JP2013163889A

JP2013163889A - グラップルバケット装置

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Publication number: JP2013163889A
Application number: JP2011212598A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Matsumoto; 良三松本
Original assignee: Matsumoto System Engineering Co Ltd
Current assignee: Matsumoto System Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: WO2012043888A1; TW201229362A; KR20130113463A; CN103140629B; US8919017B2; EP2623678A4; JP5911250B2; EP2623678B1; CN103140629A; TWI585270B; MY162672A; KR101672083B1; EP2623678A1; US20130192098A1; HK1183075A1

Abstract

【課題】グラップル装置にてグラップルした被グラップル材を、グラップルした状態で切断することができるようにする。
【解決手段】上下方向に回動するアームに上下方向に回動可能に、かつアームの延長方向の軸心に対して回転可能にしたバケットの一方の側壁部に、上記グラップル部材にてグラップルした被グラップル材を切断する切断装置を設け、この切断装置が、バケットの側壁の外側あるいは内側の一方側に位置してバケットの開口縁から離れた位置からバケットの側壁に沿う位置にわたって側壁に沿う方向に回動し、かつバケットの開口縁側に対向する側の側縁に切刃を有してバケットの開口基端部に枢支された切断刃と、バケットの背面部に設けられて上記切断刃の回動基部に設けたアームに連結した油圧シリンダとからなる切断装置にて構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、地面の掘削と、木材等の被グラップル材のグラップル（掴持）と、さらにグラップルした被グラップル材を切断できるようにしたグラップルバケット装置に関するものである。

上下方向に回動する建設機械のアームの先端部に、上下方向に回動可能に設けたバケットと、このバットの開口幅と略同一間隔に離隔した２本のグラップル部材をバケットの開口基端部に、バケットの開口部を閉じる方向に回動可能に枢支してなるグラップル装置とからなるグラップルバケット装置が特許文献１にて知られている。

この従来のグラップルバケット装置の構成を図１から図３にて説明する。

図１において、１は通常のパワーショベル用の車体、２はこれに起伏可能に設けたブーム、３はこのブーム２の先端に連結されたアーム、４，５はそれぞれを起伏回動するためのブーム用、及びアーム用のシリンダ装置である。そしてこの図中６はアーム３の先端に装着されるグラップルバケット装置である。

このグラップルバケット装置６は図２から図３に示すようになっていて、アーム３の先端に上下方向に回動自在に連結されるブラケット７と、このブラケット７の先端に、アーム３の延長方向の軸心を中心にして回転自在に支持されたバケット８と、このバケット８の開口基端部にバケット８の開口部と対向する方向に回動自在に設けたグラップル装置９とからなっている。

上記ブラケット７の上部にはアーム３に沿わせて設けたバケット用のシリンダ装置１０がリンク機構１１を介して連結してある。またバケット８は図示しないリングギヤ及びピニオンを介してブラケット７内に設けた油圧モータ１２にて回転されるようになっている。このバケット８の先端部には複数の掘削爪８ａが設けてある。なお、この掘削爪８ａを備えていないバケット８もある。

グラップル装置９は、バケット８の開口基部に設けられたブラケット１３にバケット８の開口幅方向と平行に枢支された回転軸１４と、この回転軸１４の両端部に基部を固着され、かつバケット８の開口部に対向して凹状に湾曲した２本のグラップル部材１５ａ，１５ｂとからなっている。そしてこの両グラップル部材１５ａ，１５ｂの先端は長尺材をグラップルしやすいように、補強を兼ねて連結板１６にて連結されている。この両グラップル部材１５ａ，１５ｂの間隔はバケット８の開口幅と略同一になっているが、それぞれの先端部はバケット８の内側寸法より狭くなっていて、この先端部がバケット８の内壁面に沿ってバケット８の内側に少ない隙間をあけて入り込むようになっている。またこのときの連結板１６は掘削爪８ａ（掘削爪８ａがない場合にはバケットの先端縁）より奥側に位置し、かつバケット８の底壁面に少ない隙間を有して沿うようになっている。上記両グラップル部材１５ａ，１５ｂの幅が変る部分の外側段部がバケット８の開口縁に当接するストッパ１７となっている。連結板１６には鋸刃状のつかみ刃１６ａが設けてある。なお、この連結板１６のつかみ刃１６ａは直線状にしたものもある。

上記回転軸１４にはブラケット１８が突設してあり、このブラケット１８に、一端部をバケット８の基部に設けたブラケット１３の内側に枢支したグラップル用のシリンダ装置１９の先端が連結してあり、このシリンダ装置１９の伸縮動作により上記グラップル部材１５ａ，１５ｂがバケット８に対して回動するようになっている。

