JPS5826455B2 - グラブバケツトの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、油圧ショベル等のアームの先端に垂下した
フレームを伸縮させて制御するグラブバケットの制御装
置に関するものである。

油圧ショベル等の油圧源を利用した深掘りの掘削装置と
して、従来からアームの先端に長尺のフレームを連結し
、そのフレームの下端に油圧シリンダによって開閉制御
されるグラブバケットを装着して土砂の掘削を行ってい
たが、ブームおよびアームの長さによってフレームの長
さが制限される。

すなわち、ブームおよびアームの長さが一定であれば、
フレームは一定の長さ以下でなければ、パケットが地面
等に轟って地上、いわゆるダンプトラックの荷台上まで
引上げることができない。

したがって、掘削深さが限定される欠点がある。

この問題を解決するために１１．フレームを伸縮可能に
構成したグラブバケットの制御装置が提案されている。

この従来のグラブバケットの制御装置を第５図により説
明すると、中間フレーム５４の上端に上部油圧シリンダ
５１のヘッド側が、下端に下部油圧シリンダ５５のヘッ
ド側がそれぞれ結着されて伸縮自在なフレームが構成さ
れている。

フレーム伸縮用油圧シリンダは、前記上部油圧シリンダ
５１および前記下部油圧シリンダ５５からなり、そのピ
ストンロッド５１ａおよび５５ａの伸縮制御によってフ
レームが伸縮されるようになっている。

油圧ショベルのアームＣの先端には前記上部油圧シリン
ダ５１のピストンロッド５１ａの上端が自在接手りを介
して連結されているとともに、前記下部油圧シリンダ５
５のピストンロッド５５ａの下端にはパケット開閉用油
圧シリンダ６４のヘッド側が枢着されている。

この油圧シリンダ６４の下端にはグラブバケット６３が
取付けられており、油圧シリンダ６４のピストンロッド
６４ａ（７）伸縮制御によってパケット６３が開閉され
るようになっている。

また、下部油圧シリンダ５５の下端には中空の外柱６５
の上端が結着され、油圧シリンダ６４の上端には前記外
柱６５に摺動自在に内挿した中空の内柱６６の下端が結
着されている。

つぎに、この油圧制御回路を説明すると、上部油圧シリ
ンダ５１のピストンロッド５１ａ内には油路５２．５３
が穿設され、その油路の上端側は油圧ショベルの油圧源
からの油管６７．６８に接続され、前記油路５２，５３
の下端側は上部油圧シリンダ５１のヘッド側油室５１ｂ
およびロッド側油室５１Ｃに開口されている。

上部油圧シリンダ５１のヘッド側油室５１ｂと下部油圧
シリンダ５５のヘッド側油室５５ｂ１ ロッド側室５１
ｃとロッド側室５５ｃはそれぞれ油管５８，５９によっ
て接続されている。

下部油圧シリンダ５５のピストンロッド５５ａ内には油
路５６，５７が穿設され、その油路５６．５７の上端側
はヘッド側油室５５ｂおよびロッド側油室５５ｃに開口
されている。

油圧シリンダ６４の側部にはソレノイドバルブ６２が設
置され、そのソレノイドバルブ６２と前記油路５６．５
７の下端側は油管６０，６１によって接続され、前記ソ
レノイドバルブ６２と油圧シリンダ６４のロッド側油室
６４ｃ１ヘツド側油室６４ｂは油管６９，７０によって
接続されている。

前記ソレノイドバルブ６２を中立位置にすれば油管６０
，６１と油管６９，７０とが遮断され、一方側に切換え
れば油管６０と７０、油管６１と６９とがそれぞれ接続
され、他方側に切換えれば油管６０と６９、油管６１と
７０とがそれぞれ接続されるようになっている。

７１は前記ソレノイドバルブ６２に切換信号を送電する
ためのリード線である。

従来のグラブバケットの制御装置は上記のように構成し
ていたので、フレーム伸縮用油圧シリンダおよびパケッ
ト開閉用油圧シリンダへの給油が単一回路のみでよく、
油路も単一の油路のみでよいから、構造が簡単で保守が
容易であるという利点があるが、その反面、つぎに記載
したように、掘削性および作業性に難点があり、実用に
そぐわない欠点がある。

（１）中間フレームの上下にそれぞれ油圧シリンダのヘ
ッド側を結着して伸縮フレームを構成し、それぞれのピ
ストンロッドの一段伸縮制御によってフレームを伸縮さ
せているので、フレームの最大ストロークをその縮小時
のフレーム長さより大きく取ることができない。

