JP7736610B2

JP7736610B2 - クラムシェルバケット

Info

Publication number: JP7736610B2
Application number: JP2022050206A
Authority: JP
Inventors: 慎也田中; 雅幸乘田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2022-03-25
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2025-09-09
Anticipated expiration: 2042-03-25
Also published as: JP2023143020A

Description

本開示は、立坑を掘削する建設機械に備えられたクラムシェルバケットに関する。

一般に、地中深く立坑を掘削する場合には、立坑掘削機が好適に用いられる。立坑掘削機は、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前側に設けられた作業装置とを含んで構成されている。作業装置は、例えば上下方向に伸縮可能な多段伸縮式（テレスコピック式）のアームと、アームの先端に設けられたクラムシェルバケットとを備えている。

クラムシェルバケットは、アームの先端側に取付けられたベース部材と、このベース部材に支持ピンを介して回動可能に支持され、互いに離間する開位置と接近する閉位置との間で変位する一対のバケットとを備えている。クラムシェルバケットは、一対のバケットを開位置とした状態で立坑の穴底まで降下した後、閉位置とすることにより土砂等を掘削する。そして、クラムシェルバケットは、一対のバケットを閉位置とした状態で立坑から地上へと上昇し、ダンプトラック等の上方で一対のバケットを開位置へと変位させることにより、土砂等の掘削物をダンプトラックの荷台に排出する（特許文献１）。

特開２０１９－１２００８７号公報

ここで、従来技術によるクラムシェルバケットは、一対のバケットを開閉させるための油圧シリンダを備え、この油圧シリンダの動作に応じて一対のバケットを閉位置と開位置との間で変位させる。このため、クラムシェルバケットを構成するベース部材と一対のバケットには、通常、バケットが閉位置から開位置へと変位するときの変位量（最大開度）を設定するための当接部材が設けられている。この当接部材は、ベース部材と一対のバケットとにそれぞれ設けられ、一対のバケットが最大に開いたときに互いに衝突して最大開度を設定することにより、油圧シリンダが適正な範囲を超えて動作するのを規制する。これにより、油圧シリンダに過剰な負荷が作用するのを抑えると共に、当接部材同士が衝突するときの衝撃を利用して、一対のバケット内に残った土砂等の掘削物を排出することができる。

ところで、クラムシェルバケットの開閉動作に伴ってベース部材側の当接部材と一対のバケット側の当接部材とが衝突を繰り返すことにより、これら当接部材は摩耗、変形を生じる。従って、一対のバケットの最大開度が大きくなり、油圧シリンダが適正な範囲を超えて動作するのを防止するため、当接部材は摩耗の度合いに応じて修理が必要となる。

摩耗、変形を生じた当接部材の修理は、一般に、溶接等の手段を用いて金属を付加（肉盛り）した後、機械加工によって成形を施す。しかし、このような当接部材の修理を行う場合、一対のバケットのうち一方のバケット側の当接部材とベース部材側の当接部材、および一対のバケットのうち他方のバケット側の当接部材とベース部材側の当接部材とが、一対のバケットが開位置となったときに均等に当接するように、それぞれの当接部材を成形する必要がある。このため、当接部材の修理には多大な工数が必要となる上に、熟練した修理技術が必要となるという問題がある。

本発明の目的は、当接部材の修理を容易に行う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にある。

本発明は、作業装置を構成するアームの先端側に取付けられたベース部材と、前記ベース部材に支持ピンを介して回動可能に支持され、互いに離間する開位置と接近する閉位置との間で変位する一対のバケットと、前記ベース部材に設けられたベース側当接部材と、前記一対のバケットにそれぞれ設けられ、前記一対のバケットが前記開位置に変位したときに前記ベース側当接部材に当接するバケット側当接部材と、を備えてなるクラムシェルバケットにおいて、前記ベース側当接部材は、前記ベース部材に固定されたベース側固定部材と、前記ベース側固定部材に交換可能に取付けられたベース側交換部材とにより構成され、前記バケット側当接部材は、前記一対のバケットに固定されたバケット側固定部材と、前記バケット側固定部材に交換可能に取付けられ、前記ベース側交換部材に当接するバケット側交換部材とにより構成され、前記ベース側交換部材と前記バケット側交換部材とは、硬度が異なる材料を用いて形成されている。

本発明によれば、一対のバケットの開閉動作により、ベース側交換部材とバケット側交換部材とが衝突を繰り返して摩耗、変形したとしても、ベース側固定部材に対してベース側交換部材を容易に交換し、またはバケット側固定部材に対してバケット側交換部材を容易に交換することができる。

本発明の実施形態に係るクラムシェルバケットを備えた立坑掘削機を示す左側面図である。クラムシェルバケットを示す斜視図である。閉位置となったクラムシェルバケットを示す左側面図である。図３中の矢示IV－IV方向から見たクラムシェルバケットの断面図である。ベース側当接部材およびバケット側当接部材を示す要部拡大図である。ベース側固定部材およびベース側交換部材を示す斜視図である。開位置となったクラムシェルバケットを示す左側面図である。ベース側当接部材とバケット側当接部材とが衝突した状態を図７中の矢示VIII－VIII方向から見た断面図である。変形例によるベース側当接部材およびバケット側当接部材を示す図８と同様な断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るクラムシェルバケットについて、立坑掘削機に搭載した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図中、立坑掘削機１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とを備えている。これら下部走行体２と上部旋回体３とは、立坑掘削機１の車体を構成している。上部旋回体３の前側には作業装置４が設けられ、この作業装置４を用いて地中深く立坑を掘削することができる。

