JP2567442Y2 - ブレーカ付きバケットの駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、バケットに設けたブレ
ーカを掘削抵抗に応じて自動制御するようにしたブレー
カ付きバケットの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示す油圧ショベル１は、建設作業
現場等で地盤や舗装路の掘削に用いるもで、無限軌道を
有する下部走行体２に上部旋回体３を旋回自在に支持
し、上部旋回体３から揺動可能に延びるブーム４の先端
に、アーム５を介してバケット６が組み付けてある。ブ
ーム４は、油圧のブームシリンダ４ａを駆動することで
上下に揺動し、ブーム４先端にピン結合したアーム５も
また、油圧のアームシリンダ５ａを駆動することで上下
に揺動する。バケット６は、結合ピン７によりアーム５
先端に回動自在に取り付けられ、ヘッド側をアーム５に
連結されたバケットシリンダ６ａから伸びるロッド８の
先端が、結合ピン９によりバケット６に連結されてい
る。これにより、ロッド８の伸縮に応じてバケット６は
前後に首振り運動を行い、先端のカッティングエッジで
もって地盤を掘削する。

【０００３】上記の油圧ショベル１は、通常の地盤掘削
を行うときは何等問題はないが、土丹や軟岩或いは大礫
などの硬質の地盤を掘削するときや、或いは舗装道路を
リッピング作業するときなどには、地盤が硬いために通
常の掘削力をそのままバケット６に伝えていたのでは、
思うような掘削ができない。このため、こうした通常の
掘削抵抗を越える地盤を掘削するときには、アーム５先
端のバケット６を硬質地盤の破砕作業に適した油圧ブレ
ーカ（図示せず）に付け替え、油圧ブレーカが発する衝
撃や振動により掘削能率を高める方法がとられるように
なっている。

【０００４】しかし、油圧ブレーカは硬質地盤の破砕作
業には適するが、削り出された岩石や土砂を運搬車等に
積み込む積み込み作業にはまったく不向きであり、この
ため積み込み作業を行うときは、油圧ブレーカを元のバ
ケット６に付け替え直さなければならない。また、地盤
の土質が硬軟の変化に富んでいるような場合には、土質
が変化するつど、油圧ブレーカとバケット６を頻繁に交
換しなければならず、アーム５先端の掘削具の交換に時
間がかかるため、掘削作業の能率低下が避けられなかっ
た。

【０００５】一方、こうした問題に対処するため、油圧
ブレーカをバケットに組み付けて一体化させ、必要に応
じて油圧ブレーカを動作させる形式の油圧ショベルが提
案されている。この場合油圧ブレーカは、バケットの底
板上にて保護板により覆われており、作業者による釦操
作を受けて動作し、バケットのカッティングエッジから
前方に突出するツース又はティースすなわち掘削歯を振
動駆動することで、地盤に対して連続的に繰り返し衝撃
を及ぼす。この油圧ブレーカは、掘削抵抗の大きな地盤
を掘削するときにだけ作動させることができ、しかも破
砕された土砂等の積み込み作業にも邪魔にならず、従来
のような繁雑な交換作業が必要ないために、掘削作業能
率が大いに向上するといった長所をもつものであった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】上記油圧ブレーカをバ
ケットに組み付けて一体化させた油圧ショベルは、油圧
ブレーカとバケットが別体であった従来の油圧ショベル
よりも格段に作業性が優れるものであるが、油圧ブレー
カを作動させるか否かの判断は、作業者自身の判断に委
ねられており、このため舗装路のリッピング作業のよう
に掘削抵抗が通常よりも大きいことが明白であるような
場合はよいが、狭い範囲に硬質と軟質の地盤が複雑に入
り組んでいるような場所を掘削する場合には、どの時点
で油圧ブレーカを作動させたらよいのか判断に迷うこと
があり、通常の掘削とブレーカによる掘削とを適時切り
換えて行うことは困難であった。

