CN103857843B - 挖掘铲斗及作业车辆 - Google Patents

Abstract

挖掘铲斗（9）包括铲斗主体（21）、前缘部（35）、托架（22）及斗齿（23），其中铲斗主体（21）具有底面部（32）、背面部（33）及侧面部（34）。前缘部（35）固定在铲斗主体（21）中位于背面部（33）的相反侧的缘部上。托架（21）具有孔（38），该孔（38）供用于安装在小臂（8）上的安装销插入。在侧视时，连结托架（22）的孔（38）中心与前缘部（35）前端的假想线（S1）的长度为铲斗前缘部旋转半径Ｖ。在侧视时，相对于假想线垂直的从假想线到底面部之间的线段中最长的线段为假想线（S4），其长度为铲斗深度D。在侧视时，由前缘部（35）和假想线S1形成的角大小为前缘角θ的情况下，满足62°≤θ≤82°及0.7≤D/V≤0.8。

Description

挖掘铲斗及作业车辆

技术领域

本发明涉及一种挖掘铲斗及作业车辆。

背景技术

安装在作业车辆上的挖掘铲斗具有多个斗齿、托架及铲斗主体。斗齿设置在铲斗主体的前侧上部。托架设置在铲斗主体的背面部上。而且，在托架上设置有孔，通过向孔插入安装销，将挖掘铲斗安装在小臂上。由此，挖掘铲斗以安装销为中心能够转动地安装在小臂上。

作为这样的挖掘铲斗，公开有一种具有底面部的结构，该底面部在侧视时从斗齿侧依次形成有直线部、圆弧部及直线部（例如参照专利文献1）。

另外，提出有一种通过减少挖掘阻力并减少磨损来延长挖掘铲斗的寿命的挖掘铲斗（例如参照专利文献2）。在该挖掘铲斗中形成有具有侧视时曲率半径不同的两个曲面部的底面部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）实开平4-117046号公报

专利文献2：国际公开第2011/049061号

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，在上述现有的挖掘铲斗中存在如下所示的问题点。

即，在希望增大挖掘铲斗的容量时，如果通过增加挖掘铲斗的宽度来增加挖掘铲斗的容量，则在工作时容易发生扭曲，从而导致增加对小臂的负担。

本发明考虑现有的挖掘铲斗中存在的课题，目的在于提供一种能够在抑制对小臂的负担的同时，实现容量增加的挖掘铲斗和作业车辆。

用于解决技术问题的技术方案

第一发明的挖掘铲斗是安装在作业车辆的小臂上的挖掘铲斗，具有铲斗主体、前缘部、托架及切刃部。铲斗主体具有底面部、背面部及一对侧面部，所述底面部具有侧视时曲率半径不同的两个曲面部，所述背面部与所述底面部相连，所述侧面部覆盖由所述底面部和所述背面部围成的空间的侧方。前缘部固定在铲斗主体中位于背面部的相反侧的缘部上。托架具有孔并固定在背面部上，所述孔供用于安装在小臂上的安装销插入。切刃部固定在前缘部上。在侧视时，连结托架的孔的中心与前缘部的前端的假想线的长度为铲斗前缘部旋转半径。在侧视时，与假想线垂直的从假想线到底面部之间的线段中最长的线段为第二假想线，其长度为铲斗深度。在侧视时，由前缘部和假想线形成的角的大小为前缘角。在铲斗前缘部旋转半径为V、铲斗深度为D、前缘角为θ的情况下，满足62°≤θ≤72°及0.7≤D/V≤0.8。

通过使前缘角θ在62°以上，能够使底面部的弯曲增大，从而能够使铲斗深度增加，因此，即使宽度与现有的挖掘铲斗相同，也能够实现容量（铲斗容量）的增大化。这样，在不改变挖掘铲斗的宽度情况下能够增加容量，因此能够在抑制对小臂的负担的同时实现容量的增加。

另外，在挖掘时挖掘铲斗以托架的孔为中心转动，但通过使前缘角θ在72°以下，能够使底面部不比切刃部的前端的轨迹向下方突出，因此能够减少挖掘阻力。如果前缘角θ比72°大，则底面部的弯曲增大，从而有可能导致出现已挖掘的土的排土性难以确保的情况。因此，通过使前缘角θ在72°以下，能够确保排土性。

第一发明的挖掘铲斗通过调整前缘角θ，与现有的挖掘铲斗相比，实现了铲斗容量的增大化，因此能够将铲斗前缘部旋转半径的长度设定成与现有的挖掘铲斗相同。因为要根据铲斗前缘部旋转半径设定液压挖掘机的主体侧的控制值，所以能够在不改变控制值的情况下，容易地替换成第一发明的挖掘铲斗。

