(57)【要約】  本発明の目的である浚渫機の歯およびアダプターは、プロペラのブレードに取り付けられて浚渫機のカッターヘッドを形成するアダプターまたはアダプター部材に取り付けられ、港湾、河川、運河などの底面から汚泥、石、砂などを取り除いて深化および浄化する目的で用いられるアセンブリを構築する歯または摩耗部材に関する。歯と歯棒またはアダプターとの結合部の建設的特徴により、他にも利点はあるが、歯の切削材料を有効に利用したり、アダプターにおいて歯を簡単に素早く交換したりすることが可能になる。
2010501760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持システム（３０）によってアダプター（２０）に結合される歯（１０）であって、上記アダプター（２０）は、好ましくは、浚渫機のプロペラに取り付けられるように形成され、上記歯（１０）は、汚泥および石と接触するための前方摩耗部である先端（１１）と、後方結合部である出っ張り部または突出部（１２）を有し、
上記突出部（１２）は、
角の丸い少なくとも４辺を有する断面、上面（１２０）および下面（１２３）を有する下底体（１６）と、
下底体（１６）の上に配置され、台形断面、上面（１５３）および下面（１５４）を有し、台形断面における上底（１５３）と下底（１５４）がそれぞれ上記上面（１５３）と下面（１５４）によって決定され、下面（１５４）が下底体（１６）の上面（１２０）より狭く、かつ、下底体（１６）の上面（１２０）に対して心合わせされている上部付属物（１５）と、
前方摩耗部である先端（１１）の反対に位置する自由端（１４）と、
上記自由端の反対に位置し、歯（１０）の先端（１１）に取り付けられた端とを有し、
上記下底体（１６）の上面（１２０）と下面（１２３）とが、突出部（１２）の自由端（１４）の近くを起点として、互いから徐々に離れていき、上記底体（１６）の断面が、底体（１６）の最大高さ（Ｈ１）に対応する最大隔たり（Ｈ１）を規定するまで、歯の先端（１１）の方向に大きくなり、
上記上部付属物（１５）の上面（１５３）と下面（１５４）とが、突出部（１２）の自由端（１４）の近くを起点として、互いから徐々に離れていき、上記上部付属物（１５）の断面が、付属物（１５）の最大高さ（Ｈ２）を規定する最大隔たり（Ｈ２）が定まるまで、歯の先端（１１）の方向に大きくなり、
下底体（１６）と付属物（１５）のそれぞれの最大高さ（Ｈ１、Ｈ２）を結合したものが、歯の突出部（１２）の最大高さ（Ｈ３）を示す線となり、
この線を越えると、付属物(１５)の上面（１５３）と下底体（１６）の下面（１２３）が、両面（１５３、１２３）が結合するまで、歯(１０)の先端（１１）に向けて収束し始め、
両面の結合線（１１）は、歯の摩耗部（１１）の側、かつ、最大高さ（Ｈ３）を示す線の前方に位置することを特徴とする歯（１０）。
【請求項２】
上記突出部（１２）の下底体（１６）の上面（１２０）と下面（１２３）とが、突出部（１２）の自由端（１４）を起点として、互いから徐々に離れていくことを特徴とする請求項１に記載の歯。
【請求項３】
上記付属物（１５）の上面（１５３）と下面（１５４）とが、突出部の自由端（１４）を起点として、互いから徐々に離れていくことを特徴とする請求項１に記載の歯。
【請求項４】
つばであるフランジ（４０）を有し、当該つばが歯の周囲に位置し、かつ、上記歯の前方摩耗部である先端（１１）と後方部である突出部（１２）との隔たりに一致することを特徴とする請求項１に記載の歯。
【請求項５】
上記つば（４０）は、その周囲の異なる領域において、厚さまたは幅が異なることを特徴とする請求項４に記載の歯。
【請求項６】
上記つば（４０）は、その上下の領域において、厚さが大きくなっており、この領域とアダプターとが接触した際に応力に抵抗することを特徴とする請求項５に記載の歯。
【請求項７】
上記つば（４０）は、厚さまたは幅が一定であることを特徴とする請求項４に記載の歯。
【請求項８】
上記突出部（１２）は、中空（５０）になっており、歯の重量が軽減されることを特徴とする請求項１に記載の歯。
【請求項９】
上記突出部（１２）は、歯（１０）をアダプター（２０）に保持するための縦のピン（３０）を収容する縦型のハウジング（１３）を有することを特徴とする請求項１に記載の歯。
【請求項１０】
上記ピン（３０）は、上記ハウジング（１３）に対する抜き差しの際に木槌またはハンマーでたたくことを必要としないことを特徴とする請求項９に記載の歯。
【請求項１１】
上記付属物（１５）は、その下底（１５４）がその上底（１５３）よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の歯。
【請求項１２】
歯（１０）と結合され、好ましくは、浚渫機のカッターヘッドのブレードに取り付けられる一端に結合器（２１）を有するアダプター（２０）であって、
