(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-30
(54)【発明の名称】交換可能なウェアプレート
(51)【国際特許分類】
E02F 9/28 20060101AFI20240723BHJP
E02F 3/40 20060101ALI20240723BHJP
【FI】
E02F9/28 Z
E02F3/40 B
E02F9/28 B
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024504198
(86)(22)【出願日】2022-07-22
(85)【翻訳文提出日】2024-01-23
(86)【国際出願番号】 US2022037988
(87)【国際公開番号】W WO2023009391
(87)【国際公開日】2023-02-02
(32)【優先日】2021-07-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】391020193
【氏名又は名称】キャタピラー インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】CATERPILLAR INCORPORATED
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】110002848
【氏名又は名称】弁理士法人NIP&SBPJ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】セルリエ、ダグラス シー.
(72)【発明者】
【氏名】ヤング、アンドリュー ダブリュー.
(72)【発明者】
【氏名】ハルツーニアン-パリゼク、グラハム アール.
【テーマコード(参考)】
2D012
2D015
【Fターム(参考)】
2D012GB00
2D015KA03
(57)【要約】
交換可能なウェアプレートを提供する。摩耗部材(500、500a)は、外周(510、510a)を有する外部(508、508a)を画定する本体と、少なくとも部分的に多角形の内周(504)を有する内部開口(502)と、外部(508、508a)から内部開口(502)まで延びる少なくとも1つの締結具受容穴(512、512a)とを含む。材料が詰め込まれる危険性を制限するために、外部(508、508a)には、大きな開口部が全くない。
【選択図】
図31
【特許請求の範囲】
【請求項1】
摩耗部材(500、500a)であって、
本体を含み、前記本体は、
外周(510、510a)を有する外部(508、508a)と、
少なくとも部分的に多角形の内周(504)を有する内部開口(502)と、
前記外部(508、508a)から前記内部開口(502)まで延びる少なくとも1つの締結具受容穴(512、512a)と、を画定する、摩耗部材(500、500a)。
【請求項2】
前記少なくとも部分的に多角形の内周(504)は、開口深さ(516)、開口幅(518)および開口長さ(520)を有する矩形構成を形成する一連の嵌合パッド(514)によって形成され、前記開口幅(518)と前記開口長さ(520)の比が0.75~0.90の範囲である、請求項1に記載の摩耗部材(500、500a)。
【請求項3】
前記開口長さ(520)は155.0mm~235.0mmの範囲であり、開口幅(518)は118.0mm~200.0mmの範囲であり、開口深さ(516)は18.0mm~29.0mmの範囲であり、前記一連の嵌合パッド(514)の1対は、開口長さ(520)と平行な方向に沿って、角度付こじり面(524)を含むこじりスロット(522)によって分離されている、請求項2に記載の摩耗部材(500、500a)。
【請求項4】
前記少なくとも1つの締結具受容穴(512、512a)は、大径(528、528a)を画定する大径部と、小径(530、530a)を画定する小径部とを画定する座ぐり穴(526、526a)であり、前記大径(528、528a)と前記小径(530、530a)との比が2.0~2.5の範囲である、請求項1に記載の摩耗部材(500、500a)。
【請求項5】
前記少なくとも1つの締結具受容穴(512、512a)は、前記外周(510、510a)から最小距離(532)だけ離間した直径(528、528a)を画定し、前記最小距離(532)と前記直径(528、528a)との比が0.77~0.92の範囲である、請求項1に記載の摩耗部材(500、500a)。
【請求項6】
前記外周(510、510a)は、上部傾斜部(534、534a)と、一対の側方凹部(536、536a)と、底部切り欠き(538)とを画成する、請求項1に記載の摩耗部材(500、500a)。
【請求項7】
前記一対の側方凹部(536、536a)のそれぞれに配置されたフティングアイ(540、540a)をさらに含み、前記外周(510、510a)は、前記上部傾斜部(534、534a)と前記フティングアイ(540、540a)との間の第1突起(542、542a)、および前記底部切り欠き(538)と前記フティングアイ(540、540a)との間の第2突起(544、544a)を画成し、前記摩耗部材(500、500a)は、底面(506、506a)を含み、前記第1突起(542、542a)の前記底面に第1キャビティ(546、546a)を画定し、前記第2突起(544、544a)の前記底面に第2キャビティ(548、548a)を画定する、請求項6に記載の摩耗部材(500、500a)。
【請求項8】
前記外周(510、510a)は、幅(550)および長さ(552、55a)を画定し、前記幅(550)と前記長さ(552a)との比が1.05~1.32の範囲であり、前記内部開口(502)は一連の取り付けパッド(556)を有する底床(503)と、前記一連の取り付けパッド(556)の一対の間に配置され、少なくとも1つの締結具受容穴(512、512a)を取り囲む一対の浅いポケット(558)と、前記内部開口(502)の中央部に配置された大きな隙間ポケット(560)とを含む、請求項6に記載の摩耗部材(500、500a)。
【請求項9】
アリ締結サブアセンブリ(600、600a)であって、
アリ部材(602、602a)を含み、前記アリ部材(602、602a)は、
少なくとも部分的にピラミッド状の構成(614、614a、624、624a)を有する本体を含み、前記構成は、
回転面(626、626a)および非回転面(628、628a)を画定する本体を通って延びる締結具受容開口(604、604a)を画定する、アリ締結サブアセンブリ(600、600a)。
【請求項10】
ヘッド(632、632a)とシャフト(634、634a)を有するボルト(630、63a)と、ナット(636、636a)と、をさらに含み、前記ヘッド(632、632a)は前記非回転面(628、628a)に一致し、前記シャフト(634、634a)は前記回転面(626、626a)に一致する、請求項9に記載のアリ締結サブアセンブリ(600、600a)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、摩耗部材に関し、より具体的には、取り付けベースに組付けることができる摩耗部材に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、ローダー、掘削機、油圧式採掘ショベル、ケーブルショベル、バケットホイール、およびドラグラインなどの多くの土工機械は、材料を移動するための工具(例えば、地面から材料を掘り出すための工具)を備えている。これらの工具は、材料を動かすときに経験する摩耗や衝撃によって、しばしば極端な摩耗を受ける。摩耗を軽減するために、交換可能な摩耗部材が工具に取り付けられ、移動する材料と係合する。
【0003】
Benderらの米国特許第5,937,549号(特許第549号)には、摩耗部材を親部材に取り外し可能に取り付けるための組付けシステムが記載されている。特許第549号によれば、組付けシステムには取り付けベースが含まれており、親部材の片面に溶接されている。組付けシステムはまた、摩耗部材を含み、摩耗部材を取り付けベース上で滑らせ、協働する係合要素と係合することによって、親部材の単一表面に機械的に組付けられる。摩耗部材が取り付けベース上でスライドすると、特許第549号には、摩耗部材の位置を保持するために取り外し可能なリテーナを使用することが記載されている。摩耗部材は、リテーナを取り外し、ベースから摩耗部材をスライドさせることにより、それによって協働する取り付け要素の係合を解除することによって交換することができる。
【0004】
特許第549号の組付けシステムは、一部の用途において特定の利点を提供することができる。ただし、特定の欠点がある場合がある。例えば、工具の複数の非平行(例えば、垂直)表面の摩耗を緩和する必要がある摩耗部材の用途では、特許第549号の組付けシステムを使用することは困難であり、および/またはコストがかかる可能性がある。開示された実施形態は、この問題および他の問題の解決を支援することができる。
【0005】
また、摩耗部材は、作業工具の異なる部分(例えば、バケツ、ディッパーなど)に配置されてもよい。外側摩耗部材に付与される摩耗量および摩耗の種類は、内側摩耗部材に付与される摩耗量および摩耗の種類と異なる場合がある。例えば、バケツまたはディッパーの内側に配置された内部摩耗部材は、より激しい摩耗を受ける可能性があり、または取り付けシステムの摩耗部材の取り外しを困難にする材料の詰まりが生じる可能性がある。
【0006】
