JP7166112B2

JP7166112B2 - バケットおよび作業車両

Info

Publication number: JP7166112B2
Application number: JP2018168690A
Authority: JP
Inventors: 俊輔森; 祐樹門内; 伸泰杉原; 隼一村上; 尚久岩沢
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2022-11-07
Anticipated expiration: 2038-09-10
Also published as: CN112236559A; JP2020041312A; WO2020054640A1; US20210317631A1; DE112019002318T5; CN112236559B

Description

本開示は、バケットおよび作業車両に関する。

たとえば、国際公開第２００４／０２３００１号（特許文献１）には、建設機械用のバケットが開示されている。

国際公開第２００４／０２３００１号

上述の特許文献１に開示されるように、油圧ショベルなどの作業車両に搭載され、地面の掘削などを行なうバケットが知られている。このようなバケットにおいては、バケット内に積み込む土量を増やして、効率的な掘削が行なうことが求められる。

本開示の目的は、効率的な掘削を行なうことが可能なバケットと、そのようなバケットを備える作業車両とを提供することである。

本開示に従ったバケットは、作業機のアームに所定軸を中心に回動可能に連結されるバケットである。バケットは、底板と、一対の側板と、ブラケットと、フロントリップとを備える。底板は、バケットの開口部に対向する。一対の側板は、底板の両側に互いに対向して設けられる。ブラケットは、底板の背面に設けられる。ブラケットは、所定軸においてアームと連結される。フロントリップは、開口部に沿って設けられる。底板は、ブラケットが取り付けられる側に第１傾斜部を有する。底板は、最深部をさらに有する。最深部は、所定軸およびフロントリップの先端を通る第１基準直線から底板までの長さが最も大きくなる。第１基準直線と直交し、最深部を通る第２基準直線と、フロントリップとがなす角度は、第２基準直線と、第１傾斜部とがなす角度よりも小さい。第１基準直線および第２基準直線の交点の位置は、第１基準直線上のフロントリップ寄りにある。

本開示に従った作業車両は、車両本体と、作業機とを備える。作業機は、車両本体に取り付けられる。作業機は、ブームと、アームと、上述のバケットとを有する。ブームは、車両本体に回動可能に連結される。アームは、ブームに回動可能に連結される。バケットは、アームに回動可能に連結される。

本開示に従えば、効率的な掘削を行なうことが可能なバケットと、そのようなバケットを備える作業車両とを提供することができる。

本開示の実施の形態１におけるバケットを搭載した油圧ショベルを示す斜視図である。バケットを示す斜視図である。バケットを示す別の斜視図である。図３中の矢印ＩＶに示す方向に見たバケットを示す側面図である。図３中の矢印Ｖに示す方向に見たバケットを示す上面図である。図３中のＶＩ－ＶＩ線上の矢視方向に見たバケットを示す断面図である。地面の掘削時におけるバケットの動作の一例を示す側面図である。本開示の実施の形態２におけるバケットを示す断面図である。本開示の実施の形態３におけるバケットを示す断面図である。

本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１におけるバケットを搭載した油圧ショベルを示す斜視図である。図１に示されるように、油圧ショベル１００は、車両本体１１と、作業機１２とを有する。車両本体１１は、旋回体１３と、走行装置１５とを有する。

走行装置１５は、一対の履帯１５Ｃｒと、走行モータ１５Ｍとを有する。油圧ショベル１００は、履帯１５Ｃｒの回転により走行可能である。走行モータ１５Ｍは、走行装置１５の駆動源として設けられている。なお、走行装置１５が車輪（タイヤ）を有してもよい。

旋回体１３は、走行装置１５上に設けられている。旋回体１３は、旋回中心４１を中心として、走行装置１５に対して旋回可能である。旋回中心４１は、上下方向に延びる軸である。旋回体１３は、キャブ（運転室）１４を有する。キャブ１４には、オペレータが着座する運転席１４Ｓが設けられている。オペレータは、キャブ１４において油圧ショベル１００を操作可能である。

旋回体１３は、エンジンルーム１９と、旋回体１３の後部に設けられるカウンタウェイトとを有する。エンジンルーム１９には、エンジン、作動油タンク、エアクリーナおよび油圧ポンプなどが収容されている。

作業機１２は、車両本体１１に取り付けられている。作業機１２は、旋回体１３に取り付けられている。作業機１２は、地面の掘削などの作業を行なう。作業機１２は、ブーム１６と、アーム１７と、バケット５０とを有する。

