JP5362074B2 - 建設機械の掘削バケット - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の掘削バケットに関する。

油圧ショベル等の建設機械には、作業内容に応じて、様々な作業機が取り付けられる。
例えば、油圧ショベルでは、作業機として、アームの先端に掘削バケットが装着される。掘削バケットの掘削側の先端部分に、先端部分から突出するように設けられた複数のアダプタが設けられている。そのアダプタの先端に交換可能な複数のツース（掘削具）がそれぞれ取り付けられる。そして、油圧ショベルを用いて掘削する際には、このバケットの掘削側の先端に設けられたツースが切刃として機能することで、掘削対象へ貫入されて掘削力を高めることができる。

ここで、バケットの左右端に設けられたアダプタ（コーナーアダプタ）は、小型・中型の油圧ショベルに装着されるバケットの場合には、バケット側板の内側に装着される。一方、大型の油圧ショベルに装着されるバケットの場合には、バケット壁面の掘削作業が左右両端に装着されるツースを用いて行われるため、側板より外側に張出して取り付けられている。

例えば、特許文献１には、バケット側板・底板の端面に溶接によって取り付けられており側板の拡開角と同じ角度で拡開したコーナーアダプタ（左右端のアダプタ）を有する掘削バケットについて開示されている。この掘削バケットは、コーナーアダプタの先端が他のアダプタの先端と同一ライン上に配置されるように構成されている。

また、特許文献２には、バケットを構成する底板の延長線上に取り付けられたカッティングエッジを挟み込むように、２つのストラップによってバケット側板の端面とカッティングエッジとに溶接して取り付けられるコーナーアダプタを有する削バケットについて開示されている。この掘削バケットは、カッティングエッジの先端の左右部分が中間部分から後方に傾斜しており、コーナーアダプタの拡開角は側板の拡開角と同じであって、左右のアダプタ先端は他のアダプタ先端より引っ込むように構成されている。

特開２００１−３４２６４９号公報（平成１３年１２月１４日公開） 特開２０１１−５８２７８号公報（平成２３年３月２４日公開）

しかしながら、上記従来の建設機械の掘削バケットでは、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記特許文献１に開示された建設機械の掘削バケットでは、バケットを構成する底板と左右の側板とが互い交錯する三辺に対してアダプタを溶接しているため、バケット構造としては強固になるものの、摩耗したアダプタを交換する作業が困難となる。

また、上記特許文献２に開示された建設機械の掘削バケットでは、コーナーアダプタの先端位置が他のアダプタより引っ込んでいるので、左右端のツースの刃先位置が他のツースの刃先位置より引っ込んでしまって、一様な切羽（掘削面）を作りにくいという問題がある。

本発明の課題は、左右のコーナーアダプタの先端位置を他のアダプタの先端位置と同じライン上に揃えつつ、摩耗したアダプタの交換作業を容易に実施することが可能な建設機械の掘削バケットを提供することにある。

第１の発明に係る建設機械の掘削バケットは、底板と、左右一対の側板と、カッティングエッジと、複数のアダプタと、左右一対のコーナーアダプタと、接合部と、を備えている。底板は、Ｃ字状に湾曲する。左右一対の側板は、底板とともに開口部と底部を有するボックス構造を形成し、底板の幅方向の中心線に対して第１角度で開口部に向かって拡開するように取り付けられている。カッティングエッジは、底板の掘削側先端部分に取り付けられており、左右両端に第１角度で底部に向かって傾斜した傾斜部を有する。複数のアダプタは、カッティングエッジの先端側に固定され、先端に掘削用のツース部材が取り付けられる。左右一対のコーナーアダプタは、カッティングエッジの先端側における左右両端に設けられた傾斜部に対して固定され、先端に掘削用のツース部材が取り付けられるとともに、複数のアダプタの先端位置と同一ライン上に先端位置が配置されており、側板が間に挿入される凹部を有する。接合部は、コーナーアダプタをカッティングエッジに対してのみ連続溶接によって接合する。

ここでは、例えば、油圧ショベル等の建設機械の作業機として用いられる掘削バケットにおいて、バケットのボックス形状を構成する底板の掘削側における先端側に設けられたカッティングエッジに対して取り付けられており先端にツース部材が装着される複数のアダプタのうち、カッティングエッジの左右両端に形成された傾斜部に取り付けられるコーナーアダプタを、以下のように、固定している。

