JP4563873B2 - クラムシェルバケット - Google Patents

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Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の作業装置に用いられ、貨物船、トラック等に積込まれた土砂、スクラップ、木材チップ等の掘削物を運搬するのに好適に用いられるクラムシェルバケットに関する。
一般に、貨物船の船倉、トラックの荷台等に積込まれた土砂、スクラップ、木材チップ等の掘削物を運搬するときには、油圧ショベル等の作業装置に搭載されたクラムシェルバケットが好適に用いられる。
このクラムシェルバケットは、支持ピンを用いて回動可能に支持され、互いに対向する開口部の下端側にカッティングエッジが設けられた一対のシェルと、該一対のシェルを互いに離間する開位置と接近する閉位置との間で開,閉するアクチュエータとを備え、一対のシェルをアクチュエータによって開位置から閉位置へと回動させることにより、各シェル間に掘削物を収容する構成となっている(例えば、特許文献1参照)。
特開平7−158103号公報
この場合、各シェルの開口部の下端側に設けられたカッティングエッジの下側面には、それぞれ複数の爪部材が設けられており、各シェルを開位置として上方から掘削物に当接させたときには、各爪部材が掘削物に食込むようになっている。これにより、各シェルを閉位置としたときには、爪部材によって掘削物を掘削することができ、大量の掘削物を各シェル間に収容することができる構成となっている。
しかし、上述した従来技術によるクラムシェルバケットにおいては、各シェルを構成するカッティングエッジの下側面に爪部材が設けられ、該爪部材の先端部はカッティングエッジの先端部から突出する構成となっている。従って、従来技術によるクラムシェルバケットは、各シェルを開位置とした状態においても、閉位置とした状態においても、常に爪部材がシェルの下端側から下向きに突出するようになる。
このため、例えば貨物船の船倉、トラックの荷台等に積込まれた掘削物を掘削すべく、一対のシェルを開位置から閉位置へと回動させるときに、シェルの下端側から突出した爪部材が船倉や荷台に衝合し、これらを損傷させてしまうという問題がある。
また、例えば船倉の底面、トラックの荷台等に残留した少量の掘削物を掬い上げる場合には、開位置とした各シェルのカッティングエッジよりも先に、爪部材の先端部が船倉の底面、荷台に衝合してしまい、これらを損傷させてしまうという問題がある。
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、貨物船の船倉、トラックの荷台等に積込まれた掘削物を、これら船倉、荷台等を傷付けることなく掘削して運搬することができるようにしたクラムシェルバケットを提供することを目的としている。
上述した課題を解決するため本発明は、支持ピンを用いて回動可能に支持され互いに対向する開口部の下端側にカッティングエッジが設けられた一対のシェルと、該一対のシェルが互いに離間する開位置と該一対のシェル間に掘削物を収容する閉位置との間で該各シェルを開,閉するアクチュエータとを備えてなるクラムシェルバケットに適用される。
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、一対のシェルを構成する一方のカッティングエッジには、掘削物を収容する収容空間側となる上側面に掘削物を掘削する複数の爪部材を設けると共に、他方のカッティングエッジの上側面には、前記一対のシェルが閉位置となったときに前記一方のカッティングエッジに設けられた前記各爪部材と左,右方向で交互に並ぶ位置に複数の爪部材を設け、前記一方のカッティングエッジと他方のカッティングエッジとに設けられた各爪部材の先端部下面側は、前記カッティングエッジの先端部から突出し斜め上向きに傾斜した傾斜面を有し、前記一対のシェルが閉位置となったときには、前記各爪部材の下面側が前記カッティングエッジの上面側で交互に並んで前記収容空間を形成し、前記一対のシェルが開位置となり一定の距離をもって離間したときには、前記各爪部材の下面側が前記カッティングエッジの先端部と同一平面上に並ぶ構成としたことにある。
