JP2012511111A - 土工用バケット - Google Patents

Abstract

バケットの二つの顎部材（８）各々が、二つの硬質な部分、すなわち容器（８ａ）及びショベル（８ｂ）から成り、容器（８ａ）及びショベル（８ｂ）は回動スピンドル（７）の周りで互いに対して関節連結される。容器（８ａ）及びショベル（８ｂ）はサスペンションアーム（４）及び移動アーム（９）によってシャーシ（１）及び制御アクチュエータ（１０）に連結される。容器、ショベル、サスペンションアーム、移動アーム、アクチュエータ、及びシャーシ間における各顎部材の関節連結部は、関節連結された四つのシステムを前提として成立し、各システムは四つのプッシュロッド（１４、１５、１６、１７）を有する。顎部材の最大の開位置からのバケットの閉動作の間、制限された振幅の相対的な回動が各顎部材の容器とショベルとの間で交互の方向に生じる。

Description

本発明は土工用バケット（earth moving bucket）に関する。

土工用バケットは、スピンドルの周りでシャーシ上に関節連結された（articulated）二つの顎部材（jaw）を具備することが公知であり、スピンドルは互いに平行であり且つ互いから離間され、これらバケットは、装置、例えば、クレーン、トラック、建機、及び土工機械に懸架される。顎部材は、シャーシ内に収容された一つ又はいくつかのアクチュエータによって制御される。これらバケットは多種多様な土壌構造において使用されることがあり、石材、土、水平面（leveling surface）等のような積荷を掘り、掻き集め、持ち上げるためのバケットの使用の多様性は、使用者が非常に多様な態様において使用するためにこれらバケットを必要とすることを意味し、多様な態様における使用は、更に改良された設計をもたらす。

１９９０年３月７日に公開された欧州特許第０２５６３０４号明細書には、上記の非常に多くの種類の仕事を可能とするバケットが記載される。しかしながら、上記の特許に記載されたバケットの性能を更に改良する必要性がなおも存在し、本発明は、望ましいことが証明された改良を実現することを目的とする。

この目的のために、本発明は、土工用バケットであって、土工用バケットが、土工機械に懸架された硬質なシャーシと、シャーシ内に収容されたメインアクチュエータと、メインアクチュエータによって制御され且つ最大の開位置と完全な閉位置との間で変位せしめられることができる二つの対称な顎部材とを具備し、各顎部材が、共通のサスペンションスピンドル回りにシャーシ上で回動する二つの平行なサスペンションアームによって支持され、これら二つのスピンドルがシャーシ上で互いに平行であり且つ互いから離間され、各顎部材が、サスペンションアームの下端部においてサスペンションスピンドルと平行な回動スピンドル上に関節連結され、且つ、バケットの開動作又は閉動作の間に回動スピンドル上において顎部材の先端部の動作を制御する移動アームに連結される、土工用バケットにおいて、各顎部材が、異なる二つの硬質な部分、すなわち容器及びショベルから形成され、各々が、ベースと、フランジ又は一組の歯とを有し、これら顎部材の二つの部分が、互いに対して関節連結され且つ前記回動スピンドルの周りでサスペンションアームに関節連結され、更に顎部材の移動アームに別々に連結され、すなわち、ショベルがショベルのベースへの直接的な関節連結材によって顎部材の移動アームに連結され、且つ容器が容器のベースと移動アームとの間の連結部によって移動アームに連結され、顎部材の制御が、サスペンションアーム及び移動アームをシャーシ及びアクチュエータに連結する四つのプッシュロッドを備えた関節連結システムによってもたらされ、四つのプッシュロッドが、各顎部材のショベルと容器との間において、制限された振幅の前記回動スピンドル上での相対的な回動動作であって、バケットの完全な開動作の間又は完全な閉動作の間の交互の方向における前記回動スピンドル上での相対的な回動動作が生成されるように形成され且つ特定の大きさで作られることを特徴とする、土工用バケットに関する。

本発明に係る土工用バケットの重要な特徴は添付の従属クレームにおいて定義される。

図１は、閉位置におけるバケットの正面図である。 図２は、完全な開位置におけるバケットの鉛直断面図である。 図３は、中間位置におけるバケットの図２と同様の図である。 図４は、図３の位置におけるバケットの斜視図である。 図５は、バケットによって把持されたブロックを示す、図３と同様の立面図である。 図６は、開位置におけるバケットの分解斜視図である。 図７は、サスペンションアーム及び移動アーム上の顎部材の部分の関節連結部の詳細図である。