上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の後端に設けられたカウンタウエイト６と、旋回フレーム５の左前部に設けられたキャブ７とを含んで構成されている。カウンタウエイト６は、上部旋回体３の前側に設けられた作業装置４との重量バランスを保っている。キャブ７は、オペレータが搭乗する運転室を画成し、キャブ７の内部には、運転席、作業用の操作レバー、走行用の操作レバー・ペダル等（いずれも図示せず）が配設されている。

作業装置４は、上部旋回体３の前側に設けられ、地中深く立坑Ｐを掘削する。作業装置４は、旋回フレーム５の前端側に上下方向に回動可能に取付けられたブーム８と、ブーム８の先端に回動可能に取付けられた多段伸縮式（テレスコピック式）のアーム９と、アーム９の先端に回動可能に取付けられた後述のクラムシェルバケット１１とを含んで構成されている。アーム９は、ブーム８の先端に取付けられた外筒９Ａと、外筒９Ａの内部に伸縮可能に設けられた第１の内筒９Ｂと、第１の内筒９Ｂの内部に伸縮可能に設けられた第２の内筒９Ｃとを有し、第２の内筒９Ｃの先端には、クラムシェルバケット１１が取付けられている。

次に、本実施形態によるクラムシェルバケット１１について、図２ないし図８を参照して説明する。

クラムシェルバケット１１は、作業装置４を構成するアーム９（第２の内筒９Ｃ）の先端に取付けられている。クラムシェルバケット１１は、ベース部材１２と、油圧シリンダ１３と、一対のバケット１７，２１とを含んで構成され、油圧シリンダ１３によって一対のバケット１７，２１を開閉させることにより土砂を掘削し、地中深く立坑Ｐを掘削する。なお、説明の便宜上、一対のバケット１７，２１が開閉する方向をクラムシェルバケット１１の開閉方向とし、この開閉方向と直交する上下方向以外の方向をクラムシェルバケット１１の幅方向として説明する。

ベース部材１２は、アーム９（第２の内筒９Ｃ）の先端に取付けられている。ベース部材１２は、クラムシェルバケット１１の芯（基礎）となる部材で、上下方向に延びるロッド部１２Ａと、ロッド部１２Ａの下端部に設けられた横梁部１２Ｂとにより構成されている。横梁部１２Ｂは、ロッド部１２Ａの軸方向（上下方向）と直交して幅方向に水平に延びている。これにより、ベース部材１２は全体として逆Ｔ字状に形成されている。

ベース部材１２のロッド部１２Ａは、上下方向に延びる円柱体からなり、後述する油圧シリンダ１３のロッドを兼ねている。ロッド部１２Ａの上端には、アーム取付部１２Ｃが設けられ、アーム取付部１２Ｃは、アーム９を構成する第２の内筒９Ｃの先端に支持軸を介して回動可能に取付けられている。

ベース部材１２の横梁部１２Ｂは、幅方向に延びる角筒体により形成されている。横梁部１２Ｂの幅方向の中央部は、ロッド部１２Ａの下端に固定されている。横梁部１２Ｂの幅方向の両端には、開閉方向に張出すバケット取付板１２Ｄがそれぞれ設けられ、バケット取付板１２Ｄの開閉方向の両端には、一対のバケット１７，２１がそれぞれ回動可能（開閉可能）に取付けられている。

油圧シリンダ１３は、ベース部材１２のロッド部１２Ａを含んで構成されている。即ち、油圧シリンダ１３は、ベース部材１２のロッド部１２Ａと、ロッド部１２Ａの軸方向の中間部に設けられたピストン（図示せず）と、ピストンを取囲んでロッド部１２Ａの外周側に設けられたチューブ１３Ａと、を備えた両ロッド式の油圧シリンダにより形成されている。チューブ１３Ａは、ロッド部１２Ａに対して軸方向（上下方向）に移動可能に取付けられ、チューブ１３Ａ内には、ピストンの上側に位置する上側油室とピストンの下側に位置する下側油室とが形成されている。

油圧シリンダ１３のチューブ１３Ａは、上側油室に圧油が供給されたときにはロッド部１２Ａに沿って下方に移動し（図３参照）、下側油室に圧油が供給されたときにはロッド部１２Ａに沿って上方に移動する（図７参照）。チューブ１３Ａの軸方向の中間部には、チューブ１３Ａから径方向外側に突出する一対のリンク取付ブラケット１３Ｂが取付けられている。これらリンク取付ブラケット１３Ｂには、後述するリンク１４の一端がそれぞれ取付けられている。

一対のリンク１４は、油圧シリンダ１３のチューブ１３Ａとバケット１７，２１との間にそれぞれ設けられている。図２に示すように、リンク１４は、幅方向においてチューブ１３Ａ側（上側）が狭幅となり、バケット１７，２１側（下側）が広幅となる三角形状に形成されている。一対のリンク１４の一端（上端）１４Ａは、油圧シリンダ１３のリンク取付ブラケット１３Ｂに上側連結ピン１５を用いて回動可能に連結されている。一対のリンク１４の他端（下端）１４Ｂは、バケット１７，２１の後述するリンク連結部１８Ｄ，２２Ｄに、下側連結ピン１６を用いて回動可能に連結されている。

