建設機械のバケットツース
【課題】ブシュおよびバケットツースの破壊強度をバランスよく確保することが可能なバケットツースを提供する。
【解決手段】ツース２は、側壁部２ｂに形成されて空洞部Ｖ１まで貫通しており固定用の取付けピンユニット１１およびブシュ１４ａ，１４ｂが挿入される貫通孔２ａの孔内寸法をＡ、側面視における貫通孔２ａの中心を含む上下方向における空洞部Ｖ１の上下方向における内寸法をＢ、上面視における貫通孔２ａを含む空洞部Ｖ１の幅方向における内寸法をＣ、上面視において貫通孔２ａを含む位置における一対の側壁部２ｂの最大幅寸法をＤとすると、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の関係式を満たす。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【解決手段】ツース２は、側壁部２ｂに形成されて空洞部Ｖ１まで貫通しており固定用の取付けピンユニット１１およびブシュ１４ａ，１４ｂが挿入される貫通孔２ａの孔内寸法をＡ、側面視における貫通孔２ａの中心を含む上下方向における空洞部Ｖ１の上下方向における内寸法をＢ、上面視における貫通孔２ａを含む空洞部Ｖ１の幅方向における内寸法をＣ、上面視において貫通孔２ａを含む位置における一対の側壁部２ｂの最大幅寸法をＤとすると、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の関係式を満たす。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、複数のバケットツース（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、これらのバケット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。
【０００３】
バケットの掘削側の先端部分に取り付けられるバケットツースは、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、バケットツースは、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、バケット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。
【０００４】
特許文献１には、バケットのアダプタに対してバケットツースを取り付けるために、バケットツースの側面に設けられた貫通孔内でアダプタ側面の挿入孔に一部が圧入されるピンによりバケットツースの動きが止められて、バケットツースをアダプタに対して固定する構成が開示されている。この構成により固定されるバケットツースでは、作業時の負荷などに起因するピン変形のために、ツース交換の作業性が悪化することがある。
【０００５】
この問題点を解決するために、バケットツースの側面に設けられた貫通孔に、ピンが装填されたブシュを挿入することで、バケットツースをアダプタに対して固定する構成が提案されている。この構成に適合するバケットツースでは、作業時の負荷は直接にはピンに加わらないため、ピンの変形を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５１−０９０７０１号公報（昭和５１年８月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のバケットツースでは、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記バケットツースの構成では、ブシュがバケットツースのアダプタから抜ける方向への移動の際に、バケットツースとの当接によって負荷を受けて摩耗するため、ブシュの必要な破壊強さを確保するためには十分な断面積が必要である。
【０００８】
一方、バケットツースは、アダプタ着脱時にその周囲に所定の空間が必要になる等の理由により、外寸に制限がある。このため、ブシュが大きくなると、バケットツースにおける貫通孔周辺の部分が肉薄となり、バケットツース自体の破壊強さが低下してしまうおそれがある。
本発明の課題は、ブシュおよびバケットツースの破壊強度をバランスよく確保することが可能なバケットツースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係るバケットツースは、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、上面と先端部において繋がる下面と、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た一対の側面と、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後端開口部と、一対の側面の一方の後側に設けられた凸状の側壁部と、後端開口部からバケットツース内に設けられる空洞部と、側壁部に形成されて空洞部まで貫通しており固定用のピンおよびブシュが挿入される貫通孔と、を備えている。そして、貫通孔の孔内寸法をＡ、側面視における貫通孔の中心を含む上下方向における空洞部の上下方向における内高さ寸法をＢ、上面視における貫通孔を含む空洞部の幅方向における内寸法をＣ、上面視において貫通孔を含む位置における一対の側壁部の最大幅寸法をＤとすると、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の関係式を満たす。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【００１０】
ここでは、バケットツースおよびバケットツースの貫通孔に挿入されるブシュの破壊強度をバランスよく確保するために、バケットツースに形成された貫通孔周辺の寸法の関係を規定している。
これにより、バケットツースの貫通孔周辺の寸法の関係を適正な範囲とすることで、バケットツースやブシュの破壊強度が極端に低下することを回避して、バケットツースおよびブシュの破壊強度をバランスよく確保することができる。
【００１１】
第２の発明に係るバケットツースは、第１の発明に係るバケットツースであって、Ａ／ＢおよびＤ／Ｃは、以下の関係式を満たす。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．６７
１．６６≦Ｄ／Ｃ≦１．８２
【００１２】
ここでは、上述したＡ／ＢおよびＤ／Ｃの数値範囲について、より好ましい範囲について特定している。
これにより、バケットツースの貫通孔周辺の寸法の関係を適正な範囲とすることで、バケットツースやブシュの破壊強度が極端に低下することを回避して、バケットツースおよびブシュの破壊強度をバランスよく確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るバケットツースによれば、バケットツースの貫通孔周辺の寸法の関係を適正な範囲とすることで、バケットツースやブシュの破壊強度が極端に低下することを回避して、バケットツースおよびブシュの破壊強度をバランスよく確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るバケットのツースの取付け構造を示す斜視図。
【図２】図１のツースの取付け構造付近を拡大した分解斜視図。
