(57)【要約】  マルチ工具取り付けシステムは解体装置に取り付けられるように構成されている。このシステムは、解体装置に取り付けられる汎用本体を備えている。汎用本体には一連の工具を独立的に取り付けることができる。汎用本体は、この汎用本体に沿って長手方向に延出するガイドスロットを有する。各ツールは、一般に、汎用本体から延出するとともに工具の各ジョーに取り付け可能な少なくとも１つのリンケージによって、汎用本体に揺動可能に取り付けられるように構成された一対の揺動可能ジョーを有する。ガイドスロット内にはスライド部材が受け入れられ、各リンケージがこのスライド部材に取り付けられ、ピストン/シリンダ構造が汎用本体に取り付けられるとともにスライド部材とジョーとを動かすべくスライド部材に接続されている。マルチ工具取り付けシステムはクイック交換機能を備えると共に、移動サイクル全体を通して切断特性を最適化するように構成されている。グラップル等の工具セットを、ブリッジ・ハウジングによって中央に支持することができ、それによって主ピボット・ピンを横切る応力を最小化する。さらに、グラップルなどの工具セットは、磨耗を最小化するために、その表面に磨耗プレートを直接溶接することができる。
2013506778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの油圧駆動式ジョーを備える本体の受け入れ部材に対して接続される工具セットであって、          
ａ）主ピボット・ピンを備え、
ｂ）第１ジョーベースを備える第１ジョーと第２ジョーベースを備える第２ジョーとを備え、ここで、各ベースはそれを貫通して延出するボアを備え、各ベースはこれらのボアを介して前記主ピボット・ピンに接続されて、前記第１ジョーと前記第２ジョーとの間の相対回転移動を提供し、
ｃ）ブリッジ・ハウジングベースを有する少なくとも一つのブリッジ・ハウジングと、前記ブリッジ・ハウジングを貫通して延出し前記主ピボット・ピンに係合するボアとを備え、前記ブリッジ・ハウジングは前記受け入れ部材に対して取り外し可能に接続されるように構成され、前記一対の可動ジョーは、少なくとも１つの油圧シリンダに対して取り外し可能に接続されるように構成され、これにより、前記工具セットは、前記主ピボット・ピンを両前記ジョーから係合解除又は係合する必要なく、前記本体に対して取り外し、取り付け可能であり、
ｄ）前記主ピボット・ピンは、その間に長さを有する第１端部と第２端部とを備え、ここで、前記第１ジョーベースと前記第２ジョーベースとは前記ブリッジ・ハウジングベースによって前記主ピボット・ピンの長さに沿って互いに分離されている、
工具セット。
【請求項２】
前記第２ジョーベースは前記第１端部と前記第２端部とにおいて前記主ピボット・ピンに接続されている請求項１に記載の工具セット。
【請求項３】
二つの前記ブリッジ・ハウジングが設けられ、各前記ブリッジ・ハウジングは、前記両端部から内向きの方向で前記第１ジョーベースの接続部の近傍において前記主ピボット・ピンに接続されている請求項２に記載の工具セット。
【請求項４】
前記第２ジョーベースは両前記ブリッジ・ハウジング間において前記主ピボット・ピンに接続されている請求項３に記載の工具セット。
【請求項５】
前記第１ジョーベースと前記第２ジョーベースと前記ブリッジ・ハウジングベースとは、対称に、前記主ピボット・ピンに対して接続されている請求項４に記載の工具セット。
【請求項６】
前記ブリッジ・ハウジングは、この前記ブリッジ・ハウジングを前記受け入れ部材に固定する時に、前記受け入れ部材の相補的な係合面と結合するように構成された支持面を有する請求項１に記載の工具セット。
【請求項７】
前記支持面と前記係合面とはアーチ状である請求項６に記載の工具セット。
【請求項８】
前記ブリッジ・ハウジングは、この前記ブリッジ・ハウジングを前記受け入れ部材に固定するために、取り外し可能な保持ピンを介して前記受け入れ部材の対応の開口部と結合するように構成された開口部を備えている請求項６に記載の工具セット。
【請求項９】
前記ブリッジ・ハウジングの前記開口部は、互いに離間するとともに、前記主ピボット・ピンから離間している請求項８に記載の工具セット。
【請求項１０】
前記第１ジョーベース、前記第２ジョーベース、及び前記ブリッジ・ハウジングベースのうちの少なくとも二つは、前記主ピボット・ピンに枢支接続されて枢支接続部材を形成する請求項１に記載の工具セット。
【請求項１１】
前記枢支接続部材と前記主ピボット・ピンとの間でかつこれらに隣接するブッシングを有する請求項１０に記載の工具セット。
【請求項１２】
前記主ピボット・ピンに対する構造的支持を提供するための前記主ピボット・ピン周りに設けられた少なくとも一つのスリーブと、前記枢支接続部材と前記少なくとも１つのスリーブとの間でかつこれらに隣接してかつ前記主ピボット・ピン周りに設けられたブッシングとを有する請求項１０に記載の工具セット。
【請求項１３】
前記第１ジョーベース、前記第２ジョーベース、及び前記ブリッジ・ハウジングベースのうちの少なくとも一つは、前記主ピボット・ピンに対して回転不能に固定されている請求項１０に記載の工具セット。
【請求項１４】
前記第１ジョーベースと前記第２ジョーベースとのいずれか一つは前記主ピボット・ピンに対して回転不能に固定されている請求項１３に記載の工具セット。
【請求項１５】
前記第２ジョーベースは前記主ピボット・ピンに対して回転不能に固定されている請求項１４に記載の工具セット。
【請求項１６】
前記ジョーベースは、前記主ピボット・ピンと前記ジョーベースとを径方向に貫通して延出するボルトによって、前記主ピボット・ピンに対して回転不能に固定されている請求項１４に記載の工具セット。
【請求項１７】
前記第１ジョーベースに連動するブッシングは分割ブッシングである請求項１３に記載の工具セット。
【請求項１８】
前記工具セットはグラップルである請求項１に記載の工具セット。
【請求項１９】
前記第１ジョーは、前記第２ジョー上の複数のタインと噛み合う複数のタインを有する請求項１８に記載の工具セット。
【請求項２０】
各ジョーには、前記油圧シリンダに固定されたラグが取り付けられ、当該ラグの寸法と位置とは、前記工具セットの物理的性能を最適化するために異なる工具セットにおいて互いに異なるものとすることができる請求項１８に記載の工具セット。
【請求項２１】
ａ）共通の主ピボット・ピンに接続された二つの対向するジョーとブリッジ・ハウジングとを有し、
ｂ）各前記ジョーはそれから延出する複数のタインを備え、
ｃ）第１ジョーの前記タインは、第２ジョーの前記タインと噛み合い、
ｄ）各前記タインは、互いに対して角度を有する二つの内向き平面部分から成る全体としてＣ字状の断面を有し、
ｅ）前記タインの面の磨耗を最小化するために前記内向き平面部分に磨耗プレートが溶接されている、
グラップル。
【請求項２２】
各前記タインの端部のチップがこの前記タインに溶接されている請求項２１に記載のグラップル。
【請求項２３】
互いに対して角度を有する二つの外向き平面部分を有し、ここで、これら前記外向き平面部分には磨耗プレートが溶接されている請求項２１に記載のグラップル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、１９９９年１０月１５日出願の米国仮出願第６０／１５９，８６９号と２０００年４月１０日出願の米国仮出願第６０／１９５，７９７号との利益を請求する、とりわけ米国を指定する２０００年１０月１３日出願の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ００／０２８３６７の国内段階である、現在は２００６年２月７日に発行の特許第６，９９４，２８４号である米国特許出願第１０／０８９，４８１号の分割である２００５年４月７日出願の米国特許出願第１１／１０１，２６５号の分割である２００６年９月１３日出願の米国特許出願第１１／５２０，５１０号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、重作業金属切断シヤー、プレート・シヤー、コンクリート粉砕機、グラップル、などの様々な工具を取り付けるために、バックホーに取り付けられるように構成された建設又は解体装置用の工具取り付けシステムに関する。より詳しくは、本発明は、複数の可動ジョーを備える工具を取り付けるためのマルチ工具取り付けシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
