JP5837687B2 - 保持装置、メス型部とオス型部間の保持システムおよび掘削機類用のメス型部とオス型部 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

〔発明の目的〕
本発明は、保持装置と、メス型部とオス型部間の保持システムとに関し、また、掘削機類に用いられる被装着要素（Ｗｅａｒ Ｅｌｅｍｅｎｔ）またはツメ（Ｔｏｏｔｈ）と、アダプタ要素（Ａｄａｐｔｏｒ Ｅｌｅｍｅｎｔ）またはツメ基部（Ｔｏｏｔｈ Ｂａｒ）との間の保持を安定させるためのメス型部およびオス型部に関する。被装着要素またはツメのどちらか一方、およびアダプタ要素またはツメ基部のどちらか一方に成り得るメス型部は、メス型部に自力固定または連結された保持装置を備えており、この保持装置は、メス型部のピンを介したオス型部との連結に関わり、上記ピンとともにオス型部が止め位置から抜け出るのを防ぎ、それによって２つの部、つまりオス型部とメス型部間の連結を維持している。保持装置はオス型部にも自力固定させることが可能である。連結部からピンを外し、保持装置と一緒にメス型部またはオス型部を取り替えられるような保持システムの構成要素の働きによって、両部の連結を解除することが可能である。上記保持装置は１つまたはそれ以上の付属の締め付け要素によって形成される。同様に、本発明は、メス型要素、オス型要素、ピンおよび保持要素とから作られる保持システムだけでなく、オス型部およびメス型部に連結された上記保持装置を備えたオス型部およびメス型部に関する。

本発明は、掘削や採鉱のような公共事業の分野に特に適用され得る。

〔背景技術〕
公共事業や採鉱で用いられるような掘削機類は、土や石を持ち上げ、移動させ、積み込むために用いられる。このような機械は通常、機械のアームに取り付けられたショベルを備えている。このショベルは、前方のエッジに、土や石の塊に当てたり貫通させたりするためのブレードまたは面取りをした舌部を備えている。ブレードの過度の損耗を防ぐため、および土への貫通を促進させるために、ブレードの先端から突出したツメをブレードに取り付けることが一般的である。しかしながら、上記ツメも損耗したり壊れたりするため、ツメを頻繁に交換しなければならない。更に、機械が実行する作業によっては、ツメの種類や形状を変更することが望ましいこともある。この交換を容易にするために、事実上恒久的にショベルのブレードに固定されたツメ基部とツメが用いられ、ピンを用いて各ツメは取り外し可能にツメ基部と連結される。上記ピンは通常、ツメの孔およびツメ基部を横断するダクトを通ることによりツメ基部にツメを固定する。機械が作動してツメ／ツメ基部／ピンのシステムが大きな負荷を受けた時に、該ピンが外れるのを防ぐような連結位置に上記ピンを固定させる保持装置を用いることで、ツメとツメ基部の連結を確実に行うことができる。

ツメとツメ基部との組立体が重作業に使用される場合、これらを接合させるピンは、該ピンによってツメとツメ基部の接合状態を保持装置に維持させる力とは逆に動く傾向がある。そのため、ピンがツメ基部から抜け出て、ピンとツメとの両方を損失し得る。ツメおよび／またはピンの損失は、ツメを用いる機械と同じ産出現場（例えば、鉱山または採石場）で業務にあたる砕石機のような他の機械の故障の原因になり得るので、作業現場によっては非常に重大な問題になり得る。上述のように、ピンを備える保持装置はピンがツメとツメ基部との連結位置から抜け出るのを防ぐために用いられ、それによって、ピンが上記連結位置に固定される。少なくとも１つのピンと、少なくとも１つの保持装置とを備える保持システムは、保持装置によって保持システムに供される弾性構成を有する構成であることが好ましい。それによって、ピンを固定することも、ピンを破壊することなく取り外すことも可能になるとともに、システムへの導入およびシステムからの取り外しが、簡潔で、好ましくはハンマーを用いない方法、つまりハンマーを必要としないで行うことが可能となる。

過度の力を加えずに簡単にシステムの取り外しを可能とする弾性特性を有することから、ゴムやポリウレタンのような弾性材料で作られる保持装置が通常利用されている。このような保持装置が、移動や、掘削、持ち上げの対象とされる物体の温度が高い場合に適用されると、使用されている弾性材料が溶け、および／またはその弾性特性を失って、ピンを保持できなくなり、それによってピンおよび／またはツメの損失の原因となりかねないので、このような保持装置はあらゆる種類の作業に有益なわけではない。

米国特許第３９５２４３３号にはピン保持システムが記載されている。ピンはツメとツメ基部とによって形成された孔に導入され、保持装置はピンの両側を挟んでピンをその連結位置に固定するバネの形状のクリップを備えている。上記クリップは保持要素の位置を保持するためにエラストマー体に被包される。保持システムをエラストマー体で被包した場合、作業温度が非常に高い作業においては、エラストマー物質の性質が失われ、ピンの損失の可能性が増すため、保持システムが役立たなくなってしまう。さらに、圧力による変形が抑制できないことから、エラストマー体を使用すると、部材間の干渉が起こるという問題を生じてしまう。この保持システムの別の特徴は、エラストマー物質とともにクリップを用いること、およびアダプタ要素内で連結位置を決定することが、ピンの取り付けおよび取り外しにおいて必要とされる力が大きくなること意味し、ハンマーの使用が避けられず、ハンマーを用いないシステムには使用できない点である。

米国特許第３９９７９８９号に記載された保持システムは可動部位であるピンと、ワッシャー形状の弾性体に位置する２つのバネを備える保持システムとを備える。保持システムの２つのバネは異なる部分に直線部分と歪曲部とをそれぞれ備える。２つのバネを備える上記ワッシャーはアダプタ要素内の空洞に設置されており、バネの直線部分がピンに形成される切欠きに到達するまで押し広げられ、ピンの切欠きがバネの直線部分に到達すると、直線部分が切欠きに固定され、それによってピンが抜け落ちるのを防ぐように、ツメと、その後ピンとが組み立てられる。米国特許第３９５２４３３号と同様に、弾性材料を用いていることから、非常に高温な場所で、このシステムを利用することができない。さらに、取り付けおよび取り外しのために必要な力が大きいことから、ハンマーを用いないシステムで利用することができない。上記発明のもう１つの欠点は、保持装置またはワッシャーが、ツメとツメ基部との間の連結時を除いて位置が安定しない空洞に位置することである。

