内シーブ８，９にはロープ１０，１１が掛け
回されると共に、ロープ１０が基端アーム４の先
端に、またロープ１１が先端アーム６の基端側に
係止されてなる構成になつている。

以下、上記構成になる伸縮アームの作用態様を
説明すると、先ず伸縮アームを伸長させる場合
は、油圧シリンダ１６のロツドを伸長させて基端
側の可動シーブ２０を固定シーブ２１に近づける
一方、先端側の可動シーブ１９を固定シーブ１８
から離す。

すると、基端側のロープ１５が緩むので、それ
に伴つて中間アーム５が自重により下方向に落下
して伸長する一方、先端側のロープ１４が引つ張
られるので、それに伴つて中間アーム５がロープ
１４の引張力により下方向に引つ張られて伸長す
る。

また、中間アーム５を介してロープ１０，１１
により支持されている先端アーム６は中間アーム
５の伸びと同時に下方向に伸長する。このとき、
中間アーム５は先端側のロープ１４により下方向
に引つ張られている為、先端のバケツト７に作用
する力は先端アーム６、ロープ１１、シーブ９、
中間アーム５、ロープ１４、案内シーブ１３、固
定シーブ１８、可動シーブ１９、油圧シリンダ１
６および基端アーム４によつて受けられる。これ
によつて、地盤にはバケツト７により掘削反力、
ブーム２による押付力が与えられるので、硬い地
盤でも能率良く掘削することができる。

次に、この伸縮アームを縮小させる場合には、
油圧シリンダ１６のロツドを縮めて基端側の可動
シーブ２０を固定シーブ２１より離す一方、先端
側の可動シーブ１９を固定シーブ１８に近づけ
る。さすれば、基端側のロープ１５が引つ張ら
れ、それに伴つて中間アーム５がロープ１５の引
張力によつて緩み、一方先端側ロープ１４が緩
み、それに伴つて中間アーム５が縮むので、この
伸縮アームはその支持状態の如何を問わず縮小す
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記した従来の伸縮アームはそれなりに有用で
あるが、メインテナンス等の観点からすると未だ
に以下に説明するような問題点を持つている。

即ち、伸縮アームはシーブに掛け回されたロー
プにより伸縮される。これらロープにはグリース
等の潤滑剤が塗布されてメインテナンスされる
が、ロープは構造上直径の小さな案内シーブで繰
返し屈曲されるので、何れも許容曲げ半径からし
て太いロープを採用できないから高応力で使用さ
れ、その寿命が短くならざるを得ず、通常一箇月
程度の間隔で交換しなければならない。そして、
中間アームを伸縮させるロープは伸縮アームの伸
長長さを確保する為に複数のシーブに掛け回され
ており、しかも負荷により伸びるので交換作業に
長時間を要する他、頻繁に長さ調整を必要とする
というメインテナンス上の問題が生じていた。

従つて、本発明は耐久性に優れると共に、メイ
ンテナンス作業を容易ならしめる伸縮アームの提
供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記した問題点を解決する為になされ
たものであつて、従つて本発明に係る伸縮アーム
の構成は、建設機械に装着される基端アームと、
複数の中間アームと、先端アームとが順次テレス
コープ式に挿嵌されてなる伸縮自在な多段伸縮ア
ームにおいて、前記基端アームの外部に油圧シリ
ンダを設け、該基端アームの該油圧シリンダのロ
ツド側に該ロツドの伸縮によりチエーンを介して
回転される駆動鎖車を設けると共に、該駆動鎖車
の回転を、チエーンが掛け回されてなる基端アー
ムの両端に設けた鎖車の一方に歯車を介して増速
して伝達する増速伝達装置を設け、該チエーンを
次段の中間アームの反伸縮側に係止する一方、該
中間アームの両端に鎖車を設けてこれら鎖車に掛
け回したチエーンを前記基端アームに係止すると
共に次々段のアームの反伸縮側に係止するという
ように、前記基端アームまでを前段のアームの両
端に設けた鎖車に掛け回すと共に係止したチエー
ンにより順次支持してなることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば伸縮アームの構成を以上のよう
にしたので、油圧シリンダのロツドの伸縮により
回転される駆動鎖車の回転がチエーンを介して順
次に次段側のアームに確実に伝達される。そし
て、増速伝達装置によつて増速されるので、伸縮
アームの伸縮長さに容易に対応することができ
る。

