JPH066808B2 - 伸縮可能なバケットを有する掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は掘削機に関し、特に、土砂を掘り取るためのバ
ケットをアームの長さ方向に伸縮できるようにしたこと
を特徴とする伸縮可能なバケットを有する掘削機に関す
るものである。

〔従来の技術〕

土木作業においては従来より土砂の堀取りたり、穴や溝
を掘削する作業が多いものであった。このような土木作
業の近代化を図り、効率的に進行させるため掘削機（バ
ックホーとも呼ばれる）が盛んに用いられている。

この掘削機は、クローラーや車輪を取り付けた車体にや
やくの字形をしたブームを揺動自在に取り付け、このブ
ームの先端にはやや直線上をしたアームが取り付けられ
ている。このアームはブームに対して上下に揺動自在に
連結されており、アームの先端にはバケットが取り付け
られている構成が多いものであった。この構成により、
ブーム、アーム、バケットをそれぞれ協同して動作させ
ることにより、バケットを地面に押し入れ、引き上げる
ことで土砂を掘り取る作業が可能となってきている。

この掘削機の基本的な構造は、殆ど変わっていないもの
であり、通常３つの油圧シリンダーをそれぞれ操作する
ことによって土砂の掘り取り作業を行うことができるも
のであった。

そして、このような構成をした掘削機を用い、掘り取る
溝や穴の深さを深くするためには、ブームとアームの長
さをそれぞれ長くしなければならないものであった。ま
た、川岸などからバケットを長く伸ばして土砂を掘り取
るような場合には、ブームとアームの長さが固定されて
いることから、設定された長さ以上にはバケットは届か
ないものであり、掘り取る深さおよび到達する長さには
自ずと限度があるものであった。

このため、深く掘ろうとしたり、またバケットを長い位
置にまで到達させようとする場合には、ブームとアーム
の長さをそれぞれ長くすれば理論的には可能なものであ
る。

しかしながら、ブームとアームを長く設計すると、掘削
機の移動において全長が長くなるので運搬し難いもので
ある。また土砂を掘り取った後でバケットを旋回させる
ためにブームを垂直に立ち上げた場合にはその高さが高
くなり、電線や構造物と接触することから危険なもので
あった。

しかしながら、土木作業においては、ブームおよびアー
ムの長さを従来とほぼ同じ程度の長さに設計していてバ
ケットを穴の深い位置まで下げたり、またバケットを車
体からより離れた位置にまで到達させて土砂を掻き集め
る作業が必要な場合が生じてきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来の掘削機においてはブームとアームの
長さがそれぞれ固定されており、各連結部分を関節的に
動かす作用しかできないため、車体よりバケットの到達
できる距離を伸ばすことは不可能なものであった。従っ
て、深く掘り取ろうとする場合には、長大なブームを持
った掘削機を使用しなければならず、作業が不便なもの
であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、移動できる車体と、上下方向に揺動自在とな
るよう車体に連結されたブームと、上下方向に揺動自在
となるようブームに連結された内部が中空の外アーム
と、外アームにその長さ方向で摺動できるように挿入さ
れた内アームと、内アームの先端に連結されたバケット
と、外アームと内アームの間に介在された伸縮用の油圧
シリンダーと、外アームの外側でその長さ方向に移動で
きるスライダーと、バケットとスライダーの間に介在さ
れた油圧シリンダーと、内アームが外アームより摺動し
たときにその移動量と同一の長さだけスライダーを摺動
させる同期手段とから構成されたことを特徴とする伸縮
可能なバケットを有する掘削機を提供するものである。

〔作用〕

本発明では、ブームの先端には外アームを連結してあ
り、この外アームの内部には内アームがその長さ方向に
摺動自在になるように挿通してある。このため、バケッ
トをより深い位置にまで到達させようとする場合には、
伸縮機構によって内アームを外アームより押し出すこと
により全長を長くすることができ、これによりバケット
をより深い位置、または、より長い距離にまで到達させ
ることができる。そして、内アームを外アームから伸長
させた場合には、バケットの角度を制御する油圧シリン
ダーは同期機構によってその基部が同じ長さだけ移動さ
せられるので、内アームが外アームより移動する距離と
同一の距離を油圧シリンダーは移動するので、通常の掘
削動作と同じ操作感覚を得ることができるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は本発明における掘削機を示す外観斜視図であ
る。