并且，通过使铲斗深度/铲斗前缘部旋转半径在0.7以上，能够使铲斗深度进一步增加，从而与现有的挖掘铲斗相比，能够实现容量的增大化。如果铲斗深度/铲斗前缘部旋转半径比0.8大，则有可能导致相对于铲斗前缘部旋转半径，铲斗深度过度增加而出现难以确保排土性的情况或挖掘阻力增加的情况。因此，通过使铲斗深度/铲斗前缘部旋转半径在0.8以下，能够在减少挖掘阻力的同时确保排土性。

第二发明的挖掘铲斗在第一发明的挖掘铲斗的基础上，在挖掘铲斗的宽度（铲斗宽度）为Z的情况下，满足0.73≤D/Z≤0.83。

在铲斗深度/铲斗宽度的值增加时，能够相对于铲斗宽度使铲斗容量增加。即，通过使铲斗深度/铲斗宽度的值在0.73以上，即使与现有的挖掘铲斗宽度相同，也能够与现有的挖掘铲斗相比增加铲斗容量。另外，如果铲斗深度/铲斗宽度的值比0.83大，则有可能导致出现相对于铲斗宽度铲斗深度过度增加而难以确保排土性的情况或挖掘阻力过度增加的情况。因此，通过使铲斗深度/铲斗宽度的值在0.83以下，能够在减少挖掘阻力的同时确保排土性。

第三发明的作业车辆具有车辆主体、安装在车辆主体上的大臂、安装在大臂上的小臂、安装在小臂上的第一发明或第二发明的挖掘铲斗。

由此，能够在不改变挖掘铲斗的宽度的情况下使容量增加，因此能够在抑制对小臂的负担的同时实现容量的增加。

发明效果

根据本发明，能够提供一种在抑制对小臂的负担的同时实现容量的增加的挖掘铲斗及作业车辆。

附图说明

图1是本发明实施方式的液压挖掘机的外观立体图。

图2是图1的挖掘铲斗的立体图。

图3是图2的挖掘铲斗的水平状态的侧视图。

图4是水平地配置前缘部的状态下的图2的挖掘铲斗的侧视图。

图5是图2的挖掘铲斗的背面图。

图6是表示图2的挖掘铲斗的轨迹的视图。

图7是表示第一比较例的挖掘铲斗的侧视图。

图8是表示图7的比较例的挖掘铲斗的轨迹的视图。

图9是前缘部呈水平状态地配置时的本实施方式的挖掘铲斗的侧视图。

图10是表示第二比较例的挖掘铲斗的侧视图。

图11是前缘部呈水平状态地配置的第二比较例的挖掘铲斗的侧视图。

图12是前缘部呈水平状态地配置的第三比较例的挖掘铲斗的侧视图。

图13是表示第一实施例、第二比较例、第三比较例的壁面阻力指数的曲线的视图。

图14是表示第一实施例、第二比较例、第三比较例的挤压力指数的曲线的视图。

图15是表示本实施方式的挖掘铲斗和第二比较例的挖掘铲斗的侧视图。

图16是表示变更前缘角时的挖掘阻力指数的变化的曲线的视图。

具体实施方式

以下，利用图1～图16说明本发明一实施方式的作业车辆及挖掘铲斗。

（液压挖掘机100的整体结构）

图1是表示本发明实施方式的液压挖掘机100的视图。该液压挖掘机100包括车辆主体1和工作装置4。

车辆主体1具有行驶体2和旋转体3。行驶体2具有一对行驶装置2a,2b。各行驶装置2a,2b具有履带2d,2e，利用来自发动机的驱动力驱动履带2d,2e，使液压挖掘机100行驶。

旋转体3载置在行驶体2上。旋转体3设置为相对行驶体2能够旋转。另外，在旋转体3的前部左侧位置设置有驾驶室5。需要说明的是，在整体结构的说明中，“前后方向”指的是驾驶室5的前后方向。车辆主体1的前后方向与驾驶室5即旋转体3的前后方向一致。另外，“左右方向”或“侧方”指的是车辆主体1的车宽方向。

旋转体3具有燃料箱14、工作油箱15、发动机室16及收纳室17。燃料箱14储存用于驱动后述发动机的燃料。燃料箱14配置在工作油箱15的前方。工作油箱15储存从未图示的液压泵排出并供给到液压缸10～12的工作油。发动机室16在内部收纳有发动机。收纳室17配置在驾驶室5的后方，与发动机室16在车宽方向上排列配置。在收纳室17的内部设置有收纳空间，在该收纳空间内收纳有用于冷却发动机的未图示的散热器和散热器风扇。在发动机室16和收纳室17的后方设置有配重18。