ブーム１６は、ブームピン２３を介して、車両本体１１（旋回体１３）に回動可能に連結されている。アーム１７は、アームピン２４を介して、ブーム１６に回動可能に連結されている。バケット５０は、バケットピン２５を介して、アーム１７に回動可能に連結されている。バケット５０は、中心軸１１０を中心にして、アーム１７に回動可能に連結されている。バケットピン２５は、ピン形状を有し、中心軸１１０の軸上で延びている。中心軸１１０は、バケット５０の回動軸である。

作業機１２は、ブームシリンダ２０Ａおよびブームシリンダ２０Ｂと、アームシリンダ２１と、バケットシリンダ２２とをさらに有する。

ブームシリンダ２０Ａ、ブームシリンダ２０Ｂ、アームシリンダ２１およびバケットシリンダ２２は、作動油によって駆動される油圧シリンダである。ブームシリンダ２０Ａおよびブームシリンダ２０Ｂは、ブーム１６の両側に一対に設けられており、ブーム１６を回動動作させる。アームシリンダ２１は、アーム１７を回動動作させる。バケットシリンダ２２は、バケット５０を回動動作させる。

ブーム１６、アーム１７およびバケット５０の回動軸は、互いに平行に延びている。ブーム１６、アーム１７およびバケット５０の回動軸は、いずれも、水平方向に延びている。

油圧ショベル１００は、バケット５０がオペレータの側を向いて取り付けられるバックホウタイプである。

続いて、バケット５０の構造について詳細に説明する。図２および図３は、バケットを示す斜視図である。図４は、図３中の矢印ＩＶに示す方向に見たバケットを示す側面図である。図５は、図３中の矢印Ｖに示す方向に見たバケットを示す上面図である。図６は、図３中のＶＩ－ＶＩ線上の矢視方向に見たバケットを示す断面図である。

図２から図６に示されるように、バケット５０は、土などの被掘削物を積み込むための空間を形成する。バケット５０は、一方向において開口している。

以下のバケット５０の構造の説明において、左右方向は、バケット５０の回動軸（中心軸１１０）が延びる方向である。前後方向は、左右方向と直交する方向である。バケット５０の回動軸が存在する側が、後方であり、その反対側が、前方である。バケット５０を前方に向けて配置したときの右側が、右方であり、バケット５０を前方に向けて配置したときの左側が、左方である。上下方向とは、前後方向および左右方向を含む平面に直交する方向である。バケット５０の開口（開口部５１）が存在する側が、上方であり、その反対側が、下方である。これらの方向は、バケット５０が土砂等の被掘削物を積み込んだ状態で引き上げられた時の姿勢を基準にして、規定されている。

バケット５０は、底板６０と、一対の側板８１（８１Ｌ，８１Ｒ）と、ブラケット８６と、フロントリップ７２とを有する。底板６０、一対の側板８１およびフロントリップ７２は、板材から構成されている。底板６０、一対の側板８１およびフロントリップ７２に囲まれた位置に、土などの被掘削物を積み込むための空間が形成されている。

底板６０は、バケット５０の開口部５１に対向している。底板６０は、上下方向において、開口部５１に開口している。一対の側板８１は、底板６０の両側に互いに対向して設けられている。一対の側板８１は、左右方向における底板６０の両端に接続されている。側板８１は、左右一対に設けられている。側板８１Ｌは、バケット５０の左方に設けられている。側板８１Ｒは、バケット５０の右方に設けられている。

底板６０は、バケット５０の回動軸（中心軸１１０）と平行に設けられている。側板８１は、バケット５０の回動軸（中心軸１１０）と交わる方向に設けられている。側板８１は、バケット５０の回動軸（中心軸１１０）と直交する方向に設けられている。

前後方向におけるバケット５０の長さは、上下方向において開口部５１の開口縁に近づくほど大きくなる。上下方向に直交する平面によりバケット５０が切断された場合の切断部の開口面積は、上下方向において開口部５１の開口縁に近づくほど大きくなる。

底板６０は、底部６１を有する。底部６１は、開口部５１から見た場合の底板６０の底部分を構成している。底部６１は、中心軸１１０の軸方向に見た側面視（図３および図６に示される側面視であり、以下では、単に「側面視」ともいう）において、湾曲形状を有する。底部６１は、中心軸１１０に直交する平面により切断された場合に、下方に向けて突出する山形（円弧形状）の断面を有する。

