JP2015017464A - クラムシェルバケット - Google Patents

Abstract

【課題】 大がかりな流量計を用いずに、バケットの開度を精度良く検知する。【解決手段】 フレーム１２とバケット１３，１４との間を作動用油圧シリンダ１７，１８を介して接続したクラムシェルバケット１１において、ラム２０Ｂの先端側が作動用油圧シリンダ１８のロッド１８Ｃと同軸にフレーム１２に取付けられ、チューブ２０Ａのボトム側が作動用油圧シリンダ１８のチューブ１８Ａと同軸にバケット１４に取付けられる開度検知シリンダ２０を設ける。開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃと作動油タンク２２との間は給排管路２７を介して接続し、給排管路２７の途中には流量計２８を設ける。これにより、作動用油圧シリンダ１７，１８によってバケット１３，１４が開閉するときに、開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃに給排される作動油の流量を流量計２８によって計測し、バケット１３，１４の開度を検知できる。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、浚渫船等の建設機械の作業装置に設けられ、港湾、河川の水底に堆積した土砂等を浚うのに好適に用いられるクラムシェルバケットに関する。

一般に、港湾、河川の水底に堆積した土砂の浚渫作業をするときや、地中深く縦坑を掘削するときには、浚渫船や油圧ショベル等の作業装置に搭載されたクラムシェルバケットが好適に用いられる。

このクラムシェルバケットは、上端側が相手側取付部となって上，下方向に延び、当該相手側取付部よりも下側にシリンダ取付部が取付けられると共に下端側にバケット取付部が設けられたフレームと、開口端が対向した状態で前記フレームのバケット取付部に回動可能にピン結合されると共に、前記フレームのバケット取付部から離間した位置にシリンダ取付部が設けられた一対のバケットと、一端側が前記フレームのシリンダ取付部にフレーム側連結ピンを介して取付けられると共に、他端側が前記バケットのシリンダ取付部にバケット側連結ピンを介して取付けられた作動用油圧シリンダとにより大略構成されている。

そして、クラムシェルバケットは、作動用油圧シリンダに作動油を給排することにより、一対のバケットを互いに離間する開位置から互いに接近する閉位置へと回動させ、各バケットによって土砂を掬い上げる構造となっている（特許文献１参照）。

ところで、クラムシェルバケットを用いて港湾や河川の土砂を浚渫する場合には、オペレータは水面下におけるクラムシェルバケットの開度を直接的に目視することができない。このため、例えば土砂を浚う一対のバケットが開位置から完全に閉位置に移動していない状態で、クラムシェルバケットを水底から引上げてしまう場合があり、この場合には、各バケットの開口端から土砂がこぼれ落ちてしまい、浚渫作業の作業性が低下してしまう。

また、クラムシェルバケットを用いて浚渫作業を行う場合に、オペレータが直接的に目視することができない水底の掘削深さを、正確に把握したいという要望がある。

これに対し、地中深く縦坑を掘削する拡底バケットにおいて、この拡底バケットを構成する２枚の拡底翼の開度を検出するバケット開度検出装置を備えたものが提案されている。

このバケット開度検出装置は、２枚の拡底翼を開，閉させる油圧シリンダへ作動油を給排する流路に流量検出手段を設ける構成としている。そして、油圧シリンダが流路を介して給排される作動油に応じて拡底翼を拡開し、流量検出手段が前記流路を流れる作動油の流量を検出することにより、流量検出手段により検出された流量に基づいて、あらかじめ設定されたバケットの形状からバケットの開度を算出する構成となっている（特許文献２参照）。

特実２００１−２５４３８６号公報 実開平２−５４８８８号公報

しかし、特許文献２に記載されたバケット開度検出装置では、作動用の油圧シリンダに流れ込む高圧な油を直接流量計で計測している。このため、油圧シリンダに給排される圧油に耐えるために耐圧性能の高い大がかりな流量計を用いる必要があり、流量計が高価になり、精度も低下するという問題がある。

一方、例えば回転角センサ等の電気的なセンサ類を用いて各バケットの回転角を検出する方法もあるが、浚渫作業を行う場合にはクラムシェルバケットが水に浸かるため、センサに対して厳重な防水対策を施す必要がある上に、クラムシェルバケットが水底に着地するときの衝撃がセンサに直接伝わるのを抑えるための防振対策を施す必要があり、バケット開度検出装置全体のコストが嵩むという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、大がかりな流量計を用いることなく、バケットの開度を精度良く検知することができるクラムシェルバケットを提供することにある。

