JP2008303701A - 歯システム - Google Patents

Abstract

【課題】アダプタに対し歯がよりよく支持され、かつ摩耗に対しアダプタがよりよく保護されるような土工機械の歯システムを得ること。
【解決手段】アダプタと歯との少なくとも１対の対応付形された対向区域を段状に構成するようにした。
【選択図】図１０

Description

本発明は、土工機械、例えば浚渫機又は鉱山機械に使用する歯システム、それも、歯と、歯が取外し可能に取付けられるアダプタとを含み、
前記歯が、長手方向に延びる歯ウエブと、長手方向に延びる歯基部と、長手方向に延び歯基部から或る間隔をおいて設けられた歯頭部とを含み、
前記歯基部及び歯頭部が歯ウエブに対し横方向に延び、
前記アダプタが、土工機械に、例えばドラッグ・ヘッドの歯バーに固定されるアダプタ底部と、アダプタ・ヘッドとを含み、
前記アダプタ底部／アダプタ・ヘッド間には長手方向に延びるアンダーカット付きキャビティが形成されており、
しかも、前記歯基部が、アンダーカット付きキャビティ内にスライド可能にはめ込まれ、かつアダプタ・ヘッドが、アダプタ前端に対し歯を着脱できるように、歯基部／歯頭部間にスライド可能にはめ込まれており、
前記アダプタが、歯の対応付形区域に対向する少なくとも１区域を含む形式のものに関する。

この種の歯システムは、ＷＯ２００５／００５７３７により公知である。前記先行技術による歯システムは、歯とアダプタ間の信頼性ある結合を目的としている。加えて、このシステムは、歯の迅速な交換を可能にすることをも意図している。該システムは、例えば浚渫作業と関連して使用できるが、その場合には、各々１つの歯を備えた幾つかのアダプタが、浚渫機の浚渫ヘッドに取り付けられる。使用中、浚渫作業が行われている間、歯とアダプタの双方は砕かれた物質、例えば岩石その他の影響を受ける。これらの物質が、かなりの力を歯やアダプタに加える結果、歯の掘削部分が摩耗し、このため、時々歯の交換が必要になる。しかし、アダプタにもかなりの摩耗が生じると思われる。このことは、前記アダプタが、例えばドラッグ・ヘッドの歯バーに溶接等により固定結合されている場合があるので、問題を生じさせる。また、アダプタが取り外し可能に固定されている場合もある。

アダプタの交換は、したがって、歯の交換より、はるかに厄介であり、歯の交換は、事実、明らかに容易に行われてきた。磨耗したアダプタは、歯を定位置に確実に保持する機能が損なわれるのが欠点である。問題の歯は、もはや適切には支持されないため、アダプタに対し幾分遊びが生じる。だが、こうした遊びの発生により、更にカッター・ヘッドの正常な機能が損なわれることになる。したがって、そうした摩耗アダプタは、或る期間使用した後に、同じように交換せねばならないが、そのことは、溶接接合部を解離して交換アダプタをドラッグ・ヘッドに溶接することを意味する。

本発明の目的は、したがって、既述の種類の歯システムを、アダプタに対し歯がよりよく支持され、かつ摩耗に対しアダプタがよりよく保護されるようにすることである。

この目的は、アダプタと歯の少なくとも１対の対応付形された対向区域を段状に構成することで達成された。
本発明によりアダプタと歯との対向区域を段状に構成することで、２重の利点が得られる。一つは、対向区域の段状構成により、アダプタに対して歯を安定的に支持できる点である。段状区域は、歯を支持する別個の区域をなし、歯に加わる力や曲げモーメントに抗するのに適している。加えて、これらの別個の区域は、歯の安定性を損なうことなしに対向面の、当該部材の製造工程で生じたであろう何らかの不完全な点を調停することができる。

