WO2012153699A1 - 建設機械のバケットツース - Google Patents

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WO2012153699A1
WO2012153699A1 PCT/JP2012/061639 JP2012061639W WO2012153699A1 WO 2012153699 A1 WO2012153699 A1 WO 2012153699A1 JP 2012061639 W JP2012061639 W JP 2012061639W WO 2012153699 A1 WO2012153699 A1 WO 2012153699A1
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tooth
hole
bucket
locking member
bucket tooth
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PCT/JP2012/061639
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伊藤 大二郎
永田 貴則
英治 聒田
吉田 剛
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株式会社小松製作所
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Publication date
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    • E02F9/2891Tools for assembling or disassembling

Definitions

  • the present invention relates to a bucket tooth (hereinafter referred to as a tooth) that is mounted in a replaceable state on the lower end portion of a bucket of a construction machine.
  • Various excavating tools are attached to work machines mounted on work vehicles such as hydraulic excavators.
  • work machines mounted on work vehicles
  • a plurality of teeth are attached to a tip portion on the excavation side so as to protrude from the tip portion.
  • these teeth function as a cutting blade, so that they are penetrated into the excavation target and increase the excavation force.
  • the tooth attached to the tip of the excavation side of the bucket penetrates into the excavation object during excavation work, so the degree of wear is significant compared to other parts. For this reason, the tooth is attached to the bucket in an exchangeable state, and is exchanged as necessary, for example, in an excavation work time of about 1000 hours. That is, since the tooth has a high replacement frequency, it is required that the workability at the time of replacement work be high.
  • Patent Document 1 discloses a structure for attaching such a tooth to an adapter of a bucket. Specifically, in the attachment structure of the tooth disclosed in the above publication, a protrusion (bar) provided at the side end on the adapter side is inserted into a groove provided on the tooth side, and the C-shaped The tooth is fixed to the adapter by rotating the lock member.
  • a protrusion bar
  • the conventional tooth has the following problems. That is, in the tooth disclosed in the above publication, the groove into which the lock member is inserted is inclined in the direction away from the tip of the tooth from the inside of the tooth toward the outside along the tooth width direction, and the tooth side end that is the protruding portion. It is arranged behind the part. For this reason, the width
  • the subject of this invention is providing the bucket tooth of the construction machine which can improve workability
  • a bucket tooth of a construction machine is a bucket tooth of a construction machine that is attached to a tip portion of a bucket, and includes an upper surface, a lower surface, a pair of side surfaces, a rear end opening, and a convex shape.
  • a side wall, a cavity, and a through hole are provided.
  • the lower surface is connected at the upper surface and the tip.
  • the pair of side surfaces are formed on the side including the tip so as to connect the upper surface and the lower surface.
  • the rear end opening is formed on the upper surface, the lower surface, and the rear side of the pair of side surfaces, and the front end of the bucket is inserted therein.
  • the convex side wall portion is provided on one rear side of the pair of side surfaces.
  • the hollow portion is provided in the bucket tooth from the rear end opening.
  • the through hole is formed in the side wall portion and penetrates to the cavity portion, and has a large diameter by cutting a truncated cone having a rotation axis and having a large diameter side disposed on the cavity portion side obliquely with respect to the rotation axis.
  • the rotating body hole portion which is a hole having the shape of the remaining truncated rotating cone with the side removed, is provided on the cavity portion side, and the rotation axis of the truncated rotating cone extends from the cavity portion along the width direction of the bucket tooth. It is inclined and arranged in the direction approaching the tip of the bucket tooth toward the outside.
  • the above-mentioned rotating cone is the axis connecting the midpoint of a straight line and one point outside and above the straight line with the midpoint as a foot, and the both ends of the straight line and one point outside the straight line. It means a solid made by rotating a plane figure made by.
  • a line segment including one point outside the straight line cut by a plane including the rotation axis of the rotating cone is called a bus bar.
  • the bucket tooth of the construction machine according to the second invention is the bucket tooth of the construction machine according to the first invention, wherein the through hole has a concave opening portion connected to the rotating body hole portion and disposed on the side wall portion side.
  • the opening has a flat bottom surface of the opening that is inclined from the surface of the side wall of the bucket tooth to the front of the bucket tooth perpendicular to the rotation axis of the truncated rotary cone.
  • the bucket tooth of the construction machine according to the third invention is the bucket tooth of the construction machine according to the first or second invention, wherein the wharf rotary cone is a plane including the rotation axis of the wharf rotary cone.
  • disconnected cross section is a straight line.
  • the truncated rotating cone is a truncated rotating cone because the generatrix is straight. And by making a through hole into a truncated cone, the process of a through hole becomes easy and the reliability as an attachment structure of a bucket can be improved.
  • the workability at the time of tooth replacement can be improved.
  • the disassembled perspective view which expanded the attachment part vicinity of the bucket tooth of FIG. is an expanded sectional view which shows the junction part of bucket tooth and an adapter.
  • (B) is the top view which looked at the locking member of (a) from the axial direction.
  • (A) is an expanded sectional view which shows switching the locking state and the non-locking state by rotating the locking member provided in the junction part of a bucket tooth and an adapter.
  • (A) is an expanded sectional view which shows the structure of the locking member periphery provided in the junction part of the bucket tooth of the construction machine which concerns on other embodiment of this invention.
  • (B) is the expanded sectional view which changed the angle which looks at the locking member of (a) 90 degree
  • the tooth 2 of the bucket 1 is connected to a plurality of adapters 3 provided at the tip of the lower surface on the excavation side of the bucket 1 (upper right side end in FIG. 1). Each is attached and replaced when worn due to work.
  • the bucket tooth assembly corresponds to the tooth 2 and is an assembly in which a locking member 4 is mounted on a main body portion 2a described later. It can be installed as it is.
