JP2010501362A - 高張力先端部を含む改善されたリッパーブーツ - Google Patents

Abstract

本発明は、キャリアセクションと、その接触端部に圧入されるように適合させた高張力先端部を有するリッパーの刃セクションとを含む改善されたリッパーブーツに関する。作業では、キャリアセクションはブルドーザーのリッパーブーツの軸または掘削機のローダーバケットの１つ以上の軸に嵌合するよう設置し、合体させる。圧入された高張力先端部を使用すれば、操作中にリッパーブーツを維持する必要性が減り、それは器機を頻繁にアイドリングさせる必要がなくなり、かなりの時間と費用を削減できることを意味する。これは先端部が摩耗および裂けの影響を受けにくいタングステン等の高張力金属から製造され、磨り減るまで相当長期間使用できるためである。タングステン製先端部に立ちはだかる研磨性の高い硬い岩は進路で「爆破」されるため、結果的に、従来の器機を用いてでは貴石の位置を見失ってしまう。
【選択図】図４

Description

本発明は改善されたリッパーブーツと、具体的にはリッパーブーツの刃セクションに圧入されるように適合させた高張力先端部の使用に関する。本発明の好適な用途は、これを使用しなければ従来の道具を破壊するであろう極めて硬い岩の掘削である。

本発明者は、リッパーブーツの改善に関する２つの同時係属共願、つまり特許文献１および特許文献２を有している。前者は交換可能な剥岩用の刃を有するリッパーブーツに関する。剥岩用の刃には、先細の側面が形状的に一致しているブーツ内腔に圧入され、操作中は固定されている軸が含まれていて、生産力が向上し、摩耗および裂けが減少する。後者の用途は、リッパーブーツキャリアに対し上方に向って曲がっている交換可能な剥岩用の刃を有し、それによって掘削の角度が高くなり、切断作用が改善されるリッパーブーツに関する。同時係属出願の内容を本明細書中で参考として援用する。

豪特許出願第２００５９０４５９１号明細書 豪特許出願第２００５２０４２６４号明細書

上述のように、本発明は、例えば一般にはブルドーザーのリッパーブーツを使用する、あるいは掘削機などを要するきわめて苛酷な条件の作業によって採集されるオパール等の貴石など、研磨性の高いきわめて硬い岩を貫通し、引き剥がす用途に有用である。このような場合、リッパーブーツの刃、ローダーバケットの刃等は、硬い岩に耐えうる強力な摩耗抵抗性を必要とする。従来のリッパーブーツは壊れやすく、器機に対し過度の負荷がかかる。

従来のリッパーブーツは、主に２つのセクション、器機（例えば、ブルドーザーの刃、ローダーバケットの軸）に取り付けるためのキャリアセクションと一般には溶接によりキャリアセクションと一体化される刃セクションからなる。出願人の上述の特許出願では、刃セクションは交換可能に製造するよう提案されている。より詳細には、提案されている刃セクションにはフレキシブルな先細の側面を有する軸が含まれていて、形状が一致している内腔に入り、締まりばめの方法でキャリアセクションと結合される。

本発明者は、高張力先端部の使用により、硬く研磨性の高い地盤を引き剥がす有効な方法を実現した。その他のツールにおける硬化された先端部の使用は周知であり、タングステン等の金属は高強度の特徴を利用してツールの先端部に溶接される。しかし、溶接は一般に溶接部を取り囲む金属の硬度を減弱化し、結果として使用中に溶接部周囲の脆弱な点で容易に折れるため、採鉱／掘削で使用されるリッパーブーツに適切な製造法ではないと考えられる。極めて硬い岩に遭遇した場合、爆発物が使用されるときもあるが、爆破作業に伴う費用が莫大であるため、有用な代替法とはいえない。

したがって、本発明は前述の問題の少なくとも一部を克服する、あるいは有用な代替法を提供することを目的とする。

本発明は、キャリアセクションと、一体型または交換可能な刃セクションと、刃セクションの端部に合わせて圧入させる高張力先端部とを含む改善されたリッパーブーツを提供することをさらに目的とする。それによって溶接の必要性がなくなり、ツールの剥岩能が改善され、耐用期間が延長され、必要維持量を減らせる。

したがって、本発明の１つの形態では、
車の軸にしっかり連結するように適合させたキャリアと、
その端部に内向きの先細ソケットを含む刃と、
軸および頭部を含む高張力先端部と、その軸が前述の刃のソケットと形状が一致していてこれと係合されていることを特徴とするリッパーブーツが提案される。

