JP5576970B1 - スケルトンバケット - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも、安価で軽く製造することができ、補修や桝目の変更が容易であり、さらにはふるい抜け性がよく目詰まりしにくいスケルトンバケットを提供する。
【解決手段】開口部Ａを有するバケット本体１１と、開口部Ａの横方向に架設され固定されている横棒１２ａ〜ｆと、横棒に設けられ縦方向に伸延する羽根材１３ａ〜ｆを備え、羽根材は横棒に支持されておりバケット本体には固定されていない。羽根材は横棒の長さ方向に間隔を置いて複数個設けられることが好ましい。横棒は開口部Ａの縦方向に間隔を置いて複数個架設されており、羽根材は横棒のいずれか１つに支持され、その他の横棒には支持されていないことが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、建設機械のアーム先端に取り付けるスケルトンバケットに関し、特に、安価且つ軽量に製造するための技術、補修や桝目の変更を容易に行うための技術、及び高いふるい効果（ふるい抜け性の向上や目詰まり防止等）を得るための技術に関する。

従来、コンクリート塊を含む土砂からコンクリート塊をふるい分けたり、掘削土砂から石礫や木の根等をふるい分けるような場合に、スケルトンバケットと呼ばれる建設機械用のアタッチメントが使用されている。

スケルトンバケットは、通常の油圧ショベルに用いるバケットの底にあたる湾曲面を格子状の桝目にしたものが一般的である。スケルトンバケットは、同一クラスの標準バケットに比べて、格子状の桝目の製造に手間がかかるため割高であり、且つ桝目の枠が太くなるため重くなるので作業性が劣る。

スケルトンバケットの格子状の桝目は、特定部分が摩耗しやすく、ある程度使用すると補修が必要になる。該補修において、格子状の桝目を全て取り替えるとなると多大な手間と多額の費用がかかるので、摩耗の激しい部分に鉄材を溶接するなどの部分加修が行われているが、湾曲した部分を補修しなければならないため手間がかかり、部分加修であってもそれなりに費用がかかる。

スケルトンバケットの桝目の大きさは、土砂の質やふるい分ける物体の大きさにより変更しなければならない場合がある。例えば、ふるい分ける物体に較べて桝目が小さめであると、ふるい抜け性が悪くなり目詰まりを起こし易くなるため作業効率が大幅に低下する。反対にふるい分ける物体に較べて桝目が大きめであると、通過させたくない物体を通過させてしまう。このような場合に、一般的なスケルトンバケットでは実質的に桝目の大きさを変更することができないので、桝目の大きさが異なるスケルトンバケットを新たに設計し直さなければならず、多額の費用がかかり時間もかかる。

桝目の大きさを変更可能なスケルトンバケットが特許文献１、２に開示されている。これらは、格子状の桝目の縦部材に貫通孔を設け、横部材を適宜挿入又は引き抜いて横部材のピッチを変えることにより桝目の変更を可能にしている。

実開平４−８２０５０号公報 特開２０００−２８２５０４号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載のスケルトンバケットにおいては、縦部材に設けた貫通孔に横部材を通しているだけなので、縦部材と横部材との間に少しでも隙間があると、作業中にがたついて騒音の原因になり、且つ耐久性を損なうおそれがある。一方該スケルトンバケットを縦部材と横部材との間に隙間ができないように精度よく組み立てようとすれば、高い技術が必要になり益々手間がかるため、該スケルトンバケットは一般的なものよりもさらに高価なものとなってしまう。

特許文献１、２に記載のスケルトンバケットを補修する際には、横部材の交換は比較的容易にできるようであるが、縦部材は湾曲した特殊な形状であり、且つ取り付けに高い精度が必要なので、縦部材の交換は容易ではない。また該スケルトンバケットは、縦部材の貫通孔の部分が特に薄いので耐久性が低く、一般的なものと同等の耐久性を得ようとすれば縦部材を太くしなければならないためさらに重くなってしまう。

本発明は以上のような従来の課題を考慮してなされたものであり、従来よりも、安価且つ軽量に製造することができ、さらには補修や桝目の変更が容易であるスケルトンバケットを提供することを第１の目的とし、ふるい抜け性がよく目詰まりしにくいスケルトンバケットを提供することを第２の目的とする。