請求項2の発明によると、爪部材は角柱材を用いて先端部が楔状をなすように形成する構成としている。
請求項1の発明によれば、一対のシェルのカッティングエッジのうち、掘削物を収容する収容空間側となる上側面に複数の爪部材を設け、前記一対のシェルが閉位置となったときには、各爪部材の下面側が前記カッティングエッジの上面側で交互に並んで前記収容空間を形成し、前記各爪部材の先端部下面側は、前記一対のシェルが開位置となり一定の距離をもって離間したときに前記カッティングエッジの先端部と同一平面上に並ぶように、前記カッティングエッジの先端部から突出し斜め上向きに傾斜した傾斜面を有する構成としている。これにより、各シェルを閉位置としたときに、カッティングエッジの下側面に爪部材が突出することがなく、各爪部材の下面側が前記カッティングエッジの上面側で交互に並んで前記収容空間を形成することができる。このため、例えば貨物船の船倉、トラックの荷台等に積込まれた掘削物を掘削すべく、各シェルを開位置から閉位置へと回動させたとしても、各爪部材の先端部が船倉や荷台に衝合するのを確実に防止することができる。これにより、これら貨物船の船倉、トラックの荷台等を傷付けることなく、クラムシェルバケットを用いて安全に運搬作業を行うことができる。
また、各シェルを構成するカッティングエッジの先端部から爪部材の先端部が突出することにより、各シェルを開位置として掘削物に当接させたときに、爪部材の先端部を掘削物に食込ませることができる。これにより、各シェルが開位置から閉位置に回動する間に、積上げられた掘削物を爪部材によって掘削しつつカッティングエッジによって掬い上げることができ、大量の掘削物を各シェルの収容空間内に収容して運搬することができる。
しかも、各爪部材の先端部下面側は、一対のシェルが一定の距離をもって離間したときに、カッティングエッジの先端部と同一平面上に並ぶように、斜め上向きに傾斜した傾斜面を有しているので、例えば船倉の底面、トラックの荷台等に残留した少量の掘削物を掬い上げる場合に、各シェルを一定の距離をもって離間させることにより、カッティングエッジの先端部と爪部材の先端部とを一緒に船倉の底面、荷台等に当接させることができる。これにより、爪部材の先端部によって船倉の底面、荷台等が損傷するのを抑えることができ、各シェルを閉位置に移動させることにより、カッティングエッジによって掘削物を掬い上げることができる。
以下、本発明に係るクラムシェルバケットの実施の形態について、油圧ショベルの作業装置に用いた場合を例に挙げ、図1ないし図8を参照しつつ詳細に説明する。
図中、1は油圧ショベルで、この油圧ショベル1は、自走可能なクローラ式の下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回可能に搭載された上部旋回体3と、該上部旋回体3の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置4とにより大略構成されている。
そして、作業装置4は、後述のブーム5、伸縮アーム8、クラムシェルバケット11等により構成され、例えば貨物船の船倉21内に積込まれた土砂、スクラップ等の掘削物22を掘削して陸揚げ(運搬)する作業を行うものである。
5は上部旋回体3の前部側に設けられたブームで、該ブーム5は全体として略く字状に形成されている。そして、ブーム5の基端側は上部旋回体3に俯仰動可能に取付けられ、ブーム5の先端側には後述する伸縮アーム8が取付けられている。また、上部旋回体3とブーム5との間には、上部旋回体3に対してブーム5を俯仰動させるブームシリンダ6が設けられ、ブーム5と伸縮アーム8との間には、ブーム5の先端側で伸縮アーム8を回動させるアームシリンダ7が設けられている。
8はブーム5の先端側に設けられた伸縮アームで、該伸縮アーム8は、最も外側に位置する角筒状の外側アーム8Aと、該外側アーム8A内に長さ方向に移動可能に収容された角筒状の中間アーム8Bと、該中間アーム8B内に長さ方向に移動可能に収容された角筒状の内側アーム8Cとを備えた3段式の伸縮アームとして構成されている。ここで、外側アーム8Aの長さ方向の中間部位にはブラケット8Dが固定され、該ブラケット8Dには、ブーム5の先端部が回動可能に取付けられると共に、アームシリンダ7の先端部が回動可能に取付けられている。
