作业机械用切削刃、作业机械用推土铲、以及作业机械的制作方法

本公开涉及作业机械用切削刃、作业机械用推土铲、以及作业机械。

背景技术：

在机动平地机等作业机械中，期望作业效率的提高。作为作业效率的提高之一，可以举出挖掘性的提高、切削刃的耐久性的提高等。例如在美国专利第3021626号说明书(专利文献1)中公开了与该课题对应的切削刃。

专利文献1所记载的切削刃在前表面具有隆起部，且在后表面具有加强肋。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第3021626号说明书

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在专利文献1所记载的切削刃中，由于切削刃前端的刚性低，因此难以提高耐久性。

本公开的目的在于提供挖掘性良好且容易提高耐久性的作业机械用切削刃、作业机械用推土铲、以及作业机械。

用于解决课题的方案

本公开的作业机械用切削刃安装于作业机械，且具备安装部和磨损部。安装部具有相互对置的第一面及第二面，并且具有作为第一面与第二面之间的厚度的最大值的第一厚度。磨损部与安装部一体化。磨损部具有第一部分和第二部分。第一部分具有与第一面相连的第三面、以及与第三面对置的第四面，且具有比第一厚度薄的第三面与第四面之间的第二厚度、以及位于与安装部相反一侧的前端。第二部分从第一部分的第四面的一部分向与第三面相反的一侧延伸，并且从第一部分的前端朝向安装部延伸。

发明效果

根据本公开，能够实现挖掘性良好且容易提高耐久性的作业机械用切削刃、作业机械用推土铲、以及作业机械。

附图说明

图1是示出实施方式1中的作为作业机械的机动平地机的结构的立体图。

图2是示出图1的作业机械所包含的作业机械用推土铲的结构的侧视图。

图3是从前方观察图2的作业机械用推土铲所包含的切削刃的结构而得到的立体图。

图4是从后方观察图2的作业机械用推土铲所包含的切削刃的结构而得到的立体图。

图5是沿着图4的v-v线的剖视图。

图6是沿着图5的vi-vi线的剖视图。

图7是从前方观察实施方式2中的作业机械所包含的切削刃的结构而得到的局部立体图。

图8是从后方观察实施方式2中的作业机械所包含的切削刃的结构而得到的局部立体图。

图9是沿着图8的ix-ix线的剖视图。

图10是沿着图8的x-x线的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式详细地进行说明。需要说明的是，在说明书及附图中，对相同的构成要素或对应的构成要素标注相同的附图标记，且不重复进行重复的说明。另外，在附图中，为了便于说明，也存在将结构省略或简化的情况。另外，各实施方式和各变形例的至少一部分也可以相互任意地组合。

(实施方式1)

＜作业机械的结构>

首先，对作为能够应用本公开的思想的作业机械的一例的机动平地机的结构进行说明。需要说明的是，本公开也能够应用于机动平地机以外的其他具有推土铲的作业机械。

图1是概要地示出实施方式1中的机动平地机的结构的立体图。如图1所示，本实施方式中的机动平地机10主要具有工作装置1、车身框架2、驾驶室(cab)3、以及行驶轮4、5。另外，机动平地机10具有配置于发动机室2aa的发动机等构成部件。工作装置1例如包括推土铲11。机动平地机10可以利用推土铲11进行整地作业、除雪作业、轻切削、材料混合等作业。

需要说明的是，在以下的图的说明中，将机动平地机10直进行驶的方向称为机动平地机10的前后方向。在机动平地机10的前后方向上，将相对于工作装置1配置有前轮4的一侧设为前方向。在机动平地机10的前后方向上，将相对于工作装置1配置有后轮5的一侧设为后方向。机动平地机10的左右方向是俯视时与前后方向正交的方向。观察前方向时的左右方向的右侧、左侧分别为右方向、左方向。机动平地机10的上下方向是与由前后方向及左右方向确定的平面正交的方向。在上下方向上，地面所在的一侧为下侧，天空所在的一侧为上侧。

