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技術 バケット

出願人 みらい建設工業株式会社
発明者 泉範明菅波則克
出願日 2015年12月4日 (3年9ヶ月経過) 出願番号 2015-238049
公開日 2017年6月8日 (2年3ヶ月経過) 公開番号 2017-101522
状態 特許登録済
技術分野 ショベル系(制御を除く)
主要キーワード 取付板材 取付部側 パイルキャップ 掘削状況 輸送費 内半径 ホイール式 操作室
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年6月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

管内部の掘削作業の効率化を図るためのバケットを提案する。

解決手段

鋼管杭内掘削に使用するバックホウアタッチメントであって、バケット本21体と、バケット本体21の外面に形成された取付部22と、バケット本体21の取付部22と反対側に形成され爪23,23とを備えており、バケット本体21の開口部24の爪23側の縁形状が、鋼管杭内周面に沿って弧状を呈していて、開口部24の縁形状が半円形状であるバケット2。

概要

背景

鋼管杭を用いた杭基礎構造では、基礎スラブ基礎梁杭頭部を埋め込んだり、柱脚を杭頭部に挿入することにより、上部構造体と杭基礎とを接続するのが一般的である。また、特許文献1には、鋼管杭と柱との間に介設したパイルキャップによって鋼管杭と柱とを接続する接合構造が開示されている。

鋼管杭は、内部に土砂ソイルセメント等が充填されている。そのため、上部構造体と鋼管杭とを接合する際には、杭頭部を地表面から露出させるとともに、杭頭部の鋼管内部を掘削清掃する必要がある。
鋼管内部の掘削は、人力または小型バックホウにより行うのが一般的である。

概要

管内部の掘削作業の効率化をるためのバケットを提案する。鋼管杭内の掘削に使用するバックホウのアタッチメントであって、バケット本21体と、バケット本体21の外面に形成された取付部22と、バケット本体21の取付部22と反対側に形成され爪23,23とを備えており、バケット本体21の開口部24の爪23側の縁形状が、鋼管杭の内周面に沿って弧状を呈していて、開口部24の縁形状が半円形状であるバケット2。

目的

本発明は、管内部の掘削作業の効率化を図るためのバケットを提案することを課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

管内の掘削に使用する掘削機用のバケットであって、バケット本体と、前記バケット本体の外面に形成された取付部と、を備えており、前記バケット本体の開口部の縁のうち、前記取付部と反対側の縁の形状が、前記管の内周面に沿って弧状または多角形状を呈していることを特徴とする、バケット。

請求項2

前記開口部の取付部側の縁の中央から前記取付部と反対側の縁の中央までの距離および前記開口部の取付部側の縁の中央から取付部側の縁の両端までの距離が、前記管の内半径の65〜85%の範囲内であることを特徴とする、請求項1に記載のバケット。

請求項3

前記開口部の縁の形状が半円形状であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のバケット。

請求項4

前記バケット本体は、取付部側の面が半円形状を呈しており、かつ、側面視扇形状であることを特徴とする、請求項3に記載のバケット。

請求項5

前記取付部側の面から前記開口部に至る内角が65〜85°の範囲内であることを特徴とする、請求項4に記載のバケット。

技術分野

0001

本発明は、建設機械に装着するバケットに関する。

背景技術

0002

鋼管杭を用いた杭基礎構造では、基礎スラブ基礎梁杭頭部を埋め込んだり、柱脚を杭頭部に挿入することにより、上部構造体と杭基礎とを接続するのが一般的である。また、特許文献1には、鋼管杭と柱との間に介設したパイルキャップによって鋼管杭と柱とを接続する接合構造が開示されている。

0003

鋼管杭は、内部に土砂ソイルセメント等が充填されている。そのため、上部構造体と鋼管杭とを接合する際には、杭頭部を地表面から露出させるとともに、杭頭部の鋼管内部を掘削清掃する必要がある。
鋼管内部の掘削は、人力または小型バックホウにより行うのが一般的である。

