JPH0635722B2 - 回転可能なクラムシェルバケットの制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、掘削機のアームに取り付けられ、土砂を掘り
取ることができるクラムシェルバケットに関し、特に、
バケット部を水平方向に自由に回転させることができ、
供給する油圧回路の配管を減らすことができる回転可能
なクラムシェルバケットの制御回路に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

土木作業においては、基礎工事やマンホール設置のため
に直径が小さい割に深い穴を掘る作業がしばしばあっ
た。

掘り取る直径に比べて穴が深い作業においては、従来で
は入力でスコップやシャベル等によって掘り下げていた
が、効率的な深掘り作業は出来難いものであった。ま
た、機械力を持つ掘削機によって穴を掘り取ることもで
きるが、バケットをブームによって上下動させる掘削機
では、溝等のような細長い穴を掘る作業には適している
が、深い穴を掘り取る作業には適さないものであった。

こういった目的のためにクラムシェルバケットと呼ばれ
る器具が開発されている。これは先端部に左右に開く二
つのバケットを取り付け、掘削機のアームの先端で吊り
下げる構造のものであり、バケットを穴の中に差し込
み、二つのバケットで土砂を掴み出すものであった。

しかし、従来のクラムシェルバケットではバケットが向
いている位置は固定されているため、バケットの角度に
よっては穴の底部の土砂が掘り取れない部分が出てくる
場合もあった。また、車体に対し、掘り取る方向を偏位
させようとする場合には車体全体を移動させ、二つのバ
ケットが開閉動する方向に車体全体の向きを変えなけれ
ばならず作業が煩わしいものであった。

このように、従来のクラムシェルバケットでは深い穴を
掘ることができてもバケットを水平方向に回転させて、
穴の底部で正確に土砂を掴み取る作業をさせることが出
来ず、細かい部分においては手作業でしなければならな
いものであった。このため、バケット全体をアームに対
して回転できることが望まれていた。この目的のため
に、アームに吊り下げたバケットを旋回させる機構も提
案されている。例えば、特開昭50年 605号、特開昭61
年 92226号などが挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような機構ではバケットの開閉動とバケッ
トの旋回動の独立した２系統の油圧を供給しなければな
らないものであった。このため、油圧発生源を設けた車
体からアームの先端までに重い油圧ホースを配管しなけ
ればならず、アームに重量の負担が掛ることになってい
た。このため、アームを揺動させる能力には限度がある
ことから、油圧ホースの重量だけバケットで堀り取る土
砂の重量が削減され、効率が悪くなる原因となってい
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、アームに吊り下げられる支持部と、この支持
部の下部に取り付られてその内部に油圧モータを収納し
た回転作動部と、この回転作動部の下部で全周方向に回
転できるよう連結され、回転作動部の油圧モーターによ
って水平方向に旋回できるバケット部と、左右方向に開
閉動できるようにバケット部の下部に軸支された一対の
バケットと、一対のバケットの間に介在されて両バケッ
トの開角度が同一となるように制御するリンクと、各バ
ケットとバケット部の上部の間に介在されてバケットを
作動させるための一対の油圧シリンダーとから成る回転
可能なクラムシェルバケットにおいて、回転作動部内に
は常時開放していて油路を開閉動できる電磁弁を収納す
ると共に、回転作動部内には常時閉成していて油路を閉
開動できる電磁弁を収納し、一方の電磁弁には油圧モー
ターを接続し、他方の電磁弁には油圧シリンダーを接続
し、両電磁弁にはアーム側から延びて圧力油を供給する
油圧ホースを接続し、両電磁弁の電磁コイルには車体に
設けて同時に両電磁弁を作動させる制御回路を接続し、
制御回路からの信号により両電磁弁を交互に開閉させ、
油圧モーターか油圧シリンダーの何れか一方に選択的に
圧力油を供給させることができる回転可能なクラムシェ
ルバケットの制御回路を提供するものである。