车身框架2包括后框架2a和前框架2b。后框架2a对外装罩2ab、以及配置于发动机室2aa的发动机等构成部件进行支承。外装罩2ab覆盖发动机室2aa。在后框架2a例如分别安装有4个后轮5。4个后轮5分别能够通过来自发动机的驱动力而被驱动旋转。

前框架2b具有连结于后框架2a的基端部、以及与基端部相反一侧的前端部。前框架2b的基端部通过沿上下方向延伸的中心销而与后框架2a的前端部连结。

在前框架2b与后框架2a之间安装有铰接缸(未图示)。前框架2b设置成能够通过铰接缸的伸缩而相对于后框架2a转动(铰接)。

在前框架2b的前端部例如以能够旋转的方式安装有2个前轮4。前轮4安装成能够通过转向缸6的伸缩而相对于前框架2b回转。机动平地机10能够通过转向缸6的伸缩来变更行进方向。

驾驶室3载置于前框架2b。在驾驶室3的内部设置有方向盘、变速杆、工作装置1的操作杆、制动器、加速踏板、微动踏板等操作部(未图示)。需要说明的是，驾驶室3也可以载置于后框架2a。

工作装置1主要具有例如推土铲11、牵引杆12、回转环13、提升缸14、15、牵引杆移位缸16、推土铲移位缸17、以及液压马达18。

牵引杆12配置于前框架2b的下方。牵引杆12的前端部使用球轴部而与前框架2b的前端部连结。牵引杆12的前端部以能够摆动的方式安装于前框架2b的前端部。

牵引杆12的后端部通过一对提升缸14、15而支承于前框架2b。能够通过一对提升缸14、15的伸缩而使牵引杆12的后端部相对于前框架2b上下升降。另外，牵引杆12能够通过一对提升缸14、15的彼此不同的伸缩而以沿前后方向延伸的轴为中心摆动。

回转环13配置于牵引杆12的下方。回转环13以能够回转(旋转)的方式安装于牵引杆12的后端部。回转环13能够被液压马达18驱动为，相对于牵引杆12向从作业机械10的上方观察时的顺时针方向和逆时针方向这两个方向回转。

推土铲11支承于回转环13。通过回转环13的回转驱动来调整推土铲11的推土铲推进角。推土铲推进角是指，从作业机械10的上方观察的视角(俯视)下的推土铲11相对于机动平地机10的前后方向的倾斜角度。

推土铲11配置在前轮4与后轮5之间。推土铲移位缸17安装于回转环13及推土铲11，且沿着推土铲11的长边方向配置。推土铲11能够通过推土铲移位缸17而相对于回转环13在左右方向上移动。

倾斜缸(未图示)安装于回转环13及推土铲11。通过使该倾斜缸伸缩，从而推土铲11相对于回转环13以沿着推土铲11的长边方向延伸的轴为中心摆动，而能够变更推土铲11相对于行进方向的倾斜角度。

如上所述，推土铲11安装于由行驶轮4、5、车身框架2以及驾驶室3构成的作业机械主体。推土铲11构成为，经由牵引杆12和回转环13而能够进行相对于作业机械主体的上下升降、以沿着作业机械10的行进方向的轴为中心的摆动、相对于前后方向的倾斜角度的变更、左右方向的移动、以及以沿着推土铲11的长边方向延伸的轴为中心的摆动。

<推土铲11的结构>

接下来，使用图2对上述作业机械10所包含的推土铲11(作业机械用推土铲)的结构进行说明。

图2是示出图1的作业机械所包含的作业机械用推土铲的结构的侧视图。如图2所示，推土铲11具有推土铲主体11a和切削刃20。推土铲主体11a具有相互对置的前表面11aa及后表面11ab。推土铲主体11a在沿上下(推土铲11的短边方向)切断而得到的剖面中，推土铲主体11a的前表面11aa及后表面11ab分别弯曲。