本発明に係るスケルトンバケットは、開口部を有するバケット本体と、前記開口部の横方向に架設され固定されている横棒と、前記横棒に設けられた、縦方向に伸延する羽根材を備え、前記羽根材は、前記横棒に支持されており、前記バケット本体には固定されていないことを特徴とする。
またスケルトンバケットにおいて、前記羽根材は、前記横棒の長さ方向に間隔を置いて、複数個設けられることが好ましい。

またスケルトンバケットにおいて、前記横棒は、前記開口部の縦方向に間隔を置いて、複数個設けられており、前記羽根材は、前記横棒のいずれか１つに支持され、その他の横棒には支持されていないことが好ましい。
またスケルトンバケットにおいて、前記横棒は、円柱形状又は角柱形状であることが好ましい。
またスケルトンバケットにおいて、前記羽根材は、平板形状であり、主面の略中央に孔が設けられており、該孔を前記横棒のいずれか１つが貫通していることが好ましい。

またスケルトンバケットにおいて、前記羽根材は、略中央に設けられている孔を貫通している横棒を軸に回転することが好ましい。
またスケルトンバケットにおいて、前記羽根材は、略中央に設けられている孔を貫通している横棒に溶接されていることが好ましい。
またスケルトンバケットにおいて、前記羽根材は、縦方向に非対称な形状であることが好ましい。

またスケルトンバケットにおいて、前記横棒は、前記バケット本体に溶接されていることが好ましい。
またスケルトンバケットにおいて、前記羽根材は、設置位置に応じて肉厚、大きさ、および／または形状が異なることが好ましい。
またスケルトンバケットにおいて、前記羽根材は、設置位置に応じて耐摩耗性が異なる素材からなることが好ましい。

本発明に係るスケルトンバケットは、従来の格子状の桝目の横枠の代わりに横棒を備え、且つ従来の格子状の桝目の縦枠の代わりに、横棒に支持される羽根材を備えている。これにより、羽根材付の横棒を個別に取り付けたり取り外したりすることが容易にできるので、製造に手間がかからず、且つ、個々の羽根材の形状が小さいので原材から切出す際の歩留まりがよい。したがって、該スケルトンバケットを安価に製造することができる。

ここで、縦枠と横枠との関係を反対にして、従来の格子状の桝目の縦枠の代わりに縦棒を備え、且つ従来の格子状の桝目の横枠の代わりに羽根材を備えるスケルトンバケットを構成することも可能である。しかしながら、一般にスケルトンバケットにおいては、土砂等を滑らかにすくい上げるための平坦面と、すくい上げた土砂等をふるい分ける際にこぼれないように多く収納するために縦方向に湾曲する湾曲面とがあり、これらを連続して形成する必要があるので縦方向の形状が複雑であり、これにともない上記縦棒の形状も複雑に成らざるを得ない。よって、このような縦棒の製造には手間がかかり、且つこのような縦棒に羽根材を取り付けることも容易ではない。本発明に係るスケルトンバケットは、横棒を円柱形状又は角柱形状とすることができるため、横棒の製造に手間がかからず、且つ横棒が湾曲していないため、このような横棒に羽根材を取り付けることは極めて容易である。したがって、本発明に係るスケルトンバケットの方が、縦枠と横枠との関係を反対にしたスケルトンバケットよりも安価に製造することができる。

さらに、本発明に係るスケルトンバケットにおいては、個々の羽根材の設置位置に応じて、各羽根材の肉厚、大きさ、材質等を変えることが容易にできる。これにより、該スケルトンバケットは、摩耗しやすい部分に肉厚の材料や大きな材料、あるいは耐摩耗性の高い材料を用いることで効率的に耐久性を上げることができ、反対に摩耗しにくい部分に肉薄の材料や小さな材料、あるいは軽量の材料を用いることで耐久性を損なうことなく軽量化することができる。さらに、羽根材の形状や配置を適宜変更することにより、ふるい抜け性の向上や目詰まり防止等の効果を益々高めることが期待できる。特に羽根材を縦方向に非対称な形状とすることにより、ふるい分ける物体の縦方向の動きに方向性を与えることができるため、ふるい抜け性の向上等が期待される。