エンジン、油圧発生機等を収納した車体１の下部左右に
はクローラー２が取り付けてあり、このクローラー２に
より車体１を自由に移動することができる。そしてこの
車体１の前面中央にはややくの字形に曲げられたブーム
３が連結してあり、ブーム３の中央と車体１の前部とは
俯抑用の油圧シリンダー４によって連結されている。

そして、ブーム３の先端には直線状となった外アーム５
が揺動自在に連結してあり、この外アーム５の後部とブ
ーム３の背面との間には角度補正用の油圧シリンダー６
が介在させてある。この外アーム５は鋼板を折り曲げて
断面四角形とした筒状をしており、この外アームの内部
にはその長さ方向に沿って進退できるように断面四角形
の内アーム７が挿通させてある。この内アーム７の先端
にはバケット８が揺動自在に連結してある。

そして、内アーム７の先端とバケット８の後部とにはリ
ンク機構を形成するためのレバー９、10が取り付けてあ
り、両レバー９、10はその先端が結び着けられやや三角
形状をなし、両レバー９、10の頂点にはバケットシリン
ダー11のシリンダーロッド12が連結されている。前記外
アーム５の上面の左右角には断面Ｌ字形をしたガイドレ
ールとしてのガイド板13が固着してあり、この両ガイド
板13にはその長さ方向に沿って移動できるようにスライ
ダー14が挿通してある。そして、スライダー14の上面に
は一対の台形状をした軸支板15が間隔を置いて固定して
あり、この軸支板15の間にはバケットシリンダー11の基
部が挿入され、軸支板15とバケットシリンダー11とはピ
ン16によって揺動自在に連結されている。

次に、第２図は本実施例における外アーム５の内部構造
および同期機構を示すものである。また第３図は第２図
における構造において内アーム７を外アーム５より押し
出した状態を示す断面図である。そして、第４図は第２
図中においてＡ−Ａ矢視断面図であり、第５図は本実施
例における同期機構の分解斜視図である。

前記内アーム７の内部中央にはその長さ方向と平行とな
るように伸縮用の油圧シリンダー17が挿入してあり、こ
の油圧シリンダー17の基部は外アーム５の後端（第２図
中右側）に固定してあり、油圧シリンダー17のシリンダ
ーロッド18は内アーム７の中央に連結させてある。

次に、外アーム５の先端には第１のホイールとしてのス
プロケットホイール20が軸支してあり、外アーム５の後
部（第２図中右側）の中央には第４のホイールとしての
スプロケットホイール21がそれぞれ軸支してある。そし
て、第１の連結帯としてのチェーン22の先端は前記スラ
イダー14に連結してあり、このチェーン22はスプロケッ
トホイール20で反転させられて外アーム５と内アーム７
の間を通過し、スプロケットホイール21で反転され、や
やＳ字形に巻廻されたあとでその他端は内アーム７の後
端に連結されている。また、外アーム５の後端の上部に
はこの外アーム５の上面に半分露出して第３のホイール
としてのスプロケットホイール23が軸支してあり、さら
に外アーム５の内側であり、かつ内アーム７の外側の位
置には第２のホイールとしてのスプロケットホイール24
が外アーム５に軸支してある。そして、第２の連結帯と
してのチェーン25の先端はスライダー14に連結され、チ
ェーン25はスプロケットホイール23によって反転させら
れて、外アーム５と内アーム７の間に挿通され、バケッ
ト８方向に延長し、スプロケットホイール24で反転させ
られ、ややＳ字形に巻廻されたあとでその後端は内アー
ム７の後部に連結されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

クローラー２を駆動させることにより、溝や穴を掘り下
げようとする場所に車体１を移動させる。そして、掘り
取ろうとする位置にバケット８を合わせ、油圧シリンダ
ー４、６、11をそれぞれ協同して動作させることにより
バケット８を上下に揺動させ、このバケット８で土砂を
掘り取ることができる。この動作は従来の掘削機と同一
の動作である。

次に、掘り取る穴や溝を深くする際には、バケット８を
より深い位置に移動させなければならない。この場合に
は、油圧シリンダー17に油圧を供給し、シリンダーロッ
ド18を押し出させる。すると油圧シリンダー17とシリン
ダーロッド18が伸びることによって内アーム７は外アー
ム５の中より押し出され、第２図より第３図のように内
アーム７が摺動することになる。このためバケット８は
外アーム５の基部より長い位置に移動するので、バケッ
ト８を深い位置にまで掘り下げさせることができる。