底板６０は、中心軸１１０に直交する平面により切断された場合に、底部６１の前方側の端部から開口部５１の開口縁に向けて、斜め上前方に延びる直線形状の断面を有する。底板６０は、中心軸１１０に直交する平面により切断された場合に、底部６１の後方側の端部から開口部５１の開口縁まで、全体として斜め上後方に延びる直線形状の断面を有する。

ブラケット８６は、底板６０の背面（後方側の外表面）に設けられている。ブラケット８６は、バケット５０を、図１中の作業機１２（アーム１７）に連結するための部材である。ブラケット８６は、中心軸１１０においてアーム１７と連結される。

ブラケット８６は、基台８９と、複数のプレート８７とを有する。基台８９は、バケット５０の外側から底板６０に接続されている。基台８９は、底板６０から後方に向けて突出する山形の断面を有しながら、左右方向に板状に延在している。プレート８７は、基台８９に接続されている。プレート８７は、左右方向が厚み方向となる板材からなる。プレート８７は、基台８９から後方に向けて延出している。複数のプレート８７は、左右方向において、互いに間隔を隔てて設けられている。

ブラケット８６には、孔８８と、孔９０とが設けられている。孔８８は、プレート８７を、左右方向（プレート８７の厚み方向）において貫通するように設けられている。孔８８は、複数のプレート８７を、左右方向に貫くように設けられている。孔８８は、バケット５０の回動軸である中心軸１１０の軸上に中心を有する。孔８８は、中心軸１１０を中心とする円形の開口を有する。孔８８にバケットピン２５が挿入されることによって、バケット５０は、アーム１７に対して、中心軸１１０を中心に回動可能に連結されている（図１も参考のこと）。

孔９０は、プレート８７を、左右方向（プレート８７の厚み方向）において貫通するように設けられている。孔９０は、複数のプレート８７を、左右方向に貫くように設けられている。孔９０は、中心軸１１１の軸上に中心を有する。孔９０は、中心軸１１１を中心とする円形の開口を有する。中心軸１１１は、中心軸１１０と平行に延びている。中心軸１１１は、中心軸１１０よりも下方に位置している。孔９０には、バケット５０を図１中のバケットシリンダ２２に連結するためのピンが挿入される。

フロントリップ７２は、開口部５１に沿って設けられている。フロントリップ７２は、前後方向においてブラケット８６と対向している。フロントリップ７２は、底板６０の前方側の端部に接続されている。フロントリップ７２は、側面視において、一定の厚みを有しながら、斜め上前方に直線状に延びている。フロントリップ７２は、一定の厚みを有する板材から構成されている。フロントリップ７２は、底板６０よりも大きい厚みを有する。フロントリップ７２には、ツースアダプタ７５を介して、ツース７６が接続されている。

底板６０は、第１傾斜部６７と、第２傾斜部６８とを有する。第１傾斜部６７および第２傾斜部６８は、ブラケット８６が取り付けられる側に設けられている。第１傾斜部６７は、底部６１に連なっている。第１傾斜部６７は、底部６１の後方側の端部から斜め上後方に直線状に延びている。第２傾斜部６８は、第１傾斜部６７に連なっている。第２傾斜部６８は、開口部５１に沿って設けられている。第２傾斜部６８は、第１傾斜部６７から折れ曲がり、開口部５１の開口縁まで延びている。第２傾斜部６８は、第１傾斜部６７とは異なる傾きで、第１傾斜部６７から斜め上後方に直線状に延びている。底板６０は、側面視において、第１傾斜部６７および第２傾斜部６８の境界で折れ曲がった折れ曲がり形状を有する。

側板８１は、中心軸１１０の軸方向における底板６０の両端に接続されている。側板８１は、左右方向（中心軸１１０の軸方向）が厚み方向となる板材により構成されている。

側板８１は、サイドリップ８２を有する。サイドリップ８２は、開口部５１に沿って設けられている。サイドリップ８２は、上下方向において、フロントリップ７２と同じ高さに設けられている。サイドリップ８２は、一定の厚みを有する板材から構成されている。サイドリップ８２は、側板８１の他部位の厚みよりも大きい厚みを有する。サイドリップ８２には、サイドカッタ７７が固定されている。サイドカッタ７７は、前後方向において、ブラケット８６よりもフロントリップ７２に寄った位置に設けられている。