【図３】（ａ）は、図２の取付け構造に含まれる取付けピンの構成を示す側面図。（ｂ）は、ボルトの構成を示す側面図。（ｃ）は、ワッシャーの構成を示す側面図。（ｄ）は、ブシュの構成を示す側面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、図２のツースの取付け構造の構成を示す側面模式図とツース前後方向における断面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、ツース穴比率（Ａ／Ｂ）およびツース幅比率（Ｄ／Ｃ）とブシュおよびツース後部の断面積との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係るバケットツースについて、図１〜図５（ｂ）を用いて説明すれば以下の通りである。
［バケット１へのツース２の取付け構造］
本実施形態に係るバケット（作業機）１のツース（バケットツース）２は、図１に示すように、バケット１に対してツース２を取り付けるための構造であって、ツース２と、アダプタ３と、取付けピン組立て体４とを備えている。
【００１６】
（ツース２）
ツース２は、油圧ショベル等の作業機械のアームの先端に装着されたバケット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、図１に示すように、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、上面２１と、下面２２と、左右一対の側面２３，２３と、後端開口部２４と、空洞部Ｖ１と、貫通孔（貫通孔）２ａと、側壁部２ｂと、当接面２ｃ（図４（ｂ）等参照）と、を有している。
【００１７】
上面２１は、図２中において鉛直上方を向く平面である。
下面２２は、図２中において上面２１とは反対に鉛直下方を向く平面であって、ツース２の先端部分において、上面２１と繋がっている。
側面２３，２３は、ツース２の左右の側面部分を構成する左右一対の略三角形の平面であって、上面２１および下面２２とともにツース２の外郭を構成する。
【００１８】
後端開口部２４は、ツース２における先端部分とは反対側に形成された開口である。
空洞部Ｖ１は、ツース２の後端に形成された後端開口部２４から先端側に向かってツース２の内部に形成された空間である。空洞部Ｖ１は、バケット１に対してツース２が装着される際には、後述するアダプタ３の挿入部３ｂが挿入される。
貫通孔２ａは、ツース２の側壁部２ｂから空洞部Ｖ１まで貫通して、ツース２の長手方向（ツース２の後端と先端とを結ぶ方向）に直交する方向に沿って形成された円柱状の孔である。そして、この貫通孔２ａには、後述する取付けピン組立て体４が挿入される。貫通孔２ａは、後述する取付けピン組立て体４のブシュ１４ａ，１４ｂの外径よりも若干大きな内径を有している。
【００１９】
側壁部２ｂは、左右一対の側面２３，２３における後端寄りの位置に設けられた凸状部であって、貫通孔２ａが形成されている。
当接面２ｃは、図４（ａ）に示すように、ツース２内に空洞部Ｖ１を形成する内壁面であって、後述するアダプタ３側の当接面３ｂｂに対して当接する。
なお、ツース２やブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度のバランスを確保するために必要な、ツース２に形成された貫通孔２ａの直径や幅等の大きさとブシュ１４ａ，１４ｂおよびツース２の後部の断面積との関係については、後段にて詳述する。
【００２０】
（アダプタ３）
アダプタ３は、図１に示すように、バケット１における一端に複数設けられており、それぞれに上述したツース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、貫通孔３ａと、挿入部３ｂと、を有している。
貫通孔３ａは、アダプタ３を幅方向に貫通しており、挿入部３ｂの側壁部３ｂａに形成されている。そして、この貫通孔３ａには、上記貫通孔２ａと同様に、取付けピン組立て体４が挿入される。貫通孔３ａは、取付けピン組立て体４の取付けピン（ピン）１１の外径よりも大きな内径を有している。このため、上述した貫通孔２ａと比較して、内径が小さい。
【００２１】
挿入部３ｂは、ツース２内に形成された空洞部Ｖ１の凹部形状に合わせて形成されており、ツース２の空洞部Ｖ１に対して挿入される。また、挿入部３ｂは、ツース２の空洞部Ｖ１に挿入されると、空洞部Ｖ１を形成するツース２の内壁面側に設けられた当接面２ｃに対して当接面３ｂｂにおいて当接する。
当接面３ｂｂは、図４（ａ）に示すように、ツース２がアダプタ３に取り付けられた状態において、ツース２側の当接面２ｃに対して当接する挿入部３ｂの外壁面である。
【００２２】
（取付けピン組立て体４）
取付けピン組立て体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るための部材であって、図２に示すように、ツース２がアダプタ３に対して取り付けられた状態において、ツース２とアダプタ３とを貫通する貫通孔２ａと貫通孔３ａとに挿入される。そして、取付けピン組立て体４は、図２に示すように、互いに共通の中心軸Ｌを持つ、取付けピン１１と、ボルト１２ａ，１２ｂと、ワッシャー１３ａ，１３ｂと、ブシュ１４ａ，１４ｂと、を有している。
【００２３】
取付けピン１１は、図３（ａ）に示すように、段差のない円柱形状を有する金属性のストレートピンであって、両端に雌ネジ１１ａ，１１ｂが形成されている。また、取付けピン１１の軸方向長さは、アダプタ３の貫通孔３ａの長さと２つのブシュ１４ａ，１４ｂの長さとの和よりも大きい。
ボルト１２ａ，１２ｂは、図３（ｂ）に示すように、一般的な形状を有する金属製の締結部材であって、取付けピン１１の両端に形成された雌ネジ１１ａ，１１ｂに対して雄ネジ部分が螺合する。
【００２４】
ワッシャー１３ａ，１３ｂは、図３（ｃ）に示すように、中央部にボルト１２ａ，１２ｂが挿入される貫通孔が形成され取付けピン１１の外径よりも大きい外径を有する略円盤形状を有する金属製の部材である。そして、ワッシャー１３ａ，１３ｂは、ボルト１２ａ，１２ｂによって取付けピン１１の両端面に固定され、ブシュ１４ａ，１４ｂが取付けピン１１から外れないように設けられている。
【００２５】
ブシュ１４ａ，１４ｂは、図３（ｄ）に示すように、中央部に取付けピン１１が挿入される貫通孔が形成された略円筒形状の金属製の部材であって、ボルト１２ａ，１２ｂおよびワッシャー１３ａ，１３ｂによって取付けピン１１の両端に設けられている。ブシュ１４ａ，１４ｂの内径は、取付けピン１１が挿入されるように取付けピン１１の外径よりも若干大きく、ワッシャー１３ａ，１３ｂの外径よりも小さい寸法となっている。そのため、ブシュ１４ａ，１４ｂは、取付けピン１１の外周面において回動可能となっており、かつワッシャー１３ａ，１３ｂとアダプタ３との間において移動可能となっている。
【００２６】
本実施形態では、以上のような構成により、ツース２とアダプタ３とを貫通する貫通孔２ａ，３ａ内に挿入されることで、アダプタ３に対してツース２が脱落しないように固定している。
ここで、油圧ショベル等によるバケット１を用いた掘削作業中等において、ツース２に対して負荷が付与された場合には、その負荷はツース２をアダプタ３側へと押し込む方向に作用する。このとき、ツース２へ付与された負荷は、ツース２内部に形成された空洞部Ｖ１を形成する当接面２ｃからアダプタ３の挿入部の外壁面（当接面３ｂｂ）において受け止められる。よって、掘削作業中等にツース２に対して付与される負荷は、ツース２とアダプタ３とを接続する取付けピン組立て体４には作用しない。これは、ブシュ１４ａ，１４ｂの外周面とツース２の第１貫通孔２ａ，２ａの内壁面との間に隙間が設けられているためである。