  • the tooth 2 is a claw-like member attached to the tip of the excavation portion of the bucket 1 for excavation by the bucket 1, and has a wedge-shaped outer shape that becomes thinner toward the tip. is doing.
  • the tooth 2 includes a main body (bucket tooth) 2a, a through hole 2b, a side wall 2c, an abutting surface 2d (see FIG. 3A), and a cavity V1. ,have.
  • the main body 2a is substantially rectangular and connected to the top surface 2e and the bottom surface 2f connected at the tip, and between the top surface 2e and the bottom surface 2f, the substantially triangular side surfaces 2h and 2i including the above-described tip, the top surface 2e, the bottom surface 2f, and the side surface 2h, 2i has an outer surface constituted by a substantially rectangular rear end surface 2g formed by the rear ends.
  • the rear end face 2g has an opening and continues to the cavity V1.
  • the hollow portion V1 is formed by an inner surface 2v inside the main body portion 2a.
  • the hollow portion V1 is a concave space formed inside the main body 2a from the rear end surface 2g of the tooth 2 toward the front end.
  • This concave space has a wedge-like shape that becomes thinner toward the tip as in the outer shape of the tooth 2.
  • An insertion portion 3b of the adapter 3 described later is inserted into the hollow portion V1.
  • Side wall part 2c is a convex part which protrudes on the rear side of side surfaces 2h and 2i. And the side wall part 2c forms the both side surfaces of the cavity part V1 formed in the inside of the main-body part 2a, and the through-hole 2b mentioned later is formed in the one side (side surface 2i).
  • the through hole 2b includes a concave opening 2k provided in the side wall 2c and opened to the outside, and a rotating body hole 2j having a smaller diameter than the opening 2k and into which a locking member 4 described later is inserted. have.
  • the through-hole 2b has penetrated from the side surface 2i of the one side of the main-body part 2a to the cavity part V1, and is outward from the cavity part V1 side along the width direction (BL direction of Fig.3 (a)) of the tooth 2. Are inclined in the direction approaching the tip of the tooth 2. And the locking member 4 mentioned later is inserted in this through-hole 2b from the cavity part V1 side.
  • the rotating body hole portion 2j of the through hole 2b is a space having a part of the shape of the truncated rotating cone.
  • the rotating cone has a straight line, and a line connecting the midpoint of the straight line and one point on and off the straight line with the midpoint as a foot is the rotation axis, and both ends of the straight line and outside the straight line.
  • the truncated cone is a solid on the side including the bottom by cutting the rotary cone along a plane parallel to the bottom (a surface formed by rotating a straight line).
  • the small diameter side of the space is on the side wall 2c side of the tooth 2, and the large diameter side is on the cavity V1 side.
  • the rotation axis of the truncated rotary cone (from the large diameter side to the small diameter side) is the same as the central axis of the rotary body hole portion 2j of the through hole 2b.
  • the tooth 2 is referred to as the central axis of the through hole 2b. It is arranged so as to be inclined toward the tip of the tooth 2 from the width direction (BL direction in FIG. 3A).
  • the rotary body hole portion 2j is a remaining truncated rotary cone having a bottom surface removed by cutting obliquely with respect to the rotation axis from one point on the circumference of the bottom surface of the truncated rotary cone arranged inclined to the side wall 2c.
  • the point at the rear end of the through hole 2b on the hollow portion side corresponds to one point on the circumference of the bottom surface.
  • the through hole 2b has an inner diameter that is larger by a play amount at a position corresponding to the outer diameter of the locking member 4 described later.
  • this rotating cone is a cone whose generatrix (the side of the plane including the rotation axis of the rotating cone) is a straight line.
  • the shape of the remaining part outside the rotary body hole 2j of the above-mentioned truncated-rotary cone be the shape of the other part of the truncated-rotary cone.
  • the opening 2k of the through hole 2b is provided on the side wall 2c side of the through hole 2b and continues to the rotating body hole 2j.
  • the opening 2k is formed of an opening bottom surface 2m orthogonal to the central axis 4a of the rotating body hole and a parallel opening side surface 2n. Since the central axis of the through hole 2b is inclined as described above, the bottom surface 2m of the opening is formed from the surface of the side wall 2c from the rear side to the front side of the tooth (CL direction in FIG. 3A). It is formed as a flat surface that forms a groove inclined in the tooth tip direction. An opening side surface 2n is formed vertically from the front side. The cross section of the opening 2k in the surface in the tooth width direction (the BL direction in FIG.
  • the contact surface 2d is a part of the inner surface 2v, and is an inner wall surface arranged in a V shape that forms a hollow portion V1 inside the main body 2a, and is a contact surface 3bb on the adapter 3 side described later. Abut against.
  • the state in which the contact surface 2 d of the tooth 2 is in contact with the contact surface 3 bb of the adapter 3 is the state in which the tooth 2 is inserted deeply into the adapter 3.
  • this state is referred to as a contact state.
  • Adapter 3 As shown in FIG. 1, a plurality of adapters 3 are provided at the lower end of the bucket 1, and the above-described tooth 2 is attached to each of the adapters 3. And the adapter 3 has the recessed part 3a and the insertion part 3b, as shown in FIG.
  • the concave portion 3a is a bottomed groove and is formed on one side surface (side wall portion 3ba) of the insertion portion 3b of the adapter 3.
  • the concave portion 3a has the shape of the other part of the truncated rotating cone, and when the tooth 2 is fitted to the adapter 3 in a contact state, the concave portion 3a is a part of the substantially truncated rotating cone space of the through hole 2b of the tooth 2.
  • One completed substantially truncated-rotary cone-shaped space is formed continuously with the portion (insertion portion 3b).
