挖掘鏟斗及作業(yè)車(chē)輛的制作方法
【專利摘要】挖掘鏟斗（9）包括鏟斗主體（21）、前緣部（35）、托架（22）及斗齒（23），其中鏟斗主體（21）具有底面部（32）、背面部（33）及側(cè)面部（34）。前緣部（35）固定在鏟斗主體（21）中位于背面部（33）的相反側(cè)的緣部上。托架（21）具有孔（38），該孔（38）供用于安裝在小臂（8）上的安裝銷(xiāo)插入。在側(cè)視時(shí)，連結(jié)托架（22）的孔（38）中心與前緣部（35）前端的假想線（S1）的長(zhǎng)度為鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑Ｖ。在側(cè)視時(shí)，相對(duì)于假想線垂直的從假想線到底面部之間的線段中最長(zhǎng)的線段為假想線（S4），其長(zhǎng)度為鏟斗深度D。在側(cè)視時(shí)，由前緣部（35）和假想線S1形成的角大小為前緣角θ的情況下，滿足62°≤θ≤82°及0.7≤D/V≤0.8。
【專利說(shuō)明】挖掘鏟斗及作業(yè)車(chē)輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種挖掘鏟斗及作業(yè)車(chē)輛。
【背景技術(shù)】
[0002]安裝在作業(yè)車(chē)輛上的挖掘鏟斗具有多個(gè)斗齒、托架及鏟斗主體。斗齒設(shè)置在鏟斗主體的前側(cè)上部。托架設(shè)置在鏟斗主體的背面部上。而且，在托架上設(shè)置有孔，通過(guò)向孔插入安裝銷(xiāo)，將挖掘鏟斗安裝在小臂上。由此，挖掘鏟斗以安裝銷(xiāo)為中心能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在小臂上。
[0003]作為這樣的挖掘鏟斗，公開(kāi)有一種具有底面部的結(jié)構(gòu)，該底面部在側(cè)視時(shí)從斗齒側(cè)依次形成有直線部、圓弧部及直線部(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]另外，提出有一種通過(guò)減少挖掘阻力并減少磨損來(lái)延長(zhǎng)挖掘鏟斗的壽命的挖掘鏟斗(例如參照專利文獻(xiàn)2)。在該挖掘鏟斗中形成有具有側(cè)視時(shí)曲率半徑不同的兩個(gè)曲面部的底面部。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:(日本)實(shí)開(kāi)平4-117046號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開(kāi)第2011/049061號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0010]然而，在上述現(xiàn)有的挖掘鏟斗中存在如下所示的問(wèn)題點(diǎn)。
[0011]即，在希望增大挖掘鏟斗的容量時(shí)，如果通過(guò)增加挖掘鏟斗的寬度來(lái)增加挖掘鏟斗的容量，則在工作時(shí)容易發(fā)生扭曲，從而導(dǎo)致增加對(duì)小臂的負(fù)擔(dān)。
[0012]本發(fā)明考慮現(xiàn)有的挖掘鏟斗中存在的課題，目的在于提供一種能夠在抑制對(duì)小臂的負(fù)擔(dān)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)容量增加的挖掘鏟斗和作業(yè)車(chē)輛。
[0013]用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0014]第一發(fā)明的挖掘鏟斗是安裝在作業(yè)車(chē)輛的小臂上的挖掘鏟斗，具有鏟斗主體、前緣部、托架及切刃部。鏟斗主體具有底面部、背面部及一對(duì)側(cè)面部，所述底面部具有側(cè)視時(shí)曲率半徑不同的兩個(gè)曲面部，所述背面部與所述底面部相連，所述側(cè)面部覆蓋由所述底面部和所述背面部圍成的空間的側(cè)方。前緣部固定在鏟斗主體中位于背面部的相反側(cè)的緣部上。托架具有孔并固定在背面部上，所述孔供用于安裝在小臂上的安裝銷(xiāo)插入。切刃部固定在前緣部上。在側(cè)視時(shí)，連結(jié)托架的孔的中心與前緣部的前端的假想線的長(zhǎng)度為鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑。在側(cè)視時(shí)，與假想線垂直的從假想線到底面部之間的線段中最長(zhǎng)的線段為第二假想線，其長(zhǎng)度為鏟斗深度。在側(cè)視時(shí)，由前緣部和假想線形成的角的大小為前緣角。在鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑為V、鏟斗深度為D、前緣角為Θ的情況下，滿足62° < Θ <72°及 0.7 ≤ D/V ≤ 0.8。[0015]通過(guò)使前緣角Θ在62°以上，能夠使底面部的彎曲增大，從而能夠使鏟斗深度增力口，因此，即使寬度與現(xiàn)有的挖掘鏟斗相同，也能夠?qū)崿F(xiàn)容量(鏟斗容量)的增大化。這樣，在不改變挖掘鏟斗的寬度情況下能夠增加容量，因此能夠在抑制對(duì)小臂的負(fù)擔(dān)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)容量的增加。
[0016]另外，在挖掘時(shí)挖掘鏟斗以托架的孔為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，但通過(guò)使前緣角Θ在72°以下，能夠使底面部不比切刃部的前端的軌跡向下方突出，因此能夠減少挖掘阻力。如果前緣角Θ比72°大，則底面部的彎曲增大，從而有可能導(dǎo)致出現(xiàn)已挖掘的土的排土性難以確保的情況。因此，通過(guò)使前緣角Θ在72°以下，能夠確保排土性。
[0017]第一發(fā)明的挖掘鏟斗通過(guò)調(diào)整前緣角Θ，與現(xiàn)有的挖掘鏟斗相比，實(shí)現(xiàn)了鏟斗容量的增大化，因此能夠?qū)㈢P斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑的長(zhǎng)度設(shè)定成與現(xiàn)有的挖掘鏟斗相同。因?yàn)橐鶕?jù)鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑設(shè)定液壓挖掘機(jī)的主體側(cè)的控制值，所以能夠在不改變控制值的情況下，容易地替換成第一發(fā)明的挖掘鏟斗。
[0018]并且，通過(guò)使鏟斗深度/鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑在0.7以上，能夠使鏟斗深度進(jìn)一步增加，從而與現(xiàn)有的挖掘鏟斗相比，能夠?qū)崿F(xiàn)容量的增大化。如果鏟斗深度/鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑比0.8大，則有可能導(dǎo)致相對(duì)于鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑，鏟斗深度過(guò)度增加而出現(xiàn)難以確保排土性的情況或挖掘阻力增加的情況。因此，通過(guò)使鏟斗深度/鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑在0.8以下，能夠在減少挖掘阻力的同時(shí)確保排土性。
[0019]第二發(fā)明的挖掘鏟斗在第一發(fā)明的挖掘鏟斗的基礎(chǔ)上，在挖掘鏟斗的寬度(鏟斗寬度)為Z的情況下，滿足0.73 ( D/Z < 0.83。
[0020]在鏟斗深度/鏟斗寬度的值增加時(shí)，能夠相對(duì)于鏟斗寬度使鏟斗容量增加。S卩，通過(guò)使鏟斗深度/鏟斗寬度的值在0.73以上，即使與現(xiàn)有的挖掘鏟斗寬度相同，也能夠與現(xiàn)有的挖掘鏟斗相比增加鏟斗容量。另外，如果鏟斗深度/鏟斗寬度的值比0.83大，則有可能導(dǎo)致出現(xiàn)相對(duì)于鏟斗寬度鏟斗深度過(guò)度增加而難以確保排土性的情況或挖掘阻力過(guò)度增加的情況。因此，通過(guò)使鏟斗深度/鏟斗寬度的值在0.83以下，能夠在減少挖掘阻力的同時(shí)確保排土性。
[0021]第三發(fā)明的作業(yè)車(chē)輛具有車(chē)輛主體、安裝在車(chē)輛主體上的大臂、安裝在大臂上的小臂、安裝在小臂上的第一發(fā)明或第二發(fā)明的挖掘鏟斗。
[0022]由此，能夠在不改變挖掘鏟斗的寬度的情況下使容量增加，因此能夠在抑制對(duì)小臂的負(fù)擔(dān)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)容量的增加。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在抑制對(duì)小臂的負(fù)擔(dān)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)容量的增加的挖掘鏟斗及作業(yè)車(chē)輛。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的液壓挖掘機(jī)的外觀立體圖。
