【誤訳訂正書】
【提出日】平成21年5月29日(2009.5.29)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】圧縮ツールジョーアーム部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプとカップリングを結合するための圧縮ツールの技術に関し、より詳細には、圧縮ツール用の改良された旋回式ジョーアーム部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
チューブまたはパイプおよびカップリング構成要素を結合するための圧縮ツールは、たとえば、Ｎｇｈｉｅｍ氏に付与された米国特許の同第６，０３５，７７５号明細書に示されるように公知である。そのようなツールは、駆動機構に着脱自在に装着された圧縮ジョーセットを含み、それによって、このセットのジョーアームが変位されてパイプおよびカップリングのまわりを圧縮し、これらを結合する。より詳細には、ジョーセットは、一対のサイドプレートの間に旋回式に装着された一対のジョーアーム部材から構成され、一方の端部において内向きに開口した対向するジョー窪みを有し、反対側の端部において側方向に内向きに向かい合うカム表面を有する。ジョーアームは、反対側の端部間のジョーアームを貫通する開口に位置するピンを中心にして旋回し、ジョーセットは、ジョーセットに対して、側方向には旋回ピンの間であって且つジョー部材のカム表面と旋回ピンとの間にある位置で、サイドプレートで駆動メカニズムに装着可能である。駆動メカニズムは、ジョー部材のカム表面に沿って長手方向に前方および後方に変位可能であるカムローラーを含み、カムローラは、カム表面の前方に変位されるときには、カム表面に係合し、対向するジョー窪みを互いに向かうよう変位させて、その間に差し挟まれたパイプおよびカップリングを圧縮可能に変位させる。
【０００３】
ジョーアーム部材は、その反対側の端部間において側方向に沿った内側縁および外側縁を有し、パイプおよびカップリングを圧縮的に結合するジョーセットの操作中に、旋回ピン開口と内側縁との間およびジョー窪みと内側縁に沿ったカム表面との間のジョーアーム部材の領域は、張力下にあり、側方向に外向きの領域は圧縮下にある。サイドプレートは、ジョーセットの操作中に応力をかけられるが、それは、ジョー窪みの間に圧縮係合を生成するために旋回ピンを中心にしたジョーアーム部材の旋回式変位が、旋回ピンを通してサイドプレートに側方向に外向きに方向づけられた力をかけるからである。ジョーセットの耐用年数の間のある時点で、破損が発生し、サイドプレートの少なくとも１つに発生すると好ましいであろう。サイドプレートの破損が好適であるが、それは、これまで、ジョーアーム部材の破損の場所およびその後の破断の方向が予測できなかったからである。この点に関しより詳細には、ジョーアーム部材の破損は典型的に、ジョー窪みと旋回ピン開口の前方のジョーアーム部材の外側部との間、または、旋回ピン開口の後方の１つまたはそれ以上の場所で内側部と外側部との間、のいずれかで発生した。そのような破損は、結果として、ジョーアーム部材が別々の破片に分離されることが非常に多く、破壊後に破片を一緒に保持する目的で、ストラップ構造がジョーセットに組み込まれ、たとえば、ジョーアーム部材の外側側部に締結されて、ジョーアームの分離された破片を破損後にジョーセット周囲に保持するようにする。破片保持へのストラップアプローチは、高価であり、そのようなストラップ部材を使用するジョーアーム部材およびジョーセットを構造的に複雑にする。
【０００４】