したがって、ダンプ高さを大きくしようとすれば最大掘
削深さが小さくなり、逆に中間フレームを長くして最大
掘削深さを大きくしようとすればダンプ高さが小さくな
ってしまう。

このように、従来の長尺フレームと同様に掘削深さに自
由度がない難点がある。

（２）フレーム伸縮用油圧シリンダとパケット開閉用油
圧シリンダの油圧回路を単一回路で構成しているので、
フレーム伸縮用油圧シリンダがストロークエンドに達し
ないとパケットの開口あるいは閉じ動作を行うことがで
きない。

つまり、フレームを適当量伸長させた状態でパケットの
開閉動作を行うことができないので作業性が悪い。

（３）パケット開閉用油圧シリンダのピストンロッドに
パケットの回動支点を枢着しているので、土砂の掘削時
に前記ピストンロッドを縮小させながら（上方へ引き上
げながら）パケットの閉じ動作が行われる。

このために、パケット開閉用油圧シリンダによるパケッ
トの浮き上がり力が作用するので掘削性が悪い。

また、掘削時に前記ピストンロッドに土砂が付着したり
、こじられたりすることもあり、油もれ、損害等によっ
てパケット開閉用油圧シリンダの寿命が低下する難点が
ある。

（４）ソレノイドバルブをパケット開閉用油圧シリンダ
の側部に設置しているので、土砂により損傷し易いばか
りでなく、そのリード線をフレームの伸縮動作に追従さ
せる装置が必要となり、構造が複雑になる難点がある。

この発明は、上述の問題点を解決するためになされたも
ので、ダンプ高さに拘束されないで自由にフレームを伸
縮できるようにするとともに、フレームの伸縮動作に関
係なくパケットの開閉制御を行うことができるようにし
て作業性を向上させる。

また、土砂の掘削時にパケットに適当な押付は力を作用
させて掘削性を向上させる。

さらに、パケット開閉用油圧シリンダの給油口を、ブー
ムもしくはアームの先端に垂下した基端フレームの上端
部に設けて、油管長さを最短にするとともにパケット開
閉用油圧シリンダが土砂等の影響を受けないようにして
その寿命を向上させたグラブバケットの制御装置を提供
することを目的としたものである。

この発明は、油圧ショベルのブームもしくはアームの先
端に基端フレームを垂下させ、その基端フレーム内に中
間フレームを、またその中間フレーム内に先端フレーム
をそれぞれ収納かつ伸縮できるように嵌挿させ、その先
端フレームの下端に開閉できるグラブバケットを取付け
、前記基端フレームと前記中間フレームとの間に配設し
たフレーム伸縮用油圧シリンダと、前記基端フレームと
前記中間フレームとの間及び前記中間フレームと前記先
端フレームとの間にそれぞれ掛は渡したロープ等の動力
伝達手段とよりフレームの伸縮制御を行うと共に、前記
基端フレームの外側部に取付けたパケット開閉用油圧シ
リンダと、前記先端フレームの外周に摺動可能に取付け
られ前記パケットを開閉させるスライダと、そのスライ
ダと前記パケット開閉用油圧シリンダのピストンロッド
とに端部が止着され、かつ前記各フレームに順次掛は渡
したロープ等の動力伝達手段とより前記フレームの伸縮
動作に関係なくパケットの開閉制御を行うようにしたこ
とを特徴とするものである。

以下、この発明の一実施例を第１図ないし第４図に従っ
てさらに具体的に説明する。

第１図ないし第４図において、第５図と同じ符号を付け
たものは同じものもしくは相当するものを表わす。

第１図は、この発明のグラブバケットの制御装置を油圧
ショベルのブームの先端に垂下させて掘削作業を行って
いる側面図で、Ａは油圧ショベル本体、Ｂはブーム、Ｃ
はアームを表わしている。

アームＣの先端には基端フレーム１の上端が自在接手り
を介して連結され、その基端フレーム１内には中間フレ
・−ム２が、またその中間フレーム２内には先端フレー
ム３がそれぞれ収納可能にかつ伸縮自在に嵌挿されてい
る。

先端フレーム３の下端にはグラブバケット４が開閉可能
に取付けられている。

なお、図中のＬは最大伸縮長さを表わしている。

第２図は、基端フレーム１、中間フレーム２、先端フレ
ーム３をそれぞれ断面して図示したフレームの伸縮装置
の側面図で、基端フレーム１の上端部にはブラケット５
が設けられ、そのブラケット５にはフレーム伸縮用油圧
シリンダ６のピストンロッド６ａの先端が取付けられて
いる。

