JPH04500988A - 交換可能な角歯アセンブリ及び角歯 - Google Patents

交換可能な角歯アセンブリ及び角歯

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JPH04500988A
JPH04500988A JP63500795A JP50079588A JPH04500988A JP H04500988 A JPH04500988 A JP H04500988A JP 63500795 A JP63500795 A JP 63500795A JP 50079588 A JP50079588 A JP 50079588A JP H04500988 A JPH04500988 A JP H04500988A
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キャタピラー・インク
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 変換可能な角肉を有する角保護システム技術領域 本発明は一般的に角(コーナー)保護システムのための交換可能な角(コーナー )歯に関し、より詳細には交換可能な角肉の構造及びそれが取り付けられる作業 工具との関係に関する。
背 景 技 術 ローダ−パケット等の作業工具の角を保護するために、過去において多くのタイ プの角保護システムが利用されている。これらの角保護システムは、通常の作業 中の比較的大きな作業力に耐えると期待されている交換可能な角肉を通常含んで いる。この交換可能な角肉は、地面に係合する部分き作業工具に固定される部分 が同じの一体型か、或いはアダプタが作業工具に固定されると共にこのアダプタ の先端に交換可能なチップが固定されて地面に係合するタイプのいずれかである 。これらのデザインの多くは一つ或いは複数のボルトにより作業工具に取外し可 能に固定され、力がそれを通して作業工具に伝達される交換可能な角肉に配置さ れた負荷伝達パッドを有している。簡単なデザインであることが望ましいが、チ ップの先端から作業工具に力を伝達するのに最適な状態が維持されることを保証 することが必要である。交換可能な角肉は作業工具に強固に固定され作業中に動 かないようにされるのが望ましい。ある種の従来のデザインにおいては、作業工 具の角を形成する要素の一つが他の要素に溶接されているため、作業工具の底部 と角肉を作業工具に固定するために使用される穴の間の妥当な公差を保持するこ とが困難である。故にこの型のデザインにおいては、交換可能な角肉の上に硬化 された切断刃の底部に直接負荷を伝達する領域を有しないようにすることが望ま しい。
従来のデザインの幾つかが有する他の問題は、チップの先端縁から作業工具に負 荷を有効に伝達するために、交換可能な角肉は非常に複雑となり、従来の鍛造プ ロセスで製造するのが非常に困難であるということである。1977年2月15 日にV、 A、 5tepeに対して発行された米国特許第4゜007.550 号、1978年2月7日に6.R9Klettに対して発行された米国特許第4 ,071゜967号及び1980年1月8日にG、 R,KlettとJ、 A 、Th1esに対して発行された米国特許第4゜182.057号は本発明の譲 り受け人に譲渡されたものであるが、これらの特許はチップの先端縁から負荷を 作業工具に伝達する手段及びアダプタを作業工具に取外し可能に固定する手段を 提供する交換可能な角肉を教示している。しかし、これらの特許は共通な問題点 を有している。より詳細には、各々の角アダプタは作業工具の角部分をサンドイ ッチする外側垂直部分と内側ストラップとを有しており、ボルト或いは他の固定 具により固定される。その結果、組み立てるときに部材が作業工具の角に対して 動かないのを保証するためにボルトを強固に締めつける必要がある。これらの特 許においては二つのストラップ(目板)を有するデザインが利用されているので 、緩い公差のためにストラップきストラップの間に十分なりリアランスを提供す る必要があり、角肉は作業工具の角部に最悪の公差状態で取り付けられる。要求 されるクリアランスを有する二つのストラップを有するデザインにより、ストラ ップの側面とストラップによりサンドイッチされる作業工具の角部との間にギャ ップが形成される。