JP2014531545A - チップおよびアダプタを備えた地面係合器具のツメ組立体 - Google Patents

Abstract

地面係合器具（１、６）の底板縁部（１８）用のツメ組立体（１０）の地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）が提供され、ツメ組立体（１０）は、地面係合器具（１、６）の底板縁部（１８）に装着するように構成されかつ前方に延びるアダプタ突出部（２６）を有するアダプタ（１２、１７０）を含む。地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）は、上側摩耗土工用途で使用するための上面に追加摩耗材を提供する実質的に要石状の外形を有し得る。

Description

本開示は概して、地面係合工具を備えた土工機械に関し、特に、そのような地面係合工具の前縁部または底板縁部に装着される交換式チップおよびアダプタを備えたツメ組立体に関する。

当該技術分野で知られている土工機械は、地面または岩を掘削し、解された被掘削物質を、作業現場で１つの場所から別の場所へ移動するために使用されている。これら機械および装備は一般に、エンジンを収容しかつ後輪、履帯またはエンジンによって駆動される類似の構成要素を有するボディ部分と、操作者用の高所キャブを含む。これら機械および装備はさらに、機械の１つまたは複数の器具を操作するための、関節式機械式アーム、またはＺ型リンク機構などの他の種類のリンク機構を含む。リンク機構は、地面または他の被掘削物質と所望の方法で係合するために、器具を上昇および下降させること、および器具を回転させることが可能である。土工用途において、機械または他の装備の用具は、土または他の種類の被掘削物質を移動するまたは掘るための、底板縁部に斜縁または刃が設けられたバケットである。

土工作業を促進するために、および器具の耐用年数を延ばすために、複数のツメ組立体が、器具の底板縁部に沿って間隔を空けて配置され、器具の表面に装着されている。ツメ組立体は、被掘削物質との第１の接点および貫入点として、および底板縁部の摩耗量を低減するために、底板縁部から前方に突き出ている。この構成により、ツメ組立体は、被掘削物質との繰り返される係合によって引き起こされる摩耗と破損にさらされる。最終的にツメ組立体は交換する必要があるが、器具はツメ組立体を交換する多数回のサイクルを経てなお使用可能である。装備に対する様々な用途および被掘削物質に応じて、ツメ組立体の型または形状を、器具を最も効率よく利用するために変えることも望まれ得る。

多くの実行において、ツメ組立体を二部品システムとして提供することによって、ツメ組立体の取付けおよび交換を容易にすることができる。このシステムは、器具の底板縁部に装着されるアダプタと、アダプタに装着されるように構成される地面係合チップと、使用中チップをアダプタに固定する保持機構とを含み得る。アダプタを、底板縁部に溶接、ボルト締め、またはその他の方法で固定することができ、その後、チップをアダプタに装着し、保持機構で適所に保持することができる。チップは、被掘削物質との係合によって発生する衝撃および摩擦の大部分に耐え、アダプタよりも速く摩滅し、頻繁に破損する。結果として、多数のチップがアダプタに装着され、摩滅し、アダプタ自体を交換する必要に迫られる前に交換され得る。最終的に、アダプタが摩滅して、器具の底板縁部が摩滅する前に交換を必要とし得る。

掘削用ツメ組立体の一例は、Ｆｅｌｌｎｅｒに付与された（特許文献１）に示され、記載されている。このバケット用の掘削用ツメは、交差して前方切刃を形成する凹状上面と凸状底面とを有する。側壁はその２つの面を接続し、型板形状を有する凹状である。ツメの後部には、掘削用ツメをバケットに取り付けるための取付組立体が設けられる。底面は前方切刃から後部まで連続的に分岐し、その一方、上面は最初に集束し、その後前方切刃から後部まで分岐する。後部は、シャンク受入れキャビティを含み、シャンク受入れキャビティは、横から見たときキャビティに三角形状またはくさび形状を与えるようにキャビティがツメの中を前方に延びるにつれて集束する上壁と底壁とを有する。

ローダバケットのツメの一例は、Ｆｅｌｌｎｅｒに付与された（特許文献２）に提供されている。ローラバケットの掘削用ツメは、凹状構造を有する上面と、平坦前部および凸状後部を有する底面とを含む。平坦前部および上面は交差して前方切刃を形成する。側壁は２つの面を接続し、すき先形状を有する凹状である。ツメの後部には、バケットに取り付けるための取付組立体が設けられている。底面は前方切刃から後部まで連続的に分岐し、その一方、上面は最初に集束し、その後前方切刃から後部まで分岐する。後部は、シャンク受入れキャビティを含み、シャンク受入れキャビティは、内側に延びる底壁と、底壁に対して略平行に延びる第１部分、および底壁に向かって傾けられ、丸められた前部まで延びる第２部分を有する上面とを有する。

Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎに付与された（特許文献３）は、ディッパーボディーの前縁部に装着されるアダプタと、アダプタに装着されるチップとを有する掘削機のツメの一例を提供する。チップは比較的鋭い点に集束する上面および下面を含み、チップは対称的な水平面を有している。アダプタの上面および下面は、窪んだ中心面を有し、上側中心面は対称面から上方に分岐し、アダプタの前面に丸くなる前面を有している。チップの内側は対応する平面を有し、対応する平面は、アダプタの中心面で受けられ、前面に近づくにつれて対称面から分岐する前面を含み、チップの前面の１つは、部品が適切に組み立てられるとき、アダプタの前面と当接する。

考察したような器具は、異なる作業条件を有する様々な用途で使用することができる。積込み用途において、ホイールローダまたは履帯式ローダの前部に取り付けられたバケットは、積込み機械が前方に駆動されるとき、地面に沿って擦れ、地面または被掘削物質の山を掘り進む底面および底板縁部を有する。バケットが被掘削物質の山に入るときツメ組立体にかかる力によりチップが押し込まれ、対応アダプタと係合する。次にバケットは、被掘削物質の積込み物とともに持ち上げられて棚状にされ、そしてローダが移動し、別の場所で被掘削物質を放出する。バケットが被掘削物質を通して持ち上げられるとき、ツメ組立体に対して力が下方にかけられる。擦り付け、および被掘削物質との係合の組み合わせにより、および底面が被掘削物質とより頻繁に係合するせいで典型的により速く摩耗する他のタイプの底側摩耗用途において、チップの摩耗材は、チップの前部から、ならびにチップおよびアダプタの底面から摩滅する。チップの前部における摩耗材の減損により、最初は鋭いチップの前端部は、手を延びた指を持つ状態から閉じた拳を持つ状態に変えるのと同様、丸くて切れ味の鈍い表面へと変わる。摩滅した形状は、ローダが前方に移動するときの被掘削物質の掘削において効率が落ちるが、チップは交換前、当面は器具で使用するのに十分な摩耗材をなおも有している可能性がある。

掘削機用途、および上面が被掘削物質とより頻繁に係合するせいで典型的により速く摩耗する他のタイプの上側摩耗用途において、バケットは、上記の積込み用途など、底側摩耗用途と異なる角度で地面または被掘削物質と係合し、その中を通り、従って、ツメ組立体の摩耗材を異なる態様で摩滅させる。バックホウなどの掘削機装置は、最初に、底板縁部およびツメ組立体が被掘削物質の面に対してほぼ垂直に向けられた状態で被掘削物質と係合し、そして下方移動により被掘削物質に全体的に入る。被掘削物質への初期貫入後、機械式アームが、バケットを掘削機に向かって後方に引き、バケットを内側に回転させ、被掘削物質をバケット内にすくうことによって、さらに被掘削物質を破砕し、被掘削物質の積込み物をバケット内に集める。力がチップを押してアダプタと係合するように作用する下方貫入動作の間、バケットの複雑な動きによりツメ組立体のチップに摩耗が生じる。初期貫入後、被掘削物質を破砕し、器具に積み込み始めるため、バケットは機械の方に引かれ、すくうための移動においてさらに回転させられる。この動作の間、力は最初に、ツメ組立体の上面に対して最初にほとんど垂直な方向に作用し、そして被掘削物質は、ツメの上面に摩耗を引き起こしながらツメの上側の上および周りを通過する。器具がさらに回転し、被掘削物質中を引かれるとき、力および被掘削物質は再びツメの上側に作用し、チップに摩耗を引き起こす。ローダのツメ組立体と同様、掘削機のツメ組立体は、被掘削物質に繰り返し進入した後、効率の落ちる形状に摩滅するが、交換することなく連続して使用するのに十分な摩耗材をなおも保持している可能性がある。この点において、チップが最終的に交換する必要に迫られるまで、摩耗材がチップから摩滅しチップを再成形するにつれてチップがより効率的に被掘削物質を掘削するように摩耗材を配分するローダおよび掘削機器具用の改善されたツメ組立体の設計に対する必要性が存在する。

米国特許第４，９４９，４８１号明細書 米国特許第５，０１８，２８３号明細書 米国特許第２，９８２，０３５号明細書

本開示の一態様において、本発明は、地面係合器具の底板縁部用のツメ組立体の地面係合チップを対象とし、ツメ組立体は、地面係合器具の底板縁部に装着するように構成されかつ前方に延びるアダプタ突出部を有するアダプタを含む。地面係合チップは、後縁部と、上側外面と、底側外面とを含み得、上側外面および底側外面は後縁部から前方に延び、前縁部で集束し、地面係合チップはさらに、上側外面から底側外面まで下方に延びる反対側に配置された横外面であって、横外面が上側外面から底側外面の方に下方へ延びるにつれて横外面間の距離が減少するようにテーパが付けられた横外面と、後縁部から地面係合チップ内に内側に延び、かつアダプタ突出部をその中に受け入れるようにアダプタのアダプタ突出部と相補的な形状を有する突出部キャビティを地面係合チップ内に画定する内面とを含み得る。

本開示の別の態様において、本発明は、地面係合器具の底板縁部用のツメ組立体のアダプタを対象とする。アダプタは、後方に延びる上側ストラップと、上面を有する後方に延びる底側ストラップと、前方に延びるアダプタ突出部とを含み得、上側ストラップと底側ストラップは地面係合器具の底板縁部を受け入れるための間隙をそれらの間に画定する。突出部は、上側ストラップおよび底側ストラップに対して前方に延びる底面と、前面と、上面と、上面から底面まで下方に延びる反対側に配置された側面とを含み得、側面は、側面が上面から底面の方に下方へ延びるにつれて側面間の距離が減少するように垂直方向においてテーパを付けられる。

本開示の別の態様において、本発明は、地面係合器具の底板縁部用の地面係合ツメ組立体を対象とする。地面係合ツメ組立体は、後方に延びる上側ストラップと、上面を有する後方に延びる底側ストラップと、前方に延びるアダプタ突出部とを有するアダプタを含み得、上側ストラップと底側ストラップが地面係合器具の底板縁部を受け入れるための間隙をそれらの間に画定し、アダプタ突出部は、上側ストラップおよび底側ストラップから前方に延びる底面と、前面と、上面と、上面から底面まで下方に延びる反対側に配置された側面とを有する。地面係合ツメ組立体はさらに地面係合チップを含み得、地面係合チップは後縁部と、上側外面と、底側外面とを有し、上側外面および底側外面は後縁部から前方に延び、前縁部で集束し、地面係合チップはさらに、上側外面から底側外面まで下方に延びる反対側に配置された横外面であって、横外面が上側外面から底側外面の方に下方へ延びるにつれて横外面間の距離が減少するようにテーパを付けられた横外面と、後縁部から地面係合チップ内に内側に延び、アダプタ突出部をその中に受け入れるようにアダプタのアダプタ突出部と相補的な形状を有する突出部キャビティを地面係合チップ内に画定する内面とを有する。