  • the bottom of the recess 3a is the bottom surface on the large diameter side of the completed substantially truncated cone shape space, and the portion of the bottom of the recess 3a that is closest to the rear end of the tooth is generally located on the side wall 3ba of the adapter 3.
  • the recess 3 a is configured by a surface having a curved surface of a substantially truncated rotating cone on the tip side of the tooth 2 and a flat surface of a substantially truncated rotating cone on the rear end side of the tooth 2. Then, by rotating the locking member 4 inserted into the through hole 2b, a part (bottom 4b) of the locking member 4 is inserted into or retracted into the recess 3a.
  • the state in which the bottom 4b of the locking member 4 is inserted into the recess 3a means the locked state of the tooth 2.
  • the state in which the bottom 4b of the locking member 4 is retracted from the recess 3a and the entire locking member 4 is accommodated in the through hole 2b means that the tooth 2 is not locked.
  • the insertion portion 3b is formed in accordance with the shape of the cavity portion V1 formed in the tooth 2, and is inserted into the cavity portion V1 formed inside the tooth 2.
  • the contact surface 2d of the tooth 2 that forms the cavity V1 and the insertion on the adapter 3 side The abutment surface 3bb of the portion 3b abuts with each other and the adapter 3 receives the load. Thereby, the load applied to the tooth 2 at the time of work etc. is not applied to the locking member 4 mentioned later.
  • the contact surface 3bb is an outer wall surface of the insertion portion 3b that contacts the contact surface 2d on the tooth 2 side when the tooth 2 is attached. As described above, the contact surface 3bb receives the load applied to the tooth 2 during the operation on the adapter 3 side.
  • the locking member 4 is a substantially truncated cone-shaped member attached so that the tooth 2 does not fall off the adapter 3, and as shown in FIG. 2, the cavity V1 is formed in the through hole 2a on the tooth 2 side. Inserted from the side.
  • the locking member 4 includes a locking member body having a substantially truncated cone shape, and a rotation shaft (rotation shaft of the locking member) 4a of the locking member body. And a bottom portion 4b and a tool insertion portion 4c.
  • the rotation shaft 4a of the locking member 4 and the central axis of the through hole 2b into which the locking member 4 is inserted are the same, and the locking member 4 is rotatable in the through hole 2b.
  • the shape of the main body of the locking member 4 is a completed truncated cone shape formed by the through hole 2b of the tooth 2 and the concave portion 3a of the adapter 3 in a contact state. It is the shape of the space on the side of the through hole 2b of the truncated rotary cone-shaped space cut by cutting the space at the surface forming the cavity portion V1 of the tooth 2.
  • the main body of the locking member 4 has a similar shape to the space of the truncated cone in the through hole 2b of the tooth 2 and is small by play, and is substantially one of the aforementioned truncated cones.
  • the portion of the cut surface at the most rear end of the tooth 2 is substantially equal to the position of the most rear end of the bottom of the truncated cone space.
  • the rotation shaft 4a of the main body of the locking member 4 is the same as the rotation shaft of the truncated-rotary cone space formed by the through hole 2b and the recess 3a.
  • the rotating shaft 4a becomes a rotation center when the locking member 4 is rotated in the through hole 2b using the tool T (see FIG. 2).
  • the bottom portion 4 b has a substantially truncated rotatory cone due to the difference in the length of the outer peripheral surface (bus line) of the outer shape of the substantially truncated cone shape in the cross-sectional view of the locking member 4.
  • the body-shaped locking member 4 is formed obliquely with respect to the rotation shaft 4a. As described above, the bottom 4b of the locking member 4 is flush with the inner surface of the tooth that forms the cavity V1 of the tooth 2 at a specific rotational position.
  • the tool insertion portion 4c is provided on a surface orthogonal to the rotation shaft 4a of the portion extending from the small diameter side of the substantially truncated cone shape in the locking member 4, and is disposed in the opening 2k of the through hole 2b.
  • the tool insertion portion 4c is a groove into which the tip portion Ta of the tool T (see FIG. 2) for manually rotating the locking member 4 is inserted, and has a shape that matches the shape of the tip portion Ta of the tool T. (A square in FIG. 3B).
  • a groove is provided in a part of the outer periphery of the extended portion, and a C-ring 5 described later is wound around the groove.
  • FIG.3 (b) is a figure of the penetration hole 2b periphery from the viewpoint A of Fig.3 (a).
  • the tool T When replacing the tooth 2, it is necessary to work with the tool T approaching the tool insertion portion 4c.
  • the tool T is performed while accessing the tool insertion portion 4c along the rotation axis 4a of the through hole 2b. That is, the tool T is opened from the front of the tooth 2 in the front-rear direction of the tooth 2, that is, without the bucket 1.
  • the work can be performed by approaching the tool from the created space. Therefore, the workability at the time of replacement of the tooth 2 can be improved as compared with the conventional case.
  • the locking member 4 rotates unintentionally due to vibration or impact generated during the operation of the construction machine, other than when the locking member 4 is manually rotated using the tool T.
  • a C-ring (anti-rotation member) 5 that prevents the locking member 4 from rotating is provided.
  • the C ring 5 is a member obtained by forming an elastic member made of metal, resin, rubber or the like into a U shape, and is in close contact with a groove provided on the outer peripheral surface of the locking member 4. Both ends of the C ring 5 are fixed to the side wall 2c.
  • the locking member 4 is in close contact with the C ring 5 and is prevented from rotating from a predetermined position by friction.
  • the locking member 4 when attaching the tooth 2 to the adapter 3, as shown in FIG. 4A, a part of the locking member 4 (bottom 4 b) inserted into the through hole 2 b of the tooth 2 is the adapter 3. It is assumed that it has not entered the recess 3a on the side and is in the through hole 2b (non-locking state). At this time, when the tooth 2 is not in the unlocked state when the tooth 2 is attached, the locking member 4 may be rotated by using the tool T to form the unlocked state.