上述した課題を解決するために本発明は、上端側が相手方部材に取付けられる相手側取付部となって上，下方向に延び、当該相手側取付部よりも下側にシリンダ取付部が取付けられると共に下端側にバケット取付部が設けられたフレームと、開口端が対向した状態で前記フレームのバケット取付部に回動可能にピン結合されると共に、前記フレームのバケット取付部から離間した位置にシリンダ取付部が設けられ、互いに離間する開位置と接近する閉位置との間で開，閉する一対のバケットと、一端側が前記フレームのシリンダ取付部にフレーム側連結ピンを介して取付けられると共に、他端側が前記バケットのシリンダ取付部にバケット側連結ピンを介して取付けられ、作動油の給排に応じて前記各バケットを開，閉させる作動用油圧シリンダとを備えてなるクラムシェルバケットに適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、一端側が前記作動用油圧シリンダと同軸に前記フレームに取付けられると共に、他端側が前記作動用油圧シリンダと同軸に前記バケットに取付けられ、前記各バケットの開度に応じて伸縮することにより作動油が給排される開度検知シリンダを備え、前記開度検知シリンダは、チューブと、該チューブ内に移動可能に挿嵌されると共に先端側が該チューブから突出するラムと、該ラムと前記チューブとの間に形成された油室とにより構成し、前記開度検知シリンダの油室と作動油を貯留するタンクとの間に、前記作動用油圧シリンダの動きに応じて前記開度検知シリンダに対する作動油の給排を行う給排管路を設け、前記給排管路の途中には、前記開度検知シリンダの油室に対して給排される作動油の流量を計測する流量計を設ける構成としたことにある。

また、請求項２の発明は、前記給排管路のうち前記流量計と前記タンクとの間および前記流量計と前記開度検知シリンダとの間には、それぞれ前記開度検知シリンダに給排される作動油に混入した異物を捕捉するフィルタを設ける構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、開度検知シリンダは、各バケットの開度に応じて伸縮するので、この開度検知シリンダに給排される作動油の流量を流量計で計測することにより、バケットの開度を正確に検知することができる。この結果、バケットの開度に応じた掘削深さを正確に把握することができ、例えばクラムシェルバケットを用いて港湾や河川の土砂を浚渫する場合に、水面下における水底の掘削深さを把握することができると共に、バケットを確実に開位置から閉位置へと移動させて土砂等の浚渫対象物を正確に掴むことができるので、浚渫作業の作業効率を向上させることができる。

しかも、各バケットを開，閉させる作動用油圧シリンダとは別個に設けた開度検知シリンダに給排される作動油の流量を計測することにより、例えば作動用油圧シリンダに給排される作動油の流量を計測する場合に比較して、流量計の耐圧性能を低く抑えることができ、汎用品の流量計を用いることができる。また、電気的なセンサ類を用いてバケットの開度を検知する場合に比較して、センサに対する防水対策や防振対策を不要とすることができる。この結果、バケットの開度を検知するための機構を簡素化することができ、そのコストを削減することもできる。

請求項２の発明によれば、給排管路を通じて流量計に出入りする作動油に混入した異物を、フィルタによって捕捉することにより、流量計を保護することができる。この結果、流量計の寿命を延ばすことができ、バケットの開度を長期にわたって正確に検知することができる。

本発明の実施の形態によるクラムシェルバケットを備えた浚渫船を示す正面図である。 クラムシェルバケットが閉じた状態を示す正面図である。 クラムシェルバケットが開いた状態を示す正面図である。 図２中のクラムシェルバケットを矢示IV−IV方向からみた右側面図である。 作動用油圧シリンダ、開度検知シリンダ、流量計を含む油圧系統を示す油圧回路図である。

以下、本発明に係るクラムシェルバケットの実施の形態として、水底の土砂等を浚う浚渫船に搭載した場合を例に挙げ、図１ないし図５に従って詳細に説明する。

図１において、１は浚渫船の船体を示し、該船体１は、甲板１Ａと船底１Ｂとの間に土砂等を収容する収容槽１Ｃを有している。また、甲板１Ａ上には、浚渫作業を行う油圧ショベル２が一体に設けられている。