一対のバケット１７，２１は、後述の支持ピン２０，２４を介してベース部材１２に回動可能に取付けられている。バケット１７，２１は、ベース部材１２の横梁部１２Ｂを挟んで開閉方向で対称となるように配置され、互いに離間する開位置（図７の位置）と、互いに接近する閉位置（図３の位置）との間で回動（変位）する。一対のバケット１７，２１は、それぞれ立坑Ｐの穴底側に位置する開口部１７Ａ，２１Ａを有し、開位置から閉位置へと変位することにより、開口部１７Ａ，２１Ａから土砂等を掬い上げる。ここで、一対のバケット１７，２１は同一の形状および構成を有しているので、一方のバケット１７について詳細に説明し、他方のバケット２１についての説明は簡略化する。

バケット１７は、ベース部材１２を構成する横梁部１２Ｂの幅方向の両端に設けられた一対のバケット取付板１２Ｄに、それぞれ支持ピン２０を用いて回動可能に支持されている。図３および図４に示すように、バケット１７は、幅方向で間隔をもって対面する一対の側板１８と、一対の側板１８間を連結する底板１９とにより構成され、一対の側板１８と底板１９とによって囲まれた空間が、土砂溜め空間Ｓ１となっている（図４参照）。

バケット１７の側板１８は、側板１８の外枠部分を形成する厚肉なＵ字状をなす厚板部１８Ａと、溶接等の手段を用いて厚板部１８Ａに固着された薄肉な薄板部１８Ｂとを有している。厚板部１８Ａは、側板１８のうちバケット１７による掘削作業時に応力が集中する部位を補強している。厚板部１８Ａには、ベース部材１２のバケット取付板１２Ｄに対応するベース部材連結部１８Ｃと、リンク１４の他端１４Ｂに対応するリンク連結部１８Ｄとが設けられている。側板１８のベース部材連結部１８Ｃは、ベース部材１２（横梁部１２Ｂ）のバケット取付板１２Ｄに、支持ピン２０を用いて回動可能に連結されている。また、側板１８のリンク連結部１８Ｄは、リンク１４の他端１４Ｂに、下側連結ピン１６を用いて回動可能に連結されている。

バケット１７の底板１９は、一対の側板１８間を連結している。底板１９は、緩やかに湾曲する板体により形成され、底板１９の幅方向の両端は、溶接等の手段を用いて一対の側板１８にそれぞれ固着されている。バケット１７の開口部１７Ａ側に位置する底板１９の端縁部には、幅方向の全域に亘って厚肉な板体からなるカッティングエッジ１９Ａが固定されている。カッティングエッジ１９Ａには、幅方向に間隔をもって複数（例えば３個）の掘削爪１９Ｂが取付けられている。

バケット２１は、バケット１７と同様に、一対の側板２２と、一対の側板２２間を連結する底板２３とにより構成され、一対の側板２２と底板２３とによって囲まれた空間が、土砂溜め空間Ｓ２となっている（図４参照）。

バケット２１の側板２２は、厚板部２２Ａと薄板部２２Ｂとを有し、厚板部２２Ａには、ベース部材連結部２２Ｃとリンク連結部２２Ｄとが設けられている。ベース部材連結部２２Ｃは、ベース部材１２のバケット取付板１２Ｄに支持ピン２４を用いて回動可能に連結され、リンク連結部２２Ｄは、リンク１４の他端１４Ｂに下側連結ピン１６を用いて回動可能に連結されている。バケット２１の底板２３は、一対の側板２２間を連結し、バケット２１の開口部２１Ａ側に位置する底板２３の端縁部には、カッティングエッジ２３Ａが固定されている。カッティングエッジ２３Ａには、幅方向に間隔をもって複数の掘削爪２３Ｂが取付けられている。

従って、油圧シリンダ１３のチューブ１３Ａがロッド部１２Ａに沿って上下方向に移動すると、チューブ１３Ａの動作がリンク１４を介してバケット１７，２１に伝わる。これにより、バケット１７が支持ピン２０を中心として回動すると共にバケット２１が支持ピン２４を中心として回動し、クラムシェルバケット１１は、図３に示す閉位置と図７に示す開位置との間で変位する。

一対の排土装置２５，２６は、ベース部材１２の横梁部１２Ｂにそれぞれ設けられている。一方の排土装置２５は、バケット１７の土砂溜め空間Ｓ１内に配置され、他方の排土装置２６は、バケット２１の土砂溜め空間Ｓ２内に配置されている。

図４に示すように、排土装置２５は、ベース部材１２の横梁部１２Ｂに固定された一対の取付部材２５Ａと、一対の取付部材２５Ａに取付けられ、バケット１７の底板１９側へと延びる一対のＬ字板２５Ｂと、一対のＬ字板２５Ｂの先端に固着され、バケット１７の一対の側板１８間を幅方向に延びる削ぎ板２５Ｃとにより枠状に形成されている。削ぎ板２５Ｃは、底板１９の内側面に近接した位置に固定されている。これにより、排土装置２５は、バケット１７が閉位置から開位置に回動（移動）したときに、底板１９の内側面に貼り付いた粘土、泥等の土砂を、削ぎ板２５Ｃによって削ぎ落すことができる。

排土装置２６も排土装置２５と同様に、一対の取付部材２６Ａと、一対のＬ字板２６Ｂと、削ぎ板２６Ｃとにより枠状に形成され、削ぎ板２６Ｃは、バケット２１を構成する底板２３の内側面に近接した位置に固定されている。これにより、排土装置２６は、バケット２１が閉位置から開位置に回動したときに、底板２３の内側面に貼り付いた粘土、泥等の土砂を、削ぎ板２６Ｃによって削ぎ落すことができる。