上記アダプター（２０）は、結合器（２１）の反対側の端に、歯（１０）の後方出張り部である突出部（１２）を受容するための空洞であるハウジング（２４）を有し、当該突出部（１２）は上記ハウジング（２４）に完全に挿入され、
上記ハウジング（２４）は、角の丸い少なくとも４辺を有する断面、上面（２２０）および下面（２２３）を有する下底空洞である空洞（２２）と、
上面（２５３）と下面（２５４）とを有し、下底空洞（２６）の上に配置、結合され、歯（１０）の突出部（１２）のハウジング（２４）を形成し、台形断面における上底（２５３）と下底（２５４）とがそれぞれ上記上面（２５３）と下面（２５４）とによって決定され、下面（２５４）が下底空洞（２２）の上面（２２０）より狭く、下底空洞（２２）の上面（２２０）に対して心合わせされている中空上部付属物（２５）と、
ブレードと結合する端の反対側の端に位置する開口（２８）と、
開口（２８）の反対側の端に位置し、ブレードとの結合部に近い空洞の底部（２６）とによって形成され、
上記下底空洞（２２）の上面（２２０）と下面（２２３）とが、アダプター（２０）のハウジングの底部（２６）の近くを起点として、互いから徐々に離れていき、上記下底空洞（２２）の断面が、下底空洞（２２）の最大高さ（Ａ１）に対応する最大隔たり（Ａ１）を規定するまで、アダプター（２０）の開口（２８）の方向に大きくなり、
上記中空上部付属物（２５）の上面（２５３）と下面（２５４）とが、アダプター（２０）のハウジングの底部（２６）の近くを起点として、互いから徐々に離れていき、上記中空付属物（２５）の断面が、中空付属物（２５）の最大高さ（Ａ２）に対応する最大隔たり（Ａ２）が定まるまで、アダプター（２０）の開口（２８）の方向に大きくなり、
下底空洞（２２）と中空付属物（２５）のそれぞれの最大高さ（Ａ１、Ａ２）を結合したものが、アダプター（２０）のハウジング（２４）の開口（２８）の最大高さ（Ａ３）を示す線となり、
この線を越えると、中空付属物（２５）の上面（２５３）と下底空洞（２２）の下面（２２３）とが、両面（２５３、２２３）が結合するまで、ハウジングの底部（２６）の方向と反対の方向に収束し始め、
両面の結合線（１２）は、ハウジングの底部（２６）の反対側、かつ、アダプター（２０）のハウジングの開口（２８）の最大高さ（Ａ３）を示す線の前方に位置することを特徴とするアダプター（２０）。
【請求項１３】
上記空洞は、その輪郭と断面が同じことを特徴とする請求項１２に記載のアダプター。
【請求項１４】
歯との接触領域において、道具を挿入し、歯を取り外すための少なくとも一つの溝（２７）を有することを特徴とする請求項１２に記載のアダプター。
【請求項１５】
歯（１０）をアダプター（２０）に保持するための縦のピン（３０）を収容する縦型のハウジング（２３）を有することを特徴とする請求項１２に記載のアダプター。
【請求項１６】
上記ピン（３０）は、ハウジング（３０）に対する抜き差しの際に木槌またはハンマーでたたくことを必要としないことを特徴とする請求項１２に記載のアダプター。
【請求項１７】
上記中空付属物（２５）は、その下底（２５４）がその上底（２５３）よりも大きいことを特徴とする請求項１２に記載のアダプター。
【請求項１８】
浚渫機に結合される歯とアダプターとのアセンブリであって、
請求項１〜１１のいずれかに記載の歯と、
請求項１２〜１７のいずれかに記載のアダプターと、
上記歯の上記アダプターへの結合を確保する保持システムとを備える歯とアダプターとのアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る浚渫機の歯およびアダプターは、プロペラのブレードに取り付けられて浚渫機のカッターヘッドを形成するアダプターまたはアダプター部材に取り付けられ、港湾、河川、運河などの底面から汚泥、石、砂などを取り除くことによって深化および掃除する目的で使用されるアセンブリを構築する歯または摩耗部材に関する。
【０００２】
浚渫機は、水底物質の掘削、運搬、堆積を可能にし、すくい上げ式（mechanical）と吸い上げ式（hydraulic）とがある。すくい上げ式は、小規模地形での使用に際して、切削部材、歯（teeth）、またはブレード（刃）を付けて用いられる。
【０００３】
本発明の対象である歯およびアダプターは、好ましくは、水底を掘削しながら、ほぐされた物質（loosened material）をポンプで吸引し、パイプを介して他の場所へ運搬するタイプの、吸引式カッターヘッドを有する浚渫機で使用することを目的としている。
【背景技術】
【０００４】
従来技術において、歯とアダプターとのシステムまたはアダプターを浚渫工事に応用することが知られている。これらの工事の目的は、海洋や河川の底面から物質を取り除くことであり、その目的ために、様々な歯が配列され、それらが歯棒（tooth bar）またはアダプターに結合された浚渫機を搭載した浚渫船がよく用いられる。
【０００５】
