JP2012020869A - グラブバケット - Google Patents

Abstract

【課題】支点の昇降シリンダを別に設けることなく、バケットのシェルを閉じた状態で、グラブバケットの垂直方向の全長を短縮することができるグラブバケットを提供する。
【解決手段】作業機械本体から吊り下げられる取付フレーム１と、それぞれの基端部が支点ピン４により結合され支点ピン４の回りに開閉可能なシェル５，６と、取付フレーム１に基端部が回動可能に固定され、先端部が前記シェル５，６に結合されて複数のシェル５，６を開閉する開閉シリンダ７，８を備えたグラブバケットにおいて、先端部がシェル５，６に回動可能に結合され、基端部が取付フレーム１に回動可能に結合されるリンク材９，１０をシェル毎に設けたグラブバケット。開閉シリンダ７，８でシェル５，６の開閉を行うことにより、リンク材９，１０により支点ピン４が上下に移動して、シェル閉時のグラブバケットの高さを低くできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、下水道工事、地下構造物建設工事、井戸掘削工事、場所打杭工事等の立坑掘削装置等の作業機械に設置されるグラブバケットに関する。

立坑圧入掘削に用いるグラブバケットは、立坑内の土砂を掘削搬出するために、主に半球形を複数に分割したシェルを油圧シリンダで支点ピンを中心に開閉する構造となっている。支点ピンはフレームに固定されており、シェルを約９０度回転するためのストロークをもった油圧シリンダを使用している。

特許文献１には、下端に往復運動をする掘削刃を備えたケーシングと、このケーシングを保持するフレームと、このフレームに着力点を有する圧入ジャッキと、クレーンで吊り下げるグラブバケットとを備えた立坑掘削装置が開示されている。

この特許文献１に開示されたグラブバケットの構造を図３に示す。図３（ａ）はシェルを開いた状態の正面図、（ｂ）はシェルを閉じた状態の正面図である。

図３において、作業機械本体（図示せず）のクレーンの先端に吊り下げられるか、ベースマシンのブーム先端に取り付けられる取付フレーム２１の中央部には、支持フレーム２２が垂下状態に固定され、この支持フレーム２２に取り付けられた支持軸２３に、一対のシェル２４，２５の基端部が支持されている。シェル２４，２５の外側には、開閉シリンダ２６，２７の先端が取り付けられ、開閉シリンダ２６，２７の上端部は取付フレーム２１に取り付けられている。シェル２４，２５の開口部の周縁には土砂を掻き取るための爪２８が設けられている。

開閉シリンダ２６，２７を油圧等で縮めると図３（ａ）に示すようにシェル２４，２５が支持軸２３を支点として開き、開閉シリンダ２６，２７を伸ばすと、図３（ｂ）に示すようにシェル２４，２５が閉じる。

このようにして、開閉シリンダ２６，２７の伸縮によりシェル２４，２５を開閉することで、立坑内の土砂をすくい取って掘削を行う。
特許文献１と同様な開閉機構を有するグラブバケットに、特許文献２に記載されたものがある。

バケットの開閉機構の別の機構としては、特許文献３〜５に開示されているように、一対のシェルの外側と取付フレームとの間をリンク（支持ロッド）で結合し、両方のシェルの基部を回動自在に連結したブラケットを油圧シリンダなどで昇降することでシェルを開閉する機構がある。

前掲の特許文献１、２において開示された従来のグラブバケットでは、作業機械のクレーンで昇降可能に吊り下げるか、ブーム先端に取り付けられて使用されるが、グラブバケットの全高さによりクレーンの作業高さが決まり、この作業高さが高い場合は、電線等の上空制限により、作業できないか、電線等を移動して作業するしかない。例えば図３の開閉機構をもつグラブバケットの場合、シェル２４，２５を開いたときと閉じたときでは支持軸２３の位置は変わらないので、シェル２４，２５の開口の長さＬがそのまま、シェル２４，２５の開閉時の高さの差になる。

