(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する、掘削装置のための磨耗部材であって、
前記装着区間が、前記掘削装置に固定されたベースを受けるためのソケットを有し、
前記ソケットが、安定化前端部及び安定化後端部を有し、
前記安定化前端部が、前記安定化後端部の前方に配され、
前記安定化後端部が、複数の安定化後端面を含み、
前記安定化前端部が、前記長手方向軸に対して横方向に延在する前方スラスト面と、頂面と、底面と、第１の側面と、第２の側面とを含み、
前記頂面と前記底面と前記第１の側面と前記第２の側面の各々が、前記前方スラスト面から後方に延在し、
前記頂面及び前記底面のうちの少なくとも１つ及び前記第１の側面及び前記第２の側面の各々が、前記長手方向軸に対して実質的に平行な前記前方スラスト面に隣接すると共に当該前方スラスト面から軸方向に延在する支持面によって画定された横方向内向きの突出部を前記安定化前端部内に有する、磨耗部材。
【請求項２】
前記頂面および底面の各々が、前記長手方向軸に隣接すると共に前記長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する支持面によって画定された横方向内向きの突出部を有する、請求項１に記載の磨耗部材。
【請求項３】
前記内向きの突出部の各々が、前記安定化前端部の全幅にわたって湾曲して延在する、請求項１に記載の磨耗部材。
【請求項４】
掘削装置のための磨耗アセンブリであって、
前記掘削装置に固定されたベースと、
長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する磨耗部材と、
前記ベースに対して前記磨耗部材を着脱自在に保持するための係合システムと、
を備え、
前記装着区間が、安定化前端部及び安定化後端部を有するソケットを含み、
前記安定化前端部が、前記安定化後端部の前方に配され、
前記安定化後端部が、複数の安定化後端面を含み、
前記安定化前端部が、前記長手方向軸に対して横方向に延在する前方スラスト面と、頂面と、底面と、第１の側面と、第２の側面とを含み、
前記頂面と前記底面と前記第１の側面と前記第２の側面の各々が、前記前方スラスト面から後方に延在し、
前記第１の側面および前記第２の側面の各々が、前記長手方向軸に対して実質的に平行な前記前方スラスト面に隣接すると共に当該前方スラスト面から軸方向に延在する支持面によって画定された横方向内向きの突出部を前記安定化前端部内に有する、磨耗アセンブリ。
【請求項５】
前記ベースが、前記ソケットの前記安定化前端部の形状に従う形状の外面構成を有する前端部を有するノーズを含む、請求項４に記載の磨耗アセンブリ。
【請求項６】
長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する、掘削装置のための磨耗部材であって、
前記装着区間が、前記掘削装置に固定されたベースを受けるためのソケットを有し、
前記ソケットが、前端部と後端部とを有し、
前記前端部が、前記後端部の前方に配され、
前記後端部が、複数の安定化後端面を含み、
前記前端部が、前記長手方向軸に対して横方向に延在する前方スラスト面と、頂面と、底面と、第１の側面と、第２の側面とを有し、
前記頂面と前記底面と前記第１の側面と前記第２の側面の各々が、前記前方スラスト面から後方に延在し、
前記第１の側面および前記第２の側面の各々が、前記前方スラスト面から軸方向に延在する内向きの突出部を前記前端部内に有し、
前記内向きの突出部が、前記ソケットの長手に沿って当該ソケットの前記後端部の中に延在し、
前記内向きの突出部が、前記前方スラスト面に隣接する前記前端部内の前支持面と、前記後端部内の後支持面とを有し、
前記前支持面及び前記後支持面の各々が、前記長手方向軸に実質的に平行な軸方向に延在する、磨耗部材。
【請求項７】
前記頂面、前記底面、前記第１の側面および前記第２の側面の各々が、前記前方スラスト面から前記ソケットの前記長手に沿って当該ソケットの前記後端部の中に延在する横方向内向きの突出部を有する、請求項６に記載の磨耗部材。
【請求項８】
前記内向きの突出部の各々が、前記前端部の全幅にわたって湾曲して延在する、請求項７に記載の磨耗部材。
【請求項９】
掘削装置のための磨耗アセンブリであって、
前記掘削装置に固定されたベースと、
長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する磨耗部材と、
前記ベースに対して前記磨耗部材を着脱自在に保持するための係合システムと、
を備え、
前記装着区間が、前端部と後端部とを有するソケットを含み、
前記前端部が、前記後端部の前方に配され、
前記後端部が、複数の安定化後端面を含み、
前記前端部が、前記長手方向軸に対して横方向に延在する前方スラスト面と、頂面と、底面と、第１の側面と、第２の側面とを有し、
前記頂面と前記底面と前記第１の側面と前記第２の側面の各々が、前記前方スラスト面から後方に延在し、
前記頂面及び前記底面のうちの少なくとも１つ、及び、前記第１の側面及び前記第２の側面の各々が、前記前方スラスト面から軸方向に延在する内向きの突出部を前記前端部内に有し、
前記内向きの突出部が、前記ソケットの長手に沿って当該ソケットの前記後端部の中に延在し、
前記内向きの突出部が、前記前方スラスト面に隣接する前記前端部内の前支持面と、前記後端部内の後支持面とを有し、
前記前支持面及び前記後支持面の各々が、前記長手方向軸に実質的に平行な軸方向に延在する、磨耗アセンブリ。
【請求項１０】
前記ベースが、前記ソケットの前記内向きの突出部の各々を受けるような形状の谷部を含む外面構成を有する前端部を有するノーズを含む、請求項９に記載の磨耗アセンブリ。
【請求項１１】
前記内向きの突出部の各々が、前記前端部の全幅にわたって湾曲して延在する、請求項９に記載の磨耗アセンブリ。
【請求項１２】
前記ベースが、前記ソケットの前記内向きの突出部の各々を受けるような形状の谷部を含む外面構成を有する前端部を有するノーズを含む、請求項１１に記載の磨耗アセンブリ。
【請求項１３】
作業区間および装着区間を有する、掘削装置のための磨耗部材であって、
前記装着区間が、後方に開放され前記掘削装置に固定されたベースを受けるソケットを有し、
前記ソケットが、長手方向軸を有し、前端部と後端部とを含み、
前記前端部が、前方スラスト面と、頂部側面と、底部側面と、両方向の横方向側面とを含み、
前記頂部側面と前記底部側面と前記横方向側面の各々が、前記前方スラスト面の後方に延在し、
前記横方向側面の各々が、支持面によって画定された内向きで軸方向に延在する突出部を含み、前記ベースに接触すると共に当該ベースに対して押し付けられ、
前記支持面が、前記長手方向軸に対して実質的に平行な前記前方スラスト面に隣接すると共に当該前方スラスト面から軸方向に後方に延在し、
前記ソケットの前記後端部が、前記前端部の前記頂部側面と前記底部側面と前記横方向側面の後方にある、磨耗部材。
【請求項１４】
前記後端部は、各々が前記前端部から後方に延在する前記頂部側面と前記底部側面と前記両方向の横方向側面とによって画定され、
前記後端部の前記横方向側面の各々が、支持面によって画定された横方向内向きの突出部を含み、前記前端部内で当該突出部に整合すると共に当該突出部に接触する前記ベースに接触すると共に当該ベースに対して押し付けられる、請求項１３に記載の磨耗部材。
【請求項１５】
前記頂部側面と前記底部側面の少なくとも１つが、支持面によって画定された内向きで軸方向に延在する突出部を含み、前記ベースに接触すると共に当該ベースに対して押し付けられ、
前記支持面が、前記長手方向軸に対して実質的に平行な前記前方スラスト面に接触すると共に当該前方スラスト面から軸方向に後方に延在する、請求項１３に記載の磨耗部材。
【請求項１６】
掘削装置のための磨耗アセンブリであって、
前記掘削装置に固定されたベースと、
作業区間および装着区間を有する、前記掘削装置のための磨耗部材と、
前記ベースと前記磨耗部材とに接触し、当該ベースに対して当該磨耗部材を着脱自在に保持するロックと、
を備え、
前記作業区間が、後方に開放され前記掘削装置に固定された前記ベースを受けるソケットを含み、
前記ソケットが、長手方向軸を有し、前端部と後端部とを含み、
前記前端部が、前方スラスト面と、頂部側面と、底部側面と、両方向の横方向側面とを含み、
前記頂部側面と前記底部側面と前記横方向側面の各々が、前記前方スラスト面の後方に延在し、
前記横方向側面の各々が、支持面によって画定された内向きで軸方向に延在する突出部を含み、前記ベースに接触すると共に当該ベースに対して押し付けられ、
前記支持面が、前記長手方向軸に対して実質的に平行な前記前方スラスト面に隣接すると共に当該前方スラスト面から軸方向に後方に延在し、
前記ソケットの前記後端部が、前記前端部の前記頂部側面と前記底部側面と前記横方向側面の後方にある、磨耗アセンブリ。
【請求項１７】
前記後端部は、各々が前記前端部から後方に延在する前記頂部側面と前記底部側面と前記両方向の横方向側面によって画定され、
前記後端部の前記横方向側面の各々が、支持面によって画定された横方向内向きの突出部を含み、前記前端部内で当該突出部と整合すると共に当該突出部に隣接している前記ベースに接触すると共に当該ベースに対して押し付けられる、請求項１６に記載の磨耗アセンブリ。