更に、段状の構成によって、アダプタに対し歯の交換も容易になる。これと関連して、好ましくは、この段状構成では、アダプタの広幅のキャビティ部分と狭幅のキャビティ部分とが形成され、広幅キャビティ部分がアダプタ前端に隣接するようにすることができる。あるいはまた、もしくはそれに加えて、段状の構成を、薄手のアダプタ・フランジ部分と厚手のアダプタ・フランジ部分とで形成し、薄手のアダプタ・フランジ部分がアダプタ前端に隣接するようにすることができる。特に、この段状構成は、対向区域対の数個の隆起部と凹部とを含み、常に、一方の部材の隆起部が他方の部材の凹部と互いに対向する。好ましくは、アダプタは、アダプタ前端に隣接する少なくとも１凹部と、前端と反対側のアダプタ凹部端部に隣接する少なくとも１つのアダプタ隆起部とを有しており、その場合、歯は、アダプタ凹部に対向する少なくとも１歯隆起部と、アダプタ隆起部に対向する少なくとも１つの歯凹部とを有している。

これらの凹部は、対応隆起部より長い長手方向寸法を有することができる。このように設計した場合、対向凹部は互いに一定部分にわたって重なることになるため、重なる区域に隙間が形成される。この設計により、既述の不完全な点を順応させる利点が得られる。
先行技術の歯システムでは、アダプタ・ヘッドが両側にアダプタ・フランジを含み、これらのフランジは、両側の縁部間にスリットを形成し、アンダカット付きキャビティを取り囲み、歯のウエブがスリットを貫通して延びている。この実施例では、歯頭部がアダプタ・フランジに対向している。更に、歯ウエブは、対向アダプタ・フランジ間に形成されるスリット内に位置し、歯基部は、歯ウエブの両側に延びる歯基部フランジを含み、各歯基部フランジが対応アダプタ・フランジに対向配置されている。アダプタに対する歯の堅固な付加的支持が、この場合、相互に協働する歯頭部フランジ、アダプタ・フランジ、歯頭部フランジの対により達せられる。

好ましくは、歯基部フランジと対向アダプタ・フランジ対の各々が対向フランジ面を有し、これらのフランジ面は、等角だが対角に配向されている。これと関連して、歯基部フランジの傾斜面は、各々歯基部フランジ凹部を含み、これらの凹部が、対応アダプタ・フランジ内側凸部に対向している。更に、歯基部傾斜面は、各々、歯基部フランジ凸部を含み、この凸部が対応アダプタ・フランジ内側凹部に対向している。
好ましくは、歯頭部は、２つの対向歯頭部フランジを含み、該フランジがウエブの両側に設けられている。歯頭部フランジは、各々、歯頭部フランジ凸部を含み、該凸部画対応アダプタ・フランジ外側凹部と対向している。加えて、歯頭部フランジは、各々、歯頭部フランジ凹部を含み、該凹部は対応アダプタ・フランジ外側凸部と対向している。

公知の形式で、歯は、自体公知の前部カバーを含んでいる。本発明による歯システムでは、前記前部カバーは、歯ウエブに対し横方向に延び、アダプタ前端に対向している。歯の前部カバーは、アダプタに対して歯が固着されないようにアダプタ前端に当て付けておくのが好ましい。固着すると、歯の交換が妨げられるだろうからである。これと関連して、本発明による歯システムの別の改良点は、歯頭部と前部カバーとを互いに、例えば鋭角で結合することで得ることができる。相互結合された歯頭部と前部カバーとの組み合わせ効果により、アダプタ区域が効果的に遮蔽され、それにより、アダプタ区域は材料が摩耗の作用にさらされずに済む。更に、相互結合された歯頭部と前部カバーとにより、対応して付形されたアダプタに対し付加的安定効果が得られ、アダプタ前部は、相互結合された前記歯頭部と前記カバーとによりぴったりと取り囲まれる。