また、チエーンの寿命はロープに比較して一般
に遥かに優れており、またチエーンはロープのよ
うに伸びたりすることがないのに加えて、小さな
曲げ半径で屈曲させて使用することができる。

〔実施例〕

本発明になる伸縮アームの一実施例を、３段の
伸縮アームを装着した油圧シヨベルの全体構成説
明図の第１図と、３段の伸縮アームの模式的構成
説明図の第２図と、第１図の部位を横にして示
した詳細構成説明図の第３図と、第１図の部位
を横にして示した詳細構成説明図の第４図と、伝
達装置の構成説明図の第５図とを参照しながら以
下に説明する。

即ち、第１図に示す符号２は油圧シヨベルの本
体１に俯仰自在に支持されてなるブームであり、
このブーム２の先端には３段の伸縮自在な伸縮ア
ーム１０を揺動自在に支持すると共に、この伸縮
アーム１０の支持位置から上方の離れた位置に
は、前記ブーム２の一側面に設けたブラケツトに
そのボトム側を枢着してなるアームシリンダ３の
ロツド３ａの先端を枢着した。

この伸縮アーム１０の詳細は、第２図に示すよ
うに、ブーム２の先端に取付けられる基端アーム
１１と、この基端アーム１１の内側に挿嵌される
中間アーム１２と、この中間アーム１２の内側に
挿嵌され、その先端にバケツト７を支持してなる
先端アーム１３とからなる構成とすると共に、基
端アーム１１のブーム２への取付け側の反対側の
一側面にブラケツトを設けて、これに伸縮アーム
１０の駆動装置である油圧シリンダ１４を取付
け、さらに中間と先端アーム１２，１３の伸縮
側、つまり第２図における右側の下側面の増速用
のギヤボツクス１５を配設してなる構成とした。

このギヤボツクス１５の構成の詳細は以下の通
りとした。即ち、第５図に示すように、前記油圧
シリンダ１４のロツドの先端側にその一端を固着
したチエーン１６が掛装される駆動鎖車１７を外
嵌し、この駆動鎖車１７支持する駆動軸１７ａの
一端に大歯車１７ｂを外嵌すると共に、大歯車１
７ｂの歯に噛合する遊転歯車１９を介して、この
大歯車１７ｂよりも歯数の少ない小歯車２０ｂを
従動軸２０ａに外嵌して支持すると共に、この従
動軸２０ａにより従動鎖車２０を外嵌して支持す
る構成とした。

そして、チエーン１６を駆動鎖車１７に掛装し
た後、基端アーム１１の略中間位置に設けられた
固定鎖車１８に掛装すると共に、その他端を油圧
シリンダ１４のロツドの先端に連結フレーム１４
ａを介して固着した。つまり、この油圧シリンダ
１４のロツドを伸縮させることによりチエーン１
６を介して駆動鎖車１７を正逆回転させるように
した。