在推土铲主体11a的后表面11ab，隔着保持框11e而安装有1对导轨11d。1对导轨11d以能够在推土铲11的长边方向上滑动的方式支承于引导托架(未图示)。推土铲11经由包含该引导托架的推土铲支承机构(未图示)而安装于作业机械主体。

在推土铲主体11a的下端部安装有切削刃20。切削刃20例如通过螺栓11b及螺母11c而固定于推土铲主体11a。具体而言，螺栓11b从前方插入切削刃20的贯通孔20h和推土铲主体11a的贯通孔11f，且在推土铲主体11a的后方紧固连结于螺母11c。由此，将切削刃20固定于推土铲主体11a。

<切削刃20的结构>

接下来，使用图3～图6对上述推土铲11所包含的切削刃20的结构进行说明。

图3及图4分别是从前方以及后方观察图2的作业机械用推土铲所包含的切削刃的结构而得到的立体图。图5及图6分别是沿着图4的v-v线的剖视图以及沿着图5的vi-vi线的剖视图。

如图5所示，切削刃20具有安装部21、磨损部22、以及中间部23。安装部21、磨损部22以及中间部23一体化。

安装部21具有相互对置的第一面20a和第二面20b。第一面20a是安装部21的前表面，第二面20b是安装部21的后表面。安装部21具有作为第一面20a与第二面20b之间的厚度的最大值的厚度t1(第一厚度)。

安装部21的第一面20a和第二面20b从安装部21与中间部23的接合部到位置21m为止相互平行。安装部21的、从安装部21与中间部23的接合部到位置21m为止的厚度为厚度t1，是恒定的。

第二面20b以第一面20a和第二面20b随着从位置21m趋向前端21t而相互靠近的方式相对于第一面20a倾斜。因此，安装部21的、从位置21m到安装部21的前端21t为止的厚度随着从位置21m趋向前端21t而变薄。

安装部21具有用于安装于推土铲主体11a的部分20h。该部分20h配置在从安装部21与中间部23的接合部到位置21m之间。部分20h配置在安装部21的具有最大厚度t1的部分。

用于安装于该推土铲主体11a的部分20h例如如上述那样是用于插入螺栓11b的贯通孔20h。贯通孔20h将安装部21从第一面20a贯通到第二面20b。贯通孔20h具有：扩径部20ha，其从第二面20b侧朝向第一面20a一边扩径一边延伸；以及同径部20hb，其从扩径部20ha朝向第二面20b一边维持直径一边延伸。扩径部20ha例如具有圆锥台形状，同径部20hb例如具有棱柱形状。

磨损部22位于安装部21的下方。磨损部22具有第一部分22a和第二部分22b。第二部分22b位于第一部分22a的后方。

第一部分22a具有相互对置的第三面20c和第四面20d。第三面20c是第一部分22a的前表面，第四面20d是第一部分22a的后表面。第三面20c与第一面20a相连。

第一部分22a具有第三面20c与第四面20d之间的厚度t2(第二厚度)。厚度t2比安装部21的厚度t1薄。厚度t2相对于厚度t1的比(t2/t1)为50％以下。

第一部分22a具有位于与安装部21相反一侧的前端22t。第一部分22a的第三面20c与第四面20d平行。因此，第一部分22a从安装部21侧的端部以维持厚度t2的方式延伸到前端22t。厚度t2从前端22t到第一部分22a与中间部23的接合部为止恒定。

第二部分22b从第一部分22a的第四面20d的一部分向与第三面20c相反的一侧延伸。第二部分22b从第一部分22a的前端22t朝向安装部21沿上下方向(切削刃20的短边方向)延伸。第二部分22b与前端22t的第四面20d相接。第二部分22b从前端22t沿上下方向延伸到至少第一部分22a与中间部23连接的部分，从而与第一部分22a连接。

