KR102001256B1

KR102001256B1 - 클램셸 버킷

Info

Publication number: KR102001256B1
Application number: KR1020130041081A
Authority: KR
Inventors: 시게야 다다; 마사후미 스즈키
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2019-07-17
Also published as: JP5709791B2; CN103374935B; JP2013221284A; CN103374935A; KR20130116819A

Abstract

본 발명은, 버킷의 강도를 손상시키지 않고 버킷 중량을 가급적으로 작게 하여 굴착 가능한 토사 용량을 증대시키는 것이 가능해지는 구조의 클램셸 버킷을 제공한다.
저판(28)에 있어서의 후측 가장자리로부터, 측판(29)의 후측 가장자리에 있어서의 저판 근방부에, 저판(28) 및 측판(29)의 단부면에 판면을 대어 보강판(34)을 용접한다. 보강판(34)은 저판(28)에 용접되는 부분(34a)의 양단으로부터, 측판(29)에 용접되는 부분(34b)이 연장되어 형성되어 있고, 양자 사이의 코너부(34c)를 R 형상으로 형성한다.

Description

클램셸 버킷{CLAMSHELL BUCKET}

본 발명은 한 쌍의 쉘을 유압 실린더에 의해 개폐하여 토사의 굴착을 행하는 클램셸 버킷에 관한 것이다.

자주식 작업기의 신축 아암에 클램셸 버킷을 설치하여 굴착을 행하는 굴착기가 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있다. 이러한 굴착기에 사용되는 클램셸 버킷은, 일반적으로 도 7에 도시하는 구조를 갖고 있다. 이 버킷은, 중심부에 튜브 가동식 버킷 실린더(50)를 설치하고, 그 로드에 쉘 설치 프레임(52)을 설치하며, 이 설치 프레임(52)에 피봇 핀(53, 53)에 의해 한 쌍의 쉘(51, 51)을 개폐 가능하게 설치하고, 버킷 실린더(50)의 튜브(50a)와 각 쉘(51)을 각각 링크(54)와 핀(55, 56)에 의해 연결하여 구성된다.

도 8의 (A)는 종래의 쉘(51)의 구조를 도시하는 측면도, (B)는 (A)의 E-E 단면도, (C)는 저판 후부의 단면도이다. 도 8의 (A)에 도시한 바와 같이, 쉘(51)은 측면에서 보아 대략 부채 형상을 이루고, 대략 호 형상을 이루는 저판(58)의 양단이 좌우의 측판(59)을 용접하여 이루어진다. 측판(59)은 박판부(59a)의 주위에 대략 V자형의 후판부(59b)를 용접(63)(도 8의 (B) 참조)하여 구성된다. 이 측판(59)의 후측, 즉 쉘(51)끼리 대향하는 측의 반대측의 후판부(59d)에는, 상기 핀(53, 56)을 삽입 장착하는 핀 구멍(60, 61)을 갖는다. 저판(58)은 상기 측판(59)의 박판부(59a)를 양단에 용접한 박판부(58a)와, 측판(59)의 후판부(59b)의 전측 가장자리측 선단(59c)을 양단에 용접한 후판부(58b)와, 측판(59)의 후판부(59b)의 후측 가장자리측 선단(59d)을 양단에 용접한 후판부(58c)에 의해 구성된다. 도면 부호 62는 저판(58)의 후판부(58b)에 설치한 굴착 갈고리이다.

일본 특허 공개 제2012-46885호 공보

클램셸 버킷을 굴착기의 신축 아암 등의 프론트와 함께 인상하는 능력은, 굴착기 본체측의 유압 장치의 능력에 의해 결정된다. 즉, 버킷 중량과 굴착 가능한 토사 중량의 합은 일정해진다. 이 때문에, 버킷 중량을 감소시키면, 굴착 가능한 토사 용량(중량)을 크게 할 수 있다. 종래의 클램셸 버킷의 구조는, 이러한 굴착 가능한 토사 용량을 증대시키는 데 있어서, 개량해야 할 점이 있었다.