また、ロック装置を備えることができるが、このロック装置は、アダプタのアンダカット付きキャビティ端部に配置されたロック部材と、このロック部材に対向する歯基部端部のロック部とを含んでいる。ロック部材と前部カバーとは、アダプタの両端に位置している。
アダプタに対する歯の支持を更に改良するために、アダプタのアンダカット付きキャビティが、相対的に広幅の前端から相対的に狭幅の後端へ向ってテーパ付けされ、歯基部も対応してテーパ付けされている。前部カバーは、相対的に広幅のアダプタ前端に位置し、ロック部材は、相対的に狭幅のアダプタ後端に、又は後端近くに位置している。

歯頭部は、アダプタの外側を向いた面の大部分を覆っており、このことは、アダプタが、切断されてばらばらになった物質による磨耗作用から十分に護られることを意味している。歯頭部自体も、言うまでもなく、これらの摩耗現象にさらされるが、どのみち前記部分が形成されている歯は、時折、交換せねばならないことを考慮すれば、その摩耗は十分許容範囲内にある。
以下で、本発明を図示の実施例を参照して、更に説明する。

本発明による歯システムは、図示のように、アダプタ２に結合された歯１を含んでいる。前記歯１は、図４、図１０、図１１に示すように、歯基部４と、切断刃３を有する歯掘削部５とを有している。更に、歯は、基部４と歯頭部１５との間に延びる歯ウエブ６を含んでいる。前記歯頭部１５は、歯基部４の反対側に位置している。アダプタ２は、アダプタ・ヘッド２９を支持する両側の２つの直立壁部８を有するアダプタ底部７を含んでいる。アダプタ・ヘッド２９は、対向するアダプタ・フランジ９を備えている。前記アダプタ底部７と、直立壁部８と、アダプタ・フランジ９を有するアダプタ・ヘッド２９とが、アンダカット付きキャビティ１０を形成し、該キャビティが、スリット１１によりアダプタ・フランジ９の間で開放されている。

図１‐図５に見られるように、歯１の基部４は、アダプタ２のアンダカット付きキャビティ１０内へ挿入されている。同時に、歯１のウエブ６は、アダプタ２のスリット１１にはめ込まれている。歯１が、アダプタ２の前端に対向する前部カバー１２を有しているので、アダプタ２に対する歯１の前記挿入運動は、前端１３と前部カバー１２とが接触すると直ちに制限される。アダプタ２に対する歯１のロック状態を更に改善するために、アダプタ２の前端１３にはくぼみ３１が設けられ、前部カバーの対向面には、前記くぼみ３１に対応する突起３０が設けられている。前端１３と反対側のアダプタ２の端部には、アダプタ２に対し歯１をロックするロック装置１４が備えられている。前記ロック装置１４は、アダプタ２に結合されたロック部材３２と、歯１の一部を形成する鉤状部３３とを含んでいる（図４参照）。

既述のように、歯１は歯頭部１５を備えている。前記歯頭部１５は、前部カバー１２に結合され、かつウエブ６の両側に２つの歯頭部フランジ１６，１７を含んでいる。同じように、前部カバー１２も、ウエブ６の両側に２つの歯頭部フランジ１８，１９を含んでいる。歯頭部フランジ１６，１７は、各々、対応アダプタ・フランジ９に支持されている。前部カバーと結合された前記歯頭部１５は、この歯システムにより切断中の物質の摩耗作用に対しアダプタ２を保護する。

アダプタ２に対する歯１の安定的な支持を改善する目的で、歯頭部フランジ１６，１７は、各々、後端に歯頭部フランジ凹部２２を含み、前部カバー１２に隣接する前端には歯頭部フランジ隆起部２１を含んでいる。同じように、アダプタ・フランジ９も、後端にアダプタ・フランジ外側隆起部２６を含み、前端にはアダプタ・フランジ外側凹部を含んでいる。結果として、歯頭部フランジ１６，１７は、歯頭部フランジ隆起部２１とアダプタ・フランジ外側凹部２８との対（図６の断面図も参照）と、歯頭部フランジ凹部２２とアダプタ・フランジ外側隆起部２６との対（図８の断面図も参照）とによって、対応アダプタ・フランジ９に対して安定的に支持される。

