(57)【要約】交換可能な掘削刃先（１２）は、アダプタノーズ（２４）上に外嵌され、かつ非テーパ状の外周面を有した細長い、平坦なコネクタ部材（６０）によって着脱自在に保持される。このコネクタ部材は、長手方向に芯合わせされた刃先およびコネクタ開口（５６；４４、４６）を通って延びて、刃先（１２）のアダプタノーズからの前方への脱落を防止する。取り付けられたコネクタ部材の一端（７４／６６）に対向している横断方向の刃先側壁当接面（５０）は、刃先開口の一つを通って外側に移動することを防止する。また、コネクタ部材の他端（７２／６４）に支持されるとともに他方の刃先開口の溝と係脱自在に係合可能な回動自在ロック部材（６２）は、コネクタ部材が刃先開口（４４）を通って外側に移動することを防止する。回り止め構造（９０）は、ロック部材をロック位置、およびコネクタ部材の長さ方向に平行にロック部材が動くことを防止するアンロック位置に、係脱自在に保持する。
2006507431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱自在に交換可能な材料変位摩耗部材を、前記摩耗部材の内側ポケット領域内に受容される支持構造部分へと接続するために用いる装置であって、
前記摩耗部材および前記支持構造部分が略芯合わせ可能な接続開口を有しており、
前記装置が、芯合わせされた前記接続開口内に挿入自在な、細長い、略平坦なコネクタ部材を備えており、
前記コネクタ部材が、
第１軸に沿って間隔を開けて配置された第１および第２の端部と、
前記第１軸と平行にその周りを囲む、前記第１および第２の端部間で長手方向に延びる外周表面部分と、
前記第１軸と平行な第２軸に沿って前記第１の端部の内側へと長手方向に延びる開口と、
前記開口の内側の側面から半径方向外側に延びる回り止め凹部領域と、
を有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記コネクタ部材が、少なくともその長さ方向の主要な部分に沿って、前記第１軸を横断する方向において細長い断面形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記細長い断面形状が、テーパ状で、略くさび形の形状を有していることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の端部が、前記第１軸を横断する方向に延びる表面部分を有する、軸線方向に入り込んだ領域を有しており、かつ前記開口が、前記軸線方向に入り込んだ領域の前記表面部分を通って長手方向内側に延びていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記軸線方向に入り込んだ領域が、前記第１の端部を切り欠いた角部領域であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記コネクタ部材が長手方向に延びる外側側縁を有し、かつ前記軸線方向に入り込んだ領域が前記外側側縁から横方向内側に延びていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記回り止め凹部領域が、前記開口の内側側面から半径方向外側に延びる、円周方向に間隔を開けて配置された第１および第２の回り止め凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１および第２の回り止め凹部が、前記第１軸と平行な方向において互いに芯合わせされていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ロック部材をさらに備え、
このロック部材が、ロック位置とアンロック位置との間で前記コネクタ部材に対して回動するように前記開口内に同軸に受け入れられる円柱状の本体を有し、
この本体が、前記開口の外側に配設される外側端部と、そこから横断方向外側に突出するロックタブ部分とを具備していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記本体には、前記ロック位置およびアンロック位置のいずれにおいても軸線方向の正味の力が負荷されないことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記本体の外側端部が、前記ロック位置とアンロック位置との間の前記コネクタ部材に対する被駆動回転を容易にする駆動構造をその上に有していることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記ロックタブ部分は、
前記ロック位置においては、前記第１軸を横断する方向において前記コネクタ部材の外側周辺表面部分を通過して外側に突出するが、
前記アンロック位置においては、前記第１軸を横断する前記方向において前記コネクタ部材の外側周辺表面部分を認め得る程度に通過して外側に突出することがない、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置が、前記ロック部材の本体の外側側面部分から内側へと横方向に延びる凹部と、前記本体に支持されるとともに弾性的に付勢されて前記凹部から外側に突出する回り止め部材と、をさらに備え、
