(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの鋳造体を備えるとともに、バケットの対向する側壁間を延びる長さを有する、掘削バケット用のリップであって、
前記リップは、
前側および後側であって、前記前側は地面係合工具を取り付け可能な装着部分を含む、前側および後側と、
前記リップの前記長さの大部分に沿って延びて使用中の負荷に対して抵抗をもたらす前部横材および後部横材であって、それぞれが連続して突然の変更を有さず、前記リップの長さに実質上沿って延び、前記前部横材は前記装着部分に隣接して後方に位置し、前記前部横材は上下方向について前記装着部材および前記後部横材の厚さよりも大きな厚さを有し、前記後部横材は前記後側に沿っている、前部横材および後部横材と、
前記前部および後部の横材を一緒に結合し、前記バケット内へと土質材料がその上を通過する上部表面を画定する上部パネルと、
前記前部および後部横材間を相互連結し、渡す複数のリブと、を備え、
前記装着部材、前記前部横材および後部横材、前記上部パネル並びに前記リブの少なくとも一部分は、前記少なくとも１つの鋳造体に形成され、
前記前部および後部横材は前記上部パネルより厚く、前記リブに沿って、前記上部パネル下方の、前記前部および後部の横材間に凹部を画定し、各々の前記凹部は前記上部パネルから離間する方向に開口する、リップ。
【請求項２】
前記装着部材は、前記前部横材の前方向に延びる、地面係合工具を装着するための鼻部を含む、請求項１に記載のリップ。
【請求項３】
各々の前記リブは、前記鼻部の１つと全般的に位置合わせ状態にある、請求項２に記載のリップ。
【請求項４】
前記リブは、前記鋳造体の長さに平行な方向で、前記鼻部より薄い、請求項３に記載のリップ。
【請求項５】
各々の前記リブは、前記鼻部の１つと全般的に位置合わせ状態にある、請求項４に記載のリップ。
【請求項６】
前記凹部の上方にある前記上部パネルの厚さが、前記前部横材の、その最も厚い地点の厚さの２５％未満である、請求項１に記載のリップ。
【請求項７】
前記凹部の上方にある前記上部パネルの厚さが、前記後部横材の、その最も厚い地点にある厚さの５０％未満である、請求項１に記載のリップ。
【請求項８】
前記前部横材が、２つの端部間の中央部分を有し、前記前部横材は、前記中央部分が前記端部よりさらに前方向に突出して弓曲状にされる、請求項１に記載のリップ。
【請求項９】
前記リップは、互いに溶接された複数の鋳造体から成る、請求項１に記載のリップ。
【請求項１０】
前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１５パーセントを画定する、請求項１に記載のリップ。
【請求項１１】
前記鋳造体は、全体的にリップを画定し且つ一方の側壁から他方の側壁へ延びる、請求項１に記載のリップ。
【請求項１２】
前記リブは、前記鋳造体の長さに平行な方向で、前記鼻部より薄い、請求項１に記載のリップ。
【請求項１３】
前記凹部は、総合的には、前記凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１５パーセントである、請求項１に記載のリップ。
【請求項１４】
前記凹部は、総合的には、前記凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１８パーセントである、請求項１に記載のリップ。
【請求項１５】
前記凹部は、総合的には、前記凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも２２パーセントである、請求項１に記載のリップ。
【請求項１６】
前記前部横材は、該前部横材の長手軸線の中央の少なくとも一部が、全般的に滑らかな前方向の弓曲部を有するように全般的に湾曲している、請求項１に記載のリップ。
【請求項１７】
前記前部横材の長手軸線は、Ｓ字形状の曲がり部の対を有する、請求項１６に記載のリップ。
【請求項１８】
前記後部横材は線形である、請求項１７に記載のリップ。
【請求項１９】
２以上のリブが、それらが前記前部横材から前記後部横材まで延びるにつれて、互いから外側にそれる、請求項１に記載のリップ。
【請求項２０】
前記複数の鋳造体が、一緒に溶接されて前記リップを形成する、請求項１に記載のリップ。
【請求項２１】