圧縮ツール用のジョーアーム部材のある製造業者は、伝えられるところによると、破損時にジョーアームが片に分離するのを防止する熱処理過程を開発したという。この点に関して、内側側部から外側側部へ向けてのアームの破断は、外側側部に隣接するアームの材料が破断の線の両側のアーム部分の間でヒンジとして作用する結果となったと言われている。したがって、全体的に分離することなく、破壊後に部品は相互連結されたままであると言われている。主張された非分離効果の信憑性を判断するため、このようなジョーアームの多くが検査された。これらのアームは、Ａｍｈｅｒｄ氏に付与された米国特許の同第６，４３４，９９８号明細書に示されており、捩りばね配列を間に収容するためにジョーアームを使用するジョーセット用に、内側縁に沿ってばねおよびピン窪みと、ばねおよびピン窪みから後方に間隔をおいた装着ピン隙間窪みと、を含む。異なるサイズの前述のジョーの３８個を検査した結果、各サイズのジョー部材の大半は、ばねおよびピン窪みからジョー部材を通って旋回ピン開口へ破損したことが言及された。しかし、破損の場所は依然として予測することができず、それは、検査したジョーアームの異なるサイズのそれぞれの約１４％から２５％において、破損装着ピン隙間窪みにおいて及びジョーアームのアームにわたってその外側側部へ発生したからである。さらに、検査されたジョーアームの大半では、ピン隙間窪みの破損の結果として、アームが別個の破片に破壊した。したがって、ジョー破損の場所の予測可能性、または、ジョーアームに沿った破損の点および破損の点から破損の線の方向の制御のいずれに関しても、一貫性はなかった。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，０３５，７７５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，４３４，９９８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の顕著な目的は、使用により起こるジョーアームの破損の場所および方向が一貫して予測可能であり制御可能である圧縮ツール用の旋回式ジョーアームを提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、破損点における疲労亀裂とこの破損点からアームの外側縁へ向けたジョー部材の破断とを一貫して起こさせるための内側縁に沿って制御可能な単一の破損点を備えた圧縮ツールの旋回式ジョーアームを提供することである。
【０００８】
さらなる目的は、カム表面の磨耗等により効果が損なわれることなく、破損または破壊の予測可能性および制御が達成される前述の特徴のジョーアームを提供することである。
【０００９】
さらに別の目的は、ジョーアームの破損に関して、ジョーアーム破片が互いから完全に分離するのを防ぐためのストラップの必要性を回避することができる前述の特徴のジョーアームを提供することである。
【００１０】
さらなる目的は、内側縁に沿った破損点で破損を一貫して開始させて、ジョーアームの破断を破損点から旋回ピン開口へ通り抜けさせるようにジョー部材の内側縁に対して配向およびプロファイルを有する応力集中部を備えた、前述の特徴を有するジョーアームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、ジョーアームには、その内側縁に沿って且つ使用中に張力下であるジョーアームの領域に応力集中部が設けられる。応力集中部は、ジョーアームの内側縁および外側縁に対して作られ配向され、一貫して、破損点で疲労亀裂を開始して、破損点からジョーアームの外側縁へ向けて予測可能な経路に沿ってジョー部材が破断するための内側縁の破損点を提供する。「一貫して」という語は、破損点に関して本願で使用される場合、ジョーアームの破壊ごとに疲労亀裂が先ず始めに発生するジョーアームの内側縁に沿った単一の点を意味する。好ましくは、必須ではないが、全体分離に対して破断の線の両側でジョーアームの部品を維持するように、破断の線の外側端にヒンジ効果を提供するように、本発明による応力集中部が設けられたジョーアーム部材を製造することができる。破断の線がピン開口に方向づけられるように、ジョーアームを通る旋回ピン開口と内側縁に対して応力集中部を位置決めし配向することもまた、必須ではないが、好適である。ピン開口が破断の最終点を提供し、それによって旋回ピン開口と外側縁との間のジョー部材の部分がヒンジ効果を提供するため、この破断の制御は有利である。旋回ピン開口は、破断線の一部として、ヒンジ領域に対して変位されるときにジョーアームの隣接する部品の間に、より予測可能な反応を提供する。たとえヒンジ効果が達成されないとしても、ピン開口は、ジョーアームの外側部分にわたる破損に関連してジョー部分の間の反応に関して予測可能性を、提供する。