角肉と作業工具の角部との間のきつい連結を提供するために 、ギャップは固定具(ボルト)によりきつく閉じられなければならない。多くの 場合、通常きつい連結のために必要とされるトルクがギャップを閉じるために部 分的にあるいは全体的に使用されるので、緩い連結が得られることになる。その 結果、通常の作業状態の間角肉は作業工具に対して容易に移動することができる ため、付加的な負荷がボルトとジヨイント連結により分担されるのと反対に、ボ ルトが全ての付加的な負荷を吸収するのが要求される。その結果として得られる 緩い連結により負荷伝達パッドに摩耗が発生して、内側ストラップに対して働く レバー作用が生じ、これによりストラップが破壊されることになる。連結がきつ いように一見みえるが多くの量の締結トルクがギャップを閉じるために使用され たために連結がきつくない状態においては、作業中に付加的な引っ張り力がボル トに作用するとボルトが伸びて再び緩い連結を発生させる。さらに、これらのデ ザインの構成はより強い部品を提供する鍛造プロセスによっては製造できないた めに、通常は鋳造プロセスにより製造する必要がある。
1976年7月6日にV、 A、 5tepeに対して発行され本願発明の譲り 受け人に譲渡された米国特許第3.967.398号は、交換可能な角肉の一方 の側部のみにより作業工具の角部にボルト付けされている交換可能な角肉を開示 しているが、この特許のデザインに示された構造は実質上通常の鍛造プロセスに より製造するのは不可能であるという問題がある。さらに、このデザインの負荷 伝達特性は、ボルトに引っ張り力か或いは剪断力のいずれかを発生させる付加的 な負荷伝達手段を有することなしには、主としてボルトに伝えられる。
1977年9月13日にV、 A、 5tepeに対して発行され本発明の譲り 受け人に譲渡された米国特許第4.047.312号は、作業工具の側部及び底 部部分にボルト止めされているデザインを開示している。このデザインは製造す るのがより困難であり、パケットの角部の部材が互いに溶接されているときには 、パケットの角部に適合させるためにより大きな問題を発生させる。パケットの 角部を構成する部材が互いに溶接されているときには、パケットの角部の公差を 維持することはより困難なことである。
本発明は上述した問題の一つあるいはそれ以上を解決することを目的とする。
発 明 の 開 示 本発明の一つの側面によると、立ち上がった側壁部材とこの側壁部材に連結され 横方向に配置された切断刃を有する、通常の前方向の作業を提供する作業工具に 使用するのに適した交換可能な角肉アセンブリが提供される。交換可能な角肉ア センブリは作業工具と一体した部材として使用するのに適した角部を含んでおり 、少なくともその一部分は作業工具の立ち上がった側壁部材の上に概略垂直方向 に展開している。角部は先端刃と、先端刃上に画成された第1及び第2負荷伝達 パツドと第1及び第2の穴を有している。このアセンブリはさらに、ワークに係 合するように作動する先端部分とこの先端部分に一体的に連結され角部に取外し 可能に連結されるのに適した後端部分を有する角肉を含んでいる。後端部分は底 部と、この底部に片側で連結され組み立てられたとき角部の第1及び第2の穴に 作動的に整列可能なように形成された、第1及び第2の穴を有する一つの立ち上 がった側部と、底部と立ち上がった側部に連結され前端部と立ち上がった側部か ら遠ざかる方向に開口しているキャビティを画成する前部と、前部に画成された 第1及び第2負荷伝達表面を含み角部の第1及び第2負荷伝達パツドの各々に作 動的に噛み合う負荷伝達部を有している。
本発明の他の側面によると、作業工具に取り付けるのに適した角肉が提供される 。角肉はワークに作動的に係合する先端部と、先端部に連結され作業工具に取り 付けられたとき角肉を作業工具に連結するのに適した後端部を含んでいる。後端 部はさらに底部と、底部の片側に連結され第1及び第2の穴を画成された一つの 立ち上がった側部と、底部及び立ち上がった側部に連結され先端部と立ち上がっ た側部から離れる方向に開口したキャビティを画成する前部を有している。前部 はその上に負荷伝達部分を画成しており、一つの立ち上がった側部中に設けられ た第1及び第2の穴の中心を通る平面の延長が前部の負荷伝達部分を通過するよ うになっている。