工作装置4安装在旋转体3的前部中央位置，具有大臂7、小臂8及挖掘铲斗9。在大臂7的基端部以能够旋转的方式与旋转体3连结。大臂7的前端部以能够旋转的方式与小臂8的基端部连结。小臂8的前端部以能够旋转的方式与挖掘铲斗9连结。另外，配置有与大臂7、小臂8及挖掘铲斗9分别对应的液压缸10～12（大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12）。通过驱动这些液压缸10～12来驱动工作装置4，由此进行挖掘等作业。

（挖掘铲斗9的结构）

图2是本发明实施方式的挖掘铲斗9的立体图。图3是图2的挖掘铲斗9的侧视图。图4是图2的挖掘铲斗9的侧视图，是与图3的挖掘铲斗9的倾斜角度不同的视图。图5是图2的挖掘铲斗9的背面图。

如图2～图5所示，挖掘铲斗9具有铲斗主体21、前缘部35、斗齿转接件24、托架22及多个斗齿23。

铲斗主体21具有前面部31、底面部32、背面部33及一对侧面部34。前面部31是平坦的板状部件，具有侧视时呈直线状的形状。底面部32是弯曲的板状部件，具有侧视时向铲斗主体21的外侧凸出地弯曲的形状。底面部32与前面部31相连。背面部33具有将板状部件弯曲而成的形状。背面部33与底面部32相连。一对侧面部34彼此隔开距离配置，覆盖由前面部31、底面部32及背面部33围成的空间的侧方。

前缘部35是平坦的板状部件，具有侧视时呈直线状的形状。前缘部35是安装有斗齿转接件24而供斗齿23固定的部分。前缘部35固定在铲斗主体21中位于背面部33相反侧的缘部上。具体而言，前缘部35固定在前面部31的缘部上。前缘部35的厚度比前面部31的厚度厚。

托架22是用于将挖掘铲斗9安装在小臂上的部件。托架22固定在背面部33上。托架22具有从背面部33向外侧立设的两个安装部22a。各安装部22a为板状部件，以相对于挖掘铲斗9的宽度方向垂直的朝向配置。另外，如图5所示，两个安装部22a隔开间隔W相对设置。该间隔为托架宽度W。在各安装部22a上形成有第一孔38和第二孔39。在第一孔38中插入有用于将托架22安装在小臂上的安装销（未图示）。第二孔39形成在第一孔38的底面部32侧，插入有用于将托架22安装在铲斗缸12（参照图1）上的安装销（未图示）。

多个斗齿23经由斗齿转接件24固定在前缘部35上。多个斗齿23隔开间隔配置在前缘部35的端部上。各斗齿23具有侧视时越来越细的形状。

（铲斗主体21的结构）

接着，详细说明铲斗主体21的形状。需要说明的是，在挖掘铲斗9的结构说明中，将图3所示状态下的斗齿23的前端侧称为“前”，第一孔38侧称为“后”。

上述底面部32具有第一曲面部41和第二曲面部42。第一曲面部41与前面部31相连。因此，前面部31位于第一曲面部41与前缘部35之间。

第一曲面部41具有侧视时以规定的第一曲率半径R1弯曲的形状。第一曲面部41的曲率半径的中心O1位于铲斗主体21的外侧。另外，在侧视时，中心O1在图3所示的状态下比第一孔38的中心位置靠近上方且后方。第二曲面部42比第一曲面部41位置靠近背面部33侧即后侧，与第一曲面部41相连。第二曲面部42具有侧视时以规定的第二曲率半径R2弯曲的形状。第二曲率半径R2比第一曲率半径R1小。第二曲面部42的曲率半径的中心O2位于铲斗主体21的内侧。

在此，在侧视时，连结托架22的第一孔38的中心Q1与前缘部35的前端Q2的假想线S1（假想线的一例）的长度为铲斗前缘部旋转半径（リスト半径）V。更详细而言，前端Q2是前缘部35的内侧平面35a的前端。另外，在侧视时，包含前缘部35的内侧平面35a的假想平面为基准平面S3。在侧视时，该基准平面S3与铲斗前缘部旋转半径V所成的角度为前缘角θ。

另外，在侧视时位于前缘部35侧的第一曲面部41的端部即前面部31和第一曲面部41的连接部P1与第一曲面部41相接，并且具有以挖掘半径S5（图3参照）的长度为曲率半径弯曲的形状的假想曲面为基准曲面S2，其中挖掘半径为从孔38的中心到斗齿23的前端之间的距离。如图3所示，将假想线S1水平配置且底面部32位于假想线S1下方的状态称为“水平状态”。

