JP3512338B2 - ミキシングバケット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はショベル系の土木
建設機械のアームの先端に取り付けられるミキシングバ
ケット、詳しくはパワーショベル，油圧ショベル，ショ
ベルローダなどの土木建設機械のアームの先端に連結さ
れて、例えば地盤の土質改良工事などに使用されるミキ
シングバケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば土木工事において、現場の地盤が
軟弱である場合には、土の表面にセメントや石灰を混合
して作製された固化材を散布し、これらを現場で掘削し
て撹拌した後、埋め戻すという埋め戻しの技術が開発さ
れている。これらの作業には、ショベル系の土木建設機
械が用いられる場合がある。一般的に、このような土木
建設機械には、アームの先端に、撹拌機能を備えたミキ
シングバケットが取り付けられている。従来、このミキ
シングバケットとして、例えば特公平７−１１１０６３
号公報の「混合装置付バケット」などが知られている。
この従来バケットは、アームの先端に取り付けられるバ
ケット本体と、このバケット本体内に軸支されて、しか
も回転軸の外周面に撹拌羽根が植設された撹拌体と、こ
の撹拌体を回転する駆動部とを備えている。なお、この
回転軸は、バケット本体の両側板間に横架されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術のミキシングバケットによれば、このよう
に、撹拌体の回転軸がバケット本体の両側板間に横架さ
れた横型の撹拌体である。したがって、油圧モータなど
の駆動部がバケット本体の側板から外方に突出したり、
油圧モータの出力軸と回転軸とを連結する動力伝達系
が、同じくこの側板の外方に張り出していた。その結
果、地盤の掘削時に、これらの張り出し部分が比較的大
きな掘削抵抗となって、掘削がスムーズに行えないとい
う問題点があった。なお、このことは、ショベルバケッ
トに撹拌機能を備えたショベルローダ（ホイールロー
ダ）にも言及される。そこで、油圧モータをバケット本
体内に収納したり、回転軸内に収納することが考えられ
る。しかしながら、このようにすればバケットの内容積
が小さくなる（なお、回転軸に収納した場合は、回転軸
が大径化し、内容積が小さくなる）という、別の問題が
生じることになる。

【０００４】ここでいうショベルローダとは、石炭，鉄
鉱石，土砂，アスファルト骨材，廃材などのばら物を掬
い上げて、目的地まで運ぶタイヤ走行式の車である。こ
のショベルバケットで掬い上げられたばら物は、掬い上
げられたままの状態、または、運搬時に振動が加わった
状態で目的地に運ばれる。したがって、その間、ショベ
ルバケット内のばら物は、粒子の大きさ，材質，比重な
どの差によって分離し、不均一な積み込み状態となりや
すい。そのため、例えばばら物が路盤材の場合には、運
搬された路盤材は、所定の路面上に排出されたときに不
均一となってしまう。そこで、前述したように、ショベ
ルバケットに撹拌機能を搭載すれば、運搬中、ばら物を
撹拌して均一化処理を行うことができるのである。

【０００５】また、前記特公平７−１１１０６３号公報
の混合装置付バケットの場合には、回転体の駆動源であ
る油圧モータとは別に、プーリおよびベルト、または、
スプロケットおよび無端チェーン、さらにこれらを水密
的に外方から覆うケーシングなどを具備する動力伝達系
が取り付けられる。その結果、このような撹拌装置の全
体が大型化し、重量も嵩張るという問題点があった。さ
らに、この特公平７−１１１０６３号公報の混合装置付
バケットでは、撹拌混合後の土を、掘削後の土面に、直
接、落とし込んで埋め戻すためのスリット状の排出口
が、バケット本体の底部だけにしか設けられていない。
したがって、例えばそれぞれ個別に周辺状況が異なる工
事現場にあっては、真下に混合土を落とし込むよりも、
いくらか側方に落とし込んだ方が好都合な場合もある。
このようなとき、従来技術では、対応することができな
い。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、地盤の掘削時の掘削抵抗、
または、塊粉粒体の掬い取り時の掬い取り抵抗を低減す
ることができるミキシングバケットを提供することを、
その目的としている。また、この発明は、掘削時または
掬い取り時の駆動部の損傷を防止することができ、しか
もコンパクト化が図れるミキシングバケットを提供する
ことを、その目的としている。さらに、この発明は、コ
ンパクト化および軽量化が図れるミキシングバケットを
提供することを、その目的としている。さらにまた、こ
の発明は、撹拌体による撹拌物をバケット側方に排出す
ることができるミキシングバケットを提供することを、
その目的としている。そして、この発明は、撹拌物の撹
拌効率を高めることができ、しかもバケット本体の底部
に排出口を設けた場合には、撹拌物をスムーズに排出す
ることができるミキシングバケットを提供することを、
その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、ショベル系の土木建設機械のアームの先端に取り付
けられたバケット本体と、このバケット本体の内部に軸
支された撹拌体と、この撹拌体を回転する駆動部とを備
えたミキシングバケットにおいて、上記バケット本体
は、前記アームが連結される元部板と、先部板と、元部
板と先部板とにその端同士がそれぞれ連結された一対の
側板とを有し、前記撹拌体は、前記先部板と元部板との
間に架け渡された回転軸と、この回転軸の外周面にその
放射外方に突出する撹拌羽根とを有し、前記駆動部は前
記元部板に取り付けられたミキシングバケットである。