【００２７】
つまり、本実施形態では、取付けピン組立て体４は、ツース２がアダプタ３から離間する方向に力が付与された際に、ツース２がアダプタ３から脱落防止用の抜け止めとしてのみ機能する。
【００２８】
＜ツース２の取付け構造＞
ここで、上述した各部材を用いたツース２の取付け構造について、さらに詳しく説明すれば以下の通りである。
すなわち、図４（ｂ）に示すように、ツース２の内部に形成された空洞部Ｖ１に対してアダプタ３の挿入部３ｂが挿入された状態で、取付けピン組立て体４が、ツース２とアダプタ３とを幅方向に貫通する貫通孔２ａと貫通孔３ａとに挿入される。
取付けピン組立て体４の取り付け手順は、以下の通りである。
まず、取付けピン１１をブシュ１４ｂの中央孔に挿入した後、取付けピン１１の一端にワッシャー１３ｂを介してボルト１２ｂを固定する。このとき、ボルト１２ｂは、取付けピン１１の一端に形成された雌ねじ１１ｂに螺合する。
【００２９】
次に、取付けピン１１を、その他端側からツース２側の貫通孔２ａ、アダプタ３側の貫通孔３ａ内に挿入する。
次に、ツース２の挿入側とは反対側から出てきた取付けピン１１の他端側を、ブシュ１４ａの中央孔に挿入する。ブシュ１４ａ，１４ｂは、それぞれ取付けピン１１に対して回転可能な状態で設けられている。そして、取付けピン１１の他端側に、ワッシャー１３ａを介してボルト１２ａを固定する。このとき、ボルト１２ａは、取付けピン１１の他端に形成された雌ねじ１１ａに螺合する。
【００３０】
これにより、ブシュ１４ａ，１４ｂは、図４（ｂ）に示すように、ツース２側の貫通孔２ａ内に配置され、アダプタ３の両側の側壁部３ｂａの外側にそれぞれ配置される。これにより、ツース２の脱落防止用の取付けピン組立て体４が貫通孔２ａ，３ａから抜け落ちてしまうことを回避することができる。
一方、何らかの理由により、ツース２をアダプタ３から離間させる方向に力が付与された場合には、ツース２のアダプタ３に対する相対的な移動によって、ツース２の貫通孔２ａの内周面が、取付けピン組立て体４のブシュ１４ａ，１４ｂの外周面に対して接触する。このとき、ツース２からブシュ１４ａ，１４ｂに対して付与される力の一部は、ブシュ１４ａ，１４ｂの回動によって効果的に逃がされる。よって、ツース２からブシュ１４ａ，１４ｂの外周面に対して力が伝達された場合でも、取付けピン１１に対して大きな負荷が掛かることはない。
【００３１】
本実施形態では、以上のように、ツース２とアダプタ３とを貫通する貫通孔２ａ，３ａに挿入される取付けピン組立て体４を用いたツース２の取付け構造において、ツース２をアダプタ３に対して離間させる方向に働く力に対して、ツース２が脱落しないように固定するための取付けピン組立て体４を構成する部材として、段差のない金属製のストレートピン（取付けピン１１）を用いている。そして、この取付けピン１１が貫通孔２ａ，３ａから抜け落ちないようにするためのブシュ１４ａ，１４ｂやボルト１２ａ，１２ｂ、ワッシャー１３ａ，１３ｂとして、全て金属製の部材を用いている。さらに、ブシュ１４ａ，１４ｂは、取付けピン１１に沿ってワッシャー１３ａ，１３ｂとアダプタ３との間において軸方向に移動可能であって、取付けピン１１の軸を中心として回転可能となっている。
【００３２】
これにより、取付けピン組立て体４に対して、掘削作業中等にツース２に付与される大きな負荷が付与されることはなく、かつ従来の取付けピン組立て体と比較して、取付けピン１１が局所的に応力が集中する段差部分を含まないストレートピンの形状であるため、取付けピン１１が折れてしまうことを防止することができる。
また、取付けピン組立て体４の中に、弾性部材等の経年劣化が大きい部材を含まないため、取付けピン組立て体４としての寿命を従来よりも延長して、長期間に亘る使用が可能になる。
【００３３】
［ツース２の貫通孔２ａの直径比率および幅比率］
本実施形態のツース２では、ツース２の貫通孔周辺の寸法関係を適正な範囲とすることで、ツース２の交換作業の作業性を維持しつつ、ツース２やブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度の均衡が極端に低下することを回避するために、以下のような関係を保つようにツース２が成形されている。
【００３４】
具体的には、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、貫通孔２ａの孔内寸法である孔内径をＡ、側面視（図４（ａ））における貫通孔２ａの中心を含む上下方向（図４（ａ）における左右方向）における空洞部Ｖ１の内寸法をＢ、上面視（図４（ｂ））における貫通孔２ａを含む空洞部Ｖ１の幅方向（図４（ｂ）における左右方向）における内寸法をＣ、上面視において貫通孔２ａを含む位置における左右一対の側壁部２ｂの最大幅寸法をＤとすると、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の関係式を満たす。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【００３５】
ここで、ツース２の貫通孔２ａの中心軸Ｌは、アダプタ３の貫通孔３ａの中心軸と共通である。上述した幅方向・上下方向とは、ツース２の貫通孔２ａの中心軸Ｌを基準とし、中心軸Ｌの方向を幅方向、中心軸とツース２の前後方向を含む平面に直交する方向を上下方向としている。なお、中心軸Ｌは、アダプタ３の貫通孔３ａの中心軸に対してツース2の先端方向に離れた位置に平行に配置された場合でも、上記ツース２の取付構造の説明で述べた取付けピン組立て体４と貫通孔２ａ等との位置関係が満たされていれば差し支えない。
【００３６】
これらの条件を満たすように成形されたツース２は、貫通孔２ａ付近において破格強度を十分に確保しつつ、貫通孔２ａに挿入されるブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度も十分に確保することができる。また、同時に、アダプタ３装着時にツース２間の間隔を十分に確保できるため、側壁部２ｂの存在にかかわらず、ツース２の交換作業の作業性悪化を避けることができる。
【００３７】
穴比率Ａ／Ｂ、幅比率Ｄ／Ｃの最小値については、次のように決められる。ブシュを用いず、ピンのみでバケットツースをアダプタに取付ける従来の構造の場合、穴比率Ａ／Ｂは０．４０〜０．５０である。本実施形態では、取付けピン１１の外周にブシュ１４ａ，１４ｂが遊嵌されるので、ブシュ１４ａ，１４ｂに必要な最低限の厚さ分だけ、穴比率Ａ／Ｂは大きくなり、具体的には、０．６１以上とされる。
【００３８】
また、従来のブシュの無い構造において、幅比率Ｄ／Ｃは１．２０〜１．４０である。
本実施形態では、ブシュ１４ａ，１４ｂがあり、ブシュ１４ａ，１４ｂを取付けピン１１に取付けるボルト１２ａ，１２ｂがあり、ボルト１２ａ，１２ｂの頭が完全に挿通孔２ａ内にある必要がある。よって、幅比率Ｄ／Ｃは、上記範囲より大きい１．６２以上の数値とされる。なお、ここでＢ，Ｃを基準としているのは、アダプタ３に関する寸法（すなわち、ツース２の空洞部Ｖ１の寸法）が従来技術と同一にされているためである。
【００３９】
穴比率Ａ／Ｂの最大値については、次のように決められる。
ブシュ１４ａの中心軸方向断面積（図４（ｂ）のブシュ断面（塗りつぶし部分）の面積）は寸法Ａに、ブシュ１４ａ，１４ｂの中心軸Ｃを含むツース前後方向断面におけるツース２の貫通孔２ａの後方部位の断面積（図４（ｂ）のツース塗りつぶし部分の面積）は寸法Ｂに、それぞれ関連している。そして、ブシュ１４ａ，１４ｂ、ツース２の後方部位の破壊強度は、それぞれ、ブシュ断面積、ツース後方部位の断面積と略比例している。
