JP5336597B2 - 工具の段付きシャンクのためのスリーブリテーナ - Google Patents

Description

本発明は、ブロック内で回転可能な工具ピックを保持するためのスリーブに関する。特に、本発明は、回転可能な工具ピックのシャンク回りに係合し、ブロックの孔に挿入されて、工具ピック組立体をなすスリーブリテーナに関する。

背景技術においては、特定の構造及び／又は方法に関して説明する。しかし、以下の文献は、特定の構造及び／又は方法に関する従来技術を構成するものとして解釈されるべきでない。出願人は、このような構造及び／又は方法が従来技術として適当でないことを示す権利を保有する。

大きな溝掘り機は、切削鎖(cutting chain)を形成するためにブームの回りに連結する大きなプレートを利用する。工具ピックを保持するためのブロックは、最適な切削のために、これらのプレートの後方に溶接されている。図１及び２は、溶接部１６によって表面１４に固定されたブロック１２を有するこのようなプレート１０の例を示す。ブロック１２に工具ピック１８が配置されている。通常の工具ピックはリアリテーナ２０を利用する。リアリテーナ２０は、工具ピック１８のシャンク部分がブロック１２の後方面２２を越えて延びている。

長いプレートの鎖が掘削材料までブームの回りを回る動作中に、プレート１０は旋回する。図３は、プレート１０の動作方向Ｄを表すブーム３０を示す。動作サイクルの掘削部３２において、接続したプレート１０は、掘削されている材料と摩擦が生ずるため、間隔を開けて離れている。動作サイクルの戻り部分において接続したプレート１０は弛み、ある位置においてプレート１０互いに向かって曲がり、それらの間の隙間を減じる。このような状態において、工具ピック１８のシャンクの露出端２４のエッジは、続くプレート１０に対して引っ掛かり、工具ピック１８の露出したシャンク及び／又はリアリテーナを変形させるのに十分に大きい力を端２４に対して与える。また、プレート１０上の接触点２６も変形する（図２）。変形は露出端２４の縁を奇形にし、例えば、マシュルームに似た形に広げ、又は工具ピック１８の他の部分を変形させる。このような場合、ブロック１２の孔から工具ピック１８を外すことが妨げられる。リアリテーナを取り外すこと、又はリテーナを外したり工具ピックを外したりするために特別の工具を使用することは、奇形になる工具ピックの部分によって妨げられる。

摩耗は、組立体の寿命に有害である。例えば、ピックの回転を促進するために、ピックのスリーブとの間には隙間がある。しかし、この隙間は塵埃や微粉のスペースとなり、工具ピックとブロックの孔の間に集まる。組立体の回転可能な要素が回転するとき、要素をこすり、孔を大きくし、より多くの微粉を集め、摩耗を加速し、ブロックの寿命を短くする。同様の摩耗問題は、スリーブとブロックの一つ以上の孔又は工具ピックのシャンクとの間で生じ、隙間が非常に大きい場合は、塵埃と微粉とがそこに集まる。外部リテーナの使用に関して、一定の隙間の大きさが、ブロックの後ろと、リテーナを組み付けるためのピックシャンクの溝との間に必要である。あまりに大きいとき、隙間は、ピックとブロックとの間で不必要な自由をもたらし、ピックの肩とブロックの面との間で叩き合うこととなる。この叩き合いは、ブロックの孔内と表面において摩耗を生じさせ、寿命を短くする。

従来技術の上記問題は、段付きシャンクのためのスリーブリテーナによって解決され、軽減され、及び／又は排除される。

一例としての工具ピック組立体は、頭部及び頭部から後方に突出するシャンク部分を含む工具ピックと、シャンク部分の回りに配置されたスリーブとを備え、スリーブは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部及び第２の端部の間にあり、段部によって第２の面に接続する第１の面によって形成されたる軸方向の連続面と、第１の端部から第２の端部に延びる連続面内にある軸方向に延びる第１のスリットと、工具ピック保持部分と、を有する中空円筒体を含み、スリーブの第１の面はスリーブの第２の面より大きな直径を有し、スリーブの段部は軸方向に変化する直径を有し、工具ピック保持部分は第２の面からシャンク部の円周溝に向かって半径方向内側に突出し、シャンク部は、第１の面及び第２の面と、軸方向に変化する直径を有する段部とを備え、第１の面の直径は第２の面の直径より大きく、スリーブの第１の面はシャンク部の第１の面の軸方向距離を延び、スリーブの第２の面は少なくともシャンク部の第２の面の軸方向距離の少なくとも一部分を延びる。

