KR101718774B1

KR101718774B1 - 굴삭 투스 장착체 및 굴삭 투스

Info

Publication number: KR101718774B1
Application number: KR1020157006305A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 다나카; 다쓰오 아이라
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: KR20150038642A; DE112013001664B4; CN104160098B; CN104160098A; JP5701455B2; JPWO2014098057A1; US9617718B2; WO2014098057A1; US20150013198A1; IN2015DN01533A; DE112013001664T5

Abstract

굴삭 투스 장착체(15)는, 어댑터(20)와, 굴삭 투스(30)와, 리테이너 어셈블리(40)를 구비한다. 어댑터(20)는, 굴삭 투스(30)와 대향하는 전면(21S₁)에 형성되는 제1 오목부(21T₁)와, 전면(21S₁)으로부터 돌출되는 삽입부(22)를 가진다. 굴삭 투스(30)는, 어댑터(20)의 전면(21S₁)과 대향하는 배면(31S₅)에 형성되는 제1 볼록부(31T₁)와 삽입부(22)가 삽입되는 삽입공(32)과, 리테이너 어셈블리(40)를 삽통하기 위한 제1 및 제2 축공(36, 37)을 가진다. 제1 볼록부(31T₁)는, 제1 오목부(21T₁)에 삽입된다. 배면(31S₅)은, 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변으로 이루어지는 직사각형의 외측 에지를 가진다. 제1 및 제2 축공(36, 37)은, 한 쌍의 장변을 따라 형성된다. 제1 볼록부(31T₁)의 외주면(Q1)은, 오목부의 내저면(R1) 및 내측면(R2)으로부터 이격된다.

Description

굴삭 투스 장착체 및 굴삭 투스{DIGGING TOOTH MOUNTING BODY AND DIGGING TOOTH}

본 발명은, 작업 기계에 사용되는 굴삭 투스(digging tooth) 장착체 및 굴삭 투스에 관한 것이다.

유압 셔블(hydraulic shovel) 등의 작업 기계는, 일반적으로 버킷(bucket)이나 리퍼(ripper) 등의 굴삭구(掘削具)를 구비하고 있다. 굴삭구, 예를 들면, 버킷의 선단에는, 볼록형 부위를 가지는 어댑터가 고정된다. 커팅 에지(cutting edge)인 투스는 삽입공을 가지고, 그 삽입공에 어댑터의 볼록형 부위를 삽입함으로써, 굴삭 투스는 어댑터, 즉 버킷에 장착된다. (예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 굴삭 투스는, 사용에 따라 내면 및 외면이 마모되므로, 적절히 교환된다.

일본 공개특허 제2011―246974호 공보

전술한 바와 같이 굴삭 투스는 그 내면이 마모된다. 이것은, 굴삭 투스에 외력이 작용한 경우, (i) 어댑터와 굴삭 투스와의 사이에 큰 응력이 발생하는 것, (ii) 굴삭 투스는 어댑터에 대하여 약간 요동(搖動) 가능한 것, (iii) 어댑터와 굴삭 투스의 맞닿은 면에 토사 등이 침입하는 것으로부터 어댑터와 투스와의 맞닿은 면이 마모되는 것에 의한다. 그리고, 어댑터와 투스의 맞닿은 면이 마모되면, 투스가 더욱 요동하기 쉬워진다. 요동이 커지면, 맞닿은 면은 더욱 마모되기 쉬워져, 마모 촉진의 악순환이 생긴다. 그 결과, 부품 수명이 짧아진다.

본 발명은, 전술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 마모나 요동을 억제 가능한 굴삭 투스 장착체 및 굴삭 투스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 태양(態樣)에 관한 굴삭 투스 장착체는, 어댑터와, 어댑터에 삽입되는 굴삭 투스와, 굴삭 투스를 어댑터에 유지시키는 리테이너(retainer) 어셈블리를 구비한다. 어댑터는, 굴삭 투스와 대향하는 전면(前面)과, 전면에 형성되는 오목부와, 전면으로부터 돌출되는 삽입부와, 삽입부에 형성되고 리테이너 어셈블리를 삽통하기 위한 삽통공(揷通孔)을 가진다. 굴삭 투스는, 어댑터의 전면과 대향하는 배면과, 배면에 형성되고, 오목부에 삽입되는 볼록부와, 배면에 형성되고, 삽입부가 삽입되는 삽입공과, 삽입공의 양측에 형성되고, 리테이너 어셈블리를 삽통하기 위한 한 쌍의 축공(軸孔)을 가진다. 배면은, 한 쌍의 장변(長邊)과 한 쌍의 단변(短邊)으로 이루어지는 직사각형의 외측 에지를 가진다. 한 쌍의 축공은, 한 쌍의 장변을 따라 형성된다. 볼록부의 외주면(外周面)은, 외주면에 대향하는 오목부의 내저면 및 내측면으로부터 이격되어 있다.

본 발명의 제1 태양에 관한 굴삭 투스 장착체에 의하면, 리테이너 어셈블리에 의한 유지 부위를 지점(支点)으로 하는 굴삭 투스의 어댑터에 대한 요동이 작을 때는, 볼록부의 바닥면과 측면으로 이루어지는 외주면과 그 외주면에 대향하는 오목부의 내면과는 접촉하지 않는다. 한편, 맞닿은 면의 마모가 진행되어, 굴삭 투스의 어댑터에 대한 요동이 커지면, 볼록부의 외주면과 오목부의 내면이 맞닿아, 요동 및 마모의 진행을 억제할 수 있다.

