JP2014025249A - 掘削バケット - Google Patents

Abstract

【課題】土離れが悪い付着土砂を確実に落下排出させることができること、土砂が付着し易いバケットの底板と両側板との連設コーナー部分の付着土砂を良好に落下排出させることができること、構造がシンプル、低コストにて製作提供することができること。
【解決手段】掘削バケットＡは、両側板３を有するバケット本体１と、バケットアームＢに揺動自在に取り付けられるとともにバケット本体１を回動自在に連結支持するバケット底板２とを備え、両側板３とバケット底板２とが合体・分離可能に構成され、土砂Ｍの掘削・移送時には両側板３がバケット底板２と合体してバケット底板２とともに揺動自在と成し、土砂Ｍの排出時にはバケット本体１が自重によって回動して、両側板３がバケット底板２から分離する。
【選択図】図６

Description

本発明は、パワーシャベルなどのシャベル系掘削機のバケットアームに上下揺動自在に取り付けられて使用される掘削バケットに関する。

掘削バケットでの作業は、土砂を掘削してバケット内に収容し、バケット内に掘削収容した土砂を排出場所に移送（運搬）して排出する作業が行われる。この際に、作業の能率を高めるためには、バケット内面に土砂が付着するのを抑止することが必要になる。
しかし、粘着性が高い例えば、粘土質の土砂などでは、バケット内面に土砂が付着し易く、バケットから排出され難くなるので、良好な作業性を得ることができなくなる。具体的には、掘削したバケット内の収容土砂を、例えば、残土置き場やトラック荷台上に移送して落下排出するときに、バケットを収容土砂の移送姿勢から排出姿勢に揺動反転させてもバケット内の収容土砂が速やかに落下排出されずに、一部がバケットの内底部などに付着して残り、また、継続する掘削作業によって付着土砂は徐々に堆積してバケット内に土詰まりを引き起こす。このような土詰まりを起こすと、バケット内の土砂の収容量（掬い上げ容量）が実質的に減少して作業能率が低下する原因になる。

土砂の付着、土詰まりは、バケット内底部の両側コーナー（底板と両側板との連設コーナー）部分において起こり易い。また、ガス管などの配管部材を地中に敷設（埋設）する配管工事などのように、配管部材の敷設作業に必要な狭い溝を掘削する掘削バケットの場合は、バケットの幅が狭いことから、土砂が付着し易く、土離れがさらに悪くなり、土詰まりを起こし易くなる。

下記特許文献１〜特許文献３には、掘削作業などを継続しながら付着土砂をバケット内から排出除去する手段を備えた掘削バケットが記載されている。特許文献１に記載の掘削バケットは、土砂を掘削、移送（運搬）、排出する際のバケットの揺動変位によって慣性移動する可動板（除去手段）をバケットの底板（底辺）側に設けている。これによると、バケットの一連の揺動動作によって可動板が慣性移動することによって付着土砂をバケット内から排出除去することができる。

実用新案登録第３０２５７４２号公報（段落番号０００６、０００８、０００９、および図４、図５など参照） 実開平０７−３８３２号公報（段落番号０００７〜０００９、および図９〜図１１など参照） 特開平０９−２９６４７６号公報（段落番号０００９、００１１〜００１３、および図３、図４など参照）

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、バケットの前記揺動動作に伴う可動板の慣性移動量が構造上僅かなものであるため、土離れが悪い付着土砂によっては落下排出させることができない場合がある。特に、土砂が付着し易いバケットの底板と両側板との連設コーナー部分の付着土砂を完全に落下排出させることができない問題がある。

また、特許文献２に記載の従来技術では、両側板の開口縁側中間部の支軸を支点にバケット内面に沿って移動する付着土砂分離装置が枠状に連結された構造であるため、付着土砂をバケット内面から掻き取り分離するときに繰り返し受ける荷重によって損傷し易い問題がある。また、付着土砂分離装置は、支軸を支点にしてバケットの前後方向に回動する動きによってバケット底部から付着土砂を掻き取り排出するように構成されているので、支軸を中心に描かれる円弧状の底部を有する限られたバケットのみにしか適用できない問題がある。

