JP2011058278A - 作業バケット - Google Patents

Abstract

【課題】コーナーアダプタを中間アダプタと同じ共用品としながら、両側コーナー部分、コーナーアダプタ及びコーナーツースの磨耗、両側板を含む構造物に作用するねじれ荷重を軽減できるとともに、コーナーアダプタに対する側板の溶接作業の能率化及び溶接の信頼性を高める。
【解決手段】カッティングエッジ９の先端面の左右両側部分９ａ，９ａを中間部分９ｂ，９ｂに対してへの字形に傾斜させることにより、この傾斜部分９ａ，９ａに取付けられる左右のコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａを両側板８，８の傾斜角度と同じ角度αで先端に向かって外開きに傾斜させ、かつ、同アダプタ(コーナーツース)先端が中間アダプタ(中間ツース)の先端よりもカッティングエッジ側に位置する状態で取付け、両側板８，８のサイドエッジ１０，１０をこのコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａの中心線上でコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａに接合した。
【選択図】図２

Description

本発明はショベル等の建設機械に使用される作業バケットに関するものである。

ショベル用の作業バケットを例にとって背景技術を説明する。

ショベルは、図６に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面と鉛直な軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に作業アタッチメント３が装着して構成される。

作業アタッチメント３は、上部旋回体２に起伏自在に取付けられたブーム４と、このブーム４の先端に回動自在に取付けられたアーム５とを備え、このアーム５の先端に掘削作業を行う作業バケット(以下、単にバケットという)６が装着される。

図７はこのバケット６の斜視図、図８は同バケット６を図７の状態で上から見た平面図である。

両図に示すように、バケット６は、Ｃ字形に湾曲した底板７と、この底板７の左右両側に取付けられた側板８，８とによって本体部分が構成される。

底板７の先端にはカッティングエッジ９、両側板８，８の先端にはサイドエッジ１０，１０がそれぞれ突合せ溶接等によって一体に設けられ、カッティングエッジ９に、同一形状の共用品である複数のツースアダプタ１１…が、左右方向に間隔を置いて、かつ、カッティングエッジ前方に突出して取付けられる。

ツースアダプタ１１は、図９に拡大して示すように二股状の基部１２とツース取付部１３とから成り、基部１２がカッティングエッジ９に付け根まで嵌め込まれて溶接されるとともに、ツース取付部１３に掘削力を高めるためのツース１４…が、磨耗時に交換できるように着脱可能に取付けられる。

以下、ツースアダプタ１１…及びツース１４…について、左右最も外側のものと、中間のものとを区別して表現する必要がある場合に、前者を「コーナーアダプタ」、「コーナーツース」と称して枝符号Ａを付した「１１Ａ」「１４Ａ」と表記し、後者を中間アダプタ、中間ツースと称して枝符号無しの「１１」「１４」で表記する。区別する必要がないときには、全アダプタについてツースアダプタ、ツースと称して共通の符号「１１」「１４」で表記する。

コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａは、カッティングエッジ９とサイドエッジ１０，１０とが接するコーナー部分でカッティングエッジ９に取付けられ、両側板８，８(サイドエッジ１０，１０)の先端部がこの両アダプタ１１Ａ，１１Ａに突合せ状態で接合される。

図７，８中、１５…はカッティングエッジ９におけるツースアダプタ１１…間の部分を保護するために取付けられたリップシュラウド、１６，１６は図６中のアーム５の先端部に取付けられるブラケットである。

以上のバケット構成はたとえば特許文献１，２に示されている。

特開２００４−６８５９３号公報 特開２００１−３４２６４９号公報

バケット６は、すくった掘削物が流れ出易いように、全体として先広がりであるのが望ましい。

そこで、図８に示すように両側板８，８が先端に向かって外開きとなる方向に傾斜して取付けられている。図８中、αはこの側板８，８の傾斜角度である。

一方、カッティングエッジ９の先端面は、一般に、同図に示すように両側板８，８の外開き傾斜とは関係なく左右一直線状に形成され、コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａを含めて全ツースアダプタ１１…が、このカッティングエッジ９に対して直角に取付けられる。

従って、両コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａは、中間アダプタ１１…と同様に真っ直ぐ前向きに取付けられ、そのツース先端は、中間のツース先端を結ぶ直線であるツースラインＬ(図７，８に示す)上に位置する。