〔発明の開示〕
上記の問題点を克服し、アダプタ要素またはツメ基部における被装着要素またはツメの取り付けおよび取り外しを簡潔にし、具体的には高温状態をはじめあらゆるタイプの作業に適した保持装置を備えたタイプの取り付けおよび取り外しを簡潔にし、及び、アダプタ要素またはツメ基部において、被装着要素またはツメを安定させるために、ツメとツメ基部との間に形成されたダクトの中に収容されたピンによるツメとツメ基部との間の連結を簡潔にする目的のため、本発明の第１の目的は請求項１に記載の保持装置または保持器にである。

本発明の第２の目的は請求項１４の内容に記載のメス型部、被装着要素またはツメである。

本発明の第３の目的は請求項１９に記載のオス型部、アダプタ要素またはツメ基部である。

本発明のさらなる目的は請求項２４に記載の掘削機類に用いられる、メス型部とオス型部との間の保持システムである。

保持装置は少なくとも１つの締め付け要素により構成され、この締め付け要素は弾性特性を持つ材料からできる細長い形状であることが好ましく、円断面であることが好ましく、もしくは正方形または長方形の断面であってもよく、メス型部またはオス型部の表面に直接圧力をかけることによって締め付け要素を自力固定できる構成を有している。オス型部では、上記保持装置は外面に自力固定され、メス型部では、内面に自力固定される。上記保持装置は、締め付け要素を有する場合であって、締め付け要素を１つ備える場合は、自力固定位置にある時には第３部分により接合した２つの平行直線部分がＵ字形状をなす構成であることが好ましい。

上述のように、メス型部またはオス型部の自力固定箇所において、締め付け要素の２つの平行直線部分は、メス型部またはオス型部の内面または外面にそれぞれ適合するように平行になっており、上記表面は互いにわずかに平行になっている。上記締め付け要素は第３部分を介してそれぞれの端に接合される２つの直線部分を有しており、各直線部分の反対の端は自由端となっており、メス型部またはオス型部に自力固定されていない時でも上記締め付け要素は略Ｕ字形状をなす。直線部分の自由端の間の距離と、第３部分に接合する両端の間の距離とは異なっている。つまり、自由端の間の距離は、第３部分に接合する両端の間の距離よりも大きくてもよく、小さくてもよい。自由端の間の距離が、第３部分に接合する両端の間の距離よりも大きい場合、締め付け要素はメス型部、具体的には、上記メス型部の空洞に自力固定するために用いられる。一方、自由端の間の距離が、第３部分に接合する両端の間の距離よりも小さい場合、締め付け要素はオス型部への自力固定に適している。上記の機能を果たすには、２つの直線部分と第３部分との間に傾斜が必要となる。第３部分の水平方向に対して２つの直線部分が形成する角度は１°から５°異なっていることが好ましく、このため、傾斜が小さいので締め付け要素の外観は略Ｕ字形状となる。しかし、上記の角度は、上記の角度よりも大きい角度が求められるような異なる環境や状況に応じて調整されてもよい。

締め付け要素は円断面を有する鋼線であることが好ましいが、テフロン（登録商標）またはプラスチック材であってもよく、その断面も正方形または長方形であってもよい。

上記によると、保持装置を備える本発明の目的であるメス型部は先端および２つの外面へ分岐する上側外面および下側外面によって形成される形式の被装着要素またはツメであって、オス型部またはアダプタ要素の突起または突出部を収容する機能を持つ内面を有する内部空洞を備えている。上記２つの外面は、上記空洞とともに、壁を形成し、該壁の１つには少なくとも１つの貫通穴が形成されており、被装着要素がアダプタ要素に結合される時にピンが該貫通穴に挿入することができるようになっている。上記の各側壁がそれぞれ開口部または貫通穴を備えている構成であることが好ましい。上記側壁の内面はメス型部の空洞の表面に一致する。上記メス型部は、少なくとも１つの締め付け要素から形成される保持装置を備えており、該締め付け要素は弾性特性を持つ物質からできる細長い形状で、壁および／または内部空洞の内面に自力固定し、メス型部の壁に位置する上記少なくとも１つの穴または孔の一部に重なるような位置に設置されている。

本発明の目的であるオス型部はメス型部の空洞に挿入される突出部を備え、上記突出部にはオス型部をメス型部に連結させる時にピンを収容するためのダクトが設けられており、該ダクトは該突出部を横断している。上記突出部は弾性特性を持つ物質からできた細長い形状である少なくとも１つの締め付け要素を備える保持装置を有する。上記締め付け要素は、上記保持装置がピンをダクト内に挿入するための少なくとも１つの入口孔の一部に重なるように上記突出部の外面に直接、圧力をかけることによって自力固定する。ダクトは突出部を貫通していることが好ましく、それによって、ダクトが２つの孔につながることになり、メス型部とオス型部が互いに連結されるとピンがダクト内を通って収容される。ダクトが突出部全体を貫通しない、つまり、上記ダクトが貫通するダクトである必要がない場合もある。

本発明の保持システムは、メス型要素またはツメと、オス型要素またはツメ基部と、回転用胴体によって形成されていることが好ましい少なくとも一端に少なくとも１つの切欠きを備えるピンと、弾性特性を持つ物質から作られる細長い形状であることが好ましい少なくとも１つの締め付け要素によって形成される保持装置とを備える。この保持装置は張力で自力固定するものであり、メス型要素とオス型要素のうちの１つに直接接している。ピンが回転すると、保持装置がピンの切欠きに嵌合することでオス型要素とメス型要素の両部が離れるのを防いでいる保持位置から、少なくとも１つの上記切欠きから保持装置が離れる解放位置へ、両部の間の連結部が移動し、それによって両部を分離することができる。ピンがメス型部およびオス型部を互いに保持している時のピンの回転を容易にするため、ピンを導入するための導入孔に隣接する表面は、互いに対向し、上記孔と同心である２つの傾斜した湾曲部を備えている。この湾曲部によって、ピンを引き抜く必要がある時に両方向へピンを回転させることができる。