掘り出し作業中、土質材料を受け入れるための空洞を画定する側壁を含む壁と、バケットの対向する側壁間を延びる長さを有するリップを備えた、掘削バケットであって、
前記リップは、少なくとも１つの鋳造体によって画定され、
前側および後側であって、前記前側は地面係合工具を取り付け可能な装着部分を含む、前側および後側と、
前記リップの前記長さの大部分に沿って延びて使用中の負荷に対して抵抗をもたらす前部横材および後部横材であって、それぞれが連続して突然の変更を有さず、前記リップの長さに実質上沿って延び、前記前部横材は前記装着部分に隣接して後方に位置し、前記前部横材は上下方向について前記装着部材および前記後部横材の厚さよりも大きな厚さを有し、前記後部横材は前記後側に沿っている、前部横材および後部横材と、
前記前部および後部横材を一緒に結合し、前記バケット内へと土質材料がその上を通過する上部表面を画定する上部パネルと、
前記前部および後部横材間を相互連結し、渡す複数のリブと、を備え、
前記装着部材、前記前部横材および後部横材、前記上部パネル並びに前記リブの少なくとも一部分は、前記少なくとも１つの鋳造体に形成され、
前記前部および後部横材は前記上部パネルより厚く、前記上部パネル下方の、前記前部および後部の横材間に複数の凹部を画定し、各々の前記凹部は前記上部パネルから離間する方向に開口する、掘削バケット。
【請求項２２】
前記リップの前記装着部分が、前記前部横材の前方向に延びる、地面係合工具を装着するための鼻部を
含む、請求項２１に記載の掘削バケット。
【請求項２３】
前記凹部にある前記リップの厚さが、前記前部横材の最も厚い点の厚さの２５％未満である、請求項２１に記載の掘削バケット。
【請求項２４】
前記凹部にある前記リップの厚さが、前記後部横材の最も厚い点の厚さの５０％未満である、請求項２１に記載の掘削バケット。
【請求項２５】
前記前部横材が、２つの端部間に中央部分を有し、前記前部横材は、前記中央部分が前記端部よりさらに前方向に突出して弓曲状にされる、請求項２１に記載の掘削バケット。
【請求項２６】
前記鋳造体はリップ全体を画定し、一方の側壁から他方の側壁まで延在する、請求項２１に記載の掘削バケット。
【請求項２７】
複数の鋳造体は互いに溶接されてリップを形成する、請求項２１に記載の掘削バケット。
【請求項２８】
少なくとも１つの鋳造体によって画定されるとともに、バケットの対向する側壁間を延びる長さを有する、掘削バケット用のリップであって、
前記リップは、
前記リップの前記長さに実質的に沿って延びて使用中の負荷に対して支持をもたらす前部横材および後部横材であって、前記前部および後部横材のそれぞれは連続して突然の変更を有さず、前記リップの全長に実質上沿った方向に延びる、前部横材および後部横材と、
地面係合工具を支持するために、前記前部横材の前方で、前方に突出する複数の鼻部と、
前記前部および後部横材を一緒に結合し、前記バケット内へと土質材料がその上を通過する上部表面を画定する上部パネルと、
前記前部および後部横材間を延びる複数のリブと、を備え、
前記前部および後部横材は前記上部パネルより厚く、前記リブに沿って、前記上部パネル下方の、前記前部および後部の横材間に凹部を画定し、各々の前記リブは前記鼻部の１つと全般的に位置合わせ状態にある、リップ。
【請求項２９】
各々の前記リブは、前記リブが後方に延びるにつれて、上下方向について厚みが先細りする、請求項２８に記載のリップ。
【請求項３０】
前記リブは、前記鋳造体の長さに平行な方向について、前記鼻部より薄い、請求項２８に記載のリップ。
【請求項３１】
前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１５パーセントである、請求項２８に記載のリップ。
【請求項３２】
前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１８パーセントを画定する、請求項２８に記載のリップ。
【請求項３３】
前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも２２パーセントを画定する、請求項２８に記載のリップ。
【請求項３４】
前記鼻部は、前記前部横材の前方の装着部分の一部であって前記地面係合工具を支持し、前記前部横材は、上下方向について前記装着部分よりも厚い、請求項２８に記載のリップ。
【請求項３５】
