特許 5709791 クラムシェルバケット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5709791

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年4月30日

(54)【発明の名称】クラムシェルバケット

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/47 20060101AFI20150409BHJP

【ＦＩ】

   E02F3/47 D

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-92558(P2012-92558)

(22)【出願日】2012年4月16日

(65)【公開番号】特開2013-221284(P2013-221284A)

(43)【公開日】2013年10月28日

【審査請求日】2014年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081569

【弁理士】

【氏名又は名称】若田 勝一

(74)【代理人】

【識別番号】100156018

【弁理士】

【氏名又は名称】若田 充史

(72)【発明者】

【氏名】多田 茂也

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 雅史

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３３６４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１６７４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６４４６３６４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００２−１８７６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２５８３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００９４１３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ １／００〜 ３／６０

Ｂ６６Ｃ １／００〜 ３／２０

Ｅ０２Ｆ ５／００〜 ７／１０

Ｅ０２Ｄ １７／００〜１７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧シリンダにより開閉可能な１対のシェルを備え、前記シェルは、略弧状をなす底板と、その底板の両端に溶接された略扇状をなす側板とを備えたクラムシェルバケットにおいて、
前記底板における後縁から、前記側板の後縁の一部にわたり、前記底板および前記側板の各後縁の端面に板面を当てて補強板を溶接して取付けると共に、
前記補強板は、その底板溶接板部の両端から、側板溶接板部が延出して形成されており、前記底板溶接板部と前記側板溶接板部との間のコーナー部をＲ状に形成し、
前記側板の前縁側から、側板の頂部を経て後縁における途中部分にわたり、側板の他の部分より板厚の厚い厚板部を設け、
前記補強板の前記側板溶接板部の先端と前記厚板部の先端とを溶接した
ことを特徴とするクラムシェルバケット。

【請求項2】

請求項１に記載のクラムシェルバケットにおいて、
前記底板を、前縁側に設けた板厚の厚い厚板部と、この厚板部より板厚が薄く、前記厚板部から後縁にわたって設けられた薄板部とにより構成し、
前記底板の前記薄板部の後縁に前記補強板を溶接した
ことを特徴とするクラムシェルバケット。

【請求項3】

請求項１または２に記載のクラムシェルバケットにおいて、
前記側板の前縁側に設ける厚板部における、その底板溶接部から側板の頂部に至る間の中間部の前縁の反対側を凹ませて前記厚板部を薄幅にした
ことを特徴とするクラムシェルバケット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一対のシェルを油圧シリンダにより開閉して土砂の掘削を行なうクラムシェルバケットに関する。

【背景技術】

【0002】

自走式作業機の伸縮アームにクラムシェルバケットを取付けて掘削を行なう掘削機が例えば特許文献１に記載されている。このような掘削機に使用されるクラムシェルバケットは、一般に図７に示す構造を有している。このバケットは、中心部にチューブ可動式のバケットシリンダ５０を設け、そのロッドにシェル取付けフレーム５２を設け、この取付けフレーム５２に枢着ピン５３，５３により一対のシェル５１、５１を開閉可能に取付け、バケットシリンダ５０のチューブ５０ａと各シェル５１とをそれぞれリンク５４とピン５５，５６とにより連結して構成される。

【0003】

図８（Ａ）は従来のシェル５１の構造を示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面図、（Ｃ）は底板後部の断面図である。図８（Ａ）に示すように、シェル５１は側面視が略扇状をなし、略弧状をなす底板５８の両端に左右の側板５９を溶接してなる。側板５９は、薄板部５９ａの周囲に略Ｖ字形の厚板部５９ｂを溶接６３（図８（Ｂ）参照）して構成される。この側板５９の後側、すなわちシェル５１どうしが対向する側の反対側の厚板部５９ｄには、前記ピン５３，５６を挿着するピン孔６０，６１を有する。底板５８は、前記側板５９の薄板部５９ａを両端に溶接した薄板部５８ａと、側板５９の厚板部５９ｂの前縁側先端５９ｃを両端に溶接した厚板部５８ｂと、側板５９の厚板部５９ｂの後縁側先端５９ｄを両端に溶接した厚板部５８ｃとにより構成される。６２は底板５８の厚板部５８ｂに取付けた掘削爪である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−４６８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

クラムシェルバケットを掘削機の伸縮アーム等のフロントと共に引き上げる能力は、掘削機本体側の油圧装置の能力によって決定される。すなわち、バケット重量と掘削可能な土砂重量の和は一定となる。このため、バケット重量を減少させれば、掘削可能な土砂容量（重量）を大きくすることができる。従来のクラムシェルバケットの構造は、このような掘削可能な土砂容量を増大させる上において、改良すべき点があった。