米国特許文献ＵＳ−３３４９５４８−Ｂには、弾性ストラップによって結合された歯とアダプターとのシステムが記載されている。この弾性ストラップの配置が悪いと、システム全体がその正しいアセンブリに応じて修正されるようなっている。このシステムでは、歯とアダプターとの接触領域が一箇所だけであり、応力分布に悪影響を及ぼす。
【０００６】
米国特許文献ＵＳ−４６４２９２０−Ｂには、ピンを用いて形成された保持システムによって結合された歯とアダプターとのシステムが記載されているが、ピンが収容されている領域に汚泥が到達しやすく、後でピンを取り外すのが困難になる。また、このシステムでは、ねじりや曲げの応力や荷重を吸収しにくく、レバーの反作用が強くなる。さらに、前記特許文献と同様に、歯とアダプターとの接触面の数が少ない。
【０００７】
スペイン特許文献ＥＳ−２０７７４１２−Ａには、二つの締結システムの使用を必要とする三つの部品で構成された歯とアダプターとのシステムが記載されている。三つの部品を有することで、多数の予備部品と三つの締結システムが必要となり、三つの締結システムのうち一つはハンマーの使用を必要とし、残りの二つは溶接により形成されるため、それらの交換作業が長く複雑になり、そのためシステム全体が複雑になる。
【０００８】
従来技術における浚渫機の問題解決法には、特に、以下のような欠点がある。
【０００９】
・歯が非中空部材であり、当該部材の材料が、指定された機能に対して最適化されない。従来技術において非中空歯を使用することの別の欠点は、重さのために取り扱いが困難になるということである。
【００１０】
・従来技術において浚渫機に応用される歯は大きいため、その収納には多くのスペースを必要とする。
【００１１】
・従来技術における歯とアダプターとの結合部は、動作の際に当該歯とアダプターとの結合を確保する保持部材または縦のピンを有している。歯が摩耗して交換が必要になると、交換のために、カッターヘッドが水中から引き揚げられるが、通常、歯とアダプターとの下部には、作業現場である水底からの物質が付着している。当該ピンは、通常、その上部をたたき、歯とアダプターとのアセンブリの下部を介して取り外されるが、その際、（歯が水上で交換されるため）ピンが水中に落下することがよくあり、ピンが回収できなくなる。同様に、歯とアダプターとのアセンブリの下部に物質が付着していることで、ピンがハウジングから出るのを妨げられ、上述のピンを取り外すのが困難になる。さらに、アセンブリに付着した物質の塊にピンが埋もれて見当たらなくなり、そのまま水中に落下してしまうこともよくある。
【００１２】
・従来技術における結合部の構成により、歯が過度に大きいため、結合部が長くなり、歯の強度が落ち、占有体積が大きくなり、カッターヘッドからブレードまでの距離が大きくなる。その結果、歯とアセンブリの性能が低下する。
【００１３】
・同様にアダプターも、歯以外には保護してくれるものがなく、歯の作用によってほぐされてアダプターに当たる物質の影響を受け、破損や摩耗が生じる。
【発明の開示】
【００１４】
本発明は、前方摩耗部とアダプター本体に配置された空洞内に収容される後方出張り部または突出部（nose）とを有する歯、および、歯とアダプターとによって浚渫機用に形成され、両部材が好ましくはハンマーを用いない（hammerless）、縦型の保持システム、すなわち、ハンマーを使う必要もなければ、両部材を結合しているピンをたたく必要もない保持システムによって結合されたアセンブリに係る。上記アダプターは、上記空洞の反対側の端で、結合器によって浚渫機のカッターヘッドのブレードに取り付けられる。
【００１５】
本発明の目的は、好ましくは浚渫機に応用され、歯先の材料の摩耗の最適化および歯とアダプターとの結合の最適化を可能にする歯、アダプター、およびその両方によって形成されたアセンブリを提供することである。これら本発明の目的は、力（荷重）に近い自己締め付け力の生成を可能にし、後方への反作用の水平成分が大きくなって歯がアダプターを押すために自己締め付け力（self-tightening force）も大きくなるような両部材間の接触面の特定構造により実現される。
【００１６】
浚渫工事では、実際の浚渫船上、すなわち、作業現場や工事現場で歯を交換しなければならず、通常は水上で、アダプターまたは歯棒と歯とを担持するカッターヘッドに直接作業を行う。当該工事は、当該船の乗組員によって、すなわち、作業現場で行われ、この種の作業を最適に遂行するための設備や道具を備えた整備工場からは遠く離れている。このため、過度に多数の道具や複雑な装備を使わず、交換作業が簡単になるように、上述の構成要素はすべて締結部材とピンとによって結合される。
【００１７】
本発明の他の目的は、歯とアダプターとのアセンブリに加えて、その構成により、アダプターに歯を保持するとともに、保持システム、特に、そのピンにかかる応力を軽減するのに有利な応力の分散を可能にする歯およびアダプターを提供することである。歯とアダプターとの構成は、浚渫工事以外にも使用できる。例えば、海岸での作業の際に、アダプターまたは歯棒を掘削機のバケットに接続できる。
