JP4519765B2 - 作業車両のクイックカプラ - Google Patents

Description

本発明は、ホイールローダのような作業車両に装備され、バケットのごとき作業具を迅速に着脱するのに用いられるクイックカプラに関する。

作業車両の代表例である、作業具が取り付けられる作業腕としてのリフトアームを備えたホイールローダは、リフトアームの先端に種々の作業具を適宜に交換装備することにより様々な作業を遂行することができる。

そして、作業具を迅速に着脱交換することができる迅速着脱装置であるクイックカプラが開発され実用されている（例えば、特許文献１参照）。クイックカプラを用いて、作業の形態に合わせ、種類、形状、大きさなどの異なった作業具、例えばバケット、フォーク、把持装置などを、適宜に交換装備することにより、一台のホイールローダを様々な作業・用途に、汎用的に、経済的に、効率よく用いることができる。

クイックカプラの代表例（例えば、特許文献１参照）は、車体の左右幅方向に所定の間隔で備えた一対の一体になったリフトアームの先端にピンによって装備され、作業具はこのクイックカプラに、フックおよびピンによって着脱自在に連結される。

作業具をクイックカプラに連結するには、先ず作業具のフックをカプラ本体のヒッチに掛け、カプラ本体の固定用のピンを手動操作の操作レバーによって作業具に挿通し作業具とカプラ本体とを固定する。作業具をクイックカプラから外すには、連結操作と逆の操作を行なえばよい。

操作レバーは、作業者が容易に操作できる位置に、また固定ピンが作業具に挿通されているかを作業車両の運転席からレバー位置で視認できる位置に、比較的長尺に形成され備えられている。
特開平２−４７４３１号公報（第１図）

しかしながら、上述したとおりの形態の従来のクイックカプラには、次のとおりの解決すべき課題がある。

クイックカプラは、作業腕と作業具の間に位置し、操作レバーは、操作性および視認性のために、カプラ本体から突出し、また左右幅方向のできるだけ外側に備えられるので、例えば作業中に操作レバーが障害物と接触して変形し、この状態で作業腕、作業具などを作動させると、操作レバーと作業腕、作業具などが干渉し、操作レバーが動かされ、固定ピンが作業具から抜け出し作業具に固定ピンが十分に挿通されない状態になる。また、固定ピンが抜け出した状態で作業を続けると、固定ピンおよびその挿通穴の部分が土砂などによって損傷されやすい。

さらに、操作レバーが変形すると、作業具に固定ピンが十分に挿通されているかどうかの運転席からの視認が難しくなる。したがって作業者は、運転席から降りて固定ピンの挿通状態を直接確認しなければならず、確認が面倒であり作業も中断されてしまう。

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、作業車両の作業腕に装備され、操作レバーによる固定ピンの抜き差しにより作業具を着脱自在に連結するクイックカプラにおいて、固定ピンを作業具に差し込み挿通した「固定位置」に確実に、操作レバーが障害物などと干渉しても保持できるようにするとともに、固定ピンの挿通状態を作業者が直接視認しなければならない面倒を除いた、作業車両のクイックカプラを提供することである。

本発明によれば上記技術的課題を解決するクイックカプラとして、作業車両の作業腕に装備され、作業具を着脱自在に連結するカプラ本体と、カプラ本体に備えられ、作業具に抜き差し自在に挿通しカプラ本体と作業具との連結状態を解除自在に固定する固定ピンと、この固定ピンにリンク機構を介して連結され、固定ピンを作業具に差し込んだ「固定位置」と作業具から抜き出した「解放位置」に操作する、カプラ本体に取り付けられた操作レバーと、リンク機構に備えられ、固定ピンを「固定位置」のときには「固定位置」方向に「解放位置」のときには「解放位置」方向にそれぞれ付勢するスプリングと、リンク機構を固定ピン「固定位置」の状態に解除自在に固定する固定手段とを具備し、固定手段が、リンク機構をカプラ本体に解除自在に固定する固定部材を具備し、固定部材が、リンク機構またはカプラ本体のいずれか一方に回動自在に保持され、いずれか他方にハンドル部を有して掛け外しを自在に取り付けられる、合成ゴムにより形成された弾性部材を具備している、ことを特徴とする作業車両のクイックカプラが提供される。

本発明に従って構成された作業車両のクイックカプラは、カプラ本体と作業具を連結する固定ピンと、固定ピンを抜き差しする操作レバーとを連結するリンク機構を、固定ピンが作業具に差し込まれた「固定位置」の状態に解除自在に固定する固定手段を備えている。

