JP6364395B2 - 油圧ショベル用グラップル - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベルのアーム先端に取付けられ、爪を先側に保持する複数の爪フレームを、油圧ショベル本体からの油圧によりチルト（首振り）及び旋回させながら該爪フレーム内にそれぞれ格納された油圧機構により開閉させて、爪で対象物を掴む油圧ショベル用グラップルに関する。

従来の油圧ショベル用グラップルは、爪フレームの開閉を行う油圧シリンダや油圧配管等の油圧機器が、爪フレームに露出状態で取付けられていた。このため、対象物（例えば、スクラップ等の産業廃棄物）を掴む際に、油圧機器に対象物が衝突したり、引っ掛かったりして、油圧機器が破損していた。
そこで、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、油圧ショベル用グラップル８０に設けられた各爪フレーム８１の基側（油圧ショベルのアーム側）を箱状にして、油圧シリンダ８２等の油圧機器を爪フレーム８１内に格納し、開口部８３が形成された台座８４を、開口部８３が格納された油圧機器の上方に位置するように爪フレーム８１に取付けると共に、開口部８３には蓋８５を被せ、蓋８５の周囲を複数のボルト８６により台座８４に固定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、爪フレーム８１内に格納された油圧機器を保護することができると共に、蓋８４を取り外すことにより、開口部８３を利用して油圧機器のメンテナンスを行うことができる。
なお、図４（Ａ）、（Ｂ）において、符号８７、８８はボルト８６で蓋８５を台座８４に固定する際に使用するスプリングワッシャ、平座金、符号８９は台座８４に螺合しているボルト８６の頭部を保護するボルトガード、符号９０は台座８４に形成されたボルト８６と螺合する雌ねじ部である。

特開２００５−２４０４３１号公報

しかしながら、図４に示すように、蓋８５を台座８４に取付けて、油圧ショベル用グラップル８０で対象物を掴む場合、対象物が蓋８５に衝突又は接触したり、爪フレーム８１による把持力が対象物を介して蓋８５に加わったり、作業中に爪フレーム８１に加わる振動や衝撃により、あるいは爪フレーム８１で対象物を把持した際に爪フレーム８１に加わる反力で爪フレーム８１がしなったり、撓んだりすることにより、ボルト８６が緩んで脱落したり、折損したりして、蓋８５が爪フレーム８１（台座８４）から外れるという問題が発生している。
そこで、ボルト８６のサイズ（雄ねじ部の外径）を大きくしたり、緩み防止部材（ねじロック）を設けたりしたが、緩み（脱落）、折損を防止をするには至らなかった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、爪フレーム内に格納された油圧機器を保護する蓋が、爪フレームから脱落するのを防止した油圧ショベル用グラップルを提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る油圧ショベル用グラップルは、油圧ショベルのアーム先端に取付けられ、対象物を掴む複数の爪フレームが、該爪フレーム内にそれぞれ格納された油圧機構により開閉可能に設けられた油圧ショベル用グラップルにおいて、
前記各爪フレームには、格納された前記油圧機構に対向して、中央に開口部が、該開口部の周囲に取付け面がそれぞれ形成された台座が取付けられ、
前記台座には、裏面側を前記取付け面に当接して配置され、一端側が該台座の一端側に設けられた挿入部内に隙間を有して差し込まれ、他端側が該取付け面の他端側に複数の可動連結機構を介して取付けられた油圧機構保護用の蓋が設けられ、
前記各可動連結機構は、前記取付け面の他端側に突設され、中央に雌ねじ部が形成され、高さＨ_１が前記蓋の厚さＴより大きく外径がＤ_４の台座側ボスと、
前記蓋に形成され、前記台座側ボスが挿通される内径がＤ_１の貫通孔と、
前記台座側ボスの前記雌ねじ部に螺合して前記台座に固定されるボルトと、該ボルトと共に使用され、最も半径方向外側に突出し、前記貫通孔の内径Ｄ_１より大きな外径Ｄ_３の平座金と、該ボルトのボルト頭部と該平座金の間に挿入されるスプリングワッシャとを有する雄ねじ手段と、
前記蓋の表面の前記貫通孔の外周側となる領域に該貫通孔と同心状に立設され、内径Ｄ_２が、前記平座金の外径Ｄ_３より大きく、高さが、前記貫通孔の軸心位置を前記台座側ボスの軸心位置に合わせて前記蓋の裏面が前記取付け面に当接された状態で、前記貫通孔から突出する前記台座側ボスに締め付けられた前記ボルトのボルト頭部の高さ位置より高い円筒部材とを有し、
前記ボルトが、前記貫通孔から前記円筒部材側に突出する前記台座側ボスに締め付けられて、前記平座金の裏面が前記ボルト頭部と前記スプリングワッシャにより前記台座側ボスの表面に押圧された際に、前記蓋の表面と前記平座金の裏面との間に前記台座側ボスの高さＨ_１と該蓋の厚さＴの差Ｈ_１−Ｔである段差δ_２が、前記円筒部材の内周面と前記平座金の外周面との間に該円筒部材の内径Ｄ_２と該平座金の外径Ｄ_３との差Ｄ_２−Ｄ_３に基づく（Ｄ_２−Ｄ_３）／２の隙間Ｃ_１が、前記貫通孔の内周面と前記台座側ボスの外周面との間に該貫通孔の内径Ｄ_１と該台座側ボスの外径Ｄ_４との差Ｄ_１−Ｄ_４に基づく（Ｄ_１−Ｄ_４）／２の隙間Ｃ_２がそれぞれ形成される。