さらに、本発明に係るスケルトンバケットは、補修の際に、摩耗した羽根材付の横棒のみを単独で交換することができるので補修が容易である。
さらに、本発明に係るスケルトンバケットは、桝目の大きさを変更しなければならない場合に、従来のように縦枠と横枠とが一体となってバケット本体に固定されているわけではないため、羽根材の間隔のみ、横棒の間隔のみ、もしくは両方の間隔を任意に変更することが容易にできるので再設計の必要がなく、作業自体に高い精度が不要なので取り替え作業が容易である。例えば、作業現場において建設機械に該スケルトンバケットを取り付けたままの状態で、予め準備した羽根材付の横棒に付け替えることも容易にできる。

実施形態１に係るスケルトンバケットを側面側から見た側面図である。 実施形態１に係るスケルトンバケットを正面側から見た正面図である。 補修用の羽根材付横棒１４を示す斜視図である。 桝目変更用の羽根材付横棒を示す斜視図である。 実施形態２に係るスケルトンバケットを側面側から見た側面図である。 実施形態２に係るスケルトンバケットを正面側から見た正面図である。 実施形態３に係るスケルトンバケットを側面側から見た側面図である。 実施形態３に係るスケルトンバケットを正面側から見た正面図である。 実施形態４に係るスケルトンバケットを側面側から見た側面図である。 実施形態４に係るスケルトンバケットを正面側から見た正面図である。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係るスケルトンバケット１を側面側から見た側面図であり、図２はスケルトンバケット１を正面側（図１中の矢印Ｘの方向）から見た正面図である。
図１、２に示すスケルトンバケット１は、バケット本体１１、横棒１２ａ〜ｆ及び羽根材１３ａ〜ｆを備える。
バケット本体１１は、建設機械のアーム先端に取り付ける標準バケットの底にあたる湾曲面に開口部Ａを有する形状であり、従来のスケルトンバケットから格子状の桝目を取り外したものと同様の形状となる。

横棒１２ａ〜ｆはそれぞれ、開口部Ａの横方向に架設され固定された金属等の棒であり、従来のスケルトンバケットにおける格子状の桝目の横枠の機能を担う。ここで横方向とは、通常の使用状態で水平となる方向であり、上記格子状の桝目の横枠の伸延方向と一致する。なお、横棒の個数は適宜変更することができ、１個以上あればよい。実施形態１では横棒を複数個としたので、横棒１２ａ〜ｆを開口部Ａの縦方向に所望の間隔を置いて設けている。ここで縦方向とは該スケルトンバケットにより土砂等がすくわれて取り込まれる方向であり、上記格子状の桝目の縦枠の伸延方向と一致する。また横棒は、湾曲していない円柱形状又は角柱形状であることが好ましい。また、横棒１２ａ〜ｆはそれぞれ、バケット本体１１に溶接により固定されていることが好ましい。

羽根材１３ａ〜ｆはそれぞれ、横棒１２ａ〜ｆに支持された縦方向に伸延した金属片等であり、従来のスケルトンバケットにおける格子状の桝目の縦枠の機能を担う。横棒を１個とする場合には、羽根材は該横棒に支持され、バケット本体１１には固定されない。横棒を複数個とする場合には、羽根材は横棒のいずれか１つに支持され、その他の横棒には支持されず、バケット本体１１には固定されない。具体的には、実施形態１では横棒を複数個としたので、羽根材１３ａは横棒１２ａに支持され、他の横棒１２ｂ〜ｆには支持されず、バケット本体１１には固定されない。羽根材１３ｂは横棒１２ｂに支持され、他の横棒１２ａ、１２ｃ〜ｆには支持されず、バケット本体１１には固定されない。以下羽根材１３ｃ〜ｆに関しても同様である。

なお、各羽根材１３ａ〜ｆの個数や形状は適宜変更することができ、合計で１個以上あればよい。実施形態１では各羽根材１３ａ〜ｆを複数個としたので、各羽根材１３ａ〜ｆをそれぞれ、横棒１２ａ〜ｆの長さ方向に間隔を置いて設けている。また、羽根材１３ａ〜ｆは、例えば平板形状であり、それぞれの主面の略中央に孔が設けられており、それぞれ横棒１２ａ〜ｆが該孔を貫通していることが好ましい。このように設けられた羽根材１３ａ〜ｆは、平板形状であってその主面が地面と垂直になるので、ふるい分けの際に羽根材１３ａ〜ｆがふるい分ける物体を切るように働くため、ふるい抜け性等が向上する。

