JP2018091089A

JP2018091089A - 建設機械のアタッチメント取付構造

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Publication number: JP2018091089A
Application number: JP2016236805A
Authority: JP
Inventors: 藤井　邦治; Kuniharu Fujii; 邦治藤井
Original assignee: Comet Co Ltd
Current assignee: Comet Co Ltd
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-06-14

Abstract

【課題】建設機械において、アタッチメントの取付作業が容易になる取付構造の提供を目的とする。【解決手段】建設機械に設けたアームと補助リンクとで、回動操作可能に取り付けるアタッチメントの取付構造であって、前記アタッチメントは、前記アームの先端側に設けたアーム先端孔を介してピン連結する第１ピン孔と、前記補助リンクの先端側に設けた補助リンク孔を介してピン連結する第２ピン孔とを有し、前記アームは前記アーム先端孔を中心とする所定の半径の位置に引掛部を有し、前記アタッチメントは前記第１ピン孔を中心とする前記所定の半径の位置に吊下部を有し、前記アームに設けた引掛部にアタッチメントの吊下部を引っ掛けて前記アタッチメントを持ち上げることで前記アタッチメントの第１ピン孔と前記アーム先端孔の位置合せを可能としたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械における作業用途に合せて取り替えるアタッチメントの取付構造に関する。

油圧ショベル，ホイールローダ等の建設機械においては、作業目的の応じた各種アタッチメントをアームと補助リンク等で回動操作する。
例えば、油圧ショベルを例にして説明すると、ブーム先端側に設けたアームと補助リンクとのそれぞれ先端部にアタッチメントに設けたブラケット等を介してピン連結することで、アタッチメントを油圧シリンダ等で回動操作する。
ここでアタッチメントとしては作業目的に応じて、掘削用バケット，積込用バケット，岩石用バケット，スケルトンバケット，リッパバケット等のバケット類、グラップル，木材用フォーク等の挟み・掴み機類、油圧ブレーカー，油圧クラッシャー，油圧カッター等の破砕・圧砕機類等、種類もサイズもさまざまである。
これらのアタッチメントは、作業現場で、あるいはレンタル業者における出荷時にその都度、交換作業が行われている。

アタッチメントの交換作業は、まずアーム側のアーム先端孔とアタッチメントに設けたピン孔（第１ピン孔）とを一致させ、連結ピンを挿入しなければならない。
この場合に、アタッチメントを置いた場所が必ずしも水平な整地面でない場合が多く、建設機械を運転席から操作し、両方の孔の位置合せをするのが大変であった。
そこで、作業員が１〜２名、サポートする場合も多い。
特に、アーム先端孔とアタッチメントのピン孔とが平行にならない場合には、連結ピンをハンマー等で叩き込む作業が必要となり、重労働であった。

そこで、例えば特許文献１〜３に開示するように、開口部を外側に向けて対向配置した２つのＵ字溝を有するカプラを予めアーム側に取り付ける各種方法が提案されている。
しかし、カプラを取り付けた分だけアタッチメント先端部の旋回半径が大きくなり、ブーム本体や運転席に当たる恐れがあることから、作業範囲が制限され、それが運転者への負担となる。
また、カプラ自体の重量増と、アタッチメントの位置が遠くなることにより転倒モーメントが増大し、油圧ショベル等の安定性が低下する問題もあった。

特開２００９−４１２１２号公報特開平０６−２７２２７５号公報特開２００１−２０３１３号公報

本発明は、建設機械において、アタッチメントの取付作業が容易になる取付構造の提供を目的とする。

本発明に係る建設機械のアタッチメント取付構造は、建設機械に設けたアームと補助リンクとで、回動操作可能に取り付けるアタッチメントの取付構造であって、前記アタッチメントは、前記アームの先端側に設けたアーム先端孔を介してピン連結する第１ピン孔と、前記補助リンクの先端側に設けた補助リンク孔を介してピン連結する第２ピン孔とを有し、前記アームは前記アーム先端孔を中心とする所定の半径の位置に引掛部を有し、前記アタッチメントは前記第１ピン孔を中心とする前記所定の半径の位置に吊下部を有し、前記アームに設けた引掛部にアタッチメントの吊下部を引っ掛けて前記アタッチメントを持ち上げることで前記アタッチメントの第１ピン孔と前記アーム先端孔の位置合せを可能としたことを特徴とする。