【００１２】
本発明による応力集中部は、様々な構造的プロファイルの任意の１つを有することができ、ジョーアームの内側縁および外側縁に対して配向され、ジョーアームにわたって予測可能な経路に沿った破断を促進する。応力集中部は、破損点で疲労亀裂を一貫して開始するためにジョーアームの内側縁に所定の破損点を提供するように、製造中またはその後のいずれかで、ジョーアームから材料を除去することによって製造される。上述のように、応力集中部は、ジョーアームの破断が破損点からジョーアームにわたって予測可能な経路に沿うように、内側縁および外側縁に対して配向される。この基準に合致する好適な応力集中部は、ジョーアームの対応する側部の一方若しくは他方または両方にあり、内側縁から外側縁へ向けて方向づけられた窪みまたはチャネルによって提供される。単数または複数の窪みは、ジョーアームの側部に対する深さを有し、すべてのジョーアームの破損が開始する内側縁の破損点を提供する。単数または複数の窪みをジョーアームの外側側部に向けて延在することによって、アームにわたる破断の経路の制御が最適化される。ジョー部材の内側縁に破損点を一貫して提供するために前述の基準を有する応力集中部のプロファイルは、内側縁に弓形窪みを含み、破損点を一貫して提供するために側部縁の内向きに深さを有し、窪みの弓形を二等分する軸を有し、外側縁に向けてジョーアームにわたって方向づけられ、アームにわたる破断の線の方向に対する予測可能性を提供する。他のプロファイルには、内側縁から外側縁へ向けてジョーアーム内に切り込まれたソーカットと、内側縁の矩形ノッチと、外側縁に向けて方向づけられた頂点を備えた内側縁のＶ字型ノッチと、側部間の内側縁から外側縁に向けてジョー部材内に設けられた内腔と、側部間のジョーアームを通る内腔または孔と、がある。
【００１３】
応力集中部は、少なくとも部分的に見えるようにジョーアームに対して位置決めされることができ、これは有利には、クリンプ機構のオペレータにジョーアームの近々起こりそうな破損を視覚で示す。好ましくは、ジョーアームの材料若しくは製造過程のいずれか又は両方が、破断線の前にヒンジのように作用するアームの外側部分を提供して、これにより、破損してもジョーアームの隣接する破片は一緒に接続されたままである。上記に指摘されているように、応力集中部をジョーアームの破断の線用に、内側縁の破損点からアームを通って旋回ピン開口へ配向させることも好適であり、それによって、ピン開口とアームの外側縁との間のアームの材料によってヒンジ領域が提供される。
【００１４】
上述の目的および他の目的は、部分的には明らかであり、部分的には後で添付の図面に例示された本発明の好適な実施形態の記載された説明に関連してより完全に指摘される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、図面を詳細に参照すると、図示は単に本発明の好適な実施形態を例示する目的のみのものであり、本発明を限定する目的ではない。図１から３は先行技術のジョーセット１０を示し、これは、図１から３に示された配向で、対応する旋回または軸受ピン１８によって、頂部および底部のサイドプレート１４および１６の間に装着された一対のジョーアーム部材１２を具備する。この点に関しより詳細には、ジョーアーム部材１２のそれぞれは、側部２０と、側部２２と、対応するピン１８を自らを通して受け入れるためのピン開口２４とを有する。サイドプレート１４および１６は、一般にＴ字型であり、側方向に側部１４ａおよび１６ａをそれぞれ含み、これらには、対応するピン１８の外側端を受け入れるための整列配置された孔２６が設けられる。サイドプレート１４および１６は、それぞれ後端部１４ｂおよび１６ｂを更に含み、これらには、整列配置された開口２７が設けられ、それを通って装着ピンを受け入れるように適合され、それによってジョーセットが公知のやり方で駆動ユニットに装着される。ジョーアーム部材およびサイドプレートは、ピン１８のそれぞれ反対側の端でばねクリップ２８によって組み立てられた関係で保持される。
【００１６】
