特許 7604243 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】

(24)【登録日】2024-12-13

(45)【発行日】2024-12-23

(54)【発明の名称】クラムシェルバケット

(51)【国際特許分類】

   B66C 3/02 20060101AFI20241216BHJP

   E02F 3/47 20060101ALI20241216BHJP

【ＦＩ】

B66C3/02 A

E02F3/47 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021006294

(22)【出願日】2021-01-19

(65)【公開番号】P2022110715

(43)【公開日】2022-07-29

【審査請求日】2023-12-13

(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】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】磯貝 香純

(72)【発明者】

【氏名】稲元 昭

(72)【発明者】

【氏名】関 誠治

【審査官】吉川 直也

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－１３７２６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００６－３３６４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭５０－００８４０４（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】米国特許第０５５３３７６９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ ３／０２－３／１８

Ｅ０２Ｆ ３／４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いの開口部同士が対向する閉位置と前記開口部同士が離隔する開位置との間で回動する開閉可能な一対のシェルと、
前記閉位置に配置された前記一対のシェルの前記開口部の上方で、連結ピンによって前記一対のシェルが回動可能に連結され、上下方向に移動して、前記一対のシェルを開閉させる移動体と、
前記連結ピンの中心を通る鉛直面を挟む一方側の空間と他方側の空間のそれぞれで、支持ピンによって前記シェルを前記閉位置と前記開位置との間で回動可能に支持する支持体と、
前記移動体と前記支持体のそれぞれに設けられて、前記移動体を上下方向に移動させるロープが掛け回されるシーブとを備えるクラムシェルバケットであって、
前記シェルは、底面部と、前記底面部から突出して互いに対向する一対の側面部とを有し、
前記側面部は、上縁部に位置して前記シェルの外端部から前記鉛直面に向かって延びる上縁板と、前記開口部の縁部に位置する開口縁板と、前記上縁板と前記開口縁板の間に位置する側板とを有し、
前記上縁板は、前記側板よりも厚い厚板部であり、
前記支持ピンは、前記一対のシェルが前記閉位置に配置された状態で、前記一方側の空間と前記他方側の空間のそれぞれで、前記鉛直面に直交する直交方向における前記一対のシェルの前記上縁板の前記外端部よりも前記鉛直面側の位置に設けられ、
前記支持体は、支持フレームと、リンクピンによって前記支持フレームに連結されるとともに前記支持ピンによって前記シェルに連結されたリンクとを有し、
前記支持ピンは、前記上縁板における、前記直交方向における前記外端部よりも前記鉛直面側かつ前記リンクピンよりも前記外端部側の位置に設けられ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、
前記リンクピンは、前記支持体に設けられた前記シーブの最上部を通る水平面と最下部
を通る水平面の間の領域内で、前記支持体に設けられた前記シーブに並設されたことを特
徴とするクラムシェルバケット。

【請求項3】

請求項１に記載のクラムシェルバケットにおいて、
前記開口縁板は、前記側板よりも厚い厚板部であり、
前記支持ピンは、前記上縁板に連結され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、ロープを用いて一対のシェルを開閉させるロープ式のクラムシェルバケットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、国内の都市部では、高層ビルの建て替え需要が増加しており、工期短縮や軟弱地盤での地下工事の安定施工を目的として、地上と地下で同時に施工する逆打ち工法に対応した深礎掘削機のニーズが高まっている。逆打ち工法の施工現場では、屋内での掘削作業を行うことから、作業時の高さが制限されており、深礎掘削機のクラムシェルバケットを高く持ち上げることができない。クラムシェルバケットは、開閉可能な一対のシェルにより、土木工事での土砂を荷揚げし、一対のシェルをダンプトラックの荷台の上方で開いて、土砂をダンプトラックの荷台に積み込む。

【0003】

主な深礎掘削機として、クローラクレーンをベースとした機械式クラムシェルが挙げられる。機械式クラムシェルでは、ロープによって動作するロープ式のクラムシェルバケットが用いられている。ロープ式のクラムシェルバケットでは、一対のシェルが開くのに伴い、一対のシェルの位置が下方に変化して、クラムシェルバケットの高さが高くなる。このように、一対のシェルを開いた時と閉じた時のクラムシェルバケットの高さの差が大きくなるため、作業時の高さが制限される施工現場では、クラムシェルバケットの取り扱いに注意を要する。また、土砂をダンプトラックの荷台に積み込む際に、一対のシェルが荷台の底部に接触して、荷台の底部を損傷することが懸念される。