したがって、固定手段によって、固定ピンと操作レバーとを連結しているリンク機構が、固定ピン「固定位置」の状態に固定されるので、操作レバーが障害物などと干渉しても固定ピンは確実に「固定位置」に保持される。また、固定ピンの挿通状態を作業者が直接視認しなければならない面倒も除かれる。

以下、本発明に従って構成されたクイックカプラについて、代表的な作業車両であるホイールローダにおける好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。

クイックカプラおよび作業具としてのバケットを装備したホイールローダの側面図である図４、およびバケット単体の側面図である図５を参照して説明する。全体を番号２で示すホイールローダは、左右幅方向（図４の紙面に垂直の方向）にそれぞれ一対の車輪４、４を有した前車体６および後車体８が、屈折自在に連結された屈折操向式の車体を備えている。

前車体６には、上下方向に揺動自在に取り付けられた作業腕である左右幅方向に間隔を置いて一体に形成された一対のリフトアーム１０、１０を備えている。後車体８には、運転席８ａを有した運転室８ｂ、ならびにその後方にエンジン、油圧源などの動力源を収容したエンジン室８ｃを備えている。

リフトアーム１０、１０それぞれと前車体６の間には、リフトアーム１０、１０を揺動作動させる一対のリフトシリンダ１２、１２が備えられている。リフトアーム１０、１０には、長手方向中間の車体幅方向中央にチルトレバー１４が揺動自在に備えられ、チルトレバー１４の一端と前車体４の間にはチルトレバー１４を揺動作動させるチルトシリンダ１６が、チルトレバー１４の他端にはチルトロッド１８が備えられている。

リフトアーム１０、１０の先端およびチルトロッド１８の先端に、作業具としてのバケット２０を着脱自在に連結するクイックカプラ２２が装備されている。クイックカプラ２２は、そのカプラ本体２４が、リフトアームアーム１０、１０にそれぞれピン２６、２６により、またチルトロッド１８にピン２８により、連結されている。

バケット２０（図５）は、左右幅方向（図５の紙面に垂直の方向）に所定の間隔で、上下方向に延びた一対の連結プレート２０ａ、２０ａを備えている。連結プレート２０ａ、２０ａそれぞれの上部にはカプラ本体２４に連結するためのフック２０ｂが、下部にはカプラ本体２４に備えた固定ピン（固定ピンについては後に説明する）が挿通される挿通孔２０ｃが備えられている。

クイックカプラ２２について、クイックカプラ２２を、ホイールローダ２の運転席８ａの側から見た正面図である図１、および側方から見て操作レバーおよび固定手段の部分を中心に実線で、カプラ本体を二点鎖線で示した断面図である図２を参照して説明する。

クイックカプラ２２は、カプラ本体２４と、カプラ本体２４に備えられ連結したバケット２０（作業具）に抜き差し自在に挿通され、カプラ本体２４とバケット２０の連結状態を解除自在に固定する左右一対の固定ピン３０、３０と、固定ピン３０、３０にリンク機構３６を介して連結され、固定ピン３０、３０をバケット２０の挿通孔２０ｃに差し込んだ「固定位置（図１の位置）」および抜き出した「解放位置」に操作するカプラ本体２４に備えた操作レバー３２と、リンク機構３６を固定ピン３０「固定位置」の状態に解除自在に固定する固定手段３４を具備している。

カプラ本体２４は、左右幅方向（図１の左右方）を略対称にして形成されている。左右および上下方向の中央に前記チルトロッド１８との連結ピン２８が、また左右両側下部にリフトアーム１０、１０それぞれとの連結ピン２６、２６が、着脱自在に備えられている。

左右幅方向における、連結ピン２８と連結ピン２６、２６それぞれとの間には、前述のバケット２０に備えた一対の連結プレート２０ａ、２０ａが位置付けられ着脱自在に連結される、一対のプレート２４ａ（外側）、２４ｂ（内側）を所定の間隔で設置したヒッチ部２４ｃ、２４ｃが備えられている。

一対のプレート２４ａ、２４ｂの幅方向の間隔は、バケット２０の連結プレート２０ａがその間に自在に位置付けられる大きさに形成されている。一対のプレート２４ａ、２４ｂの間の上部には、連結プレート２０ａのフック２０ｂが掛けられるヒッチ２４ｄが備えられ、一対のプレート２４ａ、２４ｂの下部には、固定ピン３０の挿通孔２４ｅ、２４ｆが備えられている。