본 발명의 제2 태양에 관한 굴삭 투스 장착체는, 제1 태양에 관한 것이며, 오목부의 내저면과 볼록부의 외주면과의 간격은, 볼록부의 선단측을 향할수록 크다.

본 발명의 제2 태양에 관한 굴삭 투스에 의하면, 굴삭 투스 중 어댑터와 맞닿는 부분의 마모가 진행됨에 따라, 어댑터와 맞닿는 부분이 볼록부의 기단측(基端側)으로부터 선단측으로 점차 이행하여, 요동 및 마모의 진행을 억제할 수 있다.

본 발명의 제3 태양에 관한 굴삭 투스 장착체는, 제1 태양 또는 제2 태양에 관한 것이며, 굴삭 투스의 배면은, 외측 에지가 장변과 단변으로 이루어지는 직사각형이다. 그 배면의 장변측에 볼록부가 형성된다.

본 발명의 제3 태양에 관한 굴삭 투스 장착체에 의하면, 투스 배면의 장변측(長邊側)에 있는 볼록부에 의해 투스 배면 길이 방향의 어댑터에 대한 요동을정지시키는 것이 가능하므로, 요동 길이의 증대를 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 제4 태양에 관한 굴삭 투스 장착체는, 제1 내지 제3 중 어느 하나의 태양에 관한 것이며, 볼록부는, 한 쌍의 축공으로부터 이격되어 있다.

본 발명의 제4 태양에 관한 굴삭 투스 장착체에서는, 볼록부에 축공이 형성되는 경우와 비교하여, 볼록부가 오목부에 대하여 요동하기 쉬워 양자가 마모되기 쉬운 바, 볼록부의 외주면과 오목부의 내면이 맞닿음으로써 요동 및 마모의 진행을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 제5 태양에 관한 굴삭 투스는, 리테이너 어셈블리에 의해 어댑터에 유지되는 굴삭 투스이다. 굴삭 투스는, 투스 본체와, 볼록부와, 삽입공과, 리테이너 어셈블리를 삽통하기 위한 한 쌍의 축공을 구비한다. 투스 본체는, 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변으로 이루어지는 직사각형의 외측 에지를 가지는 배면을 가진다. 볼록부는, 굴삭 투스 본체의 배면의 한 쌍의 장변측에 형성된다. 삽입공은, 배면에 형성되고, 어댑터가 삽입된다. 한 쌍의 축공은, 삽입공의 양측에 형성된다. 볼록부는, 선단이 좁은 단면(斷面) 형상을 가진다. 한 쌍의 축공은, 한 쌍의 장변을 따라 형성되어 있다.

본 발명의 제5 태양에 관한 굴삭 투스에 의하면, 굴삭구 장착에 있어서, 투스의 삽통공 내만아니라 배면의 볼록부에 있어서도 어댑터와 접촉 가능하므로, 투스와 어댑터의 맞닿은 면에서의 마모나 여유의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 볼록부가 배면의 장변측에 있으므로, 굴삭 투스의 어댑터에 대한 요동을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 제6 태양에 관한 굴삭 투스 장착체는, 제5 태양에 관한 것이며, 볼록부는, 한 쌍의 축공으로부터 이격되어 있다.

본 발명의 제6 태양에 관한 굴삭 투스 장착체에서는, 볼록부에 축공이 형성되는 경우와 비교하여, 볼록부가 오목부에 대하여 요동하기 쉬워 양자가 마모되기 쉬운 바, 볼록부의 외주면과 오목부의 내면이 맞닿음으로써 요동 및 마모의 진행을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 제7 태양에 관한 굴삭 투스는, 제5 또는 제6 태양에 관한 것이며, 볼록부는 굴삭 투스 본체의 배면의 장변측의 중심에 형성된다.

본 발명의 제7 태양에 관한 굴삭 투스에 의하면, 볼록부가 굴삭 투스 폭 방향의 중앙에 있으므로, 폭 방향의 요동의 방향의 상위에 영향을 받지 않고 굴삭 투스의 요동을 억제할 수 있다.

본 발명의 제8 태양에 관한 굴삭 투스는, 제5 내지 제7 중 어느 하나의 태양에 관한 것이며, 오목부가 삽입공의 바닥부에 형성된다. 오목부의 폭은, 삽입공의 바닥부의 폭보다 짧다.

본 발명의 제8 태양에 관한 굴삭 투스에 의하면, 굴삭 투스와 어댑터의 맞닿은 면에 침입한 토사 등이 오목부로 이동할 수 있으므로, 마모를 억제할 수 있다.

본 발명에 의하면, 마모나 요동을 억제 가능한 굴삭 투스 장착체 및 굴삭 투스를 제공할 수 있다.

도 1은 버킷의 사시도
도 2는 버킷의 사시도
도 3은 굴삭 투스 장착체의 상면도
도 4는 굴삭 투스 장착체의 측면도
도 5는 굴삭 투스 장착체의 분해사시도
도 6은 굴삭 투스의 사시도
도 7은 굴삭 투스 장착체의 상면 투시도
도 8은 도 4의 A―A 단면도(斷面圖)(요동 시)
도 9는 도 4의 A―A 단면도(통상 시)
도 10은 굴삭 투스의 구성을 나타낸 단면도

이하에 있어서, 도면을 참조하면서 실시형태에 대하여 설명한다. 이하의 실시형태에서는, 굴삭구의 일례로서, 유압 셔블 등의 작업 기계에 사용되는 굴삭 버킷(excavator bucket)(100)에 대하여 설명한다.