本発明のさらなる態様は、本特許の請求項によって定義される。

底板縁部に装着される本開示によるツメ組立体を有するローダバケットの等角図である。 底板縁部に装着される本開示によるツメ組立体を有する掘削機バケットの等角図である。 本開示によるツメ組立体の等角図である。 図３のツメ組立体の側面図である。 図３のツメ組立体のアダプタの等角図である。 器具の底板縁部に装着される図５のアダプタの側面図である。 図５のアダプタの上面図である。 図５のアダプタの底面図である。 図７の線９−９で取られた図５のアダプタの断面図である。 図３のツメ組立体のチップの等角図である。 図１０のチップの側面図である。 図１０のチップの上面図である。 図１０のチップの底面図である。 図１０のチップの前面図である。 図１２の線１５−１５で取られた図１０のチップの断面図である。 図１４の線１６−１６で取られた図１０のチップの断面図である。 図１０のチップの背面図である。 本開示によるツメ組立体のチップの代替実施形態の等角図である。 図１８のチップの上面図である。 図１８のチップの前面図である。 図１８のチップの側面図である。 図１９の線２２−２２で取られた図１８のチップの断面図である。 本開示によるツメ組立体のアダプタの代替実施形態の等角図である。 図２３のアダプタの側面図である。 図２４の線２５−２５で取られた図２３のアダプタの断面図である。 本開示によるツメ組立体のチップの代替実施形態の等角図である。 図２６のチップの側面図である。 図２６のチップの前面図である。 図２６のチップの上面図である。 図２９の線３０−３０で取られた図２６のチップの断面図である。 本開示によるツメ組立体のチップの別の代替実施形態の等角図である。 図３１のチップの側面図である。 図３１のチップの前面図である。 底側外面を示すために前縁部が部分的に持ち上げられた図３１のチップの前面部である。 図３１のチップの背面図である。 図３５の線３６−３６で取られた図３１のチップの断面図である。 本開示によるツメ組立体のチップの別の代替実施形態の等角図である。 図３７のチップの上面図である。 図３７のチップの前面図である。 図３７のチップの側面図である。 図３９の線４１−４１で取られた図３７のチップの断面図である。 本開示による上側摩耗用途向けのツメの等角図である。 図４２のツメの前面図である。 図４２のツメの側面図である。 図４２のツメの上面図である。 本開示による底側摩耗用途向けのツメの等角図である。 図４６のツメの前面図である。 図４６のツメの側面図である。 図４６のツメの上面図である。 図１６に示されるようなチップが図６のアダプタに取り付けられている、線１６−１６で取られた図３のツメ組立体の断面図である。 保持機構内の許容差によりチップが前方に移動されている図５０のツメ組立体の断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、掘削機器具が被掘削物質の積込み物を集めるときの図３のツメ組立体の向きの順序の概略図である。 図５０のツメ組立体の断面図であり、切断線が取り除かれ、掘削機器具が図５２（ａ）の向きにあるときツメ組立体にかかる力を示している。 図５３のツメ組立体の断面図であり、掘削機器具が図５２（ｃ）の向きにあるときツメ組立体にかかる力を示している。 図５４のツメ組立体の拡大図であり、アダプタの突出部およびチップの突出部キャビティ表面に作用する力を示している。 図５３のツメ組立体の断面図であり、掘削機器具が図５２（ｅ）の向きにあるときツメ組立体にかかる力を示している。 本開示によるツメ組立体の代替実施形態の上面図である。 図５７のツメ組立体の前面図である。 図２３のアダプタおよび図２６のチップによって形成されるツメ組立体の断面図であり、ローダの器具が被掘削物質の山を掘り進むときツメ組立体にかかる力を示している。 図５９のツメ組立体の断面図であり、ツメ組立体およびローダの器具が部分的に上に向けられ、ローダの器具が被掘削物質の山を通して上に持ち上げられるときツメ組立体にかかる力を示している。 図６０のツメ組立体の拡大図であり、アダプタの突出部およびチップの突出部キャビティ表面に作用する力を示している。 図３のツメ組立体の側面図である。 線６３−６３で取られた図６２のツメ組立体の断面図である。 線６４−６４で取られた図６２のツメ組立体の断面図である。 線６５−６５で取られた図６２のツメ組立体の断面図である。 線６６−６６で取られた図６２のツメ組立体の断面図である。 線６７−６７で取られた図６２のツメ組立体の断面図である。 線６８−６８で取られた図６２のツメ組立体の断面図である。 図２３のアダプタおよび図２６のチップによって形成されたツメ組立体の側面図である。 線７０−７０で取られた図６９のツメ組立体の断面図である。 線７１−７１で取られた図６９のツメ組立体の断面図である。 線７２−７２で取られた図６９のツメ組立体の断面図である。 線７３−７３で取られた図６９のツメ組立体の断面図である。 線７４−７４で取られた図６９のツメ組立体の断面図である。 線７５−７５で取られた図６９のツメ組立体の断面図である。

以下の文は本発明の多数の異なる実施形態の詳細な説明を記載するが、本発明の法的な範囲は請求項の用語によって定義されると理解すべきである。詳細な説明は単に例示として解釈されるべきであり、本発明の可能な実施形態の全てを記載するわけではない。今現在ある技術または本特許の出願日以後に開発された技術を用いて、本発明を定義する請求項の範囲内に依然としてあるであろう多数の代替実施形態が実行されてもよい。

また、用語は、本特許内で「本明細書で使用する際、用語「○○」は〜を意味するように本明細書により定義される」という文、または類似の文を用いて明示的に定義されない限り、その用語の意味を、その平易なまたは一般的な意味を超えて、明示的におよび暗示によって、制限する意図はなく、そのような用語は、（請求項の言葉以外の）本特許のいずれかの節で作成されたいずれかの記述に基づく範囲に制限されるように解釈されるべきではないと理解すべきである。本特許の最後において請求項で記載されるどの用語も単一の意味と一致するように本特許で言及される限りにおいて、それは読者を混乱させないように単に明確さのためになされ、そのような請求項の用語を、暗示およびその他によって、その単一の意味に制限するつもりはない。最後に、請求項の要素は、構造の記述なしに用語「手段」および機能を記載することによって定義されない限り、いかなる請求項の要素の範囲も、米国特許法第１１２条第６段落の適用に基づいて解釈されることは意図されない。

ここで図１を参照すると、本開示の特徴部を組み込んだローダバケット組立体１の形態にある、ローダ機械などの、底側摩耗用途向け器具が示されている。ローダバケット組立体１は、図１に部分的に示されたバケット２を含む。バケット２は、公知の方法で物質を掘るために、ローダ機械で使用される。バケット組立体１０は、反対側に配置された一対の支持アーム３を含むことができ、その上に、対応する隅部ガード４を取り付けることができる。バケット組立体１は、さらに、本開示によるツメ組立体１の間に置かれた多数の縁部保護装置組立体５を含むことができ、縁部保護装置組立体５とツメ組立体はバケット２の底板縁部１８に沿って固定されている。図２は、掘削機バケット組立体６の形態にある、掘削機などの、上側摩耗用途向け器具を示す。掘削機バケット組立体６はバケット７を含み、バケット７は、両側に接続された隅部ガード４と、バケット７の底板縁部１８にわたり装着された複数のツメ組立体１０とを有する。底側摩耗および上側摩耗用途に実装できるツメ組立体の様々な実施形態が、本明細書に記載される。特定のツメ組立体または構成要素の実施形態が、特定の底側摩耗または上側摩耗用途に関して記載され得る場合でも、ツメ組立体は特定の用途の種類に限定されず、また、様々な用途の器具間で交換可能であり得、およびそのような互換性は本開示によるツメ組立体の発明者らによって企図されていることを当業者は理解するであろう。

図３および４は、土工器具で有用であり得る本開示によるツメ組立体１０の実施形態を示し、上側摩耗用途における特定の用途を有する。ツメ組立体１０は、多様な種類の底板縁部１８を有する地面係合工具で使用することができる。ツメ組立体１０は、器具１、６（それぞれ図１および２）の底板縁部１８に取り付けるように構成されたアダプタ１２と、アダプタ１２に取り付けるように構成されたチップ１４とを含む。ツメ組立体１０はさらに、チップ１４をアダプタ１２に固定する保持機構（不図示）を含む。保持機構は、チップ１４の側部を貫通する保持開口部１６など、アダプタ１２とチップ１４の側面を利用できるが、当業者であれば、多数の代替保持機構を本開示によるツメ組立体１０に実装可能であり、ツメ組立体１０は特定の保持機構に限定されないことを理解するであろう。図４に示されるように、一度アダプタ１２に取り付けられると、チップ１４は、被掘削物質（不図示）との初期係合のために、器具１、６の底板縁部１８から外方へ延び得る。

上側摩耗用途向けアダプタ（図５〜９）
アダプタ１２の実施形態が図５〜９により詳しく示されている。図５を参照すると、アダプタ１２は、上側ストラップ２０と底側ストラップ２２とを有する後部１９と、中間部分２４と、ブラケットによって示されるようなアダプタ１２の前または前方位置に配置された突出部２６とを含み得る。上側ストラップ２０および底側ストラップ２２は、図６に示されるようにそれらの間に、器具１、６の底板縁部１８を受け入れるための間隙２８を画定し得る。上側ストラップ２０は、底板縁部１８の上面３２に面しかつそれに隣接して配置される底面３０を有し得、および底側ストラップ２２は、底板縁部１８の底面３６に面し、かつそれと係合する上面３４を有し得る。

アダプタ１２は、当業者に公知の任意の接続方法または機構を用いて、上側ストラップ２０および底側ストラップ２２を底板縁部１８に取り付けることによって、器具１、６の底板縁部１８に適所で固定することができる。一実施形態では、ストラップ２０、２２および底板縁部１８は対応開口部（不図示）を有してもよく、開口部にボルトまたはリベットなどの締結具（不図示）を挿入してアダプタ１２を適所に保持することができる。あるいは、上側および底側ストラップ２０、２２を底板縁部１８の対応する上面および底面３２、３６に溶接して、アダプタ１２および底板縁部１８を使用中互いに動かないようにすることができる。底板縁部１８の金属の強度に対する上面および底面溶接部の衝撃を低減するために、ストラップ２０、２２は、底板縁部１８の上面３２および底面３６に形成される溶接部の重なりを最小化するように異なる形状で構成することができる。図７および８で分かるように、上側ストラップ２０の外縁部３８は、底側ストラップ２２の外縁部４０と異なる形状を有してもよく、その結果、上側ストラップ２０は一般的に底側ストラップ２２より短くて幅広になり得る。強度の維持に役立つのに加えて、底側ストラップ２２の追加の長さは、器具１、６の底板縁部１８の底面３６に追加の摩耗材も提供し得る。さらに、上側ストラップ２０を底側ストラップ２２よりも厚くして、上側摩耗用途においてより大量の摩擦が発生し得るアダプタ１２の上側にさらなる摩耗材を提供することができる。

当業者であれば、上に示し、記載した上側および底側ストラップ２０、２２の代替構造として、アダプタ１２の他の接続構造を設けることができることは理解しよう。例えば、アダプタ１２の後部に単一の上側ストラップ２０を設け、底側ストラップ２２は設けず、上側ストラップ２０を底板縁部１８の上面３２に取り付けることができる。反対に、単一の底側ストラップ２２を設け、上側ストラップ２０を設けず、底側ストラップ２２を底板縁部１８の底面３６に取り付けることができる。さらなる代替構造として、単一の中央ストラップをアダプタ１２の後部に設け、中央ストラップを、器具１、６の底板縁部１８の間隙に挿入することができる。さらなる代替的アダプタ取付構造が当業者に明らかであり、本開示によるツメ組立体で使用できるように本発明者らによって企図されている。

図５に戻ると、アダプタ１２の中間部分２４は、ストラップ２０、２２と、アダプタ１２の前端部から外方へ延びる突出部２６との間の移行部を提供する。突出部２６は、以下でより完全に記載するように、チップ１４の対応突出部キャビティ１２０（図１６）によって受け入れられるように構成される。図５および６に示されるように、突出部２６は、底面４２と、上面４４と、反対側にある側面４６、４８と、前面５０とを有し得る。底面４２は概ね平坦であり得、かつ底側ストラップ２２の上面３４に対して、および対応して底板縁部１８の底面３６に対して、上方に傾斜され得る。底面４２の傾斜角度δは、示されるように、底側ストラップ２２の上面３４など、アダプタ１２のストラップ２０、２２の一方の主要底板縁部係合面によって定められる実質的に長手方向の軸「Ａ」に対して約５°であり得る。実装に応じて、底面４２の角度δは、アダプタ１２が作製されるモールドまたはダイからのアダプタ１２の取り外しと、チップ１４の突出部キャビティ１２０（図１６）内での突出部２６の嵌合とを促すために、さらに１°〜３°増してもよい。