米国特許第6,041,529 A号は、掘削バケットの表面に組付けられ、バケットの使用中に表面の一部を摩耗から保護するように機能する摩耗ランナアセンブリを開示している。このアセンブリには、ベース部材、摩耗ランナー部材、一対のボルト、および一対の円錐形ロックナットが含まれる。ベース部材は表面に溶接され、ボルトのヘッドを捕捉して保持する一対のアンダーカットスロットを有し、ボルト本体は表面を横切ってベース部材の外側を越えて外側に突き出ている。摩耗ランナー部材は、外側に突出するボルト本体部がボルト本体を通って形成された一対の開口部に入り、その中に凹むように、摩耗ランナー部材を表面を横断する方向にベース部材に向かって移動させることによって、ベース部材上に取り付けられる。また、ベース部材上の突起が摩耗ランナー部材に形成された凹部内に相補的に受け入れられるようにする。最後に、円錐形のロックナットが摩耗ランナー部材の開口部内に凹んだボルト本体にねじ込まれ、摩耗ランナー部材をベース部材上に解放可能に保持する。ベース部材の突出と摩耗ランナー部材の凹部との間の連結は、アセンブリに課せられる動作負荷が保護面に平行なベース部材に対して摩耗ランナー部材を移動させることを防止し、それによってボルトがそのような動作負荷によって剪断されるのを防ぐ。
【0007】
しかし、ベース部材の突起には作動負荷がかかり、せん断等の損傷を受けやすくなる。そのため、より強力なシステムが必要になる。
【発明の概要】
【0008】
本開示の実施形態による摩耗部材取り付けシステムは、少なくとも部分的に多角形の外周、内側溶接受容穴、および少なくとも1つのアリスロットを含む取り付けベースを含んでもよい。摩耗部材取り付けシステムは、取り付けベースの少なくとも部分的に多角形の外周と協働するように構成された少なくとも部分的に多角形の内周を有する開口を画定する摩耗部材と、少なくとも1つのアリスロットを少なくとも部分的に相補的に充填するように構成された本体を含むアリ部材を含む少なくとも1つのアリ締結サブアセンブリと、をさらに含んでもよい。本体を通って延びる締結具受容開口は、円形部と非円形部とを画定する。
【0009】
本開示の一実施形態に係る摩耗部材は、外周を有する外部を画定する本体と、少なくとも部分的に多角形の内周を有する内部開口と、外周から内部開口まで延びる少なくとも1つの締結具受容穴とを含んでもよい。
【0010】
本開示の一実施形態に係るアリ締結サブアセンブリは、少なくとも部分的にピラミッド形状の構成を有する本体を含むアリ部材を含み、本体は、回転面および非回転面を画定する本体を通って延びる締結具受容開口を画定する。
【0011】
本開示の一実施形態に係る取り付けプレートは、プレート長さ、プレート幅、およびプレート長さおよびプレート幅よりも小さいプレート厚さを画定するプレート本体を含んでもよい。プレート本体は、内部アリスロットと、外部アリスロットと、内部アリスロットと連通し、内部アリスロットを部分的に形成するTスロットと、プレートの長さに平行な方向にTスロットと外部アリスロットとの間に配置された細長いスロットとをさらに画定してもよい。外部アリスロットの両側に、プレート幅に平行な方向に沿って一対のこじりスロットを設けてもよく、内部アリスロットの近傍にプレート長さに平行な方向に沿って細長いこじりスロットを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0012】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本開示のいくつかの実施形態を示し、説明と共に本開示の原理を説明するために使用される。図において、
【
図1】工具に取り付けられた複数の例示的な開示された摩耗部材システムの斜視図である。
【
図2】
図1の摩耗部材システムのいくつかの拡大斜視図である。
【
図3】
図1および
図2の摩耗部材システムの一方の斜視図である。
【
図4】
図3の摩耗部材システムの例示的に開示された取り付けベースの斜視図である。
【
図5】
図3の取り付けベースの別の角度からの斜視図である。
【
図10】
図4~9の取り付けベースの右側面図である。
【
図11】
図4~10の取り付けベースの左側面図である。
【
図12】
図1および
図2の摩耗部材システムのうちの1つの別の例示的に開示された取り付けベースの正面図である。
【
図13】
図3の摩耗部材システムの例示的に開示された摩耗部材の斜視図である。
【
図21】
図3の摩耗部材システムの例示的に開示されたリテーナの斜視図である。
【
図22】
図3の摩耗部材システムの例示的に開示されたプラグの斜視図である。
【
図23】様々な組み立て状態にある
図3の摩耗部材システムの側面図である。
【
図24】様々な組み立て状態にある
図3の摩耗部材システムの側面図である。
【
図25】様々な組み立て状態にある
図3の摩耗部材システムの側面図である。
【
図26】他の例示的に開示された摩耗部材システムの斜視図である。
【
図27】
図26の摩耗部材システムの例示的に開示された取り付けベースの斜視図である。
【
図28】
図26の摩耗部材システムの例示的に開示された摩耗部材の斜視図である。
【
図29】本開示の様々な実施形態に従って構成された摩耗部材、摩耗部材システム、および取り付けベースを有するディッパーなどの作業工具を使用することができる機械を示す。
【
図30】本開示の様々な実施形態による複数の摩耗部材が内部底面に組付けられたディッパーの形態の作業工具の斜視図である。
【
図31】本開示の一実施形態による取り付けベースアセンブリを含む摩耗部材システム(摩耗部材取り付けアセンブリとも呼ばれる)の分解組立図である。
【
図32】一対のアリ締結サブアセンブリを含む
図31の取り付けベースアセンブリの分解組立図である。
【
図33】アリ部材、ボルト(例えば、M20ボルト)、ナットなどを含む
図32のアリ締結サブアセンブリの斜視図である。
【
図35】組み立てられた状態で示される
図31の摩耗部材システムの上面図である。
【
図37】
図35の線37-37に沿った摩耗部材システムの断面図である。
【
図38】
図35の線38-38に沿った摩耗部材システムの断面図である。
【
図39】組み立てられた状態で示される摩耗部材システムの別の実施形態(例えば、
図35に示されるものより小さい設計、M20ボルトの代わりにM16ボルトを使用してもよい)の上面図である。
【
図41】
図39の線41-41に沿った摩耗部材システムの断面図である。
【
図42】
図39の線42-42に沿った摩耗部材システムの断面図である。
【
図43】
図39~42の摩耗部材システムで使用されているアリ締結サブアセンブリ(M16ボルトを使用可能)の斜視図である。
【
図45】本明細書で論じられる様々な実施形態によって使用され得る締結継手の部分断面図である。
【
図46】
図36の摩耗部材の底面方向の斜視図であって、取り付けプレートおよびアリ締結サブアセンブリが取り除かれ、その底部スロットの構造が示されている。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。可能な限り、図面全体を通じて、同じまたは同様の部分を指すために同じ参照番号が使用される。場合によっては、本明細書では参照番号が示され、図面では、例えば、100a、100bなどの文字が後に続く参照番号を示す。参照番号の直後の文字の使用は、幾何学形状が対称面に関して鏡像化される場合によくあることであるが、これらの特徴が同様の形状であり、同様の機能を有することを示していることを理解されたい。本明細書における説明を容易にするために、文字は通常ここに含まれていないが、本明細書に記載されている特徴の重複を示すために、添付図面に示されてもよい。
【0014】
図1~2は、工具12に取り付けられる例示的な摩耗部材システム14を示す。例えば、工具12は、バケット(
図1に示す)、ブレード、シャベル、クラッシャー、グラップル、またはリッパー、土工機械(例えば、ローダー、掘削機、油圧マイニングショベル、ケーブルショベル、バケットホイール、ドラグライン、または別のタイプの土工機械)であってもよい。工具12は、材料を移動するために(例えば、地面から材料を掘り出すために)使用され得る。摩耗部材システム14は、工具12のヒール15、17に組付けられてもよく、材料を移動させるときにヒール15、17が受ける摩耗および衝撃による摩耗を緩和することができる。
【0015】
図3を参照すると、各摩耗部材システム14は、取り付けベース22と、摩耗部材16と、リテーナ24と、プラグ26とを含んでもよい。取り付けベース22は、工具12の第1面18および第2面20(
図1~2参照)に組付けられる(例えば固定される)ように構成されてもよい。摩耗部材16は、取り付けベース22を介して工具12に取り外し可能に結合されるように構成されてもよい。リテーナ24は、取り付け位置にあるときに取り付けベース22に取り付け部材16を結合した状態を維持するように構成されてもよく、プラグ26はリテーナ24を保護するように構成されてもよい。
【0016】
図4~
図11は、様々な角度からの例示的な取り付けベース22を示す。図示のように、取り付けベース22は、長手方向30に沿って延びる略平坦な第1ベース部28を含んでもよい。取り付けベース22は、第1ベース部28から垂直方向46として示される第1ベース部28に略垂直な方向に延在可能な略平坦な第2ベース部44をさらに含んでもよい。
【0017】
第1ベース部28は、一般に矩形であってもよく、工具12に組付けられるように構成された内向き面32を有していてもよい。第1ベース部28は、内向き面32に対向する外向き面34をさらに有してもよい。さらに、第1ベース部は、長手方向30にほぼ平行に延びる一対の対向する辺36、38を有していてもよい。第1ベース部はまた、緯度方向57として示される長手方向30にほぼ垂直な方向に延びる一対の対向する端部、第1端部40および第2端部42を有してもよい。
【0018】
図4~