ジョーアーム部材１２のそれぞれは、長手方向反対側に前端部１２ａおよび後端部１２ｂをそれぞれ有し、側部２０および側部２２にはピン開口２４の後方に窪みが作られ、図１および３の側部２０について参照符号１２ｃによって示されている。各ジョーアームは、側方向に外側縁３０および内側縁３２を更に含み、これらは開口２４から間隔をおかれ、開口の前方および後方に延在する。ジョーアーム部材の内側縁３２は、前端部１２ａにおいてサイドプレート１４および１６の前方に、側方向に内向きに開口した対向するジョー窪み３４を提供し、後端部１２ｂにおいてサイドプレートの後端部１４ｂおよび１６ｂの後方に、側方向に内向きに向かい合うカム表面３６を提供する。内側部３２は、ピン開口２４の側方向に内向きに、ヘアピン形状のばね３８を受け取り支持し、これは、ジョーアーム部材１２を、ピン１８を中心に反対方向に偏倚し、ジョー窪み３４を側方向に内向きに互いに向けて偏倚する。内側部３２は、ばね保持ショルダ３２ａおよび装着ピン隙間窪み３２ｂをさらに含み、これらは、それぞれ、ばね３８の自由端に係合し、後端部１２ｂが互いに向けて変位されてジョー窪み３４を開口するときに装着ピン隙間を提供する。
【００１７】
使用に際し、ジョーセット１０は駆動機構に装着されるが、これは、駆動機構に取り付けられてサイドプレート開口２７に受け取られるピンによって公知のやり方による。ジョーアーム部材の端１２ｂは次いで手動で互いに向けて変位されて、アーム部材をばね３８の偏倚に抗してピン１８を中心にして旋回し、ジョー窪み３４を開口し、圧縮されるべきパイプおよびカップリングを受け入れ、ジョーアーム部材の解放時には、ばね３８がパイプおよびカップリングのまわりのジョー窪みを閉じる。駆動ユニットが次いで作動され、その上のカムローラー用がジョーセットの軸に向かって前進し、同時にカム表面３６に係合してジョーアーム部材１２をピン１８を中心に変位し、ジョー窪み３４がパイプおよびカップリングを一緒に圧縮する。その後、駆動ユニットが作動されカムローラーを引っ込めて、ジョーアーム部材がばね３８のバイアスに対して再度手動で変位され、ジョー窪みを開口して、ジョーセットを圧縮されたパイプおよびカップリングから取り外す。図３の破線Ａ、ＢおよびＣに示されるように、そのような先行技術のジョーアーム部材では一般に、ジョーアーム部材にわたってその内側縁と外側縁との間で、３つの領域のいずれの１つで予測不可能に破損が発生する。すなわち、３つの領域はピン孔２４の前方でジョー窪みと外側縁との間、ピン開口２４の後ろで外側縁と内側縁のばね保持ショルダ３２ａとの間、および、ピン開口のさらに後ろの場所で外側縁と内側縁の装着ピン隙間窪み３２ｂとの間である。領域Ａ、ＢおよびＣは両方のジョーアームに示されていないが、破壊がいずれのアームでも発生する可能性があり、必ずしも同一領域である必要はないことが認識される。さらに、破壊の領域は、異なるアームサイズおよび異なる構造物またはプロファイルによって変動する。
【００１８】
破損点について検査されたと上記に参照されたジョーアーム部材は、Ａｍｈｅｒｄ氏に与された米国特許の同第６，４３４，９９８号明細書に示されており、また、以下に指摘する例外を有するが上述のジョーアーム部材１２に構造的に類似したジョーアーム部材４２から構成されるジョーセット４０の一部として、本明細書の図４および５に示される。構造上の類似点に関して、ジョーアーム部材４２は一対のサイドプレート４４の間に装着され、上部のサイドプレートは、明瞭化のために図４および５では取り除かれている。ジョーアーム４２のそれぞれは、対応する旋回ピン４８を受け入れるために反対側の両側部間の旋回ピン開口４６を有し、ピン開口の後ろに参照符号４２ａで示される窪みが作られる。各ジョーアームの内側縁は、その前部にジョー窪み５０と、後部にカム表面５２と、カム表面の前方に装着ピン隙間窪み５３と、を含む。図４および５に見られるような構造的な差に関して、サイドプレート４４がばねピンまたは支柱５４を支持し、そのまわりに捩りばね５６の閉鎖端がコイル巻きされ、ジョーアーム部材のそれぞれの内側縁は、ピン窪みおよびばね窪みを備え、ピン５４の対応する部分を収容するためにジョーアームの反対側で隣接するように半径方向に浅く設けられたピン窪み５８と、捩りばねの閉鎖端およびその後方に延在するレッグを収容するためにジョーアームの反対側で中間にばね窪み６０と、を含む。上述のように、異なるサイズのこれらのジョーアームの検査の結果は、破損の７５％から８６％がピン窪みから旋回ピン開口を通る領域Ｄに発生し、１４％から２５％が領域Ｅでジョーアームにわたるというものであった。破損は、予測可能でも制御可能でもなく、領域Ｅの破損は、結果としてジョーアームが完全に別々の片になる破断になった。
