(57)【要約】【課題】破砕バケットに投入された原料を、効率よく破砕するとともに、破砕処理時に原料がバケットの外部に飛散するのを防止する。【解決手段】土木機械のアームの先端に揺動可能に設けられ、原料が投入される開口部２５で裏面に蓋反撥板３２を有する蓋部材３０が開閉する構成の蓋付バケットである。原料は破砕歯２１を有する破砕ロータにより破砕され、蓋部材３０が閉じることにより原料をバケット本体１０外に飛散するのを防止する。更に、蓋部材３０の裏面に設けられた原料誘導部材３３により原料を破砕ロータ側に誘導し、蓋反撥板３２との間で原料を徐々に破砕する。破砕された破砕物はバケット底部の排出口２７から排出する。【選択図】  図２
2005009220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土木機械のアームの先端に揺動可能に設けられ、原料が投入される開口部が形成されたバケット本体と、
前記バケット本体内に回転可能に設けられ、原料を破砕するために外周に破砕歯が設けられた破砕ロータと、
前記開口部を開閉するため、前記バケット本体に対して相対的に揺動可能に設けられ、前記開口部を閉状態にしたとき前記バケット本体内で破砕される原料の一部が前記開口部から前記バケット本体の外部に飛散するのを防止する蓋部材と、
前記蓋部材の裏面に設けられ、前記開口部を閉じるとき前記バケット本体内の原料を補助的に破砕させるための蓋反撥部材と
を備えた蓋付バケット。
【請求項２】
請求項１に記載された蓋付バケットであって、
前記蓋部材に、前記開口部から前記バケット本体に投入された前記原料を閉じる動作で前記バケット本体内の前記破砕ロータ側に誘導する原料誘導部材が設けられていることを特徴とする蓋付バケット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された蓋付バケットであって、
前記バケット本体内に、前記破砕ロータの回転方向に沿って本体反撥部材が固定されていることを特徴とする蓋付バケット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの１項に記載された蓋付バケットであって、
前記バケット本体に、破砕された原料を排出するための排出口が底部に設けられていることを特徴とする蓋付バケット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの項に記載された蓋付バケットであって、
前記蓋部材は、前記アームに設けられた駆動装置の駆動力で揺動し開閉するものであることを特徴とする蓋付バケット。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかの項に記載された蓋付バケットであって、
前記蓋部材を前記アームとの間で所定位置に固定維持させる保持部材を前記蓋部材に設け、
前記バケット本体を、前記蓋部材側に揺動させて、前記開口部を閉状態にすることを特徴とする蓋付バケット。
【請求項７】
請求項４に記載された蓋付バケットであって、
前記バケット本体の前記排出口に、細粒度の破砕物のみを排出する排出部材を設けたことを特徴とする蓋付バケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木機械のアームの先端に取り付けられ、原料の破砕を行う破砕機能を有する蓋付バケットに関し、更に詳しくは、原料を破砕する時バケットの開口部から破砕される原料がバケットの外部に飛散するのを防止し、更に破砕を促進し破砕効率を高めた蓋付バケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路補修や建物等の解体に、アスファルトのガラやコンクリート廃材で代表される種々の産業廃棄物が数多く排出され社会問題になっている。従来は埋め立て用に多く処分されていたが、いまや環境保全の観点から再利用されるものが多い。特にコンクリート等の廃材は、量が多く、かつ、殆どは再利用のできるものであるため、その再利用が強く望まれている。
