【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、掘削機におけるバケット等の作業具のチルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特許文献１に開示されているように、従来より、パワーショベルにおいて、バケット等の作業具を旋回可能に支持する旋回テーブルを、パワーショベルのアーム先端のフレームに揺動可能に取り付けることで、作業具を３６０度旋回可能とするとともに、その旋回中心軸とほぼ直交する方向の軸周りにチルト回転させるようにしたものが開発されている。
【０００３】
【特許文献１】特公平８−１９６８９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報のように、従来の作業具のチルト装置は、チルト回転の駆動源である油圧シリンダやその他の油圧機器等が外部に露出しているため、作業具による掘削作業時に飛び散った砂利や小石等の異物が、油圧シリンダに噛み込んだり、その他油圧機器等を損傷させることがあり、また、作業時にこれら油圧機器等が障害物に衝突して損傷することがあり、故障の原因となることもあった。
【０００５】
また、油圧シリンダを駆動源とする作業具のチルト装置では、油圧シリンダの保持力を上回るような回転力が作動した場合でも、作業具が不測に回転しないように、作業具を所望の回転位置で停止保持する機構が設けられていなかった。
【０００６】
そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、砂利若しくは小石等又は障害物の衝突等を原因とする油圧シリンダやその他油圧機器等の故障が発生しにくく、作業具を所望のチルト回転位置でロックする機構を備えた掘削機におけるバケット等の作業具のチルト装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明の掘削機におけるバケット等の作業具のチルト装置は、掘削機のアーム先端に回転可能に取り付けられるアーム側取付け体と、このアーム側取付け体へそのアーム側取付け体の前記の回転方向に対して直角方向にチルト回転可能に取り付けられ、且つ、バケット等の作業具を支持する作業具側取付け体と、前記作業具側取付け体を前記アーム側取付け体に対してチルト回転させるためのチルト用油圧シリンダとを備え、前記アーム側取付け体に備えられた互いに対向する前面板と後面板とによって、前記チルト用油圧シリンダを両側から挟むようにして収容していることを特徴とする。
【０００８】
また、前記作業具側取付け体は、互いに対向する一対の立ち上がりプレートを、前記前面板及び後面板と平行になるようにして備えており、これら立ち上がりプレートがチルト回転軸を介して回転自在に支持されている。
【０００９】
さらに、前記チルト用油圧シリンダは、その一端部が、前記前面板と後面板との間に差し渡されたアーム側ピンに回転自在に支持されていて、その他端部が、前記立ち上がりプレートのいずれか一方と、これに対向するように設けられた補助プレートとの間に差し渡された作業具側ピンに回転自在に支持されている。
【００１０】
加えて、前記作業具側取付け体は、前記一対の立ち上がりプレートを上面に設置する支持プレートを備えており、この支持プレートの上面において、一対の立ち上がりプレート間に油圧機器等の複数の部材が設けられている。
【００１１】
そして、前記作業具側取付け体を所望の回転位置でロックするチルト回転ロック手段が設けられており、このチルト回転ロック手段は、前記前面板又は前記前面側の立ち上がりプレートのうちのいずれか一方に設けられた複数のロック孔と、いずれか他方に取り付けられて前記ロック孔に係脱自在とされたロックピンと、このロックピンを作動させる駆動部とを備えている。
【００１２】
具体的には、前記ロックピンはチルトロック用油圧シリンダによって作動し、前記チルト用油圧シリンダへの油圧回路の途中に、前記チルトロック用油圧シリンダを駆動させるロック動作用油圧回路を設けて、前記チルト用油圧シリンダへの圧油の供給前に、前記チルトロック用油圧シリンダに圧油を供給して前記ロックピンをロック解除方向へ作動させるようにしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態に係るチルト装置に開閉式バケットを取り付けた状態を示す斜視図、図２は、さらにアームを取り付けた状態を示す斜視図、図３は、このチルト装置を取り付けたパワーショベルの側面図、図４は、チルト装置の正面図である。
【００１４】
この発明に係るチルト装置（１）は、大別して、例えば図３で示すパワーショベル（４７）のアーム（４）先端に回転可能に取り付けられるアーム側取付け体（２）と、例えば開閉式バケット（５）等の作業具を支持する作業具側取付け体（３）と、これらアーム側取付け体（２）と作業具側取付け体（３）とに連結するチルト用油圧シリンダ（７）とから構成されている。
【００１５】
なお、開閉式バケット（５）は、本体バケット（７５）と、その本体バケット（７５）に対して開閉自在に枢支された開閉体（７６）とからなっており、その構造及び機構については、この出願の発明者によって発明されており、その詳細な説明は省略する（特許第２６１７７９９号公報参照）。
【００１６】
アーム側取付け体（２）は、互いに前後に対向する前面板（１１）及び後面板（１２）が、側面板（１６）（１６）、チルト回転軸（６）、アーム側ピン（１４）及びリブプレート（１８ａ）（１８ｂ）によって連結されて構成されている。
【００１７】
前面板（１１）及び後面板（１２）は、それぞれ、下端部が円弧状である略Ｖ字状に形成されており、中央部における略台形状の開口部（１９）と、前面側から見た左上端部における略方形状の切り欠き部（１５）と、同じく右上端部における略半円状の突起部（３０）とを備えている。
【００１８】