在本实施方式中，第一曲面部41在侧视时沿基准曲面S2配置。如图3所示，在侧视时，第一曲面部41与第二曲面部42的连接部P2在水平状态下比位于底面部32的最下方的部分P3位置靠近前侧即前面部31侧。因此，在水平状态下位于底面部32的最下方的部分P3包含于第二曲面部42。即，本实施方式的挖掘铲斗9与图7中后述的第一比较例的挖掘铲斗109相比，虽然第一曲面部41增大，但是第二曲面部42也不会过小，从而能够确保其较大。因此，能够使砂土易于流入到铲斗主体21内。

另外，从假想线S1向部分P3垂直的假想线S4（第二假想线的一例）的长度为铲斗深度D。换言之，假想线S4可以说是在侧视时相对于假想线S1垂直的从假想线S1到底面部32之间的线段中最长的线段。

如图4所示，在侧视时，前面部31的长度比沿着前缘部35的方向上的第一曲面部41的长度短。具体而言，沿着前缘部35的方向上的前面部31的长度L1比沿着前缘部35的方向上的第一曲面部41的长度L2短。因此，能够缩短前缘部35。为了提高强度，前缘部35形成得比前面部31厚，所以前缘部35越长制造成本越高。因此，通过缩短前缘部35，能够降低制造成本。另外，在通过对板材进行滚压加工而形成底面部32的情况下，能够将未实施滚压加工的部分直接作为前面部利用，因此能够提高材料的成品率。

另外，沿着前缘部35的方向上的前面部31的长度L1比沿着前缘部35的方向上的前缘部35和斗齿23的长度L3短。沿着前缘部35的方向上的前面部31的长度比第二曲率半径R2短。而且，如图3所示，在水平状态下，前面部31与第一曲面部41的连接部P1位置比第二曲面部42的曲率半径的中心O2高。

如图3所示，在侧视时，假想线S1与背面部33之间所成的角δ为钝角。在水平状态下，背面部33倾斜成越靠近下侧位置越靠后。背面部33的上部比第一孔38位置靠近前侧，背面部33的下部位于第一孔38的下方。因此，在水平状态下，铲斗主体21的内侧空间形成为越靠近下侧越向后侧扩大的形状。因此，能够确保铲斗主体21内的后侧空间较大，从而能够增大挖掘铲斗9的容量。

另外，如图5所示，挖掘铲斗9的上端的宽度为铲斗宽度Z，挖掘铲斗9的底面部的宽度为铲斗底宽Ｙ。

上述前缘角θ满足以下式（式1）。

［式1］

62°≤θ≤72°

上述铲斗深度D与铲斗前缘部旋转半径V的比D/V满足以下（式2）。

［式2］

0.7≤D/V≤0.8

如果挖掘铲斗9的容量为V（m³），则铲斗容量V（m³）与托架宽度W（m）的关系V/W满足以下（式3）。

［式3］

6≤V/W≤11

上述铲斗深度D与上述铲斗宽度Z的比D/Z满足以下（式4）。

［式4］

0.73≤D/Z≤0.83

上述铲斗前缘部旋转半径V与第一曲率半径R1的比（以下称为“铲斗前缘部旋转半径比”）R1/V满足以下（式5）。

［式5］

0.65≤R1/V≤1.2

例如，R1＝1800mm、V＝1608mm，在这种情况下，R1/V＝1.12。

接着，比较说明本实施方式的挖掘铲斗9的特征与比较例的挖掘铲斗。

（挖掘铲斗的挖掘阻力）

在本实施方式的挖掘铲斗9中，第一曲面部41沿基准曲面S2配置。基准曲面S2是与挖掘时的斗齿23前端的轨迹近似的曲面。因此，通过将第一曲面部41沿着基准曲面S2配置，能够降低底面部32与地面接触的接触压力。

图6表示移动小臂8（参照图1）而移动本实施方式的挖掘铲斗9进行挖掘时的挖掘铲斗9的轨迹。图中的箭头表示挖掘铲斗9的行进方向。虚线G1表示地面。双点划线T1表示斗齿23前端的轨迹T1。在此，将挖掘铲斗9未侵入地中且斗齿23的前端与地面接触状态（图6中的（A）状态）到斗齿23侵入地中（图6中的（B）状态）且斗齿23在地中呈水平姿势的状态（图6中的（C）状态）之间的挖掘铲斗9动作称为“插入”。另外，将斗齿23侵入地中且呈水平姿势的状态（图6中的（C）状态）到斗齿23的前端出现在地上的状态（图6中的（D）状态）之间的挖掘铲斗9动作称为“挖掘”。