また羽根材１３ａ〜ｆはそれぞれ、該孔を貫通している横棒１２ａ〜ｆに溶接により固定されていることが好ましい。さらに、羽根材１３ａ〜ｆの形状や配置を適宜変更することにより、ふるい抜け性の向上や目詰まり防止等の効果を高めることが期待できる。特に羽根材１３ａ〜ｆを少なくとも縦方向に非対称な形状とすることにより、ふるい分ける物体の縦方向の動きに方向性を与えることができるため、ふるい抜け性の向上等が期待できる。

スケルトンバケット１は、補修の際に、摩耗した羽根材付横棒のみを単独で交換することができる。
図３は、補修用の羽根材付横棒１４を示す斜視図である。
図３に示す羽根材付横棒１４は、羽根材１３ａが横棒１２ａの長さ方向に所定の間隔を置いて固定されており、従来のスケルトンバケットにおける格子状の桝目の横枠及び縦枠の一部分の機能を担う。
このような羽根材付横棒１４を工場などで作製して予め準備しておき、作業現場において、建設機械に該スケルトンバケットを取り付けた状態のままで、羽根材付横棒１４に付け替えることも容易である。

スケルトンバケット１は、桝目の大きさを変更しなければならない場合に、桝目変更用の羽根材付横棒に付け替えることができる。
図４は、桝目変更用の羽根材付横棒１５を示す斜視図である。
図４に示す羽根材付横棒１５は、羽根材付横棒１４と同様に、羽根材１３ａが横棒１２ａの長さ方向に所定の間隔を置いて固定されているが、羽根材付横棒１４とは羽根材１３ａの枚数、及び羽根材１３ａの間隔が異なる。

図４に示すような羽根材付横棒１５を工場などで作製して予め準備しておき、作業現場において建設機械に該スケルトンバケットを取り付けた状態のままで、羽根材付横棒１５に付け替えることも容易である。また、バケット本体１１側に適当に孔をあけて、新たな位置に羽根材付横棒１５を取り付けることができるので、横棒の間隔を変えることも容易である。

実施形態１に係るスケルトンバケット１は、従来の格子状の桝目の横枠の代わりに横棒１２ａ〜ｆを備え、且つ従来の格子状の桝目の縦枠の代わりに、それぞれが横棒１２ａ〜ｆのみに支持される羽根材１３ａ〜ｆを備えている。これにより、羽根材付の横棒を個別に取り付けたり取り外したりすることが容易にできるので、製造に手間がかからず、且つ、個々羽根材の形状が小さいので原材から切出す際の歩留まりがよい。したがって、スケルトンバケット１は安価に製造することができる。

＜実施形態２＞
図５は、実施形態２に係るスケルトンバケット２を側面側から見た側面図であり、図６はスケルトンバケット２を正面側（図５中の矢印Ｘの方向）から見た正面図である。
図５、６に示すスケルトンバケット２は、バケット本体１１、横棒１２ａ〜ｆ、羽根材１３ｆ、羽根材２１ａ〜ｅ及び円筒スペーサ２２ａ〜ｅを備える。なお、実施形態２のスケルトンバケット２において、実施形態１のスケルトンバケット１と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。

羽根材２１ａ〜ｅはそれぞれ、横棒１２ａ〜ｅに支持された、横棒１２ａ〜ｅの軸心に垂直な全方向に伸延した金属片であり、実施形態１の羽根材１３ａ〜ｅと同様に、従来のスケルトンバケットにおける格子状の桝目の縦枠の機能を担う。実施形態２では、羽根材２１ａは横棒１２ａに支持され、他の横棒１２ｂ〜ｆには支持されず、バケット本体１１には固定されない。羽根材２１ｂは横棒１２ｂに支持され、他の横棒１２ａ、１２ｃ〜ｆには支持されず、バケット本体１１には固定されない。以下羽根材２１ｃ〜ｅに関しても同様である。