角肉の一つの立ち上がった側部が二つのボルトにより作業工具の立ち上がった側 部部材に固定され、立ち上がった側壁部材をその間にサンドイッチする二つの側 部ストラップを必要としないので、交換可能な角肉アセンブリと作業工具との間 のきつい取り付けを維持すると共に交換可能な角肉アセンブリと作業工具との間 の有効な負荷伝達関係を維持するという問題は本発明により克服される。
本発明の交換可能な角肉アセンブリは、ボルトに不必要な引っ張り或いは剪断応 力を発生させることなく角肉の先端刃からの力が作業工具に伝達されるような関 係で、角肉及び立ち上がった側壁部材の両方の上に負荷伝達表面を提供する。さ らに、角肉は作業工具に強固に固定されるので、通常は立ち上がった側壁部材の 負荷伝達パッドに変形を起こさせるような、角肉が立ち上がった側壁部材の負荷 伝達パッドをハンマ作用により繰り返して叩くことがなくなる。
図面の簡単な説明 第1図は本発明の実施態様を含んでいる角肉アセンブリ及び作業工具の一部分を 示す等角投影図; 第2図は角肉アセンブリの一部分と作業工具との関係を示す第1図の一部分の側 面図;第3図は角肉アセンブリと作業工具との関係を示す第1図及び第2図に示 されているアセンブリの平面図; 第4図は本発明のさらに他の実施態様を組み込んでいる角肉アセンブリの等角投 影図;第5図は本発明のさらに他の実施態様を組み込んでいる角肉アセンブリの 等角投影図である。
発明を実施するだめの最良の態様 図面特に第1図乃至第3図を参照すると、通常前側長手方向の作業の動きを有す る、その一部分が示されている、作業工具12に取り付けて使用される、交換可 能な角肉アセンブリ10が示されている。作業工具12は立ち上がった側壁部材 14と、立ち上がった側壁部材14に連結され横方向に配置された切断刃16を 含んでいる。
角肉アセンブリ10は角部18と角肉20を含んでいる。第1図及び第2図に明 瞭に示されているように、角部18は作業工具12の立ち上がった側壁部材14 と一体的部材であり、溶接により側壁部材14に固定されている。しかし、角部 18と立ち上がった側壁部材14とはワンピースでも良いが、角部18は独立し た部材であって立ち上がった側壁部材に溶接されるのが望ましい。角部18は第 1図及び第2図に明瞭に示されているように、作業工具12の立ち上がった側壁 部材14上に概略垂直方向に展開している。角部18は先端刃22と、第1及び 第2の穴24.26と、先端刃22上に画成された第1及び第2の負荷伝達パッ ド28.30を有している。第2図に示されているように二つの負荷伝達パッド 28.30の間には鋭角が形成されている。
角肉20は第1図に明瞭に示されているように、アダプタ32と、交換可能なチ ップ34と、保持アセンブリ36を含んでいる。角肉20はワークに作動的に係 合する先端部分38を有しており、。
第1図に示されているように交換可能なチップ34とアダプタ32のノーズ部分 40を含んでいる。
角肉20はさらに、少なくとも先端部分38の一部と一体的に形成され角部18 と取外し可能に連結されるのに適した後端部42を含んでいる。
後端部42は底部44と、底部の一方側で底部に連結された一つの立ち上がった 側部46と、底部44と立ち上がった側部46に連結された前部48を有してい る。キャビティ50が底部44と前部48と立ち上がった側部46で包囲された 領域に画成されており、このキャビティ50は先端部38及び立ち上がった側部 46から離れる方向に開口している。第1及び第2の穴52.54が一つの立ち 上がった側部46に画成されている。
後端部42はさらに前部58に画成された負荷伝達部分56を含んでいる。負荷 伝達部分56は、立ち上がった側壁部材14に固定されている角部18の第1及 び第2負荷伝達パッド28.30の各々に作動的に係合する第1及び第2負荷伝 達表面58.60を含んでいる。第2図に示されているように、負荷伝達表面5 8.60の間には鋭角Aが形成されており、この鋭角の大きさは負荷伝達パッド 28.30により形成された鋭角と同じである。
第2図に明瞭に示されているように、組み立てられたときに底部44が作業工具 12のいかなる部分とも係合しないように、負荷伝達部分56は角肉20の底部 44から離間されている。一つの立ち上がった側部46の第1及び第2の穴52 ゜54の中心を通る平面62は、負荷伝達部分56及び先端部分38をも通るこ とになる。