側板８１（８１Ｌ，８１Ｒ）と、底板６０との隅部には、補強部材９１が設けられている。補強部材９１は、バケット５０内に設けられている。補強部材９１は、第１傾斜部６７および第２傾斜部６８の間に渡って設けられている。

フロントリップ７２、側板８１Ｌのサイドリップ８２、第１傾斜部６７および側板８１Ｒのサイドリップ８２は、開口部５１を取り囲むように設けられている。第１傾斜部６７は、フロントリップ７２、サイドリップ８２および第１傾斜部６７よりも下方に設けられている。

図６に示されるように、中心軸１１０（孔８８の中心）と、フロントリップ７２の先端７３とを通る第１基準直線１２１が規定されている。先端７３は、バケット５０の前側において開口部５１の開口縁を規定している。先端７３は、底部６１から見た場合のフロントリップ７２の先端（上端）部分である。先端７３は、フロントリップ７２のうちで最も上方に位置する部分である。

第１基準直線１２１から底板６０までの長さＨは、第１基準直線１２１の直線方向に沿って変化する。

底板６０は、第１最深部（請求項１中の「最深部」に対応）６２を有する。第１最深部６２は、底部６１の一部分である。第１基準直線１２１から底板６０までの長さＨは、第１最深部６２において最も大きい値（Ｈｍａｘ）となる。第１最深部６２は、第１基準直線１２１を基準にして、バケット５０内の深さが最も大きくなる部分である。

第１基準直線１２１と直交し、第１最深部６２を通る第２基準直線１２２が規定されている。Ｈｍａｘは、第１基準直線１２１から第１最深部６２までの第２基準直線１２２の長さに対応する。第１基準直線１２１から底板６０までの長さＨは、第１基準直線１２１の直線方向において、第１最深部６２から前方に向かうほど小さくなり、第１最深部６２から後方に向かうほど小さくなる。

第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度βは、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αよりも小さい（β＜α）。言い換えれば、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αは、第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度βよりも大きい。

角度αが、２０°を超え４５°以下の範囲であるとき（２０°＜α≦４５°）、角度βは、２０°以下の範囲である（β≦２０°）。角度αが、３０°以上４０°以下の範囲であるとき（３０°≦α≦４０°）、角度βは、３０°未満の範囲である。角度αおよび角度βの和は、５０°を超え６０°以下の範囲である（５０°＜α＋β≦６０°）。

第２基準直線１２２および第２傾斜部６８がなす角度γは、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αよりも小さい（γ＜α）。第２基準直線１２２および第２傾斜部６８がなす角度γは、第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度βよりも小さい（γ＜β）。角度γは、１５°以上２０°以下の範囲である。（１５°≦γ≦２０°）。

なお、第２基準直線１２２および第２傾斜部６８がなす角度γは、第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度β以上であってもよい（γ≧β）。

第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐの位置は、第１基準直線１２１上のフロントリップ７２寄りにある。第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐは、第１基準直線１２１上において、中心軸１１０よりもフロントリップ７２寄りの位置にある。第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐからフロントリップ７２の先端７３までの第１基準直線１２１の長さＬｂは、第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐから中心軸１１０までの長さＬａよりも小さい（Ｌｂ＜Ｌａ）。

第２基準直線１２２を挟んで後方側のバケット５０の容積は、第２基準直線１２２を挟んで前方側のバケット５０の容積よりも大きい。第２基準直線１２２を挟んで後方側のバケット５０の容積は、第２基準直線１２２を挟んで前方側のバケット５０の容積以下であってもよい。

図２から図６に示されるように、側板８１（８１Ｌ，８１Ｒ）は、側端部８５を有する。側端部８５は、バケット５０の右側および左側において開口部５１の開口縁を規定している。側端部８５は、底部６１から見た場合の側板８１（サイドリップ８２）の先端（上端）部分である。

側端部８５には、凹み部８３が設けられている。凹み部８３は、側面視において、底板６０に近づく方向に凹む形状を有する。凹み部８３は、第２基準直線１２２を挟んで前方および後方の両側に渡って設けられている。凹み部８３は、サイドカッタ７７を避けた位置に設けられている。

図６に示されるように、第１基準直線１２１から凹み部８３までの長さｈは、第１基準直線１２１の直線方向に沿って変化する。

凹み部８３は、第２最深部８４を有する。第１基準直線１２１から凹み部８３までの長さｈは、第２最深部８４において最も大きい値（ｈｍａｘ）となる。第２最深部８４は、第１基準直線１２１を基準にして、凹み部８３の凹み量が最も大きくなる部分である。