先行技術

0004

特開2009−102818号公報

発明が解決しようとする課題

0005

人力による鋼管内部の掘削は、作業に手間がかかる。特に、大規模構造物等、の本数が多数ある場合には、全ての杭に対する掘削作業が完了するまでに多大な時間と手間を要する。
また、小型バックホウを利用した場合であっても、断面円形の鋼管杭の内面と、開口部が矩形状のバケットの外面との間に隙間が形成されるため、鋼管杭の内面に沿って掘削するには手間がかかっていた。

0006

このような観点から、本発明は、管内部の掘削作業の効率化を図るためのバケットを提案することを課題とする。

課題を解決するための手段

0007

前記課題を解決するための本発明は、管内の掘削に使用する掘削機用のバケットであって、バケット本体と、前記バケット本体の外面に形成された取付部とを備えており、前記バケット本体の開口部の縁のうち、前記取付部と反対側の縁の形状が、前記管の内周面に沿って弧状または多角形状を呈していることを特徴としている。
かかるバケットによれば、管の内周面に沿った形状を有しているため、管の内面とバケットの外面との間に形成される隙間が小さくなる。つまり、本発明のバケットによれば、管の内面に沿った掘削が可能となるため、管内の掘削を効率的に行うことができる。

0008

前記開口部の取付部側の縁の中央から前記取付部と反対側の縁の中央までの距離および前記開口部の取付部側の縁の中央から取付部側の縁の両端までの距離が、前記管の内半径の65〜85%の範囲内であれば、管の内面に沿った掘削を効率的に行うことができる。

0009

なお、バケットの開口部の縁の形状は半円形状であるのが望ましい。さらに、バケット本体は、取付部側の面が半円形状を呈しており、かつ、側面視扇形状であるのが望ましい。
そして、バケットの前記取付部側の面から前記開口部に至る内角が65〜85°の範囲内であれば、1回の掘削により採取できる土量を多くすることができ、掘削作業がより効率的になる。

発明の効果

0010

本発明のバケットによれば、管の内部を効率的に掘削することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施形態に係るバックホウを示す側面図である。
図1のバケット部分を示す拡大図である。
(a)は図1に示すバックホウの装着されたバケットを上面から望む平面図、(b)は同バケットを断面図である。
(a)および(b)はバケットによる掘削状況を示す斜視図である。

実施例

0012

本発明の実施形態では、鋼管杭の頭部の内部掘削を、バックホウ(掘削機)1を利用して行う場合について説明する。
バックホウ1は、図1に示すように、掘削機本体11、走行手段12、ブーム13およびアーム14を備えている。

0013

掘削機本体11は、オペレータ操作室エンジンまたはモータ等を備えている。掘削機本体11は、走行手段12に上載されているとともに、横方向の回転(走行手段12に対して垂直な軸を中心とした回転)が可能である。

0014

走行手段12には、いわゆるクローラ式を採用している。なお、走行手段の形式は限定されるものではなく、例えば、ホイール式であってもよい。
走行手段12は、掘削機本体11に設けられたエンジンまたはモータの動力により駆動する。

0015

ブーム13の基端部は、掘削機本体11に取り付けられている。ブーム13の先端部には、アーム14が取り付けられている。
ブーム13の基端部は、掘削機本体11に軸支されている。すなわち、ブーム13は、基端部を中心にして上下方向に回転(横軸を中心とした回転)が可能である。本実施形態では、く字状のブーム13を採用するが、ブーム13の形状は限定されない。

0016

アーム14は、ブーム13の先端部に軸支されている。アーム14は、ブーム13の先端部を中心にして上下(前後)方向に回転(ブーム13の回転軸と平行な軸を中心とした回転)が可能である。アーム14の先端部は、アタッチメント着脱が可能に構成されている。
アーム14には、ジャッキ15が添設されている。ジャッキ15の基端部はアーム14の基端部に取り付けられている。ジャッキ15の先端部はアタッチメントの着脱が可能に構成されている。