一方、特許文献３〜５に開示されたバケットの開閉機構では、両方のシェルの基部を連結したブラケットを油圧シリンダ等で昇降することによってシェルを開閉しているので、グラブバケットの全高は短くなるが、油圧シリンダが縮む方向でシェルが閉まるので、シリンダのボア比を考慮すると、力の作用の点からは、シェルの支点を固定し、シェルの両側を油圧シリンダで延ばすことによりシェルを閉める方式の方が有利である。またシリンダを中心に配置するためには、シリンダの取り付けスペースを確保する必要がある。そのために、全体の高さを小さくするのに制限がある。

前掲の特許文献１，２の方式の高さの問題を解決するために、本願出願人は先に、特許文献６において、作業機械本体から吊り下げられる取付フレームと、それぞれの基端部が支点により結合された複数のシェルと、前記取付フレームに回動可能に固定され、前記複数のシェルを開閉する開閉シリンダとを備えたグラブバケットにおいて、前記複数のシェルの基端部を結合する支点を昇降駆動する昇降シリンダを設けたグラブバケットを開示した。このように、グラブバケットのシェルの支点を昇降シリンダにより昇降する構造とすることにより、グラブバケットの全高を従来の構造より低くすることができる。

特開２００２−１３３８２号公報 特開平２−１３２２３０号公報 特開２００２−１７３９４７号公報 特開２００２−１９４７６５号公報 実開昭５４−９０９０６号公報 特開２００５−２３９３３２号公報

前掲の特許文献６において開示したグラブバケットの構造では、シェルの開閉を行う開閉シリンダとは別に、複数のシェルの基端部を結合する支点を昇降する昇降シリンダを設けているため、シェルの長さＬに対して支点がＨだけ上昇するとシェルを開いたときのシェルの下部の高さに対してシェルを閉じたときのシェルの下部の高さの差はＬ−Ｈとなりグラブバケットの垂直方向の全長を短縮できる。

しかしながら、シェルの開閉シリンダとは別に支点を昇降させる昇降シリンダを設ける必要があるため、構造と運転が複雑になり、コストも高くなるという問題があった。

そこで本発明は、支点の昇降シリンダを別に設けることなく、バケットのシェルを閉じた状態で、グラブバケットの垂直方向の全長を短縮することができるグラブバケットを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明のグラブバケットは、作業機械本体から吊り下げられる取付フレームと、それぞれの基端部が支点により結合され前記支点の回りに開閉可能な複数のシェルと、前記取付フレームに基端部が回動可能に固定され、先端部が前記複数のシェルに結合されて前記複数のシェルを開閉する複数の開閉シリンダを備えたグラブバケットにおいて、
先端部が前記シェルに回動可能に結合され、基端部が前記取付フレームに回動可能に結合されるリンク材を前記シェル毎に設けたことを特徴とする。

本発明においては、取付フレームに対し、グラブバケットシェルの支点を昇降できる構造とし、シェルと取付フレームを開閉シリンダで回動可能に連結するとともに、回動可能にリンク材で結合した構成であるため、開閉シリンダでシェルの開閉を行うことにより、リンク材によりシェルの支点が上下に移動して、シェル閉時のグラブバケットの高さを低くできる。

また、前記取付フレームの中心に固定された昇降ガイドフレームの内部を昇降可能に取り付けられ、端部に前記複数のシェルの支点が回転可能に取り付けられている昇降フレームを備えることにより、複数のリンク材に結合された複数のシェルの支点の上下動を円滑に行うことができる。

本発明によれば、開閉シリンダでグラブバケットのシェルを閉じるとき、シェルの支点をリンク材によって上昇させる構造とすることにより、支点を上昇させる昇降シリンダのような駆動機構を設けることなく、バケットのシェルを閉じた状態で、グラブバケットの垂直方向の全長を短縮することができ、グラブバケットの全高を低くできるため、クレーンの作業高さを低くでき、作業の上空制限を低くできる。

本発明の実施の形態に係るグラブバケットを示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態に係るグラブバケットを開いた状態から閉じた状態までの変化を示す正面図である。 従来のグラブバケットの例を示すもので、（ａ）は開いた状態の正面図、（ｂ）は閉じた状態の正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１，図２を用いて説明する。
図１において、本実施の形態のグラブバケットは、作業機械本体（図示せず）のクレーンの先端に吊り下げられるか、作業機械本体のブーム先端に取り付けられる取付フレーム１と、取付フレーム１の中央部に垂下状態に固定された昇降ガイドフレーム２と、この昇降ガイドフレーム２に昇降自在に取り付けられた昇降フレーム３とを有している。

