JPH06501076A - 選択された表面に硬い物質を適用した歯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 選択された表面に硬い物質を適用した調波　術　分　野 本発明は一般的に土壌貫通歯に関し、特に選択された表面に適用された硬い物質 を有する歯に関する。

背　景　技　術 パケット歯のような歯が研磨状態で使用されると、作業する物質の研磨作用のた めに各歯が非常に速い割合で摩耗することがよく知られている。

摩耗の割合が増加すると歯の有効な寿命を短くするとともに、使用中に歯は１９ ８０年２月１２日にり、　Ｊ。

Ｇｒｅｅｒ等に対して発行された米国特許第４．１８７．６２６号の図２１に示 されているように、通常なまったものとなる。歯が摩耗によりなまくらになると 、作業する物質を貫通する能力が減少する。なまった歯を作業物質中に無理に貫 通させようとすると、余分な・力が必要になり、作業効率を減少させる。

摩耗寿命を増加し歯の有効寿命の間に鋭さを維持するいくつかの試みがなされて いる。２つの例は、それぞれ１９６６年１１月２２日にＪ、　Ｇ、　Ｂｅｎｅｔ ｔｉに対して発行された米国特許第３．２８６．３７９号と、１９７４年４月２ ３日にＨ，Ｌ、　Ｅｎｇｅｌ等に対して発行された米国特許第３．８０５．４０ ３号である。これらの特許は歯の上部表面に硬い物質のインサートを適用するか 又は硬い溶接物質を適用することを示している。この構造は歯の有効寿命の間に 摩耗に対する寿命を増加し歯の鋭さの程度を維持するのに有効である。しかしこ れらの特許において、各歯の保護されていない底部表面は作業物質に直接接触し たままであるので、各歯の底部表面は増加された摩耗率に引き続いてさらされる ことになる。

鋭さを維持したまま摩耗寿命を増加しようとする他の試みが、１９７８年４月１ １日にＭ、　Ａ、　ＣｏＣｏ１１ｅ等に対して発行された米国特許第４．　Ｑ８ ３．６０５号に開示されている。この構造の歯はリッパに使用するために設計さ れたものである。この歯はＵ形状の脚部が歯の前縁及び後縁を画成するＵ形状パ ターンに配列された硬い物質のインサートを有している。Ｕ形状脚部の一方が摩 耗すると、歯を反転してＵ形状パターンの使用されていない方の脚部を露出し、 歯の寿命を延長することができる。リッパにつけて使用するときには、Ｕ形状の 底部及び前縁脚部のみが摩耗にさらされる。その結果、パケットの歯の底部表面 を保護する必要性に比較して、後縁脚部の保護を提供する必要はない。

本発明は上述した問題の一つ或いはそれ以上を克服せんとするものである。

発　明　の　開　示 本発明の一つの側面においては、歯は作業用具に取り付けられて使用される。歯 は作業用具に取り付けられるように適合した基端部分を含んでいる。先端部分も 設けられており、上面と、底面と、対向する側面と、所定の幅を有する横方向の 前縁とを有している。各表面は基端部分から横方向前縁まで縦方向に伸長してい る。上面及び底面は横方向前縁で収斂してより良い貫通のための鋭いエツジ（刃 ）を形成している。所定の幅及び長さを有する硬い物質の第１部分が、横方向前 縁から基端部分に向かって縦方向に伸長する底面のある箇所に適用されている。

硬い物質の第１部分の前記所定幅は横方向前縁の所定幅よりも狭いものである。

所定の幅及び長さを有する硬い物質の第２部分が、横方向前縁から基端部分に向 かって縦方向に伸長する上面のある箇所に適用されている。硬い物質の第２部分 の前記所定の幅は硬い物質の第１部分の幅よりも狭くなっている。歯の有用な寿 命の間に硬い物質の第１部分及び第２部分は協働して、歯の摩耗寿命を増加する とともに作業される物質をより良く貫通するために歯の鋭さを維持する。

本発明は、使用の間の歯の寿命を増加し、作業する物質をより良く貫通するため に歯の鋭さを維持する、歯の上面及び底面に戦略的に硬い物質の適用された簡単 な歯を提供する。

図面の簡単な説明 図１は本発明実施態様に係る歯の縦断面図：図２は図１に示された歯の底面図； 図３は図１に示された歯の上面図； 図４は歯の一部分が摩耗した図１に示された歯の縦断面図； 図５は図４に示された部分的に摩耗した歯の底面図： 図６は歯の大きな部分が摩耗した図１に示された歯の縦断面図； 図７は図６に示された顕著に摩耗した歯の底面図； 図８は歯の全ての幅を組み込んだ図４の８−８線断面図； 図９は歯の全ての幅を組み込んだ図４の９−９線断面図； 図１０は歯の全ての幅を組み込んだ図４の１０−１０線断面図である。