【００１９】
図６は、図１から３に関連して上述され本発明にしたがって好適な応力集中部構造を有するように修正されたジョーセット１０を例示する。したがって、図１から３のものに対応する構成要素部分を示すためには、同一の参照符号が使用される。図６から８に示されるように、本発明による好適な応力集中部は、ジョーアームの側部のそれぞれに窪みまたはチャネル７０を具備し、この窪みは、互いに整列配置され、内側縁３２からピン開口２４へ向けてジョーアームを通って延在する。各窪みは、内側端７２ｂと縁３２に至る外側端７２ａとを有し、外側端と内側端との間で窪みを二等分する線または平面７４は、開口２４の軸を通って延在することが好ましい。各窪みは底部７６を有し、この底部はジョーアーム部材の対応する側部に対しある深さを窪みに提供し、好ましくは、その深さは、ジョー部材の内側縁３２から窪みの内側端７２ｂへ向けて徐々に減少する。窪みは断面が弓形であるが、当然の如く、矩形、Ｖ字型または他の輪郭であってもよい。図１からおよび図６の下部サイドプレート１６の破線概略線から認識されるように、サイドプレートは窪み７８を含み、これによって各チャネル７０の一部を見ることができる。そのため、破断線が、縁３２からチャネルに沿って進み、窪み７８で目に見えるようになるため、圧縮ツールのオペレータはジョーアームに近々起ころうとしている破損を目で観察することができる。窪み７０をジョーアームの両方に互いに整列配置して提供することが好適である。それによって、駆動ユニットに装着されるときにジョーセットの向きとは無関係に、破断の線の進行が圧縮ツールのオペレータに見えるからである。しかし、ジョーアーム部材の一方の側部における単一の窪みまたはチャネルであっても、本発明による応力集中部を提供するよう機能することが認識される。応力集中部を提供するために単数または複数の窪みを使用することは、窪みにより、疲労亀裂が一貫して開始するジョーアームの内側縁に沿った破損点が提供されるだけではなく、破損の線を破損点からジョーアームを横切って、好適な実施形態では、旋回ピン開口へと方向づけるのを窪みが最適にするという理由から、好適である。当然ながら、応力集中部がジョーアーム部材の側部の一方における単一の窪みによって提供されるのであれば、窪みは、アームの破壊に関連して疲労亀裂が開始する内側縁３２に沿って破損点を一貫して提供する高応力集中に必要な領域を提供するのに十分な深さを有することが認識される。
【００２０】
操作中には、ジョーアーム部材のカム表面３６に対して側方向に外向きに方向づけられた力を印加すると、内側縁３２に張力が加わり、応力集中部は、張力が加わるいずれかの他の部分における内側縁に沿った領域よりも、より高い集中された応力の領域を提供する。したがって、応力集中部は破損点を提供し、破損があるたびにそこで疲労亀裂が開始する。カム表面３６に対して側方向に外向きに方向づけられた力が継続しても、その力の印加は、圧縮ツールの繰り返し使用に関連しては断続的であり、最終的に破損点で疲労亀裂を引き起こし、次いで、窪みに沿って窪みの外側縁から内側縁へ向けてそれから旋回ピン開口２４へジョーアーム部材の破断を引き起こす。
【００２１】
チャネルまたは窪みはジョーアームを通って旋回ピン開口へ方向づけられることが好適であるが、圧縮ツールの使用中に窪みが応力を受ける内側縁に沿っていずれの所望の場所から内側縁と外側縁との間にアームにわたって、方向づけることができることが理解されよう。
【００２２】
