JP5054758B2 - 摩耗アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、掘削装置に摩耗部材を固定するための摩耗アセンブリに関する。

摩耗部品は、通常、摩耗から装置を保護するために、および掘削作業を促進するために掘削バケットまたはカッターヘッドなどの掘削装置に取り付けられる。摩耗部品は掘削歯、シュラウド等を含むことがある。この種の摩耗部品は典型的に、ベース、摩耗部材、およびベースに摩耗部材を取り外し可能に保持するためのロックを含む。

掘削歯に関して、ベースは摩耗部材を支持するための前方に突出したノーズを含む。ベースは、掘削刃の一体部分として形成されることができ、あるいは、溶接または機械的取付けによって掘削刃に固定される一つ以上のアダプターとして形成されることができる。摩耗部材は、ノーズの上に嵌合されるポイントである。ポイントは地面に貫入し地面を粉砕するために前面掘削刃の方に狭くなる。組み合わされたノーズおよびポイントは、ロックがノーズに対してポイントを取り外し可能に保持するようにその中へ受け入れられる開口を協働して画定する。

通常、これらの種類の摩耗部品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。この種の摩耗部材の強度、安定性、耐久性、貫入性、安全性、および／又は取替え容易性を高めようとして多くの設計が様々な成功度で開発されている。

本発明は、高められた安定性、強度、耐久性、貫入性、安全性、および取替え容易性を得るために掘削装置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。

本発明の１つの態様によれば、ノーズ及びソケットは、それぞれオフセットされた上安定化面及び下安定化面を備える。上安定化面及び下安定化面は、従来の歯と比較して、高強度、優れた貫入性、改善された掘削機への物質の流れを提供する安定した流線形の設計を提供する。

本発明の他の態様によれば、ノーズ及びソケットの前及び後安定化面は、垂直な構成部品を有する磨耗部材の荷重（本明細書では垂直荷重と呼ばれる）及び側方の構成部品を有する磨耗部材の荷重（本明細書では側方荷重と呼ばれる）に耐えるために、それぞれ、傾斜されている。さらに、シフトする荷重は、より大きな安定性及び磨耗の減少のためにノーズとソケット間の相対的運動が少ないそのような傾斜した面によってよりよく耐えられることができる。一つの好適な構成では、ノーズ及びソケットは、Ｖ字状の後安定化面と逆Ｖ字状の前安定化面とを有する。

本発明の他の一つの態様では、磨耗部材の本体と一体に形成された安定化肩部は、ノーズの相補的な支持部に抗して押圧して、アセンブリの安定性及び強度を高める。肩部は、磨耗部材にかかった垂直荷重に耐える高安定形成部を形成するためにノーズの縦軸線に対して実質的に平行である。磨耗部材の本体から後方に突出する耳部とは異なり、肩部は、追加的な強度のために磨耗部材の本体によって後退されている。また、肩部の使用は、耳部よりも少ない金属を必要とする。

本発明の他の態様では、ノーズ及びソケットは、それぞれ第２の増加した面形状、より好ましくは、後端部の第３の増加面形状に変化する前端部の第１の面形状を含む。一つの好適な態様では、ノーズ及びソケットの前端部は、それぞれ、六角形に変化し順に後端部の八角形に変化する三角形として概ね形成されている。そのような形状が変化する形状の使用は、高い強度特性及び面の安定性を維持する間良好な貫入のための細長い磨耗部材の使用を可能とする。

本発明の他の態様では、ノーズの本体及びソケットの相補的な主要部分は、それぞれ、上部分及び下部分を有する。上部分及び下部分のそれぞれは、中央面と、対応する中央面に傾斜して外方に伸びる一対の側面とを有する。所望の安定、強度及び細い外形を達成するために、上部分及び下部分は、上中央面が後方に拡張する幅を有し、下中央面が後方に狭くなる幅を有するように非対称である。

本発明の他の態様では、ノーズ及びソケットの前端部は、それぞれ、上隅部の側方の突出を最小にするために上方向に内方に傾斜された側壁で形成されている。そのような前端部の傾斜した側壁の使用は、良好な地面への貫入のためにアセンブリの外形を小さくする。上隅部を内方に傾斜させることによって、破損（例えば、ソケットの中を通る穴の形成部）のリスクが減少され、従って、磨耗部材の使用期間を長くする。側壁に沿って傾斜した安定化面の使用は、その同一の面によって垂直荷重及び側方荷重の双方が耐えられるので磨耗をさらに軽減する。

一つの好適実施態様では、ノーズ及びソケットは、それぞれ、概ね三角形状の前安定化端部を含む。一つの態様では、三角形状の安定化端部は、概ね水平な下面及び逆Ｖ字状の上面によって形成されている。上述のように、この構成は、貫入を高め、破損のリスクを最小限にすることによって磨耗部材の使用期間を増加し、同一の面で側方荷重及び垂直荷重の双方に耐える。

本発明のさらに別の態様では、ノーズは、上カバー壁及び下カバー壁を含み、強度及び貫入性の妥協として共通の楔形状を有する。しかしながら、従来の構成とは対照的に、所望の安定化を提供が持続される間、上壁は、高い貫入性のために前端部を通じて下壁の方へ収束し続ける。

本発明の他の一つの態様では、ロックは、単一の一体コンポーネントとして出荷及び保管の間、磨耗部材に一体に固定されている。ロックは、穴内へのノーズの挿入に関係なく、ロックの開口内に維持され、その結果、出荷コストを軽減し、保管の必要性を軽減し、在庫業務を少なくする。

本発明の他の態様では、ロックは、挿入中のロックの落下や紛失のリスクを軽減するために、保持位置と解放位置との双方において磨耗部材のロックの開口に取り外し可能に固定されることができる。このようなアセンブリは、独立した構成要素を少なくし、容易な取り付け方法を伴う。