操作レバー３２は、左側のヒッチ部２４ｃに位置し、カプラ本体２４の左右幅方向に延びる軸線Ｘ１を中心に回動自在に延びたシャフト３２ａと、シャフト３２ａの一端側、ヒッチ部２４ｃのプレート２４ａの外側部に一体的に取り付けられ、上方に帯状に延びたレバー３２ｂを備えている。

リンク機構３６は、操作レバー３２のシャフト３２ａの他端側に軸線Ｘ１から半径方向外方に延び一体的に取り付けられたレバー３６ａと、カプラ本体２４の左右幅方向の略中央下部に軸線Ｘ２を中心に回動自在に取り付けられたクロスレバー３６ｂと、クロスレバー３６ｂとレバー３６ａとを結ぶロッド３６ｃと、クロスレバー３６ｂと一対の固定ピン３０，３０それぞれを結ぶ一対のリンク３６ｄ、３６ｅを備えている。

固定ピン３０は、操作レバー３２の操作により、リンク機構３６を介して、カプラ本体２４の幅方向の、矢印Ｚ１で示す方向に移動してバケット２０の挿通孔２０ｃに差し込んだ「固定位置」（図１の位置）と、矢印Ｚ２で示す方向に移動して挿通孔２０ｃから抜き出した「解放位置」に位置付けられる。

一対の固定ピン３０、３０は、クロスレバー３６ｂに連結したスプリング３７により、「固定位置」のときには「固定位置」方向に、「解放位置」のときには「解放位置」方向にそれぞれ付勢されている。

固定手段３４について、先ずその概要を説明する。固定手段３４はリンク機構３６をカプラ本体２４に解除自在に固定する固定部材としての弾性部材３８を備えている。弾性部材３８は、リンク機構３６の前記レバー３６ａと実質上一体になったレバー４０に一端を回動自在に保持され、他端をカプラ本体２４の左右のヒッチ部２４ｃ、２４ｃの間の連結部材２４ｇに一体に備えたブラケット４２に掛け外しを自在に取り付けられている。

したがって、弾性部材３８の他端をブラケット４０に掛けることにより、リンク機構３６は動かないように固定され固定ピン３０および操作レバー３２は固定ピン「固定位置」の状態に保持される。

そして、弾性部材３８の他端をブラケット４２から外し、リンク機構３６の固定を解除することにより、操作レバー３４は操作可能になり、固定ピン３０を「解放位置」に抜き出すことができる。

図１、図２とともに図３を参照して固定手段３４について詳述する。

レバー４０は、操作レバー３２のシャフト３２ａに取り付けられた、軸線Ｘ１を挟んでレバー３６ａの反対側に延びたレバー本体４０ａと、レバー本体４０ａの先端に一体に取り付けられ弾性部材３８の一端側を回動自在に、軸線Ｘ１と平行に延びるピン４４を介して支持するＵ字形状のブラケット４０ｂを備えている。

主として図３を参照して説明する。弾性部材３８は、合成ゴムによって成形され、ブラケット４０ｂにピン４４により回動自在に取り付けられる円柱状の基部３８ａと、ブラケット４２に係脱自在に係合する球体部３８ｂと、基部３８ａと球体部３８ｂの間に延びる矩形断面の胴部３８ｃと、手による伸張操作用に球体部３８ｂに連続してＴ字状に形成されたハンドル部３８ｄを備えている。

弾性部材３８は、例えばエチレンプロピレンゴムのような、耐候性、耐摩耗性、耐衝撃性などに優れた耐久力を有する合成ゴムによって形成されている。

ブラケット４２は、弾性部材３８の球体部３８ｂを係脱自在に係合する半球状受部Ｓと、弾性部材３８の矩形の胴部３８ｃを通すための半球状受部Ｓに続くスリットＧを備えている。

弾性部材３８をブラケット４２に取り付けるには、弾性部材３８をそのハンドル部３８ｄを手指でつかみ伸張させ、球体部３８ｂをブラケット４２の半球状受部Ｓに、胴部３８ｃをスリットＧに通しながら係合させる。弾性部材３８をブラケット４２から外す場合は、これと逆の操作を行えばよい。外した弾性部材３８は、図２に二点鎖線で示すように、一端をリンク機構３６のレバー４０に回動自在に支持した状態で下方に垂れ下げておく。