[버킷(100)의 전체 구성]

도 1 및 도 2는, 버킷(100)의 사시도이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 버킷(100)은, 버킷 본체(10)와, 복수의 굴삭 투스 장착체(15)를 구비한다.

버킷 본체(10)는, 제1 측벽(11)과, 제2 측벽(12)과, 래퍼(wrapper)(13)를 가진다. 제1 측벽(11)과 제2 측벽(12)은, 서로 대향한다. 제1 측벽(11) 및 제2 측벽(12)의 각각은, 측면에서 볼 때, 대략 원호와 현으로 에워싸인 형상을 가지는 평판이다. 래퍼(13)는, 제1 측벽(11)과 제2 측벽(12)의 대략 원호를 따라 배치되는 곡판이다. 래퍼(13)와, 제1 측벽(11), 제2 측벽(12)는 용접에 의해 고착된다. 래퍼(13)는, 하측 에지부(13a)(즉, 버킷 선단부)를 포함한다. 하측 에지부(13a)는, 일반적으로 립(lip)과, 제1 측벽(11), 제2 측벽(12) 및 래퍼(13)는, 토사를 수용하기 위한 수용 공간(10V)을 형성한다.

복수의 굴삭 투스 장착체(15)(이하, 투스 장착체라고 함) 각각은, 어댑터(20)와, 굴삭 투스(30)(이하, 투스라고 함)와, 리테이너 어셈블리(40)에 의해 구성된다.

복수의 어댑터(20)는, 버킷 본체(10)의 래퍼(13)의 하측 에지부(13a)에 소정 간격으로 고정된다. 어댑터(20)는, 하측 에지부(13a)에 용접되어 있어도 된다. 장시간의 사용에 의해 마모된 어댑터(20)는, 하측 에지부(13a)로부터 분리되고, 신품의 어댑터(20)로 교환된다. 본 실시형태에서는, 어댑터(20) 중 래퍼(13)에 고정되는 측을 어댑터(20)의 기단(基端)이라고 하고, 기단의 반대측을 어댑터(20)의 선단이라고 한다.

투스(30)는, 어댑터(20)의 선단에 장착된다. 투스(30)는, 클로우형(claw type)의 외형을 가지고 있고, 선단을 향해 서서히 얇아지도록 형성되어 있다. 투스(30)의 최선단(最先端)은, 굴삭 시에, 커팅 에지로서 작용한다. 장시간의 사용에 의해 마모된 투스(30)는, 어댑터(20)로부터 분리되고, 신품의 투스(30)로 교환된다. 본 실시형태에서는, 투스(30) 중 커팅 에지가 있는 측을 투스(30)의 선단이라고 하고, 어댑터(20)에 장착되는 측을 투스(30)의 기단이라고 한다.

리테이너 어셈블리(40)는, 어댑터(20)에 투스(30)를 장착하기 위해 사용된다. 리테이너 어셈블리(40)는, 어댑터(20) 및 투스(30)의 내부에 수용된다. 리테이너 어셈블리(40)를 분해함으로써, 어댑터(20)로부터 마모된 투스(30)를 분리해 낼 수 있다.

[투스 장착체(15)의 구성]

도 3은, 투스 장착체(15)의 상면도이다. 도 4는, 투스 장착체(15)의 측면도이다. 도 5는, 투스 장착체(15)의 분해사시도이다. 도 6은, 투스(30)의 사시도이다. 그리고, 이하의 설명에서는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 투스 본체(31)가 연장되는 방향[즉, 투스(30)의 기단과 선단을 연결하는 방향]을 "제1 방향"이라고 하고, 투스 본체(31)가 평평하고 연장되는 방향을 "제2 방향"이라고 하고, 제1 방향과 제2 방향과 직교하는 방향을 "제3 방향"이라고 한다. 투스 본체(31)의 제2 방향이, 굴삭 투스(30)의 폭 방향으로 된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 어댑터(20)는, 고정부(21)와, 삽입부(22)를 가진다. 고정부(21)는, 어댑터(20)의 기단측이 양 다리로 나누어지는 것에 의해 형성된다. 고정부(21)는, 버킷 본체(10)의 하측 에지부(13a)를 끼워넣고 있다. 고정부(21)는, 용접 등에 의해 하측 에지부(13a)에 고정된다.

고정부(21)는, 도 3∼도 5에 나타낸 바와 같이, 전면(21S₁)과, 상면(21S₂)과, 하면(21S₃)과, 제1 오목부(21T₁)와, 제2 오목부(21T₂)를 가진다. 전면(21S₁)은, 투스(30)가 어댑터(20)에 장착되었을 때 투스(30)와 대향한다. 상면(21S₂)은, 전면(21S₁)으로 이어진다. 하면(21S₃)은, 전면(21S₁)에 연속되고, 상면(21S₂)의 반대에 설치된다.

제1 오목부(21T₁)는, 전면(21S₁) 및 상면(21S₂)에 형성된다. 제1 오목부(21T₁)는, 전면(21S₁) 및 상면(21S₂)에 연속되어 개구된다. 제1 오목부(21T₁)에는, 후술하는 투스(30)의 제1 볼록부(31T₁)가 삽입된다.