前記コネクタ部材の回り止め凹部領域が、前記回り止め部材が弾性的にパチンと嵌る回り止め凹部を有していて、前記ロック部材が前記ロック位置に回動したときに、前記ロック部材をロック位置に着脱自在に拘束することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ロック部材が前記ロック位置にあるときに、前記回り止め部材および前記回り止め凹部が協働して、前記コネクタ部材に対する前記ロック部材の前記第１軸と平行な認め得る程度の動きを防止することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置が、前記ロック部材の本体の外側側面部分から内側へと横方向に延びる凹部と、前記本体に支持されるとともに弾性的に付勢されて前記凹部の内側から外側に突出して、前記凹部内に弾性的に押し込むことが可能な回り止め部材と、をさらに備え、
前記コネクタ部材の前記回り止め凹部領域が、前記コネクタ開口内において、前記開口の内側側面から半径方向外側に延びる、円周方向に間隔を開けて配置された第１および第２の回り止め凹部を有しており、
前記回り止め部材は、前記第１および第２の回り止め凹部内へと弾性的に押し込まれて、前記ロック部材がそのロック位置およびアンロック位置へとそれぞれ回動したときに、前記コネクタ部材に対して回転しないように前記ロック部材を係脱自在に拘束することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１および第２の回り止め凹部は、前記回り止め部材とそれぞれ協働し、前記ロック部材が前記ロック位置およびアンロック位置にあるときに、前記コネクタ部材に対する前記ロック部材の前記第１軸と平行な認め得る程度の動きを阻止することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記回り止め凹部領域と前記コネクタ部材の前記第１の端部との間において前記ロック部材の本体によって同軸に支持されて、前記開口の内側側面と密封係合する、環状の弾性シール部材をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１８】
前端部と、
第１軸に沿って前記前端部から間隔を開けて配置された後端部と、
前記後端部を通って前方に延びるポケット領域と、
前記ポケットを部分的に囲んで対向する第１および第２の側壁部分と、
芯合わせされた第１および第２のコネクタ開口であって、前記第１軸を横断する方向の第２軸に沿って間隔を開けて配置され、前記第１および第２の側壁部分を通って前記ポケット領域内にそれぞれ延び、前記第２の側壁部分が前記第２のコネクタ開口内に延びてその断面積を前記第１のコネクタ開口の断面積に対して減少させ、前記第２の側壁部分が前記第２軸を横断する方向で内側を向いている当接面をさらに有している、第１および第２のコネクタ開口と、
を備えていることを特徴とする交換可能な材料変位装置摩耗部材。
【請求項１９】
前記当接面が、前記第２の側壁部分の内側側面の凹部によって形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の交換可能な材料変位装置摩耗部材。
【請求項２０】
前記第１のコネクタ開口の内側表面に形成された凹部をさらに備えていることを特徴とする請求項１８に記載の交換可能材料変位摩耗部材。
【請求項２１】
前記凹部が、前記ポケット領域を向いた開放側を有していることを特徴とする請求項２０に記載の交換可能な材料変位摩耗部材。
【請求項２２】
前記交換可能な材料変位摩耗部材が刃先であることを特徴とする請求項１８に記載の交換可能な材料変位摩耗部材。
【請求項２３】
前記刃先は、そこを通って前記ポケット領域が前方に延びる湾曲した後端表面部分を有しており、
前記第１および第２の対向側壁部分は、前記湾曲した後端表面部分において後方に向かって終端し、
前記刃先は、前記第１および第２の対向側壁部分を横断する方向において、前記湾曲した後端表面部分を過ぎて後方に向かって延びる、第３および第４の対向側壁部分をさらに有していることを特徴とする請求項２２に記載の交換可能な材料変位摩耗部材。
【請求項２４】
第１軸に沿って前方に延びる前側部分を有するとともに、前記第１軸を横断する方向の第２軸に沿って貫通して延びるコネクタ開口を有した支持構造と、
後方に向かって前記前側部分上に外嵌され、かつ前記前側部分のコネクタ開口と芯合わせされて対向する第１および第２の側壁コネクタ開口の組を有した、交換可能な摩耗部材と、
前記摩耗部材を前記前側部分上に着脱自在に保持しているコネクタ組立体と、
を備え、
前記コネクタ組立体が、
細長いコネクタ部材であって、前記前側部分コネクタ開口および前記第１および第２の摩耗部材コネクタ開口を通って長手方向に延びるとともに前記第２軸に沿って着脱自在に受け入れられ、前記第１および第２の摩耗部材コネクタ開口内にそれぞれ受け入れられる第１および第２の端部を有し、前記摩耗部材の前記前側支持構造部分からの離脱を防止し、前記第１および第２の端部の間で長手方向に延びて前記第２軸と平行にその周りを囲んでいる外側周辺表面部分を有しているコネクタ部材と、