本発明の対象の一つの実施形態が、以下、限定されるものではない例によって記述され且つ添付の図面において示される。図１はバケットの主な構成材を示す。台形面を備えた角柱（prism）の形態の硬質なシャーシ１には、通常の技術に従って、その上側に、流体動力供給部材２と、トラック、クレーン、又は建機のような装置の制御アームにバケットを連結するための結合部材（図示せず）とが提供される。このシャーシは、二つの平行なスピンドル３を備えたシャーシの構造体の下側の角において嵌合され、二つの平行なスピンドル３は、シャーシの前面に対して垂直であり、且つ、軸受若しくはシャフトのような回動部材によって形成され又は補強部材が提供されるが、このことは、本明細書において記述される必要がない。スピンドル３はサスペンションスピンドル（suspension spindle）であり、二つのサスペンションアーム４の上端部が各々のサスペンションスピンドル上で回動する。したがって、シャーシは二対のサスペンションアームを支持し、二対のサスペンションアームはシャーシの前面の各々の上に配置され且つ平行であり中央に向かって僅かに湾曲している。サスペンションアームの上端に近接して各対のサスペンションアーム間に配設される堅固な管状部材５が、各対のアームを互いに堅く連結し、且つ、以下に記述されるような停止機能（stop function）も果たす。各対の二つのサスペンションアーム４はこれらの下端部において関節連結部材６を支持し、関節連結部材６は、以下に詳細に記述され、同軸であり、スピンドル３と平行な回動スピンドル７を画成し、且つ、部材６の共通のスピンドル上にバケットの顎部材８のうちの一つのサスペンションを提供し、顎部材８の回動を可能とする。

図では、アーム９がサスペンションアーム４の各々に近接して配置されることを見ることができる。四つの移動アーム、すなわち顎部材８につき二つの移動アームが顎部材の外面上に設置される。これらの機能を記述する前に、図２において最もよく見られるメインアクチュエータ１０の構成が示される。このアクチュエータは長手方向の位置においてシャーシ１内に収容される。図示された実施形態では、アクチュエータは、シリンダ１１を有する液圧アクチュエータであり、ロッド１２がシリンダ１１内を摺動する。ロッドの伸長又は引き込みはバケットの操作者によって制御されるであろう。ロッド１２の端部及びシリンダ１１の底部に据え付けられる部材がこれら二つの場所に二つの関節連結スピンドル（articulation spindle）１３を形成し、二つの関節連結スピンドル１３は、シャーシの面に対して垂直であり、したがって、サスペンションスピンドル３及び回動スピンドル７と平行である。四つのプッシュロッド１４、１５、１６、１７を備えた関節連結システムが、アクチュエータのロッドの関節連結スピンドル１３とサスペンションアーム４のサスペンションスピンドル３との間と、アクチュエータのシリンダの関節連結スピンドル１３とサスペンションアーム４のサスペンションスピンドル３との間とに配置され、プッシュロッド１４は、同じ側に配設され且つプッシュロッド１４の延在方向に向けられたサスペンションアーム４に固定されるように取り付けられることが特に図２から容易に見られる。プッシュロッド１４及び１５はこれらの端部において互いに関節連結され、これらの反対側の端部は、それぞれ、サスペンションスピンドル３にプッシュロッド１４を連結し、アクチュエータのロッドの端部のスピンドル１３又はシリンダの底部のスピンドル１３にプッシュロッド１５を連結する。同一の構成がプッシュロッド１６及び１７について繰り返され、プッシュロッド１６及び１７は互いの上及びアーム９上でスピンドル１３ａに沿って回動する。アクチュエータ１０の伸長時には、図２において右側の顎部材のアーム４は時計回りの方向に回動し、左側の顎部材のアーム４は反時計回りの方向に回動する。同様に、移動アーム９の関節連結部でもある関節連結部１３ａは、上記の場合、時計方向に移動し、移動アームは下向きの運動を描き、関節連結部１３ａはサスペンションスピンドル３から一定の距離を残す。

アクチュエータ１０はシャーシ１に間接的に連結される。二つの協調バー（coordination bar）１８が一方の端部においてスピンドル１３のうちの一つにそれぞれ関節連結され且つこれらの他方の端部においてタイロッド（tie-rod）１９によって連結され、タイロッド１９の中央部は、それ自体、関節連結部２０によってシャーシ１の側面の中央に関節連結される。シャーシとアクチュエータとの間のこの間接的な連結によって、アクチュエータは、アクチュエータ１０のロッド１２及びシリンダ１１に加えられる力システム（force system）に基づいて移動することができる。図１はアクチュエータ１０の最大伸長位置を示し、二つの顎部材８は完全な閉位置において互いを支持する。図２は、二つの顎部材が対称に開いた状態の、アクチュエータ１０の最大引き込み位置を示し、図３は、顎部材が非対称な位置にある中間位置を示す。この位置では、アクチュエータ１０がその通常の位置に対してシャーシ内においてオフセットしていることを見ることができる。

