JP2014528531A - 先端具およびアダプタを備えた用具歯アセンブリ - Google Patents
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Abstract
Description
アダプタ12の実施形態が、図5〜9にさらに詳細に示されている。図5を参照すると、アダプタ12は、括弧で示した、上部ストラップ20および底部ストラップ22を有する後部部分19と、中間部分24と、アダプタ12の前部または前方位置に配置されたノーズ26とを含むことができる。上部ストラップ20および底部ストラップ22は、図6に示すように、それらの間にある、用具1、6のベース縁部18を受け入れるためのギャップ28を画定することができる。上部ストラップ20は、ベース縁部18の上面32に対向し、近接して配置することができる底面30を有し、底部ストラップ22は、ベース縁部18の底面36に対向して係合することができる上面34を有することができる。
歯アセンブリ10の先端具14が、図10〜17にさらに詳細に示されている。図10および図11を参照すると、先端具14は概ね楔形状とすることができ、後縁部70を含むことができ、上部外側面72が後縁部70の上縁70aから前方に延び、底部外側面74が後縁部70の底縁70bから前方に延びている。上部外側面72は、下方に傾斜することができ、底部外側面74は、上部外側面72および底部外側面74が、先端具14の前部の前縁部76で集束するように、後縁部70にほぼ垂直に延びることができる。上部外側面72は、先端具14の概ね平面状の面を示すことができるが、互いに対して若干角度をなすことができる別個の部分を有することもできる。その結果として、上部上側面72は、後縁部70によって規定される平面「P」に垂直な線に対して約29°の第1の下向き角「FDA」で後縁部70から第1の上部移行領域80まで延びる後部部分78と、平面「P」に垂直な線に対して約25°の第2の下向き角「SDA」で移行領域80から前方に延びる前部部分82と、平面「P」に垂直な線に対して約27°の第3の下向き角「TDA」で前部部分82との間の第2の先端移行領域82aから延びる先端部分84とを含むことができる。上部外側部分72の概ね平面状の構成により、前縁部76が土木材料の山に食い込んだときに、歯アセンブリが、より多くの湾曲部を含む、または土木材料の流れの方向を変える1つまたは複数の凹部を含む上部外側面を有する場合に生じ得るよりも、用具1、6の前方移動に対する抵抗が小さい状態で、土木材料が用具1、6のベース縁部18に向かって上部外側面72を滑り上がるのが可能になる。
土木材料に貫入するためのより高い能力が必要とされることがある岩の多い環境で歯アセンブリ10を使用する場合、歯アセンブリは、土木材料を粉砕するためのより鋭利な貫入端部を有する先端具を用意することで、掘削を容易にすることができる。図18〜22を参照すると、貫入先端具150が示されており、先端具14の要素と同様である、または同じである先端具150の面および他の要素は同じ参照数字で示され、後縁部70、上部外側面72、および底部外側面74を含むことができ、上部外側面72および底部外側面74は、後縁部70から前方に延び、前縁部76に向かって集束している。横外側面90、92は、上記の保持開孔16を含むことができる。上部外側面74は、後部部分78および前部部分82を有することができ、底部外側面76は、後部部分86および前部部分88を有する。先端具14と同様に、底部外側面74の後部部分86は、後縁部70にほぼ垂直で、ノーズ空洞120の底部内側面122にほぼ平行とすることができる(図21および図22)。前部部分88は、歯アセンブリ10の寸法設定に応じて、後部部分86に対して8°〜10°の範囲であり、約9°とすることができる角度θをなす向きに向けることができ、距離d2だけ後部部分86より低い高さで前縁部76まで延びることができる。先端具アセンブリ10の寸法設定により、先端具外側面72が、外側面72から延び、取り付け時に、先端具150を持ち上げて配置するために使用できるフック152を含むかどうかを決めることもできる。
上記のように、底部摩耗用途は、上部摩耗用途とは異なる動作状態を含むことがあり、その結果として、土木材料のより効率的な掘削および積載をもたらすことができる、歯アセンブリのアダプタおよび先端具に対する異なる設計要求を示すことがある。例えば、底部摩耗先端具の底面を地面と平行に、かつ用具1の底面と平行に整列させて、土木材料を収集するための地面に沿った移動を容易にすることが望ましいことがあり、それに対して、上記の上部摩耗先端具の場合、用具6の形状をより近い方に拡大して、用具6のバケット7への土木材料のすくい取りを容易にするのが望ましいことがある。設計要求が異なるために、歯アセンブリのアダプタおよび先端具の両方に設計上の相違が生じ得る。