본 발명은 이러한 배경에 기초하여, 버킷의 강도를 손상시키지 않고 버킷 중량을 가급적 작게 하여 굴착 가능한 토사 용량을 증대시키는 것이 가능해지는 구조의 클램셸 버킷을 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1의 클램셸 버킷은,

유압 실린더에 의해 개폐 가능한 한쌍의 쉘을 구비하고, 상기 쉘은, 대략 호 형상을 이루는 저판과, 그 저판의 양단에 용접된 대략 부채 형상을 이루는 측판을 구비한 클램셸 버킷에 있어서,

상기 저판에 있어서의 후측 가장자리로부터, 상기 측판의 후측 가장자리의 일부에 걸쳐, 상기 저판 및 상기 측판의 각 후측 가장자리의 단부면에 판면을 대어 보강판을 용접하여 설치하는 동시에,

상기 보강판은, 그 저판 용접판부의 양단으로부터, 측판 용접판부가 연장되어 형성되어 있고, 상기 저판 용접판부와 상기 측판 용접판부 사이의 코너부를 R 형상으로 형성한 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 클램셸 버킷은, 청구항 1에 기재된 클램셸 버킷에 있어서,

상기 측판의 전측 가장자리측으로부터, 측판의 정상부를 거쳐서 후측 가장자리에 있어서의 도중 부분에 걸쳐, 측판의 다른 부분보다 판 두께가 두꺼운 후판부를 설치하고,

상기 보강판의 상기 측판 용접판부의 선단과 상기 후판부의 선단을 용접한 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 클램셸 버킷은, 청구항 1 또는 2에 기재된 클램셸 버킷에 있어서,

상기 저판을, 전측 가장자리측에 설치한 판 두께가 두꺼운 후판부와, 이 후판부보다 판 두께가 얇게, 상기 후판부로부터 후측 가장자리에 걸쳐 설치된 박판부에 의해 구성하고,

상기 저판의 상기 박판부의 후측 가장자리에 상기 보강판을 용접한 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 클램셸 버킷은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 클램셸 버킷에 있어서,

상기 측판의 전측 가장자리측에 설치하는 후판부에 있어서의, 그 저판 용접부로부터 측판의 정상부에 이르는 사이의 중간부의 전측 가장자리의 반대측을 움푹 들어가게 하여 상기 후판부를 박폭으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 1의 발명은, 측판과 저판의 각 후측 가장자리측에, 측판이나 저판의 단부면에 대하여 판면이 접합되도록 보강판을 용접했으므로, 쉘의 후측 가장자리측의 저판과 측판의 접합 부분 또는 그 근방의 강도가 향상된다. 이로 인해, 측판과 저판과의 후측 가장자리에 있어서의 용접부 또는 그 근방에 설치하는 후판을 없애는 것이 가능해지거나 또는 적게 할 수 있어서, 이 점이 쉘의 중량 나아가서는 클램셸 버킷의 중량의 삭감으로 이어져, 버킷의 크기, 즉 굴착 가능한 토사 용량을 증대시키는 것이 가능해진다.

또한, 보강판은, 그 판면을, 저판이나 측판의 단부면에 대하여 접합하는 구조로 했으므로, 저판의 변형을 방지하는 데 있어서 효과적으로 작용하는 데다, 보강판의 코너부는 R 형상으로 형성했으므로, 쉘의 강도를 저하시키는 일이 없다.

청구항 2의 발명은, 상기 측판의 쉘끼리의 대향 테두리인 전측 가장자리측으로부터, 후측 가장자리에 있어서의 도중 부분만 후판부에 의해 구성하고, 상기 보강판의 선단과 그 후판부의 선단을 용접했으므로, 종래의 쉘에 있어서, 중량 증대의 원인이 되고 있던 측판의 후판부가 감소하여, 버킷 중량의 감소에 기여시킬 수 있다.