特許文献３に記載の従来技術では、圧縮空気をバケット内に噴出させるための複雑な装置がバケット側と掘削機側に必要になることから、コスト高になる。また、複雑な装置ゆえに故障なども発生し易く、その保守などの対応に時間と労力がかかる問題が生じる。

本発明は、このような事情に対処するために創案されたものである。すなわち、土離れの悪い付着土砂を確実に落下排出させることができること、土砂が付着し易いバケットの底板と両側板との連設コーナー部分の付着土砂を良好に落下排出させることができること、構造がシンプル、低コストにて製作提供することができること、保守点検が容易で故障の発生が少ないこと、などが本発明の課題である。

前記課題を解決するために、本発明に係る掘削バケットは少なくとも以下の構成を具備している。
すなわち、本発明の掘削バケットは、両側板を有するバケット本体と、バケットアームに揺動自在に取り付けられるとともに、前記バケット本体を回動自在に連結支持するバケット底板とを備え、前記両側板と前記バケット底板とが合体・分離可能に構成され、被掘削物の掘削・移送時には前記バケット本体の両側板が前記バケット底板と合体して該バケット底板とともに揺動自在と成し、被掘削物の排出時には前記バケット本体が自重によって回動することで前記バケット底板から前記両側板が分離するように構成されていることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明の掘削バケットによれば、以下の作用効果が得られる。
被掘削物である例えば、土砂を掘削、そして残土置き場などに移送するときにはバケット本体がバケット底板と合体して通常のバケット形態としてそれらの作業を遂行させることができ、土砂を排出するときにはバケットを揺動反転させることで、両側板を有するバケット本体が自重によってバケット底板から回動してバケット底板と両側板が分離する。これによって、土砂が付着し易いバケット底板と両側板との連設コーナー部分が完全に分離されることになり、当該連設コーナー部分の付着土砂が分離されるようにバケット内面から剥離落下して排出される。このように、バケット底板と両側板の連結コーナー部分の付着土砂を剥離落下させることで、バケット内に収容した土砂全体を確実に落下排出させることが可能になる。バケット内から土砂が確実に落下排出されることで、常に土砂をバケットの容量一杯まで収容させることができ、作業能率のよい掘削作業を継続させることができる。

また、両側板とバケット底板との分離をバケット本体の自重による回動によって行うので、単純な構造でありながら確実な回動分離動作を得ることができ、低コストにて製作提供することができると共に、保守点検が容易で故障の発生も起こりにくい。

本発明の実施形態に係る掘削バケットを示し、（ａ）は、縦断側面図であり、（ｂ）は、バケット開口部側から見たときの正面図であり、（ｃ）は、（ａ）のｃ−ｃ拡大断面図である。 同掘削バケットを構成するバケット本体を示し、（ａ）は、縦断側面図であり、（ｂ）は、バケット開口部側から見たときの正面図である。 同掘削バケットを構成するバケット底板を示し、（ａ）は、縦断側面図であり、（ｂ）は、バケット開口部側から見たときの正面図である。 土砂を掘削中のときの掘削バケットの揺動状態を示す作動説明図である。 掘削した土砂を残土置き場などへ移送するときの掘削バケットの揺動状態を示す作動説明図である。 バケット内の土砂を残土置き場などへ排出するときの掘削バケットの揺動状態を示す作動説明図で、バケット本体が自重によりバケット底板から分離回動した状態を示す。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る掘削バケットを示す縦断側面図およびバケットの開口部側から見たときの正面図である。