【００１８】
本発明の対象である歯およびアダプターは、両部材間の結合が結合の性能、特に、各歯の効率を増大することを可能にする接触面と構造的特徴を有する。これのより、浚渫機の効率が改善される。
【００１９】
歯は、二つの異なる部分で構成される。すなわち、歯は、地形に作用し、地形による侵食にさらされる第一摩耗部と、アダプターに配置された専用のハウジングに挿入されてシステムの結合部を形成し、地形に対する歯の作用によって生じる反作用や応力にさらされる第二部である突出部とから構成される。当該突出部は、下底体と、当該下底体の上面に一体化された付属物（appendage）とによって形成され、その一端は自由端となっており、他端は摩耗部に取り付けられている。摩耗部と突出部との隔たりは、付属物の上面と下底体の下面とによって定められ、突出部の自由端から最大高さに到達すると、両面が歯先に向けて収束し、両面の結合線が、歯の摩耗部の側、かつ、突出部の最大高さを示す線の前方に位置する。
【００２０】
突出部は、その長さによって変化する断面形状を有し、自由端では角の丸い断面を有する。突出部の断面の面積は、突出部が歯の摩耗部に取り付けられる端に近づくにつれて、特に、底体の下側と底体の付属物の上側との間で最大高さに到達するまで、徐々に大きくなる。この後、突出部の断面の面積は、付属物の上面が底体の下面と交差するまで徐々に小さくなり始める。
【００２１】
当該断面は、楕円、台形、長方形など、いろいろな形を取り得るが、少なくとも４辺を有している。
突出部の上部に位置する付属物は、その台形断面が突出部の底の断面よりも狭く、後者に対して心合わせされている。当該付属物の高さは、突出部の自由端に近い領域においてゼロであることが好ましく（自由端においてある程度の高さを有してもよいが）、当該高さは、上記最大高さの点に到達して再び減少するまで徐々に大きくなる。付属物の連続する断面の側面と歯の突出部の底体の連続する断面の上面とがなす角度は、製造上の問題により、４５度以上１８０度未満、好ましくは４５度以上１３５度以下で変化する。さらに、付属物の下底が上底より大きくなるように、角度は９０度より大きいことが好ましいが、逆もまた可能であり、角度が90度未満であってもよい。
【００２２】
さらに突出部は、アダプターのハウジングの内面との少なくとも一つの第一接触領域を有しており、そのような接触領域は、歯の突出部の付属物の両面に位置する突出部の底体の二つの上面によって形成される。この第一接触領域の主な特徴は、アダプターにおける歯の自己締め付け性を実現することである。
【００２３】
これら上面が歯先、すなわち、歯が地形に作用する際にもたらす力の作用点に近いため、当該上面への反作用が大きくなり、その結果自己締め付け力（当該反作用の成分）も大きくなる。
【００２４】
突出部は、アダプターとの第二接触領域を有しており、この接触領域は、突出部の自由端に近い領域において、突出部の底体の下面に位置する。
【００２５】
また、アダプターは、二つの部分で構成される。すなわち、アダプターは、その一端に、結合される機械の種類、すなわち、浚渫機のカッターヘッドに結合されるかまたは掘削機のバケットに結合されるかに応じて変わることができる構成を有し、反対側の端に、歯の突出部を受容するための空洞、ハウジング、またはキャビティを有する。歯を受容するためのアダプターの空洞またはハウジングの表面の内部形状は、歯の突出部のそれに対して相補的であり、これにより両部材間での完全な結合が確保される。
【００２６】
歯とアダプターとの結合のために、両部分が、アダプターの上部から歯の突出部、アダプターの下部にかけて穴または貫通孔を有することが好ましい。好ましくは回転面を有し、かつ、好ましくはハンマーを用いない（抜き差しの際に木槌やハンマーでたたく必要がない）保持システムを有するピンが、上記ハウジングに挿入される。
【００２７】
アダプターの空洞またはハウジングにおける歯の後方部または突出部の結合は、上述の締め付け面を規定する平面の結合によるものである。浚渫機のカッターヘッドにおいて歯が作動する状況ではよくあることだが、圧力が歯の摩耗先端に垂直かつ上向きにかかると、歯とアダプターとの間の締め付け（tightening）または押しつぶし（crushing）効果が上記平面によってさらに得られる。
【００２８】
この結合システムにより、歯とアダプターのシステムは、歯の先端において上向きの垂直荷重がかかると、独りでに堅く締まり、保持システムとそのピンに圧力が放出されるので、ピンにかかる圧力は、従来の結合システムと比べて少ない。従って、保持システムのピンにかかる圧力が少ないため、ピンを寸法と断面が小さくなるように設計することができる。これにより、ピンの劣化を抑え、再利用することができる。
【００２９】