【０００８】ショベル系の土木建設機械としては、パワ
ーショベル，油圧ショベル，ショベルローダ（ホイール
ローダ）などが挙げられる。被撹拌物としては、例えば
掘削土の他に、石炭，鉄鉱石，土砂，アスファルト骨
材，廃材などのばら物などが挙げられる。バケット本体
の構造は限定されない。例えば、バケット本体の側部お
よび／または底部に、撹拌後の撹拌物を排出する排出口
が形成されたものでもよい。また、この排出口が形成さ
れていないものでもよい。撹拌体の本数は、１本でも請
求項５のように複数本でもよい。撹拌羽根の枚数は、１
枚でも複数枚でもよい。ただし、被撹拌物を良好に撹拌
できるように、例えば５〜１０枚くらいが好ましい。駆
動部としては、例えば油圧モータ，電動モータなどが挙
げられる。また、回転軸の取り付け位置は、バケット本
体の先部と元部との間であれば、その両端部でも中央部
でもよい。

【０００９】また、請求項２に記載した発明は、前記駆
動部が、前記バケット本体の元部板と、この元部板の外
面に固着されたバケット補強枠との間に形成された内部
空間に収納された請求項１に記載のミキシングバケット
である。バケット補強枠とは、元部板の外面に固着され
て、バケット本体のアームとの取り付け部分を補強する
ための枠部材である。通常、樋状を有している。内部空
間の形状，大きさは限定されない。通常は、このバケッ
ト補強枠の形状にならったものとなる。

【００１０】さらに、請求項３に記載した発明は、前記
バケット本体の一対の側板には撹拌物を排出するための
排出口がそれぞれ設けられた請求項１または請求項２に
記載のミキシングバケット前記駆動部の出力軸を、前記
撹拌体の回転軸に直結させた請求項１または請求項２に
記載のミキシングバケットである。

【００１１】さらにまた、請求項４に記載した発明は、
前記バケット本体の側板、または、該バケット本体の側
板および底部に、撹拌後の撹拌物を排出する排出口を設
けた請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の
ミキシングバケットである。この排出口の形状，大き
さ，個数などは限定されない。例えば、スリット状，格
子状，丸穴状，楕円穴状でもよい。

【００１２】そして、請求項５に記載した発明は、前記
バケット本体内に、２本の撹拌体が、互いに所定間隔を
あけて並設された請求項１〜請求項４のうちのいずれか
１項に記載のミキシングバケットである。撹拌体を回転
させる駆動部は、撹拌体に対応して複数台でもよいし、
一括して駆動させる１台でもよい。それぞれの撹拌体の
回転方向は任意の方向でよい。ただし、隣接するものど
うしを、互いに内回転（バケット底部の中央側への回
転）させれば、バケット本体の底部に排出口を設けた場
合に、この排出口から撹拌後の撹拌物を排出することが
できる。また、これとは回転方向が反対の外回転をさせ
れば、バケット本体の両側部および底部に排出口を設け
た場合において、これらの排出口を通して、その３方向
からほぼ均等に撹拌物を排出することができる。

【００１３】

【作用】この発明によれば、駆動部により、バケット本
体の先部板と元部板との間に架けわたされた回転軸を回
転すると、撹拌羽根が回転する。その結果、バケット本
体内の被撹拌物が撹拌される。この際、この発明の撹拌
体は、従来のバケット本体の両側板間に横架された横型
に対して、略９０度だけ位相された縦型となっている
（以下、この状態を縦型とする）。しかも、このように
縦型としたことで、従来バケットのように、撹拌体の駆
動部を、例えば側板の外面に沿わせる大がかりな動力伝
達系を配さなくても、単純にバケット本体の元部板に取
り付けることができる。これにより、地盤の掘削時の掘
削抵抗、または、塊粉粒体の掬い取り時の掬い取り抵抗
を低減させることができる。