제2 오목부(21T₂)는, 전면(21S₁) 및 하면(21S₃)에 형성된다. 제2 오목부(21T₂)는, 전면(21S₁) 및 하면(21S₃)에 연속되어 개구된다. 제2 오목부(21T₂)에는, 후술하는 투스(30)의 제2 볼록부(31T₂)가 삽입된다.

제1 오목부(21T₁)에 제1 볼록부(31T₁)가 삽입되고, 제2 오목부(21T₂)에 제2 볼록부(31T₂)가 삽입되는 것에 의해, 제2 방향에서의 투스(30)의 요동이 억제된다. 단, 이와 같은 고정부(21)에는, 제1 볼록부(31T₁) 및 제2 볼록부(31T₂)를 구비하지 않는 종래 주지의 투스도 장착할 수 있다.

삽입부(22)는, 고정부(21)의 전면(21S₁)으로부터 돌출한다. 삽입부(22)는, 후술하는 투스(30)의 삽입공(32)(도 6 참조)에 삽입된다. 삽입부(22)는, 도 3∼도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 측면(22S₁)과, 제2 측면(22S₂)과, 상면(22S₃)과, 하면(22S₄)과, 선단면(22S₅)과, 삽통공(22a)을 가진다. 제1 측면(22S₁)과 제2 측면(22S₂)은, 서로 반대측에 설치된다. 상면(22S₃)과 하면(22S₄)은, 서로 반대측에 형성된다. 선단면(22S₅)은, 제1 측면(22S₁), 제2 측면(22S₂), 상면(22S₃) 및 하면(22S₄)으로 이어진다. 본 실시형태에 있어서, 선단면(22S₅)은, 상면(22S₃)으로부터 하면(22S₄)에 걸쳐 원활하게 만곡되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 선단면(22S₅)은, 예를 들면, 평면이라도 된다. 삽통공(22a)은, 삽입부(22)를 제1 측면(22S₁)로부터 제2 측면(22S₂)까지 관통하고 있다. 삽통공(22a)에는, 후술하는 리테이너 어셈블리(40)의 핀(41)이 삽통(揷通)된다.

도 6은, 투스(30)를 기단측으로부터 본 도면이다. 투스(30)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 투스 본체(31)와, 삽입공(32)과, 사인 포켓(33)(sign pocket; 구멍 부분)과, 제1 연장공(34)과, 제2 연장공(35)과, 제1 축공(36)과, 제2 축공(37)과, 제1 볼록부(31T₁)와, 제2 볼록부(31T₂)를 가진다.

투스 본체(31)는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 방향 및 제3 방향에 있어서 선단이 좁은(先細) 형상으로 형성되어 있다. 또한, 투스 본체(31)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 컵형으로 형성되어 있다.

투스 본체(31)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 내측면(31S₁)과, 제2 내측면(31S₂)과, 내측 상면(31S₃)과, 내측 하면(31S₄)과, 배면(31S₅)(외표면의 일례)과, 제1 볼록부(31T₁)와, 제2 볼록부(31T₂)와, 제1 지지부(101)와, 제2 지지부(102)를 가진다.

제1 내측면(31S1)은, 삽입부(22)의 제1 측면(22S₁)과 대향한다. 제1 내측면(31S₁)과 제1 측면(22S₁)과의 사이에는, 미소한 간극이 형성되어 있어도 된다. 제2 내측면(31S₂)은, 삽입부(22)의 제2 측면(22S₂)과 대향한다. 제2 내측면(31S₂)과 제2 측면(22S₂)과의 사이에는, 미소한 간극이 형성되어 있어도 된다. 내측 상면(31S₃)은, 삽입부(22)의 상면(22S₃)과 맞닿는다. 내측 하면(31S₄)은, 삽입부(22)의 하면(22S₄)과 맞닿는다.

배면(31S₅)은, 투스 본체(31)의 기단면(基端面)이다. 배면(31S₅)은, 외측 에지에 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변으로 이루어지는 직사각형 형상의 단면(端面)을 가지고, 그 단면의 내측에 삽입공(32)이 형성되어 있다. 어댑터(20)에 삽입된 상태에서는, 투스(30)의 배면(31S₅)의 장변의 방향(제2 방향)은 버킷 본체(10)의 하측 에지부(13a)와 대략 평행하며, 단변의 방향(제3 방향)은 하측 에지부(13a)와 교차하는 방향이다. 배면(31S₅)은, 고정부(21)의 전면(21S₁)과 대향한다. 배면(31S₅)과 전면(21S₁)과의 사이에는, 간극이 형성되어 있어도 된다.

한 쌍의 제1 볼록부(31T₁)와 제2 볼록부(31T₂)는, 굴삭 투스 본체(31)의 배면(31S₅)의 한 쌍의 장변의 각각의 측에 형성된다.

제1 볼록부(31T₁)는, 배면(31S₅)의 외측 에지 장변측의 단면으로부터 돌출되어 형성되는 직사각형 판형의 부위이다. 제1 볼록부(31T₁)의 두께는, 배면(31S₅)과 거의 동일하다. 제1 볼록부(31T₁)는, 배면(31S₅)의 외측 에지 장변측 단면의 제2 방향에서의 중심에 위치한다. 제1 볼록부(31T₁)는, 고정부(21)의 제1 오목부(21T₁)에 삽입된다. 제2 볼록부(31T₂)는, 삽입공(32)을 협지(sandwich)하여 제1 볼록부(31T₁)의 반대측에 있어서 배면(31S₅)의 외측 에지 장변측의 단면으로부터 돌출한다. 제2 볼록부(31T₂)는, 고정부(21)의 제2 오목부(21T₂)에 삽입된다. 제2 볼록부(31T₂)는 제1 볼록부(31T₁)와 대략 같은 형상을 가지고, 동일하게 장변측 단면의 중심에 위치하고 있다.