すなわち、本掘削バケットでは、コーナーアダプタは、２股に分かれた部分の凹部内に側板が挿入された状態で、カッティングエッジに対してのみ溶接によって固定されている。また、コーナーアダプタは、両端のツース部材が第１角度の分だけ拡開するようにカッティングエッジの傾斜部に取り付けられているものの、他のアダプタの先端位置と同じライン上に先端位置が配置されるように、他のアダプタよりも先端部分が若干長く形成されている。

これにより、複数のアダプタおよびコーナーアダプタの先端の位置を同じライン上に揃えることで、各アダプタに対して共通のツース部材を装着した場合でも、一様な掘削面を形成することができるため掘削作業をし易くすることができる。また、コーナーアダプタは、掘削バケットのボックス構造を形成する側板に対しては溶接されておらず、カッティングエッジに対してのみ溶接されているため、摩耗等によってコーナーアダプタを交換する際の作業を従来よりも容易に実施することができる。

第２の発明に係る建設機械の掘削バケットは、第１の発明に係る建設機械の掘削バケットであって、接合部は、カッティングエッジの上面とコーナーアダプタとを連続溶接接合する第１接合部と、カッティングエッジの下面とコーナーアダプタとを連続溶接接合する第２接合部と、によって構成されている。

ここでは、上述した左右一対のコーナーアダプタとカッティングエッジとを溶接によって接合する接合部として、上面、下面それぞれに設けられた２箇所の溶接部分（第１・第２接合部）を用いている。

これにより、コーナーアダプタの溶接箇所の数が少ないため、アダプタが摩耗した際の交換作業をより容易に実施することができる。

本発明に係る建設機械の掘削バケットによれば、左右のコーナーアダプタの先端位置を他のアダプタの先端位置と同じライン上に揃えつつ、摩耗したアダプタの交換作業を容易に実施することができる。

本発明の一実施形態に係る建設機械の掘削バケットの構成を示す全体斜視図。 図１の掘削バケットを装着部側（略上方）からみた背面図。 図２の掘削バケットの背面図から装着部周辺を除いてアダプタ周辺部を示す図。 （ａ），（ｂ）は、図１の掘削バケットに含まれるカッティングエッジの側面図と平面拡大図。 図１の掘削バケットに含まれるセンターアダプタの取付部分の構成を示す断面図。 図１の掘削バケットに含まれるコーナーアダプタの取付部分の構成を示す断面図。 図１の掘削バケットに含まれる右側のコーナーアダプタ周辺の構成を示す斜視図。 図１の掘削バケットに含まれる左側のコーナーアダプタ周辺の構成を示す斜視図。

本発明の一実施形態に係る建設機械の掘削バケット１０について、図１〜図８を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、以下の説明で登場する「左右方向」とは、掘削バケット１０の底板１１の湾曲していない辺の方向、すなわちアダプタが装着される辺の方向を指す。左右方向は、掘削バケット１０および底板１１の幅方向である。

［掘削バケット１０の構造］
本実施形態の掘削バケット１０は、油圧ショベル等の建設機械のアーム先端に装着され油圧シリンダによって駆動される掘削用の作業機であって、図１に示すように、底板１１、左右一対の側板１２ａ，１２ｂ、装着部１３、カッティングエッジ１４、センターアダプタ１５、コーナーアダプタ１６，１７、およびシュラウド１８を備えている。

底板１１は、左右の側板１２ａ，１２ｂとともに形成される掘削バケット１０のボックス構造の底面を形成する板状部材であって、ボックス構造の奥側にＣ字状に湾曲した形状を有している。底板１１は、湾曲形状の一端が掘削側、他端がアームへの装着側となる。底板１１の一端および他端は直線の形状を持っている。一端および他端の長さは、湾曲する部位の長さより短い。また、底板１１は、掘削側の端部に、後述する複数のセンターアダプタ１５やコーナーアダプタ１６，１７が設けられている。底板１１の装着側の端部では、ボックス構造の外側にアームへの装着部１３が設けられている。底板１１は、左右方向（短手方向）の中心として定められる中心線１９を有している。

側板１２ａ，１２ｂは、湾曲した底板１１に対して左右両側から側方を塞ぐように設けられた平面状の板状部材であって、底板１１とともにボックス構造を形成する。また、側板１２ａ，１２ｂは、図２に示すように、奥側から掘削側に向かってボックス構造の開口が大きくなるように、互いに平行な方向に対して所定の角度（第１の角度）Ｘ°で拡開している。上述したボックス構造の開口部を形成する側板１２ａと側板１２ｂの端部１２ｃ，１２ｄは、互いに略平行に配置されている。換言すると、掘削バケット１０は、開口部は長方形で、図２に示すように、底板１１の見える背面視においてバケット開口部１０ａのある上辺がバケットの底部１０ｂの下辺より長い台形の形状を有している。