上記によると、本システムの主な構成要素は以下のものである。

―ピン。該ピンは、円錐台形の回転用胴体から形成されていることが好ましいが、例えば円柱形など他の形でもよい。上記ピンは少なくとも一端に少なくとも１つの切欠きを備えている。上記ピンは、組み立ておよび分解のためにピンを回転させることができる工具を導入するために、本体の頭部のうちの１つに空洞をさらに有している。ピンは１つから４つの切欠きを備えることが可能であり、一端につき１つから２つの切欠きが配置される。

―少なくとも１つの締め付け要素によって形成される保持装置の締め付け要素は、オス型部またはメス型部に形成され、ピンが挿入される孔の少なくとも１つを横断して形成されるＵ字形状であるために、メス型部の空洞の内面またはオス型部の突出部の外面を圧迫することで自力固定する。締め付け要素は空洞または突出部のどちらかの表面に形成される溝に設置されることが好ましい。この保持装置は、如何なる変形例の場合であっても該空洞または突出部が有する形状を有する。上記保持装置はメス型部またはオス型部におけるどちらか一方の側面、その反対の側面または両側面に設置することが可能であるが、いずれの場合でもピンが挿入される少なくとも１つの孔を横断している。

―互いに連結されるためのオス型部およびメス型部のうちの１つが、その表面に固定された上記保持装置を備える。上記保持装置は、メス型部とオス型部に形成された孔とダクトを介して両部の組み立て箇所を通るピンと保持装置が相互に作用する時、両部の結合を安定させるものである。保持装置が自力固定する部分は、上記孔を横切るまたは横断する溝を備えていることが好ましい。穴を横断する部分における溝の横幅は開口部の直径よりわずかに小さく構成されている。

上記のように、保持装置はその形状と弾性特性によって、メス型部またはオス型部の表面に直接自力固定する。自力固定とは、保持装置が他に追加の構成要素または部材を必要とすることなく、保持装置を形成する細長い形状の締め付け要素の構造的な形状と、締め付け要素の材料の弾性特性とによってのみ、表面に固定されることが可能であることをいう。保持装置が表面に対して直接自力固定するとは、保持装置が上記表面に直接接すること、つまり、保持装置と表面の間に介在する部材や構成要素が存在しないことを意味する。上記固定を容易にするために、上記自力固定を促したりまたは自力固定に協働する構成をメス型部および／またはオス型部に備えたり、またはそのような部材を保持装置自体に設けたりすることも可能であることは明白である。上記のようなものの例としては、メス型部またはオス型部の表面に形成される溝があげられる。同様に、保持装置の両端において、滑り止め特性を持ち該両端に固定された部材を用いることも可能である。

メス型部またはオス型部の表面が保持装置を受けるための溝を備える場合、保持装置は上記溝に配置されており、特に、保持装置の少なくとも１つの直線部分は、ピンを導入するための部分である孔を横切る溝部分に配置される。該メス型部またはオス型部の溝の幅は孔の直径よりも小さいので、保持装置の直線部分は、該メス型部またはオス型部の孔の一部と重なっており、つまり該孔を横切ったりまたは横断しており、それによってピンの侵入を妨げている。

少なくとも１つのＵ字形状の締め付け要素によりなる保持装置は、上記のように、少なくとも２つの直線部分と、２つの直線部分に付属する付加部とを備え、上記直線部分はさらに分割点または分岐点を有する構成であってもよく、それによって、２つの直線部分は互いに略平行な２つの下位直線部分を持つことになる。上記分岐点は保持装置の２つの直線の両辺上に設けてもよい。この時、２つの平行な下位直線部分間の距離は孔の直径よりも小さく、それによって孔の一部と重なり、ピンの侵入を妨げる。保持装置は、上述のような構造を形成するために、１つの締め付け要素または互いに接合した２つの締め付け要素を備えるという構成であってもよい。締め付け要素の断面は、ツメとツメ基部とによって形成される結合部の大きさ、つまり結合部のサイズと重さとによって変わる。通常、鋼線を用いる場合、締め付け要素の断面直径は１ｍｍ〜５ｍｍの間となるが、それ以上に大きく構成してもよい。締め付け要素の断面はピンが挿入された時に締め付け要素が広がることができることを保証し、また、ピンを壊さずに元に戻ることができるような大きさである必要がある。つまり、弾性と耐性の比率が、締め付け要素が広がるのを妨げるような大きな断面にならないような適切なものである必要がある。

さらに、上記により、そして保持装置自身の形状により、そしてメス型部ないしオス型部への保持装置の自力固定を容易にするために、そして、保持部の直線部分の自由端間の距離が、メス型部の内部空洞の内面間の距離よりもわずかに大きかったり、またはオス型部の突出部の外面間の距離よりもわずかに小さかったりする保持装置の形態もあるという事実により、空洞または突出部の表面に沿った溝に、適宜保持装置を自力固定させることが可能となっている。上記自力固定を行うためには、保持装置を空洞の溝に導入するための小さな圧力を加えたり、保持装置を突出部の溝に導入するために少し広げる必要がある。そうすることによって、圧力を加えなくなった時、保持装置がバネの効果によって溝に対する当接を緩めたり、強めたりすることになる。

第１の構成において、Ｕ字形状の保持装置は、直線部分が延長している締め付け要素を備え、該直線部分は、本構成の場合は平行であり、伸長して自由端となっている。その自由端は約９０°に２回曲がって鉤状になり、それによってその自由端と、メス型部の壁にかかる圧力とによって保持装置の固定ができる構成である。保持装置の上記自由端はメス型部の外側、つまり壁の外側にあり、第３部分を介して接合される２つの平行直線部分は空洞の内側に位置する。この構成では、２つの平行直線部分の自由端の間の隔たりはピンを導入するための入口孔の直径よりも小さい。保持装置が備えられているメス型部は保持装置を収容する溝であって、溝の幅が孔の直径よりも小さい溝を有していることが好ましい。