第２最深部８４は、第２基準直線１２２上に位置している。ｈｍａｘは、第１基準直線１２１から第２最深部８４までの第２基準直線１２２の長さに対応する。第１基準直線１２１から凹み部８３までの長さｈは、第１基準直線１２１の直線方向において、第２最深部８４から前方に向かうほど小さくなり、第２最深部８４から後方に向かうほど小さくなる。

底板６０は、第１最深部６２において、曲率１／Ｒ（曲率半径Ｒ）を有する湾曲形状を有する。凹み部８３は、第２最深部８４において、曲率１／ｒ（曲率半径ｒ）を有する湾曲形状を有する。第２最深部８４における凹み部８３の曲率１／ｒは、第１最深部６２における底板６０の曲率１／Ｒ以上である（１／ｒ≧１／Ｒ）。第２最深部８４における凹み部８３の曲率１／ｒは、第１最深部６２における底板６０の曲率１／Ｒよりも小さくてもよい（１／ｒ＜１／Ｒ）。

図７は、地面の掘削時におけるバケットの動作の一例を示す側面図である。図１および図７に示されるように、ブームシリンダ２０Ａ，２０Ｂ、アームシリンダ２１およびバケットシリンダ２２の駆動により、ブーム１６、アーム１７およびバケット５０を回動動作させることによって、地面の掘削（溝掘り）を行なう。

図７中では、実線１３１により、掘削前の地面が表わされ、２点鎖線１３２により、掘削後の地面が表わされている。掘削の進行に伴って、バケット５０は、バケット５０Ａ、バケット５０Ｂおよびバケット５０Ｃに示す位置を順に移動する。

まず、ツース７６の先端を地面に当接させる（バケット５０Ａ）。次に、バケット５０を中心軸１１０を中心に回動動作させることによって、ツース７６を先頭にしてバケット５０を地面に貫入させる（バケット５０Ｂ）。次に、バケット５０を中心軸１１０を中心に回動動作させながら、ブーム１６およびアーム１７を回動動作させることによって、バケット５０をキャブ１４に近づく方向に水平移動させる（バケット５０Ｃ）。その後、バケット５０を、掘削した土をバケット５０内に積み込んだ状態で地面から引き上げる。

典型的な例として、バケット５０は、図７中のバケット５０Ｃに示されるように水平移動する間、第１基準直線１２１が鉛直方向となり、第２基準直線１２２が水平方向となる姿勢を採る。このとき、フロントリップ７２と、底板６０の前方側とが地面よりも下方の地中を進行し、底板６０の後方側が地面よりも上方の地上を進行する。

この際、バケット５０においては、第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度βが、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αよりも小さいため、フロントリップ７２と、バケット５０の進行方向とがなす角度がより小さく抑えられる。これにより、フロントリップ７２と、底板６０の前方側とが地中を進行する際に、矢印１４１に示されるように、土をフロントリップ７２を通じてバケット５０内に効率的に進入させることができる。また、第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐからフロントリップ７２の先端７３までの第１基準直線１２１の長さＬｂは、第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐから中心軸１１０までの長さＬａよりも小さい。これにより、第２基準直線１２２上に位置する底板６０の第１最深部６２は、第１基準直線１２１の直線方向においてフロントリップ７２により近い位置にあるため、バケット５０内に進入した土は、フロントリップ７２から第１最深部６２に向けて運ばれ易くなる。

一方、地面よりも上方の地上では、図７中の実線１３３に示されるように、安息角δをなして地面から盛り上がった形態の土が、バケット５０内における第１傾斜部６７直下の領域５２に進入していく。この際、バケット５０の進行方向に対する第１傾斜部６７の傾きが小さすぎると、領域５２への土の進入が第１傾斜部６７によって妨げられる可能性がある。これに対して、バケット５０では、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αが、第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度βよりも大きいため、第１傾斜部６７の傾きが小さくなりすぎることがない。これにより、矢印１４２に示されるように、地面から盛り上がった形態の土を、領域５２に効率的に進入させることができる。

これらの理由により、バケット５０に積み込む土量を増やして、効率的な掘削を行なうことができる。

第１傾斜部６７の傾きと、地面から盛り上がった形態の土がなす安息角δとの関係を説明すると、第１傾斜部６７の傾きが安息角δよりも大きすぎる場合、領域５２の全体が土によって満たされず、その結果、バケット５０を地面から引き上げた時に、バケット５０内に土で満たされたないデットスペースが生じる可能性がある。また、第１傾斜部６７の傾きが安息角δよりも小さすぎる場合、土が、第１傾斜部６７から受ける抵抗によって領域５２に効率的に進入することができない可能性がある。