[0026]圖2是圖1的挖掘鏟斗的立體圖。
[0027]圖3是圖2的挖掘鏟斗的水平狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0028]圖4是水平地配置前緣部的狀態(tài)下的圖2的挖掘鏟斗的側(cè)視圖。
[0029]圖5是圖2的挖掘鏟斗的背面圖。[0030]圖6是表示圖2的挖掘鏟斗的軌跡的視圖。
[0031]圖7是表示第一比較例的挖掘鏟斗的側(cè)視圖。
[0032]圖8是表示圖7的比較例的挖掘鏟斗的軌跡的視圖。
[0033]圖9是前緣部呈水平狀態(tài)地配置時(shí)的本實(shí)施方式的挖掘鏟斗的側(cè)視圖。
[0034]圖10是表示第二比較例的挖掘鏟斗的側(cè)視圖。
[0035]圖11是前緣部呈水平狀態(tài)地配置的第二比較例的挖掘鏟斗的側(cè)視圖。
[0036]圖12是前緣部呈水平狀態(tài)地配置的第三比較例的挖掘鏟斗的側(cè)視圖。
[0037]圖13是表示第一實(shí)施例、第二比較例、第三比較例的壁面阻力指數(shù)的曲線的視圖。
[0038]圖14是表示第一實(shí)施例、第二比較例、第三比較例的擠壓力指數(shù)的曲線的視圖。
[0039]圖15是表示本實(shí)施方式的挖掘鏟斗和第二比較例的挖掘鏟斗的側(cè)視圖。
[0040]圖16是表示變更前緣角時(shí)的挖掘阻力指數(shù)的變化的曲線的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下，利用圖1?圖16說(shuō)明本發(fā)明一實(shí)施方式的作業(yè)車(chē)輛及挖掘鏟斗。
[0042](液壓挖掘機(jī)100的整體結(jié)構(gòu))
[0043]圖1是表不本發(fā)明實(shí)施方式的液壓挖掘機(jī)100的視圖。該液壓挖掘機(jī)100包括車(chē)輛主體I和工作裝置4。
[0044]車(chē)輛主體I具有行駛體2和旋轉(zhuǎn)體3。行駛體2具有一對(duì)行駛裝置2a，2b。各行駛裝置2a，2b具有履帶2d，2e，利用來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)履帶2d，2e，使液壓挖掘機(jī)100行駛。
[0045]旋轉(zhuǎn)體3載置在行駛體2上。旋轉(zhuǎn)體3設(shè)置為相對(duì)行駛體2能夠旋轉(zhuǎn)。另外，在旋轉(zhuǎn)體3的前部左側(cè)位置設(shè)置有駕駛室5。需要說(shuō)明的是，在整體結(jié)構(gòu)的說(shuō)明中，“前后方向”指的是駕駛室5的前后方向。車(chē)輛主體I的前后方向與駕駛室5即旋轉(zhuǎn)體3的前后方向一致。另外，“左右方向”或“側(cè)方”指的是車(chē)輛主體I的車(chē)寬方向。
[0046]旋轉(zhuǎn)體3具有燃料箱14、工作油箱15、發(fā)動(dòng)機(jī)室16及收納室17。燃料箱14儲(chǔ)存用于驅(qū)動(dòng)后述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。燃料箱14配置在工作油箱15的前方。工作油箱15儲(chǔ)存從未圖示的液壓泵排出并供給到液壓缸10?12的工作油。發(fā)動(dòng)機(jī)室16在內(nèi)部收納有發(fā)動(dòng)機(jī)。收納室17配置在駕駛室5的后方,與發(fā)動(dòng)機(jī)室16在車(chē)寬方向上排列配置。在收納室17的內(nèi)部設(shè)置有收納空間，在該收納空間內(nèi)收納有用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的未圖示的散熱器和散熱器風(fēng)扇。在發(fā)動(dòng)機(jī)室16和收納室17的后方設(shè)置有配重18。
[0047]工作裝置4安裝在旋轉(zhuǎn)體3的前部中央位置，具有大臂7、小臂8及挖掘鏟斗9。在大臂7的基端部以能夠旋轉(zhuǎn)的方式與旋轉(zhuǎn)體3連結(jié)。大臂7的前端部以能夠旋轉(zhuǎn)的方式與小臂8的基端部連結(jié)。小臂8的前端部以能夠旋轉(zhuǎn)的方式與挖掘鏟斗9連結(jié)。另外，配置有與大臂7、小臂8及挖掘鏟斗9分別對(duì)應(yīng)的液壓缸10?12(大臂缸10、小臂缸11及鏟斗缸12)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)這些液壓缸10?12來(lái)驅(qū)動(dòng)工作裝置4，由此進(jìn)行挖掘等作業(yè)。
[0048](挖掘鏟斗9的結(jié)構(gòu))
