JP7315527B2 - ツースアダプタおよびバケット - Google Patents

Description

本発明は、ツースアダプタおよびバケットに関するものである。

本出願は、２０１８年２月２７日出願の米国出願第１５／９０６，５４５号に基づく優先権を主張し、当該米国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

油圧ショベル、ホイールローダなどのバケットの開口部の外縁には、ツースが設置される。ツースをバケットに設置する方法の１つとして、ツースアダプタを使用する方法が採用される。ツースアダプタは、バケットの開口部の外縁に、溶接等の接合方法により設置される。ツースは、ツースに形成された凹部にツースアダプタの一部が挿入される状態で、ツースアダプタに保持される。

このような構造が採用された場合、ツースとツースアダプタとの間に土砂が侵入し、ツースアダプタが摩耗する。ツースアダプタの摩耗が進行すると、ツースアダプタとツースとの間にがたつきが生じ、これに起因してツースアダプタに割れが発生する場合もある。

上述のようなツースアダプタの摩耗への対策として、ツースとツースアダプタとの間に間隙調整体を介在させることが提案されている（たとえば、特開２００５－１０５６０９号公報（特許文献１）参照）。

特開２００５－１０５６０９号公報

特許文献１に開示された対策では、部品点数が増加するだけでなく、各部品に対して高い寸法精度が要求される。そのため、製造コストの上昇や加工の困難性などの問題が生じ得る。

これに対し、ツースアダプタの硬度を上昇させ、耐摩耗性を向上させる対策が考えられる。しかし、ツースアダプタの硬度を上昇させると、ツースアダプタの靱性が低下し、かえって割れが発生しやすくなる恐れがある。

そこで、耐摩耗性を向上させつつ割れの発生を抑制することが可能なツースアダプタ、および当該ツースアダプタを備えるバケットを提供することを本発明の目的の１つとする。

本発明に従ったツースアダプタは、作業機械のツースに形成された凹部に一部が挿入されることにより、作業機械のバケット本体に対してツースを保持するツースアダプタである。このツースアダプタは、バケット本体に接続される側の端部である基端を含む接続部と、上記凹部に挿入される側の端部である先端を含む挿入部と、を備える。挿入部は、ベース部と、挿入部の表面を含む領域に形成され、ベース部よりも硬度が高い高硬度部と、を含む。

上記ツースアダプタによれば、耐摩耗性を向上させつつ割れの発生を抑制することができる。

ツースアダプタを用いて設置されたツースを含むバケットの構造を示す概略斜視図である。 実施の形態１におけるツースアダプタの構造を示す概略断面図である。 実施の形態１におけるツースアダプタの第１の変形例の構造を示す概略断面図である。 実施の形態１におけるツースアダプタの第２の変形例の構造を示す概略断面図である。 実施の形態１のツースアダプタの製造方法の概略手順を示すフローチャートである。 実施の形態２におけるツースアダプタの構造を示す概略断面図である。 実施の形態２のツースアダプタの製造方法の概略手順を示すフローチャートである。 実施の形態３におけるツースアダプタの構造を示す概略断面図である。 ツースアダプタの先端付近の構造を示す概略断面図である。 実施の形態３のツースアダプタの製造方法の概略手順を示すフローチャートである。 肉盛部の形成方法を説明するための概略断面図である。

［実施形態の概要］
本願のツースアダプタは、作業機械のツースに形成された凹部に一部が挿入されることにより、作業機械のバケット本体に対してツースを保持するツースアダプタである。このツースアダプタは、バケット本体に接続される側の端部である基端を含む接続部と、上記凹部に挿入される側の端部である先端を含む挿入部と、を備える。挿入部は、ベース部と、挿入部の表面を含む領域に形成され、ベース部よりも硬度が高い高硬度部と、を含む。