本出願は解体装置に関するが、この装置は、建設装置、スクラップ処理装置などとも称される。解体装置または建設装置の記載は言及される装置を限定するものではない。重作業金属切断シヤー、グラップル、コンクリート粉砕機、などの解体装置は、解体分野での様々な作業のために、油圧シリンダによって駆動されるバックホーに取り付けられている。この装置はスクラップの効率的な切断と処理を提供する。例えば、工業建造物の解体において、種々の径のパイプ、構造Ｉビーム、チャンネル部材、アングル部材、シート金属プレート、などの形態の金属スクラップを、重作業金属切断シヤーによって効率的に切断し処理しなければならない。そのようなシヤーは、自動車、トラックフレーム、鉄道車両などの解体のためも利用可能である。これらのシヤーは、個々のスクラップ片の大きさに関わらず、又、シヤーに大幅な変更を加えることなく、金属スクラップ片を動かし切断することができなければならない。工業建造物の解体において、コンクリート破壊機やコンクリート粉砕機などのコンクリート粉砕装置も、その構造体を、取り扱いが容易で現場から容易に除去可能な扱いやすい要素に分解するために使用される。木材シヤーとプレート・シヤーも、スクラップのタイプによって、特定の解体及びがれき除去状況において有用な専用の切断装置である。又、がれきや作業片の処理が装置の主たる機能である場合にはグラップルもよく利用される。歴史的に、これらの装置は全て相当な、そのそれぞれの資本コストを有する別々の装置である。そのことから、解体産業は、可能な限り多くの用途と適用性を有することが可能な一つのタイプの装置を開発する傾向がある。
【０００４】
金属シヤーに関して、公知の一つのタイプのシヤーは、固定ブレードとこれに枢支された可動ブレードとを有するシヤーである。可動ブレードは油圧シリンダによって揺動されて作業片を切断するための両ブレード間の切断作用を提供する。このタイプのシヤーの具体例は、ここに参考文献として合体させる私の先願の米国特許第４，４０３，４３１号、第４，６７０，９８３号、第４，８９７，９２１号、第５，９２６，９５８号そして第５，９４０，９７１号に見出すことができる。
【０００５】
従来技術は、又、複数の可動ジョーを利用する様々な解体工具も開発している。米国再発行特許第３５，４３２号と米国特許第５，０６０，３７８号とは共に、本体と、共通点回りで揺動するべくフレームに取り付けられた一対の可動ジョーとを有する重作業金属切断シヤーを開示している。各ジョーは、他方のジョーの切断インサートに対して切断関係にある複数の切断インサートを備え、一方のジョーは切断移動中において複数のインサートを互いに切断関係に維持するためのスロットを形成している。各ジョーは、独立の油圧シリンダによって作動される。ジョー構成によって、ジョーの一つがその端部に貫通チップを備えるフック状構造が提供される。しかしながら、これらの特許は、切断の目的のためにジョー構造を最適化するものではない。更に、互いに独立したシリンダによってコストが増大し、コンパクトなシヤー設計が妨げられる。
【０００６】
米国特許第５，３５９，７７５号は、フレームに揺動可能に取り付けられた一対の可動ジョーを備える金属切断シヤーを開示し、一対のジョーはこれらジョー間に延出する共通のピストンによって作動される。
【０００７】
米国特許第４，８３８，４９３号、第４，８９０，７９８号、第５，０４４，５６９号、第５，６３６，８０２号及び第５，７３８，２８９号は、全て、油圧シリンダによって作動される複数の可動ジョーを備える様々なコンクリート粉砕機を開示している。米国特許第４，９０３，４０８号、第５，０４４，５６８号、第５，１９９，６５８号、第５，２４３，７６１号及び第５，６２６，３０１号も、複数の可動ジョーを備える様々な解体装置を開示している。
【０００８】
従来技術は、容易に工具を交換するためのシステム、又は、完全に別々の工具が共通の構造を効率的に共有することを可能にするシステムを提供するものではない。更に、従来技術は、パワーと効率を最大化するために、金属切断シヤーなどの個々の工具に利用されるジョー構造を最適化するものではない。更に、従来技術では、作業ジョーを駆動するための油圧シリンダに対する十分な保護の無い工具とジョーの回転のための複雑な構成を提供するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４，４０３，４３１号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６７０，９８３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８９７，９２１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，９２６，９５８号明細書
【特許文献５】米国特許第５，９４０，９７１号明細書
【特許文献６】米国再発行特許第３５，４３２号明細書
【特許文献７】米国特許第５，０６０，３７８号明細書
【特許文献８】米国特許第５，３５９，７７５号明細書
【特許文献９】米国特許第４，８３８，４９３号明細書
【特許文献１０】米国特許第４，８９０，７９８号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，０４４，５６９号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，６３６，８０２号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，７３８，２８９号明細書
【特許文献１４】米国特許第４，９０３，４０８号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，０４４，５６８号明細書
【特許文献１６】米国特許第５，１９９，６５８号明細書
【特許文献１７】米国特許第５，２４３，７６１号明細書
【特許文献１８】米国特許第５，６２６，３０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、従来技術の上述した欠点を解決することにある。本発明の別の課題は、複数の異なる工具間で容易に変換可能なマルチ工具取り付けシステムを提供することにある。本発明の更に別の課題は、ブレード移動サイクル全体を通して最適な動力性能を提供するためにジョーとジョー駆動構造との間の比率を最適化する解体工具を提供することにある。本発明の更に別の課題は、回転工具を備える、工具システムの構造を簡略化する解体工具システムを提供することにある。本発明の更に別の課題は解体工具と工具システムを設計する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記諸課題は、本発明によるマルチ工具取り付けシステムによって達成される。本取り付けシステムは、建設装置、スクラップ処理装置、などとも称される解体装置に取り付けられるように構成される。前記システムは、前記解体装置に取り付け可能な汎用本体と、この汎用本体に取り付けられる油圧シリンダと、この油圧シリンダに連結された一対のリンケージと、それぞれが、前記本体と前記油圧シリンダとに選択的かつ取り外し可能に取り付け可能な複数の解体工具ユニットとを有する。
【００１２】
各工具ユニットは、前記本体と前記リンケージ対とに枢支接続されるように構成された一対の揺動可能ブレード又はジョーを有する。一実施例において、それらブレードを接続する共通のピボット・ピンを備えて共に揺動される一対の可動ブレードと、前記ピボット・ピンに連結されて前記工具セットを前記本体に取り付けるためのクイックリリースシステムを提供するブリッジ・ハウジングとを備えている。
【００１３】
本発明の一実施例において、前記汎用本体は、この本体に沿って長手方向に延出するガイドスロットを有する。このガイドスロット内にはスライド部材が受け入れられ、各リンケージはスライド部材に取り付けられ、ピストンシリンダ構造が前記本体に取り付けられるとともに前記スライド部材に連結されてスライド部材と前記ブレードとを移動させる。前記リンケージは、共通のポイントにおいて前記スライド部材に取り付けることができる。更に、前記リンケージは、前記スライド部材から連結解除される時に前記リンケージを互いに保持するように構成された共通のスリーブを備えることができる。前記汎用本体は、揺動可能側部および／又は、修理、メンテナンス及び工具交換を補助するための側方アクセスパネル、を備えることができる。
【００１４】
前記解体装置は、クイック交換機能を備え、移動サイクル全体を通して切断特性を最適化するように構成されている。具体的には、前記リンケージの長さと、工具セットのための各ブレードの関連レバーアームの長さは、実質的に同じ又は異なるように設定することができる。一般に、これらのジョーとリンケージの寸法は、意図される作動状態を通じて性能を最適化するべくジョーのパワー曲線の望ましい位置決めのために選択することができる。前記ジョー及びリンケージ寸法は、前記パワー曲線を所望のように形成又は規制するように選択することができる。例えば、前記ジョー・セットの相対寸法は、ブレードの閉じ動作全体を通じて大きくなるパワー曲線を提供するように選択でき、或いは、前記ジョー・セットの相対寸法は、ブレード閉じ動作の端部のすこし手前にパワー曲線を提供するように提供することができる。本発明の一つのシヤーにおいて、前記ジョーの深さと最大ジョー開口もレバーアーム長とリンケージ長と同じとされる。更に、本発明のシヤーのジョー構成は、複数の移動するジョーの喉部において重量切断の大半が行われるように構成される。本発明の概念は、ガイド式単動ブレード解体工具に組み込むことができる。
【００１５】
別実施例において、前記ジョー・セットはグラップルであり、前記ピボット・ピンは前記ブリッジ・ハウジングの各側方においてグラップルジョーを支持する。
【００１６】
本発明のこれら及びその他の利点は、好適実施例の記載から明らかになるであろう。これら実施例全体を通じて類似の参照番号は類似の部材を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による建設工具システムのための汎用本体に組み込まれた本発明による重作業シヤーを図示する側面図である。