  • the insertion part 3b of the adapter 3 can be inserted into the cavity V1 of the tooth 2.
  • the locking member 4 is rotated 180 degrees from the non-locking state using the tool T, and FIG. As shown, a part (bottom part 4b) of the locking member 4 is shifted to a state (locked state) that has entered the recess 3a on the adapter 3 side.
  • the bottom portion 4b of the locking member 4 that has entered the recess 3a on the adapter 3 side moves integrally with the tooth 2 when a force is applied to the tooth 2 in a direction away from the adapter 3.
  • Part of 4 is caught in the recess 3 a of the adapter 3. Thereby, the locked state in which the tooth 2 does not fall off from the adapter 3 can be formed.
  • the locking member 4 is configured not to be loaded.
  • the adapter 3 and the locking member 4 are in contact with each other in the contact state between the tooth 2 and the adapter 3, but the load applied to the tooth 2 is received by the respective contact surfaces 2d and 3bb, A load is not applied to the locking member 4.
  • the locking member 4 moves away from the adapter 3 and is not in contact with the adapter 3. It becomes. For this reason, similarly, the load in the direction in which the tooth 2 is pushed into the adapter 3 is not applied to the locking member 4. Therefore, the locking member 4 only needs to have a function of locking the tooth 2 so that it does not fall off from the adapter 3, so that the locking member 4 is prevented from being damaged by a load applied to the tooth 2 during operation. it can.
  • a rotating shaft 54a is used instead of using the C-ring 5 of the above-described embodiment as a detent member for suppressing the rotation of the locking member 4, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
  • a bolt (anti-rotation member) 55 is used that prevents rotation of the locking member 54 that rotates around the center of the shaft and that has a groove 54c formed on the outer peripheral surface thereof.
  • the opening portion of the insertion hole has a bottom surface of the opening portion, and the cross section of the opening portion is a substantially right triangle, whereas in the present embodiment, the opening portion has no bottom surface. It is different from Form 1.
  • FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the locking member on the surface including the front-rear direction and the width direction of the tooth, but the bolts 55 are shown overlapped for explanation.
  • the locking member 54 is rotated around the rotation shaft 54 a with the insertion portion 53 b of the adapter 53 inserted into the body 52 a of the tooth 52.
  • the bottom 54 b of the locking member 54 can be taken in and out of the recess 53 a of the adapter 53.
  • the engaging member 54 can be made non-rotatable about the rotating shaft 54a by inserting the tip of the bolt 55 into the groove 54c.
  • the recessed part 53a is provided in the left-right both sides