本願のツースアダプタにおいては、挿入部の表面を含む領域にベース部よりも硬度が高い高硬度部が形成されている。この高硬度部の存在により、ツースアダプタの摩耗が抑制される。その結果、ツースアダプタとツースとの間のがたつきに起因した割れの発生を抑制することができる。また、高硬度部よりも硬度が低いベース部が存在することにより、ツースアダプタの靱性の低下が抑制される。その結果、靱性の不足による割れの発生を低減することができる。このように、本願のツースアダプタによれば、耐摩耗性を向上させつつ割れの発生を抑制することができる。

上記ツースアダプタにおいて、上記高硬度部は、挿入部の表面のうちツースに接触する領域を含んでいてもよい。このようにすることにより、ツースアダプタとツースとの間のがたつきに起因した割れの発生をより確実に抑制することができる。

上記ツースアダプタにおいて、上記高硬度部は、挿入部の表面のうち先端を含んでいてもよい。このようにすることにより、ツースアダプタとツースとの間のがたつきに起因した割れの発生をより確実に抑制することができる。この構成は、ツースアダプタが挿入部の先端においてツースと接触する構造において特に好適である。

上記ツースアダプタにおいて、挿入部の表面のうち基端側の端部はベース部に含まれていてもよい。挿入部の表面のうち基端側の端部、すなわちツースの凹部の入り口付近に位置する挿入部の表面には、ツースからの曲げ応力が強く作用する。そのため、この領域が靱性の高いベース部に含まれることにより、ツースからの曲げ応力による割れの発生のリスクを低減することができる。

上記ツースアダプタにおいて、上記高硬度部は、高周波焼入硬化部であってもよい。ベース部との間の硬度勾配が大きい高周波焼入硬化部は、本願の高硬度領域として好適である。

上記ツースアダプタにおいて、高硬度部の硬度は４７ＨＲＣ以上６５ＨＲＣ以下であってもよい。高硬度部の硬度を４７ＨＲＣ以上とすることにより、十分な耐摩耗性を確保することが容易となる。高硬度部の硬度を６５ＨＲＣ以下とすることにより、高硬度部の靱性が必要以上に低下することを回避することができる。高硬度部の硬度は５０ＨＲＣ以上であることがより好ましい。高硬度部の硬度は５５ＨＲＣ以下であることがより好ましい。

上記ツースアダプタにおいて、ベース部の硬度は２５ＨＲＣ以上４０ＨＲＣ以下である。ベース部の硬度を２５ＨＲＣ以上とすることにより、ツースアダプタに十分な剛性を付与することができる。ベース部の硬度を４０ＨＲＣ以下とすることにより、ツースアダプタに十分な靱性を付与することができる。

上記ツースアダプタにおいて、高硬度部の厚みは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってもよい。高硬度部の厚みを３ｍｍ以上とすることにより、十分な耐摩耗性を確保することが容易となる。高硬度部の厚みを１０ｍｍ以下とすることにより、ツースアダプタに十分な靱性を付与することが容易となる。

上記ツースアダプタにおいて、高硬度部とベース部との硬度差は５ＨＲＣ以上２５ＨＲＣ以下であってもよい。このようにすることにより、耐摩耗性と靱性とを両立することが容易となる。高硬度部とベース部との硬度差は１０ＨＲＣ以上であることがより好ましい。高硬度部とベース部との硬度差は２０ＨＲＣ以下であることがより好ましい。

上記ツースアダプタにおいて、高硬度部の硬度は、ツースにおいてツースアダプタに接触する領域の硬度以上であることが好ましい。このようにすることにより、ツースアダプタとツースとの間のがたつきに起因した割れの発生をより確実に抑制することができる。

本願のバケットは、作業機械のバケットである。このバケットは、開口を有するバケット本体と、バケット本体の開口の外縁に設置される上記本願のツースアダプタと、凹部を有し、当該凹部にツースアダプタが挿入されてバケット本体に接続されるツースと、を備える。