第4図を参照すると、角肉20が示されており、第4図の角肉20は第1図乃至 第3図に示された角肉20と一体的デザインであるという点のみにおいて相違す る。この構成においては、第1図乃至第3図に示されている交換可能なチップ3 4及びノーズ部分40を有するデザインに対して、先端部分38はワンピースの デザインになっている。
第4図に示されている角肉20の後端部分42のその他の特徴は、第1図乃至第 3図に示されている角肉20の特徴と同様である。
第5図を参照すると、角肉アセンブリ10の代替実施態様が示されている。この 実施態様においては、同様な要素は同じ番号で示されており、変形された要素は 同じ番号に(′)を付けて示されている。第5図に明瞭に示されている角部18 ′はL形状であり、角部18′と一体的に形成された底部64を含んでいる。第 1図の角部18と第5図の角部18′を観察すると、両者の相違は第5図の角部 18′がLを形成する溶接ジヨイントを有しない一体的り形状部材であるのに対 して、v1図の角部18はその底において切断刃16に溶接されている点だけで あることが明らかである。
第5図の角肉20′は一体的な歯の構成であるが、本発明の精神を逸脱すること なく第1図に示された交換可能なチップを有するアダプタを含んでいるツーピー スのデザインであっても良いことが理解される。角肉20′は、第5図の角肉2 0′が付加的な負荷伝達表面66を含んでいる点を除いて、第4図に示されてい る角肉20と一般的に同一である。付加された負荷伝達表面66はキャビティ5 0中で底部44上に画成されており、角部18′の底と負荷を支持する接触をす るように適合している。負荷伝達表面66は、負荷伝達部分56に対してキャビ ティ50中で、且つ底部44に垂直で負荷伝達部分56及び負荷伝達表面66の 少なくとも一部分に交差する平面68のそばに位置している。角肉20′の他の 全ての特徴は先行する図面について説明した特徴と同様である。
第1図、第2図、第3図及び第5図に明瞭に示されているように、角肉20/2 0’ は例えばナツト71及びボルト72のような付勢手段70により角部18 /18’に固定される。
産業上の利用可能性 角肉20の先端部38に作用する作用力は概略三つのカテゴリに分割される。一 つは作業工具12の作用線に概略平行であるが作用線の方向と反対方向に角肉2 0に作用する力である。二つ目は作業工具に対してチップを上下させようとする 角肉20に作用する垂直力である。三つ目は作業工具に対して角肉20を左右に 移動させようとする横方向力である。故に、角肉20はこれらの力の各々を克服 できなければならないと共に、その製造が簡単で経済的であるように十分簡単な 構造をしている必要がある。
第1図乃至第4図に示された角肉20を参照すると、一つの立ち上がった側部4 6がナツト及びポル)71.72により角部18に積極的に固定されている。こ の連結が角肉20と角部18との間の隙間のない嵌め合いを保証するため、力が ボルト72のみにより吸収される代わりに部品間の物理的連結が力を吸収するこ とになる。加えるに、第1及び第2負荷伝達表面58.60が第1及び第2負荷 伝達パッド28.30に係合することにより、先端部38からの数多くの負荷を 角部18を介して作業工具12に直接伝達する機構を提供する。先端部38に加 わる全ての概略水平な力は、負荷伝達部56と第1及び第2の負荷伝達パッド2 8.30を介して作業工具12に伝達され、上方向に作用する垂直力は第1負荷 伝達表面58により第1負荷伝達パツド28に伝達され、下方向に作用する垂直 力は第2負荷伝達表面60により第2負荷伝達パツド30に伝達される。第1及 び第2負荷伝達表面58.60から第1及び第2負荷伝達パッド28.30への この力の伝達は、力の作用線が負荷伝達部56及び角肉20の第1及び第2の穴 52.54の中心に交差する平面を通るという事実により、より有効に伝達され る。さらに、本発明の負荷伝達能力は、平面62の延長が先端部38の少なくと も一部分と交差すれば、より増強されることになる。
角肉20と立ち上がった側壁部材14との間の適度な嵌め合いを保証するために 、組み立てられたとき角肉20の底部44が作業工具12のいかなる部分にも接 触しないように、底部44は負荷伝達部56から十分な距離離間されている。角 部18は立ち上がった側壁部材14と切断刃16に溶接されているので、このこ とは有利な点である。