【請求項１８】
前記ベースが、頂部壁と底部壁と両方向の側壁とを含み、
前記側壁の各々が、前記ソケット内の各々の突出部と形状の点で対応すると共に当該突出部を受けるスロットを含む、請求項１６に記載の磨耗アセンブリ。
【請求項１９】
前記頂部側面と前記底部側面の少なくとも１つが、支持面によって画定された内向きで軸方向に延在する突出部を含み、前記ベースに接触すると共に当該ベースに対して押し付けられ、
前記支持面が、前記長手方向軸に対して実質的に平行な前記前方スラスト面に隣接すると共に当該前方スラスト面から軸方向に後方に延在する、請求項１６に記載の磨耗アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願データ
[0001]本出願は、Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ｓｎｙｄｅｒの名義で２００９年１０月３０日に出願された、「Ｗｅａｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｆｏｒ  Ｅｘｃａｖａｔｉｎｇ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ」と題される米国仮特許出願第６１／２５６，５６１号の優先権の利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]本発明は、浚渫カッターヘッドに取り付けられるのにおよび浚渫カッターヘッドで使用されるのに適した磨耗アセンブリなどの、磨耗部材を掘削装置に固定するための磨耗アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]浚渫カッターヘッドは、河床などの水中にある土成分を掘削するのに使用される。一般に、浚渫カッターヘッド１は、ベースリング３からハブ４まで前方に延在する複数のアーム２を有する（図１）。アーム２はベースリング３の周囲で離間配置され、カッターヘッド１の中心軸を中心とした広い螺旋形を有するように形成される。各アーム２は、地面の中を切削（ｄｉｇ）するための離間された一連の歯５を備える。歯５は、アーム２に固定されるアダプタまたはベース６と、ロック８によってベース６に着脱自在に取り付けられるポイント７とで構成される。
【０００４】
[0004]使用時、カッターヘッド１は、土成分を掘削するためにその中心軸を中心に回転される。浚渫物を取り除くために、吸引パイプがリング３の近傍に設けられる。地面の所望の区画を掘削するために、カッターヘッド１は横方向さらには前方に移動される。水の増量や水の他の動きにより、カッターヘッド１は上下にも移動する傾向があり、たびたび底面に衝突する。さらに、操作者が水の下にある掘削されている地面を見ることができないことによって問題が生じる。すなわち、多くの他の掘削動作とは異なり、浚渫カッターヘッド１は、操作者により、掘削される土地に最良に適合させるために経路に沿って効果的に誘導され得ない。
【０００５】
[0005]浚渫作業中、カッターヘッド１は、歯５が高速で地面の中を通過するように駆動されるように、回転される。したがって、特に岩を掘削する際に、カッターヘッド１を駆動させるために大きな動力が必要となる。所要動力を最小にするために、通常、浚渫ポイント７には、地面への進入を容易にするための長くて細いビットが設けられる。しかし、ビットが磨耗により短くなると、ポイント７の装着区間が切断動作中に地面に係合され始める。装着区間はビットよりも幅が広く、抵抗を軽減するような形状ではない。結果として抵抗が大きくなると、装着区間がカッターヘッド１に押し付けられ、ポイント７が、通常、ビットが完全に磨耗する前のその時点で変化してしまう。
【０００６】
[0006]浚渫装置が作動される際の荷重が大きいことおよびその際の環境が過酷であることを考慮すると、歯５のためのポイント７とベース６との相互接続が安定しておりかつ確実である必要がある。ポイント７とそれらのベース６との間の係合の不安定性および不確実性により、ポイント７が望まれずにベース６から外れることがあり、それにより、例えば欠損部や、ポイントの交換のためのダウンタイムなどのために、浚渫作業の時間およびコストが増大する。したがって、浚渫装置および他の掘削装置におけるポイントとベースとの相互接続を改善することが、当技術分野で望まれる進歩であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]以下では、本発明および本発明の種々の例示の機構を基本的に理解するのを可能にするための本発明の態様の概要を提示する。この概要は本発明の範囲を限定することを一切意図せず、単に、その後のより詳細な説明のための概観および文脈を提示するものである。
【０００８】
[0008]本発明の態様は、掘削装置で使用されるための磨耗部材と、掘削装置の部片と共に使用されるためのベースに係合される磨耗部材を含むアセンブリと、本発明による磨耗部材および／またはアセンブリを含む掘削装置と、に関する。以下では、本発明のより具体的な例示の態様をより詳細に説明する。
【０００９】
[0009]本発明の一態様によると、掘削装置のための磨耗部材は、掘削される物質に係合されるための前面と、掘削装置に固定されたベースを受けるためのリアソケットとを有する。ソケットは、頂面、底面および側面を含む安定化前端部を有する。これらの表面のうちの少なくとも１つは横方向内向きの突出部を有するように形成される。本発明による一部の例示の構造では、横方向内向きの突出部（複数可）はソケットの長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する。さらに、本発明による一部の構造では、少なくとも頂面および底面が、横方向内向きの突出部および／または実質的に平行な軸方向の延在方向を有する。
【００１０】
[0010]本発明の別の態様によると、磨耗部材はベースを受けるためのソケットを有し、ここでは、ソケットは、頂面、底面および側面を有し、またここでは、これらの表面のうちの少なくとも１つは、ソケットの実質的に全長に沿って延在する横方向内向きの突出部を有するように形成される。
【００１１】
[0011]本発明の別の態様によると、磨耗部材はベースを受けるためのソケットを有し、ここでは、ソケットは、頂面、底面および側面を有し、これらの表面のうちの少なくとも１つは、ソケットの前端部のところにある第１の軸方向部分と、ソケットの後端部の近傍にある第２の軸方向部分とを有し、各軸方向部分は横方向内向きの突出部を有するように形成され、ソケットの長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する。
【００１２】
[0012]本発明の別の態様によると、磨耗部材は、掘削装置に固定されたベースを受けるためのソケットを有し、このソケットは、頂面、底面、第１の側面、および、第２の側面を含む安定化前端部を有する。頂面、底面、第１の側面および第２の側面のうちの少なくとも１つが、例えば湾曲した内向き突出部を有する湾曲構成のような、湾曲構成を有する。
【００１３】
[0013]本発明の一態様によると、掘削装置のための磨耗部材が、ソケットの実質的に周囲部の周りを延在する一対の軸方向に離間された安定化バンドを有するソケットを具備し、この一対の安定化バンドは、ソケットの前端部の近傍にある一方のバンドと、後端部の近傍にあるもう一方のバンドとを有する。安定化バンドは、磨耗部材および／または磨耗部材を含むアセンブリの長手方向軸に実質的に平行に各々が延在する安定化表面によって画定される。好適な一実施形態では、安定化バンドの各々が概略台形形状を画定する。
【００１４】
[0014]本発明の別の態様によると、掘削装置のための磨耗部材が、切削作業に伴う抵抗を最小にしてさらにそれにより装置を駆動させるのに必要となる動力を最小にするように、形成される。消費動力が減少すると、より効率的な作業が可能となる。
【００１５】
[0015]本発明の他の一態様では、磨耗部材が、抵抗を軽減して必要となる切削動力を軽減するために、さらには、磨耗部材の耐用寿命を延ばすために、作業端部内に側面の逃げを有し、さらには装着端部内に側面の逃げを有する。
【００１６】
[0016]本発明の別の態様では、磨耗部材が、先導側の幅が対応する後端側の幅より広くなるような横断面構成を有し、したがって、磨耗部材の側壁は抵抗を軽減するために先導側から隠れている。このように後端側を小さくすることは、磨耗部材の作業端部を介してのみ行われるのではなく、その装着端部内の少なくとも一部分でも行われる。その結果、磨耗した磨耗部材が受ける抵抗は、従来の磨耗部材が受ける抵抗より小さくなる。抵抗が小さくなることにより動力消費が減少し、交換が必要となるまでの磨耗部材の使用寿命が延びる。したがって、磨耗部材の作業端部は、交換が必要となるまでに完全にまたはほぼ完全に磨耗され得る。
【００１７】
[0017]磨耗部材は、任意の１つの切削経路で地面を通過するように駆動される磨耗部材の部分が集中的な横断面構成で画定されるようなプロファイルを有することができる。本発明の他の一態様によると、このプロファイルは先導面のところが最も広くなっており、磨耗部材の寿命の範囲内では、地面に係合される磨耗部材の部分では、先導面の後方は概して細くなっている。