【図２】本体に回転体を持たない、図１のシヤーに類似のシヤーの側面図である。
【図３】前記本体の外側サイドパネルを除去した状態の図１のシヤーの側面図である。
【図４】図３の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図５】図１のシヤーの平面図である。
【図６】本発明の汎用本体のスライド部材の、拡大平面、一部断面図である。
【図７】図６に図示したスライド部材の側面図である。
【図８】図１に図示した建設工具システムの汎用本体に取り付けられた工具ユニットの主軸アセンブリの、平面一部断面図である。
【図９】図１に図示した建設工具システムの汎用本体に取り付けられた工具ユニットの分解を連続図示している。
【図１０】図１に図示した建設工具システムの汎用本体に取り付けられた工具ユニットの分解を連続図示している。
【図１１ａ】図１に図示した建設工具システムの汎用本体に取り付けられた工具ユニットの分解を連続図示している。
【図１１ｂ】本発明のクイック交換システムの改造ブリッジの前面図である。
【図１１ｃ】図１１ｂの改造ブリッジと共に使用される前記クイック交換システムの分解図である。
【図１１ｄ】図１１ｂ−ｃのクイック交換システムに使用される保持ピンの側面図である。
【図１２】図１の汎用本体に組み込まれた本発明によるプレート・シヤーの側面図である。
【図１３】図１２に図示のプレート・シヤーの前面図である。
【図１４】図１の汎用本体に組み込まれた本発明のコンクリート破壊機の側面図である。
【図１５】図１４のコンクリート破壊機の前面図である。
【図１６】図１の汎用本体に組み込まれた本発明によるコンクリート粉砕機の側面図である。
【図１７】図１６に図示したコンクリート粉砕機の前面図である。
【図１８】図１の汎用本体に組み込まれた本発明の木材シヤーの側面図である。
【図１９】図１８に図示した木材シヤーの前面図である。
【図２０】図１の汎用本体に組み込まれた本発明によるグラップルの側面図である。
【図２１】図２０に図示のグラップルの前面図である。
【図２２】図１の汎用本体に組み込まれた本発明による鉄/レール粉砕装置の側面図である。
【図２３】図２２に図示の鉄/レール粉砕装置の前面図である。
【図２４】図５の線Ａ−Ａに沿った図１に図示の汎用本体の断面図である。
【図２５】本発明の前記汎用本体のための油圧シリンダの断面図である。
【図２６】図１のシヤーのジョー/リンケージ構成を略示する側面図である。
【図２７ａ】図２６のリンケージ構成を備えるシヤーのためのパワー曲線と相対ジョー位置のグラフである。
【図２７ｂ】ジョー移動の端部近くにパワー曲線ピークを備えるように本発明によって構成されたシヤーのパワー曲線のグラフである。
【図２８】本発明の別実施例による重作業シヤーを図示する図１に類似の側面図である。
【図２９】図２８に図示のシヤーの平面図である。
【図３０】図２８に図示のシヤーの断面図である。
【図３１】図２８に図示の汎用本体に取り付けられた工具ユニットの分解を連続して図示している。
【図３２】図２８に図示の汎用本体に取り付けられた工具ユニットの分解を連続して図示している。
【図３３】図２８に図示の汎用本体に取り付けられた工具ユニットの分解を連続して図示している。
【図３４】図２８に図示の汎用本体に取り付けられた工具ユニットの分解を連続して図示している。
【図３５】改造型本体に組み込まれた図２８のシヤーの側面図である。
【図３６】本発明による改造型汎用本体の平面図である。
【図３７】本発明による別の改造型汎用本体の平面図である。
【図３８】図３７に図示の汎用本体の側面図である。
【図３９】改造型汎用本体に組み込まれた図２８のシヤーの側面図である。
【図４０】図３９に図示の汎用本体の平面図である。
【図４１】別の改造型汎用本体に組み込まれた本発明によるシヤーの側面一部断面図である。
【図４２】本発明によるシヤーのジョー部の略側面図である。
【図４３】更に別の改造型汎用本体に組み込まれた本発明によるシヤーの側面一部断面図である。
【図４４】本発明によるシヤーの側面図である。
【図４５】図４４に図示のシヤーの、明瞭化のためにその前面を除去した状態の側面図である。
【図４６】図４５の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図４７】本発明によるシヤーの略側面図である。
【図４８】閉じ位置における図４７に図示のシヤーの略側面図である。
【図４９】別の改造型汎用本体に組み込まれた本発明によるシヤーの、側面一部断面図である。
【図５０】図４９のシヤーの回転連結部の背面図である。
【図５１】図５０の回転連結部のための接続ピンアセンブリの拡大図である。
【図５２】図４９のシヤーのアダプタの側面図である。
【図５３】図５２のアダプタの前面図である。
【図５４】本体部内に回転連結部を持たない図４９のシヤーに類似のシヤーの側面一部断面図である。
【図５５】図４９のシヤーに類似するとともに、スティック取り付け型シヤーとして形成されたシヤーの側面一部断面図である。
【図５６】図１中において５６によって示される断面の、但し前記ブリッジ・ハウジング４８を一部除去した状態の拡大図である。
【図５７】図９−１１ｂに図示のクイック交換部材の斜視図である。
【図５８】図１の汎用本体に組み込まれた本発明によるグラップルの側面図である。
【図５９】前記グラップルに関連する工具セットの一実施例の斜視図である。
【図６０】図５９に図示の工具セットの一部分の切り欠き図である。
【図６１Ａ】図５９に図示の上方ジョーの、斜視図である。
【図６１Ｂ】図５９に図示の上方ジョーの、側面図である。
【図６１Ｃ】図５９に図示の上方ジョーの、平面図である。
【図６２Ａ】図５９に図示の下方ジョーの、斜視図である。
【図６２Ｂ】図５９に図示の下方ジョーの、側面図である。
【図６２Ｃ】図５９に図示の下方ジョーの、平面図である。
【図６３】図６０に図示の断面図の側方拡大図である。
【図６４】主ピボット・ピンと関連のブリッジ・ハウジングとの斜視図である。
【図６５】前記主ピボット・ピンを補強するためにスリーブを利用する工具セットの切り欠き斜視図を図示する第２実施例である。
【図６６】図６５に図示の断面図の拡大図である。
【図６６Ａ】図６６の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図６７】関連のスリーブと関連のブリッジ・ハウジングを備える主ピボット・ピンの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、バックホー（図示せず）等の、解体装置に取り付けられるように構成された本発明によるマルチ工具取り付け構造を図示している。このマルチ工具取り付け構造は、一連の工具又は工具ユニットの一つを前記解体装置に取り付けるように構成されている。
【００１９】
図１は、前記マルチ工具取り付け構造に連結されたシヤー１０を図示している。このシヤー１０は、ハブ又は主ピン１６を介して汎用本体１８に枢動可能に接続された第１ブレード１２と第２ブレード１４とを有する。前記汎用本体１８は、本発明によるマルチ工具取り付け構造において一連の工具又は工具ユニットに対して共通に留まることから汎用本体１８と称される。この汎用本体１８は、側部１９と、軸受ハウジング２０とヨーク２１とから構成されている。前記主ピン１６は、前記第１ブレード１２と第２ブレード１４との両方のための共通の枢支部を提供する。
【００２０】
前記軸受ハウジング２０は、汎用本体１８をアダプタ（図示せず）を介して従来式に解体装置に取り付けるための互いに離間した複数の取り付け開口部２２を備えている。前記アダプタは、前記汎用本体１８を、前記解体装置と、汎用本体を揺動させる制御ピストンとに枢支接続する。前記アダプタは、このアダプタの形状が利用される特定の解体装置によって異なるようにその特定の解体装置に対して適合するように構成されている。
【００２１】
前記軸受ハウジング２０とヨーク２１との間には回転連結部２３が設けられている。この回転連結部２３は、前記軸受ハウジング２０と関連の解体装置とに対する汎用本体１８の残りの部分の回転を可能にする。基本的には、前記回転連結部２３は前記汎用本体１８と、シヤー１０等の関連の工具との３６０度の回転配向を可能にする。図５に図示されているように、前記汎用本体１８を回転位置決めするべく、モータ２５が、前記軸受ハウジング２０に取り付けられるとともに、前記回転連結部２３にギア係合されている。
【００２２】
図２は、図１に図示のシヤー１０に類似のシヤー１０’を図示している。このシヤー１０’は、軸受ハウジング２０に取り付けられた回転連結部を持たない改造型汎用本体１８’を有する。軸受ハウジング２０’とヨーク２１’とは一体構造である。前記汎用本体１８’は、工具の回転が望まれない場合に適している。
【００２３】