【0004】

これに対し、特許文献１に記載されたクラムシェルバケットでは、全体構造での高さ寸法を低くするため、吊下げフレームとクラムシェルとを繋ぐバケットリンクを屈曲形状に形成している。バケットリンクの屈曲上半部の中間位置が吊下げフレームに連結され、バケットリンクの屈曲下半部の端部が一方のクラムシェルに連結されている。また、バケットリンクの屈曲上半部の先端が他方のクラムシェルと連結される連結リンクと連結されている。このようなリンク構造によって、一対のクラムシェルが閉じた状態でのクラムシェルバケットの全高さ寸法を小さくしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００３－１８４１２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載されたクラムシェルバケットでは、一対のクラムシェルが開く際に、一対のクラムシェルの位置の下方への変化が大きくなる。そのため、一対のクラムシェルを開いた時と閉じた時のクラムシェルバケットの高さの差を小さくするのは難しい。

【0007】

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、一対のシェルを開いた時と閉じた時の高さの差を小さくするロープ式のクラムシェルバケットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、互いの開口部同士が対向する閉位置と前記開口部同士が離隔する開位置との間で回動する開閉可能な一対のシェルと、前記閉位置に配置された前記一対のシェルの前記開口部の上方で、連結ピンによって前記一対のシェルが回動可能に連結され、上下方向に移動して、前記一対のシェルを開閉させる移動体と、前記連結ピンの中心を通る鉛直面を挟む一方側の空間と他方側の空間のそれぞれで、支持ピンによって前記シェルを前記閉位置と前記開位置との間で回動可能に支持する支持体と、前記移動体と前記支持体のそれぞれに設けられて、前記移動体を上下方向に移動させるロープが掛け回されるシーブとを備えるクラムシェルバケットであって、前記シェルは、底面部と、前記底面部から突出して互いに対向する一対の側面部とを有し、前記側面部は、上縁部に位置して前記シェルの外端部から前記鉛直面に向かって延びる上縁板と、前記開口部の縁部に位置する開口縁板と、前記上縁板と前記開口縁板の間に位置する側板とを有し、前記上縁板は、前記側板よりも厚い厚板部であり、前記支持ピンは、前記一対のシェルが前記閉位置に配置された状態で、前記一方側の空間と前記他方側の空間のそれぞれで、前記鉛直面に直交する直交方向における前記一対のシェルの前記上縁板の前記外端部よりも前記鉛直面側の位置に設けられ、前記支持体は、支持フレームと、リンクピンによって前記支持フレームに連結されるとともに前記支持ピンによって前記シェルに連結されたリンクとを有し、前記支持ピンは、前記上縁板における、前記直交方向における前記外端部よりも前記鉛直面側かつ前記リンクピンよりも前記外端部側の位置に設けられたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、一対のシェルを開いた時と閉じた時のクラムシェルバケットの高さの差を小さくすることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係るクラムシェルバケットが設けられた作業機械の代表例である掘削機の側面図である。

【図2】図１に示すクラムシェルバケットを拡大して示す正面図である。

【図3】開いた状態のクラムシェルバケットを示す正面図である。

【図4】従来のクラムシェルバケットの例を示す正面図である。

【図5】本実施形態のクラムシェルバケットと従来のクラムシェルバケットのそれぞれの開閉時の高さの変化を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係るクラムシェルバケットの実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係るクラムシェルバケットが設けられた作業機械の代表例である掘削機１の側面図である。

【0012】

掘削機１は、クローラクレーンをベースとした機械式クラムシェルである。掘削機１は、下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられたブーム４と、ロープ式のクラムシェルバケット５とを備える。下部走行体２と上部旋回体３は、掘削機１の本体の一例である。下部走行体２は、左右一対の無限軌道６を備える。走行モータ（図示省略）の回転が左右一対の無限軌道６に伝達されて、無限軌道６が回転すると、掘削機１が走行する。

【0013】

上部旋回体３は、下部走行体２に支持されて、旋回モータ（図示省略）によって旋回する。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム７と、旋回フレーム７の前部に配置されたキャブ８と、旋回フレーム７の後部に配置されたカウンタウェイト９とを備える。ブーム４は、旋回フレーム７の前部に上下方向に回動可能に取り付けられている。カウンタウェイト９は、ブーム４との重量バランスを取るための重量物であり、旋回フレーム７に支持されている。

【0014】

キャブ８には、掘削機１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ８の内部には、オペレータが着席するシート（図示省略）と、シートに着席したオペレータが操作する操作装置（ステアリング、ペダル、レバー、スイッチなど）が配置されている。キャブ８に搭乗したオペレータは、操作装置によって、下部走行体２の走行、上部旋回体３の旋回、ブーム４の上下方向の回動、及び、クラムシェルバケット５の動作を操作する。