【００１８】
[0018]本発明の別の態様では、磨耗部材の横断面の外側プロファイルは、先導側がより広い幅を画定するような概して台形であってよい。この台形形状は、作業端部を通って、少なくとも装着端部の前部分まで延びている。
【００１９】
[0019]磨耗部材のソケットは、掘削装置に固定され得るベース部材のノーズを受けるように設けられる。本発明の別の態様では、ソケットは、磨耗部材の外面プロファイルに概して対応するように概して台形の外側形状の横断面を有するように形成される。ソケットがこのように装着区間の外面に概して適合することにより、製造が容易になり、所与の外側プロファイルに対してノーズのサイズが最大となり、また、重量当たりの強度が向上する。
【００２０】
[0020]好適な構成では、台形形状のノーズの頂面、底面または側面のうちの１つまたは複数、ならびに、ソケットの対応する壁の各々が互いに適合するように曲げられている。これらの表面および壁は、装着を容易にするために、磨耗部材の安定性を向上させるために、および、使用中に長手方向軸を中心とした磨耗部材の回転に抵抗するために、漸進的な湾曲部を有する。
【００２１】
[0021]本発明の別の態様によると、ソケットおよびノーズの両方は、すべての方向に加えられる後方への荷重に抵抗するために、ソケットおよびノーズの実質的に周囲部の周りにおいて磨耗部材の長手方向軸に実質的に平行に延在する安定化前面および安定化後面（例えば、上述したような安定化バンド）を有する。
【００２２】
[0022]本発明の別の態様によると、ソケットおよびノーズは、構成要素間の応力を低減するためにおよび磨耗部材とベースとの間で発生するガタつきをより良好に制御するために、弧または球の一部を構成してよい相補的な前方支持面（または、スラスト面）を有するように形成される。
【００２３】
[0023]本発明の別の態様では、ソケットおよびノーズは、それらの前端部のところに湾曲した前方支持面を有するように、さらには、前端部の後方に概して台形横断面形状を有するように形成され、それにより、安定性が向上し、製造が容易になり、ノーズのサイズが最大になり、抵抗、応力および磨耗が軽減され、また、重量当たりの強度が向上する。
【００２４】
[0024]本発明の別の態様によると、ベースと、ベースに装着される磨耗部材と、堅固で使用が容易であり製造が容易であるような形でベースに対して磨耗部材を保持するロックまたは係合システムと、を有する磨耗アセンブリが提供される。ロックまたは係合システムは圧縮された状態で軸方向に方向付けられ得、ベースに対して磨耗部材を保持することができ、また、ベースに対する磨耗部材の嵌合を強化することができる。好適な例示の一構造では、磨耗アセンブリは調整可能な軸方向ロックを有する。
【００２５】
[0025]本発明の別の態様では、磨耗部材は、ロックまたは係合システムを受けるための開口部と、ロックを安定させるためにおよびロックを容易に締めつけるのを促進するために、ロックが通過するのに対応することができる、開口部の後壁内に形成される穴と、を有する。
【００２６】
[0026]本発明の別の態様では、ベースは、突出止め具のみを使用してロックと相互作用する。したがって、ロックを受けるために通常設けられるような穴、凹部または通路はノーズ内には必要ない。これによりノーズの強度が向上する。
【００２７】
[0027]本発明の別の態様では、ベースに対して磨耗部材を固定するためのロック構成は、ベース内および／または磨耗部材内で起こり得る磨耗の量に関係なく磨耗部材に安定して所望の力を加えるように調整され得る。
【００２８】
[0028]本発明の別の態様では、磨耗部材は、ロックが十分に締めつけられたことを示すのに使用され得る標示物を有する。
[0029]本発明の別の態様では、磨耗部材は、軸方向ロックを用いた簡単な作業でベースに装着されて固定される。磨耗部材は、掘削装置に固定されたベースのノーズの上に嵌合される。ベースは、ノーズから外側に突出する止め具を有する。軸方向ロックが磨耗部材内の開口部内で受けられ、ノーズに対して磨耗部材を着脱自在に保持するために止め具と磨耗部材の支持面との間を延在する。
【００２９】
[0030]本発明の別の態様では、磨耗部材は、最初に、掘削装置に固定されたベースの上を摺動される。軸方向に方向付けられたロックが、ベース上の止め具に面した１つの支持面および磨耗部材上の支持壁に面した別の支持面を用いて位置決めされ、それにより、ロックが軸方向に圧縮される。ロックは、磨耗部材をベース上で緊密に移動させたり保持したりするように調整される。
【００３０】
[0031]本発明の別の態様では、ベースに対して磨耗部材を着脱自在に保持するためのロックが、支持端部および工具係合端部を有する直線状のねじ切りされたシャフトと、シャフトに螺合されるナットと、支持端部とナットとの間でねじ切りされたシャフトの周りに嵌合される交互になっている複数の環状弾性ディスクおよび環状スペーサを含むばねと、を有する。
【００３１】
[0032]本発明の他の態様、利点および機構を以下でより詳細に説明する。これらの態様、利点および機構は、本発明による例示の構造の以下の詳細な記述により、理解されよう。
【００３２】
[0033]本発明は添付図面では例として示されており、限定されるものではない。添付図面では、同じ参照符号は複数の図面を通して同じまたは類似の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】[0034]従来の浚渫カッターヘッドを示す側面図である。
【図２】[0035]本発明による例示の磨耗部材を示す側面斜視図である。
【図３】[0036]本発明による磨耗部材を装着するための例示のベースを示す側面図である。
【図４】[0037]本発明による磨耗部材を装着するためのベースの例示のノーズを示す斜視図である。
【図５】[0038]本発明による磨耗部材を装着するためのベースの例示のノーズを示す正面図である。
【図６】[0039]本発明の一実施例によるベースのノーズ上に装着された磨耗部材を示す、図２の線６−６に沿った垂直断面図である。
【図７】[0040]この例示の磨耗部材内のソケットの内部構造をより良く示すために、ベース部材およびロックがない状態でこの例示の磨耗部材が示されていることを除いて、図６に示された図に類似する断面図である。
【図７Ａ】[0041]磨耗部材の作業区間の断面を示す、図７の線７Ａ−７Ａに沿った断面図である。
【図７Ｂ】[0042]切削作業中に地面に接触している磨耗部材の断面を示す、図７の線７Ｂ−７Ｂに沿った断面図である。
【図７Ｃ】[0043]磨耗部材の装着区間の断面を示す、図７の線７Ｃ−７Ｃに沿った断面図である。
【図８】[0044]ソケットの中を示している、本発明による例示の磨耗部材を示す端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
[0045]これらの図面に示される種々の部品が必ずしも正確な縮尺で描かれてはいないことを認識されたい。
[0046]以下の説明および添付図面は、本発明の実施例による掘削装置のための磨耗部材構造を含む、掘削装置の例示の機構、さらには、そのような磨耗部材を装着するための構造を開示する。
【００３５】
[0047]本発明の一部の態様は、掘削装置のための磨耗アセンブリ１００に関し、これらの磨耗アセンブリは特に掘削作業に良好に適する可能性がある。本出願では、本発明は、主に、浚渫カッターヘッドに取り付けられるように適合された浚渫歯（ｄｒｅｄｇｅ  ｔｏｏｔｈ）に関連して説明される。しかし、本発明の種々の態様は、他の種類の磨耗アセンブリ（例えば、シュラウド）と共に、他の種類の掘削装置（例えば、建設用のバケット等または採鉱装置、など）のために使用され得る。
【００３６】
[0048]アセンブリ１００および／またはその複数の部分は、「上方」、「下方」、「水平」、「垂直」、「前方」および「後方」などの相対的な用語で説明される場合がある。これらの用語は本質的な意味として解釈されず、単に説明を容易にするために提示される。掘削作業中、特に浚渫作業中の磨耗アセンブリ１００の向きは大幅に変化し得る。これらの相対的な用語は、他に特に明記しない限り、図２に示される磨耗アセンブリ１００の向きを参照して理解されるべきである。
【００３７】
[0049]磨耗アセンブリ１００は、浚渫カッターヘッド（または、他の掘削装置）に固定されるベース１０２と、磨耗部材１０４と、ベース１０２に対して磨耗部材１０４を着脱自在に保持するためのロックまたは係合システム１０６と、を有する（図２および６）。このロックまたは係合システムは既知のリテーナまたはピン（図示せず）の形態であってよいが、好適には以下に記載される構成を有する。
【００３８】