図３に最もよく図示されているように、第１リンケージ２４が取り外し可能ピボット・ピン２６を介して前記第１ブレード１２に枢支接続され、第２リンケージ２８が取り外し可能ピボット・ピン３０を介して前記第２ブレード１４に枢支接続されている。前記第１リンケージ２４と第２リンケージ２８は、共通のピボット・ピン３４を介してスライド部材３２に接続されている。このスライド部材３２は、図２５に図示されているように、ピストンロッド３６に取り付けられ、このピストンロッド３６は、複動油圧シリンダ３８（図３０において汎用本体１８内に図示されている）によって移動可能である。前記油圧シリンダ３８は、トラニオン４０を介して前記汎用本体１８に枢支されている。前記油圧シリンダ３８の詳細は図２４及び２５に図示されており、これらについては後述する。
【００２４】
図３及び４に図示されているように、前記汎用本体１８の側部１９は、図４に図示されているような前記スライド部材３２を受け入れガイドする長手延出ガイドスロットまたは溝４４を備えている。前記第１リンケージ２４と第２リンケージ２８とをスライド部材３２に接続するための前記ピボット・ピン３４は、前記図面に図示されているように、前記ピストンロッド３６と油圧シリンダ３８とに配置されている。前記両リンケージ２４及び２８を油圧シリンダ３８と一列を成す共通の点において前記スライド部材３２に取り付けることは、油圧シリンダ３８に作用する有害な力を最小化しながら、シヤー１０等の工具の力と効率を最大化するのに役立つ。更に、前記スロット４４内でスライド部材３２をガイドすることは、もしその構成が無ければ、工具の動作と油圧シリンダ３８の作動を乱す捻り力に抵抗することになる。前記スライド部材３２の構造は、図４と図６−７とに詳細に図示されており、これについては後に詳述する。
【００２５】
本発明のマルチ工具取り付け構造の重要な特徴は、特定の工具のジョー・セットと前記汎用本体１８との間の接続部に組み込まれたクイック交換構造である。この接続と分解のプロセスが図９−１１ａに図示されている。ブリッジ・ハウジング４８が前記主ピン１６を包囲し、これが主ピン１６と連動のジョー・セットとを汎用本体１８に迅速かつ容易に取り付けるために利用される。具体的には、前記側部１９は、その端部に、前記汎用本体１８をブリッジ・ハウジング４８に取り付けるためにブリッジ・ハウジング４８に形成された溝に受け入れられるように構成された受け入れ部材４２を備えている。ブリッジ・ハウジング４８と受け入れ部材４２とに形成された開口部５２に保持ピン５０が受け入れられる。保持ネジ又はボルト５４を使用して各保持ピン５０を一つのブリッジ・ハウジング４８に固定することができる。この構成において、前記工具ユニットを汎用本体１８から取り外した時においても、前記主ピン１６を包囲する外側のベアリング構造は固定されたままである。これによって、工具ユニットが分解される時においてもすべてのベアリング又は回転表面が泥や砂から保護されるという利点が提供される。
【００２６】
図５６は、前記受け入れ部材４２がブリッジ・ハウジング４８に係合した状態での、図１の一部断面を図示している。図１、８及び９を参照すると、前記第１ブレード１２と第２ブレード１４とは、前記ブリッジ・ハウジング４８のボア４６を通って延出する（図８）、前記主ピン１６回りで揺動する。次に、図９及び１０を参照すると、前記ブリッジ・ハウジング４８は二つの対抗する端部４００、４０２を有する。各端部４００、４０２は、その間に支持面４１０を備える溝４０８を形成している一対の対向するプレート４０５、４０６を備えている。前記ブリッジ・ハウジング４８の一方の端部４００は、前記受け入れ部材４２の第１部材４５０と相互作用し、前記受け入れ部材４２の他方の端部４０２は受け入れ部材４２の第２部材４５２と相互作用する。前記ブリッジ・ハウジング４８の両端部４００、４０２は類似し、前記受け入れ部材４２の第１部材４５０と第２部材４５２は類似している。この理由から、ブリッジ・ハウジング端部４００と受け入れ第１部材４５０の詳細のみについて記載する。図５６は、ブリッジ・ハウジング４８の第１端部４００がいかにして受け入れ部材４２の第１部材４５０に固定されるかを図示している。
【００２７】
図９、１０及び５７を参照すると、ブリッジ・ハウジング４８の第１端部４００は、前記二つの対向プレート４０５、４０６間の溝４０８内にスリーブ４０９を備えている。このスリーブ４０９はそれに対応の係合面４１２を有し、これは前記受け入れ部材４２の第１部材４５０がブリッジ・ハウジング端部４００の前記溝４０７内に配置された時に、前記支持面４１０に当接する。一実施例において、前記支持面４１０と対応の係合面４１２とはアーチ形である。
【００２８】
図１１ａと５７を参照すると、前記ブリッジ・ハウジング４８の第１端部４００には開口部５２が貫通形成され、前記受け入れ部材４２の第１部材４５０には開口部５２が貫通形成され、ブリッジ・ハウジング４８の第１端部４００が受け入れ部材４２の第１部材４５０に当接して正しく位置決めされた時に、前記開口部５２が配置され、その後保持ピン５０がこれら開口部５２内に挿入されてブリッジ・ハウジング４８を受け入れ部材４２に固定するように構成されている。ブリッジ・ハウジング４８の第１端部４００の前記開口部５２は、互いに離間するとともに、前記主ピン１６回りでも離間している。前記クイック接続システムの改造構成が図１１ｂ−ｄに図示されている。図１１ｂ及び１１ｃは、ブリッジ・ハウジング４８’の開口部５２に保持ピン５０’を受け入れる改造ブリッジ・ハウジング４８’を図示している。前記保持ピン５０’は、図１１ｃに図示されているように保持部材５４’によって位置保持される。具体的には、前記保持部材５４’の軸が、図１１ｄに図示されているように、保持ピン５０’に形成されたロック溝５５に受け入れられる。図１１ｂ−ｄは、本発明の範囲内において前記クイック交換システムに対して様々な改造を行うことが可能であることを図示している。各保持部材５４’は、ネジ溝付きプラグなどの、リテーナ５５’によって位置保持される。
【００２９】
本発明のクイック交換システムは、前記汎用本体１８が多種多様な工具ユニットに対応することを可能にする。例えば、前記第１ブレード１２と第２ブレード１４とによって形成される前記シヤー１０を、図１２及び１３に図示されるように、別のブレード１０２及び１０４を備えるプレート・シヤー１００によって置き換えることができる。このプレート・シヤー１００は、ブレード１０２及び１０４のジョーが特にプレート切断用に設計されている点を除いてシヤー１０に類似している。前記プレート・シヤー１００は、金属製品の切断用に特に設計されている点において前記シヤー１０に類似している。
【００３０】
図１８及び１９は、本発明の汎用本体１８と利用される木材シヤー１１０を図示している。この木材シヤー１１０は、木材製品の切断用に特に設計されたブレード１１２及び１１４を有する。
【００３１】
図１４及び１５は、前記汎用本体１８と使用されるコンクリート破壊機１２０を図示している。このコンクリート破壊機１２０は、コンクリート構造物を破壊するように特に設計されたジョー１２２及び１２４を有する。各ジョー１２２、１２４は、その遠端部に、反対側のジョー１２２又は１２４の破砕インサート１２６と協働するコンクリート破砕インサート１２６と、更に、前記主ピン１６の近傍に、連動するジョー１２２又は１２４の切断インサート７０と切断関係を提供する、切断インサート７０とを有する。
【００３２】
図１６及び１７は、本発明の前記汎用本体１８と使用されるコンクリート粉砕機１３０を図示している。このコンクリート粉砕機１３０は、コンクリートの粉砕に関連するジョー１３２及び１３４を備えている。これらのジョー１３２及び１４４は、反対側のジョー１３２及び１３４のインサート１２６と協働する粉砕用インサート１２６を備える。
【００３３】
図２０及び２１は、本発明の前記汎用本体１８と使用されるグラップル１４０を図示している。このグラップル１４０は、各ジョー１４２及び１４４から延出するフック形状タイン１４６を備えるジョー１４２及び１４４を有する。各ジョー１４２及び１４４の前記タイン１４６は、反対側のジョー１４２又は１４４のタイン１４６の空間の間に、これらタイン１４６が作業片を完全に取り囲む閉じ位置においてオーバラップすることが可能であるように、延出するように構成されている。
【００３４】
図２２及び２３は、本発明の前記汎用本体１８と使用される鉄/レール粉砕装置１５０を図示している。この鉄/レール粉砕装置１５０は、インサート１５６がその上に介在されたジョー１５２及び１５４を有する。前記鉄/レール粉砕装置１５０は、レールや、エンジンブロックなどの鋳鉄製品を粉砕するように構成されている。
【００３５】
これらの図面に図示の種々の工具は前記汎用本体１８と利用するように設計することが可能な工具を例示するに過ぎない。各工具上に前記ブリッジ・ハウジング４８によって提供されるクイック接続解除構造は、本発明の迅速な工具交換を容易にする。尚、交換の間、前記リンケージ２４及び２８も接続解除されなければならないことが理解されるであろう。これは、各ピボット・ピン２６及び３０の除去によって容易に達成される。その結果、前記リンケージ２４及び２８は、これらは複数の工具セットに共通になる可能性が高いことから汎用本体１８の一部と見なすことができる。又、これらリンケージ２４及び２８を前記スライド部材３２から接続解除することによって、或いは、前記スライド部材３２を前記油圧シリンダ３８から接続解除することによって、工具セットと前記リンケージを交換することも可能である。これは、工具セットがリンケージ長さの変化を必要とする場合に望ましいかもしれない。異なる工具は、互いにそれぞれ異なるリンケージ長をもつかもしれない。