前記コネクタ部材の第１の端部によって回動自在に支持されるとともに、その通過、したがって前記コネクタ部材が前記第１の摩耗部材コネクタ開口を通って外側に通過することを防止するための前記摩耗部材の第２の側壁当接表面を向いているロック部材と、
前記第２軸を横断する方向に延びて、前記ロック部材、したがって前記コネクタ部材が前記第１の摩耗部材コネクタ開口を通って外側に通過することを防止する、前記材料変位装置の内側に配設された第１の当接面と、
前記第２軸を横断する方向に延びて、前記コネクタが前記第２の摩耗部材コネクタ開口を通って外側に通過することを防止する、前記材料変位装置の内側に配設された第２の当接面と、
を有していることを特徴とする材料変位装置。
【請求項２５】
前記支持構造がアダプタであり、前記支持構造の前記前側部分がアダプタノーズであり、前記摩耗部材が交換可能な刃先であることを特徴とする請求項２４に記載の材料変位装置。
【請求項２６】
前記コネクタ部材は、少なくともその長さの大部分に沿って、前記第２軸を横断するとともに前記第２軸と平行な方向において細長い断面形状を有していることを特徴とする請求項２４に記載の材料変位装置。
【請求項２７】
前記細長い断面形状がテーパ状で、略くさび形であることを特徴とする請求項２６に記載の材料変位装置。
【請求項２８】
前記ロック部材は、前記コネクタ部材の第１の端部を通って軸線方向内側に延びる開口内に回転自在に受け入れられる円柱状の本体と、前記本体の外側端部に固定されて前記コネクタ部材の外側へと横断する方向のロック部分と、を有し、
前記ロック部材は、ロック位置において、そのロック部分が前記第２軸を横断する方向において前記コネクタ部材の外側周辺表面部分を超えて外側に突出し、前記第１の当接面と対向して、前記コネクタ部材が前記第１の摩耗部材コネクタ開口を通って外側に通過することを防止し、
前記ロック部材は、前記ロック部分が、前記方向において前記コネクタ部材の外側周辺表面部分を通過して認めうる程度に外側へと突出せず、それによって前記コネクタ部材を前記第１の摩耗部材コネクタ開口を介して外側に取り外せるようにするアンロック位置へと前記ロック位置から回動自在である、
ことを特徴とする請求項２４に記載の材料変位装置。
【請求項２９】
前記ロック部材の本体には、前記ロック位置およびアンロック位置のいずれにおいても軸線方向の弾性力が負荷されないことを特徴とする請求項２８に記載の材料変位装置。
【請求項３０】
前記コネクタ部材の第１の端部は、前記第２軸を横断する方向の表面部分を具備した、長手方向に入り込んだ領域を有し、
かつ前記開口は、前記入り込んだ表面を通って前記第２軸と平行に内側に延びていることを特徴とする請求項２８に記載の材料変位装置。
【請求項３１】
前記入り込んだ表面部分は、前記コネクタ部材の第１端部を切り欠いた角部領域であることを特徴とする請求項３０に記載の材料変位装置。
【請求項３２】
前記コネクタ部材が長手方向に延びる外側側縁を有し、前記軸線方向に入り込んだ領域が前記外側側縁から内側に延びていることを特徴とする請求項３０に記載の材料変位装置。
【請求項３３】
前記コネクタ部材上に配設された協働回り止め構造をさらに備え、
前記ロック部材の本体が、その前記ロック位置およびアンロック位置のうちいずれか選択された位置において前記ロック部材を係脱自在に保持することを特徴とする請求項２８に記載の材料変位装置。
【請求項３４】
前記協働回り止め構造は、
前記開口の内側側面から半径方向外側に延びる回り止め凹部領域と、
前記ロック部材の本体によって担持され、かつ前記回り止め凹部領域と作動的に関連付けられた、弾性的に支持されている回り止め部材と、
を有していることを特徴とする請求項３３に記載の材料変位装置。
【請求項３５】
前記回り止め凹部領域が、前記開口の内側側面から半径方向外側に延びる、円周方向に間隔を開けて配置された第１および第２の回り止め凹部を有しており、
前記回り止め部材は、前記ロック部材が前記ロック位置にあるときには前記第１の回り止め凹部内受け入れられ、かつ前記アンロック位置にあるときには前記第２の回り止め凹部内に受け入れられることを特徴とする請求項３４に記載の材料変位装置。
【請求項３６】
前記協働回り止め構造は、前記ロック部材が前記ロック位置およびアンロック位置にあるときに、前記コネクタ部材に対する前記ロック部材の前記第２軸と平行な認め得る程度の動きを防止するように作動することを特徴とする請求項３４に記載の材料変位装置。
【請求項３７】
前記第１および第２の回り止め凹部は、前記回り止め部材とそれぞれ協働し、前記ロック部材が前記ロック位置およびアンロック位置にあるときに、前記コネクタ部材に対する前記ロック部材の前記第２軸と平行な認め得る程度の動きを防止するように作動することを特徴とする請求項５に記載の材料変位装置。
【請求項３８】
前記コネクタ部材の回り止め凹部領域と第１端部との間において前記ロック部材の本体により同軸に支持されて前記開口の内側側面と密封係合する環状の弾性シール部材、をさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載の材料変位装置。
【請求項３９】