これに対して、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αを、２０°を超え４５°以下の範囲にし、さらに好ましくは、３０°以上４０°以下の範囲にすることによって、第１傾斜部６７の傾きを安息角δにより近づけることができる。これにより、バケット５０に積み込む土量を増やして、効率的な掘削を可能とする上記効果を、より有効に奏することができる。

また、バケット５０においては、第２基準直線１２２および第２傾斜部６８がなす角度γが、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度よりも小さい。これにより、バケット５０内における第２傾斜部６８直下の領域５３にもその全体を満たすように土が進入するため、バケット５０内にデットスペースが生じることをより確実に防ぐことができる。

また、バケット５０を地面に貫入させる際、側板８１が、土を押し退けながら地中にもぐり込む必要があるため、側板８１が、バケット５０の貫入時における抵抗（貫入抵抗）を増大させる原因となり得る。これに対して、側板８１の側端部８５には、凹み部８３が設けられているため、地中にもぐり込む側板８１の長さを小さくすることができる。これにより、側板８１に起因した貫入抵抗の増大を抑制して、地面に対するバケット５０の貫入性を向上させることができる。

また、上下方向における側板８１の長さは、底板６０の第１最深部６２を通る第２基準直線１２２上の位置で最も大きくなるため、第２基準直線１２２上の側板８１が、貫入抵抗の増大に最も大きく影響している。これに対して、凹み部８３は、第２基準直線１２２上に第２最深部８４を有するため、第２基準直線１２２上の側板８１の長さをより小さく抑えることができる。これにより、側板８１に起因した貫入抵抗の増大を抑制する上記効果を、より有効に奏することができる。加えて、側板８１に起因した貫入抵抗の大きさが、第２基準直線１２２上の側板８１が地面に貫入する時と、第２基準直線１２２から前後方向にずれた位置の側板８１が地面に貫入する時との間において、過大に変動することを抑制できる。これにより、地面の掘削作業をより円滑に行なうことができる。

また、第２最深部８４の曲率１／ｒは、第１最深部６２の曲率１／Ｒ以上である。このような構成により、第２最深部８４における凹み部８３の凹み量を、より大きく設定することが可能となるため、第１最深部６２を通る第２基準直線１２２上の側板８１の長さをさらに効果的に短縮することができる。これにより、地面に対するバケット５０の貫入性をさらに向上させることができる。

また、第２最深部８４の曲率１／ｒは、第１最深部６２の曲率１／Ｒ以下であってもよい。この場合、第２基準直線１２２から前後方向にずれた位置のより広い範囲で、側板８１に起因した貫入抵抗の増大を効果的に抑制することができる。

以下、本実施の形態におけるバケット５０および油圧ショベル１００の構成および効果についてまとめて説明する。

バケット５０は、作業機１２のアーム１７に所定軸としての中心軸１１０を中心に回動可能に連結される。バケット５０は、底板６０と、一対の側板８１と、ブラケット８６と、フロントリップ７２とを備える。底板６０は、バケット５０の開口部５１に対向する。一対の側板８１は、底板６０の両側に互いに対向して設けられる。ブラケット８６は、底板６０の背面に設けられる。ブラケット８６は、中心軸１１０においてアーム１７と連結される。フロントリップ７２は、開口部５１に沿って設けられる。底板６０は、ブラケット８６が取り付けられる側に第１傾斜部６７を有する。底板６０は、最深部としての第１最深部６２をさらに有する。第１最深部６２は、中心軸１１０およびフロントリップ７２の先端７３を通る第１基準直線１２１から底板６０までの長さが最も大きくなる。第１基準直線１２１と直交し、第１最深部６２を通る第２基準直線１２２と、フロントリップ７２とがなす角度βは、第２基準直線１２２と、第１傾斜部６７とがなす角度αよりも小さい。第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐの位置は、第１基準直線１２１上のフロントリップ７２寄りにある。

このような構成によれば、第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度βが、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αよりも小さいため、掘削された土を、フロントリップ７２を通じてバケット５０内に効率的に進入させることができる。また、第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐの位置が、第１基準直線１２１上のフロントリップ７２寄りにあるため、バケット５０内に進入した土は、フロントリップ７２から第１最深部６２に向けて運ばれ易くなる。さらに、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αが、第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度βよりも大きいため、土を第１傾斜部６７の直下の領域５２に効率的に進入させることができる。