第２の構成において、締め付け要素の直線部分の自由端間は、メス型部の壁の内面が隔たる距離またはオス型部の外面が隔たる距離と同様の距離だけ互いに離れている。この距離は保持装置がメス型部に用いられる場合には、わずかに大きなものとなり、保持装置がオス型部に用いられる場合にはわずかに小さなものとなる。メス型部に用いられる場合、内部空洞内の溝はメス型部の壁に位置する孔を横断して、空洞の底に到達し、該底、つまり内壁の正面を通り、最初の壁の反対側にある上記内部空洞の第２の側壁に到達するまで伸びている。最初の壁の反対側の壁に第２の孔がある場合、溝が第２の孔も横断するという構成であってもよい。本構成の保持装置は、保持装置の直線部分の自由端間の距離が、メス型部の内部空洞の側面の間の距離よりもわずかに大きいので、第１の構成の保持装置と同じ機能を発揮する。つまり、保持装置を溝に設置するのに、保持装置を溝に導入する小さな圧力が必要であり、圧力がかからなくなった時、保持装置は、その弾性特性によるバネの効果によって、溝における空洞の表面にかかる締め付けを緩める。この形状に対になる形状をオス型部の保持装置に採用することができる。

上記構成の変形例は、上記保持装置の１つまたは両直線部分が分割点または分岐点を有しており、各直線部分は互いに平行な２つの略Ｕ字形状の下位直線部分を有している。本構成は１つの締め付け要素または互いに接合した２つの締め付け要素によって形成することができる。この場合、平行な下位直線部分はメス型部の壁に形成された孔、またはオス型部の突出部に形成された孔の一部と重なる。メス型部およびオス型部と、締め付け要素とは上述と同様にして組み立てられる。

メス型部とオス型部とを結合するため、保持装置がメス型部の空洞またはオス型部の突出部に上記のいずれかの代替可能な構成によって自力固定する時、メス型部の空洞にオス型部の突出部を挿入し、メス型部の少なくとも１つの孔と、上記オス型部の突出部を横断するダクトとが少なくとも部分的に一直線上に並ぶようにする。孔とダクトが一直線上に並ぶと、メス型部の孔を通ってピンが挿入され、上記ピンは、ピンの侵入を妨げている保持装置の少なくとも１つの直線部分に当たり、保持装置の直線部分はピンによって加えられる圧力によって開状態になり、それにより保持装置の直線部分が広げられて、保持装置の直線部分がピンの切欠きに到達し、切欠きの中に納まるまでピンが入ってくる。ピンが中に収容されると、ピンの挿入時にピンが保持装置に与えた圧力が解放され、その結果、保持装置は圧力から解放されて、作業可能な状態になる。この状態で、メス型部およびオス型部は結合し互いに保持されている。上記のように、メス型部は、保持装置の２つの直線部分がその一部に重なる２つの孔を備え、この２つの直線部分はピンの両端に形成された２つの切欠きに納まるという構成とすることができる。上記メス型部は、ツメであっても、またはツメ基部であってもよく、またオス型部は、メス型部に対になるようにして、ツメ基部であってもよく、またはツメであってもよい。

一方オス型部に保持装置を配置するという場合でも組み立て方は上述した組み立て方と同じ仕組みである。

ピンを引き抜いて、それによってメス型部とオス型部を分離させるためには、ピンの頭部に合う工具をして、ピンを少なくとも９０°回転させる。それによって、上記ピンの少なくとも１つの切欠きも回転し、保持装置の少なくとも１つの直線部分が動いてピンの切欠きから出る。これにより組み合わさったオス型部とメス型部からピンを引き抜くことができる。保持装置の直線部分が２つの平行な下位直線部分を有する場合は、ピンが回転することで両下位直線部分が、納められていたピンの切欠き内から離れて抜け出てくる。それによってピンが解放され、オス型部とメス型部を分離させることができる。

ピンと、メス型部およびオス型部の一直線上に並んだ孔およびダクトとは垂直位置に配置されてもよく、水平位置に配置されてもよい点は明らかである。

保持装置がメス型部またはオス型部へ自力固定するので、保持装置を一体化した状態でメス型部およびオス型部を工場から出荷することが可能となる。

これらの構成により、メス型部およびオス型部の間の結合だけでなく分解も、作業中における結合の十分な信頼性を提供しながら、危険を冒して大きな衝撃をピンへ加える必要なく簡単な方法で行うことができる。この構造上の特徴に加えて、作業中に装置にかかる砂塵が保持装置の動きに干渉しないので、砂塵が装置の機能に影響を与えることがない点からも上記が可能となる。

ピンの取り外しを容易にするために、ピンの断面がくさび形であることが好ましく、それによって、ピンが挿入部から簡単に抜け出て装着装置との結合から解放される。

過度な力を加えることなく被装着要素を簡単に装着したり、取り外したりすることができるため、機械のバケットにより多くの被装着要素を、作業場に行くことなく、装着することが可能となる。つまり現場でこの作業を行うことが可能である。