本発明のさらに別の態様では、ロック及び磨耗部材は、ねじ部材に依存しない容易な可動システムによって、出荷中、保管中、取り付け中及び使用中において単一の一体コンポーネントとして維持されることができる。この配置は、改善された不可欠なマネージメント及びロックの紛失がない磨耗部材の容易な挿入を可能にする。

本発明の他の態様では、ロックは、容易な使用及び安定性のために概ね縦方向に伸びる軸線を中心に回転される。保持位置では、ロックは、ノーズの側壁に画定された穴内に嵌合する。それは、従来の貫通穴を避け、ノーズの高い強度を提供する。さらに、ロックの側面は、ロックのヒンジ又はラッチ部分を有しない、しっかりと安定したロック装置を形成する。さらに、ロックは、使用容易性及び高い安全性のためにハンマーを使用しないで使用できる。

本発明の他の態様では、ロックは、保持位置と解放位置間のロックの枢動だけでなく、保持位置及び／又は解放位置での固定を許容するシフト移動を可能にするために、ピボット支持部及び付勢部材で形成されている。本発明の一つの好適態様では、ロック本体部は、少なくとも一つの梃子スロットを画定し、それによって梃子ツールは、容易な挿入及び取り外しのためにロックをシフト及び回転させるためにロックとしっかりと係合できる。

本発明の他の態様では、ロックは、ロック位置からロックを解放するのに使用される主要位置形成部を含むラッチ形成部を具備する。

本発明は、掘削装置（図示せず）に摩耗部材１２を取り外し可能に取り付けるための摩耗アセンブリ１０に関する。この応用例では、摩耗部材１２は掘削バケットのリップに取り付けられる掘削歯のためのポイントによって説明される。しかし、この摩耗部材は他の種類の摩耗部品（例えば、シュラウド）の形式にすることができ、または他の掘削装置（例えば、浚渫機のカッターヘッド）に取り付けられることもできる。そのうえ、前方の、後方の、上の、下の、水平の、垂直の、などの相対語は、図１のアッセンブリの方位に関して便宜上使用されるものであり、したがって、他の方向づけも可能である。

１つの実施形態（図１乃至図３２）では、摩耗部材すなわちポイント１２は、ノーズ１４に嵌合するように構成される。ノーズは、バケット（図示せず）あるいは他の装置に固定されるベース１５の前側部分である。ベース１５の後取付部分１９は、多くの一般的な方法でバケットに固定されることができる。図示の実施例では、ベース１５は、バケットのリップまで伸び、バケットのリップに溶接された一対の後方脚部２１（図１乃至３）を含む。それにもかかわらず、ベースは、リップの部分として成型された、あるいはウイスラータイプのロックなどによってバケットリップに機械的に固定された一つの脚部だけを含むことができる。ベースは、溶接または固定装置によってリップに固定される場合、ベースは、通常、アダプターと称される。また、ベースは、複数の互いに連結されたアダプターから成ることもできる。摩耗部材１２は、ロック１７によってノーズ１４に取り外し可能に固定される。

ノーズ１４は、本体１８及び前端部２０を有する（図３乃至図１１）。前端部２０は、好ましくは、水平下面２２と、逆Ｖ字状を全体的に画定する上方かつ外方に向いた一対の傾斜面２４とを有する概ね三角形状である。下面及び上面２２、２４は、ノーズの縦軸線２６に実質的に平行な前方安定化表面である。用語「実質的に平行な」とは、平行な表面、ならびに製造目的のために小さな角度（例えば、約１°から約７°）で軸２６から後方に末広に発散する表面を含むことが意図される。小さな末広な発散は、ノーズからの摩耗部材の取り外しを容易にすることができる。１つの好ましい実施形態では、各面２２、２４は、僅かに約５°で、および最も好ましくは約２°から約３°で軸２６に対して後方に末広に発散する。

通常、掘削作業中に刃は、地面中で前方及び上方に押しつけられる。その結果、掘削刃に通常荷重がかかる主要な方向は、後方及び下方である。ノーズ１４の前面２７は、ソケット１６の前面２９と接し、主として後方の荷重に抵抗する。上安定化表面２４は、軸線２６と実質的に平行であり、摩耗部材１２の前端部に下方にかかった垂直荷重に対して安定した抵抗を提供する。また、地面の凹凸、岩盤及び他の障害物のために、刃は、変化する荷重や側方荷重を受けやすい。上安定化表面２４は傾斜されており、下方の垂直荷重と側方荷重の双方に抵抗する。ノーズ１４上の摩耗部材１２の変化を小さくするために、垂直荷重と側方荷重との間で変化する荷重は同じ上面２４によって抵抗されるのがより好ましく、それによって、構成要素の摩耗を小さくする。下面２２と比較して、双方の傾斜した上面２４によって提供された大きな表面領域は、予期される大きな下方荷重に抵抗する有益を提供する。

通常、垂直荷重は、側方荷重よりも大きいので、上面２４は、垂直よりも水平である方が好ましく、すなわち、下面２２に対して０度と４５度との間の角度である方が好ましく、もっとも好ましいのは、約４０度の角度θである（図９）。それにもかかわらず、好ましい角度外の傾度は、特にライトデューティ作動あるいは重い側方荷重が発生することがある環境では可能である。下面２２は、上方の垂直荷重に抵抗するために提供される。

また、（ノーズの他の部品に沿った）三角形状の前端部は、摩耗部材１２がノーズに正確に取り付けられることを確実にする。すなわち、摩耗部材は、ノーズに間違った方法で取り付けられることができない。さらに、摩耗部材は、リバーシブルな取り付けになっていないため、ノーズ及びソケットは、付与された応用に対して形状を最適にするように形成されることができる。例えば、ノーズは、大きな貫通に適した外形、摩耗部材の摩耗率を下げる形状、及び所望の掘削作動で予期される特別な一揃いの荷重や摩耗パターンに対して効率の良い構造に形成されることができる。