角部18を所定位置に溶接する公差及び溶接部の嵩張りが多くの場合クリアラン ス上の問題を起こし、角肉20を角部18に強固に締め付けるためのナツト及び ポル)71.72の能力に干渉する。
第1図及び第2図に明瞭に示されているように、キャビティ50は作業工具12 の全ての部分の間と角肉20の底部44との間に十分なりリアランスを提供する 。
ナツト及びポル)71.72が角肉20に加わる全ての横方向力を有効に制御す る。角肉20と角部18の間がぴったりとしたジヨイント連結を有しているので 、角肉20の角部18に対する望ましくない動きは発生せず、これにより第1及 び第2負荷伝達表面58.60からそれぞれ第1及び第2負荷伝達パッド28. 30に対する7177作用型の衝撃負荷がだいたい除去される。不必要ないかな るハンマ作用型の衝撃負荷は、第1及び第2負荷伝達表面58.60と第1及び 第2負荷伝達パッド28.30との間の親密接触を時期尚早に破壊する傾向があ る。
第1及び第2負荷伝達表面58.60の交差部が鋭角Aを形成し、角部18の対 応する第1及び第2負荷伝達パッド28.30がその交差部で同じ鋭角を有して いることにより、垂直力に結合されたいかなる水平力も、角肉20の負荷伝達表 面58.60と角部18の負荷伝達ノず・ソド28,30との間の嵌め合いによ り、より有効に制御される。
第5図を参照すると、角部18′はL形状であり、Lの底部が角部18′の一体 的部分を形成してそこに溶接される必要がないため、この実施態様においては溶 接部の嵩張り及び溶接公差はもはや重大な問題ではない。故に、付加的な負荷伝 達パッド66がキャビティ50中に位置しており、組み立てられると角部18′ の底部64と親密な接触をするようになる。負荷伝達表面66を角肉20′の負 荷伝達部56の概略下方に位置させることにより、角肉20の形状を複雑にする ことなく上方向に引き起こされたいかなる垂直力もより有効に制御される。
上述した交換可能な角書アセンブリ10は、角肉20/20’が角部18/1  g’にぴったりと嵌め合わされるのを保証するコーナー(角)システムを提供す る。角書アセンブリはさらに角部18/18’上の対応するパッド28.30に 係合する角書上に形成された負荷伝達部56を提供する。この係合が、角肉20 /20’を製造するのが簡単で経済的であることを保ちながら、先端部38から の負荷を作業工具12に直接有効に伝達する。角肉20/20’と角部18/1 8’との間のぴったりした嵌め合いを保証することにより、角肉に起こる応力を 小さくすることができ、使用中における角肉の時期尚早な破壊を実質上防止する ことができる。
本発明の他の側面、目的及び利益は図面の簡単な説明及び添付請求の範囲を研究 することにより得ることができる。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.作業運動の方向が前側長手方向であり、立ち上がった側壁部材(14)とこ の側壁部材(14)に連結された横方向に配置された切断刃(16)を有する作 業工具(12)に取り付けられて使用するのに適した交換可能な角歯アセンブリ (10)であって、先端刃(22)と、この先端刃(22)に形成された第1及 び第2負荷伝達パッド(28,30)と、第1及び第2の穴(24,26)を有 し、作業工具(12)の一体的部材としてか或いは少なくとも作業工具(12) の立ち上がった側壁部材(14)上に概略垂直方向に展開した部分として使用さ れるのに適した角部(18/18′)と; ワークに作動的に係合する先端部(38)と、該先端部(38)に一体的に連結 され前記角部(18/18′)に取外し可能に連結される後端部(42)とを有 する角歯(20/20′)とから構成され; 前記後端部(42)は底部(44/44′)と、底部(44)にその一端で連結 され組み立てられたとき角部(18/18′)の第1及び第2の穴(24,26 )に作動的に整列するように画成されている第1及び第2の穴(52,52)を 有する一つの立ち上がった側部(46)と、底部(44/44′)と一つの立ち 上がった側部(46)に連結され先端部(38)及び一つの立ち上がった側部( 46)の両方から離れる方向に開口しているキャビティ(50)を画成する前部 (48)と、前部(48)上に画成された第1及び第2の負荷伝達表面(58, 60)を含み角部(18/18′)の第1及び第2負荷伝達パッド(28,30 )の各々に係合するように作動する負荷伝達部(56)を有している、交換可能 な角歯アセンブリ(10)。 