また、中間フレーム２の上端部にはブラケット７が設け
られ、そのブラケット７には前記油圧シリンダ６の先端
部が取付けられている。

８および９は油圧シリンダ６の給油管で、油圧シリンダ
６のピストンロッド６ａ内に穿設した油路１０および１
１を介して図示しないが油圧シリンダ６のヘッド側油室
およびロッド側油室に開口されている。

基端フレーム１の下端部にはロープ端末固定用ブラケツ
）１２ａ 、１２ｂが並設され、中間フレーム２の下端
部には複数の案内シーブ１３ａ 、 １３ｂが回動可能
に取付けられ、先端フレーム３の上端部には案内シーブ
１４が回動可能に取付けられている。

１５はフレーム伸長用ワイヤロープで、そのロープ１５
の一端はブラケット１２ａに固定され、他端側はシーブ
１３ａ、１４，１３ｂに順次掛は渡され、その他端はブ
ラケット１２ｂに固定されている。

先端フレーム３の上端部にはロープ端末固定用ブラケツ
Ｎ６ａ、１６ｂが並設され、中間フレーム２の上端部に
は複数の案内シーブ１７ａ。

１７ｂが回動可能に取付けられ、基端フレーム１の下端
部には案内シーブ１８が回動可能に取付けられている。

１９はフレーム縮小用ワイヤロープで、そのロープ１９
の一端はブラケット１６ａに固定され、他端側はシーブ
１７ａ、１８．１７ｂに順次掛は渡され、その他端はブ
ラケツＮ６ｂに固定されている。

パケットの開閉装置を第３図および第４図により説明す
る。

第３図は、基端フレーム１および中間フレーム２を断面
し・て図示したパケットの開閉装置の側面図である。

なお、パケットの開閉装置は前記したフレームの伸縮装
置に干渉しないように直交位置に配設されている。

基端フレーム１の上端部外側にはブラケット２０が設け
られ、そのブラケット２０にはパケット開閉用油圧シリ
ンダ２１の基端が回動可能に取付けられている。

２２および２３は油圧シリンダ２１の給油管で、図示し
ないが油圧シリンダ２１のヘッド側油室およびロッド側
油室に開口されている。

前記油圧シリンダ２１のピストンロッド２１ａの先端は
自由端となっており、基端フレーム１に沿って垂下され
ている。

そのピストンロッド２１ａの先端には可動シーブ２４が
ピン２５を介して回動可能に取付けられている。

基端フレーム１の下端部外側で、かつ前記ピストンロッ
ド２１ａの伸縮方向の位置には、シーブ取付用ブラケッ
ト２６が設けられている。

そのブラケット２６には複数の案内シーブ２７ａ 、２
７ｂが回動可能に取付けられている。

基端フレーム１の上端部内側には案内シーブ２８ａ。

２８ｂが回動可能に、かつ対向させて取付けられている
。

そのシーブ２８ａ、２８ｂの片側はシーブ窓２９ａ 、
２９ｂを介して基端フレーム１の外側に突出されている
。

基端フレーム１の下端部内側には案内シーブ３０ａ 、
３０ｂが回動可能に、かつ対向させて取付けられている
。

中間フレーム２の上端にはシーブ取付用ブラケット３１
が設けられ、そのブラケット３１には案内シーブ３２ａ
。

３２ｂが並べて取付けられている。

パケット４のアーム４ａは先端フレーム３の下端にパケ
ット用ヒンジ３３を介して取付けられ、パケットロッド
３４ａ 、３４ｂはそれぞれスライダ３５の両側に回動
可能に取付けられている。

そのスライダ３５は先端フレーム３の下方部に穿設した
スライド溝３６に沿って先端フレーム３の外周を上下方
向に摺動できるようにピン３７を介して取付けられてい
る。

また、そのピン３７には先端フレーム３内を上下方向に
移動できる可動シーブ３８が回動可能に取付けられてい
る。

前記スライド溝３６と前記パケットヒンジ３３との間に
おける先端フレーム３の内側には、複数の案内シーブ３
９ａ、３９ｂが回動可能に取付けられている。

４０はパケット開口用ワイヤロープで、そのロープ４０
の一端はスライダ３５のピン３７に固定され、他端側は
シーブ３２ａ、３０ａ、２８ａに順次掛は渡され、その
他端は可動シーブ２４のピン２５に固定されている。

４１はパケット閉じ用ワイヤロープで、そのロープ４１
の一端はロープ４０と同様にピン３７に固定され、他端
側はシーブ３９ａ１可動シーブ３８、シーブ３９ｂ 、
３２ｂ 、３０ｂ、２８ｂ。