청구항 3의 발명은, 상기 저판을, 전측 가장자리측에 설치한 후판부와, 이 판재보다 박판으로 이루어지고, 상기 두께의 큰 판재로부터 후측 가장자리에 걸쳐 설치된 박판부에 의해 구성하고, 이 박판부의 후측 가장자리를 보강판에 용접했으므로, 보강판에 의해 저판 강도를 저하시키는 일 없이, 저판의 경량화가 달성되어, 버킷 중량의 감소에 기여시킬 수 있다.

청구항 4의 발명은, 측판의 전측 가장자리측 후판부를, 저판 용접부로부터 측판의 정상부에 이르는 부분의 중간부에 있어서, 전측 가장자리의 반대측을 움푹 들어가게 한 형상으로 형성하여 박폭으로 했으므로, 굴착 시에 가장 힘이 가해지는 쉘의 저부 근방에 대해서는 후판부의 폭을 감소시키지 않고 강도가 확보됨과 동시에, 측판의 후판부의 폭이 좁아지는 것에 의해, 측판의 경량화가 달성되어, 버킷 중량의 감소에 기여시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 클램셸 버킷을 적용하는 심굴 굴착기의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 2는, 본 발명의 클램셸 버킷의 일 실시 형태를 도시하는 측면도이다.
도 3의 (A)는 본 실시 형태의 클램셸 버킷을 구성하는 쉘을 비스듬히 상방에서 본 사시도, (B)는 이 쉘을 비스듬히 하방에서 본 사시도이다.
도 4의 (A)는 본 실시 형태의 쉘의 측면도, (B)는 그 평면도이다.
도 5의 (A)는 도 4의 (A)의 F-F 확대 단면도, (B)는 도 4의 (B)의 G-G 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 쉘의 다른 실시 형태를 도시하는 도 5의 (B)에 상당하는 도면이다.
도 7은 종래의 클램셸 버킷을 도시하는 측면도이다.
도 8의 (A)는 종래의 클램셸 버킷을 구성하는 쉘의 측면도, (B)는 (A)의 E-E 확대 단면도, (C)는 이 쉘의 측판의 후부와 저판과의 용접부를 도시하는 단면도이다.

도 1은 본 발명에 의한 클램셸 버킷을 적용하는 심굴 굴착기의 일례를 도시하는 측면도이다. 도 1에 있어서, 1은 하부 주행체, 3은 이 하부 주행체(1) 상에 선회 장치(2)을 사이에 두고 설치된 상부 선회체이다. 이 상부 선회체(3)는 선회 프레임(3a) 상에 유압 파워 유닛(4), 캡(5) 및 카운터 웨이트(6) 등을 탑재하여 구성된다. 하부 주행체(1) 및 상부 선회체(2)에 의해 자주식 차량으로 이루어지는 굴착기 본체를 구성한다.

도면 부호 (8)은 선회 프레임(3a)에 붐 실린더(9)에 의해 기복 가능하게 설치된 붐이다. 도면 부호 (10)은 텔레스코픽 아암이고, 이 텔레스코픽 아암(10)은, 아우터 아암(10a)과 센터 아암(10b)과 이너 아암(10c)을 텔레스코픽에 조합하여 구성된다. 이 텔레스코픽 아암(10)은, 아우터 아암(10a)을 붐(8)의 선단에 핀(11)에 의해 연결하고, 아우터 아암(10a)과 붐(8) 사이에 아암 실린더(14)를 설치하며, 이 아암 실린더(14)의 신축에 의해 붐(8)에 대한 텔레스코픽 아암(10)의 경사각을 변경 가능하게 하고 있다. 도면 부호 (16)은 이너 아암(10c)의 하단부에 설치한 클램셸 버킷이다.