【００４０】
ところで、ツース２がアダプタ３から抜け出る動きをピン組立て体４によって止めるために、ブシュ１４ａ，１４ｂがツース２の後方部位と当接する。この際、ブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度がツース２の後方部位の破壊強度より大きい必要はない。ブシュ１４ａ，１４ｂとツース２の後方部位の破壊強度が等しい、すなわち、ブシュ断面積とツース後方部位断面積とが等しい時の穴比率Ａ／Ｂは、０．７３〜０．７７程度である。このため、本実施形態では、穴比率Ａ／Ｂの最大値を０．７３としている。
【００４１】
次に、幅比率Ｄ／Ｃの最大値については、次のように決められる。
本実施形態では、ツース２を取付けるバケット１本体は、従前と同一である。従って、バケット１の先端の複数のアダプタ３およびそれらアダプタ３間の寸法も従前と同一である。
一方、本実施形態に係るツース２は、そのアダプタ３間の方向に突出する側壁部２ｂを有する。そのため、側壁部２ｂの突出が大きくなると、アダプタ３に取付けられた複数のツース２間の間隔が狭まる。ツース２間の間隔は、ツース２の交換作業のために必要な最低寸法があるため、寸法Ｄには対応する最大寸法が導かれる。本実施形態では、その寸法Ｄの最大寸法から幅比率Ｄ／Ｃの最大値を１．９２としている。
【００４２】
図５は、ある車体重量の油圧ショベルに使用のツース２における、穴比率Ａ／Ｂ、幅比率Ｄ／Ｃと、ブシュ、ツース後方部位の断面積との関係を示している。図５（ａ）では、横軸は穴比率Ａ／Ｂを、縦軸は断面積を示している。また、図５（ａ）では、実線のグラフがブシュ断面積、破線のグラフがツース後方部位断面積を示している。図５（ｂ）では、横軸は幅比率Ｄ／Ｃを、他は図５（ａ）と同じ事項を示している。
【００４３】
ここで、バケットのアダプタ３の寸法・幾何形状は貫通孔３ａを含め、従来と同一とされている。換言すると、ツース２の空洞部Ｖ１の寸法・幾何形状は、従来と同一とされている。
上述のように、ツース穴比率Ａ／Ｂは、０．６１以上０．７３以下とされている。図５（ａ）のグラフでは、Ａ／Ｂが０．７３でブシュ１４ａ，１４ｂとツース２の後方部位の断面積が等しい。つまり、Ａ／Ｂが０．７３で、ブシュ１４ａ，１４ｂとそれに対応するツース２の後方部位の破壊強度が釣り合っている。しかし、ブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度は、ツース２の後方部位の破壊強度より小さいことが好ましいので、ツース穴比率Ａ／Ｂが０．６１以上０．６７以下の範囲内になるように設定されていることが望ましい。
【００４４】
上述のように、ツース幅比率Ｄ／Ｃは、１．６２以上１．９２以下とされている。しかし、ツース幅比率Ｄ／Ｃの最大値１．９２は、ツース２の交換作業のために不可欠な最低限のツース２間の間隔のみを確保するための値なので、交換作業を容易に行うための間隔を得るために最大値は上述の１．９２より小さい１．８２以下であることが好ましい。
また、ツース幅比率の最小値１．６２は、ツース２の貫通孔２ａ内にボルト１２ａの頭部が納まるための最低限の数値だが、安全のために、より大きい値である１．６６であることが好ましい。
【００４５】
以上をまとめると、ツース穴比率Ａ／Ｂは０．６１以上０．６７以下、ツース幅比率Ｄ／Ｃは１．６６以上１．８２以下であることがより好ましい。すなわち、ツース２は以下の関係式を満たすことが、より好ましい。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．６７
１．６６≦Ｄ／Ｃ≦１．８２
【００４６】
［他の実施形態］
上記実施形態では、ツース２の貫通孔２ａは、断面が円の柱状の孔とされた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、貫通孔２ａの断面は円でない異形、例えば、楕円状とされてもよい。
また、貫通孔２ａ以外の形状は、上述の実施形態と同じである。関係式の孔内寸法Ａは、ツース側面視において、取付時に対応するアダプタ３の貫通孔３ａの中心を含む上下方向における貫通孔２ａの内寸法を意味する。関係式のＢ、Ｃ、Ｄは上述の実施形態と同義であり、関係式は同じである。
【００４７】
（まとめ）
以上により、ツース２は、ツース取付時の中心軸Ｌを基準として、ツース高さ方向の貫通孔内寸法と空洞部内寸の比率であるツース穴比率Ａ／Ｂ、ツース幅方向のツース外寸と内寸の比率であるツース幅比率Ｄ/Ｃの範囲が以下の関係式を満たすことが好ましい。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【００４８】
また、以下の関係式を満足するツース２は、ツース２の側面に設けられた貫通孔２ａに、取付けピン１１が装填されたブシュ１４ａ，１４ｂを挿入することでアダプタ３に取付けられるツース２として、更に好適である。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．６７
１．６６≦Ｄ／Ｃ≦１．８２
これにより、ツース穴比率Ａ／Ｂ、ツース幅比率Ｄ／Ｃが上記範囲内になるようにツース２が設計されることで、ツース２やブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度を十分に確保したバランスのとれたツース２を得ることができる。また、上記範囲内になるようにツース２が設計されることで、ツース形状を最適化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のバケットツースは、ブシュおよびバケットツースの破壊強度をバランスよく確保することができるという効果を奏することから、建設機械のバケットに交換可能な状態で装着されるバケットツースに対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ バケット（作業機）
２ ツース（バケットツース）
２ａ 貫通孔（貫通孔）
２ｂ 側壁部
２ｃ 当接面
３ アダプタ
３ａ 貫通孔
３ｂ 挿入部
３ｂａ 側壁部
３ｂｂ 当接面
４ 取付けピン組立て体
１１ 取付けピン（ピン）
１１ａ，１１ｂ 雌ネジ
１２ａ，１２ｂ ボルト
１３ａ，１３ｂ ワッシャー
１４ａ，１４ｂ ブシュ
２１ 上面
２２ 下面
２３ 側面
２４ 後端開口部
Ｖ１ 空洞部
【技術分野】
【０００１】
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に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、複数のバケットツース（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、これらのバケット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。
【０００３】
バケットの掘削側の先端部分に取り付けられるバケットツースは、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、バケットツースは、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、バケット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。
