(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームの先端にバケットが取り付けられた作業用機械にあって、
前記バケットは、先端に複数の爪部を有するとともに、その左右側部の上端縁部を構成するサイドリップ部及び底面側の左右外側面に沿ってサイドエッジ部材を切換え可能に着脱する脱着部を有してなり、
前記サイドエッジ部材は、バケット本体の前記サイドリップ部の長さに略等しく、且つその幅が前記サイドエッジ部材を前記サイドリップ部の上端縁を超えて取り付け得る寸法を有する短冊状の板材からなり、
前記脱着部は、前記サイドエッジ部材をバケットの前記サイドリップ部又は底面側の左右外側面に沿って取り付けたとき、同サイドエッジ部材の少なくとも一端部が前記爪部の刃先と同等か僅かに外方に突出するように形成されてなることを特徴とするバケットを備えた作業用機械。
【請求項２】
前記サイドエッジ部材の前記少なくとも一端部に刃先を有してなり、同刃先が前記バケットの先端爪部に列して配されてなる請求項１記載の作業用機械。
【請求項３】
前記バケットに形成されるサイドエッジ部材の脱着部はピン孔からなり、前記サイドエッジ部材の対応する部位には大径部と小径部とからなるピン孔が形成され、バケットに対するサイドエッジ部材の着脱は鍔付ピンの挿脱によりなされる請求項１記載の作業用機械。
【請求項４】
前記鍔付ピンはサイドエッジ部材に形成された前記段付きピン孔の小径部よりも径の小さい小径部を有し、同小径部に径方向に拡縮する弾性部材を取り付けてなる請求項３記載の作業用機械。
【請求項５】
前記鍔付ピンの先端部には、同鍔付ピンの直交方向に止めピンを挿入するためのピン孔が形成されてなる請求項４記載の作業用機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトラクタ系機械やショベル系掘削機などのバケットを備えたら作業用機械に関し、土砂の掘削時或いは土砂や各種の資材・廃材などの運搬時における効率的な操作を可能にした作業用機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクタ系機械及びショベル系掘削機における作業装置の一部であるバケットは、本来は土砂や各種の廃材などを収容して運搬することを目的とするバケット本体に、土砂の掘削機能或いは運搬時の収容物の溢落を防止する機能などを付加するために、バケット本体の先端に複数の爪を取り付けたり、或いはバケット本体の左右側部の上端縁に沿って固設されるサイドリップや同じく左右側部の前記爪が設けられている隅部に一端を固設した外側にく字状に屈曲する短片からなるカッティングエッジを有している。
【０００３】
従って、この種の機械は、掘削、運土、盛土、締固めなどのドーザ作業に多く適用される。この種の作業用機械は、図７で示すようにアーム１１′とバケット１０′或いはアーム１１′と連結する図示せぬブームとよりなる作業装置を有している。その代表的な作業用機械には各種のトラクタ、バックホウやパワーショベルなどの建設機械があり、その作動は油圧によりなされる。油圧系のショベルにあっては、同図に示すようにアーム１１′に取付られた油圧シリンダ１２′の伸縮動作によりアーム１１′とリンクピン１９′を介して連結するリンク１３′により、バケット１０′を揺動させるものであり、これによってバケット１０′に掘削作業を行わせる。
【０００４】
なお、上記サイドリップ材の主な機能は運搬時の容量を増加させることにあり、上記カッティングエッジ材は土砂等を掬い上げるとき、バケットの左右先端から脇に土砂等を滑落させないようにする滑落防止材として機能と、溝などの側面の掘削機能とを付与するためのものである。従って、前記サイドリップ材にはあまり高硬度の材質が使われずに、通常の鋼材であることが多く、一方の爪部の特に刃先には超硬などの高硬度の材質が使われる。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】