図２と図３とを比較することによって、アクチュエータ１０の伸長によって二対のサスペンションアーム４及び移動アーム９が逆方向に回転して顎部材が互いに近くに移動することを見ることができる。顎部材８は、回動スピンドル７に沿って互いに関節連結された二つの硬質な部分から形成され、回動スピンドル７はこれら二つの硬質な部分及びサスペンションアーム４について共通である。図３における左側の顎部材８と右側の顎部材８とを比較することによって、右側の顎部材の二つの部分が、互いに対して、制限された振幅を有する相対的な回動動作を行い、一方、左側の顎部材があたかも単一部品であるかのように移動することを見ることができる。二つの可動部分は、以後、容器８ａ及びショベル８ｂと称される。容器８ａは、湾曲した底部２１及び二つの側壁２２を具備し（図４）、二つの側壁２２の外形は、以下で説明される理由のために切断され、且つ、既に画成された関節連結リング６、３０、３１によって補強され、このため、容器８ａは、ベース２１ａと、補強プレートも提供されるフランジ２４とを形成する。ショベル８ｂは、そのベース２５ａについて、ブレード２６によって伸長せしめられた湾曲した底部２５を具備する。歯２７がブレード２６に提供される。ベース２５ａの側壁２８が、容器の壁２２内において係合し、且つ、回動スピンドル７において、Ｖ字に切断されたプレート２９によって補強される。図３及び図４において見られうるように、プレート２９は伸長部を有し、伸長部は、ショベル８ｂを移動アーム９に関節連結するためのリング３０を支持する。回動スピンドルに固定されるように取り付けられた別の対の関節連結リング３１が、頭の形をした伸長部を有する湾曲したプッシュロッド３２を容器の側部２２に連結する。プッシュロッド３２の頭は移動アーム９の横のノッチ内において係合される。図３では、リング６、３０、及び３１の関節連結スピンドルが左側の顎部材に対して一直線に揃えられ且つ右側の顎部材に対して折れ線を描き、折れ線の場合、図２の位置と図３の位置との間におけるアクチュエータ１０の制御中のアーム４とアーム９との分化せしめられた動作のおかげで顎部材の二つの部分の相対的な回転がもたらされることが示される。

分解図６及び詳細図７は移動アーム９の機能を説明する。図１〜図４も参照されたい。バケットの制御装置は、アクチュエータ１０に加えて、更に第２アクチュエータ３４を有し、第２アクチュエータ３４のシリンダが欧州特許第０２５６３０４号明細書において開示されたものと同じ目的でプッシュロッド１６及び１７と共通の関節連結スピンドル１３ａに据え付けられるが、第２アクチュエータの作用は主に顎部材の容器部分８ａに主に影響する。この補助アクチュエータ３４はスプリングアクチュエータ又は液圧アクチュエータにされうる。必要ならば、補助アクチュエータ３４は、アクチュエータ１０に連結され、且つバケットを支持する装置から制御されることができる。思い出すと、顎部材８の側部２２は、深い凹みを有して切断され、深い凹みの半径は、サスペンションアーム４に組み込まれた堅固な菅５の半径に対応する。顎部材の開位置（図２）では、これら凹みは菅区域５を支持する。バケットの閉動作中の容器８ａの回動は、スピンドル７、３０、及び３１の幾何学的構成、特にスピンドル７に対するスピンドル３０、３１の異なる距離によって変更される。得られる分化せしめられた動作は補助アクチュエータ３４の作用によって補助されることができ、補助アクチュエータ３４は第２ロッドリンケージによってこの菅の外面に連結される。側部２２の凹みは菅５から離れて延在する。対照的に、ショベル８ｂへの移動アーム９の作用は、アクチュエータによって伝達される全ての力が及ぼされる。したがって、ショベル８ｂの歯２７は地面に最大の効果を与えるであろう。