  • the tooth 52 can be locked to the adapter 53 by the locking member 54 regardless of which side of the side surface of the main body 52a of the tooth 52 is provided with the through hole 52b. Therefore, it is possible to attach even the tooth 52 having a different shape, and the parts can be shared.
  • the generatrix of the rotor of the rotor hole may be a curved line as long as the locking member can insert / remove the insertion part.
  • the bucket tooth of the construction machine of the present invention can be widely applied to various excavator mounting structures for mounting on the bucket.

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Abstract

 ツース(2)は、側面(2i)に建設機械の作業機であるバケットに装着されるための貫通孔(2b)を有している。貫通孔(2b)は、側面(2i)側に設けられた開口部(2k)と、開口部(2k)に連続して空洞部(V1)側に設けられた回転体孔部(2j)と、を有している。開口部(2k)は、ツース後側の側面にある凹部である。回転体孔部(2j)は、空洞部(V1)側に設けられた截頭回転錐体の大径側底面をその回転軸に斜めの平面で取り除いた形状の孔である。

Description

建設機械のバケットツース
 本発明は、建設機械のバケットの下面先端部分に交換可能な状態で装着されるバケットツース(以下、ツースと称する。)に関する。
 油圧ショベル等の作業車両に搭載された作業機には、様々な掘削具が取り付けられている。例えば、油圧ショベルに搭載されるバケット(作業機)には、掘削側の先端部分に、複数のツース(掘削具)が先端部分から突出するように取り付けられている。そして、掘削時には、これらの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ている。
 バケットの掘削側の先端部分に取り付けられるツースは、掘削作業時に掘削対象へ貫入されるため、他の部位と比べて摩耗の度合いが著しい。このため、ツースは、バケットに対して交換可能な状態で取り付けられており、例えば、掘削作業時間1000時間程度で必要に応じて交換される。つまり、ツースは交換頻度が高いため、交換作業時の作業性が高いことが要求される。
 特許文献1には、このようなツースを、バケットのアダプタに対して取り付ける構造について開示されている。
 具体的には、上記公報に開示されたツースの取付け構造では、アダプタ側の側端部に設けられた突起部(バー)を、ツース側に設けられた溝部内に挿入し、C字状のロック部材を回転させることで、アダプタに対してツースを固定する。
米国特許第7,762,015号明細書
 しかしながら、上記従来のツースでは、以下に示すような問題点を有している。
 すなわち、上記公報に開示されたツースでは、ロック部材を挿入される溝が、ツース幅方向に沿ってツース内部から外方に向かってツース先端から離れる方向に傾いて、突出部であるツース側端部の後方に配置されている。このため、ツース間の幅が比較的狭く、更に、ロック部材を回転させるための工具は、ツース前後方向でバケットの近くからロック部材に接近するように使用される。換言すると、従来のツースの構造では、ツース交換作業のために必要な空間が非常に狭く、作業性に問題がある。
 本発明の課題は、ツース交換時における作業性を向上させることが可能な建設機械のバケットツースを提供することにある。
 第1の発明に係る建設機械のバケットツースは、バケットの先端部に装着される建設機械のバケットツースであって、上面と、下面と、一対の側面と、後端開口部と、凸状の側壁部と、空洞部と、貫通孔と、を備えている。下面は、上面と先端部において繋がっている。一対の側面は、上面と下面との間を繋ぐように先端部を含む側に形成されている。後端開口部は、上面、下面、一対の側面の後側に形成され、バケットの先端部が挿入される。凸状の側壁部は、一対の側面の一方の後側に設けられている。空洞部は、後端開口部からバケットツース内に設けられる。貫通孔は、側壁部に形成されて空洞部まで挿通するとともに、回転軸を有し大径側が空洞部側に配置される截頭回転錐体を回転軸に対して斜めに切断して大径側を取り除いた残りの截頭回転錐体の形状を持つ孔である回転体孔部を空洞部側に有し、截頭回転錐体の回転軸がバケットツースの幅方向に沿って空洞部から外方に向かってバケットツースの先端に近づく方向に傾いて配置される。
 ここで、上記回転錐体とは、直線の中点とその中点を足とする垂線上にある直線上外の1点とを結ぶ軸を回転軸として、直線両端と直線外の1点とでできる平面図形を回転してできる立体を意味している。また、この回転錐体の回転軸を含む平面で切断された直線外の1点を含む線分は、母線と呼ばれる。
 これにより、バケットツースを着脱する際には、ツース前後方向におけるツース前方側から貫通孔の側壁部側へアクセスして行うことができる。よって、ツース交換時には、バケットのない広い空間側から貫通孔にアクセスできるため、作業性を向上させることができる。
 第2の発明に係る建設機械のバケットツースは、第1の発明に係る建設機械のバケットツースであって、貫通孔は、回転体孔部に繋がり側壁部側に配される凹状の開口部をさらに有している。開口部は、バケットツースの側壁部表面から截頭回転錐体の回転軸に直交してバケットツース前方に向かって傾斜する平面状の開口部底面を有する。
 これにより、作業に伴い開口部に蓄積する土砂を容易に取り除くことが可能となり、ツース交換時間を短くすることができる。
 第3の発明に係る建設機械のバケットツースは、第1または第2の発明に係る建設機械のバケットツースであって、截頭回転錐体は、截頭回転錐体の回転軸を含む平面で切断された断面における側辺部分が直線である。
 これにより、截頭回転錐体は母線が直線なので、截頭回転錐体体となる。そして、貫通孔を截頭回転錐体とすることで、貫通孔の加工が容易となり、かつバケットの取付構造としての信頼性を向上させることができる。