ここで、アタッチメントに設けた第１ピン孔は、アーム先端孔に連結ピンを用いてピン連結することで、アタッチメントの回動中心となるものであり、アタッチメントに設けた第２ピン孔は、補助リンク先端側に設けた補助リンク孔に連結ピンを用いてピン連結することで、リンク機構によりこのアタッチメントを回動操作するものである。
例えば、油圧ショベルを例に具体的に説明すると、上下動及び旋回するブームの先端にアームを軸連結し、このアームをアームシリンダの伸縮により、アームの先端側を前後に移動操作する。
アーム先端孔にアタッチメントして、例えばバケットのブラケットに設けた第１ピン孔をピン連結し、それを回動中心とし、バケットのブラケットに設けた第２ピン孔を補助リンクとしてのバケットリンクの先端側のバケットリンク孔（補助リンク孔）にピン連結するとともに、このバケットリンクとアームリンクとをリンク連節し、この連節部をバケットシリンダにて伸縮操作することで、バケットを前後方向に回動操作する。

本発明に係る建設機械は、油圧ショベルに限定するものではなく、ホイールローダ等のアタッチメントを取り付け、回動操作する建設機械の全てに適用できる。
アタッチメントもバケットに限定されるものではなく、前述した各種アタッチメントが対象になる。

本発明は、アタッチメントに取り付けた吊下部をアームに設けた引掛部に引っ掛けて、このアームの先端を建設機械の操作により上昇させると、アタッチメントの先端側がこの吊下部を中心にして自重により回動し、相互に同じ所定の回転半径に位置するアーム先端孔とアタッチメントの第１ピン孔の位置が合致する。
この場合に、連結ピンを挿入しやすいように、アーム先端孔とアタッチメントのピン孔がともに水平方向になるのが好ましい。
そこで例えば、アームに設けた引掛部はアームから前記アタッチメント側に向けて突設した左右一対のフック部であり、前記アタッチメントに設けた吊下部は前記アタッチメントに左右方向の通し孔を設けて当該通し孔に挿通した吊下ピンである形態が例として挙げられる。
ここで、図３にて具体的に説明すると、左右一対のフック部１４のアタッチメント吊下げピン１５と接触する面はアーム先端孔５ａに対して平行に設けられ、また、吊下げピン１５の通し孔はアタッチメントの第１ピン孔に対して平行に設けられている。
本明細書では、便宜上アームと直交する方向を左右方向と表現する。

本発明において、アタッチメントとアームとの左右方向の位置合せをするためのアジャスト手段を有するようにしてもよい。
このようにすると、アタッチメントとアームの左右方向の位置決めも容易になる。
ここで、アジャスト手段はアタッチメントの吊下部をアームの引掛部にて吊り下げる際に、又は吊り下げた状態でアタッチメントとアームとの左右位置合せができるものをいう。
さらには、前記アタッチメントの第１ピン孔と前記アーム先端孔との位置合せ確認手段を設けてもよい。

本発明に係るアタッチメントの取付構造にあっては、建設機械の運転席からアームを操作し、アタッチメントの吊下部をアームの引掛部にて引っ掛け、持ち上げるようにするだけで、アーム先端孔とアタッチメントの第１ピン孔の位置合せができるので、取り付け作業が容易である。
また、アジャスト手段を備えると、アタッチメントの幅方向（左右方向）の位置合せも容易である。

本発明に係るアタッチメントの取付構造を油圧ショベルに適用した例を示す。（ａ）は全体図、（ｂ）はアーム先端付近の拡大図を示す。（ａ）〜（ｃ）はバケット（アタッチメント）の取付手順の例を示す。引掛部（フック部）付近の拡大図を示す。バケットのブラケット部の拡大図を示し、（ａ）は上面図（平面図）、（ｂ）は側面図を示す。吊下部（吊下ピン）側にアジャスト手段を設けた例を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図を示す。第１ピン孔とアーム先端孔との位置合せ確認手段の例を示す。第１ピン孔とアーム先端孔との位置合せ確認手順を（ａ）〜（ｂ）に示す。

本発明に係るアタッチメントの取付構造は、油圧ショベル，ホイールローダ等、各種建設機械に適用できる。
以下、アタッチメントとしてバケットを用いた油圧ショベルを例に具体的に説明する。