【０００３】
これらの廃材を直接処理する土木機械のバケットの役目は大きい。廃材等の原料を単に収集して他の場所に運搬し置換するのみでなく、バケットでの収集過程で原料を破砕する機能を有する土木機械がある。バケット破砕の簡易な方法の例としては、バケット内に種々の破砕装置を設けたものが提案されている。
【０００４】
これらの例として、バケットに掬い取ったコンクリート塊等廃材を挟圧粉砕する一対の破砕盤を接離可能に対設し、廃材を掬い取ってそのまま破砕し排出するものが知られている（例えば、特許文献１）。また、バケットに破砕歯を供えた作動体を往復運動可能に設け、バケットに設けられた固定破砕歯との間でコンクリート廃材を破砕するものも知られている（例えば、特許文献２）。さらに、バケット内の掬い器内に一対の回転軸を設け、各回転軸に大中小の破砕歯板を取り付け、回転軸を回転させることにより歯板群でコンクリート塊を小さく砕くものも知られている（例えば、特許文献３）。
【０００５】
又、蓋付バケットに関しては、固定刃と回転刃とで構成されるドラムカッターを備えたドラムクラッシャをアームの先端に取り付け、廃材を固定刃と回転刃との間で裁断／破砕するものも知られている（例えば、特許文献４）。このドラムクラッシャでは、フレーム内の廃材をドラムカッター側に押さえる押さえ板を設け、廃材を破砕する時に廃材の飛び出しを押さえるとともに破砕／裁断作業とふるい作業を併用できるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１２１７４８号公報
【特許文献２】
特開平９−３１６９１２号公報
【特許文献３】
特開平１０−３０２４７号公報
【特許文献４】
特開２００１−１１３１９８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特許文献に記載された技術では、破砕物等の原料を破砕する駆動モータ等の駆動に、大きな駆動トルク等が必要であった。しかし、駆動モータ等の駆動体はバケットに取り付け可能なものでなければならず大きな駆動トルク等を有する大型の駆動体を使用することは困難であった。また、バケットの大きさに合わせた駆動モータ等の駆動体を使用した破砕装置では、破砕物を破砕する能力が低いものとなってしまうという問題点があった。
【０００８】
そのため、バケット内で破砕物等の原料を効率よく破砕するのに適した破砕装置を内蔵したバケットの開発が望まれていた。更に、破砕機能を有するバケットは、破砕作業中に破砕物がバケット外に飛び出したり、粉末状の破砕粉がバケット外に飛散して、周囲の作業環境が悪化することがしばしば発生していた。このため、破砕バケットに蓋を設ける構成のものが前述のように提案されていて公知である。しかし、蓋の機能としては、飛散を防止するのみの効果しかないものである。更に飛散防止に加え、破砕を確実なものとする破砕バケットが求められている。
【０００９】
本発明は、前記した課題を解決するためになされたもので、下記の目的を達成する。
本発明の目的は、バケットの開口部から投入された原料を、反撥板を有する蓋で押しこむことにより、バケット本体内に広いスペースを確保し効率よく破砕するとともに、破砕作業時に開口部から原料がバケットの外部に飛散するのを防止することができる蓋付バケットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明１の蓋付バケットは、土木機械のアームの先端に揺動可能に設けられ、原料が投入される開口部が形成されたバケット本体と、前記バケット本体内に回転可能に設けられ、原料を破砕するために外周に１以上の破砕歯が設けられた破砕ロータと、前記開口部を開閉するため、前記バケット本体に対して相対的に揺動可能に設けられ、前記開口部を閉状態にしたとき前記バケット本体内で破砕される原料の一部が前記開口部から前記バケット本体の外部に飛散するのを防止する蓋部材と、前記蓋部材の裏面に設けられ、前記開口部を閉じるとき前記バケット本体内の原料を補助的に破砕させるための蓋反撥部材と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