２は船体１の甲板１Ａ上に設けられた油圧ショベルを示している。該油圧ショベル２は、甲板１Ａ上に突設された丸胴３に旋回可能に搭載された上部旋回体４と、該上部旋回体４に俯仰動可能に設けられた後述のフロント装置８とからなっている。

そして、上部旋回体４は、支持構造体をなす旋回フレーム５と、該旋回フレーム５の前部左側に設けられ、運転室を画成するキャブ６と、旋回フレーム５の後端側に設けられ、フロント装置８との重量バランスをとるカウンタウエイト７とにより大略構成されている。

また、フロント装置８は、基端側が旋回フレーム５の前部側に俯仰動可能に設けられたブーム８Ａと、ブーム８Ａの先端側に回動可能に設けられたアーム８Ｂと、アーム８Ｂの先端側に回動可能に設けられた作業具継手８Ｃと、作業具継手８Ｃ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、ブームシリンダ８Ｄと、アームシリンダ８Ｅと、作業具シリンダ８Ｆとにより大略構成されている。

次に、本実施の形態に係るクラムシェルバケット１１について、図２ないし図４を参照して説明する。

図２において、１１は作業具継手８Ｃを介してアーム８Ｂの先端側に設けられたクラムシェルバケットを示している。このクラムシェルバケット１１は後述のフレーム１２、バケット１３，１４、作動用油圧シリンダ１７，１８、開度検知シリンダ２０等により構成されている。

１２はクラムシェルバケット１１のベースとなるフレームで、このフレーム１２は、上端側に位置する相手側取付部１２Ａと、該相手側取付部１２Ａの下側に一体に設けられたフレーム本体１２Ｂとにより、上，下方向に延びる枠状に形成されている。

ここで、相手側取付部１２Ａは、相手方部材としての作業具継手８Ｃに取付けられるもので、一定の間隔をもって前，後方向で対面する一対の取付板１２Ａ１により構成されている（図４参照）。そして、相手側取付部１２Ａは、連結軸１２Ｃを介して作業具継手８Ｃに取付けられ、フレーム１２は、作業具継手８Ｃに対し、連結軸１２Ｃを中心として左，右方向に揺動可能に支持されている。

一方、フレーム本体１２Ｂは、一定の間隔をもって前，後方向で対面しつつ上，下方向に延びる一対の本体板１２Ｂ１と、一対の本体板１２Ｂ１間を連結する連結部材１２Ｂ２とにより構成されている。

１２Ｄは相手側取付部１２Ａよりも下側に位置してフレーム本体１２Ｂの上端側に設けられたシリンダ取付部を示している。このシリンダ取付部１２Ｄは、後述する作動用油圧シリンダ１７，１８の一端側が取付けられるものである。

１２Ｅはシリンダ取付部１２Ｄよりも下側に位置してフレーム本体１２Ｂの下端側に設けられたバケット取付部を示している。このバケット取付部１２Ｅは、後述するバケット１３，１４が取付けられるものである。

１３，１４はフレーム１２の下端側に設けられた左，右一対のバケットを示し、これら一対のバケット１３，１４は、開口端が対向した状態でフレーム１２のバケット取付部１２Ｅに開，閉可能に取付けられている。ここで、一方のバケット１３は、前，後方向に一定の間隔をもって対面する２枚の側板１３Ａと、前，後方向に延びる角筒状をなし各側板１３Ａの上端部間を連結する連結筒体１３Ｂと、各側板１３Ａの下端側と連結筒体１３Ｂとに固着された湾曲形状を有する底板１３Ｃとを備えている。そして、バケット１３は、各側板１３Ａと底板１３Ｃとにより囲まれた空間が土砂収容部となり、バケット１３のうち他方のバケット１４と対向する部位は、土砂収容部に対して土砂等を出し入れする開口端１３Ｄとなり、底板１３Ｃの開口端１３Ｄ側には、複数個の掘削爪１３Ｅが取付けられている。

１３Ｆはバケット１３に一体に設けられたブラケットを示し、該ブラケット１３Ｆは、前，後方向に一定の間隔をもって対面しつつ側板１３Ａよりも上方に張出した一対の板体からなり、底板１３Ｃと連結筒体１３Ｂとに溶接等の手段を用いて固着されている。そして、ブラケット１３Ｆは、支持ピン１５を用いてフレーム１２のバケット取付部１２Ｅに回動可能に取付けられている。また、ブラケット１３Ｆには、支持ピン１５を挟む位置に、後述の作動用油圧シリンダ１７の他端側が取付けられるシリンダ取付部１３Ｇと、後述の連結リンク１９の一端側が取付けられるリンク取付部１３Ｈとが設けられている。

