JP2956798B2 - 土工装置に用いられるショベル - Google Patents

土工装置に用いられるショベル

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、土工装置、たとえば掘
削機、ホイールローダまたはこれに類したものに用いら
れるショベルであって、２つの側壁と、該側壁の間に配
置されていて前記両側壁を互いに結合しているショベル
底部とが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】このような形式のショベルは掘削機、ホ
イールローダまたは相応する作業装置のためのアタッチ
メントとして構成されていて、鋼から成る２つの側壁を
有している。これらの側壁は相互間隔をおいて互いにほ
ぼ平行に配置されている。前記両側壁の間には、同じく
鋼から成るショベル底部が延びている。このショベル底
部が前記両側壁を互いに結合させているので、少なくと
も片側の開いた容器形のショベルが形成されている。通
常、ショベル底部の下縁部には、楔形の収容ストリップ
が配置されている。この収容ストリップは複数の歯を備
えていて、この歯により、地面または収容したい材料に
ショベルを侵入させ易くしようとしている。
【０００３】前記歯および場合によっては前記ストリッ
プも、硬化させられた耐摩耗性の鋼から形成されてい
て、摩耗時には交換されるか、または肉盛溶接によって
修理される。このようなショベルはロードショベルとも
呼ばれる。その他に、協働する２つのジョー形のショベ
ルから成る旋回ショベルがある。ジョー形の２つのショ
ベルは原則的に１つのロードショベルと同じ構造を有し
ている。なお、本発明は前記両タイプのショベルに関す
るものである。
【０００４】ショベルはたとえば掘削機の掘削腕の自由
端部に取り付けられて、掘削機のハイドロリック回路に
接続されるので、前記ショベルはブームおよび掘削腕と
共に旋回可能となって、かつ前記掘削腕に対して相対的
に移動調節可能となる。ショベルは通常、溝および穴を
掘削するため、堆積材料を運動させて収容するため、ま
た車両にばら材料を積み込むため、または材料を移動さ
せるために使用される。
【０００５】最近では、このようなショベルが、天然ま
たは合成の原料および建築材料の後処理において、つま
りリサイクルにおいても使用されている。この場合、た
とえばコンクリート建築材料の回収が挙げられる。コン
クリート建築物またはコンクリート建築部分を取り壊し
た後では、一般に比較的大きなコンクリート破片が生じ
る。このようなコンクリート破片は、再利用に簡単に供
給するには大き過ぎ、しかも重過ぎる。この理由から、
コンクリート破片は直接に破砕器具または別個の破砕装
置で所定のサイズにまで、つまりコンクリートの種類や
性質に関連して適当な再利用に供給され得るようなサイ
ズにまで粉砕される。
【０００６】搬送および積込または破砕装置への破片の
搬送の目的では、通常、土工装置、たとえば掘削機、ホ
イールローダまたはこれに類するものが使用される。こ
のような土工装置は前記形式のショベルを備えている。
このようにして収容された破砕材料は、まだ粉砕したい
比較的大きな破片の他に、破砕装置における別の粉砕が
不要であって、かつ場合によっては粉砕を行なうことす
らできないような小さなサイズのコンクリート破片をも
有している。それにもかかわらず、このような小さなサ
イズのコンクリート破片が破砕装置に供給されると、粉
砕したい大きな破片のための破砕装置の残りの容量が減
少してしまう。こうして、破砕装置の作業効率、つまり
単位時間当たりの破砕された材料の量が減少してしま
う。特に小さな粒度の材料は破砕装置においては最も望
ましくない。それというのは、このような材料が破砕工
具において、高められた摩耗を、さもなければ機能故障
を生ぜしめてしまうからである。
【０００７】したがって、破砕材料を破砕装置に供給す
る前に前記破砕材料に対して前分級を行なうことが有利
である。このことは、ショベル底部に単数または複数の
スリットを有していて、特に固形物と液体との分離に使
用されるような公知のショベルによって行なうことがで
きる。このようなスリット配置形式の篩い作用は、確か
に液体と固形材料との分離においては、たとえば溝の掘
削または水下での掘削時にショベルによって収容された
土の脱水においては、十分である。しかしながら、この
ようなショベルを用いた破砕材料の分級は不可能である