羽根材２１ａ〜ｅは、例えば円盤形状であり、それぞれの主面の略中央に孔が設けられており、それぞれ横棒１２ａ〜ｆが該孔を貫通していることが好ましい。また羽根材２１ａ〜ｅはそれぞれ、横棒１２ａ〜ｅに固定されておらず、回転自在に保持されており、該孔を貫通している横棒を軸に回転する。
円筒スペーサ２２ａ〜ｅはそれぞれ、横棒１２ａ〜ｅに取り付けられ、羽根材２１ａ〜ｅの間隔を保つ役割と、横棒１２ａ〜ｅを摩耗による劣化から保護する役割とを担っている。

実施形態２に係るスケルトンバケット２は、従来の格子状の桝目の横枠の代わりに横棒１２ａ〜ｆを備え、且つ従来の格子状の桝目の縦枠の代わりに、それぞれが横棒１２ａ〜ｆのみに支持される羽根材２１ａ〜ｅ及び羽根材１３ｆを備えている。これにより、実施形態１のスケルトンバケット１と同様に安価に製造することができる。さらに、羽根材２１ａ〜ｅが回転自在に横棒１２ａ〜ｅに保持されているので土砂が目詰まりし難く、また羽根材２１ａ〜ｅの外周が万遍なく摩耗するので耐久性が高い。

＜実施形態３＞
図７は、実施形態３に係るスケルトンバケット３を側面側から見た側面図であり、図８はスケルトンバケット３を正面側（図７中の矢印Ｘの方向）から見た正面図である。
図７、８に示すスケルトンバケット３は、バケット本体１１、横棒１２ａ〜ｆ、及び羽根材３１ａ〜ｆを備える。なお、実施形態３のスケルトンバケット３において、実施形態１のスケルトンバケット１と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。

羽根材３１ａ〜ｆはそれぞれ、横棒１２ａ〜ｆに固定された縦方向に伸延した金属片であり、従来のスケルトンバケットにおける格子状の桝目の縦枠の機能を担う。

羽根材３１ａ〜ｆと実施形態１の羽根材１３ａ〜ｆとの違いは、羽根材１３ａ〜ｆはそれぞれ基本的に同一形状、且つ同一材料であるのに対し、羽根材３１ａ〜ｆは、設置位置に応じて肉厚、大きさ、形状が異なる点であり、その他の特徴は同じである。具体的には、実施形態３では、羽根材３１ａ〜ｃは摩耗しやすい部分と考えられるので肉厚にして一回り大きな形状にし、羽根材３１ｄ〜ｆは摩耗しにくい部分と考えられるので肉薄にしている。

なお、横棒１２ａ〜ｆについても、設置位置に応じて肉厚、大きさ、形状等を異ならせることもできる。また、摩耗しやすい部分を肉厚にする代わりに超硬合金等の耐摩耗性の高い材料を用いることもでき、摩耗しにくい部分を肉薄にする代わりに樹脂や軽量金属複合材料等の軽量の材料を用いることもできる。また摩耗しやすい部分を肉厚にすると共に、超硬合金等の耐摩耗性の高い材料を用いることが好ましい。また摩耗しにくい部分を肉薄にすると共に、樹脂や軽量金属複合材料等の軽量の材料を用いることが好ましい。

実施形態３に係るスケルトンバケット３は、摩耗しやすい部分に肉厚の材料や耐摩耗性の高い材料を用いることで効率的に耐久性を上げることができ、反対に摩耗しにくい部分に肉薄の材料や軽量の材料を用いることで耐久性を損なうことなく軽量化することができる。またスケルトンバケットが軽量化されると、ふるい作業における建設機械の揺れが減少するため、建設機械本体やオペレータへの負担が軽減され、燃費も向上するものと見込まれる。

＜実施形態４＞
図９は、実施形態４に係るスケルトンバケット４を側面側から見た側面図であり、図１０はスケルトンバケット４を正面側（図９中の矢印Ｘの方向）から見た正面図である。
図９、１０に示すスケルトンバケット４は、バケット本体１１、横棒１２ａ〜ｆ、羽根材３１ｆ、羽根材４１ａ〜ｅ、及び円筒スペーサ２２ａ〜ｅを備える。なお、実施形態４のスケルトンバケット４において、実施形態２のスケルトンバケット２、及び実施形態３のスケルトンバケット３と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。