〔作用〕

本発明では、アームに吊り下げられた支持部には回転作
動部が設けてあり、この回転作動部内に収納した油圧モ
ーターによってバケット部が水平方向に回転することが
できる。このため、バケット部を自由な方向に変移する
ことができ、バケット部に軸支したバケットが開閉する
方向を変化させながら作業することにより、土砂の掘り
残しを無くすることができす。

そして、このバケットの開閉とバケット部の旋回の２系
統の動作は油圧モーターと油圧シリンダーによって行な
うことができるが、両駆動源は電磁弁によって選択的に
圧力油を供給することができる。このため、アームから
クラムシェルまで延長する油圧ホースが１系統で済み、
重量のある油圧ホースの軽減を図ることができる。この
ため、バケットで堀り取る土砂を多くすることができ、
作業の効率化を図ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の一実施例であるクラムシェルバケット
をバックホーと呼ばれる掘削機に取り付けた状態を示す
ものである。

エンジン、油圧発生器等を収納した車体１の下部左右に
はクローラー２が取り付けてあり、このクローラー２で
車体１を自由に移動することができる。そして、この車
体１の前面中央にはややくの字形に曲げられたブーム３
が連結してあり、ブーム３の中央と車体１の前部とは俯
仰用の油圧シリンダー４によって連結されている。

そして、ブーム３の先端にはやや直線状となったアーム
５が上下に揺動自在に連結してあり、このアーム５の先
端にはクラムシェルバケット６が吊り下げられている 第２図は前述のクラムシェルバケット６の構成を詳しく
説明するものであり、このクラムシェルバケット６は支
持部11、回転作動部12、バケット部13より形成されてい
る。この支持部11を構成する取り付け板15は平板状をし
ており、その上部にはアーム５に連結するための取り付
け穴14が開口してあり、その下部には連結板16が間隔を
おいて固定してある。前記回転作動部12は吊り下げユニ
ット17、弁ユニット18、作動ユニット19の部材から構成
されており、この吊り下げユニット17、弁ユニット18、
作動ユニット19は上下に組み合わされて一体となって形
成されている。そして吊り下げユニット17の上部には吊
り下げ板20が突起させてあり、この吊り下げ板20は前記
取り付け板16の間に挿入され、ボルト21によって揺動自
在に連結されている。

また、バケット部13の上部には円盤形をした回転ユニッ
ト22があり、この回転ユニット22は前記作動ユニット19
の下面に回転自在に連結されている。そして、この回転
ユニット22の下部中央には下方に延びた支柱23が固定し
てあり、この支柱23の下端には軸24，25によって左右方
向に開動自在に連結されたバケット26，27が取り付けて
ある。

このバケット26，27はそれぞれの対向する先端に爪28，
29を有するものであり、各バケット26，27の後部と前記
回転ユニット22の下部との間には油圧シリンダー30、31
が介在させてある。

そして、第３図は前記支柱23の下部におけるバケット2
6、27の連動機構を拡大して示すものである。支柱23の
下端には軸板35が垂直となるように固定されており、こ
の軸板35の側面には間隔をおいて軸24、25が固定してあ
り、各軸24、25にはそれぞれカーラー36、37が回転自在
に挿入してある。

このカーラー36には前記バケット26が固定されており、
カーラー37にはバケット27が固定されている。また、カ
ーラー36の側面にはクランク38が突起させてあり、カー
ラー37の側面にはクランク39が突起させてあり、両クラ
ンク38、39の先端間はリンク40によって連結されてい
る。このクランク38、39、リンク40によってリンク機構
が形成され、カーラー36、37、すなわちバケット26、27
が同時に同じ角度だけ開閉動の動作をするように規制さ
せている。

次に、第４図は前記回転作動部12の内部の構成を示す断
面図である。

吊り下げユニット17、弁ユニット18、作動ユニット19の
それぞれの外周は円柱形状をしており、その上部より固
定ボルト41、42によって上下から締めつけ固定され、三
つのユニット17、18、19はその外周を同一の直径とした
円筒形状をしている。