昇降フレーム３には、支点ピン４が設けられ、この支点ピン４に、一対のシェル５，６の基端部が支持されている。シェル５，６の外側には、開閉シリンダ７，８のロッド７ａ，８ａの先端が取り付けられ、開閉シリンダ７，８の上端部は取付フレーム１に取り付けられている。

開閉シリンダ７，８としては、油圧シリンダや水圧シリンダなどの液圧シリンダを用いることができる。

また、シェル５，６の上縁で支点ピン４より外側の箇所と昇降ガイドフレーム２の下部との間には、リンク材９，１０が連結されている。なお、シェル５，６の開口部の周縁には土砂を掻き取るための爪１１が設けられている。

次に、本実施の形態のグラブバケットの動作を、図２（ａ）〜（ｄ）により説明する。
まず、開閉シリンダ７，８を油圧等で縮めると図２（ａ）に示すようにシェル５，６が支点ピン４を支点として開く。このとき、リンク材９，１０の下端はシェル５，６の支点ピン４よりも高い位置にある。

次に図２（ｂ）に示すように開閉シリンダ７，８を少し伸ばすと、リンク材９，１０の上端の位置は不変であり、リンク材９，１０の下端の位置が左右に開き、シェル５，６が閉じる。このとき、支点ピン４の位置は図２（ａ）よりも少し上昇する。

さらに図２（ｃ）に示すように開閉シリンダ７，８をさらに延ばすと、リンク材９，１０の上端の位置は不変であり、リンク材９，１０の下端の位置がさらに左右に開き、シェル５，６が閉じる。このとき、支点ピン４の位置は図２（ｂ）よりもさらに上昇する。

さらに図２（ｄ）に示すように開閉シリンダ７，８を最長位置まで延ばすと、リンク材９，１０の上端の位置は不変であり、リンク材９，１０の下端の位置が最も開いた状態になり、シェル５，６が閉じる。このとき、支点ピン４の位置は図２（ｃ）よりもさらに上昇し、図２（ａ）の支点ピン４の位置に対してＨの距離、上昇する。

このようにして、開閉シリンダ７，８を伸ばすことでリンク材９，１０が開き、開閉シリンダ７，８のロッド７ａ，８ａの先端位置とリンク材９，１０の下端位置との延長上にある支点ピン４が上昇するため、シェルの長さＬに対して支点ピン４の上昇位置Ｈだけ、グラブバケットの全長（高さ）を短縮することができる。

以上の動作において、支点ピン４の位置は図２（ａ）〜（ｄ）に示すように上昇するが、支点ピン４は、昇降ガイドフレーム２に昇降自在に取り付けられた昇降フレーム３に設けられているので、支点ピン４の昇降動作は円滑に行われる。

本発明は、支点の昇降シリンダを別に設けることなく、バケットのシェルを閉じた状態で、グラブバケットの垂直方向の全長を短縮することができるグラブバケットとして、下水道工事、地下構造物建設工事、井戸掘削工事、場所打坑工事等の立坑掘削装置等の作業機械に適用することができる。

１ 取付フレーム
２ 昇降ガイドフレーム
３ 昇降フレーム
４ 支点ピン
５，６ シェル
７，８ 開閉シリンダ
７ａ，８ａ ロッド
９，１０ リンク材
１１ 爪

Claims (2)

1. 作業機械本体から吊り下げられる取付フレームと、それぞれの基端部が支点により結合され前記支点の回りに開閉可能な複数のシェルと、前記取付フレームに基端部が回動可能に固定され、先端部が前記複数のシェルに結合されて前記複数のシェルを開閉する複数の開閉シリンダを備えたグラブバケットにおいて、
   先端部が前記シェルに回動可能に結合され、基端部が前記取付フレームに回動可能に結合されるリンク材を前記シェル毎に設けたことを特徴とするグラブバケット。
2. 前記取付フレームの中心に固定された昇降ガイドフレームの内部を昇降可能に取り付けられ、端部に前記複数のシェルの支点が回転可能に取り付けられている昇降フレームを備えていることを特徴とする請求項１記載のグラブバケット。

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