【0015】

クラムシェルバケット５には、ワイヤーロープである昇降ロープ１０と開閉ロープ１１が取り付けられている。クラムシェルバケット５は、昇降ロープ１０と開閉ロープ１１の２本のロープによって動作する。上部旋回体３には、昇降ロープ１０が巻回された補助ドラム（図示省略）と開閉ロープ１１が巻回された主巻ドラム（図示省略）の２つのドラムが搭載されている。昇降ロープ１０と開閉ロープ１１は、それぞれドラムとクラムシェルバケット５の間で、ブーム４の先端部に架け渡される。クラムシェルバケット５の動作時に、昇降ロープ１０と開閉ロープ１１は、それぞれドラムから繰り出され、ドラムに巻き取られる。クラムシェルバケット５によって、土砂が掘削されてダンプトラック１２の荷台１３に積み込まれる。

【0016】

クラムシェルバケット５には、振れ止めロープ１４が取り付けられている。振れ止めロープ１４は、上部旋回体３とクラムシェルバケット５の間で、ブーム４に架け渡される。振れ止めロープ１４によって、昇降ロープ１０と開閉ロープ１１に吊られたクラムシェルバケット５の回転が防止される。図２は、図１に示すクラムシェルバケット５を拡大して示す正面図である。図３は、開いた状態のクラムシェルバケット５を示す正面図である。

【0017】

クラムシェルバケット５は、閉位置Ｐ１と開位置Ｐ２との間で開閉可能な一対のシェル１５、１６と、一対のシェル１５、１６を開閉可能に支持する支持体２０と、支持体２０に対して上下方向に相対的に移動する移動体３０と、支持体２０と移動体３０のそれぞれに設けられた複数のシーブ４０、４１とを備える。一対のシェル１５、１６は、開閉可能に互いに連結され、支持体２０によって支持された状態で、移動体３０の上下方向の移動に伴い開閉する。支持体２０は、昇降ロープ１０によって吊下げられている。移動体３０は、シーブ４０、４１を介して、開閉ロープ１１によって吊下げられている。

【0018】

支持体２０は、クラムシェルバケット５の上部フレームである支持フレーム２１と、回動可能なリンク２２とを有する。昇降ロープ１０は、支持フレーム２１の上側に配置されたソケット２３と固定材２４によって、支持フレーム２１に固定されている。ソケット２３は、昇降ロープ１０に取り付けられ、固定材２４は、ソケット２３と支持フレーム２１のそれぞれにピン（図示省略）によって取り付けられている。支持フレーム２１は、ソケット２３と固定材２４を介して、昇降ロープ１０によって吊下げられている。なお、昇降ロープ１０は、支持フレーム２１に直接固定してもよい。

【0019】

支持体２０は、支持ピン２５、２６によって、一対のシェル１５、１６のそれぞれを閉位置Ｐ１と開位置Ｐ２との間で回動可能に支持している。一対のシェル１５、１６は、支持体２０に取り付けられた支持ピン２５、２６によって、それぞれ回動可能かつ開閉可能に支持体２０に連結されている。一対のシェル１５、１６のうち、一方のシェル１５は、支持フレーム２１に取り付けられた一方の支持ピン２５によって支持され、他方のシェル１６は、リンク２２に取り付けられた他方の支持ピン２６によって支持される。

【0020】

支持フレーム２１は、斜め下方に向かって一方のシェル１５まで延びる支持ロッド２７を有する。リンク２２の上端部は、支持フレーム２１に取り付けられたリンクピン２８に取り付けられている。リンク２２は、支持フレーム２１から斜め下方に向かって他方のシェル１６まで延びる。一方の支持ピン２５は、支持ロッド２７の下端部に取り付けられ、他方の支持ピン２６は、リンク２２の下端部に取り付けられている。リンク２２は、リンクピン２８によって支持フレーム２１に回動可能に連結されるとともに、支持ピン２６によってシェル１６に回動可能に連結されている。

【0021】

上下方向に離隔する上下のシーブ４０、４１のうち、上方に位置する複数のシーブ４０は、支持体２０の支持フレーム２１に取り付けられ、下方に位置する複数のシーブ４１は、移動体３０に取り付けられている。開閉ロープ１１は、移動体３０に設けられたシーブ４１と支持体２０に設けられたシーブ４０のそれぞれの周りで折り返しつつ、下方のシーブ４１と上方のシーブ４０とに順に掛けられる。開閉ロープ１１は、複数のシーブ４０、４１に掛け回されて、支持フレーム２１の固定部２９に固定される。シーブ４１及び移動体３０は、シーブ４０の下方で、開閉ロープ１１の巻き上げにより上方に移動し、開閉ロープ１１の繰り出しにより下方に移動する。