したがって、バケット５０に積み込む土量を増やして、効率的な掘削を行なうことができる。

また、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度は、２０°を超え４５°以下の範囲である。また、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度は、３０°以上４０°以下の範囲である。

このような構成によれば、第１傾斜部６７の傾きを、地面から盛り上がる形態の土の安息角δにより近づけることができる。これにより、土を、第１傾斜部６７の直下の領域５２にさらに効率的に進入させることができる。

また、底板６０は、第２傾斜部６８をさらに有する。第２傾斜部６８は、第１傾斜部６７に連なる。第２傾斜部６８は、開口部５１に沿って設けられる。第２基準直線１２２および第２傾斜部６８がなす角度γは、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αよりも小さい。

このような構成によれば、土を、第２傾斜部６８の直下の領域５３にその全体を満たすように進入させることができる。これにより、バケット５０を引き上げた時にバケット５０内にデットスペースが生じることを防止できる。

また、側板８１は、側端部８５を有する。側端部８５は、開口部５１の開口縁を規定する。側端部８５には、凹み部８３が設けられる。凹み部８３は、中心軸１１０の軸方向に見た側面視において、底板６０に近づく方向に凹む。

このような構成によれば、側板８１に起因した貫入抵抗の増大を抑制して、地面に対するバケット５０の貫入性を向上させることができる。

油圧ショベル１００は、車両本体１１と、作業機１２とを備える。作業機１２は、車両本体１１に取り付けられる。作業機１２は、ブーム１６と、アーム１７と、バケット５０とを有する。ブーム１６は、車両本体１１に回動可能に連結される。アーム１７は、ブーム１６に回動可能に連結される。バケット５０は、アーム１７に回動可能に連結される。

このような構成によれば、バケット５０に積み込む土量を増やして、油圧ショベル１００においてより効率的な掘削を行なうことができる。

（実施の形態２）
図８は、本開示の実施の形態２におけるバケットを示す断面図である。図８は、実施の形態１における図６に対応する図である。本実施の形態におけるバケットは、実施の形態１におけるバケット５０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。

図８に示されるように、本実施の形態におけるバケットは、底板６０と、一対の側板８１と、ブラケット８６と、フロントリップ７２とを有する。

底板６０は、第１傾斜部６７を有する。底板６０は、実施の形態１における第２傾斜部６８を有していない。

第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度βは、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αよりも小さい（β＜α）。角度αが、２０°を超え４５°以下の範囲であるとき（２０°＜α≦４５°）、角度βは、２０°以下の範囲である（β≦２０°）。

第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐの位置は、第１基準直線１２１上のフロントリップ７２寄りにある。第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐからフロントリップ７２の先端７３までの第１基準直線１２１の長さＬｂは、第１基準直線１２１および第２基準直線１２２の交点Ｐから中心軸１１０までの長さＬａよりも小さい（Ｌｂ＜Ｌａ）。

このように構成された、本開示の実施の形態２におけるバケットによれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。

（実施の形態３）
図９は、本開示の実施の形態３におけるバケットを示す断面図である。図９は、実施の形態１における図６に対応する図である。本実施の形態におけるバケットは、実施の形態１におけるバケット５０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。

図９に示されるように、本実施の形態におけるバケットは、底板６０と、一対の側板８１と、ブラケット８６と、フロントリップ７２とを有する。

底板６０の底部６１は、第２基準直線１２２よりも前方において、湾曲形状を有する。底部６１は、第２基準直線１２２よりも後方において、傾きが異なる２つの直線が繋がった折れ曲がり形状を有する。底板６０の第１最深部６２は、下方に向けて突出する角部をなしている。

凹み部８３の第２最深部８４は、第１基準直線１２１の直線方向において、第２基準直線１２２からずれた位置に設けられている。第２最深部８４は、第１基準直線１２１の直線方向において、第２基準直線１２２よりも前方に設けられている。第２最深部８４は、三角形の切り欠き形状を有する。サイドリップ８２には、実施の形態１におけるサイドカッタ７７が設けられていない。