本保持装置の特徴の１つは、オス型部およびメス型部間の既存の結合システムに適応させることができることである。

〔図面の簡単な説明〕
上記の説明の理解を容易にするため、いくつかの実用的な実施形態を、本発明がこれらに限定されない例として概略的に示した図面を添付した。

図１は、メス型部とオス型部、具体的にはツメとツメ基部との間の連結の斜視図である。

図２は、図１の解体図である。

図３は、メス型部、具体的にはツメの斜視図である。

図４は、図３の断面図である。

図５は、ピンの斜視図である。

図６は、図５のピンの平面図および立面図である。

図７は、第１の好ましい実施形態におけるツメとツメ基部との間の連結と保持装置の側面図である。

図８は、第１の好ましい実施形態における、ピンと保持装置とを備えたツメの後方斜視図である。

図９は、図８の断面図である。

図１０は、第１の好ましい実施形態における保持装置の斜視図である。

図１１は、第２の好ましい実施形態における、保持装置を備えたツメの後方斜視図である。

図１２は、図１１の断面図である。

図１３は、第２の好ましい実施形態における保持装置の斜視図である。

図１４は、第２の好ましい実施形態におけるピンと保持装置とを備えたツメの後方斜視図である。

図１５は、図１３の立面図および平面図である。

図１６は、第３または第４の好ましい実施形態における、ピンと保持装置とを備えたツメの後方斜視図である。

図１７は、第３または第４の好ましい実施形態における保持装置を備えるツメの後方斜視図である。

図１８は、第３の好ましい実施形態における保持装置の斜視図である。

図１９は、第４の好ましい実施形態における保持装置の斜視図である。

図２０は、図７のＡＡにおける断面図である。

図２１は、保持装置を備えるツメ基部の斜視図である。

図２２は、保持装置を持たない図２１のツメ基部を示す。

〔好ましい実施形態の開示〕
上述の図面に基づいて、本発明の様々な目的を持つ様々な好ましい実施形態について説明する。

図１〜図２０はオス型部またはツメ基部（１０）に連結するツメとして機能するメス型部（１）を示す。図１および図２はツメ基部（１０）に連結するツメ（１）の外観を示す。ツメまたはメス型部（１）は外面（６１、７１）と内面（６２、７２）を有する少なくとも２つの側壁（６、７）を有する。内面（６２、７２）はオス型部またはツメ基部（１０）、特にツメ基部（１０）の突出部（１１）を収容するための空洞（３）と一致する。上記側壁の少なくとも１つは、該側壁の外面（６１、７１）を内面（６２、７２）とつなぎ、それによってツメの空洞（８３）ともつなぐ孔（２、８）を有する。図面に示すように、ツメは対向する側壁（６、７）に１つずつ、計２つの孔（２、８）を有することが好ましい。一方で、ツメ基部（１０）は、突出部を横断し、ツメ（１）の空洞（３）に収容された時に、ツメ（１）の側壁の孔（２、８）と一直線上に並ぶダクト（１３）を有する。その位置に固定させるために、ツメとツメ基部の両方を完全に通る回転用胴体を有するピンが、上述の孔（２、８）およびダクト（１３）を通って挿入される。上記の連結の維持に寄与するものであり、本願の目的でもある保持装置（１００、２００、３００、４００）が、ピン（５）の位置を固定し、ツメ（１）とツメ基部（１０）との間の連結を維持するために用いられる。保持装置（１００、２００、３００、４００）はピン（５）とともに機能する。ピン（５）は回転用胴体を有し、該回転用胴体は、ツメとツメ基部との間の連結部への挿入および連結部からの抜き取りを容易にするために、わずかに先細りしていることが好ましい。また、ピン（５）は、少なくとも一端の表面に、保持装置と相互に作用する切欠き（５１）を有している。ピンは２つのうちの一方の端のどちらか、または両端にある切欠き（５１）を有する構成であってもよく、各端にある１つまたは２つの切欠きを有することができる。同様に、ピンは、少なくとも１つの頭部（ピンがある程度先細る形である場合は大きい方が好ましい）において、ピン（５）を回転させる工具を挿入する収容部またはスロット（５２）を有している。また、ピンは上記頭部に、ピンがツメとツメ基部との間の連結部の孔（２、８）やダクト（１３）に完全に入ってしまうのを防ぐ突起部（５３）も有している。突起部（５３）は一方で、ピン（５）がツメ（１）に入るための入口孔（２、８）に隣接する表面に設置された２つの湾曲部（９１、９２）のうちの１つの上を摺動することで、ピン（５）が抜き取られる時のピン（５）の回転を誘導する機能を果たす。湾曲部（９１、９２）は、ピンの抜き取りの際にピン（５）が２つの方向のどちらにでも回転できるように構成されている。

本発明の目的である保持装置の異なる好ましい各構成について以下に述べる。

図７〜１０、および図２０は保持装置の第１の実施形態の構成とその使用を示す。特に、図１０は、円断面を持つ鋼鉄からできていることが好ましい弾性特性を持つ細長い形状の締め付け要素を備える保持装置（１００）を示す。装置（１００）は、この例では湾曲している第３部分（１０３）を介して、それぞれの一方の端が互いに接合した２つの平行部（１０１、１０２）または略平行部を持つＵ字形状である。両平行部（１０１、１０２）を接合させる端部と反対の端部は、自由端（１０４、１０５）となって伸びており、それぞれ２回ずつ９０°に曲がって鉤状になっている。

この鉤状の形は、保持装置がツメ（１）の表面に対して直接接して自力固定するために用いられ、保持装置は、特に、ツメ（１）の壁（６）に自由端（１０４、１０５）を介して固定され、それによって、保持装置（１００）の自由端（１０４、１０５）が壁（６）の外面（６１）に位置し、平行部（１０１、１０２）がツメ（１）の空洞（３）内に位置するようになる。両平行部（１０１、１０２）は、保持装置がその中に固定される壁に設けられた孔（２）の直径より小さい距離だけ互いに離れており、そのために、両部（１０１、１０２）は孔（２）の一部に重なることとなる。保持装置（１００）の長さは、壁（６）に装置を固定し、孔（２）の一部に重なる長さがあれば十分である。

さらに、保持装置（１００）のツメ（１）への自力固定を補助するために、ツメは壁（６）の内面（６２）に、空洞（３）内に伸びる溝（４）を有してもよい。溝（４）の幅は孔（２）の直径よりも小さくなっている。溝（４）は孔（２）を横断し、溝の中に保持装置（１００）を導入することができるようになっているが、直線部分（１０１、１０２）間の距離は溝（４）の幅よりもわずかに大きいので、保持装置を溝に導入するには、保持装置（１００）を少し圧迫する必要がある。

ツメの空洞（３）は、上述のように、ツメ（１）に保持装置（１００）を自力固定した後、ツメ（１）とツメ基部（１０）を連結させるためにツメ基部（１０）の突出部に対して滑り込まされる。保持装置（１００）は、突出部（１１）が空洞（３）と連結した時、突出部（１１）の表面（１１１、１１２）と空洞（３）の表面（６２、７２）との間に位置する。ツメ（１）とツメ基部（１０）が連結され、保持装置（１００）が、ツメ（１）の孔（２）の一部に重なり、孔（２）と、ツメ基部（１０）の突出部（１）のダクト（１３）に入るための入口孔との間に位置すると、ピン（５）がツメの孔（２）を通って挿入される。それによって、保持装置の両平行部（１０１、１０２）がお互いから離され、ピン（５）が挿入される。このピンは、少なくとも１つの平行部（１０１、１０２）が、孔の中に収められたピン（５）の表面に形成された上記少なくとも１つの切欠き（５１）に到達するまで挿入され、保持位置に置かれる。保持位置において、ツメとツメ基部の両部が分離するのを防ぐことで、ツメ（１）とツメ基部（１０）とは、強く連結されている。図２０は、ピン（５）の表面に形成された２つの切欠き（５１）が示されている連結部の断面図であり、各平行部（１０１、１０２）が各切欠き（５１）に収容されているのが図示されている。