第二部分22b具有与第一部分22a的第四面20d连接的第一端部22f、以及与第一端部22f对置的第二端部22r。第二端部22r位于第一端部22f的后方。

第二部分22b的第二端部22r具有位于比安装部21的第二面20b靠后方的位置的部分。具体而言，第二部分22b的根部22b2处的第二端部22r位于比安装部21的第二面20b靠后方的位置。第二端部22r具有相对于第二面20b位于与第四面20d相反一侧的部分。具体而言，根部22b2处的第二端部22r相对于第二面20b位于与第四面20d相反的一侧。由此，第一部分22a与第二部分22b的根部22b2的厚度的总和t4(图6)比安装部21的厚度t1(图5)厚。

第二部分22b具有前端部22b1和根部22b2。前端部22b1位于比根部22b2靠下方的位置。前端部22b1是从第一部分22a的前端22t向安装部21侧延伸的部分。根部22b2是与前端部22b1连接且位于比前端部22b1靠安装部21侧的位置的部分。

前端部22b1的第二端部22r以越靠近前端22t则越靠近第四面20d的方式相对于第四面20d倾斜。根部22b2处的第二端部22r与第四面20d平行。

中间部23位于安装部21与磨损部22之间。中间部23具有相互对置的第五面20e和第六面20f。第五面20e是中间部23的前表面，第六面20f是中间部23的后表面。第五面20e分别与第一面20a及第三面20c相连。

中间部23具有第五面20e与第六面20f之间的厚度t3(第三厚度)。中间部23的厚度t3随着从安装部21趋向磨损部22而变薄。中间部23的第六面20f以随着从安装部21趋向磨损部22而靠近第五面20e的方式相对于第五面20e倾斜。中间部23的第六面20f构成安装部21的第二面20b与磨损部22的第四面20d之间的台阶。

磨损部22的第二部分22b与中间部23的第六面20f连接。第二部分22b从中间部23与第一部分22a的连接部到中间部23与安装部21的连接部为止与第六面20f的上下方向的整体连接。第二部分22b延伸到安装部21的第二面20b。第二部分22b与第二面20b的一部分连接。

安装部21的第一面20a、第一部分22a的第三面20c以及中间部23的第五面20e构成切削刃20的前表面fs。

如图3所示，安装部21的第一面20a与中间部23的第五面20e没有产生缝隙及台阶而连续地连接。另外，中间部23的第五面20e与第一部分22a的第三面20c没有产生缝隙及台阶而连续地连接。由此，由安装部21的第一面20a、中间部23的第五面20e以及第一部分22a的第三面20c构成的前表面fs构成单一的面。

如图4所示，切削刃20具有多个第二部分22b。多个第二部分22b沿着切削刃20的长边方向ld排列配置。多个第二部分22b在切削刃20的长边方向ld上等间隔地配置。多个第二部分22b配置成相互平行。

如图5所示，前表面fs在从安装部21的前端21t沿上下方向切断到第一部分22a的前端22t而得到的剖面中弯曲。在该剖面中，被两前端21t、22t夹着的部分相对于两前端21t、22t凹陷。

如图6所示，第二部分22b是用于加强第一部分22a的强度的加强肋。第一部分22a与第二部分22b的厚度的总和t4大于或等于第一部分22a的厚度t2。

第一部分22a的厚度t2为第二部分22b的厚度(t4-t2)以下。第一部分22a的厚度t2相对于第二部分22b的厚度(t4-t2)的比(t2/(t4-t2))为50％以下。

多个第二部分22b的间距p具有1个第二部分22b的宽度w的例如5倍的尺寸。

前表面fs在图6所示的沿长边方向ld切断而得到的剖面中直线状地延伸。安装部21的第一面20a、第一部分22a的第三面20c以及中间部23的第五面20e分别在图6所示的沿长边方向ld切断而得到的剖面中直线状地延伸。

<效果>

接下来，对本实施方式的效果进行说明。

根据本实施方式，如图5所示，第一部分22a的第二厚度t2比安装部21的第一厚度t1薄。因此，第一部分22a容易嵌入挖掘对象物。因此，挖掘性良好。

另外，本发明者模拟挖掘现象而得到的结果判明，即使增加切削刃20与挖掘对象物(例如地面)的接触面积，也几乎不会影响接触应力(＝磨损速度)。因此，通过减小第一部分22a的第二厚度t2，能够减小与挖掘对象物的接触面积，且能够在磨损速度同等的状态下降低挖掘阻力(相对于恒定切入量的反作用力)。由此，能够降低将推土铲11按压于挖掘对象物的力而能够改善燃料消耗率。