好適な応力集中部はチャネルまたは窪みの形態であるが、ジョーアームの内側縁および外側縁に対して広く様々な応力集中部のプロファイルおよび向きが、破損点で疲労亀裂を起こさせて、この破損点から外側縁へ向けてジョーアームを破断させるために、内側縁に所望の破損点を提供することができることが理解される。本発明によるジョーアームの破損に関して予測可能性および制御を提供するためのいくつかの応力集中部が、図６のジョーアーム１２と構造的に対応するジョーアーム１２に関連し、図９Ａから９Ｆに示される。この点に関してより詳細には、図９Ａに示される応力集中部８０は、ジョーアームの側部間の弓形窪みであり、弓形窪みを二等分する参照線８２によって示されるように、内側縁３２から旋回ピン開口２４へ向けてジョーアーム内に延在する。この窪みの輪郭またはプロファイルは内側縁３２に対するその方向および深さとともに、高応力集中の点を提供し、したがって、破損点での疲労亀裂を一貫して開始させて、破損点から開口２４へジョーアームが破断するための内側縁での破損点を提供することが認識される。図９Ｂにおいて、応力集中部８４は、その側部間のジョーアームを通る孔または内腔によって設けられ、開口および内腔を二等分する参照線８６がジョー窪み３４に交差して破損点８８を提供するように、開口２４に対して配向される。破損時には、破損点８８で疲労亀裂が開始し、破損点８８から開口２４へジョーアームの破断が起こる。この場所は、目視可能なため有利である。同時に、応力集中部８４を提供する内腔は、圧縮ツールの使用中に張力がかかる縁３２に沿った領域のいずれの場所であれば、ジョーアームの内側縁３２と外側縁３０との間に位置することができることが認識される。内腔は、図６から８に示されるチャネル構造物に、および、図９Ａおよび９Ｃから９Ｆに示される応力集中部の他のものと組み合わせて使用することができることも認識される。
【００２３】
図９Ｃにおいて、応力集中部９０は、ジョーアームの側部間のＶ字型のノッチであり、縁３２から内向きに間隔をおかれて配置された頂点であって、ノッチを二等分する参照線９４によって示されるように、開口２４へ向けて方向づけられた頂点９２において交差する直線状側部を有する。図９Ｄにおいて、応力集中部９６は、ジョーアームの側部間の矩形ノッチである。このノッチは、ノッチの側部の間にあってこの側部に平行な参照線９８によって示されるように、縁３２からジョーアーム内に延在し、開口２４へ向けて方向づけられる直線状で平行な側部を有する。図９Ｅにおいて、応力集中部１００は、ジョーアームの反対側の両側部を通る狭いソーカットであり、参照線１０２によって示されるように、開口２４へ向けて延在する。ソーカットは、ばね保持ショルダ３２ａに隣接する縁３２に沿った点からジョーアーム内に延在し、応力集中部の場所に対する選択性を更に例示する。図９Ｆにおいて、応力集中部１０４は、ジョーアームの側部間の内側縁３２からジョーアーム内への内腔であり、内腔は、その軸である参照線１０６によって示されるように、開口２４へ向けて方向づけられる。
【００２４】
内側縁３２からジョーアーム内へ延在する弓形窪みの形態である応力集中部８０と同様に、応力集中部９０、９６、１００および１０４のそれぞれは、高応力集中の点を提供し、したがって、破損点での疲労亀裂と破損点から開口２４へ向けてのジョーアームの破断とを一貫して開始するための内側縁での破損点を提供するのに必要な程度まで、ジョーアーム内に延在する。本発明にしたがって好適であるように、図９Ａから９Ｆの応力集中部はすべて、破断の線が破損点から旋回ピン開口２４へ延在するように配向されるが、応力集中部のいずれもが、内側縁３２に沿って位置し外側縁３０に対して配向され、疲労亀裂を一貫して破損点で開始させるとともに、、当該破損点から開口２４を通ることなくジョーアームの破断を外側縁へ方向づけるために、内側縁における破損点を提供することができることが認識される。たとえば、図９Ｅの応力集中部１００は、参照線１０２が、たとえば図３の線ＢまたはＣによって表されるように、開口２４の後方に間隔をおいた線に沿って内側縁３２と外側縁３０との間に延在するように方向づけることができる。この点で、依然として、本発明によれば、応力集中部は、破損点で疲労亀裂を一貫して開始するための内側縁での破損点を提供し、内側縁および外側縁に対する応力集中部の向きは、疲労点から外側縁へ向けての破断の線を駆動する。さらに、図９Ａから９Ｆに示される応力集中部はいずれも、疲労点から開口またはジョーアームの外側縁へ向けての破断の線の方向を最適に制御するように、窪み７０に類似した単数または複数の窪みに組み合わせることができることが認識される。