[0050]ベース１０２（本明細書では「アダプタ」とも称され得る）は、磨耗部材１０４が装着される前方に突出するノーズ１０８と、浚渫カッターヘッド（または、他の掘削装置）のアームに固定される装着端部１１０（図３を参照）とを有する。ベース１０２は、アームの一部として鋳造されるか、アームに溶接されるか、または、機械的手段によって取り付けられてよい。ベース１０２は、単に例として、各々が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，４７０，２１０号明細書および米国特許第６，７２９，０５２号明細書に開示されるものなどのカッターヘッドに対して形成されて装着され得る。装着端部１１０は、カッターヘッドのアームに対して相対的に回転するのを防止するような、さらには、アセンブリ１００がカッターヘッドのアームから意図せず分離されるのを防止するようなサイズおよび形状であってよい。
【００３９】
[0051]浚渫歯では、磨耗部材１０４（本明細書では「ポイント」とも称され得る）は、長くて細いビットの形態の作業区間１１２（本明細書では「ビット」とも称される）と、ベース部材１０２のノーズ１０８を受けるためのソケット１２０を画定する装着区間１１４とを備える。磨耗部材１０４は、各切削経路で概して同様に地面に係合されるようにカッターヘッドによって回転される。したがって、磨耗部材１０４は先導側１２２および後端側１２４を有する。先導側１２２は、カッターヘッドが回転するときに地面に最初に係合されて地面を貫通するのを先導する側である。本発明では、後端側１２４は、作業区間１１２を通して、さらには、装着区間１１４の少なくとも一部分を通して（図７Ｂおよび７Ｃを参照）、先導側１２２より幅が小さい（すなわち、磨耗部材１０４の長手方向軸１２８に対して垂直な平面において（図７および７Ａも参照））。一部の実施形態では、後端側１２４は磨耗部材１０４の全長を通して先導側１２２より幅が小さい。
【００４０】
[0052]図２および７Ａに示されるように、磨耗部材１０４の少なくとも作業区間１１２は、好適には、概して台形の横断面構成を有し、先導側１２２は後端側１２４より幅が広い。「横断面構成」という用語は、本明細書では、磨耗部材１０４の長手方向軸１２８に対して垂直な平面に沿った二次元構成を意味するのに使用される。このように磨耗部材１０４が細くなっていくことにより、切削中に側壁１３０および１３２が先導側１２２に隠れるようになり、それにより、切断作業において抵抗がほとんど発生しなくなる（本明細書では、抵抗機構のこのような減少する機構は「側面の逃げ」とも呼ばれる）。一部の構造では、側壁１３０、１３２は約１６度の角度θで後端側１２４に向かって収束するが（図７Ａを参照）、他の角度構成も可能である。先導側１２２、後端側１２４および側壁１３０、１３２は、平坦であっても、湾曲していても、または不規則な形状であってもよい。また、側面の逃げを形成するために、台形以外の形状が使用されてもよい。
【００４１】
[0053]使用時、浚渫用磨耗部材（ｄｒｅｄｇｅ  ｗｅａｒ  ｍｅｍｂｅｒ）１０４は各切削経路で（すなわち、カッターヘッドの各回転で）特定の深さまで地面を貫通する。磨耗部材の耐用寿命のほとんどの期間では、作業端部１１２のみが地面を貫通する。一例としては、一回の切削サイクル時の地表面は、切削経路の中央位置において、概して図７の線７Ｂ−７Ｂに沿って延びる。作業端部１１２のみが地面を貫通するため、さらには、作業端部１１２が比較的細いため、切削作業で発生する抵抗は制御可能な限度内にある。しかし、多数の浚渫歯が高速で地面を通過するように終始駆動されるため、所要動力は常に大きいことから、この作業、特に岩を切削する作業では、磨耗部材１０４のビット部分１１２における抵抗も軽減することが有利である。
【００４２】
[0054]一部の好適な構成では、側壁１３０、１３２は、後端側１２４に向かって収束することに加えて、切削プロファイル（図７Ｂ）において先導側１２２に隠れるように構成される。「切削プロファイル」という用語は、本明細書では、（ｉ）地面を通る切削経路の中心位置における移動方向に平行であり、かつ、（ｉｉ）横方向において長手方向軸に対して垂直である、平面に沿った、磨耗部材１０４の地面を貫通する部分の断面構成を意味するのに使用される。切削プロファイルは、使用時に磨耗部材１０４に加えられる抵抗を実際の横断面よりも良好に示す。切削プロファイル内での側面の逃げの形成は、側壁が後端側に向かって収束する角度と、磨耗部材表面の後方への軸方向傾斜または拡大と、に依存する。本発明は、切削プロファイルの全体を見た場合に、先導側１２２から後端側１２４にかけて概して細くなる幅を提供するものである。切削プロファイル内の側面の逃げは、好適には、予想されるカッターヘッドの切削角度を横断して延びるが、この側面の逃げが少なくとも１つの切削角度内に存在する場合でも利点が得られる場合がある。単に一実施例として、図７Ｂに示される断面構成が、地面を通るように駆動されている磨耗部材１０４の一部分の１つの切削プロファイルを示している。見て分かるように、作業端部１１２は、抵抗を軽減するために側壁１３０、１３２が後端側１２４に向かって収束しているような切削プロファイルにおいても側面の逃げを有する。
【００４３】
[0055]作業区間１１２が磨耗すると、地表面は徐々に後方に移動していき、磨耗部材１０４のより後方のより厚い部分が各切削サイクルで地面を通るように押し込まれる。したがって、作業部材が磨耗すると、カッターヘッドを駆動させるためにより大きい動力が必要となる。最終的に、作業区間１１２が大きく磨耗すると、磨耗部材１０４の装着区間１１４が各切削経路で地面を通るように駆動されるようになる。本発明による少なくとも一部の例示の構造では、装着区間１１４は、装着区間の少なくとも前端部（図７Ｃ）のところで側面の逃げを継続して有し、好適には装着区間１１４全体を通して側面の逃げを継続して有する。
【００４４】
[0056]図２、６および７に見られるように、装着区間１１４は、ソケット１２０内でノーズ１０８を受けるのに対応するために、さらには、磨耗部材１０４とベース１０２とを相互接続させるために十分な強度を有するために、作業区間１１２より大きくなっている。側壁１３０、１３２は後端側１２４に向かって収束するように傾斜している。この一実施例では、線７Ｃ−７Ｃに沿った側壁１３０、１３２の傾斜は約２６度の角度ａであるが（図７Ｂ）、他の傾斜が使用されてもよい。上で考察したように、切削プロファイル内での所望の側面の逃げは、側壁１３０、１３２の横方向の傾斜と磨耗部材１０４の軸方向の拡大部との関係に依存する。
【００４５】
[0057]上述したように、使用時、作業区間１１２は、装着区間１１４の一部分がカッターヘッドの回転中に地面を通るように駆動されるようになる程度まで、下方に磨耗される場合がある。所望される場合、本発明による少なくとも一部の例示の構造では、側壁１３０、１３２のテーパは磨耗部材１０４の前端部１３４から後端部１３６まで継続される。装着区間１１４内に側面の逃げが存在することにより、加えられる抵抗が軽減され、したがって地面を通るように駆動される際に必要となる動力が減少する。また、抵抗が軽減されることにより、装着区間１１４が地面を貫通するようになる箇所まで磨耗部材１０４が磨耗しても、カッターヘッドを継続して作動させることが可能となる。従来のほとんどの磨耗部材では、装着区間は、後端側に向かって収束する側壁を有する台形の横断面構成を有さない。切削プロファイル内に側面の逃げが存在しないことから、従来の磨耗部材は、特に本発明の磨耗部材１０４と比較して、地面を通るように駆動される際に大きな抵抗が加えられる。このように従来の磨耗部材では大きい抵抗が発生するため、多くの操作者は、作業区間が完全に磨耗していない可能性のある場合でも、それらの装着区間が地面を通るように駆動され始めるときに磨耗部材を交換する。本発明の少なくとも一部の実施例では、磨耗部材１０４は、従来の多くの磨耗部材と比較すると、作業区間１１２がより磨耗された状態になるまでベース１０２上に留められ得る。
【００４６】
[0058]上述したような、作業区間１１２および装着区間１１４内に側面の逃げを有する磨耗部材１０４の使用は、多様なノーズ構成およびソケット構成を用いて利用可能である。しかし、本発明による少なくとも一部の例示に構成では、ノーズ１０８の前端部１４０は、断面が台形形状である前方を向いた支持面またはスラスト面１４２を有する（図２〜６）。同様に、磨耗部材１０４内に形成されるソケット１２０の前端部１５０は、スラスト面１４２に面するように設定される相補的な台形形状の支持面またはスラスト面１５２を有するように形成される（図６、７、７Ｃおよび９）。スラスト面１４２、１５２は任意の所望される形状（半球から平面さらには凹面までの任意の形状など）であってよいが、本発明による一部の例示の構造では、スラスト面１４２は、その中心位置（または、その中心位置の近傍）がスラスト面１４２の最も前側の位置にくるように、外側に緩やかに湾曲していてよい（例えば、球の一部分または弧（または、セグメント））。他の実施例では、スラスト面１４２は２つの垂直な軸を中心に窪んでいるかまたは湾曲している。スラスト面１５２はスラスト面１４２の形状に適合するようなまたは実質的に適合するような形状であってよい。主荷重に耐えるための、適合する湾曲形状（例えば、球状の弧）のスラスト面１４２および１５２は、作業区間１１２にかかる荷重が切削作業の過程で変化するときに（例えば、軸方向の荷重から非軸方向の荷重に変化するときに）傾いたり位置がずれたりすることなくスラスト面１４２および１５２が接触した状態を維持するのを補助する。スラスト面１４２、１５２は平坦であるかまたは凹面であってよく、あるいは、意図する使用の場合に予想されるスラスト荷重に十分に抵抗する限りにおいて、他の形状であってもよい。