そして、伸縮アーム8は、その内部に設けられた伸縮機構(図示せず)によって長さ方向(上,下方向)に伸縮することにより、その全長が変化するものである。また、中間アーム8Bから突出した内側アーム8Cの先端側(下端側)には、後述のクラムシェルバケット11が取付けられる構成となっている。
11は伸縮アーム8を構成する内側アーム8Cの先端側に取付けられたシェルプッシュ式のクラムシェルバケットで、該クラムシェルバケット11は、内側アーム8Cの先端側から下方に垂下している。そして、クラムシェルバケット11は、図3ないし図5に示すように、後述の各シェル12,13、各爪部材15,16、油圧シリンダ17、リンク18等により構成されている。
12,13は一対のシェルで、これら一対のシェル12,13は、後述する油圧シリンダ17に設けられたシェル支持ブラケット17Cに、それぞれ支持ピン14,14を用いて回動可能に支持されている。そして、各シェル12,13は、支持ピン14を中心として回動することにより、図5に示す互いに離間した開位置と、図3に示す互いに接近(当接)した閉位置との間で開,閉するものである。
ここで、一方のシェル12は、図6等に示すように、左,右方向で対面する左,右一対の側面板12A,12Aと、凸湾曲状に折曲げられ左,右の側面板12A,12A間を連結する底板12Bと、これら各側面板12Aと底板12Bとによって囲まれ後述するシェル13の開口部13Cと対向する開口部12Cと、該開口部12Cの下端側に設けられた厚肉なカッティングエッジ12Dとにより構成されている。
そして、これら左,右の側面板12A,12A、底板12B、カッティングエッジ12Dによって囲まれたシェル12の内側は、シェル13との間に土砂等の掘削物を収容する収容空間12Eとなっている。また、シェル12の左,右の側面板12A,12Aには、支持ピン14が挿通される支持ピン挿通孔12Fと、後述の連結ピン20が挿通される連結ピン挿通孔12Gとが穿設されている。
15,15,…はシェル12を構成するカッティングエッジ12Dの上側面12D1に設けられた複数(例えば4個)の爪部材で、該各爪部材15は、角柱材等を用いて楔状に形成され、鋭角な先端部15Aを有している。そして、各爪部材15は、カッティングエッジ12Dのうち収容空間12E側となる上側面12D1に溶接等の手段を用いて固着され、カッティングエッジ12Dの長さ方向(左,右方向)に一定の間隔をもって並んでいる。このように、各爪部材15は、シェル12の収容空間12E側に位置してカッティングエッジ12Dの上側面12D1に固着され、各爪部材15の先端部15Aは、カッティングエッジ12Dの先端部12D2から他方のシェル13に向けて突出している。即ち、各爪部材15の先端部15Aの下面側は、図5、図6に示すように、カッティングエッジ12Dの先端部12D2から楔状に突出し、斜め上向きに傾斜した傾斜面15Bを有している。
次に、他方のシェル13は、図7等に示すように、左,右方向で対面する左,右一対の側面板13A,13Aと、凸湾曲状に折曲げられ左,右の側面板13A,13A間を連結する底板13Bと、これら各側面板13Aと底板13Bとによって囲まれシェル12の開口部12Cと対向する開口部13Cと、該開口部13Cの下端側に設けられた厚肉なカッティングエッジ13Dとにより構成されている。
そして、これら左,右の側面板13A,13A、底板13B、カッティングエッジ13Dによって囲まれたシェル13の内側は、シェル12との間に土砂等の掘削物を収容する収容空間13Eとなっている。また、シェル13の左,右の側面板13A,13Aには、支持ピン14が挿通される支持ピン挿通孔13Fと、後述の連結ピン20が挿通される連結ピン挿通孔13Gとが穿設されている。
