JP4699859B2 - バケットおよび作業機械 - Google Patents
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Description
すわなち、セグメントエッジは平面視略矩形状の短辺部材であり剛性が高く撓みにくい上、バケットとセグメントエッジとの溶接部分は靭性が低いため、カッティングエッジが掘削作業時の加重で撓むと、セグメントエッジが当該撓みに追従することができない。この際、カッティングエッジの先端縁に沿った溶接部分に応力が集中してしまうため、当該溶接部分に亀裂が発生し、セグメントエッジがカッティングエッジから脱落してしまう場合がある。このような場合、セグメントエッジの再溶接等を頻繁に行わなくてはならないという問題がある。
また、セグメントエッジを複数の板状体により構成することにより、破損および脱落を抑制できるセグメントエッジを簡易に構成できる。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るホイルローダ1を示す左側面図である。
ホイルローダ1は、掘削して得た土砂等をトラック等に運搬する作業機械である。このホイルローダ1は、図1に示すように、前部ユニット21および後部ユニット22を有する車体本体2を備えている。
このうち、前部ユニット21は、後部ユニット22に対して水平方向に回動可能に接続されている。これら前部ユニット21および後部ユニット22には、それぞれ2つずつのタイヤ31,32が設けられており、それぞれのタイヤ31,32は、当該後部ユニット22内部に設けられた図示しないエンジンから駆動力を得て、車体本体2を自走可能に構成している。
さらに、後部ユニット22の前方側部分で、車体本体2の略中央には、内部に運転席を有するキャブ221が設けられており、運転席における操作者の操作により、ホイルローダ1が操作できるように構成されている。
このうち、リンク機構5は、ブーム51と、リフトシリンダ(図示省略)と、バケットシリンダ52と、ベルクランク53と、連結リンク54とを備えて構成されている。
リフトシリンダは、ブーム51の上昇・下降用の油圧シリンダであり、詳しい図示を省略したが、一端が車体本体2に上下方向に回動自在に取り付けられ、他端がブーム51の下方と接続されている。このリフトシリンダを伸長させると、ブーム51が取付軸Aを中心として回動し、当該ブーム51の先端側に取り付けられたバケット4が上昇または下降する。
ベルクランク53は、一端がバケットシリンダ52に接続され、他端が連結リンク54に接続されている。また、このベルクランク53は、略中央の屈曲部分で取付軸Cを中心として、上下方向に回動自在にブーム51に取り付けられている。
連結リンク54は、詳しい図示を省略したが、一端がベルクランク53に上下方向に回動自在に取り付けられ、他端がバケット4に上下方向に回動自在に接続されている。
カッティングエッジ42は、図2に示すように、平面視略山形状に構成されており、端縁部分には、先端に向かうに従って厚さ寸法が小さくなるように傾斜した傾斜部421が形成されている。このカッティングエッジ42には、図2および図3に示すように、所定の間隔を隔てて配置されたツース43と、当該ツース43間に配置されたセグメントエッジ44,45,46とが取り付けられている。
これらツース43は、図4に示すように、カッティングエッジ42に固定されたツース本体431と、当該ツース本体431の先端部分に交換自在に取り付けられた爪部432とを備えて構成されている。
このうち、ツース本体431は、カッティングエッジ42の上面側に配置される部分が大きく、また、カッティングエッジ42の底面側に配置される部分が小さく形成されている。このツース本体431は、カッティングエッジ42との接触部分の周囲が溶接されることにより、当該カッティングエッジ42に取り付けられる。
すなわち、カッティングエッジ42の幅方向に略平行な最も突出した部分には、セグメントエッジ44が配置されている。また、カッティングエッジ42を上方から見て、右上がりの傾斜を有する部分(図2における左側部分)には、セグメントエッジ45が配置されている。さらに、カッティングエッジ42を上方から見て、右下がりの傾斜を有する部分(図2における右側部分)には、セグメントエッジ46が配置されている。
これらセグメントエッジ44,45,46は、それぞれの先端部分がカッティングエッジ42の先端部分を上方から見た際の傾斜方向に対して略平行となるように、それぞれ配置されている。
セグメントエッジ44は、図5に示すように、長手方向の寸法D1および幅方向の寸法D2を有する平面視略長方形状の2つの板状体441,442から構成され、互いに隙間443を設けて配置される。この隙間443は、本発明の不連続部に相当し、隙間443の幅方向の寸法は、板状体441,442が互いに当接されているので小さい値となっている。
なお、本実施形態では、寸法D1は350mmとされ、寸法D2は117mmとされているが、適宜変更してよい。また、隙間443の寸法は、板状体441,442の寸法およびツース43間の寸法により、適宜設定することができる。