【0006】

本発明は、このような背景に基づき、バケットの強度を損なわずにバケット重量を可及的に小さくして掘削可能な土砂容量を増大させることが可能となる構造のクラムシェルバケットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１のクラムシェルバケットは、
油圧シリンダにより開閉可能な１対のシェルを備え、前記シェルは、略弧状をなす底板と、その底板の両端に溶接された略扇状をなす側板とを備えたクラムシェルバケットにおいて、
前記底板における後縁から、前記側板の後縁の一部にわたり、前記底板および前記側板の各後縁の端面に板面を当てて補強板を溶接して取付けると共に、
前記補強板は、その底板溶接板部の両端から、側板溶接板部が延出して形成されており、前記底板溶接板部と前記側板溶接板部との間のコーナー部をＲ状に形成し、
前記側板の前縁側から、側板の頂部を経て後縁における途中部分にわたり、側板の他の部分より板厚の厚い厚板部を設け、
前記補強板の前記側板溶接板部の先端と前記厚板部の先端とを溶接した
ことを特徴とする。

【0008】

請求項２のクラムシェルバケットは、請求項１に記載のクラムシェルバケットにおいて、
前記底板を、前縁側に設けた板厚の厚い厚板部と、この厚板部より板厚が薄く、前記厚板部から後縁にわたって設けられた薄板部とにより構成し、
前記底板の前記薄板部の後縁に前記補強板を溶接した
ことを特徴とする。

【0009】

請求項３のクラムシェルバケットは、請求項１または２に記載のクラムシェルバケットにおいて、
前記側板の前縁側に設ける厚板部における、その底板溶接部から側板の頂部に至る間の中間部の前縁の反対側を凹ませて前記厚板部を薄幅にした
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

請求項１の発明は、側板と底板の各後縁側に、側板や底板の端面に対して板面が接合されるように補強板を溶接したので、シェルの後縁側の底板と側板との接合部分ないしその近傍の強度が向上する。このため、側板と底板との後縁における溶接部ないしその近傍に設ける厚板を無くすることが可能となるかあるいは少なくすることができ、このことがシェルの重量ひいてはクラムシェルバケットの重量の削減につながり、バケットのサイズ、すなわち掘削可能な土砂容量を増大させることが可能となる。

【0011】

また、補強板は、その板面を、底板や側板の端面に対して接合する構造としたので、底板の変形を防止する上で効果的に作用する上、補強板のコーナー部はＲ状に形成したので、シェルの強度を低下させることがない。

【0012】

また、前記側板のシェルどうしの対向縁である前縁側から、後縁における途中部分だけ厚板部により構成し、前記補強板の先端とその厚板部の先端とを溶接したので、従来のシェルにおいて、重量増大の原因となっていた側板の厚板部が減少し、バケット重量の減少に寄与させることができる。

【0013】

請求項２の発明は、前記底板を、前縁側に設けた厚板部と、この板材より薄板でなり、前記厚さの大きな板材から後縁にわたって設けられた薄板部とにより構成し、この薄板部の後縁を補強板に溶接したので、補強板により底板強度を低下させることなく、底板の軽量化が達成され、バケット重量の減少に寄与させることができる。

【0014】

請求項３の発明は、側板の前縁側厚板部を、底板溶接部から側板の頂部に至る部分の中間部において、前縁の反対側を凹ませた形状に形成して薄幅としたので、掘削時に最も力が加わるシェルの底部近傍については厚板部の幅を減少させることなく強度が確保されると共に、側板の厚板部の幅が狭くなることにより、側板の軽量化が達成され、バケット重量の減少に寄与させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明のクラムシェルバケットを適用する深掘掘削機の一例を示す側面図である。

【図2】本発明のクラムシェルバケットの一実施の形態を示す側面図である。

【図3】（Ａ）は本実施の形態のクラムシェルバケットを構成するシェルを斜め上方より見た斜視図、（Ｂ）はこのシェルを斜め下方より見た斜視図である。

【図4】（Ａ）は本実施の形態のシェルの側面図、（Ｂ）はその平面図である。

【図5】（Ａ）は図４（Ａ）のＦ−Ｆ拡大断面図、（Ｂ）は図４（Ｂ）のＧ−Ｇ拡大断面図である。

【図6】本発明によるシェルの他の実施の形態を示す図５（Ｂ）相当図である。

【図7】従来のクラムシェルバケットを示す側面図である。

【図8】（Ａ）は従来のクラムシェルバケットを構成するシェルの側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ拡大断面図、（Ｃ）はこのシェルの側板の後部と底板との溶接部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は本発明によるクラムシェルバケットを適用する深掘掘削機の一例を示す側面図である。図１において、１は下部走行体、３はこの下部走行体１上に旋回装置２を介して設置された上部旋回体である。この上部旋回体３は、旋回フレーム３ａ上に油圧パワーユニット４、キャブ５およびカウンタウエイト６等を搭載して構成される。下部走行体１および上部旋回体２により自走式車両でなる掘削機本体を構成する。