摩耗部材の取り付けを安定にする成果で、ノーズの前端部とソケットを、矩形形状の安定化表面と噛み合う平行六面体に形成することが知られている。時々、摩耗部材は、摩耗部材を破損又は摩耗させるかもしれない高い圧力が隅部においてノーズにかかるので細くでき、その結果、どちらの場合もビット部分２８が摩損する前に摩耗部材を取り替えることを必要とする。通常、下方の荷重は、上方の荷重よりも大きく、バケット内への土物質の流れと一致するので、そのような改善は、摩耗部材の頂部に沿って通常発生する。ノーズ１４の上方に細くなった三角形状の前安定化端部に関して、上面２４は、前安定化端部の上方前端部を中心位置にシフトするために外側方向に下方に傾斜されている（図４、図５及び図９）。これは、その側方端部の側面を小さくし、また、一般的な歯と比べてソケット及びノーズの上側方端部の摩耗及びひずみを減少する。その結果、摩耗部材及びノーズの使用期間が増加される。さらに、ノーズ１４の三角形状の前端部２０は、地面の中へのよりよい圧入のために小さい形状を画定する。上方隅部において傾斜した面の使用は、より大きな表面領域がバケット内へ土物質を運ぶのに役に立つように摩耗部材を形成することを許容する。

前安定化端部２０は、上面及び下面２２、２４によって形成された三角形状である方が好ましいが、上方前隅部の側方の突出を減少するのに、傾斜した側面を有する他の形状が用いられることができる。このような構造で、傾斜した側壁は、概ね台形形状を画定することができる。他の例として、上方隅部は、上方隅部を中心へ向けて移動するために面取りをすることができる。側壁及び／又は上壁を除くように、あるいは側壁及び上壁をつなぐように面取りされる。他の例では、平面が好ましいが、傾斜した面が、例えば、概ね半球形状の前端部を画定するために曲げられることができる。

さらに、三角形状の前端部２０あるいは傾斜した側壁を有する他の形状の前端部は、他の周知の形状に関連して用いられることができる。単に例として、このような前端部は、米国特許第５７０９０４３号のノーズに開示された安定化前端部の代わりに安定化前端部として用いられることができる。さらに、前端部は、荷重及び摩耗が摩耗部材の頂面と対照的に底面に沿って存在するのが予期される掘削作動の間は逆にすることができる。

ノーズ１４は、さらに、上壁３１及び下壁３３によって一部分が画定されている（図３及び図１０）。上壁及び下壁３１、３３は、前スラスト面２７の方へ収束し、強度の妥協及び圧入能力を提供するために共通の楔形状を形成する。しかしながら、前安定化面で形成された共通のノーズとは違って、上壁３１の中央部分３４は、細い外形及び犠牲的な安定がない高められた圧入のために、下壁３３の方へ前端部２０を通ってスラスト面２７に対して収束し続ける。この前端部２０を通じた上壁３１の連続した先細り及び付随するノーズの細さは、傾斜した安定化面２４の使用のために安定化支持を提供することができる。

上述したように、上壁３１及び下壁３３は、後方向に軸線２６から離れて発散するように傾斜されている。支障を減少すると共に、バケットへの土物質の流れを高めるために、上壁３１は、下壁３３よりも軸線２６に対してより浅く傾斜している。さらに、ノーズ１４は、強度及び支持のための拡大した面を有する大きい大きさの後端部の高い圧入及び安定化のために、小面２２、２４を有する比較的小さい大きさの前端部２０から後方に変化する（図３乃至図１１）。図示の実施態様では、ノーズは、概ね三角形状の前端部から六面体に変化し、その後端部において八面体に変化する。

好適な構造では、強度、安定化及び細い形状のために、ノーズ１４は、（中央の小面３４が前端部２０の有意な幅を維持するか否かに依存する）前端部の三つ又は四つの小面から本体１８の六つの小面に変化する。本体１８は、好ましくは、強い形状を提供するために、上中央面３４、一対の傾斜した側面３６、下中央面３８及び傾斜した側面４０を備える。中央面３４、３８の使用は、アッセンブリの端から端までの深さを減少し、よりよい圧入のためにより細長い突出を提供する。バケットへの土物質の流れを容易にするために、上中央面３４は、後方に伸びる幅を有し横方向に水平である方が好ましい。また、下中央面３８は、概ね横方向に水平であるが、後方に狭くなる幅を有する方が好ましい。これは、特に、上面３１と比較して下面３３のより大きな傾斜の利益をもたらす。平らな小面３４、３６、３８及び４０が好ましいが、曲がった小面も使用することができる。それにもかかわらず、ノーズがいくつかの小面を有する比較的小さな大きさの前端部から拡大した小面を有する大きな大きさの後端部に変化する他の形状及び配置が可能である。

下側面４０は、後安定化面（図５、図７乃至図９）を画定するために軸線２６に対して実質的に平行である方が好ましい。前安定化面２４と比較して、後安定化面４０は、垂直荷重及び側方荷重の双方に抵抗するために側方に傾斜されている。後安定化面４０の傾斜は、垂直荷重に基づく摩耗部材の安定化と、十分な強度を有するアッセンブリの提供との間のバランスで選択される。従って、側面４０は、中央面３８に対して１０５度から１８０度の間の角度θで傾斜されるのが好ましく、１２８度の角度で傾斜されるのがより好ましい（図１１）。それにもかかわらず、安定化面４０は、特にライトデューティ作動あるいは重い側方荷重が発生することがある環境では、好適な角度外で傾斜されることができる。中央面３８の後方への狭さは、安定化面４０の後方への拡大を増大し、特にノーズ１４の後部における荷重に抵抗するためのより大きな面領域を提供する。