도 2는 본 발명의 클램셸 버킷(이하 버킷이라고 칭함)(16)의 일 실시 형태를 도시하는 측면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 실시 형태의 버킷(16)은 중심부에 튜브 가동식 버킷 실린더(20)를 설치한 것이며, 이 버킷 실린더(20)는 피스톤(20a)을 중간부에 고정한 로드(20b)에 대하여 튜브(20c)가 상하 이동 가능하게 밖에서 끼워진 구조를 갖는 것이다. 로드(20b)의 상단부에는 상기 신축 로드(18) 또는 텔레스코픽 아암(10)에 연결되는 핀 구멍(21)을 갖는다. 또한, 이 로드(20b)의 하단부에는, 후술하는 쉘(22)의 지지체의 역할을 하는 설치 프레임(23)을 설치한다. 이 버킷 실린더(20)는 튜브(20c) 내에 있어서의 피스톤(20a)보다 상부, 하부에 각각 밀폐된 개방 측실[버킷(16)을 개방할 때 작동유를 공급하는 유실](20d)과 폐쇄 측실[버킷(16)을 폐쇄할 때 작동유를 공급하는 유실](20e)을 형성한다.

상기 설치 프레임(23)에, 한 쌍의 쉘(22, 22)을 피봇 핀(24, 24)에 의해 개폐 가능하게 설치한다. 도면 부호 (25)는 튜브(20c)의 상하 이동에 의해 쉘(22)을 개폐시키는 링크이고, 이들 링크(25)의 상단부를 튜브(20c)에 핀(26)에 의해 연결하며, 하단부를 핀(27)에 의해 쉘(22)에 연결하여 설치한다.

다음으로 쉘(22)의 구조를 설명한다. 도 3의 (A), (B) 및 도 4의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 쉘(22)은 측면에서 보아 대략 호 형상을 이루는 저판(28)과, 그 저판(28)의 양단에 용접된 측면에서 보아 대략 부채 형상을 이루는 측판(29)을 구비한다. 저판(28)은 쉘끼리의 대향 테두리인 전측 가장자리측에 설치한 후판부(28a)와 이 후판부(28a)로부터 후측 가장자리에 걸쳐 설치되고, 후판부(28a)보다 판 두께가 얇은 박판부(28b)에 의해 구성된다. 또한, 전측 가장자리측의 후판부(28a)에는 굴착 갈고리(30)(도 2 참조)가 설치되지만, 도 3, 도 4에 있어서는 도시를 생략하고 있다.

측판(29)은 서로 용접되는 후판부(29a)와, 이 후판부(29a)보다 판 두께가 얇은 박판부(29b)로 이루어지고, 후판부(29a)는 전측 가장자리측에 설치되는 전방판부(29a1)와, 측판(29)을 부채에 비유했을 경우에 꼭지부에 상당하는 정상부(29a2)와, 이 정상부(29a2)로부터 후측 가장자리의 도중 부분에 걸쳐 설치된 후방판부(29a3)로 이루어진다. 측판(29)의 박판부(29b)는 저판(28)의 박판부(28b)와 측판(29)의 후판부(29a) 사이에 이들에 서로 용접하여 설치된다. 도 5의 (A)는 후판부(29a)와 박판부(29b)가 용접부(31)에 의해 용접된 상태를 나타낸다.

후방판부(29a3)에는, 도 2에 도시한 피봇 핀(24)을 삽입 장착하는 핀 구멍(32)과 링크(25)를 연결하는 핀(27)을 삽입 장착하는 핀 구멍(33)을 설치한다.

도면 부호 (34)는 본 발명에 의해 설치한 보강판이다. 이 보강판(34)은 저판(28)의 박판부(28b)의 후측 가장자리에 용접한 저판 용접판부(34a)와, 이 저판 용접판부(34a)의 양단으로부터 연장되어 형성된 측판 용접판부(34b)로 이루어지고, 이 보강판(34)은 저판(28)의 박판부(28b)의 후측 가장자리의 단부면에 저판 용접판부(34a)의 판면을 대고, 측판(29)의 박판부(29b)의 후측 가장자리의 단부면에 측판 용접판부(34b)의 판면을 대어 용접한다. 도 5의 (B)에 저판(28)의 박판부(28b)와 저판 용접판부(34a)와의 용접부(35)를 나타낸다. 또한, 도 5의 (B)에 도시한 바와 같이, 측판(29)의 후판부(29a3)의 선단과 보강판(34)의 측판 용접판부(34b)의 선단 사이는 용접부(36)에 있어서 용접한다. 또한, 저판 용접판부(34a)와 측판 용접판부(34b) 사이의 코너부(34c)는 응력 완화를 위하여 R 형상으로 형성한다.