【0017】

８は旋回フレーム３ａにブームシリンダ９により起伏可能に取付けられたブームである。１０はテレスコアームであり、このテレスコアーム１０は、アウタアーム１０ａとセンターアーム１０ｂとインナアーム１０ｃとをテレスコピックに組み合わせて構成される。このテレスコアーム１０は、アウタアーム１０ａをブーム８の先端にピン１１により連結し、アウタアーム１０ａとブーム８との間にアームシリンダ１４を取付け、このアームシリンダ１４の伸縮によりブーム８に対するテレスコアーム１０の傾斜角を変更可能としている。１６はインナアーム１０ｃの下端に取付けたクラムシェルバケットである。

【0018】

図２は本発明のクラムシェルバケット（以下バケットと称す。）１６の一実施の形態を示す側面図である。図２に示すように、この実施の形態のバケット１６は、中心部にチューブ可動式のバケットシリンダ２０を設けたものであり、このバケットシリンダ２０は、ピストン２０ａを中間部に固定したロッド２０ｂに対してチューブ２０ｃが上下動可能に外嵌された構造を有するものである。ロッド２０ｂの上端には前記伸縮ロッド１８またはテレスコアーム１０に連結するピン孔２１を有する。また、このロッド２０ｂの下端には、後述のシェル２２の支持体の役目を果たす取付けフレーム２３を設ける。このバケットシリンダ２０は、チューブ２０ｃ内におけるピストン２０ａより上部、下部にそれぞれ密閉した開き側室（バケット１６を開く際に作動油を供給する油室）２０ｄと閉じ側室（バケット１６を閉じる際に作動油を供給する油室）２０ｅを形成する。

【0019】

前記取付けフレーム２３に、一対のシェルシェル２２，２２を枢着ピン２４，２４により開閉可能に取付ける。２５はチューブ２０ｃの上下動によりシェル２２を開閉させるリンクであり、これらのリンク２５の上端をチューブ２０ｃにピン２６により連結し、下端をピン２７によりシェル２２に連結して取付ける。

【0020】

次にシェル２２の構造を説明する。図３（Ａ），（Ｂ）および図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、シェル２２は、側面視が略弧状をなす底板２８と、その底板２８の両端に溶接された側面視が略扇状をなす側板２９とを備える。底板２８は、シェルどうしの対向縁である前縁側に設けた厚板部２８ａとこの厚板部２８ａから後縁にわたって設けられ、厚板部２８ａより板厚が薄い薄板部２８ｂとにより構成される。なお、前縁側の厚板部２８ａには掘削爪３０（図２参照）が取付けられるが、図３、図４においては図示を省略している。

【0021】

側板２９は、互いに溶接される厚板部２９ａと、この厚板部２９ａより板厚が薄い薄板部２９ｂとからなり、厚板部２９ａは、前縁側に設けられる前板部２９ａ１と、側板２９を扇に例えた場合に扇の要部に相当する頂部２９ａ２と、この頂部２９ａ２を経て後縁の途中部分にわたって設けられた後板部２９ａ３とからなる。側板２９の薄板部２９ｂは、底板２８の薄板部２８ｂと側板２９の厚板部２９ａとの間にこれらに互いに溶接して設けられる。図５（Ａ）は厚板部２９ａと薄板部２９ｂとが溶接部３１により溶接された状態を示す。

【0022】

後板部２９ａ３には、図２に示した枢着ピン２４を挿着するピン孔３２とリンク２５を連結するピン２７を挿着するピン孔３３を設ける。

【0023】

３４は本発明により設けた補強板である。この補強板３４は、底板２８の薄板部２８ｂの後縁に溶接した底板溶接板部３４ａと、この底板溶接板部３４ａの両端から延出して形成した側板溶接板部３４ｂとからなり、この補強板３４は、底板２８の薄板部２８ｂの後縁の端面に底板溶接板部３４ａの板面を当て、側板２９の薄板部２９ｂの後縁の端面に側板溶接板部３４ｂの板面を当てて溶接する。図５（Ｂ）に底板２８の薄板部２８ｂと底板溶接板部３４ａとの溶接部３５を示す。また、図５（Ｂ）に示すように、側板２９の厚板部２９ａ３の先端と補強板３４の側板溶接板部３４ｂの先端との間は溶接部３６において溶接する。また、底板溶接板部３４ａと側板溶接板部３４ｂとの間のコーナー部３４ｃは応力緩和のためにＲ状に形成する。