歯基部４は、ウエブ両側の端部に歯基部フランジ２４を含んでいる。これらの歯基部フランジ２４はアダプタ・フランジ９の内側に支持される。その目的のためにアダプタ・フランジ９は、アダプタ・フランジ内側凹部２３（図８の断面図も参照）と、アダプタ・フランジ内側隆起部２０（図９の断面図も参照）とを含んでいる。更に、歯基部フランジ２４は、歯基部フランジ隆起部２７と、歯基部フランジ凹部２５とを含んでいる。アダプタ・フランジ内側隆起部２０と歯基部フランジ凹部２５の対と、アダプタ・フランジ内側凹部２３と歯基部フランジ隆起部２７の対とによって、アダプタ２のアダプタ・フランジ９に対する歯１の安定的な支持が、更に改善される。
前記隆起部と凹部との対は、図４に見られるように、隙間３６，３７によって隔てられ、互いに間隔を置いて位置している。これにより、対向面相互の不規則性が、支持の安定性を損なうことなしに調停できる。

図１３の平面図と図４の断面図とにより明らかなように、アダプタ２の内部キャビティ１０は、前端の相対的に広幅の断面部から後端へ向ってテーパ形状を有している。同じように、歯基部４も、前記内部キャビティ１０にぴったりはめ込まれるように、テーパ形状を有している。
図４、図９、図１５、図１６に示されているように、アダプタ底部７上には摩耗板３５がボルトにより取り付けられている。この摩耗板は、アダプタ底部を摩耗から保護し、多数回歯を交換することで摩耗板が摩耗した場合には、容易に交換することができる。

図１８‐図２０には、吸い込みカッター・ヘッドに本発明の歯システムを適用した例が示されている。一般に、カッター・ヘッドは吸い込みチャンバ・ハウジング３８を含み、該ハウジングは、吸い込み開口４１を有し、かつ吸い込み管口４０に接続されており、吸い込み管口は、浚渫船（図示せず）の溜めへ通じる吸い込み管に接続されている。更に、圧力導管３９が、切断過程で使用される加圧水を噴射ノズルに供給するために備えられている。本発明による歯システムのアダプタ１は、吸い込み開口４１に近い吸い込みチャンバ・ハウジングに取り付けられることで、歯２が水底で切断動作を行う一方、吸い込みカッター・ヘッドは、水底上方を引っ張られる（図の右方に）。

本発明による歯システムを後方から見た斜視図。 本発明による歯システムを前方から見た斜視図。 歯システムの側面図。 図５のＩＶ−ＩＶ線に沿って截断した側面図。 歯システムの上面図。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って截断した断面図。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って截断した断面図。 図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って截断した断面図。 図５のＩＸ−ＩＸ線に沿って截断した断面図。 前方から見た歯の斜視図。 歯の側面図。 前方から見たアダプタの斜視図。 アダプタの平面図。 前方から見たアダプタの別の斜視図。 摩耗板の斜視図。 図１５に示した摩耗板を備えたシステムの平面図。 本発明による歯システムを備えた吸い込みカッター・ヘッドを下方から見た斜視図。 図１７に示した吸い込み引きずりヘッドの側面図。 図１８の符号ＸＩＸ部分の拡大詳細図。 図１７の吸い込み引きずりヘッドの底面図。

符号の説明

１ 歯
２ アダプタ
３ 歯の切断刃
４ 歯の基部
５ 歯の掘削部
６ 歯のウエブ
７ アダプタ底部
８ アダプタの直立壁部
９ アダプタのフランジ
１０ アンダカット付きキャビティ
１１ アダプタのスリット
１２ 歯の前部カバー
１３ アダプタ前端
１４ ロック手段
１５ 歯の頭部
１６，１７ 歯の頭部フランジ
１８，１９ 歯の前部カバー・フランジ
２０ アダプタ・フランジの内側隆起部
２１ 歯の頭部フランジ隆起部
２２ 歯の頭部フランジ凹部
２３ アダプタ・フランジの内側凹部
２４ 歯の基部フランジ
２５ 歯の基部フランジ凹部
２６ アダプタ・フランジの外側隆起部
２７ 歯基部のフランジ隆起部
２８ アダプタ・フランジの外側凹部
２９ アダプタ・ヘッド
３０ 突起
３１ くぼみ
３２ ロック部材
３３ ロック部、鉤状部
３４ ボルト
３５ 摩耗板
３６ 歯頭部の隙間
３７ 歯基部の隙間
３８ 吸い込みチャンバのハウジング
３９ 圧力導管
４０ 吸い込み管口
４１ 吸い込み開口
４２ 噴射ノズル