解放位置にするためには、ピン（５）の頭部に設置されたスロットまたは収容部（５２）に挿入された工具を使って、ピン（５）を回転させれば十分である。ピンが回転すると、平行部（１０１、１０２）が上記切欠きまたは複数の切欠き（５１）から抜け出る。これは、ピン（５）の断面が大きくなるにつれ平行部（１０１、１０２）がお互いから離れるからである。それによって、ピン（５）の抜き取りができ、その結果、ツメ（１）とツメ基部（１０）を分離することができる。切欠きの表面とその反対側の表面との間の距離は、ピン（５）の回転表面間の距離より小さいので、ピン（５）が軸回転することでピン（５）の断面が大きくなる。保持装置が固定位置にあるときにピン（５）を回転させると、このように断面が変化することで直線部分（１０１、１０２）がお互いから離れていく。

上記のような作業が行われるのは、通常、使用によってツメが損耗したためであったり、他の形状のツメが必要であるといったために、ツメの交換が必要な時である。ピン（５）がツメ基部（１０）とツメ（１）とを連結状態で保持している時のピン（５）の回転を促進するため、ピン（５）を導入するための導入孔に隣接する表面には、互いに対向し、孔（５）と同心である２つの傾斜した湾曲部（９１、９２）が設けられている。これらの湾曲部（９１、９２）は、ピンを取り外す必要がある時に、ピンの一方の端に設けられた止め部（５３）を湾曲部（９１、９２）上にて摺動させながら、両方向へピンを回転させることができるように構成されている。

図１１〜１５は本発明の目的である装置（２００）である第２の好ましい実施形態を示す。図１３および図１５は、円断面を持つ鋼鉄からできていることが好ましい弾性特性を持つ細長い形状の締め付け要素を備える保持装置（２００）を示す。

装置（２００）は第３部分（２０３）を介してそれぞれの一方の端が互いに接合した２つの直線部分（２０１、２０２）を有する略Ｕ字形状であって、少なくとも１つの直線部分と第３部分の間に約２°（α）の傾斜を有する。直線部分（２０１、２０２）の傾斜は少し変えてもよい。保持装置（２００）の自力固定は保持装置（２００）がツメ（１）の空洞（３）に導入されると達成される。そのためには、直線部分（２０１、２０２）の２つの自由端を互いに近づける必要があり、つまり、２つの直線部分を放すと、空洞の内面を圧迫して自力固定するように自由端を圧迫する必要がある。同様に、第３部分（２０３）の長さ、つまり、第３部分のそれぞれの端部を介する２つの直線部分（２０１、２０２）間の隔たりは、ツメ（１）の壁（６、７）の内面（６２、７２）を隔てる距離と少なくとも等しい。その一方で、上記直線部分の２つの自由端の間の距離は、ツメ（１）の壁（６、７）の内面（６２、７２）を隔てる距離よりも大きくなっている。これによって、２つの直線部分（２０１、２０２）が空洞（３）の内壁を直接圧迫して、確実に保持装置（２００）の自力固定をさせる。

さらに、保持装置（２００）のツメ（１）の空洞（３）への自力固定を補助するために、ツメは壁（６、７）の内面（６２、７２）に、空洞（３）内に伸びる溝（４）を有してもよい。この溝は空洞の奥まで到達するものであってもよい。また、溝（４）の幅は孔（２）の直径よりも小さくなっている。溝（４）は孔（２）を横断し、保持装置（２００）が溝に入ることができるように構成されている。

第２の保持装置（２００）と組み合わせた場合のツメとツメ基部の間の結合と分離は上述したものと同じように行われる。

保持装置（３００）である実施形態３を、図１８と、保持装置（４０）である実施形態４の説明でも用いられる図１６および図１７とに示す。

保持装置（３００）である実施形態３は、円断面を持つ鋼鉄からできていることが好ましい弾性特性を持つ細長い形状の締め付け要素を備えている。

保持装置３（３００）は、２つの直線部分（３０１、３０２）を有する略Ｕ字形状である。２つの直線部分は、両直線部分に対してほぼ直角をなす第３部分（３０３）を介して互いに接合されている。一方の直線部分は他方の直線部分より長く、この長い直線部分（３０１）は分割点または分岐点を有し、そこから直線部分（３０１）は、互いにほぼ平行である２つの下位直線部分（３０１ａ、３０１ｂ）を有している。下位直線部分（３０１ａ、３０１ｂ）は、ツメ（１）の孔（２，８）の直径よりも小さい距離だけ互いに離れており、そのため下位直線部分（３０１ａ、３０１ｂ）は、孔（２，８）の一部に重なるようになっている。

本保持装置（３００）は保持装置２（２００）と同様の方法でツメ（１）に自力固定する。この場合のツメも保持装置（３００）を収容するための溝（４）を備える構成としてもよい。

保持装置（３００）の変形例である第４の保持装置（４００）は、最短の直線部分（３０２）部分においても、第１のものと同じ長さの直線部分（４０１、４０２）を備えている。本保持装置（４００）において、両直線部分（４０１、４０２）は分割点または分岐点を有しており、そこから２つの直線部分（４０１、４０２）は互いにほぼ平行である２つの下位直線部分（４０１ａ、４０１ｂ、４０２ａ、４０２ｂ）をそれぞれ有している。