前記支持構造は、そこから前記前側部分が前方に突出する湾曲した前面を有するベース部を有し、
前記摩耗部材は、前記ベース部の湾曲した前面と相補的に係合可能であり、かつそこを通ってポケット領域が前方に延びる湾曲した後端表面部分を有し、
前記ポケット領域は、前記前側部分を相補的に受け入れ、
前記摩耗部材は、前記第１および第２の摩耗部材コネクタ開口がそこを通ってそれぞれ延びる第１および第２の対向側壁部分を有し、
第３および第４の対向側壁部分が前記第１および第２の対向側壁部分を横断し、
前記第３および第４の対向側壁部分が前記摩耗部材の湾曲した後端表面部分を通って後方に延びていることを特徴とする請求項２４に記載の材料変位装置。
【請求項４０】
前記ベース部の前面が凸状に湾曲し、かつ前記摩耗部材の後端表面部分が凹状に湾曲していることを特徴とする請求項３９に記載の材料変位装置。
【請求項４１】
前記支持構造が掘削アダプタであり、前記支持構造の前側部分がアダプタノーズであり、前記摩耗部材が交換可能な掘削刃先であることを特徴とする請求項３９に記載の材料変位装置。
【請求項４２】
前記第１の摩耗部材コネクタ開口は、前記ロック部分を受け入れるとともに前記第１の当接面を画成する、その内部に配設されて円周方向に延びる溝を有していることを特徴とする請求項２８に記載の材料変位装置。
【請求項４３】
前記第２の当接面は、前記コネクタ部材の第２の端部上にある前記第２軸を横断する方向の表面と対向する前記摩耗部材の内側側壁表面であることを特徴とする請求項２４に記載の材料変位装置。
【請求項４４】
前記第２の摩耗部材コネクタ開口の断面積は、前記第２の当接面がその上に配設されている前記摩耗部材の側壁部分により、前記第１の摩耗部材コネクタ開口の断面積に対して減少させられていることを特徴とする請求項２４に記載の材料変位装置。
【請求項４５】
前記摩耗部材の前記側壁部分は、その上に前記第２の当接面が配設された内側凹部領域を有していることを特徴とする請求項４４に記載の材料変位装置。
【請求項４６】
前端部と、
第１軸に沿って前記前端部から間隔を開けて配置された後端部と、
前記後端部を通って前方に延びるポケット領域と、
前記ポケット領域を部分的に囲んでいる第１および第２の対向側壁部分と、
芯合わせされた第１および第２のコネクタ開口であって、前記第１軸を横断する方向の第２軸に沿って間隔を開けて配置され、前記第１および第２の対向側壁部分を通って前記ポケット領域内にそれぞれ延び、前記第１のコネクタ開口がその内側側面に形成された当接凹部を有している第１および第２のコネクタ開口と、
を備えることを特徴とする交換可能な材料変位摩耗部材。
【請求項４７】
前記当接凹部が、前記ポケット領域を向いた開放側を有していることを特徴とする請求項４６に記載の交換可能な材料変位摩耗部材。
【請求項４８】
前記交換可能な材料変位摩耗部材が刃先であることを特徴とする請求項４６に記載の交換可能な材料変位摩耗部材。
【請求項４９】
前記刃先は、そこを通って前記ポケット領域が前方に延びる湾曲した後端表面部分を有しており、
前記第１および第２の対向側壁部分は、前記湾曲した後端表面において後方に向かって終端し、
前記刃先は、前記第１および第２の対向側壁部分を横断する方向に、前記湾曲した後端表面部分を過ぎて後方に向かって延びる、第３および第４の対向側壁部分をさらに有していることを特徴とする請求項４８に記載の交換可能な材料変位摩耗部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に材料変位装置に関し、特にその好ましい実施例において、関連付けられているアダプタノーズ構造に、交換可能な掘削刃先を着脱自在に接続する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々なタイプの材料変位装置には、大きなベース構造によって着脱自在に支持されるとともに、変位させる材料と接触してすり減り、摩耗する、交換可能な部分が設けられている。例えば、掘削用バケット等の掘削機器に設けられる掘削刃組立体は、典型的に、前側のバケットリップに適切に固定されるとともに、減少させた断面積を有した前方に突出するノーズ部分を有する比較的大きなアダプタと、このアダプタのノーズ部分を受け入れるポケット開口がその後端を貫通するように形成されている交換可能な刃先とを備えている。アダプタノーズ上に刃先を捕捉的に保持するために、これらの相互に係合可能な要素を貫通する互いに芯合わせされた横方向の開口を刃先の後端に隣接させて形成するとともに、これらの芯合わせされた開口内に適切なコネクタ構造を押し込んで強制的に保持し、関連付けられているアダプタノーズ部分上に交換可能な刃先を着脱自在に固定するようになっている。
【０００３】
刃先およびアダプタノーズの芯合わせされた開口内に押し込まれるように適合されたコネクタ構造には、典型的に、（１）くさびとスプールコネクタとの組み合わせ、および（２）たわみピンコネクタの２つの主要な形態がある。くさびとスプールの組み合わせは、刃先およびアダプタノーズの芯合わせされた開口内に最初に配置されるテーパ状のスプール部分と、その後でこのスプール部分を背にしつつ開口内に打ち込まれて、開口の内側表面に大きくて強固な保持力を作用させ、ノーズ部分を押圧して刃先ポケットに対して締まり嵌めさせ、開口内の所定位置にこの構造を固定するテーパ状のくさび部分と、を備える。