好ましくは、前述の係合は、内向きの先細ソケットの内面と形状的に一致している軸の外面が、引き剥がされた材料からの圧の下で接するときに締まりばめによって達成される。

好ましくは、前述のキャリアには縦軸が含まれ、その軸に沿って刃、ソケット、および高張力先端部が並んでいる。

好ましくは、前述の刃端部および前述の高張力先端部は、実質的には円錐形を成している。

好ましくは、先端軸および刃ソケットの断面は、実質的には四角である。

代替方法として、先端軸および刃ソケットの断面は、実質的には円形である。

好ましくは、前述の高張力先端部は、少なくとも部分的にはタングステン金属で構成されている。

好ましくは、前述の刃は前述のキャリア手段から取り外すことができる。

本発明の別の形態では、ブルドーザーの軸または同様の器機に取り付けられるように適合させるタイプのリッパーブーツを提案しており、前述のリッパーブーツは、
前述の軸に取り付けられるように適合させたキャリアと、
そのキャリアに結合される雌ソケットを有する少なくとも１つの頭部を含む刃と
締まりばめにより前述の雌ソケット内にしっかりと固定されるように適合させた高張力先端部を特徴とする。

好ましくは、前述の高張力先端部には一致する内向きの先細壁に係合するように適合させた内向きの先細壁を有する軸部分が含まれていて、雌ソケットに結合される。

好ましくは、前述の高張力先端部は、軸部分が雌ソケット内部に固定されたときに、前述の少なくとも１つの頭部から外向きに広がるように適合させた頭部分をさらに含む。

好ましくは、先端軸部分の内向きの先細壁には、係合を強化する裏張り用結合材が含まれている。

好ましくは、刃の雌ソケットの内向きの先細壁には、係合を強化する裏張り用結合材が含まれている。

好ましくは、先端軸部分の前述の内向きの先細壁および刃の雌ソケットの内向きの先細壁には、壁での係合を強化する裏張り用結合材が含まれている。

好ましくは、前述のキャリア手段には長軸が含まれており、各刃の頭部は実質的には長軸と同方向に拡張する。

好ましくは、頭部の形状および取り付けられた高張力先端部は、実質的には円錐形である。

好ましくは、前述の高張力先端部は、タングステン金属等、高強度の特徴を有する材料から構成されている。

本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、説明文とともに本発明のいくつかの実施態様を示し、本発明の利益および原理を説明する役割を果たす。
本発明により改善されたリッパーブーツの背面斜視図。 図１の改善されたリッパーブーツの正面斜視図。 図１の改善されたリッパーブーツの一部を形成する刃セクションの拡大断面側面図。 図１の改善されたリッパーブーツの分解部分断面上面図。 軸の裏張り用結合材を有する先端部を含む、図１の改善されたリッパーブーツの分解部分断面上面図。 掘削機のローダーバケットで使用する二重刃の形状を含む、本発明に従ったリッパーブーツの正面斜視図。

次の本発明の詳細な説明については、添付図面を参照すること。説明には典型的な実施例が記載されているが、その他の実施形態も可能であり、本発明の精神および範囲から逸脱することがなければ実施形態に変更を加えてもよい。可能であれば、図面と次の説明に同一の参照番号を用いて、対応する部分を参照できるようにする。

図１〜図５で示すとおり、本発明は改善されたリッパーブーツ１０に関する。改善されたリッパーブーツ１０にはキャリアセクション１２と、その接触端部に圧入されるように適合させた高張力先端部３０を有するリッパーの刃セクション１４が含まれる。作業では、キャリアセクション１２はブルドーザー（図なし）のリッパーブーツの軸（図なし）または掘削機のローダーバケットの１つ以上の軸（図なし）に嵌合するよう設置し、合体させる。図６は、リッパーブーツ１５が１つのキャリアセクション２０に結合される２つの刃セクション１６・１８を有する、本発明の第２の実施形態を例示する。本発明は、１つの用途に限定されないことを理解すべきである。

キャリアセクション１２は、対面する側壁２６・２８に設置された一般に同軸で配列される対の留め孔２２・２４を利用して配置される。留めピン（図なし）を適合させ、利用できる軸（図なし）に結合される孔２２・２４および開口部（図なし）から出す。キャリア１２は市販のリッパーブーツまたはローダーバケットの軸に嵌合するよう合体させることが可能であることと、本発明はこの取り付け法にのみ限定する意図はないこととを理解すべきである。

上述のように、リッパーブーツには、キャリアセクション１２と一体化している刃セクション１４が含まれる。これはリーパーブーツが交換可能に製造されている出願人の同時係属出願とは異なるものであるが、本発明は固定および交換可能な刃セクションに限定する意図はない。図示されている実施形態では、リッパーブーツには一体化されたキャリアと、刃セクション（一般に溶接による）と、リッパーブーツの刃セクション１４端部に圧入されるように適合させた高張力先端部３０とが含まれる。