【0022】

開閉ロープ１１は、支持体２０に対して、クラムシェルバケット５の下部フレームである移動体３０を上下方向に移動させる。支持フレーム２１にはロープガイド４２が設けられている。開閉ロープ１１は、ロープガイド４２を通過して、ロープガイド４２によってガイドされる。クラムシェルバケット５が傾いたときに、ロープガイド４２によって、開閉ロープ１１がシーブ４０、４１の溝縁に接触して変則的な外力を受けるのが防止される。これにより、開閉ロープ１１の寿命が長くなる。なお、ロープガイド４２は、複数のローラで開閉ロープ１１を挟み込む構造のガイドであってもよい。

【0023】

一対のシェル１５、１６のそれぞれの開口部５０は、土砂が流出入する流出入口であり、一対のシェル１５、１６が開位置Ｐ２に配置された状態で、下方に向かって開放される。一対のシェル１５、１６は、互いの開口部５０同士が対向して閉鎖される閉位置Ｐ１と、互いの開口部５０同士が離隔して開放される開位置Ｐ２との間で回動して開閉する。閉位置Ｐ１に配置された一対のシェル１５、１６の開口部５０の上方で、一対のシェル１５、１６は、連結ピン３１によって、移動体３０に回動可能に連結されるとともに、互いに回動可能に連結されている。

【0024】

一対のシェル１５、１６のそれぞれは、底面部６０と、底面部６０から突出して互いに間隔をあけて対向する一対の側面部７０とを有する。一対のシェル１５、１６が閉位置Ｐ１に配置された状態で、底面部６０は、シェル１５、１６の底部に位置し、一対の側面部７０は、底面部６０から上方に突出する。シェル１５、１６の内部には、底面部６０と一対の側面部７０によって囲まれた土砂溜め空間が形成される。土砂は、シェル１５、１６の内部で底面部６０によって受けられる。底面部６０は、シェル１５、１６の開口部５０の縁に位置する縁部を含む垂直部６１と、垂直部６１から上方に向けて湾曲して延びる湾曲部６２とを有する。

【0025】

底面部６０の垂直部６１は、一対のシェル１５、１６が開位置Ｐ２に配置された状態で、水平面に対して垂直に配置される。底面部６０の先端に位置する垂直部６１の先端部は、地面の掘削時に、底面部６０のなかで最初に地面に接触する。底面部６０には、複数の掘削爪６３が取り付けられている。複数の掘削爪６３は、互いに間隔をあけて配置されて、垂直部６１の先端部から地面に向けて突出する。地面の掘削時に、垂直部６１を水平面に対し垂直にすることで、底面部６０から地面に加えられる力が分散されずに地面に対して垂直方向に沿って作用し、底面部６０から地面へ力が効率よく伝達される。そのため、掘削爪６３及び垂直部６１が地面に食い込みやすくなる。

【0026】

底面部６０は、底面部６０の上縁部に位置する上縁板６４と、シェル１５、１６の開口部５０の縁部に位置する開口縁板６５と、上縁板６４と開口縁板６５の間に位置する底板６６とを有する。互いに接続された上縁板６４、底板６６、及び、開口縁板６５によって、底面部６０が形成されている。垂直部６１は、底面部６０の開口縁板６５の部分であり、湾曲部６２は、底面部６０の上縁板６４と底板６６の部分である。

【0027】

上縁板６４は、底面部６０の上縁部を含む板部であり、開口縁板６５は、開口部５０の縁部を含む板部である。底板６６は、上縁板６４と開口縁板６５に接続する板部であり、上縁板６４と開口縁板６５の間で湾曲する。上縁板６４と開口縁板６５は、底板６６よりも厚い底面部６０の厚板部である。底板６６は、上縁板６４及び開口縁板６５よりも薄い底面部６０の薄板部である。

【0028】

側面部７０は、側面部７０の上縁部に位置する上縁板７１と、シェル１５、１６の開口部５０の縁部に位置する開口縁板７２と、上縁板７１と開口縁板７２の間に位置する側板７３とを有する。互いに接続された上縁板７１、側板７３、及び、開口縁板７２によって、側面部７０が形成されている。側面部７０の上縁板７１は、底面部６０の上縁板６４と接続する。側面部７０の開口縁板７２は、底面部６０の開口縁板６５と接続する。側面部７０の側板７３は、底面部６０の底板６６と接続する。

【0029】

上縁板７１は、側面部７０の上縁部を含む板部であり、開口縁板７２は、開口部５０の縁部を含む板部である。側板７３は、上縁板７１と開口縁板７２に接続する板部である。上縁板７１と開口縁板７２は、側板７３よりも厚い側面部７０の厚板部である。側板７３は、上縁板７１及び開口縁板７２よりも薄い側面部７０の薄板部である。厚板部である底面部６０の上縁板６４と開口縁板６５、及び、側面部７０の上縁板７１及び開口縁板７２によって、シェル１５、１６の剛性が確保される。