前面板（１１）と後面板（１２）との切り欠き部（１５）（１５）間に跨るように、互いに左右に対向する一対の側面板（１６）（１６）が設けられている。前面から見た右側の側面板（１６）は、その前後両端における下端部が、切り欠き部（１５）（１５）の右下端部に設けられた凹部（７２）（７２）に対してそれぞれ嵌合した状態で、その前後両端における右側面が、切り欠き部（１５）（１５）の右端部に形成された垂直側面（７０）（７０）にそれぞれ固着している。また、左側の側面板（１６）は、その前後両端の下端部における右側面が、切り欠き部（１５）（１５）の左下方に形成されている垂直側面（７１）（７１）に対してそれぞれ固着している。
【００１９】
そして、これら側面板（１６）（１６）間に跨って、前面側における作業具シリンダ連結ピン（２８）と、後面側におけるアーム取付けピン（２９）とが水平に並べて差し渡されている。作業具シリンダ連結ピン（２８）には、図２及び図３で示すように、作業具シリンダ（４５）がそのロッド側においてリンク（４６）を介して連結しており、アーム取付けピン（２９）には、アーム（４）の先端が回転自在に取り付けられるようになっている。そして、作業具シリンダ（４５）の伸縮によって、チルト装置（１）が、作業具側取付け体（３）が支持するバケット（５）とともに、アーム（４）に対して図３で示す矢印ｄ方向に回転するようになっている。
【００２０】
また、前面板（１１）と後面板（１２）との突起部（３０）（３０）間に跨って、チルト用油圧シリンダ（７）の一端部を支持するためのアーム側ピン（１４）が差し渡されている。そして、前面板（１１）及び後面板（１２）の前面側から見た右端部における収容部（３１）（３１）同士によって、チルト用油圧シリンダ（７）を前面と後面とから挟むように収容して、チルト用油圧シリンダ（７）が前面板（１１）及び後面板（１２）から側方へほぼ突出しないようになっている。なお、それぞれの収容部（３１）において開口部（２０）が設けられており、前面及び後面からチルト用油圧シリンダ（７）の伸縮の動きが見えるようになっている。
【００２１】
そして、前面板（１１）と後面板（１２）との下端部間に跨って、チルト回転軸（６）が設けられており、前面板（１１）においては、チルト回転軸（６）を中心とする同一円弧上に、後述するチルト回転ロック手段に用いるための複数のロック孔（１３）（１３）…が備えられている。
【００２２】
なお、前面板（１１）と後面板（１２）との開口部（１９）（１９）を挟んだ左右両側に掛け渡すように設けられた水平のリブプレート（１８ａ）と、その上面に設けられた垂直のリブプレート（１８ｂ）とが、略逆Ｔ字状になって、前面板（１１）と後面板（１２）とに跨るように連結している。
【００２３】
作業具側取付け体（３）は、図６及び図７に示すように、例えば円盤状の支持プレート（２６）の上面に、互いに前後に対向する一対の立ち上がりプレート（２１）（２２）を、前面板（１１）及び後面板（１２）と平行になるようにして備えており、これら立ち上がりプレート（２１）（２２）は、図１で示すように、それぞれ前面板（１１）及び後面板（１２）の内側において、チルト回転軸（６）を介して回転自在に支持されるようになっている。
【００２４】
それぞれの立ち上がりプレート（２１）（２２）は、図８（ａ）で示すように、右肩上がりの略台形状に形成されており、その上端部においては、中央から右端部にかけて略円弧状の突起部（６７）を備えている。そして、中央やや右寄りに、チルト回転軸（６）を通すための開口部（３２）が設けられている。
【００２５】
また、前面側の立ち上がりプレート（２１）の後面側において、後述するチルト回転ロック手段に用いるチルトロック用油圧シリンダ（５４）が、図１０及び図１１で示すように、例えばボルト（５１）によって固定されており、前面板（１１）のロック孔（１３）に対応した位置において、シリンダ（５４）と一体的に連結しているロックピン収容部（６２）が、立ち上がりプレート（２１）を貫通した状態となっている。
【００２６】
さらに、支持プレート（２６）上において、両方の立ち上がりプレート（２１）（２２）間で、且つ、前面側から見た右端部において、略矩形の補助プレート（２３）が、それぞれの立ち上がりプレート（２２）と前後に対向するように設けられている。そして、後面側の立ち上がりプレート（２２）と補助プレート（２３）とに跨って、チルト用油圧シリンダ（７）の他端部を支持するための作業具側ピン（２４）が差し渡されている。
【００２７】
なお、図８で示すように、立ち上がりプレート（２１）（２２）及び補助プレート（２３）は、これらの下端部において、支持プレート（２６）に備えられた図９で示す係合用溝（２７）（２７）…に対応する係合片（６５）（６６）…を一体的に備えている。そして、これら係合片（６５）（６６）…を、係合用溝（２７）（２７）…に係合させて溶接することで、立ち上がりプレート（２１）（２２）及び補助プレート（２３）を支持プレート（２６）に対して固着させている。このように、支持プレート（２６）に対する立ち上がりプレート（２１）（２２）及び補助プレート（２３）の取付けに際して、ボルト等の固定部材を用いる必要がないため、生産コストの低減化を図ることができる。
【００２８】
また、支持プレート（２６）の上面において、ロータリージョイント（３５）、残油切替バルブ（３６）、油圧切替バルブ（３７）、油圧駆動モータ（３８）、及び後述する旋回ロック手段に用いる旋回ロック用油圧シリンダ（３９）等が、一対の立ち上がりプレート（２１）（２２）間に設けられている。そして、作業具側取付け体（３）がチルト回転しても、パワーショベル本体からこれらの油圧機器（３５）〜（３９）等へ導く油圧管がよじれることを防止するために、チルト回転軸（６）付近にスイベルジョイントが設けられている。
【００２９】
チルト用油圧シリンダ（７）は、そのロッド側の端部がアーム側ピン（１４）に、ボトム側の端部が作業具側ピン（２４）に、それぞれ回転自在に支持されている。このようにして、シリンダ（７）のボトム側が下側に配されるようにして、シリンダ（７）に接続する油圧管やバルブ（４０）を支持プレート（２６）に近づけることで、支持プレート（２６）上面付近において油圧管や油圧機器（３５）〜（４０）等を集中的に配置させることができ、メンテナンス性が良好となっている。