 本発明に係る建設機械のバケットツースによれば、ツース交換時における作業性を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る建設機械のバケットツースおよびその周辺の構造を示す斜視図。 図1のバケットツースの取付け部分付近を拡大した分解斜視図。 (a)は、バケットツースとアダプタとの接合部分を示す拡大断面図。(b)は、(a)の係止部材を軸方向から見た平面図。 (a),(b)は、バケットツースとアダプタとの接合部分に設けられる係止部材を回転させて係止状態と非係止状態とを切り換えることを示す拡大断面図。 (a)は、本発明の他の実施形態に係る建設機械のバケットツースの接合部分に設けられた係止部材周辺の構成を示す拡大断面図。(b)は、(a)の係止部材を見る角度を90度変えた拡大断面図。
 (実施形態1)
 本発明の一実施形態に係るツース2について、バケット1への取付構造について言及しつつ、図1~図4(b)を用いて説明すれば以下の通りである。
 本実施形態に係るバケット1のツース2は、図1に示すように、バケット1の掘削側となる下面の先端(図1では、右上側端部)に設けられた複数のアダプタ3に対してそれぞれ取り付けられ、作業によって摩耗した場合には交換される。
 なお、本実施形態において、バケットツース組立体は、ツース2に相当するものであって、後述する本体部2aに係止部材4が装着された組立品であり、バケット1のアダプタ3に対してそのまま取付可能となっている。
 (ツース2)
 ツース2は、図2に示すように、バケット1によって掘削を行うためにバケット1の掘削部分の先端に取り付けられた爪状の部材であって、先端に向かって薄くなるクサビ状の外形を有している。そして、ツース2は、図2に示すように、本体部(バケットツース)2aと、貫通孔2bと、側壁部2cと、当接面2d(図3(a)参照)と、空洞部V1と、を有している。
 本体部2aは、それぞれ略矩形で先端で繋がっている上面2eと下面2f、その上面2eと下面2f間にあって、上述の先端を含む略三角形の側面2h,2i、それら上面2e、下面2f、側面2h,2iの後端によって形成される略矩形の後端面2gによって構成される外面を有している。後端面2gは、開口を有しており、空洞部V1へと続いている。空洞部V1は、本体部2aの内部にある内面2vにより形成されている。
 空洞部V1は、ツース2の後端面2gから先端方向に向かって本体部2aの内部に形成された凹状の空間である。この凹状の空間は、ツース2の外形と同じように先端に向かって薄くなるクサビ状の形状を有している。この空洞部V1には、後述するアダプタ3の挿入部3bが挿入される。
 側壁部2cは、側面2h,2iの後側において隆起する凸部である。そして、側壁部2cは、本体部2aの内部に形成された空洞部V1の両側面を形成し、その片側(側面2i)に後述する貫通孔2bが形成されている。
 貫通孔2bは、側壁部2cに設けられ外側に開放される凹状の開口部2kと、その開口部2kより小径の孔であって後述の係止部材4が挿入される回転体孔部2jとを有している。そして、貫通孔2bは、本体部2aの片側の側面2iから空洞部V1まで貫通しており、ツース2の幅方向(図3(a)のBL方向)に沿って空洞部V1側から外方にツース2先端に近づく方向に傾いて形成されている。そして、この貫通孔2bには、後述する係止部材4が空洞部V1側から挿入される。
 貫通孔2bの回転体孔部2jは、截頭回転錐体の一部の形状を有する空間である。
 ここで、回転錐体とは、直線があり、その直線の中点とその中点を足とする垂線上にある直線上外の1点とを結ぶ線を回転軸として、直線両端と直線外の1点とでできる平面図形を回転してできる立体を指す。そして、截頭回転錐体とは、回転錐体を底面(直線が回転してできる面)と平行な面で切断して、底面を含む側の立体を指す。その空間の小径側はツース2の側壁部2c側に、大径側は空洞部V1側にある。大径側から小径側に向かう截頭回転錐体の回転軸(貫通孔2bの回転体孔部2jの中心軸と同じである。以下、貫通孔2bの中心軸と呼ぶ。)は、ツース2の幅方向(図3(a)のBL方向)からツース2の先端寄りに斜めになるように配置される。回転体孔部2jは、側壁部2cに傾いて配置された截頭回転錐体の底面の周上の1点から回転軸に対して斜めに切断して底面を取り除いた残りの截頭回転錐体の形状を有している。回転軸が上述のように傾いているので、貫通孔2bの空洞部側の最後端の点が、上記底面の周上の1点に対応する。貫通孔2bは、後述する係止部材4の外径よりも対応する位置で遊び分だけ大きな内径を有している。また、この回転錐体は、母線(回転錐体の回転軸を含む平面の側辺)が直線である円錐体である。なお、上述の截頭回転錐体の回転体孔部2j外の残りの部分の形状を、截頭回転錐体の他部の形状とする。
 貫通孔2bの開口部2kは、貫通孔2bの側壁部2c側に設けられており、回転体孔部2jへと続いている。その開口部2kは、回転体孔部の中心軸4aに直交する開口部底面2mと、平行な開口部側面2nと、から形成されている。貫通孔2bの中心軸は、上述のように傾斜しているので、開口部底面2mは、ツース前後方向(図3(a)のCL方向)後側から前側に向かって側壁部2cの表面からツース先端方向に傾く溝を形成する平面として形成される。そして、その前側から垂直に開口部側面2nが形成されている。貫通孔2bの中心軸を含むツース幅方向(図3(b)のBL方向)の面における開口部2kの断面は、図3(a)で示される通り、おおよそ斜辺が側壁部2cにある直角三角形の形状を有している。これにより、掘削作業に伴って、開口部2k内で土砂が詰まっても、容易にその土砂を取り除くことができ、ツース交換時間を短くすることができる。
 当接面2dは、内面2vの一部であって、本体部2aの内部に空洞部V1を形成するV字状に配置された内壁面であって、後述するアダプタ3側の当接面3bbに対して当接する。ここで、このツース2の当接面2dがアダプタ3の当接面3bbに当接している状態が、ツース2が最も深くアダプタ3に挿入されている状態である。以下、この状態を、当接状態と呼ぶ。
 (アダプタ3)
 アダプタ3は、図1に示すように、バケット1の下面端部に複数設けられており、それぞれに対して、上述したツース2が取り付けられる。そして、アダプタ3は、図2に示すように、凹部3aと、挿入部3bと、を有している。
 凹部3aは、有底溝であって、アダプタ3の挿入部3bの一方の側面(側壁部3ba)に形成されている。その凹部3aは、截頭回転錐体の他部の形状を有し、ツース2をアダプタ3に当接状態で嵌合させると、ツース2の貫通孔2bの略截頭回転錐体空間の一部(挿入部3b)と連続して1つの完成した略截頭回転錐体形状の空間が形成される。また、凹部3aの底がその完成した略截頭回転錐体形状空間の大径側の底面であり、その凹部3aの底の最もツース後端側にある部位がアダプタ3の側壁部3baに概ね位置する。従って、凹部3aは、ツース2の先端側の略截頭回転錐体の曲面を持つ面と、ツース2の後端側の略截頭回転錐体の平坦な面と、によって構成されている。そして、凹部3aには、貫通孔2bに挿入された係止部材4を回転させることで、係止部材4の一部(底部4b)が挿入されたり、退避したりする。