発明を実施するための最良の態様 図面、特に図１乃至図３を参照すると、歯１０が示されている。歯１０がよく知 られた方法により、作業用具（図示せず）上に取り付けられて使用される。歯１ ０は基端部分１２と先端部分１４とを有している。

基端部分１２は歯１０を作業用具に取り付けるように適合している。より詳細に は、基端部分１２は空洞１６さ、空洞１６の両側部上に形成された対向する一対 の開口１８とを画成している。空洞１６はよく知られた方法でノーズ部分く鼻部 分）に嵌まり合うように作用し、対向する開口１８はピン（図示せず）を受け入 れて歯１０を作業用具のノーズ部分に固定するように作用する。

先端部分１４は上面２０と、底面２２と、対向する側面２４．２６と、横方向前 縁２８とを有している。各表面２０．２２．２４．２６は基端部分１２から横方 向前縁２８まで縦方向に伸長している。

上面２０と底面２２は横方向前縁２８で収斂して、作業する物質中への歯のより 良い貫通を提供する一般的に鋭いエツジ（刃）を形成する。対向側面２４．２６ は概略平行である。本発明の精神を逸脱せずして、対向する側面は平行に形成さ れていなくても良いと理解される。

縦方向に伸長するへこみ３０が先端部分１４の底面２２に画成されている。へこ み３０は対向側面２４．２６の間の中央部分に位置し、横方向前縁２８から離間 されている。

硬い物質の第１部分３２が先端部分Ｉ４の底面２２に適用される。硬い物質の第 １部分３２は側面２４．２６の間の中央部分に位置し、横方向前縁２８の近辺か ら基端部分１２に向けて縦方向に伸長するへこみ３０中に伸長している。硬い物 質の第１部分３２は所定の輻Ｗ１と所定の長さり。

を有している。硬い物質の第１部分３２の所定の幅Ｗ１は、縦方向に伸長するへ こみ３０の幅よりも通常狭くなっている。

硬い物質の第２部分３４が側面２４．２６の間の中央に位置する先端部分１４の 上面２０に適用されており、横方向前縁２８の近辺から基端部分１２方向に伸長 している。硬い物質の第２部分３４は所定の幅Ｗ２と所定の長さし、を有してい る。

硬い物質の第２部分３４の所定の幅Ｗ２は、硬い物質の第１部分３２の所定の幅 Ｗ１よりも狭くなっている。より詳細には、図示された実施態様においては、硬 い物質の第１部分３２の輻Ｗ１は硬い物質の第２部分３４の幅Ｗ２よりも概略２ 倍程度広くなっている。硬い物質の第２部分３４の所定の長さＬ２は、硬い物質 の第１部分３２の長さり、と概略同程度である。

図示された実施態様においては、硬い物質の第１及び第２部分３２．３４は、歯 １０のそれぞれの表面に硬い物質を接着することにより、上面２０及び底面２２ にそれぞれ適用される。より詳細には、本発明の構造においては、接着は溶接プ ロセスにより形成される溶融金属のプール中に硬い粒子を付加することにより達 成される。このプロセスは通常耐摩耗物質（ＡＲＭ＞による表面硬化と呼ばれる 。このプロセスにおいては、溶融金属のプールを形成するためにガスによりシー ルドされた溶接プロセス（ＭＴＧ）が使用され、硬い粒子が溶接ヘッドに追従す る供給チューブを介して溶融金属のプール中に添加される。このプロセスで使用 されるＡＲＭ粒子は、６〜１２％のボロンと、２５〜６１％のクロームと、残部 鉄とから構　成される合金である。ＡＲＭ粒子を形成することについての他の情 報は、１９７６年７月２０日にＰ、　Ｌ。

Ｇａ１ｅ等に対して発行された米国特許第３．９７０．４４５号を参照すること により得ることができる。このプロ・セスで使用される溶接ワイヤは歯の化学組 成に比肩し得る化学組成を有している。本発明の精神を逸脱せずして、硬い粒子 の多くの他の組成物を使用可能である。例えば、タングステンカーバイドを使用 可能である。同様に、硬い物質の第１及び第２部分３２．３４を画工０の表面に 接着するのに多くの他の技術を利用可能である。さらに、硬い物質がその中に位 置されるように表面上に凹所を設けることもできる。同様に、硬い物質は凹所中 又は歯１０の表面にロー付けされたインサートの形状をとることもできる。硬い 物質を表面に適用するのに使用される技術は、硬い物質の戦略的配置及び硬い物 質の第１及び第２部分３２，３４の関係に対して２次的なものである。