【００３０】
ここで、アーム側ピン（１４）は、作業具側ピン（２４）よりも前面側から見た右寄りに配されているため、チルト用油圧シリンダ（７）は、その上端が垂直方向よりもやや右に傾斜した状態で支持されるようになっている。
【００３１】
このような取付け状態において、パワーショベル（４７）本体からチルト用油圧シリンダ（７）への圧油を切替操作することによって、チルト用油圧シリンダ（７）を伸縮させると、作業具側取付け体（３）とバケット（５）とが一体となって、アーム側取付け体（２）に対して、チルト回転軸（６）を中心としてチルト回転する。
【００３２】
すなわち、チルト用油圧シリンダ（７）が伸長するのに伴って、作業具側取付け体（３）は、アーム側取付け体（２）に対して図２の矢印ａ方向に回転し、それと連動して、チルト用油圧シリンダ（７）が、アーム側ピン（１４）を中心軸として前面側から見た時計回りにわずかに回転する。逆に、チルト用油圧シリンダ（７）が収縮するのに伴って、作業具側取付け体（３）は、図２の矢印ｂ方向に回転し、それと連動して、チルト用油圧シリンダ（７）が、アーム側ピン（１４）を中心軸として前面側から見た反時計回りにわずかに回転する。
【００３３】
そして、ロックバルブ（４０）の操作によってチルト用油圧シリンダ（７）への圧油の回路を閉じることにより、チルト回転を停止保持させるようになっているが、万が一、チルト用油圧シリンダ（７）の保持力を上回るような回転力が作動した場合でも、バケット（５）が不測にチルト回転しないように、作業具側取付け体（３）を所望の回転位置でロックする機構としてチルト回転ロック手段が設けられている。
【００３４】
チルト回転ロック手段は、アーム側取付け体（２）の前面板（１１）において、チルト回転軸（６）を中心とする同一円弧上に設けられた複数のロック孔（１３）（１３）…と、このロック孔（１３）（１３）…に係脱自在なロックピン（６１）と、このロックピン（６１）を作動させるチルトロック用油圧シリンダ（５４）とからなる。
【００３５】
図１０及び図１１に示すように、チルトロック用油圧シリンダ（５４）は、前面側の立ち上がりプレート（２１）に対して、上述したように、ロックピン収容部（６２）がプレート（２１）を貫通した状態で取り付けられている。そして、シリンダ（５４）内に備えられたピストン（６０）の一端において一体的に連結しているロックピン（６１）を、前面板（１１）のロック孔（１３）に係合させることで、作業具側取付け体（３）を所望の回転位置でロックするようになっている。
【００３６】
アーム側取付け体（２）に対し、作業具側取付け体（３）がロックされているとき、図１０に示すように、ピストン（３１）とシリンダ（５４）の底部との間に介在した付勢体である螺旋バネ（５３）が、ピストン（３１）を付勢してロックピン（６１）がロック孔（１３）に係止させた状態となっている。そして、シリンダ本体（５２）の側面に形成した４つの油出入口（５６）〜（５８）のうちの１つ（５６）に圧油が供給されると、その圧油が油溜り室に流れて、ピストン（３１）の側部に設けた段差部分の圧力受け部（５５）に油圧がかかり、ピストン（３１）が螺旋バネ（５３）の伸張状態に抗してバネ（５３）を押圧して、図１１に示すように、ロックピン（６１）をロック孔（１３）から離脱させることで、ロックが自動的に解除される構造となっている。
【００３７】
ここで、チルト回転用油圧回路の途中に、チルトロック用油圧シリンダ（５４）を駆動させるロック解除用油圧回路が設けられており、チルト用油圧シリンダ（７）への圧油の供給前に、チルトロック用油圧シリンダ（５４）における油出入口のうちの１つ（５６）に圧油を供給して上記のロック解除動作を自動的に行わせるようにしている。
【００３８】
そして、ロック解除動作完了後に、チルトロック用油圧シリンダ（５４）の別の油出入口（５７）から出た圧油は、チルト用油圧シリンダ（７）に至り、これによってチルト用油圧シリンダ（７）が伸長若しくは収縮して、チルト回転動作が行われる。そして、その際にチルト用油圧シリンダ（７）を出た圧油は、チルトロック用油圧シリンダ（５４）のさらに別の２つの油出入口（５８）（５８）を介してチルトロック用油圧シリンダ（５４）内を通過して戻されるようになっている。
【００３９】
一方、支持プレート（２６）の下面において、例えば円環状の回転支持プレート（４２）が例えばボルトによって固定されており、この回転支持プレート（４２）の内周において回転自在に嵌合されている例えば円環状の内歯型回転ギア（４３）の下端部において、例えばバケット（５）の上方に備えられている例えば円盤状の旋回プレート（４１）が固定されるようになっている。そして、支持プレート（２６）の上面に設置されている旋回用の油圧駆動モータ（３８）が駆動すると、内歯型回転ギア（４３）が回転し、その回転ギア（４３）に固定された旋回プレート（４１）を介してバケット（５）が図２で示す矢印ｃ方向に旋回するようになっている。
【００４０】
また、バケット（５）を所望の旋回位置でロックして不測の旋回を防止するために、旋回ロック手段が設けられている。すなわち、バケット（５）の旋回プレート（４１）に設けられた複数のロック孔の１つに、支持プレート（２６）上面に設けられた旋回ロック用油圧シリンダ（３９）によって作動するロックピンを係合させることでバケット（５）の旋回をロックさせるようになっている。
【００４１】
これらバケット（５）の旋回及び旋回ロック手段に関する構造及び機構については、この出願の発明者によって発明されており、その詳細な説明は省略する（特開平１１−１３１５２２号公報参照）。
【００４２】
なお、バケット（５）が旋回しても油圧管がよじれることのないように、例えばバケット（５）内に備えられたバケット（５）開閉用の油圧シリンダ等へ圧油を供給するロータリージョイント（３５）は、支持プレート（２６）上面の中央に設けられている。
【００４３】
また、上述した作業具側取付け体（３）のチルト回転（図２の矢印ａ、ｂ方向）、バケット（５）の旋回（図２の矢印ｃ方向）、及びアーム（４）に対するチルト装置（１）の回転（図３の矢印ｄ方向）は、互いに異方向であり、これらの回転中心軸は互いにほぼ直交する方向になるように設定されている。