２７ａ１可動シーブ２４、シーブ２７ｂに順次掛は渡さ
れ、その他端はロープ４０と同様にピン２５に固定され
ている。

ここで、第３図および第４図に示すように、油圧シリン
ダ２１のピストンロッド２１ａを伸長させるとパケット
４が開口される。

この状態において、可動シーブ２４とシー７’２７ａ。

２７ｂとの中心間距離７！！１は、可動シーブ３８とシ
ーブ３９ａ 、３９ｂとの中心間距離１２に等しくなる
ように設定されている。

つまり、双方のシーブ間において、シーブの数およびワ
イヤ取りが等しくなっている。

つぎに、この一実施例の動作について説明する。

まず、パケットの開閉動作をのべる。

パケットの開口動作を行う場合には、第４図に示す給油
管２２に圧油を給送する。

すると、その圧油は油圧シリンダ２１のヘッド側油室へ
送られそのピストンロッド２１ａを伸長させるので、可
動シーブ２４が下方へ移動する。

このため、ロープ４０はピン２５を介して緊張するので
、ピン３７が上方へ引張られる。

これに伴い、スライダ３５は先端フレーム３のスライド
溝３６に沿って上昇する。

したがって、パケット４はヒンジ３３を支点に開口され
る。

このとき、他方のロープ４１は可動シーブ２４とシーブ
２７ａ 、２７ｂとの間でゆるめられ、可動シーブ３５
とシーブ３９ａ 、３９ｂとの間で緊張される。

ここで、前記シーブ間距離は１１＝ｌ、２に設定されて
いるので、ピン２５の動きはそのままピン３７の動きと
なって表われる。

したがって、ロープ４１はスライダ３５の上昇動作に追
従し、たるむことはない。

つぎに、パケットの閉じ動作を行う場合には、上記とは
逆に給油管２３に圧油を給送する。

すると、その圧油は油圧シリンダ２１のロンド側油室へ
送られそのピストンロッド２１ａを縮小させるので、可
動シーブ２４が上方へ移動する。

このため１．ロープ４１はピン２５を介して緊張するの
で、ピン３７は下方へ引張られる。

これに伴い、スライダ３５が下降してパケット４が閉じ
られる。

このとき、他方のロープ４０はピン２５とシーブ２８ａ
との間でゆるめられた分だけシーブ３２ａとピン３７と
の間で緊張されるので、スライダ３５の下降動作に追従
する。

また、このパケットの開閉動作は、以上のべたことから
明らかなようにフレームの伸縮状態に関係なく行うこと
ができる。

つぎに、フレームの伸縮動作についてのべる。

まず、フレームを伸長させる場合には、第２図に示す給
油管８へ圧油を給送する。

すると、その圧油は油路１０を経て油圧シリンダ６のヘ
ッド側油室へ送られその油圧シリンダ６を伸長させる。

これに伴ってロープ１５が緊張され、このロープ１５は
ブラケット１２ａ、１２ｂとシーブ１３ａ。

１３ｂとの間で前記油圧シリンダ６の伸長量だけ伸長さ
れ、シーブｉ ３ａ 、 １３ｂとシーブ１４との間で
同量だけ縮小される。

つまり、中間フレーム２は基端フレーム１に対して油圧
シリンダ６の伸長量だけ伸長され、同時に先端フレーム
３は中間フレーム２に対して同量だけ伸長される。

このとき、他方のロープ１９はシーブ１７ａ、１７ｂと
シーブ１８との間でゆるめられた分だけブラケット１５
ａ、１６ｂとシーブ１７ａ、１７ｂとの間で緊張される
ので、ゆるむことなく中間フレーム２および先端フレー
ム３の伸長動作に追従する。

つぎに、フレームを縮小させる場合には、上記とは逆に
給油管９へ圧油を給送する。

すると、その圧油は油路１１を経て油圧シリンダ６のロ
ンド側油室へ送られその油圧シリンダ６を縮小させる。

これに伴ってロープ１９が緊張され、そのロープ１９は
シーブ１７ａ、１７ｂとシーブ１８との間で前記油圧シ
リンダ６の縮小量だけ縮小さへブラケット１６ａ、１６
ｂとシーブ１７ａ、１７ｂとの間で同量だけ伸長される
。

つまり、中間フレーム２は基端フレーム１に対して油圧
シリンダ６の縮小量だけ縮小され、同時に先端フレーム
３は中間フレーム２に対して同量縮小される。

このとき、他方のロープ１５はブラケツＮ２ａ、１２ｂ
とシーブ１３ａ、１３ｂとの間でゆるめられた分だけシ
ーブ１３ａ 、 １３ｂとシーブ１４との間で緊張され
るので、ゆるむことなく中間フレーム２および先端フレ
ーム３の縮小動作に追従する。