この構成の効果は図５において見られることができ、岩３５がバケットの左側の顎部材８によって把持され、ショベルの歯２７は岩３５の左端の下に係合された。右手の顎部材のショベル８ｂの歯２７は岩３５の右端を引っ掛け、一方、容器８ａは、岩が滑落のリスクから保護されるように、所定の回動の遅延を示した。このことに関連して、関節連結された顎部材を備えたバケットの使用の分野において、積荷と顎部材との間における接触回動点（contact pivoting point）の思想が重要であることが思い出されるであろう（欧州特許第０２５６３０４号明細書参照）。上述された構成では、各顎部材は、別の手法で関節連結された二つの部分に分けられ、積荷を持ち上げる間における回動点の影響が、バケットの使用の安全性が従来の公知のものよりも高くなるように改善される。

図６は、バケットの追加要素も示す。それは内側のレーキ装置（raking device）３６であり、レーキ装置３６は顎部材８の各々の容器８ａに収められる。この装置は、Ｌ字形状の二つの横向きアーム３６ｂに固定されるように取り付けられた湾曲プレート３６ａを有し、二つの横向きアーム３６ｂは、各容器８ａの壁２２の内面に固定可能に取り付けられた内側の突起３６ｃに結合されうる。関節連結部３６ｅを備えた中央アーム３６ｄがアクチュエータ３４に結合されうる。

このレーキ装置の動作によって、容器のベースに付着した泥又は沈泥といった廃棄物を取り除くことが可能となる。

Claims (8)