このように構成されたグラップルバケット装置６は、ブーム用、アーム用及びバケット用のシリンダ装置４，５，１０を伸縮動してブーム２、アーム３を起伏回動すると共にバケット８を回動することによりグラップルバケット装置６の上下方向及び前後方向の位置の姿勢が変えられ、さらにバケット８をブラケット７に対して回転することによりバケット８の左右方向の姿勢が変えられる。

木材のグラップル作業時には、上記動作に加えて、グラップル用のシリンダ装置１９を伸縮動してグラップル部材１５ａ，１５ｂをバケット８に対して回動する。これにより図３の鎖線で示すように、このグラップル部材１５ａ，１５ｂとバケット８の開口両側壁との間で木材２０がグラップルされる。このとき、連結板１６とバケット８の先端部とでこの木材２０をつまんで持ち上げたり、これの向きを変えて、グラップルしやすいように整姿する。

地面の掘削作業時には、グラップル用のシリンダ装置１９を伸長動してグラップル部材１５ａ，１５ｂをバケット８側へ入り込ませておく。これにより、図３の実線で示すようになり、このグラップル部材１５ａ，１５ｂの先端部がバケット８の両側内面に沿ってバケット８内に入り込み、また連結板１６もバケット８の掘削爪８ａより奥側でバケット８の底壁面に沿わされる。

この状態で上記グラップル部材１５ａ，１５ｂの先端部及び連結板１６がバケット８の掘削作業の邪魔になることがなくなり、上記各シリンダ装置４，５，１０を伸縮動することにより、バケット８により掘削作業がなされる。

特開平１１−３６３５５号公報

上記従来のグラップルバケット装置にあっては、地面の掘削と木材のグラップルの双方を行うことができ、特に木材をグラップルした状態で建設機械を走行することにより、木材を所定の場所に集積することができるという作用効果を期待することができた。

しかしながら、グラップルした木材が長尺である場合には、これをグラップルした状態での搬送中に、この木材が他のもの、例えば林道脇の木立に接触してしまって搬送不能になってしまうことがあった。

このような場合は、所定以上の長さを有する木材をチェーンソー等の切断装置を用いて作業員が所定の長さに切断しなければならなかった。

また、伐採後の木材を所定長に切断する場合にも、従来はいちいち作業員が行っており、この切断作業自体も重労働であり、作業員の負担になっているのが現状であった。

その上、従来のグラップルバケット装置にあっては立木の伐採作業を行うことはできなかった。

本発明は上記のことに鑑みなされたもので、グラップル装置にてグラップルした木材等の被グラップル材をグラップルした状態で切断することができるようにして、伐採後の被グラップル材や伐採前の立木を簡単に切断及び伐採できて、上記作業員の負担を軽減できると共に、グラップル装置にてグラップルした被グラップル材を搬送する前に、これが長尺の場合にはグラップルした状態であらかじめ切断することにより、被グラップル材が他のものに接触する等のトラブルが生じることなく搬送できるようにしたグラップルバケット装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係るグラップルバケット装置は、上下方向に回動する建設機械のアームの先端部に、上下方向に回動可能に、かつアームの延長方向の軸心に対して回転可能にして設けたバケットと、このバケットの開口面との間で木材等の被グラップル材をグラップルできるグラップル部材をバケットの開口基端部に、バケットの開口部を閉じる方向に回動可能に枢支してなるグラップル装置とを設けたグラップルバケット装置において、バケットの一方の側壁部に、上記グラップル部材にてグラップルした被グラップル材を切断する切断装置を設け、この切断装置が、バケットの側壁の外側あるいは内側の一方側に位置してバケットの開口縁から離れた位置からバケットの側壁に沿う位置にわたって側壁に沿う方向に回動し、かつバケットの開口縁側に対向する側の側縁に切刃を有してバケットの開口基端部に枢支された切断刃と、バケットの背面部に設けられて上記切断刃の回動基部に設けたアームに連結した油圧シリンダとからなる切断装置にて構成されている。

上記グラップルバケット装置において、バケットの側壁部に、切断刃が没入可能にした押し切り受け枠を設け、切断刃にて切断する被グラップル材をこの押し切り受け枠にて受けるようにした。

さらに、切断刃の切刃を、切断刃の回動中心と油圧シリンダの連結点を結ぶ線に対して切断刃の切断方向側にずれた位置に設けると共に、この切刃を切断方向への回動方向に対して後方へ円弧状に反らせた構成にした。