【０００４】
特許文献１には、バケットのアダプタに対してバケットツースを取り付けるために、バケットツースの側面に設けられた貫通孔内でアダプタ側面の挿入孔に一部が圧入されるピンによりバケットツースの動きが止められて、バケットツースをアダプタに対して固定する構成が開示されている。この構成により固定されるバケットツースでは、作業時の負荷などに起因するピン変形のために、ツース交換の作業性が悪化することがある。
【０００５】
この問題点を解決するために、バケットツースの側面に設けられた貫通孔に、ピンが装填されたブシュを挿入することで、バケットツースをアダプタに対して固定する構成が提案されている。この構成に適合するバケットツースでは、作業時の負荷は直接にはピンに加わらないため、ピンの変形を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５１−０９０７０１号公報（昭和５１年８月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のバケットツースでは、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記バケットツースの構成では、ブシュがバケットツースのアダプタから抜ける方向への移動の際に、バケットツースとの当接によって負荷を受けて摩耗するため、ブシュの必要な破壊強さを確保するためには十分な断面積が必要である。
【０００８】
一方、バケットツースは、アダプタ着脱時にその周囲に所定の空間が必要になる等の理由により、外寸に制限がある。このため、ブシュが大きくなると、バケットツースにおける貫通孔周辺の部分が肉薄となり、バケットツース自体の破壊強さが低下してしまうおそれがある。
本発明の課題は、ブシュおよびバケットツースの破壊強度をバランスよく確保することが可能なバケットツースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係るバケットツースは、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、上面と先端部において繋がる下面と、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た一対の側面と、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後端開口部と、一対の側面の一方の後側に設けられた凸状の側壁部と、後端開口部からバケットツース内に設けられる空洞部と、側壁部に形成されて空洞部まで貫通しており固定用のピンおよびブシュが挿入される貫通孔と、を備えている。そして、貫通孔の孔内寸法をＡ、側面視における貫通孔の中心を含む上下方向における空洞部の上下方向における内高さ寸法をＢ、上面視における貫通孔を含む空洞部の幅方向における内寸法をＣ、上面視において貫通孔を含む位置における一対の側壁部の最大幅寸法をＤとすると、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の関係式を満たす。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【００１０】
ここでは、バケットツースおよびバケットツースの貫通孔に挿入されるブシュの破壊強度をバランスよく確保するために、バケットツースに形成された貫通孔周辺の寸法の関係を規定している。
これにより、バケットツースの貫通孔周辺の寸法の関係を適正な範囲とすることで、バケットツースやブシュの破壊強度が極端に低下することを回避して、バケットツースおよびブシュの破壊強度をバランスよく確保することができる。
【００１１】
第２の発明に係るバケットツースは、第１の発明に係るバケットツースであって、Ａ／ＢおよびＤ／Ｃは、以下の関係式を満たす。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．６７
１．６６≦Ｄ／Ｃ≦１．８２
【００１２】
ここでは、上述したＡ／ＢおよびＤ／Ｃの数値範囲について、より好ましい範囲について特定している。
これにより、バケットツースの貫通孔周辺の寸法の関係を適正な範囲とすることで、バケットツースやブシュの破壊強度が極端に低下することを回避して、バケットツースおよびブシュの破壊強度をバランスよく確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るバケットツースによれば、バケットツースの貫通孔周辺の寸法の関係を適正な範囲とすることで、バケットツースやブシュの破壊強度が極端に低下することを回避して、バケットツースおよびブシュの破壊強度をバランスよく確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るバケットのツースの取付け構造を示す斜視図。
【図２】図１のツースの取付け構造付近を拡大した分解斜視図。
【図３】（ａ）は、図２の取付け構造に含まれる取付けピンの構成を示す側面図。（ｂ）は、ボルトの構成を示す側面図。（ｃ）は、ワッシャーの構成を示す側面図。（ｄ）は、ブシュの構成を示す側面図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、図２のツースの取付け構造の構成を示す側面模式図とツース前後方向における断面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、ツース穴比率（Ａ／Ｂ）およびツース幅比率（Ｄ／Ｃ）とブシュおよびツース後部の断面積との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係るバケットツースについて、図１〜図５（ｂ）を用いて説明すれば以下の通りである。
［バケット１へのツース２の取付け構造］
本実施形態に係るバケット（作業機）１のツース（バケットツース）２は、図１に示すように、バケット１に対してツース２を取り付けるための構造であって、ツース２と、アダプタ３と、取付けピン組立て体４とを備えている。
【００１６】
（ツース２）
ツース２は、油圧ショベル等の作業機械のアームの先端に装着されたバケット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、図１に示すように、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、上面２１と、下面２２と、左右一対の側面２３，２３と、後端開口部２４と、空洞部Ｖ１と、貫通孔（貫通孔）２ａと、側壁部２ｂと、当接面２ｃ（図４（ｂ）等参照）と、を有している。
【００１７】
上面２１は、図２中において鉛直上方を向く平面である。
下面２２は、図２中において上面２１とは反対に鉛直下方を向く平面であって、ツース２の先端部分において、上面２１と繋がっている。
側面２３，２３は、ツース２の左右の側面部分を構成する左右一対の略三角形の平面であって、上面２１および下面２２とともにツース２の外郭を構成する。
【００１８】
後端開口部２４は、ツース２における先端部分とは反対側に形成された開口である。
空洞部Ｖ１は、ツース２の後端に形成された後端開口部２４から先端側に向かってツース２の内部に形成された空間である。空洞部Ｖ１は、バケット１に対してツース２が装着される際には、後述するアダプタ３の挿入部３ｂが挿入される。