【0024】

本実施の形態においては、底板２８と側板２９の各後縁側に、底板２８や側板２９の端面に対して板面が接合されるように補強板３４を溶接したので、シェル２２の後縁側の底板２８と側板２９との接合部分ないしその近傍の強度が向上する。また、補強板３４は、その板面を、底板２８や側板２９の端面に対して板面を接合する構造としたので、底板２８や側板２９の変形を防止する上で効果的に作用する。このため、本実施の形態で示すように、底板２８と側板２９の後縁における溶接部ないしその近傍の厚板を無くすることが可能となる。

【0025】

これにより、シェルの重量ひいてはクラムシェルバケットの重量の削減が可能となり、その分だけバケット１６のサイズを増大させ、掘削可能な土砂容量を増大させることが可能となる。具体的には、シェル２２自体の重量をおおよそ２割前後削減でき、これにより、従来例えば１．３ｍ^３の掘削容量しか得られなかったものに対し、同じバケット重量で約１．４ｍ^３程度に掘削容量を増大させることができる。また、補強板３４は、その板面を底板２８や側板２９の端面に対して板面を接合する構造とした上、補強板３４のコーナー部３４ｃはＲ状に形成したので、シェル２２の強度を低下させることがない。

【0026】

本発明を実施する場合、図６に示すように、底板２８の後縁に厚板部２８ｃを設けたり、側板２９の底板溶接部ないしその近傍に厚板部２９ｃを設けてもよい。この場合、シェル２２の後部の強度を補強板３４により増大させているので、これらの厚板部２８ｃ，２９ｃの幅Ｗ１は従来よりはるかに狭くすることができ、シェル２２の軽量化が可能となる。

【0027】

図６の構造に比較して、図３〜図５に示したように、側板２９の頂部２９ａ２から後縁における途中部分にのみ厚板部２９ａ３を設け、その厚板部２９ａ３の先端と補強板３４とを溶接する構造とすることにより、従来のシェルにおいて、重量増大の原因となっていた側板の厚板部が大幅に減少し、バケット重量の減少に寄与させることができる。

【0028】

また、図３〜図５に示したように、底板２８を、前縁側に設けた厚板部２８ａから後縁にわたって薄板部２８ｂによって構成し、この薄板部２８ｂに補強板３４を溶接することにより、底板２８の軽量化が達成され、バケット重量の減少に寄与させることができる。

【0029】

また、図４（Ｂ）に示すように、本実施の形態においては、側板の前縁側に設ける厚板部２９ａ１を、底板溶接部から頂部２９ａ２にわたる中間部において、前縁の反対側に凹部３７に形成したので、前縁側の厚板部２９ａ１の中間部の幅Ｗ２が狭くなり、側板の厚板部２９ａの全体量が減少させることができるため、側板２９の軽量化が達成され、バケット重量の減少に寄与させることができる。また、たとえこのような凹部３７を設けたとしても、掘削時に最も力が加わるシェル２２の頂部２９ａ２は厚板部により幅を狭めることなく構成すると共に、底板２８の前縁側とその近傍の側板２９も厚板部２８ａ，２９ａ１により幅を狭めることなく構成したので、シェル２２の強度が確保される。なお、本実施の形態においては、凹部３７をＲ状に形成したが、この凹部３７はＲ状以外の曲線状あるいは角形に形成してもよい。

【0030】

上記実施の形態においては、後板部２９ａ３を一枚の板により構成した例について示したが、この後板部２９ａ３を２枚の板により構成してその２枚の板の間に取付けフレーム２３に設けたブラケットやリンク２５を挿入してピン付けする構造にも本発明を適用することができる。

【0031】

また、取付けフレーム２３に、シェル２２の内壁に近接させて、掻き出しフレームを取付ける場合もあるが、そのような掻き出しフレームを取付けたクラムシェルバケットにも本発明を適用することが可能である。

【0032】

また、本発明は、ロッド２０ｂとシェル２２との間にシェル開閉用の油圧シリンダを取付けた構成のクラムシェルバケットにも適用することができる。その他、本発明を実施する場合、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。

【符号の説明】

【0033】

１６：クラムシェルバケット、２０：バケットシリンダ、２２：シェル、２８：底板、２８ａ，２８ｃ：厚板部、２８ｂ：薄板部、２９：側板、２９ａ：厚板部、２９ａ１：前板部、２９ａ２：頂部、２９ａ３：後板部、２９ｂ：薄板部、３０：掘削爪、３１，３５，３６：溶接部、３２，３３：ピン孔、３４：補強板、３４ａ：底板溶接板部、３４ｂ：側板溶接板部、３４ｃ：コーナー部、３７：凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】