前記前部横材は、前記凹部の前部を画定する後部表面と、前記装着部分と前記後部表面との間に延在する底部表面とを含み、前記底部表面は後方に向かって上方に傾斜している、請求項３４に記載のリップ。
【請求項３６】
前記前部横材は、上下方向について前記後部横材よりも厚い、請求項２８に記載のリップ。
【請求項３７】
前記前部横材は、前記前部横材の長手方向軸の少なくとも中央部分が滑らかで前方に湾曲した曲率を有するように湾曲している、請求項２８に記載のリップ。
【請求項３８】
前記前部横材の前記長手方向軸は、Ｓ字形状の曲がり部の対を有している、請求項３７に記載のリップ。
【請求項３９】
前記後部横材は、略線形である、請求項３７に記載のリップ。
【請求項４０】
各々の前記リブは、前記リブが後方に延びるにつれて、上下方向について厚みが先細りする、請求項２８に記載のリップ。
【請求項４１】
２つ以上の前記リブが、前記前部横材から前記後部横材まで延びるにつれて、互いにそれる、請求項２８に記載のリップ。
【請求項４２】
前記鋳造体はリップ全体を画定し、一方の側壁から他方の側壁まで延在する、請求項２８に記載のリップ。
【請求項４３】
複数の鋳造体は互いに溶接されてリップを形成する、請求項２８に記載のリップ。
【請求項４４】
少なくとも１つの鋳造体によって画定されるとともに、バケットの側壁間を延びる長さを有する、掘削バケット用のリップであって、
前記リップは、
前記リップの長さの少なくとも大部分に沿って途切れることなく延びる前部横材および後部横材と、
前記前部および後部横材間を延び、前記バケット内へと土質材料がその上を通過する上部表面を画定する上部パネルと、
歯部を取り付けるための前方に突出する複数の鼻部と、前記鼻部の間に側板を取り付けるための複数の装着領域とを含み、前記バケットの前方に延びる装着構造と、
前記上部パネルの下方で前記前部および後部横材間を延びるリブと、
前記リブに沿って前記前部および後部横材間に画定された複数の凹部と、を含み、
前記リップは前記前部横材から前後方向について厚みが先細りする、リップ。
【請求項４５】
前記前部および後部横材のそれぞれは、方向および寸法において、突然の変更がない、請求項４４に記載のリップ。
【請求項４６】
前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１５パーセントを画定する、請求項４４に記載のリップ。
【請求項４７】
複数の鋳造体は互いに溶接されてリップを形成する、請求項４６に記載のリップ。
【請求項４８】
前記鋳造体はリップ全体を画定し、一方の側壁から他方の側壁まで延在する、請求項４４に記載のリップ。
【請求項４９】
掘り出し作業中、土質材料を受け入れるための空洞を画定する側壁を含む壁と、少なくとも１つの鋳造体によって画定され、バケットの対向する側壁間を延びる長さを有するリップを備えた、掘削バケットであって、
前記リップは、
前記リップの前記長さに沿って延びて使用中の負荷に対して抵抗をもたらす前部横材および後部横材であって、前記前部および後部横材のそれぞれは連続して突然の変更を有さず、前記リップの全長に実質上沿って延びる、前部横材および後部横材と、
地面係合工具を支持するために、前記前部横材の前方で、前方に突出する複数の鼻部と、
前記前部および後部横材を一緒に結合し、前記バケット内へと土質材料がその上を通過する上部表面を画定する上部パネルと、
前記前部および後部横材間を延びる複数のリブと、を備え、
前記前部および後部横材は前記上部パネルより厚く、前記リブに沿って、前記上部パネル下方の、前記前部および後部の横材間に凹部を画定し、各々の前記リブは前記鼻部の１つと全般的に位置合わせ状態にある、掘削バケット。
【請求項５０】
掘り出し作業中、土質材料を受け入れるための空洞を画定する側壁を含む壁と、少なくとも１つの鋳造体によって画定され、バケットの対向する側壁間を延びる長さを有するリップを備えた、掘削バケットであって、
前記リップは、
前記鋳造体の長さの少なくとも大部分に沿って途切れることなく延びる前部横材および後部横材と、
前記前部および後部横材間を延び、前記バケット内へと土質材料がその上を通過する上部表面を画定する上部パネルと、
歯部を取り付けるための前方に突出する複数の鼻部と、前記鼻部の間に側板を取り付けるための複数の装着領域とを含み、前記バケットの前方に延びる装着構造と、
前記上部パネルの下方で前記前部および後部横材間を延びるリブと、