【００４７】
[0059]ノーズ１０８は前端部１４０の後方に本体１６０を有する（図３〜５）。本体１６０は、上面１６２と、下面１６４と、側面１６６、１６８とによって画定される。一部の例示の構造では、本体の表面１６２〜１６８は後方に広がっており、したがって、ノーズ１０８は、切削の過酷な環境に耐えるようにより強靭なノーズを形成するために前端部１４０から外側に拡大している。しかし、上面１６２および下面１６４のみが互いから広がり、側面１６６、１６８が互いに実質的に平行に軸方向に延在することも可能である。ソケット１２０は、本体１６０を受けるために前端部１５０の後方に主要部分１８０を有する。主要部分１８０は、本体の表面１６２〜１６８のそれぞれに概して適合する、上壁１８２と、下壁１８４と、側壁１８６、１８８とを有する。本発明による少なくとも一部の好適な例示の構成では、本体１６０および主要部分１８０は各々が台形の横断面構成を有する。主にノーズ１０８およびソケット１２０の長手に沿って台形形状を使用することにより、軸１２８を中心とした磨耗部材１０４の回転に抵抗するための離間した隆起部として機能する４つの角部１７０、１９０が形成される。
【００４８】
[0060]また、本発明による少なくとも一部の例示の構造では、本体の表面１６２〜１６８およびソケットの壁１８２〜１８８のうちの少なくとも１つ（また、好適にはそれらのすべて）が相互に湾曲した構成を有する（図４、５、７、７Ｃおよび８を参照）。すなわち、本発明による一部の例示の構造では、本体の表面１６２〜１６８は、好適には、実質的にその全幅にわたって窪んで湾曲しており、本体１６０のそれぞれの４つの側の各々に谷部１７２を画定する。同様に、ソケットの壁１８２〜１８８は好適には実質的にその全幅にわたって凸面を有して湾曲しており、谷部１７２を内で受けられる突出部１９２を画定する。ノーズの表面１６２〜１６８およびソケットの壁１８２〜１８８が実質的にその全幅にわたって好適に曲がっていることにより、作業中にベース１０２を中心に磨耗部材１０４が回転することに対する抵抗が強化され、さらには、切削時点の垂直方向の荷重および側方の荷重に対する抵抗も強化される。また、これらの谷部および突出部は、ベース１０２上での磨耗部材１０４の回転のガタつきを軽減する。曲がった表面１６２〜１６８および壁１８２〜１８８が好適ではあるが、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１１／７０６，５９２号で開示される構成などの別の谷部構成および突出部構成も本発明から逸脱することなく使用され得る。他の回転抵抗構成も本発明から逸脱することなく使用され得る。
【００４９】
[0061]谷部１７２および突出部１９２を使用することにより、また、具体的には、表面１６２〜１６８および壁１８２〜１８８の実質的に全幅にわたって漸進的に湾曲して延在するような谷部および突出部を使用することにより、磨耗部材１０４をノーズ１０８に組み付けることが容易になる。すなわち、谷部１７２および突出部１９２は、組立時に協働して磨耗部材１０４をノーズ１０８の適切な組み付け位置に誘導する。例えば、磨耗部材１０４が、最初に、ノーズ１０８上に嵌合されるときに、ノーズ１０８に対して適切に位置合わせされずにノーズ１０８に装着された場合、磨耗部材がノーズ１０８の後方に移動されるときに、谷部１７２内で受けられている突出部１９２の係合部分が適切に位置合わせするように磨耗部材１０４を回転させる傾向がある。谷部１７２および突出部１９２がこのように協働する結果、角部１７０を角部１９０内に装着して設置することが大幅に容易になり、またその速度が大幅に上がる。ソケット１２０がノーズ１０８の形状に主に適合している限りにおいて、ソケット１２０およびノーズ１０８の形状においていくつかの変形形態も使用され得る。
【００５０】
[0062]種々の図（例えば、図２、４、５、７、７Ｃおよび８）に示されるように、ノーズ１０８の前端部１４０のところおよびソケット１２０の前端部１５０のところの複数の表面（例えば、頂面、底面、および、側面）のうちの１つまたは複数が概して湾曲した構成または構造を有してよく（例えば、スラスト面１４２および１５２においてまたはその近傍において、１つの角部から隣の角部まで連続的に湾曲する）、角部も丸みを有してよい。このような湾曲した構成または構造を有する表面の少なくとも一部は、湾曲した内向き突出部を有してよい（例えば、それにより、その表面の角部が、ノーズ１０８およびソケット１２０のそれぞれの前端部１４０および１５０の中心を基準として、その表面の中心の外側に位置するようになる）。本発明によるノーズ１０８およびソケット１２０の追加のまたは代替の例示の機構は後でより詳細に説明される。
【００５１】
[0063]ノーズ１０８の前端部１４０は安定化前面２０２を有し、より具体的には、安定化上面２０２ａと、安定化下面２０２ｂと、２つの安定化側面２０２ｃとを有し、これらは全体としてノーズ１０８の前端部１４０の周囲部の周りを延在する。これらの安定化表面２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃは好適には概して台形構成を画定するが、他の形状が使用されてもよい。好適な構造では、安定化上面２０２ａは、磨耗部材１０４の外側プロファイルに適合するように安定化下面２０２ｂより狭い幅を有する。もちろん、特定の用途で所望される場合、この向きは逆転されてもよく、または、他の相対的なサイジングオプション（ｓｉｚｉｎｇ  ｏｐｔｉｏｎ）が用意されてもよい。同様に、ソケット１２０の前端部１５０を画定する内側壁は、同様の形状で同様に配置される安定化表面２１２ａから２１２ｃを有し、これらはそれぞれが安定化表面２０２ａから２０２ｃに適合して接触する。この示される例示の配置構成では、ノーズ１０８上の安定化前面およびソケット１２０内の安定化前面が、ノーズ１０８のスラスト面１４２およびソケット１２０のスラスト面１５２に隣接して配置される安定化前端部を形成する。安定化頂面２０２ａ、２１２ａおよび安定化底面２０２ｂ、２１２ｂがそれらのそれぞれのスラスト面１４２および１５２から後方に延在する。
【００５２】
[0064]安定化前面２０２、２１２は、好適には、長手方向軸１２８に実質的に平行に軸方向に延在する。本明細書においてこの文脈で使用される「実質的に平行」という用語は、平行な表面に加えて、製造または他の目的のために軸１２８からわずかな角度（例えば、約１〜７°）で、後方に広がる表面も含むことを意図する。好適な一実施形態では、各安定化前面２０２、２１２は、軸方向において、軸１２８に対して約５°以下の角度で、一部の例では約２〜３°の角度で後方に広がる。安定化前面２０２、２１２はまた、好適には、非軸方向の荷重により良好に抵抗するためにノーズ１０８およびソケット１２０を取り囲む（または、少なくともそれらの大部分を取り囲む）。しかし、上面２０２ａ、２１２ａ、底面２０２ｂ、２１２ｂ、および、側面２０２ｃ、２１２ｃのうちの１つのみまたは複数を長手方向軸１２８に実質的に平行に軸方向に延在させるように形成することで利点が得られる場合がある。
【００５３】
[0065]ノーズ１０８の前端部１４０上の安定化前面２０２は、好適には、各々が、横断面方向において横方向内向きの凹部を備える（図２および５を参照）。同様に、ソケット１２０の前端部１５０上の安定化前面２１２は、好適には、各々が、対応する横方向内向きの突出部を備える。これらの対応する内向き凹部および内向き突出部は、荷重が垂直に加えられるかまたは水平に加えられるかに関わらず、安定化表面２０２、２１２の各々が加えられるあらゆる荷重に抵抗する（例えば、垂直方向の荷重および側方の荷重に抵抗する）のを可能にする。例えば、上方向への荷重がポイントのビットに垂直に加えられる場合、荷重の少なくとも一部は、安定化下面２０２ｂに接触する安定化下面２１２ｂによって抵抗を受ける。また、前端部においてこのように対応する凹部および突出部を使用することにより、前端部１４０、１５０の後方の谷部および突出部に対して上で考察した場合と同じように、ベース上への磨耗部材の装着が強化される。
【００５４】
[0066]ノーズ１０８の後部は複数の安定化後面２００を有し、これらの複数の安定化後面２００には、具体的には、安定化上面２００ａと、安定化下面２００ｂと、２つの安定化側面２００ｃとが含まれ、これらはすべてノーズ１０８の後端部の周囲部の周りを延在する。安定化後面２００は、磨耗部材１０４に加えられる垂直方向の荷重および側方の荷重に良好に抵抗することができ、ベース部材１０２から磨耗部材１０４を押圧するような傾向はない。これらの安定化表面２００ａ、２００ｂ、２００ｃは好適にはノーズ１０８の周囲部の周りに概して台形の構成を画定するが、他の形状が使用されてもよい。好適な構成では、安定化上面２００ａは、磨耗部材１０４の外側プロファイルに適合するように安定化下面２００ｂより狭くなっている。同様に、ソケット１２０の内側壁は、同様の形状で同様に配置される安定化表面２１０ａから２１０ｃを有し、これらはそれぞれ安定化表面２００ａから２００ｃに適合して接触する。もちろん、特定の用途で所望される場合、この向きは逆転されてもよく、または、他の相対的なサイジングオプションが用意されてもよい。また、後でより詳細に説明するように、安定化前面２０２、２１２および安定化後面２００、２１０は好適には安定化表面の離間したバンドを形成し、これらは各々が、ノーズ１０８およびソケットの全周囲部の周り、または、それらの全周囲部の少なくとも大部分の周りを延在する。
