JP2009521628A - 摩耗アセンブリ - Google Patents

Abstract

掘削装置に摩耗部材を固定するための摩耗アセンブリでは、スプールが摩耗部材を定位置に保持するために楔と共に使用される。スプールは、従来のＣ字形状スプールで使用されるような軸方向アームの代わりに、その上端部において少なくとも１つの横方向に延在するアームから形成される。このように、スプールは楔が取り付けられるにつれてアセンブリに容易に支持され得る。スプールは開口を介して落下せず、落下を防止するためにいかなる特別な注意も必要とされない。また、スプールは楔が通路の中に押し進められると定位置にそれ自体を保持する。結果として、摩耗アセンブリの取付けはより容易であり、より危険が少ない。加えて、スプールが拡張を受ける危険を横方向支持体が低減する。

Description

本発明は、掘削バケット等に摩耗部材を固定するための摩耗アセンブリに関する。

アダプタ、シュラウド等の形をとる摩耗部材は、通常、掘削バケットの刃口部に固定される。通例、この種の摩耗部材は苛酷な条件および重荷重にさらされる。したがって、摩耗部材はある期間にわたってすり減って、取り替えられることを必要とする。摩耗部材は掘削作業の厳しさに耐え、それにも拘わらず摩滅したときに取り替えができるように作られる。ホイスラー（Ｗｈｉｓｌｅｒ）型ロック装置がバケットのリップに摩耗部材を機械的に取り付けるために長く使用されてきた。一般にこの種のロックは、楔、およびＣ字形状のクランプもしくはスプールから成る。通常、楔はアセンブリの中に槌打ちされるが、米国特許第４，４３３，４９６号および同第５，９６４，５４７号は、楔がねじによって圧力下で然るべき場所に引き寄せられる装置を開示する。米国特許出願公報第２００４／０２１６３３６号は、楔が円錐ねじ部材であり、この円錐ねじ部材がアセンブリの中へおよび外へ楔を押し進めるように回転されるロックを開示する。

図１９は、リップ１６に取り付けられた従来のホイスラー・シュラウド２１の１つの例を開示する。図面に見られるように、リップは掘削刃２５、内面２７、および外面２９を含む。穴３１（これは軸方向に延びている）が掘削刃の後方の位置においてリップを貫通して延在する。穴３１は、概ね一直線の前方壁３３、および段部３７を含む後方壁３５を有する。段部は、それが掘削刃２５から遠ざかるように後方に延在するにつれて内面２７から遠ざかるようにテーパを付けたテーパ面３９を含む。

シュラウド２１はリップ１６の前方端部２５の周りを包み、内側脚４１は内面２７に沿って延在し、外側脚４３は外面２９に沿って延在する。内側脚４１は、シュラウド２１がリップにかぶせられるときに概ね穴３１と同心である貫通穴４７を含む。穴３１および開口４７は集合的に通路４９を画定し、その中に、リップ１６にシュラウド２１を脱着自在に保持するように構成されたロック５１が受け入れられる。貫通穴４７は内側脚４１の摩耗面５５に隣接する段部５３を含む。穴３１内の段部３７の場合のように、段部５３は、それが掘削刃２５から遠ざかるように後方に延在するにつれて内面２７から遠ざかるようにテーパを付けたテーパ面５７を含む。このように、テーパ面３９およびテーパ面５７はリップ１６の中心軸に対して概ね等しい傾斜で後方に散開する。

ロック５１は楔６１およびクランプもしくはスプール６３を含む。スプール６３は、概ね垂直の本体６５、ならびに２つの軸方向に延在するアーム６７およびアーム６９を備えるＣ字形状の構成を有する。上方アーム６７は段部５３内に嵌合するように構成され、一方において下方アーム６９は段部３７内に嵌合するように構成される。各アーム６７およびアーム６９は傾斜した内壁７１および内壁７３から形成され、この内壁７１および内壁７３はそれぞれテーパ面３９およびテーパ面５７に一致し、押し当たる。本体６５の前面はランプ面７５を画定し、このランプ面７５は、それが通路４９内で下方に延在するにつれて前方に（垂直に対して）傾けられる。楔６１は前面の収束壁８１および後面の収束壁８３を有する。収束壁８３は、通路４９内でロック５１の締まり嵌めを生じるように、取付けおよび使用中にランプ面７５に当接する。図１９で示されるように、収束壁８３およびランプ面７５は、各表面間に安定で確実な接触を確保するように重なり合う隆起部８５から形成される。