他方のバケット１４も、バケット１３と同様に、２枚の側板１４Ａと、連結筒体１４Ｂと、底板１４Ｃとを備え、各側板１４Ａと底板１４Ｃとにより囲まれた空間が土砂収容部となっている。また、バケット１４のうちバケット１３と対向する部位は開口端１４Ｄとなり、底板１４Ｃの開口端１４Ｄ側には、複数個の掘削爪１４Ｅが取付けられている。

１４Ｆはバケット１４に一体に設けられたブラケットを示し、該ブラケット１４Ｆは、前，後方向に一定の間隔をもって対面しつつ側板１４Ａよりも上方に張出した一対の板体からなり、底板１４Ｃと連結筒体１４Ｂとに溶接等の手段を用いて固着されている。そして、ブラケット１４Ｆは、支持ピン１６を用いてフレーム１２のバケット取付部１２Ｅに回動可能に取付けられている。また、ブラケット１４Ｆには、支持ピン１６を挟む位置に、後述の作動用油圧シリンダ１８の他端側が取付けられるシリンダ取付部１４Ｇと、連結リンク１９の一端側が取付けられるリンク取付部１４Ｈとが設けられている。

そして、バケット１３が支持ピン１５を中心として回動すると共にバケット１４が支持ピン１６を中心として回動することにより、各バケット１３，１４は、互いに離間した開位置（図３の位置）と互いに接近した閉位置（図２の位置）との間で開，閉し、土砂等を掘削するものである。

１７はフレーム１２とバケット１３との間に設けられた作動用油圧シリンダ、１８はフレーム１２とバケット１４との間に設けられた作動用油圧シリンダを示している。これら各作動用油圧シリンダ１７，１８は、作動油の給排に応じて伸縮することにより、各バケット１３，１４の開，閉動作を行うものである。

ここで、一方の作動用油圧シリンダ１７は、図５等に示すように、チューブ１７Ａと、該チューブ１７Ａ内に摺動可能に設けられたピストン１７Ｂと、基端側がピストン１７Ｂに取付けられ先端側がチューブ１７Ａから外部に突出したロッド１７Ｃとにより構成されている。そして、ロッド１７Ｃの先端側（一端側）は、フレーム１２のシリンダ取付部１２Ｄにフレーム側連結ピン１７Ｄを介して回動可能にピン結合され、チューブ１７Ａのボトム側（他端側）は、バケット１３のブラケット１３Ｆに設けられたシリンダ取付部１３Ｇにバケット側連結ピン１７Ｅを介して回動可能にピン結合されている。

また、他方の作動用油圧シリンダ１８も同様に、チューブ１８Ａと、ピストン１８Ｂと、ロッド１８Ｃとにより構成されている。そして、ロッド１８Ｃの先端側（一端側）は、フレーム１２のシリンダ取付部１２Ｄにフレーム側連結ピン１８Ｄを介して回動可能にピン結合され、チューブ１８Ａのボトム側（他端側）は、バケット１４のブラケット１４Ｆに設けられたシリンダ取付部１４Ｇにバケット側連結ピン１８Ｅを介して回動可能にピン結合されている。

従って、作動用油圧シリンダ１７，１８が縮小したときには、バケット１３，１４が支持ピン１５，１６を中心として上方へ移動することにより、バケット１３，１４は互いに離間する開位置（図３の位置）へと移動する。一方、作動用油圧シリンダ１７，１８が伸長したときには、バケット１３，１４が支持ピン１５，１６を中心として下方へ移動することにより、バケット１３，１４は互いに接近する閉位置（図２の位置）へと移動する構成となっている。

１９はバケット１３とバケット１４との間を連結する連結リンクを示している。連結リンク１９の一端側は、バケット１３に設けられたブラケット１３Ｆのリンク取付部１３Ｈに回動可能にピン結合され、連結リンク１９の他端側は、バケット１４に設けられたブラケット１４Ｆのリンク取付部１４Ｈに回動可能にピン結合されている。そして、連結リンク１９は、バケット１３，１４が作動用油圧シリンダ１７，１８の伸縮動作に応じて開，閉するときに、これらバケット１３，１４の開，閉動作を同調させるものである。