突出部２６の上面４４は、器具１、６の使用中チップ１４を支持しかつ被掘削物質の負荷に耐えるときに突出部２６へのチップ１４の保持を容易にするように構成することができる。上面４４は、前面５０に隣接して配置された第１支持面５２と、第１支持面５２から中間部分２４に向かって後方へ延びる中間傾斜面５４と、中間面５４とアダプタ１２の中間部分２４との交差部との間に配置された第２支持面５６とを含み得る。面５２、５４、５６はそれぞれ、略平坦な構造を有し得るが、互いに角度をつけて方向づけることができる。示される実施形態では、第１支持面５２は、底面４２とほぼ平行であり得、かつモールドまたはダイからの取外しを促すべく底面４２に対して抜き勾配を有し得る。第２支持面５６もまた、底面４２および第１支持面５２とほぼ平行に方向付けることができる。さらに、長手軸「Ａ」に対して、第２支持面５６は、第１支持面５２よりもアダプタ１２において高い高さに配置され得る。中間面５４は第１支持面５２の後端部５２ａと第２支持面５６の前端部５６ａとの間に延び、中間面５４と底面４２との間の距離は中間面５４が第２支持面５６に近づくにつれて増す。一実施形態では、中間面５４は、突出部２６の底面４２、第１支持面５２、および第２支持面５６に対して約３０°の角度αで方向づけることができる。中間面５４の傾斜により、突出部２６をチップ１４の突出部キャビティ１２０（図１６）に挿入することが容易になり、チップ１４が突出部２６に一度装着されると、中間面５４の幅によりチップ１４の捻りが制限される。また、第１および第２支持面５２、５６により、以下でより完全に考察されるように、アダプタ１２上でチップ１４の向きを維持することが補助される。

突出部２６の側面４６、４８は、略平坦であり得、かつ底面４２と上面４４との間に上方に延び得る。一対の突起５８が、側面４６、４８のそれぞれに１つ（図６に１つだけ示されている）あり、軸「Ｂ」に沿って実質的に同軸に方向づけられる。軸「Ｂ」は長手軸「Ａ」に対して略垂直である。突起５８は、チップ１４を突出部２６に保持するための保持機構（不図示）の一部として機能する。突起５８はチップ１４の対応開口部１６（図３）と整列するように位置付けることができる。側面４６、４８はほぼ平行であり得るか、あるいは、突出部２６が図７および８に示されるようにテーパを付けられるように、中間部分２４から突出部２６の前面５０に向かって延びるにつれて、軸「Ａ」に対して約３°の長手テーパ角度「ＬＴＡ」（明確さのため軸「Ａ」と平行な線に対して図７に示される）で内側に傾斜され得る。図９の断面図で最もよく分かるように、側面４６、４８は傾斜を付けてもよく、その結果、側面４６、４８間の距離は、側面４６、４８が上面４４から底面４２に向かって下方へ延びるにつれて軸「Ａ」および「Ｂ」に対して垂直に向けられた平行垂直線「ＶＬ」に対して約６°の垂直テーパ角度「ＶＴＡ」で実質的に対称的に減少する。このように、および図９の断面に示されるように構成されるので、突出部２６は、底面４２、上面４４および側面４４、４６によって画定される実質的に要石状の外形６２を有し得、ここで、突出部２６は、底面４２の近くよりも上面４４の近くでより多量の材料を有する。この外形６２は、チップ１４の外形９３、１３１（図１７）と相補的であり得、チップ１４の外形９３、１３１は上側摩耗用途においてより多量の摩擦が発生し得るツメ組立体１０の上側に追加的摩耗材を提供し得、また以下でさらに考察するように、チップ１４が被掘削物質中で引かれるとき抗力を低減し得る。

突出部２６の前面５０は図６で示されるように平坦であり得るか、いくらかの湾曲を含み得る。例示される実施形態で示されるように、前面５０は概ね平坦であり得、および底面４２から上方へ延びるにつれて中間部分２４から離れるように傾けられ得る。一実施形態では、前面５０は、底面４２と垂直な線５０ａに対して約１５°の角度γで前方へ延び得る。前面５０は示されるように傾けられるので、前面５０に対してほぼ垂直に内側に延びかつ突起５８を実質的に二等分する基準線６０により角度β_１、β_２が生じ得、それぞれは、底面４２と基準線６０との間、および上面４４の中間面５４と基準線６０との間に約１５°を計測する。基準線６０はまた、それぞれ底面４２および中間面５４の延長である線６０ｂ、６０ｃの交差点６０ａをほぼ通過し得る。底面４２を基準として使用すると、基準線６０は、底面４２に対して角度β_１で向けられ、かつ突起５８を二等分し、中間面５４は、基準線６０に対して角度β_２で向けられ、前面５０は基準線６０に対して略垂直である。代替実施形態では、角度β_１は、作製中モールドまたはダイからの取外しを容易にするために約１°の抜き勾配を提供すべく約１６°であり得る。同様に、角度αは約１°の抜き勾配を提供すべく約２９°であり得る。

上側摩耗用途向け一般的チップ（図１０〜１７）
ツメ組立体１０のチップ１４が図１０〜１７により詳細に示されている。図１０および１１を参照すると、チップ１４は概ねくさび型であり得、かつ後縁部７０の上縁７０ａから前方に延びる上側外面７２と、後縁部７０の底縁７０ｂから前方に延びる底側外面７４とを有する後縁部７０を含み得る。上側外面７２は下方に傾けることができ、底側外面７４は後縁部７０に対してほぼ垂直に延びることができ、その結果、上側外面７２と底側外面７４はチップ１４の前方の前縁７６で集束する。上側外面７２はチップ１４の略平坦な面を示し得るが、互いにわずかに傾けられ得る異なる部分を有し得る。その結果、上側外面７２は、後縁部７０によって画定される面「Ｐ」に対して垂直な線に対して約２９°の第１下降角度「ＦＤＡ」で後縁部７０から第１上側移行領域８０まで延びる後部７８と、面「Ｐ」に対して垂直な線に対して約２５°の第２下降角度「ＳＤＡ」で移行領域８０から前方に延びる前部８２と、面「Ｐ」に対して垂直な線に対して約２７°の第３下降角度「ＴＤＡ」で前部８２と突出部８４との間の第２チップ移行領域８２ａから延びる突出部８４と、を含み得る。上側外面７２の略平坦な構造により被掘削物質は上側外面７２の上に、および器具１、６の底板縁部１８に向かって滑ることが可能になり得、そのとき前縁部７６は、ツメ組立体がより多量の湾曲を、または被掘削物質の流れを戻す１つまたは複数の凹部を有する上側外面を有する場合にもたらされ得るよりも器具１、６の前方移動に対して少ない抵抗で被掘削物質の山に入り込む。

同じく底側外面７４は略平坦であり得るが、底側外面７４の底側移行領域８０ａにおいて中間配向変化を有する。その結果、底側外面７４の後部８６は、後縁部７０から後縁部７０によって画定される面「Ｐ」に対して略垂直に移行領域８０ａまで、底側外面７４が下側前部８８において下方角度に移行するまで、延びることができる。前部８８は、ツメ組立体１０の寸法に応じて、後部８６に対して約３°〜５°の角度θで方向付けることができ、また、距離ｄ_１だけ後部８６より低い高さの前縁部７６まで延びることができる。底側外面７４の前部８８を下げることによって、器具１、６の底板縁部１８によって前縁部７６が被掘削物質中を前方に移動されるとき、チップ１４の実質的に要石状の外形によってもたらされ得る以下で考察される流れおよび抗力緩和の利点のいくつかがもたらされ得る。

チップ１４はまた、チップ１４の両側において、上側外面７２と底側外面７４の間に延びる横外面９０、９２を含む。横外面９０、９２はそれぞれ、後部７８、８６間の位置に、それらを貫通して延びる保持開口１６の対応する１つを有し得る。図１３の底面図および図１５の断面図において最もよく分かるように、横外面９０、９２は、横外面９０、９２が上側外面７２から底側外面７４に向かって下方に延びるにつれて横外面９０、９２間の距離が減少するように角度を付けることができる。このように構成されるので、チップ１４は、突出部２６について上で記載した実質的に要石状の外形６２に実質的に対応して実質的に要石状の外形９３を有し得る。

チップ１４は、より多くの摩擦が発生し得る上側外面７２の近くに、より多量の摩耗材が提供され、および上側摩耗用途においてより少ない摩擦が発生し得る底側外面７４の近くに、より少量の摩耗材が提供される。この構造において、摩耗材の量、および対応してチップ１４の重量および費用は、ツメ組立体１０の耐用年数を低減することなく、低減または少なくともより効率的に分散することができる。チップ１４の実質的に要石状の外形９３をもたらす横外面９０、９２の上側から底側へのテーパ化により、チップ１４が被掘削物質中を引かれるときチップ１４が受ける抗力の量が低減され得る。上側外面７２が被掘削物質中を引かれるとき、被掘削物質は図１５において矢印「ＦＬ」で示されるように上側外面７２の上を外方に、およびチップ１４の周囲を流れ、このとき、横外面９０、９２が平行でありかつそれらが上側外面７２から下方に延びるとき一定幅に維持される場合よりも少ない横外面９０、９２の係合を伴う。

図１２〜１５はさらに、チップ１４を、横外面９０、９２が後縁部７０から前縁部７６に延びるにつれてテーパするように構成可能であり、横外面は横外面９０、９２のテーパにおいて中間変化を有していることを示している。横外面９０、９２は後部９４、９６を有することができ、後部９４、９６は、後縁部７０から前縁部７６に向かって前方に延び、かつ面「Ｐ」に垂直な線に対して約３°の横テーパ角度「ＳＴＡ」で、後部９４、９６が横移行領域９７に近づくにつれて後部９４、９６間の距離が減少するように方向づけられる。横テーパ角度「ＳＴＡ」は、アダプタ１２の突出部２６の長手方向テーパ角度「ＬＴＡ」とほぼ等しいことに留意されたい。移行領域８０を越えて、横外面９０、９２は前部９８、１００に移行し、前部９８、１００は略平行であり得、または前部９８、１００が前縁部７６まで前方に進むにつれてチップ１４によって画定される主長手軸「Ｄ」に対してより浅い角度で集束し得る。前縁部７６背後の横外面９０、９２の前部９８、１００のテーパにおける低減により、チップ１４が受ける摩擦量がチップ１４の後縁部７０近くの領域より多いチップ１４の前方の前縁部７６近くの摩耗材は保たれ得る。

図１３に示されるように、底側外面７４の前部８８は逃げ部（ｒｅｌｉｅｆ）１０２を含み得る。逃げ部１０２は底側外面７４からチップ１４の本体へ上方に延びてチップ１４にポケット「Ｐ」を画定することができる。図１６の断面図は逃げ部１０２の一実施形態の幾何学的構造を示す。逃げ部１０２は、前縁部７６の近くでチップ１４の本体へ上方に延びる上方に湾曲した部分１０４を含み得る。前縁部７６の近くから後縁部７０に延びるにつれて逃げ部１０２を見ると、逃げ部１０２の湾曲部分１０４が上方に延びるにつれて、逃げ部１０２はテーパ部分１０６に移行する。テーパ部分１０６は後縁部７０に向かって後方に延びるにつれて下方に延びてもよく、そして最後に移行領域８０および底側外面７４の後部８６で終端する。逃げ部１０２の示される構造によりチップ１４の重量が低減され、被掘削物質を通るチップ１４の移動の抵抗が低減され、以下でさらに完全に記載されるようにチップ１４に自己先鋭化特徴部が提供される。しかしながら、チップ１４に利点を提供し得る逃げ部１０２の代替的な構造が当業者には明らかであり、かつ本開示に従うツメ組立体１０の範囲内にあるように本発明者らによって企図される。