組立ての場合には、まずシュラウド２１が、貫通穴４７が穴３１と概ね同心であるようにリップ１６に嵌合される。次いで、スプール６３が画定された通路４９内に配置され、アーム６７およびアーム６９が段部３７および段部５３の中に挿入される。テーパ壁５７および内壁７１の傾斜のため、スプールは、定位置に保持されていない場合には通路４９を介して前方および下方に滑動する傾向がある。結果として、スプールは時々リップから外れて地面に落下することがあり、その結果、作業者はバケットの下からこれを回収することを必要とする。このことは、特に取付けが夜間に行われている場合に困難な工程であり得る。加えて、バケットの下を這うことは作業者を潜在的に危険な位置に配置することになる。

したがって、スプール６３は、楔６１がアセンブリの中に挿入される間に定位置に保持されなければならない。掘削作業の厳しさに耐えるために、楔は通路４９の中に非常にきつく嵌合されなければならない。大きなハンマーがアセンブリの中に楔を取り付けるために必要とされ、このことは作業者を、ハンマーで打つ間に飛び散ることがある破片による傷害に対して潜在的に危険な位置に配置する。

楔６１が通路４９の中に押し込まれるにつれて、アーム６７およびアーム６９はテーパ壁３９およびテーパ壁５７の上で後方へ押される。これによりシュラウド２１は掘削刃２５に抗してきつく引っ張られ、内側脚４１はリップ１６に抗して狭窄される。この緊密な嵌め合いは、摩耗部材に加えられ得る重い様々な負荷に耐えることが意図される。スプールのアームに加えられる大きな力はアームを広げることになり得る。このような拡張は摩耗部材におけるロックの把持力を低減し、時々ロックの破壊に至ることがある。

本発明は、掘削装置等に摩耗部材を固定するための摩耗アセンブリの改良に関する。

本発明は、ベースに摩耗部材を固定するためのロックアセンブリに関する。例えば、発明によるロックは、先行技術で経験された問題を回避するために掘削バケットのリップにシュラウドまたは他の摩耗部材を固定するのに有用である。

本発明の１つの態様では、改良されたスプールは摩耗部材を然るべき場所に保持するように楔と共に使用される。スプールは、従来のＣ字形状のスプールで使用されるような軸方向アームの代わりに、その上端部において少なくとも１つの横方向に延在するアームから形成される。このように、スプールは楔が取り付けられるとアセンブリに容易に支持されることができる。スプールは開口を通り抜けて落下せず、落下を防止するためにいかなる特別な注意も必要とされない。結果として、摩耗アセンブリの取付けはより容易であり、より安全である。加えて、横方向支持体はスプールが拡張を受ける危険を低減する。

好ましい構成では、上方の横方向アームは、Ｔ字形状の構成を概ね画定するようにスプール本体の各側面から外側へ延在する。上方の横方向アームを備えるスプールは、軸方向アーム、下方の横方向アーム、または下方の脚もしくはリップの下方の部分に係合するように構成された他の支持体などの様々な下方アームと共に使用され得る。組合せのうちのいずれかでは、上方アームおよび下方アームの内壁は、ホイスラー式ロックで通常与えられる後方の挟持力を加えるように後方の方向で、外側に傾けられることが好ましい。

同様に、本発明の他の態様では、摩耗部材は、横方向アームを用いてスプールを受け入れ保持するための少なくとも１つのスプール支持体を有する開口から形成される。摩耗部材は、ロック受け開口の各側面についてスプール支持体として側面凹部から形成されることが好ましい。上述の通り、この新しい構成によって摩耗部材をより容易に、かつユーザに対してより少ない危険でリップまたは他の装置に組み立てることができるようになる。