挿入部に差し込まれた蓋の一端側の周囲には隙間が存在し、台座の取付け面に可動連結機構を介して取付けられた蓋の他端側では、蓋の表面と雄ねじ手段の頭部との間、蓋の貫通孔と台座側ボスとの間、及び円筒部材の内周面と雄ねじ手段の頭部との間にそれぞれ隙間が形成されるので、雄ねじ手段で蓋が締め付けられることはなく、蓋は台座の取付け面内で移動することが可能になる。
このため、油圧ショベル用グラップルで対象物を掴んだ際に、対象物が蓋に衝突しても、対象物が蓋に接触しても、爪フレームによる把持力が対象物を介して蓋に加わっても、雄ねじ手段に外力が直接作用することはない。
その結果、雄ねじ手段が緩んで脱落したり、折損したりして、蓋が爪フレーム（台座の取付け面）から外れることを防止できる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る油圧ショベル用グラップルの正面図、（Ｂ）は同油圧ショベル用グラップルに設けられた爪フレームに蓋を取付ける方法を示した斜視図である。 可動連結機構の断面構造の分解図である。 台座の取付け面に蓋を取付けた状態の可動連結機構を示す一部切欠き断面図である。 （Ａ）は従来例に係る油圧ショベル用グラップルの正面図、（Ｂ）は同油圧ショベル用グラップルに設けられた爪フレームに蓋を取付ける方法を示した斜視図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る油圧ショベル用グラップル１０は、図示しない油圧ショベルのアーム先端に連結部１１を介して取付けられ、産業廃棄物（対象物の一例）を掴む複数（本実施の形態では４本）の爪フレーム１２（先側には、産業廃棄物に直接当接する爪１３が取付けられている）が、爪フレーム１２内にそれぞれ格納された油圧機構１４により開閉可能に設けられている。そして、各爪フレーム１２には、格納された油圧機構１４に対向して、中央に開口部１５が、開口部１５の周囲に取付け面１７がそれぞれ形成された台座１６が取付けられ、台座１６には、裏面側を取付け面１７に当接して配置され、一端側が台座１６の一端側に設けられた挿入部１８内に隙間を有して差し込まれ、他端側が取付け面１７の他端側に複数（本実施の形態では２つ）の可動連結機構１９を介して取付けられた油圧機構１４の保護用の蓋２０が設けられている。ここで、可動連結機構１９の個数を２としたのは、可動連結機構１９が１つでは、可動連結機構１９に損傷が生じると蓋２０が確実に脱落することになり、可動連結機構１９が３以上では、蓋２０の取付けが煩雑になるためである。以下、詳細に説明する。