チップ１４はアダプタ１２の突出部２６に受け取られるように構成することができる。図１７のチップ１４の後面図において、突出部キャビティ１２０をチップ１４内に画定することができる。突出部キャビティ１２０は、アダプタ１２の突出部２６と相補的な構造を有することができ、底側内面１２２と、上側内面１２４と、対向する一対の内面１２６、１２８と、前部内面１３０とを含むことができる。後から見えるように、突出部キャビティ１２０は、チップ１４の外側の外形９３およびアダプタ１２の突出部２６の外形６２に相補的な態様で、実質的に要石状の外形１３１を有し得る。上側外面７２と上側内面１２４の間、および底側外面７４と底側内面１２２の間の距離は、チップ１４を横切る横方向において一定であり得る。横内面１２６、１２８は、横内面１２６、１２８が上側内面１２４から底側内面１２２に向かって下方に延びるにつれて横内面１２６、１２８間の距離が減少するように、内側に傾けることができる。このように方向付けられるので、横内面１２６、１２８は横外面９０、９２を正確に描写し、一定厚さが突出部キャビティ１２０の横内面１２６、１２８と、チップ１４の外側の、それぞれ横外面９０、９２との間に維持される。図１７はさらに、突出部２６が突出部キャビティ１２０に挿入されるときアダプタ１２の突出部２６の突起５８を受け入れるように構成可能な凹部１４０を横内面１２６、１２８に含んでもよいことを示している。一度受け入れられると、ツメ組立体１０の保持機構（不図示）が、チップ１４をアダプタ１２に固定するために、突起５８と係合することができる。

図１６の断面図は、図６で示されるような、チップ１４の突出部キャビティ１２０とアダプタ１２の突出部２６との間の対応を示している。底側内面１２２は略平坦であり得、および後縁部７０に対して略垂直であり得る。底側内面１２２はまた、底側外面７４の後部８６と略平行であり得る。アダプタ１２の底面４２が上向き抜き勾配を有する場合、チップ１４の底側内面１２２は、その抜き勾配と一致する対応する上向き傾斜を有し得る。

上側内面１２４は、突出部２６の上面４４と一致するように成形可能であり、また、第１支持部分１３２、傾斜中間部分１３４、および第２支持部分１３６を含み得る。第１および第２支持部分１３２、１３６は、概ね平坦であり、かつ底側内面１２２と略平行であり得るが、モールドまたはダイからの取り外しを促すために突出部２６の上面４４の第１および第２支持部分５２、５６に提供され得る向きに対応するわずかに下向きの傾斜を有し得る。上側内面１２４の中間部分１３４は、第１支持部分１３２の後縁部１３２ａと第２支持部分１３６の前縁部１３６ａとの間に延在し得、このとき中間部分１３４と底側内面１２２との間の距離は、アダプタ１２の突出部２６の中間面５４と底面４２の間の距離と同じように増す。アダプタ１２の突出部２６の底面４２と中間面５４との間の関係と一致して、チップ１４の突出部キャビティ１２０の中間部分１３４は、底側内面１２２および第１および第２支持部分１３２、１３６に対して約３０°の角度αで方向づけることができる。

突出部キャビティ１２０の前部内面１３０は、突出部２６の前面５０と一致する形状を有し、また、示されるように平坦であり得るか、前面５０の形状と相補的であるのに必要な形状を有し得る。図１６に示されるように、前部内面１３０は、底側内面１２２に対して垂直な線１３０ａに対して約１５°の角度γで前縁部７６に向かって傾けることができる。前部内面１３０に対して実質的に垂直な基準線１３８が内側に延在し得、保持開口部１６を実質的に二等分し得る。突出部２６の形状と一致するために、基準線１３８は、突出部キャビティ１２０の底側内面１２２に対して約１５°の角度β_１で、および上側内面１２４の中間部分１３４に対して約１５°の角度β_２で方向づけることができる。突出部２６および突出部キャビティ１２０の形状は、本開示によるツメ組立体１０の一実施形態の例である。当業者であれば、相補的形状を有する突出部および突出部キャビティを製造しながら突出部２６および突出部キャビティ１２０の様々な表面間の相対角度および距離の変化を例示の実施形態から変えることができ、そのような変化は、本開示によるツメ組立体１０で使用できるように本発明者らによって企図されていることを理解するであろう。

上側摩耗用途向け貫入チップ（図１８〜２２）
被掘削物質に貫入するより優れた能力が必要とされ得る岩の多い環境でツメ組立体１０が使用される場合、ツメ組立体１０は、被掘削物質を破砕するためのより先鋭な貫入端部を有するチップを提供することによって掘削を容易にし得る。図１８〜２２を参照すると、貫入チップ１５０が示されており、図中、チップ１４の要素に類似または対応するチップ１５０の表面および他の要素は、同じ参照番号によって特定され、貫入チップ１５０は、後縁部７０、上側外面７２、および底側外面７４を含み得、上側外面７２および底側外面７４は後縁部７０から前方に延び、前縁部７６に集束する。横外面９０、９２は、上に記載したような保持開口部１６を含み得る。上側外面７２は後部７８と前部８２とを有し得、底側外面７４は後部８６と前部８８とを有する。チップ１４のように、底側外面７４の後部８６は、後縁部７０と略垂直であり得、突出部キャビティ１２０の底側内面１２２と略平行であり得る（図２１および２２）。前部８８は、ツメ組立体１０のサイズに依存して、後部８６に対して、８°〜１０°の範囲の角度θで方向付けることができ、および約９°であり得、および距離ｄ_２だけ後部８６より低い高さの前縁部７６まで延び得る。ツメ組立体１０のサイズはまた、チップの外面７２が、取付けの間チップ１５０を持ち上げて位置付けるために使用され得るそこから延びるフック１５２を含むかどうかを決定し得る。

後部７８、８６は後縁部７０から前方に延び、横外面９０、９２の後部９４、９６は、横外面９０、９２が約３°の横テーパ角度「ＳＴＡ」で後縁部７０から延びるにつれてテーパを付けられ、集束し得る。後部７８、８６が前縁部７６に近づくにつれて、上側および底側外面７２、７４は前部８２、８８に移行し得る。横外面９０、９２は前部９８、１００に移行し得る。前部９８、１００は最初に略平行であり得、その後前部９８、１００が前縁部７６に近づくにつれて、面「Ｐ」に対して垂直な線に対して約２０°の貫入テーパ角度「ＰＴＡ」でより急なテーパ部分を有することに移行し、後部９４、９６内の集束より高い率で集束し得る。その結果、前縁部７６は、図１２に示されるようなチップ１４の実施形態よりも、図１９で最もよく分かるように貫入チップ１５０の全体的な幅に対して狭くなり得る。チップ１５０の狭い前縁部７６は、岩の多い被掘削物質と係合するためのより小さい表面面積を提供し得るが、岩の多い被掘削物質を破砕するために器具１、６の底板縁部１８に装着された一連のツメ組立体１０によって岩の多い被掘削物質に適用される接触面積単位当たりの力を増大し得る。

チップ１５０の前縁部７６の幅を狭くすることに加えて、岩の多い被掘削物質に貫入するチップ１５０の能力は、摩耗材が経時的にチップ１５０から摩滅するにつれて、チップ１５０の全体垂直厚さを低減することによってさらに高めることができる。示される実施形態では、上側外面７２の前部８２の両側に逃げ部１５４、１５６を設けることができ、底側外面７４の前部８８の両側に逃げ部１５８、１６０を設けることができる。逃げ部１５４、１５６、１５８、１６０は、前縁部７６および先端部８４から後方に延在し得る。摩耗材が経時的にチップ１５０の前縁部７６からチップ１４の後縁部７０に向かって摩滅するにつれて、チップ１５０の残存する被掘削物質係合面の厚さＴは、先端部８４の材料が摩滅するにつれて最初に増大し得る。摩耗材が摩滅し、被掘削物質係合面が逃げ部１５４に到達するとき、厚さＴは、摩耗材が後部７８、８６の方向に摩滅し続けるにつれて厚さが徐々に増大する逃げ部１５４、１５６、１５８、１６０間の前部８２、８８の領域を除いて、比較的一定のままであり得る。

底側摩耗用途向けアダプタ（図２３〜２５）
上に記載したように、底側摩耗用途は、上側摩耗用途と異なる作動条件を伴う可能性があり、その結果、被掘削物質のより効率的な掘削および積込みをもたらし得るツメ組立体のアダプタとチップの異なる設計要件を示し得る。例えば、被掘削物質を収集するために地面に沿って移動することを促すべく、底側摩耗チップの底面を、地面と平行に、かつ器具１の底面と平行に整列することが望まれ得るが、上に記載したような上側摩耗チップが、被掘削物質を器具６のバケット７の中にすくい上げることを促すために器具６の形状をより緊密に延ばすことが望まれ得る。異なる設計要件は、ツメ組立体のアダプタおよびチップ両方の設計の相違をもたらし得る。

図２３〜２５は、底側摩耗用途向け器具１ならびに底板縁部１８を有する他の種類の地面係合器具１、６において特定用途を有し得る本開示によるツメ組立体１０のアダプタ１７０の実施形態を示す。上に記載したようなアダプタ１２の要素に類似または対応するアダプタ１７０の表面および他の要素は、同じ参照番号によって識別されている。図２３および２５を参照すると、アダプタ１７０は、上側ストラップ２０と、下側ストラップ２２と、中間部分２４と、突出部２６と、を含み得、上側ストラップ２０と下側ストラップ２２はそれらの間に器具１、６の底板縁部１８を受け入れるための間隙２８を画定している。上側ストラップ２０は、底板縁部１８の上面３２に面しかつそれに隣接して配置され得る底面３０を有し得、および下側ストラップ２２は、底板縁部１８の底面３６に面しかつそれと係合し得る上面３４を有し得る。用途の、および対応してツメ組立体１０のサイズに依存して、アダプタ１７０は、取付けの間アダプタ１７０を持ち上げて底板縁部１８に位置付けるために使用され得る持上げ装置（不図示）を装着するための、上側ストラップ２０から上方に延びるフック１７２を含み得る。上に記載されるようなアダプタ１２は、より大型の用途において必要であればフック１７２を同様に設けることができる。

アダプタ１７０のストラップ２０、２２は、底板縁部１８の上面３２および底面３６に形成される溶接部の重なりを最小化するように異なる形状を有するアダプタ１２と同様に構成することができる。底側摩耗用途において、しかしながら、上側ストラップ２０を下側ストラップ２２よりも長くし、かつ下側ストラップ２２を上側ストラップ２０よりも厚くして、底側摩耗用途においてアダプタが地面に沿って擦れるとき追加的な摩擦が発生し得るアダプタ１７０の底側に追加の摩耗材を提供することが望まれ得る。

突出部２６はまた、アダプタ１２の突出部２６と同一の全体構造を有し得、また、以下でより完全に記載されるチップの対応する突出部キャビティ１２０によって受け入れられるように構成することができる。突出部２６は、底面４２と、上面４４と、反対側の側面４６、４８と、前面５０とを有し得、上面４４は第１および第２支持面５２、５６と、それらの間に延びる中間面５４とを有する。突出部２６の側面４６、４８は、略平坦であり得、かつ図２５で最もよく分かるように底面４２と上面４４との間に垂直に延び得、かつ略平行である得るか、突出部２６が後ろから前にテーパを付けられるように中間部分２４から延びるにつれて内側に傾けられ得る。側面４６、４８は、上に記載されたものと同様の実質的に要石状の外形１７４を画定するように、側面４６、４８が上面４４から底面４２に向かって下方に延びるにつれて垂直テーパ角度「ＶＴＡ」により側面４６、４８間の距離が減少するように傾けることができる。アダプタ１７０の実質的に要石状の外形１７４は、下に記載されるチップの外形と相補的であり得る。