しかるに、掘削や運搬にあたっては、軟質な土砂に限らず硬質の岩石や鉄板などをバケットで掬い上げることも多く、比較的軟質なサイドリップ材の磨耗が激しく、特にバケットの側部の爪部の取付られた先端近くの隅部において、その磨耗程度が激しく、亀裂が入り破損につながることが多く、短期間で交換せざるを得くなる。一方、上記カッティングエッジは既述したとおりく字状に屈曲させてあり、その刃先部分がバケット本体の左右外方に局部的に突出させることになるため、図８に示すように掘削時に溝壁面１２にその掘削跡１３が残ってしまい、掘削後に更にその壁面を平滑に加工しなければならず、一回の作業で必要とする加工精度が望めない。また、バケット本体により鉄板やパイプ、コンクリート管など丸材を掬い上げようとしても、前記カッティングエッジに邪魔されて、確実に掬い上げることが出来ず、仮に掬い上げることができたときにも、前記カッティングエッジの存在により、前記廃材などが滑落し、円滑な運搬作業が実行できないことが多い。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決すべくなされたものであり、その目的は最も磨耗し易いサイドリップ材部分の不必要な磨耗を押さえると共に、その機能を確保し、同時にカッティングエッジ材の諸機能を併せもち、しかも同エッジ材による掘削跡を残すことなく、且つ円滑な掬い作業や運搬が可能となるバケットを備えた作業用機械を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段と作用】
上記目的は、本件請求項１〜５に係る発明により達成される。
請求項１に係る発明は、アームの先端にバケットが取り付けられた作業用機械にあって、前記バケットは、先端に複数の爪部を有するとともに、その左右側部の上端縁部を構成するサイドリップ部及び底面側の左右外側面に沿ってサイドエッジ部材を切換え可能に着脱する脱着部を有してなり、前記サイドエッジ部材は、バケット本体の前記サイドリップ部の長さに略等しく、且つその幅が前記サイドエッジ部材を前記サイドリップ部の上端縁を超えて取り付け得る寸法を有する短冊状の板材からなり、前記脱着部は、前記サイドエッジ部材をバケットのサイドリップ部又は底面側の左右外側面に沿って取り付けたとき、同サイドエッジ部材の少なくとも一端部が前記爪部の刃先と同等か僅かに外方に突出するように形成されてなることを特徴とするバケットを備えた作業用機械である。
【０００８】
サイドエッジ部材をバケットの底面側の左右外側面に沿って取り付けると、同サイドエッジの先端が爪部の一部となり、同バケットによる素掘り掘削が可能となる。すなわち、前記サイドエッジ部材はバケットの左右側部における積極的な土砂等の掘削機能を果し、土砂等を掘削してバケット本体内へ取り入れることができ、従来のカッティングエッジ材としての機能を果たすことになる。しかも、同サイドエッジ部材はそれ自体が所要の長さをもつため、掘削時に掘削溝の側壁面に掘削跡を残すことなく、溝側壁面を平坦に加工できるようになり、従来のカッティングエッジ材による不具合も解決される。
【０００９】
また、サイドエッジ部材をバケットの左右側部の上端縁部に沿って取り付けるときには、バケットにおいて磨耗の激しい左右側部の上端縁のサイドリップ部の補強ができ、しかも同バケットによる溝掘削を行おうとするときに、同サイドエッジ部材が溝側壁面の掘削に関与するときに、従来のカッティングエッジ材によるような掘削跡を残すことがない。しかも、この場合には鉄板やパイプ、土管等の丸材の運搬作業の障害となっていたカッティングエッジ部材が排除された形態となるため、岩石や各種の廃材などを確実に掬い上げ、滑落させることなく円滑に運搬できるようになる。更に、前記サイドエッジ部材が前記サイドリップ部の上端縁を超えるため、バケット全体の容積が増すことになり、従来以上の収容能力を有することになる。
【００１０】