この従来のバケット構成によると、次の問題があった。

(Ｉ) バケット全体が先広がり形状であることから、基本的に、掘削時にカッティングエッジ９とサイドエッジ１０，１０が接する左右のコーナー部分に他よりも大負荷がかかる。

この場合、両側のコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａは、中間アダプタ１１…と同じ状態、つまり、真っ直ぐ前向きで、ツース先端がツースラインＬ上に位置する状態で取付けられているため、他よりも大きな負荷を受けて磨耗し易く、早期の交換が必要となる。

(ＩＩ) コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａにかかる負荷は両側板８，８に伝達され、さらに図６に示すアーム５、ブーム４を通じて上部旋回体２に伝えられる。

この場合、両側板８，８はコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａに対して角度αで傾斜しているため、いいかえればアダプタ中心と側板中心とが角度αで交差しているため、コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａを通じて両側板８，８に大きなねじれ荷重が作用し、この大きなねじれ荷重がアーム５、ブーム４、上部旋回体２に伝達されて構造物全体にかかる負荷が大きくなる。

(ＩＩＩ) 上記のようにアダプタ中心と側板中心とが角度αで交差しているため、両者の溶接が難しくなる。とくにアダプタ１１Ａ，１１Ａは角部が丸みを帯びた形状となっているため、アール部分で交差することで両者の隙間が大きくなり、溶接作業の能率が悪化するとともに、溶接の信頼性が低くなる。

なお、特許文献１には、コーナーアダプタにかかる荷重を軽減するために、同アダプタを外向きに傾けて取付ける技術が開示されている。

しかし、この公知技術においては、そのために両側コーナーアダプタを中間アダプタとは異なる特別な形状、つまり、両側コーナー専用品として構成しているため、部品コストが高くつくとともに、部品管理、メンテナンスの点で不利となる等、弊害が大きい。

そこで本発明は、コーナーアダプタを中間アダプタと同じ共用品とすることを前提として、バケットの両側コーナー部分(カッティング、サイド両エッジ)、コーナーアダプタ及びコーナーツースの磨耗、両側板を含む構造物に作用するねじれ荷重を軽減できるとともに、コーナーアダプタに対する側板の溶接作業の能率化及び溶接の信頼性を高めることができる作業バケットを提供するものである。

請求項１の発明は、湾曲した底板と、この底板の左右両側に先端に向かって外開きとなる方向に傾斜して取付けられた側板とを備え、上記底板の先端にカッティングエッジ、上記両側板の先端にサイドエッジがそれぞれ設けられるとともに、上記カッティングエッジに、ツースが取付けられる同一形状の共用品である複数のツースアダプタが左右方向に間隔を置いて取付けられ、このうち左右最も外側のツースアダプタは、コーナーアダプタとして、上記カッティングエッジとサイドエッジとが接合されるコーナー部分に取付けられ、上記左右両側板のサイドエッジの先端部が上記左右のコーナーアダプタに接合される作業バケットにおいて、上記カッティングエッジの先端面における左右両側部分を中間部分に対してへの字形に傾斜させ、上記左右のコーナーアダプタを、
(Ａ) 上記カッティングエッジ先端面の左右両側傾斜部分に対して直角となり、
(Ｂ) 上記側板の傾斜角度と同一角度で先端に向かって外開きに傾斜し、
(Ｃ) 同アダプタ先端が上記中間アダプタの先端よりもカッティングエッジ側に位置する
状態でカッティングエッジに取付けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記左右両側板の先端部を左右のコーナーアダプタに対して互いの中心線が一致する状態で接合したものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記カッティングエッジの先端面を、左右方向の中央部から両側に向かって複数段階に亘りへの字形に傾斜させ、この傾斜部分に位置する中間アダプタを、上記カッティングエッジに対して直角に、かつ、その先端が非傾斜部分に取付けられた中間アダプタ先端よりもカッティングエッジ側に位置する状態でカッティングエッジに取付けたものである。

本発明によると、カッティングエッジ先端面の左右両側を中間部分に対してへの字形に傾斜させることにより、この傾斜部分に取付けられる左右のコーナーアダプタを両側板の傾斜角度と同じ角度で先端に向かって外開きに傾斜させ、かつ、同アダプタ(コーナーツース)先端が中間アダプタ(中間ツース)の先端よりもカッティングエッジ側に位置する状態で取付け、両側板のサイドエッジをこのコーナーアダプタの中心線上でコーナーアダプタに接合したから、次の効果を得ることができる。

