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掘削機は、主にブーム、ディッパー（またはスティック）、バケット、および「ハウス」と呼ばれる回転プラットフォーム上のキャブで構成される重建設機械です。 [ 1 ]
現代の掘削機のキャビンは、トラックまたは車輪を備えた下部構造の上に設置されており、蒸気ショベルの進化形です（蒸気ショベル自体も、蒸気がディーゼルや電気動力に置き換えられたときにパワーショベルへと進化しました）。油圧ショベルの掘削に関連するすべての動きと機能は、油圧シリンダーと油圧モーターによる油圧流体の使用によって実現されます[ 2 ]。これらは、ウインチ、チェーン、鋼ロープ（ドラグライン掘削機で使用されていたもの）に取って代わりました[ 3 ] 。 もう1つの主要な変化は掘削動作の方向で、現代の掘削機は、最初の動力ショベルのようにバケットを押し出して土砂を詰めるのではなく、ドラグラインのようにバケットを自分の方に引き寄せます。
掘削機は、掘削機、スクーパー、機械式ショベル、または360度掘削機（単に「360」と略されることもある）とも呼ばれます。履帯式掘削機は、バックホーになぞらえて「トラックホー」と呼ばれることもあります。[ 4 ]イギリスでは、車輪式掘削機は「ラバーダック」と呼ばれることもあります。[ 5 ]
掘削機は様々な用途に使われています。
現代の油圧ショベルは、さまざまなサイズがあります。小型のものはミニショベルまたはコンパクトショベルと呼ばれます。[ 7 ]例えば、キャタピラーの最小のミニショベルは重量が2,060ポンド（930kg ）、出力が13hpです。 [ 8 ]最大のモデルは、入手可能な最大のショベル（2011年にキャタピラーに買収されるまでドイツのオレンシュタイン＆コッペル社によって開発および製造され、「RH400」と名付けられていた）であるCAT 6090で、重量は2,160,510ポンド（979,990kg ）を超え、出力は4500hp 、バケットの容量は52.0m3にもなります。
油圧ショベルは通常、エンジンの動力を機械式駆動系ではなく、 （一般的に）3つの油圧ポンプに伝達します。2つのメインポンプは、アーム、旋回モーター、トラックモーター、および付属品に高圧（最大5000 psi、345 bar）のオイルを供給し、3つ目のポンプは、スプールバルブのパイロット制御用の低圧（約700 psi 、48 bar）ポンプです。この3つ目の回路により、操作時の物理的な労力が軽減されます。一般的に、ショベルで使用される3つのポンプは、2つの可変容量ピストンポンプと1つのギアポンプで構成されています。ショベルユニット内のポンプの配置は、異なる形式を使用するメーカーによって異なります。
掘削機の主な 3 つの部分は、下部構造、キャビン、およびアームです。キャビン自体に取り付けられ、アームを保持する前部であるブームも使用されます。下部構造には、トラック、トラック フレーム、および個々のトラックを駆動する油圧モーターとギアを備えた最終駆動装置が含まれます。下部構造、特にミニ掘削機の場合、ブルドーザーのブレードに似たブレードも備えていることがよくあります。キャビンには、オペレーター キャブ、カウンター ウェイト、エンジン、燃料タンク、および油圧オイル タンクが含まれます。キャビンは、センター ピンを介して下部構造に取り付けられます。高圧オイルは、ピンの軸にある油圧スイベルを介してトラックの油圧モーターに供給され、機械が妨げられることなく 360° 旋回できるようにして、左右の動きを提供します。[ 9 ]アームは、上下および接近および遠ざかる (または掘削動作) 動作を提供します。アームは通常、ブーム、スティック、バケットで構成され、それらと家屋の間には3つのジョイントがあります。
ブームは住宅に取り付けられ、上下運動を実現します。構成はいくつか種類があります。
ブームの先端にはスティック（またはディッパーアーム）が取り付けられています。スティックは、バケットを地面に引き込むために必要な掘削動作を行います。スティックの長さは、リーチ（長いスティック）が必要か、掘削力（短いスティック）が必要かによって選択できます。最も一般的なのはモノスティックですが、例えば伸縮式スティックもあります。史上最大の掘削機であるドラグライン掘削機は、ディッパーを廃止し、代わりにラインとウインチを採用しました。
棒の先端には通常バケットが付いています。幅広で容量の大きい（泥）バケットは、まっすぐな刃先を備えており、清掃や整地、または掘削する材料が柔らかく歯が不要な場合に使用されます。汎用（GP）バケットは一般的に小さく、頑丈で、硬い地面や岩を砕くための硬化サイドカッターと歯を備えています。バケットにはさまざまな用途に合わせて、さまざまな形状とサイズがあります。掘削機に取り付けることができる、穴あけ、引き裂き、破砕、切断、吊り上げなどのための他のアタッチメントも多数あります。アタッチメントは、アームの他の部分と同様のピン、またはさまざまなクイックカプラーで取り付けることができます。スカンジナビアの掘削機には、掘削機の柔軟性と精度を高めるために、アタッチメントを360度回転させ、±45度傾斜させることができるチルトローテーターがよく搭載されています。
1990年代以前は、すべての掘削機には、掘削力と吊り上げ能力を高めるために、機械の後部に長いまたは従来型のカウンターウェイトが取り付けられていました。これは、狭い場所での作業時に邪魔になることがありました。1993年、ヤンマーは世界初のゼロテールスイング掘削機[ 10 ]を発表しました。この掘削機は、旋回時にカウンターウェイトが履帯の幅内に収まるため、狭い場所での使用時に安全性が高く、操作性が向上しました。このタイプの機械は現在、世界中で広く使用されています。
油圧ショベルのブームとバケットを制御するために使用される制御構成には、主に2種類あり、それぞれ4つの主要な掘削機能を2つのXYジョイスティックに割り当てています。これにより、熟練したオペレーターは4つの機能すべてを同時に制御できます。米国で最も一般的な構成はSAE制御構成ですが、世界の他の地域ではISO制御構成の方が一般的です。竹内製作所などの一部のメーカーは、オペレーターが使用する制御構成を選択できるスイッチを備えています。
油圧ショベルは、バケット掘削にとどまらず、さまざまな作業を行うようになりました。ブレーカー、カッター、グラップル、オーガー、クラッシャー、スクリーニングバケットなどの油圧駆動アタッチメントの登場により[ 11 ]、ショベルは掘削以外の多くの用途で頻繁に使用されています。多くのショベルには、アタッチメントの取り付けを簡素化するクイックカプラーが備わっており、現場での機械の利用率を高めています。ショベルは通常、ローダーやブルドーザーと一緒に使用されます。ホイール式、コンパクト、および一部の中型（11～18トン）ショベルには、バックフィル（またはドーザー）ブレードがあります。これは、下部構造に取り付けられた水平のブルドーザーのようなブレードで、取り除いた材料を穴に押し戻して平らにするために使用されます。
2021年7月現在、主要な油圧ショベルメーカーは以下のとおりです。
アルジェリア
中国
デンマーク
フランス
ドイツ
インド
インドネシア
イラン
イタリア・アメリカ・オランダ
日本
ロシア
スウェーデン
韓国
スイス・ドイツ
七面鳥
イギリス
アメリカ合衆国
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