JP5973090B2 - バケットおよびこれを備えた作業車両 - Google Patents
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Description
本発明は、バケットおよびこれを備えた作業車両に関する。
従来、ホイールローダ等の作業車両には、作業機を構成するバケットが設けられている。このようなバケットの断面として、所定のバケット半径により円弧状に湾曲した中間部分と、中間部分の下側からその円弧の接線方向に直線状に延設された底部部分と、中間部分の上側からその円弧の接線方向に直線状に延設された上部部分とを有する形状のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来のバケットにおいては、堆積された山あるいは地山などに対してすくい込み作業や掘削作業を行う場合、対象物の種類、大きさ(粒径)等によっては、バケット奥側の中間部分に押し込まれて溜まった対象物が、さらに押し込まれてくる対象物の受入れを阻害し、バケットのすくい込みが滑らかに行われず、作業量(生産量)を増やすことができないという問題がある。
そこで、このような問題を解決するために、バケット奥側の断面形状として、より大きなバケット半径を採用し、バケットの奥側での容量を増やすことが考えられる。
しかし、単にバケットの容量を大きくしたのでは、ホイールローダの走行姿勢時にバケットとその後側、つまりバケットに対して車体後方側に近接するブームとが干渉することとなり、容量を増やすには限界がある。また、そのような干渉を避けようとしてバケットを前方に配置させると、バケットの奥行きが浅くなって容量の増加が望めない。
しかし、単にバケットの容量を大きくしたのでは、ホイールローダの走行姿勢時にバケットとその後側、つまりバケットに対して車体後方側に近接するブームとが干渉することとなり、容量を増やすには限界がある。また、そのような干渉を避けようとしてバケットを前方に配置させると、バケットの奥行きが浅くなって容量の増加が望めない。
本発明の目的は、作業量を確実に増やすことができるバケットおよびこれを備えた作業車両を提供することにある。
本発明のバケットは、下部前端縁が刃形状に設けられたバケットであって、前記下部前端縁からバケット奥側に向かって水平に延出した第1直線部と、前記第1直線部の後端縁に下端縁で連続し、所定のバケット半径で形成された曲面部と、前記曲面部の上端縁に連続し、バケット間口に向かって上向きに傾斜した第2直線部と、前記第2直線部の前端縁に対して折曲部を介してバケット間口側に折曲し、当該バケット間口に向かってさらに延出した第3直線部と、前記第3直線部の上部に設けられて当該上部を補強する補強部材と、前記曲面部の後側に設けられて前記ブームの先端が連結される支点とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、曲面部を形成するバケット半径として、従来よりも大きいものを採用する。そして、バケット半径をより大きくすることで、すくい込み作業時や掘削作業時には、バケットを突入させるに従って、バケット内に押し込まれて第1直線部から曲面部に至る対象物をさらに滑らせて、当該曲面部をせり上がるようにバケット奥側で巻き上げることができる。このため、さらなる対象物が押し込まれても、その押込が阻害されることがない。
また、大きなバケット半径を採用することでのバケット容量の増加はさほど期待できないが、第2、第3直線部および折曲部で形成される膨出部分、すなわちバケットの上部側でバケット容量を増加させることができる。バケット間口の開口部分の上方向の大きさを変えず、バケットの容量を確保でき、大きなバケット半径により、バケット間口の上部側からバケット内への対象物の流れ込みをも促進できる。
以上により、大きなバケット半径にすることで、膨出部分を形成してバケット容量を増加させることができるうえ、対象物をバケット奥側に押し込みやすくすることで、増加したバケット容量を確保でき、作業量を確実に増やすことができる。
本発明のバケットにおいて、前記第1直線部は、前記下部前端縁を含んで形成された板状取付部と、前記板状取付部の後端縁に連続した板状底部とを備えて構成されることが好ましい。