本発明は、摩耗部材１０２が掘削装置１０３に脱着自在に取り付けられる摩耗アセンブリ１００に関する（図１〜図４）。この適用では、摩耗部材１０２は、掘削バケットのリップに取り付けられるシュラウドで記述される。しかし、摩耗部材１０２は、他の装置に取り付けられる他の種類の製造物（例えば、アダプタ、翼等）の形であることもできる。さらに、前方の、後方の、上の、または下のなどの相対的用語が、図面に関して説明の便宜上使用される。他の方向づけもまた可能である。

１つの実施形態（図１〜図４）では、シュラウド１０２は従来のリップ１６に嵌合する。図１のリップは図１９のリップと僅かに異なるが、便宜上、同じ番号がリップおよびその特徴を識別するために使用される。特別なリップ構成は本発明に重要ではなく、本発明によるアセンブリは広範囲のリップと共に使用され得る。

ロック１０４は、リップ１６にシュラウド１０２を脱着自在に固定するように楔１０６およびスプールもしくはクランプ１０８を含む（図１〜図９）。スプール１０８は、本体１１０と、少なくとも１つの、好ましくは２つの上方アーム１１２と、下方アーム１１４とを含む。下方アーム１１４は、従来のスプールでの下方アーム６９と同じ方法で形成され、すなわち、下方アーム１１４は本体１１０から軸方向後方に延在する。また下方アーム１１４はリップに形成されたテーパ壁３９に押し当たる傾斜した内面１１６を有する。しかし従来のスプールと異なり、スプール１０８は、シュラウド１０２に係合するように少なくとも１つの横方向に延在する上方アーム１１２を含む。好ましい構成では、上方の横方向アーム１１２は、本体１１０と共に概ねＴ字形状の構成を画定するように横方向に本体１１０の各側面１１８から外側に延在する。

好ましい構成では、楔１０６は丸まった円錐形を有し、好ましくは螺旋溝の形の螺旋ねじ１２０がその外面１２２に形成される。楔は、通常、同時係属中の米国特許出願公報第２００４／０２１６３３６号および米国特許出願第１０／８２４，４９０号に開示された楔によって形成され、これらの出願は共に参照により本明細書に組み込まれている。スプール１０８は、楔１０６の外面１２２に当接するように垂直線に対して傾斜した前面ランプ面１２６を含む。ランプ面１２６は、楔１０６の曲線に概ね一致する凹面を有するトラフ１２８を含むことが好ましいが、他の凹面形状構成を楔に対する所望の支持体となるように使用することもできる。また、他の賦形されたランプ面も楔およびスプールの当接が十分で、使用中にアセンブリ内で安定である限りは使用され得る。トラフは、本体１１０の全長、または途中のみに沿って実質的に延在することができる。いずれの場合も、ねじ形成部１３０がランプ面１２６上に、およびこの実施形態では、楔１０６のねじ１２０と嵌り合うようにトラフ１２８内に設けられる。ねじ形成部１３０は示されるようにトラフ１２８の全長を延在し、またはその長さの一部だけに沿って延在することができる。

摩耗部材１０２は、前面作用端部１３４と、内側脚１３６と、外側脚１３８とで形成される（図１〜図４、および図１０〜図１１）。知られているシュラウドの場合のように、内側脚１３６は外側脚１３８よりも長いことが好ましいが、他の構成が使用されることもできる（例えば脚が同じ長さである図１８を参照されたい）。内側脚１３６は貫通穴１４０を含み、この貫通穴１４０は通路１４１を集合的に画定するようにリップ１６の穴３１と概ね同心である。しかし、従来のシュラウド２１と異なり、貫通穴１４０は側面１４４に沿って延在する少なくとも１つの、好ましくは２つのスプール支持体１４２を含む（図１０および図１１）。好ましい構成では、スプール支持体１４２は、貫通穴１４０内で内側脚１３６を介して部分的に延在する凹部または段部である。この好ましい構成では、各スプール支持体または凹部１４２は、概ねＶ字形状の構成になってベアリング面１４６および止め子１４８を含むが、他の形状を使用することもできる。ベアリング面１４６は、それが掘削刃２５から遠ざかるように後方に延在するにつれてリップ１６から遠ざかるように傾斜することが好ましいが、他の形状構成を使用することもできる。リップに対するベアリング面１４６の傾斜は、たとえそれが反対方向でもリップ１６のテーパ壁または傾斜壁３９と同じであることが好ましい。止め子１４８は前方向にリップからから遠ざかるように傾斜することが好ましい。１つの例としてベアリング面１４６は、リップ１６に対して約１８°かつ止め子１４８に対して約９０°に合わせるが、各角度についての広範な変化を使用することもできる。