好適な実施態様では、本体２５は、その後端部４１において八面構造に変化する（図４、図５、図７及び図８）。図示の例では、ノーズ１４は、さらに、よりよい圧入のためにノーズの形状を減少するため及び側方荷重に抵抗する追加的な支持を提供するための一対の対向して垂直に配置された面４３を含む。各々が（ロックに関連する表面すなわち隆起部及び溝の表面を除く）前の段階よりも多くの面を有する三つの段階によって変化するノーズ及びソケットの使用は、改善された動作及び圧入のための有利な強度及び細さの組み合わせを提供する。好適な実施態様では、最初の前段階は４つの面を含み、前安定化端部の後方への中間段階は６つの面を含み、後段階は（所望であればそれはロックの前方へ伸びることができるけれども）ロックの後方へ８つの面を画定する。代替的に、面３４が前端部２０を通じて伸びていない場合には、最初の段階は、３つの面を有する。どちらの場合でも、前端部２０は、概ね三角形状であると考えられる。

ベース１５は、下方の荷重に耐える摩耗部材１２の追加的な安定化のために、ノーズ１４と隣接する支持部４２を含む（図４乃至図９）。好適な構成では、支持部４２は、軸線２６に対して実質的に平行であり、垂直荷重及び側方荷重の双方に抵抗するために横方向に傾斜することができるけれども概ね水平方向に向いている。一つの支持部４２は、（面３６、４０の交差点の上あるいは該交差点のすぐ上でもよいが）面３６、４０の交差点のすぐ下にあるノーズ１４の各側面に位置づけられる。好適な構成では、上安定化面４２は、下安定化面４０から横方向（外側方向）にずれている（オフセットされている）。ベース１５の下及び上安定化面４０、４２の関係を並置したこのオフセットは、上面３６が面、例えばミラー下面４０を安定にするように設計されている場合よりも細長い歯のシステムの使用を可能にする。支持部４２は、上方の荷重に対する安定化を提供するので、上面３６は、軸線２６に実質的に平行な安定化面を画定しないで、軸線方向及び横方向の双方向に傾斜されている。この構成に関し、側面３６は、さらに上方に延びるのを避けると共に、バケットへの土物質の流れを妨げるのを避ける。それにもかかわらず、面３６を、支持部４２を有してまたは支持部４２を有せずに安定化面として形成することができ、あるいは、安定化面の他の配置を使用することができる。さらには、支持部４２は垂直の荷重だけに抵抗するように構成されているのが好ましいので、所望であれば、一側面上の単一の支持部を提供することができる。

磨耗部材１２は、前掘削縁部４４を有するビット２８と、後方に開口したソケット１６を有する取付端部４６とを含む（図１乃至図３及び図１２乃至図１７）。ノーズとソケットの違いがあるけれども、ソケット１６は、ノーズ１４を嵌合的に受け入れるように形成されている方が好ましい。従って、ソケット１６は、安定化下面５２と一対の安定化上面５４を有する概ね三角形状の安定化前端部４８を含む方が好ましい（図１４）。安定化面５２、５４は、軸線２６に対して実質的に平行である。ノーズ１４と同様に、ソケット１６は、上側面５８と下側面６０とによって画定された大きな主要部分５６の方へ変化する。上側面５８は、ノーズ１４の面３４、３６に対応する上面６４及び側面６６を含む。同様に、下側面６０は、ノーズ１４の面３８、４０に対応する下面６８及び側面７０を含む。側面７０は、特定の荷重のもとで側面４０に対して耐えるために縦軸線２６に実質的に平行である。また、側面７１は、側面４３に対して耐えるために提供されている。

取付端部４６は、下面６０の後端部を超えて後端部上に懸かる上面５８のオフセット部分７４によって形成された肩部７２をさらに含む（図１、２、２及び１４乃至１７）。肩部７２は、軸線２６に対して実質的に平行であり、支持部７２に抗して耐えるために概ね水平に向いている。肩部７２は、周知の肩持ち梁のような耳部のように後方に伸びるというよりはむしろ上面５８と一体である。それから、この配置は、肩持ち梁のような耳部と比較すると、より大きな支持を有する肩部７２を提供すると共に、より少ない金属の使用を必要とする。それにもかかわらず、支持部４２に抗して耐える耳部を提供することができる。

ノーズのあらゆる部分は、時々磨耗部材からの荷重に耐えるかもしれないが、安定化面２２、２４、４０、４２、５２、５４、７０、７２は、磨耗部材にかかった垂直及び側方の荷重に抵抗するための主要な面であることを目的とする。垂直成分を有する荷重が磨耗部材１２の掘削縁部４４に沿ってかかった場合、磨耗部材は、ノーズから離れて前方に回転するように推進される。例えば、下方の荷重L１が掘削縁部４４の上部にかかったとき（図１）、磨耗部材１２は、ノーズ１４の前方に回転するように推進され、ソケット１６の前安定化面５４がノーズ１４の前端部にある安定化面２４に抗して耐える。また、磨耗部材１２の下面６０の後端部７９は、ノーズ１４の下面３３に抗して上方に上げられ、ソケット１６の後安定化面７０は、ノーズ１４の安定化面４０に抗して耐える。

安定化面４０、７０の係合は、ロックへの少ない依存を有する一般的な収束面の使用と比較して、ポイントに対してよりしっかりとした支持を提供する。例えば、安定化面４０、７０を有しないで上壁及び下壁を収束することによって画定されたノーズ及びソケットを持つ歯に荷重L1がかかった場合には、ノーズから離れて磨耗部材を回転する推進は、ノーズ及びソケットの後端部にある収束壁の接面によって部分的に抵抗される。これらの収束壁は、縦軸線に軸方向に傾斜されるので、これらの相互の接面は前方にポイントを推進し、それは、ロックによって抵抗されなければならない。従って、そのような周知の構成では、ポイントをノーズに固定するために大きなロックが必要とされる。次には、より大きなロックはノーズおよびポイントにより大きな開口を必要とし、したがってアセンブリの強度全体を低下させる。本発明では、（安定化面２４、５４に関連して）安定化面４０、７０は、磨耗部材１２の前方への推進を最小にするために縦軸線２６に対して実質的に平行である。その結果、磨耗部材は、ノーズにしっかりと支持され、アッセンブリの強度及び安定性を増加し、磨耗を減少し、小さなロックの使用を可能とする。