(ｉ) 掘削時に最も大きな荷重が作用するコーナーアダプタを両側板と同じ角度で傾斜させたから、基本的に、傾斜させない場合と比較してコーナーアダプタにかかる荷重を軽減することができる。

また、上記コーナーアダプタの傾斜により、同アダプタ先端(ツース先端)が中間アダプタ先端よりもカッティングエッジ側に引っ込む状態としたから、コーナーアダプタの荷重負担をさらに軽減することができる。

この二点により、両側コーナーアダプタの磨耗を抑えて寿命を向上させることができる。

(ｉｉ) 両側板(サイドエッジ)をコーナーアダプタに互いの中心線が平行となる(請求項２では一致する)状態で接合するため、コーナーアダプタから両側板への荷重伝達が接合部分全体に均等に行われる。

このため、コーナーアダプタの荷重そのものが軽減されることと相まって、同アダプタ、両側板を通じて構造物に伝達される荷重、とくにねじれ荷重を軽減することができる。

(ｉｉｉ) 上記のように両側板中心線とコーナーアダプタ中心線とが平行となるため、両者の溶接が簡単となり、両中心線が交差する従来技術と比較して、溶接作業の能率と溶接の信頼性を高めることができる。

しかも、コーナーアダプタは中間アダプタと同じ共用品であるため、専用品を用いる場合と比べて部品コストが安くてすむとともに、部品管理、メンテナンスの点で有利となる。

請求項２の発明によると、両側板をコーナーアダプタに互いの中心線が一致する状態で接合するため、上記ねじれ荷重の軽減効果、及び溶接作業の能率化と溶接の信頼性向上の効果が高いものとなる。

ところで、掘削時、バケットは溝を掘るように土砂、掘削物中を進むため、バケット先端の両端は、バケット進行方向の反力以外に側面からの土砂、掘削物の反力を受けながら掘り進むことになる。従って、掘削時の荷重は、コーナーアダプタで最大となり、中央側に向かって漸次低くなる。

いいかえれば、中間アダプタでも、外側のものが中央側のものよりも荷重負担が大きい。

この点、請求項３の発明によると、カッティングエッジの先端面を左右方向の中央部から両側に向かって複数段階に亘りへの字形に傾斜させ、この傾斜部分に位置する中間アダプタをカッティングエッジに対して直角に(先端に向かって外開きに傾斜して)、かつ、中央側アダプタよりもカッティングエッジ側に位置する状態で取付けたから、外側の中間アダプタの荷重を軽減することができる。

いいかえれば、バケット全体として、すべてのツースアダプタの荷重負担を均等化させ、これらの磨耗を等しく抑えることができる。

本発明の第１実施形態に係るバケットの斜視図である。 図１の状態でバケットを上から見た平面図である。 図２の一部拡大図である。 コーナーアダプタの取付部分の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るバケットの部分平面図である。 バケットを備えたショベルの概略側面図である。 従来のバケットの斜視図である。 図７の状態でバケットを上から見た平面図である。 ツースアダプタ及びツースの斜視図である。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

実施形態では、図６に示すショベルに用いられる作業バケットを適用対象としている。

第１実施形態(図１〜図４参照)
第１実施形態、及び図５に示す第２実施形態にかかるバケット１７おいて、次の基本構成は、図７，８に示す従来のバケット６と同じである。

(ａ) Ｃ字形に湾曲した底板７と、この底板７の左右両側に取付けられた側板８，８とによって本体部分が構成される点。

(ｂ) 底板７の先端にはカッティングエッジ９、両側板８，８の先端にはサイドエッジ１０，１０がそれぞれ突合せ溶接等によって一体に設けられる点。

(ｃ) カッティングエッジ９に、同一形状の共用品である複数のツースアダプタ１１…が、左右方向に間隔を置いて、かつ、カッティングエッジ前方に突出して取付けられる点。

(ｄ) ツースアダプタ１１は、図９に拡大して示すように二股状の基部１２とツース取付部１３とから成り、基部１２がカッティングエッジ９に付け根まで嵌め込まれて溶接されるとともに、ツース取付部１３に掘削力を高めるためのツース１４…が着脱可能に取付けられる点。