Claims (26)

1. 浚渫機又は鉱山機械等の土工機械に使用する歯システムであって、歯（１）と、歯（１）が取り外し可能に取り付けられたアダプタ（２）とを含み、前記歯（１）が、長手方向に延びる歯ウエブ（６）と、長手方向に延びる歯基部（４）と、歯基部（４）から間隔をおいて長手方向に延びる歯頭部（１５）とを含み、前記歯基部及び歯頭部（１５）が、ウエブ（６）に対して横方向にも延びており、前記アダプタ（２）が、土工機械に、例えばドラッグ・ヘッドの歯バーに固定されるアダプタ底部（７）と、アダプタ・ヘッド（２９）とを含み、アダプタ底部（７）とアダプタ・ヘッド（２９）との間には、長手方向に延びるアンダカット付きキャビティ（１０）が形成されており、しかも、該アンダカット付きキャビティ（１０）内には歯基部（４）がスライド可能にはめ込まれ、かつアダプタ・ヘッド（２９）が、アダプタ（２）の前端（１３）に対し歯（１）を取り付け又は取り外しできるように、歯基部（４）と歯頭部（１５）との間にスライド可能にはめ込まれ、前記アダプタ（２）が、歯（１）の対応付形された区域に対向する少なくとも１区域を含む形式のものにおいて、
   アダプタ（２）と歯（１）との、少なくとも１対の対応付形された区域が、段状の構成を含むことを特徴とする、土工機械に使用される歯システム。
2. 前記段状の構成により、広幅のキャビティ断面部と狭幅のキャビティ断面部とが形成され、前記広幅のキャビティ断面部がアダプタ（２）の前端（１３）に隣接している、請求項１に記載された歯システム。
3. 前記段状の構成により、薄手のアダプタ・フランジ断面部と厚手のアダプタ・フランジ断面部とが形成でき、しかも薄手のアダプタ・フランジ断面部がアダプタ（２）の前端に隣接している、請求項１又は請求項２に記載された歯システム。
4. 前記１対の対向区域の前記段状の構成が、隆起部（２０，２６；２７，２１）と凹部（２５，２２；２３，２８）とを含む、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された歯システム。
5. 前記凹部（２５，２２；２３，２８）が前記隆起部（２０，２６；２７，２１）より長手方向に長い寸法を有しており、その結果、対向凹部区域に隙間（３６，３７）が形成される、請求項４に記載された歯システム。
6. 前記アダプタ（２）が、アダプタ前端（１３）に隣接する少なくとも１アダプタ凹部（２３，２８）と、前端（１３）と反対側のアダプタ凹部（２３，２８）端部に続く少なくとも１アダプタ隆起部（２０，２６）とを有し、前記歯（１）が、アダプタ凹部（２３，２８）に対向する少なくとも１隆起部（２７，２１）と、アダプタ隆起部（２０，２６）に対向する少なくとも１凹部（２５，２２）とを有している、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された歯システム。
7. アダプタ・ヘッド（２９）が、両側に横方向アダプタ・フランジ（９）を含み、該フランジが、それらの両側縁部間にスリット（１１）を形成し、かつこのスリット内を前記ウエブ（６）が延びており、また歯頭部（１５）がアダプタ・フランジ（９）と対向している、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された歯システム。
8. 前記歯基部（４）が、ウエブ（６）の両側に延びる歯基部フランジ（２４）を含み、各歯基部フランジ（２４）が対応アダプタ・フランジ（９）と対向している、請求項７に記載された歯システム。
9. 前記歯基部フランジ（２４）と対向アダプタ・フランジ（９）との複数対が、各々、等角度だが、対角の対向フランジ表面を有している、請求項８に記載された歯システム。