【００４４】
さらに、図４及び図６で示すように、チルト回転（図２の矢印ａ、ｂ方向）の中心位置Ｑと、旋回（図２の矢印ｃ方向）の中心位置Ｐとの間に、距離Ｌ１を設けているため、旋回の中心位置Ｐに設けられるロータリジョイント（３５）及びこれに接続する油圧管と、チルト回転軸（６）とが干渉しないようになっている。
【００４５】
そして、チルト回転（図２の矢印ａ、ｂ方向）の中心位置Ｑと、チルト用油圧シリンダ（７）と作業具側取付け体（３）との連結位置Ｒとの間には距離Ｌ２を設けている。ここで、この距離Ｌ２は、シリンダ（７）の伸縮距離に対する作業具側取付け体（３）のチルト回転角度が適当になるように設定されている。
【００４６】
またさらに、旋回の中心位置Ｐ付近に、作業具シリンダ連結ピン（２８）及びアーム取付けピン（２９）と、チルトロック用油圧シリンダ（５４）とが設けられている。従って、バケット（５）の取付け位置でもある旋回の中心位置Ｐ付近において、このチルト装置（１）とパワーショベル（４７）のアーム（４）とを連結することになり、アーム（４）からバケット（５）にかけて左右における重量の均衡を保つことができるようになっている。
【００４７】
なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
【００４８】
例えば、この実施形態においては、チルト用油圧シリンダ（７）は、ロッド側の端部がアーム側ピン（１４）によって、ボトム側の端部が作業具側ピン（２４）によってそれぞれ支持されているが、逆に、ボトム側の端部がアーム側ピン（１４）によって、ロッド側の端部が作業具側ピン（２４）によって支持されるようにしてもよい。
【００４９】
また、このチルト回転ロックに用いられる複数のロック孔（１３）（１３）…は、前面側又は後面側の立ち上がりプレート（２１）に設けてもよく、その場合は、ロック孔（１３）（１３）…に係脱自在とされたピストン（３１）と、このピストン（３１）を作動させるチルトロック用油圧シリンダ（３２）とは、前面板（１１）又は後面板（１２）に取り付けられることになる。
【００５０】
さらに、この実施形態においては、バケット（５）の旋回、旋回ロック手段、作業具側取付け体（３）のチルト回転、及びチルト回転ロック手段に用いる駆動部として油圧シリンダや油圧駆動モータといった油圧系駆動部を採用していたが、これの代わりに電動モータやソレノイド等の電気系駆動部を採用してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明のチルト装置は、アーム側取付け体において互いに対向するようにして備えられた前面板及び後面板によって、チルト用油圧シリンダを両側から挟むようにして収容しているため、掘削作業時に飛び散る砂利や小石等が、油圧シリンダに噛み込んだり、入り込んだりする危険性を軽減することができ、故障が少なく信頼性の高い装置を提供できる。
【００５２】
また、作業具側取付け体において、チルト回転用の油圧シリンダの一端を支持する作業具側ピンを、一方の立ち上がりプレートと、これに対向する補助プレートとの間に差し渡しているため、一対の立ち上がりプレート間に差し渡す場合に比べて、作業具側ピンの長さが短くて済むようになっている。従って、油圧機器等をゆとりを持って設置するためのスペースを確保することができる。
【００５３】
さらに、支持プレートの上面において、これら油圧機器等の複数の部材を一対の立ち上がりプレート間に設けているため、これら立ち上がりプレートが、それらの部材を掘削作業時に飛び散る砂利や小石等から保護するためのカバーの役割を果たしており、各部材の損傷や故障をある程度防止する効果がある。
【００５４】
さらにまた、チルト回転ロック手段を設けているので、作業具及び作業具側取付け体にチルト回転の駆動源であるチルト用油圧シリンダの保持力を上回るような回転力が作動した場合でも、作業具が不測にチルト回転することがなく、安全性に優れた装置を提供することができる。
【００５５】
そして、チルト用油圧シリンダへの圧油の供給前に、チルトロック用油圧シリンダに圧油を供給して、ロックピンをロック解除方向へ作動させるようにしているので、チルト回転させる場合には、常に、自動的にロックが解除されることになり、従って、チルトロックとロック解除を逐次手動で行う必要がなく、効率的な作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】チルト装置にバケットを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２】さらにアームを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図３】チルト装置を取り付けたパワーショベルの側面図である。
【図４】チルト装置の正面図である。
【図５】作業具側取付け体の前面板の正面図である。
【図６】作業具側取付け体にバケットを取り付けた状態を示す斜視図である。
【図７】作業具側取付け体の平面図である。
【図８】立ち上がりプレート及び補助プレートの正面図である。
【図９】支持プレートの平面図である。
【図１０】チルトロック用油圧シリンダの横断面図である。
【図１１】チルトロック用油圧シリンダの横断面図である。
【符号の説明】
（１） チルト装置
（２） アーム側取付け体
（３） 作業具側取付け体
（４） アーム
（５） バケット
（６） チルト回転軸
（７） チルト用油圧シリンダ
（１１） 前面板
（１２） 後面板
（１３） ロック孔
（１４） アーム側ピン
（２１）（２２） 立ち上がりプレート
（２３） 補助プレート
（２４） 作業具側ピン
（２６） 支持プレート
（５４） チルトロック用油圧シリンダ
（６１） ロックピン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tilt device for a working tool such as a bucket in an excavator.