 つまり、凹部3a内に係止部材4の底部4bが挿入された状態が、ツース2の係止状態を意味している。逆に、凹部3a内から係止部材4の底部4bが退避して、係止部材4全体が貫通孔2b内に収まっている状態が、ツース2の非係止状態を意味している。
 挿入部3bは、ツース2内に形成された空洞部V1の形状に合わせて形成されており、ツース2の内部に形成された空洞部V1に挿入される。また、ツース2をアダプタ3に装着した状態において、作業時等にツース2に対して負荷が掛かった場合には、空洞部V1を形成するツース2の当接面2dと、アダプタ3側の挿入部3bの当接面3bbとが面同士で当接してアダプタ3がその負荷を受ける。これにより、作業時等にツース2に対して掛かった負荷が、後述する係止部材4に掛かることはない。
 当接面3bbは、ツース2が取り付けられた状態において、ツース2側の当接面2dに対して当接する挿入部3bの外壁面である。当接面3bbは、上述したように、作業中にツース2に掛かる負荷を、アダプタ3側において面で受け止める。
 (係止部材4)
 係止部材4は、ツース2がアダプタ3から脱落しないように取り付けられる略截頭回転錐体状の部材であって、図2に示すように、ツース2側の貫通孔2a内に空洞部V1側から挿入される。また、係止部材4は、図3(a)に示すように、略截頭回転錐体形状を持つ係止部材本体と、その係止部材本体の回転軸(係止部材の回転軸)4aと、底部4bと、工具挿入部4cと、を有している。
 ここで、係止部材4の回転軸4aと係止部材4が挿入される貫通孔2bの中心軸とは同一であり、係止部材4は貫通孔2b内において回転可能とされる。
 係止部材4の本体の形状は、図4(a)に示すように、当接状態でツース2の貫通孔2bとアダプタ3の凹部3aとにより形成される完成した截頭回転錐体状の空間を、ツース2の空洞部V1を形成する面で切断し、その切断された截頭回転錐体状空間の貫通孔2b側の空間の形状である。換言すると、係止部材4の本体は、ツース2の貫通孔2bにある截頭回転錐体の空間と遊び分だけ小さい相似の形状を有し、実質的に上述の截頭回転錐体の一部の形状を有する。切断面のツース2の最も後端にある部位は、截頭回転錐体状空間底部の最も後端の位置に略等しい。係止部材4の本体の回転軸4aは、貫通孔2bと凹部3aとによって形成される截頭回転錐体空間の回転軸と同一である。
 回転軸4aは、工具T(図2参照)を用いて、貫通孔2b内において係止部材4を回転させる際の回転中心となる。
 底部4bは、図3(a)に示すように、係止部材4の断面視において略截頭回転錐体状の外形の外周面(母線)の長さが異なることで、略截頭回転錐体状の係止部材4における回転軸4aに対して斜めに形成されている。そして、上述のように、ある特定の回転位置において係止部材4の底部4bはツース2の空洞部V1を形成するツース内面と同一面となる。そして、この特定の回転位置から係止部材4を180度回転させると、係止部材4のツース2の最後端にあった部位が、ツース2の空洞部面からアダプタ凹部3aの底部のツース2の先端側の位置に移動し、係止部材4とアダプタ3とが係合する。これにより、回転軸4aを中心に係止部材4を回転させるだけで、係止部材4の一部(底部4b)が、アダプタ3側の凹部3a内に挿入した状態(係止状態)と、凹部3a内から退避した状態(非係止状態)とを切り換えることができる。
 工具挿入部4cは、係止部材4における略截頭回転錐体体形状の小径側から延設される部位の回転軸4aに直交する面に設けられ、貫通孔2bの開口部2k内に配置されている。この工具挿入部4cは、係止部材4を手動で回転させるための工具T(図2参照)の先端部Taが挿入される溝であって、工具Tの先端部Taの形状に合わせた形状(図3(b)では四角形)に形成されている。延設される部位の外周の一部には、溝が設けられており、後述するCリング5がその溝に巻装される。なお、図3(b)は、図3(a)の視点Aからの挿通孔2b周辺の図である。
 ツース2の交換時には、工具挿入部4cへ工具Tを接近させて作業を行う必要がある。本実施形態では、工具Tを、貫通孔2bの回転軸4aに沿って工具挿入部4cへアクセスしながら行われる、つまり、ツース2の前後方向におけるツース2の前方から、すなわちバケット1のない開放された空間から工具を接近させて作業を行うことができる。よって、従来よりもツース2の交換時における作業性を向上させることができる。
 また、本実施形態では、工具Tを用いて係止部材4を手動で回転させる際以外に、建設機械の作業中に生じる振動や衝撃等によって係止部材4が意図せずに回転してしまうことがないように、係止部材4の回転を抑止するCリング(回り止め部材)5を設けている。
 Cリング5は、金属や樹脂、ゴム製等の弾性部材をU字状に成形した部材であって、係止部材4の外周面に設けられた溝に対して密着している。Cリング5の両端部は、側壁部2cに固定されている。係止部材4は、Cリング5に密着して、摩擦により所定位置からの回動が阻止されている。
 これにより、作業時等の振動等によって、係止部材4が勝手に回転してしまった結果、アダプタ3に対するツース2の係止状態が解除されて非係止状態へ移行してしまうことを
回避することができる。
 <ツース2の係止状態と非係止状態の切り換え>
 本実施形態では、以上のような構成を備えており、アダプタ3に対するツース2の係止状態(第2状態)と非係止状態(第1状態)とを切り換えている。
 すなわち、アダプタ3に対してツース2を取り付ける際には、図4(a)に示すように、ツース2の貫通孔2b内に挿入された係止部材4の一部(底部4b)がアダプタ3側の凹部3a内に進入しておらず、貫通孔2b内に収まった状態(非係止状態)とする。このとき、ツース2を取り付ける際にこの非係止状態になっていない場合には、工具Tを用いて係止部材4を回転させて、非係止状態を形成すればよい。
 これにより、アダプタ3の挿入部3bを、ツース2の空洞部V1の内部へ挿入することができる。
 次に、アダプタ3の挿入部3bがツース2の空洞部V1内へ挿入された状態において、工具Tを用いて係止部材4を非係止状態から180度回転させ、図4(b)に示すように、係止部材4の一部(底部4b)がアダプタ3側の凹部3a内に進入した状態(係止状態)へ移行させる。
 このとき、アダプタ3側の凹部3a内に進入した係止部材4の底部4bは、ツース2に対してアダプタ3から離間する方向に力が加わると、ツース2と一体的に移動する係止部材4の一部がアダプタ3の凹部3a内に引っ掛かる。これにより、ツース2がアダプタ3から脱落しない係止状態を形成することができる。