図7を参照すると、第1ベース部28は、摩耗部材16の一部およびリテーナ24を受け入れるように構成されてもよい第1開口部60を画定してもよい(
図3参照)。第1開口部60は、外向き面34から第1ベース部28を通って内向き面32に達する垂直方向46に沿って延びてもよい。第1開口部60は、第1ベース部28によって完全に塞がれてもよい。第1開口部60は、摩耗部材16の一部を受け入れる切欠形状部64と、リテーナ24を受け入れる切欠形状部64に隣接する略矩形部62とを含んでもよい。第1開口部60の一部62には、他の形状を用いることも考えられる。部分62は、例えば、正方形、円形、楕円形、台形、または他の形状であってもよい。その形状にかかわらず、第1ベース部28の長手方向30に沿って第1ベース部28の中央部に位置させてもよい。切欠形状部64は、矩形部62と第1端部40との間に位置してもよい。
【0019】
第1開口部60の矩形部62は、切欠形状部64に対向する面66と、長手方向30に平行に延びる一対の対向する端部68、70とを有してもよい。対向する端部68、70は、端部68、70の低い領域から互いに内側に向かって延び、外向き面34に隣接する一対の対向するフランジ72、74を含んでもよい。対向するフランジ72、74は、リテーナ24が第1開口部60の矩形部62に取り付けられたときに、リテーナ24の保持を容易にするように構成されてもよい。
【0020】
本明細書で使用されるように、「くぼみ形状」は、ほぼ平坦な底面と、底面を接続する角度を付けられたほぼ平坦な側面とを有する開口部を覆うことを意図する。あるいは、必要に応じて、側面にある程度の曲率を持たせてもよい。第1開口部60の切欠形状部64は、内向き面32から外向き面34に延びるときに互いに収束する対向する角度付き面76、78によって画定してもよい。収束の結果、内向き面32における面76、78によって画定される部分64の周囲77は、外向き面34における面76、78によって画定される部分64の周囲75よりも大きくしてもよい。図示のように、面76、78は、垂直方向46に関して対称であってもよい。例えば、2つの面76、78は、垂直方向46に対して約45度の角度βで延びてもよい。あるいは、2つの面76、78は、垂直方向46に対して別の角度で延びていてもよい。あるいは、面76、78は、垂直方向46に関して非対称であってもよく、垂直方向46に対して異なる角度で延びてもよい。また、切欠形状部64は、第2ベース部44に対して略垂直な第1ベース部28の軸線に沿って見たときに、略等脚台形状としてもよい。角度付き面76、78は、内向き面32および外向き面34のそれぞれにおいて、切欠形状部64の周囲77、75を少なくとも部分的に画定してもよい。第1開口部60の切欠形状部64は、切欠形状部64の周長が内向き面32よりも外向き面34の方が小さくなるように構成されてもよい。
【0021】
第1ベース部28は、
図4~11に示すように、工具12および摩耗部材16に接触するように構成された複数の負荷パッド86をさらに含んでもよい。負荷パッド86は、摩耗部材16からの負荷を、平面状の第1ベース部28に略垂直な方向、平面状の第2ベース部44に略垂直な方向、および平面状の第1ベース部28および平面状の第2ベース部44に略平行な方向に、取り付けベース部22および工具12に伝達するように構成されてもよい。負荷パッド86は、第1ベース部28の突起を含んでもよい。突起は、第1ベース部28の表面を取り囲む隆起部によって形成してもよい。第1ベース部28の表面の隆起部は、実質的に平坦な外面まで延びてもよいので、突起は実質的にプラットフォーム形状としてもよい。負荷パッド86の外面は、内向き面32、外向き面34、側面36、38および第2端部42のそれぞれの対応する(例えば、一般に平行な)面に応じた隆起部を構成されてもよい。例えば、通常は内向き面32に平行な負荷パッド86の外面は、内向き面32の一部を構成してもよく、ここでは内向き面32と称してもよい。負荷パッド86は、第1ベース部28の角部に位置してもよく、第1ベース部28の角部の少なくとも一部を実質的に囲むように構成されてもよい。負荷パッド86は、それぞれの表面から例えば約0.5mm~約4mmの間の距離だけ上昇させてもよい。内向き面32から立ち上がり、内向き面32の一部を構成する負荷パッド86は、第1面18に接触するように構成されてもよい。摩耗部材16が取り付けベース22に接続されたとき(例えば、取り付け位置において)、外向き面34、側面36、38および第2端部42から立ち上がる負荷パッド86は、摩耗部材16に接触するように構成されてもよい。
【0022】
第2ベース部44は、第1ベース部28の第2端部42から延びてもよい。第2ベース部44は、工具12に組付けられるように構成された内向き面48を有してもよい。第2ベース部44は、内向き面48に対向する外向き面50をさらに有してもよい。さらに、第2ベース部44は、第1ベース部28から延びる一対の対向する側面52、54を有してもよい。第2ベース部44は、長手方向30にほぼ垂直な方向に延びる一対の対向する端部、すなわち下端部56および上端部58をさらに有してもよい。
【0023】
第2ベース部44は、上端部58から第1ベース部28と略平行な方向に延びる突起59をさらに有していてもよい。第1ベース部28、第2ベース部44および突起59は、
図11に示すように略L字状の取り付けベースを形成してもよい。なお、
図4~
図11に示すように、取り付けベース22の縁部および角部は、応力を軽減するために丸みを帯びているかまたは丸くされていてもよい。
【0024】
いくつかの実施形態では、取り付けベース22を工具12に溶接してもよい。このような溶接を容易にするために、溶接材料を受け入れるためにベース22に溶接開口部80を形成してもよく、ベース部28、44のそれぞれの第1端部40および上端部58は、溶接材料を受け入れるための面取りされた面を含んでもよい。例えば、溶接開口部80は、一般的に楕円形であってもよく、第1開口部60の矩形部62と第2端部42との間の第1ベース部28に形成されてもよい。あるいは、溶接開口部80は、別の形状であってもよく、第2ベース部44または第1ベース部28の他の部分に形成されていてもよい。別の態様では、溶接開口部を第1および第2ベース部28、44に形成してもよい。
【0025】
第1端部40において、第1ベース部28は、第1ベース部28を工具12の第1面18に組付けるための溶接材料を受けるように構成された第1面取り面82を有してもよい。第1面取り面82は、内向き面32が工具12に組付けられたときに、内向き面32から工具12の端部から離れて延びてもよい。第1面取り面82は、第1端部40の全長よりも小さく、第1端部40に沿って延びてもよい。
【0026】
上端部58において、第2ベース部44は、第2ベース部44を工具12の第2面20に組付けるための溶接材料を受けるように構成された第2面取り面84を有してもよい。第2面取り面84は、内向き面48が工具12に組付けられたときに、内向き面48から工具12の端部から離れて延びてもよい。
図1に示すように、第2面取り面84を突起59の端部に位置させてもよい。第2面取り面84は、上端部58の全長よりも小さく、上端部58に沿って延びてもよい。溶接開口部80と第1面取り面82と第2面取り面84との組み合わせにより、取り付けベース22と工具12とを3箇所で溶接してもよい。
【0027】
図4~
図5および
図8~
図9を参照すると、第2ベース部44の側面52、54は、第1ベース部28の側面36、38から配置されるように構成されてもよい。側面52、54は、第1ベース部28から延びるときに互いに収束するように構成されてもよい。図示されるように、側面52、54は、垂直方向46を中心に対称であってもよい。例えば、両側面52、54は、垂直方向46に対して約3度の角度αで延びてもよい。換言すれば、緯度方向57における上端部58の第2ベース部44の幅を下端56の第2ベース部44の幅よりも狭くしてもよい。
図4~5および
図8~9に示すように、第2端部42および下端部56における内向き面32から側面52、54への遷移は、応力を低減するためにフィレットにしてもよい
【0028】
一実施形態によれば、
図4~11に示すように、内向き面32の一部を構成する負荷パッド86の外側面を含む第1ベース部28の内向き面32は、曲率半径を有する凹形状であってもよい。内向き面32の一部を構成する負荷パッド86の外面を含む内向き面32の曲率半径は、一般的に、工具12のヒール15、17における第1面18の曲率半径に対応してもよい。2つの面のそれぞれの曲率半径は、内向き面32と第1面18との一部を構成する負荷パッド86の外面の面一嵌合を容易にしてもよい。凹状内向き面32は、約400mmと約800mmとの間の曲率半径を有してもよい。いくつかの実施形態では、曲率半径は約500mmと約700mmの間であってもよい。例えば、曲率半径は約600mmであってもよい。他の曲率半径を利用することも考えられる。別の実施形態では、
図12に示すように、第1ベース部28の内向き面32は実質的に平坦であってもよい。平坦な内向き面32を有する取り付けベース22は、工具12の第1面18上で使用してもよく、第1面18は、表面の面一嵌合を容易にするために、それに応じて平坦である。
図12に示した取り付けベース22は、内向き面32の曲率半径が異なることを除いて、
図4~11に示した取り付けベース22と他の点で同一であってもよい。
【0029】
取り付けベース22の大きさを変更してもよいので、取り付けベース22を種々の大きさの工具12に適合させてもよい。取り付けベース22の寸法は寸法的に変更可能であるが、取り付けベース22および対応する摩耗部材システム14の全体寸法の変更にかかわらず、種々の寸法の比をほぼ同じに維持してもよい。