본 실시 형태에 있어서는, 저판(28)과 측판(29)의 각 후측 가장자리측에, 저판(28)이나 측판(29)의 단부면에 대하여 판면이 접합되도록 보강판(34)을 용접했으므로, 쉘(22)의 후측 가장자리측의 저판(28)과 측판(29)의 접합 부분 또는 그 근방의 강도가 향상된다. 또한, 보강판(34)은 그 판면을, 저판(28)이나 측판(29)의 단부면에 대하여 판면을 접합하는 구조로 했으므로, 저판(28)이나 측판(29)의 변형을 방지하는 데 있어서 효과적으로 작용한다. 이로 인해, 본 실시 형태에서 나타내는 것과 같이, 저판(28)과 측판(29)의 후측 가장자리에 있어서의 용접부 또는 그 근방의 후판을 없애는 것이 가능해진다.

이에 의해, 쉘의 중량 나아가서는 클램셸 버킷의 중량의 삭감이 가능해지고, 그만큼 버킷(16)의 크기를 증대시켜, 굴착 가능한 토사 용량을 증대시키는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 쉘(22) 자체의 중량을 대략 2할 전후로 삭감할 수 있고, 이에 따라, 종래 예를 들어 1.3 ㎥의 굴착 용량밖에 얻을 수 없는 것에 대하여 동일한 버킷 중량에서 약 1.4㎥ 정도로 굴착 용량을 증대시킬 수 있다. 또한, 보강판(34)은 그 판면을 저판(28)이나 측판(29)의 단부면에 대하여 판면을 접합하는 구조로 한 뒤, 보강판(34)의 코너부(34c)는 R 형상으로 형성했으므로, 쉘(22)의 강도를 저하시키는 일이 없다.

본 발명을 실시할 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 저판(28)의 후측 가장자리에 후판부(28c)를 설치하거나, 측판(29)의 저판 용접부 또는 그 근방에 후판부(29c)를 설치해도 된다. 이 경우, 쉘(22)의 후부의 강도를 보강판(34)에 의해 증대시키고 있으므로, 이들 후판부(28c, 29c)의 폭 W1은 종래보다 훨씬 좁게 할 수 있어, 쉘(22)의 경량화가 가능해진다.

도 6의 구조에 비교하여 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 측판(29)의 정상부(29a2)로부터 후측 가장자리에 있어서의 도중 부분에만 후판부(29a3)를 설치하고, 그 후판부(29a3)의 선단과 보강판(34)을 용접하는 구조로 함으로써, 종래의 쉘에 있어서, 중량 증대의 원인이 되고 있던 측판의 후판부가 대폭 감소하여, 버킷 중량의 감소에 기여시킬 수 있다.

또한, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 저판(28)을 전측 가장자리측에 설치한 후판부(28a)로부터 후측 가장자리에 걸쳐 박판부(29b)에 의해 구성하고, 이 박판부(28b)에 보강판(34)을 용접함으로써, 저판(28)의 경량화가 달성되어, 버킷 중량의 감소에 기여시킬 수 있다.