【００５５】
[0067]より具体的には、谷部１７２を備えるノーズ表面１６２〜１６８の各々が、好適には、ノーズ１０８に強度をもたらすために、ノーズ１０８の安定化後面２００に達するまで、後方に進むにつれて外側に拡大していくように軸方向において傾斜する。同様に、突出部１９２を備えるソケットの壁１８２〜１８８も表面１６２−１６８に適合するように各々が拡大していく。ソケットの壁１８２〜１８８はまた、安定化後面２００に押し付けられる安定化後面２１０を画定する。安定化後面２００、２１０は長手方向軸１２８に実質的に平行である。上述したように、本明細書においてこの文脈で使用される「実質的に平行」という用語は、平行な表面に加えて、製造または他の目的のために軸１２８からわずかな角度（例えば、約１〜７°）で、後方に広がる表面も含むことを意図する。好適な一実施形態では、各安定化後面２００、２１０は、軸方向において、軸１２８に対して約７°以下の角度で、一部の例では約２〜３°の角度で後方に広がる。安定化後面２００、２１０はまた、好適には、非軸方向の荷重により良好に抵抗するためにノーズ１０８およびソケット１２０を取り囲む（または、少なくともそれらの大部分を取り囲む）。しかし、ノーズ１０８およびソケット１２０の上面、下面および側面のうちの１つのみまたは複数にこのような安定化表面２００、２１０を有することで利点が得られる場合がある。
【００５６】
[0068]種々のソケット１２０の表面とノーズ１０８が接触することは掘削作業中に起きやすいが、スラスト面１４２、１５２との間で接触が起こること、対応する安定化前面２０２、２１２が存在すること、および、対応する安定化後面２００、２１０が存在することは、歯に加えられる荷重に対する主抵抗力を提供することを意図しており、それにより所望の安定性が得られる。これらの安定化表面２００、２０２、２１０、２１２は長手方向１２８において比較的短い軸方向延長部を有するように形成されてよいが、これらはより長い構造や別の構造を有してもよい。安定化表面、具体的には安定化前面２０２および２１２が存在することにより、磨耗部材１０４がノーズ１０８上に装着されるときに磨耗部材１０４を位置合わせすることが補助される。
【００５７】
[0069]安定化前面２０２、２１２および安定化後面２００、２１０は、ノーズ１０８上で磨耗部材１０４を安定させるように、さらには、構成要素内の応力を低減するように、設けられる。ノーズ１０８の前端部１４０のところにある安定化前面２０２およびソケット１２０の前端部１５０のところにある安定化前面２１２は、それぞれ、加えられる荷重の方向に関係なく、荷重に直接に対向して、軸方向および非軸方向における後方への力に安定して抵抗することができる。安定化後面２００、２１０は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，７０９，０４３号明細書で説明されるように、磨耗部材１０４の後部におけるガタつきを軽減することにより、さらには、磨耗部材１０４の後方部分に安定した抵抗力を提供することにより、安定化前面２０２、２１２を補完する。ノーズ１０８およびソケット１２０の全周囲部の周り（または、これらの部材の全周囲部の少なくとも大部分の周り）を延在する安定化表面２００、２０２、２１０および２１２を用いることで、任意の方向に加えられる非軸方向の過重にも抵抗できるようになる。
【００５８】
[0070]ソケット１２０の主要部分は、好適には、対合される形状のノーズ１０８を受けるために概して台形の横断面構成を有する（図７Ｃおよび８を参照）。ソケット１２０のこの概して台形の横断面構成は、ノーズ１０８の外面の概して台形の横断面構成に概して従う。ソケット１２０およびノーズ１０８の外面がこのように協働するような形状を有することにより、磨耗部材１０４内で受け入れられるノーズ１０８のサイズが最大化され、鋳造工程での磨耗部材１０４の製造が容易になり、また、重量当たりの強度が向上する。しかし、様々な別の構成が使用されてもよい。
【００５９】
[0071]ノーズの壁１６２〜１６８およびソケットの壁１８２〜１８８は、概して、実質的にそれらの全長に沿って互いに適合して対合されるような形状であってよいが、好適には、安定化前面および安定化後面に沿って荷重下でより良好に接触が行われるように、例えば図６に示されるように、ノーズの壁１６２〜１６８およびソケットの壁１８２〜１８８の長手の中間部分に沿って１つまたは複数の隙間２２０が存在する。隙間は嵌合部分の他の箇所に沿って設けられてもよい。図６に示される例示の構造では、上面、下面および側面の各々に沿って、ノーズおよびソケットの中央区間の安定化表面２００、２０２、２１０、２１２の間に隙間２２０が設けられる。また、これらの隙間２２０は、ノーズ１０８をソケット１２０内により容易に嵌合するのを補助することができ、ノーズ１０８をソケット１２０から容易に取り外すのを補助することができ、さらには、ノーズ１０８およびソケット１２０の全体を製造する際の厳密な公差および／または精度の必要性を軽減することができる。安定化前面２０２、２１２および安定化後面２００、２１０が存在することで、隙間（複数可）２２０を比較的大きく作ることが可能となり、それにより、所望されない接触が起きないようになる（それにより、接触箇所の間で所望のレバーアーム距離が維持される）。作業部材１０４のソケット１２０内において、ノーズ１０８の前方部および後部の両方に安定化表面２００、２０２、２１０、２１２が存在することにより、磨耗部材１０４とノーズ１０８との間での相対運動が軽減され、これらの部品の耐用寿命が延びる。
【００６０】
[0072]安定化前面および安定化後面２００、２１０（さらには、ソケット１２０内の対応する表面）の離間されたバンドは、アセンブリ１００があらゆる方向から加えられる荷重に効果的に抵抗するのを可能にする。例えば、磨耗部材１０４の前端部１３４に加えられる下方向への荷重Ｌ１（図２を参照）は、十分に抵抗できない場合には磨耗部材１０４をノーズ１０８から離して前方に回転させる傾向がある。アセンブリ１００内のこのような荷重は、概して、安定化前面２０２（例えば、頂面２０２ａ）および安定化後面２００（例えば、底面２００ｂ）（さらには、ソケット１２０内に設けられる対応する安定化表面２１２および２１０）によって抵抗を受ける。同様に、前端部１３４に加えられる側方の荷重Ｌ２は、概して、一方側では安定化前面２０２ｃにより、もう一方側では安定化後面２００ｃにより（さらには、ソケット１２０内に設けられる対応する安定化表面２１２および２１０により）抵抗を受ける。安定化表面２００、２０２、２１０、２１２を使用することにより、ロック１０６に過度に依存することなくこのような荷重に安定して抵抗できるようになる。周囲部の全体またはその大部分の周りにある安定化表面のバンドを使用することにより、実質的にすべての方向において支持を強化することが可能となるが、このことは特に浚渫作業において重要である。しかし、安定化表面のバンドは、所望される場合は、周囲部全体の周りに形成される必要はない。
【００６１】
[0073]好適な実施形態では、ノーズ１０８およびソケット１２０の上面、下面および側面には、好適には、その全長にわたって、ノーズ１０８の場合は横方向内向きの凹部およびソケット１２０の場合には横方向内向きの突出部が設けられる。しかし、ノーズ１０８の前端部１４０およびソケット１２０の前端部１５０のみにこのような構成を設けることによって、すなわち、前端部の後方に別の形状のノーズおよびソケットを設けることによって、安定性、強度および／または装着性に関する利点が得られる場合がある。また、前端部１４０、１５０は、好適には、上で考察したように、長手方向軸１２８に実質的に平行に軸方向に延在する安定化表面を有するように形成され、さらには、横方向内向きの凹部および突出部を有する。しかし、一部の利点は、このような好適な軸方向の延長部がなくても得られる。
【００６２】
[0074]多様な異なるロックが、磨耗部材１０４をベース１０２に着脱自在に固定するのに使用され得る。しかし、好適な実施形態では、ロック１０６は、磨耗部材１０４内の好適には後端側壁１２４内に形成される開口部３００内で受けられるが、この開口部３００は他の場所に形成されてもよい。開口部３００は、好適には、軸方向に細長い形状を有し、前壁３０２、後壁３０４および側壁３０６、３０８を有する。後でより詳細に説明するように、ロック１０６は、開口部３００の後壁３０４に押圧されるように係合される。ロック１０６を保護するために、さらには強度を向上させるために、開口部３００の周りにリム３１０が設けられる。また、リム３１０は、外面のさらに外側まで延在するように後壁３０４に沿って拡大されており、ロック１０６を通過させるための穴３１２を画定している。穴３１２はロック１０６の位置を安定させ、操作者がロック１０６に容易に接触するのを可能にする。
【００６３】