2.組み立てられたとき角歯(20)の底部(44)が作業工具(12)のいか なる部分とも係合しないように、前部(48)の第1及び第2負荷伝達表面(5 8,60)が角歯(20)の底部(44)から離間されている請求の範囲第1項 記載の交換可能な角歯アセンブリ(10)。 3.一つの立ち上がった側部(46)の第1及び第2の穴(52,54)の中心 を通過する平面(62)の延長が負荷伝達部(56)を通過する請求の範囲第2 項記載の交換可能な角歯アセンブリ(10)。 4.角歯(20)の第1及び第2負荷伝達表面(58,60)の交差により鋭角 が形成される請求の範囲第3項記載の交換可能な角歯アセンブリ(10)。 5.一つの立ち上がった側部(46)の第1及び第2の穴(52,54)の中心 を通過する平面(62)の延長が角歯(20)の先端部(38)を通過する請求 の範囲第4項記載の交換可能な角歯アセンブリ(10)。 6.角歯(20)は角アダプタ(32)と交換可能なチップ(34)を含んでい る請求の範囲第5項記載の交換可能な角歯アセンブリ(10)。 7.角部(18′)は一体的に形成された底部(64)を含んでおり、角歯(2 0′)の後端部(42)はキャビティ(50)中で角歯(20′)の底部(44 ′)上に画成された他の負荷伝達表面(66)を有し、角部(18′)の底部( 64)と負荷を受ける接触をしている請求の範囲第1項記載の交換可能な角歯ア センブリ(10)。 8.一つの立ち上がった側部(46)中に形成された第1及び第2の穴(52, 54)の中心を通過する平面(62)の延長が角歯(20′)の前部(48)の 負荷伝達部(56)を通過する請求の範囲第7項記載の交換可能な角歯アセンブ リ(10)。 9.角歯(20′)の第1及び第2負荷伝達表面(58,60)の交差部に鋭角 が形成される請求の範囲第8項記載の交換可能な角歯アセンブリ(10)。 10.角歯(20′)は角アダプタ(32)と交換可能なチップ(34)を含ん でいる請求の範囲第9項記載の交換可能な角歯アセンブリ(10)。 11.ワークに係合するように作用する先端部(38)と; 先端部(38)に連結され作業工具(12)上に取り付けられたとき角歯(20 /20′)を作業工具(12)に連結する後端部(42)とから構成され; 前記後端部(42)は底部(44/44′)と、底部(44/44′)にその一 方の側で連結され第1及び第2の穴(52,54)が形成された一つの立ち上が った側部(46)と、底部(44/44′)と一つの立ち上がった側部(46) に連結され先端部(38)と一つの立ち上がった側部(46)の両方から離れる 方向に開口したキャビティ(50)を画成する前部(48)とを有し、前記前部 (48)はその上に負荷伝達部(56)を画成しており、一つの立ち上がった側 部(46)中に形成された第1及び第2の穴(52,54)の中心を通過する平 面(62)の延長が前部(48)の負荷伝達部(56)を通過する、作業工具( 12)に取り付けて使用するのに適した角歯(20/20′)。 12.負荷伝達部(56)は第1及び第2負荷伝達表面(58,60)を有して いる請求の範囲第11項記載の角歯(20/20′)。 13.第1及び第2負荷伝達表面(58,60)の交差部が鋭角を形成する請求 の範囲第12項記載の角歯(20/20′)。 14.一つの立ち上がった側部(46)中に形成された第1及び第2の穴(52 ,54)の中心を通る平面(62)の延長が先端部(38)を通過する請求の範 囲第13項記載の角歯(20/20′)。 15.角歯(20)が角アダプタ(32)と交換可能なチップ(34)を含んで いる請求の範囲第14項記載の角歯(20/20′)。 16.キャビティ(50)中で底部(44′)上に画成され、負荷伝達部(56 )に対して底部(44′)及び他の負荷伝達表面(66)に垂直な平面(68) のそばに位置している他の負荷伝達表面(66)を含む請求の範囲第11項記載 の角歯(20′)。 17.負荷伝達部(56)はその上に画成された第1及び第2負荷伝達表面(5 8,60)を含む請求の範囲第16項記載の角歯(20′)。 18.第1及び第2負荷伝達表面(58,60)の交差部に鋭角が形成される請 求の範囲第17項記載の角歯(20′)。
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