次に、本実施形態に用いられるベース側当接部材２７、およびバケット側当接部材３２，３６について説明する。

ベース側当接部材２７は、ベース部材１２を構成する横梁部１２Ｂの幅方向の両端に１個ずつ（合計２個）設けられている（図４参照）。ベース側当接部材２７は、油圧シリンダ１３によってクラムシェルバケット１１が閉位置から開位置に変位したときに、バケット１７，２１に設けられたバケット側当接部材３２，３６が当接する。これにより、クラムシェルバケット１１の開位置（最大開度）が設定され、油圧シリンダ１３のチューブ１３Ａが適正な範囲を超えて移動するのを防止する。

図６および図８に示すように、ベース側当接部材２７は、ベース部材１２の横梁部１２Ｂに固定されたベース側固定部材２８と、ベース側固定部材２８にボルト３１を用いて交換可能（着脱可能）に取付けられたベース側交換部材２９，３０とにより構成されている。

ベース側固定部材２８は、直方体のブロック状をなし、横梁部１２Ｂの上面に溶接等の手段を用いて固定されている。ベース側固定部材２８のうちバケット１７側に位置する一側面２８Ａ、およびバケット２１側に位置する他側面２８Ｂには、それぞれ複数（例えば４個）のボルト穴（雌ねじ穴）２８Ｃが形成されている。また、ベース側固定部材２８の一側面２８Ａおよび他側面２８Ｂには、それぞれ凹状嵌合部としての切欠溝２８Ｄが形成されている。切欠溝２８Ｄは、ベース側固定部材２８の一側面２８Ａおよび他側面２８Ｂの幅方向の中央部を、ベース側固定部材２８の上面から下面までの全域に亘って上下方向に直線状に切欠くことにより形成されている。

ベース側交換部材２９は、ベース側固定部材２８の一側面２８Ａに４本のボルト３１を用いて交換可能に取付けられ、ベース側交換部材３０は、ベース側固定部材２８の他側面２８Ｂに４本のボルト３１を用いて交換可能に取付けられている。

ベース側交換部材２９は、ベース側固定部材２８の一側面２８Ａと等しい四角形状をなす厚肉な板体により形成されている。ベース側交換部材２９には、ベース側固定部材２８の一側面２８Ａに形成されたボルト穴２８Ｃに対応する４個のボルト挿通孔２９Ａが形成され、これら４個のボルト挿通孔２９Ａには、ボルト３１の頭部を収容する座ぐり穴２９Ｂが同心上に形成されている。また、ベース側交換部材２９のうちベース側固定部材２８の一側面２８Ａに当接する面には、凸状嵌合部としての嵌合突起２９Ｃが設けられている。嵌合突起２９Ｃは、ベース側交換部材２９の幅方向の中央部を上下方向に延びる直線状の突起により形成され、ベース側固定部材２８の切欠溝２８Ｄに嵌合する。

そして、ベース側固定部材２８の切欠溝２８Ｄに、ベース側交換部材２９の嵌合突起２９Ｃを嵌合させることにより、ベース側固定部材２８のボルト穴２８Ｃとベース側交換部材２９のボルト挿通孔２９Ａとを位置合わせすることができる。この状態で、ベース側交換部材２９のボルト挿通孔２９Ａにボルト３１を挿通し、このボルト３１をベース側固定部材２８のボルト穴２８Ｃに螺着することにより、ベース側固定部材２８の一側面２８Ａに、ベース側交換部材２９を取付けることができる。

この場合、図４に示すように、切欠溝２８Ｄと嵌合突起２９Ｃとの間に形成される隙間Ａは、ベース側交換部材２９のボルト挿通孔２９Ａとボルト３１との間に形成される径方向の隙間Ｂよりも小さく設定されている（Ａ＜Ｂ）。これにより、ベース側交換部材２９に対し、後述のバケット側交換部材３４の衝突によって大きな荷重が作用した場合でも、この荷重をボルト３１に先立って切欠溝２８Ｄと嵌合突起２９Ｃとの嵌合部によって受けることができ、ボルト３１の損傷を防止することができる。

一方、ベース側交換部材３０は、ベース側交換部材２９と同一の形状および構造を有している。即ち、ベース側交換部材３０には、ベース側固定部材２８の他側面２８Ｂに設けられたボルト穴２８Ｃに対応する４個のボルト挿通孔３０Ａ、および座ぐり穴３０Ｂが形成されている。また、ベース側交換部材３０には、ベース側固定部材２８の他側面２８Ｂに設けられた切欠溝２８Ｄに嵌合する凸状嵌合部としての嵌合突起３０Ｃが形成されている。

切欠溝２８Ｄと嵌合突起３０Ｃとの間に形成される隙間は、ベース側交換部材３０のボルト挿通孔３０Ａとボルト３１との間に形成される隙間よりも小さく設定されている。そして、ベース側固定部材２８の切欠溝２８Ｄに、ベース側交換部材３０の嵌合突起３０Ｃを嵌合させた状態で、ベース側交換部材３０のボルト挿通孔３０Ａに挿通したボルト３１を、ベース側固定部材２８のボルト穴２８Ｃに螺着する。これにより、ベース側固定部材２８の他側面２８Ｂに、ベース側交換部材３０を取付けることができる。

バケット側当接部材３２は、バケット１７を構成する一対の側板１８に１個ずつ（合計２個）設けられている。バケット側当接部材３２は、バケット１７が開位置に移動したときにベース側当接部材２７に衝突することにより、バケット１７の開位置（最大開度）を設定する。バケット側当接部材３２は、バケット１７を構成する一対の側板１８に固定されたバケット側固定部材３３と、バケット側固定部材３３にボルト３５を用いて交換可能（着脱可能）に取付けられたバケット側交換部材３４とにより構成されている。