10. 歯基部フランジの両側傾斜面が、各々、歯基部フランジ凹部（２５）を含み、前記歯基部フランジ凹部（２５）が対応アダプタ・フランジ内側隆起部（２０）に対向する、請求項９に記載された歯システム。
11. 前記歯基部の両側傾斜面が、各々、歯基部フランジ隆起部（２７）を含み、前記歯基部フランジ隆起部（２７）が、対応アダプタ・フランジ内側凹部（２３）と対向する、請求項９又は請求項１０に記載された歯システム。
12. 前記歯の頭部（１５）が、両側の２つの頭部フランジ（１６，１７）を含む、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された歯システム。
13. 前記歯頭部フランジ（１６，１７）がウエブ（４）の両側に設けられている、請求項１２に記載された歯システム。
14. 前記歯頭部フランジ（１６，１７）が、各々、歯頭部フランジ隆起部（２１）を含み、前記歯頭部フランジ隆起部（２１）が対応アダプタ・フランジ外側凹部（２８）に対向する、請求項１２又は請求項１３に記載された歯システム。
15. 前記歯頭部フランジ（１６，１７）が、各々、歯頭部フランジ凹部（２２）を含み、前記凹部（２２）が対応アダプタ・フランジ外側隆起部（２６）と対向する、請求項１４に記載された歯システム。
16. 前記歯が前部カバー（１２）を有し、該前部カバーが、歯頭部（１５）に対し横方向に延び、かつアダプタ（２）の前端（１３）に対向する、請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載された歯システム。
17. 前記歯頭部（１５）及び前記前部カバー（１２）が、例えば鋭角で互いに結合されている、請求項１６に記載された歯システム。
18. 前記前部カバー（１２）が突起（３０）を有し、アダプタ（２）の前端（１３）が、前記突起（３０）に対応するくぼみ（３１）を含む、請求項１６又は請求項１７に記載された歯システム。
19. 前記前部カバー（１２）が、ウエブ（６）の両側に延びる前部カバー・フランジ（１８，１９）を含む、請求項１６から請求項１８までのいずれか１項に記載された歯システム。
20. 前記各歯頭部フランジ隆起部（２１）が対応前部カバー・フランジ（１８，１９）に隣接している、請求項１４又は請求項１６に従属する請求項１９に記載された歯システム。
21. ロック手段（１４）が備えられ、該ロック手段が、アダプタ（２）のアンダカット付きキャビティ（１０）の端部に配置されたロック部材（３２）と、該ロック部材（３２）に対向する、歯ウエブ（６）のロック部（３３）とを含む、請求項１から請求項２０までのいずれか１項に記載された歯システム。
22. 前記ロック部材（３２）と前部カバー（１２）とがアダプタ（２）の両端に位置している、請求項１６から請求項２０までのいずれか１項に従属する請求項２１に記載された歯システム。
23. アダプタ（２）の前記アンダカット付きキャビティ（１０）が、相対的に広幅の前端（１３）から相対的に狭幅の後端へ向ってテーパ付けされ、これに対応して歯（１）の基部（４）もテーパ付けされている、請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載された歯システム。
24. 前部カバー（１２）がアダプタ（２）の相対的に広幅の前端（１３）に位置し、ロック部材（３２）がアダプタ（２）の相対的に狭い幅後端に又は後端近くに位置している、請求項２２又は請求項２３に記載された歯システム。
25. 前記歯（１）が、歯頭部から延びる掘削部（５）を有している、請求項１から請求項２４までのいずれか１項に記載された歯システム。
26. 前記アダプタ底部（７）と歯基部（４）との間に摩耗板（３５）が配置されている、請求項１から請求項２５までのいずれか１項に記載された歯システム。

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