前記リブに沿って前記前部および後部横材間に画定された複数の凹部と、を含み、
前記リップは前記前部横材から前後方向について厚みが先細りする、掘削バケット。
【請求項５１】
掘削バケット用のリップであって、
前記リップの前記長さに連続的で実質的に沿って延びて使用中の負荷に対して支持をもたらす前部横材および後部横材であって、前記前部横材は、上下方向について前記後部横材よりも厚い、前部横材および後部横材と、
地面係合工具を支持するために、前記前部横材の前方で、前方に突出する複数の鼻部と、
前記前部および後部横材を一緒に結合し、前記バケット内へと土質材料がその上を通過する上部表面を画定する上部パネルと、
前記前部および後部横材間を延びる複数のリブと、を備え、
前記前部および後部横材は前記上部パネルより厚く、前記リブに沿って、前記上部パネル下方の、前記前部および後部の横材間に凹部を画定し、前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１５パーセントである、リップ。
【請求項５２】
前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１８パーセントを画定する、請求項５１に記載のリップ。
【請求項５３】
前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも２２パーセントを画定する、請求項５１に記載のリップ。
【請求項５４】
掘り出し作業中、土質材料を受け入れるための空洞を画定する壁と、リップを備えた、掘削バケットであって、
前記リップは、
前記リップの前記長さに連続的で実質的に沿って延びて使用中の負荷に対して支持をもたらす前部横材および後部横材であって、前記前部横材は、上下方向について前記後部横材よりも厚い、前部横材および後部横材と、
地面係合工具を支持するために、前記前部横材の前方で、前方に突出する複数の鼻部と、
前記前部および後部横材を一緒に結合し、前記バケット内へと土質材料がその上を通過する上部表面を画定する上部パネルと、
前記前部および後部横材間を延びる複数のリブと、を備え、
前記前部および後部横材は前記上部パネルより厚く、前記リブに沿って、前記上部パネル下方の、前記前部および後部の横材間に凹部を画定し、凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１５パーセントである、掘削バケット。
【請求項５５】
前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも１８パーセントを画定する、請求項５４に記載の掘削バケット。
【請求項５６】
前記凹部は、総合的には、凹部の合計の総合容積を含む前記リップの合計容積の少なくとも２２パーセントを画定する、請求項５４に記載の掘削バケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[01]本発明は、掘削バケット用のリップ、詳細には、ドラグライン機、ケーブル式ショベル、フェースショベル、油圧掘削装置などの掘削機で使用するための鋳造リップに関する。
【背景技術】
【０００２】
[02]採鉱および建築作業に使用されるものなどの掘削機は、地中に打ちこまれて土質材料の負荷を集めるバケットを含む。バケットは、通常、後壁、底壁、および側壁によって画定されて、掘削された材料を受け入れるための開放前部を備えた空洞を画定する。底壁の前縁にはリップが設けられ、このリップ上には、通常、歯、アダプタおよび／または側板などの地面係合工具が、リップを摩耗から保護するために、また、掘り出し中、地面をより良好に砕くために取り付けられる。リップは、平板鋼から（板状リップと呼ばれる）、または鋳造プロセスによって（鋳造リップと呼ばれる）形成される。リップのいずれのスタイルもバケット内に、すなわち底壁の前縁および各々の側壁の下側の前コーナに溶接される。
【０００３】
[03]鋳造リップは、一般的に、ドラグライン機、ケーブル式ショベル、フェースショベル、および油圧掘削装置などのより大きい掘削機上で使用される。これらのリップは大きい鋼構造部材であり、バケットが地面を貫通して打ちこまれるときに経験する衝撃および他の重い負荷に耐え、高磨滅環境によって引き起こされる過度の摩耗に抵抗し、効率的な掘り出しのために地面係合工具を適所にしっかりと支持し保持することができる。それにしたがって、鋳造リップは、非常に重くなる傾向があり、それによって各々のバケットが各掘り出しサイクルにおいて集めることができる負荷が低減される。すなわち、掘削機は、掘削された材料の重量だけでなく、バケットの重量も含む特定の最大負荷に合わせて設計される。