上側摩耗用途のアダプタ１２の突出部２６と比べて、アダプタ１７０の突出部２６は、角度δ（図４に示される上側摩耗の形態）を約０°にすべく、ストラップ２０、２２に対して下方に方向付けることができる。この配向において、底面４２は略平坦であり得、かつ下側ストラップ２２の上面３４に対して、対応して器具１、６の底面３６に対して、略平行であり得る。さらに、実質的に長手方向の軸「Ａ」に対して、底面４２は、下側ストラップ２２の上面３４よりアダプタ１２において下に配置することができる。アダプタ１２の表面の残りの相対位置は維持され得る。その結果、基準として底面４２を用いると、基準線６０は底面４２に対して角度β_１で方向づけられ、かつ突起５８を二等分し、中間面は基準線６０に対して角度β_２で方向づけられ、前面５０は基準線６０に対して略垂直である。角度β_１、β_２はそれぞれ、約１５°であり得、中間面５４は、突出部２６の底面４２、下側ストラップ２２の上面３４、および第１および第２支持面５２、５６に対して約３０°の角度αで方向づけることができ、前面５０は、底面４２または下側ストラップ２２の上面３４に対して垂直な線５０ａに対して約１５°の角度γで前方に延び得る。以下に記載されるチップの構造と連結されるストラップ２０、２２に対するアダプタ１２の突出部２６の向きにより、チップの底側外面は、器具１、６に積み込むためにツメ組立体１０の全体的底側が地表面に沿ってかつ被掘削物質中に摺動することを可能にすべく、器具１、６の底側および地面と略平行に整列され得る。

底側摩耗用途向け一般的チップ（図２６〜３０）
アダプタ１７０に加えて、ツメ組立体１０のチップは、底側摩耗用途の性能を改善するように構成することができる。アダプタ１７０とともに使用するための一般的チップ１８０の一例が、図２６〜３０により詳細に示されており、図中、チップ１４に関して前に考察したものと類似の表面および構成要素は、同じ参照番号で識別されている。図２６および２７を参照すると、チップ１８０は概ねくさび型であり得、上側および底側外面７２、７４が、後縁部７０のそれぞれ上縁および底縁７０ａ、７０ｂから前方に延び、かつ前縁部７６で集束している。上側外面７２はチップ１４と同様に下方に傾けることができ、後部７８は約２９°の第１下降角度「ＦＤＡ」を有し得、前部８２は約２５°の第２下降角度「ＳＤＡ」を有し得、先端部８４は約２７°の第３下降角度「ＴＤＡ」を有し得る。上側外面７２の概ね平坦な構造により、前縁部７６が被掘削物質の山に入り込むとき、被掘削物質が上側外面７２の上を滑り、および機械（不図示）のバケット（不図示）に滑り込むことが可能になり得る。図２８で最もよく分かるように、横外面９０、９２は、上に記載したアダプタ１７０の突出部２６の外形１７４と相補的な実質的に要石状の外形１８８を画定すべく、横外面９０、９２が約３°の垂直テーパ角度「ＶＴＡ」で上側外面７２から底側外面７４に向かって下方に延びるにつれて横外面９０、９２間の距離が減少するように傾けることができる。

底側外面７４もまた概ね平坦であり得るが、移行領域８０ａに中間高さ変化を有する。底側外面７４の後部８６は、底側外面７４がより低い前部８８に移行する移行領域８０まで、後縁部７０に対して略垂直に前方に延び得る。前部８８も、後縁部７０に対して略垂直に方向付けることができ、かつ距離ｄ_３だけ後部８６より下の高さで前縁部７６まで延び得る。器具１、６のツメ組立体１０が被掘削物質に入り込むとき、チップ１８０と被掘削物質との間の摩擦の大部分は、前縁部７６、チップ外面の先端部８４、およびチップ１４の底側外面７４の前部８８で発生する。底側外面７４の前部８８を下げることによって、高摩擦領域に追加の摩耗材が提供され、ツメ組立体１０の耐用年数を延ばす。

チップ１８０の上側外面７２は、前部８２を横切りかつ後部７８および先端部８４の一部に隣接して延びる逃げ部１８２を含み得る。図２８〜３０で分かるように、逃げ部１８２は、上側外面７２からチップ１８０の本体中に下方に延び、チップ１８０にポケットを画定し得る。図３０の断面図は、逃げ部１８２の一実施形態の幾何学的構造を示している。逃げ部１８２は、先端部８４および前縁部７６に隣接してチップ１８０の本体中に下方に延びる下方に湾曲した部分１８４を含み得る。湾曲部分１８４が下方に延びるとき、逃げ部１８２は、後縁部７０に向かって後方に転じ、後方テーパ部分１８６に移行し得る。テーパ部分１８６は、後縁部７０に向かって後方に延びるにつれて上方に延び得、最終的には上側外面７２の移行領域８０および後部７８と交差し得る。逃げ部１８２の示される構造によりチップ１８０の重量は低減され、被掘削物質を通るチップ１８０の移動の抵抗は低減され、そして以下でより完全に記載するようにチップ１８０に自己先鋭化特徴部を提供する。しかしながら、チップ１８０に有利性を提供する逃げ部１８２の代替的な構造が当業者に明らかであり、本開示によるツメ組立体１０で使用できるように本発明者らによって企図される。

チップ１８０は、アダプタ１７０の外側の外形と相補的な要石状の外形を含む、チップ１４の突出部キャビティ１２０に類似した、アダプタ１７０の突出部２６と相補的な構造を有する突出部キャビティ１２０を設けることによって、アダプタ１７０の突出部２６に受け取られるように構成することができる。図３０の断面図は、チップ１８０の突出部キャビティ１２０と、アダプタ１７０の突出部２６との対応を示している。底側内面１２２は概ね平坦でありかつ後縁部７０に対して略垂直であり得、またチップ１８０がアダプタ１７０に組み付けられるとき底側外面７４を器具１、６の底板縁部１８と略平行に方向付けるように、底側外面７４の後部８６および前部８８と概ね平行であり得る。他の点において、上側内面１２４、横内面１２６、１２８、および前部内面１３０は、チップ１８０がアダプタ１７０に組み付けられるとき表面が面し、係合するように、突出部２６の対応する表面と相補的な形状を有し得る。

底側摩耗用途向け摩擦チップ（図３１〜３６）
ツメ組立体１０が使用される特定の土工環境に依存して、図２６〜３０に関連して上に示し、記載したようなツメ組立体１０のチップ１８０は、必要に応じて修正することができる。例えば、機械が、高摩擦性でありかつ非常に速い速度でチップを摩滅し得る被掘削物質上で操作され得る場合、より多くの摩耗材をチップの前部および底部に提供することが望まれ得る。図３１〜３６は、摩擦性の被掘削物質を積み込む際に使用できるチップ１９０の一実施形態を示している。チップ１９０はチップ１８０に関して上で記載したものと同じ概ねくさび型の構造を有し得、図３１および３２に示されるように上側および底側外面７２、７４が後縁部７０から前方に延び、前縁部７６に集束している。底側摩耗領域の重量を低減するため、およびある程度の自己先鋭化性能を提供するために、チップ外面７２の前部８２の両側に逃げ部１９２、１９４を設けることができる（図３３および３４）。逃げ部１９２、１９４は、先端部８４に隣接して後方に延び得る。摩耗材が経時的にチップ１９０の前から摩滅するとき、上側外面７２の前部８２の外縁部に隣接するチップ１５０の物質係合面の高さは、比較的一定のままであり得る。チップ１９０の重量をさらに低減するために、別の逃げ部１９６を底側外面７４に設けてもよい。逃げ部１９６はチップ１９０の本体中へ上方に延び得、かつ多過ぎる摩耗材を前縁部７６の近くの高摩擦領域から除去しないように、上側逃げ部１９２、１９４よりも後方に配置され得る。

チップ１９０が受けるより激しいすり減りを補償するために、底側外面７４は、追加の摩耗材を提供すべく幅広にされてもよい。図３３および３５で最もよく分かるように、チップ１９０の上側部分は、アダプタ突出部２６の外形と相補的である上で考察したチップと同様の要石状の外形を有する。横外面９０、９２の底側外面７４との交差部分に隣接して、側方フランジ１９８、２００がそれぞれ横外面９０、９２から横方向に延び、底側外面７４を拡げる。側方フランジ１９８、２００は、後縁部７０から前縁部７６まで、チップ１９０の全長に延び得る。上側フランジ面２０２、２０４は、チップ１９０の後縁部７０に対して略垂直に前方に延びることができ、底側外面７４は底側フランジ面でもあり、１°〜３°の範囲の角度θで上側フランジ面２０２、２０４に対して下方に角度を付けることができ、約２°であり得る。詳細には、角度θは、図３２および３５で示されるように、底側外面７４と、後縁部７０に対して略垂直でありかつ上側フランジ面２０２、２０４に対して略平行な線との間にある。この構成により、底側外面７４と上側フランジ面２０２、２０４との間の距離は、上側フランジ面２０２、２０４が、前縁部７６に向かう底側外面７４と集束する上側外面７２の先端部８４と交差するまで側方フランジ１９８、２００が後縁部７０から前縁部７６に向かって前方に延びるにつれて増大し得る。この構成により、側方フランジ１９８、２００は、最大の摩擦が発生し得るチップ１９０の前部および底部に追加の摩耗材を提供する。図３６をさらに参照すると、示されるような突出部キャビティ１２０は、上に記載したような突出部キャビティ１２０と構造が類似しており、アダプタ１７０の突出部２６と相補的であり、底側内面１２２は後縁部７０に対して略垂直である。

底側摩耗用途向け貫入チップ（図３７〜４１）
被掘削物質に貫入するより優れた能力が必要とされ得る岩の多い環境でツメ組立体１０が使用される場合、被掘削物質を破砕するためのより先鋭な貫入端部を有するチップを提供することが必要とされ得る。図３７〜４１を参照すると、貫入チップ２１０が示されており、上側外面７２および底側外面７４は後縁部７０から前方に延び、前縁部７６に集束する。上側外面７２は、上に記載した逃げ部１９２、１９４に類似した逃げ部２１２、２１４を前部８２の両側に含み得る。上側外面７２の後部７８は後縁部７０から前方に延びてもよく、横外面９０、９２は略平行であるか、アダプタ１７０の突出部２６のテーパと一致するように約３°の横テーパ角度「ＳＴＡ」でわずかにテーパを付けられ、および横外面９０、９２が後縁部７０から延びるにつれて集束する。後部７８が前縁部７６に近づくにつれて、上側外面７２は前部８２に移行し得る。最初に略平行であり得るか、約．８°の中間テーパ角度「ＩＴＡ」を有し得る横外面９０、９２が、前部９８、１００に移行し得、その後さらに、前部９８、１００が前縁部７６に近づくにつれて、後部７８内の集束より大きい率で集束すべく、面「Ｐ」に対して垂直な線に対して約１０°の貫入テーパ角度「ＰＴＡ」でより大きいテーパを有するように移行し得るように、より大きいテーパを有する横外面９０、９２。その結果、前縁部７６は、チップ１８０、１９０の他の実施形態よりも、貫入チップ２１０の全体幅に対してより狭くなり得る。狭い前縁部７６により岩の多い被掘削物質と係合するためのより小さい表面領域が提供され得るが、岩の多い被掘削物質を破砕するために器具１、６の底板縁部１８に装着される一連のツメ組立体１０によって岩の多い被掘削物質に適用される接触面積の単位当たりの力は増大され得る。

前縁部７６を狭くすることによって摩耗材が貫入チップ２１０から除去され得るが、図４０および４１に示されるように、後縁部７０から延びるにつれて底側外面７４を下方に傾けることによって底側外面７４に追加の摩耗材を提供することができる。突出部キャビティ１２０は上に記載した構造を有し、底側内面１２２はチップ２１０の後縁部７０に対して略垂直に延びている。底側外面７４は、底側内面１２２に対して略平行でありかつ後縁部７０に対して略垂直である線に対して、６°〜８°の範囲であり、および約７°であり得る角度θで下方に傾けることができる。

上側摩耗用途向け一体型ツメ（図４２〜４５）
上で考察したツメ組立体はそれぞれ、アダプタと、それに取り付けられるチップとから構成されている。いくつかの用途では、例えば、チップをアダプタ突出部に装着する保持機構の故障の危険性を排除するために、一体型構成要素を器具１、６に装着することが望まれ得る。そのような実装に対応するために、上に記載したアダプタとチップの様々な組合せは、本明細書に記載される動作上の利点を提供する一体型構成要素として構成することができる。一例として、図４２〜４５は、アダプタ１２とチップ１４の特徴を有する上側摩耗用途向けの一体形成された一体型一般用ツメ２７０を示している。ツメ２７０は、中間部分２７８によって接続された後部上側ストラップ２７２および後部底側ストラップ２７４と、前部先端部２７６とを含み得る。先端部２７６は、中間部分２７８から前方に延びかつ前縁部２８４で集束する上側外面２８０と底側外面２８２とを含み得る。上側および底側外面２８０、２８２は、チップ１４の上側外面７２および底側外面７４と概ね同じ幾何学的形状を有し得、底側外面２８２は逃げ部（不図示）を含み得る。先端部２７６はさらに、上側外面２８０および底側外面２８２の間に延びる反対側に配置された横外面２８６、２８８を含み得る。