【０００７】本考案の目的は、バケットに一体化させた
ブレーカを、掘削抵抗がしきい値を越えるときにだけ自
動的に動作させるようにしたブレーカ付きバケットの駆
動装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案によるブレーカ付
きバケットの駆動装置は、流体圧により掘削歯を駆動す
るブレーカと、該ブレーカを設けたバケットと、掘削抵
抗があらかじめ設定した一定値を越えるときにのみ前記
ブレーカを作動させるブレーカ制御手段とを具備する。

【０００９】前記ブレーカ制御手段は、前記バケットの
駆動に必要な流体圧から前記掘削抵抗の大小をしきい値
判別し、しきい値を越える掘削抵抗に対して前記ブレー
カを作動させる。

【００１０】このとき、本考案のブレーカ付きバケット
の駆動装置は、前記ブレーカ制御手段が、前記バケット
の駆動に必要な複数の油圧のなかから抽出した最高油圧
から前記掘削抵抗の大小をしきい値判別し、しきい値を
越える掘削抵抗に対して前記ブレーカを作動させること
を特徴とするものである。

【００１１】

【作用】上記構成に基づき、掘削作業中の掘削抵抗があ
らかじめ設定した一定値を越えているときにのみ、ブレ
ーカ制御手段がバケットに設けたブレーカを作動させる
ことにより、掘削する地盤の硬軟に応じて作業者の判断
によらずブレーカ使用の適否を自動的に判断する。とく
に、ブレーカ制御手段が、バケットの駆動に必要な複数
の油圧のなかから抽出した最高油圧から掘削抵抗の大小
をしきい値判別し、しきい値を越える掘削抵抗に対して
ブレーカを作動させるようにしたので、バケットによる
土砂等のすくい作業、カッティング作業、引き寄せ作業
等、掘削作業におけるバケットの作業内容の変化に伴い
バケットの駆動方向が変化しても、掘削抵抗がしきい値
を越えたことを即座に検出してブレーカを作動させるこ
とができ、これによって作業を中断することなく、作業
能率を向上させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本考案のブレーカ付きバケットの駆動
装置の実施例について、図１ないし図４を参照して説明
する。図１は、本考案のブレーカ付きバケットの駆動装
置を適用した油圧ショベルの一実施例を示す側面図、図
２，３は、それぞれ図１に示した油圧ショベルのバケッ
ト部分の縦断面図及び平面図、図４は、図１に示した油
圧ショベルの油圧回路の一実施例を示す回路図である。

【００１３】図１に示す油圧ショベル１１は、油圧によ
り掘削歯１２を駆動する油圧ブレーカ１３がバケット１
４内に組み込んである。掘削歯１２は、図３に示したよ
うに、メインツース１２ａとその両側に配設したサブツ
ース１２ｂからなり、サブツース１２ｂは固定歯である
ため、メインツース１２ａだけが油圧ブレーカ１３によ
る駆動を受ける。バケット１４は、図２，３に示したよ
うに、アーム５の先端に連結する結合ピン７のためのピ
ン穴１５とロッド８先端を連結する結合ピン９のための
ピン穴１６がブラケット１７に穿設してある。ブラケッ
ト１７に一体化された背板１８の先端には、切削刃とな
るカッティングエッジ１８ａが設けられており、このカ
ッティングエッジ１８ａの両側板１９付近に、上記のサ
ブツース１２ｂが固着してある。左右のサブツース１２
ｂの中央部分に位置するメインツース１２ａは、背板１
８とその上面中央部分を覆う保護板２０の間の空間に、
ブッシュ２１を挿通して進退自在とされており、空間内
に組み込まれたブレーカ本体１３ａにチゼル２２を介し
て結合される。ブレーカ本体１３ａは、バケット１４外
部に設けた後述の油圧回路２３からホース２４を介して
供給される作動油を、切換弁２５経由で供給され、油圧
によりチゼル２２を前後に駆動する。