ツメの構成およびツメとツメ基部の間の連結における保持装置の機能は詳細に上述したものと同じである。

上述のように、図２１および図２２に示すように、保持装置（２００、３００、４００）をツメ基部（１０）に設置し、ツメ基部の外面に自力固定させることも可能である。該ツメ基部（１０）は、その頭部に突出部または突起（１１）と、その後部にバケットのショベル部に対して固定するための固定手段（１２）とを備えている。保持装置（２００、３００、４００）の構成は、上述したものと同様であるが、保持装置がツメの空洞に挿入されて圧迫される代わりに、ツメ基部（１０）の突出部（１１）の外側に少し開いた状態で嵌め込まれ、ツメ基部（１０）の突出部（１１）の外面（１１２、１１３）を圧迫するという点が異なる。本代替構成において、保持装置（２００、３００、４００）も突出部（１１）を横切るダクト（１３）につながる入口孔を横断し、また、保持装置（２００、３００、４００）はツメ（１０）の突出部（１１）の外面（１１１、１１２、１１３）に形成された溝（１０４）に設置される。上記溝は、突出部（１１）の少なくとも側面または反対面（１１１、１１２）に形成され、ダクト（１３）につながる入口孔を通るように構成されていることが好ましく、突出部（１）の先端表面または先端（１１３）に形成されることがより好ましい。

本明細書ではツメをメス型部、ツメ基部をオス型部としているが、ツメをオス型部とし、オス型部が自力固定する保持装置を内部に持つ突出部を備えるとすることもでき、また同様にツメ基部を、保持装置が内部に自力固定する空洞を有するメス型部とすることもできる。つまり、ツメであるかツメ基部であるかどうかに関わらず、メス型部は空洞を備え、オス型部はメス型部の空洞に連結可能な突起または突出部を備えている。

上記によると、本発明のメス型部は掘削機類に用いられるツメまたはツメ基部であって、内部空洞と少なくとも２つの対向する壁を備え、各壁は外面と空洞に一致する内面を備え、少なくとも１つの上記壁が少なくとも１つの貫通孔と少なくとも１つの締め付け要素から形成される保持装置とを有しており、保持装置は孔を備える少なくとも１つの壁の少なくとも１つの内面に対して圧力によって直接自力固定し、上記締め付け要素は少なくとも１つの上記孔の一部に重なっている。

一方、本発明のオス型部は掘削機類に用いられるツメまたはツメ基部であって、少なくとも２つの反対の面または外面を備えた突起または突出部を備え、上記表面のうちの少なくとも１つは、ダクトへつながる孔を有し、該ダクトは好ましくは上記突出部を横断するものであり、オス型部は少なくとも１つの締め付け要素から形成される保持装置を有しており、保持装置は少なくとも２つの外面に対する圧力によって直接自力固定し、上記締め付け要素は上記突出部を横断するダクトにつながる少なくとも１つの上記孔の一部に重なっている。

ピンおよび保持装置と協働したメス型部とオス型部とを組み合わせると、２つの機械部品を互いに連結させるための保持システムとなる。該保持システムは、掘削機類に用いられることが好ましい。この保持装置はピンを挿入するための挿入孔の一部に重なり、圧力によって自力固定し、メス型部とオス型部のうちの１つに直接接している。ピンを回転させると、両部が離れるのを防いでいるピンの少なくとも１つの切欠きに保持装置が嵌合していた保持位置から、ピンの回転により回転したピンに押されて少なくとも１つの上記切欠きから保持装置が抜け出る解放位置に両部の連結部が移動し、その結果ピンが抜け出て両部が分離できるようになる。

メス型部とオス型部、具体的にはツメとツメ基部との間の連結の斜視図である。 図１の解体図である メス型部、具体的にはツメの斜視図である。 図３の断面図である。 ピンの斜視図である。 図５のピンの平面図および立面図である。 第１の好ましい実施形態におけるツメとツメ基部との間の連結と保持装置の側面図である。 第１の好ましい実施形態における、ピンと保持装置とを備えたツメの後方斜視図である。 図８の断面図である。 第１の好ましい実施形態における保持装置の斜視図である。 第２の好ましい実施形態における、保持装置を備えたツメの後方斜視図である。 図１１の断面図である。 第２の好ましい実施形態における保持装置の斜視図である。 第２の好ましい実施形態におけるピンと保持装置とを備えたツメの後方斜視図である。 図１３の立面図および平面図である。 第３または第４の好ましい実施形態における、ピンと保持装置とを備えたツメの後方斜視図である。 第３または第４の好ましい実施形態における保持装置を備えるツメの後方斜視図である。 第３の好ましい実施形態における保持装置の斜視図である。 第４の好ましい実施形態における保持装置の斜視図である。 図７のＡＡにおける断面図である。 保持装置を備えるツメ基部の斜視図である。 保持装置を持たない図２１のツメ基部を示す。

Claims (20)