図１（Ｂ）、図２、図３に示すように、各可動連結機構１９は、取付け面１７の他端側に突設され、中央に雌ねじ部２１が形成され、取付け面１７から突出する高さＨ_１が蓋２０の厚さＴより大きな台座側ボス２２と、蓋２０に形成され、台座側ボス２２が隙間を有して挿通される貫通孔２３と、台座側ボス２２の雌ねじ部２１にねじ込まれる雄ねじ部２６ａ及び雄ねじ部２６ａに連接して設けられ、外径が蓋２０に形成された貫通孔２３の内径より大きな頭部とを備えた雄ねじ手段２４とを有する。
更に、可動連結機構１９は、蓋２０の表面の貫通孔２３の外周側となる領域に貫通孔２３と同心状に立設され、内径Ｄ_２が、雄ねじ手段２４の頭部の外径より大きく、高さＨ_２が、貫通孔２３の軸心位置を台座側ボス２２の軸心位置に合わせて蓋２０の裏面が取付け面１７に当接された状態で、貫通孔２３から突出する台座側ボス２２に締め付けられた雄ねじ手段２４の頭部の高さ位置より高い円筒部材２５を有する。

ここで、雄ねじ手段２４は、雌ねじ部２１に螺合するボルト２６と、ボルト２６と共に使用される平座金２７と、ボルト２６のボルト頭部２８と平座金２７の間に挿入されるスプリングワッシャ２９とを有している。このため、図３に示すように、雄ねじ手段２４の頭部は、ボルト頭部２８とスプリングワッシャ２９と平座金２７から構成されることになって、雄ねじ手段２４の頭部の外径は、ボルト頭部２８、スプリングワッシャ２９、及び平座金２７の中で最も半径方向外側に突出している平座金２７の外径Ｄ_３に一致する。
このため、平座金２７の外径Ｄ_３は、貫通孔２３の内径Ｄ_１より大きく、円筒部材２５の内径Ｄ_２より小さい（Ｄ_１＜Ｄ_３＜Ｄ_２）。また、台座側ボス２２に締め付けられた雄ねじ手段２４の頭部の高さ位置とは、台座側ボス２２の表面に平座金２７の裏面がボルト頭部２８とスプリングワッシャ２９により押圧された状態におけるボルト頭部２８の高さ位置のことをさす。

図３に示すように、ボルト頭部２８の高さをＨ_３、平座金２７及びスプリングワッシャ２９の厚さをそれぞれａ、ｂとすると、取付け面１７に対する円筒部材２５の高さ位置はＴ＋Ｈ_２、取付け面１７に対するボルト頭部２８の高さ位置はＨ_１＋ａ＋ｂ＋Ｈ_３となるので、円筒部材２５の高さＨ_２が、貫通孔２３から突出する台座側ボス２２に締め付けられた雄ねじ手段２４のボルト頭部２８の高さ位置より高いことから、Ｔ＋Ｈ_２＞Ｈ_１＋ａ＋ｂ＋Ｈ_３の関係が成立する。
従って、円筒部材２５と平座金２７との間には、円筒部材２５の内径Ｄ_２と平座金２７の外径Ｄ_３との差（Ｄ_２−Ｄ_３）に基づく隙間Ｃ_１（＝（Ｄ_２−Ｄ_３）／２）が形成され、円筒部材２５の上面とボルト頭部２８の上面との間には、段差δ_１（＝Ｔ＋Ｈ_２−Ｈ_１−ａ−ｂ−Ｈ_３）が形成される。

以上の構成とすることにより、平座金２７の裏面がボルト頭部２８とスプリングワッシャ２９により台座側ボス２２の表面に押圧された際、平座金２７の裏面と蓋２０の表面との間には段差δ_２（＝Ｈ_１−Ｔ）が形成されて、蓋２０はボルト２６により取付け面１７に固定（押圧）されない。このため、蓋２０は取付け面１７から浮上がることができる。なお、平座金２７の外径Ｄ_３は、貫通孔２３の内径Ｄ_１より大きいので、蓋２０が浮上がった際、蓋２０の貫通孔２３の縁が平座金２７の裏面に当接する（掛止される）ことになって、台座１６の取付け面１７からの浮上がり距離が制限される（即ち、蓋２０の他端側が取付け面１７の他端側から外れることがない）。
また、円筒部材２５と平座金２７との間には隙間Ｃ_１が、貫通孔２３と台座側ボス２２との間には隙間Ｃ_２（＝（Ｄ_１−Ｄ_４）／２）がそれぞれ形成されている。なお、Ｄ_４は、台座側ボス２２の外径である。このため、蓋２０は取付け面１７内で移動することができる。