スプール１０８の各横方向アーム１１２は、シュラウド１０２の対応するスプール支持体または凹部１４２の中に受け入れられる（図１〜図４）。この好ましい構成では、各上方アーム１１２は、それが受け入れられる凹部１４２のベアリング面１４６および止め子１４８を補完し係合するようにベアリング面１５２および止め子１５４を含む（図３、図４、図１０、および図１１）。ベアリング面１５２はシュラウド１０２のベアリング面１４６の傾斜と概ね一致するように傾斜され、止め子１５４は止め子１４８の傾斜と概ね一致するように傾斜されるが、他の形状も可能である。スプール１０８が通路１４１の中に取り付けられると、スプール１０８のベアリング面１５２はシュラウド１０２のベアリング面１４６に押し当たり、止め子１５４は止め子１４８に押し当たる。面１４６と面１５２、および面１４８と面１５４との係合は、スプールが通路１４１から落下することを防止する。また、ベアリング面１４６とベアリング面１５２、および止め子１４８と止め子１５４のＶ字形状の構成も楔１０６が挿入されるにつれて然るべき場所にスプール１０８を保持する。

ロック１０４を取り付けるために、まず、スプール１０８が通路１４１の中に配置され、これにより下方アーム１１４が段部３７に据え付けられ、上方アーム１１２がスプール支持体または凹部１４２に据え付けられる。凹部１４２は、作業者または他のものによるいかなる付加的保持もなしで楔を受け入れることができるようにスプールをその適切な位置に保持する。結果として、スプールはもはやリップから地面に落下しない。そのうえ、作業者はロックを取り付ける際に危険な状態を強いられない。

スプール１０８の挿入に続いて、楔１０６が穴３１の前方壁３３とスプール１０８のランプ面１２６との間に、通路１４１の中に取り付けられる。この好ましい構成では、楔１０６はレンチ用の受口などの工具係合構造１５６を含む。楔１０６のねじ形成部１２０はスプール１０８のねじ形成部１３０に係合され、楔はその軸１５８の周りに回転されて通路１４１の中にこの楔を引き寄せる。楔が開口の中に押し進められるにつれてスプール１０８は後方に押され、これによりベアリング面１５２はベアリング面１４６に押し当たり、内面１１６はテーパ壁３９に押し当たる。次いで、スプール１０８の上方アーム１１２および下方アーム１１４は、シュラウド１０２を後方に押してリップ１６と締まり嵌めになり、バケットに摩耗部材を確実に取り付けるためにリップ１６の内面２７に抗して内側脚１３６を狭窄する働きをする。また、スプールの垂直軸により接近して上方アーム１１２を配置することは上方アームおよび下方アームが使用中に解離する傾向を低減する。すなわち、上方アームのこの新しい配向は従来のスプールにおいてアームを広げる傾向のある偶力を低減し、これによりスプール１０８の上方アーム１１２および下方アーム１１４は使用の間により少ない変形を受ける。

スプール１０８はトラフ１２８に空洞１６０を含むことが好ましい（図６）。好ましくはゴム、気泡ゴム、または他のエラストマーから作られたリテーナ１６２がこの空洞に嵌合されて楔１０６の外面１２２に外側で押し当たる。リテーナは、バケットが掘削作業に使用されるにつれて楔の弛むことを防止するように抵抗を与える。もちろん、他のリテーナもまた弛むことを防止するように使用され得る。