여기서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 볼록부(31T₁)는, 선단을 향해 테이퍼형으로 형성되어 있다. 그러므로, 제1 볼록부(31T₁)를 제3 방향으로 절단한 경우, 제1 볼록부(31T₁)의 단면 형상은, 선단을 향해 선단의 폭이 좁다. 그리고, 제1 볼록부(31T₁)의 외주면(Q1)은, 제1 오목부(21T₁)의 내저면(R1)으로부터 이격되어 있다. 내저면(R1)과 외주면(Q1)과의 간격은, 제1 볼록부(31T₁)의 선단측을 향할수록 크다. 즉, 내저면(R1)과 외주면(Q1)과의 간격은, 제1 볼록부(31T₁)의 선단측이 기단측보다 크다. 또한, 외주면(Q1)은, 제1 오목부(21T₁)의 내측면(R2)으로부터도 이격되어 있다. 마찬가지로, 제2 볼록부(31T₂)는, 선단을 향해 테이퍼형으로 형성되어 있다. 그리고, 제2 볼록부(31T₂)의 외주면(Q2)은, 제2 오목부(21T₂)의 내저면(R3)으로부터 이격되어 있다. 내저면(R3)과 외주면(Q2)과의 간격은, 제2 볼록부(31T₂)의 선단측을 향할수록 크다. 즉, 내저면(R3)과 외주면(Q2)과의 간격은, 제2 볼록부(31T₂)의 선단측이 기단측보다 크다. 또한, 외주면(Q2)은, 제2 오목부(21T₂)의 내측면(R4)으로부터도 이격되어 있다.

제1 지지부(101)와 제2 지지부(102)는, 그 투스 본체(31)의 기단면으로부터 가장 얕은 부위가 삽입공(32)의 가장 깊은 부분을 형성한다. 제1 지지부(101)와 제2 지지부(102)와의 사이에 사인 포켓(33)이 형성되어 있다. 사인 포켓(33)은, 삽입공(32)의 바닥부에 형성되는 구멍 부분에서, 투스 본체(31)의 길이 방향에 있어서, 삽입공(32)의 바닥부의 폭보다 짧은 폭을 가진다.

제1 지지부(101)는, 제1 지지면(101S)을 가진다. 제1 지지면(101S)은, 삽입공(32)의 바닥면의 일부를 형성하고 있다. 제1 지지면(101S)은, 삽입부(22)의 선단면(22S₅)과 대향한다. 제1 지지면(101S)과 선단면(22S₅)과의 사이에는, 미소한 간극이 형성되어 있어도 된다.

제2 지지부(102)는, 제2 지지면(102S)을 가진다. 제2 지지면(102S)은, 삽입공(32)의 바닥면의 일부를 형성하고 있다. 제2 지지면(102S)은, 삽입부(22)의 선단면(22S₅)과 대향한다. 제2 지지면(102S)과 선단면(22S₅)과의 사이에는, 미소한 간극이 형성되어 있어도 된다.

여기서, 도 7은, 투스 장착체(15)의 상면 투시도이다. 도 7에서는, 굴삭 작업에 상당 시간 사용된 투스(30) 및 어댑터(20)가 도시되어 있다. 또한, 도 7에서는, 투스(30)에 외력(F)이 작용하고 있어, 제2 방향에 있어서 투스(30)가 어댑터(20)에 대하여 요동하고 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 투스 본체(31)의 제1 내측면(31S1)과 삽입부(22)의 제1 측면(22S₁)가, 포인트(X)에 있어서 맞닿는다. 또한, 투스 본체(31)의 제2 지지면(102S)과 삽입부(22)의 선단면(22S₅)이, 포인트(Y)에 있어서 맞닿는다. 또한, 제1 볼록부(31T₁)의 외주면(Q1)과 제1 오목부(21T₁)의 내측면(R2)이, 포인트(Z)에 있어서 맞닿는다. 한편, 투스 본체(31)의 제2 내측면(31S₂)과 삽입부(22)의 제2 측면(22S₂)은, 서로 이격되어 있다.

이와 같이, 삽입부(22)에 대하여 경사진 투스(30)는, 어댑터(20)에 의해 3점 지지되어 있다. 특히, 외주면(Q1)이 내측면(R2)과 맞닿음으로써, 제2 내측면(31S₂)과 제2 측면(22S₂)이 이격되어 있다. 그리고, 외주면(Q1)이 내측면(R2)과 맞닿는 포인트(Z)는, 제1 방향에 있어서, 제2 내측면(31S₂)이 제2 측면(22S₂)과 맞닿는 가상 위의 포인트[포인트(X)와 포인트(Z)의 사이]보다 포인트(X)로부터 이격되어 있다. 따라서, 제2 내측면(31S₂)이 제2 측면(22S₂)과 맞닿는 경우와 비교하여, 투스(30)와 어댑터(20)와의 사이에 걸리는 응력을 작게 할 수 있다.