【０００４】
[04]既存のリップは、一般的には、掘り出し作業において遭遇する多くの負荷に抵抗し、片持ち歯の捩じり負荷を受ける傾向がある構造体を有する。しかし、リップは、掘り出し作業において、特に多くの鉱山内で一般的に遭遇する非常に大きい負荷および高摩耗環境を切り抜けるために大きくかつ重くなる傾向がある。採鉱および他の掘削機は、負荷を特定の指定されたレベルに持ち上げるように構築される。リップ、バケットの摩耗部分および他の構成要素内に存在する重量が重いほど、バケットによって達成され得る最大積載量は少なくなる。大きいサイズおよび重量はまた、鋳造リップの製造の困難性およびコストを高める傾向もある。
【発明の概要】
【０００５】
[05]本発明は、満足のいく作業に必要とされる所要の強度および耐久性をもたらす低減された重量のリップ設計である。
【０００６】
[06]本発明の１つの態様では、掘削バケット用のリップは、リップを横断して延びて使用中の重い負荷に対する抵抗をもたらす前部および後部の横材と、リップの重量を低減する横材間の凹部とを備える。
【０００７】
[07]本発明の別の態様では、掘削バケット用のリップは、リップの長さに沿って延びる離間された横材の対と、離間された横材を相互連結するリブと、横材とリブの間の凹部とを備える。
【０００８】
[08]本発明の別の態様では、掘削バケット用のリップは、１つまたは複数の凹部を有し、この凹部は、有利な重量削減構造のためにリップ容積全体のかなりの部分を占める。本発明では、凹部の合計の総合容積は、凹部の容積を含むリップの合計容積の少なくとも約１５％であり、好ましくは少なくとも約１８％以上である。
【０００９】
[09]本発明の別の態様では、掘削機バケットは、土質材料が中に集められる空洞を画定する複数の壁と、バケットの前部に固定されて掘り出し前縁を画定するリップとを備える。リップは、リップを渡す前部横材であって、前部横材の前方向に延びて地面係合工具を装着する鼻部を備えた、前部横材と、リップを渡し、掘削機バケットの前部分に当接する後部横材とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】[10]本発明によるリップを備えた掘削バケットの斜視図である。
【図２】[11]本発明のリップの斜視図である。
【図３】[12]本発明のリップの底部斜視図である。
【図４】[13]本発明のリップの上面図である。
【図５】[14]本発明のリップの底面図である。
【図６】[15]図５の線６−６に沿った断面図である。
【図７】[16]本発明のリップの前面図である。
【図８】[17]背景特徴が省かれた、図７の線８−８に沿った断面図である。
【図９】[18]図７の線９−９に沿った断面図である。
【図１０】[19]図７の線１０−１０に沿った断面図である。
【図１１】[20]図７の線１１−１１に沿った断面図である。
【図１２】[21]図７の線１２−１２に沿った断面図である。
【図１３】[22]本発明のリップの後面図である。
【図１４】[23]本発明のリップの側面図である。
【図１５】[24]本発明のリップの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[25]本発明は、ドラグライン機、ケーブル式ショベル、フェースショベル、油圧掘削装置などで使用されるものなどの掘削バケット用のリップに関する。リップは、二重横材構造および凹状部分を含んで、曲げおよび捩じれに対する必要とされる強度および抵抗を維持しながら、リップ重量を低減する。
【００１２】
[26]本発明による図１のリップ１０は、背面４４において、翼部または耳部４５に沿ってバケット本体８に溶接される。リップ１０は、バケット本体８の対向する側壁間に延びる細長い構造を有する。本出願では、リップの細長い性質により、リップの長さは、バケットの側壁間を延びる長い寸法であると考えられるが、この寸法は、業界では、時にバケットまたはリップの幅と称される。リップは、リップ長さに沿って離間され主要リップ構造の前方向に延びる、地面係合工具を装着するための鼻部２６の組を含む。リップ１０は、図２から１５により完全に図示される。