次に、前記弁ユニット18はその内部において上方に向け
て開口した弁室43が形成してあり、この弁室43内には二
つの電磁弁44、45が固定してある。

また、前記作動ユニット19の下部は下方に延長し、その
下端外周は左右に円盤形に突起した摺動突起46が形成さ
れている。また、作動ユニット19の下部中央の穴には油
圧モーター47が挿入固着してある。前記回転ユニット22
の上部にはやや円盤形をした係合溝48が形成してあり、
この係合溝48内に前記摺動突起46が挿入されており、摺
動突起46の上面よりややリング状をした結合板49が接触
させられており、結合板49は回転ユニット22の上面に固
着してあり、結合板が摺動突起46と係合することによっ
て、回転ユニット22は作動ユニット19に対して吊り下げ
られながら水平方向に回転できるように連結されてい
る。そして、前記油圧モーター47の出力軸50はこの回転
ユニット22の中央に軸結されている。

また、第５図は前記弁ユニット18をその上方から見た状
態を示すものである。この弁ユニット18の中央に開口さ
れた弁室43には二つの電磁弁44、45が並列に配置されて
いる。なお、この弁ユニット18の周囲に形成された貫通
穴51はそれぞれ取り付けボルト41、42を挿通するための
ものである。

次に、第６図は本実施例における油圧回路を示すもので
ある。

前記電磁弁44、45は何れも開閉の切換えを行なう二方向
の動作をするものであり、電磁弁44は常時開成型であ
り、電磁弁45は常時閉成型である。

そして、電磁弁44には前記油圧シリンダー30、31が並列
に接続してあり、電磁弁45には前記油圧モーター47が接
続してある。そして、エンジン55によって作動させる油
圧ボンプ56の吸入側は油タンク57連通しており、油圧ポ
ンプ56の出力側は切換弁58に接続されている。この切換
弁58は三方向に切り換えられるものであり、閉鎖、正方
向、逆方向の三段に油路の切換ができるものである。そ
して、この切換弁58の出力前記電磁弁44、45に接続され
ており、各電磁弁44、45の排出側は切換弁58を通じて油
タンク57に接続されている。また、前記車体１の操縦者
の手の屈く範囲には掘削と旋回の動作の切換を行うため
の押しボタン59が設けてあり、この押しボタン59の出力
は制御回路60に接続してあり、この制御回路60の出力電
磁弁44、45の電磁コイル接続してある。

次に、本実施例の作用を説明する。

深穴を掘り下げようとする場所にクローラー２を駆動さ
せ、車体１を移動させる。そして、掘り取ろうとする位
置クラムシェルバケット６を位置させ、次いで、ブーム
３とアーム５をそれぞれ揺動させ、クラムシェルバケッ
ト６の下部を地面に押し当てることで掘削の作業を行わ
せる。

〈掘り取りの作業〉 この掘削の作業において電磁弁44、45は第６図に示す状
態にある。この状態で切換弁58を動作させ、油圧ポンプ
56からの油圧を切換弁58、電磁弁44を介して油圧シリン
ダー30、31に伝えると、油圧シリンダーはその長さを縮
小し、軸24、25を中心としてバケット26、27、を開き、
第２図に示す状態にする。そして、この状態で爪28、29
をそれぞれ地面に接触させる。

爪28、29が地面に接触したならば、切換弁58を切り換え
て逆方向に油路を与えることにより、油圧シリンダー3
0、31はそれぞれその長さ方向に伸び、軸24、25を中心
としてバケットト26、27を内側に回転させる。このた
め、爪28、29に接触している土砂はバケット26、27の内
部に押し込められ、土砂は一対のバケット26、27内に閉
じ込められる。

なお、この時、二つのバケット26、27はクランク38、3
9、リンク40によって形成されたリンク機構によって連
動されているため、両者は同じ速度で回転し、何れか一
方のバケット26、27が速く回転することを防止してい
る。そして、バケット26、27が閉じたならばブーム３、
アーム５を持上げ、クラムシェルバケット６全体を穴よ
り引き上げることにより土砂を掘り出すことができる。
この動作は従来から周知の動作である。