本願のバケットは、割れの発生が抑制された上記本願のツースアダプタを含む。そのため、本願のバケットによれば、耐久性に優れたバケットを提供することができる。

［実施形態の具体例］
次に、本発明のツースアダプタおよびバケットの実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
まず、図１および図２を参照して、実施の形態１におけるツースアダプタおよびバケットについて説明する。図１は、実施の形態１におけるツースアダプタを用いて設置されたツースを含むバケットの構造を示す概略斜視図である。図２は、実施の形態１におけるツースアダプタの構造を示す概略断面図である。図２は、図１の線分Ａ－Ａに沿う断面図である。

図１を参照して、本実施の形態のバケット１は、油圧ショベルのバケットである。バケット１は、油圧ショベルのアーム（図示しない）の先端に装着され、土砂を掘削する。バケット１は、本体１０（バケット本体）と、複数の（本実施の形態においては４つの）ツースアダプタ４０と、複数の（本実施の形態においては４つの）ツース２０と、複数のピン５１と、装着部３０とを備えている。

本体１０は、板状部材から構成され、土砂を受け入れるための開口１９を有する。複数のツースアダプタ４０は、本体１０の開口１９の外縁１２の掘削側からその一部が突出するように配置される。ツースアダプタ４０には、貫通孔であるアダプタ貫通孔４１が形成されている。複数のツース２０は、ツースアダプタ４０のそれぞれに取り付けられ、外縁１２の掘削側から突出する。ツース２０には、貫通孔であるツース貫通孔２５が形成されている。ツースアダプタ４０にツース２０が取り付けられた状態において、ツース貫通孔２５とアダプタ貫通孔４１とは連続した貫通孔を構成する。この連続した貫通孔にピン５１が挿入されることにより、ツース２０はツースアダプタ４０に対して固定されている。装着部３０は、本体１０の、ツース２０が取り付けられる側とは開口１９を挟んで反対側に配置される。

図１および図２を参照して、ツース２０には、基端２３側から先端２１側に向けて凹む凹部２２が形成されている。ツースアダプタ４０は、本体１０に接続される側の端部である基端４４を含む接続部４２と、凹部２２に挿入される側の端部である先端４５を含む挿入部４３とを備えている。接続部４２の基端４４側の領域は、２つの部分に分岐した形状を有する。別の観点から説明すると、接続部４２の基端４４側の領域には、ツースアダプタ４０が取り付けられるべき本体１０の外縁１２を含む領域（リッププレート）の形状に対応する形状を有する溝部が形成されている。この溝部に本体１０の外縁１２を含む領域が挿入される。これにより、接続部４２の基端４４側の領域は、本体１０の外縁１２を含む領域を挟むように保持する。本実施の形態において、ツースアダプタ４０の接続部４２は、本体１０の外縁１２を含む領域に対して溶接されて固定されている。

挿入部４３は、ベース部４８と、挿入部４３の表面を含む領域に形成され、ベース部４８よりも硬度が高い高硬度部４９とを含む。本実施の形態において、高硬度部４９は高周波焼入硬化部である。すなわち、高硬度部４９は、ベース部４８の一部を高周波焼入により部分的に焼入硬化して形成された領域である。

ツース２０に形成された凹部２２の底領域２２Ａとツースアダプタ４０の先端４５とは、接触していない。凹部２２の底領域２２Ａと先端４５との間には、空間２９が存在する。挿入部４３の表面の先端４５を取り囲む領域に高硬度部４９が形成されている。高硬度部４９は、挿入部４３の表面のうちツース２０に接触する領域を含むように配置されている。より詳細には、挿入部４３の表面においてツース２０と接触する部分のうち、最も先端４５に近い領域を含むように高硬度部４９が形成されている。先端４５は、ベース部４８に含まれる。

本実施の形態のツースアダプタ４０においては、挿入部４３の表面を含む領域にベース部４８よりも硬度が高い高硬度部４９が形成されている。高硬度部４９の存在により、ツースアダプタ４０の摩耗が抑制される。その結果、ツースアダプタ４０とツース２０との間のがたつきに起因した割れの発生を抑制することができる。また、高硬度部４９よりも硬度が低いベース部４８が存在することにより、ツースアダプタ４０（特に挿入部４３）の靱性の低下が抑制される。その結果、靱性の不足による割れの発生を低減することができる。このように、ツースアダプタ４０は、耐摩耗性を向上させつつ割れの発生が抑制されたツースアダプタとなっている。