또한, 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 측판의 전측 가장자리측에 설치하는 후판부(29a1)를, 저판 용접부로부터 정상부(29a2)에 걸친 중간부에 있어서, 전측 가장자리의 반대측에 오목부(37)에 형성했으므로, 전측 가장자리측의 후판부(29a1)의 중간부의 폭 W2가 좁아져, 측판의 후판부(29a)의 전체량을 감소시킬 수 있기 때문에, 측판(29)의 경량화가 달성되어, 버킷 중량의 감소에 기여시킬 수 있다. 또한, 가령 이러한 오목부(37)를 설치했다고 하더라도, 굴착 시에 가장 힘이 가해지는 쉘(22)의 정상부(29a2)는 후판부에 의해 폭을 좁히는 일 없이 구성함과 동시에, 저판(28)의 전측 가장자리측과 그 근방의 측판(29)도 후판부(28a, 29a1)에 의해 폭을 좁히는 일 없이 구성했으므로, 쉘(22)의 강도가 확보된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 오목부(37)를 R 형상으로 형성했지만, 이 오목부(37)는 R 형상 이외의 곡선 형상 또는 각형으로 형성해도 된다.

상기 실시 형태에 있어서는, 후방판부(29a3)을 1매의 판에 의해 구성한 예에 대하여 나타냈지만, 이 후판부(29a3)를 2매의 판에 의해 구성하고 그 2매의 판 사이에 설치 프레임(23)에 설치한 브래킷이나 링크(25)를 삽입하여 핀 부착하는 구조에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 설치 프레임(23)에, 쉘(22)의 내벽에 근접시켜, 긁어내기 프레임을 설치하는 경우도 있지만, 그러한 긁어내기 프레임을 설치한 클램셸 버킷에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 로드(20b)와 쉘(22) 사이에 쉘 개폐용의 유압 실린더를 설치한 구성의 클램셸 버킷에도 적용할 수 있다. 그 외에, 본 발명을 실시할 경우, 상기 실시 형태에 한하지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 변경, 부가가 가능하다.

16: 클램셸 버킷
20: 버킷 실린더
22: 쉘
28: 저판
28a, 28c: 후판부
28b: 박판부
29: 측판
29a: 후판부
29a1: 전방판부
29a2: 정상부
29a3: 후방판부
29b: 박판부
30: 굴착 갈고리
31, 35, 36: 용접부
32, 33: 핀 구멍
34: 보강판
34a: 저판 용접판부
34b: 측판 용접판부
34c: 코너부
37: 오목부

Claims

유압 실린더에 의해 개폐 가능한 한쌍의 쉘을 구비하고, 상기 쉘은, 호 형상을 이루는 저판과, 그 저판의 양단에 용접된 부채 형상을 이루는 측판을 구비한 클램셸 버킷에 있어서,
상기 저판에 있어서의 후측 가장자리로부터, 상기 측판의 후측 가장자리의 일부에 걸쳐, 상기 저판 및 상기 측판의 각 후측 가장자리의 단부면에 판면을 대어 보강판을 용접하여 설치하는 동시에,
상기 보강판은, 그 저판 용접판부의 양단으로부터, 측판 용접판부가 연장되어 형성되어 있고, 상기 저판 용접판부와 상기 측판 용접판부 사이의 코너부를 R 형상으로 형성하고,
상기 측판의 전측 가장자리측으로부터, 측판의 정상부를 거쳐서 후측 가장자리에 있어서의 도중 부분에 걸쳐, 측판의 다른 부분보다 판 두께가 두꺼운 후판부를 설치하고,
상기 보강판의 상기 측판 용접판부의 선단과 상기 후판부의 선단을 용접한 것을 특징으로 하는, 클램셸 버킷.
삭제
제1항에 있어서,
상기 저판을, 전측 가장자리측에 설치한 판 두께가 두꺼운 후판부와, 이 후판부에서 판 두께가 얇게, 상기 후판부로부터 후측 가장자리에 걸쳐 설치된 박판부에 의해 구성하고,
상기 저판의 상기 박판부의 후측 가장자리에 상기 보강판을 용접한 것을 특징으로 하는, 클램셸 버킷.
제1항에 있어서,
상기 측판의 전측 가장자리측에 설치하는 후판부에 있어서의, 그 저판 용접부로부터 측판의 정상부에 이르는 사이의 중간부의 전측 가장자리의 반대측을 움푹 들어가게 하여 상기 후판부를 박폭으로 한 것을 특징으로 하는, 클램셸 버킷.