図8を参照すると、第1ベース部28および第2ベース部44の両方に平行な方向において、第1ベース部28の最大幅146と、上端部58における第2ベース部44の最大幅148との比は、約1.5と約2.5との間であてもよい。いくつかの実施形態では、この比は、約1.75と約2.25との間であってもよい。例えば、この比は約2としてもよい。第2ベース部44を第1ベース部28よりも小さくすることは、取り付けベース部22の重量およびコストを低減してもよいので、この比範囲は有益であてもよい。しかし、第2ベース部44は、取り付けベース部22の全体的な構造的完全性を維持するのに十分な大きさである必要がある。
【0030】
図10を参照すると、第2ベース部44に略垂直な方向における第1ベース部28の最大長さ150と、第1ベース部28に略垂直な方向における第2ベース部44の最大高さ152との比は、約1.5と約2.0との間であってもよい。いくつかの実施形態では、この比は、約1.7と約1.8との間であってもよい。他のいくつかの実施形態では、この比は、約1.75と約1.78との間であってもよい。例えば、この比は約1.77としてもよい。この比範囲は、工具12の大きさに対して適切な大きさの取り付けベース22を提供してもよいとともに、摩耗部材16の取り付けおよび交換が問題となるような大きさおよび重さがないので、有益であてもよい。
【0031】
図9を参照すると、第1面取り面82の幅154と第2面取り面84の幅156との比は、第1ベース部28および第2ベース部44に平行な方向に沿って約2.0から約3.0の間であってもよい。いくつかの実施形態では、この比は、約2.25と約2.75との間であってもよい。例えば、この比は2.5程度であってもよい。取り付けベース22が工具12に十分に固定されることを確実にするために、面取り面の長さを最大にすることが有益である。
【0032】
図13~
図20は、様々な角度から例示的な摩耗部材16を示している。図示するように、摩耗部材16は、長手方向30に延びる略平坦な第1摩耗部材部88を含んでもよい。摩耗部材16は、第1摩耗部材部88から第1摩耗部材部88と略直交する方向に延びてもよい略平坦な第2摩耗部材部90をさらに含んでもよい。
【0033】
第1摩耗部材部88は、一般に矩形であってもよく、第1内向き面89を有していてもよい。第1摩耗部材部88は、内向き面89に対向する摩耗面94をさらに有していてもよい。
図1に示すように、第2摩耗部材部90から第1摩耗部材部88が延びるにつれて、第2摩耗部材部90と平行に延びる方向の第1摩耗部材部88の厚さを薄くしてもよい。第1摩耗部材部88は、リテーナ24(
図3参照)を貫通するように構成されてもよい第2開口部102を画定してもよい。第2開口部102は、垂直方向46に沿って摩耗面94から第1摩耗部材部88を通って内向き面89に達するように延びてもよい。また、第2開口部102は、実質的に矩形であってもよい。
【0034】
図13~14および
図16~17に示すように、摩耗面94は凸状であり、曲率半径を有してもよい。摩耗面94の曲率半径は、工具12のヒール15、17における第1面18の曲率半径と一般的に対応してもよい。凸状摩耗面94は、約500mmと約800mmとの間の曲率半径を有してもよい。いくつかの実施形態では、曲率半径は、約600mmと約700mmとの間であってもよい。いくつかの他の実施形態では、曲率半径は、約650mmと約660mmとの間であってもよい。例えば、曲率半径は約655mmであってもよい。
【0035】
第2摩耗部材部90は、略矩形であってもよく、第1摩耗部材部88の第1内向き面89に隣接する第2内向き面91を有していてもよい。摩耗部材16の第1内向き面89および第2内向き面91は、取り付けベース22を収容するように構成された受容ポケット96を画定してもよい。受容ポケット96は、第1摩耗部材部88および第2摩耗部材部90内に位置する略矩形の凹状キャビティであってもよい。
図1に示すように、受容ポケット96の幅は、摩耗部材16の幅よりも小さくてもよい。第1摩耗部材部88は、第1ベース部28を受けるように構成された受容ポケット96の一部を含み、第2摩耗部材部90は、第2ベース部44を受けるように構成された受容ポケット96の一部を含んでもよい。第1摩耗部材部88によって画定された受容ポケット96の部分は、第2摩耗部材部90に対向する第1端部92で開口可能である。換言すれば、長手方向に見て、第1摩耗部材部88の第1端部92で受容ポケット96を開口させてもよい。
【0036】
第1摩耗部材部88の第1内向き面89は、工具12への組付け時に摩耗部材16を取り付けベース22に取り外し可能に接続するように構成された第2開口部102に隣接する突起104を画定してもよい。突起104は、摩耗部材16の第2開口部102と第1端部92との間に位置してもよい。突起104は、受容ポケット96内の第1内向き面89から突起104の上面112まで延びるときに互いに発散してもよい対向する係合面106、108を有してもよい。
図18に示すように、係合面106、108は、垂直方向46を中心に対称であってもよい。例えば、係合面106、108は、垂直方向46に対して第1内向き面89から離れた角度、例えば約45度に延びてもよい。突起104は、第2摩耗部材部90の第1摩耗部材部88に対して略垂直な軸線に沿って見たときに、略等脚台形状であってもよい。図に示すように、各係合面106、108と第1内向き面89との間の継ぎ目は、突起104および第1摩耗部材部88内の応力を低減するために円形であってもよい。
図13~
図20に示すように、摩耗部材16の他の接合部、エッジおよびコーナーは、応力を低減するためにフ丸みを付けるかまたは丸くすることができる。
【0037】
突起104は、第1内向き面89から上面112まで延びる前面114および後面116をさらに有してもよい。前面114および後面116は、第1内向き面89に対して実質的に垂直であってもよい。突起104は、第1開口部60の切欠形状部64とアリ状の継ぎ目を形成するように構成されてもよい。また、突起104の高さは、受容ポケット96の深さよりも小さくなるように構成してもよく、突起104が受容ポケット96内に完全に位置するようにしてもよい。換言すれば、突起104のいずれの部分も受容ポケット96の境界を越えて延びないように突起104を構成されてもよい。
【0038】
図13~
図14および
図17~
図18を参照すると、第2摩耗部材部90は、第1摩耗部材部88から延びる対向する側面98、100を有してもよい。側面98、100は、最初は互いに離間しており、その後、第1摩耗部材部88から延びるのに伴って互いに向けて枢着されて収束する。
図17に示すように、側面98、100の収束部分は、垂直方向46に対して角度λで延びてもよい。角度λは、約15度と約18度との間であってもよい。いくつかの実施形態では、角度λは、約16度と約17度との間であってもよい。例えば、角度λは約16.75度であってもよい。他の実施形態では、他の角度λが利用されてもよく、または側面98、100は平行であってもよいことも想定されてもよい。
【0039】
摩耗部材16はまた、1つ以上の摩耗インジケータ118を画定してもよい。摩耗インジケータは、摩耗部材16をいつ新しい摩耗部材16に交換すべきかの指示を提供するように構成されてもよい。摩耗部材16を交換すべきときの表示は、例えば、摩耗部材16の十分な部分の材料が摩耗して、1つ以上の摩耗インジケータ118によって取り付けベース22が露出したときであってもよい。すなわち、1つの摩耗インジケータ118の位置で、取り付けベース22が摩耗部材16を介して視認可能となった場合には、摩耗部材16を交換すべき旨の表示としてもよい。
【0040】
第1摩耗部材部88は、矩形状の第2開口部102と第2端部120との間で、受容ポケット96内の内向き面89上に形成された摩耗インジケータ118を画定してもよい。摩耗インジケータ118は、受容ポケット96から離れた第1内向き面89から第1摩耗部材部88内に凹んだ凹部を含んでもよい。第2摩耗部材部90はまた、第2摩耗部材部90の中央領域の第2内向き面91に形成された摩耗インジケータ118を画定してもよい。第2内向き面91に形成された摩耗インジケータ118は、受容ポケット96から離れて第2内向き面91内に凹んだ凹部を含んでもよい。摩耗インジケータ118を受容ポケット96から遠ざけることにより、取り付けベース22に摩耗が発生する前に、摩耗部材16を交換すべき旨の表示を現出させてもよい。受容ポケット96内の第1内向き面89からの摩耗インジケータ118の凹み深さは、約1mmと約5mmとの間であってもよい。他の実施形態では、深さは約2mmと約4mmの間であってもよい。例えば、深さは約3mmであってもよい。
【0041】
図13、15、および18に示すように、摩耗部材16によって画定される摩耗インジケータ118は、「X」形の凹部であってもよい。他の凹部形状を利用することが想定される。また、付加的な摩耗インジケータ118を摩耗部材16に形成することも考えられる。例えば、
図15に示すように、第1摩耗部材部88は、受容ポケット96の両側の矩形の第2開口部102と第1端部92との間に位置する円形の凹部付き摩耗インジケータ118を画定してもよい。さらに別の例では、
図13および
図18に示すように、第2摩耗部材部90は、受容ポケット96の外側に追加の摩耗インジケータ118を画定することもできる。これらの追加の摩耗インジケータは、正方形、円形、三角形、四角形、または他の形状のような様々な形状のいずれかであってもよい。受容ポケット96の外側に形成されたこれらの摩耗インジケータ118は、他の摩耗インジケータ118よりも大きな凹部深さを有してもよい。
【0042】
図13~