本発明のバケットにおいて、上側表面部分には、当該上側表面部分を補強する補強部材が設けられ、前記折曲部は、前記補強部材よりもバケット奥側の位置に設けられていることが好ましい。
一方、本発明の作業車両は、以上に記載のいずれかのバケットを備えることを特徴とする。
本発明の作業車両において、車体フレームと、前記バケットおよび車体フレームを連結するブームとを備え、走行姿勢状態では、前記バケットとブームとの距離は、前記折曲部で最小となることが好ましい。
本発明の作業車両において、車体フレームと、前記バケットおよび車体フレームを連結するブームとを備え、走行姿勢状態では、前記バケットとブームとの距離は、前記折曲部で最小となることが好ましい。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る作業車両としてのホイールローダ1を示す側面図である。なお、各図においては、ホイールローダ1の運転姿勢にあるオペレータを基準として、車体前後方向を単に前後方向といい、車体幅方向を左右方向といい、車体上下方向を単に上下方向という。また、バケット奥側とは、バケット間口を基準として後方側をいう。
図1は、本実施形態に係る作業車両としてのホイールローダ1を示す側面図である。なお、各図においては、ホイールローダ1の運転姿勢にあるオペレータを基準として、車体前後方向を単に前後方向といい、車体幅方向を左右方向といい、車体上下方向を単に上下方向という。また、バケット奥側とは、バケット間口を基準として後方側をいう。
[ホイールローダの概略説明]
図1において、ホイールローダ1は、鋼製の車両本体2を備えている。車両本体2は、後部車体フレームと、後部車体フレームに対して左右方向に屈折自在な車体フレームとしての鋼製の前部車体フレーム21とを備えている。後部車体フレームには、キャブ4、走行装置5、および動力部6が搭載されている。前部車体フレーム21の前方側には、作業機3が支持されている。
図1において、ホイールローダ1は、鋼製の車両本体2を備えている。車両本体2は、後部車体フレームと、後部車体フレームに対して左右方向に屈折自在な車体フレームとしての鋼製の前部車体フレーム21とを備えている。後部車体フレームには、キャブ4、走行装置5、および動力部6が搭載されている。前部車体フレーム21の前方側には、作業機3が支持されている。
作業機3について詳説すると、作業機3は、前部車体フレーム21に枢軸されるブーム31と、このブーム31に上下に枢軸されるバケット32と、ブーム31の中間部分にブーム31に枢軸されるベルクランク33とを備えている。
ブーム31は、左右に一対配置され、前部車体フレーム21に対して上下に回動自在に枢軸されている。このブーム31の中間部には、リフトシリンダ(図示略)が枢軸され、リフトシリンダの基端部分は、前部車体フレーム21に枢軸されている。そして、このリフトシリンダを油圧によって伸縮させることにより、ブーム31が上下に回動するようになっている。
バケット32は、掘削土等の対象物W(図3)を積み込む部分である。バケット32は、ブーム31との枢軸位置よりも上部にリンク(図示略)が枢軸されており、リンクの他端側はベルクランク33の下端部に枢軸されている。
ベルクランク33は、一対のブーム31の間に枢軸され、下端は前記リンクの基端部分が接続されている。ベルクランク33の上端には、バケットシリンダ34が枢軸され、このバケットシリンダ34の基端部分は、前部車体フレーム21に枢軸されている。
そして、小さく破砕された小石類や砂類等が堆積された山に、バケット32を地表GLに擦る程度に位置させた状態で突入させる(図3中の白抜き矢印は突入方向を示す)。にそして、リフトシリンダを伸ばすと、バケット32内に対象物W(図3)が積み込まれた状態でブーム31が上方に回動して、すくい込み作業や掘削作業を行うことができる。
さらに、バケット32が上方に位置した状態で、バケットシリンダ34を縮めると、ベルクランク33の上端部分が車両本体2側に回動し、ベルクランク33の下端部分が車両前方側に回動する。すると、リンクによってバケット32の上部が車両前方側に押され、これによりバケット32が回動して、バケット32内に積み込まれた対象物Wをダンプトラック等の荷台に降ろすことができる。