〈バケットの旋回の動作〉 次にバケット26、27によって一定方向の土砂を掘り取っ
た後、その掘り取った方向とは違った方向にバケット2
6、27の位置を水平方向に旋回させる場合を説明する。

この場合には制御ボタン59を押し、制御回路60によって
電磁弁44、45にそれぞれ制御信号を出力する。すると、
電磁弁44は閉成し、電磁弁45は開成し、切換弁58と油圧
モーター47とが接続されることになる。そして、切換弁
58を正方向または逆方向に回転させることによって油圧
モーター47は回転し、その出力軸50が回転することで、
回転ユニット22は作動ユニット19に対して水平方向に回
転する。このため、回転ユニット22の下部に吊り下げら
れているバケット26、27はその回転に従って従動し、バ
ケット26、27の開口は掘り取れなかった土砂が溜まって
いる方向に向けて旋回させることになる。必要な角度だ
け油圧モーター47を回転させ、回転ユニット22を旋回さ
せたならば切換弁58を閉鎖し、次いで切換ボタン58を閉
鎖し、次いで切換ボタン59を復帰させることで電磁弁4
4、45を元の状況に戻す。この後前述と同様の動作をさ
せることにより、バケット26、27は油圧シリンダー30、
31によって開閉動作させるので掘削の作業を行うことが
できる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したので、回転作動部に取り
付けたバケット部を車体に対して水平に旋回回転させる
ことができ、バケットを自由に必要とする方向に向けさ
せることができ、深穴を堀り取る際に堀り残しが無くな
り、作業の効率を向上させることができる。

また、このバケットの開閉とバケット部の旋回の２系統
の動作は油圧モーターと油圧シリンダーによって行なう
ことができるが、両駆動源は電磁弁によって選択的に圧
力油が供給される。このため、アームからクラムシェル
まで延長する油圧ホースが１系統で済み、重量のある油
圧ホースの軽減を図ることができる。このため、バケッ
トで堀り取る土砂を多くすることができ、作業の効率化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクラムシェルバケットを掘削機に取り
付けた状態を示す斜視図、第２図は本発明の一実施例で
あるクラムシェルバケットを示す側面図、第３図は二つ
のバケットの連動の機構を示す拡大斜視図、第４図は同
上の回転作動部の構成を示す断面図、第５図は回転作動
部における弁ユニットの構成を示す平面図、第６図は本
実施例における油圧系統の油圧配管部である。 ６……クラムシェルバケット、１１……支持部、１２…
…回転作動部、13……バケット部、26、27……バケッ
ト、30、31……油圧シリンダー、40……リンク、44、45
……電磁弁、47……油圧モーター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アームに吊り下げられる支持部と、この支
   持部の下部に取り付けられてその内部に油圧モーターを
   収納した回転作動部と、この回転作動部の下部で全周方
   向に回転できるように連結され、回転作動部の油圧モー
   ターによって水平方向に旋回できるバケット部と、左右
   方向に開閉動できるようにバケット部の下部に軸支され
   た一対のバケットと、一対のバケットの間に介在されて
   両バケットの開角度が同一となるように制御するリンク
   と、各バケットとバケット部の上部の間に介在されてバ
   ケットを作動させるための一対の油圧シリンダーとから
   成る回転可能なクラムシェルバケットにおいて、 回転作動部内には常時開放していて油路を開閉動できる
   電磁弁を収納すると共に、回転作動部内には常時閉成し
   ていて油路を閉開動できる電磁弁を収納し、一方の電磁
   弁には油圧モーターを接続し、他方の電磁弁には油圧シ
   リンダーを接続し、両電磁弁にはアーム側から延びて圧
   力油を供給する油圧ホースを接続し、両電磁弁の電磁コ
   イルには車体に設けて同時に両電磁弁を作動させる制御
   回路を接続し、制御回路からの信号により両電磁弁を交
   互に開閉させ、油圧モーターか油圧シリンダーの何れか
   一方に選択的に圧力油を供給させることができる回転可
   能なクラムシェルバケットの制御回路。