1. ダクト（１３）を有するオス型部または孔（２、８）を有するメス型部のための保持装置であって、前記メス型部および前記オス型部は、掘削機類に用いられ、ピンによって互いに結合されており、前記オス型部と前記メス型部は互いに連結される保持装置において、前記保持装置は、前記メス型部または前記オス型部の表面に圧力により直接自力固定できる少なくとも１つの締め付け要素を備え、前記締め付け要素は、第３部分（３０３、４０３）によりそれぞれの端部の１つが互いに接合している２つの直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）を備え、前記２つの直線部分（３０１、４０１、４０２）のうちの少なくとも１つが分割点または分岐点を有し、そこから前記直線部分（３０１、４０１、４０２）は互いに略平行な２つの下位部分（３０１ａ、３０１ｂ／４０１ａ、４０１ｂ／４０２ａ、４０２ｂ）を有していることを特徴とする保持装置。
2. 前記下位部分（３０１ａ、３０１ｂ／４０１ａ、４０１ｂ／４０２ａ、４０２ｂ）は、孔（２、８）の直径よりも小さい距離だけ互いに離れており、それによって、両下位部分（３０１ａ、３０１ｂ／４０１ａ、４０１ｂ／４０２ａ、４０２ｂ）は前記孔（２、８）の一部に重なることを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
3. 各直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）の前記第３部分（３０３、４０３）に接合している端部の反対側の端部は自由端であることを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
4. 前記締め付け要素が略Ｕ字形状であることを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
5. 前記２つの直線部分（４０１、４０２）が分割点または分岐点を有し、そこから２つの直線部分（４０１、４０２）は互いに略平行な２つの下位部分（４０１ａ、４０１ｂ／４０２ａ、４０２ｂ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
6. ２つの機械部品を互いに結合させる保持システムであって、少なくとも１つの孔が形成された２つの内壁を有する空洞を含むメス型部と、突出部を横切るダクトにつながる少なくとも１つの孔が形成された２つの外壁を有する突出部を含むオス型部とを備え、前記メス型部および前記オス型部は、掘削機類に用いられ、少なくとも一端に少なくとも１つの切欠きを有して両機械部品を少なくとも部分的に通る回転用胴体で形成されるピンによって互いに結合されており、少なくとも１つの締め付け要素から形成される保持装置が設けられた保持システムにおいて、
   前記保持装置は、前記２つの外壁または内壁によってそれぞれ決定されるオス型部またはメス型部（３００、４００）の形状を備え、前記メス型部の孔を有する前記壁の内面に対して、または前記オス型部の孔を有する前記壁の外面に対して圧力によって直接自力固定し、少なくとも１つの前記孔の一部に重なり、前記ピンが回転することによって、前記保持装置が前記ピンの少なくとも１つの切欠きに嵌合し、前記ピンの抜け落ちを防いでいた保持位置から、前記ピンが回転することで、回転したピンに押されて少なくとも１つの前記切欠きから前記保持装置が外れる解放位置に両機械部品の結合部が移動し、それによって前記ピンが抜け出て、両機械部品を分離させることができることを特徴とする保持システム。
7. 前記オス型部の突出部が前記メス型部の前記空洞に部分的に収容され、前記ピンが前記メス型部の前記空洞と前記オス型部の前記突出部を少なくとも部分的に通ることを特徴とする請求項６に記載の保持システム。
8. 前記保持装置は、前記メス型部または前記オス型部の表面に圧力により直接自力固定できる少なくとも１つの締め付け要素を備え、前記締め付け要素は、第３部分（３０３、４０３）によりそれぞれの端部の１つが互いに接合している２つの直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）を備え、前記２つの直線部分（３０１、４０１、４０２）のうちの少なくとも１つが分割点または分岐点を有し、そこから前記直線部分（３０１、４０１、４０２）は互いに略平行な２つの下位部分（３０１ａ、３０１ｂ／４０１ａ、４０１ｂ／４０２ａ、４０２ｂ）を有していることを特徴とする請求項７に記載の保持システム。
9. 前記下位部分（３０１ａ、３０１ｂ／４０１ａ、４０１ｂ／４０２ａ、４０２ｂ）は、孔（２、８）の直径よりも小さい距離だけ互いに離れており、それによって、両下位部分（３０１ａ、３０１ｂ／４０１ａ、４０１ｂ／４０２ａ、４０２ｂ）は前記孔の一部に重なることを特徴とする請求項８に記載の保持システム。
10. 各直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）の前記第３部分（３０３、４０３）に接合している端部の反対側の端部は自由端であることを特徴とする請求項８に記載の保持システム。
11. 前記締め付け要素が略Ｕ字形状であることを特徴とする請求項８に記載の保持システム。
12. 前記２つの直線部分（４０１、４０２）が分割点または分岐点を有し、そこから２つの直線部分（４０１、４０２）は互いに略平行な２つの下位部分（４０１ａ、４０１ｂ／４０２ａ、４０２ｂ）を有していることを特徴とする請求項８に記載の保持システム。
13. 内部空洞（３）と、それぞれが外面（６１、７１）と空洞（３）に一致する内面（６２、７２）とを有する少なくとも２つの対抗する壁（６、７）とを備え、前記壁（６、７）の少なくとも１つが貫通孔（２、８）を有しており、少なくとも１つの締め付け要素（３０１、３０２／４０１、４０２）から形成される保持装置（３００、４００）を備える、掘削機類に用いられる種類のメス型部（１）であって、前記保持装置は、第３部分（３０３、４０３）によりそれぞれの端部の１つが互いに接合している２つの直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）を備え、前記空洞（３）が有する形状（３００、４００）を有し、２つの直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）が、孔（２、８）を有する壁（６、７）の内面（６２、７２）に対して圧力によって直接自力固定し、少なくとも１つの前記直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）が少なくとも１つの孔（２、８）の一部に重なることを特徴とするメス型部。
14. 前記壁（６、７）の少なくとも１つの内面（６２、７２）が前記保持装置（１００、２００、３００、４００）を収容するための溝（４）を有することを特徴とする請求項１３に記載のメス型部。
15. 前記溝（４）が前記壁（６、７）の少なくとも前記内面（６２、７２）に沿って伸びていることを特徴とする請求項１４に記載のメス型部。
16. 前記溝（４）が前記空洞および前記空洞の底の前記２つの内壁（６、７）の前記内面（６２、６７）に沿って伸びていることを特徴とする請求項１５に記載のメス型部。
17. 少なくとも２つのうち１つの外面（１１１、１１２）がダクト（１３）につながる孔を有する少なくとも２つの外面（１１１、１１２）を持つ突起または突出部（１１）と、少なくとも１つの締め付け要素（３０１、３０２／４０１、４０２）によって構成される保持装置（３００、４００）とを有する掘削機類に用いられる種類のオス型部（１０）であって、前記保持装置は、第３部分（３０３、４０３）によりそれぞれの端部の１つが互いに接合している２つの直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）を備え、突出部（１１）が有する形状（３００、４００）を有し、２つの直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）が、２つの外面（１１１、１１２）に対して圧力によって直接自力固定し、少なくとも１つの前記直線部分（３０１、３０２／４０１、４０２）が、前記突出部（１１）を横断するダクト（１３）につながる少なくとも１つの孔の一部に重なることを特徴とするオス型部。
18. 少なくとも１つの外面（１１１、１１２）が前記保持装置（２００、３００、４００）を収容するための溝（１４）を有することを特徴とする請求項１７に記載のオス型部。
19. 前記溝（１４）が前記突出部（１１）の少なくとも１つの外面（１１１、１１２、１１３）に沿って伸びていることを特徴とする請求項１８に記載のオス型部。
20. 前記溝（１４）が前記突出部（１１）の２つの向かい合う外面（１１１、１１２）と、前記突出部の先端表面または先端（１１３）とに沿って伸びていることを特徴とする請求項１９に記載のオス型部。

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