上記結合部の構成により、歯とアダプターとの接触面は、公知の結合部と比べて、歯の作動先端に近くなる。これにより、歯とアダプターとの間に生じるレバー効果（lever effect）が小さくなり、ひいては締結または保持システムを含むアセンブリにかかる圧力が小さくなる。これにより、劣化が抑えられる。歯においてレバー応力を落とすことによって、当該歯の突出部の外形寸法を小さくすることできる。そしてさらに、その構造上、後方出張り部または突出部の抵抗断面（resistant section）は、その自由端に向かって小さくなる。その結果、歯の先端にかかる荷重によって上記領域に生じた曲げモーメントが小さくなる。従って、抵抗断面が大きいところに、大きなモーメントが存在する。また、システムの全外形寸法を小さくすることによって、結合部の高さを低くすることができる。これにより、より深く貫通するシステムを実現することができる。
【００３０】
本発明の対象である歯、並びにアダプターによって、摩耗材料を最大限に利用することができる。すなわち、地形に直接作用する部分である歯の前方摩耗部に配された材料を最大限に利用することができる。この最大限利用は、使用されない歯の先端の材料を最小限に抑えることによって実現される。摩耗されない歯の先端の材料形成部、または、摩耗先端は、費用がかかっているにもかかわらず本来の目的で使用されない材料である。先端が、歯の摩耗線に平行な、突出部の付属物の上面の傾きに従って設計されているため、歯の先端の材料は最大限に利用される。これにより、新しい歯と交換する前に、歯の先端において使用される材料の量が最大限になる。
【００３１】
この歯とアダプターとの結合の構成により、そして浚渫工事がユーザーの目に見えないところで行われるということを考慮すると、歯の先端は、歯棒が摩耗し始める前に、未使用の摩耗材料を最小限にしながら完全に摩耗されなければならない。歯棒が摩耗すると、歯だけでなくアダプターも交換しなければならなくなり、時間と財源の両面で深刻な不利益が生じるからである。歯の寿命を予測するのは難しいが、歯の摩耗時間はカッターヘッドの回転数と作業対象の物質によって決まるということを考慮する必要がある。また、いったん歯が摩耗し、歯棒が地形に直接作用することによって摩耗し始めると、ユーザーが振動の増加を感知し、歯の先端がすでに消耗されていることに気付くことがある。この振動は、歯が徐々に摩耗し、その断面が徐々に大きくなり、地形に当たる歯の断面が徐々に大きくなって、貫通に最適な断面が消耗されたことによるものである。地形に当たる歯の断面全体が消耗され、歯棒に到達すると、この振動がとても大きくなり、操作者は、歯を交換する必要があることに気付く。
【００３２】
本発明の他の対象は、先に規定された傾斜面に基づいて、前方摩耗部とアダプターに結合する突出部との間に、外囲突出物、フランジ、または、つばを有し得る歯である。その主な目的は、歯とアダプターとの接触領域を浚渫工事においてほぐされた物質から保護することである。上記つばは、結合部において、次の三つの機能を果たす。
【００３３】
・ほぐされた物質の流れを変えるように上下領域にそれぞれ設けられた反らせ板を介して、アダプターを摩耗から保護する。その際、上記物質がアダプターに擦れたり当たったりするのを防ぎ、ひいてはアダプターの摩耗を防ぐ。
【００３４】
・栓として機能し、ほぐされた物質が結合部に入るのを防ぐ。また、締結部または保持システムに入る物質を減らす。
【００３５】
・長期にわたる摩耗の後に、上下領域にそれぞれ位置するストッパーを介して、アダプターと接触する。これらのストッパーは、アダプターと接触したときにかかる応力に抵抗するために厚くなっており、歯とアダプターとの第三の接触領域となる。
【００３６】
上記つばは、長手方向の厚さが、結合部の作業中に当該つばにかかる応力によって変化しうる。特に、上記つばは、その上下領域において最も厚くなっており、接触すると、つばに対する歯棒の反作用によって、かかる力（Ｆｃ）と正反対の成分がかかる。また、つばは、その中間領域において、傾斜面Ｓ、Ｉの平行度に従って結合部の形状に沿うように歯の先端に向けて曲線を描き、接触領域を歯の先端に近づける。この領域は、レバー効果を抑えるために上記先端の近くに位置した主接触領域が位置するところである。上記中央領域は、上下領域と比べて、厚さが少ない。
【００３７】
本発明の他の対象は、突出部が中空である歯である。これにより、摩耗される材料の量が減少する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本明細書における記載の補足および本発明の特徴のさらなる理解のために、本発明の好ましい実施形態に基づき、当該記載の不可欠な部分として、図面を添付する。なお、これらの図面は、説明のためのものであり、限定するためのものではない。
【図１】結合前のつばなし歯およびアダプターを示す斜視図である。
【図２】結合前のつばなし歯およびアダプターを示す側面図である。