本発明２の蓋付バケットは、本発明１において、前記蓋部材に、前記開口部から前記バケット本体に投入された前記原料を閉じる動作で前記バケット本体内の前記破砕ロータ側に誘導する原料誘導部材が設けられていることを特徴としている。破砕効率を高めることができる。
本発明３の蓋付バケットは、本発明１又は２において、前記バケット本体内に、前記破砕ロータの回転方向に沿って本体反撥部材が固定されていることを特徴としている。破砕効率を高めることができる。
【００１２】
本発明４の蓋付バケットは、本発明１ないし３から選択される１発明において、前記バケット本体に、破砕された原料を排出するための排出口が底部に設けられていることを特徴としている。破砕された破砕物は常に排出口から連続して排出できるので、原料を連続してバケット本体内に投入することができる。
本発明５の蓋付バケットは、本発明１から４において、前記蓋部材は、前記アームに設けられた駆動装置の駆動力で揺動し開閉するものであることを特徴としている。アームに駆動装置を設けたことで、バケット構成を簡素化できる。
【００１３】
本発明６の蓋付バケットは、本発明１から４において、前記蓋部材を前記アームとの間で所定位置に固定維持させる保持部材を前記蓋部材に設け、前記バケット本体を、前記蓋部材側に揺動させて、前記開口部を閉状態にすることを特徴としている。開口部の開閉をバケット本体の動作で行うので、蓋部材の開閉のための駆動装置を必要とせず構成が簡素化される。
本発明７の蓋付バケットは、本発明４において、前記バケット本体の前記排出口に、細粒度の破砕物のみを排出する排出部材を設けたことを特徴としている。粗粒度の原料は再破砕され細粒度の破砕物として排出する。排出された破砕物は常に一定粒度のものが確保される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明を適用するバックホー（土木機械）の全体図、図２は、本発明のバケットを拡大した正面図、図３は、本発明の他の実施の形態を示すバケットの正面図である。図４は、本発明の他の実施の形態を示すバケット本体底部の部分断面図である。バックホー１は、パワーショベルと同系統の土木機械で、公知の土木掘削機である。
【００１５】
一般に機械より低い位置の地盤の掘削に適用され、穴掘り、溝堀り等の作業に適する。バックホー１は、自走式でクローラ２を介してどの位置へも移動可能である。基体３に第１旋回アーム４が支軸（図示せず）を介して設けられ、第１シリンダ５により支軸を中心に矢印Ａ方向に旋回する。
【００１６】
第１旋回アーム４には、支軸６ａを介して第２旋回アーム６が設けられ、第１旋回アーム４に設けられた第２シリンダ７により支軸６ａを中心に矢印Ｂ方向に旋回動作する。第２旋回アーム６の先端には、支軸１５を介してバケット９が揺動可能に設けられている。第２旋回アーム６には、バケットシリンダ８が設けられ、バケットシリンダ８のピストンロッド８ａの先端部が連結部材１９ａ、１９ｂの一端に軸１９ｃを介して相対回転可能に連結されている。
【００１７】
連結部材１９ｂの他端は、軸１９ｄを介して第２旋回アーム６に相対回転可能に取り付けられている。連結部材１９ａの他端は、軸１８を介して相対回転可能にバケット本体１０に取り付けられている。すなわち、バケットシリンダ８の駆動力により、ピストンロッド８ａが進退移動すると、バケット本体１０は、支軸１５を中心に矢印Ｃ方向に揺動する。
【００１８】