【００３６】
汎用本体１８の前方部分の前記回転連結部２３を介する回転により、その回転は前記油圧シリンダ３８とそれへと延出する油圧ラインとに提供されなければならない。前記油圧シリンダ３８は、前記回転連結部２３の提供を可能にする組み合わせ油圧シリンダ/回転ジョイントとして提供される。図２４及び２５に図示されているように、前記油圧シリンダ３８は、前記トラニオン４０を介して前記汎用本体１８と共に回転可能なシリンダ・ハウジング１６０を有する。このシリンダ・ハウジング１６０は、それに取り付けられたシリンダ延出部１６２を有し、これは、シリンダ・ハウジング１６０内においてピストン１６８の両端部を駆動するように適切に接続された油圧ライン１６４と１６６を有する。前記ピストン・ロッド３６が前記ピストン１６８に取り付けられている。前記シリンダ延出部１６２は、前記軸受ハウジング２０に固定された固定ハウジング１７０内に受け入れられている。前記固定ハウジング１７０は、各油圧ライン１６４及び１６６と連通する油圧ポート１７２及び１７４を有する。図２５に図示されているように、これら油圧ポート１７２及び１７４は、前記固定ハウジング１７０に対する前記シリンダ延出部１６２の回転全部を通して、これら油圧ポート１７２、１７４と連動する油圧ライン１６４、１６６との間に一定の流体連通状態を提供する前記固定ハウジング１７０の内部回りでの通路である。油圧ライン１７６、１７８は、図２５に図示されているように、油圧ライン１６４及び１６６の端部から、前記シリンダ・ハウジング１６０の適当な内側部分へと延出している。油圧シリンダ３８のこの構成は、回転ジョイントを別に設ける必要無く、回転連結部２３を提供することを可能にする。この構成は、又、別体の回転ジョイントが利用される場合よりも遥かにコンパクトな汎用本体１８の構成を提供する。
【００３７】
図２６は、本発明による前記シヤー１０の幾何学的関係を図示している。図２６に図示されているように、シヤー１０の関連パラメータは、それぞれ、第１ブレード１２と第２ブレード１４の各リンケージ２４及び２８、及びレバーアーム１８０及び１８２の長さを含む。各ブレード１２及び１４のレバーアーム１８０及び１８２は、各ピボット・ピン２６、３０と主ピン１６との間の距離である。更に別のパラメータは、図２６に図示されているように、ジョーの先端部とそのジョーの最も内側の使用可能な部分との間の距離として定義されるジョー深さ、第１ブレード１２と第２ブレード１４とのそれぞれの端部間の最大シヤー開口を含む。本発明の前記シヤー１０は、関連のパワー曲線を適切に位置決めするためにこれらの寸法を分析し設定することによって作動特性を最適化する。例えば、一実施例において、図２７ａに図示のパワー曲線は、前記シヤー開口、シヤー・ジョー深さ、ナイフ・レバーアーム、及び実質的に同じ寸法長さを有するリンケージを提供することによってジョー移動を通じて連続的に増加するように設定されている。これらの要素を実質的に等しく維持することによって、ジョー開口度、更には、ジョー深さと利用可能なシヤー・トン数が最大化される。本発明は、それに応じて前記相対寸法を選択することによりパワー曲線の形成と規制とを提供する。例えば、図２７ｂは、これらの寸法が、パワー曲線のピークが切断動作の端部近くにくるように選択された本発明の一実施例のパワー曲線を図示している。
【００３８】
前記シヤー１０において利用されるリンケージ・ジオメトリの関数としての各ブレード１２又は１４の切断作動力は以下の等式に従って計算される。
【００３９】
【数１】
2013506778.tif 000003
【００４０】
ここで、βはレバーアーム１８０及び１８２と連動のリンケージ２４又は２８との間の角度であり、θはシリンダ３８の長手軸心と各リンケージ２４又は２８との間の角度である。
【００４１】
シヤー切断エッジに沿った任意の位置においてシヤー１０によって作り出される切断力は、前記切断作用力を、前記主ピン１６からブレード１２又は１４に沿った所望の位置までの測定距離によって除することによって得ることができる。本発明によるシヤー１０の前記幾何学パラメータを最適化するために、上記諸パラメータを変化させその結果得られた切断トルクを調べた。ここで、切断トルクは、前記ピストンロッド３６、スライド部材３２及び連動のリンケージ２４又は２８を介して油圧シリンダ３８によって主ピン１６回りで各ブレード１２又は１４に加えられるトルクとして定義される。このトルクは、当該トルクを前記主ピン１６の中心からブレード１２又は１４状の任意の位置までの距離で除することによってブレード１２又は１４に沿った単一の力に変換することができる。前記切断トルクの数値は、前記ブレード１２及び１４が完全に開口している時に最小になる。両ブレード１２及び１４が完全閉じ位置へと移動するに従ってトルクの値は連続的に増大する。図２７ａは、本発明の一つのシヤーによって達成される好ましい切断力又はパワー曲線を図示している。図２７ａはこのグラフにおいて下方部分に図示されている種々のジョー位置でのシヤー１０の喉と貫通先端部で発生する力を示している。明記されるべき特に重要なことは、このシヤーのパワー曲線はジョー閉じサイクル全体を通じて増大していることである。ジョーの位置は、貫通先端部と下方ジョーとの間の距離としてグラフ図示され、負の値は、上方ジョーの位置が下方ジョーのスロットを通って移動しているときを示している。パワー曲線を所望のように変化させるべく前記ジョーパラメータの相対寸法を選択することができる。例えば、図２７ｂに図示されているように最大の切断力が必要な時には、パワー曲線ピークをジョーサイクルの最後の少し手前にすると有利である。この構成を達成するために、前記レバーアームよりも少し大きなリンケージ長さを提供することができる。
【００４２】
関連パラメータを変化させることによる効果を検討することによって本発明のシヤー１０の構成と、本発明の工具構成方法の利点が明らかになるであろう。各ブレード１２又は１４のレバーアーム１８０又は１８２の長さを増加することによって、完全開口から完全閉鎖までのブレード１２又は１４の全ての位置において切断トルクの値が増大する。しかしながら、各レバーアーム１８０及び１８２の長さは、勿論、シヤー１０の所望の全体寸法によって制限される。リンケージ２４及び２８の長さを変えることは切断トルクに対して様々な影響を与える。もしもリンケージ２４及び２８が、各レバーアーム１８０及び１８２よりも長い場合は、ブレード１２及び１４位置に対する切断トルク曲線は、ピークに達するまでその値が増大し、その後、ブレード１２及び１４が閉じられるまで減少する。本発明の一実施例は、この概念を利用して、最大切断トルクをジョー移動サイクルの終わり近くに位置させる。もしもリンケージ２４及び２８の長さが各レバーアーム１８０及び１８２よりも短い場合は、トルク値は開放位置から閉鎖位置にかけて連続的に増大する。リンケージアーム２４及び２８の長さが増大するにつれて、開放位置での切断トルクは増加し、閉鎖位置の値は減少する。リンケージ２４及び２８をレバーアーム１８０及び１８２と実質的に同じ長さにすることによって全ての要素がバランスされるように考慮する一つのシヤー設計が得られる。
【００４３】
前記油圧シリンダ３８も、連動シヤー１０のパワーに対して影響する。油圧シリンダ３８の径を増加させることによって全てのブレード位置（１２及び１４）において切断トルクが増大するとともに、更に、シヤー１０の開口/閉鎖サイクル時間が増大する。前記油圧シリンダ３８のサイズは、シヤー１０のサイズと所望の作動条件とによって事実上決まる。
【００４４】
前記リンケージ２４及び２８の長さと各レバーアーム１８０及び１８２の長さに加えて、各リンケージ２４及び２８と前記油圧シリンダ３８の長手軸心との間の角度θの値と、レバーアーム１８０及び１８２と油圧シリンダ３８の長手軸心との間の角度φは、完全開口位置におけるピボット・ピン３４と主ピン１６との間の初期距離に依存するであろう。必要なピン径、必要なブッシング、等を可能にするために、これらの角度の初期値は少なくとも２０度にすべきである。ピボット・ピン３４とスライド部材３２での力の伝達の性質により、これらの角度の最終値は、９０度未満となり、約８０度にするべきである。
【００４５】
ピボット・ピン３４と主ピン１６との間の初期距離は、二つの物理的制約によって制約される。第１に、この距離は、各レバーアーム１８０及び１８２の長さとリンケージ２４又は２８の長さとの和よりも、開口位置において上述した角度θとφとが少なくとも約２０度になることを許容するのに十分なだけ、小さいものでなければならない。第２に、前記距離は、閉鎖位置においてピボット・ピン３４が主ピン１６に当たることのないように十分大きなものでなければならない。この初期距離の長さを減少させることによって全ての位置において切断トルクが減少する。
【００４６】