一例としての工具及びブロックの組立体は、第１の側から第２の側に軸方向に延びる孔を有する本体を含むブロックと、頭部及び頭部から後方に突出するシャンク部とを含む工具ピックと、シャンク部の回りに配置されたスリーブと、を備え、スリーブは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部及び第２の端部の間にあり、段部によって第２の面に接続する第１の面によって形成された軸方向の連続面と、第１の端部から第２の端部に延びる連続面内にある軸方向に延びる第１のスリットと、工具ピック保持部分と、を有する中空円筒体を含み、スリーブの第１の面はスリーブの第２の面より大きな直径を有し、スリーブの段部は軸方向に変化する直径を有し、工具ピック保持部分は第２の面からシャンク部の円周溝に向かって半径方向内側に突出し、シャンク部は、第１の面及び第２の面と、軸方向に変化する直径を有する段部とを備え、第１の面の直径は第２の面の直径より大きく、スリーブの第１の面はシャンク部の第１の面の軸方向距離を延び、スリーブの第２の面は少なくともシャンク部の第２の面の軸方向距離の少なくとも一部分を延び、孔の内面は、スリーブの軸方向の連続面に対して相補的な形状に形成され、互いに摩擦係合し、工具ピックは回転可能である。

一例としての掘削機械は、回転可能な部材と、そこに装着される工具及びブロックの組立体とを備える。

前述した説明と後述する詳細な説明は、例示であって、請求項に係る発明の説明として提供される。

後述する詳細な説明は、添付する図面と共に説明され、同一の符号は同一の要素を示す。

溝掘り機の切削鎖のプレートに取り付けられた従来のブロックを示す図である。 図１のブロックとプレートを示す他の図である。 掘削材料に対してブームの動作を示す図である。 工具ピック組立体の一つの実施形態を示す図である。 スリーブの一つの実施形態を示す図である。 図４の工具ピック組立体の断面図である。 工具及びブロックの組立体の一つの実施形態を示す断面図である。

図４は、工具ピック組立体１００の一つの実施形態を示す。図示する実施形態において、工具ピック組立体１００は工具ピック１０２とスリーブ１０４とを備える。

工具ピック１０２は、頭部１０６とシャンク部１０８とを含む。シャンク部１０８は、頭部１０６からシャンク部の端部まで後方に延びる。シャンク部１０８は、工具ピックを保持するための周溝１２又は他の凹部を含む。工具ピック１０２の頭部１０６は、他の特徴、例えば、肩領域１１４、テーパ領域１１６及び先端１１８を含むことができる。先端１１８は、超硬合金などの硬質材料から作ることができる。

スリーブ１０４は、第１の端部１２２と、第２の端部１２４と、第１の端部１２２及び第２の端部１２４の間で軸方向の連続面１２６とを含む。軸方向の連続面１２６は、段部１３２を介して第２の面１３０に接続する第１の面１２８によって形成されている。連続面１２６は、第１の端部１２２から第２の端部１２４まで軸方向に延びる第１のスリット１３４を含んでいる。軸方向に延びるスリット１３４は、ブロックの孔に挿入される際に、スリーブ１０４の円周方向の圧力を受けない。

スリーブ１０４の第１の面１２８は、スリーブ１０４の第２の面１３０の直径Ｄ２よりも大きい直径Ｄ１を有する。段部１３２は第１の面１２８と第２の面１３０とを接続する。段部１３２は軸方向に変化する直径を有する。一つの実施形態において、スリーブ１０４の第２の面１２８は、最後部である（例えば、スリーブがシャンクの回りに配置されるとき、工具ピックの頭部に対して最後部）。図５は、スリーブ１０４の一実施形態を示し、第１の面１２８と、第２の面１３０と、第１の面１２８及び第２の面１３０の直径Ｄ１及びＤ２と、段部１３２を示す。

スリーブの例示する実施形態において、面と直径との間には種々の関係がある。例えば、スリーブ１０４の第１の面１２８の直径Ｄ１は、第１の面１２８の軸方向に沿って一定にすることができ、スリーブ１０４の第２の面１３０の直径は第２の面の軸方向に沿って一定にすることができる。また、例えば、第１の面１２８の直径Ｄ１はスリーブ１０４の最も大きい直径とすることができる。

スリーブ１０４は、シャンク部１０８の回りに配置され、軸１３８の回りで工具ピック１０２を回転させる。したがって、スリーブ１０４は、工具ピック１０２のシャンク部１０８に対して摩擦接触して係合しない。しかし、スリーブ１０４は、工具ピック保持部分を含み、シャンク部１０８の回りで保持されて、軸方向の移動を制限する。工具ピック保持部分は、第２の面１３０からシャンク部１０８の周溝１１２へ半径方向内側に突出する。工具ピック保持部分の例は、一つ又は複数のタブ１４０として図に示されている。他の例は、一つ又は複数の隆起、稜線又は他の突起を含む。