그리고, 도시하지 않지만, 도 7과는 반대측에 투스(30)가 경사진 경우에는, 투스 본체(31)의 제2 내측면(31S₂)과 삽입부(22)의 제2 측면(22S₂)이 맞닿고, 투스 본체(31)의 제1 지지면(101S)과 삽입부(22)의 선단면(22S₅)이 맞닿고, 제1 볼록부(31T₁)의 외주면(Q1)과 제1 오목부(21T₁)의 내측면(R2)이 맞닿는다. 이 경우, 투스 본체(31)의 제1 내측면(31S1)과 삽입부(22)의 제1 측면(22S₁)은, 서로 이격된다. 이 경우에도, 상기와 마찬가지로, 투스(30)와 어댑터(20)와의 사이에 걸리는 응력을 작게 할 수 있다.

삽입공(32)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 투스 본체(31)의 배면(31S₅)에 형성된다. 삽입공(32)은, 어댑터(20)의 삽입부(22)를 삽입하기 위한 구멍이다. 삽입공(32)은, 어댑터(20)의 외형에 대응한 선단이 좁은 형상으로 형성되어 있다. 삽입공(32)의 바닥면은, 제1 지지면(101S) 및 제2 지지면(102S)이다. 또한, 삽입공(32)의 측면은, 제1 내측면(31S1), 제2 내측면(31S₂), 내측 상면(31S₃) 및 내측 하면(31S₄)이다.

사인 포켓(33)(구멍 부분)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 삽입공(32)의 바닥면에 형성되어 있다. 즉, 사인 포켓(33)은, 삽입공(32)의 안쪽으로 이어지도록 형성되어 있다. 사인 포켓(33)은, 투스 본체(31)의 제1 지지부(101)와 제2 지지부(102)의 사이에 형성된다. 환언하면, 사인 포켓(33)은, 제1 지지부(101)와 제2 지지부(102)와의 간극(間隙)이다.

여기서, 사인 포켓(33)의 기능에 대하여, 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은, 도 4의 A―A 단면도이다. 도 8에서는, 굴삭 작업에 상당 시간 사용된 투스(30) 및 어댑터(20)가 도시되어 있고, 제2 방향에 있어서 투스(30)가 어댑터(20)에 대하여 요동하고 있다.

먼저, 사인 포켓(33)은, 어댑터(20)와 투스(30)와의 간극으로부터 침입한 토사를 수용하는 기능을 가진다. 이로써, 어댑터(20)와 투스(30)와의 사이, 구체적으로는, 삽입부(22)와 제1 지지부(101) 및 제2 지지부(102)와의 사이에 침입한 토사가 끼이는 것을 억제할 수 있다. 제1 지지부(101) 및 제2 지지부(102)의 사이에 토사가 끼이면 양 지지부 및 그 주변의 마모가 촉진되어, 투스(30)의 덜거덕거림이 커진다. 덜거덕거림이 커지면, 마모는 더 촉진되어, 투스(30) 및 어댑터(20)의 수명을 짧게 한다. 사인 포켓(33)은, 전술한 바와 같이, 토사의 침입을 억제하므로, 투스(30) 및 어댑터(20)의 삽입부의 마모를 억제할 수 있다.

또한, 도 8의 파선(破線)은, 투스(30)가 마모되어 가는 모양을 가상적으로 나타내는 마모 라인이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 초기 단계에서 투스(30)의 선단 양측이 마모에 의해 결손(缺損)된 후, 투스(30)의 선단은 전체적으로 같은 정도의 속도로 마모된다. 더욱 마모가 진행되면, 사인 포켓(33)이 투스(30)의 선단에 노출된다. 오퍼레이터는, 투스(30)의 선단에 사인 포켓(33)이 노출된 것, 즉 투스(30)의 선단에 구멍이 생긴 것을 확인하여, 투스(30)의 사용 수명이 가까워진 것을 인식한다. 그리고, 사인 포켓(33)은, 통상의 사용 환경에 있어서 제1 연장공(34) 및 제2 연장공(35)보다 먼저 노출되도록 설계되어 있는 것이 바람직하다. 사인 포켓(33)과 제1 연장공(34) 및 제2 연장공(35)과의 위치 관계에 대해서는 후술한다.

제1 연장공(34) 및 제2 연장공(35)은, 삽입공(32)의 일부이다(도 9 참조). 제1 연장공(34) 및 제2 연장공(35)은, 제1 지지부(101) 및 제2 지지부(102)의 제2 방향 양측에 형성된다. 구체적으로, 제1 연장공(34)은, 제1 지지부(101)를 협지하여 사인 포켓(33)의 반대측에 형성된다. 제2 연장공(35)은, 제2 지지부(102)를 협지하여 사인 포켓(33)의 반대측에 형성된다. 제1 연장공(34) 및 제2 연장공(35) 각각은, 사인 포켓(33)보다 얕고 또한 좁다. 이와 같은 제1 연장공(34) 및 제2 연장공(35)은, 어댑터(20)의 코너 부분[즉, 어댑터(20) 선단의 제2 방향에서의 양단 부분]이 삽입공(32)의 내벽에 닿지 않도록 설치되어 있다. 특히, 투스(30)가 어댑터(20)에 대하여 경사진 경우에도, 어댑터(20)의 코너 부분이 투스(30)의 내벽에 닿지 않는 것이 바람직하다도 8 참조).