検討すべきもう一つの問題は、ジョー全回転角度である。初期ジョー開口の大きさを増加させると、開放位置から閉鎖位置へと移動するのに必要な回転角度が増加する。しかしながら、この回転角度を増加させることも、切断トルク曲線に影響を及ぼす。全回転角度を増大することによって、ジョーがほとんど全開状態にある時には切断トルクが増大し、完全閉鎖位置にある時には切断トルクが減少する。図１のシヤー１０の設計における上述した全ての考慮事項をバランスさせると、その結果、シヤー開口、ジョー深さ、レバーアーム及びリンケージ長が全て実質的に同じ長さになる。この比率は、全てのサイズのシヤーに対して有効であり、この寸法長さの特定の値は、所望のシヤーのサイズに依存したものとなる。リンケージ長とレバーアームとの間のこの関係は、図１２−２３に図示されている種々の工具についても維持することができる。その他の関係は、ジョー構造の変更によって変更することが可能である。
【００４７】
本発明のもう一つの重要な態様は、シヤー１０のジョー構造である。前記第１ブレード１２の切断エッジは、周知のボルトなどによってこの第１ブレード１２に取り外し可能に取り付けられた複数の取り外し可能インサート１９０から形成されている。これらのインサート１９０は、インデックス化可能である。つまり、インサート１９０は一つの切断エッジが磨耗したときに、新たな切断エッジを提供するために取り外してローテーションすることが可能である。前記第１ブレード１２はこの第１ブレード１２の遠端部に貫通チップ１９２を備えている。この貫通チップ１９２も、取り外し可能な切断インサートである。但し、貫通チップ１９２は、主として、前記切断インサート１９０によって提供される切断に対して横方向の切断を行うように構成されている。具体的には、貫通チップ１９２の主たる切断は、図１の図面の奥行き方向に延出するものとなる。更に、前記第１ブレード１２に沿った切断インサート１９０は、第１切断部１９４と、この第１切断部１９４と貫通チップ１９２との間に位置するより長い第２切断部１９６とを提供するようにフック形状に配置されている。前記シヤー１０は、前記第１切断部１９４が、第２切断部１９６の長さよりも遥かに短い、好ましくは、その約半分、になるように構成されている。第２ブレード１４は複数の切断インサート１９０を備え、これらは、シヤー１０の切断動作を提供するべく、前記切断インサート１９０と貫通チップ１９２とに対して切断関係に配置されている。前記第２ブレード１４は、切断動作中にそれを第１ブレード１２が貫通して延出して前記切断インサート１９０を切断関係に維持することを補助するスロットを備えている。前記シヤー１０の第１ブレード１２と第２ブレード１４とのジョー構成は、切断力が最大である時に、切断される材料を主ピン１６の近傍の喉領域へと移動するのに役立つように構成されている。前記貫通チップ１９２によって前記第１切断部１９４と第２切断部１９６との切断に対してこれを横断する方向に作業片を切断することは、材料を喉部に引きこむことに役立つであろう。更に、前記フック形状、即ち、前記第１切断部１９４と第２切断部１９６との間の角度、も材料を喉領域に戻すことに役立つであろう。最後に、前記第２切断部１９６よりも遥かに小さな寸法の第１切断部１９４を設けることによって、材料が切断のために喉部の近くに引きこまれることを更に確実することになる。これは、複数の可動ブレードを備える既存のシヤーのジョー構成に対して大きな改善を提供するものと考えられ、有効な切断力を増大させるためのシヤー構成に関連するパワー曲線を捕捉する。異なるタイプの材料のために異なる形状の貫通チップ１９２も利用可能であることも本発明の範囲に含まれる。具体的には、側方から見てより鋭い又は浅い角度を有する貫通チップが、異なるタイプの作業片用には多少より適しているかもしれない。
【００４８】
図５は、更に、前記汎用本体１８の側部１９が側方枢支部７８を介してヨーク２１に対して揺動している状態を図示している。これによって所望の場合に、第１及び第２ブレード１２、１４を連動リンケージ２４及び２８と共に容易に交換することが可能である。汎用本体１８の揺動可能側部１９は、互いにボルトやその他の固定部材によって固定することができる。前記揺動側部１９間には矩形のタイ・バー７９が配置され、これを前記固定ボルトが貫通延出している。前記タイ・バー７９は、汎用本体１８の構造的一体性を維持するのに役立つ。
【００４９】
図２８−３０は、クイック交換構成が汎用本体１８の揺動側部１９を利用するように改造されている点を除いて、図１のシヤー１０に類似したシヤー１０を図示している。具体的には、前記ブリッジ・ハウジング４８が省略され、主ピン１６を利用してジョー・セットを直接汎用本体１８に連結している。図２９は、汎用本体１８の側部１９を互いに保持するために使用可能なボルト１９８を図示している。
【００５０】
図３１−３４は、ジョー構造体を分解し、図２８−３０に図示されているクイック交換装置用に主ピン１６のところに新たなジョー構造体を挿入するプロセスを概略図示している。これらの図面にもっとも良く図示されているように、この構成は実質的に、構造体を中心線周りでほぼ対称に維持し、それによってシヤー１０の使用中に不適切なトルクが生じることを回避する。尚、適当な部材と主ピン１６との間に軸受けスリーブ２０２を配置することが可能であると理解されるであろう。保持部材２０４はアセンブリを位置保持するために固定することができる。
【００５１】
図３２に図示されているように、保持ボルト２０６、保持キャップ２０８、保持クリップ２１０及びアラインメントスリーブ２１２を汎用本体１８の側部１９との取り付け状態から取り外すことによって、主ピン１６と関連のアセンブリとが取り外し可能状態となる。図３３に図示されているように、保持用システムを分解すると、汎用本体１８の側部１９は外側に回転して取り外しプロセスを容易にする。
【００５２】
前記第１及び第２ブレード１２、１４が取り外し可能になる前に、前記両リンケージ２４及び２８を第１及び第２ブレード１２、１４又はスライド部材３２から取り外さなければならないことが理解されるであろう。一般に、前記ピボット・ピン２６及び３０を取り外して両リンケージ２４及び２８を各ブレード１２及び１４から接続解除する。但し、両リンケージ２４及び２８が両ブレード１２及び１４とともに一つの工具ユニットとして留まることも可能である。次の工具セットのために異なるリンケージ長が望まれる場合、このことが重要となるかもしれない。
【００５３】
第１リンケージ２４と第２リンケージ２８を第１及び第２ブレード１２、１４と共に維持するには、両リンケージ２４及び２８をスライド部材３２から接続解除するか、若しくは、スライド部材３２をピストンロッド３６から接続解除することが必要である。この後者の構成において、スライド部材３２のピストンロッド３６からの接続解除は、ボルト、容易に分解可能な、ピン式接続構造又はその他の固定構造によるものとすることができる。図６に図示されているように、ピボット・ピン３４回りには、両リンケージ２４及び２８をスライド部材３２に連結する連続スリーブ２１４が配置されている。このスリーブ２１４によって、両リンケージ２４及び２８はピボット・ピン３４の除去後において、スリーブ２１４回りで一つのアセンブリとして互いに保持される。この構造によって、必要な場合、両リンケージ２４及び２８を取り外すことが可能となる。次の工具セットとともにリンケージ長を変えることが可能となるようにこれらリンケージの取り外しが望まれるかもしれない。
【００５４】
いかに両リンケージが接続解除されるかに関わらず、両リンケージ２４及び２８を接続解除し、汎用本体１８の側部１９を外側に回転させた状態で、両ブレード１２及び１４、そして、これらブレード１２及び１４とともに維持さる場合には両リンケージ２４及び２８、を含むジョー構造体全体を取り外して、別の工具アセンブリを取り付けることができる（もしもそれらが取り外された場合には新たなリンケージ２４及び２８と共に）。この組み付け後、汎用本体１８の側部を戻し揺動して、保持システムを図３２に図示されているように新たな主ピン１６回りに取り付ける。ボルトを汎用本体１８の側部１９に再度取り付けて再組み付けを完了する。図３４に図示されているように、新しいブレード１２及び１４は、異なる保持部材と、この特定の工具ユニットに関連する軸受けスリーブを有する。実施される特定の工具ユニットに応じて特定の軸受け構造が設計されることになる。
【００５５】
図３５は、スライド部材３２と関連のピボット・ピン３４とに対するアクセスを可能にするための側方アクセスプレート２２２を備えるシヤー１０を図示している。具体的には、前記汎用本体１８は、それに固定された前記アクセスプレート２２２を備え、このプレート２２２を取り外して、汎用本体１８内のガイドされたスライド部材３２へのアクセスを得る。
【００５６】
図３６は、汎用本体１８の揺動可能な側部１９を取り付けるためのボルトが保持接続部２２４によって置き換えられた改造型汎用本体１８を図示している。
【００５７】
図３７及び３８は、前記汎用本体１８の側部１９が側方枢支部７８回りで回動され、個別の保持接続部２２４によって汎用本体１８に固定された改造型汎用本体１８を図示している。
【００５８】
図３９及び４０は、汎用本体１８の側部１９がこの汎用本体１８の残りの部分から完全に分離可能で、それらに対して、トラニオン４０と別々の保持接続部２２４とによって固定された更に別の改造型汎用本体１８を図示している。
【００５９】
図４１は、前記スロット４４が、その上で前記スライド部材３２がスライドするガイドロッド２３０によって置き換えられたシヤー１０の改造を図示している。この改造によっても、両リンケージ２４及び２８の取り付けが一つの共通位置から、別々のピン２３２及び２３４による別々のオフセットされた位置に変わる。この変化によっても、作り出されたオフセットを得られるシヤーのために対応しなければならない上述した幾何学関係が変化する。このオフセットは、切断特性において望ましくないシヤーを提供する。