[0002]
[Prior art]
For example, as disclosed in Patent Literature 1, conventionally, in a power shovel, a turning table that supports a work tool such as a bucket so as to be able to turn is swingably attached to a frame at the tip of an arm of the power shovel. A work tool has been developed in which a work tool can be turned 360 degrees and tilted about an axis substantially perpendicular to the center axis of the work tool.
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. Hei 8-19689
[Problems to be solved by the invention]
However, as described in the above publication, the conventional tilting device for work implements has a hydraulic cylinder and other hydraulic equipment, which are driving sources for tilt rotation, are exposed to the outside. Foreign matter such as stones and pebbles may bite into the hydraulic cylinder or damage other hydraulic equipment.In addition, these hydraulic equipment may collide with obstacles during work and may be damaged. Sometimes it was.
[0005]
Further, in a tilting device for a work implement using a hydraulic cylinder as a drive source, even when a rotational force exceeding the holding force of the hydraulic cylinder is operated, the work implement is moved to a desired rotational position so that the work implement does not unexpectedly rotate. No mechanism for stopping and holding was provided.
[0006]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and it is difficult for a hydraulic cylinder or other hydraulic equipment to fail due to collision of gravel, pebbles, or an obstacle, etc., and the work implement can be moved to a desired tilt rotation position. Provided is a tilt device for a working tool such as a bucket in an excavator provided with a mechanism for locking with a lock.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a tilt device for a working tool such as a bucket in an excavator according to the present invention includes an arm-side attachment body rotatably attached to an arm tip of an excavator, and an arm-side attachment body to the arm-side attachment body. A work implement-side attachment that is attached to the attachment body so as to be tiltable in a direction perpendicular to the rotation direction and that supports a work implement such as a bucket; and the work implement-side attachment to the arm-side attachment. A tilt hydraulic cylinder for tilt rotation is provided, and the tilt hydraulic cylinder is housed so as to be sandwiched from both sides by a front plate and a rear plate opposed to each other provided on the arm-side mounting body. It is characterized by.
[0008]
In addition, the work implement side attachment body includes a pair of rising plates facing each other so as to be parallel to the front plate and the rear plate, and these rising plates are rotatably supported via a tilt rotation shaft. Have been.
[0009]
Further, one end of the tilt hydraulic cylinder is rotatably supported by an arm-side pin inserted between the front plate and the rear plate, and the other end of the tilt hydraulic cylinder is one of the rising plates. It is rotatably supported by a work implement-side pin inserted between one of the support plates and an auxiliary plate provided to face the other.
[0010]
In addition, the work implement-side attachment body includes a support plate for installing the pair of rising plates on an upper surface, and a plurality of members such as hydraulic devices are provided between the pair of rising plates on the upper surface of the support plate. Have been.
[0011]
Further, tilt rotation lock means for locking the work implement side attachment body at a desired rotation position is provided, and the tilt rotation lock means is provided on one of the front plate and the front-side rising plate. The vehicle includes a plurality of lock holes, a lock pin attached to any one of the lock holes, the lock pin being detachable from the lock hole, and a drive unit for operating the lock pin.
[0012]
Specifically, the lock pin is operated by a tilt lock hydraulic cylinder, and a lock operation hydraulic circuit that drives the tilt lock hydraulic cylinder is provided in the middle of a hydraulic circuit to the tilt hydraulic cylinder, Before supplying the hydraulic oil to the tilt hydraulic cylinder, the hydraulic oil is supplied to the tilt lock hydraulic cylinder to operate the lock pin in the unlocking direction.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a state where an openable bucket is attached to a tilt device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a state where an arm is further attached, and FIG. FIG. 4 is a front view of the tilt device, and FIG.
[0014]
The tilt device (1) according to the present invention is roughly divided into, for example, an arm-side attachment body (2) rotatably attached to a tip of an arm (4) of a power shovel (47) shown in FIG. 5) A work implement side attachment body (3) for supporting work implements such as 5), and a tilt hydraulic cylinder (7) connected to the arm side attachment body (2) and the work implement side attachment body (3). Have been.
[0015]
The openable / closable bucket (5) includes a main body bucket (75) and an open / close body (76) pivotally supported on the main body bucket (75) so as to be freely opened and closed. The invention has been invented by the inventor of this application, and a detailed description thereof will be omitted (see Japanese Patent No. 2617799).
[0016]
In the arm-side attachment body (2), the front plate (11) and the rear plate (12) opposed to each other in front and rear are side plates (16) and (16), a tilt rotation shaft (6), an arm-side pin (14) and They are connected by rib plates (18a) (18b).