バケット側固定部材３３は、厚肉な四角形状の板体により形成され、側板１８の厚板部１８Ａのうちベース部材連結部１８Ｃに近接した位置に、溶接等の手段を用いて固定されている。バケット側固定部材３３のうちベース側当接部材２７に対向する一側面３３Ａには、複数（例えば４個）のボルト穴（雌ねじ穴）３３Ｂが形成されると共に、凹状嵌合部としての切欠溝３３Ｃが形成されている。切欠溝３３Ｃは、バケット側固定部材３３の幅方向の中央部を、バケット側固定部材３３の上面から下面までの全域に亘って上下方向に直線状に切欠くことにより形成されている。

バケット側交換部材３４は、バケット側固定部材３３と等しい四角形状をなす板体により形成されている。バケット側交換部材３４には、バケット側固定部材３３の一側面３３Ａに形成されたボルト穴３３Ｂに対応する４個のボルト挿通孔３４Ａと、ボルト３５の頭部を収容する座ぐり穴３４Ｂとが同心上に形成されている。また、バケット側交換部材３４のうちバケット側固定部材３３の一側面３３Ａに当接する面には、凸状嵌合部としての嵌合突起３４Ｃが設けられている。嵌合突起３４Ｃは、バケット側交換部材３４の幅方向の中央部を上下方向に延びる直線状の突起により形成され、バケット側固定部材３３の切欠溝３３Ｃに嵌合する。

この場合、切欠溝３３Ｃと嵌合突起３４Ｃとの間に形成される隙間は、バケット側交換部材３４のボルト挿通孔３４Ａとボルト３５との間に形成される隙間よりも小さく設定されている。そして、バケット側固定部材３３の切欠溝３３Ｃに、バケット側交換部材３４の嵌合突起３４Ｃを嵌合させた状態で、バケット側交換部材３４のボルト挿通孔３４Ａに挿通したボルト３５を、バケット側固定部材３３のボルト穴３３Ｂに螺着する。これにより、バケット側固定部材３３の一側面３３Ａに、バケット側交換部材３４を交換可能に取付けることができる。

バケット側当接部材３６は、バケット２１を構成する一対の側板２２に１個ずつ（合計２個）設けられている。バケット側当接部材３６は、バケット２１が開位置に移動したときにベース側当接部材２７に衝突することにより、バケット２１の開位置（最大開度）を設定する。バケット側当接部材３６は、バケット２１を構成する一対の側板２２に固定されたバケット側固定部材３７と、バケット側固定部材３７にボルト３５を用いて交換可能に取付けられたバケット側交換部材３８とにより構成されている。

バケット側固定部材３７は、厚肉な四角形状の板体により形成され、側板２２の厚板部２２Ａのうちベース部材連結部２２Ｃに近接した位置に、溶接等の手段を用いて固定されている。バケット側固定部材３７のうちベース側当接部材２７に対向する一側面３７Ａには、複数のボルト穴３７Ｂが形成されると共に、凹状嵌合部としての切欠溝３７Ｃが形成されている。

バケット側交換部材３８は、バケット側固定部材３７と等しい四角形状をなす板体により形成されている。バケット側交換部材３８には、バケット側固定部材３７の一側面３７Ａに形成されたボルト穴３７Ｂに対応する４個のボルト挿通孔３８Ａと、ボルト３５の頭部を収容する座ぐり穴３８Ｂとが同心上に形成されている。また、バケット側交換部材３８のうちバケット側固定部材３７の一側面３７Ａに当接する面には、凸状嵌合部としての嵌合突起３８Ｃが設けられ、嵌合突起３８Ｃは、バケット側固定部材３７の切欠溝３７Ｃに嵌合する。

この場合、切欠溝３７Ｃと嵌合突起３８Ｃとの間に形成される隙間は、バケット側交換部材３８のボルト挿通孔３８Ａとボルト３５との間に形成される隙間よりも小さく設定されている。そして、バケット側固定部材３７の切欠溝３７Ｃに、バケット側交換部材３８の嵌合突起３８Ｃを嵌合させた状態で、バケット側交換部材３８のボルト挿通孔３８Ａに挿通したボルト３５を、バケット側固定部材３７のボルト穴３７Ｂに螺着する。これにより、バケット側固定部材３７の一側面３７Ａに、バケット側交換部材３８を交換可能に取付けることができる。

クラムシェルバケット１１を用いた立坑Ｐの掘削作業時には、バケット１７，２１が開閉動作を行うことにより、バケット側当接部材３２のバケット側交換部材３４が、ベース側当接部材２７のベース側交換部材２９に衝突し、バケット側当接部材３６のバケット側交換部材３８が、ベース側当接部材２７のベース側交換部材３０に衝突する。このように、バケット側交換部材３４，３８、ベース側交換部材２９，３０は、繰り返される衝突時の衝撃により徐々に摩耗、変形等を生じる。

これに対し、本実施形態では、ベース部材１２に固定されたベース側固定部材２８に対し、ベース側交換部材２９，３０をボルト３１を用いて容易に交換することができる。また、バケット１７に固定されたバケット側固定部材３３に対し、ボルト３５を用いてバケット側交換部材３４を容易に交換することができ、バケット２１に固定されたバケット側固定部材３７に対し、ボルト３５を用いてバケット側交換部材３８を容易に交換することができる。