【００６０】
本発明の別の態様は、図４、６及び７に図示されている、前記スライド部材３２の詳細とピストンロッド３６への連結に関する。スリーブ２１４が具体的には硬化鋼部材として形成され、カバープレート２４４の後方に位置するキー２４２を介してピボット・ピン３４にキー止めされている。磨耗プレート２４６が前記スライド部材３２の側部に設けられ溝４４に形成された磨耗プレート２４６のためのスロット４４内に捕捉されている。前記スライド部材３２は、ピン２５０を介して前記ピストンロッド３６のロッド・アイ２５２に接続されている。前記ピン２５０は、前記ロッド３６の、トラニオン４０の軸心から９０度である軸心回りでの回転を可能にする。前記スリーブ２１４は、ピン３４の取り外し後においても両リンケージ２４及び２８を互いに保持する。更に、前記交換可能なスリーブ２１４は、伝達されるシヤー負荷の大半を吸収し、これによって磨耗の大半はスリーブ２１４で生じ、ピン３４には生じない。各リンケージ２４及び２８に配置されたブッシング２６０によって、適切な配置が確保され、リンケージ対リンケージの磨耗又はリンケージ対スライド部材の磨耗が無くなる。ピボット・ピン３４、スリーブ２１４及びスライド部材３２を互いにキー２４２によってキー止めすることによって、ピン３４又はスリーブ２１４が回転することが防止され、いずれかの構造体において平坦なスポットが形成される可能性が排除される。前記ロッド・アイ２５２をスライド部材３２にピン止めすることによって、油圧シリンダ３８とスライド部材３２とに対するずれが許容され、それによって前記トラニオン４０と共に、油圧シリンダ３８のシール寿命を延長することに役立つ。最後に、前記磨耗プレート２４６は、グラファイトが組み込まれた高耐摩耗性真鍮から形成され、それによってこれらの部材の潤滑の必要性をなくするものと予想される。これらの部材は二つの機能を果たす。第１に、それらはスライド部材３２と前記スロット４４内における対応の部分との間の磨耗を防止する。第２に、前記磨耗プレート２４６は、知覚されない側方負荷がある場合にスライド部材３２の正確な直線移動を維持して、それによって可能な限り最大のシリンダ力が維持されるようにするのに役立つ。
【００６１】
図４２は、図４１に図示したものに類似したオフセットを有するジョー及びリンケージ構成の略図である。しかしながら、図４２に図示されている実施例は、各リンケージ２４及び２８が交差していることにより、「負の」オフセットと見なされる。図４２に図示の実施例によって代表される負のオフセットは、シヤーの理論上の作動においては有利な作用を有するかもしれないが、交差又はリンケージ構成の適切な設計によって装置が複雑化する。
【００６２】
図４３は、ピストンロッド３６とスライド部材３２との間に回転可能接続部２８０が設けられたシヤー１０の実施例を図示している。この回転接続部２８０を設けるということは、油圧シリンダ３８をヨーク２１に対してではなく、軸受ハウジング２０に対して取り付けるために前記トラニオン４０を戻すように移動して利用することが可能である、ということを意味する。更に、油圧シリンダ３８は汎用本体１８が回転する時に回転しないので、この実施例においてはより従来式の油圧シリンダ３８を利用することが可能である。
【００６３】
図４４−４６は、前記シヤー１０と異なる別のタイプのシヤー３００を図示している。具体的には、このシヤー３００は、ハブ３０５を介して固定ブレード３０４に枢動可能に取り付けられた第１揺動ブレード３０２を有する。前記シヤー３００は、リンケージ３０６がブレード３０２をスライド部材３０８に連結し、このスライド部材３０８がガイドスロット３１０に受け入れられている点において前記シヤー１０に類似している。前記シヤー３００は、更に、上述したシヤー１０に類似して、ピストンロッド３６、油圧シリンダ３８、トラニオン４０及び軸受ハウジング２０を備えている。
【００６４】
図４７及び４８は、前記スライド部材３０８とスロット３１０とが、前記固定ブレード３０４への別のリンケージ３１２とピストンロッド３６のロッド・アイ２５２とによって置き換えられたシヤー３００の改造を図示している。前記リンケージ３０６も、前記ロッドアイ２５２とリンケージ３１２とに取り付けられている。この実施例において、前記ピストンのガイドは、非直線状であって、前記リンケージ３１２によって形成されるアークに沿って移動する。前記油圧シリンダ３８も、更に、前記リンケージ３１２の移動全体を通じて前記トラニオン４０回りで揺動する。
【００６５】
図４９−５３は、回転連結部２３とアダプタ２０ａとの間の単純な４−ピン接続を備える汎用本体１８の詳細を示すシヤー１０を図示している。前記アダプタ２０ａが、実質的に、これ以前の実施例の軸受ハウジング２０に置き換わる。図５０と図５１とに図示されているように、前記回転連結部２３は、４つのコネクタ・ピンアセンブリ３３０を受ける平行な接続プレート３２０を備えている。前記コネクタ・ピンアセンブリ３３０は、前記回転連結部２３とアダプタ２０ａとの間の単純な接続を提供する。コネクタ・ピンアセンブリ３３０は図５１に詳細に図示されている。各コネクタ・ピンアセンブリ３３０は、ブッシング３３４及び３３６内で一対の隣接するコネクタプレート３２０間に受け入れられ延出する接続ピン３３２を備えている。前記ブッシング３３６と接続ピン３３２は、ナット３４０によって固定されたロックボルト３３８を受けて前記コネクタ・ピンアセンブリ３３０を位置保持する。図５２及び５３に図示されているように、前記アダプタ２０ａは、その間を貫通する接続ピン３３２を受けるべく隣接の接続プレート３２０対間に受けられる受け入れ開口部３４２を備える一対の平行サイドプレートを備えている。これによって、回転連結部２３とアダプタ２０ａとの間の単純で解除容易な接続部が提供される。
【００６６】
図５４は、ヨーク２１’とアダプタ２０ａとの間の単純な４−ピン接続を備える汎用本体１８’の詳細を示すシヤー１０’を図示している。前記４−ピン接続は、汎用本体に回転連結部が無いことを除いて図４９のシヤーに類似している。前記平行接続プレートは、回転連結部からではなくヨーク２１’から延出している。
【００６７】
図５５は、図４９に図示されているような回転連結部２３とアダプタ２０ａとの間の単純な４−ピン接続を有するシヤー１０を図示している。図５５のシヤー１０は、第３部材マウント式アダプタとも称される、スティック取り付け式シヤーとして設計されている。実質的に、前記アダプタ２０ａは、このタイプの構成用に構成されている。図５５は、更に、本発明のシヤーの汎用性を図示している。
【００６８】
図５８を参照すると、グラップルである工具セット５４０が、二つの油圧駆動式ジョー５４２、５４４を備える汎用本体１８の受け入れ部材４２に連結された状態で図示されている。
【００６９】
図５９及び６０を参照すると、前記グラップル５４０は主ピボット・ピン５４５を有し、前記第１ジョー５４２と第２ジョー５４４とがこの主ピボット・ピン５４５に接続されている。
【００７０】
図６０、６１及び６２を参照すると、前記第１ジョー５４２は第１ジョーベース５５０を有し、第２ジョー５４４は第２ジョーベース５５５を有し、ここで、各ベース５５０、５５５は、それぞれを貫通するボア５５２、５５７を有し、各ベース５５０、５５５は前記ボア５５２、５５７を介して前記主ピボット・ピン５４５に接続されて第１ジョー５４２と第２ジョー５４４との間で相対回転移動を提供する。
【００７１】
図５９及び６０を参照すると、二つのブリッジ・ハウジング４８、４８’が図示されているが、但し、記載の目的のために、ブリッジ・ハウジング４８’は同一であるという理解のもとに、一つのブリッジ・ハウジング４８の詳細のみについて以下説明する。
【００７２】
前記ブリッジ・ハウジング４８はブリッジ・ハウジングベース５６０を有し、これは、それを貫通して延出するとともに前記主ピボット・ピン５４５に係合するボア５６２を備えている。前記ブリッジ・ハウジング４８は、前記受け入れ部材４８（図５８）に取り外し可能に接続されるように構成され、一対の取り外し可能なジョー５４２、５４４は、少なくとも一つの油圧シリンダ３８（図４３）に対して取り外し可能に接続されるように構成され、これによって、前記主ピボット・ピン５４５をジョー５４２、５４４に対して係合/係合解除する必要無く、工具セット５４０を本体１８（図５８）に対して取り外し、取り付け、可能に構成されている。
【００７３】
前記主ピボット・ピン５４５（図６３）は、その間に長さＬを有する、第１端部５４６と第２端部５４７とを有する。前記第１ジョーベース５５０と第２ジョーベース５５５とは、前記ブリッジ・ハウジングベース５６０によって、前記主ピボット・ピン５４５の前記長さＬに沿って互いに分離されている。図６０及び６３に図示されているように、前記第２ジョーベース５５５は、前記主ピボット・ピン５４５の第１端部５４６と第２端部５４７とにおいて前記主ピボット・ピン５４５に接続されている。
【００７４】