【図３】つばなし歯を示す斜視図である。
【図４】つばなし歯を示す背面図である。
【図５】つばなし歯を示す側面図である。
【図６】つばなし歯を示す平面図である。
【図７】つばなし歯を示す側面図であり、傾斜面ＳおよびＩを示す。
【図８】つば付き歯を示す側面図である。
【図９】つば付き歯を示す正面図である。
【図１０】つば付き歯を示す平面図である。
【図１１】つば付き非中空歯を示す断面図である。
【図１２】つばなし中空歯を示す断面図である。
【図１３】つばなし歯を示す側面図である。
【図１４】図１３のつばなし中空歯を線Ｙ−Ｙに沿って切った断面図である。
【図１５】図１３のつばなし中空歯を線Ｚ−Ｚに沿って切った断面図である。
【図１６】図１３のつばなし中空歯を線ＡＣ−ＡＣに沿って切った断面図である。
【図１７】図１３のつばなし中空歯を線ＡＡ−ＡＡに沿って切った断面図である。
【図１８】図１３のつばなし中空歯を線ＡＢ−ＡＢに沿って切った断面図である。
【図１９】図１３のつばなし中空歯を線ＡＥ−ＡＥに沿って切った断面図である。
【図２０】アダプターを示す斜視図である。
【図２１】アダプターを示す図である。
【図２２】アダプターを示す後面図である。
【図２３】図２２のアダプターを線ＡＢ−ＡＢに沿って切った断面図であり、傾斜面ＳＡおよびＩＡを示す。
【図２４】結合後のつばなし歯およびアダプターを示す図である。
【図２５】図２４のつばなし歯とアダプターとの結合部を線ＡＥ−ＡＥに沿って切った断面図である。
【図２６】結合後のつばなし歯およびアダプターを示し、そのアセンブリにかかる力とその反作用を示す図である。
【図２７】つばなし歯を示し、その突出部の付属物が全長に沿ってある程度の高さを有している状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１に示すように、本願発明の対象である浚渫用の歯およびアダプターは、交換可能な歯１０、浚渫機のカッターヘッドのブレードに結合されたアダプター２０、および、歯とアダプターとの接続を確保するための保持部材３０から形成されている。
【００４０】
図３および２０に示すように、歯１０は、地盤および石と接し、地形を破壊するための歯の先端である前方摩耗部１１と、歯１０の後方部に位置し、アダプター２０に配置されたハウジングまたは空洞２４に収容される後方出張り部または突出部１２とからなる。
【００４１】
図４は、歯の突出部１２が下底体１６と下底体１６の上面に一体化された付属物１５とによって形成される様子を示し、自由端１４が前方摩耗部の反対側の端に位置し、当該突出部１２が付属物の上面と底体の下面との交線によって摩耗部から隔てられている。より詳細には、摩耗部１１と突出部１２との隔たりは、二つの傾斜面Ｓ、Ｉによって、両面の想像上の水平交線１１が、歯１０の最大高さを決定する垂直線（ｈｍａｘ１−ｈｍａｘ２）の前方、すなわち、突出部の自由端１４の反対側に位置するように決定される。ここで、傾斜面Ｓ、Ｉは、上記付属物の上面と底体の下面によって決定される。上記歯の最大高さＨ３は、底体の最大高さＨ１と付属物の最大高さＨ２との組み合わせによって決定される。
【００４２】
水平軸ｘによって変化する第一垂直面ＸＹによると、突出部の底体は、図１３から１９にかけて、自由端ｘ０において、第二垂直面ＹＺに従って、角の丸い長方形断面を有しており、水平軸ｘに沿った突出部１２の断面積が、突出部が歯の摩耗部に取り付けられる端（傾斜面Ｓ、Ｉ）に近づくにつれて、特に、突出部の下面が下側傾斜面Ｉと交差するまで、徐々に大きくなり、その後、水平軸ｘに沿った突出部１２の断面積は、上側傾斜面Ｓと下側傾斜面Ｉの交点Ｘ１まで小さくなり始める。
【００４３】
また、歯１０の突出部１２の付属物１５は台形断面を有し、その下底は突出部の底体１６の上面より狭く、かつ、当該底体１６に対して心合わせされており、上記付属物の高さは、突出部ｘ０の自由端１４に近い領域においてゼロであり、上記付属物１５の上面ひいては突出部12の上面が歯の摩耗部１１と分離する上側傾斜面Ｓと交差する最大高さＨ２に到達するまで徐々に大きくなり、その後、付属物の高さは、上側傾斜面Ｓと下側傾斜面Ｉの交点に到達するまで小さくなる。上記付属物１５は、突出部の自由端１４において高さがゼロであってもよく（図２７参照）、突出部の底１６に対して心合わせされていなくてもよい。
【００４４】
付属物１５の連続する断面の側面１５１、１５２と歯１０の突出部の底１６の連続する断面の上面１２１、１２２とがなす角度は、４５度以上１８０度以下であり、好ましくは４５度以上１３５度以下であり、さらに好ましくは、９０度より大きい。
【００４５】