次に、本実施の形態に用いられる開度検知シリンダ２０について説明する。

２０は作動用油圧シリンダ１７，１８とは別個に設けられた１本の開度検知シリンダを示し、該開度検知シリンダ２０は、バケット１３，１４の開度を検知するものである。ここで、図５等に示すように、開度検知シリンダ２０は、チューブ２０Ａと、基端側がチューブ２０Ａ内に摺動可能に挿嵌されると共に先端側が該チューブ２０Ａから外部に突出するラム２０Ｂと、チューブ２０Ａとラム２０Ｂとの間に形成された油室２０Ｃとからなり、油室２０Ｃは、後述する給排管路２７を介して作動油タンク２２に接続されている。この場合、開度検知シリンダ２０は、バケット１３，１４を駆動するアクチュエータとして用いられるものではなく、高圧の圧油が供給されることはない。このため、開度検知シリンダ２０のチューブ２０Ａは、作動用油圧シリンダ１７，１８に比較して小径であり、開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃに給排される作動油の流量も少なく設定されている。

ここで、開度検知シリンダ２０は、作動用油圧シリンダ１８に隣接して配置され、ラム２０Ｂの先端側（一端側）が、フレーム側連結ピン１８Ｄと同軸に配置された一端側ピン２０Ｄを用いてフレーム１２のシリンダ取付部１２Ｄに回動可能にピン結合されると共に、チューブ２０Ａのボトム側（他端側）が、バケット側連結ピン１８Ｅと同軸に配置された他端側ピン２０Ｅを用いてバケット１４のシリンダ取付部１４Ｇに回動可能にピン結合されている。

このように、開度検知シリンダ２０は、その一端側（ラム２０Ｂの先端側）が、一端側ピン２０Ｄを介して作動用油圧シリンダ１８の一端側（ロッド１８Ｃの先端側）と同軸にフレーム１２に取付けられ、他端側（チューブ２０Ａのボトム側）が、他端側ピン２０Ｅを介して作動用油圧シリンダ１８の他端側（チューブ１８Ａのボトム側）と同軸にバケット１４に取付けられている。これにより、開度検知シリンダ２０は、作動用油圧シリンダ１８の伸縮動作、即ち、バケット１３，１４の開，閉動作に同調して伸縮し、この伸縮動作に応じて油室２０Ｃに対して作動油が給排される。

この場合、バケット１３，１４が図２に示す閉位置と図３に示す開位置との間で移動する間に、開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃに対して給排される作動油の流量は一定であるため、油室２０Ｃに対する作動油の流量に基づいてバケット１３，１４の開度を検知することができる構成となっている。

次に、本実施の形態による作動用油圧シリンダ１７，１８、開度検知シリンダ２０等を含む油圧回路について図５を参照して説明する。

図５において、２１は油圧ポンプ、２２は油圧ポンプ２１と共に油圧源を構成する作動油タンクを示している。作動用油圧シリンダ１７，１８は、主管路２３，２４を介して油圧ポンプ２１、作動油タンク２２に接続されている。

２５は油圧ポンプ２１と各作動用油圧シリンダ１７，１８との間に位置して主管路２３，２４の途中に設けられた方向制御弁を示している。この方向制御弁２５は、例えばキャブ６内に配設された操作レバー（図示せず）の操作に応じて中立位置（ａ）から切換位置（ｂ）または（ｃ）に切換わることにより、作動用油圧シリンダ１７，１８に対して油圧ポンプ２１からの圧油を給排するものである。また、主管路２４の途中には、方向制御弁２５と作動油タンク２２との間に位置してオイルクーラ２６が設けられ、各作動用油圧シリンダ１７，１８から作動油タンク２２に戻る作動油（戻り油）は、オイルクーラ２６によって冷却される。

２７は開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃと作動油タンク２２との間を接続する給排管路を示し、該給排管路２７は、作動用油圧シリンダ１８の動きに応じて開度検知シリンダ２０に対する作動油の給排を行うものである。即ち、開度検知シリンダ２０が伸長するときには、給排管路２７を通じて作動油タンク２２内の作動油が開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃ内に供給され、開度検知シリンダ２０が縮小するときには、給排管路２７を通じて開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃ内の作動油が作動油タンク２２に排出される。