ここで、バケット側交換部材３４，３８、ベース側交換部材２９，３０を、材質が等しい材料を用いて形成した場合には、それぞれが均等に摩耗、変形等を生じることにより、これらバケット側交換部材３４，３８、ベース側交換部材２９，３０を頻繁に交換する必要が生じる。

これに対し、本実施形態では、ベース側当接部材２７を構成するベース側交換部材２９，３０と、バケット側当接部材３２を構成するバケット側交換部材３４、およびバケット側当接部材３６を構成するバケット側交換部材３８とは、硬度が異なる材料を用いて形成されている。具体的には、ベース側交換部材２９，３０は、例えば一般構造用圧延鋼材を用いて形成し、バケット側交換部材３４，３８は、一般構造用圧延鋼材よりも硬度が高く、耐摩耗性に優れた耐摩耗鋼材を用いて形成されている。

これにより、主としてベース側当接部材２７を構成するベース側交換部材２９，３０が摩耗するため、バケット側当接部材３２のバケット側交換部材３４、およびバケット側当接部材３６のバケット側交換部材３８を交換する手間を省くことができ、交換作業の作業性を高めることができる。なお、バケット側交換部材３４，３８の材料の硬度を高めたのは、以下の理由に基づく。即ち、バケット側交換部材３４が取付けられるバケット側固定部材３３、およびバケット側交換部材３８が取付けられるバケット側固定部材３７は、いずれも四角形状の板体により形成され、バケット１７の側板１８、およびバケット２１の側板２２に対する溶接部が小さいため、ブロック状をなすベース側固定部材２８に比較して変形し易い。このため、バケット側交換部材３４，３８が、ベース側交換部材２９，３０に衝突したときの衝撃によって変形しないように、バケット側交換部材３４，３８は、耐摩耗鋼材を用いて形成することが望ましい。

本実施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、クラムシェルバケット１１を用いた立坑Ｐの掘削作業について説明する。

まず、図１に示すように、立坑掘削機１を立坑Ｐの近傍まで走行させた後、作業装置４のブーム８を前側に延ばし、多段伸縮式のアーム９を地面に対して鉛直方向に伸長させる。そして、クラムシェルバケット１１のバケット１７，２１を開位置に保持した状態で、アーム９の外筒９Ａから第１の内筒９Ｂ、第２の内筒９Ｃを伸長させることにより、クラムシェルバケット１１を立坑Ｐの底部（穴底）に接地させる。この状態で、バケット１７，２１を開位置から閉位置に回動させることにより、立坑Ｐの底部の土砂を掬い取ることができる。

クラムシェルバケット１１によって土砂を掬い取った後には、アーム９の外筒９Ａ内に第１の内筒９Ｂ、第２の内筒９Ｃを収容してアーム９を縮小させる。この状態で、ブーム８の先端を上方に持ち上げると共に、ブーム８の先端側でアーム９を回動させることにより、クラムシェルバケット１１を立坑Ｐから上方に抜き出すことができる。クラムシェルバケット１１を立坑Ｐから上方に抜き出した後には、上部旋回体３を旋回させてクラムシェルバケット１１をダンプトラック（図示せず）の上方に移動させる。そして、バケット１７，２１を閉位置から開位置に回動させることにより、掘削した土砂をダンプトラックの荷台に排出する。

このようにして、土砂を排出した後には、上部旋回体３を旋回させてクラムシェルバケット１１を立坑Ｐの上方に配置し、上述した行程を繰返すことにより、地中深く立坑Ｐを掘削することができる。

ここで、立坑Ｐの掘削作業時には、クラムシェルバケット１１を構成するバケット１７，２１が開閉動作を繰り返す。バケット１７，２１が閉位置から開位置へと回動するときには、バケット１７に設けられたバケット側当接部材３２，３６が、ベース部材１２に設けられたベース側当接部材２７に衝突する。これにより、バケット１７，２１の開位置（最大開度）が設定され、油圧シリンダ１３のチューブ１３Ａが適正な範囲を超えて移動することによって油圧シリンダ１３に過剰な負荷が作用するのを防止できる。

この場合、バケット１７，２１が開閉動作を繰り返すことにより、バケット側当接部材３２のバケット側交換部材３４は、ベース側当接部材２７のベース側交換部材２９に繰り返して衝突し、バケット側当接部材３６のバケット側交換部材３８は、ベース側当接部材２７のベース側交換部材３０に繰り返して衝突する。このため、バケット側交換部材３４，３８、ベース側交換部材２９，３０は、衝突時の衝撃により徐々に摩耗、変形等を生じる。

これに対し、本実施形態では、ベース部材１２に固定されたベース側固定部材２８に対し、ベース側交換部材２９，３０をボルト３１を用いて容易に交換することができる。また、バケット１７に固定されたバケット側固定部材３３に対し、ボルト３５を用いてバケット側交換部材３４を容易に交換することができ、バケット２１に固定されたバケット側固定部材３７に対し、ボルト３５を用いてバケット側交換部材３８を容易に交換することができる。これにより、摩耗、変形等を生じたベース側交換部材２９，３０、バケット側交換部材３４，３８を交換するときの作業性を高めることができる。

しかも、本実施形態では、ベース側交換部材２９，３０は、例えば一般構造用圧延鋼材を用いて形成し、バケット側交換部材３４，３８は、一般構造用圧延鋼材よりも硬度が高く、耐摩耗性に優れた耐摩耗鋼材を用いて形成されている。これにより、主としてベース側当接部材２７を構成するベース側交換部材２９，３０が摩耗するため、バケット側当接部材３２のバケット側交換部材３４、およびバケット側当接部材３６のバケット側交換部材３８を交換する手間を省くことができ、交換作業の作業性を一層高めることができる。