【0030】

移動体３０は、一対のシェル１５、１６の開口部５０の上方で、連結ピン３１と一体に上下方向に移動して、連結ピン３１の中心回りに一対のシェル１５、１６を回動させつつ、一対のシェル１５、１６を開閉させる。その際、移動体３０は、連結ピン３１によって、一対のシェル１５、１６の連結ピン３１との連結部に上下方向の力を加える。一対のシェル１５、１６は、移動体３０から受ける力によって、支持ピン２５、２６の中心回りに閉位置Ｐ１と開位置Ｐ２との間で回動して開閉する。

【0031】

昇降ロープ１０と開閉ロープ１１を同時に巻き上げることで、クラムシェルバケット５が上昇し、昇降ロープ１０と開閉ロープ１１を同時に繰り出すことで、クラムシェルバケット５が下降する。昇降ロープ１０を停止した状態で、開閉ロープ１１を繰り出すことで、移動体３０が下方に移動し、移動体３０の自重により一対のシェル１５、１６が閉位置Ｐ１から開位置Ｐ２に回動して開く。また、昇降ロープ１０を停止した状態で、開閉ロープ１１を巻き上げることで、移動体３０が上方に移動し、一対のシェル１５、１６が開位置Ｐ２から閉位置Ｐ１に回動して閉じる。

【0032】

掘削機１によって地面を掘削するときには、キャブ８内のオペレータは、以下の操作によって、地面の掘削と土砂の積み込みを行う。まず、主に旋回レバーを操作して、地面の掘削位置の真上にクラムシェルバケット５を移動させる。主巻クラッチレバーと捕巻クラッチレバーを中立にし、開閉ウインチと支持ウインチの保持スイッチをオフにする。主巻ブレーキペダルと捕巻ブレーキペダルをいくぶん緩めた状態で、クラムシェルバケット５を自重によって自由降下させる。クラムシェルバケット５の降下速度は、主巻ブレーキペダルと捕巻ブレーキペダルの操作量によって調整する。主巻ブレーキペダルと捕巻ブレーキペダルの操作量が大きいほど、開閉ウインチと支持ウインチのブレーキ力が大きくなり、クラムシェルバケット５の降下速度が遅くなる。

【0033】

クラムシェルバケット５が地面から２～３ｍの位置まで降下したときに、主巻クラッチレバーを操作して、開閉ロープ１１を繰り出す。開閉ロープ１１の繰り出しに伴い、支持体２０に設けられたシーブ４０と移動体３０に設けられたシーブ４１との距離が長くなり、移動体３０の自重によって、一対のシェル１５、１６が支持ピン２５、２６の中心回りに回動する。これにより、一対のシェル１５、１６は、開位置Ｐ２に配置されて開く。主巻ブレーキペダルと捕巻ブレーキペダルをいくぶん緩めた状態で、クラムシェルバケット５を自重によって自由降下させる。その際、開閉ロープ１１の張力が昇降ロープ１０の張力よりも小さくなるように調整して、一対のシェル１５、１６を閉じずに、クラムシェルバケット５を降下させる。

【0034】

クラムシェルバケット５が着地したことは、ブーム４に架け渡された昇降ロープ１０と開閉ロープ１１の緩みによって認識される。クラムシェルバケット５の着地後に、主巻ブレーキペダルと捕巻ブレーキペダルを踏み、クラムシェルバケット５の降下を停止させる。巻上レバーを巻き上げ側に操作して、開閉ロープ１１のみを巻き上げる。開閉ロープ１１の巻き上げに伴い、支持体２０に設けられたシーブ４０と移動体３０に設けられたシーブ４１との距離が短くなり、移動体３０が上方に移動する。これにより、一対のシェル１５、１６は、開位置Ｐ２から閉位置Ｐ１に回動して閉じつつ、地面を掘削する。

【0035】

一対のシェル１５、１６が完全に閉じた後、巻上レバーを巻き上げ側に操作したままにして、開閉ロープ１１を巻き上げると同時に、昇降ロープ１０を巻き上げる。これにより、クラムシェルバケット５を地切して上昇させる。一対のシェル１５、１６が閉じた直後は、昇降ロープ１０が緩み、開閉ロープ１１が張った状態であるため、一対のシェル１５、１６は、開かずに上昇する。

【0036】

クラムシェルバケット５の上昇中には、開閉ロープ１１の張力が昇降ロープ１０の張力以上になるように調整して、一対のシェル１５、１６が閉じた状態を維持する。主に旋回レバーを操作して、ダンプトラック１２の荷台１３の真上の放土位置にクラムシェルバケット５を移動させる。主巻クラッチレバーを操作して、開閉ロープ１１を繰り出し、移動体３０を自由降下させる。これにより、一対のシェル１５、１６を開いて、土砂をダンプトラック１２の荷台１３に積み込む。