【００１４】特に、請求項２に記載の発明によれば、駆
動部が、バケット本体の元部板と、バケット補強枠との
間の内部空間に収納されているので、掘削時または掬い
取り時の駆動部の損傷を防止することができ、しかもミ
キシングバケットのコンパクト化が図れる。

【００１５】また、請求項３に記載の発明によると、撹
拌体により撹拌された撹拌物は、バケット本体の側板の
排出口からバケット外に排出される。この結果、現場の
状況に合わせて、撹拌体による撹拌物をバケット側方に
排出することができる。

【００１６】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
撹拌体により撹拌された撹拌物は、バケット本体の底部
の排出口からもバケット外に排出される。この結果、現
場の状況に合わせて、撹拌体による撹拌物をバケット外
に排出することができる。

【００１７】さらにまた、請求項５に記載の発明によれ
ば、２本の撹拌体を回転して被撹拌物を撹拌する。撹拌
体が２本配設されているので、撹拌物の撹拌効率を高め
ることができる。しかも、これを請求項４に適用した場
合には、撹拌された撹拌物は、バケット本体の側部、ま
たは、この側部および底部の排出口からバケットの外に
排出される。例えば、隣接した撹拌体どうしを互いに内
回転させると、撹拌物をバケット本体の中央側に集め
て、バケット底部の排出口から円滑に排出することがで
きる。また、外回転させると、バケット本体の両側部、
底部の３方向からほぼ均等に撹拌物を排出することがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例に係るミ
キシングバケットを説明する。まず、第１実施例のミキ
シングバケットを説明する。図１は、この発明の第１実
施例に係るミキシングバケットの正面図である。図２
は、この発明の第１実施例に係るミキシングバケットが
適用された油圧ショベルの斜視図である。図３は、この
発明の第１実施例に係るミキシングバケットの側面図で
ある。

【００１９】図２において、１０はこの発明の第１実施
例に係るミキシングバケットであり、このミキシングバ
ケット１０は、油圧ショベル１１のブーム１２の先端部
に軸支されたアーム１３の先端に取り付けられている。
１６は油圧ショベル１１の走行装置、１７は旋回体、１
８は旋回体１７に取り付けられて、ロッド１８ａの出し
入れによりブーム１２を回動させる第１の油圧シリン
ダ、１９はブーム１２に取り付けられて、ロッド１９ａ
の出し入れによりアーム１３を回動させる第２の油圧シ
リンダ、２０はアーム１３に取り付けられて、ロッド２
０ａの出し入れによりミキシングバケット１０を回動操
作する第３の油圧シリンダである。以下、このミキシン
グバケット１０の構造を詳細に説明する。

【００２０】図２，図３に示すように、ミキシングバケ
ット１０は、主に、各２個の軸受２１を有する２枚のブ
ラケット２２を介して、アーム１３の先端に軸着される
バケット本体２３と、このバケット本体２３内に軸支さ
れた撹拌体２６と、この撹拌体２６を回転する駆動部の
一例である油圧モータ２７とを備えている。バケット本
体２３は、主に、互いに所定間隔だけ離間した一対の側
板３０と、両側板３０の端どうしを連結する先部板２８
および元部板２９と、このバケット本体２３の底部であ
って、撹拌後の撹拌物を排出する排出口３１とから構成
されている。先部板２８の一端部には、５本の爪２８ａ
が一定ピッチで突設されている。元部板２９には、前記
一対のブラケット２２が互いに所定間隔をあけて突設さ
れている。

【００２１】両側板３０の先端部の外面には、掘削され
た土をバケット内に導くガイド板３０ａが突設されてい
る。また、元部板２９の外面には、この元部板２９と同
じ長さで、しかも図３において下向き樋状のバケット補
強枠３２が固着されている。その結果、この元部板２９
とバケット補強枠３２との間には、横長な内部空間Ｓが
形成されている。油圧モータ２７は、この内部空間Ｓの
中間部に立設されている。なお、排出口３１は、縦枠３
３および横枠３４を格子状に組んで形成された排出口で
ある。前記撹拌体２６は、回転軸２４と、この回転軸２
４の外周面に、互いに１８０度配置された４組（計８
枚）の撹拌羽根２５とを有している。この回転軸２４は
中空軸であり、先部板２８と、元部板２９との間に、そ
れぞれ軸受支持ブラケット３５を取り付け台とした一対
の軸受３６を介して、縦型に架けわたされている。ま
た、この回転軸２４の一端と、油圧モータ２７の出力軸
の先端とが、カップリング３７を介して直結されてい
る。そして、これらの撹拌羽根２５は、回転軸２４の軸
線方向に位置をかえて全周に均等になるように植設され
ている。