さらに、本実施形態では、ベース側当接部材２７を構成するベース側交換部材２９，３０を、ボルト３１を用いてベース側固定部材２８に取付けるときに、ベース側固定部材２８に設けた切欠溝２８Ｄに、ベース側交換部材２９，３０に設けた嵌合突起２９Ｃ，３０Ｃを嵌合させることができる。これにより、ベース側交換部材２９に対し、バケット側交換部材３４の衝突によって大きな荷重が作用した場合でも、この荷重をボルト３１に先立って切欠溝２８Ｄと嵌合突起２９Ｃとの嵌合部によって受けることができる。同様に、ベース側交換部材３０に対し、バケット側交換部材３８の衝突によって大きな荷重が作用した場合でも、この荷重をボルト３１に先立って切欠溝２８Ｄと嵌合突起３０Ｃとの嵌合部によって受けることができる。この結果、ボルト３１の折損を防止することができ、ベース側交換部材２９，３０を、長期に亘ってベース側固定部材２８に確実に取付けておくことができる。

一方、バケット側当接部材３２を構成するバケット側交換部材３４を、ボルト３５を用いてバケット側固定部材３３に取付けるときには、バケット側固定部材３３に設けた切欠溝３３Ｃに、バケット側交換部材３４に設けた嵌合突起３４Ｃを嵌合させることができる。また、バケット側当接部材３６を構成するバケット側交換部材３８を、ボルト３５を用いてバケット側固定部材３７に取付けるときには、バケット側固定部材３７に設けた切欠溝３７Ｃに、バケット側交換部材３８に設けた嵌合突起３８Ｃを嵌合させることができる。これにより、バケット側交換部材３４，３８に対し、ベース側交換部材２９，３０の衝突によって大きな荷重が作用した場合でも、この荷重を切欠溝３３Ｃと嵌合突起３４Ｃとの嵌合部、および切欠溝３７Ｃと嵌合突起３８Ｃとの嵌合部によって受けることができる。この結果、ボルト３５の折損を防止することができ、バケット側交換部材３４，３８を、長期に亘ってバケット側固定部材３３，３７に確実に取付けておくことができる。

かくして、実施形態によるクラムシェルバケット１１は、作業装置４を構成するアーム９の先端側に取付けられたベース部材１２と、ベース部材１２に支持ピン２０，２４を介して回動可能に支持され、互いに離間する開位置と接近する閉位置との間で変位する一対のバケット１７，２１と、ベース部材１２に設けられたベース側当接部材２７と、一対のバケット１７，２１にそれぞれ設けられ、バケット１７，２１が開位置に変位したときにベース側当接部材２７に当接するバケット側当接部材３２，３６とを備えている。

そして、ベース側当接部材２７は、ベース部材１２に固定されたベース側固定部材２８と、ベース側固定部材２８に交換可能に取付けられたベース側交換部材２９，３０とにより構成され、バケット側当接部材３２，３６は、バケット１７，２１に固定されたバケット側固定部材３３，３７と、バケット側固定部材３３，３７に交換可能に取付けられ、ベース側交換部材２９，３０に当接するバケット側交換部材３４，３８とにより構成されている。

この構成によれば、バケット１７，２１の開閉動作により、ベース側交換部材２９，３０とバケット側交換部材３４，３８とが衝突を繰り返して摩耗、変形したとしても、ベース側固定部材２８に対してベース側交換部材２９，３０を容易に交換し、またはバケット側固定部材３３，３７に対してバケット側交換部材３４，３８を容易に交換することができる。これにより、ベース側当接部材２７、バケット側当接部材３２，３６の摩耗、変形に対する修理を行うときの作業性を向上させることができる。

実施形態では、ベース側交換部材２９，３０とバケット側交換部材３４，３８とは、硬度が異なる材料を用いて形成されている。この構成によれば、ベース側交換部材２９，３０とバケット側交換部材３４，３８とが衝突を繰り返すことにより、ベース側交換部材２９，３０とバケット側交換部材３４，３８のうち硬度が低い材料を用いて形成された部材が、優先的に摩耗、変形を生じるようになる。この結果、硬度が高い材料を用いて形成された部材を交換する手間を省くことができ、ベース側交換部材２９，３０およびバケット側交換部材３４，３８を交換するときの作業性を高めることができる。

実施形態では、ベース側固定部材２８には切欠溝２８Ｄが設けられ、ベース側交換部材２９，３０には、ベース側固定部材２８にベース側交換部材２９，３０を取付けた状態で切欠溝２８Ｄに嵌合する嵌合突起２９Ｃ，３０Ｃが設けられている。バケット側固定部材３３，３７には切欠溝３３Ｃ，３７Ｃが設けられ、バケット側交換部材３４，３８には、バケット側固定部材３３，３７にバケット側交換部材３４，３８を取付けた状態で切欠溝３３Ｃ，３７Ｃに嵌合する嵌合突起３４Ｃ，３８Ｃが設けられている。