ことが判った。その理由は、コンクリート破片が極めて
頻繁にスリットの手前で堆積してしまうか、または前記
スリットにひっかかってしまうので、前記スリットがそ
の分級作用を失ってしまうからである。こうして、所望
の篩い作用または分級作用が生じることなく多くの小片
材料がショベルに引き止められて、次いで破砕装置に到
達してしまうので望ましくない。
【０００８】前記欠点を克服する目的で、回転ドラム、
つまり篩いドラムの形のアタッチメントを使用すること
が試みられた。このドラムは閉鎖可能な開口を有してお
り、この開口を介して、分級したい材料を収容すること
ができる。開口の閉鎖後に、このドラムは振動させら
れ、これによって、このドラムに含まれた材料は常時転
動されて前分級されるか、もしくは篩分けされる。しか
しながらこのような回転ドラムは構造的に極めて手間が
かかり、したがって高価となるだけでなく、前記ドラム
を別の目的で、たとえば「篩残分」を積み込むために使
用することができない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式のショベルを改良して、ショベル内にある
材料の迅速かつ良好な分級もしくは分離が信頼性良く達
成されるようなショベルを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、土工装置に用いられるショベルで
あって、２つの側壁と、該側壁の間に配置されたショベ
ル底部と、格子体とが設けられていて、該格子体が、シ
ョベルに支承されていて、振動を加えられるようになっ
ており、ショベル底部が、少なくとも部分的に前記格子
体によって形成されている形式のものにおいて、前記格
子体が、前記側壁に振動減衰器を介して浮動式に支承さ
れているようにした。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、前記格子体が、前記側
壁に振動減衰器を介して浮動式に支承されている。した
がって、一方では振動運動が可能になり、他方では前記
格子体がショベルの剛性全体に寄与する。有利であると
判った振動減衰器、たとえばゴム金属接着支承部を介し
て行われる支承はコスト的に廉価に実現することがで
き、しかも極めて僅かなノイズ発生のもとで前記格子体
の運動を可能にし、このことは、作業スペースにおける
条件ならびに環境保護の点で有利である。また、振動が
ショベルの取付け点を介して掘削機の掘削腕に伝達され
ることはない。前記格子体を支承する前記側壁は、比較
的高い安定性を有しているので、前記格子体の可動性が
この支承によって損なわれることはない。前記格子体が
各側壁に２つの振動減衰器を介して支承されていると、
前記格子体の傾げを十分に回避することができ、したが
って高い分級作用を保証することができる。
【００１２】ショベル底部は少なくとも部分的に、ショ
ベルに支承された格子体から成っており、この格子体は
ショベルに対して相対的に振動させることができる。こ
の格子体に基づき、ショベル内に位置する材料の前分級
または篩分を達成することができる。この場合に、格子
体の閉塞は、材料を常時運動状態に保つ振動運動に基づ
き有効に回避されている。これによって、分級して除去
したい小さな破片と粗大の破砕材料との良好で迅速な分
級を達成することができる。さらに、格子体に振動を加
えることなくショベルを使用することもできる。これに
よって、このショベルの作用形式は、分級作用を有しな
いか、もしくは極めて僅かな分級作用しか有しない汎用
のロードショベルまたは旋回ショベルに相当する。こう
して、ショベルは多目的に使用可能となり、したがって
廉価に使用可能となる。
【００１３】ショベル底部全体が格子体によって形成さ
れていると、分級したい材料の極めて迅速な分離を達成
することができ、しかも特に、材料がショベル内で範囲
ごとに堆積して、篩い作用を低減させてしまうことが回
避されている。
【００１４】ロードショベルおよび旋回ショベルは既に
述べたように、ショベル底部の収容縁部に楔状の横断面
のストリップを有しており、このストリップは一般に耐
摩耗性の歯を有している。ストリップの内側の上縁部
が、前記ストリップに続いている範囲に位置する前記格
子体の上面よりも高く位置していると、材料の収容時に
大きな押圧力および剪断力が前記格子体およびその支承
部に作用することなく材料がこの楔状のストリップを介