また、第３図と第４図とに示すように、基端ア
ーム１１の両端に端部鎖車２１を設け、これら端
部鎖車２１と前記従動鎖車２０とに跨がつてチエ
ーン２２を掛装する一方、第２図に示すように、
このチエーン２２のリンクの連結ピンに外嵌され
る凹部を有する着脱自在な係止体２３をボルトを
螺着することにより、このチエーン２２を中間ア
ーム１２の反伸長側の側面に固着した。さらに、
この中間アーム１２の両端の各々に端部鎖車２４
を設け、これら端部鎖車２４に跨がつてチエーン
２５を掛装し、このチエーン２５をチエーンの複
数本のリンクの連結ピンに外嵌される凹部を有す
る着脱自在な前記係止体２３と同構成になる係止
体２６をボルトを螺着することにより、基端アー
ム１１の下部内側面と先端アーム１３の上部外側
面とに各々固着した。なお、第３図に示すよう
に、中間アーム１２に取付けられて基端アーム１
１の内側面に当接し、また先端アーム１３に取付
けられて中間アーム１２の内側面に当接する一
方、第４図に示すように、基端アーム１１の内側
に取付けられ中間アーム１２の外側面に当接し、
また中間アーム１２の内側に取付けられて先端ア
ーム１３の外側面に当接しているものは、各々中
間アーム１２と先端アーム１３との同期伸縮に際
して、これらを摺動自在に支持すると共に、これ
らを滑らかに案内するパツド２７であり、さらに
各チエーンが掛装されている鎖車と鎖車との間で
これらチエーンを支持しているものは、各チエー
ンを案内する為の遊転車２８であり、ギヤボツク
ス１５により支持されているローラはチエーンの
移動方向を変換する変換車２９である。

また、各鎖車は例えば、第３図に示すように、
これらに掛装されたチエーンの各々に螺子調整に
より所定の張力を与え得るように、各々張力調整
機構３０を介して支持してなる構成とした。

以下に、上記した構成になる３段の伸縮アーム
１０の作用態様を説明すると、この伸縮アーム１
０を伸長させるときには、先ず油圧シリンダ１４
のロツドを縮小させる。さすれば、駆動鎖車１７
に掛装されたチエーン１６は第２図において、そ
の下側が左側方向に移動するので、前記大歯車１
７ｂはこのチエーン１６により回転される駆動鎖
車１７により駆動軸１７ａを介して時計回り方向
に回転され、次いでこの大歯車１７ｂの回転は遊
転歯車１９を介して小歯車２０ｂに伝達される。
この小歯車２０ｂを支持する従動軸２０ｂには従
動鎖車２０が取付けられ、そして従動鎖車２０と
基端アーム１１に設けられた両端鎖車２１とに跨
がつてチエーン２２が掛装されており、かつこの
チエーン２２が前記係止体２３により中間アーム
１２の外側面に固着されているので、この中間ア
ーム１２はチエーン２２の動きに応じて基端アー
ム１１の内側をパツド２７を介して摺動して伸長
する。また、中間アーム１２に取付けられた両端
鎖車２４に跨がつて掛装されたチエーン２５によ
り先端アーム１３はこの中間アーム１２の伸長と
同期して中間アーム１２の内側をパツド２７を介
して摺動して伸長することになる。

このように油圧シリンダ１４のロツドの縮小が
各チエーンを介して先端アーム１３の先端に取付
けられたバケツト１７に伝達されるので、掘削す
べき地盤に押付力を作用させながら、このバケツ
ト３により地盤を掘削することができる。

一方、この伸縮アーム１０を縮小させるときに
は、油圧シリンダ１４のロツドを伸長させて、駆
動鎖車１７を逆回転させれば、この回転が大歯車
１７ｂから遊転歯車１９、小歯車２０ｂを介して
従動鎖車２０に伝達され、さらに各チエーと両端
鎖車とを介して先端アーム１３に伝達されるの
で、中間、先端アーム１２，１３は同期しながら
縮小する。

上記したように、各チエーンと鎖車とにより油
圧シリンダ１４のロツドの伸縮作動が確実に伝達
されるので、伸縮アーム１０の傾斜等の支持状態
の如何を問わずこれを伸縮作動させることができ
る。

そして、これらの各々のチエーンは何れもロー
プよりも優れた耐久性を有しており、しかもロー
プのように伸びたりすることがないのに加え、屈
曲自在のため鎖車が小半径であつても太いチエー
ンの採用によつて低応力化が図れるので、長期に
わたつて安定した状態でこの伸縮アーム１０を地
盤への竪坑等の掘削工事に供することができる。