【００１３】
[27]リップ１０は、後面４４を備えた後側１６、前側２０、および対向する端部２２、２４を含む。前側２０は、装着部分２５を画定する。横材３２の前方向の装着部分２５は、一揃えの離間されて置かれた鼻部２６を備える。鼻部２６は、中間アダプタまたは末端部（図示せず）などの地面係合工具を受け入れ、この地面係合工具は、材料を分離し、その材料を、リップを保護しながらバケット内に向ける。装着部分上の鼻部は、側板（図示せず）などの追加の地面係合工具を取り付けるための装着領域３０によって分離される。リップ１０は、好ましくは鋳造リップであるが、これは、一緒に溶接された部分（好ましくは鋳造部分）から形成されてよい。
【００１４】
[28]図示される実施形態では、リップ１０は、前側２０が中心に向かって前方向に階段状にされるような階段状リップであり、それにより、鼻部２６は、リップの中心に近くなるほど、端部２２、２４に近いこれらの鼻部よりさらに前方向にあり、このとき、鼻部間の部分は、リップの長さに全般的に沿って延びている。そうではあるが、本発明によるリップは、鼻部間の中間部分がリップの長さに対して傾斜したスペード構成、または逆向きの階段状もしくは逆スペード構成を有することができる。さらに、リップ１０は、前面図において線形として示されているが、その長さにわたって弓曲状にされまたは垂直に角度付けされてよく、かつ／または上方向に湾曲する端部を含むこともできる。
【００１５】
[29]リップの支持構造体２８は、装着部分２５の後方向にあり、これを支持する。支持構造体２８は、掘り出し作業中に遭遇するあらゆる種類の負荷、ならびに回転力および曲げ力に抵抗するように形成される。本発明では、支持構造体を形成する部材は、前部横材３２および後部横材３４を含み、これらの横材は、その２つの横材の間に少なくとも１つの凹部を備えてリップの長さに沿って延びる。従来のリップは、掘り出し作業中、特に大きい採鉱機における非常の高い負荷に抵抗するために単一の横材構造を備えて形成される。単一の横材構造は、適切な強度および支持をもたらすが、リップは、大きくかつ重くなる傾向がある。一部の既存のリップは凹部を有するが、高い負荷に適切に対抗するのに必要とされている質量により、その重量削減は限定される。
【００１６】
[30]リブ３５が、好ましくは、横材３２、３４の間を延びて横材同士をより良好に結合させ、負荷を鼻部２６からバケットに伝達する。リブは、横材間の空間を細分割して、横材３２、３４の間の凹部３６の組を画定する。横材３２、３４、およびリブ３５は、凹部３６に沿ったリップに対してかなりの深さまたは厚さのものである。凹部は、前部横材３２の後部表面４０および後部横材３４の前部表面４２、ならびにリブ３５の側部表面によって画定される。
【００１７】
[31]横材３２および３４は、寸法における大きなまたは突然の変更を有さず、端部２２と２４の間で全般的に連続的なものであるが、これらは、実際の端部の手前で終端することができる。横材構造体における表面的な変更は、各々の横材の主な大部分が、リップの長さに沿った全般的に連続的な中断されない延長部である限り可能である。横材は、リップにわたって延びる湾曲部を組み込むことができる。横材内の湾曲部は、好ましくは、リブの交差部と一致し湾曲によって誘発された応力集中を補償する。この全般的に連続的な中断されない構造は、リップに対して二重横材構造を与えて、凹部３６の存在にも関わらず、膨れ上がる負荷および捩じれに抵抗する。横材構成におけるさまざまな変更が、本発明から逸脱することなく可能である。たとえば、横材３２の深さは、端部の手前まで先細になることができる。あるいは、横材は、端部２２、２４からリップの中心に向かって先細になることができる。図示される実施形態では、端部２２、２４は、上側表面４７および後部表面４９において、バケットの側壁１２に溶接するための翼部４５を有する。翼部４５は、この実施形態では、リップの主要部分の上方を延びる。
【００１８】
[32]好ましくは、リップ１０は、土質材料をバケット内に妨害なく投入するためにその上側表面４６に沿って全般的に平滑かつ連続的である。リップの下側表面５０は、横材３２、３４、凹部３６、およびリブ３５によって重量を削減するように構造化される。そうではあるが、上側表面４６および下側表面５０は、他の構成を有することができる。たとえば、凹部３６は、好ましくは開いているが、これらは、底部を覆って、たとえば横材３２、３４間に溶接されたプレートによって包囲されてよい。