して上方に前記格子体に沿って滑動することが保証され
ている。
【００１５】振動運動を形成する目的でハイドロリック
モータが使用されると、このハイドロリックモータを土
工装置、たとえば掘削機、ホイールローダまたはこれに
類するものに所属のハイドロリック装置に接続すること
が簡単にできるので、付加的な駆動装置が不要となる。
【００１６】前記ハイドロリックモータと前記格子体と
の間に伝動装置を配置することにより、運動経過に関し
ても、運動速度に関しても、前記ハイドロリックモータ
の被駆動機構の運動を適当な振動運動に変換することが
可能になる。
【００１７】この場合に、偏心体伝動装置が構造的に比
較的単純で、かつ故障が発生しにくい。このことは、建
築現場において通常生ぜしめられる困難な作業条件のも
とでは極めて有利となる。
【００１８】振動安定的でかつ分級効果の点で好都合で
ある構成は、前記ハイドロリックモータと前記伝動装置
とがショベル底部のほぼ真ん中で、かつ前記両側壁の間
のほぼ真ん中に配置されていることによって得られる。
このような構成は、前記ハイドロリックモータと前記伝
動装置とが、前記両側壁に設けられた振動減衰器の間の
ほぼ真ん中に配置されていることによってさらに最適化
される。
【００１９】円形の振動運動が実施されると、極めて良
好な篩い作用もしくは分級作用が得られることが判っ
た。しかしながら、分級したい材料もしくは篩分したい
材料に関連して、線状の振動運動または円形の振動運動
と線状の振動運動との組合せも可能である。この場合、
前記振動運動は前記側壁の平面に対してほぼ平行に行わ
れるか、または前記平面に対してほぼ垂直に行われ得
る。前記側壁の平面に対してほぼ平行に行われる運動
は、前記格子体が前記側壁に支承されているので、支承
力が前記側壁の平面において作用し、不都合な横方向力
が小さく保持され得るという利点をもたらす。
【００２０】前記格子体が鎌形の板セグメントから成っ
ていて、この板セグメントが前記側壁の平面に対してほ
ぼ平行に並んで配置されていると、前記格子体の高い安
定性を得ることができる。たとえば取り壊したいコンク
リート部分にショベルの裏側が衝突した場合でも、前記
格子体の変形が起こらない。その理由は、鎌形の板セグ
メントのほぼ板平面において力が前記板セグメントに導
入されるので、したがって簡単に導出可能となるからで
ある。
【００２１】振動周波数が約２０００ｍｉｎ−１であ
り、かつ／または振動振幅が約５〜１０ｍｍであると、
良好な分級作用と、掘削機もしくはホイールローダの極
めて僅かな振動負荷とを得ることができることが判っ
た。しかしながら、分級したい材料と、ショベルおよび
掘削機もしくはホイールローダの構造とに関連して、別
の周波数もしくは振幅も本発明による装置の利点を得る
目的で表示されていてもよい。
【００２２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【００２３】図１に示したように、掘削機の形の土工装
置は台車１３を有しており、この台車には、上部構造体
が回転可能に支承されている。この上部構造体は運転室
１１とモータ１２とを有しており、このモータは掘削機
１０を運動させる目的でも、この掘削機に取り付けられ
た付属装置を運動させる目的でも働く。さらに前記上部
構造体には、ブーム１４が組み付けられており、このブ
ームにはさらに掘削腕１５が接続されている。ブーム１
４と掘削腕１５とは互いに相対的にかつ掘削機上部構造
体に対しても、公知のハイドロリック式の作動駆動装置
によって運動可能である。掘削腕１５の自由端部には、
ショベル２０が組み付けられており、このショベルはピ
ストンシリンダユニット１６によって、図１の図平面内
で掘削腕１５に対して相対的に旋回可能である。
【００２４】図２〜図４には、ショベル２０の拡大図が
示されている。特に図３から認められるように、ショベ
ル２０は２つの側壁２１を有しており、これらの側壁は
横桁２１ａを介して上側で互いに結合されていて、さら
に前記横桁と、下側に設けられた切削カッタ２１ｂとを
介して補強されている。前記横桁２１ａには、接続ラグ
２０ａが固定されており、この接続ラグを介してショベ
ルは掘削腕１５の自由端部に取付け可能となる。切削カ
ッタ２１ｂには、歯２９が組付けられており、この歯に
よって、収容したい材料へのショベルの侵入が容易とな
る。側壁２１と横桁２１ａと切削カッタとは耐変形性の
剛性的なフレームを形成している。