[0049]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的挖掘鏟斗9的立體圖。圖3是圖2的挖掘鏟斗9的側(cè)視圖。圖4是圖2的挖掘鏟斗9的側(cè)視圖，是與圖3的挖掘鏟斗9的傾斜角度不同的視圖。圖5是圖2的挖掘鏟斗9的背面圖。
[0050]如圖2~圖5所示，挖掘鏟斗9具有鏟斗主體21、前緣部35、斗齒轉(zhuǎn)接件24、托架22及多個(gè)斗齒23。
[0051]鏟斗主體21具有前面部31、底面部32、背面部33及一對(duì)側(cè)面部34。前面部31是平坦的板狀部件，具有側(cè)視時(shí)呈直線狀的形狀。底面部32是彎曲的板狀部件，具有側(cè)視時(shí)向鏟斗主體21的外側(cè)凸出地彎曲的形狀。底面部32與前面部31相連。背面部33具有將板狀部件彎曲而成的形狀。背面部33與底面部32相連。一對(duì)側(cè)面部34彼此隔開(kāi)距離配置，覆蓋由前面部31、底面部32及背面部33圍成的空間的側(cè)方。
[0052]前緣部35是平坦的板狀部件，具有側(cè)視時(shí)呈直線狀的形狀。前緣部35是安裝有斗齒轉(zhuǎn)接件24而供斗齒23固定的部分。前緣部35固定在鏟斗主體21中位于背面部33相反側(cè)的緣部上。具體而言，前緣部35固定在前面部31的緣部上。前緣部35的厚度比前面部31的厚度厚。
[0053]托架22是用于將挖掘鏟斗9安裝在小臂上的部件。托架22固定在背面部33上。托架22具有從背面部33向外側(cè)立設(shè)的兩個(gè)安裝部22a。各安裝部22a為板狀部件，以相對(duì)于挖掘鏟斗9的寬度方向垂直的朝向配置。另外，如圖5所示，兩個(gè)安裝部22a隔開(kāi)間隔W相對(duì)設(shè)置。該間隔為托架寬度W。在各安裝部22a上形成有第一孔38和第二孔39。在第一孔38中插入有用于將托架22安裝在小臂上的安裝銷(xiāo)(未圖示)。第二孔39形成在第一孔38的底面部32側(cè)，插入有用于將托架22安裝在鏟斗缸12 (參照?qǐng)D1)上的安裝銷(xiāo)(未圖示)。
[0054]多個(gè)斗齒23經(jīng)由斗齒轉(zhuǎn)接件24固定在前緣部35上。多個(gè)斗齒23隔開(kāi)間隔配置在前緣部35的端部上。各 斗齒23具有側(cè)視時(shí)越來(lái)越細(xì)的形狀。
[0055](鏟斗主體21的結(jié)構(gòu))
[0056]接著，詳細(xì)說(shuō)明鏟斗主體21的形狀。需要說(shuō)明的是，在挖掘鏟斗9的結(jié)構(gòu)說(shuō)明中，將圖3所示狀態(tài)下的斗齒23的前端側(cè)稱為“前”，第一孔38側(cè)稱為“后”。
[0057]上述底面部32具有第一曲面部41和第二曲面部42。第一曲面部41與前面部31相連。因此，前面部31位于第一曲面部41與前緣部35之間。
[0058]第一曲面部41具有側(cè)視時(shí)以規(guī)定的第一曲率半徑Rl彎曲的形狀。第一曲面部41的曲率半徑的中心01位于鏟斗主體21的外側(cè)。另外，在側(cè)視時(shí)，中心01在圖3所示的狀態(tài)下比第一孔38的中心位置靠近上方且后方。第二曲面部42比第一曲面部41位置靠近背面部33側(cè)即后側(cè)，與第一曲面部41相連。第二曲面部42具有側(cè)視時(shí)以規(guī)定的第二曲率半徑R2彎曲的形狀。第二曲率半徑R2比第一曲率半徑Rl小。第二曲面部42的曲率半徑的中心02位于鏟斗主體21的內(nèi)側(cè)。
[0059]在此，在側(cè)視時(shí)，連結(jié)托架22的第一孔38的中心Ql與前緣部35的前端Q2的假想線SI (假想線的一例)的長(zhǎng)度為鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑(U ^卜半徑)v。更詳細(xì)而言，前端Q2是前緣部35的內(nèi)側(cè)平面35a的前端。另外，在側(cè)視時(shí)，包含前緣部35的內(nèi)側(cè)平面35a的假想平面為基準(zhǔn)平面S3。在側(cè)視時(shí)，該基準(zhǔn)平面S3與鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑V所成的角度為前緣角Θ。
[0060]另外，在側(cè)視時(shí)位于前緣部35側(cè)的第一曲面部41的端部即前面部31和第一曲面部41的連接部Pl與第一曲面部41相接，并且具有以挖掘半徑S5 (圖3參照)的長(zhǎng)度為曲率半徑彎曲的形狀的假想曲面為基準(zhǔn)曲面S2，其中挖掘半徑為從孔38的中心到斗齒23的前端之間的距離。如圖3所示，將假想線SI水平配置且底面部32位于假想線SI下方的狀態(tài)稱為“水平狀態(tài)”。