[バケットの具体的な説明]
図2は、バケット32を示す全体斜視図、図3は、バケット32の側断面を示す断面図であり、底面43Gを水平にした状態が示されている。
図2、図3において、バケット32は、下部前端縁43Fが一直線状に設けられた平刃形状を有するバケットであって、バケット間口の下部側から上部側にかけて連続して設けられた主板部41と、主板部41の左右両側を覆うい、湾曲した前端縁42Fを有した一対の側板部42とを備え、側板部42の下部側には、図示しないサイドエッジガードを取り付けることが可能である。
図2は、バケット32を示す全体斜視図、図3は、バケット32の側断面を示す断面図であり、底面43Gを水平にした状態が示されている。
図2、図3において、バケット32は、下部前端縁43Fが一直線状に設けられた平刃形状を有するバケットであって、バケット間口の下部側から上部側にかけて連続して設けられた主板部41と、主板部41の左右両側を覆うい、湾曲した前端縁42Fを有した一対の側板部42とを備え、側板部42の下部側には、図示しないサイドエッジガードを取り付けることが可能である。
主板部41は、下部前端縁43Fからバケット奥側に向かって水平に延出した第1直線部43と、第1直線部43の後端縁43Bに下端縁45Lで連続し、所定のバケット半径Rで形成された曲面部45と、曲面部45の上端縁45Uに連続し、バケット間口に向かって上向きに傾斜した第2直線部46と、第2直線部46の前端縁46Fに対して折曲部47を介してバケット間口側に折曲し、当該バケット間口に向かってさらに延出した第3直線部48とを備える。
これらのうち、第1直線部43は、下部前端縁43Fを含んで形成された板状取付部431と、板状取付部431の後端縁431Bに連続した板状底部432とを備えて構成され、底面43Gを有している。板状取付部431は、厚板鋼板で左右方向に沿って長尺に形成され、その下面にはボトムガード51がボルト止めされている。板状底部432、曲面部45、第2直線部46、折曲部47、および第3直線部48は、一枚の鋼板にて形成され、板状底部432から曲面部45の途中まではさらに、積層板52があてがわれて補強されている。
曲面部45のバケット半径Rは、従来のバケット半径と比較して大きい。このような曲面部45の前側に設けられた第1直線部43は、バケット半径Rによって形成される曲面部45に対して接線方向から連続している。
第2直線部46の背面には、ストッパ53が設けられている。ストッパ53は、後述する走行姿勢にて、ブーム31に意図的に当接させる部材である。こうすることで、走行中におけるバケット32のがたつきや、ブーム31、ベルクランク33、その他のリンクの連結部分でのがたつきを抑制し、騒音が少なく、かつ安定した走行を実現している。
折曲部47は、バケット32の上側表面部分であって、第3直線部48の背面を補強する補強部材54よりもバケット奥側、つまり後側に設けられている。この場合、折曲部47の存在により、バケット32の上側表面部分を補強可能であるのに加え、補強部材54によっても補強可能であるから、当該上側表面部分を広範囲で補強できる。折曲部47としては、所定の曲げ半径を有して折曲された形状の他、左右に亘る折曲線が生じる程にシャープに折曲された形状であってもよく、その実施にあたって適宜な形状を採用できる。
第3直線部48の上部を形成する背面には、前出の補強部材54が設けられている。補強部材54の前端縁54Fには、バケット間口を上方から覆うようにスピルガード部55が連続して延設されている。なお、スピルガード部55は、本実施形態において、バケット32の主板部41には含まれない。
第2直線部46、折曲部47、および第3直線部48により本実施形態では、バケット32の外方側に膨出した膨出部56が左右方向に連続して形成されている。このような膨出部56の内部空間は、バケット容量の一部として算定される。
[走行姿勢の説明]
図4には、走行姿勢状態でのバケット32とブーム31との位置関係が示されている。
