掘削機

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、キャブが「ハウス」と呼ばれる回転プラットフォーム上に搭載された建設重機です^[1]。

現代の掘削機は、キャタピラや車輪が付いた下部構造の上に載っており、蒸気ショベル（蒸気がディーゼルや電力に置き換えられると、パワーショベルに進化した）の進化形である。油圧ショベルの掘削関連の動作や機能はすべて、油圧シリンダと油圧モータを使用した油圧流体によって行われ、^[2]ウインチ、チェーン、鋼鉄ロープに取って代わった。^[3] もう一つの大きな変化は掘削動作の方向であり、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のけて埋めるのではなく、ドラッグラインのようにバケットを自分に向かって引っ張る。

掘削機は、ディガー、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）とも呼ばれる。履帯式掘削機は、バックホーに似せて「トラックホー」と呼ばれることもある。 [ ^4]英国では、車輪式掘削機は「ラバーダック」と呼ばれることもある。^[5]

掘削機はさまざまな用途に使用されます。

• 溝、穴、基礎の掘削
• マテリアルハンドリング^[6]
• 油圧鋸、芝刈り機、切り株除去アタッチメントによるブラシカット
• 林業の仕事
• 林業マルチング
• 油圧クロー、カッター、ブレーカーアタッチメントによる解体
• 鉱業、特に露天掘りに限らず
• 河川 浚渫
• 高圧水を使用して脆弱な地下インフラにアクセスするための水圧掘削
• 杭打ち機と組み合わせて杭を打ち込む
• オーガーまたは油圧ドリルアタッチメントを使用して、基礎および岩石発破用の掘削シャフトを掘削します。
• 除雪機と除雪機のアタッチメントによる除雪
• 航空機リサイクル

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  ページェント・オブ・スチーム敷地内にあるノースウェスト（現在はテレックス）のケーブル式掘削機
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  リープヘル 314 ホイール式掘削機
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  リンクベルト掘削機による溝掘り
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  石炭採掘作業におけるCAT 5230
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  竜巻の残骸を清掃するキャタピラー 315C L 掘削機
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  インドで見かけたL&Tコマツの掘削機
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  ドイツ、ハンブルクのニューホランド E215
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  2001 年、米国ケンタッキー州ルイビルのCaterpillar 350L 掘削機。油圧サムに注目してください。
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  2021年にイースタッド中心部でブロードバンドケーブル敷設のために小型掘削機が掘削作業を行っている。
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  ウォーターウェイズ・アイルランド Daewoo Solar 150LC-Vクローラー式掘削機、運河のメンテナンスに使用
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  クローラー式掘削機
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  クローラーシャーシ
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  2008 年、千葉 県の 8 ～ 10 台用倉庫 / 駐車場にある、住友 SH200 掘削機

現代の油圧ショベルには様々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]たとえば、キャタピラー社の最小のミニショベルは重量が 2,060 ポンド (930 kg) で、馬力は 13 です。^[8]同社の最大モデルは、現在入手可能な最大のショベル (ドイツのオーレンシュタイン & コッペル社が開発・製造し、2011 年にキャタピラー社に買収されるまで「RH400」と呼ばれていました) である CAT 6090 で、重量は 2,160,510 ポンド (979,990 kg) を超え、馬力は 4500 で、バケット容量は最大 52.0 m ³です。

油圧ショベルは、通常、エンジンの動力を機械式ドライブトレインではなく、（一般的には）3 つの油圧ポンプに連結します。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）でオイルを供給し、3 つ目はスプールバルブのパイロット制御用の低圧（≈700 psi 、48 bar）ポンプです。この 3 番目の回路により、制御装置を操作する際の身体的労力が軽減されます。一般に、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3つの主要部分は、アンダーキャリッジ、ハウス、アームである。キャブ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る。アンダーキャリッジには、トラック、トラックフレーム、および個々のトラックに駆動力を提供する油圧モーターとギアを備えたファイナルドライブが含まれる。特にミニショベルでよく見られるアンダーキャリッジには、ブルドーザーに似たブレードが付いていることもある。ハウスには、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、油圧オイルタンクが含まれる。ハウスは、センターピンによってアンダーキャリッジに取り付けられている。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高圧オイルが供給され、機械が妨げられることなく360°旋回できるようにして、左右の動きを可能にする。^[9]アームは、上下および近づく・遠ざかる（または掘削の動き）動きを提供する。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。