図３において、円筒部材２５の内径Ｄ_２と平座金の外径Ｄ_３との差（＝Ｄ_２−Ｄ_３）が、貫通孔２３の内径Ｄ_１と台座側ボス２２の外径Ｄ_４との差（＝Ｄ_１−Ｄ_４）より大きく設定されている。このため、円筒部材２５と平座金２７との間の隙間Ｃ_１は、貫通孔２３と台座側ボス２２との間の隙間Ｃ_２より大きくなるので、蓋２０が取付け面１７内を移動した際、台座側ボス２２の外周面が貫通孔２３の内周面に接触すると（即ち、隙間Ｃ_２が消失すると）、取付け面１７内での蓋２０の移動が停止することになる。即ち、円筒部材２５と平座金２７との間の隙間Ｃ_１を、貫通孔２３と台座側ボス２２との間の隙間Ｃ_２より大きく設定することにより、取付け面１７内での蓋２０の移動を、貫通孔２３と台座側ボス２２との間に形成される隙間Ｃ_２の大きさに基づいて規制することができる。

続いて、本発明の一実施の形態に係る油圧ショベル用グラップル１０の作用について説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、挿入部１８に差し込まれた蓋２０の一端側の周囲には隙間が存在している。また、台座１６の取付け面１７に可動連結機構１９を介して取付けられた蓋２０の他端側では、蓋２０の表面と雄ねじ手段２４の頭部（平座金２７の裏面）との間には隙間δ_２が、蓋２０の貫通孔２３と台座側ボス２２の外周面との間には隙間Ｃ_２が、蓋２０の円筒部材２５の内周面と雄ねじ手段２４の頭部（平座金２７の外周面）との間には隙間Ｃ_１がそれぞれ形成されるので、雄ねじ手段２４（ボルト頭部２８とスプリングワッシャ２９により押圧された平座金２７）により蓋２０が台座１６の取付け面１７に締め付けられることはなく、蓋２０は台座１６の取付け面１７内で、かつ予め設定された範囲内で自由に移動すること（取付け面１７内での移動及び取付け面１７からの浮上がり）が可能になる。

このため、油圧ショベル用グラップル１０で産業廃棄物を掴んだ際に、産業廃棄物が蓋２０に衝突しても、産業廃棄物が蓋２０に接触しても、爪フレーム１２による把持力が産業廃棄物を介して蓋２０に加わっても、その度毎に蓋２０が移動することにより、過剰な外力が雄ねじ手段２４に直接作用することを防止できる。その結果、油圧ショベル用グラップル１０の作業中に、雄ねじ手段２４のボルト２６が、緩んで台座側ボス２２から脱落したり、折損したりすることが防止され、蓋２０が爪フレーム１２（台座１６の取付け面１７）から外れることを防止できる。

本実施の形態では、円筒部材２５の内径Ｄ_２と平座金２７の外径Ｄ_３との差（＝Ｄ_２−Ｄ_３）を、貫通孔２３の内径Ｄ_１と台座側ボス２２の外径Ｄ_４との差（＝Ｄ_１−Ｄ_４）より大きく設定したが、円筒部材２５の内径Ｄ_２と平座金２７の外径Ｄ_３との差を、貫通孔２３の内径Ｄ_１と台座側ボス２２の外径Ｄ_４との差より小さく設定することもできる。この場合、蓋２０が取付け面１７内を移動した際、円筒部材２５の内周面が平座金２７の外周面に接触すると（即ち、隙間Ｃ_１が消失すると）、取付け面１７内での蓋２０の移動が停止することになる。即ち、貫通孔２３と台座側ボス２２との間の隙間Ｃ_２を、円筒部材２５と平座金２７との間の隙間Ｃ_１より大きく設定することにより、取付け面１７内での蓋２０の移動を、円筒部材２５の内周面と平座金２７との間に形成される隙間Ｃ_１の大きさに基づいて規制することができる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。