【００２５】
応力集中部の寸法はいくつかの変数に依存し、これらの変数には、ジョーアームが作られる材料、熱処理パラメータ、コストおよび／または重量を減少するために材料が除去される領域を含むジョーアームの厚さおよびプロファイル、ジョー窪みとカム表面との間で内側縁に沿った内側縁および外側縁に対する応力集中部の選択された場所、および、応力集中部の形状が含まれる。材料は、例としてのみ挙げるならば、８６２０鋼、９３１０鋼、Ｘ１９ＮｉＣｒＭｏ４鋼等の様々な鋼合金のいずれの１つ、および、靱性のためにニッケルを含むいずれの合金浸炭等級鋼を含むことができる。ジョーアームは一般に、鍛造および機械加工によってか、または、焼流し鋳造等の鋳造および機械加工によってか、のいずれかで製造され、様々な熱処理は、選択的高周波焼入れ、焼なまし、浸炭を含むことができ、時には浸炭を制御するためのマスキング付をも含むことができる。熱処理は、たとえば、２０４℃（４００°Ｆ）から３７１℃（７００°Ｆ）の延伸温度を含むことができる。破損時に外側縁へ向けてアームをわたって破断線が駆動されるジョーアームの内側縁に破損点を提供するために本発明にしたがって応力集中部を有するジョーアームを熱処理することに関連して、熱処理は、破断線がそれに向けて駆動される外側縁に沿った領域にジョーアームの延性を高めるようなものであることが好適であり、そのため、破断線が近づくときに負荷がかかって曲がるアームの外側部分が、ヒンジとして作用し、全分離に対して、２つのジョーアームの破片を破断線の反対側に保持する。図６のジョーアームについては、これは、たとえば、ジョーアームにおける旋回ピン開口２４の側方向外向きの領域をマスクし、これによりマスクされた領域が炭化されるのを防ぐことにより、又は、炭化後にジョーアームのそのような領域を熱処理することにより、達成され得る。
【００２６】
たとえば、図６に示されるジョーセット用のジョーアームを設計するのに関して、本発明による応力集中部を有すること、特に、所望のジョーアームの耐用年数、材料、および、加工および熱処理方法の応力集中部を有することが選択される。部品の耐用年数に関して、たとえば、１０，０００サイクルが、最小受容可能ジョーアームの耐用年数であるとみなされてもよい。疲労データの変動性のため、１０，０００サイクルよりも高い予想耐用年数が一般に求められる。最終的に選択された耐用年数は、使用されるべき鋼の種類、および、たとえば浸炭、無心焼入れ、高周波焼入れ、炭素強化、カーボオーステンパ、および、表面硬度、コア硬度等の要因を含む選択された熱処理過程を含む様々な要因に依存する。加えて、部品の耐用年数は、部分的には、たとえば、焼流し鋳造、鍛造、バーストック、機械加工、および、表面仕上げ、部品再現性等の要因によって、選択された鋼の処理に依存する。ひとたび部品の耐用年数、および、材料、加工並びに熱処理方法が決定されると、適切な最大設計応力レベルをジョーアーム用に決定することができる。たとえば、１１，０００を超える（１１，０００＋）サイクル数の耐用寿命については、バーストックまたは鍛造から作られ、３４３℃（６５０°Ｆ）の延伸温度で浸炭されたＡＩＳＩ８６２０鋼を使用すると、応力集中部チャネル領域の最大設計応力は、２２０ｋｓｉに設定された。後者の決定は、強度および耐久限界についての利用可能な簿価、検査および過去の経験の組み合わせからなされる。ひとたび最大設計応力が決定されると、ジョーアームの内側縁に沿った破損点の場所が選択され、この破損点は、ジョーアームの前端のクリンプ領域から後端のカム表面領域までのどこであってもよい。いずれにせよ、ジョーセットのサイドプレートの前方または後方である応力集中部の開始点または図６に示されるような開始点が好適であるが、それは、割れ目が発生するときに、オペレータがそれを目で見ることができるからである。図６に示される好適な実施形態において、応力集中部は、ジョーアームの一方または両方の側部にあるチャネル形状の窪みまたは凹部であり、これは、張力が加えられたジョーアームの内側縁から始まり、旋回ピン孔へ向けて配向される。窪みまたはチャネルは、旋回ピン孔まで至る必要はないが、可能ではある。