図４３で最もよく分かるように横外面２８６、２８８は、横外面２８６、２８８が底側外面２８２から上側外面２８０に向かって垂直に延びるにつれて横外面２８６、２８８間の距離が増すように傾けることができる。このように構造されるので、先端部２７６は、チップ１４と類似の要石状の外形を有し、その結果、上側摩耗用途においてより多量の摩擦および摩耗が発生し得る上面２８０の近くに底面２８２の近くよりも多量の摩耗材を提供することができる。幾何学的相似性により、先端部２７６は、図６３〜７０に示されかつ添付文に記載されるようなチップ１４と同じように経時的に摩滅する摩耗材を有し得る。

ツメ２７０を交換可能にするために、ツメ２７０は、表面に溶接する代わりに器具１、６の底板縁部１８にボルト締めまたは同様に取外し可能に締結することができる。ストラップ２７２、２７４は、図４２、４４および４５で分かるように、開口部２９０、２９２をそれぞれストラップ２７２、２７４を通して設けることによって、底板縁部１８にそのように装着するように構成可能である。組み立てる間、開口部２９０、２９２を、底板縁部１８の対応する開口部と整列することができ、適切な接続金属部品を、ツメ２７０を器具１、６の底板縁部１８に保持するように挿入することができる。先端部２７６が交換を必要とする点まで摩耗した後、接続金属部品を外し、残ったツメ２７０を取り外して新しいツメ２７０で置き換えることができる。

底側摩耗用途向け一体型ツメ（図４６〜４９）
ローダバケットなど、底側が摩耗する実行において、器具１、６の底板縁部１８に一体型構成要素を装着することが同じく望まれ得る。図４６〜４９は、アダプタ１７０と一般的チップ１８０の特徴を有する底側摩耗用途向けの一体形成された一体型一般用ツメ３００を示している。ツメ３００は、中間部分３０８によって接続された後部上側ストラップ３０２および後部底側ストラップ３０４と、前部先端部３０６とを含み得る。先端部３０６は、中間部分３０８から前方に延びかつ前縁部３１４で集束する上側外面３１０と底側外面３１２とを含み得る。上側および底側外面３１０、３１２は、それぞれチップ１８０の上側外面７２および底側外面７４と概ね同じ幾何学的形状を有し得、上側外面３１２は逃げ部３１６を含み得る。先端部３０６はさらに、上側外面３１０および底側外面３１２の間に延びる反対側に配置された横外面３１８、３２０を含み得る。図４７で最もよく分かるように、横外面３１８、３２０は、横外面３１８、３２０が底側外面３１２から上側外面３１０に向かって垂直に延びるにつれて横外面３１８、３２０間の距離が増すように傾けることができる。幾何学的相似性により、先端部３０６は、図７０〜７５に示されかつ添付文に記載されるようなチップ１８０と同じように経時的に摩滅する摩耗材を有し得る。

ツメ３００を交換可能にするために、ツメ３００は、表面に溶接する代わりに器具１、６の底板縁部１８にボルト締めまたは同様に取外し可能に締結することができる。ストラップ３０２、３０４は、図４６、４８および４９で分かるように、開口部３２２、３２４をそれぞれストラップ３０２、３０４を通して設けることによって、底板縁部１８にそのように装着するように構成可能である。組み立てる間、開口部３２２、３２４を、底板縁部１８の対応する開口部と整列することができ、適切な接続金属部品を、ツメ３００を器具１、６の底板縁部１８に保持するように挿入することができる。先端部３０６が交換を必要とする点まで摩耗した後、接続金属部品を外し、残ったツメ３００を取り外して新しいツメ３００で置き換えることができる。

本開示によるツメ組立体１０は、ツメ組立体１０の耐用年数を延ばしかつ被掘削物質に貫入するツメ組立体１０の効果を改善し得る特徴を組み込む。上で考察したように、チップ１４の実質的に要石状の外形９３により、例えば、上側摩耗用途においてより多量の摩擦が発生するチップ１４の上側に向かってより多量の摩耗材が置かれる。同時に、摩耗材は、より少ない摩擦が発生するチップ１４の底側部分から除去され、それにより、チップ１４の重量および製作費が低減されるが、いくつかの実行では、上側ストラップ２０は、十分な強度を提供しかつ負荷力による破損の防止に役立つように、摩擦によって決定されるよりも厚くする必要があり得る。底側摩耗用途では、チップ１８０、１９０、２１０は、チップ１８０、１９０、２１０が地面に沿って擦れるときにより多量の摩耗が発生するチップ１８０、１９０、２１０の底側近くに追加摩耗材を提供されてもよい。

また、本開示によるツメ組立体１０の設計により、チップ１４、１５０、１８０、１９０、２１０をアダプタ１２、１７０に接続する突起５８および保持機構にかかる応力が低減され得る。図５１および５２において例としてアダプタ１２およびチップ１４を使用すると、保持開口部１６、突起５８および保持機構の対応構成要素（不図示）に必要とされる機械加工許容差に基づいて、チップ１４は、機械を使用する間、アダプタ１２に対する、特に突出部２６に対する移動を経験し得る。この相対移動により、アダプタ１２およびチップ１４が反対方向に移動するとき、保持機構の構成要素にせん断応力が発生し得る。アダプタの突出部が三角形の断面を有し得るか、突出部２６の実質的に要石状の外形６２よりも丸い形状を有し得る従来のツメ組立体では、アダプタの突出部の面する表面とチップの突出部キャビティは、分離し得、そしてチップがアダプタに対してツメ組立体の長手軸の周りを回転することを許容し得る。このチップのねじれにより、保持機構の構成要素にさらなるせん断応力が発生し得る。

反対に、本開示によるツメ組立体１０では、アダプタ突出部２６の支持面５２、５６が、突出部キャビティ１２０を画定する対応支持部分１３２、１３６によって係合され得る。図５０の断面に示されるように、チップ１４がアダプタ突出部２６に取り付けられ、最大係合位置に配置されるとき、突出部２６の平面が、チップ１４の突出部キャビティ１２０を画定する表面の対応平坦部分によって係合される。その結果、アダプタ１２の底面４２は、チップ１４の底側内面１２２に面し、それと係合し得、アダプタ１２の上面４４の支持面５２、５４、５６は、チップ１４の上側内面１２４の対応部分１３２、１３４、１３６に面し、それと係合し得、アダプタ１２の前面５０はチップ１４の前方内面１３０に面し、それと係合し得る。図示しないが、アダプタ１２の突出部２６の側面４６、４８は、それぞれ、チップ１４の突出部キャビティ１２０の横内面１２６、１２８に面し、それと係合し得る。表面が係合しているので、チップ１４はアダプタ１２の突出部２６に対して比較的静止したままであり得る。

保持機構内の許容差により、チップ１４は、図５１に示されるようにアダプタ１２の突出部２６の上を前方に滑ることが可能であり得る。チップ１４が前方に滑るとき、アダプタ１２の突出部２６およびチップ１４の突出部キャビティ１２０の面する表面のいくつかは、分離し、切り離され得る。例えば、チップ１４の上側内面１２４の中間部分１３４は、アダプタ１２の突出部２６の中間面５４から切り離され得、チップ１４の前方内面１３０は、アダプタ１２の前面５０から切り離され得る。アダプタ１２の突出部２６の側面４６、４８間の距離は、突出部２６が図７および８に示されるようにアダプタ１２の中間部分２４から外方に延びるにつれて狭くなり得るので、チップ１４の横内面１２６、１２８は、それぞれ側面４６、４８から分離し得る。いくつかの表面の分離にもかかわらず、アダプタ１２の突出部２６とチップ１４の突出部キャビティ１２０との間の係合は、保持機構内の許容差によって引き起こされるチップ１４の移動範囲にわたって維持され得る。すでに考察したように、アダプタ１２の突出部２６の底面４２および支持面５２、５６と、チップ１４の底側内面１２２および上側内面１２４の支持部分１３２、１３６とは、概ね平行であり得る。その結果、チップ１４は、例えばアダプタ１２の突出部２６の底面４２に対して実質的に平行な移動方向を有し得、ここで底面４２はチップ１４の突出部キャビティ１２０の底側内面１２２との接触を維持し、チップ１４の上側内面１２４の支持部分１３２、１３６はそれぞれ、アダプタ１２の支持面５２、５６との接触を維持する。平面が接触したままなので、チップ１４は、通常であれば保持機構構成要素にさらなるせん断応力を引き起こし得る突出部２６に対する実質的な回転から拘束され得る。抜き勾配が底面４２、底側内面１２２、支持面５２、５６および支持部分１３２、１３６に設けられ得る場合、および面する表面間にわずかな分離が発生し得る場合でさえ、チップ１４の回転は、せん断応力が保持機構の構成要素に与えられ得る量未満の量に制限され得る。保持機構に与えられるせん断応力を低減することによって、チップ１４の耐用年数の終了前の保持機構の破損率、および対応してチップ１４の離脱の事例を低減できることが予測される。

また、本開示によるツメ組立体１０の構造により、通常であればチップ１４、１５０、１８０、１９０、２１０、２２０（図５７および５８）をアダプタ１２、１７０の突出部２６から滑り落とす傾向があり得る力が適用されるとき、保持機構のせん断応力の低減が促され得る。当技術分野で公知のアダプタ突出部は一般に概ね三角形の構造を有しかつ突出部がストラップから前方に延びるにつれて横方向にテーパするので、使用中にかけられる力は通常、アダプタ突出部の前部から滑り落ちるようにチップに影響を及ぼし得る。そのような移動は、保持機構によって抵抗され、それによりせん断応力が生じる。本開示によるアダプタ１２、１７０の突出部２６は、チップ１４、１５０、１８０、１９０、２１０、２２０をアダプタ突出部２６から滑り落とす傾向がある力と少なくとも部分的に平衡し得る。

図５２（ａ）〜（ｆ）は、掘削機バケット組立体６など、上側摩耗用途の器具が被掘削物質に入り込み、積込み物をかき出すときのアダプタ１２およびチップ１４によって形成されるツメ組立体１０の向きを示している。図５２〜５６において例としてアダプタ１２およびチップ１４が使用されるが、当業者であれば、アダプタ１２、１７０およびチップ１４、１５０、１８０、１９０、２１０、２２０の様々な組合せが本明細書に後で記載されるように同様に相互作用し得ることを理解するであろう。ツメ組立体１０の前縁部７６が最初に下方に被掘削物質に貫入し、このとき向きは図５２（ａ）に示されるように垂直をわずかに越えている。初期貫入後、器具６およびツメ組立体１０は、後方に回転させ、土工機械のブームによって土工機械の方へ引くことができ、それにより図５２（ｂ）〜（ｄ）に示される向きを通して回転する。被掘削物質を通るこの移動の間、チップ１４の上側外面７２は、被掘削物質との主係合面を形成し、チップ１４は被掘削物質を割って進むときに最大の力を受け得る。チップ１４はまた、上側外面７２上で最大の摩擦を経験する。チップ１４の実質的に要石状の外形９３により、上側外面７２に追加摩耗材が提供され、チップ１４の耐用年数を延ばす。同じく実質的に要石状の外形９３により、被掘削物質を通るチップ１４の移動が促進される。何故なら、被掘削物質は、テーパされた横外面９０、９２との係合がより少ない状態で、上側外面７２の縁部の周りを流れるためである。

器具６は最終的に、図５２（ｅ）に示される水平位置までツメ組立体１０を回転させる。この地点で、器具６は機械に向かってさらに後方に引かれ、このとき前縁部７６は被掘削物質を通してツメ組立体１０を先導している。最後に、器具６により図５２（ｆ）に示される位置までさらに回転された後、ツメ組立体１０は上方に向けることができ、および器具６は掘削された積込み物とともに被掘削物質から持ち上げることができる。