[0075]ノーズ１０８は、ロック１０６に係合されるためにノーズ１０８の上側１６２から外側に突出する止め具３２０を有する。止め具３２０は、好適には、使用時にロック１０６の前端部を中で受けて保持するための凹面の湾曲した凹部を備える後方面を有するが（図６を参照）、ロック１０６を止め具３２０に係合させるのに他の配置構成が使用されてもよい。例示の一構造では、磨耗部材１０４がノーズ１０８上に装着されるときに止め具３２０のためのクリアランスを形成するために、開口部３００は十分に長く、後端側壁１２４は十分に傾斜している。しかし、必要に応じて、止め具３２０を通過させるための逃げ面または他の形態のクリアランスがソケット１２０内に設けられてもよい。さらに、止め具３２０の突出部は、好適には、ロック１０６の一部分を受け入れるための窪み３２２を設けることによって制限される。好適には、止め具３２０は、ノーズ構造をより強くより堅牢に維持するために、ノーズ１０８内に開口部を有さない。
【００６４】
[0076]この例示の構造のロック１０６は、磨耗部材１０４をベース１０２上で保持するために、さらにはノーズ１０８上での磨耗部材１０４の嵌合を締めつけるために、概して軸方向に方向付けられる直線状のロックであってよい。軸方向に方向付けられた直線状のロックを使用することにより、ノーズ１０８上での磨耗部材１０４の嵌合を締めつけるためのロック１０６の能力が向上する。すなわち、直線状のロックは締め具の長さを長くし、スラスト面１４２および１５２を互いに接触させてより堅固に保持する（このようにスラスト面１４２とスラスト面１５２が接触することは、磨耗部材１０４とノーズ１０８との間の主要な接触形態のうちの１つである）。好適な１つの構造的な配置構成では、ロック１０６は、前端部およびヘッド３２６を備える後端部を有するねじ切りされたシャフト３２４と、シャフト３２４に螺合されるナット３２８と、ばね３３０と、を有する。ばね３３０は、好適には、発泡材、ゴムまたは他の弾性材料で構成される一連の弾性ディスク３３２で形成され、これらの一連の弾性ディスク３３２は、好適にはワッシャの形態のスペーサ３３４によって分離される。十分な力、弾力性および締め具を提供するのに、複数のディスク３３２が使用されてよい。スペーサ３３４が複数の弾性ディスク３３２を隔離することから、これらの複数の弾性ディスクは一連の個別のばね部材として作動する。スペーサ３３４は好適には金属または金属合金で構成されるが、スペーサ３３４は所望される場合はプラスチックなどの他の材料で作られてもよい。また、この好適な構造のばね３３０は、製造およびシャフト３２４への組み付けに関して経済的である。しかし、他の種類のばねが使用されてもよい。好適には、後壁３０４に対して十分な支持を提供するために、ばね３３０の後端部のところにスラストワッシャ３３６または他の手段が設けられる。
【００６５】
[0077]シャフト３２４はばね３３０の中心を延在してナット３２８に係合される。シャフト３２４の前端部が止め具３２０の凹部内に嵌合され、それによりシャフト３２４が支持のために止め具３２０に面するように設置されるようになる。ロック１０６の後端部は、使用者が開口部３００の外側からロック１０６に接触するのを可能にするように磨耗部材１０４内の穴３１２を通って延在する。シャフト３２４は、好適には、ヘッド３２６への接触がより容易になるように軸１２８に対して角度をつけて設置される。ばね３３０は、ロック１０６が締めつけられるときに磨耗部材１０４に付勢力を提供することができるように、後壁３０４とナット３２８との間に設置される。穴３１２は好適にはヘッド３２６より大きく、それにより、ロック１０６をアセンブリ１００内に装着する際にヘッド３２６が通過することが可能となる。また、穴３１２は、シャフト３２４を上方から容易に挿入するのを可能にするためにオープンスロットとして形成されてよい。示されるヘッド３２６の代わりに、他の工具係合構造が使用されてもよい。
【００６６】
[0078]使用時、磨耗部材１０４がノーズ１０８上を摺動し、ノーズ１０８がソケット１２０内に嵌合される（図２および６）。ロック１０６は、開口部３００の外側からシャフト３２４の周りに嵌合された状態で、出荷、保管および／または設置のために着脱可能なリテーナ（例えば、単純なビニルタイ）により穴３１２内で一時的に保持されてよく、あるいは、磨耗部材１０４がノーズ１０８に嵌合された後に装着されてもよい。いずれの場合も、シャフト３２４が穴３１２を通して挿入され、その前端部が止め具３２０の凹部内に設置される。ロック１０６はノーズ１０８の外面に沿うによう位置決めされることから、荷重に抵抗するようにロック１０６を収容するために、ノーズ１０８内に穴またはスロットなどを形成する必要はない。磨耗部材１０４を保持するためにロック１０６を圧縮状態まで締めつけるために、ヘッド３２６が工具に係合されてその工具によって回転される（すなわち、シャフト３２４がナット３２８に対して相対的に回転されて、前端部が止め部３２０に対して押圧される）。この動きにより、ナット３２８と後壁３０４との間で圧縮されているばね３３０に逆らってナット３２８が後方に引き上げられる。このようにしてロック１０６を締めつけることにより、磨耗部材１０４がノーズ１０８に対して堅固に引き寄せられて（すなわち、前方のスラスト面１４２、１５２が係合されて）滑り嵌めされ、それにより使用時の磨耗が減る。シャフト３２４をさらに回転させることによりばね３３０がさらに圧縮される。ノーズ１０８およびソケット１２０が磨耗し始めると、圧縮されたばね３３０が磨耗部材１０４を後方に付勢する。この好適なノーズ１０８および磨耗部材１０４の配置構成の安定性により軸方向ロック１０６を使用することが可能となる。すなわち、ロック１０６には曲げ力（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）がほとんど加えられず、ベース１０２に対して磨耗部材１０４を保持するのに、ボルトの高い軸方向圧縮強度を利用することが可能となる。ロック１０６は、軽量であり、ハンマーレスであり、製造が容易であり、空間をそれ程占有せず、ノーズ１０８内に開口部を一切必要としない。
【００６７】
[0079]本発明による好適な例示の一構造では、ロック１０６はまた、ナット３２８を用いてシャフト３２４に嵌合されるインジケータ３４０を有する。インジケータ３４０は、例えば、鋼または他の剛性材料で形成されるプレートであってよく、このプレートは、開口部３００の側壁に緊密に嵌合されるが開口部３００内で堅固に嵌合されない側方縁部を有する。インジケータ３４０は、シャフト３２４が回転されるときにナット３２８が回転されるのを防止するようにナット３２８を完全にまたは部分的に受けるための開口部を有する。インジケータ３４０の側方縁部が開口部３００の側壁に接して緊密に受けられることにより、インジケータ３４０が回転することが防止される。別法として、所望される場合、インジケータ３４０は、ナット３２８として機能するねじ切りされた孔（ｂｏｒｅ）を有してよく、ナット３２８を保持してナット３２８が回転するのを防止するために他の手段が設けられてよい。また、所望される場合、インジケータ３４０はナット３２８から分離されていてよい。
【００６８】
[0080]インジケータ３４０は、シャフト３２４および／またはばね３３０に過度な応力を加えることなく磨耗部材１０４に所望の圧力を加えるようにシャフト３２４が適切に締めつけられたことを視覚的に指示する。本発明に従って考えられる一構造では、インジケータ３４０は、例えばリム３１０および／または開口部の内側の側壁に沿うように、開口部３００に沿って形成される標示物３４２と協働する。標示物３４２は好適には一方または両方の側壁に沿ってリム３１０上にあるが、他の構造を有してもよい。標示物３４２は、磨耗が発生し始めた後にロック１０６を再び締めつけるときに、さらには、すべての部品が新しい場合に最初に締めつけるときに使用され得るように、例えば、単なる印ではない隆起部または何らかの構造であってよい。
【００６９】
[0081]シャフト３２４が回転されてナット３２８が後方に引き上げられるとき、インジケータ３４０が開口部３００内でナット３２８と共に後方に移動する。インジケータ３４０が標示物３４２に位置合わせされている場合、操作者は締めつけを止めてよいことを知る。この位置では、ロック１０６が、ノーズ１０８上の磨耗および／またはソケット１２０内の磨耗に関係なく、磨耗部材１０４に所定の圧力を加える。したがって、ロック１０６の締めつけが不足することおよびロック１０６の締めつけが過度になることの両方が容易に回避され得る。代替形態として、インジケータ３４０を省略して、シャフト３２４を所定量のトルクまで締めることも可能である。
【００７０】