また、ツースアダプタ４０においては、挿入部４３の表面のうちツース２０に接触する領域、より詳細には挿入部４３の表面においてツース２０と接触する部分のうち、最も先端４５に近い領域を含むように高硬度部４９が形成されている。この領域は、挿入部４３において最も摩耗しやすい領域である。この領域に高硬度部４９が形成されることにより、ツースアダプタ４０の摩耗がより有効に抑制される。

一方、挿入部４３の表面のうち基端４４側の端部４６はベース部４８に含まれる。つまり、ツース２０の凹部２２の入り口付近に位置する挿入部４３の表面は、ベース部４８に含まれ、当該部分には高硬度部４９が形成されていない。端部４６付近は、ツース２０からの曲げ応力が強く作用する領域である。この領域が靱性の高いベース部４８に含まれることにより、ツース２０からの曲げ応力による割れの発生のリスクが低減されている。

ツースアダプタ４０は、たとえば鋳鋼からなっている。この鋳鋼の炭素含有量は、たとえば０．２６質量％以上０．３５質量％以下である。この鋳鋼の炭素含有量は、０．２８質量％以上０．３２質量％以下であることが好ましい。鋳鋼の成分組成は、たとえばＪＩＳ規格の機械構造用炭素鋼または機械構造用合金鋼に対応するものとすることができる。より具体的には、鋳鋼の成分組成は、たとえばＪＩＳ規格のＳＣＮＣｒＭ２等に対応するものを採用することができる。

高硬度部４９の硬度は４７ＨＲＣ以上６５ＨＲＣ以下とすることが好ましい。高硬度部４９の硬度は５０ＨＲＣ以上とすることがより好ましい。高硬度部４９の硬度は５５ＨＲＣ以下とすることがより好ましい。高硬度部４９の厚みは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましい。高硬度部４９とベース部４８との硬度差は５ＨＲＣ以上２５ＨＲＣ以下とすることが好ましい。高硬度部４９とベース部４８との硬度差は１０ＨＲＣ以上とすることがより好ましい。高硬度部４９とベース部４８との硬度差は２０ＨＲＣ以下とすることがより好ましい。また、高硬度部４９の硬度は、ツース２０においてツースアダプタ４０に接触する領域の硬度以上であることが好ましい。

＜第１の変形例＞
図３は、実施の形態１の第１の変形例におけるツースアダプタの構造を示す概略断面図である。図３は、上記図２に対応する図であって、図１の線分Ａ－Ａに沿う断面図である。図３を参照して、第１の変形例におけるツースアダプタ４０は、基本的には上記実施の形態のツースアダプタ４０と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、第１の変形例におけるツースアダプタ４０は、高硬度部４９の形状において、上記実施の形態の場合とは異なっている。

図３を参照して、本変形例におけるツースアダプタ４０の高硬度部４９は、挿入部４３の表面のうち先端４５を含むように配置されている。すなわち、上記実施の形態において高硬度部４９が形成される領域に加えて、空間２９に面する領域にも高硬度部４９が形成されている。空間２９には、土砂が侵入する場合がある。そして、当該土砂により挿入部４３の表面のうち先端４５を含む領域が摩耗する場合がある。このような場合、空間２９に面する領域にも高硬度部４９を形成することにより、ツースアダプタ４０の摩耗を抑制し、ツースアダプタ４０とツース２０との間のがたつきに起因した割れの発生をより確実に抑制することができる。

＜第２の変形例＞
図４は、実施の形態１の第２の変形例におけるツースアダプタの構造を示す概略断面図である。図４は、上記図２に対応する図である。図４を参照して、第２の変形例におけるツースアダプタ４０は、基本的には上記実施の形態のツースアダプタ４０と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、第２の変形例におけるツースアダプタ４０は、高硬度部４９の形状およびツース２０とツースアダプタ４０との接触状態において、上記実施の形態の場合とは異なっている。