挖掘中的小臂8的摆动幅度为移动后第一孔38的位置不超过移动前的斗齿23前端位置程度的大小。如图3及图6所示，在本实施方式的挖掘铲斗9中，底面部32在（D）状态下，沿着斗齿23的前端的轨迹T1配置。因此，在本实施方式的挖掘铲斗9中，在挖掘时能够降低挖掘铲斗9的底面部32与地面接触的接触压力，从而能够减少挖掘阻力。

图7是第一比较例的挖掘铲斗109的侧视图。比较例的挖掘铲斗109具有与本实施方式的挖掘铲斗9相同长度的铲斗前缘部旋转半径V（第一假想线S101的长度）。但是，第一曲面部141的曲率半径R101比铲斗前缘部旋转半径V小，在侧视时第一曲面部141的曲率半径R101的中心O101位于挖掘铲斗109的内侧，不满足上述（式5）。

另外，在侧视时，比较例的挖掘铲斗109的前面部131的长度L101比本实施方式的挖掘铲斗9的前面部31的长度L1长。在比较例的挖掘铲斗109中，前面部131的长度L101比沿着前缘部135的方向上的第一曲面部141的长度L102长。

需要说明的是，前面部131和第一曲面部141在连接部P10连接。第一曲面部141和第二曲面部142在连接部P20连接。另外，在水平状态下位于底面部132的最下方的部分P30包含于第二曲面部142。

接着，在上述第一比较例的挖掘铲斗109中，移动小臂8而移动挖掘铲斗109时的挖掘铲斗109的轨迹如图8所示。挖掘（从图8中的（C）状态到（D）状态之间的动作）中的小臂8的摆动幅度与图6相同。在图8中，双点划线T101表示斗齿23前端的轨迹T101。如图8所示，第一比较例中的挖掘铲斗109在（D）状态下，底面部132的一部分从斗齿123前端的轨迹T101向下方突出。因此，第一比较例的挖掘铲斗109在挖掘时，挖掘铲斗109的底面部132与地面接触的压力增大，从而使挖掘阻力增大。需要说明的是，突出部分由M表示。

由此，与第一比较例相比，本实施方式的挖掘铲斗9在挖掘时能够降低挖掘铲斗9的底面部32与地面接触的接触压力，从而能够减少挖掘阻力。

（挖掘铲斗的壁面阻力及挤压量）

接着，举例说明本实施方式的挖掘铲斗的壁面阻力和挤压力。

图9是前缘部35以水平状态配置的本实施方式的挖掘铲斗9的侧视图。在本实施方式的一例即第一实施例的挖掘铲斗中，如图9所示的挖掘铲斗9的前缘角θ设定为64°，铲斗前缘部旋转半径V设定为1771mm，铲斗深度D设定为1234mm，第一曲率半径R1设定为1800mm，第二曲率半径R2设定为650mm，铲斗容量V为3.6m³。

在此，沿着假想线S1距前缘部35的前端具有假想线S1的长度（铲斗前缘部旋转半径V）的0.27倍长度（即0.27V）的部分为F。并且，通过F的水平线与底面部32的交点为G6。另外，前缘部35的前端部分为G1。该G1与Q2位置相同，是前缘部35的内侧的平面部的前端。将通过G1的水平线和通过G6的水平线之间的宽度H进行五等分，五等分的各水平线与底面部32之间的交点从G1侧起依次为G2、G3、G4、G5。从该G1到G6的区域为挖掘区域。如图9中的放大图（参照双点划线的圆圈内）所示，对各点G1～G6施加沿箭头J方向的力时在壁面上产生的反作用力的沿铅直方向的分量为壁面阻力k1、沿水平方向的分量k2为挤压力。

接着，对第二比较例的挖掘铲斗1009也进行挖掘区域的G1～G6点上的壁面阻力及挤压力的分析。在此，图10是第二比较例的挖掘铲斗1009的侧视图。第二比较例的挖掘铲斗1009虽然满足上述（式5），但是因为前缘角θ形成得比62°小，所以不满足上述上述（式1）。

图10所示的挖掘铲斗1009具有铲斗主体1021、前缘部1035、斗齿转接件1024、托架1022及多个斗齿1023。铲斗主体1021具有前面部1031、底面部1032、背面部1033及一对侧面部1034。底面部1032具有第一曲面部1041和第二曲面部1042。第一曲面部1041与前面部1031相连。在托架1022上设置有用于安装小臂的孔1038,1039。另外，在图10中表示了在水平状态下位于最下方的部分P1003、第一曲面部1041和第二曲面部1042的连接部P1002、前面部1031和第一曲面部1041的连接部P1001。该第二比较例的挖掘铲斗1009的铲斗容量为2.1m³，铲斗深度为1021mm。另外，第二比较例的前缘角θ形成为52°。