0017

アーム14の先端には、バケット2が取り付けられている。
バケット2は、鋼管杭の内部の土砂を掘削するためのアタッチメントであって、図2に示すように、アーム14の先端を中心にして上下(前後)方向での回転(アーム14の回転軸と平行な軸を中心とした回転)が可能である。

0018

バケット2は、図3(a)および(b)に示すように、バケット本体21と、取付部22と、爪23とを備えている。
バケット本体21は、開口部24を有した容器である。
開口部24は、図3(a)に示すように、直線状の縁と弧状の縁とを組み合わせることにより半円形状と呈している。

0019

バケット本体21は、半円形状の鋼板(第一鋼板21a)と、球面状の鋼板(第二鋼板21b)とを組み合わせることにより形成されていて、側面視扇状を呈しているとともに、正面視および平面視半円形状を呈している。

0020

第一鋼板21aは、開口部24の平面形状と同形状(半円形状)に形成されていて、バケット本体21の深さ方向に延在している。第一鋼板21aは、開口部24の直線状の縁を直径とする半円形状である。
また、第二鋼板21bは、バケット本体21の開口部の弧状の縁(取付部22と反対側の縁)を形成している。
すなわち、バケット本体21は、球の中心軸から、所定の内角によって2方向に切り出したような形(くし切状)を有している。

0021

また、バケット本体21は、内部を2分割するように配設された補強板21cを備えている。なお、補強板21cは、必要に応じて配設すればよく、第一鋼板21aおよび第二鋼板21bが十分な耐力を有している場合には省略してもよい。

0022

開口部24および第一鋼板21aは、掘削を行う鋼管杭の内半径の65〜85%の範囲内の半径を有する半円形状であることが望ましい。すなわち、第一鋼板21aの中心から第二鋼板21bの中央および第二鋼板21bの両端までの距離が、鋼管杭の内半径の65〜85%の範囲内であることが望ましい。なお、鋼管杭の内径に対するバケット2の寸法は限定されるものではない。

0023

本実施形態では、内径776mm(内半径388mm)の鋼管杭の内部を掘削するものとし、開口部24および第一鋼板21aの半径を300mm(内半径の77.3%)とする。
また、開口部24から第一鋼板21aに至る内角θは、適宜設定すればよいが、本実施形態では、65〜85°の範囲内(例えば、75°程度)とする。

0024

バケット本体21の第一鋼板21aには、取付部22が形成されている。
取付部22は、バケット本体21をアーム14に取り付けるためのブラケットであって、図3(a)および(b)に示すように、第一鋼板21aの外面に突設されている。

0025

本実施形態の取付部22は、第一鋼板21aの外面に立設された2枚の取付板材22a,22aにより構成されている。2枚の取付板材22a,22aは、アーム14に取り付けた際に、アーム14の先端部を挟むように並設されている。

0026

取付板材22aには、貫通孔22bが2箇所形成されている。一方の貫通孔22bはアーム14の先端に軸支され、他方の貫通孔22bはアーム14に添設されたジャッキ15の先端に軸支される(図2参照)。すなわちバケット2は、ジャッキ15の伸縮によって、取付部22を介してアーム14の先端を中心に回転する。

0027

バケット本体21の第二鋼板21bには、爪23,23が形成されている。
爪23,23は、バケット本体21の開口部24の縁から突出するように固定された鋼板からなる。本実施形態では、2枚の鋼板を重ね合わせることにより爪23が形成されている。また、本実施形態では、爪23が2箇所に形成されているが、爪23の数や配置は限定されるものではない。また、爪23の形状も限定されるものではなく、必ずしも2枚の鋼板により形成する必要はない。さらに、爪23は必要に応じて形成すればよく、省略してもよい。