図４を参照して、本変形例においては、挿入部４３の先端４５と凹部２２の底領域２２Ａとが接触する。そして、本変形例おけるツースアダプタ４０の高硬度部４９は、挿入部４３の表面のうち先端４５を含むように配置されている。挿入部４３の先端４５と凹部２２の底領域２２Ａとが接触する構造が採用された場合、先端４５近傍において、摩耗が最も進行する。挿入部４３の表面のうち先端４５を含むように高硬度部４９が配置されることにより、ツースアダプタ４０の摩耗を抑制し、ツースアダプタ４０とツース２０との間のがたつきに起因した割れの発生をより確実に抑制することができる。

次に、本実施の形態におけるツースアダプタ４０の製造方法の概略を説明する。図５は、実施の形態１のツースアダプタの製造方法の概略手順を示すフローチャートである。図５を参照して、本実施の形態のツースアダプタ４０の製造方法においては、まず工程（Ｓ１０）として鋳造工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、適切な成分組成を有する溶鋼が、所望の形状のツースアダプタ４０に対応するキャビティを有する型に流し込まれ、凝固する。そして、凝固して得られたツースアダプタ４０を型から取り出す。

次に、工程（Ｓ２０）として全体焼入工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、工程（Ｓ１０）において得られたツースアダプタ４０に対して、焼入処理が実施される。具体的には、ツースアダプタ４０が、たとえば炉内で加熱され、ツースアダプタ４０全体がＡ_３変態点以上の温度となった状態から、Ｍ_Ｓ点以下の温度に急冷される。これにより、ツースアダプタ４０全体がマルテンサイト組織を有する鋳鋼となる。

次に、工程（Ｓ３０）として高温焼戻工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、工程（Ｓ２０）において焼入処理が実施されたツースアダプタ４０に対して、焼戻処理が実施される。具体的には、たとえば炉内においてツースアダプタ４０全体の温度がＡ_１変態点未満の温度、たとえば４００℃以上６００℃以下の温度域に加熱され、その後、室温まで冷却される。これにより、ツースアダプタ４０全体が焼戻マルテンサイト組織を有する鋳鋼となる。工程（Ｓ２０）および（Ｓ３０）は、調質工程を構成する。この調質工程により、ツースアダプタ４０を構成する鋳鋼の組織が均質化されるとともに、所望のベース部４８の硬度に鋳鋼の硬度が調整される。

次に、工程（Ｓ４０）として高周波焼入工程が実施される。この工程（Ｓ４０）では、高周波焼入処理により、所望の領域に高周波焼入硬化部としての高硬度部４９が形成される。具体的には、ツースアダプタ４０に隣接して配置されるコイルに高周波電流が流されることにより、ツースアダプタ４０の所望の領域に渦電流を発生させ、当該渦電流により高硬度部４９を形成すべき部分をＡ_３変態点以上の温度に加熱する。このとき、ベース部４８となるべき部分の温度はＡ_１変態点未満に維持される。この状態からツースアダプタ４０をＭ_Ｓ点以下の温度域にまで冷却する。これにより、所望の領域に高硬度部４９が形成される（図２～図４参照）。

次に、工程（Ｓ５０）として低温焼戻工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、工程（Ｓ４０）において高周波焼入硬化部としての高硬度部４９が形成されたツースアダプタ４０に対して、低温焼戻が実施される。具体的には、たとえば炉内においてツースアダプタ４０全体の温度がＡ_１変態点未満の温度、たとえば１５０℃以上２５０℃以下の温度域に加熱され、その後、室温まで冷却される。これにより、高硬度部４９の形成によりツースアダプタ４０に導入された歪みが低減される等の効果が得られる。その後、必要に応じて仕上げ加工、防錆処理、塗装等のプロセスを経て、ツースアダプタ４０が完成する。なお、工程（Ｓ４０）終了時において許容可能な靱性が確保されている場合、工程（Ｓ５０）は省略してもよい。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２におけるツースアダプタの構造を示す概略断面図である。図６は、上記図２に対応する図であって、図１の線分Ａ－Ａに沿う断面図である。図６を参照して、実施の形態２におけるツースアダプタ４０は、基本的には実施の形態１のツースアダプタ４０と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態２におけるツースアダプタ４０は、高硬度部４９の形状、構造および形成方法において、実施の形態１の場合とは異なっている。