【００１４】油圧ブレーカ１３は、ブームシリンダ４ａ
やアームシリンダ５ａ或いはバケットシリンダ６ａとと
もに、図４に示す油圧回路２３に組み込まれており、各
シリンダ４ａ，５ａ，６ａに共通の油タンク２６からポ
ンプ２７を介して作動油を供給される。各シリンダ４
ａ，５ａ，６ａは、いずれもヘッド側とロッド側の油室
の一方に作動油を選択的に供給して駆動するよう構成さ
れており、作動油の給排を制御する３位置６ポート切換
弁４１，５１，６１がシリンダ４ａ，５ａ，６ａごとに
設けられている。図４には３位置６ポート切換弁４１，
５１，６１を中立状態で示してあり、この状態では、ポ
ンプ２７から吐出された作動油はいずれも還流管路２８
を介して油タンク２９に送られてしまうため、どのシリ
ンダ４ａ，５ａ，６ａも非作動状態にある。手動レバー
４１ａ，５１ａ，６１ａを操作して３位置６ポート切換
弁４１，５１，６１を切換ると、例えば図４において表
示記号中に交差管路を図示した切換状態を選択した場合
は、各シリンダ４ａ，５ａ，６ａはヘッド側の油室に作
動油を供給され、シリンダ４ａ，５ａ，６ａからロッド
が送り出される。また、これとは逆に、図４において表
示記号中に平行管路を図示した切換状態を選択した場合
には、各シリンダ４ａ，５ａ，６ａはロッド側の油室に
作動油を供給され、ロッドは引き込まれることになる。

【００１５】なお、３位置６ポート切換弁４１，５１，
６１の中央の入力ポートの入り口部分には、それぞれ逆
止弁３０が接続してあり、高負荷時にポンプ２７に高圧
が作用しないよう配慮してある。また、還流された作動
油を受ける油タンク２９とポンプ２７とを結ぶバイパス
管路３１にはリリーフ弁３２が配設してあり、異常高圧
が発生したときに油タンク２９側に圧力を逃がす働きを
する。

【００１６】ところで、ブレーカ本体１３ａに通ずるホ
ース２４内には給油管路３３と排油管路３４の２管路が
収容されており、給油管路３３途中にブレーカ本体１３
ａに対して作動油を供給又は遮断するための切換弁２５
が設けてある。切換弁２５の切換制御は自動化されてお
り、実施例ではブームシリンダ４ａのロッド側油室、ア
ームシリンダ５ａのヘッド側油室およびバケットシリン
ダ６ａのヘッド側油室の各作動油の圧力のうち、もっと
も高い作動油の圧力が切換弁２５の切り換えのためのし
きい値判別に用いられるよう構成してある。具体的に
は、まずブームシリンダ４ａのロッド側油室に通ずる管
路とアームシリンダ５ａのヘッド側油室に通ずる管路か
らそれぞれ分岐させた分岐管路３６ａ．３６ｂを、高圧
入力選択用のシャトル弁３６の入力ポートに導く。さら
に、シャトル弁３６の出力ポートに接続した管路３７ａ
とバケットシリンダ６ａのヘッド側油室に通ずる管路か
ら分岐させた分岐管路３７ｂとを、もう一つの高圧入力
選択用のシャトル弁３７の入力ポートに導く。そして最
後に、シャトル弁３７の出力ポートに接続した管路３８
ａをシーケンス弁３８に接続することにより、ブレーカ
制御手段は完成する。シーケンス弁３８は、ばね力に応
じてしきい値が可変できるようになっており、しきい値
を越える圧力の作動油が入力されたときに入力ポートと
出力ポートとが連通し、切換弁２５をブレーカ作動側に
切り換えるようになっている。

【００１７】次に、上記構成によるブレーカ付きバケッ
トの駆動装置の作用について説明する。

【００１８】まず、硬い地盤を掘削すると、ブーム４や
アーム５或いはバケット１４にかかる負荷に変動を生ず
る。このため、ブームシリンダ４ａ又はアームシリンダ
５ａ又はバケットシリンダ６ａに給油される作動油の圧
力に変動が生ずると、３個のシリンダ４ａ，５ａ，６ａ
に給油される作動油のうちでもっとも高圧の作動油がシ
ャトル弁３６，３７により選択されてシーケンス弁３８
に供給される。そして、シーケンス弁３８に供給された
作動油の圧力が、ばね力に応じて設定されたしきい値圧
力を越えると、シーケンス弁３８を介して切換弁２５に
供給された作動油により切換弁２５が切換わり、ブレー
カ本体１３ａに対してポンプ２７からの作動油が供給さ
れる。作動油を給油されたブレーカ本体１３ａは、作動
油の圧力によりチゼル２２を介してメインツース１２ａ
を前後に振動駆動し、掘削抵抗の高い地盤に低周波で振
動するメインツース１２ａを打ち込みながら、硬い地盤
を破砕することができる。