このとき、内アーム７が外アーム５に対して移動すると
チェーン22を引っ張ることになり、チェーン22はスプロ
ケットホイール21を介して反転し、スプロケットホイー
ル20によって再度反転させられ、スライダー14を外アー
ム５の開口端方向に移動させることになる。このスライ
ダー14の移動においては、スライダー14の両端がガイド
板13に摺動して案内されるため、バケットシリンダー11
は内アーム７の移動と同時にその移動量を同期して移動
することになる。

こうして、油圧シリンダー17を作動させてシリンダーロ
ッド18を押し出した場合においては、内アーム７は外ア
ーム５より押し出されるが、バケットシリンダー11が同
時に移動させられることから、バケット８の保持角度は
同一角度に維持されたまま移動することとなり、掘削の
操作において何ら違和感がなく、動作させることができ
るものである。

そして、バケット８によって掘り取った土砂を引き上げ
る場合には、まず油圧シリンダー17を動作させてシリン
ダーロッド18を縮小させる。すると内アーム７は外アー
ム５の内部方向に引き入れられることになる。このとき
チェーン17は内アーム７の後部に連結されていることか
ら、チェーン25は外アーム５の基部方向に引っ張られ、
チェーン25はスプロケットホイール24で反転され、さら
にスプロケットホイール23で反転させられて引っ張ら
れ、スライダー14を外アーム５の基部方向に引き上げさ
せることになる。

このため前述と同様に内アーム７が移動するとバケット
シリンダー11も同期して同じ移動量で引っ張られて移動
されることになり、バケット８の保持角度は同一となっ
たまま引き上げられるので掘り取った土砂は落下するこ
とがない。この後、油圧シリンダー４、６、バケットシ
リンダー11をそれぞれ協同させて動作させることによ
り、バケット８によって掘り取った土砂を車体１の後方
に待機したトラックに積み降ろしたり、または別の場所
に移し替えることができる。

次に、第６図は本実施例における同期機構の他の実施例
を示すものである。図中同一の機構には第一の実施例と
同一の符号を付し、その説明を省略してある。

第６図は第二の実施例における同期機構の側断面図、第
７図は同上の第６図中Ｂ−Ｂ矢視断面図、第８図は同期
機構の分解斜視図である。

前述の内アーム７の上面中央にはその長さ方向にわたっ
て凹部30が形成されており、この凹部30の底には第１の
ラック31が固定されている。また外アーム５の上部中央
には窓穴32が開口されており、この窓穴32の左右より前
記凹部30方向に向けて平行に軸支板33が固定されてい
る。この軸支板33には軸34、35によってそれぞれ第１の
ピニオン36と第２のピニオン37が軸支されており、ピニ
オン36は前記ラック31に噛み合わされており、両ピニオ
ン36、37はそれぞれ互いに噛み合わされている。なお、
ピニオン37の上部の歯面は外アーム５の上面より突出さ
せてある。

次に、前記一対のガイド板13の間にはその前方と後方に
それぞれ案内体38、39が摺動自在に挿通してあり、この
案内体38、39の間には第２のラック40がその歯面を下方
に向けるように連結してあり、案内体38、39、ラック40
によりＨ形状に組み立てられている。この案内体38、3
9、ラック40はガイド板13に案内されて、外アーム５の
長さ方向に沿って移動させられる。このラック40は前記
ピニオン37と噛み合わされている。そして、スライダー
14の下部はややコの字形になるように切り込まれてお
り、このコの字形になった空間に前記ラック40が挿通さ
れており、スライダー14はラック40に連結されている 次に、この実施例の作用を説明する。

外アーム５より内アーム７を引き出させようとする場合
には、油圧シリンダー17を作動させ、シリンダーロッド
18を押し出させる。すると内アーム７は外アーム５より
押し出されてバケット８と外アーム５の後端との距離が
長くなる。内アーム７の移動と同時にラック31が移動す
るのでピニオン36が回転させられ、そのピニオン36の回
転はピニオン37によって逆方向に反転させられ、ラック
40に伝えられる。このためラック40は案内体38、39に案
内されて、ガイド板13の長さ方向に移動することにな
る。そして、このラック40の移動方向、および移動量は
内アーム７の移動方向、移動量と同一であり、ラック40
に連結されたスライダー14は内アーム７と同じ移動量で
移動させられることになる。このためスライダー14に固
定してあるバケットシリンダー11の移動量は内アーム７
との移動量と同じになり、バケット８の傾斜角度は常に
同一の状態を保持させられることになる。