チャネルのサイズは、チャネルを形成するのに必要な寸法、たとえば、機械加工ツールまたは鍛造ダイの半径によって決定され、窪みまたは凹部の深さは、応力を張力が加えられた内側縁において最大設計応力（本例では約２２０ｋｓｉ）へと増加するために、除去されなければならない（または、薄化されなければならない）材料の量によって決定される。ひとたび応力集中部が位置決めされ予備的にサイズが決められると、ジョーアームの残りをサイズを決定することができる。この点に関して、典型的には、ジョーアームの残りの部分の応力が破損点および応力集中部よりも少なくとも２５％低くなるように、必要に応じて材料が加えられるか除去される。これは、破壊がジョーアームの内側縁に沿った破損点から開始し、他のどこからでもないことを確実にするために行われる。この点で、基本設計は完了し、プロトタ���プが作られ、設計パラメータがジョーアームの破損時に所望の結果を提供するのを確認する検査が行われる。
【００２７】
図９Ａから９Ｆに示される力集中部に関する上記記載からおよび図６に示される応力集中部の設計から認識されるように、図４および５に示されるジョーアームは、ピン窪みが本発明に係る応力集中部を提供するように修正することができる。この点に関して、窪みは、開口４６へ向けて半径方向に内向きに拡大されることができ、および／または、ジョーアームの領域Ｅに材料を加えることができ、そのため、ピン窪みの応力は、破損点が一貫してピン窪みにあることを保証するのに十分なほど高い。
【００２８】
ここに例示され記載された好適な実施形態はかなり強調されているが、本発明の他の実施形態を実現することができ、且つ、発明の原理から逸脱することなく好適な実施形態に多くの変更を行うことができることが理解される。したがって、前述の説明的事項は単に本発明の例示として解釈されるべきであり、限定として解釈されるべきではないことがはっきり理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明が方向づけられる特徴の旋回式ジョーアームを含む先行技術のジョーセットの平面図である。
【図２】図１のジョーセットの側立面図である。
【図３】上部のサイドプレートは取り外されており、先行技術ジョーアームの破損の典型的な領域を示す、図１に示されたジョーセットの平面図である。
【図４】上部のサイドプレートは取り外されている、別の先行技術のジョーセットの平面図である。
【図５】図４の線５−５に沿って取られた断面図である。
【図６】上部のサイドプレートは取り外されており、本発明にしたがって好適な応力集中部を備えたジョーアームを例示する、図１に示されたジョーセットの平面図である。
【図７】図６の線７−７に沿って取られた応力集中部の１つを通る断面図である。
【図８】図７の線８−８に沿って取られた応力集中部の立断面図である。
【図９Ａ】本発明にしたがった応力集中部の他の実施形態を例示する。
【図９Ｂ】本発明にしたがった応力集中部の他の実施形態を例示する。
【図９Ｃ】本発明にしたがった応力集中部の他の実施形態を例示する。
【図９Ｄ】本発明にしたがった応力集中部の他の実施形態を例示する。
【図９Ｅ】本発明にしたがった応力集中部の他の実施形態を例示する。
【図９Ｆ】本発明にしたがった応力集中部の他の実施形態を例示する。
【符号の説明】
【００３０】
１０、４０  ジョーセット
１２、４２  ジョーアーム部材
１２ａ  前端部
１２ｂ、１４ｂ、１６ｂ  後端部
１２ｃ、４２ａ、７０、７８  窪み
１４、１６  サイドプレート
１４ａ、１６ａ、２０、２２  側部
１８、４８  ピン
２４  ピン開口
２７  サイドプレート開口
２８  ばねクリップ
３０、７２ａ  外側縁
３２、７２ｂ  内側縁
３２ａ  ばね保持ショルダ
３２ｂ、５３  装着ピン隙間窪み
３４、５０  ジョー窪み
３６、５２  カム表面
３８、５６  ばね
４４  一対のサイドプレート
４６  旋回ピン開口
５４  ばねピンまたは支柱
５８  ピン窪み
６０  ばね窪み
７４  線または平面
７６  底部
８０、８４、９０、９６、１００、１０４  応力集中部
８２、８６、９４、９８、１０２、１０６  参照線
８８  破損点
９２  頂点