貫通孔２ａは、ツース２の側壁部２ｂから空洞部Ｖ１まで貫通して、ツース２の長手方向（ツース２の後端と先端とを結ぶ方向）に直交する方向に沿って形成された円柱状の孔である。そして、この貫通孔２ａには、後述する取付けピン組立て体４が挿入される。貫通孔２ａは、後述する取付けピン組立て体４のブシュ１４ａ，１４ｂの外径よりも若干大きな内径を有している。
【００１９】
側壁部２ｂは、左右一対の側面２３，２３における後端寄りの位置に設けられた凸状部であって、貫通孔２ａが形成されている。
当接面２ｃは、図４（ａ）に示すように、ツース２内に空洞部Ｖ１を形成する内壁面であって、後述するアダプタ３側の当接面３ｂｂに対して当接する。
なお、ツース２やブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度のバランスを確保するために必要な、ツース２に形成された貫通孔２ａの直径や幅等の大きさとブシュ１４ａ，１４ｂおよびツース２の後部の断面積との関係については、後段にて詳述する。
【００２０】
（アダプタ３）
アダプタ３は、図１に示すように、バケット１における一端に複数設けられており、それぞれに上述したツース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、貫通孔３ａと、挿入部３ｂと、を有している。
貫通孔３ａは、アダプタ３を幅方向に貫通しており、挿入部３ｂの側壁部３ｂａに形成されている。そして、この貫通孔３ａには、上記貫通孔２ａと同様に、取付けピン組立て体４が挿入される。貫通孔３ａは、取付けピン組立て体４の取付けピン（ピン）１１の外径よりも大きな内径を有している。このため、上述した貫通孔２ａと比較して、内径が小さい。
【００２１】
挿入部３ｂは、ツース２内に形成された空洞部Ｖ１の凹部形状に合わせて形成されており、ツース２の空洞部Ｖ１に対して挿入される。また、挿入部３ｂは、ツース２の空洞部Ｖ１に挿入されると、空洞部Ｖ１を形成するツース２の内壁面側に設けられた当接面２ｃに対して当接面３ｂｂにおいて当接する。
当接面３ｂｂは、図４（ａ）に示すように、ツース２がアダプタ３に取り付けられた状態において、ツース２側の当接面２ｃに対して当接する挿入部３ｂの外壁面である。
【００２２】
（取付けピン組立て体４）
取付けピン組立て体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るための部材であって、図２に示すように、ツース２がアダプタ３に対して取り付けられた状態において、ツース２とアダプタ３とを貫通する貫通孔２ａと貫通孔３ａとに挿入される。そして、取付けピン組立て体４は、図２に示すように、互いに共通の中心軸Ｌを持つ、取付けピン１１と、ボルト１２ａ，１２ｂと、ワッシャー１３ａ，１３ｂと、ブシュ１４ａ，１４ｂと、を有している。
【００２３】
取付けピン１１は、図３（ａ）に示すように、段差のない円柱形状を有する金属性のストレートピンであって、両端に雌ネジ１１ａ，１１ｂが形成されている。また、取付けピン１１の軸方向長さは、アダプタ３の貫通孔３ａの長さと２つのブシュ１４ａ，１４ｂの長さとの和よりも大きい。
ボルト１２ａ，１２ｂは、図３（ｂ）に示すように、一般的な形状を有する金属製の締結部材であって、取付けピン１１の両端に形成された雌ネジ１１ａ，１１ｂに対して雄ネジ部分が螺合する。
【００２４】
ワッシャー１３ａ，１３ｂは、図３（ｃ）に示すように、中央部にボルト１２ａ，１２ｂが挿入される貫通孔が形成され取付けピン１１の外径よりも大きい外径を有する略円盤形状を有する金属製の部材である。そして、ワッシャー１３ａ，１３ｂは、ボルト１２ａ，１２ｂによって取付けピン１１の両端面に固定され、ブシュ１４ａ，１４ｂが取付けピン１１から外れないように設けられている。
【００２５】
ブシュ１４ａ，１４ｂは、図３（ｄ）に示すように、中央部に取付けピン１１が挿入される貫通孔が形成された略円筒形状の金属製の部材であって、ボルト１２ａ，１２ｂおよびワッシャー１３ａ，１３ｂによって取付けピン１１の両端に設けられている。ブシュ１４ａ，１４ｂの内径は、取付けピン１１が挿入されるように取付けピン１１の外径よりも若干大きく、ワッシャー１３ａ，１３ｂの外径よりも小さい寸法となっている。そのため、ブシュ１４ａ，１４ｂは、取付けピン１１の外周面において回動可能となっており、かつワッシャー１３ａ，１３ｂとアダプタ３との間において移動可能となっている。
【００２６】
本実施形態では、以上のような構成により、ツース２とアダプタ３とを貫通する貫通孔２ａ，３ａ内に挿入されることで、アダプタ３に対してツース２が脱落しないように固定している。
ここで、油圧ショベル等によるバケット１を用いた掘削作業中等において、ツース２に対して負荷が付与された場合には、その負荷はツース２をアダプタ３側へと押し込む方向に作用する。このとき、ツース２へ付与された負荷は、ツース２内部に形成された空洞部Ｖ１を形成する当接面２ｃからアダプタ３の挿入部の外壁面（当接面３ｂｂ）において受け止められる。よって、掘削作業中等にツース２に対して付与される負荷は、ツース２とアダプタ３とを接続する取付けピン組立て体４には作用しない。これは、ブシュ１４ａ，１４ｂの外周面とツース２の第１貫通孔２ａ，２ａの内壁面との間に隙間が設けられているためである。
【００２７】
つまり、本実施形態では、取付けピン組立て体４は、ツース２がアダプタ３から離間する方向に力が付与された際に、ツース２がアダプタ３から脱落防止用の抜け止めとしてのみ機能する。
【００２８】
＜ツース２の取付け構造＞
ここで、上述した各部材を用いたツース２の取付け構造について、さらに詳しく説明すれば以下の通りである。
すなわち、図４（ｂ）に示すように、ツース２の内部に形成された空洞部Ｖ１に対してアダプタ３の挿入部３ｂが挿入された状態で、取付けピン組立て体４が、ツース２とアダプタ３とを幅方向に貫通する貫通孔２ａと貫通孔３ａとに挿入される。
取付けピン組立て体４の取り付け手順は、以下の通りである。
まず、取付けピン１１をブシュ１４ｂの中央孔に挿入した後、取付けピン１１の一端にワッシャー１３ｂを介してボルト１２ｂを固定する。このとき、ボルト１２ｂは、取付けピン１１の一端に形成された雌ねじ１１ｂに螺合する。
【００２９】
次に、取付けピン１１を、その他端側からツース２側の貫通孔２ａ、アダプタ３側の貫通孔３ａ内に挿入する。
次に、ツース２の挿入側とは反対側から出てきた取付けピン１１の他端側を、ブシュ１４ａの中央孔に挿入する。ブシュ１４ａ，１４ｂは、それぞれ取付けピン１１に対して回転可能な状態で設けられている。そして、取付けピン１１の他端側に、ワッシャー１３ａを介してボルト１２ａを固定する。このとき、ボルト１２ａは、取付けピン１１の他端に形成された雌ねじ１１ａに螺合する。
【００３０】
これにより、ブシュ１４ａ，１４ｂは、図４（ｂ）に示すように、ツース２側の貫通孔２ａ内に配置され、アダプタ３の両側の側壁部３ｂａの外側にそれぞれ配置される。これにより、ツース２の脱落防止用の取付けピン組立て体４が貫通孔２ａ，３ａから抜け落ちてしまうことを回避することができる。
一方、何らかの理由により、ツース２をアダプタ３から離間させる方向に力が付与された場合には、ツース２のアダプタ３に対する相対的な移動によって、ツース２の貫通孔２ａの内周面が、取付けピン組立て体４のブシュ１４ａ，１４ｂの外周面に対して接触する。このとき、ツース２からブシュ１４ａ，１４ｂに対して付与される力の一部は、ブシュ１４ａ，１４ｂの回動によって効果的に逃がされる。よって、ツース２からブシュ１４ａ，１４ｂの外周面に対して力が伝達された場合でも、取付けピン１１に対して大きな負荷が掛かることはない。