図５３は、器具６が矢印「Ｍ」で示される方向において被掘削物質の山または表面中に下方に駆動されているときに生じ得る図５２（ａ）の概ね垂直な向きを有するツメ組立体１０を示している。被掘削物質はツメ組立体１０の貫入に抵抗し得、結果として前縁部７６に対し垂直力Ｆ_Ｖを適用する。力Ｆ_Ｖによりチップ１４はアダプタ１２の方に押圧され得、および保持機構のせん断応力を増大することなくアダプタ１２の突出部２６とより密接に係合するように押圧され得る。

図５４において、ツメ組立体１０が図５２（ｃ）の位置で示されており、ここで器具６は、機械が矢印「Ｍ」で示されるように被掘削物質の積込み物をさらに破砕して集めるために器具６を後方および上方に引くので、部分的に上向きに棚状にされ得る。器具６が被掘削物質を通して引かれるとき、力Ｆがチップ１４の上側外面７２に適用され得る。力Ｆは、被掘削物質の重量と、被掘削物質の除去に対する抵抗との組合せであり得るチップ１４の前部８２および／または先端部８４に作用する合力であり得る。力Ｆは、支持のためにチップ１４を介してアダプタ突出部２６およびチップ１４の突出部キャビティ１２０の上側内面１２４に移され、それによりアダプタ１２の前部支持面５２に第１合力Ｆ_Ｒ１を生成し得る。垂直力Ｆ_Ｖの動作線は前縁部７６の近くに位置付けられるので、垂直力Ｆ_Ｖはチップ１４をアダプタ１２の突出部２６の周りを示されるように反時計方向に回転させる傾向があり、このときアダプタ１２の第１支持面５２は回転の支点として作用する。垂直力Ｆ_Ｖによって生み出されるモーメントが、第２合力Ｆ_Ｒ２を、アダプタ１２の中間部分２４の近くでアダプタ１２の底面４２に作用させる。

突出部の連続的に傾斜する上面を有する以前より知られているチップ組立体では、第１合力Ｆ_Ｒ１は、チップを突出部の前部から滑り落とし、それにより保持機構に追加の歪みを引き起こす傾向があるだろう。反対に、アダプタ１２の中間面５４に対するアダプタ１２の前部支持面５２の向きは、チップ１４を突出部２６と係合するように滑らせる。図５５は、アダプタ突出部２６およびチップ１４の拡大された部分を示し、およびアダプタ突出部２６に対するチップ１４の移動を引き起こす傾向のある合力を示している。アダプタ１２の前部支持面５２とチップ１４の第１支持面１３２とに作用する第１合力Ｆ_Ｒ１は、前部支持面５２に対して垂直に作用する第１垂直成分Ｆ_Ｎと、前部支持面５２および第１支持部分１３２に対して平行に作用する第２成分Ｆ_Ｐとを有する。アダプタ１２の中間面５４およびチップ１４の中間部分１３４に対するアダプタ１２の前部支持面５２およびチップ１４の第１支持部分１３２の向きにより、平行成分Ｆ_Ｐまたは第１合力Ｆ_Ｒ１は、チップ１４を後方に、およびアダプタ１２の突出部２６と係合するように滑らせる傾向がある。チップ１４を突出部２６上に滑らせる傾向のある平行成分Ｆ_Ｐにより、保持機構の構成要素にかけられるせん断応力が低減され、および対応して保持機構の破損の発生が低減される。

図５６は、器具６が矢印「Ｍ」の概ね水平方向に機械に向かって後方に引かれるときに発生し得るような図５２（ｅ）に示される概ね水平の向きにあるツメ組立体１０を示している。被掘削物質はツメ組立体１０の移動に抵抗し得、その結果、前縁部７６に対して水平力Ｆ_Ｈが適用される。図５３の垂直力Ｆ_Ｖと同様、水平力Ｆ_Ｈは、保持機構のせん断応力を増大することなくチップ１４をアダプタ１２の方に、および突出部２６とより密接に係合するように押圧し得る。

上で考察したように、チップ１４が図５２（ｂ）〜（ｄ）のように上側外面７２が先導する状態で被掘削物質中を移動するとき、チップ１４の実質的に要石状の外形９３により、低減された抗力を有する土の流れが提供され得る。しかしながら、実質的に要石状の外形９３のこの有利性は、図３のツメ組立体１０が図５２（ａ）、（ｅ）および（ｆ）のように向けられ、かつ前縁部７６が先導する状態で被掘削物質中を移動するとき、最小であり得る。図５７および５８は、前縁部７６がチップ２２０を先導して被掘削物質中を進むとき、土の流れからの抗力を低減するように構成されたチップ２２０の代替実施形態を示している。この実施形態では、類似の要素は、チップ１４の考察で使用されたものと同じ参照番号で示されている。チップ２２０は、実質的に砂時計状の外形で長手方向に構成することができる。横外面９０、９２の後部９４、９６は、後部９４、９６が横移行領域９７に近づくにつれて後部９４、９６間の距離が減少するように、後縁部７０から前方に延びるとき内側にテーパし得る。移行領域９７を越えると、前部９８、１００は、前部９８、１００が前方に進むにつれて前縁部７６の近くで最大幅まで広がり得る。前縁部７６の後ろで横外面９０、９２の前部９８、１００にテーパをつけることにより、チップ２２０が被掘削物質中を移動するときチップ２２０が受ける抗力の量が低減され得る。前縁部７６が被掘削物質に入り込むとき、両側の被掘削物質は、図５７において矢印「ＦＬ」で示されるように外方に、およびチップ２２０の周りを流れ、このとき前部９８、１００が平行でありかつ前部９８、１００が前縁部７６から後縁部７０に向かって延びるときに一定幅に維持される場合よりも少ない横外面９０、９２の係合を伴う。

上で図５２〜５６の考察は、上側摩耗用途における器具６の移動範囲の間の本開示によるツメ組立体１０の構成要素の動作を記載した。本開示によるアダプタ突出部２６は同様に、図５９〜６１に示される積込みシーケンスの間など、底側摩耗用途においてチップ１４、１５０、１８０、１９０、２１０、２２０をアダプタ１２、１７０のアダプタ突出部２６から滑り落とす傾向のある力と平衡し得る。図５９は、機械が前方に矢印「Ｍ」で示されるように被掘削物質の山に駆動されるとき生じ得るような概ね水平位置を有するアダプタ１７０とチップ１８０とによって形成されるツメ組立体１０を示している。被掘削物質は被掘削物質の山へツメ組立体１０が貫入することに抵抗し得、その結果前縁部７６に対して水平力Ｆ_Ｈが適用される。力Ｆ_Ｈにより、保持機構のせん断応力を増大することなく、チップ１８０はアダプタ１７０の方に、および突出部２６とより密接に係合するように押圧され得る。

図６０において、機械が矢印「Ｍ」で示される方向に被掘削物質の山から被掘削物質の積込み物を持ち上げ始めるとき器具１が部分的に上向きに棚状にされ得る位置にあるツメ組立体１０が示されている。器具１が被掘削物質から持ち上げられるとき、垂直力Ｆ_Ｖがチップ１８０の上側外面７２に適用され得る。垂直力Ｆ_Ｖは、被掘削物質の重量と、被掘削物質の山からの除去に対する抵抗との組合せであり得る前部８２および／または先端部８４に作用する合力であり得る。垂直力Ｆ_Ｖは、支持のためにチップ１８０を介してアダプタ突出部２６に移され、それによりアダプタ突出部２６の前部支持面５２に第１合力Ｆ_Ｒ１を生成し得る。垂直力Ｆ_Ｖの動作線は前縁部７６の近くに位置付けられるので、垂直力Ｆ_Ｖはチップ１８０をアダプタ１７０の突出部２６の周りを示されるように反時計方向に回転させる傾向があり、このとき突出部２６の第１支持面５２は回転の支点として作用する。垂直力Ｆ_Ｖによって生み出されるモーメントが、第２合力Ｆ_Ｒ２を、アダプタ１７０の中間部分２４の近くで底面４２に作用させる。突出部の連続的に傾斜する上面を有する以前より知られているチップ組立体では、第１合力Ｆ_Ｒ１は、チップを突出部の前部から滑り落とし、それにより保持機構に追加の歪みを引き起こす傾向があるだろう。

反対に、中間面５４に対する前部支持面５２の向きにより、チップ１８０は突出部２６と係合するように滑る。図６１は、アダプタ１７０の突出部２６およびチップ１８０の拡大された部分を示し、および突出部２６に対するチップ１８０の移動を引き起こす傾向のある合力を示している。アダプタ１７０の前部支持面５２とチップ１８０の第１支持面１３２とに作用する第１合力Ｆ_Ｒ１は、前部支持面５２に対して垂直に作用する第１垂直成分Ｆ_Ｎと、前部支持面５２および第１支持部分１３２に対して平行に作用する第２成分Ｆ_Ｐとを有する。アダプタ１７０の中間面５４およびチップ１８０の中間部分１３４に対する前部支持面５２および第１支持部分１３２の向きにより、第１合力Ｆ_Ｒ１の平行成分Ｆ_Ｐは、チップ１８０を後方に、およびアダプタ１７０の突出部２６と係合するように滑らせる傾向がある。チップ１８０を突出部２６上に滑らせる傾向のある平行成分Ｆ_Ｐにより、保持機構の構成要素にかけられるせん断応力は低減し、および対応して保持機構の破損の発生が低減する。

上で考察したようなアダプタ１２、１７０の突出部２６およびチップ１４、１５０、１８０、１９０、２１０、２２０の突出部キャビティ１２０の構造の保持有利性に加えて、ツメ組立体１０は、上側摩耗用途および底側摩耗用途で使用する間、有利性を提供し得る。本開示によるツメ組立体１０のチップ１４、１５０、１９０の幾何学的形状は、当技術分野で以前から知られているチップと比べて、チップ１４、１５０、１９０の耐用年数にわたり、上側摩耗用途において被掘削物質に貫入する際に改善された効果を提供し得る。摩耗材がチップ１４、１５０、１８０、１９０、２１０の前部から摩滅されるにつれ、逃げ部１０２、１５８、１６０、１９６はチップ１４、１５０、１９０に自己先鋭化特徴部を提供し得、以前より知られているチップが切れ味を鈍くし、かつ切削工具より拳のような形状になり得る場所で、改善された貫入を実現する。自己先鋭化特徴部を説明するための例としてチップ１４を用いるとき、図１４のチップ１４の前面図は、最初に被掘削物質に入る先行掘削面を形成する前縁部７６を示している。図６２は、アダプタ１２およびチップ１４によって形成されたツメ組立体１０を示す図４の複写であり、図６３〜６８に示される断面図は、摩耗材がチップ１４の前部から摩滅するときの切削面の幾何学的形状の変化を示している。図６３は、前縁部７６と逃げ部１０２の間で断面が取られた図６２のツメ組立体１０の断面図を示す。摩擦がチップ１４をこの地点まで摩滅したあと、チップ１４の切削面３３０は、機械が器具１を被掘削物質中に掘り進めるときに被掘削物質と係合する断面領域を呈するが、この断面領域は前縁部７６より鋭くない。被掘削物質との係合による摩擦が原因で切削面３３０の外縁は丸くなり、上側外面７２の部分７８、８２、８４は斜交平行線で陰影が付けられた領域３３０ａによって示されるように摩滅し、それにより切削面３３０の厚さが減少することは当業者に明らかであろう。

チップ１４の摩耗材は、逃げ部１０２に向かって後方に摩滅し続ける。図６４は、チップ１４の前部が、切削面３３２を形成する逃げ部１０２を提供するチップ１４の部分まで摩滅した可能性のある位置にあるツメ組立体１０の断面を示している。この地点において、チップ１４は、切削面３３２が低減された厚さの中間領域を含むように逃げ部１０２の湾曲部分１０４まで摩滅した可能性がある。低減された厚さの領域が原因で、切削面３３２は軽度の反転Ｕ字型になり得る。逃げ部１０２によって切削面３３２から除去された摩耗材により、チップ１４の先行切削面３３２の断面積は低減してチップ１４を「鋭く」し、対応して器具１のチップ１４が被掘削物質に入るときに受ける抵抗は低減する。摩耗材は、斜交平行線で陰影が付けられた領域３３２ａで示されるように部分７８、８２、８４から摩滅し続け、チップ１４の厚さをさらに低減する。同時に、摩耗材は、それぞれ横外面９０、９２の前部９８、１００から摩滅して、チップ１４の前部の幅を低減する。逃げ部１０２のテーパ部分１０６により、被掘削物質は、逃げ部表面１０２を通って流れることが可能になり、このとき逃げ部１０２の後部が平坦であるか丸められ、かつより直接的に被掘削物質に面している場合よりも抵抗が少ない。テーパ部分１０６のテーパにより、被掘削物質の流れおよびチップ１４の被掘削物質への貫入に抵抗し得る表面に垂直に作用する力は低減する。