アダプタ170に加えて、底部摩耗用途での性能が改良されるように歯アセンブリ10の先端具を構成することができる。アダプタ170と併用する一般荷重用先端具180の一例が、図26〜30にきわめて詳細に示されており、図26〜30において、先端具14に関連して前述したのと同様の面および構成要素は、同じ参照数字で示されている。図26および図27を参照すると、先端具180は概ね楔形状であり、上部外側面72および底部外側面74は、それぞれ後縁部70の上縁70aおよび底縁70bから前方に延びて、前縁部76で集束している。上部外側面72は、先端具14と同様に下向きに傾斜することができ、後部部分78は、約29°の第1の下向き角「FDA」を有することができ、前部部分82は、約25°の第2の下向き角「SDA」を有することができ、先端部分84は、約27°の第3の下向き角「TDA」を有することができる。上部外側面72の概ね平面状の構成により、前縁部76が土木材料の山に食い込んだときに、土木材料が上部外側面72を滑り上がって機械(図示せず)のバケット(図示せず)に入り込むのが可能になる。図28に最もよく示すように、横外側面90、92は、上部外側面72から底部外側面74に向かって下方に延びるにつれて、横外側面90、92間の距離が短くなるように、アダプタ170のノーズに関して上記に説明した外形174に対して相補的な概ね楔形状の外形188を画定する約3°の垂直テーパ角「VTA」で傾斜することができる。
図26〜30に関連して上記に例証および説明した歯アセンブリ10の先端具180は、必要な場合に、歯アセンブリ10が使用される特定の土木環境に応じて修正することができる。例えば、機械が、高い摩耗作用があり、先端具をより急速に摩耗させ得る土木材料に対して作業を行う場合、先端具の前部および底部に、より多くの摩耗材料を付与することが望ましいことがある。図31〜36は、摩耗作用のある土木材料を積載するのに使用する先端具190の一実施形態を示している。先端具190は、先端具180に関して上記に説明したのと同じ概ね楔形状の構成を有することができ、図31および図32に示すように、上部外側面72および底部外側面74が後縁部70から前方に延び、前縁部76に向かって集束している。摩耗の少ない領域の重量を低減し、自己鋭利化を行う手段を付与するために、先端具外側面72の前部部分82には、両側に逃げ部192、194(図33および図34)を設けることができる。逃げ部192、194は、先端部分84に近接して後方に延びることができる。摩耗材料は、時間とともに先端具190の前部から擦り減るが、上部外側面72の前部部分82の外縁部に近接した先端具150の材料係合面の高さは、比較的一定のままであり得る。先端具190の重量をさらに低減するために、さらなる逃げ部196を底部外側面74に設けることができる。逃げ部196は、上方に延びて先端具190の本体に入り込むことができ、前縁部76に近接した摩耗の多い領域から摩耗材料を取り過ぎないように、上部逃げ部192、194よりもさらに後方に配置することができる。
土木材料に貫入するためのより高い能力が必要とされることがある岩の多い環境で歯アセンブリ10を使用する場合、歯アセンブリには、土木材料を粉砕するためのより鋭利な貫入端部を有する先端具を設けることが必要なことがある。図37〜41を参照すると、貫入先端具210が示されており、上部外側面72および底部外側面74が後縁部70から前方に延び、前縁部76に向かって集束している。上部外側面72は、上記の逃げ部192、194と同様な逃げ部212、214を前部部分82の両側に含むことができる。上部外側面72の後部部分78は、後縁部70から前方に延びることができ、横外側面90、92はほぼ平行であるか、またはアダプタ170のノーズ26の勾配と合致する約3°の側部テーパ角「STA」で若干先細りになり、横外側面90、92が後縁部70から延びるにつれて集束している。後部部分78が前縁部76に近づくと、上部外側面72は、前部部分82に移行することができる。横外側面90、92が、最初はほぼ平行とすることができる前部部分98、100に移行することができるように、より大きい勾配を有する横外側面90、92は、約8°の中間テーパ角「ITA」を有し、次いで、前部部分98、100が前縁部76に近づくと、平面「P」に垂直な線に対して約10°の貫入テーパ角「PTA」をなす、より大きい勾配を有するようにさらに移行して、後部部分78内での集束よりも大きい割合で集束する。その結果として、前縁部76は、貫入先端具210の通常幅に関して、先端具180、190の他の実施形態よりも細くすることができる。前縁部76を細くすることで、岩の多い土木材料と係合する表面積は小さくなるが、用具1、6のベース縁部18に取り付けられた一連の歯アセンブリ10によって岩の多い土木材料に加えられる単位接触面積当たりの力が大きくなって、岩の多い土木材料を粉砕することができる。