そして、グラップル装置が、バケットの開口幅と略同一間隔に離隔され、かつ先端部がバケット内に入り込むか、バケットの先端に当接するようにした２本のグラップル部材の先端部を連結部材にて連結し、この２本のグラップル部材間に板部材または格子部材等のカバー部材を設けた構成になっている。

本発明によれば、グラップルバケット装置にてバケットの開口側にてグラップルされた木材等の被グラップル材を、このグラップル装置にてグラップルした状態で切断装置にて切断することができる。

したがって、伐採後の木材を、このグラップルバケット装置の切断装置にて簡単に切断できて作業員の負担を軽減できる。そしてグラップル装置にてグラップルした被グラップル材を搬送する前に、これが長尺の場合にこれをあらかじめ切断することにより、被グラップル材が他のものに接触する等のトラブルを防止することができる。

また、本発明によれば伐採前の立木であっても、この立木をグラップル装置にてグラップルした状態で容易に切断することができ、チェーンソー等による伐採作業に比較して短時間で、かつ労力を要することなく伐採することができる。

また、グラップル装置を構成する２本のグラップル部材の間に板部材や格子部材等のカバー部材を設けることにより、グラップル装置にて被グラップル材をグラップルしながら上記カバー部材にて細かな被グラップル材をすくい上げることができる。

グラップルバケット装置を作業機に装着した状態を示す斜視図である。グラップルバケット装置の一例を示す斜視図である。グラップルバケット装置の一例を示す側面図である。本発明の実施の形態を示す一部破断側面図である。本発明の実施の形態を示す上面図である。図４のＡ−Ａ線に沿う断面構成図である。切断刃の回動支点に対する切断刃の切刃の形状を示す説明図である。切断刃をバケットの側壁の内側に設けた例を示す側面図である。図８のＢ矢視図である。グラップル部材の他例を示す一部破断側面図である。図１０のＣ矢視図である。グラップル部材の他例を示す一部破断側面図である。図１２のＤ矢視図である。グラップル部材の他例を示側面図である。

本発明の要部の実施の形態を図４以下に基づいて説明する。なお、本発明に係るグラップルバケット装置は、上記した従来のグラップルバケット装置に切断装置を付加したものであり、以下の説明において、従来の構成と同一のものは同一符号を付して説明する。

アーム３の先端に装着されるグラップルバケット装置２１は、アーム３の先端に上下方向に回動自在に連結されるブラケット７と、このブラケット７の先端に、アーム３の延長方向の軸心を中心にして回転自在に支持されたバケット２２と、このバケット２２の開口基端部に、バケット２２の開口部と対向する方向に回動自在に設けたグラップル装置９と、バケット２２の幅方向のどちらかの一側部、この実施の形態では開口部を下側へ向けた状態での右側部に設けられた切断装置２３とからなっている。上記バケット２２は上記した従来のバケット８と大略同一になっている。

切断装置２３はバケット２２の上記右側の側壁２２ａと、この側壁２２ａとこの側壁２２ａの外側へ所定の間隔をあけて設けた枠壁２２ｂとからなる押し切り受け枠２４と、この押し切り受け枠２４の間にあって、上記グラップル装置９の回動軸１４に回動自在に支持された切断刃２５と、この切断刃２５を回動駆動するシリンダ装置２６とからなっている。

上記側壁２２ａと枠壁２２ｂとで構成される押し切り受け枠２４の開放側の形状は、バケット２２の開放側の形状、すなわち凹円弧状になっていて、グラップル装置９のグラップル部材１５ａ，１５ｂにてグラップルされた木材２０の外周が沿う形状になっている。

図６において、切断刃２５のボス部材２７は、上記グラップル装置９のシリンダ装置１９にて回転される回転軸１４に回転自在に枢支されていて、このボス部材２７に突設したアーム２８に上記シリンダ装置２６の先端が連結されており、シリンダ装置２６の伸縮動により切断刃２５が上記押し切り受け枠２４に対して出没する方向に回動するようになっている。なお、切断刃２５は上記ボス部材２７に固着した円板部材２９にボルトにて取り付けられている。

切断刃２５は上記押し切り受け枠２４内に没入する側の側縁が切刃２５ａとなっており、この切刃２５ａは押し切り受け枠２４側への回動方向に対して後退する方向に円弧状に反られていて、いわゆる青龍刃形になっている。この切断刃２５の切刃２５ａは図７に示すように、切断刃２５の回動中心Ｏ１とアーム２８の油圧シリンダ２６との連結点Ｏ２を結ぶ線に対してバケット２２の開口縁側へ寸法ａにわたってずれた位置に設けられている。