安定化面２２、４２、５２、７２は、上向きの垂直荷重に対して本質的に同じように作用する。上方荷重L２（図１）は、ソケット１６の前安定化面５２にノーズ１４の前端部の安定化面２２に抗して推進させる。また、ノーズ１４上の磨耗部材１２の上方への回転は、磨耗部材１２及びノーズ１４の後端部にある支持部４２に抗して耐える肩部７２によって抵抗される。これらの安定化面２２、４２、５２、７２は、荷重の大部分が後方及び下方にあることになっているので、安定化面４０、７０よりも小さい面にすることができる。

上述のように、図示の実施態様では、安定化面２４、４０、５４、７０は、横方向に傾斜されている。これらの角度がついた安定化面は、対称である方が好ましいが、非対称な配置が可能である。安定化面２４、４０、５４、７０の横方向の傾斜は、それらがL３（図１）などの側方の荷重に抵抗することを可能にする。例えば、側方の荷重L３の応用は、磨耗部材１２をノーズ１４対して横方向に傾斜させる。側方の荷重L３がかかった状態では、前安定化面５４は、内側に向けて横方向に押され、ノーズ１４の前安定化面２４に抗して推進する。ソケット１６の向き合っている側壁の面７０の後部分７９は、内側に向けて押され，対応する面４０に抗して推進する。向き合っている安定化面２４、５４、４０、７０は、反対方向の側方荷重に対して同様に作用する。

同じ面が、垂直荷重及び側方荷重の双方に抵抗することは利点が有る。一般的に、荷重は、バケットあるいは他の掘削機が地中で押し進められたときに方向を変えるのに適用される。横方向に傾斜した面に関し、荷重がシフトされても、例えば、垂直荷重から側方荷重に変えられても、支持係合が同じ面間で継続する。この配置では、ポイントの移動及び構成要素の磨耗を小さくすることができる。荷重の大部分が後方及び下方にあることになっており、この方向での水平な安定化面の使用が、深さが小さいアッセンブリの設計を可能にするので、安定化面２２、４２、５２、７２は、好適実施態様では傾斜されていない。

安定化面２２、２４、４０、４２、５２、５４、７０、７２は、水平である方が好ましいが、異なる形状にすることができる。例えば、安定化面は、大まかな凸面あるいは凹面曲線で形成されることができる。さらに、後安定化面４０、７０は、概ね、ノーズ及びソケットの後端部にあるいはその近傍に配置されている場合が最も効果的である。従って、図示の実施態様では、安定化面４０、７０の前部分は、先端に向かって先細になる。勿論、前部分は、他の細長い形状あるいは非収束形状にすることができるし、あるいは完全に削除することができる。さらに、支持は、全ての又は或る安定化面の一部分だけに発生することができる。

ある構成では、ロック１７は、磨耗部材１２に画定された貫通穴８３と、ノーズ１４の一方側に画定されたポケットあるいは穴８３とで形状された開口内に嵌合する（図１及び図２）。ロック１７は、ロック１７が磨耗部材１２をノーズ１４に保持する保持位置（図１、２、３０）と、磨耗部材１２がノーズ１４に取り付けられるまたはノーズ１４から取り除かれる解放位置（図３１、３２）との間で移動可能である。

貫通穴８１は、側面６６（図１、２及び図１２乃至図１６）を貫通するのが好ましいが、磨耗部材の他の部分に形成されることができる。貫通穴８１は、二つの端壁８５、８７と、前壁８９と、後壁９１とを有する概ね矩形の形状を有しているが、他の形状にすることもできる。一方の端壁８５は、円球根形状のピボット部材９３を画定する（図１６）。円球根９３は、円球根の磨耗リスクを軽減するために、ノーズ１４の方へ内側に向いているのが好ましい。円球根９３は、磨耗部材に対して縦方向に概ね伸びる軸線を画定し、使用中において荷重が最小限に抑えられるように構成されている。反対側の端壁８７は、概ね端壁８５の方へ伸びる突出形状の止め部９５を画定する。後壁９１は、ロックに対する大きな支承面を提供するために、及び、ロックが一方側のみを固定するせいで磨耗部材１２がベース１５に傾く傾向を減少するために支承モーメントを内方に移動するために、ソケット１６の中に伸びる拡張部分９１ａを有する方が好ましい。ノーズ１４は、後壁９１の内方拡張部の存在に対応する凹部９４を含む。

ロック１７（図１８乃至図２２）は、幅が狭い端部１０３、幅が広い端部１０５、前面１０７及び後面１０９を有するが、他の形状も可能である。幅が狭い端部１０３は、ピボット部材１１３として形成されており、ピボット部材１１３は、ロックが保持位置と解放位置との間で枢軸回転することができるように端壁８５の円球根９３と協働する弧状凹部を画定するのが好ましい。ピボット部材９３、１１３は、円球根がロック１７に形成され、凹部が磨耗部材に形成されるように反対にすることができるし、あるいは、枢軸を画定する、異なった構成にすることができる。幅が広い端部１０５は、端壁８７と協働してロック１７を保持位置及び解放位置に保持するためのラッチ形成部を含む。

さらに、ピボット部材９３が端壁８７上に形成され、ラッチ形成部１１５が端壁８５と係合するようになっているが、これらは、図示のように、取付中又は取り外し中において隣接する磨耗アッセンブリに対する障害を最小限にするのが好ましい。

図示の実施態様では、ロック１７は、互いに接着されたあるいは別の方法で互いに固定された、本体１１０、弾性部材１１２及びシールド部１１４で構成されている。本体１１０は、端壁８７と止め部９５とに係合するラッチ形成部１１５を画定する。シールド部１１４は、円球根９３と係合するために弾性部材１１２上に重なる。弾性部材１１２は、弾性的圧縮性を有するロック１７を提供する。