図６を参照して、本実施の形態におけるツースアダプタ４０の高硬度部４９は、挿入部４３の表面の全域を含むように配置されている。また、本実施の形態の高硬度部４９は、浸炭焼入硬化部である。すなわち、高硬度部４９は、ベース部４８に比べて炭素含有量が高い。このように、高硬度部４９として高周波焼入硬化部に代えて浸炭焼入硬化部を採用しても、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。なお、本実施の形態においては、挿入部４３の表面の全域を含むように高硬度部４９が形成される場合について説明したが、実施の形態１の場合のように、挿入部４３の表面の一部を含むように、浸炭焼入硬化部である高硬度部４９が形成されてもよい。

次に、本実施の形態におけるツースアダプタ４０の製造方法の概略を説明する。図７は、実施の形態２のツースアダプタの製造方法の概略手順を示すフローチャートである。図７を参照して、本実施の形態のツースアダプタ４０の製造方法においては、まず工程（Ｓ１０）として鋳造工程が実施される。この工程は、基本的には実施の形態１の場合と同様に実施されるが、実施の形態１においては炭素含有量が０．２５～０．３５質量％であるＳＣＮＣｒＭ２などの溶鋼が型に流し込まれるのに対し、本実施の形態においては炭素含有量が０．１８～０．２５質量％程度の溶鋼が型に流し込まれる。

次に、実施の形態１の工程（Ｓ２０）および（Ｓ３０）が省略されたうえで、実施の形態１の工程（Ｓ４０）に代えて、工程（Ｓ４１）として浸炭焼入工程が実施される。この工程（Ｓ４１）では、浸炭焼入処理により、所望の領域に浸炭焼入硬化部としての高硬度部４９が形成されるとともに、ベース部４８の硬度も適切な範囲に調整される。具体的には、工程（Ｓ１０）において得られたツースアダプタ４０が、ツースアダプタ４０を構成する鋳鋼の炭素含有量よりも高いカーボンポテンシャルを有する雰囲気中においてＡ_３変態点以上の温度に加熱される。この加熱に先立って、高硬度部４９を形成しない領域に対応する表面には、炭素の浸入を阻害するコーティング層が形成される。これにより、コーティング層が形成されていない表面から、ツースアダプタ４０に炭素が浸入する。この状態からツースアダプタ４０をＭ_Ｓ点以下の温度域にまで冷却する。これにより、炭素含有量が高くなった領域に対応して、高硬度部４９が形成される。また、炭素含有量が上昇しなかった領域は、当初の炭素含有量を維持した状態で焼入硬化され、ベース部４８となる。その後、工程（Ｓ５０）が実施の形態１の場合と同様に実施され、さらに仕上げ加工、防錆処理、塗装等のプロセスなどのプロセスが必要に応じて実施されることにより、実施の形態２のツースアダプタ４０が完成する。このようにして、所望の領域に高硬度部４９が形成されるとともに、高硬度部４９に比べて硬度が低く（たとえば３０ＨＲＣ以上４５ＨＲＣ以下）、靱性に優れたベース部４８を有するツースアダプタ４０が得られる。

（実施の形態３）
図８は、実施の形態３におけるツースアダプタの構造を示す概略断面図である。図８は、上記図２に対応する図であって、図１の線分Ａ－Ａに沿う断面図である。図９は、ツースアダプタの先端付近を拡大して示す概略断面図である。図８および図９を参照して、実施の形態３におけるツースアダプタ４０は、基本的には実施の形態１のツースアダプタ４０と同様の構造を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態３におけるツースアダプタ４０は、高硬度部の構造および形成方法において、実施の形態１の場合とは異なっている。