【０００４】
鋼鉄製のくさびを挿入し、後から取り外すためには、極めて高い打ち込み力およ叩き出し力が求められ、典型的に、くさびを叩いて出し入れするために２人の作業者の労力、すなわち一方がくさびの端部に取り外し工具を保持し、他方が大型ハンマで取り外し工具を打撃する必要がある。このことは、金属の細片を飛散させ、あるいはまた他方の作業者が取り外し工具ではなくて一方の作業者を大型ハンマで叩く可能性があり、安全性に問題がある。加えて、掘削のために刃先を使用している間における刃先／アダプタノーズ間の境界面の摩耗は、刃先およびアダプタノーズの開口内におけるくさび／スプール構造の締まり嵌めを緩くする傾向があり、それによってくさび／スプール構造が開口から抜け出し、したがって刃先がアダプタノーズから脱落することになる。
【０００５】
たわみピン構造は、典型的に、それらの間に結合されたエラストマ材料によって間隔を開けて横並びに保持された２つの細長い金属部材を備える。このたわみピン構造は、刃先およびアダプタノーズの開口内へと長手方向に打ち込まれると、エラストマ材料に圧縮が生じて刃先およびアダプタノーズの開口に金属部材を弾性的に押圧し、このコネクタ構造を開口内の所定位置に保持するとともに、アダプタノーズ部分を弾性的に押圧して刃先ポケットの内面ときつく締まり嵌め係合させる。
【０００６】
たわみピンもまた短所を有している。例えば、くさび／スプール構造に比較すると、所定位置に保持する力が実質的に低い。加えて、刃先上に反対方向の荷重が作用すると刃先およびアダプタノーズの開口内に隙間が生じ、それを介して埃が刃先ポケット内に入るため、刃先／アダプタノーズの境界面における摩耗を望ましくなく加速させ、それに対応してコネクタの保持力を緩める。さらに、たわみピンコネクタに典型的に使用されるエラストマ材料は、高熱、低温および酸性の動作環境による劣化に不可避的にさらされる。そのうえ、くさび／スプールおよびたわみピンの両コネクタは、それらの関連付けられたコネクタ構造の取付けを受け入れるために、刃先およびアダプタノーズ部分に比較的正確な製造寸法公差を必要とする。
【０００７】
掘削刃先／アダプタ組立体における、コネクタに起因したこれらの様々な問題、制約および短所に対して提案された解決策は、刃先およびアダプタノーズの芯合わせされた相補的なテーパ形状を有している開口内に挿入されるくさび形コネクタ部材が、コネクタ部材に支持されたロック部材により刃先およびアダプタノーズに対して長手方向の「締め付け」方向に弾性的に付勢されるようにすることであった。このロック部材は、コネクタ部材の端部に回転自在にかつ密封的に受け入れられ、刃先の一部分に当接し、コネクタ部材から外側へと長手方向にばね付勢されている。このくさび形タイプのコネクタ構造の実施例は、Ｒｕｖａｎｇへの米国特許第６，１０８、９５０号に図示されかつ説明されている。
【０００８】
この特別なくさび形タイプのコネクタ構造は、従来のたわみピンおよびくさび／スプールコネクタの組に関連して上述した様々な問題、制約および短所を少なくとも実質的に減少させる。しかしながら、それは、それ独自のいくつかの制約を有している。例えば、コネクタ部材のくさび形状のために、コネクタ部材に作用する掘削負荷がコネクタ部材上にその軸線方向の力の成分を発生させ、ある種の事例においてはロック部材を損傷させ、刃先およびアダプタノーズの開口からコネクタ部材が追い出されるようにする。そのうえ、ばね付勢されているロック部材がコネクタ部材に対して出入りすることができるので、コネクタ／ロック部材の境界面領域内に埃が引き込まれ、ロック部材によって支持されているシールを実質的に劣化させる。さらに、（例えば、コネクタ構造の全体が使用前に保存されるときに）長期間にわたってロック部材がそのアンロック位置に維持されると、ロック部材回り止め部分のエラストマ製部分が圧縮状態に維持され、好ましくない圧縮永久ひずみが生じることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したことから判るように、従来の掘削刃および上述した一般的なタイプの材料変位装置コネクタに付随する上述した問題、制約および短所を取り除き、あるいは少なくとも実質的に減少させる、改良された掘削刃コネクタ装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の原理を実行するに際して、代表的に例示された実施例によると、掘削摩耗部材、典型的には交換可能な刃先を支持構造、典型的にはアダプタノーズに着脱自在に保持するために、特別に設計されたコネクタ組立体が用いられる。
【００１１】
このコネクタ組立体は、代表的に例示された実施例において、
（１）軸線に沿って延びるとともに、対向する第１および第２の端部間に延びつつ軸線と平行な関係においてこの軸線を囲む平坦な外側側面周辺部分を有する、細長くて平坦なコネクタ部材、および
（２）コネクタ部材の第１の端部内に回動自在に受け入れられるとともに、その係止タブ部分がコネクタ部材の側面周辺部分を超えて横方向外側に突出するロック位置とロックタブがコネクタ部材の側面周辺部分を超えて横方向外側に突出しないアンロック位置との間で回動可能なロック部材、