[0082]大きいスラスト面（１４２、１５２）が接触すること、さらには、安定化前面（２０２、２１２）および安定化後面（２００、２１０）が存在することおよびこれらの表面が接触すること、ならびに、ロック機構１０６（例えば、上述したような）が存在することにより、現在入手可能な多くのシステムと比較して、磨耗部材１０４およびノーズ１０８を大幅に後方まで磨耗させることが可能となり（スラスト面領域内の磨耗を含む）、ここでは一時的な溶接補修が必要ない。多くの事例において、所望される場合、エンドユーザーは、装着ベース１０２全体の代わりに、または、装着ベース１０２全体を交換することにより、ノーズ１０８を再構築することができる。さらに、ノーズ１０８上の磨耗に関係なく、ロック１０６は、磨耗部材１０４が装着されるときにノーズ１０８上での磨耗部材１０４の予荷重力を比較的安定させて維持するのを補助する。スラスト面１４２、１５２、安定化前面２０２、２１２および安定化後面２００、２１０、ならびに／または、ロック機構１０６（例えば、上述したような）を含む本発明の態様により、ノーズ１０８上での磨耗部材１０４の安定性が向上し、ノーズ上で磨耗部材１０４が動くことが減り、それによりノーズ上の磨耗が軽減され、寿命が延びる。
【００７１】
[0083]本発明の種々の態様は、好適には、最適な性能および利点を得るためにまとめて使用される。しかし、異なる態様が個別に使用されてもよく、それによりそれらの各々が有する利点が得られる。
結論
[0084]種々の例示の構造、機構、要素、および、構造と機構と要素との組み合わせを参照して、上で添付図面と併せて本発明を説明した。しかし、本開示によって提示される目的は、本発明に関連する種々の機構および概念の実施例を提供することであり、本発明の範囲を制限することではない。本発明の範囲から逸脱することなく、上述の例示の構造に対して多数の変形形態および修正形態が作られ得ることを当業者であれば理解するであろう。
〔態様１〕
概して長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する、掘削装置のための磨耗部材であって、前記装着区間が、前記掘削装置に固定されたベースを受けるためのソケットを有し、前記ソケットが、頂面、底面、第１の側面および第２の側面を含む安定化前端部を有し、前記頂面および前記底面のうちの少なくとも１つが横方向内向きの突出部を有し、前記長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する、磨耗部材。
〔態様２〕
前記頂面および底面の各々が横方向内向きの突出部を有し、前記長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する、態様１に記載の磨耗部材。
〔態様３〕
前記第１の側面および前記第２の側面の各々が横方向内向きの突出部を有し、前記長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する、態様１に記載の磨耗部材。
〔態様４〕
前記頂面、前記底面、前記第１の側面および前記第２の側面の各々が横方向内向きの突出部を有し、前記長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する、態様１に記載の磨耗部材。
〔態様５〕
前記内向きの突出部の各々が、前記安定化前端部の実質的に全幅にわたって湾曲して延在する、態様１に記載の磨耗部材。
〔態様６〕
掘削装置のための磨耗アセンブリであって、
前記掘削装置に固定されるベースと、
概してその長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する磨耗部材であって、前記装着区間が、頂面、底面、第１の側面および第２の側面を含む安定化前端部を有するソケットを含み、前記頂面および前記底面のうちの少なくとも１つが横方向内向きの突出部を有し、前記長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する、磨耗部材と、
前記ベースに対して前記磨耗部材を着脱自在に保持するための係合システムと
を有する、磨耗アセンブリ。
〔態様７〕
前記ベースが、前記ソケットの前記安定化前端部の形状に実質的に従う形状の外面構成を有する前端部を有するノーズを含む、態様６に記載の磨耗アセンブリ。
〔態様８〕
概して長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する、掘削装置のための磨耗部材であって、前記装着区間が、前記掘削装置に固定されたベースを受けるためのソケットを有し、前記ソケットが、前方スラスト面、頂面、底面、第１の側面および第２の側面を有し、前記頂面および前記底面のうちの少なくとも１つが、前記前方スラスト面から前記ソケットの実質的に全長に沿って延在する横方向内向きの突出部を有する、磨耗部材。
〔態様９〕
前記第１の側面および前記第２の側面の各々が、前記前方スラスト面から前記ソケットの実質的に全長に沿って延在する横方向内向きの突出部を有する、態様８に記載の磨耗部材。
〔態様１０〕
前記頂面、前記底面、前記第１の側面および前記第２の側面の各々が、前記前方スラスト面から前記ソケットの実質的に全長に沿って延在する横方向内向きの突出部を有する、態様８に記載の磨耗部材。
〔態様１１〕
前記内向きの突出部の各々が、前記安定化前端部の実質的に全幅にわたって湾曲して延在する、態様１０に記載の磨耗部材。
〔態様１２〕
掘削装置のための磨耗アセンブリであって、
前記掘削装置に固定されるベースと、
概してその長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する磨耗部材であって、前記装着区間が、前方スラスト面、頂面、底面、第１の側面および第２の側面を有するソケットを含み、前記頂面および前記底面のうちの少なくとも１つが、前記前方スラスト面から前記ソケットの実質的に全長に沿って延在する横方向内向きの突出部を有する、磨耗部材と、
前記ベースに対して前記磨耗部材を着脱自在に保持するための係合システムと
を有する磨耗アセンブリ。
〔態様１３〕
前記ベースが、前記ソケットの前記横方向内向きの突出部の各々を受けるような形状の谷部を含む外面構成を有する前端部を有するノーズを含む、態様１２に記載の磨耗アセンブリ。
〔態様１４〕
概して長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する、掘削装置のための磨耗部材であって、前記装着区間が、前記掘削装置に固定されたベースを受けるためのソケットを有し、前記ソケットが、頂面、底面、第１の側面および第２の側面を有し、前記頂面および前記底面のうちの少なくとも１つが、前記ソケットの前端部のところにある第１の軸方向部分、および、前記ソケットの後端部の近傍にある第２の軸方向部分を有し、各軸方向部分が横方向内向きの突出部を有するように形成され、前記長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する、磨耗部材。
〔態様１５〕
前記第１の側面および前記第２の側面の各々が、前記ソケットの前端部のところにある第１の軸方向部分、および、前記ソケットの後端部の近傍にある第２の軸方向部分を有し、各軸方向部分が横方向内向きの突出部を有するように形成され、前記長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する、態様１４に記載の磨耗部材。
〔態様１６〕
前記内向きの突出部の各々が、前記安定化前端部の実質的に全幅にわたって湾曲して延在する、態様１５に記載の磨耗部材。
〔態様１７〕
掘削装置のための磨耗アセンブリであって、
前記掘削装置に固定されるベースと、
概してその長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する、掘削装置のための磨耗部材であって、前記装着区間が、頂面、底面、第１の側面および第２の側面を有するソケットを含み、前記頂面および前記底面のうちの少なくとも１つが、前記ソケットの前端部のところにある第１の軸方向部分、および、前記ソケットの後端部の近傍にある第２の軸方向部分を有し、各軸方向部分が横方向内向きの突出部を有するように形成され、前記長手方向軸に実質的に平行に軸方向に延在する、磨耗部材と、
前記ベースに対して前記磨耗部材を着脱自在に保持するための係合システムと
を有する、磨耗アセンブリ。
〔態様１８〕
前記ベースが、前記ソケットの前記第１の軸方向部分の形状に実質的に従う外面構成を有する前端部を有するノーズを含む、態様１７に記載の磨耗アセンブリ。
〔態様１９〕
概して長手方向軸に沿って延在する作業区間および装着区間を有する、掘削装置のための磨耗部材であって、前記装着区間が、前記掘削装置に固定されたベースを受けるためのソケットを有し、前記ソケットが、前方スラスト面を含む前端部、さらには、前記前方スラスト面に隣接してその後方にある頂面、底面、第１の側面および第２の側面を有し、前記第１の側面、前記第２の側面、ならびに、前記頂面および前記底面のうちの少なくとも１つが、横方向内向きの突出部を有する、磨耗部材。
〔態様２０〕
前記横方向内向きの突出部の各々が、前記前端部の実質的に全幅にわたって湾曲して延在する、態様１９に記載の磨耗部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
0005952190.tif 000009
【図７Ｂ】
0005952190.tif 000010
【図７Ｃ】
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【図８】
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