另外，由于挖掘阻力降低，因此如果设为与将切削刃20按压于挖掘对象物的力相同，则能够扩大推土铲11的左右方向的宽度。由此，作业量提高，且挖掘性提高。

另外，第二部分22b从第一部分22a的第四面20d的一部分向与第三面20c相反的一侧延伸。利用该第二部分22b加强第一部分22a的强度。由此，切削刃20的刚性提高。

而且，第二部分22b也配置在第一部分22a的前端22t。由此，切削刃20的前端(第一部分22a的前端22t)的刚性提高，因此切削刃20的刚性提高。

另外，在本实施方式的切削刃20也不需要安装高硬度钻头，并且也不需要添加耐磨损合金。因此，能够抑制切削刃20的制造成本。

另外，在本实施方式中，如图5所示，第一部分22a的第二厚度t2从第一部分22a的前端22t到第一部分22a的位于安装部21侧的端部为止恒定。由此，即使第一部分22a的前端22t因挖掘磨损，也能够得到与使用开始初期相同的挖掘性。另外，由于第一部分22a的第二厚度t2恒定，因此能够将切削刃20对挖掘对象物的嵌入阻力保持得较低。

另外，在本实施方式中，如图5所示，第一部分22a的第二厚度t2相对于安装部21的第一厚度t1的比(t2/t1)为50％以下。这样，通过使第一部分22a的第二厚度t2变薄，能够进一步提高挖掘性。

另外，在本实施方式中，如图5所示，中间部23的厚度t3随着从安装部21趋向磨损部22而变薄。这样，中间部23的厚度t3逐渐变化，由此不会产生厚度急剧变化的部位。当厚度急剧变化时，在该部位处挖掘时容易产生应力集中且容易产生破损。然而，在本实施方式中，由于不产生这样的部位，因此难以产生破损。

另外，在本实施方式中，如图5所示，第二部分22b是加强肋。由此，第一部分22a被第二部分22b加强而刚性提高。

另外，在本实施方式中，如图5所示，第二部分22b延伸到安装部21。这样，通过使第二部分22b位于厚度t2较薄的第一部分22a的上下方向的整体，能够进一步提高刚性。

另外，在本实施方式中，如图5所示，第二部分22b的第二端部22r具有相对于安装部21的第二面20b位于与第四面20d相反一侧的部分。由此，能够使第二部分22b的厚度(t4-t2)变厚，且能够进一步提高刚性。

另外，假设切削刃20的前表面fs在沿着长边方向ld切割而得到的剖面中具有凹凸，则土等难以沿着切削刃20的长边方向ld流动。

与此相对，在本实施方式中，如图3所示，切削刃20的前表面fs由单一的面(弯曲面)构成。另外，如图6所示，切削刃20的前表面fs在沿着长边方向ld切割而得到的剖面中具有直线形状或单一的弯曲形状。由此，由于容易将土等向切削刃20的长边方向ld的外侧排出，因此整地作业的效率提高。

(实施方式2)

<切削刃20的结构>

接下来，使用图7～图10对实施方式2中的切削刃的结构进行说明。

图7及图8分别是从前方以及后方观察实施方式2中的作业机械所包含的切削刃的结构得到的局部立体图。图9及图10分别是沿着图8的ix-ix线的剖视图以及沿着图8的x-x线的剖视图。

如图7所示，本实施方式的切削刃20与实施方式1的结构相比，不同点在于，在切削刃20的前表面fs设置有凹部20g。

多个凹部20g沿着切削刃20的长边方向ld配置。多个凹部20g例如等间隔地配置。多个凹部20g分别从第一部分22a的前端22t朝向安装部21的前端21t延伸。

如图8所示，上述凹部20g由第二部分22b构成。第二部分22b具有倾斜部22ba、后端部22bb以及1对侧部22bc。

1对侧部22bc分别从第一部分22a的第四面20d的一部分向与第三面20c相反的一侧延伸。1对侧部22bc相互隔开间隔地配置。1对侧部22bc例如相互平行地延伸。