图11是将第二比较例的挖掘铲斗1009的前缘部1035水平配置的侧视图。如图11所示，与图9同样地，对第二比较例的挖掘铲斗1009设定挖掘区域并确定了G1～G6点。

并且，也对如图12所示的第三比较例的挖掘铲斗进行同样的分析。如图12所示的第三比较例所示的挖掘铲斗2009与实施方式的挖掘铲斗9不同，在侧视时，底面部2032由具有规定的曲率半径R6的一个曲面部构成。挖掘铲斗2009具有铲斗主体2021、前缘部2035、斗齿转接件2024、托架2022及多个斗齿2023。铲斗主体2021具有前面部2031、底面部2032、背面部2033及一对侧面部2034。底面部2032由以O2002为中心曲率半径为R6的曲面部构成。在托架2022上设置有用于安装小臂的孔2038,2039。另外，图12中表示了前面部2031和底面部2032的连接部P2001。

在该第三比较例的挖掘铲斗2009中，前缘角θ设定为54°，铲斗深度D设定为1435。

对该第三比较例的挖掘铲斗2009也进行挖掘区域的G1～G6点的壁面阻力及挤压力的分析。

图13是表示第一实施例、第二比较例、第三比较例的G1～G6点上的壁面阻力指数的曲线的视图。在图13中，实线表示第一实施例的数据，虚线表示第二比较例的数据，点划线表示第三比较例的数据。需要说明的是，图13所示的壁面阻力指数表示沿箭头方向施加的力为100时的变化程度。

图14是表示第一实施例、第二比较例、第三比较例的G1～G6点上的挤压力指数的曲线的视图。在图14中，实线表示第一实施例的数据，虚线表示第二比较例的数据，点划线表示第三比较例的数据。需要说明的是，图14所示的挤压力指数表示沿箭头J方向施加的力为100时的变化程度。

如图13及图14所示，第三比较例在G2点的壁面阻力急剧增大，在G4点挤压力为零。因此，在G5、G6点挤压力转换成为阻力。

另一方面，在满足（式5）的第一实施例及第二比较例中，壁面阻力及挤压力均平滑地发生变化，因此是合适的。

这样，在本实施方式的挖掘铲斗9中，通过使底面部32具有第一曲面部41和第二曲面42，与底面部由一个曲面部构成的第七比较例相比，壁面阻力及挤压力均平滑地发生变化，因此是合适的。

即，本实施方式的挖掘铲斗9通过满足（式5），能够得到合适的壁面阻力及挤压力。

（挖掘铲斗的前缘角θ）

图15是将作为本实施方式的一例的前缘角在62度以上的挖掘铲斗与第二比较例的挖掘铲斗重叠表示的视图。本实施方式的一例的挖掘铲斗9由实线表示，第二比较例的挖掘铲斗1009由双点划线表示。另外，第二比较例的挖掘铲斗1009中的基准平面由S1003表示，表示铲斗前缘部旋转半径的假想线由S1001表示。表示比较例的铲斗深度的假想线由S1004表示。

如图15所示，本实施方式一例的挖掘铲斗9的前缘角θ1形成得比第二比较例的挖掘铲斗1009的前缘角θ1001大。因此，本实施方式的一例的挖掘铲斗9与第二比较例的挖掘铲斗1009相比，底面部32的弯曲增大，从而能够如假想线S4,S1004所示，使铲斗深度D变深。因此，在本实施方式一例的挖掘铲斗9中，即使与第二比较例的挖掘铲斗1009相比，铲斗宽度Z及铲斗底宽度Ｙ相同，也能够增加铲斗容量V。

在此，如下述（表1）所示，在作为本实施方式的第二实施例使挖掘铲斗9的前缘角形成为62°的情况下，能够使铲斗容量为2.3m³。另一方面，作为第四比较例前缘角形成为58.9°的情况下，铲斗容量V为2.1m³。

[表1]

	第二实施例	第四比较例
			前缘角θ（°）	62	58.9
铲斗容量V（m3）	2.3	2.1

这样，通过将前缘角θ设定在62°以上，与现有的挖掘铲斗相比，能够增大铲斗容量。

接着，说明使前缘角θ从62°起依次增大地形成的情况。作为第三实施例、第四实施例、第五实施例的挖掘铲斗，使用68°、70°、72°的前缘角θ，作为第五比较例、第六比较例、第七比较例的挖掘铲斗，使用64°、76°、78°的前缘角θ。在各挖掘铲斗中，如图6和图8所示移动小臂8（图1参照）而移动挖掘铲斗情况下的突出量与挖掘阻力指数以下（表2）所示。需要说明的是，下述的挖掘槽深度，是指挖掘地面时从地表面到最深位置之间的深度。另外，突出量是如图8所示的如M部分那样从轨迹T101突出的量。