【００３１】
本実施形態では、以上のように、ツース２とアダプタ３とを貫通する貫通孔２ａ，３ａに挿入される取付けピン組立て体４を用いたツース２の取付け構造において、ツース２をアダプタ３に対して離間させる方向に働く力に対して、ツース２が脱落しないように固定するための取付けピン組立て体４を構成する部材として、段差のない金属製のストレートピン（取付けピン１１）を用いている。そして、この取付けピン１１が貫通孔２ａ，３ａから抜け落ちないようにするためのブシュ１４ａ，１４ｂやボルト１２ａ，１２ｂ、ワッシャー１３ａ，１３ｂとして、全て金属製の部材を用いている。さらに、ブシュ１４ａ，１４ｂは、取付けピン１１に沿ってワッシャー１３ａ，１３ｂとアダプタ３との間において軸方向に移動可能であって、取付けピン１１の軸を中心として回転可能となっている。
【００３２】
これにより、取付けピン組立て体４に対して、掘削作業中等にツース２に付与される大きな負荷が付与されることはなく、かつ従来の取付けピン組立て体と比較して、取付けピン１１が局所的に応力が集中する段差部分を含まないストレートピンの形状であるため、取付けピン１１が折れてしまうことを防止することができる。
また、取付けピン組立て体４の中に、弾性部材等の経年劣化が大きい部材を含まないため、取付けピン組立て体４としての寿命を従来よりも延長して、長期間に亘る使用が可能になる。
【００３３】
［ツース２の貫通孔２ａの直径比率および幅比率］
本実施形態のツース２では、ツース２の貫通孔周辺の寸法関係を適正な範囲とすることで、ツース２の交換作業の作業性を維持しつつ、ツース２やブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度の均衡が極端に低下することを回避するために、以下のような関係を保つようにツース２が成形されている。
【００３４】
具体的には、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、貫通孔２ａの孔内寸法である孔内径をＡ、側面視（図４（ａ））における貫通孔２ａの中心を含む上下方向（図４（ａ）における左右方向）における空洞部Ｖ１の内寸法をＢ、上面視（図４（ｂ））における貫通孔２ａを含む空洞部Ｖ１の幅方向（図４（ｂ）における左右方向）における内寸法をＣ、上面視において貫通孔２ａを含む位置における左右一対の側壁部２ｂの最大幅寸法をＤとすると、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の関係式を満たす。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【００３５】
ここで、ツース２の貫通孔２ａの中心軸Ｌは、アダプタ３の貫通孔３ａの中心軸と共通である。上述した幅方向・上下方向とは、ツース２の貫通孔２ａの中心軸Ｌを基準とし、中心軸Ｌの方向を幅方向、中心軸とツース２の前後方向を含む平面に直交する方向を上下方向としている。なお、中心軸Ｌは、アダプタ３の貫通孔３ａの中心軸に対してツース2の先端方向に離れた位置に平行に配置された場合でも、上記ツース２の取付構造の説明で述べた取付けピン組立て体４と貫通孔２ａ等との位置関係が満たされていれば差し支えない。
【００３６】
これらの条件を満たすように成形されたツース２は、貫通孔２ａ付近において破格強度を十分に確保しつつ、貫通孔２ａに挿入されるブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度も十分に確保することができる。また、同時に、アダプタ３装着時にツース２間の間隔を十分に確保できるため、側壁部２ｂの存在にかかわらず、ツース２の交換作業の作業性悪化を避けることができる。
【００３７】
穴比率Ａ／Ｂ、幅比率Ｄ／Ｃの最小値については、次のように決められる。ブシュを用いず、ピンのみでバケットツースをアダプタに取付ける従来の構造の場合、穴比率Ａ／Ｂは０．４０〜０．５０である。本実施形態では、取付けピン１１の外周にブシュ１４ａ，１４ｂが遊嵌されるので、ブシュ１４ａ，１４ｂに必要な最低限の厚さ分だけ、穴比率Ａ／Ｂは大きくなり、具体的には、０．６１以上とされる。
【００３８】
また、従来のブシュの無い構造において、幅比率Ｄ／Ｃは１．２０〜１．４０である。
本実施形態では、ブシュ１４ａ，１４ｂがあり、ブシュ１４ａ，１４ｂを取付けピン１１に取付けるボルト１２ａ，１２ｂがあり、ボルト１２ａ，１２ｂの頭が完全に挿通孔２ａ内にある必要がある。よって、幅比率Ｄ／Ｃは、上記範囲より大きい１．６２以上の数値とされる。なお、ここでＢ，Ｃを基準としているのは、アダプタ３に関する寸法（すなわち、ツース２の空洞部Ｖ１の寸法）が従来技術と同一にされているためである。
【００３９】
穴比率Ａ／Ｂの最大値については、次のように決められる。
ブシュ１４ａの中心軸方向断面積（図４（ｂ）のブシュ断面（塗りつぶし部分）の面積）は寸法Ａに、ブシュ１４ａ，１４ｂの中心軸Ｃを含むツース前後方向断面におけるツース２の貫通孔２ａの後方部位の断面積（図４（ｂ）のツース塗りつぶし部分の面積）は寸法Ｂに、それぞれ関連している。そして、ブシュ１４ａ，１４ｂ、ツース２の後方部位の破壊強度は、それぞれ、ブシュ断面積、ツース後方部位の断面積と略比例している。
【００４０】
ところで、ツース２がアダプタ３から抜け出る動きをピン組立て体４によって止めるために、ブシュ１４ａ，１４ｂがツース２の後方部位と当接する。この際、ブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度がツース２の後方部位の破壊強度より大きい必要はない。ブシュ１４ａ，１４ｂとツース２の後方部位の破壊強度が等しい、すなわち、ブシュ断面積とツース後方部位断面積とが等しい時の穴比率Ａ／Ｂは、０．７３〜０．７７程度である。このため、本実施形態では、穴比率Ａ／Ｂの最大値を０．７３としている。
【００４１】
次に、幅比率Ｄ／Ｃの最大値については、次のように決められる。
本実施形態では、ツース２を取付けるバケット１本体は、従前と同一である。従って、バケット１の先端の複数のアダプタ３およびそれらアダプタ３間の寸法も従前と同一である。
一方、本実施形態に係るツース２は、そのアダプタ３間の方向に突出する側壁部２ｂを有する。そのため、側壁部２ｂの突出が大きくなると、アダプタ３に取付けられた複数のツース２間の間隔が狭まる。ツース２間の間隔は、ツース２の交換作業のために必要な最低寸法があるため、寸法Ｄには対応する最大寸法が導かれる。本実施形態では、その寸法Ｄの最大寸法から幅比率Ｄ／Ｃの最大値を１．９２としている。
【００４２】
図５は、ある車体重量の油圧ショベルに使用のツース２における、穴比率Ａ／Ｂ、幅比率Ｄ／Ｃと、ブシュ、ツース後方部位の断面積との関係を示している。図５（ａ）では、横軸は穴比率Ａ／Ｂを、縦軸は断面積を示している。また、図５（ａ）では、実線のグラフがブシュ断面積、破線のグラフがツース後方部位断面積を示している。図５（ｂ）では、横軸は幅比率Ｄ／Ｃを、他は図５（ａ）と同じ事項を示している。
【００４３】
ここで、バケットのアダプタ３の寸法・幾何形状は貫通孔３ａを含め、従来と同一とされている。換言すると、ツース２の空洞部Ｖ１の寸法・幾何形状は、従来と同一とされている。