【0037】

閉位置Ｐ１の一対のシェル１５、１６は、連結ピン３１の中心を通る鉛直面Ｋを挟んで互いに対向して配置される。支持ピン２５、２６は、鉛直面Ｋから離隔して鉛直面Ｋの左右の両側に位置し、鉛直面Ｋに対して対称に配置される。支持体２０は、鉛直面Ｋを挟む一方側の空間と他方側の空間のそれぞれで、支持ピン２５、２６によって、一対のシェル１５、１６のそれぞれを支持する。また、支持体２０は、片リンク構造であり、鉛直面Ｋを挟む一方側の空間で、支持フレーム２１によって一方のシェル１５を支持し、鉛直面Ｋを挟む他方側の空間で、リンク２２によって他方のシェル１６を支持する。

【0038】

支持ピン２５、２６は、一対のシェル１５、１６が閉位置Ｐ１に配置された状態で、鉛直面Ｋを挟む一方側の空間と他方側の空間のそれぞれで、鉛直面Ｋに直交する直交方向Ｈにおける一対のシェル１５、１６の外端部５１よりも鉛直面Ｋ側の位置に設けられている。直交方向Ｈは、鉛直面Ｋに直交する水平方向である。シェル１５、１６の外端部５１は、直交方向Ｈにおいて、シェル１５、１６の鉛直面Ｋとは反対側に位置する外側の端部である。直交方向Ｈにおける配置位置をみたときに、支持ピン２５、２６とリンクピン２８は、それぞれ鉛直面Ｋから直交方向Ｈに離隔して、シェル１５、１６の外端部５１よりも鉛直面Ｋに近い位置に配置される。

【0039】

一対のシェル１５、１６の側面部７０の上縁板７１は、一対のシェル１５、１６が閉位置Ｐ１に配置された状態で、シェル１５、１６の外端部５１から鉛直面Ｋに向かって斜め上方に延びる。支持ピン２５、２６は、上縁板７１のシェル１５、１６の外端部５１よりも鉛直面Ｋ側の位置に設けられて、上縁板７１に連結される。支持ピン２５、２６は、上縁板７１において、シェル１５、１６の外端部５１と鉛直面Ｋから離隔した、シェル１５、１６の外端部５１と鉛直面Ｋの間の位置に配置される。

【0040】

リンクピン２８は、支持体２０に設けられたシーブ４０の最上部を通る水平面とシーブ４０の最下部を通る水平面の間の領域内に配置されて、２つの水平面の間の領域内の位置で、シーブ４０の軸心方向からみて、シーブ４０に並設される。また、リンクピン２８は、シーブ４０の軸心からシーブ４０の半径方向の外側に離隔する位置に設けられる。

【0041】

リンク２２に取り付けられた支持ピン２６は、一対のシェル１５、１６が閉位置Ｐ１に配置された状態で、直交方向Ｈにおけるシェル１６の外端部５１よりも鉛直面Ｋ側かつリンクピン２８よりもシェル１６の外端部５１側の位置に設けられている。直交方向Ｈにおける配置位置をみたときに、支持ピン２６は、シェル１６の外端部５１から鉛直面Ｋ側に離隔して、リンクピン２８よりも鉛直面Ｋから離れた位置に配置される。

【0042】

図４は、従来のクラムシェルバケット５Ａの例を示す正面図である。図５は、本実施形態のクラムシェルバケット５と従来のクラムシェルバケット５Ａのそれぞれの開閉時の高さの変化を示す正面図である。図５Ａは、従来のクラムシェルバケット５Ａを示す正面図である。図５Ｂと図５Ｃは、本実施形態のクラムシェルバケット５の２つの例を示す正面図である。図５Ｂに示すクラムシェルバケット５と図５Ｃに示すクラムシェルバケット５では、支持ピン２５、２６の位置が相違する。

【0043】

従来のクラムシェルバケット５Ａは、一対のシェル１５、１６の外端部５１から突出するブラケット１７を有する。従来のクラムシェルバケット５Ａの支持ピン２５、２６は、ブラケット１７に取り付けられて、直交方向Ｈにおいて、一対のシェル１５、１６の外端部５１よりも外側の位置に配置される。支持ピン２５、２６及びブラケット１７以外の従来のクラムシェルバケット５Ａの構成は、本実施形態のクラムシェルバケット５の構成と同様である。

【0044】

一対のシェル１５、１６が閉位置Ｐ１に配置された状態では、従来のクラムシェルバケット５Ａと本実施形態のクラムシェルバケット５は、同じ高さである。しかしながら、従来のクラムシェルバケット５Ａにおけるシェル１５、１６の回動半径Ｒ１と本実施形態のクラムシェルバケット５におけるシェル１５、１６の回動半径Ｒ２、Ｒ３は、互いに相違する。シェル１５、１６の回動半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、支持ピン２５、２６の中心から連結ピン３１の中心までの直線距離である。