図15を参照すると、摩耗部材16は、取り付けベース22に接触するように構成された複数の負荷パッド124をさらに含んでもよい。負荷パッド124は、摩耗部材16からの負荷を、第1摩耗部材部88に対して略垂直方向、第2摩耗部材部90に対して略垂直方向、および第1摩耗部材部88および第2摩耗部材部90に対して略平行方向に取り付けベース22に伝達するように構成されてもよい。負荷パッド124は、受容ポケット96内に突起を含んでもよい。突起は、受容ポケット96の表面の隆起部によって形成してもよい。受容ポケット96の表面は、第1内向き面89と、側壁126、128と、第2内向き面91とを含んでもよい。突起は、通常、プラットフォーム形状であってもよい。負荷パッド124は、受容ポケット96の角部に位置させてもよい。負荷パッド124は、取り付けベース22の負荷パッド86に対応して接触するように構成されてもよい。第1内向き面89から立ち上がる全ての負荷パッド124は、実質的に水平であってもよい。第2内向き面91から立ち上がる全ての負荷パッド124は、実質的に水平であってもよい。各別個の側壁126、128上に隆起した全ての負荷パッド124は、実質的に水平であってもよい。
【0043】
第2摩耗部材部90は、
図13および
図18に示すように、受容ポケット96の側壁によって形成された1つまたは複数の負荷面130をさらに有してもよい。負荷面130は、第1摩耗部材部88によって画定された受容ポケット96を越えて、第1摩耗部材部88と平行な第2内向き面91から延びてもよい。負荷面130は、取り付けベース22が摩耗部材16に結合されたときに、第1ベース部28の取り付けベース86と第2ベース部44の上端部58とが接触するように構成されている。負荷面130は、第1摩耗部材部88に対して垂直な取り付けベース22に負荷を伝達するように構成されてもよい。
【0044】
図3に示すように、摩耗部材16は、緯度方向57では取り付けベース22よりも広く、長手方向30では取り付けベース22よりも長く、垂直方向46では取り付けベース22よりも高くしてもよい。換言すれば、摩耗部材16は、
図3に示すような取り付け位置で結合されたときに、取り付けベース22を実質的に取り囲むように構成されてもよい。
【0045】
摩耗部材16の大きさは、摩耗部材16が様々な大きさの工具12に適合するように変更可能である。摩耗部材16の大きさは変更可能であるが、摩耗部材16と対応する摩耗部材システム14との合計の大きさが変更されても、種々の大きさの比はほぼ同じに維持される。
【0046】
図17を参照すると、上端部121において、第1摩耗部材部88と第2摩耗部材部90の両方に平行な方向に沿って、第1摩耗部材部88の最大幅160と第2摩耗部材部90の最大幅162との比は、約1から約2の間であってもよい。いくつかの実施形態では、この比は、約1.25と約1.75との間であってもよい。他のいくつかの実施形態では、この比は、約1.5と約1.6との間であってもよい。例えば、この比は約1.55としてもよい。幅の比は、第2摩耗部材部90の収束側面98、100の角度λと相関してもよい。収束側面および幅比の結果、摩耗部材システム14は、
図2に示すような干渉の問題なしに工具のヒールに沿って互いに接近して設置してもよい。
【0047】
図19を参照すると、第2摩耗部材部90に略垂直な方向に沿った第1摩耗部材部88の最大長さ164と、第1摩耗部材部88に略垂直な方向に沿った第2摩耗部材部90の最大高さ166との比は、約1.15から約1.5の間であってもよい。いくつかの実施形態では、この比は、約1.3と約1.35との間であってもよい。例えば、この比は約1.32としてもよい。この比は、取り付けベース22のそれぞれの最大長さおよび最大高さ比と相関させてもよい。この比の範囲は、工具12の寸法に対して適切な寸法の摩耗部材16を提供してもよいが、摩耗部材16の取り付けおよび交換が問題となるほど大きすぎず重すぎないので、有益である可能性がある。
【0048】
また、摩耗部材システム14の全体的な寸法がどのように変化しても、摩耗部材16に対する取り付けベース22の寸法をほぼ一定に保つことができる。例えば、
図8および
図17を参照すると、第1ベース部28の幅146に対する第1摩耗部材部の幅160の比は、約1.15~約1.5の間であってもよい。いくつかの実施形態では、この比は、約1.3と約1.35の間、例えば約1.32としてもよい。
図8および
図17を再び参照すると、第2ベース部44の幅148に対する第2摩耗部材部90の幅162の比は、約1.55と約1.8との間であってもよい。いくつかの実施形態では、この比は、約1.65と約1.70との間、例えば約1.68としてもよい。
図10および
図19を参照すると、第1摩耗部材部88の長さ164と第1ベース部28の長さ150との比は、約1.0と約1.4との間であってもよい。いくつかの実施形態では、この比は、約1.1と約1.3の間、例えば約1.20としてもよい。取り付けベース22に対する摩耗部材16のこれらの比は、取り付けベース22および摩耗部材16の両方の寸法が工具12の寸法に基づいて適切であることを確実にするために有益であてもよい。さらに、これらの比は、摩耗部材16の期待寿命を十分に長くしてもよいように、取り付けベース22を取り囲む適切な量の材料を提供してもよい。
【0049】
図3および
図21を参照すると、リテーナ24は、第1開口部60の矩形部分62内に配置されるように適合されていてもよい実質的に平坦な矩形本体部132を有していてもよい。リテーナ24は、第1開口部60の矩形部62内に取り付けられたときに、取り付けベース22上の取り付け位置に摩耗部材16を保持するように構成されてもよい。本体は、鋼または任意の適当な実質的に非圧縮性の材料で構成されてもよい。リテーナ24は、本体132に沿って、端部から端部への十分な弾性を本体132に提供して、端部に圧力が加えられたときに本体132の長さが圧縮されることを許容するが、側面に加えられる圧縮負荷にリテーナ24が大きな変形を招くことなく耐えてもよいように、一方から他方への十分な剛性を提供するように適合され得るばね部134をさらに備えてもよい。摩耗部材16の取り付け位置を保持するために、他のリテーナ設計を利用することも考えられる。第1開口部60およびリテーナ24は、例えば矩形形状以外の形状を有していてもよい。
【0050】
図22は、プラグ26の一実施形態を示す。プラグ26は、平坦なベース部136と、リテーナ24のばね部134に対応する形状の複数の突起138とを有し、プラグ26の突起138がリテーナ24のばね部134に挿入されるようにしてもよい。プラグ26をリテーナ24に挿入する際に、土材がばね部134に引っ掛かるのを防止してもよい。プラグ26がないと、土材がばね部134に引っ掛かることがあり、ばね部134の圧縮が制限され、リテーナ24が外れにくくなる。
【0051】
図26~28は、摩耗部材システムの別の実施形態を示す。摩耗部材システム14」は、摩耗部材システム14と実質的に類似していてもよい。例えば、摩耗部材システム14’は、摩耗部材16’、取り付けベース22’、リテーナ24およびプラグ26を含んでもよい。取り付けベース22」は、工具12の第1面18および第2面20に組付けられる(例えば固定される)ように構成されてもよい。摩耗部材16’は、取り付けベース22’に取り外し可能に結合するように構成されてもよい。リテーナ24は、取り付けベース22に取り付け部材16を結合するように保持するように構成してもよく、プラグ26は、リテーナ24を保護するように構成されてもよい。
【0052】
図26~
図28に示すように、取り付けベース22」は、取り付けベース22と多くの点で類似していてもよい。しかしながら、実施形態間には明らかな相違がある。例えば、取り付けベース22’の第2ベース部分44’は、第2端部42’において第1ベース部分28’とほぼ同じ幅であってもよいが、第2ベース部分44は、第2端部42において第1ベース部分28よりも狭い。第1ベース部28に対する第2ベース部44’の幅が増加する結果、第2面取り面84’の幅も増加してもよい。摩耗部材16’によって画定される受容ポケット96’の形状は、それに応じて、取り付けベース22’のより広い第2ベース部44’を受容するように形成されてもよい。
【0053】
実施形態間の別の相違点は、例えば、第2ベース部44’が、摩耗部材16’によって画定されたラグ170を受け入れるように構成されたタブ開口部168168をどのように画定するかを含む。摩耗部材16および取り付けベース22には、タブ開口部168およびタブ170が設けられていない。
図26に示すように、タブ開口部168は、タブ170を第2ベース部44’を介して受け入れるように構成されてもよい。タブ170の表面は、摩耗部材16’が取り付けベース22’に結合されたときにタブ開口部168の対応する表面に接触するように構成されてもよい。タブ開口部168およびタブ170の表面は、摩耗部材システム14の負荷面130と同様の機能を有するように構成されてもよい。換言すれば、ラグ170は、摩耗部材16’に加えられた負荷をタブ開口部168168を介して取り付けベース22’に伝達するように構成されてもよい。タブ開口部168およびタブ170によって伝達される負荷は、取り付けベース22´上の摩耗部材16´に垂直方向46および緯度方向57に作用してもよい。
【0054】
摩耗部材システム14と14’との間の差の別の例は、摩耗部材16の摩耗インジケータ118と摩耗部材16’の摩耗インジケータ118’との間の差を含む。摩耗部材16’は、本明細書で説明されるように、円形かつ「X」の形状であってもよく、受容ポケット96内に配置されていてもよい摩耗インジケータ118とは反対に、受容ポケット96’の側壁に沿って形成された円形の摩耗インジケータ118’を含んでもよい。摩耗部材システム14、14’間の追加の微小な差異は、図面から識別してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0055】