ここで、掘削バケット１０の拡開形状は、特に、大型の油圧ショベル等に装着される掘削バケットにおいて、バケット内の土砂の土離れをよくするために採用されている。
なお、本実施形態では、所定の角度Ｘ°＝３．５°に設定されているが、これに限定されるものではない。

装着部１３は、底板１１における掘削側とは反対側の部分に設けられており、掘削バケット１０が油圧ショベル等のアーム先端に装着される際に、アーム先端に対して軸支される。これにより、掘削バケット１０は、アーム先端に軸支された部分を中心に、油圧シリンダの駆動力によって回動する。

カッティングエッジ１４は、図３に示すように、底板１１の掘削側の先端に設けられた１枚の板状の部材であって、図４（ａ）に示すように、掘削側の先端に向かって薄くなる楔形の断面形状を有している。また、カッティングエッジ１４は、図４（ｂ）に示すように、楔形状となっている掘削側の先端部分に、先端部１４ａと、先端部１４ａの左右の傾斜部１４ｂとを有している。先端部材１４は、板材から切り出して製造され、底板１１に溶接により取り付けられる。また、先端部材１４は、いくつかの部材（例えば、先端部１４ａを含む部材と傾斜部１４ｂを含む部材）を溶接して製造してもよい。

先端部１４ａは、図３に示すように、掘削側におけるほぼ中央部分に形成された左右方向に直線状の先端を備える先端部であって、後述する複数のセンターアダプタ１５が取り付けられる。

傾斜部１４ｂは、図４（ｂ）に示すように、先端部１４ａに隣接するように、カッティングエッジ１４の左右両端に向かって下方傾斜するように形成された先端部分であって、後述する左右のコーナーアダプタ１６，１７が取り付けられる。また、この傾斜部１４ｂの先端の傾斜角度は、先端部１４ａの先端の直線の延長線に対する角度であって、上述した所定の角度Ｘ°とほぼ一致するように形成されている。これにより、カッティングエッジ１４の傾斜部１４ｂに対してコーナーアダプタ１６，１７を取り付けるだけで、コーナーアダプタ１６，１７を、左右の側板１２ａ，１２ｂの拡開した所定の角度Ｘ°に合わせて拡開させることができる。先端部１４ａに隣接していない側の傾斜部１４ｂの左右端部は、図３に示される背面視において、側板１２ｂ，１２ａに対して略平行とされている。

センターアダプタ１５およびコーナーアダプタ１６，１７の先端部には、掘削用のツース部材（図示せず）が取り付けられる。ツース部材は、掘削作業等において摩耗する消耗品であるため、センターアダプタ１５、コーナーアダプタ１６，１７に対して、ピン等を介して交換可能な状態で取り付けられる。

センターアダプタ１５は、カッティングエッジ１４の掘削側の先端に取り付けられた複数のアダプタ部材のうち、後述する左右両端に取り付けられたコーナーアダプタ１６，１７を除く、複数のアダプタ部材である。センターアダプタ１５は、図５に示すように、カッティングエッジ１４の掘削側の先端部分を挟み込むように、カッティングエッジ１４の上面側の接合部２１ａ、下面側の接合部２１ｂの部分において、カッティングエッジ１４に対して連続溶接接合されている。

コーナーアダプタ１６，１７は、図３等に示すように、カッティングエッジ１４の掘削側の先端に取り付けられた複数のアダプタ部材のうち、左右両端にそれぞれ装着されている。つまり、コーナーアダプタ１６，１７は、カッティングエッジ１４における左右両端に設けられた傾斜部１４ｂに対して取り付けられている。このため、コーナーアダプタ１６，１７は、先端部１４ａの延長線に対して傾斜部１４ｂが傾斜した角度の分だけ拡開した状態で取り付けられる。

また、コーナーアダプタ１６，１７は、例えば、大型の油圧ショベル等に装着される掘削バケットにおいて壁面等の掘削作業を左右両端のツース部材を用いて行うために、図２等に示すように、左右の側板１２ａ，１２ｂよりも外側に張り出すように配置されている。換言すれば、コーナーアダプタ１６，１７は、側板１２ａ，１２ｂとカッティングエッジ１４（底板１１）とが互いに交差する部分に取り付けられる。このため、コーナーアダプタ１６，１７は、図３に示すように、取付状態において側板１２ａ，１２ｂが挿入される凹部１６ａ，１７ａをそれぞれ有している。