ブームは家に取り付けられ、上下の動きを可能にします。ブームは、いくつかの異なる構成のいずれかになります。

• 最も一般的なのはモノブームです。モノブームは、まっすぐ上下する以外に動きません。
• 他の機種には、機械に合わせて左右に動くナックルブームを備えたものもあります。 ^{[説明が必要]}
• もう 1 つのオプションは、ブームのベースにヒンジを設けて、ブームを家屋とは独立して油圧で最大 180 度回転できるようにすることです。ただし、これは通常、小型掘削機でのみ利用できます。
• 可変角度ブームには、ブームの曲率を変更するための追加のジョイントがブームの中央にあります。これらは、トリプル関節ブーム (TAB) または 3 ピース ブームとも呼ばれます。

ブームの端にはスティック（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、地面からバケットを引き抜くために必要な掘削動作を提供します。スティックの長さは、リーチ（長いスティック）または掘削力（短いスティック）のどちらが必要かによって任意です。最も一般的なのはモノスティックですが、伸縮式スティックなどもあります。これまでで最大の掘削機​​であるドラッグライン掘削機では、ディッパーがなくなり、代わりにラインとウインチが採用されました。

棒の端には通常、バケットが付いています。まっすぐな刃先が付いた幅広で大容量の（泥用）バケットは、清掃や均し、または掘削する材料が柔らかく歯が必要ない場合に使用されます。汎用（GP）バケットは通常、より小型で強度があり、硬い地面や岩を突き破るために使用される硬化サイドカッターと歯が付いています。バケットには、さまざまな用途に合わせてさまざまな形やサイズがあります。掘削機に取り付けて、掘削、リッピング、破砕、切断、持ち上げなどを行うため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、またはクイックカプラの一種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 度傾けることができる ティルトローテーターが付いていることがよくあります。

1990年代以前は、掘削力と揚重能力を高めるために、すべての掘削機に機械の後部に長いカウンターウェイト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、狭い場所での作業には不便でした。1993年にヤンマーは世界初のゼロテールスイング掘削機^[10]を発売しました。これにより、旋回時にカウンターウェイトがトラックの幅内に収まるため、狭い場所での使用がより安全で使いやすくなります。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。

掘削機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 つのタイプがあり、それぞれ 2 つの XY ジョイスティックに 4 つの主要な掘削機能を分配します。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。Takeuchi 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、現在ではバケット掘削をはるかに超える作業を実行できます。ブレーカー、カッター、グラップルまたはオーガー、破砕機、スクリーニングバケット^[11]などの油圧アタッチメントの登場により、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。多くのショベルは、アタッチメントの取り付けを簡素化するクイックカップラーを備えており、現場での機械の稼働率を高めています。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。ほとんどのホイール式、小型、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、アンダーキャリッジ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、除去した材料を平らにならして穴に戻すために使用されます。

2021年7月現在、掘削機メーカーは以下の通りです。

日本

• 日立建機
• 株式会社加藤製作所
• コベルコ
• コマツ株式会社
• 久保田
• 住友
• ヤンマー

韓国

• 斗山
• 現代重工業

中国

• リュウゴン
• ロンキング
• サニー
• ＳＤＬＧ
• シャントゥイ
• サンワードインテリジェントイクイップメントグループ
• 会社情報
• 厦門XGMA機械株式会社
• 広西玉柴重工有限公司
• ズームライオン
• ロボル重工業グループ株式会社

フランス

• メカラック
• プロトマイクロTP
• ミニペレ
• JMEKA
• ミニペレ

アメリカ合衆国

• バサイラスインターナショナル
• ケースCE
• キャタピラー社
• ジョンディア
• LBX（リンクベルト）掘削機
• ニューホランド
• テレックスコーポレーション

デンマーク

• ハイドレマ

スウェーデン

• サンドビックAB
• ボルボ建設機械

イギリス

• JCB

インド

• ベムル
• L&T
• タタ日立建設機械

ドイツ

• ティッセンクルップ
• ワッカー・ノイソン

ロシア

• ウラルヴァゴンザヴォド

スイス-ドイツ

• リープヘル

イラン

• 北電

アルジェリア

• ENTP について

イタリア-アメリカ-オランダ

• CNHインダストリアル- 住友とCASEを生産

インドネシア

• PTピンダッド（ペルセロ）^[12]

七面鳥

• ヒドロメック

• クローラー式掘削機
• 小型掘削機
• ドラッグライン掘削機
• ロングリーチ掘削機
• 水陸両用掘削機
• パワーショベル
• 蒸気ショベル
• 吸引式掘削機
• 歩行式掘削機
• バケットホイール掘削機

• ブルドーザー
• 土木工学
• 伐採機
• 重機
• ローダ
• 採掘シミュレーション
• トラクター
• スキッドステアローダー
• SAEコントロール

• ウィキメディア・コモンズの掘削機関連メディア