【0045】

本実施形態のクラムシェルバケット５では、支持ピン２５、２６が一対のシェル１５、１６の外端部５１よりも鉛直面Ｋ側に位置する。その結果、本実施形態のクラムシェルバケット５におけるシェル１５、１６の回動半径Ｒ２、Ｒ３は、従来のクラムシェルバケット５Ａにおけるシェル１５、１６の回動半径Ｒ１よりも小さくなる。また、支持ピン２５、２６の中心から底面部６０の先端までの垂直部６１に平行な直線距離Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を比較したときに、本実施形態のクラムシェルバケット５における直線距離Ｓ２、Ｓ３は、従来のクラムシェルバケット５Ａにおける直線距離Ｓ１よりも短い。

【0046】

一対のシェル１５、１６が開位置Ｐ２に配置された状態では、支持ピン２５、２６の位置の差によって、本実施形態のクラムシェルバケット５の高さは、従来のクラムシェルバケット５Ａの高さよりも低くなる。支持ピン２５、２６の位置が鉛直面Ｋに近づくほど、回動半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及び直線距離Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が小さくなり、クラムシェルバケット５Ａ、５の高さが低くなる。

【0047】

図５Ｂに示すように、開閉ロープ１１の巻き上げ力をＦとする。また、支持ピン２５、２６の中心から底面部６０の先端までの直線距離をＬｂとし、支持ピン２５、２６の中心から鉛直面Ｋまでの直交方向Ｈの距離をＬｃとする。支持体２０に設けられたシーブ４０の数をｎとすると、移動体３０に設けられたシーブ４１の数はｎ＋１である。この場合に、連結ピン３１にかかる力Ｑｂは、Ｑｂ＝Ｆ×２（ｎ＋１）の算出式によって算出される。底面部６０の先端にかかる地面に対する掘削力Ｐｂは、Ｐｂ＝Ｑｂ×（Ｌｃ／Ｌｂ）の算出式によって算出される。

【0048】

掘削力Ｐｂの算出式から分かるように、開閉ロープ１１の巻き上げ力Ｆが同じときには、支持ピン２５、２６が鉛直面Ｋから離れて、支持ピン２５、２６の中心から鉛直面Ｋまでの直交方向Ｈの距離Ｌｃが長くなるほど、掘削力Ｐｂが大きくなる。これに対し、支持ピン２５、２６が鉛直面Ｋに近づいて、距離Ｌｃが短くなるほど、掘削力Ｐｂが小さくなる。また、支持ピン２５、２６の中心から底面部６０の先端までの直線距離Ｌｂが長くなるほど、掘削力Ｐｂが小さくなる。

【0049】

一般的には、シーブ４０の数ｎは２であり、シーブ４１の数ｎ＋１は３である。これに対し、支持ピン２５、２６の位置に対応してシーブ４０の数ｎを増加させることで、掘削力Ｐｂが大きくなる。シーブ４１の数ｎ＋１は、シーブ４０の増加数と同じ数だけ増加する。シーブ４０の数ｎを増加させることで、従来のクラムシェルバケット５Ａの掘削力Ｐｂと同等の掘削力Ｐｂが本実施形態のクラムシェルバケット５に確保される。また、シーブ４０の数ｎ及びシーブ４１の数ｎ＋１を変更することで、移動体３０の移動速度及び一対のシェル１５、１６の閉じ速度が調整される。

【0050】

本実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

【0051】

直交方向Ｈにおける配置位置をみたときに、クラムシェルバケット５の支持ピン２５、２６は、一対のシェル１５、１６の外端部５１よりも鉛直面Ｋ側に位置する。これにより、一対のシェル１５、１６の回動半径Ｒ２、Ｒ３が小さくなる。また、一対のシェル１５、１６が開位置Ｐ２に配置された状態で、クラムシェルバケット５の高さが低くなる。そのため、一対のシェル１５、１６を開いた時と閉じた時のクラムシェルバケット５の高さの差を従来のクラムシェルバケット５Ａよりも小さくすることができる。

【0052】

土砂をダンプトラック１２の荷台１３に積み込む際に、クラムシェルバケット５の位置を低くできるとともに、一対のシェル１５、１６が荷台１３の底部に接触するのを抑制することができる。その結果、荷台１３の底部の損傷を抑制することができる。また、作業時の高さが制限される施工現場でも、クラムシェルバケット５を容易に使用することができる。一対のシェル１５、１６を開位置Ｐ２に配置して、クラムシェルバケット５を地面に置いたときに、クラムシェルバケット５の地面からの高さが低くなる。そのため、クラムシェルバケット５へのロープ掛けや各ピンへの給脂などのメンテナンス作業を容易に行うことができる。