1. 土工用バケットであって、当該土工用バケットが、土工機械に懸架された硬質なシャーシ（１）と、該シャーシ内に収容されたメインアクチュエータ（１０）と、該メインアクチュエータによって制御され且つ最大の開位置と完全な閉位置との間で変位せしめられることができる二つの対称な顎部材（８）とを具備し、各顎部材が、共通のサスペンションスピンドル（３）回りに前記シャーシ上で回動する二つの平行なサスペンションアーム（４）によって支持され、これら二つのスピンドルが前記シャーシ上で互いに平行であり且つ互いから離間され、各顎部材が、前記サスペンションアームの下端部において前記サスペンションスピンドルと平行な回動スピンドル（７）上に関節連結され、且つ、当該バケットの開動作又は閉動作の間に前記回動スピンドル上において前記顎部材の先端部の動作を制御する移動アーム（９）に連結される、土工用バケットにおいて、
   各顎部材（８）が、異なる二つの硬質な部分（８ａ、８ｂ）、すなわち容器（８ａ）及びショベル（８ｂ）から形成され、各々が、ベース（２１ａ、２５ａ）と、フランジ（２４）又は一組の歯（２７）とを有し、これら顎部材の二つの部分が、互いに対して関節連結され且つ前記回動スピンドル（７）の周りで前記サスペンションアーム（４）に関節連結され、更に前記顎部材の移動アーム（９）に別々に連結され、すなわち、前記ショベル（８ｂ）が該ショベル（８ｂ）のベース（２５ａ）への直接的な関節連結材（３０）によって前記顎部材の移動アーム（９）に連結され、且つ前記容器（８ａ）が該容器（８ａ）のベース（２１ａ）と前記移動アーム（９）との間の連結部（３２）によって前記移動アーム（９）に連結され、前記顎部材（８）の制御が、前記サスペンションアーム（４）及び移動アーム（９）を前記シャーシ（１）及びアクチュエータ（１０）に連結する四つのプッシュロッド（１４、１５、１６、１７）を備えた関節連結システムによってもたらされ、該四つのプッシュロッド（１４、１５、１６、１７）が、各顎部材の前記ショベル（８ｂ）と前記容器（８ａ）との間に、制限された振幅の前記回動スピンドル（７）上での相対的な回動動作であって、当該バケットの完全な開動作の間又は完全な閉動作の間の交互の方向における前記回動スピンドル（７）上での相対的な回動動作が生成されるように形成され且つ特定の大きさで作られることを特徴とする、土工用バケット。
2. 前記アクチュエータ（１０）が、可動ロッド（１２）であって当該可動ロッド（１２）の軸線に沿ってシリンダ（１１）内において制御される可動ロッド（１２）を具備し、且つ、二つの前記顎部材（８）のサスペンションアーム（４）及び移動アーム（９）を制御するように前記ロッドの端部及び前記シリンダの底部によって前記関節連結システムの二つのプッシュロッド（１５、１６）間の関節連結スピンドル（１３）を対称に作動させ、各システムの前記プッシュロッド（１４）のうちの一つが、前記アクチュエータ（１０）の任意の動作が、前記サスペンションスピンドル（３）を中心とする円弧状に前記二つの顎部材（８）のサスペンションアーム（４）を動作させるように、対応する前記サスペンションアーム（４）に固定されるように直接取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のバケット。
3. 二つの協調バー（１８）が一方の端部によって関節連結され、すなわち、一方の協調バー（１８）が一方の端部によって前記シリンダ（１１）の底部上に関節連結され、且つ他方の協調バー（１８）が一方の端部によって前記アクチュエータのロッド（１２）の端部上に関節連結され、これら関節連結部のスピンドル（１３）が、前記アーム（４、９）を制御する対の前記プッシュロッド（１５、１６）についてのものと同一であり、これら協調バー（１８）がこれらの他方の端部において硬質なタイロッド（１９）によって互いに連結され、該タイロッド（１９）の中心点（２０）が前記シャーシ（１）の側面の一方に関節連結によって連結され、前記アクチュエータ（１０）が前記シャーシへの別の連結部を有しないことを特徴とする、請求項２に記載のバケット。
4. 四つのプッシュロッド（１４〜１７）を備えた前記関節連結システムの各々において、一方の端部によって互いに関節連結された二つの硬質なプッシュロッド（１４、１５）が、これらの他方の端部によって、一方のプッシュロッドが前記サスペンションスピンドル（３）上に関節連結され、他方のプッシュロッドが前記アクチュエータの一方の端部と協調バー（１８）との間の前記関節連結スピンドル（１３）上に関節連結されることを特徴とする、請求項２に記載のバケット。
5. 四つのプッシュロッド（１４〜１７）を備えた前記関節連結システムの各々において、関節連結スピンドル（１３ａ）が二対のプッシュロッド（１６、１７）について共通であり、各々のうちの一方が前記サスペンションスピンドル（３）に連結され、他方が前記アクチュエータのロッド（１２）の端部に連結され、前記関節連結スピンドル（１３ａ）が、前記移動アーム（９）の上方部分が当該バケットの顎部材（８）の任意の開動作又は閉動作の間に前記サスペンションスピンドル（３）から一定の距離の円弧状に移動するように、前記移動アーム（９）の上方端部の関節連結スピンドルでもあることを特徴とする、請求項４に記載のバケット。
6. 各顎部材（８）の制御において、前記関節連結スピンドル（１３ａ）であって、前記移動アーム（９）の上方端部が当該関節連結スピンドル（１３ａ）上で回動する、前記関節連結スピンドル（１３ａ）が補助アクチュエータ（３４）を支持し、該補助アクチュエータ（３４）が自動的に制御され、又は該補助アクチュエータ（３４）の制御が前記メインアクチュエータ（１０）に関連付けられ、前記補助アクチュエータ（３４）が、前記移動アーム（９）と前記顎部材の容器（８ａ）との間の連結の作用を補強し且つ前記顎部材内のレーキ装置（３３）を作動させるように意図されることを特徴とする、請求項５に記載のバケット。
7. 各顎部材において、前記容器（８ａ）のベース（２１）が、湾曲した底部（２１ａ）を有し、二つの側壁（２２）が等価の前記サスペンションアーム（４）及び移動アーム（９）間の空間において係合され、フランジ要素（２４）が、前記回動スピンドル（７）を中心とする関節連結体（６）に連結部品（２３）によって連結され、前記ショベル（８ｂ）が、該ショベル（８ｂ）のベース（２５）内に、歯（２７）を支持するプレート（２６）によって伸長せしめられた湾曲した底部（２５ａ）を有し、且つ該ショベル（８ｂ）の二つの側壁（２８）上にＶ字形状の補強部品（２９）を有し、二つの関節連結リング（６、３０）が、各々の補強部品（２９）に提供され、且つ、前記回動スピンドル（７）の周りに前記ショベル（８ｂ）及び容器（８ａ）を関節連結することと、前記移動アーム（９）上に前記ショベル（８ｂ）を関節連結することとのためにそれぞれ使用されることを特徴とする、請求項１に記載のバケット。
8. 前記プッシュロッドの構成と、前記サスペンションアーム（４）及び移動アーム（９）と前記顎部材の部分（８ａ、８ｂ）との連結とが、前記顎部材のショベル（８ｂ）が、各顎部材の前記部分と積荷（３５）との接触力によって定められる回動点の調整によって当該バケットの顎部材（８）間に前記積荷（３５）を保持することができるようになっており、前記ショベル（８ｂ）が、動作中の各顎部材において前記容器（８ａ）に対して、制限された振幅の相対的な回動を行うことを特徴とする、請求項１に記載のバケット。

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