【００１９】
[33]リップ１０の上部表面４６は、前部横材３２を後部横材３４に結合するパネル支持構造体２８Ａとして考えられ得る。リブ３５もまた、好ましくは、横材同士を接合させ、バケットが掘削された材料を通って前方に移動するときの軸方向力および捩じれ力に抵抗する。追加的に、１つまたは複数のパネル５６が、リブ３５および横材３２、３４に固定され、これらをリップの下面に沿って連結して凹部３６を包囲する（図１５）。１つのパネルまたは複数のパネルは、リップに追加の剛性をもたらし、これを支持し、また、捩じりおよび反りとして構造体の前部にかけられた側部力を吸収する。リップ構造体は、正方形のセルを備え、セルの１つの側部が構造的シートによって覆われた蜂の巣構造と考えられ得る。この構造体はまた、既存のリップの大規模な単一横材構造と比較して半張がら構造に類似する。
【００２０】
[34]好ましい実施形態では、前部横材３２は、リップ１０内で前方向に、すなわち装着部分２５のすぐ後方向に配向されて、摩耗部分により大きい強度および安定性を与える。前部横材３２の前部表面３８は、支持構造体２５から上方向に傾斜して、横材３２と地面係合工具装着体の間に円滑な移行部を画定する。横材３２は、全般的に、装着部分２５より大きい深さを有する。前部横材３２の後部表面４０は、凹状部分３６に移行する。横材３２の底部表面５４もまた、好ましくは、掘り出し中の摩耗を低減するために後方向に傾斜するが、異なる配向を有してよい。
【００２１】
[35]図示される実施形態は、階段状リップであるため、前部横材３２は、好ましくは、中央セクション５２が、端部２２、２４よりさらに前方向にあるように横方向に弓曲状にされる（図５）。この構造では、前部横材は、図５に示されるように全般的に連続的な前方向の弓曲部を有することができる。あるいは、前部横材は、幅広いＳ字形状の曲がり部の対を有して、前部横材の中央の前方向の弓曲部を画定することができる（図示せず）。この変形形態では、曲がり部は、好ましくは鼻部およびリブに全般的に沿ったものである。前部横材３２は、直線のリップを有する線形になることができ、または逆スペードリップを備えて反対方向に弓曲状にされ得る。前部横材３２は、前部から見たとき、リップの中心より高い端部を備えた湾曲した構成を有することができる。リップは、含まれるリップの個々の種類を問わず、所望に応じてさまざまな形状を取ることができる。
【００２２】
[36]後部横材３４は、好ましくは、重量削減を高め、貫通性を改良し、摩耗を低減するために、そしてバケット底壁の前部に合致させるために、前部横材３２に比べて低減された深さを有する。後部横材３４は、凹状部分３６へと上方向に傾斜する前部表面４２を有する。後部表面４４は、通常、翼部４５の後部面４９と一緒に溶接されるバケット底壁前部と合致するように略垂直であるが、リップをバケットに取り付けるための溶接材料を受け入れる面取り部などの特徴を含むことができる。後部横材３４は、好ましくは、底壁への溶接に対応するために線形であるが、他の底壁形状への取り付けを容易にするために非線形になることができる。
【００２３】
[37]リブ３５は、リップの強度および剛性を増大させるために前部横材３２と後部横材３４の間を横方向（すなわち前から後ろ）に延びる。リブ３５は、前部横材３２の後部表面４０および後部横材３４の前部表面４２と交差する比較的薄い支持体である。好ましくは、リブ３５は、前部横材３２のより大きい深さから後部横材３４のより小さい深さまで除々に傾斜するように深さにおいて後ろ方向に先細になる。リブのこの先細部は、重量を低減し、貫通性を改良し、摩耗を減じる。図４に見られるように、リブ３５は、好ましくは、曲げモーメントを後部横材３４に最適に伝達するために鼻部２６の後方で中心揃えされるが、これらは、他の位置を有することができ、または他の位置に追加のリブが設けられてよい。リブ３５は、これらが前部横材から後部横材まで延びるにつれてリップ端部２２、２４に向かって外方向にそれることができるが、これらは、互いに平行になることができ、または後ろ方向に互いに近寄ることができる。それたリブは、かけられた負荷をバケットに分散させるので、リップ内の応力を低減する。横方向軸ＴＡは、リップ前部からリップの後部まで後部横材４４に対して垂直に延び、リブは、長手方向のリブ軸ＲＡを画定する。図示される実施形態では、リブ軸は、少なくとも５度の角度αでリップ軸に対して傾斜する。代替の実施形態では、リブ３５の副組は、前部横材から後部横材まで延びるにつれて外方向にそれ、リブの残りはそれない。