【0053】

一対のシェル１５、１６の外端部５１よりも外側の位置にブラケットや支持ピン２５、２６を設ける必要がないため、クラムシェルバケット５が障害物に当たるのを抑制することができる。そのため、支持ピン２５、２６の変形を抑制して、一対のシェル１５、１６を安定して開閉することができる。リンクピン２８は、支持体２０に設けられたシーブ４０の最上部を通る水平面と最下部を通る水平面の間の領域内で、シーブ４０に並設される。これにより、リンク２２によって支持されるシェル１６を上方位置に配置して、クラムシェルバケット５の高さを低くすることができる。

【0054】

直交方向Ｈにおける配置位置をみたときに、支持ピン２６は、シェル１６の外端部５１よりも鉛直面Ｋ側かつリンクピン２８よりもシェル１６の外端部５１側の位置に設けられる。これにより、地面に対するシェル１６の掘削力を維持しつつ、一対のシェル１５、１６を開いた時と閉じた時のクラムシェルバケット５の高さの差を小さくすることができる。また、開閉ロープ１１の巻き上げ力Ｆを掘削力Ｐｂに効率よく転換することができる。リンク２２を鉛直面Ｋに接近させて、リンク２２が障害物に接触するのを抑制することもできる。

【0055】

支持ピン２５、２６を上縁板７１の外端部５１よりも鉛直面Ｋ側の位置に設けるため、支持ピン２５、２６の中心から底面部６０の先端までの垂直部６１に平行な直線距離Ｓ２、Ｓ３を短くすることができる。これにより、シェル１５、１６の回動時に、底面部６０の先端の上下方向の位置の変化を小さくして、一対のシェル１５、１６を開いた時と閉じた時のクラムシェルバケット５の高さの差を小さくすることができる。

【0056】

厚板部である上縁板７１と開口縁板７２によって、シェル１５、１６の側面部７０の剛性を確保することができる。上縁板７１に支持ピン２５、２６を連結することで、支持ピン２５、２６とシェル１５、１６の連結の強度を確保することができる。

【0057】

本実施形態のクラムシェルバケット５は、従来のクラムシェルバケット５Ａと同等の部品によって構成される。そのため、クラムシェルバケット５の重量の増加を抑制することができる。従来のクラムシェルバケット５Ａを備えた従来の掘削機を改造等することなく、従来のクラムシェルバケット５Ａに替えて、本実施形態のクラムシェルバケット５を従来の掘削機に取り付けて使用することもできる。

【0058】

なお、一対のシェル１５、１６の内部に排土装置を設けて、シェル１５、１６が閉位置Ｐ１から開位置Ｐ２に向かって回動するときに、排土装置によって、シェル１５、１６内の土砂を掻き落すようにしてもよい。一対のシェル１５、１６に掘削爪６３を取り付けないようにしてもよい。

【0059】

支持体２０は、片リンク構造に限定されず、両リンク構造であってもよい。両リンク構造の支持体２０では、支持フレーム２１の支持ロッド２７に替えて、リンクを支持体２０に設ける。リンクは、支持フレーム２１から斜め下方に向かって一方のシェル１５まで延び、リンクピンによって支持フレーム２１に回動可能に連結されるとともに、支持ピン２５によってシェル１５に回動可能に連結される。支持体２０は、鉛直面Ｋを挟む一方側の空間で、一方のシェル１５に連結された第１のリンクによって一方のシェル１５を支持し、鉛直面Ｋを挟む他方側の空間で、他方のシェル１６に連結された第２のリンクであるリンク２２によって他方のシェル１６を支持する。

【0060】

上述した各実施形態では、クローラクレーンをベースとした掘削機１に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は、他の種類の掘削機のクラムシェルバケットにも適用可能であり、同様の効果を奏する。本発明のクラムシェルバケットを適用可能な掘削機は、例えば、クラムシェルバケットの昇降と開閉にロープを用いるテレスコピック式（伸縮式）のブーム又はアームを備えた掘削機である。

【0061】

上述した各実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

【符号の説明】

【0062】

１ 掘削機
５ クラムシェルバケット
１０ 昇降ロープ
１１ 開閉ロープ
１５ シェル
１６ シェル
２０ 支持体
２１ 支持フレーム
２２ リンク
２５ 支持ピン
２６ 支持ピン
２７ 支持ロッド
２８ リンクピン
３０ 移動体
３１ 連結ピン
４０ シーブ
４１ シーブ
５０ 開口部
５１ 外端部
６０ 底面部
６１ 垂直部
６２ 湾曲部
７０ 側面部
７１ 上縁板
７２ 開口縁板
７３ 側板
Ｈ 直交方向
Ｋ 鉛直面
Ｐ１ 閉位置
Ｐ２ 開位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】