詳述すると、傾斜部4411は、先端側に向かうに従って上面側が底面側に近接するように、側面視略直角三角形状に形成されている。この傾斜部4411は、板状体441がカッティングエッジ42に取り付けられる際に当該カッティングエッジ42の先端部分から突出するように配置される。すなわち、傾斜部4411は、板状体441がカッティングエッジ42に取り付けられた場合に、上方から見える位置に配置される。このような傾斜部4411の長手方向の形成範囲は、先端部分から寸法D4までの範囲とされ、当該傾斜部4411の傾斜角は、図4に示すように、前述のカッティングエッジ42の傾斜部421の傾斜角と略同じとなるように形成されている。
なお、本実施形態では、厚さ寸法D3は45mmとされ、寸法D4は70mmとされているが、適宜変更してよい。
このうち、第1の箇所は、板状体441の上面とカッティングエッジ42の先端縁とで形成される隅肉部分である溶接部4414である。この溶接部4414は、板状体441の上面における凹部4412から傾斜部4411に至る幅方向の領域である。この溶接部4414は、幅方向の両端に寸法D9のスペースを空けてカッティングエッジ42に溶接される。また、第2の箇所は、孔部4413の内周部分の略全域とされている。
なお、本実施形態では、溶接部4414の両端に設けられたスペースの寸法D9は30mmとされているが、適宜変更してよい。
セグメントエッジ45は、図6に示すように、右側が上がった平面視略平行四辺形状に形成されている。このセグメントエッジ45は、カッティングエッジ42の幅方向に沿って配列される2つの板状体451,452から構成されており、これら板状体451,452の間には、本発明の不連続部に相当する所定の隙間453が設けられている。
それぞれの板状体451,452は、カッティングエッジ42の幅方向に略直交する方向に長手方向を有し、当該板状体451,452が配置される位置のカッティングエッジ42の先端縁の傾斜角度に応じた平面視平行四辺形状を有している。
また、板状体451の平面視略中央には、長手方向に沿った長径を有する略長円形状の孔部4513が形成されている。この孔部4513の内周の略全域は、カッティングエッジ42に対する溶接領域とされている。
さらに、溶接部4514は、板状体451の上面とカッティングエッジ42の先端縁とによる隅肉部分であり、当該上面における凹部4512から傾斜部4511に至る幅方向に沿った領域である。この溶接部4514は、幅方向の両端に、前述の寸法D9のスペースを設けてカッティングエッジ42に溶接される。
孔部4523は、板状体452の略中央に長手方向に沿った長径を有する略長円形状に形成されている。この孔部4523は、凹部4522に対応する幅方向の範囲より小さくなるように形成されている。
溶接部4524は、板状体452の上面とカッティングエッジ42の先端縁とにより形成される隅肉部分であり、凹部4522から傾斜部4521に至る板状体452の上面の領域とされている。そして、この溶接部4524は、板状体451の溶接部4514と同様に、幅方向の両端に、前述の寸法D9のスペースを設けてカッティングエッジ42に溶接される。
セグメントエッジ46は、図7に示すように、右側が下がった平面視略平行四辺形状に形成されている。このセグメントエッジ46は、カッティングエッジ42の幅方向に沿って配列される2つの板状体461,462から構成され、これら板状体461,462の間には、本発明の不連続部に相当する所定の隙間463が設けられている。
それぞれの板状体461,462は、カッティングエッジ42に取り付けられた際に当該カッティングエッジ42の幅方向に対する略直交方向に長手方向を有し、当該板状体461,462が配置される位置の先端縁の傾斜角度に応じた平面視平行四辺形状を有している。
この傾斜部4611は、板状体461をカッティングエッジ42に取り付けた際には、当該カッティングエッジ42の先端部分から突出するように露出する。この傾斜部4611を上方から見た場合の幅方向に対する傾斜角は、当該板状体461が配置される位置のカッティングエッジ42の先端縁の幅方向に対する傾斜角と略同じとされている。
孔部4613は、板状体461の略中央部分に、長手方向に沿った長径を有する平面視略長円形状に形成されている。この孔部4613の内周の略全域が、カッティングエッジ42に溶接される。
溶接部4614は、板状体461の上面とカッティングエッジ42の先端縁との隅肉部分とされており、具体的に、板状体461の上面における凹部4612から傾斜部4611に至る幅方向の領域とされている。この溶接部4614は、幅方向の両端に前述の寸法D9のスペースを設けてカッティングエッジ42に溶接される。
孔部4623は、板状体462の略中央に、長手方向に沿った長径を有する略長円形状に形成されている。この孔部4623は、傾斜部4621にかからないように、凹部4622の幅方向の形成範囲内に収まるように形成されており、当該孔部4623の内周の略全域がカッティングエッジ42に溶接される。
溶接部4624は、板状体462の上面とカッティングエッジ42の先端縁とにより形成される隅肉部分とされ、板状体462の上面における凹部4622から傾斜部4621に至る幅方向の領域とされている。この溶接部4624は、幅方向の両端に前述の寸法D9のスペースを設けて、カッティングエッジ42に溶接される。