又、基体３は、水平方向に旋回できる構成になっている。従って、バケット９は、旋回範囲のどの位置にも移動可能であり、向きも変えることができる。バケット９のバケット本体１０は、アスファルトのガラやコンクリートの塊等の破砕物（被掘削物）を掬い上げ、内部に収集するためのものである。
【００１９】
以下、底部に破砕された原料を排出するための排出口を有し、投入された原料を破砕するバケットとして、実施の形態を説明する。バケット９のバケット本体１０の上部には、廃材、破砕物等原料を投入するための開口部２５が設けられている。爪部材１０ａ等によって掬い上げられた破砕物４０は、開口部２５から前壁１０ｂ等に沿ってバケット本体１０内に投入される。
【００２０】
ロータ軸２０は、バケット本体１０に回転可能に設けられ、バケット本体１０の外部に配置される図示しないモータ等の駆動装置により減速機を介して駆動される。ロータ軸２０にはロータディスク２２が固定され、ロータ軸２０とロータディスク２２は破砕ロータを構成するもので一体に回転する。ロータディスク２２の外周には、一つまたは複数（この実施形態では１２個）の破砕歯２１が着脱可能に固定されている。この破砕歯２１は、硬質、かつ、耐摩耗性を有する材料で形成されているものである。破砕歯２１は、破砕面が磨耗すると、磨耗したものを個々に交換可能となっている。
【００２１】
バケット本体１０の内部は、投入された破砕物４０を破砕処理する破砕室２６を構成している。この破砕室２６の内壁は硬質材で被覆されている。この内壁の一部に本体反撥部材２４が着脱可能に固定されている。本体反撥部材２４は、破砕ロータの外周に沿って設けられており、破砕歯２１との間で破砕物４０を破砕する。いる。バケット本体１０の上部には、蓋部材３０がバケット本体１０に設けられた軸３１を中心に矢印Ｄ方向に揺動可能に設けられている。
【００２２】
第２旋回アーム６には、軸３５を介して駆動装置である蓋部材開閉用シリンダ３４が設けられている。蓋部材３０は、破砕室２６内で破砕物４０を破砕処理している時、開口部２５からバケット９の外部に破砕作業中に破砕物が飛散するのを防止するためのものである。蓋部材開閉用シリンダ３４のシリンダロッド３４ａは、蓋部材３０の上面の取り付け部３０ａに、軸３６を介して設けられている。
【００２３】
蓋部材開閉用シリンダ３４を第２旋回アーム６に設けたことは、破砕バケット回りを簡素化するためである。破砕バケット本体に駆動装置を有して蓋部材を開閉させるものは公知であるが、破砕バケットの構成が複雑になってしまい、原料の投入構成に構造上の制限が生じる欠点がある。また、蓋部材開閉用シリンダ３４を第２旋回アーム６に設けたことで、小さい駆動力で大きな押し付け力を得ることが可能となる。駆動装置は、蓋部材開閉用シリンダ３４として説明したが、油圧モータ、ねじ部材を介しての電動モータ等であってもよい。
【００２４】
蓋部材３０の裏面には、蓋反撥部材３２と、原料誘導部材３３が着脱可能に設けられている。蓋反撥部材３２は、蓋部材３０が閉じられたとき破砕ロータの外周に沿って配置されるように裏面に設けられている。原料誘導部材３３は、爪部材１０ａ等で掬い上げられ、バケット本体１０内に投入された破砕物４０を前壁１０ｂ側から破砕ロータ側に誘導するものである。原料誘導部材３３の形状は、破砕物４０を前壁１０ｂ側から破砕ロータ側に誘導できる形状のもので、例えば板状のものである。
【００２５】
破砕歯２１が取り付けられた破砕ロータ、本体反撥部材２４、蓋反撥部材３２等は、いわゆる衝撃型の破砕装置（衝撃型クラッシャ）を構成するものであってもよい。インパクトクラッシャ、ハンマクラッシャなどとも呼ばれているものである。なお、この実施形態では、反撥部材を単体として設けた例で説明しているが、反撥部材は分離可能で、複数個分割して設けてもよい。
【００２６】
分割されて構成された反撥部材は、著しく磨耗が生じた場合には、その部分のみを交換することが可能となる。又、蓋部材３０に蓋反撥部材３２を別部材として取り付けた例で説明を行っているが、蓋部材３０と蓋反撥部材３２とを一体のものとし、蓋部材３０が蓋反撥部材の機能を兼ね、蓋部材３０の裏面に耐磨耗性のある硬質材を取り付け反撥部材の機能をもたせるようにしてもよい。