0028

本実施形態のバックホウ1を利用した鋼管杭3の内部の掘削は、まず、図4(a)に示すように、バケット2の開口部24を下向き(鋼管杭3側)にした状態で、鋼管杭3の内部に挿入し、バケット2を鋼管杭3の内部の土砂に当接させる。このとき、開口部24の
直線状の縁(第一鋼板21aの縁)の中点が鋼管杭3の中心付近に位置するようにし、弧状の縁(第二鋼板21bの縁)を鋼管杭3の内周面に沿わせておく。

0029

次に、図4(b)に示すように、バケット2をバックホウ1側に回転させて、鋼管杭3の内部の土砂を切削するとともにバケット2に収容する。バケット2が回転すると、開口部24が上向きになるとともに、開口部24の弧状の縁が鋼管杭3の反対側の内周面に沿った状態となる。バケット2を回転させる過程で、開口部24が側方を向く状態となるが、この状態では、第一鋼板21aの円弧状の縁(第一鋼板21aと第二鋼板21bとの角部)が鋼管杭3の内周面に沿った状態となる。

0030

そして、バケット2を鋼管杭3から取り出し、バケット2内の土砂を鋼管杭3の外に排出する。
前記の作業を繰り返すことにより、鋼管杭3の内部を、所定の深さ(例えば、1m)まで掘削する。

0031

本実施形態のバケット2によれば、鋼管杭3の内周面の形状に応じた球面状の第二鋼板21bを利用して形成されているため、鋼管杭3の内周面に沿った掘削が可能である。そのため、鋼管杭3の内面とバケット2の外面との間に形成される隙間が小さく、鋼管杭3内の掘削を効率的に行うことができる。

0032

また、バケット2は、開口部24および第一鋼板21aが半円形状で、かつ、側面視扇形状であるため、幅が広く、かつ、深さが深い。そのため、1回の掘削により採取できる土量を多く、掘削作業が効率的である。

0033

鋼管杭3の内部を、掘削機(バックホウ1)を利用して掘削するため、作業性に優れている。そのため、鋼管杭3を多数有する大規模な構造物の施工であっても、鋼管杭3の内部掘削に要する時間の短縮化を図ることができる。

0034

バケット2は、バックホウ1のアームへの着脱が可能なアタッチメントであるため、バケット2のみを輸送することが可能である。そのため、バケット2のみを輸送して、各現場のバックホウ1に装着することで、鋼管内部の掘削が可能となる。そのため、特殊な掘削機を使用する場合に比べて、輸送費の低減化を図ることができる。

0035

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

0036

例えば、前記実施形態では、鋼管杭3の内部を掘削する場合について説明したが、バケット2による掘削の対象物は鋼管杭に限定されるものではなく、他の鋼管の内部掘削に使用してもよい。
また、バケット2による掘削は、鋼管の内部に限定されるものではなく、例えば、コンクリート管の内部の掘削にバケット2を使用してもよい。

0037

また、前記実施形態では、開口部24の取付部22と反対側の縁が弧状の場合について説明したが、当該縁は弧状に限定されるものではなく、鋼管の内周面に沿った多角形状であってもよい。
また、開口部24の形状は必ずしも半円形である必要はなく、例えば、扇状やくし状であってもよい。
また、第一鋼板21aは平板である必要はなく、例えば、く字状に曲がっていてもよい。

0038

また、前記実施形態では、バケット本体21を板状の第一鋼板21aおよび第二鋼板21bにより形成する場合について説明したが、バケット本体21は、複数のスリットを有していてもよいし、複数の貫通孔が形成されていてもよいし、また、格子状であってもよい。また、複数本鋼棒を組み合わせることによりバケット本体21の一部または全体を形成してもよい。

0039

1バックホウ
2バケット
21 バケット本体
22取付部
23 爪
24 開口部
3 鋼管杭

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