제1 축공(36) 및 제2 축공(37)(한 쌍의 축공의 일례) 각각은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 투스 본체(31)를 관통한다. 제1 축공(36) 및 제2 축공(37) 각각은, 삽입공(32)에 연결되어 있다. 제1 축공(36) 및 제2 축공(37)은, 제2 방향을 따라 일직선 상에 형성되어 있다. 즉, 제1 축공(36) 및 제2 축공(37)은, 배면(31S₅)의 외측 에지를 구성하는 장변을 따라 형성되어 있다. 그러므로, 제1 축공(36) 및 제2 축공(37)은, 제1 볼록부(31T₁) 및 제2 볼록부(31T₂)로부터 이격되어 있다. 도 8에서는, 제1 축공(36) 및 제2 축공(37)의 중심선 AX가 일점 쇄선으로 도시되어 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 축공(36) 및 제2 축공(37)에는, 리테이너 어셈블리(40)의 양 단부가 수용된다.

리테이너 어셈블리(40)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 핀(41)과, 볼트(42)와, 와셔(washer)(43)와, 부싱(bushing)(44)을 가진다. 핀(41)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 삽입부(22)의 삽통공(22a)에 삽통된다. 본 실시형태에서는, 핀(41)의 중심축은, 제1 축공(36) 및 제2 축공(37)의 중심선 AX와 거의 일치하고 있다. 볼트(42)는, 와셔(43) 및 부싱(44)을 통하여, 핀(41)의 일단부에 고정된다. 와셔(43) 및 부싱(44)은, 제1 축공(36)의 내측에 수용된다. 투스(30)가 어댑터(20)에 삽입된 상태에서, 핀(41)을 어댑터(20)의 삽통공(22a)에 삽통하여 리테이너 어셈블리(40)를 조립함으로써, 투스(30)는 어댑터(20)에 유지된다. 본 실시형태에서는, 리테이너 어셈블리(40)는 상기한 구성을 가지지만, 본 발명의 리테이너 어셈블리는 이에 한정되지 않고, 일반적으로 알려진 다양한 리테이너 어셈블리를 적용할 수 있다.

[어댑터(20)와 투스(30)의 위치 관계]

다음에, 어댑터(20)와 투스(30)의 위치 관계에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 9는, 도 4의 A―A 단면도이다. 단, 도 9에서는, 도 8과 달리, 제2 방향에 있어서 투스(30)가 어댑터(20)에 대하여 요동하고 있지 않은 상태가 도시되어 있다.

도 9에서는, 제1 지지부(101)와 제2 지지부(102)의 중심선 AX상의 중앙 위치가 "기준점 P"로서 도시되어 있다. 즉, 기준점 P는, 중심선 AX 상에서의 투스 본체(31)의 제2 방향 중심이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 기준점 P와 사인 포켓(33)의 가장 깊은 부분과의 간격 m1은, 기준점 P와 제2 연장공(35)의 가장 깊은 부분과의 간격 m2보다 크다. 도시하지 않지만, 기준점 P와 제1 연장공(34)의 가장 깊은 부분과의 간격은, 기준점 P와 제2 연장공(35)의 가장 깊은 부분과의 간격 m2와 같은 정도이다. 제1 연장공(34) 또는 제2 연장공(35)의 가장 깊은 부분은, 삽입공(32)의 가장 깊은 부분의 일례이다. 간격 m1은, 간격 m2의 1.05배 이상인 것이 바람직하고, 1.10배 이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 삽입부(22)의 선단과 제1 지지부(101) 및 제2 지지부(102)와의 미소한 간격 n1은, 중심선 AX와 제1 지지부(101) 및 제2 지지부(102)와의 간격 n2의 5% 이하인 것이 바람직하고, 2% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

[작용 및 효과]

(1) 어댑터(20)는, 전면(21S₁)에 형성되는 제1 오목부(21T₁)를 가지고, 투스(30)는, 배면(31S₅)에 형성되는 제1 볼록부(31T₁)를 가진다. 제1 볼록부(31T₁)는, 제1 오목부(21T₁)에 삽입된다.

따라서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 투스(30)에 외력(F)이 작용한 경우, 포인트(Z)에 있어서 제1 볼록부(31T₁)의 외주면(Q1)과 제1 오목부(21T₁)의 내측면(R2)이 맞닿는다. 그러므로, 제2 내측면(31S₂)이 제2 측면(22S₂)과 맞닿는 경우와 비교하여, 투스(30)와 어댑터(20)와의 사이에 걸리는 응력을 작게 할 수 있다. 그 결과, 어댑터(20)와 투스(30)의 마모가 억제되므로, 투스(30)가 어댑터(20)에 대하여 요동하는 것을 억제할 수 있다.

(2) 제1 볼록부(31T₁)의 외주면(Q1)은, 제1 오목부(21T₁)의 내저면(R1) 및 내측면(R2)(내면의 일례)으로부터 이격되어 있다. 따라서, 외주면(Q1)과 내저면(R1) 및 내측면(R2)과의 사이에 간극이 존재한다. 그러므로, 투스(30)에 외력(F)이 작용하고 있지 않은 경우에, 외주면(Q1)이 내저면(R1) 및 내측면(R2)과 맞닿는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 어댑터(20)와 투스(30)의 굴삭 사용 이력이 짧아, 어댑터(20)에 대한 투스(30)의 덜거덕거림이 작은 경우에 있어서, 제1 볼록부(31T₁)가 파손되는 것을 억제할 수 있다.