[0017]
The front plate (11) and the rear plate (12) are each formed in a substantially V-shape having a lower end portion in an arc shape, and have a substantially trapezoidal opening (19) in the center and a front view. It has a notch (15) having a substantially square shape at the upper left end, and a substantially semicircular projection (30) at the upper right end.
[0018]
A pair of side plates (16) (16) facing left and right is provided so as to straddle between the notches (15) (15) of the front plate (11) and the rear plate (12). The right side plate (16) viewed from the front has lower ends at both front and rear ends thereof fitted into recesses (72) (72) provided at the lower right ends of the notches (15) and (15), respectively. In the combined state, the right side surfaces at the front and rear ends are fixed to the vertical side surfaces (70) and (70) formed at the right end portions of the cutout portions (15) and (15), respectively. In addition, the left side plate (16) has a right side surface at the lower end portions at the front and rear ends with respect to vertical side surfaces (71) (71) formed at the lower left of the notches (15) and (15). Each is fixed.
[0019]
A work tool cylinder connecting pin (28) on the front side and an arm mounting pin (29) on the rear side are horizontally arranged across the side plates (16) (16). As shown in FIGS. 2 and 3, the working tool cylinder (45) is connected to the working tool cylinder connecting pin (28) via a link (46) on the rod side thereof, and an arm mounting pin (29) is provided. , The tip of the arm (4) is rotatably mounted. Then, by the expansion and contraction of the work tool cylinder (45), the tilt device (1) is moved together with the bucket (5) supported by the work implement side attachment (3) with respect to the arm (4) in the direction of arrow d shown in FIG. It is designed to rotate.
[0020]
Further, an arm-side pin (14) for supporting one end of the tilt hydraulic cylinder (7) extends between the projections (30) (30) of the front plate (11) and the rear plate (12). Has been handed over. The tilt hydraulic cylinder (7) is housed between the front and rear surfaces by the housing portions (31) and (31) at the right ends of the front plate (11) and the rear plate (12) as viewed from the front side. Thus, the tilt hydraulic cylinder (7) does not substantially protrude laterally from the front plate (11) and the rear plate (12). An opening (20) is provided in each of the storage portions (31) so that the expansion and contraction movement of the tilt hydraulic cylinder (7) can be seen from the front and rear surfaces.
[0021]
A tilt rotation shaft (6) is provided across the lower end of the front plate (11) and the rear plate (12), and the front plate (11) is centered on the tilt rotation shaft (6). A plurality of lock holes (13) (13)... For use in tilt rotation lock means described later are provided on the same circular arc.
[0022]
In addition, a horizontal rib plate (18a) provided so as to bridge the left and right sides of the opening (19) (19) between the front plate (11) and the rear plate (12), and provided on the upper surface thereof The vertical rib plate (18b) has a substantially inverted T-shape and is connected so as to straddle the front plate (11) and the rear plate (12).
[0023]
As shown in FIGS. 6 and 7, the work implement-side attachment body (3) includes a pair of rising plates (21) and (22) opposed to each other back and forth on the upper surface of, for example, a disk-shaped support plate (26). The front plates (11) and (22) are provided so as to be parallel to the front plate (11) and the rear plate (12). As shown in FIG. Inside 12), it is rotatably supported via a tilt rotation shaft (6).
[0024]
As shown in FIG. 8 (a), each of the rising plates (21) and (22) is formed in a substantially trapezoidal shape which rises to the right and has a substantially arc shape from the center to the right end at the upper end. A projection (67) is provided. An opening (32) for passing the tilt rotation shaft (6) is provided slightly to the right of the center.
[0025]
On the rear side of the front rising plate (21), a tilt lock hydraulic cylinder (54) used for tilt rotation locking means described later is fixed by, for example, a bolt (51) as shown in FIGS. At a position corresponding to the lock hole (13) of the front plate (11), the lock pin receiving portion (62) integrally connected to the cylinder (54) has penetrated the rising plate (21). It is in a state.
[0026]
Further, on the support plate (26), between the two rising plates (21) and (22), and at the right end as viewed from the front side, a substantially rectangular auxiliary plate (23) is attached to each of the rising plates (22). ) Is provided so as to face back and forth. A work tool side pin (24) for supporting the other end of the tilt hydraulic cylinder (7) extends across the rear rising plate (22) and the auxiliary plate (23). .
[0027]
As shown in FIG. 8, the rising plates (21) and (22) and the auxiliary plate (23) are provided at their lower ends with the engagement grooves (27) provided in the support plate (26) as shown in FIG. (27) The engaging pieces (65), (66)... Corresponding to. The engaging pieces (65), (66) are engaged with the engaging grooves (27), (27) and welded, so that the rising plates (21) and (22) and the auxiliary plate (23) are joined. It is fixed to the support plate (26). As described above, when the rising plates (21) and (22) and the auxiliary plate (23) are attached to the support plate (26), it is not necessary to use fixing members such as bolts, so that production costs can be reduced. .
[0028]
Further, on the upper surface of the support plate (26), a rotary joint (35), a residual oil switching valve (36), a hydraulic switching valve (37), a hydraulic drive motor (38), and a turning lock used for turning locking means described later. A hydraulic cylinder (39) and the like are provided between the pair of rising plates (21) and (22). In order to prevent the hydraulic pipes leading from the power shovel body to these hydraulic devices (35) to (39) from being twisted even when the work implement-side attachment body (3) is tilted, the tilt rotation shaft ( 6) A swivel joint is provided in the vicinity.