上記記載によると、歯１０の突出部は下底体１６を有し、下底体１６は、角の丸い少なくとも４辺を有する断面、上面１２０、および、下面１２３を有する。上記下底体１６の上には、台形断面、上面１５３、および、下面１５４を有する上部付属物１５があり、台形断面において、下底１５４が上底１５３より大きく、上面１２０の下底体１６より狭く、かつ、上面１２０の下底体１６に対して心合わせされている。また、突出部は、前方摩耗部である先端１１の反対側に自由端１４を有し、当該自由端の反対側に、歯１０の先端１１に取り付けられた端を有する。
【００４６】
歯の突出部、その断面、および、歯の前方部または歯の先端との取付領域の断面は、徐々に拡大する下底体１６の上面１２０および下面１２３の隔たりによって決定される。この隔たりは、突出部１２の自由端１４の近くを起点としており、上記下底体１６の断面が、下底体１６の最大高さＨ１に対応する最大隔たりＨ１が定まるまで、歯の先端１１の方向に大きくなる。付属物１５の上面１５３および下面１５４は、突出部１２の自由端１４の近くを起点として、互いから徐々に離れていき、付属物１５の断面が、付属物１５の最大高さＨ２に対応する最大隔たりＨ２が定まるまで、歯の先端１１の方向に大きくなる。下底体１６と付属物１５のそれぞれの最大高さＨ１、Ｈ２を結合したものが、歯の突出部１２の最大高さＨ３を示す線となり、この線を越えると、付属物１５の上面１５３と下底体１６の下面１２３とが、両面１５３、１２３が結合するまで、歯１０の先端１１に向けて収束し始める。ここで、両面の結合線１１は、歯の摩耗部１１の側、かつ最大高さＨ３を示す線の前方に位置する。上記最大高さは、システムの良好な貫通力とシステムの抵抗との平衡点に位置する。貫通力は上述のように突出部の全高によって決まり、抵抗はシステムにかかる応力によって決まる。
【００４７】
図２０に示すように、アダプターは、浚渫機のカッターヘッドのブレードに取り付けられる結合器２１を一端に有し、歯１０の後方出張り部である突出部１２を受容するための空洞またはハウジング２４を反対端に有する本体によって形成され、突出部１２は当該ハウジング２４に挿入される。図２２に示すように、アダプター２０の上記ハウジング２４の内面は、歯１０の突出部１２の面に対して相補的である。換言すれば、上記ハウジング２４は、下底空洞２２と、ハウジング２４の自由端と一致する開口２８におけるハウジング２４の上面に設けられた逆Ｔ字型付属物２５とによって形成される。上記自由端または開口２８の形状は、二つの傾斜面、すなわち、上側傾斜面ＳＡと下側傾斜面ＩＡによって定められる。上側傾斜面ＳＡと下側傾斜面ＩＡは、中空付属物の上面と突出部の基底空洞の下面にそれぞれ対応し、両面が交差する有限点（finite points）ｘ３によって形成された交線（または交点）１２で交差し、図２３に示すように、両面の交線１２が、空洞２４の最大高さＡ３を決定する線（ｈｍａｘ１−ｈｍａｘ２）の前方に位置する。
【００４８】
上述したように、内面は、歯の突出部の面に対して相補的であるので、上記ハウジングの有限断面（finite sections）は、歯の突出部の無限断面に対して相補的であり、水平軸ｘによって変化する第一垂直面ＸＹによると、空洞２４は、開口２８の反対側の底部２６において、第二垂直面ＹＺに従って、角の丸い長方形断面を有しており、空洞２４の断面積が、空洞２４が空洞２４の開口２８（傾斜面ＳＡ、ＳＩ）に近づくにつれて、特に、空洞２４の下側が下側傾斜面ＩＡと交差するまで、徐々に大きくなり、その後、空洞２４の断面積は、上側傾斜面ＳＡと下側傾斜面ＩＡの交点ｘ３まで小さくなり始める。
【００４９】
同様に、空洞２４の上部付属物２５は台形断面を有し、空洞の底２２より狭く、同底２２に対して心合わせされており、上記付属物の高さは、空洞の底部２６に近い領域においてゼロであり、上記付属物２５の上面が分離する上側傾斜面ＳＡと交差するまで徐々に大きくなり、その後、付属物２５の高さは、上側傾斜面ＳＡと下側傾斜面ＩＡの交点ｘ３に到達するまで小さくなる。同様に、上部付属物２５は、空洞の底部２６に近い領域において高さがゼロで終わらなくてもよく、むしろある程度の高さを有してもよく、また、空洞の底２２に対して心合わせされていなくてもよい。
【００５０】
歯１０の突出部１２において明らかなように、付属物２５の連続する断面の側面２５１、２５２と空洞の底２２の連続する断面の上面２２１、２２２とがなす角度は、４５度以上１８０度以下であり、好ましくは４５度以上１３５度以下であり、さらに好ましくは、９０度より大きい。
【００５１】