請求項２に係る発明にあっては、前記サイドエッジ部材の前記少なくとも一端部に刃先を有してなり、同刃先が前記バケットの先端爪部に列して配されている。かかる構成により、請求項１の作用に加えて、従来、カッティングエッジ部材と左右両端の爪部との間に位置し、最も亀裂などが発生しやすいバケットの左右側部と底面との接合隅部の補強がなされると共に、バケット側部にもバケット本体内への土砂等の積極的な掘削土砂などを取り入れる機能を備え得るようになる。なお、前記刃先は、サイドエッジ部材の一端又は両端に形成され、両端に形成される場合には、刃先形状をサイドエッジ部材の中心点に関して対称の形状とする。刃先形状を、かかる形状とすることにより、例えば一端の刃先が磨耗や破損した場合に、同サイドエッジ部材を前記中心点を支点として１８０°回転させれば、簡単に前記サイドリップ部の上端縁に沿って刃先を換えることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、バケットに対する上記サイドエッジの脱着構造を規定しており、前記バケットに形成されるサイドエッジ部材の脱着部はピン孔からなり、前記サイドエッジ部材の対応する部位には大径部と小径部とからなるピン孔が形成され、バケットに対するサイドエッジ部材の着脱は鍔付ピンの挿脱によりなされる。かかる構成により、簡単にピン結合が可能であり、ピンを外せば容易に両者を分離させることができる。
【００１２】
請求項４に係る発明にあっては、前記請求項３のピン結合構造を更に具体的に規定している。すなわち、前記鍔付ピンはサイドエッジ部材に形成された前記ピン孔の小径孔部よりも径の小さい小径部を有し、同小径部には径方向に拡縮する弾性部材を取り付けている。かかる構成により、前記サイドエッジ部材を上述のようにカッティングエッジ部材として使用する場合とサイドリップ部材として使用する場合とに取付位置を変更するにあたり、バケットのサイドエッジ部材取付部位に形成されたピン孔にサイドエッジ部材の段付きピン孔を合わせて、前記鍔付きピンを挿入させ、その鍔面をハンマーなどで叩打すると、同ピンは両ピン孔を挿通すると同時に、ピンに取り付けられた弾性部材により同ピンを前記ピン孔内に弾性力により固定する。また、バケットからサイドエッジ部材を取り外すときは、鍔付きピンの先端側から同ピンをハンマーなどで叩打することにより容易に両ピン孔から外すことができる。
【００１３】
請求項５に係る発明にあっては、前記請求項４の鍔付ピンの先端部に、更に同鍔付ピンに直交させて止めピンを挿入する止めピン挿入孔が形成されている。前述のごとく鍔付ピンを前記ピン孔内に弾性力により固定したのち、その先端部が外部に露呈し、前記止めピン挿入孔に止めピンを差し込むことにより、鍔付ピンの脱落を完全に防止し得る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図示実施例に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の特徴部の構成部材の一つであるサイドエッジ部材を脱着可能に取り付けたバケットの斜視図である。
【００１５】
同図に示すように、本実施例におけるバケット１は、従来と同様にバケット本体１ａの先端縁部に沿って複数の爪部材２が固設されており、また従来のサイドリップ材の取り付け位置に相当するサイドリップ部１ｂには、サイドエッジ部材３を着脱するためのピン孔１ｃが前記サイドリップ部１ｂに沿って形成されると共に、バケット本体１ａの左右側部の底面（以下、掬い面という。）１ｄの側には、同掬い面１ｄに沿うようにして斜め直線状に複数のピン孔１ｅが形成されている。サイドリップ部１ｂに形成された前記ピン孔１ｃと斜め直線状に形成された前記ピン孔１ｅとは同一ピッチで且つ同数であり、そのバケット先端部の左右外側面に形成されるピン孔１ｆは前記ピン孔１ｃ及びピン孔１ｅを通る直線上の交点部分に位置している。これらのピン孔１ｃ，１ｅ，１ｆが本発明の脱着部を構成する。
【００１６】
図２は前記サイドエッジ部材３の一例を示しており、同サイドエッジ部材３は短冊状の板材からなり、その材質はバケット本体１ａよりも強度及び硬度が高い鋼材が使われる。また、このサイドエッジ部材３の掘削面に超硬合金を取り付ける場合もある。図示例によれば、前記サイドエッジ部材３は長手方向の一端鋭角な刃先３ａとしており、同じく長手方向に上記バケット本体１ａに形成された各ピン孔１ｃ，１ｅ，１ｆと同一ピッチをもって同数のピン孔３ｂが形成されている。このサイドエッジ部材３に形成されたピン孔３ｂは、図４に示すような小径部３ｂ−１と大径部３ｂー２とがテーパ面３ｂ−３を介して連結された形状を有している。前記小径部３ｂ−１は前記バケット本体１ａに形成された各ピン孔１ｃ，１ｅ，１ｆと略同一径に設定される。
【００１７】