図６は、図４の工具ピック組立体の断面図を示す。図６は、工具ピック組立体１００において、スリーブ１０４と工具ピック１０２との間の相互関係の一例である。一つの実施形態において、シャンク部分１０８の形状は、スリーブ１０４の内面と実質的に同じであり、相対的な回転を可能とし、工具ピック保持部分を有する。例えば、シャンク部１０８は、第１の面１４２と第２の面１４４とを有し、第１の面１４２の直径ｄ１は第２の面１４４の直径より大きく、軸方向に変化する直径を有する段部１４６は第１の面１４２と第２の面１４４に接続する。相対的な回転を可能にするために、直径ｄ１は直径Ｄ１より小さく、及び／又は直径ｄ２はｄ２より小さい。また、例えば、スリーブ１０４の第１の面１２８はシャンク部１０８の第１の面１４２の軸方向距離を延び、スリーブ１０４の第２の面１３０はシャンク部１０８の第２の面１４４の軸方向距離の少なくとも一部を延びる。他の実施形態において、スリーブ１０４はシャンク部１０８の第２の面１４４の軸方向距離の全長を延びる。例えば、頭部１０６から離れているシャンク部１０８の端部１１０は、スリーブ１０４の第２の端部１２４と一致する。

図７は、工具及びブロックの組立体２００の一例を示す断面図である。工具及びブロックの組立体２００の実施形態は、第１の側２６６から第２の側２６８へ軸方向に延びる孔２６４を有するボディ２６２を含むブロック２６０を備える。工具ピックアセンブリは、ブロック２６０の孔２６４内に配置される。工具ピック組立体は、工具ピック２０２とスリーブ２０４とを備える。工具ピック２０２は、頭部２０６と、頭部２０６から後方に突出するシャンク部２０８とを含む。スリーブ２０４は、シャンク部２０８の回りに配置されている。工具及びブロックの組立体２００における工具ピック２０２とスリーブ２０４は、図４〜６の工具ピック及びスリーブに関して開示され説明されたように、実質的に同じであり、実質的に同じ特徴を有している。

図７に示すように、工具ピック組立体は、ブロック２６０の孔２６４内に配置されている。工具ピック２０２は軸２３８の回りをスリーブ２０４に対して回転可能である。孔２６４の内面は、スリーブ２０４の軸方向の連続面に対して相補的形状であり、軸方向の連続面の少なくとも一部は、孔２６４の内面に対して摩擦係合する。例えば、孔２６４は異なる直径を有する二つの部分２７０，２７２を含み、二つの部分２７０，２７２の間には軸方向に変化する直径を有する段部２７４が存する。自由状態又は静的状態において、スリーブ２０４の第１の面２２８と第２の面２３０の少なくとも一つの直径は、孔２６４の対応する部分２７０，２７２の直径より大きい。スリーブ２０４は円周が圧縮されるため、スリーブ２０４は孔２６４の内側に係合し、スリーブ２０４の弾性的性質により、孔２６４でスリーブ２０４が摩擦で係合する。圧縮された摩擦保持状態において、シャンク部２０８に対するスリーブの第１の面２２８と第２の面２３０の直径の関係は、工具ピック２０２が静的状態にあるスリーブ２０４に対して回転可能であるように、もし、スリーブ２０４が静的状態にないときは、摩擦係合によってブロック２６０に対して回転可能であるように、保たれる。

ブロックに対する工具及びピック組立体の装着は、適切な手段によってなされる。一つの実施形態において、作業員は標準的な無反動ハンマーを使用して、ブロック内に工具及びピック組立体を挿入することができる。挿入したとき、スリーブは孔に隙間無く配置され、孔を封止して塵埃や微粉が孔に入るのを防ぐ。微粉は、工具ピックのシャンクとスリーブとの間に入るが、工具ピックとスリーブは、ピック交換中に新しい部品と置き換えられるため、このことを許容される。

開示された保持方法は、種々のブロックに使用されることを留意されたい。例えば、内部の溝突きの孔は、内部の溝突きの孔は工具ピックの性能を減少させず、保持を損なわないけれども、開示されたスリーブには必要ではない。

開示された工具及びブロックの組立体２００は、例えば、Ｔｅｓｍｅｃ型のＴＲＳ−９００や、Ｔｒｅｎｃｏｒ型の１６６０ＨＤＥなどの溝堀り機に組み込まれる。一つの実施形態において、溝堀り機は、工具及びブロックの組立体を有する回転可能な部材を備える。一つの回転可能な部材は、ブームの回りを動いて掘削する長いプレートの鎖である。