【００２７】
また、この実施の形態では、本体反撥部材２４、蓋反撥部材３２を曲面状の形状のものとして説明を行っているが、形状に限定されるものではない。バケット本体１０の下部には、破砕された破砕物４０ａを排出するため開放状態の排出口が設けられている。
【００２８】
次に、本発明のバケット９における破砕物の破砕方法の説明を行う。
破砕物４０は、バケット本体１０の爪部材１０ａ等によって掬い上げられ、バケット本体１０内に収集される。例えば、バケットシリンダ８の駆動力でバケット９を揺動させることで破砕物４０を掬い上げることができる。ロータ軸２０、ロータディスク２２等より構成される破砕ロータを所定の回転速度で矢印Ｅ方向に回転させる。蓋部材３０を蓋部材開閉用シリンダ３４の駆動力でバケット本体１０に近づく方向に揺動させ、開口部２５を閉状態とし、破砕動作時に破砕物が外部に飛散しないようにする。
【００２９】
また、蓋部材３０が揺動し、バケット本体１０に近づくに伴って、原料誘導部材３３で前壁１０ｂ側にある破砕物４０を破砕ロータのある破砕室２６側に誘導して押し込んでいく。開口部２５からバケット本体１０の内部に投入、誘導された破砕物４０は、蓋部材３０が閉じることにより、バケット本体１０の破砕室２６側に押しこまれる。破砕物４０は破砕歯２１によって押しつぶされる。打撃部材による場合は衝撃力が加えられる。更に本体反撥部材２４に衝接し反撥される。
【００３０】
また、破砕物４０は、他の破砕物４０と混在しながら破砕室２６内で衝突を繰り返し相互に破砕される。また、バケット本体１０に蓋部材３０が閉じる時は、同様の破砕が、破砕ロータと蓋反撥部材３２との間でも行われる。このように、破砕物４０を何度も押しつぶす動作を繰り返すため、効率のよい破砕ができる。即ち、破砕ロータを駆動する駆動装置はそれほど大きなものを必要とせず、バケット１０に内蔵される破砕装置として好適なものとすることができる。このようにして、所定の粒度以下に破砕された破砕物４０ａは、排出口２７からバケット外に排出される。
【００３１】
このように、蓋部材３０に設けられた蓋反撥部材３２は蓋部材３０がバケット本体１０に近づいたとき、蓋反撥部材３２は破砕のための反撥部材としての役割を果たす。又、蓋部材３０がバケット本体１０に近づく側に揺動するに従って、蓋反撥部材３２と破砕歯２１との間隔が徐々に狭まり破砕物４０の破砕粒度を徐々に小さくすることができる。同様に、原料誘導部材３３も、蓋部材３０がバケット本体１０に近づいた時、破砕物４０を破砕室２６側に押し込んで誘導する役割を果たし、逆に、バケット本体１０から蓋部材３０が遠ざかって開口部２５が開状態になった時には役割を停止している。このようにすることで、破砕物４０を破砕ロータに無理に噛み込ませることがなく、徐々に押しこんで破砕するので、バケット本体１０に無理な負荷を与えることはない。
【００３２】
もし、何らかの理由で、破砕できなかった場合に原料がバケット本体内にいつまでも残っているようなときには、第１旋回アーム４、第２旋回アーム６、バケット９等を揺動させて、破砕室２６を下側に向かせ、破砕物を開口部２５側から排出するとよい。図３は、本発明の他の実施の形態の例を示す図である。なお、前記した実施の形態と同一の部位には同一の番号を付与し、詳細な説明を省略する。
【００３３】
蓋部材３０ｂは、軸３１ａを中心に揺動可能に設けられている。第２旋回アーム６と、蓋部材３０ｂとの間には、保持部材としてのチェーン５０が掛け渡されている。すなわち、図３の状態でバケットシリンダ８を駆動し、バケット本体１０を、支軸１５を中心に図３における反時計回り方向に、即ち蓋部材３０ｂから離れる方向に揺動させても、蓋部材３０ｂの位置はチェーンで保持され下方向に下がることなく蓋部材３０ｂの自重により維持されている。バケット本体１０のみの動きで開口部２５が開放され、破砕物４０を掬い上げバケット本体内に入れることができる。