掘削バケットＡは、周知のように、バケットアームＢの先端にピン結合により上下揺動自在に取り付けられるとともに、２つのバケットリンクＣを介してピン結合されるバケットシリンダＤの伸縮動作によって上下に揺動変位するようになっている。つまり、掘削バケットＡは、土砂Ｍを掘削し、掘削した土砂Ｍを残土置き場やトラック荷台などに移送（運搬）し、土砂Ｍを残土置き場やトラック荷台などに排出落下させるなどのこれら一連の掘削処理を行うことができるようになっている。この掘削バケットＡは、図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、バケット本体１とバケット底板２とから構成され、これらがヒンジ構造によって合体・分離可能に構成されている。

図２は、バケット本体を示す縦断側面図およびバケット開口部側から見たときの正面図である。バケット本体１は、左右両方に側板３を備え、この両側板３の前側（掘削側）に爪取付け部材４を一体に取り付けることにより剛性を備えるように構成されている。爪取付け部材４には複数の掘削爪５が一体または取り替え可能に取り付けられる。また、バケット本体１は、両側板３の後側上端に、バケット底板２の後記する枢支部８に横軸６を介して軸支させるための両枢支部７を備えている。

図３は、バケット底板を示す縦断側面図およびバケットの開口部側から見たときの正面図である。バケット底板２は、バケットアームＢの先端にピン結合により上下揺動自在に取り付けられるとともにバケット本体１を回動自在に連結支持する。このバケット底板２は、バケット本体１の両側板３間に相当するバケット幅にて当該両側板３の湾曲縁辺部３ａに沿う湾曲形状に形成されている。そして、後側上辺部に、バケット本体１の両枢支部７間に位置して該両枢支部７を横軸６により軸支するための枢支部８を備えている。これにより、バケット底板２は、バケット本体１を回動自在に連結支持するように形成されている。

また、バケット底板２は、バケット本体１が合体するときに、バケット本体１の両側板３の湾曲縁辺部３ａを受止め支持する合体支持部９を備えている。この合体支持部９は、バケット本体１の両側板３の湾曲縁辺部３ａを受止め支持すると同時に、該湾曲縁辺部３ａを外側から覆うようにバケット底板２の幅方向両側辺縁から折り曲げ加工や溶接などによって一体に立ち上げ備えられている（図１（ｃ）参照）。これにより、バケット本体１がバケット底板２に対して、掘削中に土砂Ｍの土圧などによって両側板３が外側に広がることなどがない剛体状態にて合体されるようになっている。

また、バケット底板２は、バケットアームＢの先端にピン結合により上下揺動自在に取り付け支持させるための両取付けブラケット１０を備えている。これにより、バケット底板２は、バケットアームＢの先端にピン結合により上下揺動自在に取り付けられるとともに、２つのバケットリンクＣを介してピン結合により連結されるバケットシリンダＤの伸縮動作によって上下に揺動変位する。

本実施例では、バケット本体１がバケット底板２と合体するときに、バケット底板２の前辺縁部が裏面同一面状に突き当たる合体衝合部１１をバケット本体１の爪取付け部材４に備えている。合体衝合部１１は、土砂Ｍを掘削するときに、バケット底板２の前辺縁部２ａが掘削抵抗（掘削障害）とならないように、当該前辺縁部２ａを爪取付け部材４の裏面と同一面状か、裏面よりも僅かに内側に沈み込む程度で突き当たる段差（深さ）にて爪取付け部材４の裏面長さ方向（バケット幅方向）にわたり形成されている。これにより、図１の（ａ）および後記の図４に示すように、バケット底板２とバケット本体１とが合体して通常のバケット形態として土砂Ｍを掘削するとき、バケット本体１側の爪取付け部材４とバケット底板２との裏面間は段差などがない裏面同一面状にて合体させることができる。つまり、バケット底板２に掘削負荷が掛らない通常のバケットと同様に円滑な掘削作業を遂行させることができる。

つぎに、以上のように構成されている本実施形態に係る掘削バケットＡについて簡単に説明する。図４〜６図は、土砂を掘削してから残土置き場などへ土砂を排出するまでの掘削バケットの一連の揺動動作を示す作動説明図である。