【００２４】
[38]支持構造体２８の構成はまた、リブ３５が、装着部分２５の鼻部２６の幅より狭くなることを可能にする。従来のリップは、これらが支持する鼻部の幅を超える幅を有する大きなリブを有する。リップの質量を大きく低減するようにして前部および後部の横材の適切な支持および結合をもたらすことができる狭いリブを使用する。そうではあるが、リブは、（たとえば、鼻部の軸に平行に、逆方向に傾斜してなどの）他の配向を有することができ、略線形以外にも他の形状を有することができる。また、この実施形態では、翼部４５もまた、端部２２、２４において横材３２、３４間を延び、部分的にリブ３５と同じように機能する。翼部およびリブは、総合的に、横方向支持体と称される。
【００２５】
[39]横材３２と３４の間の凹状部分３６は、隣接する支持部材より薄く、リップの大きい部分を占める。図示される例では、凹部は、リブ３５および翼部４５以外の、横材３２、３４間の部分全体を画定する。見られ得るように、リップは、横材３２、３４のいずれのものよりかなり低減された厚さ（または深さ）を有する。この例では、凹部の中心は、前部横材３２の中心にある深さの２５％未満である深さを有する。同様に、凹部の中心にある厚さ（または深さ）は、後部横材３４の中心にある厚さの約５０％である。当然ながら、他の相対的厚さが使用され得る。凹部３６は、厚さにおいて縁部から中心にかけて先細になるようにドーム型にされ得る。
【００２６】
[40]支持構造体２８の凹部は、所望の重量削減を達成するために、リップのかなりの部分を構成する。本発明の特定の好ましい実施形態では、重量削減は、従来のリップを超えて最大限にされ得る。たとえば、これらの特定の好ましい実施形態では、リップ内の凹部の合計の総合容積は、凹部の容積を含むリップの合計容積の少なくとも約１５％である。１つの好ましい実施形態では、凹部の容積は、リップの合計容積の約２２％である。たとえば、リップの合計容積は、約０．７３１立方メートルであり、凹部の合計の総合容積は、約０．１６３立方メートルである。本発明のリップは、当然ながら、数多くの異なるサイズおよびタイプのリップにおいて使用され得る。比較として、匹敵するサイズの１つの従来のリップでは、凹部の容積は、（凹部の容積を含む）リップの合計容積の約１２％である。たとえば、従来のリップの容積が０．８０立方メートルの場合、凹部の容積は、約０．０９９立方メートルである。他の従来のリップでは、凹部の容積は、７．３％から１４．１％の範囲である。従来のリップは、本発明の最大限の重量削減構造を有さず、所望の強度を維持するのにより多くの質量および少ない凹部を必要とする。本発明は、凹部の合計の総合容積が、（凹部の容積を含む）リップの合計容積の少なくとも１５％であることに依存しない。一部の使用およびサイズにおいては、本発明によるリップ（たとえば１つまたは複数の凹部によって分離された前部および後部の横材を備えたリップ）は、凹部の合計の総合容積が、（凹部の容積を含む）リップの合計容積の１５％をかなり下回る構造を有することができる。
【００２７】
[41]大きく低減された厚さによって主に画定された凹状部分３６の両側に離間されて置かれた横材３２、３４の対を使用するこの有利な構造は、リップ内の重量を大幅に削減する。１つの例では、６８０３．８８６キログラム（１５０００ポンド）のリップに対する重量削減は、約５４４．３１１キログラム（１２００ポンド）である。全般的には、重量削減は約２〜１２％であると予想されるが、従来のリップをより上回るものになることができる。リップのサイズおよび機械のタイプに応じて、大なり小なりの重量の削減が可能である。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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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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