【００２２】次に、このミキシングバケット１０を適用
した油圧ショベル１１による現場の地盤の土質改良工事
を説明する。図２に示すように、予め土質改良工事が行
われる地盤上に、所定量の固化材を散布しておく。ま
た、油圧モータ２７により撹拌体２６を所定方向に、例
えば３０〜１８０ｒｐｍの回転速度で回転させる。次
に、油圧ショベル１１を走行装置１６によりこの現場ま
で移動し、その後、旋回体１７を水平旋回させたり、ブ
ーム１２およびアーム１３を回動させたりすることで、
アーム１３の先端にリンク連結されたミキシングバケッ
ト１０により地盤を掘削する。掘削された土およびその
固化材は、回転中の撹拌体２６の各撹拌羽根２５により
撹拌される。そして、その撹拌物が、バケット本体２３
の底部の格子状の排出口３１から排出され、そのまま改
質土として、地盤上に落下して戻される。

【００２３】このように、撹拌体２６を、従来の横型の
撹拌体とは異なる縦型にしたので、例えば側板３０の外
面に図外の動力伝達系を沿わせなくても、撹拌体２６の
油圧モータ２７を、単にバケット本体２３の元部に取り
付けできる。よって、突出した動力伝達系を原因として
掘削時にかかっていた掘削抵抗の一部がなくなる。ま
た、油圧モータ２７が内部空間Ｓに収納されたので、掘
削時の油圧モータ２７の損傷を防ぐことができる。しか
も、ミキシングバケット１０のコンパクト化も図ること
ができる。さらに、油圧モータ２７の出力軸を回転軸２
４に直結させたので、ミキシングバケット１０がさらに
コンパクトになる。しかも、これと同時に軽量化および
低コスト化を図ることができる。

【００２４】次に、図４および図５に基づいて、この発
明の第２実施例に係るミキシングバケットを説明する。
図４は、この発明の第２実施例に係るミキシングバケッ
トの正面図である。図５は、この発明の第２実施例に係
るミキシングバケットの側面図である。図４，図５に示
すように、この第２実施例のミキシングバケット４０
は、バケット本体２３の底部に形成された排出口３１だ
けでなく、側板３０Ａにも、撹拌後の撹拌物（改質土）
を排出する５つの排出口３１Ａを形成させたものであ
る。これらの排出口３１Ａは、左右の側板３０Ａに、そ
れぞれサイコロの５つ目状に切欠形成されている。

【００２５】このように構成することで、撹拌物は、底
部の排出口３１と、撹拌体２６の回転方向の側にある側
板３０Ａの排出口３１Ａとから排出される。したがっ
て、現場の状況に合わせて、撹拌物をバケット本体２３
の任意の側方に排出することができる。なお、排出口３
１を封止板などによって塞げば、この側方からだけで撹
拌物を排出することもできる。その他の構成，作用およ
び効果は、第１実施例と同様であるので説明を省略す
る。

【００２６】次に、図６に基づいて、この発明の第３実
施例に係るミキシングバケットを説明する。図６は、こ
の発明の第３実施例に係るミキシングバケットの正面図
である。図６に示すように、この第３実施例のミキシン
グバケット５０は、第２実施例のバケット本体を横長に
したバケット本体２３Ａを用い、これに２本の撹拌体２
６Ａ，２６Ｂを、互いに所定間隔をあけて縦型に並設さ
せた例である。このように構成することで、撹拌物の撹
拌効率を高めることができる。しかも、例えば両撹拌体
２６Ａ，２６Ｂを互いに内回転させることで、撹拌物を
バケット本体２３Ａの中央側に集めて、底部の排出口３
１から円滑に排出することができる。すなわち、選択に
より、両側板３０Ａの排出口３１Ａからの排出量を抑え
ることができる。これとは反対に、撹拌体２６Ａ，２６
Ｂの回転方向を外側に向ければ、排出口３１，３１Ａを
通して、３方向からほぼ均等に撹拌物を排出することが
できる。これにより、現場の広い範囲に撹拌物を散布し
て、戻すことができる。その他の構成，作用および効果
は、第２実施例と同様であるので説明を省略する。