２８は給排管路２７の途中に設けられた流量計を示し、該流量計２８は、開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃに対して給排される作動油の流量を計測し、計測した流量に応じた検出信号を後述するコントローラ３９に出力するものである。ここで、開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃに給排される作動油の流量および圧力は、作動用油圧シリンダ１７，１８に比較して少ないため、流量計２８として精密な歯車式流量計を用いることができる。しかも、耐圧性能が高い大掛かりな流量計を用いる必要がなく、汎用品からなる流量計２８を用いることができる。

２９は給排管路２７のうち流量計２８と作動油タンク２２との間に設けられたタンク側フィルタを示している。このタンク側フィルタ２９は、作動油タンク２２から開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃに供給される作動油に混入した異物を捕捉することにより、流量計２８を保護するものである。

３０はタンク側フィルタ２９を跨いで給排管路２７に設けられたリリーフ弁を示し、該リリーフ弁３０は、タンク側フィルタ２９が目詰まりを生じたときに、作動油がタンク側フィルタ２９を迂回して開度検知シリンダ２０に流れるようにするものである。また、タンク側フィルタ２９と流量計２８との間には逆止弁３１が設けられ、この逆止弁３１は、作動油タンク２２から開度検知シリンダ２０に向かう作動油の流れを許し、逆向きの流れを禁止するものである。

３２はリリーフ弁３０および逆止弁３１を跨いで給排管路２７の途中に設けられたバイパス管路を示している。このバイパス管路３２の途中には逆止弁３３が設けられ、この逆止弁３３は、開度検知シリンダ２０から作動油タンク２２に向かう作動油の流れを許し、逆向きの流れを禁止するものである。

３４は給排管路２７のうち流量計２８と開度検知シリンダ２０との間に設けられたシリンダ側フィルタを示している。このシリンダ側フィルタ３４は、開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃから作動油タンク２２に排出される作動油に混入した異物を捕捉することにより、流量計２８を保護するものである。

３５はシリンダ側フィルタ３４を跨いで給排管路２７に設けられたリリーフ弁を示し、該リリーフ弁３５は、シリンダ側フィルタ３４が目詰まりを生じたときに、作動油がシリンダ側フィルタ３４を迂回して作動油タンク２２に流れるようにするものである。また、シリンダ側フィルタ３４と流量計２８との間には逆止弁３６が設けられ、この逆止弁３６は、開度検知シリンダ２０から作動油タンク２２に向かう作動油の流れを許し、逆向きの流れを禁止するものである。

３７はリリーフ弁３５および逆止弁３６を跨いで給排管路２７の途中に設けられたバイパス管路を示している。このバイパス管路３７の途中には逆止弁３８が設けられ、この逆止弁３８は、作動油タンク２２から開度検知シリンダ２０に向かう作動油の流れを許し、逆向きの流れを禁止するものである。

従って、バケット１３，１４が図３に示す開位置から図２に示す閉位置に移動することにより、開度検知シリンダ２０が縮小状態から伸長するときには、作動油タンク２２内の作動油が、給排管路２７、タンク側フィルタ２９、逆止弁３１、流量計２８、バイパス管路３７、逆止弁３８を通じて開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃ内に供給され、このときの作動油の流量が流量計２８によって計測される。

一方、バケット１３，１４が閉位置から開位置に移動することにより、開度検知シリンダ２０が伸長状態から縮小するときには、開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃ内の作動油が、給排管路２７、シリンダ側フィルタ３４、逆止弁３６、流量計２８、バイパス管路３２、逆止弁３３を通じて作動油タンク２２に排出され、このときの作動油の流量が流量計２８によって計測される。

３９は流量計２８に電気的に接続されたコントローラを示し、４０はキャブ６内に配置された表示装置を示している。コントローラ３９は、流量計２８によって計測された作動油の流量に基づいてバケット１３，１４の開度を演算し、演算したバケット１３，１４の開度を表示装置４０に表示させる。これにより、キャブ６内のオペレータは、表示装置４０に表示されたバケット１３，１４の開度を確認しつつ浚渫作業を行うことができる。

本実施の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、次に、このクラムシェルバケット１１の動作について説明する。