開示された摩耗部材システムは、実質的に垂直な第1および第2面を有するヒールを有する任意の工具に適用してもよい。従来技術の摩耗部材システムと比較して、摩耗部材システムは様々な利点を有してもよい。例えば、工具のサイズに関係なく、工具は比較的簡単に取り外し/設置できる。さらに、工具の第1および第2面を保護するために単一の取り付けベースおよび摩耗部材システムを使用してもよい。もう1つの利点は、摩耗部材をいつ交換すべきかの指示を与えてもよい複数の表面摩耗インジケータの適用性に基づくことができる。
【0056】
摩耗部材16および取り付けベース22は、摩耗部材16を取り付けベース22に着脱するための迅速かつ簡単なシステムを提供する。摩耗部材16の取り付けおよび取り外しは、特別な工具を使用せずに行うことができ、必要なのは共通のプライバーのみである。
図23~
図25は、取り付け摩耗部材16および取り付けベース22を様々な組み立て状態で示している。なお、取り付けベース22は、本明細書に記載のように、溶接により工具12に組付けられてもよい。取り付けベース22は、第1位置140および第2位置142において第1面18に沿って、第3位置144において第2面20に沿って工具12に溶接可能である。取り付けベース22が工具12に組付けられると、
図23の矢印172で示すように、取り付けベース22に向かう第1方向への取り付け部材16の移動によって、取り付けベース22に取り付け部材16を結合してもよい。摩耗部材16の突起104は、突起104が第1開口部60に挿入されるように、第1開口部60の矩形部62と実質的に位置合わせされなければならない。
【0057】
図24に示すように、摩耗部材16は、突起104が切欠形状部64の左側に位置する第1開口部60の矩形部62内に挿入可能なオフセット位置で、最初に取り付けベース22上に位置してもよい。すると、摩耗部材16は、矢印174で示すように、第2方向の右方向にスライドして取り付け位置に入ってもよい。摩耗部材16を右方向にスライドさせると、突起104が第1開口部60の矩形部62から切欠形状部64内に移動可能となり、突起104の係合面106、108と切欠形状部64の角度付き面76、78とが互いに逆の連動関係に係合する。係合面106、108と角度付き面76、78との協働によりアリ状継手を形成してもよい。
【0058】
取り付け位置では、
図25に示すように、第1開口部60の矩形部62と矩形状の第2開口部102とを位置合わせしてもよいので、リテーナ24を摩耗部材16を介して第1開口部60の矩形部62内に挿入してもよい。リテーナ24は、矢印176で示すように、第1開口部60の矩形部62に第3方向に挿入可能である。リテーナ24の一端は、フランジ72、74の一方の下方の第1開口部60内に位置し、リテーナ24の他端にプライバーを挿入してもよい。ドライバーを用いてリテーナ24に適度な力を加えることによって、リテーナ24は、その長さが十分に圧縮されて、リテーナ24の自由端が他のフランジおよびシートリテーナ24を越えて第1の開口部60の矩形部62内に完全に移動することができる。リテーナ24は、取り付け時に取り付けベース22に対して取り付け部材16が長手方向30に移動することを防止してもよい。リテーナ24は、突起104の位置を第1開口部60の切欠形状部64内に保持することにより、移動を阻止してもよい。リテーナ24を取り付けした後、摩耗部材16の矩形状の第2開口部102にプラグ26を挿入して取り付けすることもできる。
【0059】
以上のステップを逆に行うことにより、摩耗部材16を取り付けベース22から取り外すことができる。例えば、第1プラグ26(取り付けされている場合)を取り外すことができる。次に、リテーナ24を取り外し、突起104が第1開口部60の矩形部62に位置合わせされるまで、摩耗部材16を左方向にスライドさせてもよい。突起104が位置合わせされると、摩耗部材16は取り付けベース22から落下可能である。その後、新たな摩耗部材16を取り付けてもよい。
【0060】
摩耗部材システム14のもう1つの利点は、汎用性である。摩耗部材システム14は、単一の摩耗部材16のみを利用して、ヒール15または17における工具12の第1面18および第2面20の一部を保護してもよい。対照的に、単一表面の摩耗部材は、工具の各ヒールを保護するために、第1面18用と第2面20用の2つの独立した取り付けベースと摩耗部材とを通常必要とする。従って、摩耗部材システム14は、1つの摩耗部材と1つの取り付けベースで両面を保護することにより、取り付け時間およびコストを低減してもよい。
【0061】
摩耗部材システム14および摩耗部材16の別の利点は、摩耗部材16がいつ交換されるべきかの表示を提供してもよい1つ以上の摩耗インジケータ118であってもよい。一部の用途では、摩耗部材16は、摩耗部材16の表面に応じて異なる量の摩耗を受けてもよい。その結果、摩耗インジケータ118を摩耗部材16の複数の表面上および表面上の複数の位置に形成して、複数の位置で摩耗表示を提供することが有益である可能性がある。一部の用途では、工具12上の摩耗部材16の位置を周期的に回転させることが、摩耗部材16の均一な摩耗を達成し、各摩耗部材の寿命を増加させるために有益である場合がある。
【0062】
図29および
図30を参照すると、(ターンテーブル208を含んでもよい)車体202(例えば、本明細書で論じた任意の実施形態を使用してもよいディッパーを有する電動ロープショベル)を有する機械200が示されており、車体202は、車体202の反対側に位置する第1トラックチェーン204aおよび第トラックチェーン204bを含むトラックシステムを有する。機械200は、運転室206と、ブーム210と、ブーム210の下端212(ブームフットとも呼ばれる)と、ブーム210の上端214(ブームポイントとも呼ばれる)と、テンションケーブル216と、ガントリテンション部材218と、ガントリ圧縮部材220と、ブーム210の上端214に回転可能に取り付けられたシーブ222と、ディッパー300と、ディッパー300に枢着されたディッパードア302と、ホイストロープ228と、ウインチドラム(図示せず)と、ディッパーハンドル230とを有する電動ロープショベルの文脈で示される。モータは、ブーム、ディッパーの下降または上昇、およびブームに対するディッパーハンドルの上下動を引き起こすようにウインチドラムを制御する。
【0063】
トラック204a、204bは、従来のように車体202に連結された機械シャーシ232の一部である。各トラック204a、204bは、複数の回転可能な要素の周りに延びる環状リングを形成する複数の結合されたトラックシューを含む。典型的な設計では、アイドラ234および駆動スプロケット236は、トラック204aおよび204bのそれぞれに関連付けられ、トラックローラフレーム238に取り付けられる。本明細書でさらに説明するように、複数のトラックローラ240もローラフレーム238に取り付けることができ、トラック204aおよび204bのそれぞれに関連付けられて機械200を支持し、トラック204aおよび204bを所望の経路に案内する。1つまたは複数のキャリアローラ242(またはトラックスライダ)をトラック204aおよび204bのそれぞれに関連付けて、動作中にローラ240の反対側のトラックを支持および案内することもできる。
【0064】
トラック204aおよび204bの独特の設計、ならびにそれらが一部であるトラックおよび車台システム全体は、機械200がオイルサンドなどの特定の環境で動作できるようにすることが企図されている。本明細書では、電動ローパーショベルおよびディッパーの機械環境での使用が強調されているが、機械200が異なるタイプの機械を構成できることを理解されたい。例えば、トラック型トラクター、さらには半トラック機械も本明細書では企図されている。さらに、機械200は、地面係合要素以外の目的でトラックが使用されるコンベヤまたは他のタイプの機械から構成されてもよい。また、機械は、ある種の油圧ショベル、ブルドーザー、掘削機、バックホーなどである可能性がある。
【0065】
ディッパー300は、ホイストロープ228によってブーム210から吊り下げられる。ホイストロープ228はシーブ222に組付けられ、ベール244でディッパー300に取り付けられる。ウインチドラム(図示せず)には、ホイストロープ228が固定されている。ウインチドラムは、伝達ユニット(図示せず)を組み込んだ少なくとも1つの電気モータ(図示せず)によって駆動される。ウインチドラムが回転すると、巻き上げロープ228が繰り出されてディッパー300を下降させるか、または引き込まれてディッパー300を上昇させる。ディッパーハンドル230もディッパー300に結合される。ディッパーハンドル230はサドルブロック246内に摺動可能に支持され、サドルブロック246はシッパーシャフト(明確に示されていない)でブーム210に枢動可能に取り付けられる。ディッパーハンドル230は、サドルブロック246に取り付けられた駆動ピニオン(図示せず)と係合するラックおよび歯の構造をその上に含む。駆動ピニオンは、電動モータおよび伝達ユニット(図示せず)によって駆動され、サドルブロック246に対してディッパーハンドル230を伸縮させる。
【0066】