上記の歯アセンブリはそれぞれ、アダプタとアダプタに取り付けられた先端具とで構成されている。一部の用途では、例えば、先端具をアダプタノーズに取り付ける保持機構の破損の危険をなくすために、一体構成要素を用具1、6に取り付けるのが望ましいことがある。そのような実装に対処するために、上記のアダプタおよび先端具の様々な組み合わせは、本明細書で説明した実用上の利点をもたらす一体構成要素として構成することができる。一例として、図42〜45は、アダプタ12および先端具14の特徴を有する、上部摩耗用途用の一体に形成された一体型一般荷重歯270を示している。歯270は、中間部分278によって連結された後部の上部ストラップ272および底部ストラップ274と、前部先端具部分276とを含むことができる。先端具部分276は、中間部分278から前方に延び、前縁部284で集束する上部外側面280および底部外側面282を含むことができる。上部外側面280および底部外側面282は、それぞれ先端具14の上部外側面72および底部外側面74とほぼ同じ幾何形状を有することができ、底部外側面282は逃げ部(図示せず)を含むことができる。先端具部分276は、上部外側面280と底部外側面282との間に延びる、両側に配置された横外側面286、288をさらに含むことができる。
ローダバケットなどの底部摩擦用具においても、一体構成要素を用具1、6のベース縁部18に取り付けるのが望ましいことがある。図46〜49は、アダプタ170および一般荷重先端具180の特徴を有する、底部摩耗用途用の一体に形成された一体型一般荷重歯300を示している。歯300は、中間部分308によって連結された後部の上部ストラップ302および底部ストラップ304と前部先端具部分306とを含むことができる。先端具部分306は、中間部分308から前方に延び、前縁部314で集束する上部外側面310および底部外側面312を含むことができる。上部外側面310および底部外側面312は、それぞれ先端具180の上部外側面72および底部外側面74とほぼ同じ幾何形状を有することができ、上部外側面312は逃げ部316を含むことができる。先端具部分306は、上部外側面310と底部外側面312との間に延びる、両側に配置された横外側面318、320をさらに含むことができる。図47に最もよく示すように、横外側面318、320は、底部外側面312から上部外側面310に向かって垂直に延びるにつれて、横外側面318、320間の距離が長くなるように傾斜することができる。幾何学的相似性により、先端具部分306では、図70〜75に示し、添付のテキストで説明するように、先端具180と同様の態様で、摩耗材料を時間とともに擦り減らすことができる。
本開示による歯アセンブリ10は、歯アセンブリ10の有効寿命を延ばし、土木材料に貫入する際の歯アセンブリ10の効率を改善することができる特徴部を組み入れている。上記のように、先端具14の概ね楔形状の外形93により、上部摩耗用途において、より多量の摩耗が発生する先端具14の上部の方に、より多量の摩耗材料が配置される。同時に、摩耗材料は、摩耗の発生が少ない先端具14の下側部分から除去され、それにより、先端具14の重量およびコストを削減するが、一部の実施において、十分な強度を付与し、荷重力による破損を防止する助けとするために、上部ストラップ20が、摩耗によって決まる厚さよりも厚くなければならないことがある。底部摩耗用途では、先端具180、190、210が地面をこすりながら進むときに、多量の摩耗が発生する先端具180、190、210の底部に近接して、摩耗材料を先端具180、190、210に付加することができる。
Claims (10)
- 地面係合用具(1、6)のベース縁部(18)用の歯アセンブリ(10)の地面係合先端具(14、150、180、190、210)であって、歯アセンブリ(10)は、地面係合用具(1、6)のベース縁部(18)に取り付くように構成され、前方に延びるアダプタノーズ(26)を有するアダプタ(12、170)を含む、地面係合先端具(14、150、180、190、210)において、
後縁部(70)と、
上部外側面(72)と、
底部外側面(74)であって、上部外側面(72)と共に、地面係合先端具(14、150、180、190、210)の後縁部(70)から前方に延びて前縁部(76)で集束する底部外側面(74)と、
底部外側面(74)から上部外側面(72)まで上方に延びる、両側に配置された横外側面(90、92)と、
内側面(122、124、126、128)であって、地面係合先端具(14、150、180、190、210)の後縁部(70)から地面係合先端具(14、150、180、190、210)の内側に延び、アダプタノーズ(26)を受け入れるために、アダプタ(12、170)のアダプタノーズ(26)に対して相補的な形状を有する地面係合先端具(14、150、180、190、210)の内部にノーズ空洞(120)を画定する内側面(122、124、126、128)と、