この構成によれば、ベース側交換部材２９，３０に対し、バケット側交換部材３４，３８の衝突によって大きな荷重が作用した場合でも、この荷重を切欠溝２８Ｄ，２８Ｄと嵌合突起２９Ｃ，３０Ｃとの嵌合部によって受けることができ、ボルト３１の折損等によってベース側交換部材２９，３０が離脱するのを防止することができる。同様に、バケット側交換部材３４，３８に対し、ベース側交換部材２９，３０の衝突によって大きな荷重が作用した場合でも、この荷重を切欠溝３３Ｃと嵌合突起３４Ｃとの嵌合部、および切欠溝３７Ｃと嵌合突起３８Ｃとの嵌合部によって受けることができる。これにより、ボルト３５の折損等によってバケット側交換部材３４，３８が離脱するのを防止することができる。

なお、上述した実施形態では、ベース側当接部材２７を構成するベース側固定部材２８に切欠溝２８Ｄを形成し、ベース側交換部材２９，３０に嵌合突起２９Ｃ，３０Ｃを形成している。また、バケット側当接部材３２，３６を構成するバケット側固定部材３３，３７に切欠溝３３Ｃ，３７Ｃを形成し、バケット側交換部材３４，３８に嵌合突起３４Ｃ，３８Ｃを形成している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図９に示す変形例のように、切欠溝がないベース側固定部材２８′と係合突起がないベース側交換部材２９′，３０′とによりベース側当接部材２７′を構成し、切欠溝がないバケット側固定部材３３′，３７′と係合突起がないバケット側交換部材３４′，３８′とによりバケット側当接部材３２′，３６′を構成してもよい。

また、実施形態では、ベース側当接部材２７を構成するベース側固定部材２８に切欠溝２８Ｄを形成し、ベース側交換部材２９，３０に嵌合突起２９Ｃ，３０Ｃを形成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばベース側固定部材に嵌合突起を形成し、ベース側交換部材に切欠溝を形成してもよい。このことは、バケット側当接部材についても同様である。

また、実施形態では、ベース側固定部材２８とベース側交換部材２９，３０とに設けられる凹凸嵌合部として、ベース側固定部材２８に形成された直線的な切欠溝２８Ｄと、ベース側交換部材２９，３０に形成された直線的な嵌合突起２９Ｃ，３０Ｃとを例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばベース側固定部材とベース側交換部材のうち一方の部材に円形穴を形成し、他方の部材に前記円形穴に嵌合する円柱状の突起を形成する構成としてもよい。このことは、バケット側当接部材についても同様である。

さらに、実施形態では、バケット側交換部材３４，３８を形成する材料の硬度を、ベース側交換部材２９，３０を形成する材料の硬度よりも高くした場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばバケット側交換部材３４，３８を形成する材料の硬度を、ベース側交換部材２９，３０を形成する材料の硬度よりも低くしてもよい。

４作業装置
１１クラムシェルバケット
１２ベース部材
１７，２１バケット
２０，２４支持ピン
２７，２７′ ベース側当接部材
２８，２８′ ベース側固定部材
２９，３０，２９′，３０′ ベース側交換部材
３２，３６，３２′，３６′ バケット側当接部材
３３，３７，３３′，３７′ バケット側固定部材
３４，３８，３４′，３８′ バケット側交換部材
２８Ｄ，３３Ｃ，３７Ｃ切欠溝（凹状嵌合部）
２９Ｃ，３０Ｃ，３４Ｃ，３８Ｃ嵌合突起（凸状嵌合部）

Claims

作業装置を構成するアームの先端側に取付けられたベース部材と、
前記ベース部材に支持ピンを介して回動可能に支持され、互いに離間する開位置と接近する閉位置との間で変位する一対のバケットと、
前記ベース部材に設けられたベース側当接部材と、
前記一対のバケットにそれぞれ設けられ、前記一対のバケットが前記開位置に変位したときに前記ベース側当接部材に当接するバケット側当接部材と、を備えてなるクラムシェルバケットにおいて、
前記ベース側当接部材は、前記ベース部材に固定されたベース側固定部材と、前記ベース側固定部材に交換可能に取付けられたベース側交換部材とにより構成され、
前記バケット側当接部材は、前記一対のバケットに固定されたバケット側固定部材と、前記バケット側固定部材に交換可能に取付けられ、前記ベース側交換部材に当接するバケット側交換部材とにより構成され、
前記ベース側交換部材と前記バケット側交換部材とは、硬度が異なる材料を用いて形成されていることを特徴とするクラムシェルバケット。
作業装置を構成するアームの先端側に取付けられたベース部材と、
前記ベース部材に支持ピンを介して回動可能に支持され、互いに離間する開位置と接近する閉位置との間で変位する一対のバケットと、
前記ベース部材に設けられたベース側当接部材と、
前記一対のバケットにそれぞれ設けられ、前記一対のバケットが前記開位置に変位したときに前記ベース側当接部材に当接するバケット側当接部材と、を備えてなるクラムシェルバケットにおいて、
前記ベース側当接部材は、前記ベース部材に固定されたベース側固定部材と、前記ベース側固定部材に交換可能に取付けられたベース側交換部材とにより構成され、
前記バケット側当接部材は、前記一対のバケットに固定されたバケット側固定部材と、前記バケット側固定部材に交換可能に取付けられ、前記ベース側交換部材に当接するバケット側交換部材とにより構成され、
前記ベース側固定部材と前記ベース側交換部材とには、前記ベース側固定部材に前記ベース側交換部材を取付けた状態で互いに嵌合する凹凸嵌合部が設けられ、
前記バケット側固定部材と前記バケット側交換部材とには、前記バケット側固定部材に前記バケット側交換部材を取付けた状態で互いに嵌合する凹凸嵌合部が設けられていることを特徴とするクラムシェルバケット。