第２基準直線１２２およびフロントリップ７２がなす角度βは、第２基準直線１２２および第１傾斜部６７がなす角度αよりも小さい（β＜α）。角度αが、２０°を超え４５°以下の範囲であるとき（２０°＜α≦４５°）、角度βは、２０°以下の範囲である（β≦２０°）。角度αが、３０°以上４０°以下の範囲であるとき（３０°≦α≦４０°）、角度βは、３０°未満の範囲である。角度αおよび角度βの和は、５０°を超え６０°以下の範囲である（５０°＜α＋β≦６０°）。

このように構成された、本開示の実施の形態３におけるバケットによれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本開示は、作業車両に搭載されるバケットに適用される。

１１車両本体、１２作業機、１３旋回体、１４キャブ、１４Ｓ運転席、１５走行装置、１５Ｃｒ履帯、１５Ｍ走行モータ、１６ブーム、１７アーム、１９エンジンルーム、２０Ａ，２０Ｂブームシリンダ、２１アームシリンダ、２２バケットシリンダ、２３ブームピン、２４アームピン、２５バケットピン、４１旋回中心、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃバケット、５１開口部、５２，５３領域、６０底板、６１底部、６２第１最深部、６７第１傾斜部、６８第２傾斜部、７２フロントリップ、７３先端、７５ツースアダプタ、７６ツース、７７サイドカッタ、８１，８１Ｌ，８１Ｒ側板、８２サイドリップ、８３凹み部、８４第２最深部、８５側端部、８６ブラケット、８７プレート、８８，９０孔、８９基台、９１補強部材、１００油圧ショベル、１１０，１１１中心軸、１２１第１基準直線、１２２第２基準直線。

Claims

作業機のアームに所定軸を中心に回動可能に連結されるバケットであって、
前記バケットの開口部に対向する底板と、
前記底板の両側に互いに対向して設けられる一対の側板と、
前記開口部に沿って設けられ、前記底板および前記一対の側板とともに被掘削物を積み込むための空間を形成するフロントリップと、
前記空間の外側に配置される前記底板の背面に設けられ、前記所定軸において前記アームと連結されるブラケットとを備え、
前記底板は、前記ブラケットが取り付けられる側に第１傾斜部を有し、
前記底板は、前記所定軸および前記フロントリップの先端を通る第１基準直線から前記底板までの長さが最も大きくなる最深部をさらに有し、
前記ブラケットには、前記所定軸を中心に延び、前記ブラケットを貫通する孔が設けられ、
前記底板の背面は、前記空間を挟んで前記フロントリップの反対側であって、前記開口部に沿った位置に設けられ、
前記所定軸方向に見た側面視において、前記第１基準直線と直交し、前記最深部を通る第２基準直線と、前記空間の内側に配置される前記フロントリップの内面とがなす角度は、前記第２基準直線と、前記空間の内側に配置される前記第１傾斜部の内面とがなす角度よりも小さく、
前記第１基準直線および前記第２基準直線の交点から前記フロントリップの先端までの前記第１基準直線の長さは、前記第１基準直線および前記第２基準直線の交点から前記所定軸までの前記第１基準直線の長さよりも小さい、バケット。
前記所定軸方向に見た側面視において、前記第２基準直線と、前記空間の内側に配置される前記第１傾斜部の内面とがなす角度は、２０°を超え４５°以下の範囲である、請求項１に記載のバケット。
前記所定軸方向に見た側面視において、前記第２基準直線と、前記空間の内側に配置される前記第１傾斜部の内面とがなす角度は、３０°以上４０°以下の範囲である、請求項２に記載のバケット。
前記底板は、前記第１傾斜部に連なり、前記開口部に沿って設けられる第２傾斜部をさらに有し、
前記所定軸方向に見た側面視において、前記第２基準直線と、前記空間の内側に配置される前記第２傾斜部の内面とがなす角度は、前記第２基準直線と、前記空間の内側に配置される前記第１傾斜部の内面とがなす角度よりも小さい、請求項１から３のいずれか１項に記載のバケット。
前記側板は、前記開口部の開口縁を規定する側端部を有し、
前記側端部には、前記所定軸方向に見た側面視において、前記底板に近づく方向に凹む凹み部が設けられる、請求項１から４のいずれか１項に記載のバケット。
車両本体と、
前記車両本体に取り付けられる前記作業機とを備え、
前記作業機は、
前記車両本体に回動可能に連結されるブームと、
前記ブームに回動可能に連結される前記アームと、
前記アームに回動可能に連結される、請求項１から５のいずれか１項に記載のバケットとを有する、作業車両。