図４および図５に示すように、土砂Ｍの掘削中、掘削した土砂Ｍを残土置き場などへ移送（運搬）するとき、バケット本体１はバケットシリンダＤの伸縮動作によりバケットアームＢとのピン結合部を支点にして揺動変位（駆動変位）するバケット底板２に合体してバケット底板２の動きに連動する通常のバケット形態として土砂Ｍの掘削と移送が行われる。

そして、残土置き場などに移送してバケット内の土砂Ｍを排出するとき、バケットシリンダＤの縮小動作により揺動反転すると、図６に示すように、バケット底板２のみが揺動反転され、バケット底板２に回動自在に取り付けられたバケット本体１は自重によってバケット底板２から垂れ下がるように分離回動する。つまり、土砂が付着し易いバケット底板２とバケット本体１の両側板３との連設コーナー部分が完全に分離され、当該連設コーナー部分の付着土砂が分離されるようにバケット内面から剥離されて落下排出される。

以上説明したように本実施形態に係る掘削バケットＡによれば、土砂Ｍを掘削、そして残土置き場などに移送するときにはバケット本体１がバケット底板２と合体して通常のバケット形態としてそれらの作業を遂行させることができる。そして、土砂Ｍを排出するとき、両側板３を有するバケット本体１が自重によってバケット底板２から分離回動されるバケット本体１の動きにより、付着土砂がバケット内面から確実に剥離されて落下排出される。これにより、付着による土詰まりを起こすことなく、常にバケットの容量一杯まで掘削土砂を収容させることができて作業能率のよい掘削作業を継続させることができる。

以上、本発明の実施形態の具体例を詳細に説明したが、前記詳述の実施形態は例示にすぎなく、特許請求の範囲に記載の本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更などしたものであっても本発明の実施形態に含まれる。例えば、バケット本体１の枢支部７と横軸６との間などにバネ材を取り付けて、バケット本体１をバケット底板２との合体方向に常時付勢するように構成することができる。この場合、バネ材の弾発力はバケット本体１の自重よりもやや低めに設定することが好ましい。つまり、図６に示す土砂Ｍの排出時に、バケット本体１が自重によって、バケット底板２から真下に垂れ下がるまで分離回動しなくとも、両側板３の湾曲縁辺部３ａがバケット底板２の合体支持部９から分離する程度まで分離回動するようにする。また、このとき、バケットアームＢを上下に揺らすなどによって、バケット本体１は、バネ材に抗してバケット底板２から分離回動する。

Ａ：掘削バケット １：バケット本体 ２：バケット底板 ２ａ：前辺縁部
３：側板 ３ａ：湾曲縁辺部 ４：爪取付け部材 ５：掘削爪 ９：合体支持部
１１：合体衝合部 Ｂ：バケットアーム Ｃ：バケットリンク
Ｄ：バケットシリンダ Ｍ：土砂（被掘削物）

Claims (3)

1. 両側板を有するバケット本体と、
   バケットアームに揺動自在に取り付けられるとともに、前記バケット本体を回動自在に連結支持するバケット底板とを備え、
   前記両側板と前記バケット底板とが合体・分離可能に構成され、
   被掘削物の掘削・移送時には前記バケット本体の両側板が前記バケット底板と合体して該バケット底板とともに揺動自在と成し、被掘削物の排出時には前記バケット本体が自重によって回動することで前記バケット底板から前記両側板が分離するように構成されていることを特徴とする掘削バケット。
2. 前記バケット底板は、被掘削物の掘削・移送時に前記両側板の湾曲縁辺部を受け止め支持する合体支持部を幅方向両辺に備えていることを特徴とする請求項１に記載の掘削バケット。
3. 前記バケット本体は、前記両側板間に備えた爪取付け部材に、前記バケット底板と合体するときに、該バケット底板の前辺縁部が裏面同一面状に突き当たる合体衝合部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の掘削バケット。

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