上述したとおりの作業車両のクイックカプラ２２の作用・効果について説明する。

本発明に従って構成された作業車両のクイックカプラ２２は、カプラ本体２４とバケット（作業具）２０を連結する固定ピン３０と、固定ピン３０を抜き差しする操作レバー３２とを連結するリンク機構３６を、固定ピン３０が作業具２０に差し込まれた「固定位置」の状態に解除自在に固定する固定手段３４を備えている。

したがって、固定手段３４によって、固定ピン３０と操作レバー３２とを連結しているリンク機構３６が、固定ピン「固定位置」の状態に固定されるので、操作レバー３２が障害物などと干渉しても固定ピン３０は確実に「固定位置」に保持される。また、固定ピン３０の挿通状態を作業者が作業車両の運転席から降りて直接視認しなければならない面倒も除くことができる。

また、固定手段３４は、リンク機構３６をカプラ本体２４に解除自在に固定する固定部材３８を具備し、固定部材３８は、リンク機構３６に回動自在に保持されカプラ本体２４に掛け外しを自在に取り付けられる合成ゴムにより形成された弾性部材を具備している。

したがって、固定手段３４の操作は、手指による固定部材（弾性部材）３８の掛け外しでよいので、着脱が容易である。また、固定手段３４は、構成も簡単であるので、製作が容易であり、コストも安くすることができる。

さらに、固定部材３８を合成ゴムによって形成することにより、操作が容易であるとともに、土砂などが接触しても損傷されにくく、固定を解除し回動自在に保持した状態で周囲の金属部材などと当接しても騒音を発生することがない。

以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。

本発明の実施の形態においては、リンク機構３６を固定ピン「固定位置」の状態に解除自在に固定する固定手段３４は、リンク機構３６をカプラ本体２４に解除自在に固定するようにしたが、カプラ本体２４に固定しないで、リンク機構３６のレバー、リンク等を互いに連結し固定するようにしてもよい。

本発明の実施の形態においては、固定部材としての弾性部材３８は、リンク機構３６に回動自在に保持され、カプラ本体２４に掛け外しを自在に取り付けられているが、逆にカプラ本体２４に回動自在に、そしてリンク機構３６に掛け外し自在に取り付けてもよい。

本発明に従って構成された作業車両のクイックカプラを作業車両の運転席側から見た（図４のＣ−Ｃ矢印方向に見た）正面図。 図１のＡ−Ａ矢印方向に見て、カプラ本体は二点鎖線で示し、操作レバーおよび固定手段の部分を中心に示した断面図。 （ａ）図１の固定手段の部分の拡大詳細図、（ｂ）図３（ａ）を矢印Ｂ−Ｂ方向に見た図。 本発明に従って構成されたクイックカプラおよびクイックカプラにより連結された作業具としてのバケットを装備した、作業車両としてのホイールローダの側面図。 図４のバケット単体の側面図。

符号の説明

２：ホイールローダ（作業車両）
１０：リフトアーム（作業腕）
２０：バケット（作業具）
２２：クイックカプラ
２４：カプラ本体
３０：固定ピン
３２：操作レバー
３４：固定手段
３６：リンク機構
３８：弾性部材（固定部材）

Claims (1)

1. 作業車両の作業腕に装備され、作業具を着脱自在に連結するカプラ本体と、
   カプラ本体に備えられ、作業具に抜き差し自在に挿通しカプラ本体と作業具との連結状態を解除自在に固定する固定ピンと、
   この固定ピンにリンク機構を介して連結され、固定ピンを作業具に差し込んだ「固定位置」と作業具から抜き出した「解放位置」に操作する、カプラ本体に取り付けられた操作レバーと、
   リンク機構に備えられ、固定ピンを「固定位置」のときには「固定位置」方向に「解放位置」のときには「解放位置」方向にそれぞれ付勢するスプリングと、
   リンク機構を固定ピン「固定位置」の状態に解除自在に固定する固定手段と
   を具備し、
   固定手段が、リンク機構をカプラ本体に解除自在に固定する固定部材を具備し、
   固定部材が、リンク機構またはカプラ本体のいずれか一方に回動自在に保持され、いずれか他方にハンドル部を有して掛け外しを自在に取り付けられる、合成ゴムにより形成された弾性部材を具備している、ことを特徴とする作業車両のクイックカプラ。

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