図１に本発明に係るアタッチメントの取付構造を油圧ショベルに適用した例を示す。
無限軌道等を有する走行体２の上部に運転席等を有する旋回体１を有する。
旋回体１には、弓形のブーム３を有し、ブームシリンダ４にて上下方向に回動制御されている。
ブーム３の先端側には、連結軸３ａにて回動可能なアーム５が連結され、アームシリンダ６にて前後方向に回動制御されている。
アームシリンダ６は、シリンダ底部６ａ側をブーム３の上部に連結し、ロッドの先端部６ｂをアーム５の後端部に連結してある。
アーム５の上部側の側部には、補助シリンダとしてのバケットシリンダ７を設けてある。
バケットシリンダ７のシリンダ底部７ａをアーム５側に軸着し、ロッドの先端側を図１（ｂ）に拡大図を示すように、補助リンクとしてのバケットリンク８とアームリンク９とに連節してある。
アームリンク９の他端は、アームに軸着部９ａを介して軸着してあり、バケットリンク８の他端の補助リンク孔８ａは、アタッチメントの例として示したバケット１０のブラケット１１の第２ピン孔１３に後述するように連結される。

アーム５の先端部には、バケット１０のブラケット１１に形成したフロント側の第１ピン孔１２と、ピン連結するためのアーム先端孔５ａを有する。
アーム５は、図３に示すようにアーム先端孔５ａの中心から半径Ｒ_１の軌道上であって、アーム５の両側の側面からバケット側に突設した引掛部１４を有する。
本実施例は、引掛部１４として上方に向けて開口したＵ字溝部１４ａを有するフック部を形成した例を示すが、バケット１０を吊り下げるように引っ掛けることができれば、これに限定されない。
例えば、後述するバケット１０側の吊下ピンをフック状にして、上記引掛部１４をピン状にしてもよい。
フック部１４は、板材で製作し、ボルト１４ｂ，１４ｃにて固定してもよく、溶接等にて固定してもよい。
図６に下側から見た図を示すように、アーム５の両側の側面に一対のフック部１４を左右水平に固定してある。

バケット１０のブラケット１１を上側にした状態での平面図を図４（ａ）、側面図を図４（ｂ）に示す。
左右一対のブラケット板１１ａ，１１ｂに、それぞれ水平に位置したフロント側の第１ピン孔１２ａ，１２ｂと、リア側の第２ピン孔１３ａ，１３ｂを有する。
また、図１（ｂ）に示したように、第１ピン孔１２を中心とした半径Ｒ_２の軸道上で、第１ピン孔１２よりも図１（ｂ）では、第２ピン孔１３側に通し孔１６ａ，１６ｂを形成し、この通し孔に水平状態になるように吊下部としての吊下ピン１５を取り付けてある。
なお、ここでＲ_１＝Ｒ_２となっている。

次に、バケット１０のアーム５への取付手順を説明する。
図１（ｂ）に示すように、バケット１０を裏返し状態（開口部を下側にした状態）にして、地面等に置く。
この状態で、アーム５に固定した引掛部（フック部）１４にて、バケット１０の吊下部（吊下ピン）１５を引っ掛けるようにしてアーム５を上昇させる。
このとき、バケット１０が多少左右方向に傾いていても図２（ａ）に示すように、左右の引掛部１４が水平になっているので、バケット１０が水平になるようにブラケット１１側が持ち上がる。
これにより、バケット１０の自重により、バケット１０の爪先が下になるように回動し、且つＲ_１＝Ｒ_２なので、アーム先端孔５ａと第１ピン孔１２との中心が一致する。
その状態を図２（ｂ）に示す。
この状態で、連結ピン１１２を挿通し、連結する。
この場合に、アーム先端孔５ａの中心線と、第１ピン孔１２の中心線が一致するので、連結ピン１１２の挿通が容易である。
連結ピン１１２の挿通が完了したら、次にバケットシリンダ７の伸縮操作とバケットリンク８の回転により、補助リンク孔８ａとバケットの第２ピン孔１３とを一致させ連結ピン１１３を挿通させる。
この場合に、第１ピン孔１２が位置決めされているので、第２ピン孔１３の位置合せは容易である。
連結ピン１１２，１１３にてアームとバケットとの連結が完了したら吊下げピン１５を抜き去り、バケットの取付作業が完了する。