なお、図２に仮想線で示すごとく、サイドエッジ部材３の後端部にも同一形状で、サイドエッジ部材３の中央のピン孔３ｂに関して点対称の形状をもつ刃先３ａを設けることができ、その場合にはサイドエッジ部材３を前記ピン孔３ｂを中心として１８０°回転させることにより簡単に刃先３ａの交換ができることになる。
【００１８】
図３は前記バケット本体１ａに前記サイドエッジ部材３に取り付けるためのピン部材４を示しており、同図（ａ）によれば同ピン部材４は一端に鍔部４ａを有し、その鍔部４ａに隣接する部分を小径部４ｂとして、同小径部４ｂに続く先端部を段差を介して大径部４ｃとしている。前記鍔部４ａの形態はサイドエッジ部材３の上記ピン孔３ｂの大径部３ｂ−２と略同一である。また、同ピン部材４の全体的な長さはバケット本体１ａとサイドエッジ部材３との肉厚の和に等しく、その小径部４ｂの長さはサイドエッジ部材３の前記小径部３ｂ−１とバケット本体１ａの各ピン孔１ｃ，１ｅ，１ｆの半分の孔長に略等しい。
【００１９】
鍔付きピン部材４の前記小径部４ｂにはバネ鋼からなる円筒状バネ５が遊嵌されており、この円筒状バネ５は一部で軸方向に切断され、通常の状態では、その外径が前記ピン孔３ｂの小径部３ｂ−１の内径よりも僅かに大きく設定されている。
【００２０】
サイドエッジ部材３を、図１に示すようにバケット本体１ａの上記サイドリップ部１ｂに沿って取り付けるには、前記サイドリップ部１ｂに沿って形成された上記ピン孔１ｃ，１ｆにサイドエッジ部材３の対応する部位の各ピン孔３ｂを合わせ、上記鍔付きピン部材４の大径部４ｃをサイドエッジ部材３の前記ピン孔３ｂからバケット本体１ａの各ピン孔１ｃ，１ｆへと差し込むことにより行う。この差し込み時に、上記円筒状バネ５はサイドエッジ部材３に形成された前記ピン孔３ｂの大径部３ｂ−２から小径部３ｂ−１に移行するときテーパ面３ｂ−３により弾性的に変形して径を縮小させる。従って、前記鍔付きピン部材４が前記サイドエッジ部材３の各ピン孔３ｂ及びバケット本体１ａの対応するピン孔１ｃ，１ｆを挿通すると、図４に示すように前記円筒状バネ５が各ピン孔３及び１ｃ，１ｆの内面を弾性的に押圧してしっかりと固定される。
【００２１】
図３（ｂ）は、前記鍔付きピン部材４の前記大径部４ｃに、同ピン部材４に直交させて止めピン４ｄの挿入ピン孔４ｃ′が形成された変形例を示しており、前記鍔付きピン部材４をサイドエッジ部材３の上記ピン孔３ｂとバケット本体１ａの上記各ピン孔１ｃ，１ｅ，１ｆに差し込んで固定したのち、前記挿入ピン孔４ｃ′に止めピン４ｄを挿入すれば、前記鍔付きピン部材４は脱落を完全に防止できる。
【００２２】
前記サイドエッジ部材３をバケット本体１ａから取り外すには、図示せぬ鉄棒の一端を上記鍔付きピン部材４の大径部４ｃの端面に押し当て、その状態で図示せぬハンマーなどの叩打部材で叩打することにより段付きピン部材４を抜き取ることができるため、簡単に取り外すことが可能である。図１に示すバケット本体１ａに対するサイドエッジ部材３の取り付け態様から、図５に示す取り付け態様に変更する場合には、前述のようにして段付きピン部材４を前記サイドエッジ部材３の各ピン孔３ｂとバケット本体１ａの対応するピン孔１ｃから抜き取ったのちに、前記サイドエッジ部材３のピン孔３ｂとバケット本体１ａの上記ピン孔１ｆとに挿通固定した鍔付きピン部材４を中心にサイドエッジ部材３を下方に回転させて、バケット本体１ａの掬い面１ｄに近い外側部にサイドエッジ部材３を取り付ける場合にも、既述した順により容易に取り付け固定することができる。
【００２３】
図６は前記サイドエッジ部材３を図５に示す取り付け態様でバケット本体１ａに取り付けたときのサイドエッジ部材３を平面視したバケット１の先端隅部を拡大して示しており、同図によればサイドエッジ部材３の刃先３ａをバケット本体１ａの爪部材２の先端位置よりも前方へ僅かに突出させている。かかる構成を採用することで、サイドエッジ部材３をカッティングエッジ部材として機能せしめるものであり、前記刃先３ａによりバケット本体１ａの側部にも爪部材２と同等の掘削力を与えると共に、バケット本体１ａに土砂等を取り入れやすくし、しかも、最も磨耗が激しいバケット本体１ａの側部先端を前記刃先３ａにより保護し、磨耗を防止させている。
【００２４】