本発明の重要な特性は、高張力先端部３０を刃セクション１４に固定する方法である。序文で述べたように、高張力先端部を所定のツールの端部に単に溶接し、強度を増強させる方法は周知である。しかし、溶接部に隣接するブーツのスチールの強度が脆弱になるため、大きな負荷を受けるブーツが破損しやすくなると考えられる。本発明は、下記のように締まりばめを用いて高張力先端部をブーツに固定することを提案する。

刃セクション１４は、その端部に高張力先端部３０をしっかり収容するように適合させた雌ソケットまたは内腔３２を提供する。ソケット３２には内向きの先細の壁３４、すなわち刃セクション１４端部に隣接するより大きな断面の形状を規定する壁が含まれる。断面の形状は重要ではない。重要なのは、高張力先端部に結合される軸３６が締まりばめによってそこに固定されるように内腔の側面が先細になっていることである。製造のしやすさから断面は円形または四角が好ましく、ソケット３２内部の鋭角を丸くして把持力を強化するのが好ましい。

先端部３０自体は、上述のように軸３６で構成され、実質的にはツールとなる頭部３８が硬い岩に接触し、これを破壊する。軸３６はソケット３２に一致する形状であり、すなわちソケットには実質的に断面の形状が同一である先細の壁も含まれる。そうすることによって、締まりばめにより軸３６が雌ソケット３２内部にしっかりと固定される。当業者が理解しているように、締まりばめは強力であり、軸３６の壁と接しているソケット３６の壁３４の間に粒子が一切入り込まないようになっている。しかし、より重要なことは、高張力先端部３０をリッパーの刃セクション１４に圧入させる際に、溶接による「脆弱な点」をなくして、スチール周囲の強度を損なわないことである。

必ずしも必要ではないが、軸３６表面に結合材４０の薄層を含め、先端部３０のソケット３２内部への固定を補助することもできる。これは図５に例示している。代替の形状では、ソケット３２の内面に結合材を含めてもよい。適切な結合材を、例えばエポキシ（例示のとおり）またはセラミックろうまたは青銅薄帯の形態で含めてもよい。先端部３０は通常工場でリッパーブーツソケット３２へ圧入され、その後、使用する器機に取り付ける現場に送付される。

高張力先端部３０をソケット３２内部に固定すると、刃セクション１４から頭部３８が外向きに縦方向に伸び、実質的に同一の角度で先細になり、１点で停止する。先端部の形状は必ずしもこの形状に限定するものではないが、例えば、用途によっては先端部頭部を丸くするまたは幅を広くして摩耗およびその後のブーツの故障の可能性を低減させるのが好ましい。また、先端部はタングステンで構成されることが好ましいが、タングステン以外の材料は使用できないということではない。同じ高強度の特徴を示す材料は、同じように適切に使用できる。

序文で述べたように、本発明者は、状況によって掘削の角度を変えることで、より効果的な切断作用をもたらす方法を発見した。このように、図面では示していないが、刃セクション１４をキャリアセクションに溶接し、上向きに伸ばしてあらかじめ決めた角度にすることができた。本発明の高張力先端部３０は、このような形状のリッパーブーツに同じように適切に合体させることができた。

図６は、本発明の第２の態様によるリッパーブーツ１５を例示する。前述のように、ソケット配列が単一ではなく、１つのキャリアセクション２０に２つの刃セクション１６・１８が結合する。これにより、２つの先端部がブーツ１５に圧入される。そのような形状は、操作に多数の刃が必要となる掘削機のローダーバケットなど、多様な用途に適している。例えば、単一のローダーバケットに単一の軸部分（図なし）が含まれていて、多数の刃セクションが結合される単一のキャリアセクションをそこに取り付けることもできる。前述のように、本発明はこれらの形状に限定する意図はない。

上述のように高張力先端部３０を剥岩用の刃セクション１４に取り付けると、多くの利益が得られる。もっとも顕著と考えられるのは、操作中にリッパーブーツを維持する必要性が減り、それは器機を頻繁にアイドリングさせる必要がなくなり、かなりの時間と費用を削減できることを意味する。これは先端部が摩耗および裂けの影響を受けにくいタングステン等の高張力金属から製造され、磨り減るまで相当長期間使用できるためである。

さらなる利益は、剥岩法の質である。タングステン製先端部に立ちはだかる研磨性の高い硬い岩は進路で「爆破」されるため、結果的に、従来の器機を用いてでは貴石の位置を見失ってしまう。刃セクションおよび先端部がどちらも締まりばめ手段により係合されるように設計されているという事実は、刃端部の隣接する点が脆弱でないことを意味する。脆弱部は、溶接先端部を有する従来のブーツにおける破損の主因と考えられる。