図７５および７６は、それぞれ切削面３３４、３３６の別の反復を示し、摩耗材は、斜交平行線で陰影が付けられた領域３３４ａ、３３６ａで示されるように、チップ１４の前端部から、および上側外面７２の部分７８、８２、および横外面９０、９２の前部９８、１００から、摩滅し続ける。逃げ部１０２の形状により、逃げ部１０２によって彫られる切削面３３４、３３６の部分は、最初にチップ１４の前縁部が切削面３３４まで後方に進むとき増大し、後に摩耗が切削面３３６まで進み続けるとき減少し得る。最終的に、摩耗材はチップ１４の前部から逃げ部１０２の後方限界点に向かって摩滅する。

図６７に示されるように、切削面３３８は、逃げ部１０２の後方端近くでチップ１４の断面領域に密接に近づき、それにより、被掘削物質の試行された貫入に対して比較的大きい表面領域が現れる。大きい表面領域は、斜交平行線で陰影が付けられた領域３３８ａで示される摩耗によって部分的に低減され得る。チップ１４は、チップ１４がその耐用年数の終わりに近づくにつれて、被掘削物質に切り込む機能の効率が落ち始める。逃げ部１０２の終端に向かってチップ１４が摩滅することにより、チップ１４を交換するための視覚的指標が提供され得る。チップ１４を使用し続けることによってチップ１４の前部で摩耗材はさらに浸食し、そして最終的には、図６８に示されるように、切削表面３４０において突出部キャビティ１２０の突破口まで至る恐れがある。斜交平行線で陰影が付けられた領域３４０ａによって示されるような外面７２、７４、９０、９２から内側に進む摩耗は、ツメ組立体１０の連続使用により突出部キャビティ１２０のさらなる突破口を最終的に形成し得る。この地点において、アダプタ１２の突出部２６が被掘削物質に対して露出される可能性があり、および場合によりアダプタ１２を同じく器具１の底板縁部１８から取り外して交換しなければならない地点まで摩滅し始める可能性がある。

また、チップ１５０、１８０、１９０、２１０の幾何学的形状により、チップ１５０、１８０、１９０、２１０の耐用年数にわたり、被掘削物質への貫入に関して向上した効率が提供され得る。上側外面７２の逃げ部１５４、１５６、１８２、１９２、１９４、２１２、２１４によって、チップ１５０、１８０、１９０、２１０に自己先鋭化特徴部が提供され得、摩耗材がチップの前部から摩滅されるときに改良された貫入を実現する。例として、図６９は、アダプタ１７０と一般用チップ１８０によって形成され得るツメ組立体１０を示し、図７０〜７５に示される断面図は、摩耗材がチップ１８０の前部から摩滅するときの切削面の幾何学的形状の変化を示している。図７１は、前縁部７６と逃げ部１８２の間で断面が取られた図６９のツメ組立体１０の断面図を示している。摩擦がこの地点までチップ１８０を摩滅した後、チップ１８０の切削面３５０は、機械が前方に駆動するときに被掘削物質と係合する断面領域を呈するが、この断面領域は前縁部７６よりも鋭くない。被掘削物質との係合による摩擦が原因で切削面３５０の外縁は丸くなり、底側外面７４の前部８８は斜交平行線で陰影が付けられた領域３５０ａによって示されるように摩滅し、それにより切削面３５０の厚さが減少することは当業者に明らかであろう。

チップ１８０の摩耗材は、逃げ部１８２に向かって後方に摩滅し続ける。図７１は、チップ１８０の前部が、切削面３５２を形成する逃げ部１８２を提供するチップ１８０の部分まで摩滅した可能性のある位置にあるツメ組立体１０の断面を示している。この地点において、チップ１８０は、切削面３５２が低減された厚さの中間領域を含むように逃げ部１８２の湾曲部分１８４まで摩滅した可能性がある。低減された厚さの領域が原因で、切削面３５２は軽度のＵ字型になり得る。逃げ部１８２によって切削面３５２から除去された摩耗材により、チップ１８０の先行切削面３５２の断面積は低減してチップ１８０を「鋭く」し、対応して器具１のチップ１８０が被掘削物質に入るときに受ける抵抗は低減する。摩耗材は、底側外面７６の前部８８から摩滅し続けて切削面３５２の厚さを低減し、および摩耗材は、斜交平行線で陰影が付けられた領域３５２ａで示されるように、それぞれ横外面９０、９２の前部９８、１００から摩滅して、チップ１８０の前部の幅を低減する。逃げ部１８２のテーパ部分１８６により、被掘削物質は、逃げ部１８２を通って流れることが可能になり、このとき逃げ部１８２の後部が平坦であるか丸められ、かつより直接的に被掘削物質に面している場合よりも抵抗が少ない。テーパ部分１８６のテーパにより、被掘削物質の流れおよびチップ１８０の被掘削物質への貫入に抵抗し得る表面に垂直に作用する力は低減する。

図７２および７３は、それぞれ切削面３５４、３５６の別の反復を示し、摩耗材は、斜交平行線で陰影が付けられた領域３５４ａ、３５６ａで示されるように、チップ１８０の前縁部７６から、およびチップ１８０の底側外面７４の前部８８、およびチップ１８０の横外面９０、９２の前部９８、１００から、摩滅し続ける。逃げ部１８２の形状により、逃げ部１８２によって彫られる切削面３５４、３５６の部分は、最初にチップ１８０の前縁部が切削面３５４まで後方に進むとき増大し、後に摩耗が切削面３５６まで進み続けるとき減少し得る。最終的に、摩耗材は逃げ部１８２の後方限界点に向かって摩滅する。

図７４に示されるように、切削面３５８は、逃げ部１８２の後ろでチップ１８０の断面領域に密接に近づき、それにより、被掘削物質の試行された貫入に対して比較的大きい表面領域が現れる。大きい表面領域は、斜交平行線で陰影が付けられた領域３５８ａで示される摩耗によって部分的に低減され得る。チップ１８０は、チップ１８０がその耐用年数の終わりに近づくにつれて、被掘削物質に切り込む機能の効率が落ち始める。逃げ部１８２を越えてチップ１８０が摩滅することにより、チップ１８０を交換するための視覚的指標が提供され得る。チップ１８０を使用し続けることによってチップ１８０の前部で摩耗材はさらに浸食し、そして最終的には、図７５に示されるように、切削表面３６０において突出部キャビティ１２０の突破口まで至る恐れがある。斜交平行線で陰影が付けられた領域３６０ａによって示されるような外面７２、７４、９０、９２から内側に進む摩耗は、ツメ組立体１０の連続使用により突出部キャビティ１２０のさらなる突破口を最終的に形成し得る。この地点において、アダプタ１７０の突出部２６が被掘削物質に対して露出される可能性があり、および場合によりアダプタ１７０を同じく器具１の底板縁部１８から取り外して交換しなければならない地点まで摩滅し始める可能性がある。

前述の文は本発明の多数の異なる実施形態の詳細な説明を記載しているが、本発明の法的範囲は、本特許の最後に記載される請求項の言葉によって定義されることを理解すべきである。詳細な説明は単に例として解釈されるべきであり、本発明の全ての可能な実施形態を記載していない。全ての可能な実施形態を記載することは非現実的であり、不可能なためである。今現在ある技術か、本特許の出願日後に開発された技術のいずれかを用いて、本発明を定義する請求項の範囲内に依然としてあるであろう多数の代替実施形態を実行することができる。

Claims (10)

1. 地面係合器具（１、６）の底板縁部（１８）用のツメ組立体（１０）の地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）であって、ツメ組立体が、地面係合器具（１、６）の底板縁部（１８）に装着するように構成されかつ前方に延びるアダプタ突出部（２６）を有するアダプタ（１２、１７０）を含み、地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）が、
   後縁部（７０）と、
   上側外面（７２）と、
   底側外面（７４）とを含み、上側外面（７２）および底側外面（７４）が後縁部（７０）から前方に延び、前縁部（７６）で集束し、地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）がさらに、
   上側外面（７２）から底側外面（７４）まで下方に延びる反対側に配置された横外面（９０、９２）であって、横外面（９０、９２）が上側外面（７２）から底側外面（７４）の方に下方へ延びるにつれて横外面（９０、９２）間の距離が減少するようにテーパを付けられる横外面（９０、９２）と、
   後縁部（７０）から地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）内に内側に延び、かつアダプタ突出部（２６）をその中に受け入れるようにアダプタ（１２、１７０）のアダプタ突出部（２６）と相補的な形状を有する突出部キャビティ（１２０）を地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）内に画定する内面（１２２、１２４、１２６、１２８）と、
   を含み、
   横外面（９０、９２）のそれぞれが、外方に延びる突起部分を含む、地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）。
2. 各横外面（９０、９２）および垂直線が、垂直テーパ角度を定め、横外面（９０、９２）によって定められる垂直テーパ角度が等しい、請求項１に記載の地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）。
3. 横外面（９０、９２）によって定められる垂直テーパ角度が約３°である、請求項２に記載の地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）。
4. 横外面（９０、９２）によって定められる垂直テーパ角度が約６°である、請求項２に記載の地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）。
5. 横外面（９０、９２）のそれぞれが後部（９４、９６）および前部（９８、１００）を含み、横外面（９０、９２）の前部（９８、１００）が、前部（９８、１００）が横外面（９０、９２）の後部（９４、９６）から前方に延びるにつれて横外面（９０、９２）の前部（９８、１００）間の距離が増大するように、互いにテーパを付けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の地面係合チップ（１４、１５０、１８０、１９０、２１０）。
6. 地面係合器具（１、６）の底板縁部（１８）用のツメ組立体（１０）のアダプタ（１２、１７０）であって、アダプタ（１２、１７０）が、
   後方に延びる上側ストラップ（２０）と、
   上面（３４）を有する後方に延びる底側ストラップ（２２）と、を含み、上側ストラップ（２０）と底側ストラップ（２２）が、地面係合器具（１、６）の底板縁部（１８）を受け入れるための間隙（２８）をそれらの間に画定し、アダプタ（１２、１７０）がさらに、
   前方に延びるアダプタ突出部（２６）を含み、アダプタ突出部（２６）が、
   上側ストラップ（２０）および底側ストラップ（２２）に対して前方に延びる底面（４２）と、
   前面（５０）と、
   上面（４４）と、
   上面（４４）から底面（４２）まで下方に延びる反対側に配置された側面（４６、４８）であって、側面（４６、４８）が上面（４４）から底面（４２）の方に下方へ延びるにつれて側面（４６、４８）間の距離が減少するように垂直方向においてテーパを付けられる側面（４６、４８）と
   を含み、
   側面（４６、４８）のそれぞれが、外方に延びる突起（５８）を含む、アダプタ（１２、１７０）。
7. 各側面（４６、４８）および垂直線が、垂直テーパ角度を定め、側面（４６、４８）によって定められる垂直テーパ角度が等しい、請求項６に記載のアダプタ（１２、１７０）。
8. 側面（４６、４８）によって定められる垂直テーパ角度が約３°である、請求項７に記載のアダプタ（１２、１７０）。
9. 側面（４６、４８）によって定められる垂直テーパ角度が約６°である、請求項７に記載のアダプタ（１２、１７０）。
10. 側面（４６、４８）が上側ストラップ（２０）および底側ストラップ（２２）から前方に延びるにつれて側面（４６、４８）間の距離が減少するように側面（４６、４８）が水平方向においてテーパを付けられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアダプタ（１２、１７０）。

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