図８および図９を参照して、本実施の形態におけるツースアダプタ４０の高硬度部は、肉盛部６２である。肉盛部６２は、図９に示すように、鉄または鋼からなる母相９２と、母相９２中に分散する硬質粒子９１とを含む。硬質粒子９１を構成する材料としては、たとえば超硬合金を採用することができる。ツースアダプタ４０には凹部であるアンダーカット領域４７が形成されている。アンダーカット領域４７を充填するように、肉盛部６２が形成されている。このように、高周波焼入硬化部である高硬度部４９に代えて、肉盛部６２を採用しても、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。なお、本実施の形態においては、実施の形態１の高硬度部４９と同様の領域に肉盛部６２が形成される場合について説明したが、他の態様、たとえは第１の変形例または第２の変形例と同様の領域に肉盛部６２が形成されてもよい。

次に、本実施の形態におけるツースアダプタ４０の製造方法の概略を説明する。図１０は、実施の形態３のツースアダプタの製造方法の概略手順を示すフローチャートである。図１０を参照して、本実施の形態のツースアダプタ４０の製造方法においては、まず工程（Ｓ１０）～（Ｓ３０）が実施の形態１の場合と同様に実施される。

次に、実施の形態１の工程（Ｓ４０）および工程（Ｓ５０）に代えて、工程（Ｓ３５）としてアンダーカット形成工程が実施される。この工程（Ｓ３５）では、工程（Ｓ２０）～（Ｓ３０）において調質処理されたツースアダプタ４０に対して、たとえば切削加工が実施されることによりアンダーカット領域４７が形成される。アンダーカット領域４７は、高硬度部としての肉盛部６２を形成すべき領域に形成される。なお、アンダーカット領域４７は、鋳造工程である工程（Ｓ１０）において形成されてもよい。

次に、工程（Ｓ４２）として肉盛部形成工程が実施される。この工程（Ｓ４２）では、工程（Ｓ３５）において形成されたアンダーカット領域４７を充填するように、肉盛部６２が形成される。肉盛部６２の形成は、たとえば以下のようにＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接法を利用した肉盛溶接により実施することができる。

まず、肉盛部形成装置について説明する。図１１を参照して、肉盛部形成装置は、溶接トーチ７０と、硬質粒子供給ノズル８０とを備えている。溶接トーチ７０は、中空円筒形状を有する溶接ノズル７１と、溶接ノズル７１の内部に配置され、電源（図示しない）に接続されたコンタクトチップ７２とを含む。コンタクトチップ７２に接触しつつ、溶接ワイヤ７３が溶接ノズル７１の先端側へと連続的に供給される。溶接ワイヤとしては、たとえばＪＩＳ規格ＹＧＷ１２を採用することができる。溶接ノズル７１とコンタクトチップ７２との隙間は、シールドガスの流路となっている。当該流路を流れるシールドガスは、溶接ノズル７１の先端から吐出される。硬質粒子供給ノズル８０は、中空円筒状の形状を有している。硬質粒子供給ノズル８０内には硬質粒子９１が供給され、硬質粒子供給ノズル８０の先端から硬質粒子９１が吐出される。

上記肉盛部形成装置を用いて肉盛部６２を以下の手順で形成することができる。ベース部４８を一方の電極とし、溶接ワイヤ７３を他方の電極としてベース部４８と溶接ワイヤ７３との間に電圧を印加すると、溶接ワイヤ７３とベース部４８との間にアーク７４が形成される。アーク７４は、溶接ノズル７１の先端から矢印βに沿って吐出されるシールドガスによって、周囲の空気から遮断される。シールドガスとしては、たとえばアルゴンを採用することができる。アーク７４の熱により、ベース部４８の一部および溶接ワイヤ７３の先端が溶融する。溶接ワイヤ７３の先端が溶融して形成された液滴は、ベース部４８の溶融した領域へと移行する。これにより、溶融したベース部４８と溶接ワイヤ７３とが混ざり合った液体領域である溶融池９２が形成される。溶融池９２には、硬質粒子供給ノズル８０から吐出された硬質粒子９１が供給される。