電源(図示せず)が車体202に取り付けられ、ホイストドラムを駆動するためのホイスト電気モータ(図示せず)、群衆伝達ユニットを駆動するための1つ以上の群集電気モータ(図示せず)、およびターンテーブル208を回転させるための1つまたは複数のスイング電気モータ(図示せず)。場合によっては、1つの電気モータがショベルのすべての可動コンポーネントに電力を供給する。群集モータ、ホイストモーター、およびスイングモーターのそれぞれは、独自のモーターコントローラーによって駆動されるか、またはコントローラー(明確には示されていない)からの制御信号に応答して駆動される。
【0067】
トラックチェーン204aおよび204bは、足元の厳しい条件での作業によく適していると考えられる。このために、トラックチェーン204a、204bは、機械200の比較的重量の大きいトラック部材を支持するのに十分な耐久性を有する「高接地圧」トラックとしてもよい。各トラックシュー部材は、前縁および後縁によって部分的に画定され、外側縁および内側縁によって部分的に画定される足跡を有する。各トラックシュー部材は、その占有面積に等しい接地面積、または隣接するトラックシュー同士が重なり合う程度にのみ占有面積より小さい接地面積、またはトラックシュー部材の底面に設けられた空隙による接地面積をさらに含んでもよい。本開示の他の実施形態では、トラックシューおよびトラックチェーンアセンブリの他の構成が可能である。
【0068】
外側と内側の両方の摩耗部材が摩耗して堆積する可能性が考えられる。したがって、オイルサンドなどの過酷な摩耗環境における摩耗およびパッキンを制限するさらなる実施形態についてここで説明する。しかしながら、これらの実施形態は、他の環境およびアプリケーションにも同様に適用可能であることが理解されるべきである。
【0069】
このような実施形態は、本明細書で前述したように摩耗部材上のアリを置き換えるアリ締結サブアセンブリを備えたボルトオン式摩耗部材(カバーとも呼ばれる場合がある)を有し、摩耗部材が同じ取り付けベースに適合することを可能にする。このフタはベースの上に直接置くことができる。そして、カバーはベースの4つの側面すべてを負荷に耐えるために使用する。これは、摩耗部材がベースの3つの側面のみを負荷に耐えるために使用し、スプリングリテーナが4つ目の側面で負荷に耐えるようにしていた初期の実施例とは対照的である。摩耗部材は、パッキングの発生を可能にする本明細書に開示される大きな開口部を排除することができる。
図30は、ディッパーの内部の底床に設置された複数の摩耗部材および摩耗部材取り付けシステムを示す。
【0070】
図31~43を参照すると、本開示の2つの異なる実施形態に従って構築された摩耗部材取り付けシステム400、400a(例えば、システム400はシステム400aより大きくてもよい)が見られる。このような摩耗部材取り付けシステム400、400aは、少なくとも部分的に多角形の外周702(周長の他の形状も円弧を含む場合がある)と、内側溶接受容開口704(例えば、細長い楕円形の溝形状または滑走路形状を有してもよいが、他の構成、位置および複数も可能である)と、少なくとも1つのアリスロット706、706a(底面712上に開いたり拡大したりしてもよい)とを含む取り付けベース700(例えば、
図32参照)とを含んでもよい。摩耗部材500、500a(例えば、
図31および
図40を参照)は、取り付けベース上に滑らせる代わりに、取り付けベース上に落とすことによって取り付けベース700に組付けられるように構成されてもよい。
【0071】
この目的のために、摩耗部材500、500aは、その下面506、506aに、少なくとも部分的に少なくとも部分的に多角形の内周504を有する開口502(例えば、
図36、40を参照すると、堆積の減少を助けるために、底部表面のみに延びる座ぐり穴であってもよい)を画定してもよく、この少なくとも部分的に少なくとも部分的に多角形の内周504は、取り付けベース700の少なくとも部分的に部分的に多角形の外周702と協働するように構成されている。本開示の他の実施形態では、これらの境界の他の構成が可能である。
【0072】
摩耗部材取り付けシステム500、500aは、少なくとも1つのアリ締結サブアセンブリ600、600a(例えば、
図1および
図2を参照)をさらに含んでもよい。1つのサブアセンブリ600aは、他のサブアセンブリ600よりも小さくしてもよい31、32、33、34、43、44等)アリ部材602、602aを含み、本体は、取り付けベース700の少なくとも1つのアリスロット706、706aを少なくとも部分的に補完的に充填するように構成され、本体を通って延びる締結具受容開口604、604aを画定し、本体は、円形部606、606aと非円形部608、608aとを有する。図示されるいくつかの実施形態では、円形部606、606aは、円筒状の隙間穴610、610a(610aは、M16ボルトを受け入れるための直径約18.0mm、610は、M20ボルトを受け入れるための直径約22.0mm)を含み、非円形部608、608aは、互いに角度をなす複数の平面612、612aを含んでもよい。より具体的には、これらの平坦な面がボルトの六角ヘッドを受け止め、組み立て時等にボルトが回転しないようにしてもよい。
【0073】
図37、および41において、少なくとも1つのアリスロット706、706aは、一対の角度付き側壁708を含み、アリ部材602、602aの本体は、角度付き側壁708と協働する(すなわち、接触するかまたはほぼ接触する)一対の傾斜面614、614aを含んでもよい。図のように2.0mmのクリアランスを設けてもよいが、必ずしもそうではない。つまり、ラインツーラインの設計や、プリロードが提供されるなどの設計が可能である。これらの特徴の形状は、必ずしも平坦である必要はなく、ピンラウンドスタイルのアリまたは部分的にピンラウンドスタイルのアリが使用される場合など、円弧状であってもよい。また、直角な表面を有するTスロットアリ等を採用してもよい。
【0074】
図32に戻ると、取り付けベースは、上面710および底面712を含んでもよい(このように呼ばれるのは、この表面が作業工具の取り付け面に最も近いからである)。少なくとも1つのアリスロット706は、少なくとも部分的に多角形の外周702の内側に配置され、取り付けベース700の上面710および底面712を通って延びるTスロットと連通してもよい。T字溝712は、本開示の他の実施形態では省略してもよい。別のアリスロット706aは、上面710および底面712を通って延びると共に、少なくとも部分的に多角形の外周702まで延びてもよい。これは、本開示の他の実施形態には当てはまらない場合がある。例えば、アリスロットのいずれかを省略してもよいし、両スロットを取り付けベース700の内側に向けて設けてもよい等である。
【0075】
図33および
図43は、アリ部材602、602aが、頂面618、618aを形成する一対の傾斜面614、614aから上方に延びる矩形のパッド616、616aを含んでもよいことを示している。また、これら一対の傾斜面614、614aは、底面620、620aに延在していてもよい。締結具受容開口604、604aの円形部606、606aは上面618、618aから延び、締結具受容開口604、604aの非円形部608、608aは底面620、620aから円形部606、606aまで延びている。具体的には、円形部606、606aは、円筒状の間隙穴610、610aを含み、非円形部608、608aは、互いに角度をなす複数の平面612、612aを含んでもよい。例えば、これらの表面は、ボルトの六角ヘッドまたは角ヘッド等と嵌合するように構成されてもよい。本開示の他の実施形態では、他の構成が可能である。
【0076】
現場では、通常、取り付けベース700を作業工具の表面に(例えば溶接により)組付けることにより、摩耗部材取り付けシステム400、400aを組み立てる。その後、アリ締結サブアセンブリ(複数可)600、600aをアリスロット(複数可)に入れる。アリスロットにTスロットが含まれている場合、サブアセンブリはTスロットに挿入され、アリスロットに達するまでスライドする。アリスロットが周囲にある場合、サブアセンブリは単純にアリスロットにスライドする。次に、摩耗部材500、500aが取り付けベース上に置かれ、締結具がその座ぐり穴526、526aを通過できるようにする。次に、ナット636、636aを締めて摩耗部材を固定する。
【0077】
アリ締結サブアセンブリが組み立てられた状態で提供されていない場合は、最初に組み立てる必要がある。締結具は、そのヘッドが平らな表面を有する部分的な皿穴に達するまで、アリ部材の底面を通って挿入されるだけでよい。
【0078】
実際には、摩耗部材、取り付けベース、アリ締結サブアセンブリ、摩耗部材取り付けシステム、および/またはその任意の構成要素は、本明細書に記載されたいずれかの実施形態に従ったアフターマーケットまたはOEMシナリオにおいて、販売、製造、購入などが可能である。すなわち、機械は、本明細書で説明される実施形態によるディッパーおよび/または摩耗部材取り付けシステムなどとともに販売されてもよく、または機械は、本明細書で説明される実施形態のいずれかを使用するために改造、修理、または改修されてもよい。同様に、任意のディッパーまたは他の作業ツールは、本開示の任意の実施形態を使用して改造または修理することができる。
【0079】
例えば、
図31および36~42に示されるように、交換部品として提供され得る摩耗部材500、500aは、外周510、510aを有する外部508、508aを画定する本体と、少なくとも部分的に多角形の内周504を有する内部開口502と、外部508aから内部開口502まで延びる少なくとも1つの締結具受容穴512、512aとを含んでもよい。
【0080】
図36、および40に示すように、少なくとも部分的に多角形の内周は、開口深さ516(