上記の一連の操作にて、ブラケットをアームに水平に取り付けることができる。
本発明においては、さらにブラケットの幅方向の位置決めを容易にしたので、次に説明する。
図５に示すように左右方向のアジャスト手段として、円錐台からなるコーンリング１５ａを左右のブラケット板１１ａ，１１ｂの内側にそれぞれ取り付けた例を示す。
コーンリング１５ａは、予めブラケット板の内側に仮止めできるように、マグネット１５ｂを埋め込んである。
コーンリング１５ａをブラケット板の内側に仮止めした状態で、吊り下げピン１５を左右のコーンリング１５ａ及び通し孔１６ａ，１６ｂ間に挿通させる。
これにより、アーム５の先端部をブラケット１１の内側に挿入する際に、コーンリング１５ａのテーパー部でアーム５の先端の左右位置が調整される。
また、左右のコーンリング１５ａは、ボルト１５ｃのねじ込み量により、突出量の微調整が可能になっている。
本実施例は、コーンリングをブラケット板の内側にあって吊下げピンに取り付けた例を示したが、アタッチメントとアームとの左右方向の位置合せが可能であればよく、アジャスト手段をアーム側に設けてもよい。

図６，７は、建設機械の運転席からアタッチメントの吊り下げ操作を行いながら、バケットの第１ピン孔１２とアーム先端孔５ａとの位置合せの確認を容易にした位置合せ確認治具２０の例を示す。
図６（ａ）は位置合せ確認治具２０の正面視、（ｂ）は断面図を示す。
（ｃ）はプッシャー２２を押し込んだ状態を示し、（ｂ）と（ｃ）ではストロークＳだけプッシャー２２が移動する。
プッシャー２２は後端側が傾斜面２２ａになっていて、ベース板２１からスプリング２４により後端側に付勢されている。
プッシャー２２には、後端側から押し込まれると外側に突出する標示部材２３が、上記スプリング２４を介して取り付けられている。
また、ベース板２１にはバケットのブラケットに磁着するためのマグネット２１ａが取り付けられている。
これにより、図７（ａ）に示すように位置合せ確認治具２０をブラケット１２ａの外側にマグネットで取り付け、アーム先端をブラケットの内側に挿入操作すると、プッシャー２２の傾斜面２２ａがアーム先端孔５ａの端部に押され、標示部材２３が突出し、最大ｄだけ突出後に位置合せが完了すると寸法ｄだけ没入する。
この状態でアームを保持し、連結ピン１１２を反対側から挿入し、位置合せ確認治具２０を押し出すことで連結が完了する。

１旋回体
２走行体
３ブーム
５アーム
５ａアーム先端孔
６アームシリンダ
７補助シリンダ（バケットシリンダ）
８補助リンク（バケットリンク）
８ａ補助リンク孔
９アームリンク
１０アタッチメント（バケット）
１１ブラケット
１２第１ピン孔
１３第２ピン孔
１４引掛部（フック部）
１５吊下部（吊下ピン）

Claims

建設機械に設けたアームと補助リンクとで、回動操作可能に取り付けるアタッチメントの取付構造であって、
前記アタッチメントは、前記アームの先端側に設けたアーム先端孔を介してピン連結する第１ピン孔と、前記補助リンクの先端側に設けた補助リンク孔を介してピン連結する第２ピン孔とを有し、
前記アームは前記アーム先端孔を中心とする所定の半径の位置に引掛部を有し、
前記アタッチメントは前記第１ピン孔を中心とする前記所定の半径の位置に吊下部を有し、
前記アームに設けた引掛部にアタッチメントの吊下部を引っ掛けて前記アタッチメントを持ち上げることで前記アタッチメントの第１ピン孔と前記アーム先端孔の位置合せを可能としたことを特徴とする建設機械のアタッチメント取付構造。
前記アームに設けた引掛部はアームから前記アタッチメント側に向けて突設した左右一対のフック部であり、
前記アタッチメントに設けた吊下部は前記アタッチメントに左右方向の通し孔を設けて当該通し孔に挿通した吊下ピンであることを特徴とする請求項１記載の建設機械のアタッチメント取付構造。
前記アタッチメントと前記アームとの左右方向の位置合せをするためのアジャスト手段を有することを特徴とする請求項２記載の建設機械のアタッチメント取付構造。
前記アタッチメントの第１ピン孔と前記アーム先端孔との位置合せ確認手段を有することを特徴とする請求項２記載の建設機械のアタッチメント取付構造。