これによれば、カッティングエッジ42に撓みが発生した場合に、板状体441,442が互いに離間することで当該撓みに追従することができ、溶接部4414,4424において高応力が生じることを抑えることができる。従って、セグメントエッジ44の破損および脱落を抑制することができる。
セグメントエッジ44は板状体441,442により形成され、板状体441,442には、カッティングエッジ42の幅方向に沿った溶接部4414,4424がそれぞれ形成されている。これによれば、カッティングエッジ42が下方に湾曲するように撓んだ場合に、板状体441,442が互いに離間することで当該撓みに追従することができる。このため、溶接部4414,4424の溶接範囲を連続させた1つの溶接部を有したセグメントエッジを用いた場合に比べ、溶接部4414,4424に生じる応力を小さくすることができる。
従って、溶接部4414,4424に高応力が生じさせないようにすることができ、溶接部4414,4424におけるセグメントエッジ44からの脱落を抑制することができる。なお、このようなセグメントエッジ44の効果は、セグメントエッジ45,46においても同様に奏することができる。
次に、本発明の第2実施形態に係るバケットを説明する。
第2実施形態に係るバケットは、第1実施形態で示したバケット4と同様の構成、すなわち、バケット本体41およびカッティングエッジ42を備えた構成とされているが、当該カッティングエッジ42に取り付けられるセグメントエッジの構成において相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態のバケットを構成するカッティングエッジ42Aは、カッティングエッジ42と同様に平面視略山形状に形成され、図8に示すように、ツース43と、セグメントエッジ44A,45,46(図8において、セグメントエッジ45,46については図示省略)とを備えている。また、カッティングエッジ42Aには、先端部分に傾斜部421と同様の傾斜部42A1が形成されている。
なお、詳しい図示を省略したが、セグメントエッジ44Aの長手方向の寸法および厚さ寸法は、それぞれセグメントエッジ44の寸法D1,D3と略同じとされ、当該セグメントエッジ44Aの幅方向の寸法は、板状体441の寸法D2のおよそ2倍とされている。
凹部44A2は、セグメントエッジ44Aの幅方向両端にそれぞれ形成されている。詳述すると、凹部44A2は、幅方向両端のそれぞれの面の略中央部分に、平面視略半長円形状に形成されている。この凹部44A2は、前述の凹部4422等と同様に、ツース43の溶接部分を避けるための部分である。
すなわち、セグメントエッジ44Aの溶接部44A4,44A5は、孔部44A3によって分断されており、当該セグメントエッジ44Aのカッティングエッジ42Aへの取り付けは、当該分断された溶接部44A4,44A5および孔部44A3における溶接によって行われる。この際、孔部44A3の対向する略平行部分が溶接される。
これによれば、溶接部44A4,44A5の溶接領域に対応する1つの連続した溶接領域がセグメントエッジ44Aに形成されている場合に比べ、カッティングエッジ42Aに撓みが生じた際に、溶接部44A4,44A5に生じる応力を小さくすることができる。また、セグメントエッジ44Aにおいて、カッティングエッジ42Aの撓みに追従する強度的に弱い領域44A6,44A7を形成できるので、カッティングエッジ42Aに撓みが生じた際に、これら領域44A6,44A7が伸張して当該撓みに追従することができる。従って、セグメントエッジ44Aが破損することを抑えることができるとともに、当該セグメントエッジ44Aのカッティングエッジ42Aからの脱落を抑制することができる。
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
なお、セグメントエッジを1つの板状体で構成した場合には、前記第2実施形態で示したセグメントエッジ44Aの構成を採用できる。また、セグメントエッジを3つ以上の板状体で構成する場合は、それぞれの板状体に傾斜部、孔部および溶接部を形成し、両端に配置される板状体を構成する面のうち、それぞれの板状体に対向する面とは反対側の面に凹部を形成するようにすればよい。
Claims (3)
- 掘削して得た土砂を運搬する作業機械に取り付けられるバケットであって、
当該バケットの先端縁を形成するカッティングエッジを備え、
前記カッティングエッジには、
所定の間隔を隔てて取り付けられる複数のツースと、
前記ツース間に配置され、先端部分が前記カッティングエッジの先端縁から突出するように溶接されるセグメントエッジとが設けられ、
前記セグメントエッジは、前記先端縁に沿って互いに隙間を介して配列された複数の板状体により構成され、
前記各板状体は、
前記先端縁に沿った溶接部と、
前記先端縁からの当該板状体の突出方向に長径を有する長円形状の孔部とを有し、
前記各板状体は、前記溶接部と、前記孔部の内周とで前記カッティングエッジに溶接される
ことを特徴とするバケット。 - 請求項1に記載のバケットにおいて、
前記溶接部は、前記先端縁に沿う幅方向の両端に所定寸法のスペースを空けて、前記カッティングエッジに溶接される
ことを特徴とするバケット。 - 請求項1または請求項2のいずれかに記載のバケットを備える
ことを特徴とする作業機械。
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