16,16,…はシェル13を構成するカッティングエッジ13Dの上側面13D1に設けられた複数(例えば3個)の爪部材で、該各爪部材16は、シェル12に設けた爪部材15と同様な楔状に形成され、鋭角な先端部16Aを有している。そして、各爪部材16は、カッティングエッジ13Dのうち収容空間13E側となる上側面13D1に溶接等の手段を用いて固着され、カッティングエッジ13Dの長さ方向に一定の間隔をもって並んでいる。このように、各爪部材16は、シェル13の収容空間13E側に位置してカッティングエッジ13Dの上側面13D1に固着され、各爪部材16の先端部16Aは、カッティングエッジ13Dの先端部13D2から一方のシェル12に向けて突出している。即ち、各爪部材16の先端部16Aの下面側は、図5、図7に示すように、カッティングエッジ13Dの先端部13D2から楔状に突出し、斜め上向きに傾斜した傾斜面16Bを有している。
この場合、シェル13に設けられた各爪部材16は、シェル12に設けられた各爪部材15のうち隣合う2個の爪部材15,15間に位置決めされ、図4に示すように、シェル12とシェル13とが閉位置となったときには、各爪部材15と各爪部材16とが左,右方向に交互に並ぶ構成となっている。
17は伸縮アーム8の先端側に取付けられたアクチュエータとしての油圧シリンダで、該油圧シリンダ17は、一対のシェル12,13を開,閉させるものである。ここで、油圧シリンダ17は、チューブ17Aと、該チューブ17A内に摺動可能に設けられたピストン(図示せず)と、軸方向の中間部がピストンに固着され軸方向の両端側がチューブ17Aの外部に突出したロッド17Bとにより大略構成され、該ロッド17Bに沿ってチューブ17Aが上,下方向に移動する構成となっている。
そして、ロッド17Bの上端部は内側アーム8Cの先端部にピン結合され、ロッド17Bの下端部にはシェル支持ブラケット17Cが設けられ、該シェル支持ブラケット17Cには、一対のシェル12,13が、それぞれ支持ピン14を用いて回動可能に支持されている。また、チューブ17Aの外周側には、後述する各リンク18,18の上端部を取付けるためのリンク取付ブラケット17Dが設けられている。
18,18は一対のシェル12,13と油圧シリンダ17との間に設けられた一対のリンクで、該各リンク18は、図3及び図4等に示すように、全体として三角形の枠状に形成されている。そして、各リンク18の上端側は、油圧シリンダ17のリンク取付ブラケット17Dに連結ピン19を用いて回動可能にピン結合され、各リンク18の下端側は、シェル12,13の連結ピン挿通孔12G,13Gに連結ピン20を用いて回動可能にピン結合されている。
従って、油圧シリンダ17のチューブ17Aをロッド17Bに沿って上方に移動させることにより、各シェル12,13は、支持ピン14を中心として閉位置(図3に示す位置)から開位置(図5に示す位置)へと回動し、チューブ17Aをロッド17Bに沿って下方に移動させることにより、支持ピン14を中心として開位置から閉位置へと回動する構成となっている。
ここで、シェル12の各爪部材15は、カッティングエッジ12Dの上側面12D1に固着することによりシェル12の収容空間12E側に配設され、シェル13の各爪部材16は、カッティングエッジ13Dの上側面13D1に固着することによりシェル13の収容空間13E側に配設されている。
そして、図3に示すように各シェル12,13を閉位置としたときには、各爪部材15,16は、シェル12,13の下端側から下方に突出することなく、シェル12,13の収容空間12E,13E内に収容される。これにより、例えば貨物船の船倉21に積込まれた掘削物22を掘削して運搬すべく、各シェル12,13を開位置から閉位置へと移動させたとしても、爪部材15,16が船倉21の底面等に衝合するのを防止できる構成となっている。
また、図5に示すように各シェル12,13を開位置としたときには、爪部材15の先端部15Aはカッティングエッジ12Dの先端部12D2から下方に突出し、爪部材16の先端部16Aはカッティングエッジ13Dの先端部13D2から下方に突出する。これにより、各シェル12,13を開位置として掘削物22に当接させたときに、各爪部材15,16の先端部15A,16Aを掘削物22に食込ませることができ、各シェル12,13が開位置から閉位置に移動する間に、固まった掘削物22を各爪部材15,16によって掘削しつつカッティングエッジ12D,13Dによって掬い上げることができる構成となっている。