まず、図１に示すように、船体１を港湾や河川の水底Ｇのうち浚渫作業を行うべき作業位置の上方まで移動させた後、ブーム８Ａ、アーム８Ｂを俯仰動させてクラムシェルバケット１１を水底Ｇの近傍まで接近させる。ここで、クラムシェルバケット１１の作動用油圧シリンダ１７，１８を縮小させ、各バケット１３，１４を開位置（図３の位置）に保持する。

このとき、開度検知シリンダ２０が、作動用油圧シリンダ１８と一緒に縮小することにより、油室２０Ｃ内の作動油は、給排管路２７、シリンダ側フィルタ３４、逆止弁３６、流量計２８、バイパス管路３２、逆止弁３３を通じて作動油タンク２２に排出される。

次に、ブーム８Ａ、アーム８Ｂを俯仰動させることにより、開位置に保持したバケット１３，１４を水底Ｇに押付ける。この状態で、作動用油圧シリンダ１７，１８を伸長させ、各バケット１３，１４を閉位置（図２の位置）に向けて移動させる。これにより、バケット１３，１４の開口端１３Ｄ，１４Ｄによって水底Ｇに堆積した土砂を浚うことができ、閉位置となったバケット１３，１４内に浚った土砂を収容することができる。

そして、バケット１３，１４を閉位置として土砂を収容した後には、ブーム８Ａ等を俯仰動させてクラムシェルバケット１１を水面上に引上げ、上部旋回体４を旋回させて船体１の収容槽１Ｃ上にクラムシェルバケット１１を移動させる。この状態で、バケット１３，１４を開位置に移動させることにより、浚った土砂を収容槽１Ｃ内に排出することができる。

ここで、バケット１３，１４を開位置から閉位置に移動させて水底Ｇの土砂を浚うときには、作動用油圧シリンダ１７，１８の伸長動作に伴って開度検知シリンダ２０が伸長する。これにより、作動油タンク２２内の作動油は、給排管路２７、タンク側フィルタ２９、逆止弁３１、流量計２８、バイパス管路３７、逆止弁３８を通じて開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃ内に供給され、このときの作動油の流量が流量計２８によって計測される。そして、流量計２８は、計測した流量に応じた検出信号をコントローラ３９に出力する。

この場合、開度検知シリンダ２０は、作動用油圧シリンダ１８の伸長動作、即ち、バケット１３，１４の閉動作に同調して伸長するので、流量計２８を通って開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃに供給される作動油の流量は、バケット１３，１４の開度に応じて変化する。そして、コントローラ３９は、流量計２８からの検出信号が示す作動油の流量に基づいてバケット１３，１４の開度を演算し、演算したバケット１３，１４の開度を表示装置４０に表示させる。

これにより、キャブ６内のオペレータは、水面下に沈んだバケット１３，１４の開度を表示装置４０の表示によって随時確認することができ、バケット１３，１４による水底Ｇの掘削深さを正確に把握しつつ効率良く浚渫作業を行うことができる。一方、オペレータは、バケット１３，１４が完全に閉位置に移動したことを表示装置４０の表示によって確認した上で、ブーム８Ａ等を用いてクラムシェルバケット１１を引上げることができる。この結果、バケット１３，１４が完全に閉位置に移動する前にクラムシェルバケット１１を引上げることにより、浚った土砂がバケット１３，１４間の隙間から排出されるのを抑えることができるので、浚渫作業の作業性を高めることができる。

しかも、本実施の形態では、バケット１３，１４を開，閉させる作動用油圧シリンダ１７，１８とは別個に、バケット１３，１４の開度を検知するための専用の開度検知シリンダ２０を設ける構成としている。このため、開度検知シリンダ２０は、作動用油圧シリンダ１７，１８に比較して小径であり、開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃに給排される作動油の流量も少ない。従って、例えば作動用油圧シリンダ１７，１８等に給排される作動油の流量を計測する場合に比較して、流量計２８の耐圧性能を低く抑えることができ、汎用品の流量計２８を用いて正確な流量を検知することができる。この結果、バケット１３，１４の開度を検知するための機構を簡素化することができ、そのコストを削減することができる。

さらに、本実施の形態では、流量計２８と作動油タンク２２との間に位置して給排管路２７の途中にタンク側フィルタ２９を設けると共に、流量計２８と開度検知シリンダ２０との間に位置して給排管路２７の途中にシリンダ側フィルタ３４を設ける構成としている。これにより、開度検知シリンダ２０の縮小時に油室２０Ｃから排出される作動油は、シリンダ側フィルタ３４を通過した後に流量計２８に導入され、開度検知シリンダ２０の伸長時に油室２０Ｃに供給される作動油は、タンク側フィルタ２９を通過した後に流量計２８に導入される。