を含み、内側面(122、124、126、128)は、
地面係合先端具(14、150、180、190、210)の後縁部(70)から内側に延び、地面係合先端具(14、150、180、190、210)の後縁部(70)にほぼ垂直に向けられた底部内側面(122)と、
前部内側面(130)と、
前部内側面(130)に近接し、後縁を有する第1の支持部分(132)と、地面係合先端具(14、150、180、190、210)の後縁部(70)に近接し、前縁を有する第2の支持部分(136)と、第2の支持部分(136)の前縁から第1の支持部分(132)の後縁まで延びる中間部分(134)とを有する上部内側面(124)と、
を含み、第1の支持部分(132)と底部内側面(122)との間の距離は、第2の支持部分(136)と底部内側面(122)との間の距離未満であり、上部内側面(124)の第2の支持部分(136)は、底部内側面(122)にほぼ平行であり、両側に配置された側部内側面(126、128)が、底部内側面(122)から上部内側面(124)まで上方に延びる、地面係合先端具(14、150、180、190、210)。 - 上部内側面(124)の中間部分(134)は、底部内側面(122)に対して約30°の角度をなす向きに向けられる、請求項1に記載の地面係合先端具(14、150、180、190、210)。
- 前部内側面(130)は概ね平面状であり、底部内側面(122)に垂直な線に対して約15°の角度をなす向きに向けられる、請求項1または2に記載の地面係合先端具(14、150、180、190、210)。
- 第1の支持部分(132)は、底部内側面(122)にほぼ平行に向けられ、上部内側面(124)の中間部分(134)は、上部内側面(124)の第1の支持部分(132)および第2の支持部分(136)に対して約30°の角度をなす向きに向けられる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の地面係合先端具(14、150、180、190、210)。
- ノーズ空洞(120)の上部内側面(124)および底部内側面(122)は、地面係合先端具(14、150、180、190、210)の上部外側面(72)および底部外側面(74)にほぼ平行であり、そのため、上部内側面(124)と上部外側面(72)との間の距離、および底部内側面(122)と底部外側面(74)との間の距離は、各面が横方向に広がりながら地面係合先端具(14、150、180、190、210)にわたって一定のままである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の地面係合先端具(14、150、180、190、210)。
- 地面係合用具(1、6)のベース縁部(18)用の歯アセンブリ(10)のアダプタ(12、170)であって、
後方に延びる上部ストラップ(20)と、
上面(34)を有する、後方に延びる底部ストラップ(22)であって、地面係合用具(1、6)のベース縁部(18)を受けるために、上部ストラップ(20)と共に、上部ストラップ(20)との間にギャップ(28)を画定する底部ストラップ(22)と、
前方に延びるアダプタノーズ(26)と、
を含み、アダプタノーズ(26)は、
上部ストラップ(20)および底部ストラップ(22)に対して前方に延びる底面(42)と、
前面(50)と、
前面(50)に近接し、後縁を有する第1の支持面(52)と、上部ストラップ(20)および底部ストラップ(22)に近接し、前縁を有する第2の支持面(56)と、第2の支持面(56)の前縁から第1の支持面(52)の後縁まで延びる中間面(54)とを有する上面(44)であって、第1の支持面(52)と底面(42)との間の距離は、第2の支持面(56)と底面(42)との間の距離未満であり、第2の支持面(56)は、底面(42)にほぼ平行である、上面(44)と、
底面(42)から上面(44)まで上方に延びる、両側に配置された側面(46、48)と、
を含む、アダプタ(12、70)。 - アダプタノーズ(26)の側面(46、48)は、底面(42)から上面(44)に向かって下方に延びるにつれて、側面(46、48)間の距離が短くなるように先細りになっている、請求項6に記載のアダプタ(12、170)。
- 第1の支持面(52)は、底面(42)にほぼ平行である、請求項6または7に記載のアダプタ(12、170)。
- 上面(44)の中間面(54)は、底面(42)に対して約30°の角度をなす向きに向けられる、請求項6〜8のいずれか一項に記載のアダプタ(12、170)。
- 前面(50)は概ね平面状であり、底面(42)に垂直な線に対して約15°の角度をなす向きに向けられる、請求項6〜9のいずれか一項に記載のアダプタ(12、170)。
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