【００２５】このフレームには、格子体２３が挿入され
ており、この格子体はショベル底部を形成している。格
子体２３は鎌形の多数の板セグメント２２から成ってお
り、これらの板セグメントは側壁２１の平面に対してほ
ぼ平行に並んで配置されていて、複数の横方向ビーム２
７もしくは２８によって間隔をおいて保持されている。
切削カッタ２１ｂは図２に示したように、楔状の横断面
を有している。ショベルの内部に位置する上縁部２１ｃ
は、この範囲における板セグメント２２の上面２２ａよ
りも高く位置しているので、前記板セグメントは破砕材
料の収容時に前方からショベルの作業圧によって負荷さ
れないようになっている。
【００２６】格子体２３は振動減衰器２５を介して側壁
２１に支承されており、この場合、各側壁には２つの振
動減衰器が設けられている。格子体２３のこのような支
承に基づき、側壁２１と横桁２１ａと切削カッタとによ
って形成された剛性的なフレームに対して相対的な前記
格子体の運動が可能となる。
【００２７】格子体２３には、ハイドロリックモータ２
４が配置されており、このハイドロリックモータは図１
に示したように圧力媒体導管２４ａを介して掘削機のハ
イドロリック回路に接続されている。ハイドロリックモ
ータ２４と格子体２３との間には、伝動装置２６が設け
られている。この伝動装置は特に図２に示したように偏
心体伝動装置として構成されている。ハイドロリックモ
ータ２４が駆動されると、偏心体が図２における図平面
内で回転し、これによって、格子体２３は励振されて図
２の図平面もしくはこの図平面に対して平行な平面にお
いて円形の振動運動を実施する。このような円形の振動
運動は側壁２１の平面に対してほぼ平行に行われる。前
記振動運動に基づき、ショベル２０に位置する材料は常
時運動状態に保持されて、有効に分級される。この場
合、良好な分級作用を得るためには５〜１０ｍｍの振幅
で十分となることが判った。振動周波数は約２０００ｍ
ｉｎ−１であると望ましい。しかしこの場合、分級した
い材料の種類や性質に関連して、別の振動周波数でも良
好な結果を得ることができる。
【００２８】特に図４から判るように、ハイドロリック
モータ２４と伝動装置２６とは支承部もしくは振動減衰
器２５の間のほぼ真ん中に取り付けられており、前記振
動減衰器を介して格子体が側壁２１に接続されている。
さらに図１から判るように、支承部もしくは振動減衰器
２５の軸線と、ハイドロリックモータ２４もしくは伝動
装置２６の軸線とが極めて僅かにしかずらされていない
ので、全体的に振動安定的な構成が得られる。
【００２９】回転振動の代わりに、線状の振動運動を実
施することもできる。しかしこの場合には、図示の偏心
体伝動装置の代わりに、ハイドロリックモータの回転運
動を線状の振動運動に変換する別の構造の伝動装置が必
要となる。さらに、本発明は側壁の平面に対して平行に
行われる振動に限定されるものではなく、側壁の平面、
つまり図３および図４の図平面に対してほぼ垂直の方向
で格子体を励振させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるショベルを備えた掘削機の側面図
である。
【図２】図４のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図２の矢印IIIの方向で見たショベルの概略図
である。
【図４】図２の矢印IVの方向で見たショベルの概略図で
ある。
【符号の説明】
１０ 掘削機、 １１ 運転室、 １２ モータ、 １
３ 台車、 １４ ブーム、 １５ 掘削腕、 １６
ピストンシリンダユニット、 ２０ ショベル、 ２０
ａ 接続ラグ、 ２１ 側壁、 ２１ａ 横桁、 ２１
ｂ 切削カッタ、 ２２ 板セグメント、 ２３ 格子
体、 ２４ ハイドロリックモータ、２５ 振動減衰
器、 ２６ 伝動装置、 ２７，２８ 横方向ビーム、
２９歯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−184758（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−146558（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E02F 3/40 B07B 1/00 B07B 1/12