を備える。
【００１２】
コネクタ部材の内側にある回り止め構造は、そのロック位置およびアンロック位置のうちのいずれか選択された位置にロック部材を着脱自在に保持する。ロック部材には、そのロック位置およびアンロック位置のいずれにおいても、コネクタ部材の長さ方向に平行な弾性力が負荷されることはない。また、回り止め構造は、ロック部材がそのロック位置およびアンロック位置のどちらにあっても、ロック部材とコネクタ部材との、コネクタ部材の軸線に平行な、認め得る程度のあらゆる相対運動を実質的に阻止する。この回り止め構造は、典型的に、ロック部材に支持されるとともに関連付けられた弾性部分を有している強固な回り止め部材と、ロック部材がそのロック位置およびアンロック位置にあるときにこの回り止め部材をそれぞれ受け入れる、コネクタ部材の内側に円周方向に間隔を開けて配置された第１および第２の回り止め開口とを有している。この回り止め構造の弾性部分は、ロック部材がそのロック位置およびアンロック位置のいずれにあっても、本質的に弛緩した状態にある。
【００１３】
アダプタノーズ上に刃先を外嵌し、アダプタノーズを横断する方向に貫通して延びているコネクタ開口に刃先の側壁コネクタ開口を芯合わせし、ロック部材そのアンロック位置におき、コネクタ部材の両端が刃先の両コネクタ開口内に配置されるまでこのコネクタ組立体をコネクタ開口内に挿入することにより、刃先のアダプタノーズから前方への離脱が阻止される。次いで、ロック部材をそのロック位置に回動させる。これがなされた後は、刃先／アダプタ組立体の内側の当接面領域は、取り付けられたコネクタ組立体がいずれかの刃先コネクタ開口を通って外側に移動することを防止する。典型的に、これらの当接面領域は、
（１）刃先の側壁の２つのコネクタ開口のうち第１のコネクタ開口の凹所の内側側面に画成されて、ロックタブしたがってコネクタ組立体の全体が刃先の第１コネクタ開口を通って外側に移動することを防止する第１の当接面、および
（２）刃先の側壁部分に形成されて第２のコネクタ開口内に延び、刃先の第１のコネクタ開口に対してその断面積を減少させ、かつ取り付けられたコネクタ組立体がこの第２のコネクタ開口を通って外側に移動することを防止する第２の当接面、
を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
代表的な実施例を長手方向に短縮した形の断面図として図１および図２に示したように、本発明は掘削刃先／アダプタ組立体１０を提供する。この組立体１０は、軸線１４に沿って前方から後方へと延びるとともに前側部分１６および後側部分１８を有する、交換可能な細長い中空の刃先１２の形態の摩耗部材；より小さい断面形状のノーズ部２４がそこから前方へと突出するベース部１１を有したアダプタ２０の形態の支持構造；および、この明細書において後述するようにアダプタノーズ２４上に刃先１２を着脱自在に保持するために用いる、特別に設計された、回転自在にロック可能なコネクタ組立体２６を備えている。
【００１５】
典型的に、刃先１２およびアダプタ２０は、本発明の譲受人と同じ譲受人に譲渡されて２００１年４月２７日に出願された、米国特許出願０９／８４３６８１号に図示され説明されている刃先およびそれに関連付けられたアダプタと同様な構成を有している。しかしながら、刃先１２およびアダプタ２０は、本発明の原理から逸脱することなく、様々な代わりの形状を有することができる。加えて、本発明は、代表的な支持構造としてのアダプタおよびこの支持構造によって支持される代表的な摩耗部材としての刃先に関連して使用されるものとしてこの明細書に図示されかつ説明されているが、その原理から逸脱することなく異なるタイプの支持構造および関連付けられた摩耗部材に用い得ることは、この特定の技術分野の当業者が容易に理解するところである。例えば、それには限定されないが、アダプタ２０はその後端がベースアダプタに接続された中間アダプタとすることができ、かつ刃先１２はその上に交換可能な刃先が取り付けられる前端部を有した中間アダプタとすることができる。
【００１６】
ここで図１および図２を参照すると、刃先１２は、ポケット３０がそこから刃先１２の内部へと前方に延びる、凹状に湾曲した後端表面部分２８を有している。図１から最も良く判るように、ポケット３０は、刃先１２の内部へのその前側の入口から湾曲した後端表面部分２８を通って、前側および垂直方向内側へとテーパ状であり、かつ互いに対向する概ね水平な上側表面部分３２および底側表面部分３４を具備した断面積の小さい安定的な前端部を有している。
【００１７】
ポケット３０は、互いに対向する一組の上側側壁３６および下側側壁３８と、刃先１２の湾曲した後端面２８において後方に向かって終端する互いに対向した一組の側壁４０，４２とを、刃先１２に画成している。上側側壁３６および下側側壁３８の後方かつ垂直方向に末広がりの後方端部３６ａ，３８ａは、刃先の湾曲した後方端面２８を過ぎて後方に向かって延びている。芯合わせされたコネクタ開口４４、４６は、刃先の側壁４０，４２を通ってポケット３０内へとそれぞれ内側に延びるとともに、軸線１４を横断する方向の軸線４８に沿って間隔を開けて配置されている。図２に最も良く示されているように、側壁４２の一部４２ａはコネクタ開口４２を横切って後方に延び、他のコネクタ開口４４の断面積に比較してその断面積を減少させている。