[0029]
The tilt hydraulic cylinder (7) has a rod-side end rotatably supported by the arm-side pin (14) and a bottom-side end rotatably supported by the work implement-side pin (24). In this manner, the bottom side of the cylinder (7) is arranged on the lower side, and the hydraulic pipe and the valve (40) connected to the cylinder (7) are brought closer to the support plate (26), whereby the support plate ( 26) Hydraulic pipes, hydraulic devices (35) to (40), and the like can be intensively arranged near the upper surface, and maintenance is excellent.
[0030]
Here, since the arm side pin (14) is disposed on the right side as viewed from the front side with respect to the work implement side pin (24), the upper end of the tilt hydraulic cylinder (7) is slightly higher than in the vertical direction. It is designed to be supported in a state inclined to the right.
[0031]
In such an attached state, when the hydraulic cylinder for tilt (7) is expanded and contracted by switching the hydraulic oil from the body of the power shovel (47) to the hydraulic cylinder for tilt (7), the work implement side mounting body ( 3) and the bucket (5) are integrally rotated about the tilt rotation axis (6) with respect to the arm-side mounting body (2).
[0032]
That is, with the extension of the tilt hydraulic cylinder (7), the work implement-side attachment body (3) rotates in the direction of the arrow a in FIG. 2 with respect to the arm-side attachment body (2), and interlocks with it. Thus, the tilt hydraulic cylinder (7) slightly rotates clockwise as viewed from the front side with the arm side pin (14) as the central axis. Conversely, with the contraction of the tilt hydraulic cylinder (7), the work implement side attachment (3) rotates in the direction of the arrow b in FIG. 2, and in conjunction therewith, the tilt hydraulic cylinder (7). Rotates slightly counterclockwise around the arm side pin (14) as viewed from the front side.
[0033]
By closing the circuit of the hydraulic oil to the hydraulic cylinder for tilt (7) by operating the lock valve (40), the rotation of the tilt is stopped and held. However, the hydraulic cylinder for tilt (7) should be used. Tilt rotation locking means as a mechanism for locking the work implement side attachment body (3) at a desired rotation position so that the bucket (5) does not unexpectedly rotate even when a rotation force exceeding the holding force of the bucket is operated. Is provided.
[0034]
The tilt rotation lock means includes a plurality of lock holes (13) (13) provided on the same circular arc centered on the tilt rotation axis (6) in the front plate (11) of the arm-side mounting body (2). A lock pin (61) that can be disengaged from the lock holes (13), (13), and a hydraulic cylinder (54) for tilt lock that operates the lock pin (61).
[0035]
As shown in FIGS. 10 and 11, the tilt lock hydraulic cylinder (54) is configured such that the lock pin housing (62) connects the plate (21) to the front rising plate (21) as described above. It is installed in a penetrating state. Then, the lock pin (61) integrally connected at one end of the piston (60) provided in the cylinder (54) is engaged with the lock hole (13) of the front plate (11), The work implement side attachment (3) is locked at a desired rotational position.
[0036]
When the work implement-side attachment body (3) is locked with respect to the arm-side attachment body (2), as shown in FIG. 10, an attachment interposed between the piston (31) and the bottom of the cylinder (54). The helical spring (53) as a biasing body urges the piston (31) to lock the lock pin (61) in the lock hole (13). When pressure oil is supplied to one (56) of the four oil ports (56) to (58) formed on the side surface of the cylinder body (52), the pressure oil flows into the oil sump chamber. The hydraulic pressure is applied to the pressure receiving portion (55) of the step portion provided on the side of the piston (31), and the piston (31) presses the spring (53) against the expanded state of the spiral spring (53). As shown in FIG. 11, the lock is automatically released by removing the lock pin (61) from the lock hole (13).
[0037]
Here, an unlocking hydraulic circuit for driving the tilt locking hydraulic cylinder (54) is provided in the middle of the tilt rotation hydraulic circuit, and before the supply of pressure oil to the tilt hydraulic cylinder (7), Pressure oil is supplied to one of the oil ports (56) in the tilt lock hydraulic cylinder (54) so that the lock release operation is automatically performed.
[0038]
After the lock release operation is completed, the pressure oil that has flowed out from another oil inlet / outlet (57) of the tilt lock hydraulic cylinder (54) reaches the tilt hydraulic cylinder (7), whereby the tilt hydraulic cylinder (7). Expands or contracts, and a tilt rotation operation is performed. The hydraulic oil that has exited from the tilt hydraulic cylinder (7) at that time passes through two other oil ports (58) and (58) of the tilt lock hydraulic cylinder (54), and the tilt lock hydraulic cylinder (58). 54) and is returned.
[0039]
On the other hand, on the lower surface of the support plate (26), for example, an annular rotation support plate (42) is fixed by, for example, bolts, and is rotatably fitted on the inner periphery of the rotation support plate (42). At the lower end of the annular internal gear rotary gear (43), for example, a disk-shaped revolving plate (41) provided above the bucket (5) is fixed. When the hydraulic drive motor (38) for rotation provided on the upper surface of the support plate (26) is driven, the internal gear type rotation gear (43) rotates, and the rotation fixed to the rotation gear (43). The bucket (5) pivots in the direction of arrow c shown in FIG. 2 via the plate (41).
[0040]
Further, a turning lock means is provided to lock the bucket (5) at a desired turning position to prevent an unexpected turning. That is, a lock pin operated by a hydraulic cylinder (39) for turning lock provided on the upper surface of the support plate (26) is engaged with one of a plurality of lock holes provided in the turning plate (41) of the bucket (5). By making them match, the turning of the bucket (5) is locked.
[0041]
The structure and mechanism related to the turning and turning locking means of the bucket (5) have been invented by the inventor of this application, and detailed description thereof will be omitted (see JP-A-11-131522).