しかも、サイドエッジ部材３はバケット本体１ａの掬い面１ｄの沿った側部外面のほぼ全長にわたり延設されることになるため、溝掘削にあたり溝の側面に局部的な掘削跡が形成されず、一操作で平坦面に加工できるようになり、以降の仕上げ加工が不要となる。
【００２５】
一方、図１に示すサイドエッジ部材３の取り付け態様は、従来のサイドリップ材としての機能を発揮させるに止まらず、同サイドエッジ部材１ａの上端縁位置を、従来のサイドリップ材に相当する部位であるバケット本体１ａの左右側部の上端縁部を構成するサイドリップ部１ｂの上端縁よりも上方に爪部材２の突出寸法と略等しい高さまで突出させて取り付けられるため、バケット１の容量が一段と増加する。しかも、サイドエッジ部材３の材質をバケット本体１ａより高剛性の鋼材等で構成する場合には、サイドリップ材としての補強の役割を果たすと同時にバケット１の先端部に局部的に突出する部材が存在しないため、バケット１による鉄板や丸材の掬い上げ操作が確実となり、更には掬い上げた鉄板や丸材を安定的に運搬することをも可能にする。
【００２６】
以上、述べたとおり、本発明に係る取付位置を変更し得る脱着可能なサイドエッジ部材をもつバケットを備えた作業用機械によれば、前記サイドエッジ部材を従来のサイドリップ材又はカッティングエッジ材としての機能の必要性に応じて簡単に取付位置の変更が可能となり、しかもそれぞれの本来的機能を超えた機能、例えばサイドリップ材としての本来的機能の他に多様な形状をもつ各種資材や廃材などを確実に掬い上げることを可能にすると共に、安定して運搬が出来るようになり、更には満杯率が著しく増加させることができ、一方、カッティングエッジ材としての本来的な機能の他に、溝掘削時の溝側面に対する高精度な加工が実現でき、しかもバケット本体の最も磨耗の激しい部位であるバケット本体の先端側部の磨耗を効果的に防止することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業用機械のサイドエッジ部材をもつバケットの一態様例を示す斜視図である。
【図２】前記サイドエッジ部材の代表的な形態例を示す斜視図である。
【図３】バケット本体に対するサイドエッジ部材の取付ピンの代表例を示す斜視図である。
【図４】バケット本体に対するサイドエッジ部材の取付構造例を示す部分断面図である。
【図５】前記サイドエッジ部材をカッティングエッジ材としてバケット本体に取り付けたときのバケット形態を示す斜視図である。
【図６】前記バケット形態における爪部材とサイドエッジ部材の刃先との寸法関係を示す部分平面図である。
【図７】従来のバケットの構造例を示す斜視図である。
【図８】従来の溝掘削による溝側面形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１                      バケット
１ａ                    バケット本体
１ｂ                    サイドリップ部
１ｃ                    ピン孔
１ｄ                    掬い面
１ｅ，１ｆ              ピン孔
２                      爪部材
３                      サイドエッジ部材
３ａ                    刃先
３ｂ                    ピン孔
３ｂ−１                小径部
３ｂ−２                大径部
３ｂ−３                テーパ面
４                      ピン部材
４ａ                    鍔部
４ｂ                    小径部
４ｃ                    大径部
４ｃ′                  止めピン挿入孔
４ｄ                    止めピン
５                      円筒状バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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