このように、本発明によるフレームの伸縮装置は、一本
の油圧シリンダの伸縮による簡単な構成により、二段伸
縮制御ができるという効果を奏するものである。

上記したフレームの伸縮動作により、パケットの開閉装
置のロープ４０およびロープ４１は、シーブ３０ａとシ
ーブ３２ａとの間およびシーブ３０ｂとシーブ３２ｂと
の間でゆるめられ、あるいは緊張された分だけシーブ３
２ａとピン３７との間およびシーブ３２ｂとシーブ３９
ｂとの間で緊張されあるいはゆるめられるので、フレー
ムの伸縮動作に追従する。

したがって、フレームの伸縮動作によってパケット４が
開口したり閉じたりすることはない。

したがって、フレームを適当量伸縮させた状態で土砂を
掘削したり、ダンプ時の位置合わせ等も自由に行うこと
ができる。

また、土砂の掘削時にフレームの伸長動作を併用させて
、パケットに適当な押付は力を作用させながら土砂の掘
削を行うことができる。

なお、この発明の実施例では、ワイヤロープとシーブか
らなる動力伝達手段を示したが、チェーンと鎖車とで構
成してもよい。

以上述べたように、この発明によれば、油圧ショベルの
アーム等の先端に基端フレームを垂下させ、その基端フ
レーム内に中間フレームを、またその中間フレーム内に
先端フレームをそれぞれ収納可能にかつ伸縮自在に嵌挿
させたので、フレームの最大ストロークをその縮小時の
フレーム長さより大きく取ることができる。

したがって、ダンプ高さに拘束されないで掘削深さを大
きくすることができる。

また、フレームの伸縮制御に関係なくパケットの開閉制
御を行うことができるので、従来のグラブバケットの制
御装置に比べて、作業サイクルタイムを著しく向上させ
ることができる。

また、パケットに適当な押付は力を作用させながら掘削
することにより、掘削性が大巾に向上する。

さらに、パケット開閉用油圧シリンダを基端フレームに
取付けたので、その油管長さを最短にすることができる
とともに、前記油圧シリンダが土砂等の影響を受けるこ
とがないので、その寿命が向上する等の実用的効果が犬
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のグラブバケットの制御装置を油圧シ
ョベルのアームの先端に垂下させて掘削作業を行ってい
る側面図、第２図はこの発明によるフレーム伸縮装置を
示す断面側面図、第３図および第４図はこの発明による
パケットの開閉装置を示す側面図で第３図は一部を断面
した図、第５図は従来のグラブバケットの制御装置を示
す側面図である。 １・・・・・・基端フレーム、２０００８０．中間フレ
ーム、３・・・・・・先端フレーム、４・・・・・・グ
ラブバケット、６・・・・・・フレーム伸縮用油圧シリ
ンダ、６ａ・・・・・・ピストンロッド、８，９・・・
・・・給油管、１５・・・・・・フレーム伸長用ワイヤ
ロープ、１９・・・・・・フレーム縮小用ワイヤロープ
、２１・・・・・・パケット開閉用油圧シリンダ、２１
ａ・・・・・・ピストンロッド、２２，２３・・・・・
・給油管、４０・・・・・・パケット開口用ワイヤロー
プ、４１・・・・・・パケット閉じ用ワイヤロープ、Ｃ
・・・・・・アーム、Ｄ・・・・・・自在接手。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油圧ショベル等のブームもしくはアームの先端に基
   端フレームの上端を自在接手を介して連結し、その基端
   フレーム内に中間フレームを、またその中間フレーム内
   に先端フレームをそれぞれ収納可能にかつ伸縮自在に嵌
   挿させ、その先端フレームの下端に開閉できるグラブバ
   ケットを取付け、前記基端フレームと前記中間フレーム
   との間に配設したフレーム伸縮用油圧シリンダと、前記
   基端フレームと前記中間フレームとの間及び前記中間フ
   レームと前記先端フレームとの間にそれぞれ掛は渡した
   ロープ等の動力伝達手段とよりフレームの伸縮制御を行
   うと共に、前記基端フレームの外側部に取付けたパケッ
   ト開閉用油圧シリンダと、前記先端フレームの外周に摺
   動可能に取付けられ前記パケットを開閉させるスライダ
   と、そのスライダと前記パケット開閉用油圧シリンダの
   ピストンロッドとに端部が止着され、かつ前記各フレー
   ムに順次掛は渡したロープ等の動力伝達手段とより前記
   フレームの伸縮動作に関係なくパケットの開閉制御を行
   うようにしたことを特徴とするグラブバケットの制御装
   置。