また、内アーム７を短縮させてバケット８を持ち上げよ
うとする場合には、前述とは逆にシリンダーロッド18を
油圧シリンダー17の方向に引き込めることにより、内ア
ーム７を外アーム５の内方向に移動させる。すると、こ
の移動動作はラック31、ピニオン36、37を介してラック
40に伝えられ、スライダー14を内アーム７と同じ移動量
で戻させることになる。このため、バケット８の傾斜角
度は常に一定の角度を保持したまま後方に移動させられ
ることになる。

〔効果〕

本発明は上述のように構成したので、掘削機を用いて土
砂の掘り取り作業を行う場合においてバケットをより深
い位置に押し下げたり、または長い距離に届かせること
ができるので土砂の掘り取り作業における作業範囲を広
くさせることができる。

そして、このバケットの到達できる距離を延長できるの
に対し、ブームの長さは従来と同一であるため、掘削機
を移動させる場合、もしくはブームを垂直に立てて旋回
させる場合においてブームが邪魔とならず、事故などの
発生を防止させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す掘削機の外観を示す斜
視図、第２図は外アームの内部の構造を示す側断面図、
第３図は同上の内アームを外アームより引き出した状態
を示す側断面図、第４図は第２図中Ａ−Ａ矢視断面図、
第５図は同期機構の構成を示す分解斜視図、第６図は本
発明の他の実施例を示す外アームの側断面図、第７図は
第６図中におけるＢ−Ｂ矢視断面図、第８図は同上の同
期機構の構成を示す分解斜視図である。 １…車体、３…ブーム、５…外アーム、７…内アーム、
８…バケット、11…バケットシリンダー、13…ガイドレ
ールとしてのガイド板、14…スライダー、17…油圧シリ
ンダー、20、21、23、24…スプロケットホイール、22、
25…連結帯としてのチェーン、31…第１のラック、36…
第１のピニオン、37…第２のピニオン、40…第２のラッ
ク。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動できる車体と、上下方向に揺動自在と
   なるよう車体に連結されたブームと、上下方向に揺動自
   在となるようブームに連結された内部が中空の外アーム
   と、外アームにその長さ方向で摺動できるように挿入さ
   れた内アームと、内アームの先端に連結されたバケット
   と、外アームと内アームの間に介在された伸縮用の油圧
   シリンダーと、外アームの外側でその長さ方向に移動で
   きるスライダーと、バケットとスライダーの間に介在さ
   れた油圧シリンダーと、内アームが外アームより摺動し
   たときにその移動量と同一の長さだけスライダーを摺動
   させる同期手段とから構成されたことを特徴とする伸縮
   可能なバケットを有する掘削機。
2. 【請求項２】同期手段は、外アームの先端に軸支された
   第１と第２のホイールと、外アームの後端に軸支された
   第３と第４のホイールと、その先端をスライダーに連結
   し、その後端を内アームに連結し、第１のホイールと第
   ４のホイールにＳ字状に巻廻した柔軟性のある第１の連
   結帯と、その先端をスライダーに連結し、その後端を内
   アームに連結し、第２のホイールと第３のホイールにＳ
   字状に巻廻した柔軟性のある第２の連結帯であることを
   特徴とする請求項１記載の伸縮可能なバケットを有する
   掘削機。
3. 【請求項３】連結帯はチェーンであることを特徴とする
   請求項２記載の伸縮可能なバケットを有する掘削機。
4. 【請求項４】同期手段は、外アームに軸支されて相互に
   噛み合う第１と第２のピニオンと、内アームの長さ方向
   に固定されて第１のピニオンと噛み合う第１のラック
   と、スライダーに固定されて外アームの長さ方向に移動
   でき、第２のピニオンと噛み合う第２のラックとから構
   成されたことを特徴とする請求項１記載の伸縮可能なバ
   ケットを有する掘削機。
5. 【請求項５】外アームの長さ方向に向け、平行となった
   レールを固定し、このレール間でスライダーを摺動させ
   ることを特徴とする請求項１、２又は４記載の伸縮可能
   なバケットを有する掘削機。
6. 【請求項６】外アームの長さ方向に向けて一対のガイド
   板を置いて平行となるように固定し、このガイド板間で
   摺動できるように案内体を挿通しこの案内体に第２のラ
   ックを固着したことを特徴とする請求項４記載の伸縮可
   能なバケットを有する掘削機。
7. 【請求項７】外アームの中程に窓穴を開口し、この窓穴
   より第２のピニオンを外アーム外部に突出させ、第２の
   ピニオンを外アームの外部で第２のラックと噛み合わせ
   たことを特徴とする請求項４記載の伸縮可能なバケット
   を有する掘削機。