【００１９】一方また、通常の硬さの地盤に対しては、
ブーム４やアーム５或いはバケット１４にかかる負荷は
通常の範囲内にあるため、シャトル弁３６．３７から出
力される作動油の圧力はいずれもシーケンス弁３８に設
定されたしきい値圧力に満たない。このため、シーケン
ス弁３８の入力ポートと出力ポートは連通せず、従って
切換弁２５に作動油が供給されることはなく、ブレーカ
本体１３ａに対しても作動油は給油されない。従って、
油圧ブレーカ１３は停止したままであり、バケット１４
本来の通常の掘削が行われる。

【００２０】このように、上記の油圧ショベル１１は、
バケット１４に装着した油圧ブレーカ１３を、掘削抵抗
が一定値を越えて油圧負荷が変動したときにのみ自動的
に動作させることができ、従って掘削作業条件に応じて
作業者自身の判断で油圧ブレーカを動作させていた従来
の油圧ショベル等と異なり、実際に掘削している地盤の
硬軟に応じて油圧ブレーカ１３を動作又は動作停止させ
ることができ、油圧ブレーカ１３の動作判断に作業者の
主観が入らないため、常に掘削条件に見合った最適な掘
削方法で掘削作業を実行することができる。

【００２１】また、掘削しようとする地盤の掘削抵抗
は、バケット１４の駆動に必要な油圧からその大小をし
きい値判別するようにしたから、掘削抵抗の大小を正確
に判断することができる。

【００２２】また、上記実施例において、油圧ショベル
１１は、後方にバケット１４を掻き上げるバックホー仕
様の場合を例にとったが、前方にバケット１４を掻き上
げるローダ仕様で用いる場合は、掘削時に発生する掘削
抵抗に応じた負荷圧力を発生する油室に通ずる管路の方
にシャトル弁３６，３７を接続するとよい。

【００２３】また、上記のブレーカ付きバケットの駆動
装置３９は、油圧ショベル１１以外に、例えばホイール
ローダやドーザショベルなど油圧ブレーカ１３を一体化
させたバケット１４を用いる建設機械には、すべて適用
できるものである。

【００２４】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
掘削抵抗が一定値を越えたときにバケットに装着したブ
レーカを自動的に動作させ、実際に掘削している地盤の
硬軟について作業者の判断を経ずに、ブレーカを自動的
に動作又は動作停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のブレーカ付きバケットの駆動装置を適
用した油圧ショベルの一実施例を示す側面図である。

【図２】図１に示した油圧ショベルのバケット部分の縦
断面図である。

【図３】図１に示した油圧ショベルのバケット部分の平
面図である。

【図４】図１に示した油圧ショベルの油圧回路の一実施
例を示す回路図である。

【図５】従来の油圧ショベルの一例を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

４ ブーム ４ａ ブームシリンダ ５ アーム ５ａ アームシリンダ ６ バケット ６ａ バケットシリンダ １１ 油圧ショベル １２ 掘削歯 １３ 油圧ブレーカ １４ バケット ２５ 切換弁 ３６，３７ シャトル弁 ３８ シーケンス弁 ３９ ブレーカ付きバケットの駆動装置

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧により掘削歯を駆動するブレーカ
   と、該ブレーカを設けたバケットと、掘削抵抗があらか
   じめ設定した一定値を越えているときに前記ブレーカを
   作動させるブレーカ制御手段とを具備するブレーカ付き
   バケットの駆動装置において、前記バケットは、複数の
   油圧シリンダにより駆動され、前記ブレーカ制御手段
   は、前記バケットの駆動に必要な複数の油圧のなかから
   抽出した最高油圧から前記掘削抵抗の大小をしきい値判
   別し、しきい値を越える掘削抵抗に対して前記ブレーカ
   を作動させることを特徴とするブレーカ付きバケットの
   駆動装置。