図4において、走行姿勢でのバケット32は、バケット間口が上方を向くように最大にチルトされ、第1直線部43の前端側と第3直線部48の前端側との側方同士を結ぶ側板部42の湾曲した前端縁42Fが略真上に向かって凸となる。このため図示を省略するが、前端縁が直線状の側板部を有したバケットでは、当該前端片が略水平となる。このような走行姿勢において、バケット32とブーム31の先端とが枢軸された連結部57は、車両本体2の地上高さを越えた位置まで上昇している。
図4には、走行姿勢状態でのバケット32とブーム31との位置関係が示されている。
図4において、走行姿勢でのバケット32は、バケット間口が上方を向くように最大にチルトされ、第1直線部43の前端側と第3直線部48の前端側との側方同士を結ぶ側板部42の湾曲した前端縁42Fが略真上に向かって凸となる。このため図示を省略するが、前端縁が直線状の側板部を有したバケットでは、当該前端片が略水平となる。このような走行姿勢において、バケット32とブーム31の先端とが枢軸された連結部57は、車両本体2の地上高さを越えた位置まで上昇している。
そして、走行姿勢では、ストッパ53がブーム31に当接しているが、ストッパ53の配置位置は、当該ストッパ53を介してバケット32を支持するブーム31でのモーメントを勘案し、適正に決定される。本実施形態では、ストッパ53の適正な配置位置を確保しつつ、バケット半径Rを可能な限り大きくしている。
また、バケット32とベルクランク33とは、第3直線部48に対応した位置で互いに最も近接する。従って、そのような狭小な空間内に収まるよう、補強部材54の形状や大きさが決定されている。
なお、図中のバケット32の曲面部45の後側に付された符号57は、前述したようにバケット32とブーム31との連結部を示し、符号58は、ベルクランク33の下部側とバケット32とを連結する図示略のチルト用のリンク部材の連結部を示す。
なお、図中のバケット32の曲面部45の後側に付された符号57は、前述したようにバケット32とブーム31との連結部を示し、符号58は、ベルクランク33の下部側とバケット32とを連結する図示略のチルト用のリンク部材の連結部を示す。
[実施形態の効果]
以上に説明した本実施形態によれば、バケット32の曲面部45を形成するバケット半径として、従来よりも大きいものが採用されているため、すくい込み作業時や掘削作業時には、バケット32を突入させるに従って、図3中に2点鎖線および2点鎖線矢印Cで示すように、バケット32内に押し込まれて第1直線部43から曲面部45に至る対象物Wをさらに滑らせて、当該曲面部45をせり上がるようにバケット奥側で巻き上げることができる。このため、さらなる対象物Wが押し込まれても、その押込が阻害されるのを抑制できる。
以上に説明した本実施形態によれば、バケット32の曲面部45を形成するバケット半径として、従来よりも大きいものが採用されているため、すくい込み作業時や掘削作業時には、バケット32を突入させるに従って、図3中に2点鎖線および2点鎖線矢印Cで示すように、バケット32内に押し込まれて第1直線部43から曲面部45に至る対象物Wをさらに滑らせて、当該曲面部45をせり上がるようにバケット奥側で巻き上げることができる。このため、さらなる対象物Wが押し込まれても、その押込が阻害されるのを抑制できる。
また、大きなバケット半径Rを採用することでのバケット容量の増加はさほど期待できないが、第2、第3直線部46,48および折曲部47で形成される膨出部56、すなわちバケット32の上部側でバケット容量を増加させることができる。加えて、大きなバケット半径Rを採用して膨出部56を形成することで、2点鎖線矢印Dで示すように、バケット間口の上部側からバケット内への対象物Wの流れ込みをも促進できる。
これらのことから、大きなバケット半径Rによってバケット容量を増やすのではなく、膨出部56を形成することでバケット容量を増やし、また、対象物Wをバケット奥側に押し込みやすくすることで、増加したバケット容量を確実に活かし、作業量を確実に増やすことができるという効果がある。