【００２７】

【発明の効果】この発明によれば、このように撹拌体の
回転軸を、バケット本体の先部板と、アームが連結され
る元部板との間に架けわたし、この元部板に駆動部を取
り付けるようにしたので、地盤の掘削時の掘削抵抗、ま
たは、塊粉粒体の掬い取り時の掬い取り抵抗を低減する
ことができる。

【００２８】特に、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１の効果に加えて、駆動部を、バケット本体の元部
板と、バケット補強枠との間の内部空間に収納するよう
にしたので、掘削時または掬い取り時の駆動部の損傷を
防止することができ、しかもミキシングバケットのコン
パクト化を図ることができる。

【００２９】また、請求項３に記載の発明によれば、請
求項１または請求項２の効果に加えて、バケット本体の
側板に、撹拌後の撹拌物を排出する排出口を形成したの
で、撹拌体による撹拌物をバケット側方に排出すること
ができる。

【００３０】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
請求項１〜請求項３のうち、何れか１項の効果に加え
て、バケット本体の底部に、撹拌後の撹拌物を排出する
排出口を形成したので、撹拌体による撹拌物をバケット
外に排出することができる。

【００３１】さらにまた、請求項５に記載の発明によれ
ば、請求項１〜請求項４のうち、何れか１項の効果に加
えて、バケット本体内に、２本の撹拌体を、互いに所定
間隔をあけて並設するようにしたので、撹拌物の撹拌効
率を高めることができる。しかも、この発明を請求項４
に適用した場合には、隣接する撹拌体を内回転させるこ
とにより、バケット本体の底部の排出口から撹拌物をス
ムーズに排出することができる。また、これとは反対に
隣接の撹拌体を互いに外側に回転することで、バケット
本体の両側板および底部に設けられた排出口を通して、
その３方向からほぼ均等に撹拌物を排出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係るミキシングバケッ
トの正面図である。

【図２】この発明の第１実施例に係るミキシングバケッ
トが適用された油圧ショベルの斜視図である。

【図３】この発明の第１実施例に係るミキシングバケッ
トの側面図である。

【図４】この発明の第２実施例に係るミキシングバケッ
トの正面図である。

【図５】この発明の第２実施例に係るミキシングバケッ
トの側面図である。

【図６】この発明の第３実施例に係るミキシングバケッ
トの正面図である。

【符号の説明】

１０，４０，５０ ミキシングバケット、 １１ 油圧ショベル（ショベル系の土木建設機械）、 １３ アーム、 ２３，２３Ａ バケット本体、 ２４ 回転軸、 ２５ 撹拌羽根、 ２６ 撹拌体、 ２７ 油圧モータ（駆動部）、 ２８ 先部板（先部）、 ２９ 元部板（元部）、 ３０，３０Ａ 側板（側部）、 ３１，３１Ａ 排出口、 ３２ バケット補強枠、 Ｓ 内部空間。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ショベル系の土木建設機械のアームの先
   端に取り付けられたバケット本体と、 このバケット本体の内部に軸支された撹拌体と、 この撹拌体を回転する駆動部とを備えたミキシングバケ
   ットにおいて、 上記バケット本体は、前記アームが連結される元部板
   と、先部板と、元部板と先部板とにその端同士がそれぞ
   れ連結された一対の側板とを有し、 前記撹拌体は、前記先部板と元部板との間に架け渡され
   た回転軸と、この回転軸の外周面にその放射外方に突出
   する撹拌羽根とを有し、 前記駆動部は前記元部板に取り付けられたミキシングバ
   ケット。
2. 【請求項２】 前記駆動部が、前記バケット本体の元部
   板と、この元部板の外面に固着されたバケット補強枠と
   の間に形成された内部空間に収納された請求項１に記載
   のミキシングバケット。
3. 【請求項３】 前記バケット本体の一対の側板には撹拌
   物を排出するための排出口がそれぞれ設けられた請求項
   １または請求項２に記載のミキシングバケット。
4. 【請求項４】 前記バケット本体の底部に、撹拌後の撹
   拌物を排出する排出口を設けた請求項１〜請求項３のう
   ちのいずれか１項に記載のミキシングバケット。
5. 【請求項５】 前記バケット本体内に、２本の撹拌体
   が、互いに所定間隔をあけて並設された請求項１〜請求
   項４のうちのいずれか１項に記載のミキシングバケッ
   ト。