他の実施形態（図１２〜図１７）では、スプール１０８ａは下方の横方向アーム１１４ａならびに上方の横方向アーム１１２ａから形成される。次いで、リップ１６ａは、従来の軸方向段部３７（図１９）ではなくて下方のスプール支持体３７ａ（図１７）から形成される。上方の横方向アーム１１２ａはアーム１１２と同じ構造を保つことができる。スプール１０８ａは通路１４１ａの中に取り付けるために９０°回される（図１４および図１５）。特に、スプール１０８ａは初めに回され、その結果、下方の横方向アーム１１４ａは摩耗部材１０２ａの内側脚１３６ａの後方延長部に概ね平行に、すなわち通路１４１ａに対して前方および後方に延在する。このように、スプールは下方アームが側面段部３７ａに据え付けられ得るまで通路１４１ａの中に挿入され得る。側面段部３７ａは、シュラウド１０２について上で説明した側面段部１４２と同じ構造を有するようにリップ１６の外面に形成される。シュラウド１０２ａは、側面段部３７ａの中へ下方アーム１１４ａを配置する際にスプール１０８ａの旋回を受け入れるように、非対称の側面段部もしくは凹部１４２ａおよび側面段部もしくは凹部１４２ａ’から形成される（図１２、図１４、および図１５）。特に、段部１４２ａは、段部１４２ａの中に前方上方の横方向支持体１１２ａの旋回（取付け中）を受け入れるように、段部１４２ａ’よりも長い軸方向形状を有し、いかなる止め子も有さないことが好ましい。段部１４２ａ’は事実上段部１４２と同じベアリング面および止め子を有する。

また、他の改変もリップ、ロック、または摩耗部材に対して行われ得る。単に例として、摩耗部材の下方脚は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公報第２００４／０２１６３３４号のように、リップの構造の代わりに下方アームまたはスプールを受け入れるために延在され、凹部が設けられることができる（図１８）。ベアリング面および止め子の形状構成に加えて上方スプール支持体および下方スプール支持体の形状も変更され得る。槌打ちされる楔を、回転する楔の代わりに本発明によるスプールと共に使用することもできる。また、別個のねじ部材によって押し進められまたは膨張力を加える多部品から成る楔も、新規な横方向アームを利用するスプールと共に使用され得る。そのうえ、種々の挿入物（例えばリップの穴の前方壁と楔との間に）がアセンブリのロックまたは摩耗を改善するために貫通穴に含まれ得る。

バケットのリップに固定された、本発明による摩耗アセンブリの軸方向断面図である。 摩耗アセンブリの拡大された部分断面図である。 摩耗アセンブリの部分上面図である。 軸方向断面の場合の摩耗アセンブリの透視図である。 本発明によるスプールの側面図である。 スプールの正面透視図である。 スプールの背面透視図である。 本発明による楔の透視図である。 本発明によるロックアセンブリの透視図である。 本発明による摩耗部材の透視図である。 摩耗部材の貫通穴の拡大された部分透視図である。 楔がない場合の本発明の他の摩耗アセンブリの上面透視図である。 楔がない場合の他の摩耗アセンブリの底面透視図である。 楔がない場合の他の摩耗アセンブリの分解透視図である。 スプールが摩耗アセンブリの中に部分的に組み立てられた場合の他の摩耗アセンブリの透視図である。 他の摩耗部材の透視図である。 他の摩耗アセンブリと共に用いられるリップの一部の底面透視図である。 本発明による第２の他の摩耗アセンブリの軸方向断面図である。 先行技術の摩耗アセンブリの軸方向断面図である。

Claims (20)