そして、本実施形態のバケット32は、曲面部45の前側全体が第1直線部になっているため、僅かに傾斜させても容易にこぼれ落ちるような粒径の対象物W、例えば、粒径40mmよりも小さく破砕された小石類や砂類等の対象物Wに好適に用いることができる。
また、粒径の小さい対象物Wに対しては、バケット32を突入させやすいから、第1直線部43が水平となるようにバケット32を突入させことで、バケット32に上下方向の余計な力が生じることを抑制でき、牽引力を効率的に使用できる。
また、粒径の小さい対象物Wに対しては、バケット32を突入させやすいから、第1直線部43が水平となるようにバケット32を突入させことで、バケット32に上下方向の余計な力が生じることを抑制でき、牽引力を効率的に使用できる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、第1直線部43は、下部前端縁43Fを有する板状取付部431とその後側に連続する板状底部432とで構成されていたが、板状底部432に相当する部分をも含んで、第1直線部43を同一の厚板鋼板からなる板状取付部のみによって構成してもよい。
例えば、前記実施形態では、第1直線部43は、下部前端縁43Fを有する板状取付部431とその後側に連続する板状底部432とで構成されていたが、板状底部432に相当する部分をも含んで、第1直線部43を同一の厚板鋼板からなる板状取付部のみによって構成してもよい。
本発明は、ホイールローダに利用できる他、バックホーローダやスキッドステアローダ等にも利用することができる。
1…ホイールローダ(作業車両)、21…前部車体フレーム(車体フレーム)、31…ブーム、32…バケット、43…第1直線部、43B…後端縁、43F…下部前端縁、45…曲面部、45L…下端縁、45U…上端縁、46…第2直線部、46F…前端縁、47…折曲部、48…第3直線部、431…板状取付部、431B…後端縁、432…板状底部、54…補強部材、57…連結部、R…バケット半径。
Claims (5)
- ホイールローダに用いられ下部前端縁が刃形状に設けられたバケットであって、
前記下部前端縁からバケット奥側に向かって水平に延出した第1直線部と、
前記第1直線部の後端縁に下端縁で連続し、所定のバケット半径で形成された曲面部と、
前記曲面部の上端縁に連続し、バケット間口に向かって上向きに傾斜した第2直線部と、
前記第2直線部の前端縁に対して折曲部を介してバケット間口側に折曲し、当該バケット間口に向かってさらに延出した第3直線部と、
前記第3直線部の上部に設けられて当該上部を補強する補強部材と、
前記曲面部の後側に設けられ、ブームに連結される連結部と、
前記折曲部の近傍に前記ブームに当接するように設けられたストッパとを備え、
前記補強部材は、前記ホイールローダの走行姿勢において、前記第3直線部と前記ブームとベルクランクとの間に形成される空間に収まるように形成されている
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、
前記ブームは、前記バケットおよび車体フレームを連結し、
前記ホイールローダの走行姿勢状態では、前記バケットと前記ブームとの距離が前記折曲部で最小となるように、前記第2直線部が前記ブームと対向する位置に位置し、
前記ストッパは、前記第2直線部の背面であって、かつ、前記ホイールローダの走行姿勢状態において前記ブームと対向する位置に設けられている
ことを特徴とするバケット。 - 請求項1または請求項2に記載のバケットにおいて、
前記第1直線部は、
前記下部前端縁を含んで形成された板状取付部と、前記板状取付部の後端縁に連続した板状底部とを備えて構成される
ことを特徴とするバケット。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のバケットにおいて、
前記折曲部は、前記補強部材よりもバケット奥側の位置に設けられている
ことを特徴とするバケット。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のバケットを備える
ことを特徴とするホイールローダ。
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