換言すれば、アダプター２０は、結合器２１の反対側の端に、歯１０の後方出張り部である突出部１２を受容するための空洞であるハウジング２４を有し、突出部１２は当該ハウジング２４に完全に挿入される。当該ハウジング２４は、角の丸い少なくとも４辺を有する断面、上面２２０、および、下面２２３を有する下底空洞である空洞２２によって形成され、上記上面には、歯１０の突出部１２の空洞２４を形成する中空上部付属物２５が配置されている。上記中空付属物２５は、上面２５３と下面２５４によって形成され、その台形断面では、下底２５４が上底２５３より大きく、下底空洞２２の上面２２０より狭く、上記中空付属物２５が下底空洞２２の上面２２０に対して心合わせされている。ハウジング２４は、アダプターを結合するための端の反対側の端に開口２８を有し、開口２８の反対側の端に、ハウジング２４の底部２６を形成し、ひいてはブレードとの結合部の近くに位置する端を有している。また、アダプター２０のハウジング２４は、下底空洞２２の上面２２０および下面２２３によって決定され、これら上面２２０および下面２２３は、アダプター２０の空洞の下底２６の近くを起点として、互いから徐々に離れていき、上記基底空洞２２の断面が、下底空洞２２の最大高さＡ１に対応する最大隔たりＡ１が定まるまで、アダプター２０の開口２８の方向に徐々に大きくなる。中空上部付属物２５の上面２５３および下面２５４は、アダプター２０の空洞の下底２６の近くを起点として、互いから徐々に離れていき、上記中空付属物２５の断面が、中空付属物２５の最大高さＡ２を規定する最大隔たりＡ２が決まるまで、アダプター２０の開口２８に向かって徐々に大きくなる。下底空洞２２と中空付属物２５のそれぞれの最大高さＡ１、Ａ２を結合したものが、アダプター２０のハウジング２４の開口２４の最大高さＡ３を示す線となる。この線を越えると、中空付属物２５の上面２５３と下底空洞２２の下面２２３とが、両面２５３、２２３が結合するまで、空洞の底部２６の方向と反対の方向に収束し始める。ここで、両面の結合線１２は、空洞の底部２６の反対側、かつ、アダプター２０の空洞２４の開口２８の最大高さＡ３を示す線の前方に位置する。
【００５２】
図２４および２５に示すように、両部材は、アダプター２０のハウジング２４に歯１０の突出部１２を挿入することによって結合され、突出部１２とハウジング２４との異なる相補的な面が互いに接触する。
【００５３】
アダプター２０がその結合器２１を介して浚渫機のカッターヘッドのブレードまたはプロペラに設置されると同時に、歯１０が設置されるが、その際、好ましくはハンマーを用いない保持部材３０、すなわち、歯やアダプターに設けられた専用のハウジングに対して抜き差しする際に木槌やハンマーの作用を必要としない部材が使用される。保持システムは縦型であり、歯１０の突出部１２とアダプター２０の本体をそれぞれの貫通穴１３、２３を貫通して横切るように、歯とアダプターのそれぞれの上部を介して抜き差しされる。
【００５４】
アセンブリ組み立て後の現場工事の際、歯１０の先端１１には、その下側から上方への垂直な力（Ｆｃ）がかかる。また、頻度は低いものの、歯１０の先端１１には、船のうねりにより法線力Ｆｓがかかり、歯１０とアダプターとの結合部、特に、両者間の接触面に応力と反作用が連続して生じることがある。
【００５５】
歯とアダプターとの第一接触領域は、それぞれにおける二つの面が互いに接触することによって形成される。特に、歯１０の突出部１２の付属物１５の両面とアダプター２０の空洞２４の付属物２５の両面とがそれぞれ互いに接触することによって形成される。すなわち、歯１０における面１２１、１２２とアダプター２０における面２２１、２２２とがそれぞれ互いに接触することによって形成される。この第一接触領域は、歯の先端１１にとても近く、自己締め付け反作用Ｒｘ２を発生させる。この自己締め付け反作用Ｒｘ２は、歯１０にかかる応力によって歯１０がアダプター２０から飛び出すのを防ぐ。また、例えば、歯１０の突出部１２の付属物１５が歯１０の突出部の底１６に対して心合わせされていない場合のように、歯１０とアダプター２０との第一接触領域が一個所しかないこともあり得る。
【００５６】
建設的な代替案として、歯１０は、つばまたはフランジ４０を配置してなり（図８および１１参照）、フランジ４０は歯の周囲に位置し、歯の前方部またはその先端１１と歯１０の突出部１２の起始部との間で規定された上記隔たりと一致する。上記つば４０の厚さまたは幅は、上記つば４０に囲まれる歯の領域によって、当該領域にかかる応力に応じて変わる。
【００５７】
本発明の目的である歯１０の他の特徴として、歯１０の突出部１２が、歯１０の機械的特徴に影響を与えずに歯１０の重さを減らすための空洞またはキャビティ５０を有する（図１２参照）。
【００５８】
なお、アダプターは、その歯との接触領域において、道具を挿入するための、かつ、両者の間に配置された保持部材を取り外した後に歯を取り外すための少なくとも一つの溝２７を有する。
【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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【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２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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