上述のように、ツース穴比率Ａ／Ｂは、０．６１以上０．７３以下とされている。図５（ａ）のグラフでは、Ａ／Ｂが０．７３でブシュ１４ａ，１４ｂとツース２の後方部位の断面積が等しい。つまり、Ａ／Ｂが０．７３で、ブシュ１４ａ，１４ｂとそれに対応するツース２の後方部位の破壊強度が釣り合っている。しかし、ブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度は、ツース２の後方部位の破壊強度より小さいことが好ましいので、ツース穴比率Ａ／Ｂが０．６１以上０．６７以下の範囲内になるように設定されていることが望ましい。
【００４４】
上述のように、ツース幅比率Ｄ／Ｃは、１．６２以上１．９２以下とされている。しかし、ツース幅比率Ｄ／Ｃの最大値１．９２は、ツース２の交換作業のために不可欠な最低限のツース２間の間隔のみを確保するための値なので、交換作業を容易に行うための間隔を得るために最大値は上述の１．９２より小さい１．８２以下であることが好ましい。
また、ツース幅比率の最小値１．６２は、ツース２の貫通孔２ａ内にボルト１２ａの頭部が納まるための最低限の数値だが、安全のために、より大きい値である１．６６であることが好ましい。
【００４５】
以上をまとめると、ツース穴比率Ａ／Ｂは０．６１以上０．６７以下、ツース幅比率Ｄ／Ｃは１．６６以上１．８２以下であることがより好ましい。すなわち、ツース２は以下の関係式を満たすことが、より好ましい。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．６７
１．６６≦Ｄ／Ｃ≦１．８２
【００４６】
［他の実施形態］
上記実施形態では、ツース２の貫通孔２ａは、断面が円の柱状の孔とされた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、貫通孔２ａの断面は円でない異形、例えば、楕円状とされてもよい。
また、貫通孔２ａ以外の形状は、上述の実施形態と同じである。関係式の孔内寸法Ａは、ツース側面視において、取付時に対応するアダプタ３の貫通孔３ａの中心を含む上下方向における貫通孔２ａの内寸法を意味する。関係式のＢ、Ｃ、Ｄは上述の実施形態と同義であり、関係式は同じである。
【００４７】
（まとめ）
以上により、ツース２は、ツース取付時の中心軸Ｌを基準として、ツース高さ方向の貫通孔内寸法と空洞部内寸の比率であるツース穴比率Ａ／Ｂ、ツース幅方向のツース外寸と内寸の比率であるツース幅比率Ｄ/Ｃの範囲が以下の関係式を満たすことが好ましい。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【００４８】
また、以下の関係式を満足するツース２は、ツース２の側面に設けられた貫通孔２ａに、取付けピン１１が装填されたブシュ１４ａ，１４ｂを挿入することでアダプタ３に取付けられるツース２として、更に好適である。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．６７
１．６６≦Ｄ／Ｃ≦１．８２
これにより、ツース穴比率Ａ／Ｂ、ツース幅比率Ｄ／Ｃが上記範囲内になるようにツース２が設計されることで、ツース２やブシュ１４ａ，１４ｂの破壊強度を十分に確保したバランスのとれたツース２を得ることができる。また、上記範囲内になるようにツース２が設計されることで、ツース形状を最適化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のバケットツースは、ブシュおよびバケットツースの破壊強度をバランスよく確保することができるという効果を奏することから、建設機械のバケットに交換可能な状態で装着されるバケットツースに対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ バケット（作業機）
２ ツース（バケットツース）
２ａ 貫通孔（貫通孔）
２ｂ 側壁部
２ｃ 当接面
３ アダプタ
３ａ 貫通孔
３ｂ 挿入部
３ｂａ 側壁部
３ｂｂ 当接面
４ 取付けピン組立て体
１１ 取付けピン（ピン）
１１ａ，１１ｂ 雌ネジ
１２ａ，１２ｂ ボルト
１３ａ，１３ｂ ワッシャー
１４ａ，１４ｂ ブシュ
２１ 上面
２２ 下面
２３ 側面
２４ 後端開口部
Ｖ１ 空洞部
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記一対の側面の後ろ寄りの位置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貫通しており、固定用のピンおよびブシュが挿入される貫通孔と、
を備え、
前記貫通孔の孔内寸法をＡ、側面視における前記貫通孔の中心を含む上下方向における前記空洞部の上下方向における内寸法をＢ、上面視における前記貫通孔を含む前記空洞部の幅方向における内寸法をＣ、上面視において前記貫通孔を含む位置における前記一対の側壁部の最大幅寸法をＤとすると、前記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の関係式を満たす、
建設機械のバケットツース。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【請求項２】
前記Ａ／Ｂおよび前記Ｄ／Ｃは、以下の関係式を満たす、
請求項１に記載の建設機械のバケットツース。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．６７
１．６６≦Ｄ／Ｃ≦１．８２
【請求項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、
前記一対の側面の後ろ寄りの位置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貫通しており、固定用のピンおよびブシュが挿入される貫通孔と、
を備え、
前記貫通孔の孔内寸法をＡ、側面視における前記貫通孔の中心を含む上下方向における前記空洞部の上下方向における内寸法をＢ、上面視における前記貫通孔を含む前記空洞部の幅方向における内寸法をＣ、上面視において前記貫通孔を含む位置における前記一対の側壁部の最大幅寸法をＤとすると、前記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは以下の関係式を満たす、
建設機械のバケットツース。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．７３
１．６２≦Ｄ／Ｃ≦１．９２
【請求項２】
前記Ａ／Ｂおよび前記Ｄ／Ｃは、以下の関係式を満たす、
請求項１に記載の建設機械のバケットツース。
０．６１≦Ａ／Ｂ≦０．６７
１．６６≦Ｄ／Ｃ≦１．８２
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１９１０６（Ｐ２０１３−１９１０６Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０８５０（Ｐ２０１１−１５０８５０）
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【特許番号】特許第５１２２６７１号（Ｐ５１２２６７１）
【特許公報発行日】平成２５年１月１６日（２０１３．１．１６）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【特許番号】特許第５１２２６７１号（Ｐ５１２２６７１）
【特許公報発行日】平成２５年１月１６日（２０１３．１．１６）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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