上記構成において、グラップル装置９を作動して木材２０をバケット２２の開口縁との間にグラップルした状態で、切断装置２３のシリンダ装置２６を伸長動して切断刃２５をバケット２２側へ閉じる方向に作動することにより、上記木材２０はこの切断刃２５にて押し切り切断される。この場合、バケット２２をアーム３に対して回転してこのバケット２２の姿勢を変えることにより、伐採されて横倒し状になっているもの、あるいは伐採前の立木状になっているもののいずれの場合の木材も切断装置２３にて切断することができる。

このときの木材２０はバケット２２側の押し切り受け枠２４にて支持され、切断刃２５はこの押し切り受け枠２４の枠間内に向けて作動することにより、木材２０は切断刃２５による切断力に対して押し切り受け枠２４にて傾くことなく支持される。

このときにおいて、切断刃２５の切刃２５ａが切断方向への回動方向に対して後退する方向へ円弧状に反らせてあること、及び切断刃２５の切刃２５ａが切断刃２５の回動中心Ｏ１とアーム２８の油圧シリンダ２６との連結点Ｏ２とを結ぶ線に対して切断方向側へずれた位置となっていることにより、上記グラップル装置９にてグラップルされた木材２０を切断刃２５にてスムーズに押し切り切断することができる。

上記のように切断刃２５にてスムーズに切断するためには、押し切り受け枠２４の枠の間隔は切断刃２５に対して狭く、切断刃２５の側面と枠間の隙間が小さいことが望ましい。このため、伐採する木材での種類及び大きさによって切断刃２５を交換して、薄い切断刃２５の厚さに対して上記枠間の隙間が大きくなってしまう場合には、図６にて鎖線で示すように、押し切り受け枠２４の枠壁２４ｂの内側にスペーサ３０を取り付けてこの間隔を調整する。このスペーサ３０の取り付けは、これを枠壁２２ｂの内面に沿わせてこの枠壁２２ｂに設けたボルト孔３１を用いてボルトにて固着して行う。なおこのとき切断刃２５は、押し切り受け枠２４の対向間隔の中央に位置することが好ましい。

なお、上記した実施の形態では、押し切り受け枠２４の内側の枠壁にバケット３の一方の側壁２２ａを用いた例を示したが、この押し切り受け枠２４の内側の枠壁は、上記バケット３の側壁２２ａの外側に固着した別の板材にて構成するようにしてもよい。

また、上記実施の形態ではバケット２２の側壁２２ａと枠壁２２ｂとで押し切り受け枠２４を構成し、この押し切り受け枠２４にて木材２０を支持する例を示したが、切断しようとする木材２０をグラップル装置９にて強固にグラップルした場合には、この押し切り受け枠２４はバケット２２の側壁２２ａのみにて構成されるようにしてもよい。

また、図６にて示した切断刃２５は、切刃２５ａ以外の部分は同一厚さ状にして示したが、切刃以外の部分の板厚をボス部から先端にわたってテーパー状に薄くしてもよく、これにより切断刃２５の切れ味の向上が期待できる。

図８以下は、上記した実施の形態に対する異なる実施の形態を示すものである。

図８、図９に示された切断刃２５は、バスケット８の側壁２２ａの内側に配置した構成になっている。この場合、押し切り枠２４の枠壁２２ｂはバケット８の内側に設けられる。そしてこの図８、図９にて示された実施の形態では、グラップル装置９のグラップル部材１５ａ，１５ｂがバケット２２の内側に入り込むようになっている。

図１０〜図１４は本発明に用いるグラップル装置の他例を示すもので、図１０、図１１に示したグラップル装置９ａは左右のグラップル部材１５ａ，１５ｂ間を板部材３２にて閉じた構成になっている。

この実施の形態によれば、グラップル装置９ａを閉じ動作したときに、左右のグラップル１５ａ，１５ｂと共に、上記板部材３２にてもグラップルバケット装置６内の物体をカバーすることができる。また、グラップル装置９ａの内側の板部材３２上に物体をすくい入れることができる。

図１２、図１３に示したグラップル装置９ｂは、左右のグラップル部材１５ａ，１５ｂ間を格子部材３３にて閉じた構成になっている。

この実施の形態によれば、上記図１０、図１１に示したものと同様にグラップル装置９ｂ内に物体をすくい入れることができると共に、このすくい入れた物を格子部材３３にてふるい分けることができる。