１０：油圧ショベル用グラップル、１１：連結部、１２：爪フレーム、１３：爪、１４：油圧機構、１５：開口部、１６：台座、１７：取付け面、１８：挿入部、１９：可動連結機構、２０：蓋、２１：雌ねじ部、２２：台座側ボス、２３：貫通孔、２４：雄ねじ手段、２５：円筒部材、２６：ボルト、２６ａ：雄ねじ部、２７：平座金、２８：ボルト頭部、２９：スプリングワッシャ

Claims (3)

1. 油圧ショベルのアーム先端に取付けられ、対象物を掴む複数の爪フレームが、該爪フレーム内にそれぞれ格納された油圧機構により開閉可能に設けられた油圧ショベル用グラップルにおいて、
   前記各爪フレームには、格納された前記油圧機構に対向して、中央に開口部が、該開口部の周囲に取付け面がそれぞれ形成された台座が取付けられ、
   前記台座には、裏面側を前記取付け面に当接して配置され、一端側が該台座の一端側に設けられた挿入部内に隙間を有して差し込まれ、他端側が該取付け面の他端側に複数の可動連結機構を介して取付けられた油圧機構保護用の蓋が設けられ、
   前記各可動連結機構は、前記取付け面の他端側に突設され、中央に雌ねじ部が形成され、高さＨ_１が前記蓋の厚さＴより大きく外径がＤ_４の台座側ボスと、
   前記蓋に形成され、前記台座側ボスが挿通される内径がＤ_１の貫通孔と、
   前記台座側ボスの前記雌ねじ部に螺合して前記台座に固定されるボルトと、該ボルトと共に使用され、最も半径方向外側に突出し、前記貫通孔の内径Ｄ_１より大きな外径Ｄ_３の平座金と、該ボルトのボルト頭部と該平座金の間に挿入されるスプリングワッシャとを有する雄ねじ手段と、
   前記蓋の表面の前記貫通孔の外周側となる領域に該貫通孔と同心状に立設され、内径Ｄ_２が、前記平座金の外径Ｄ_３より大きく、高さが、前記貫通孔の軸心位置を前記台座側ボスの軸心位置に合わせて前記蓋の裏面が前記取付け面に当接された状態で、前記貫通孔から突出する前記台座側ボスに締め付けられた前記ボルトのボルト頭部の高さ位置より高い円筒部材とを有し、
   前記ボルトが、前記貫通孔から前記円筒部材側に突出する前記台座側ボスに締め付けられて、前記平座金の裏面が前記ボルト頭部と前記スプリングワッシャにより前記台座側ボスの表面に押圧された際に、前記蓋の表面と前記平座金の裏面との間に前記台座側ボスの高さＨ_１と該蓋の厚さＴの差Ｈ_１−Ｔである段差δ_２が、前記円筒部材の内周面と前記平座金の外周面との間に該円筒部材の内径Ｄ_２と該平座金の外径Ｄ_３との差Ｄ_２−Ｄ_３に基づく（Ｄ_２−Ｄ_３）／２の隙間Ｃ_１が、前記貫通孔の内周面と前記台座側ボスの外周面との間に該貫通孔の内径Ｄ_１と該台座側ボスの外径Ｄ_４との差Ｄ_１−Ｄ_４に基づく（Ｄ_１−Ｄ_４）／２の隙間Ｃ_２がそれぞれ形成されることを特徴とする油圧ショベル用グラップル。
2. 請求項１記載の油圧ショベル用グラップルにおいて、前記円筒部材の内径Ｄ_２と前記平座金の外径Ｄ_３との差は、前記貫通孔の内径Ｄ_１と前記台座側ボスの外径Ｄ_４との差より大きく、前記取付け面内での前記蓋の移動は、前記貫通孔と前記台座側ボスとの間の隙間Ｃ_２により規制されることを特徴とする油圧ショベル用グラップル。
3. 請求項１記載の油圧ショベル用グラップルにおいて、前記円筒部材の内径Ｄ_２と前記平座金の外径Ｄ_３との差は、前記貫通孔の内径Ｄ_１と前記台座側ボスの外径Ｄ_４との差より小さく、前記取付け面内での前記蓋の移動は、前記円筒部材の内周面と前記平座金との間の隙間Ｃ_１により規制されることを特徴とする油圧ショベル用グラップル。

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