倾斜部22ba及后端部22bb分别以架设1对侧部22bc的方式配置。1对侧部22bc分别将第一部分22a的第四面20d与倾斜部22ba的侧端部连接。另外，1对侧部22bc分别将第一部分22a的第四面20d与后端部22bb的侧端部连接。

如图9所示，倾斜部22ba从与第一部分22a的前端22t对应的位置朝向安装部21延伸。倾斜部22ba以随着靠近与第一部分22a的前端22t对应的位置而靠近切削刃20的前表面fs的方式相对于切削刃20的前表面fs倾斜。

后端部22bb与倾斜部22ba的安装部21侧的端部连接。后端部22bb从倾斜部22ba的安装部21侧的端部朝向安装部21延伸。后端部22bb超过中间部23而到达安装部21。后端部22bb与安装部21连接。后端部22bb的从连接于倾斜部22ba的部位向安装部21侧延伸的部分相对于切削刃20的前表面fs平行地延伸。

倾斜部22ba及后端部22bb各自的前方的面构成凹部20g的底面。1对侧部22bc的侧面构成凹部20g的侧面。

后端部22bb的与前表面fs侧相反一侧的第二端部22r位于比安装部21的第二面20b远离前表面fs的位置。从前表面fs到后端部22bb的第二端部22r的距离t4比安装部21的厚度t1大。

需要说明的是，沿着图8中的v-v线的剖面的结构与图5所示的实施方式1的结构相同。

如图10所示，第二部分22b的侧部22bc作为用于加强第一部分22a的强度的加强肋发挥功能。

从前表面fs到后端部22bb的第二端部22r的距离t4比第一部分22a的厚度t2与后端部22bb的厚度t5的总和大。凹部20g的深度d比第一部分22a的厚度t2大。

需要说明的是，由于上述以外的本实施方式的切削刃20的结构与实施方式1中的结构大致相同，因此对与实施方式1相同的要素标注相同的附图标记，且不重复其说明。

<效果>

根据本实施方式，如图5所示，第一部分22a的第二厚度t2比安装部21的第一厚度t1薄。因此，与实施方式1相同，挖掘性良好，且能够降低将推土铲11按压于挖掘对象物的力。

另外，第二部分22b的侧部22bc从第一部分22a的第四面20d的一部分向与第三面20c相反的一侧延伸。利用该侧部22bc加强第一部分22a的强度。由此，切削刃20的刚性提高。

而且，侧部22bc也配置在第一部分22a的前端22t。由此，切削刃20的前端(第一部分22a的前端22t)的刚性提高，因此切削刃20的刚性提高。

应当认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示性的而非限制性的。本发明的范围由技术方案示出而非上述的说明，意在包括与技术方案等同的意思及范围内的所有变更。

附图标记说明：

1工作装置，2车身框架，2f前端，2a后框架，2aa发动机室，2ab外装罩，2b前框架，3驾驶室，4前轮，5后轮，6转向缸，10作业机械(机动平地机)，11推土铲，11a推土铲主体，11aa、fs前表面，11ab后表面，11b螺栓，11c螺母，11d导轨，11e保持框，11f、20h贯通孔，12牵引杆，13回转环，14、15提升缸，16牵引杆移位缸，17推土铲移位缸，18液压马达，20切削刃，20a第一面，20b第二面，20c第三面，20d第四面，20e第五面，20f第六面，20h部分，20ha扩径部，20hb同径部，21安装部，21m中途位置，21t、22t前端，22磨损部，22f第一端部，22r第二端部，22a第一部分，22b第二部分，22b1前端部，22b2根部，22ba倾斜部，22bb后端部，22bc侧部，23中间部。