肉盛溶接装置を構成する溶接トーチ７０および硬質粒子供給ノズル８０がベース部４８（アンダーカット領域４７）に対して矢印αの向きに相対的に移動すると、溶融池９２が形成される位置が順次移動し、先に形成された溶融池９２は凝固して、肉盛部６２となる。肉盛部６２は、溶融池９２が凝固して形成された母相９２と、母相９２中に分散する硬質粒子９１とを含む。以上の手順により、アンダーカット領域４７を充填する肉盛部６２が形成される。その後、仕上げ加工、防錆処理、塗装等のプロセスなどのプロセスが必要に応じて実施されることにより、実施の形態３のツースアダプタ４０が完成する。

なお、上記実施の形態においては、本願のバケットが油圧ショベルのバケットである場合について説明したが、本願のツースアダプタおよびバケットは、他の用途、たとえばホイールローダのバケットやブルドーザのリッパにも適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ バケット、１０ 本体、１２ 外縁部、１９ 開口、２０ ツース、２１ 先端、２２ 凹部、２２Ａ 底領域、２３ 基端、２５ ツース貫通孔、２９ 空間、３０ 装着部、４０ ツースアダプタ、４１ アダプタ貫通孔、４２ 接続部、４３ 挿入部、４４ 基端、４５ 先端、４６ 端部、４７ アンダーカット領域、４８ ベース部、４９ 高硬度部、５１ ピン、６２ 肉盛部、７０ 溶接トーチ、７１ 溶接ノズル、７２ コンタクトチップ、７３ 溶接ワイヤ、７４ アーク、８０ 硬質粒子供給ノズル、９１ 硬質粒子、９２ 母相（溶融池）。

Claims (10)

1. 作業機械のツースに形成された凹部に一部が挿入されることにより、前記作業機械のバケット本体に対して前記ツースを保持するツースアダプタであって、
   前記バケット本体に接続される側の端部である基端を含む接続部と、
   前記凹部に挿入される側の端部である先端を含む挿入部と、を備え、
   前記挿入部は、
   ベース部と、
   前記挿入部の表面を含む領域に形成され、前記ベース部よりも硬度が高い高硬度部と、を含み、
   前記ベース部、前記高硬度部および前記先端は、分離不能な前記挿入部の一部であり、
   前記高硬度部の厚みは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
   前記挿入部の表面の一部のみを含むように前記高硬度部が形成されており、前記挿入部の表面のうち前記基端側の端部は前記ベース部に含まれる、ツースアダプタ。
2. 前記高硬度部は、前記挿入部の表面のうち前記ツースに接触する領域を含む、請求項１に記載のツースアダプタ。
3. 前記高硬度部は、前記挿入部の表面のうち前記先端を含む、請求項１または請求項２に記載のツースアダプタ。
4. 前記挿入部の表面のうち前記基端側の端部は前記ベース部に含まれる、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のツースアダプタ。
5. 前記高硬度部は、高周波焼入硬化部である、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のツースアダプタ。
6. 前記高硬度部の硬度は４７ＨＲＣ以上６５ＨＲＣ以下である、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のツースアダプタ。
7. 前記ベース部の硬度は２５ＨＲＣ以上４０ＨＲＣ以下である、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のツースアダプタ。
8. 前記高硬度部と前記ベース部との硬度差は５ＨＲＣ以上２５ＨＲＣ以下である、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のツースアダプタ。
9. 前記高硬度部の硬度は、前記ツースにおいて前記ツースアダプタに接触する領域の硬度以上である、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のツースアダプタ。
10. 作業機械のバケットであって、
    開口を有するバケット本体と、
    前記バケット本体の前記開口の外縁に設置される請求項１～請求項９のいずれか１項に記載のツースアダプタと、
    凹部を有し、前記凹部に前記ツースアダプタが挿入されて前記バケット本体に接続されるツースと、を備える、バケット。

Images