[0061]在本實(shí)施方式中，第一曲面部41在側(cè)視時(shí)沿基準(zhǔn)曲面S2配置。如圖3所示，在側(cè)視時(shí)，第一曲面部41與第二曲面部42的連接部P2在水平狀態(tài)下比位于底面部32的最下方的部分P3位置靠近前側(cè)即前面部31側(cè)。因此，在水平狀態(tài)下位于底面部32的最下方的部分P3包含于第二曲面部42。即，本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9與圖7中后述的第一比較例的挖掘鏟斗109相比，雖然第一曲面部41增大,但是第二曲面部42也不會(huì)過(guò)小,從而能夠確保其較大。因此，能夠使砂土易于流入到鏟斗主體21內(nèi)。
[0062]另外，從假想線SI向部分P3垂直的假想線S4 (第二假想線的一例)的長(zhǎng)度為鏟斗深度D。換言之，假想線S4可以說(shuō)是在側(cè)視時(shí)相對(duì)于假想線SI垂直的從假想線SI到底面部32之間的線段中最長(zhǎng)的線段。
[0063]如圖4所示，在側(cè)視時(shí)，前面部31的長(zhǎng)度比沿著前緣部35的方向上的第一曲面部41的長(zhǎng)度短。具體而言，沿著前緣部35的方向上的前面部31的長(zhǎng)度LI比沿著前緣部35的方向上的第一曲面部41的長(zhǎng)度L2短。因此，能夠縮短前緣部35。為了提高強(qiáng)度，前緣部35形成得比前面部31厚，所以前緣部35越長(zhǎng)制造成本越高。因此，通過(guò)縮短前緣部35，能夠降低制造成本。另外，在通過(guò)對(duì)板材進(jìn)行滾壓加工而形成底面部32的情況下，能夠?qū)⑽磳?shí)施滾壓加工的部分直接作為前面部利用，因此能夠提高材料的成品率。
[0064]另外，沿著前緣部35的方向上的前面部31的長(zhǎng)度LI比沿著前緣部35的方向上的前緣部35和斗齒23的長(zhǎng)度L3短。沿著前緣部35的方向上的前面部31的長(zhǎng)度比第二曲率半徑R2短。而且，如圖3所示，在水平狀態(tài)下，前面部31與第一曲面部41的連接部Pl位置比第二曲面部42的曲率半徑的中心02高。
[0065]如圖3所示，在側(cè)視時(shí)，假想線SI與背面部33之間所成的角δ為鈍角。在水平狀態(tài)下，背面部33傾斜成越靠近下側(cè)位置越靠后。背面部33的上部比第一孔38位置靠近前偵牝背面部33的下部位于第一孔38的下方。因此，在水平狀態(tài)下，鏟斗主體21的內(nèi)側(cè)空間形成為越靠近下側(cè)越向后側(cè)擴(kuò)大的形狀。因此，能夠確保鏟斗主體21內(nèi)的后側(cè)空間較大，從而能夠增大挖掘鏟斗9的容量。
[0066]另外，如圖5所示，挖掘鏟斗9的上端的寬度為鏟斗寬度Ζ，挖掘鏟斗9的底面部的寬度為鏟斗底寬Y。
[0067]上述前緣角Θ滿足以下式(式I)。
[0068][式1]
[0069]62。( Θ ≤ 72°
[0070]上述鏟斗深度D與鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑V的比D/V滿足以下(式2)。
[0071][式2]
[0072]0.7 ≤ D/V ≤ 0.8
[0073]如果挖掘鏟斗9的容量為V (m3)，則鏟斗容量V (m3)與托架寬度W (m)的關(guān)系V/W滿足以下(式3)。
[0074][式3]
[0075]6 ≤V/W ≤ 11[0076]上述鏟斗深度D與上述鏟斗寬度Z的比D/Z滿足以下(式4)。
[0077][式4]
[0078]0.73 ( D/Z ( 0.83
[0079]上述鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑V與第一曲率半徑Rl的比(以下稱為“鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑比”)R1/V滿足以下(式5)。
[0080][式5]
[0081]0.65 ≤ R1/V ≤ 1.2
[0082]例如，Rl= 1800mm、V = 1608mm,在這種情況下，R1/V = 1.12。
[0083]接著，比較說(shuō)明本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9的特征與比較例的挖掘鏟斗。
[0084](挖掘鏟斗的挖掘阻力)
[0085]在本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9中，第一曲面部41沿基準(zhǔn)曲面S2配置。基準(zhǔn)曲面S2是與挖掘時(shí)的斗齒23前端的軌跡近似的曲面。因此，通過(guò)將第一曲面部41沿著基準(zhǔn)曲面S2配置，能夠降低底面部32與地面接觸的接觸壓力。