【００１８】
この明細書において後述する目的のために、側壁の一部４２ａ（図２参照）が有している内側凹部は、軸線４８を横断するとともにポケット領域３０に対向する内側当接面５０をこの側壁の一部４２ａに画成している。加えて、図２に示されているように、コネクタ開口４４の内壁面は、側壁４０の外側表面に向かって内側へと円周方向に延びる、その内部に形成された凹部５２を有している。この凹部５２は、ポケット３０の内側に開口するとともに、（図２に示したようにその上側に）軸線４８を横断する方向の当接面５４を有している。
【００１９】
アダプタノーズ２４は、刃先ポケット３０と相補的であって着脱自在に受け入れられ、かつ軸線４８と平行にそこを貫通して延びる、刃先コネクタ開口４４、４６に芯合わせされたコネクタ開口５６を有している。アダプタベース２２は、アダプタノーズ２４の後端に外接する凸状に湾曲した前面５８を有しており、かつ刃先１２の凹状の後端面部分２８と相補的でスライド自在に係合可能である。図１および図２に示したように、アダプタノーズ２４が刃先ポケット３０内に着脱自在に受けられると、刃先１２の後方端部３６ａ、３６ｂはアダプタベース２２の上側側面および下側側面部分を保護するように重なる。
【００２０】
ここで図１〜図４を参照すると、コネクタ組立体２６は、細長く平坦なコネクタ部材６０とロック部材６２とを有している。コネクタ部材６０は、互いに対向する端部６４，６６と、軸線１４と平行な方向において細長い、その長さに沿ってテーパ状な断面形状と、互いに対向する前側および後側の長手方向側縁６８，７０と、側縁６８，７０から横方向内側に延びるとともに長手方向に入り込んだ端面７２，７４をコネクタ部材６０の互いに対向する隅角部に画成する隅角の凹部領域とを有している。平坦なコネクタ部材６０の外側長手方向に延びる周辺側面７６は、コネクタ部材の軸線を取り囲むとともに、それに対してテーパ状であるのではなくそれに対して平行である。
【００２１】
円形の孔あるいは開口７８は、コネクタ部材６０の入り込んだ端面７２を通って長手方向内側に延びるとともに、その内側側面に形成された回り止め凹部領域を有している。好ましくは、図５に最も良く示されているように、この回り止め凹部領域は、円周方向に９０度離れているとともに開口７８と長手方向に芯合わせされた２つの回り止め凹部８０、８２を有している。
【００２２】
ロック部材６２は、細長い円柱状の本体８４を有しており、その長手方向の下側部分は（図２に示したように）コネクタ部材の開口７８と同軸にかつ回転自在に受け入れられ、本体８４の上端部はコネクタ部材の挿入された端面部分７２から外側に突出している。横方向に延びるロックタブ８６がロック部材の本体８４の露出した上端部に固定され、かつ開口７８の内側にある本体８４の下側部分は、その外側表面を通って半径方向内側に延びる横方向の回り止め凹部８８を有している。図５に模式的な断面図として描かれているように、回り止め構造９０は、回り止め凹部８８に受け入れられ、かつ典型的に、半径方向内側のエラストマ製の回り止め部分９４に取り付けられた半径方向外側の金属製回り止め部材９２を備えている。この回り止め部材９２は、エラストマ製の回り止め部分９４の弾性反力に対して凹部８８内へと半径方向に押し込まれ、凹部８８から外側に突出するように弾性的に付勢されている。
【００２３】
非円形の駆動構造９６（例えば、六角形あるいは正方形のヘッド部）は、ロックタブ８６から上方に突出し、（１）図１〜図３に示したようにロックタブ８６がコネクタ部材６０の外側周辺側面７６を越えて横方向外側に突出するロック位置と、（２）図４に示したようにロックタブ８６がコネクタ部材６０の外側周辺側面７６を越えて横方向外側に突出しないアンロック位置との間で、ロック部材６２を強制的に回動させるために用いる適切な駆動工具（図示せず）と係合することができる。駆動構造９６は、もちろん、必要に応じて、非円形の凹部、溝付き領域、あるいは類似のものといった様々な代わりの構造とすることができる。
【００２４】
ロック部材６２をそのロック位置に回動させると、回り止め部材９２がコネクタ部材の回り止め凹部８０の内側にぱちんと嵌り込んでエラストマ製の回り止め部分９４を本質的に弛緩した状態とし、ロック部材６２をそのロック位置に係脱自在に保持する。その後、ロック部材６２をそのロック位置からそのアンロック位置へと回動させると、回り止め部材９２はロック部材の回り止め凹部８８内に押し込まれ、次いでコネクタ部材の回り止め凹部８２内へとぱちんと突出し、エラストマ製回り止め部分９４を本質的に弛緩した状態とし、ロック部材６２をそのアンロック位置に係脱自在に保持する。
【００２５】
その後、ロック部材６２を回動させてそのアンロック位置からそのロック位置へと戻すと、もちろん、回り止め部材９２は同様に作動する。ロック部材の本体８４には、ロックタブ８６とロック部材の回り止め凹部８８との間で、環状の弾性シール部材９８（図２参照）が同軸に取り囲むように支持され、かつコネクタ部材の開口７８の内側側面と摺動するように係合し、刃先アダプタ組立体１０を使用する間に埃および他の摩耗物質がコネクタ部材６０の内部に入ることを防止している。