 逆に、ツース2がアダプタ3側に押し込まれる方向(図3(a)でのCL方向の右方向)に力が加わると(例えば、掘削時)、作業中にツース2に掛かる大きな負荷は、ツース2側の当接面2dとアダプタ3側の当接面3bbとにおいて面同士で受け止められるため、係止部材4には負荷が掛からないように構成されている。本実施形態では、ツース2とアダプタ3の当接状態においてアダプタ3と係止部材4とは当接しているが、ツース2に加わる負荷は、それぞれの当接面2d,3bbにおいて受け止められて、係止部材4に負荷がかかることはない。また、当接面2d,3bbの磨耗によって、ツース2が摩滅前の位置よりも後端側に押し込まれても、係止部材4はアダプタ3から離間する方向に移動してアダプタ3と非接触となる。このため、同様にツース2がアダプタ3に押し込まれる方向への負荷は、係止部材4には加わらない。よって、係止部材4には、ツース2がアダプタ3から脱落しないように係止するだけの機能があればよいため、係止部材4が作業中にツース2に掛かる負荷によって破損することを防止できる。この結果、ツース2の取付構造部分における部品寿命を確保しつつ、簡易な構成によって、ツース2の係止状態と非係止状態とを切り換えることができる。また、係止状態と非係止状態の切り換えが、係止部材4を回転させるだけで可能となるため、ツース2のアダプタ3への着脱作業、つまり交換作業の作業性を向上させることができる。
 (実施形態2)
 本発明の他の実施形態に係る建設機械のツースについて、図5(a)および図5(b)を用いて説明すれば以下の通りである。
 本実施形態では、係止部材4の回転を抑止する回り止め部材として、上記実施形態のCリング5を用いる代わりに、図5(a)および図5(b)に示すように、回転軸54aを中心に回転し外周面に溝部54cが形成された係止部材54の回転を抑止するボルト(回り止め部材)55を用いている。そして、上記実施形態1では挿通孔の開口部が開口部底面を有し、その開口部断面が略直角三角形であるのに対し、本実施形態では、開口部は底面を持たない点で上記実施形態1とは異なっている。
 なお、図5(b)は、ツース前後方向と幅方向を含む面での係止部材周辺の拡大断面図だが、説明のためボルト55は重ねて表示している。
 本実施形態では、図5(b)に示すように、ツース52の本体部52aの内部へアダプタ53の挿入部53bを挿入した状態で、回転軸54aを中心に係止部材54を回転させることで、係止部材54の底部54bをアダプタ53の凹部53a内に出し入れすることができる。そして、係止部材54によってツース52の本体部52aをアダプタ53に対して係止した状態で、係止部材54の回転を抑止するために、本体部52aの側面に形成されたボルト孔52c内にボルト55を挿入する。このとき、ボルト55を奥まで挿入すると、ボルト55の先端が係止部材54の外周面に形成された溝部54c内に入り込む。ここで、溝部54cは、図5(a)に示すように、係止部材54の外周面における対向する2箇所に設けられている。
 これにより、溝部54c内にボルト55の先端が挿入されたことで、係止部材54は回転軸54aを中心に回転不能な状態とすることができる。
 なお、図5(b)に示すように、アダプタ53の左右両側面に凹部53aが設けられていることが好ましい。
 これにより、ツース52の本体部52aの側面のどちら側に貫通孔52bが設けられている場合でも、係止部材54によってツース52をアダプタ53に対して係止することができる。よって、形状の異なるツース52でも取り付け可能となり、部品の共有化を図れる。
 [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、回転体孔部2jの形状は、回転体の母線が直線である円錐であ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、上記回転体孔部の回転体の母線は、係止部材が挿入部の挿入・脱着可能であれば、曲線であってもよい。
 本発明の建設機械のバケットツースは、バケットへの装着のための各種掘削具の取付け構造に対して広く適用可能である。
 1   バケット
 2   ツース
 2a  本体部(建設機械のバケットツース)
 2b  貫通孔
 2c  側壁部
 2d  当接面
 2e  上面
 2f  下面
 2g  後端面
2h,2i 側面
 2j  回転体孔部
 2k  開口部
 2m  開口部底面
 2n  開口部側面
 2v  内面
 3   アダプタ
 3a  凹部
 3b  挿入部
 3ba 側壁部
 3bb 当接面
 4   係止部材
 4a  回転軸(係止部材の回転軸、貫通孔の中心軸)
 4b  底部
 4c  工具挿入部
 5   Cリング(回り止め部材)
52   ツース
52a  本体部(建設機械のバケットツース)
52b  貫通孔
52c  ボルト孔
53   アダプタ
53a  凹部
53b  挿入部
54   係止部材
54a  回転軸
54b  底部
54c  溝部
55   ボルト(回り止め部材)
 T   工具
 Ta  先端部
 V1  空洞部

Claims (3)

  1.  バケットの先端部に装着される建設機械のバケットツースであって、
     上面と、
     前記上面と先端部において繋がる下面と、
     前記上面と前記下面との間を繋ぐように前記先端部を含む側に形成された一対の側面と、
     前記上面、前記下面、前記一対の側面の後側に形成され、前記バケットの先端部が挿入される後端開口部と、
     前記一対の側面の一方の後側に設けられた凸状の側壁部と、
     前記後端開口部から前記バケットツース内に設けられる空洞部と、
     前記側壁部に形成されて前記空洞部まで挿通するとともに、回転軸を有し大径側が前記空洞部側に配置される截頭回転錐体を前記回転軸に対して斜めに切断して大径側を取り除いた残りの截頭回転錐体の形状を持つ孔である回転体孔部を前記空洞部側に有し、前記截頭回転錐体の前記回転軸が前記バケットツースの幅方向に沿って前記空洞部から外方に向かって前記バケットツースの先端に近づく方向に傾いて配置される貫通孔と、
    を備えている建設機械のバケットツース。
  2.  前記貫通孔は、前記回転体孔部に繋がり前記側壁部側に配される凹状の開口部をさらに有しており、
     前記開口部は、前記バケットツースの前記側壁部表面から前記截頭回転錐体の回転軸に直交してバケットツース前方に向かって傾斜する平面状の開口部底面を有する、
    請求項1に記載の建設機械のバケットツース。
  3.  前記截頭回転錐体は、前記截頭回転錐体の回転軸を含む平面で切断された断面における側辺部分が直線である、
    請求項1または2に記載の建設機械のバケットツース。
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