特に、図６０及び６３に図示されているように、二つのブリッジ・ハウジング４８、４８’が設けられ、各ブリッジ・ハウジング４８、４８’は、前記主ピボット・ピン５４５の両端部５４６、５４７から内向きの方向において、前記第１ジョーベース５５０接続の近傍で前記主ピボット・ピン５４５に接続されている。更に、前記第１ジョーベース５５０は、両ブリッジ・ハウジング４８、４８’間で前記主ピボット・ピン５４５に接続されている。図６０及び６３に図示されているように、前記第１ジョーベース５５０、第２ジョーベース５５５、及びブリッジ・ハウジング４８、４８’ベース５６０、５６０’は対称に主ピボット・ピン５４５に接続されている。
【００７５】
図６０及び６３を参照すると、前記主ピボット・ピン５４５は、主ピボット・ピン５４５の第１端部６４６と第２端部５４７とにおいて、主ピボット・ピン５４６と第２ジョーベース５５５とを径方向に貫通して延出するボルト５６５、５６７によって第２ジョーベースに回転不能に固定されている。
【００７６】
この図面においては、第２ジョー５５４は主ピボット・ピン５４５に対して回転不能に固定されている状態で図示されているが、その代わりに、前記第１ジョー５４２又はブリッジ・ハウジング４８の別のいずれか一方を、主ピボット・ピン５４５に回転不能に固定することも可能であると理解される。従って、前記第１ジョー５５０、第２ジョー５５５、及びブリッジ・ハウジング４８のうちの少なくとも二つが前記主ピボット・ピン５４５に揺動可能に接続されて揺動可能接続部材を形成し、これに対して、その残りの部材が主ピボット・ピン５４５に回転不能に固定されることになる。好ましくは、第１ジョー５４２と第２ジョー５４４のいずれか一方が主ピボット・ピン５４５に回転不能に固定され、そして、図面に図示されているように、第２ジョー５４４が主ピボット・ピン５４５に回転不能に固定される。
【００７７】
図６０及び６３を参照すると、前記工具セット５４０は、更に、前記第１ジョーベース５５０と主ピボット・ピン５４５との間でかつこれらに隣接して分割ブッシング５７０Ａ、５７０Ｂを備えている。更に、前記ブリッジ・ハウジングベース５６０と主ピボット・ピン５４５との間でかつこれらに隣接して分割ブッシング５７２Ａ、５７２Ｂが配置され、そして最後に、前記第２ブリッジ・ハウジング４８’と主ピボット・ピン５４５との間でかつこれらに隣接した分割ブッシング５７２Ａ’、５７２Ｂ’が配置される。
【００７８】
図６４は、主ピボット・ピン５４５の斜視図であって、ブリッジ・ハウジング４８、４８’が接続され、前記分割ブッシング５７０Ａ, ５７０Ｂが中央領域において主枢支ピン５４５上に延出している。尚、前記主ピボット・ピン５４５の第１端部５４６と第２端部５４７（図６３）が前記ブリッジ・ハウジング４８、４８’を超えて延出しており、前記第２ジョーベース５５５（図６３）が、第１端部５４７においてボルト５６５によって、そして第２端部５４７においてはボルト５６７（図６３）によって回転不能に固定されるのは主ピボット・ピン５４５のこれらの延出部分であるということが明記される。
【００７９】
これまでに記載したのは解体作業中にそれに係る高い力に耐えるのに十分な径を有する主ピボット・ピン５４５である。図６５−６７は、別の実施例が提供され、ここでは、グラップル５４０の外部部材は同じであるが、主ピボット・ピン６４５は、小さな径Ｄ２を有するが、主ピボット・ピン５４５に構造的支持を提供するために主ピボット・ピン６４５回りにスリーブ６４７、６４９を導入することによって強化されている。前記スリーブ６４７、６４９の外径はＤ１であり、従って、第１ジョー５４２、第２ジョー５４４及びブリッジ・ハウジング４８、４８’はこれまでに記載したものからなんら改造を必要としない。分割ブッシング５７０Ａ、５７０Ｂが図６３の前の実施例で例示したブッシングよりも大きな量、分離可能である点を除いて、これまでの実施例に使用したものと同じブッシングをこの実施例でも使用することができる。但し、ブリッジ・ハウジング４８と連動するブッシング５７２Ａ、５７２Ｂと第２ブリッジ・ハウジング４８’と連動するブッシング５７２Ａ’、５７２Ｂ’は前に記載したものと同じである。第２ジョーベース５５５からスリーブボルト５６８がスリーブ６４９内へと延出してこのスリーブ６４９を第２ジョーベース５５５内において回転不能に保持している。この構成を利用することにより、主ピボット・ピン５４５をアセンブリから取り外すことが可能であり、スリーブ６４７、６４９はそのままであるので、残りの部材はそのままの状態である。
【００８０】
図６０、６１及び６２を参照すると、第１ジョー５４２は、第２ジョー５４４上の複数のタイン６７２と噛み合う複数のタイン６７０を有する。更に、第１ジョー５４２はそれに取り付けられたラグ５７５を備え、第２ジョー５４４はそれに取り付けられたラグ６７７を備える。これらのラグのそれぞれは、前記油圧シリンダに対して直接に又はリンケージを介して接続され、これらのラグ６７５、６７７の寸法と位置は、工具セットの物理的性能を最適化するために異なる工具セットにおいて異なるものとすることができる。
【００８１】
再び図６１と図６２を参照すると、前記第１ジョー５４２は、ほぼＣ字形状で、互いに対して角度を有する少なくとも二つの内向きの平面部分６８０、６８２、６８３から構成されるタイン６７０を有する。具体的には、前記表面６８０、６８２は、互いに対して約１３０度である角度Ｘで角度を形成し、他方、表面６８２、６８３は、互いに対して約１６０度である角度Ｙで角度を形成している。磨耗を最小化するためにこれらの表面には磨耗プレート６８４、６８５、６８６が溶接されている。
【００８２】
前記第２ジョー５４４は、複数のタイン６７２を有し、ここでも、各タイン６７２は内向きの平面部分からなるほぼＣ字形状を有し、前記内向き部分６９０は前記内向き部分６９２に対して約１３０度である角度ＸＸを形成し、前記内向き部分６９２は前記内向き部分６９３に対して約１６０度である角度ＹＹを形成している。更に、前記内向き平面部分６９０、６９２、６８３には、前記タイン面の磨耗を最小化するために耐磨耗プレート６９４、６９５、６９６が溶接され、各タイン６７２の端部にはチップ６９７が溶接されている。
【００８３】
更に、前記第１タイン６７０は、二つの外向き平面部分７００、７０２を有し、これらの外向き平面部分７００、７０２のそれぞれにも、前記タイン面の磨耗を最小化するために、磨耗プレート７０４、７０５が溶接されている。各タイン６７０の端部にはチップ７２０が溶接されている。更に、前記第２タイン６７２は、磨耗プレート７１４、７１６が溶接された二つの外向き平面部分７１０、７１２を有している。第１タイン６７０に関して、ここでも、前記外向き平面部分７００は、外向き平面部７０２に対して約１２０度である角度Ｃを形成している。更に、前記第２タイン６７２の前記外向き平面部分７１０、７１２は、互いに対して約１３０度である角度ＣＣを形成している。
【００８４】
当業者はその必須要件及び範囲から逸脱することなく本発明に対して様々な改造を行うことが可能であることを理解するであろう。記載した実施例は、本発明の概念を例示するものに過ぎず、それらを限定するものではない。
【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】
2013506778.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013506778.tif 000013
【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
2013506778.tif 000015
【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７ａ】
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【図２７ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１Ａ】
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【図６１Ｂ】
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【図６１Ｃ】
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【図６２Ａ】
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【図６２Ｂ】
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【図６２Ｃ】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６６Ａ】
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【図６７】
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【国際調査報告】
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2013506778.tif 000081
2013506778.tif 000082
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