[0042]
In order to prevent the hydraulic pipe from being twisted even when the bucket (5) turns, for example, a rotary joint (for supplying pressure oil to a hydraulic cylinder for opening and closing the bucket (5) provided in the bucket (5)) 35) is provided at the center of the upper surface of the support plate (26).
[0043]
Further, the above-described tilt rotation of the work implement-side attachment body (3) (directions of arrows a and b in FIG. 2), turning of the bucket (5) (direction of arrow c in FIG. 2), and a tilt device ( The rotation of 1) (the direction of the arrow d in FIG. 3) is different from each other, and these rotation center axes are set so as to be substantially orthogonal to each other.
[0044]
Further, as shown in FIGS. 4 and 6, a distance L1 is provided between the center position Q of the tilt rotation (the direction of the arrow a and b in FIG. 2) and the center position P of the turning (the direction of the arrow c in FIG. 2). Is provided, the rotary joint (35) provided at the center position P of the turn and the hydraulic pipe connected to the rotary joint (35) do not interfere with the tilt rotation shaft (6).
[0045]
A distance L2 is provided between the center position Q of the tilt rotation (the directions of arrows a and b in FIG. 2) and the connection position R between the tilt hydraulic cylinder (7) and the work implement side attachment (3). ing. Here, the distance L2 is set so that the tilt rotation angle of the work implement side attachment body (3) with respect to the expansion / contraction distance of the cylinder (7) becomes appropriate.
[0046]
Further, a work tool cylinder connecting pin (28), an arm mounting pin (29), and a hydraulic cylinder (54) for tilt lock are provided near the pivot center position P. Therefore, the tilt device (1) and the arm (4) of the power shovel (47) are connected near the pivoting center position P, which is also the mounting position of the bucket (5). Through (5), the weight balance between the left and right sides can be maintained.
[0047]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that many modifications and changes can be made to the above-described embodiment within the scope of the present invention.
[0048]
For example, in this embodiment, the hydraulic cylinder for tilting (7) has a rod-side end supported by an arm-side pin (14) and a bottom-side end supported by a work implement-side pin (24). However, conversely, the bottom end may be supported by the arm pin (14) and the rod end may be supported by the work implement pin (24).
[0049]
A plurality of lock holes (13) (13) used for the tilt rotation lock may be provided on the front or rear rising plate (21). In that case, the lock holes (13) (13) may be provided. The piston (31) which can be freely disengaged from and the tilt lock hydraulic cylinder (32) for operating the piston (31) are attached to the front plate (11) or the rear plate (12). Become.
[0050]
Further, in this embodiment, a hydraulic system such as a hydraulic cylinder or a hydraulic drive motor is used as a drive unit used for the turning of the bucket (5), the turning lock means, the tilt rotation of the work implement side attachment (3), and the tilt rotation locking means. Although the drive unit is employed, an electric drive unit such as an electric motor or a solenoid may be employed instead.
[0051]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the tilt device of the present invention accommodates the tilt hydraulic cylinder from both sides by the front plate and the rear plate provided to face each other in the arm-side mounting body. Therefore, it is possible to reduce the risk that gravel, pebbles, and the like splashing during excavation work will bite into or enter the hydraulic cylinder, and provide a highly reliable device with less failure.
[0052]
Further, in the work implement-side mounting body, a work implement side pin that supports one end of the hydraulic cylinder for tilt rotation is inserted between one rising plate and an auxiliary plate facing the same, so that a pair of rising plates is provided. The length of the work tool side pin is shorter than in the case where the work piece is inserted between the plates. Therefore, it is possible to secure a space for installing the hydraulic equipment and the like with sufficient space.
[0053]
Further, since a plurality of members such as the hydraulic equipment are provided between the pair of rising plates on the upper surface of the support plate, these rising plates protect the members from gravel, pebbles, and the like splashing during excavation work. It plays the role of a cover and has the effect of preventing damage and failure of each member to some extent.
[0054]
Furthermore, since the tilt rotation lock means is provided, even when the work implement and the work implement-side mounting body are operated with a rotational force exceeding the holding force of the tilt hydraulic cylinder, which is a drive source of the tilt rotation, the work implement is provided. However, it is possible to provide an apparatus which is excellent in safety without unexpected tilt rotation.
[0055]
Then, before supplying the hydraulic oil to the hydraulic cylinder for tilt, the hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinder for tilt lock to operate the lock pin in the unlocking direction. The lock is always automatically released, so that it is not necessary to manually perform the tilt lock and the lock release one after another, and efficient work can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a state where a bucket is attached to a tilt device.
FIG. 2 is a perspective view showing a state where an arm is further attached.
FIG. 3 is a side view of the power shovel to which the tilt device is attached.
FIG. 4 is a front view of the tilt device.
FIG. 5 is a front view of a front plate of the work implement side attachment body.
FIG. 6 is a perspective view showing a state where a bucket is attached to the work implement-side attachment body.
FIG. 7 is a plan view of a work implement side attachment body.
FIG. 8 is a front view of a rising plate and an auxiliary plate.
FIG. 9 is a plan view of a support plate.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a tilt lock hydraulic cylinder.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a tilt lock hydraulic cylinder.
[Explanation of symbols]
(1) Tilt device (2) Arm side attachment (3) Work implement side attachment (4) Arm (5) Bucket (6) Tilt rotation shaft (7) Tilt hydraulic cylinder (11) Front plate (12) Rear Face plate (13) Lock hole (14) Arm side pin (21) (22) Standing plate (23) Auxiliary plate (24) Work implement side pin (26) Support plate (54) Hydraulic cylinder for tilt lock (61) Lock pin