さらに、本実施例にあつては従来のロープ式の
伸縮アームのように、複数回ロープを掛け回すま
でもなく、ギヤボツクス１５の大歯車１７ｂと小
歯車２０ｂとの歯数比を変えることにより増速し
て、伸縮アーム１０の伸縮量を確保することがで
きるのに加えて、チエーンを着脱自在な係止体２
３，２６によつて固着したので、これら係止体２
３，２６を着脱するだけで、例えば高圧送電用の
鉄塔の基礎工事の為の竪坑等の掘削工事を行う為
に、ヘリコプター等による山地への運搬に際し
て、伸縮アームの重量の関係からこれを分解する
必要が生じたとしても、その分解、組立作業を容
易に行い得るという効果も生じてきた。

なお、上記した実施例にあつては、３段の伸縮
アームを例として説明したが、本発明の技術思想
を４段以上の伸縮アームについても適用すること
ができるし、また油圧シリンダ１４を油圧モータ
に置換して、駆動鎖車を回転させることもできる
ので、上記した実施例によつてこの発明の技術的
思想の範囲が限定されるものではなく、しかもこ
の範囲内における設計変更等は自由自在である。

〔発明の効果〕

本発明になる伸縮アームによれば、この伸縮ア
ームの伸縮作動は従来のようにロープではなく、
駆動装置により回転される鎖車と、この鎖車によ
り駆動されるチエーンによつて行われるが、チエ
ーンはロープに比較して耐久性が優れていると同
時に伸びることがないので、より長期にわたつて
これらチエーンを交換することなくこの伸縮アー
ムを安定した状態で使用することができるように
なり、チエーンの交換作業等に要するメインテナ
ンス時間を大幅に削減し得るようになつた。

従つて、本発明によつて耐久性に優れると共
に、メインテナンス作業を容易ならしめる極めて
優れ、かつ有用な伸縮アームを実現することがで
きたのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる実施例の３段の伸縮アー
ムを装着した油圧シヨベルの全体構成説明図、第
２図は本発明による実施例の３段の伸縮アームの
模式的構成説明図、第３図は第１図の部位を横
にして示した詳細構成説明図、第４図は第１図の
部位を横にして示した詳細構成説明図、第５図
は伝達装置の構成説明図、第６図は先端にバケツ
トを装着してなる従来の３段の伸縮アームを装着
した油圧シヨベルの全体構成説明図、第７図は従
来の３段の伸縮アームの模式的正面図、第８図は
第７図の−線断面図である。 １……油圧シヨベルの本体、２……ブーム、３
……アームシリンダ、７……バケツト、１０……
３段伸縮アーム、１１……基端アーム、１２……
中間アーム、１３……先端アーム、１４……油圧
シリンダ、１４ａ……連結フレーム、１５……ギ
ヤボツクス、１６，２２，２５……チエーン、１
７……駆動鎖車、１７ｂ……大歯車、１８……固
定鎖車、１９……遊転歯車、２０……従動鎖車、
２０ｂ……小歯車、２１，２４……端部鎖車、２
３，２６……係止体、２７……パツド、２８……
遊転車、２９……変換車、３０……張力調整機
構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 建設機械に装着される基端アームと、複数の
   中間アームと、先端アームとが順次テレスコープ
   式に挿嵌されてなる伸縮自在な多段伸縮アームに
   おいて、前記基端アームの外部に油圧シリンダを
   設け、該基端アームの該油圧シリンダのロツド側
   に該ロツドの伸縮によりチエーンを介して回転さ
   れる駆動鎖車を設けると共に、該駆動鎖車の回転
   を、チエーンが掛け回されてなる基端アームの両
   端に設けた鎖車の一方に歯車を介して増速して伝
   達する増速伝達装置を設け、該チエーンを次段の
   中間アームの反伸縮側に係止する一方、該中間ア
   ームの両端に鎖車を設けてこれら鎖車に掛け回し
   たチエーンを前記基端アームに係止すると共に
   次々段のアームの反伸縮側に係止するというよう
   に、前記基端アームまでを前段のアームの両端に
   設けた鎖車に掛け回すと共に係止したチエーンに
   より順次支持してなることを特徴とする多段伸縮
   アーム。