上記した各実施の形態では、グラップル装置９，９ａ，９ｂの先端部はバケット８の内側に入り込む構成にしたが、図１４に示したグラップル装置９ｃは、これの先端部がバケット８の先端と一致して、この尖端がバケット８の先端に当接する形状となっている。なお、この場合のバケット８の先端部は掘削爪を用いてなく、直線状の先端縁になっている。また、この場合のグラップル装置９ｃの左右のグラップル部材１５ａ，１５ｂ間は単に空間となっているもの、あるいは板部材や格子部材で閉じるようにしたものが用いられている。

１…車体、２…ブーム、３…アーム、４，５，１０，１９…シリンダ装置、６…グラップルバケット装置、７，１３，１８…ブラケット、８…バケット、８ａ…掘削爪、９，９ａ，９ｂ，９ｃ…グラップル装置、１１…リンク機構、１２…油圧モータ、１４…回転軸、１５ａ，１５ｂ…グラップル部材、１６…連結板、１７…ストッパ、２０…木材、２１…グラップルバケット装置、２２…バケット，２２ａ…側壁、２２ｂ…枠壁、２３…切断装置、２４…押し切り受け枠、２５…切断刃、２５ａ…切刃、２６…シリンダ装置、２７…ボス部材、２８…アーム、２９…円板部材、３０…スペーサ、３１…ボルト孔、３２…板部材、３３…格子部材。

そして、グラップル装置が、バケットの開口幅と略同一間隔に離隔され、かつ先端部がバケット内に入り込むか、バケットの先端に当接するようにした２本のグラップル部材の先端部を連結部材にて連結した構成、あるいは上記先端部を連結部材にて連結したこの２本のグラップル部材間に板部材または格子部材等のカバー部材を設けた構成のいずれかの構成になっている。

上記課題を解決するために、本発明に係るグラップルバケット装置は、上下方向に回動する建設機械のアームの先端部に、上下方向に回動可能に、かつアームの延長方向の軸心に対して回転可能にして設けたバケットと、このバケットの開口面との間で木材等の被グラップル材をグラップルできるグラップル部材をバケットの開口基端部に、バケットの開口部を閉じる方向に回動可能に枢支してなるグラップル装置とを設けたグラップルバケット装置において、バケットの一方の側壁部に、上記グラップル部材にてグラップルした被グラップル材を切断する切断装置を設け、この切断装置が、バケットの側壁の外側あるいは内側の一方側に位置してバケットの開口縁から離れた位置からバケットの側壁に沿う位置にわたって側壁に沿う方向に回動し、かつバケットの開口縁側に対向する側の側縁に切刃を有してバケットの開口基端部に枢支された切断刃と、上記切断刃の回動基部に連結した油圧シリンダとからなる切断装置にて構成されている。

Claims

上下方向に回動する建設機械のアームの先端部に、上下方向に回動可能に、かつアームの延長方向の軸心に対して回転可能にして設けたバケットと、このバケットの開口面との間で木材等の被グラップル材をグラップルできるグラップル部材をバケットの開口基端部に、バケットの開口部を閉じる方向に回動可能に枢支してなるグラップル装置とを設けたグラップルバケット装置において、
バケットの一方の側壁部に、上記グラップル部材にてグラップルした被グラップル材を切断する切断装置を設け、
この切断装置が、
バケットの側壁の外側あるいは内側の一方側に位置してバケットの開口縁から離れた位置からバケットの側壁に沿う位置にわたって側壁に沿う方向に回動し、かつバケットの開口縁側に対向する側の側縁に切刃を有してバケットの開口基端部に枢支された切断刃と、バケットの背面部に設けられて上記切断刃の回動基部に設けたアームに連結した油圧シリンダとからなる切断装置にて構成されている
ことを特徴とするグラップルバケット装置。
バケットの側壁部に、切断刃が没入可能にした押し切り受け枠を設け、切断刃にて切断する被グラップル材をこの押し切り受け枠にて受けるようにしたことを特徴とする請求項１記載のグラップルバケット装置。
切断刃の切刃を、切断刃の回動中心と油圧シリンダの連結点を結ぶ線に対して切断刃の切断方向側にずれた位置に設けると共に、この切刃を切断方向への回動方向に対して後方へ円弧状に反らせたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項記載のグラップルバケット装置。
グラップル装置が、バケットの開口幅と略同一間隔に離隔され、かつ先端部がバケット内に入り込むか、バケットの先端に当接するようにした２本のグラップル部材の先端部を連結部材にて連結し、この２本のグラップル部材間に板部材または格子部材等のカバー部材を設けたことを特徴とする請求項１，２，３のいずれか１項記載のグラップルバケット装置。