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 土工装置に用いられるショベルであっ
    て、２つの側壁（２１）と、該側壁（２１）の間に配置
    されたショベル底部と、格子体（２３）とが設けられて
    いて、該格子体が、ショベル（２０）に支承されてい
    て、振動を加えられるようになっており、ショベル底部
    が、少なくとも部分的に前記格子体（２３）によって形
    成されている形式のものにおいて、前記格子体（２３）
    が、前記側壁（２１）に振動減衰器（２５）を介して浮
    動式に支承されていることを特徴とする、土工装置に用
    いられるショベル。
  2. 【請求項２】 前記ショベル底部全体が格子体（２３）
    によって形成されている、請求項１記載のショベル。
  3. 【請求項３】 ショベルの収容縁部を形成していて前記
    ショベル底部の自由な下縁部に配置されているストリッ
    プ（２１ｂ）が設けられていて、該ストリップが、ショ
    ベル内部に向かって楔状に拡大した横断面を有してお
    り、前記ストリップの内側の上縁部（２１ｃ）が、前記
    ストリップ（２１ｂ）に続いている範囲に位置する前記
    格子体（２３）の上面（２２ａ）よりも高く位置してい
    る、請求項１または２記載のショベル。
  4. 【請求項４】 前記格子体（２３）が２つの振動減衰器
    （２５）を介して各側壁（２１）に支承されている、請
    求項１から３までのいずれか１項記載のショベル。
  5. 【請求項５】 前記格子体（２３）がハイドロリックモ
    ータ（２４）によって駆動されるようになっている、請
    求項１から４までのいずれか１項記載のショベル。
  6. 【請求項６】 前記ハイドロリックモータ（２４）が土
    工装置のハイドロリック回路に接続されている、請求項
    ５記載のショベル。
  7. 【請求項７】 前記ハイドロリックモータ（２４）と前
    記格子体（２３）との間に伝動装置（２６）が接続され
    ている、請求項５または６記載のショベル。
  8. 【請求項８】 前記伝動装置が偏心体伝動装置（２６）
    として構成されてい る、請求項７記載のショベル。
  9. 【請求項９】 前記ハイドロリックモータ（２４）と前
    記伝動装置（２６）とが、ショベル底部のほぼ真ん中で
    かつ、前記両側壁（２１）の間のほぼ真ん中に配置され
    ている、請求項１から８までのいずれか１項記載のショ
    ベル。
  10. 【請求項１０】 前記ハイドロリックモータ（２４）と
    前記伝動装置（２６）とが、前記両側壁（２１）に設け
    られた振動減衰器（２５）の間のほぼ真ん中に配置され
    ている、請求項１から９までのいずれか１項記載のショ
    ベル。
  11. 【請求項１１】 前記格子体（２３）がほぼ円形の振動
    運動を実施するようになっている、請求項１から１０ま
    でのいずれか１項記載のショベル。
  12. 【請求項１２】 前記格子体（２３）がほぼ線状の振動
    運動を実施するようになっている、請求項１から１１ま
    でのいずれか１項記載のショベル。
  13. 【請求項１３】 前記振動運動が前記側壁（２１）の平
    面に対してほぼ平行に行われるようになっている、請求
    項１から１２までのいずれか１項記載のショベル。
  14. 【請求項１４】 前記振動運動が前記側壁（２１）の平
    面に対してほぼ垂直に行われるようになっている、請求
    項１から１２までのいずれか１項記載のショベル。
  15. 【請求項１５】 前記格子体（２３）が鎌形の板セグメ
    ント（２２）から成っており、該板セグメントが前記側
    壁（２１）の平面に対してほぼ平行に互いに並んで配置
    されていて、少なくとも２つの横方向支持体（２７，２
    ８）によって保持されている、請求項１から１４までの
    いずれか１項記載のショベル。
  16. 【請求項１６】 振動周波数が約２０００ｍｉｎ −１ で
    ある、請求項１から１５までのいずれか１項記載のショ
    ベル。
  17. 【請求項１７】 振動振幅が約５〜１０ｍｍである、請
    求項１から１６までのいずれか１項記載のショベル。
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