[表2]

	第三实施例	第四实施例	第五实施例	第五比较例	第六比较例	第七比较例
							前缘角	68°	70°	72°	74°	76°	78°
挖掘槽深度	582	582	582	582	582	582
							突出量（mm）	0	0	0	41	90	142
挖掘阻力指数	100	100	100	108	118	142

另外，该表2的结果的曲线图如图16所示。挖掘阻力指数表示未突出时的挖掘阻力为100时的挖掘阻力的变化程度。由图16可知，在前缘角θ比72°大时出现突出，并且挖掘阻力指数增大。

由此可以知道，通过像本实施方式的挖掘铲斗9那样使前缘角θ设定在72°以下，能够防止挖掘阻力增大。

如上所述，在本实施方式中，通过满足（式5）并进一步满足（式1），能够具有良好的壁面阻力及挤压力，从而不出现突出，使液压阻力不增加，并且增加铲斗容量。

（其他实施例）

接着，关于在上述实施方式中记载的挖掘铲斗9的各尺寸，举出满足上述（式1）～（式5）全部的尺寸的具体例。

（第六实施例）

通过设定前缘角θ为63.4°，铲斗前缘部旋转半径V为1608mm，铲斗深度D为1151mm，托架宽度W为371mm（0.371m），铲斗宽度Z为1560mm，第一曲率半径R1为1800mm，能够使铲斗容量V为2.3m³。需要说明的是，此时，能够将第二曲率半径R2设定为400mm，将铲斗底宽度Ｙ设定为1271mm。

（第七实施例）

通过设定前缘角θ为70.7°，铲斗前缘部旋转半径V为2157mm，铲斗深度D为1424mm，托架宽度W为371mm（0.371m），铲斗宽度Z为1715mm，第一曲率半径R1为1700mm，能够使铲斗容量V为3.9m³。需要说明的是，此时，能够将第二曲率半径R2设定为500mm，将铲斗底宽度Ｙ设定为1373mm。

＜特征＞

（1）

如图3所述，上述实施方式的挖掘铲斗9是安装在液压挖掘机100的小臂8上的挖掘铲斗9，具有铲斗主体21、前缘部35、托架及切刃部。铲斗主体21包括在侧视时具有曲率半径不同的两个曲面部41,42的底面部32、与底面部32相连的背面部33、覆盖由底面部32和背面部33围成的空间的侧方的一对侧面部34。前缘部35固定在铲斗主体21中位于背面部33的相反侧的缘部上。托架22具有孔38并固定在背面部33上，该孔38供用于安装在小臂8上的安装销插入。斗齿23（切刃部的一例）固定在前缘部35上。在侧视时，连结托架22的孔的中心与前缘部35的前端的假想线S1的长度为铲斗前缘部旋转半径。在侧视时，相对于假想线S1垂直的从假想线到底面部32之间线段长度最长的线段为第二假想线S4，其长度为铲斗深度。在侧视时，由前缘部35和假想线S1形成的角的大小为前缘角。在铲斗前缘部旋转半径为V、铲斗深度为D、前缘角为θ的情况下，满足62°≤θ≤72°及0.7≤D/V≤0.8。

通过使前缘角θ在62°以上，能够使底面部的弯曲较大，铲斗深度较深，从而即使宽度与现有的挖掘铲斗相同，也能够实现容量的增大。由此，能够在不改变挖掘铲斗9的宽度的情况下使容量增大，从而能够抑制对小臂8的负担并实现容量的增加。

另外，在挖掘时，挖掘铲斗9以托架22的孔38为中心转动，在前缘角θ比72°大的情况下，底面部32从斗齿23的前端的轨迹向下方突出，从而使挖掘阻力增大。并且，如果前缘角θ比72°大，则底面部的弯曲增大，从而有可能导致难以确保挖掘出的土的排土性。

在本实施方式的挖掘铲斗9中，通过使前缘角θ在72°以下，能够如图6所示，使底面部32不从斗齿23的前端的轨迹向下方突出，从而能够降低挖掘阻力。并且，本实施方式的挖掘铲斗9还能够确保排土性。

另外，通过调整前缘角θ，与现有的挖掘铲斗相比，能够实现铲斗容量的增大化，因此能够将本实施方式的挖掘铲斗的铲斗前缘部旋转半径设定成与现有的挖掘铲斗的铲斗前缘部旋转半径相同。因为要根据铲斗前缘部旋转半径设定液压挖掘机的主体侧的控制值，所以能够在不改变控制值的情况下，容易地替换成本实施方式的挖掘铲斗。