ノーズ１４の穴８３は、集合的に概ねＬ形状であり、前壁１３３及び後壁１３５を有するベース壁１２９、１３１によって画定されているのが好ましい（図４、６、７及び８）。穴８３は、ノーズ１４を貫通していないので、より大きなノーズの強度を保持する。ベース壁１２９は、過大な差込を防止するためにロック１７がそれに抗して当てることができる台を提供する。ベース１３１は、保持位置に回転されたときにロック１７の弧状の通路をならうように曲げられている方が好ましい。

保持位置と解放位置との間のロックの枢動のためにピボット部材１１３が円球根９３に抗して押圧するように、ロック１７が貫通穴８１内に嵌合する（図２３乃至３２）。磨耗部材１２を固定するために、ロック１７は円球根９３を中心にして回転され、穴８３内に完全に嵌合する。好適な実施態様では、ツールＴが、ロックを保持位置に移動するのに使用される。すなわち、ツールＴは、円球根９３のスロット１３２（図１２及び図１３）内に配置されて、ロック１７を保持位置に動かすのに使用される（図２３乃至図２５）。ツールは、弾性部材１１２の圧縮で、止め部９５と隣接する端壁８７を通り越して指状部１１６を押すことができる。この位置で、指状部１１６は、ソケット１６内の面６６と対向し、保持位置から離れる方向へのロック１７の移動を防止する。その結果、端壁８７は、ロック１７に対しての歯止めとして機能する。歯止めとして機能する別個の構造が使用されることができるが、必要ではない。ロック１７は二つの離間した指状部１１６を有するのが好ましいが、単一の指状部１１６を使用することができる。凹部１３４は、ツールＴの所望の動きに対応するために磨耗部材１２の外面１２５に提供されるのが好ましい。しかしながら、他の動かす構造を使用することができる。

保持位置では、ロック１７の前面１０７は、穴８３の前壁１３３に向き合っており、ロック１７の後面１０８は、貫通穴８１の後壁９１に向き合っている。このように、磨耗部材１２は、ベース１５にしっかりと固定される。図示の実施態様では、ラッチ形成部１１５は、アッセンブリからロックが外れるのを防止するために後側の面６６に当たる指状部１１６を有し、（ロック１７は、好ましくは、端壁８７に対して締め付けられていないが）弾性部材１１２は、ロック１７の挿入後に面６６の背後に指状部材１１６を偏らせる。この位置において、ロック１７の外側面１２３は、概ね、磨耗部材１２の外側面１２５と一直線状を成すか、あるいは磨耗部材１２の外側面１２５に対して僅かにくぼんでいる（図３０）。このように、ロックは、磨耗から部分的に保護され、そして、バケット内への土物質の流れに対して邪魔にならないように形成されている。

ロック１７は、幅が広い端部１０５に沿った凹部１２０をさらに含む。ノッチ１２０（切り欠き）は、止め部９５を受け入れて、その解放位置でロック１７を保持し（図２３、３２、３２）、弾性部材１１２は、この位置でロックを取り外し可能に保持する。突出部１２０ａは、ロック１７が貫通穴８１から出るのを防止するために凹部１２０の遠位端で外方に伸びる方が好ましい。好適な構成では、ロック１７は、磨耗部材１２の貫通穴８１から取り除かれる必要が無い。ロック１７は、製造時において（解放位置で）磨耗部材１２に取り付けられ、顧客に出荷される（図３０ａ）。顧客は、使用のために必要とされるまで磨耗部材にロックを取り付けておく。くぼみ１３０は、組み合わされた磨耗部材とロックの取り付け中にその解放位置でロック１７の通路に対応するために、ノーズ１４に提供されている方が好ましい（図４及び図７）。また、逃げ部１３０ａは、ポイントの取り付け中において円球根９３の通路を許容するように提供される方が好ましい。その後、ロックは、その保持位置まで回転され、磨耗部材２１をベース１５に固定する（図３０）。この配置は、出荷及び保管コストを減少し、出荷中又は現場の取り付け場所でのロックの紛失を実質的になくし、そして、取り付けプロセスを容易にする。それにもかかわらず、ロック１７は、所望であれば、出荷中、保管中、返還中、取り付け中及び／又は取り除き中に、磨耗部材１２から完全に取り除かれることができる。

上述したように、ロック１７は、保持位置に配置され、磨耗部材１２をベース１５に固定する。ロック１７は、ベース１５なしに解放位置で磨耗部材１２と組み合わされて出荷及び／又は保管されるのが好ましい。ロック１７は、保持位置又は所望であれば後方位置で保管及び／又は出荷するように構成されることができる。ロック１７は、ノーズ１４がない時に貫通穴８１を通してソケット１６の中に落ちるのを防止する隣接部（アバットメント）１２８を含む方が好ましい。

ロック１７は、ロック１７をアッセンブリから取り除くのを援助するためのノッチ１２２、１２４、１２６を更に含む（図１８及び図２２）。特に、ツールＴは、保持位置から解放位置までロック１７を枢動するに必要なのでノッチ１２２、１２４、１２６（図２６乃至図２９）に係合するのに使用される。例えば、ロック１７を取り外す場合、ツールは、始めにノッチ１２６（図２６）に配置され、そして、弾性部材１１２（図２７）の偏りに抗してロック１７を円球根９３の方に偏らせ、そして、指状部１１６が端壁８７を通り越して回転して貫通穴８１（図２８）の外側に位置するように、ロック１７を外方に回転させる、てこの支点のように、止め部９５を用いて動かされる。それから、ツールＴは、ノッチ１２４及びノッチ１２２内に連続的に配置され、ロック１７を開放位置に回転する。この連続するノッチは、より優れたてこの作用及び使い易さのためである。