[다른 실시형태]

본 발명은 이상과 같은 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 각종 변형 또는 수정이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 굴삭구의 일례로서 버킷(100)에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 굴삭구로서는, 불도저(bulldozer) 등에 장착되는 리퍼 등을 들 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 투스(30)의 삽입공(32)은, 제1 연장공(34) 및 제2 연장공(35)을 가지는 것으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 삽입공(32)은, 제1 연장공(34) 및 제2 연장공(35)을 가지고 있지 않아도 된다. 이 경우, 제1 지지부(101)와 제1 내측면(31S1)과의 각, 및 제2 지지부(102)와 제2 내측면(31S₂)과의 각이, 삽입공(32)의 가장 깊은 부분으로 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 투스 본체(31)는, 배면(31S₅) 장변의 단면에 제1 볼록부(31T₁) 및 제2 볼록부(31T₂)를 가지는 것으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 투스 본체(31)는, 제1 볼록부(31T₁) 및 제2 볼록부(31T₂)를 가지고 있지 않아도 되고, 제1 볼록부(31T₁) 및 제2 볼록부(31T₂)의 한쪽만을 가지고 있어도 된다. 또는, 장변 단면에 더하여, 단변 단면에 더 볼록부를 형성해도 된다.

[산업 상의 이용 가능성]

본 발명에 의하면, 마모나 요동을 억제 가능한 굴삭 투스 장착체 및 굴삭 투스를 제공할 수 있으므로, 작업 기계 분야에 있어서 유용하다.

10; 버킷 본체
11; 제1 측벽
12; 제2 측벽
13; 래퍼
15; 굴삭 투스 장착체
20; 어댑터
21; 고정부
21T₁, 21T₂; 오목부
22; 삽입부
30; 굴삭 투스
31; 굴삭 투스 본체
31T₁, 31T₂; 볼록부
31S₅; 배면
32; 삽입공
33; 사인 포켓(구멍 부분)
34, 35; 연장공
36, 37; 축공
40; 리테이너 어셈블리
100; 버킷(굴삭구)
101; 제1 지지부
102; 제2 지지부
P; 기준점

Claims

어댑터;
상기 어댑터에 삽입되는 굴삭 투스(digging tooth); 및
상기 굴삭 투스를 상기 어댑터에 유지시키는 리테이너 어셈블리(retainer assembly);
를 포함하고,
상기 어댑터는, 상기 굴삭 투스와 대향하는 전면(前面); 상기 전면에 형성되는 오목부; 상기 전면으로부터 돌출되는 삽입부; 및 상기 삽입부에 형성되고 상기 리테이너 어셈블리를 삽통하기 위한 삽통공(揷通孔);을 가지고,
상기 굴삭 투스는, 상기 어댑터의 상기 전면과 대향하는 배면; 상기 배면에 형성되고 상기 오목부에 삽입되는 볼록부; 상기 배면에 형성되고 상기 삽입부가 삽입되는 삽입공; 및 상기 삽입공의 양측에 형성되고 상기 리테이너 어셈블리를 삽통하기 위한 한 쌍의 축공(軸孔);을 가지고,
상기 배면은, 한 쌍의 장변(長邊)과 한 쌍의 단변(短邊)으로 이루어지는 직사각형의 외측 에지를 가지고,
상기 한 쌍의 축공은, 상기 한 쌍의 장변을 따라 형성되어 있고,
상기 볼록부의 외주면(外周面)은, 상기 외주면에 대향하는 상기 오목부의 내저면 및 내측면으로부터 이격되어 있으며,
상기 볼록부는 상기 배면의 상기 장변측에 형성되는,
굴삭 투스 장착체.
제1항에 있어서,
상기 오목부의 상기 내저면과 상기 볼록부의 상기 외주면과의 간격은, 상기 볼록부의 선단측을 향할수록 큰, 굴삭 투스 장착체
제1항에 있어서,
상기 볼록부는, 상기 한 쌍의 축공으로부터 이격되어 있는, 굴삭 투스 장착체.
리테이너 어셈블리에 의해 어댑터에 유지되는 굴삭 투스로서,
한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변으로 이루어지는 직사각형의 외측 에지를 가지는 배면을 가지는 굴삭 투스 본체;
상기 굴삭 투스 본체의 배면의 상기 한 쌍의 장변측에 형성되는 볼록부;
상기 배면에 형성되고 상기 어댑터가 삽입되는 삽입공; 및
상기 삽입공의 양측에 형성되고, 상기 리테이너 어셈블리를 삽통하기 위한 한 쌍의 축공;
을 포함하고,
상기 볼록부는, 선단이 좁은(先細) 단면(斷面) 형상을 가지고,
상기 한 쌍의 축공은, 상기 한 쌍의 장변을 따라 형성되어 있는,
굴삭 투스.
제4항에 있어서,
상기 볼록부는, 상기 한 쌍의 축공으로부터 이격되어 있는, 굴삭 투스.
제4항에 있어서,
상기 볼록부는 상기 굴삭 투스 본체의 상기 배면의 상기 장변측의 중심에 형성되는, 굴삭 투스.
제4항에 있어서,
상기 삽입공의 바닥부에 형성되고, 상기 삽입공의 상기 바닥부의 폭보다 짧은 폭을 가지는 구멍 부분을 더 포함하는, 굴삭 투스.
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