1. 掘削装置の摩耗可能な表面に取り付けるための摩耗部材であって、前方部分、および前記掘削刃を跨ぎ前記摩耗可能な表面の上に横たわるように前記前方部分から後方に延在する一対の軸方向に延びる脚を備え、前記摩耗可能な表面が掘削刃を有し、前記脚のうちの少なくとも１つが前記摩耗可能な表面に前記摩耗部材を固定するように楔およびスプールのロックアセンブリを受け入れるための貫通穴、ならびに前記スプールの横方向アームに接触するための前記貫通穴に横方向に隣接するスプール支持体を含む、摩耗部材。
2. 前記スプール支持体が、前記スプールの上方の横方向アームを支持するように前記貫通穴の横方向に配置された凹部を含む、請求項１に記載の摩耗部材。
3. 前記凹部が、前記ロックの横方向部分に係合するように前記摩耗可能な表面から遠ざかるように後方に傾斜しているベアリング面を含む、請求項２に記載の摩耗部材。
4. 前記凹部が前記ベアリング面の前方に止め子を含む、請求項３に記載の摩耗部材。
5. 前記貫通穴が前方壁、後方壁、および前記１つの脚を通して延在する側壁を含み、前記凹部が前記前方壁と前記後方壁との間で側壁のうちの１つに形成される、請求項２に記載の摩耗部材。
6. 前記１つの脚が、前記スプールの対向する上方の横方向アームを受け入れるように前記貫通穴の各側面に１つの前記スプール支持体を含む、請求項１に記載の摩耗部材。
7. 各前記スプール支持体が、前記スプールの前記横方向アームに係合するように前記摩耗可能な表面から遠ざかって後方に延在するように傾斜しているベアリング面を含む、請求項６に記載の摩耗部材。
8. 各前記スプール支持体が、前記スプールの前方への滑動を防止するように止め子を含む、請求項７に記載の摩耗部材。
9. 掘削装置の摩耗可能な表面に取り付けるための摩耗アセンブリであって、
   前記摩耗可能な表面が掘削刃を有し、
   前方部分、および前記掘削刃を跨ぎ前記摩耗可能な表面の上に横たわるように前記前方部分から後方に延在する一対の軸方向に延びる脚を含む摩耗部材であって、前記脚のうちの少なくとも１つが貫通穴、および前記貫通穴の各側面に横方向に隣接するスプール支持体を含む摩耗部材と、
   前記摩耗可能な表面に前記摩耗部材を固定するように前記貫通穴に受け入れられる楔およびスプールを含むロックであって、前記スプールが一対の上方の横方向アームおよび少なくとも１つの下方アームを有し、各前記上方アームが前記スプール支持体のうちの１つに接触するロックと
   を備える、摩耗アセンブリ。
10. 前記スプール支持体がそれぞれ、前記スプールの前記上方の横方向アームのうちの１つに係合するようにベアリング面および止め子を有する凹部を含む、請求項９に記載の摩耗アセンブリ。
11. 各前記ベアリング面が、前記ロックの横方向部分に係合するように前記摩耗可能な表面から遠ざかるように後方に傾斜している、請求項１０に記載の摩耗アセンブリ。
12. 各前記止め子が、前記スプールの前方への滑動を防止する、請求項１１に記載の摩耗アセンブリ。
13. 前記楔および前記スプールが相補形のねじ形成部を含み、その結果前記楔が前記貫通穴の中へおよび外へ移動するように回転される、請求項９に記載の摩耗アセンブリ。
14. 前記楔が前記貫通穴の中へおよび外へ槌打ちされる、請求項９に記載の摩耗アセンブリ。
15. 前記スプールの前記下方アームが、前記貫通穴と軸方向に位置合わせして後方に延在する、請求項９に記載の摩耗アセンブリ。
16. 前記スプールが、前記上方アームと同じ方向に延在する一対の前記下方アームを含む、請求項９に記載の摩耗アセンブリ。
17. 掘削装置に摩耗部材を固定するロック用のスプールであって、前記摩耗部材の脚を介して受け入れるための本体と、前記掘削装置の壁体と、前記本体の前記側壁から横方向に延在する一対の上方アームと、少なくとも１つの下方アームとを備え、前記本体が楔に当接するための前方壁と対向する後方壁と一対の側壁とを有する、スプール。
18. 前記上方アームのそれぞれが、ベアリング面、および概ねＶ字形状の構成に配置された止め子を含む、請求項１７に記載のスプール。
19. 前記下方アームが、前記本体と軸方向に位置合わせして後方に延在する、請求項１７に記載のスプール。
20. 前記下方アームのうちの２つを含み、それぞれが前記２つの上方アームと同じ方向に前記側壁のうちの１つから延在する、請求項１７に記載のスプール。

Images