[0086]圖6表示移動(dòng)小臂8 (參照?qǐng)D1)而移動(dòng)本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9進(jìn)行挖掘時(shí)的挖掘鏟斗9的軌跡。圖中的箭頭表示挖掘鏟斗9的行進(jìn)方向。虛線Gl表示地面。雙點(diǎn)劃線Tl表示斗齒23前端的軌跡Tl。在此，將挖掘鏟斗9未侵入地中且斗齒23的前端與地面接觸狀態(tài)(圖6中的(A)狀態(tài))到斗齒23侵入地中(圖6中的(B)狀態(tài))且斗齒23在地中呈水平姿勢(shì)的狀態(tài)(圖6中的(C)狀態(tài))之間的挖掘鏟斗9動(dòng)作稱為“插入”。另外，將斗齒23侵入地中且呈水平姿勢(shì)的狀態(tài)(圖6中的(C)狀態(tài))到斗齒23的前端出現(xiàn)在地上的狀態(tài)(圖6中的(D)狀態(tài))之間的挖掘鏟斗9動(dòng)作稱為“挖掘”。
[0087]挖掘中的小臂8的擺動(dòng)幅度為移動(dòng)后第一孔38的位置不超過(guò)移動(dòng)前的斗齒23前端位置程度的大小。如圖3及圖6所示，在本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9中，底面部32在(D)狀態(tài)下，沿著斗齒23的前端的軌跡Tl配置。因此，在本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9中，在挖掘時(shí)能夠降低挖掘鏟斗9的底面部32與地面接觸的接觸壓力，從而能夠減少挖掘阻力。
[0088]圖7是第一比較例的挖掘鏟斗109的側(cè)視圖。比較例的挖掘鏟斗109具有與本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9相同長(zhǎng)度的鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑V (第一假想線SlOl的長(zhǎng)度)。但是，第一曲面部141的曲率半徑RlOl比鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑V小，在側(cè)視時(shí)第一曲面部141的曲率半徑RlOl的中心0101位于挖掘鏟斗109的內(nèi)側(cè)，不滿足上述(式5)。
[0089]另外，在側(cè)視時(shí)，比較例的挖掘鏟斗109的前面部131的長(zhǎng)度LlOl比本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9的前面部31的長(zhǎng)度LI長(zhǎng)。在比較例的挖掘鏟斗109中，前面部131的長(zhǎng)度LlOl比沿著前緣部135的方向上的第一曲面部141的長(zhǎng)度L102長(zhǎng)。
[0090]需要說(shuō)明的是，前面部131和第一曲面部141在連接部PlO連接。第一曲面部141和第二曲面部142在連接部P20連接。另外，在水平狀態(tài)下位于底面部132的最下方的部分P30包含于第二曲面部142。
[0091]接著，在上述第一比較例的挖掘鏟斗109中，移動(dòng)小臂8而移動(dòng)挖掘鏟斗109時(shí)的挖掘鏟斗109的軌跡如圖8所示。挖掘(從圖8中的(C)狀態(tài)到(D)狀態(tài)之間的動(dòng)作)中的小臂8的擺動(dòng)幅度與圖6相同。在圖8中，雙點(diǎn)劃線TlOl表示斗齒23前端的軌跡TlOl。如圖8所示，第一比較例中的挖掘鏟斗109在(D)狀態(tài)下，底面部132的一部分從斗齒123前端的軌跡TlOl向下方突出。因此，第一比較例的挖掘鏟斗109在挖掘時(shí)，挖掘鏟斗109的底面部132與地面接觸的壓力增大，從而使挖掘阻力增大。需要說(shuō)明的是，突出部分由M表不。
[0092]由此，與第一比較例相比，本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9在挖掘時(shí)能夠降低挖掘鏟斗9的底面部32與地面接觸的接觸壓力，從而能夠減少挖掘阻力。
[0093](挖掘鏟斗的壁面阻力及擠壓量)
[0094]接著，舉例說(shuō)明本實(shí)施方式的挖掘鏟斗的壁面阻力和擠壓力。
[0095]圖9是前緣部35以水平狀態(tài)配置的本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9的側(cè)視圖。在本實(shí)施方式的一例即第一實(shí)施例的挖掘鏟斗中，如圖9所示的挖掘鏟斗9的前緣角Θ設(shè)定為64°，鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑V設(shè)定為1771mm，鏟斗深度D設(shè)定為1234mm，第一曲率半徑Rl設(shè)定為1800mm，第二曲率半徑R2設(shè)定為650mm，鏟斗容量V為3.6m3。