一つの構成では、ロック１７の前及び後面１０７、１０９は、ポケット８３の対向する前及び後壁１３３、１３５に概ね平行である。このように、しっかりとした係合は、ロックとポケットとの間で保持される。それにもかかわらず、代替的な構成では、ロック１７の面１０７及び１０９は、内側面１４９の方に収束し、ポケット８３の同様な収束壁１３３、１３５と係合する。このように、壁が完全に配置されるまで係合しないので、ロックは、ポケット８３から容易に取り付けたり取り除かれたりすることができる。

代替的な実施態様では、磨耗アッセンブリ２１０は、リッパー機械用の歯として示されている（図３３乃至図３７）。磨耗アッセンブリは、ポイント形状の磨耗部材２１２と、リッパーアームに固定されるようになっているベース２１５と、磨耗部材２１２をベース２１５に固定するためのロック２１７とを含む。ベース２１５は、磨耗部材２１２のソケット２１６の中に受け入れられるノーズ２１４を含む。ノーズ２１４及びソケット２１６の形状は、磨耗アッセンブリ１０に関して上述されたノーズ１４及びソケット１６とほぼ同じである。それにもかかわらず、それらは、図示のようにロック装置に関連した構成の削除や側面４３、７１の削除などの変形をすることができる。また、それらは、種々の面の大きさの変更に対応することができる。ノーズ２１４及びソケット２１６は、それぞれ、六面構造の中で後方に変化する、概ね三角形状の前端部２２０を含む。図示の例では、ノーズ及びソケットは、（所望であれば可能であるが）磨耗アッセンブリ１０の場合のように八面構造の中で後で変化しない。

アッセンブリ２１０では、ロック２１７は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第７、１７４、６６１号で説明されるような楔２３０およびスプール２３１を含む。楔２３０は、円錐形状で、螺旋状溝２３４の形態のねじ構造を有する（図３４及び図３７）。スプール２３１は、一対のアーム２３６とアームと相互に連結された本体２３８とを含む。本体２３８は、楔２３０を収容するトラフ２４０を画定する。トラフ２４０は、溝２３４内に収容するための離間配置された螺旋状突起部２４２を含む。このように、楔２３０はスプール２３１に螺合され、楔をレンチあるいは他のツールで回転させることによりアッセンブリの中に入れられる。

穴２８３は、ノーズ２１４の中央区分を通って水平に伸び、ロック２１７を受け入れる（図３３）が、垂直にあるいは斜めに延びることができる。磨耗部材２１２は、ノーズ２１４がソケット２１６内に完全に収容されたときに（図３３乃至図３７）、穴２８３と一直線に配置する一対の貫通穴２８１を画定する。貫通穴２８１及び穴２８３は、ロック２１７を収容するための開口２８５を集合的に画定する。楔２３０が穴２８３の前壁２９２に抗して押圧する間、アーム２３６は、貫通穴２８１の後端部２９０に抗して接する。アーム２３６は、それぞれ、使用中にロック２１７の不注意による取り外しを防ぐために、磨耗部材２１２に画定されたレリーフ２９６内に配置されるリップ２９４を含む方が好ましい（図３７）。代替的に、（アームを有しない）スプールが前壁２９２と係合し、楔が後端部２９０と係合するようにロック１７を反対にすることができる。

使用中、貫通穴２８１が概ね穴２８３を一直線に配置されて開口２８５を収束的に画定するように、磨耗部材２１２はノーズ２１４上に配置される。アーム２３６が貫通穴２８１の後端部２９０に抗して接し、楔２３０がトラフ２４０の中にゆるく収容された状態でロック２１７は開口２８５の中に配置される。楔２３０は回転されると、ロックが磨耗部材２１２をベース２１５にしっかりと固定するまで螺旋状溝２３４内への突起部２４２の受け入れが楔を開口２８５の中にさらに引き込む。

本発明の好ましい実施例を上文中に論じた。特許請求の範囲に定義された本発明の精神及び広範な特徴から逸脱することなく、様々な他の実施例並びに多くの変更を実施できる。

図１は、本発明にかかる摩耗アッセンブリの斜視図である。 図２は、摩耗アッセンブリの側面図である。 図３は、縦軸線に沿って垂直に切り取られた摩耗アッセンブリの断面図である。 図４は、摩耗アッセンブリのベースの上方斜視図である。 図５は、ベースのノーズの下方斜視図である。 図６は、ノーズの上面図である。 図７は、ベースの側面図である。 図８は、ノーズの側面図である。 図９は、ベースの前面図である。 図１０は、図９の切断線１０−１０で切り取ったベースの断面図である。 図１１は、図８の切断線１１−１１で切り取ったベースの断面図である。 図１２は、摩耗アッセンブリの摩耗部材の斜視図である。 図１３は、図１２の円Ｃ内の摩耗部材の部分の拡大図である。 図１４は、摩耗部材の背面図である。 図１５は、摩耗部材の側面図である。 図１６は、図１４の切断線１６−１６で切り取った斜視図である。 図１７は、図１４の切断線１７−１７で切り取った斜視図である。 図１８は、摩耗アッセンブリ用ロックの斜視図である。 図１９は、摩耗アッセンブリ用ロックの斜視図である。 図２０は、ロックの前面図である。 図２１は、ロックの側面図である。 図２２は、図２１の切断線２２−２２で切り取った断面図である。 図２３は、動かす工具で摩耗アッセンブリの中にロックを段階的に挿入することを示す横断面図である。 図２４は、動かす工具で摩耗アッセンブリの中にロックを段階的に挿入することを示す横断面図である。 図２５は、動かす工具で摩耗アッセンブリの中にロックを段階的に挿入することを示す横断面図である。 図２６は、動かす工具で摩耗アッセンブリからロックを段階的に取り外すことを示す横断面図である。 図２７は、動かす工具で摩耗アッセンブリからロックを段階的に取り外すことを示す横断面図である。 図２８は、動かす工具で摩耗アッセンブリからロックを段階的に取り外すことを示す横断面図である。 図２９は、動かす工具で摩耗アッセンブリからロックを段階的に取り外すことを示す横断面図である。 図３０は、摩耗アッセンブリの中に保持位置にあるロックを有する摩耗アッセンブリの拡大横断面図である。 図３０ａは、保持位置にあるロックと結合した摩耗アッセンブリの拡大横断面図である。 図３１は、取り外し位置にあるロックを有する摩耗部材の斜視図である。 図３２は、取り外し位置にあるロックの拡大横断面図である。 図３３は、本発明にかかる摩耗アッセンブリの第２実施態様の斜視図である。 図３４は、第２実施態様の分解斜視図である。 図３５は、第２実施態様のノーズの側面図である。 図３６は、第２実施態様の摩耗部材の背面図である。 図３７は、縦軸線に沿って垂直に切り取られた部分断面図である。