つまり、コーナーアダプタ１６，１７は、２股に分かれた部分の中央に形成される凹部１６ａ，１７ａ内に、左右の側板１２ａ，１２ｂがそれぞれ挿入された状態で、図６に示すように、カッティングエッジ１４の上面側、下面側に対して、それぞれ接合部２２ａ，２２ｂを介して溶接接合される。

より具体的には、掘削バケット１０の右端に配置されたコーナーアダプタ１６は、図７に示すように、右側の側板１２ａとカッティングエッジ１４とが交差する部分に設けられており、２股に分かれた中央に形成される凹部１６ａ内に側板１２ａが挿入され、かつカッティングエッジ１４を挟み込むようにして取り付けられる。このとき、コーナーアダプタ１６は、図６に示すように、側板１２ａに対して溶接接合されておらず、カッティングエッジ１４の上面、下面に対してのみ溶接されている。

一方、掘削バケット１０の右端に配置されたコーナーアダプタ１６は、図８に示すように、右側の側板１２ｂとカッティングエッジ１４とが交差する部分に設けられており、２股に分かれた中央に形成される凹部１７ａ内に側板１２ｂが挿入され、かつカッティングエッジ１４を挟み込むようにして取り付けられる。このとき、コーナーアダプタ１７は、図６に示すように、側板１２ｂに対して溶接接合されておらず、カッティングエッジ１４の上面、下面に対してのみ溶接されている。

さらに、本実施形態の掘削バケット１０では、左右の側板１２ａ，１２ｂとカッティングエッジ１４とが交差する部分において、側板１２ａ，１２ｂはカッティングエッジ１４に対して直接的に溶接接合されているため、コーナーアダプタ１６，１７は掘削バケット１０の剛性を確保するための強度メンバーとしては機能していない。よって、コーナーアダプタと側板とが溶接接合された従来の構成のようにコーナーアダプタを掘削バケットの強度メンバーの一部として活用する必要がない。この結果、本実施形態の構成では、コーナーアダプタ１６，１７を側板１２ａ，１２ｂに対して溶接接合せずに、カッティングエッジ１４に対してのみ溶接接合するだけで、充分に掘削バケット１０の剛性を確保することができる。

シュラウド１８は、図３等に示すように、センターアダプタ１５同士の間、センターアダプタ１５と左右のコーナーアダプタ１６，１７との間、にそれぞれ設けられており、各アダプタ１５，１６，１７と同様に、カッティングエッジ１４の掘削側の先端部分に溶接接合されている。

ここで、コーナーアダプタ１６，１７は、上述したように、カッティングエッジ１４の左右両端に設けられた傾斜部１４ｂに対して取り付けられている。このため、仮に、コーナーアダプタとして複数のセンターアダプタ１５と同じ長さのアダプタを使用した場合には、傾斜部１４ｂが掘削側先端から後退している分だけ、コーナーアダプタ先端の位置が掘削側の線よりも後退した位置になってしまう。

本実施形態の掘削バケット１０では、図３に示すように、コーナーアダプタ１６，１７の先端が、他の複数のセンターアダプタ１５の先端と同じラインＬ１上に配置されるように、コーナーアダプタ１６，１７の先端部分を他の複数のセンターアダプタ１５よりも長く成形している。

これにより、左右の側板１２ａ，１２ｂおよび左右両端のコーナーアダプタ１６，１７を拡開させるためにカッティングエッジ１４の左右両端に傾斜部１４ｂを設けた場合でも、センターアダプタ１５およびコーナーアダプタ１６，１７に対して共通のツース部材を装着した状態で、掘削作業時において一様な掘削面を形成することができる。

＜特徴＞
（１）
本実施形態の掘削バケット１０は、図３に示すように、長手方向においてＣ字状に湾曲する底板１１と、底板１１とともに開口部１０ａと底部１０ｂとを有するボックス構造を形成し底板１１の短手方向の中心線１９に対して所定の角度Ｘ°で開口部１０ａに向かって拡開するように取り付けられた左右一対の側板１２ａ，１２ｂと、底板１１の掘削側先端部分に取り付けられており左右両端に所定の角度Ｘ°で底部１０ｂに向かって傾斜した傾斜部１４ｂを有するカッティングエッジ１４と、カッティングエッジ１４の先端部１４ａに固定され先端に掘削用のツース部材が取り付けられる複数のセンターアダプタ１５と、を備えている。また、掘削バケット１０は、図７および図８に示すように、カッティングエッジ１４の先端側における左右両端に設けられた傾斜部１４ｂに対して固定され先端に掘削用のツース部材が取り付けられるとともに複数のセンターアダプタ１５の先端位置と同一ライン上に先端位置が配置されており側板１２ａ，１２ｂが間に挿入される凹部１６ａ，１７ａを有する左右一対のコーナーアダプタ１６，１７を備えている。さらに、掘削バケット１０は、図６に示すように、コーナーアダプタ１６，１７をカッティングエッジ１４に対してのみ溶接によって接合する接合部２２ａ，２２ｂを備えている。