[0096]在此，沿著假想線SI距前緣部35的前端具有假想線SI的長(zhǎng)度(鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑V)的0.27倍長(zhǎng)度(即0.27V)的部分為F。并且，通過(guò)F的水平線與底面部32的交點(diǎn)為G6。另外，前緣部35的前端部分為G1。該Gl與Q2位置相同，是前緣部35的內(nèi)側(cè)的平面部的前端。將通過(guò)Gl的水平線和通過(guò)G6的水平線之間的寬度H進(jìn)行五等分，五等分的各水平線與底面部32之間的交點(diǎn)從Gl側(cè)起依次為G2、G3、G4、G5。從該Gl到G6的區(qū)域?yàn)橥诰騾^(qū)域。如圖9中的放大圖(參照雙點(diǎn)劃線的圓圈內(nèi))所示，對(duì)各點(diǎn)Gl?G6施加沿箭頭J方向的力時(shí)在壁面上產(chǎn)生的反作用力的沿鉛直方向的分量為壁面阻力kl、沿水平方向的分量k2為擠壓力。
[0097]接著，對(duì)第二比較例的挖掘鏟斗1009也進(jìn)行挖掘區(qū)域的Gl?G6點(diǎn)上的壁面阻力及擠壓力的分析。在此，圖10是第二比較例的挖掘鏟斗1009的側(cè)視圖。第二比較例的挖掘鏟斗1009雖然滿足上述(式5)，但是因?yàn)榍熬壗铅ㄐ纬傻帽?2°小，所以不滿足上述上述(式I)。
[0098]圖10所示的挖掘鏟斗1009具有鏟斗主體1021、前緣部1035、斗齒轉(zhuǎn)接件1024、托架1022及多個(gè)斗齒1023。鏟斗主體1021具有前面部1031、底面部1032、背面部1033及一對(duì)側(cè)面部1034。底面部1032具有第一曲面部1041和第二曲面部1042。第一曲面部1041與前面部1031相連。在托架1022上設(shè)置有用于安裝小臂的孔1038，1039。另外，在圖10中表示了在水平狀態(tài)下位于最下方的部分P1003、第一曲面部1041和第二曲面部1042的連接部P1002、前面部1031和第一曲面部1041的連接部P1001。該第二比較例的挖掘鏟斗1009的鏟斗容量為2.lm3，鏟斗深度為1021mm。另外，第二比較例的前緣角Θ形成為52°。
[0099]圖11是將第二比較例的挖掘鏟斗1009的前緣部1035水平配置的側(cè)視圖。如圖11所示，與圖9同樣地，對(duì)第二比較例的挖掘鏟斗1009設(shè)定挖掘區(qū)域并確定了 Gl?G6點(diǎn)。
[0100]并且，也對(duì)如圖12所示的第三比較例的挖掘鏟斗進(jìn)行同樣的分析。如圖12所示的第三比較例所示的挖掘鏟斗2009與實(shí)施方式的挖掘鏟斗9不同，在側(cè)視時(shí)，底面部2032由具有規(guī)定的曲率半徑R6的一個(gè)曲面部構(gòu)成。挖掘鏟斗2009具有鏟斗主體2021、前緣部2035、斗齒轉(zhuǎn)接件2024、托架2022及多個(gè)斗齒2023。鏟斗主體2021具有前面部2031、底面部2032、背面部2033及一對(duì)側(cè)面部2034。底面部2032由以02002為中心曲率半徑為R6的曲面部構(gòu)成。在托架2022上設(shè)置有用于安裝小臂的孔2038，2039。另外，圖12中表示了前面部2031和底面部2032的連接部P2001。
[0101]在該第三比較例的挖掘鏟斗2009中，前緣角Θ設(shè)定為54°，鏟斗深度D設(shè)定為1435。
[0102]對(duì)該第三比較例的挖掘鏟斗2009也進(jìn)行挖掘區(qū)域的Gl~G6點(diǎn)的壁面阻力及擠壓力的分析。
[0103]圖13是表示第一實(shí)施例、第二比較例、第三比較例的Gl~G6點(diǎn)上的壁面阻力指數(shù)的曲線的視圖。在圖13中，實(shí)線表示第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)，虛線表示第二比較例的數(shù)據(jù)，點(diǎn)劃線表示第三比較例的數(shù)據(jù)。需要說(shuō)明的是，圖13所示的壁面阻力指數(shù)表示沿箭頭方向施加的力為100時(shí)的變化程度。