(ｅ) ツースアダプタ１１…のうち、左右のコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａは、図４に示すようにカッティングエッジ９とサイドエッジ１０，１０とが接するコーナー部分でカッティングエッジ９に取付けられ、両側板８，８(サイドエッジ１０，１０)の先端部がこの両アダプタ１１Ａ，１１Ａに突合せ状態で接合される点。図４中、Ｗは溶接部分を示す。

(ｆ) バケット１７全体として先広がりとなるように、左右両側板８，８が先端に向かって外開きとなる方向に角度αで傾斜して取付けられる点。

このバケット１７の固有の構成は次の通りである。

図２，３に示すように、カッティングエッジ９の先端面における左右両側部分９ａ，９ａが中間部分９ｂに対してへの字形(両端に向かって先下がり)に傾斜して形成されている。

そして、左右のコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａが、この左右両側の傾斜部分に対して直角となるとともに、側板８，８の傾斜角度αと同じ角度αで先端に向かって外開きに傾斜し、かつ、同アダプタ先端が中間アダプタ１１…の先端よりもカッティングエッジ９側に位置する状態でカッティングエッジ９に取付けられている。

従って、両側コーナーツース１４Ａ，１４Ａの先端は、ツースラインＬよりもカッティングエッジ９側に引っ込み、かつ、ツースラインＬに対して角度αをもって傾斜した状態となる。

また、この実施形態では、図３に示すように、両側コーナーツース１４Ａ，１４Ａの先端が、カッティングエッジ９の左右両端から寸法Ｘだけ外側に突出した状態となる。

いいかえれば、この状態が得られるように、カッティングエッジ先端両側部分の傾斜角度やコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａの位置等が設定されている。

一方、左右両側板８，８(サイドエッジ１０，１０)の先端部は、図２〜図４に示すように両側コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａに対し、互いの中心線が一致する状態で溶接されている。

このバケット構成によると、次の効果を得ることができる。

(Ｉ) 掘削時に最も大きな荷重が作用するコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａを両側板８，８と同じ角度で傾斜させたから、基本的に、傾斜させない場合と比較してコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａにかかる荷重を軽減することができる。

また、コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａの傾斜により、同アダプタ先端(ツース先端)が中間アダプタ先端(ツースラインＬ)よりもカッティングエッジ９側に引っ込む状態としたから、コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａの荷重負担をさらに軽減することができる。

この二点により、両側コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａの磨耗を抑えて寿命を向上させることができる。

(ＩＩ) 両側板８，８(サイドエッジ１０，１０)をコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａに対し、互いの中心線が一致する状態で接合するため、コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａから両側板８，８への荷重伝達が接合部分全体に均等に行われる。

このため、コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａの荷重そのものが軽減されることと相まって、同アダプタ１１Ａ，１１Ａ及び両側板８，８を通じて図６のアーム４、ブーム３、上部旋回体２に伝達される荷重、とくにねじれ荷重を軽減することができる。

(ＩＩＩ) 両側板中心線とコーナーアダプタ中心線とが一致しているため、図８に示すように両中心線が交差する従来技術と比較して、両者の溶接が簡単となる。このため、溶接作業の能率と溶接の信頼性を高めることができる。

(ＩＶ) コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａは中間アダプタ１１…と同じ共用品であるため、専用品を用いる場合と比べて部品コストが安くてすむとともに、部品管理、メンテナンスの点で有利となる。

また、実施形態によると、コーナーツース１４Ａ，１４Ａの先端が、カッティングエッジ９の左右両端から寸法Ｘだけ外側に突出しているため、カッティングエッジ端及びサイドエッジ端の磨耗を軽減することができる。

第２実施形態(図５参照)
掘削時の荷重は、コーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａで最大となり、中央側に向かって漸次低くなる。いいかえれば、中間アダプタ１１…でも、外側のものが中央側のものよりも荷重負担が大きい。

そこで第２実施形態においては、カッティングエッジ９の先端面が左右方向の中央部から両側に向かって複数段階に亘りへの字形に傾斜形成され、この中間の傾斜部分９ｂに位置する中間アダプタ１１がカッティングエッジ９に対して直角に(先端に向かって外開きに傾斜して)、かつ、非傾斜部分に取付けられた中央側アダプタ１１よりもカッティングエッジ９側に引っ込んで取付けられている。