并且，通过使铲斗深度D/铲斗前缘部旋转半径V在0.7以上，能够使铲斗深度D更深，从而与现有的挖掘铲斗相比，能够实现容量的增大化。另一方面，如果铲斗深度D/铲斗前缘部旋转半径V比0.8大，则有可能导致相对于铲斗前缘部旋转半径V，铲斗深度D过度变深而难以确保排土性的情况或挖掘阻力增大的情况。因此，通过使铲斗深度D/铲斗前缘部旋转半径V在0.8以下，能够在减少挖掘阻力的同时，确保排土性。

（2）

上述实施方式的挖掘铲斗9在挖掘铲斗的宽度（铲斗宽度）为Z的情况下，满足0.73≤D/Z≤0.83。

在铲斗深度/铲斗宽度的值增大时，相对于铲斗宽度，能够使铲斗容量增大。即，通过使铲斗深度/铲斗宽度的值在0.73以上，即使与现有的挖掘铲斗宽度相同，也能够与现有的挖掘铲斗相比，使铲斗容量增加。另外，铲斗深度/铲斗宽的值比0.83大时，有可能导致相对于铲斗宽度，铲斗深度过度增加，而难以确保排土性的情况或挖掘阻力增加的情况。因此，通过使铲斗深度/铲斗宽度的值在0.83以下，能够在减少挖掘阻力的同时确保排土性。

（3）

上述实施方式的液压挖掘机（作业车辆的一例）具有车辆主体1、安装在车辆主体1上的大臂7、安装在大臂7上的小臂8、安装在小臂8上的挖掘铲斗9。

由此，能够在不改变挖掘铲斗的宽度的情况下增加容量，从而能够在抑制对小臂8的负担的同时实现容量的增加。

＜其他特征＞

需要说明的是，如图5所示，在上述实施方式的挖掘铲斗9中，托架22具有从背面部33向外侧突出而形成的两个相对的安装部22a。在两个安装部22a之间安装有小臂8的前端。两个安装部22a的间隔为托架宽度，在托架宽度为W（m）、挖掘铲斗的容量为V（m³）的情况下，满足6≤V/W≤11。

托架宽度W由液压挖掘机的大小确定，通过使铲斗容量/托架宽度的值在6以上，与现有的挖掘铲斗相比，能够将容量较大的挖掘铲斗安装在液压挖掘机上。另外，在铲斗容量/托架宽度的值比11大的情况下，如果铲斗宽度保持在一定宽度，而铲斗深度过度增加，则有可能导致难以确保排土性的情况或挖掘阻力增加的情况。因此，通过使铲斗容量/托架宽度的值在11以下，能够在减少挖掘阻力的同时确保排土性。

工业实用性

本发明的挖掘铲斗具有在抑制对小臂的负担的同时实现容量的增加的效果，作为液压挖掘机等的作业车辆是有用的。

符号说明

1车辆主体

7大臂

8小臂

9挖掘铲斗

21铲斗主体

22托架

22a安装部

23斗齿（切刃部的一例）

24斗齿转接件

31前面部

32底面部

33背面部

34侧面部

35前缘部

38第一孔（孔的一例）

39第二孔

41第一曲面部

42第二曲面部

100液压挖掘机（作业车辆的一例）

Claims (3)

1.一种挖掘铲斗，安装在作业车辆的小臂上，其特征在于，具有：

铲斗主体，包括底面部、背面部及一对侧面部，所述底面部具有侧视时曲率半径不同的两个曲面部，所述背面部与所述底面部相连，所述一对侧面部覆盖由所述底面部和所述背面部围成的空间的侧方；

前缘部，固定在所述铲斗主体中位于所述背面部的相反侧的缘部上；

托架，具有用于插入将该托架安装在所述小臂上的安装销的孔，固定在所述背面部上；

切刃部，固定在所述前缘部上；

在侧视时，连结所述托架的所述孔的中心与所述前缘部的前端的第一假想线的长度为铲斗前缘部旋转半径；

在侧视时，与所述第一假想线垂直的从所述第一假想线到所述底面部之间的线段中长度最长的线段为第二假想线，其长度为铲斗深度；

在侧视时，由所述前缘部和所述第一假想线形成的角的大小为前缘角；

在所述铲斗前缘部旋转半径为V、所述铲斗深度为D、所述前缘角为θ的情况下，满足62°≤θ≤72°及0.7≤D/V≤0.8。

2.如权利要求1所述的挖掘铲斗，其特征在于，

在所述挖掘铲斗的宽度为Z的情况下，满足0.73≤D/Z≤0.83。

3.一种作业车辆，其特征在于，具有：

车辆主体、

安装在所述车辆主体上的大臂、

安装在所述大臂上的小臂、

安装在所述小臂上的权利要求1或2所述的挖掘铲斗。