[0104]圖14是表示第一實(shí)施例、第二比較例、第三比較例的Gl~G6點(diǎn)上的擠壓力指數(shù)的曲線的視圖。在圖14中，實(shí)線表示第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)，虛線表示第二比較例的數(shù)據(jù)，點(diǎn)劃線表示第三比較例的數(shù)據(jù)。需要說(shuō)明的是，圖14所示的擠壓力指數(shù)表示沿箭頭J方向施加的力為100時(shí)的變化程度。
[0105]如圖13及圖14所示，第三比較例在G2點(diǎn)的壁面阻力急劇增大，在G4點(diǎn)擠壓力為零。因此，在G5、G6點(diǎn)擠壓力轉(zhuǎn)換成為阻力。
[0106]另一方面，在滿足(式5)的第一實(shí)施例及第二比較例中，壁面阻力及擠壓力均平滑地發(fā)生變化，因此是合適的。
[0107]這樣，在本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9中，通過(guò)使底面部32具有第一曲面部41和第二曲面42，與底面部由一個(gè)曲面部構(gòu)成的第七比較例相比，壁面阻力及擠壓力均平滑地發(fā)生變化，因此是合適的。
[0108]即，本實(shí)施方式的挖掘鏟斗9通過(guò)滿足(式5)，能夠得到合適的壁面阻力及擠壓力。·
[0109](挖掘鏟斗的前緣角Θ)
[0110]圖15是將作為本實(shí)施方式的一例的前緣角在62度以上的挖掘鏟斗與第二比較例的挖掘鏟斗重疊表示的視圖。本實(shí)施方式的一例的挖掘鏟斗9由實(shí)線表示，第二比較例的挖掘鏟斗1009由雙點(diǎn)劃線表示。另外，第二比較例的挖掘鏟斗1009中的基準(zhǔn)平面由S1003表示,表示纟產(chǎn)斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑的假想線由S1001表示。表示比較例的纟產(chǎn)斗深度的假想線由S1004表示。
[0111]如圖15所示，本實(shí)施方式一例的挖掘鏟斗9的前緣角Θ I形成得比第二比較例的挖掘鏟斗1009的前緣角Θ 1001大。因此，本實(shí)施方式的一例的挖掘鏟斗9與第二比較例的挖掘鏟斗1009相比，底面部32的彎曲增大，從而能夠如假想線S4，S1004所示，使鏟斗深度D變深。因此，在本實(shí)施方式一例的挖掘鏟斗9中，即使與第二比較例的挖掘鏟斗1009相比，鏟斗寬度Z及鏟斗底寬度Y相同，也能夠增加鏟斗容量V。
[0112]在此，如下述(表1)所示，在作為本實(shí)施方式的第二實(shí)施例使挖掘鏟斗9的前緣角形成為62°的情況下，能夠使鏟斗容量為2.3m3。另一方面，作為第四比較例前緣角形成為58.9°的情況下，鏟斗容量V為2.1m3。
[0113][表1][0114]
【權(quán)利要求】
1.一種挖掘鏟斗，安裝在作業(yè)車(chē)輛的小臂上，其特征在于，具有: 鏟斗主體，包括底面部、背面部及一對(duì)側(cè)面部，所述底面部具有側(cè)視時(shí)曲率半徑不同的兩個(gè)曲面部，所述背面部與所述底面部相連，所述一對(duì)側(cè)面部覆蓋由所述底面部和所述背面部圍成的空間的側(cè)方； 前緣部，固定在所述鏟斗主體中位于所述背面部的相反側(cè)的緣部上； 托架，具有插入用于安裝在所述小臂上的安裝銷(xiāo)的孔，固定在所述背面部上； 切刃部，固定在所述前緣部上； 在側(cè)視時(shí)，連結(jié)所述托架的所述孔的中心與所述前緣部的前端的第一假想線的長(zhǎng)度為鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑； 在側(cè)視時(shí)，與所述第一假想線垂直的從所述第一假想線到所述底面部之間的線段中長(zhǎng)度最長(zhǎng)的線段為第二假想線，其長(zhǎng)度為鏟斗深度； 在側(cè)視時(shí)，由所述前緣部和所述第一假想線形成的角的大小為前緣角； 在所述鏟斗前緣部旋轉(zhuǎn)半徑為V、所述鏟斗深度為D、所述前緣角為Θ的情況下，滿足62。≤ Θ ≤72° 及 0.7 ≤ D/V ≤ 0.8。
2.如權(quán)利要求1所述的挖掘鏟斗，其特征在于， 在所述挖掘鏟斗的寬度為Z的情況下，滿足0.73 ( D/Z < 0.83。
3.—種作業(yè)車(chē)輛，其特征在于，具有: 車(chē)輛主體、 安裝在所述車(chē)輛主體上的大臂、 安裝在所述大臂上的小臂、 安裝在所述小臂上的權(quán)利要求1或2所述的挖掘鏟斗。
【文檔編號(hào)】E02F3/40GK103857843SQ201380002918
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月16日
【發(fā)明者】吉田剛, 姶良達(dá)雄, 田中大次郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小松制作所