次に図４及び図５を参照すると、歯１０がいかにして作業される物質中へのより 良い貫通能力を維持しているかを例示する、使用中に形成された理論的摩耗パタ ーンを表す歯１０が示されている。

図４に見られるように、歯１０の前端部分が磨滅している。注意深く観察すると 、大部分の摩耗は底面２２に発生している。図５は上面２０がよりゆっくりした 割合で摩耗し、そして側面２４．２６が作業物質中に貫通する歯の能力をより良 く補助し鋭いポイントを維持するのをいかにして助けるかを理論的に示している 。

図６及び図７を参照すると、歯１０をさらに使用した状態の摩耗パターンを理論 的に示している。

再び注意すべきは、底面２２が顕著に摩耗し、上面２０は比較的摩耗が少ないこ とである。側部２４．２６が磨滅してより良い貫通を提供するために鋭いポイン トを提供するのを助けている。

次に図８、図９及び図１０を参照すると、これらの図の各々は図４の部分的に摩 耗した歯の断面図を示しており、歯１０の摩耗パターンをさらに理論的に示して いる。これらの図は、歯１０が作業される物質中に貫通するのを助けるのに必要 な鋭さを提供するために、どのように側面２４，２６が摩耗しているかを段階的 に示している。

本実施態様においては、硬い物質の第１部分３２の輻Ｗ１の硬い物質の第２部分 ３４の輻Ｗ２に対する関係は２：１であるが、作業される研磨物質のタイプに応 じてこの関係は変更可能である。

しかし、硬い物質の第１部分３２の輻ＷＩは硬い物質の第２部分３４の輻Ｗ２よ りも広くあるべきである。歯１０の各面に硬い物質を提供するのは高価であるの で、硬い物質の第１及び第２部分３２．３４の長さり、、Ｌ、は概略同様である べきである。しかし、作業されるべき物質に応じてこれらの長さは幾分変化させ ても良い。

産業上の利用可能性 使用に際しては、歯１０がローダ−パケットのような作業用具上に取り付けられ 、パケットに積み込まれる物質を貫通するために使用される。底面２２は作業さ れる物質と緊密に接触し、作業される物質との研磨性の接触により一番大きな摩 耗を受ける。上面２０は物質がパケット中に投入されるときに、物質がスライド して横切るときに発生する摩耗を物質から受ける。保護されていない側面２４． ２６は側方に向かう物質による摩耗を受け、保護された上面２０よりも速い割合 で摩耗する。硬い物質の第１部分を底面に付加することにより、底面２２の摩耗 率は顕著に減少する。同様に、硬い物質の第２部分３４を上面２０に付加するこ とにより、上面の摩耗率が顕著に減少する。

表面への硬い物質の適用は非常に高価であるので、望ましい目的を達成するのに 必要とされる量だけ適用するのが望ましい。歯１０の上面、底面及び／又は側面 の全面に硬い物質を適用するのは非経済的又は非現実的である。

所定の幅Ｗｌ及び長さＬｌを有する硬い物質の第１部分３２を歯１０の底面３２ に適用し、硬い物質の第１部分３２の幅Ｗ、よりも狭い所定の幅Ｗ２を有する硬 い物質の第２部分３４を上面２０に適用することにより、歯１０の摩耗寿命が延 ばされ、硬い物質の第１及び第２部分３２．３４の戦略的な配置及びサイズによ り、歯ｌＯの摩耗が制御されて歯の有効な寿命の聞書１０の鋭さが維持される。

図４は本実施態様の理論的な摩耗パターンをよく例示している。底面２２は上面 ２ｏよりも速い割合で摩耗することに注意すべきである。硬い物質の第１Ｒ分３ ２をへこみ３ｏ中まで伸長させることにより、へこみ３ｏ中に位置する硬い物質 の第１部分の一部は歯１ｏの使い始めの間、へこみの側部により摩耗及び過酷な 衝撃から保護される。

さらに、図５と共に図８、図９及び図１０を参照すると、貫通を増進するために 歯１ｏの鋭いポイントを確立するのをさらに助けるように側面２４゜２６が磨滅 する。もし上面２ｏ及び底面２２が同一割合で摩耗するならば、歯１ｏがなまっ て作業されるべき物質を容易に貫通する能力を喪失する。