【００３４】
逆に、開口部２５の開放状態の位置から、バケットシリンダ８を駆動して、バケット本体１０を、支軸１５を中心に図３における時計回り方向に揺動させると、蓋部材３０ｂが閉じる状態となり、蓋部材３０ｂに設けられた蓋反撥部材３２ａ、原料誘導部材３３ａと破砕ロータとが、相対的に、徐々に近づき、前述した実施の形態と同様の破砕状態の作用、効果を得ることができる。ただし、この場合は、押し付け力に強制力がないので、破砕能力は蓋部材３０ｂの自重によっているため小さい。従って、比較的負荷の小さいものに適用すると効果的である。なお、この実施の形態では、保持部材をチェーンで説明を行っているが、アームに対する位置が維持できるものであれば、他の部材であってもよいことはいうまでもない。
【００３５】
なお、前記した実施の形態では、底部に開放された排出口が形成されているバケットに適用した例で説明を行ったが、排出口のないバケットにも適用できることはいうまでもない。図４は、排出口に細粒度の破砕物を排出する排出体として排出板６０を設けた例を示すバケット本体１０底部の部分断面図である。排出板６０は排出口２７の縁部に着脱自在にボルト６１で固定されている。この排出板６０は、排出する破砕物の粒度に合わせた穴６０ａが多数設けられた穴あき鋼板である。原料の大半は細破砕され、この穴６０ａを通してバケット本体１０外に排出されるが、粗破砕物として残った原料は、バケット本体１０内に滞留する。
【００３６】
滞留した原料は、破砕ロータの回転とともにバケット本体１０の上方に持ちきたされ、再び反撥部材を介して押しつぶされ細破砕物となって排出口２７から排出される。排出する粒度が異なる破砕物に適用する場合には、排出板６０を所望する粒度に合わせて穴のあけられた鋼板に交換すればよい。又、どうしても細破砕されず粗破砕物として残った破砕物は、開口部２５から排出させればよい。排出板の形態は、鋼板に限定されることはなく、フィルター式、スクリーン式、溶接網等のものであってもよい。以上種々の例について説明したが、本発明は、本実施の形態に限定されないことはいうまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の蓋付バケットは、破砕バケットの蓋に反撥板を設ける構成にしたので、バケット内を広くスペースがとれ、蓋部材の押し付け力で効率よく破砕することができる。更に、破砕ロータと反撥板との破砕構成で、大型の駆動モータを使用することなく破砕作業を効率よく行うことができた。又、バケット本体に蓋部材を取り付けた構成にしたことで、破砕された原料が開口部からバケットの外部に飛散することが防止された。更に、原料誘導板を蓋部材に設けたことで、原料を破砕ロータ側に強制的に誘導し押しこみ徐々に細粒度の破砕物にし、破砕ロータに無理な負荷を与えることなく破砕効率を向上させた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用する土木機械の全体図である。
【図２】図２は、本発明のバケットを拡大した正面図である。
【図３】図３は、本発明の他の例を示すバケットの正面図である。
【図４】図４は、本発明の他の例を示しバケット本体底部の排出板取り付け構成の部分断面図である。
【符号の説明】
１…バックホー
６…第２旋回アーム
７…第２シリンダ
８…バケットシリンダ
９…バケット
１０…バケット本体
２０…ロータ軸
２１…破砕歯
２４…本体反撥部材
２５…開口部
２６…破砕室
２７…排出口
３０…蓋部材
３２…蓋反撥部材
３３…原料誘導部材
３４…蓋部材開閉用シリンダ
【図１】
2005009220.tif 000003
【図２】
2005009220.tif 000004
【図３】
2005009220.tif 000005
【図４】
2005009220.tif 000006