【００２６】
図２から最も良く判るように、コネクタ部材の内側の回り止め凹部８０、８２の鉛直方向の高さは（図２に示されるように）回り止め部材９２の高さと実質的に同一である。したがって、回り止め部材９２とこれらの回り止め凹部８０、８２との間の相互作用は、ロック部材６２がそのロック位置およびアンロック位置のいずれにあっても、コネクタ部材６０とロック部材６２との間の相対的な長手方向の動きを実質的に阻止する。
【００２７】
図２に示したように刃先１２をアダプタノーズ２４上へと後方に向かって外嵌し、まず最初にロック部材６２をそのアンロック位置に回転させてコネクタ組立体２６を作動的に組み立て、次いでコネクタ組立体２６のコネクタ端部６６を先頭にして（図２に示したように）芯合わせされているコネクタ開口４４、５６、４６内へと下方に挿入すると、コネクタ部材６０の前縁６８が前方に対向する結果、コネクタ部材６０はノーズコネクタ開口５６内に相補的に受容され、かつコネクタ部材６０の当接表面７４が刃先の当接面５０に接触する。このようにコネクタ組立体２６を挿入した状態においては、コネクタ部材６０の対向端部６４、６６が刃先コネクタ開口４４、４６内へとそれぞれ延びており、それによって取り付けられた刃先１２がアダプタノーズ２４から前方に離脱することを阻止する。
【００２８】
次いで、図２から最も良く判るように、単にロック部材６２をそのアンロック位置からそのロック位置へと回動させ、ロックタブ８６を刃先凹部６２に入り込ませて関連付けられている当接面５４と対向させることにより、挿入されたコネクタ組立体２６は、この阻止状態において係脱自在に係止される。したがって、コネクタ部材の端部６６に隣接している協働当接面５０、７４は、コネクタ組立体２６が刃先コネクタ開口４６を通って外側に抜け出ることを防止し、かつ協働当接面５４、７２は、コネクタ組立体２６が刃先のコネクタ開口４４を通って外側に抜け出ることを防止する。
【００２９】
代表的に図示された刃先／アダプタ組立体１０の内部の当接面構造、すなわち当接面の組５０、７４および５４，７２は、本発明の原理から逸脱することなく様々に変更することができる。例えば、それには限定されないが、刃先の当接面５０はアダプタノーズ２４の内側に移転することができる（したがって、対応するコネクタ部材の当接面もこのアダプタノーズの当接面と対向させるために移転する）。別の例として、それには限定されないが、（図２に示されている）下側の当接面の組５０、７４を取り除くとともに、ロック位置にあるロックタブ８６の互いに対向する両側面と対向する２つの対向当接面を有するように刃先の凹部５２を変更し、コネクタ組立体２６が刃先のコネクタ開口４４、４６のいずれかを通って長手方向外側に移動することを防止する役割を果たすようにすることもできる。
【００３０】
コネクタ部材６０の外側周辺側面７６が軸線４８と平行であるので、刃先／アダプタ組立体１０上の運転荷重が、コネクタ開口４４、４６、５６から追い出そうとするとともにロック部材６２上にかなりの力を作用させる長手方向の大きな荷重を、コネクタ部材６０に負荷することはない。さらに、コネクタ組立体２６は、コネクタ開口内に打ち込む必要性なしに取り付けることができる。これにより、必要とされる「打ち込み」空間が無いため、２つ若しくはそれ以上の組立体１０をより接近させて配置することができる。また、コネクタ組立体２６における回り止め構造は、刃先／アダプタ組立体１０を使用する間におけるコネクタ部材６０とロック部材６２との間の相対的な長手方向の動きを実質的に防止するので、コネクタ部材６０の内部への埃および他の摩耗物質の入り込み、およびそれに伴う内側の弾性シール部材９８の劣化が実質的に減少する。加えて、ロック部材回り止め構造の弾性部分は、ロック部材がアンロック位置にあるときに本質的に弛緩した状態にあるので、ロック部材がアンロック位置にある状態でコネクタ組立体が長く貯蔵されることに起因するこの弾性係合部分の好ましくない「圧縮永久ひずみ」は実質的に排除される。
【００３１】
前述した詳細な説明は、図示および例証のためにのみ与えられたものと明確に理解されるべきであり、本発明の趣旨および範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の原理を具現化している、特別に設計された回動自在なロックコネクタ構造を取り入れた、掘削刃先／アダプタ組立体の長手方向に短縮した水平断面図。
【図２】図１中の破断線２−２に沿った断面図。
【図３】その回動自在なロック部分が図２に示したロック位置にあるコネクタ構造の上面図。
【図４】その回動自在なロック部分がアンロック位置にあるコネクタ構造の上面図。および
【図５】コネクタ構造を模式的に拡大して示す図２中の破断線５−５に沿った断面図。
【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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【国際調査報告】
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