油圧ショベル
ゆあつしょべる
油圧シリンダーによって駆動する関節を持った腕にバケットをつけた重機で、無限軌道などにより自走可能。バケット部分は用途に応じて様々なアタッチメントに交換できる。
エンジンと走行装置を有する機体上の、油圧シリンダーで作動する腕(ブーム、アーム)の先端にバケットを取り付け、土砂などを掘削または整地する自走式掘削機の中でも、油圧ポンプと油圧シリンダーを用いる機械のこと。バックホーやユンボ等、多数の異称がある。(後述)
近年では板金加工技術の進歩からか、曲面を多用するボディデザインものが多いが、一昔前の旧世代モデルでは直線的な角ばったボディが多く見られるのが特徴である。
油圧モーターで旋回する操縦席と腕の付いた上部フレーム(→上部旋回体)を、クローラーを油圧モーターで駆動させる下部のフレーム(→下部走行体)に乗せているのが多く見られる構成だが、小型のブルドーザー、トラクターやホイールローダーのオプションとして後背部に備え付けられたものや、他の車両に牽引させる前提で自走機能を持たないものも存在する(海外メーカー製など)。今日では衰退気味だがトラックの荷台に架装したものなどもある。
下部走行体
クローラー装置等が組まれた部位。その名の通り走行に必要な部品が結集している。
主に油圧モーター、駆動輪、誘導輪、トラックローラー、キャリアローラーで構成されている。
小型の機種はここにドーザーブレードと油圧シリンダーが加わることもある。
- 足回りは無限軌道を装備したものが多いが、タイヤを装備したホイール式ショベルもある。
- 転倒防止の効果を得ることを目的に左右のクローラー幅を油圧で変更できる機能を装備したモデルもある。
- 無限軌道は小型機ではゴム製の事が多いが、大型の車両では金属製が多い。
- 舗装路を通過する際はゴム製の保護履帯などを取り付ける、あるいは鉄板などを敷いて路面を保護する必要がある。
- 下部走行フレームにドーザーブレードを装備し、ブルドーザーのように使用できるが、本体を支えるアウトリガーとしての役割も兼ねており、軽量で不安定な比較的小型の機体に備え付けられている場合が多く、大型機に搭載される例は稀である。
- 油圧ショベルは構造上、ブルドーザーよりも小回りが利くため小規模な作業ではブルドーザーのお株を奪う場面も多い。
上部旋回体
作業アームや運転席、エンジン等が搭載されている部位。
エンジン、油圧ポンプ、旋回モーター、コントロールバルブ、燃料タンク、作動油タンク、運転席などが搭載され、アーム、ブーム、バケットといった作業機部(後述)もここに接続されている。
エンジン
各シリンダー、油圧モーター作動に必要な圧力を得るための、油圧ポンプを動かす動力源。
エンジンにはディーゼルを使用するものが多いが、近年では油圧ポンプを電気モーターで回転させ加圧する方式のものが開発されている。今日ではバッテリーを搭載したEV式や有線で給電するものなどが製品として販売されているが、非公式に改造したものならばより以前から存在していたようである。
- ガソリンエンジン
燃料としてガソリンを用いるエンジン。車重1トン未満の比較的小型、300kg程度の小型のモデルに搭載される傾向がある。
軽量機でこそ効率が良いが、大きなものになればより効率の良いディーゼルエンジンにその座を譲ることになる。
- ディーゼルエンジン
軽油を燃料として用いるエンジン。
ディーゼルエンジンの傾向としてある程度大きいほどに効率が良いため、超小型機では搭載される例は極めて少ない。
- 電動式
一酸化炭素中毒が懸念されるような閉所、狭隘な現場での活用に適する駆動方式。環境問題にも一定の貢献があると見込まれている。バッテリーを積んだEV式、有線での給電を行うものなどがある。
近年はエンジンで発電機とオイルポンプを回し、電気モーターで上部フレームの旋回など慣性力のかかる動作を行い、回生ブレーキで電気を回収するハイブリッド方式のものもある。
作業機部
ブーム、アーム、バケット、それらを動かす油圧シリンダーとホースで構成された部位。
比較的小型の機種ではスイング機構や、オフセット機構が伴うこともある。
- ブーム
『腕』の根元側、ひらがなの『く』に似た部分。機種によってはオフセット機構を持たせたものもある。
過去、この部分が直線状のモデルも存在していたが今日では衰退し、現在ではほぼ『く』の字状のものが殆どである。
比較的小型のモデルではこの付け根にスイング機構があるものも。
- アーム
根本がブームに、先端がバケットに接続された部位。ここに伸縮機構を持つモデルも存在している。
- バケット
一番先端にある部位。主に掘削用のバケットが備わっているが作業目的に合わせ、用途に応じたアタッチメントに付け替えられる。そのため土木工事はもちろん各種の解体工事、金属リサイクル、荷役、林業など多岐にわたる作業に使用されており、それらの作業に特化した数多くのアタッチメントが存在する。
以下に主なものを簡単に記す。
- バケット
- リッパー
- 爪状で、木の根を抜いたり、固く締まった土壌を掘り起こすために使用。
- 油圧ブレーカー
- 削岩機。タガネを打ち付けるアタッチメント。油圧で主に斫り(はつり)や採石場での石の小割り、岩盤の掘削作業に使用。また、トンネルの掘削時に発破ができない場所で使用されることがある。
- 油圧クラッシャー
- 鉄骨カッター
- グラップル
- 嘴状で物が掴める。林業や家屋の解体、廃棄物の分別やダンプへの積み込みなどにも使用。くちばしのような二股に開くものや花弁状に開くものなどがある。
- マグネット(電磁石)
- くず鉄(スクラップ)の荷役や分別に用いる。
- その他
- 草刈りや林業、転圧や穿孔などさまざまな分野に特化したアタッチメントが存在している。
「パワーショベル」
小松製作所のバックホー製品のブランド名であるが、「手前から前面に向けて押し出して掬う方式」のショベル機構のことも指す。これには蒸気機関や内燃機関を用いたケーブル式ショベルで、油圧式でないものも含まれる。ホイールローダーやドーザーショベルなどの機構のことも指すが、製品としては別ブランドになっている。
「ユンボ」
「ユンボ」はSICAM社(フランス)の商標で、固有の商品名である。SICAM社と当時技術提携していた三菱重工が同名の商品の製造販売も行っていた。現在商標登録しているのはレンタルのニッケンだが、土木業界などを中心にこの呼称が一般名詞のように定着している。
アーム、ブーム、バケット
左右アームレストの部分もしくは操縦席の前側に操作用のレバーがある。
コントロールバルブに直結、もしくは電磁弁などを介して接続されている。
操作パターンはJIS式/ISO式とコマツ・日立パターン(縦旋回やSCMパターンという異称も)が主流で、メーカー出荷時はJIS式に設定されている(三菱パターンや旧・ヤンマーパターンもあるが少数派である)。
- JIS
アームダンプ | ブーム下降 | |||||
左旋回 | 右旋回 | バケット掘削 | バケットダンプ | |||
アーム掘削 | ブーム上昇 |
- 油圧シリンダー作動は大型化に限界があり、作業半径が20mを超えるような大規模な掘削機械には、動力源に電気を用い、ウインチとワイアーで作動する昔ながらのケーブル式ショベルやバケットホイールエクスカベーター、バケットチェーンエクスカベーターなどの特殊な方式のものが使用されているが、近年ではバケット容量が40立方メートル超えの超大型の油圧ショベルも開発されている。
- 「油圧ショベル」は、1990年代に入ってから、社団法人日本建設機械工業会により制定された統一名称である。