好ましい実施形態について説明したけれども、添付された請求項に記載された発明の範囲を離れることなく、当業者によって追加、削除、変更及び置換をなすことができる。

この出願が優先権を主張する米国仮出願番号第61/089,725の開示が、参照により組み込まれる。

Claims (16)

1. 工具ピック組立体であって、
   頭部及び頭部から後方に突出するシャンク部を含む工具ピックと、
   シャンク部の回りに配置されたスリーブと、を備え、
   スリーブは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部及び第２の端部の間にあり、段部によって第２の面に接続する第１の面によって形成された連続面と、第１の端部から第２の端部に延びる連続面内にある軸方向に延びる第１のスリットと、工具ピック保持部分と、を有する中空円筒体を含み、
   スリーブの第１の面はスリーブの第２の面より大きな直径を有し、スリーブの段部は軸方向に変化する直径を有し、
   工具ピック保持部分は第２の面からシャンク部の円周溝に向かって半径方向内側に突出し、
   シャンク部は、第１の面及び第２の面と、軸方向に変化する直径を有する段部とを備え、第１の面の直径は第２の面の直径より大きく、
   スリーブの第１の面はシャンク部の第１の面の軸方向の全長さを延び、スリーブの第２の面は少なくともシャンク部の第２の面の軸方向距離の少なくとも一部分を延びる、
   ことを特徴とする工具ピック組立体。
2. スリーブの第２の面がシャンク部の第２の面の軸方向の全長さを延びる、ことを特徴とする請求項１に記載の工具ピック組立体。
3. スリーブの第１の面の直径が一定であり、スリーブの第２の面の直径が一定である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の工具ピック組立体。
4. スリーブの第２の面がスリーブの最後部に位置する、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の工具ピック組立体。
5. 第１の面の直径がスリーブの最も大きい直径である、ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の工具ピック組立体。
6. 中空円筒体が圧縮可能な円周部分を有している、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の工具ピック組立体。
7. 頭部から離れているシャンク部の端部がスリーブの第２の端部と軸方向で同じ位置にある、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の工具ピック組立体。
8. 工具及びブロックの組立体であって、
   第１の側から第２の側に軸方向に延びる孔を有する本体を含むブロックと、
   頭部及び頭部から後方に突出するシャンク部とを含む工具ピックと、
   シャンク部の回りに配置されたスリーブと、を備え、
   スリーブは、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部及び第２の端部の間にあり、段部によって第２の面に接続する第１の面によって形成された軸方向の連続面と、第１の端部から第２の端部に延びる連続面内にある軸方向に延びる第１のスリットと、工具ピック保持部分と、を有する中空円筒体を含み、
   スリーブの第１の面はスリーブの第２の面より大きな直径を有し、スリーブの段部は軸方向に変化する直径を有し、
   工具ピック保持部分は第２の面からシャンク部の円周溝に向かって半径方向内側に突出し、
   シャンク部は、第１の面及び第２の面と、軸方向に変化する直径を有する段部とを備え、第１の面の直径は第２の面の直径より大きく、
   スリーブの第１の面はシャンク部の第１の面の軸方向の全長さを延び、スリーブの第２の面は少なくともシャンク部の第２の面の軸方向距離の少なくとも一部分を延び、
   孔の内面は、スリーブの軸方向の連続面に対して相補的な形状に形成され、互いに摩擦係合し、
   工具ピックは回転可能である、
   ことを特徴とする工具及びブロックの組立体。
9. スリーブの第２の面がシャンク部の第２の面の軸方向の全長さを延びる、ことを特徴とする請求項８に記載の工具及びブロックの組立体。
10. スリーブの第１の面の直径が一定であり、スリーブの第２の面の直径が一定である、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の工具及びブロックの組立体。
11. スリーブの第１の面の直径がスリーブの第２の面の直径より大きい、ことを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の工具及びブロックの組立体。
12. スリーブの第２の面がスリーブの最後部に位置する、ことを特徴とする請求項８〜１１の何れか１項に記載の工具及びブロックの組立体。
13. 第１の面の直径がスリーブの最も大きい直径である、ことを特徴とする請求項８〜１２の何れか１項に記載の工具及びブロックの組立体。
14. 中空円筒体が圧縮可能な円周部分を有している、ことを特徴とする請求項８〜１３の何れか１項に記載の工具及びブロックの組立体。
15. 頭部から離れているシャンク部の端部がスリーブの第２の端部と軸方向で同じ位置にある、ことを特徴とする請求項８〜１４の何れか１項に記載の工具及びブロックの組立体。
16. 回転可能な部材と、
    回転可能な部材に装着される請求項８〜１５の何れか１項に記載の工具及びブロックの組立体と、を備える掘削機械。

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