羽根材４１ａ〜ｅはそれぞれ、横棒１２ａ〜ｅに支持された、横棒１２ａ〜eの軸心に垂直な全方向に伸延した金属片であり、従来のスケルトンバケットにおける格子状の桝目の縦枠の機能を担う。

羽根材４１ａ〜ｅと実施形態２の羽根材２１ａ〜ｅとの違いは、羽根材２１ａ〜ｅはそれぞれ基本的に同一形状、且つ同一材料であるのに対し、羽根材４１ａ〜ｅは、設置位置に応じて大きさや形状が異なる点であり、その他の特徴は同じである。具体的には、実施形態４では、羽根材４１ａ〜ｃは摩耗しやすい部分と考えられるので大きな形状にし、羽根材４１ｄ〜ｅは摩耗しにくい部分と考えられるので一回り小さな形状にしている。

なお、摩耗しやすい部分を大きくする代わりに超硬合金等の耐摩耗性の高い材料を用いることもでき、摩耗しにくい部分を小さくする代わりに樹脂や軽量金属複合材料等の軽量の材料を用いることもできる。また摩耗しやすい部分を大きくすると共に、超硬合金等の耐摩耗性の高い材料を用いることが好ましい。また摩耗しにくい部分を小さくすると共に、樹脂や軽量金属複合材料等の軽量の材料を用いることが好ましい。

実施形態４に係るスケルトンバケット４は、摩耗しやすい部分に大きな材料や耐摩耗性の高い材料を用いることで効率的に耐久性を上げることができ、反対に摩耗しにくい部分に小さな形状の材料や軽量の材料を用いることで耐久性を損なうことなく軽量化することができる。またスケルトンバケットが軽量化されると、ふるい作業における建設機械の揺れが減少するため、建設機械本体やオペレータへの負担が軽減され、燃費も向上するものと見込まれる。
なお、特に矛盾が生じない限り実施形態１〜４を適宜組み合わせることができる。

１、２、３、４ スケルトンバケット
１１ バケット本体
１２ａ〜ｆ 横棒
１３ａ〜ｆ 羽根材
１４ 羽根材付横棒
１５ 羽根材付横棒
２１ａ〜ｅ 羽根材
２２ａ〜ｅ 円筒スペーサ
３１ａ〜ｆ 羽根材
４１ａ〜ｅ 羽根材

Claims (10)

1. スケルトンバケットであって、
   開口部を有するバケット本体と、
   前記開口部の横方向に架設され、前記バケット本体に固定されている複数個の横棒と、前記横棒と直交する方向で該横棒に支持され、前記バケット本体には固定されていない複数個の羽根材と、を有しており、
   前記羽根材は平板形状であり、
   前記羽根材の主面が地面と垂直となるように設けられたことを特徴とするスケルトンバケット。
2. 前記横棒は、前記開口部の縦方向に間隔を置いて設けられており、
   前記羽根材は、前記横棒のいずれか１つに支持され、その他の横棒には支持されていない請求項１に記載のスケルトンバケット。
3. 前記横棒は、円柱形状または角柱形状である請求項１または２に記載のスケルトンバケット。
4. 前記羽根材は、略中央に孔が設けられており、前記横棒のいずれか１つが該孔を貫通している請求項１〜３のいずれか１項に記載のスケルトンバケット。
5. 前記羽根材は、略中央に設けられている孔を貫通している横棒に回転自在に保持されている請求項４に記載のスケルトンバケット。
6. 前記羽根材は、略中央に設けられている孔を貫通している横棒に溶接されている請求項４に記載のスケルトンバケット。
7. 前記羽根材は、縦方向に非対称な形状である請求項６に記載のスケルトンバケット。
8. 前記横棒は、前記バケット本体に溶接されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のスケルトンバケット。
9. 前記羽根材は、設置位置に応じて肉厚および／または大きさが異なる請求項１に記載のスケルトンバケット。
10. 前記羽根材は、設置位置に応じて耐摩耗性が異なる素材からなる請求項１に記載のスケルトンバケット。

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