したがって、その結果が並外れた剥岩能と、高強度の特徴と、耐用期間の延長と、必要維持量の減少を示すリッパーブーツである。

本発明の範囲から逸脱しなければ、さらなる利益および改善を加えてもよい。本発明はもっとも実用的かつ好ましい実施形態として図示され、説明されているが、本発明の範囲および精神の範囲内で逸脱してもよい。本発明の範囲および精神は、本明細書で開示された詳細に限定されないが、対応するすべてのデバイスおよび装置に関する請求項の全範囲と一致しているものとする。

以下の請求項および発明の開示では、文脈上説明または示唆が必要な場合を除き、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」の意味で使用する（例えば、本発明のさまざまな実施形態において規定の特性がさらなる特性と関連している可能性があるなど）。

１０リッパーブーツ
１２キャリアセクション
１４刃セクション
１５リッパーブーツ
１６刃セクション
１８刃セクション
２０キャリアセクション
２２留め孔
２４孔
２６側壁
２８側壁
３０高張力先端部
３２内腔
３４先細の壁
３６軸
３８頭部
４０結合材

Claims (17)

1. 車の軸にしっかり連結するように適合させたキャリアと、
   その端部の内向きの先細ソケットを含む刃と、
   軸および頭部含む高張力先端部と、
   前記軸が前述の刃のソケットと形状が一致していてこれと係合されている、
   リッパーブーツ。
2. 前記係合が、前記内向きの先細ソケットの内面と形状的に一致している軸の外面が、剥がされた材料からの圧下で接するときに締まりばめによって達成される、請求項１に記載のリッパーブーツ。
3. 前記キャリアに縦軸が含まれ、前記刃、ソケット、および高張力先端部が前記軸に沿って並んでいる、請求項１または請求項２に記載のリッパーブーツ。
4. 前記刃端部および前記高張力先端部が、実質的には円錐形を成している、請求項３に記載のリッパーブーツ。
5. 前記先端軸および刃ソケットの前記断面が実質的には四角である、前述の請求項のいずれか１つに記載のリッパーブーツ。
6. 前記先端軸および刃ソケットの前記断面が実質的には円形である、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のリッパーブーツ。
7. 前記高張力先端部が、少なくとも部分的にはタングステン金属で構成されている、上述の請求項のいずれか１つに記載のリッパーブーツ。
8. 前記刃が前記キャリア手段から取り外すことができる、上述の請求項のいずれか１つに記載のリッパーブーツ。
9. 前記軸に取り付けられるように適合させたキャリアと、
   そのキャリアに結合される雌ソケットを有する少なくとも１つの頭部を含む刃と、
   締まりばめにより前記雌ソケット内にしっかりと固定されるように適合させた高張力先端部を特徴とする、ブルドーザーの軸または同様の器機に取り付けられるように適合させるタイプの、リッパーブーツ。
10. 前記高張力先端部に、一致する内向きの先細壁に係合するように適合させた内向きの先細壁を有する軸部分が含まれていて、前記雌ソケットに結合される、請求項９に記載のリッパーブーツ。
11. 前記高張力先端部に、前記軸部分が前記雌ソケット内部に固定されたときに、前記少なくとも１つの頭部から外向きに広がるように適合させた頭部分がさらに含まれる、請求項９または請求項１０に記載のリッパーブーツ。
12. 前記先端軸部分の前記内向きの先細壁に係合を強化する裏張り用結合材が含まれている、請求項１０または請求項１１に記載のリッパーブーツ。
13. 前記刃の雌ソケットの前記内向きの先細壁に係合を強化する裏張り用結合材が含まれている、請求項１０および請求項１１に記載のリッパーブーツ。
14. 前記先端軸部分の前記内向きの先細壁および前記刃の雌ソケットの前記内向きの先細壁に壁での係合を強化する裏張り用結合材が含まれている、請求項１０〜請求項１３のいずれか１つに記載のリッパーブーツ。
15. 前記キャリア手段に長軸が含まれており、各刃の頭部は実質的には前記長軸と前記同方向に拡張する、請求項９〜請求項１４のいずれか１つに記載のリッパーブーツ。
16. 前記頭部の前記形状および取り付けられた高張力先端部が実質的には円錐形である、請求項９〜請求項１５のいずれか１つに記載のリッパーブーツ。
17. 前記高張力先端部がタングステン金属等、高強度の特徴を有する材料から構成されている、請求項９〜請求項１６のいずれか１つに記載のリッパーブーツ。

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