Claims (14)

1. 掘削装置に固定するための摩耗部材であって、
   前端部と、
   後端部と、
   前記掘削装置に固定されたベースを受け入れるために前記後端部に開口する、縦軸線を有するソケットと、
   各々が前記後端部の近傍にある複数の第１の安定化面及び複数の第２の安定化面とを備え、
   前記第１の安定化面及び第２の安定化面の各々は、前記縦軸線に対して実質的に平行に軸方向に伸びて前記ベースの相補的な面に抗して押圧し、
   第１の安定化面は互いに概ね平行でありかつ概ね下方に向いており、第２の安定化面は概ね上方に向いており、該第１の安定化面と該第２の安定化面は、互いに外側方向にオフセットされており、
   前記第２の安定化面は、互いに横方向に傾斜されていることを特徴とする磨耗部材。
2. 前記ソケットの外側に配置された複数の第１の安定化面と、前記ソケット内に配置された第２の安定化面とを含むことを特徴とする請求項１に記載の磨耗部材。
3. 前記第２の安定化面の一つは、前記磨耗部材の各側面に沿って配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磨耗部材。
4. 掘削装置に固定するための摩耗部材であって、
   前端部と、
   後端部と、
   前記掘削装置に固定されたノーズを受け入れるために前記後端部に開口するソケットとを備え、
   前記ソケットは、前端部分と後端部分と縦軸線とを備え、
   前記前端部分及び後端部分は、それぞれ、前記縦軸線に対して実質的に平行に軸方向に伸びて前記ノーズの相補的な面に抗して押圧する複数の安定化面を含み、
   前端部分及び後端部分のそれぞれの二つの前記安定化面は、互いに横方向に傾斜されており、
   前記前端部分の横方向に傾斜された前記安定化面は、前記後端部分の横方向に傾斜された前記安定化面と対向する方向に概ね向いていることを特徴とする磨耗部材。
5. 掘削装置に固定するための摩耗部材であって、
   前端部と、
   後端部と、
   前記掘削装置に固定されたノーズを受け入れるために前記後端部に開口するソケットとを備え、
   前記ソケットは、上側面及び下側面によって画定されており、
   前記後端部は、下方に向いておりかつ各側壁に沿った前記上側面と一体である肩部を画定するために、前記上側面が前記下側面の後端部を超えて後端部上に懸かるオフセット部分を有することを特徴とする磨耗部材。
6. 前記ソケットは、縦軸線を有し、前記肩部は、前記縦軸線に対して実質的に平行に軸方向に伸びることを特徴とする請求項５に記載の磨耗部材。
7. 前記ソケットは、前記縦軸線に対して実質的に平行に軸方向に伸び、前記肩部と対向する方向に概ね向いている安定化面を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の磨耗部材。
8. 掘削装置に固定するための摩耗部材であって、
   前端部と、
   後端部と、
   前記掘削装置に固定されたノーズを受け入れるために前記後端部に開口するソケットとを備え、
   前記ソケットは、前端部分と後端部分と縦軸線とを備え、
   前記前端部分は、概ね水平な下面と逆Ｖ字状の一対の上面とによる前記縦軸線に対して横断する概ね三角形状であることを特徴とする磨耗部材。
9. 前記ソケットの前記三角形状の前端部分は、前記縦軸線に対して実質的に平行に軸方向に伸びる安定化面によって画定されていることを特徴とする請求項８に記載の磨耗部材。
10. 前記ソケットは、概ね三角形状から前記縦軸線に対して横断する概ね六角形状に変化することを特徴とする請求項８又は９に記載の磨耗部材。
11. 前記ソケットは、概ね六角形状から前記縦軸線に対して横断する概ね八角形状に変化することを特徴とする請求項１０に記載の磨耗部材。
12. 前記ソケットの後端部分は、前記縦軸線に対して実質的に平行に伸びる複数の安定化面を含むことを特徴とする請求項8乃至１１のいずれか一つに記載の磨耗部材。
13. 前記磨耗部材は、前記磨耗部材を前記ノーズに取り外し可能に固定するためのロックを受け入れる開口を含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一つに記載の磨耗部材。
14. 掘削装置に固定するための摩耗アセンブリであって、
    前記掘削装置に固定されたベースと、
    磨耗部材とを備え、
    前記磨耗部材は、
    前端部と、
    後端部と、
    前記掘削装置に固定されたベースを受け入れるために前記後端部に開口する、縦軸線を有するソケットと、
    各々が前記後端部の近傍にある複数の第１の安定化面及び複数の第２の安定化面とを有し、
    前記第１の安定化面及び第２の安定化面の各々は、前記縦軸線に対して実質的に平行に軸方向に伸びて前記ベースの相補的な面に抗して押圧し、
    第１の安定化面は概ね下方に向いており、第２の安定下面は概ね上方に向いており、該第１の安定化面と該第２の安定化面は、互いに外側方向にオフセットされており、
    前記第２の安定化面は、互いに横方向に傾斜されており、
    前記磨耗アセンブリは更に
    前記磨耗部材を前記ベースに取り外し可能に固定するためのロックを備えることを特徴とする摩耗アセンブリ。

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