さらに、各爪部材15,16は、先端部15A,16Aの下面側に斜め上向きに傾斜した傾斜面15B,16Bを有しているので、例えば図8に示すように、シェル12を構成するカッティングエッジ12Dの先端部12D2と、シェル13を構成するカッティングエッジ13Dの先端部13D2とを一定の距離Lをもって離間させた状態(各シェル12,13が小さく開いた状態)では、各爪部材15,16の先端部15A,16Aが、カッティングエッジ12D,13Dの先端部12D2,13D2と同一平面上に並ぶようになっている。
従って、例えば船倉21の底面に残留した少量の掘削物22を掬い上げる場合に、各シェル12,13を一定の距離Lをもって離間させることにより、カッティングエッジ12D,13Dの先端部12D2,13D2と各爪部材15,16の先端部15A,16Aとを、一緒に船倉21の底面に当接させることができる構成となっている。
本実施の形態によるクラムシェルバケット11は上述の如き構成を有するもので、以下、貨物船の船倉21に積込まれた掘削物22を、クラムシェルバケット11を用いて陸揚げ(運搬)する作業について説明する。
まず、図1に示すように、油圧ショベル1を貨物船の近傍まで走行させた後、ブーム5を俯仰動させて伸縮アーム8をほぼ垂直な姿勢に保持し、船倉21に積込まれた掘削物22の上方にクラムシェルバケット11を配置する。
そして、図2に示すように、シェル12,13を開位置に保持した状態で伸縮アーム8を伸長させることにより、開位置に保持したシェル12,13を掘削物22に上方から当接させる。このとき、図5に示すように、爪部材15の先端部15Aはカッティングエッジ12Dの先端部12D2から下方に突出し、爪部材16の先端部16Aはカッティングエッジ13Dの先端部13D2から下方に突出しているので、これら各爪部材15,16の先端部15A,16Aを掘削物22に食込ませることができる。
従って、仮に掘削物22が固まっていたとしても、シェル12,13を図5に示す開位置から図3に示す閉位置へと移動させることにより、固まった掘削物22を爪部材15,16によって掘削しながらカッティングエッジ12D,13Dによって掬い上げることができる。これにより、閉位置となったシェル12,13の収容空間12E,13E内に大量の掘削物22を収容することができる。
また、各シェル12,13を開位置から閉位置へと移動させて収容空間12E,13E内に掘削物22を収容したときに、爪部材15,16が船倉21の底面等に衝合するのを確実に防止でき、この船倉21を保護することができる。
そして、上述の如くシェル12,13の収容空間12E,13E内に掘削物22を収容した後には、図1に示すように伸縮アーム8を縮小させてクラムシェルバケット11を持上げ、このクラムシェルバケット11内に収容した掘削物22をトラックの荷台等(図示せず)に移送することにより、当該掘削物22を陸揚げすることができる。
ここで、船倉21に積込まれた掘削物22が減少し、船倉21の底面に残留した少量の掘削物22をクラムシェルバケット11によって掬い上げる場合には、各シェル12,13の爪部材15,16によって船倉21の底面を損傷させないように留意する必要がある。
この場合、本実施の形態では、図8に示すように、シェル12,13を、カッティングエッジ12Dの先端部12D2とカッティングエッジ13Dの先端部13D2とが一定の距離Lをもって離間した状態に保持する。これにより、各爪部材15,16の先端部15A,16Aと、カッティングエッジ12D,13Dの先端部12D2,13D2とを同一平面上に並ばせ、これらを船倉21の底面に同時に当接させることができる。従って、例えばカッティングエッジ12D,13Dの下面側に爪部材を取付ける構成に比較して、各爪部材15,16の先端部15A,16Aによって船倉21の底面を傷付けてしまうのを確実に抑えることができる。