これにより、本実施形態の掘削バケット１０によれば、左右両端に配置されたコーナーアダプタ１６，１７の先端位置を他のセンターアダプタ１５の先端位置と同じラインＬ１上に揃えて配置することができるため、各アダプタ１５，１６，１７に対して共通のツース部材を装着した状態で、一様な掘削面を形成することができる。

さらに、本実施形態の掘削バケット１０によれば、コーナーアダプタ１６，１７が、側板１２ａ，１２ｂに溶接接合されることなく、カッティングエッジ１４の上面、下面に対してのみ溶接接合されているため、側板に対して溶接接合されていた従来のコーナーアダプタと比較して、コーナーアダプタ１６，１７の交換作業を容易に実施することができる。

（２）
本実施形態の掘削バケット１０では、図６に示すように、コーナーアダプタ１６，１７がカッティングエッジ１４の上面、下面に対して溶接接合される際に、それぞれ接合部２２ａ，２２ｂを介して溶接接合される。

これにより、掘削作業等においてコーナーアダプタ１６，１７にかかる負荷を考慮して最小限の溶接箇所の数でコーナーアダプタ１６，１７をカッティングエッジ１４に対して溶接接合することで、コーナーアダプタ１６，１７が摩耗した際の交換作業をより容易に実施することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態では、コーナーアダプタ１６，１７が、それぞれカッティングエッジ１４の上面側（接合部２２ａ）と下面側（接合部２２ｂ）の２箇所において溶接接合されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、カッティングエッジに対するコーナーアダプタの接合部分としては、上面側、下面側に限らず、側面等の他の部分において接合されていてもよい。

（Ｂ）
上記実施形態では、センターアダプタ１５を３つ有する掘削バケット１０を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、センターアダプタ１５を２つ、あるいは４つ以上有する掘削バケットに対して、本発明を適用することも当然に可能である。

（Ｃ）
上記実施形態では、油圧ショベルのアーム先端に装着される掘削バケットを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、他の建設機械に装着される掘削バケットに対しても、本発明の適用は可能である。

本発明の建設機械の掘削バケットは、左右のコーナーアダプタの先端位置を他のアダプタの先端位置と同じライン上に揃えつつ、摩耗したアダプタの交換作業を容易に実施することができるという効果を奏することから、各種建設機械に装着される掘削バケットに対して広く適用可能である。

１０ 掘削バケット
１０ａ 開口部
１０ｂ 底部
１１ 底板
１２ａ，１２ｂ 側板
１２ｃ，１２ｄ 端部
１３ 装着部
１４ カッティングエッジ
１４ａ 先端部
１４ｂ 傾斜部
１５ センターアダプタ
１６ コーナーアダプタ
１６ａ 凹部
１７ コーナーアダプタ
１７ａ 凹部
１８ シュラウド
１９ 中心線
２１ａ 接合部
２１ｂ 接合部
２２ａ 接合部（第１接合部）
２２ｂ 接合部（第２接合部）
Ｌ１ ライン
Ｘ 角度

Claims (2)

1. Ｃ字状に湾曲する底板と、
   前記底板とともに開口部と底部を有するボックス構造を形成し、前記底板の幅方向の中心線に対して第１角度で前記開口部に向かって拡開するように取り付けられた左右一対の側板と、
   前記底板の掘削側先端部分に取り付けられており、左右両端に前記第１角度で前記底部に向かって傾斜した傾斜部を有するカッティングエッジと、
   前記カッティングエッジの先端側に固定され、先端に掘削用のツース部材が取り付けられる複数のアダプタと、
   前記カッティングエッジの先端側における左右両端に設けられた前記傾斜部に対して固定され、先端に掘削用のツース部材が取り付けられるとともに、前記複数のアダプタの先端位置と同一ライン上に先端位置が配置されており、前記側板が間に挿入される凹部を有する左右一対のコーナーアダプタと、
   前記コーナーアダプタを前記カッティングエッジに対してのみ連続溶接によって接合する接合部と、
   を備えている建設機械の掘削バケット。
2. 前記接合部は、前記カッティングエッジの上面と前記コーナーアダプタとを連続溶接接合する第１接合部と、前記カッティングエッジの下面と前記コーナーアダプタとを連続溶接接合する第２接合部と、によって構成されている、
   請求項１に記載の建設機械の掘削バケット。

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