図６及び図７は歯１ｏの有効寿命が使いつくされたときの歯の理論的摩耗パター ンを示している。

硬い物質の第１部分３２が底面２２から完全に磨滅すると、上面２０上の硬い物 質の第２部分３４が引き続いて摩耗する。歯１ｏがその全有効寿命を達成すると 、硬い物質の第２Ｒ分３４も完全に使用しつくされるのが望ましい。その結果、 歯１０の有効な寿命の間に高価な硬い物質の全てが利用され、もはや使用するこ とのできない歯とともに捨てられることはない。

上述したところにより明なように、戦略的に位置しサイズ付けされた硬い物質の 第１及び第２部分３２．３４が適用されせた本発明の歯１ｏは、長い摩耗寿命と その全ての有効寿命にわたりより良い貫通能力を有する歯１０を提供する。

本発明の他の側面、目的及び利益は図面、明細書及び添付請求の範囲を研究する ことにより得ることができる。

特表千６−５０１０７６　（６）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．作業用具に取り付けて使用するのに適した歯（１０）であって、 作業用具に歯（１０）限取り付けるのに適合した基端部分（１２）と； 上面（２０）と、底面（２２）と、対向する側面（２４，２６）と、所定の幅を 有する横方向前縁（２８）とを有し、各表面（２０，２２，２４，２６）は基端 部分（１２）から横方向前縁（２８）まで縦方向に伸長しており、上面（２０） と底面（２２）とは横方向前縁（２８）で収斂してより良い貫通のための鋭いエ ッジを形成する先端部分（１４）と； 横方向先端縁（２８）近辺から縦方向に基端部分（１２）に向けて伸長する箇所 の底面（２２）に適用され、横方向前端縁（２８）の所定の幅よりも狭い所定の 幅Ｗ１と、所定の長さＬ１を有する硬い物質の第１部分（３２）と； 横方向先端縁（２８）近辺から縦方向に基端部分（１２）に向けて伸長する箇所 の上面（２０）に適用され、所定の幅Ｗ２と長さＬ２を有する硬い物質の第２部 分（３４）とから構成され； 硬い物質の第２部分（３４）の所定の幅Ｗ２は硬い物質の第１部分（３２）の所 定の幅Ｗ１より狭くなっており、硬い物質の第１部分（３２）は硬い物質の第２ 部分（３４）と協力して歯（１０）の有効寿命の間に作用して、歯（１０）の摩 耗寿命を増加するとともに作業される物質のより良い貫通のために歯の鋭さを維 持する、作業用具に取り付けられて使用するのに適した歯（１０）。
2. ２．縦方向に伸長するへこみ（３０）が先端部分（１４）の底面（２２）に画成 されており、硬い物質の第１部分（３２）は該へこみ（３０）中に伸長している 請求項１記載の歯（１０）。
3. ３．硬い物質の第２部分（３４）の所定の長さＬ２は、硬い物質の第１部分（３ ２）の所定の長さＬ１に概略等しい請求項２記載の歯（１０）。
4. ４．縦方向に伸長するへこみ（３０）は横方向前縁（２８）から離間されて、対 向する側面（２４，２６）の間の中央部分に位置している請求項３記載の歯（１ ０）。
5. ５．硬い物質の第１及び第２部分（３２，３４）は対向する側面（２４，２６） の間の中央部分に位置している請求項４記載の歯（１０）。
6. ６．縦方向に伸長するへこみ（３０）は硬い物質の第１部分（３２）の所定の幅 Ｗ１より広い幅を有している請求項５記載の歯（１０）。
7. ７．硬い物質の第１及び第２部分（３２，３４）は、硬い物質を上面（２０）及 び底面（２２）に接着することにより適用される請求項６記載の歯（１０）。
8. ８．上面（２０）及び底面（２２）への硬い物質の第１及び第２部分（３２，３ ４）の接着は、溶接物質を上面（２０）及び底面（２２）に適用するときに形成 される溶接液の溜中に硬い粒子を添加することにより達成される請求項７記載の 歯（１０）。
9. ９．硬い物質の第１部分（３２）の所定の幅Ｗ１は、硬い物質の第２部分（３４ ）の所定の幅Ｗ２の概略２倍の広さである請求項８記載の歯（２０）。
10. １０．先端部分（１４）の対向する側面（２４，２６）は概略平行である請求項 ９記載の歯（１０）。