そして、各爪部材15,16の先端部15A,16Aと、カッティングエッジ12D,13Dの先端部12D2,13D2とを船倉21の底面に同時に当接させた後、各シェル12,13を閉位置に移動させることにより、カッティングエッジ12D,13Dによって船倉21の底面上を浚うことができ、この船倉21に残留した少量の掘削物22を適正に掬い上げることができる。
かくして、本実施の形態によるクラムシェルバケット11は、各シェル12,13のカッティングエッジ12D,13Dのうち、収容空間12E,13E側に位置する上側面12D1,13D1に各爪部材15,16を設ける構成としたので、例えば貨物船の船倉21に積込まれた掘削物22を掘削して運搬するために各シェル12,13を開,閉したとしても、爪部材15,16によって不用意に船倉21を損傷させてしまうのを確実に抑えることができ、掘削物22の運搬作業を安全に行うことができる。
なお、上述した実施の形態では、シェル12を構成するカッティングエッジ12Dの上側面12D1に溶接等の手段を用いて爪部材15を固着し、シェル13を構成するカッティングエッジ13Dの上側面13D1に溶接等の手段を用いて爪部材16を固着した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば爪部材15,16をボルト等を用いてカッティングエッジ12D,13Dに着脱可能に取付ける構成としてもよい。
また、上述した実施の形態では、シェルプッシュ式のクラムシェルバケット11を例示したが、本発明はこれに限らず、例えばセンタプル式のクラムシェルバケットに適用してもよい。
本発明の実施の形態によるクラムシェルバケットを備えた油圧ショベルを示す正面図である。 貨物船に積込んだ掘削物をクラムシェルバケットを用いて運搬する状態を示す図1と同様な正面図である。 クラムシェルバケットを平位置とした状態で示す一部破断の拡大正面図である。 クラムシェルバケットを図3中の矢示IV−IV方向からみた右側面図である。 クラムシェルバケットを開位置とした状態で示す一部破断の拡大正面図である。 一方のシェル、爪部材を単体で示す斜視図である。 他方のシェル、爪部材を単体で示す斜視図である。 各シェルを一定の距離をもって離間させた状態を示す一部破断の拡大正面図である。
符号の説明
1 油圧ショベル
8 伸縮アーム
11 クラムシェルバケット
12,13 シェル
12A,13A 側面板
12B,13B 底板
12C,13C 開口部
12D,13D カッティングエッジ
12D1,13D1 上側面
12D2,13D2 先端部
12E,13E 収容空間
14 支持ピン
15,16 爪部材
15A,16A 先端部
17 油圧シリンダ(アクチュエータ)

Claims (2)

  1. 支持ピンを用いて回動可能に支持され互いに対向する開口部の下端側にカッティングエッジが設けられた一対のシェルと、該一対のシェルが互いに離間する開位置と該一対のシェル間に掘削物を収容する閉位置との間で該各シェルを開,閉するアクチュエータとを備えてなるクラムシェルバケットにおいて、
    前記一対のシェルを構成する一方のカッティングエッジには、前記掘削物を収容する収容空間側となる上側面に前記掘削物を掘削する複数の爪部材を設けると共に、他方のカッティングエッジの上側面には、前記一対のシェルが閉位置となったときに前記一方のカッティングエッジに設けられた前記各爪部材と左,右方向で交互に並ぶ位置に複数の爪部材を設け
    前記一方のカッティングエッジと他方のカッティングエッジとに設けられた各爪部材の先端部下面側は、前記カッティングエッジの先端部から突出し斜め上向きに傾斜した傾斜面を有し、
    前記一対のシェルが閉位置となったときには、前記各爪部材の下面側が前記カッティングエッジの上面側で交互に並んで前記収容空間を形成し、
    前記一対のシェルが開位置となり一定の距離をもって離間したときには、前記各爪部材の下面側が前記カッティングエッジの先端部と同一平面上に並ぶ構成としたことを特徴とするクラムシェルバケット。
  2. 前記爪部材は角柱材を用いて先端部が楔状をなすように形成する構成としてなる請求項1に記載のクラムシェルバケット。
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