従って、開度検知シリンダ２０の油室２０Ｃに給排される作動油にダスト等の異物が混入している場合でも、この異物をタンク側フィルタ２９およびシリンダ側フィルタ３４によって捕捉することにより、流量計２８に清浄な作動油を導入することができる。この結果、流量計２８によって正確な流量を計測することができる上に、流量計２８を保護することができるので、バケット１３，１４の開度を長期にわたって正確に検知することができる。

なお、上述した実施の形態では、開度検知シリンダ２０は、ラム２０Ｂの先端側が一端側ピン２０Ｄを用いてフレーム１２に取付けられると共に、チューブ２０Ａのボトム側が他端側ピン２０Ｅを用いてバケット１４に取付けられる構成を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、開度検知シリンダ２０を取付ける位置を逆にしてもよい。すなわち、開度検知シリンダ２０のチューブ２０Ａのボトム側が一端側ピン２０Ｄを用いてフレーム１２に取付けられると共に、ラム２０Ｂの先端側が他端側ピン２０Ｅを用いてバケット１３に取付けられる構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、港湾や河川の水底に堆積した土砂を浚渫する浚渫船に搭載されたクラムシェルバケット１１を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば地中深く縦坑を掘削する油圧ショベルに搭載されるクラムシェルバケットにも適用することができる。

８ フロント装置
８Ｃ 作業具継手（相手方部材）
１１ クラムシェルバケット
１２ フレーム
１２Ａ 相手側取付部
１２Ｄ シリンダ取付部
１２Ｅ バケット取付部
１３，１４ バケット
１３Ｄ，１４Ｄ 開口端
１３Ｇ，１４Ｇ シリンダ取付部
１７，１８ 作動用油圧シリンダ
１７Ｄ，１８Ｄ フレーム側連結ピン
１７Ｅ，１８Ｅ バケット側連結ピン
２０ 開度検知シリンダ
２０Ａ チューブ
２０Ｂ ラム
２０Ｃ 油室
２２ 作動油タンク（タンク）
２７ 給排管路
２８ 流量計
２９ タンク側フィルタ（フィルタ）
３４ シリンダ側フィルタ（フィルタ）

Claims (2)

1. 上端側が相手方部材に取付けられる相手側取付部となって上，下方向に延び、当該相手側取付部よりも下側にシリンダ取付部が取付けられると共に下端側にバケット取付部が設けられたフレームと、
   開口端が対向した状態で前記フレームのバケット取付部に回動可能にピン結合されると共に、前記フレームのバケット取付部から離間した位置にシリンダ取付部が設けられ、互いに離間する開位置と接近する閉位置との間で開，閉する一対のバケットと、
   一端側が前記フレームのシリンダ取付部にフレーム側連結ピンを介して取付けられると共に、他端側が前記バケットのシリンダ取付部にバケット側連結ピンを介して取付けられ、作動油の給排に応じて前記各バケットを開，閉させる作動用油圧シリンダとを備えてなるクラムシェルバケットにおいて、
   一端側が前記作動用油圧シリンダと同軸に前記フレームに取付けられると共に、他端側が前記作動用油圧シリンダと同軸に前記バケットに取付けられ、前記各バケットの開度に応じて伸縮することにより作動油が給排される開度検知シリンダを備え、
   前記開度検知シリンダは、チューブと、該チューブ内に移動可能に挿嵌されると共に先端側が該チューブから突出するラムと、該ラムと前記チューブとの間に形成された油室とにより構成し、
   前記開度検知シリンダの油室と作動油を貯留するタンクとの間に、前記作動用油圧シリンダの動きに応じて前記開度検知シリンダに対する作動油の給排を行う給排管路を設け、
   前記給排管路の途中には、前記開度検知シリンダの油室に対して給排される作動油の流量を計測する流量計を設ける構成としたことを特徴とするクラムシェルバケット。
2. 前記給排管路のうち前記流量計と前記タンクとの間および前記流量計と前記開度検知シリンダとの間には、それぞれ前記開度検知シリンダに給排される作動油に混入した異物を捕捉するフィルタを設ける構成としてなる請求項１に記載のクラムシェルバケット。

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