図38、42も参照)、開口幅518、開口長さ520を有する矩形構造(矩形構造の角部に配置してもよく、約25.0mm突出させてもよい)を形成する一連の嵌合パッド514によって形成されている。本開示のいくつかの実施形態では、開口幅518と開口長さ520との比は、0.75~0.90の範囲内であってもよい。小規模および大規模なアプリケーションなどでは、他の比率も可能である。
【0081】
具体的には、開口長さ520は155.0mm~235.0mmの範囲、開口幅518は118.0mm~200.0mmの範囲、開口深さ516は18.0mm~29.0mmの範囲としてもよい。本開示の他の実施形態では、他のサイズ範囲が可能である。一連の嵌合パッド514の一対は、こじりスロット522により、開口の長さに平行な方向に沿って離間される(
図36、および42参照)は、角度付きこじり面524を含む。
【0082】
図36および42を続けて参照すると、
図36および
図42に示すように、締結具受容穴512、512aは、大径528、528aを画定する大径部分と、小径530、530aを画定する小径部分を画定する座ぐり穴526、526aの形態をとってもよい。本開示のいくつかの実施形態では、小径530、530aに対する大径528、528aの比は、2.0~2.75の範囲内であってもよい。もしあれば、座ぐり穴の中にある締結具ヘッドで座ぐり穴を掃除した方が簡単で、簡単に取り外すことができる。これは、本開示の他の実施形態には当てはまらない可能性がある。
【0083】
ここで
図38を参照すると、締結具受容穴512は、外周510から最小距離532だけ離間する直径(例えば、大径528)を画定する。本開示のいくつかの実施形態では、最小距離532と直径528との比は、0.77~0.92の範囲内であってもよい。この比率は、今論じた洗浄効果と摩耗部材の構造的完全性のバランスをとることができる。この比率は、洗浄や構造的完全性が要求されない一部の用途(適切な耐久性のある材料が使用されている場合など)では必要ない場合がある。
【0084】
図35、
図36、
図39、
図40に示すように、外周510、510aは、上部傾斜部534、534a、一対の側方凹部536、536a、および底部切欠き538を画成してもよい。一対の側方凹部536、536aのそれぞれにフティングアイ540、540aを設けてもよい。また、外周510、510aは、上部傾斜部534、534aとフティングアイ540、540aとの間に第1突起542、542aを画成し、底部切り欠き538とフティングアイ540、540aとの間に第2突起544、544aを画成している。さらに、摩耗部材は、第1突起542、542aの底面において第1キャビティ546、546aを画成し、第2突起544、544aの底面において第2キャビティ548、548aを画成する底面(または下面506、506a、
図36、40参照)を含む。これらのキャビティは余分な材料をくり抜き、コストを削減し、ボイド、多孔性、ヒケなどの鋳造プロセスに関連する問題を防ぐのに役立つ。
【0085】
また、この全体的な外周は純粋な長方形または正方形ではないため、摩耗部材が材料を掴みやすくなり、バケットへの充填が促進され、摩耗部材の下に材料が組付け構造内に詰め込まれる可能性が減少する可能性がある。これにより、当業者に知られている単純に形成された摩耗部材よりも効果的な摩耗保護を提供してもよい。
【0086】
なお、
図38および
図42の断面は、摩耗部材の対称面を表すこともできる。したがって、上述したもののような様々な特徴をこれらの平面に反映させてもよいが、必ずしもそうではない。
【0087】
図35および
図39を参照すると、外周510および510aは、幅550および長さ552および552aを画定することが理解される。本開示のいくつかの実施形態では、幅550と長さ552、552aとの比は、1.05~1.32の範囲であってもよい。この場合、長さは275.0mm~350.0mmの範囲、幅は360.0mm~370.0mmの範囲、本体は70.0mm~80.0mmの範囲の厚さ554としてもよい(
図38参照)。本開示の他の実施形態では、他の比およびサイズ範囲が可能である。
【0088】
組立状態では、取り付けプレートと摩耗部材の開口の側面との間に1.0mmの隙間を設け、アセンブリの前部付近(底部切欠き538付近の領域)に5.0mmの隙間を設けてもよい。これらの隙間は調整可能である。
【0089】
図33、34、43、および44を参照すると、代替または改良として現場で提供してもよいアリ締結サブアセンブリ600、600aは、少なくとも部分的にピラミッド形状の構成(例えば、平坦な側面624、624aを有する傾斜面614、614aなど)を有する本体を含むアリ部材602、602aを含み、本体を通って延びる締結具受容開口604、604aを画定し、回転面626、626aおよび非回転面628、628aを画定する。
【0090】
サブアセンブリはまた、ヘッド632、632aを有するボルト630、630aおよびシャフト634、634aを含んでもよい。ヘッド632、632aは非回転面628、628aに一致し、シャフト634、634aは回転面626、626aに一致する。その結果、ボルトは、雄ねじの自由端が露出した状態でアリ部材を貫通してもよい。ナット636、636aはシャフトに螺合可能であり、シャフトはヘッドと非回転面との整合により静止している。採用可能なボルトの例としては、M16ボルト、M20ボルトなどが挙げられる。
【0091】
図37および
図45は、組み立て時のボルト接合の外観の一般的な例を示している。ワッシャー(638、638a)も設けられる。
図45中の応力分布640は、少なくともいくつかの用途に対して許容可能であると発明者によって決定されている。
【0092】
図32には、その場で交換または改造として提供されてもよい取り付けプレート700aが示されている。取り付けプレート700aは、プレート長さ716、プレート幅718、およびプレート長さ716およびプレート幅718よりも小さいプレート厚720を画定するプレート体を含んでもよい。
【0093】
プレート本体はまた、内部アリスロット(例えば706を参照)と、外部アリスロット(例えば706aを参照)と、内部アリスロットと連通し、部分的に内部アリスロットを形成するTスロット714と、プレート長さ718に平行な方向に沿ってTスロット714と外部アリスロットとの間に配置された細長いスロット722とを画定してもよい。
【0094】
一対のこじりスロット722は、プレート幅716に平行な方向に沿って外部アリスロット(例えば706aを参照)の両側に配置されてもよく、細長いこじりスロット726は、プレート長さ718に平行な方向に沿って内部アリスロット(例えば706を参照)に近い位置に配置されてもよい。
【0095】
図46は、底部開口502を示す底床503は、連続していてもよく、平坦でなくてもよく、異なるレベルに位置する複数の表面を有していてもよい。例えば、底床503は、一連の取り付けパッド556(例えば、4つが開口502の各角に位置する)と、一対の取り付けパッドの間に配置された一対の浅いポケット558(例えば、30.0mm以下の深さを有してもよい)であって、各ポケットは締結具受容開口または穴を囲み、開口502の中間に配置され、取り付けパッドおよびポケットの組を他の組から分離する大きな隙間ポケット560(例えば、30.0mmより大きい深さを有してもよい)とを含んでもよい。本開示の他の実施形態では、他の構成が可能である。
【0096】
この装置は電気ロープショベルに関連して示されているが、本明細書に開示される装置は、車輪ではなく無限トラックシステムを一般に採用する他の様々なタイプの機械に普遍的に適用可能である。「機械」という用語は、鉱業や建設などの産業、または当技術分野で知られている他の産業に関連する何らかの種類の作業を実行する任意の機械を指し、例えば、機械は、掘削機、ホイールローダ、ケーブルショベル、または牽引索などであってもよい。さらに、1つまたは複数の工具を機械に接続してもよい。このような器具は、例えば、持ち上げや積み込みなどのさまざまな作業に利用することができる。
【0097】
本明細書で使用されるように、冠詞「a」および「an」は、1つまたは複数の項目を含むことが意図されており、「1つまたは複数の」と交換して使用してもよい。1つの項目のみを使用する予定の場合は、「1つ」またはそれに類する言語を使用する。また、本明細書で使用される場合、「有する(has)」、「有する(have)」、「有する(having)」、「有する(with)」などの用語は、無制限の用語であることを意図している。さらに、「に基づいて」という語句は、明示的に別段の記載がない限り、「少なくとも部分的に基づいて」を意味することを意図している。
【0098】
当業者にとって明らかなように、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本明細書に記載された装置および組立方法の実施形態に様々な修正および変更を加えてもよい。本明細書に開示された様々な実施形態の仕様および実践を考慮すると、本開示の他の実施形態は当業者にとって自明であろう。例えば、いくつかの装置は、本明細書に記載されたものとは異なる構成および機能を有していてもよく、任意の方法のいくつかのステップは省略されてもよく、具体的に言及されたものとは異なる順序で実行されてもよく、場合によっては同時にまたは段階的に実行されてもよい。さらに、様々な実施形態のいくつかの態様または特徴は、更なる実施形態を作成するために変更または修正されてもよく、様々な実施形態の特徴および態様は、更なる実施形態を提供するために、他の実施形態の他の特徴または態様に追加または置換されてもよい。
【0099】
したがって、本明細書および実施形態は単に例示的なものとみなされ、本発明の真の範囲および精神は、以下の請求項およびそれらの均等物によって表される。
【国際調査報告】