図５の例では、バケット中心線上に位置する中間アダプタ(中央アダプタ)１１Ｃとコーナーアダプタ１１Ａ，１１Ａとの間に一つの中間アダプタ１１Ｂ(合計五つ)が設けられる場合に、中間アダプタ１１Ｂの取付部分でカッティングエッジ先端面が、両側部分９ａの傾斜角度αの半分(α／２)の角度で傾斜形成され、この中間傾斜部分９ｂに中間アダプタ１１Ｂが角度α／２をもって取付けられている。

図５中、１４Ｂは中間アダプタ１１Ｂに取付けられた中間ツース、１４Ｃは中央アダプタ１１Ｃに取付けられた中央ツースである。

この構成によると、中間アダプタ１１Ｂの荷重を軽減することができる。いいかえれば、バケット全体として、すべてのツースアダプタ１１…の荷重負担を均等化させ、これらの磨耗を等しく抑えることができる。

なお、第２実施形態では、バケット中心を挟んだ左右両側でカッティングエッジ先端面をニ段階に傾斜させたが、三段階以上に傾斜させてもよい。

一方、両側板８(サイドエッジ１０)はコーナーアダプタ１１Ａに対して、上記実施形態のように互いの中心線が一致する状態で溶接するのが望ましいが、両側板８をコーナーアダプタ１１Ａに対して互いの中心線がわずかにずれた(小間隔を置いて平行となる)状態で溶接してもよい。

この場合でも、両者の中心線が交差する従来技術と比較して、ねじれ荷重を軽減し、溶接作業の能率化及び溶接の信頼性を高める点の基本的効果を得ることができる。

さらに、本発明はショベル用のバケットに限らず、掘削作業を行う各種機械のバケットに適用することができる。

１７ バケット
７ 底板
８ 左右両側板
９ カッティングエッジ
９ａ，９ａ カッティングエッジ先端の傾斜した両側部分
９ｂ 同、中間(傾斜)部分
１０ サイドエッジ
１１ ツースアダプタ
１１Ａ，１１Ａ ツースアダプタのうちコーナーアダプタ
１１Ｂ ツースアダプタのうち中間外側のアダプタ
１１Ｃ 同、中央側アダプタ
１４ ツース
１４Ａ，１４Ａ コーナーツース
１４Ｂ 中間ツース
１４Ｃ 中央ツース
Ｌ 中間ツースの先端を結ぶツースライン
α コーナーアダプタの傾斜角度

Claims (3)

1. 湾曲した底板と、この底板の左右両側に先端に向かって外開きとなる方向に傾斜して取付けられた側板とを備え、上記底板の先端にカッティングエッジ、上記両側板の先端にサイドエッジがそれぞれ設けられるとともに、上記カッティングエッジに、ツースが取付けられる同一形状の共用品である複数のツースアダプタが左右方向に間隔を置いて取付けられ、このうち左右最も外側のツースアダプタは、コーナーアダプタとして、上記カッティングエッジとサイドエッジとが接合されるコーナー部分に取付けられ、上記左右両側板のサイドエッジの先端部が上記左右のコーナーアダプタに接合される作業バケットにおいて、上記カッティングエッジの先端面における左右両側部分を中間部分に対してへの字形に傾斜させ、上記左右のコーナーアダプタを、
   (Ａ) 上記カッティングエッジ先端面の左右両側傾斜部分に対して直角となり、
   (Ｂ) 上記側板の傾斜角度と同一角度で先端に向かって外開きに傾斜し、
   (Ｃ) 同アダプタ先端が上記中間アダプタの先端よりもカッティングエッジ側に位置する
   状態でカッティングエッジに取付けたことを特徴とする作業バケット。
2. 上記左右両側板の先端部を左右のコーナーアダプタに対して互いの中心線が一致する状態で接合したことを特徴とする請求項１記載の作業バケット。
3. 上記カッティングエッジの先端面を、左右方向の中央部から両側に向かって複数段階に亘りへの字形に傾斜させ、この傾斜部分に位置する中間アダプタを、上記カッティングエッジに対して直角に、かつ、その先端が非傾斜部分に取付けられた中間アダプタ先端よりもカッティングエッジ側に位置する状態でカッティングエッジに取付けたことを特徴とする請求項１または２記載の作業バケット。

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