JP5055464B2 - 作業機および取付けピン組立て体 - Google Patents
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Description
バケットの掘削側の先端部分に取り付けられるツースは、掘削作業時に磨耗したり破損したりする。このため、磨耗や破損したツースは、必要に応じて交換される。
具体的には、上記公報に開示された取付け構造では、バケットのアダプタとツースとに形成された貫通孔に取付けピン(第1・第2取付けピン)を挿入し、アダプタからツースが脱落しないように取り付けている。そして、第1取付けピンの雄ネジと第2取付けピンの雌ネジとが螺合されることによって、アダプタの孔に挿入された弾性部材が、第1取付けピンと第2取付けピンとに挟まれて軸方向に圧縮され、径方向に膨張する。これにより、弾性部材の孔の内壁面に対する密着度が増すため、アダプタおよびツースの貫通孔に挿入された第1・第2取付けピンが抜け落ちることを防止している。
すなわち、上記公報に開示された作業機の掘削具では、取付けピンが第1・第2取付けピンという2つの部材によって構成されており、弾性部材を保持する部分に径小部(段差)が形成されている。このため、掘削作業等においてツースに対して大きな衝撃が付与された場合には、この段差部分に応力が集中して取付けピンが折れてしまうおそれがある。
本発明の課題は、取付けピンの耐久性を向上させて長期期間にわたって使用することが可能な作業機および取付けピン組立て体を提供することにある。
また、上記掘削具としては、バケットやリッパに取り付けられるツース(爪部材)やエッジプロテクタ等が含まれる。また、上記外れ止め部材には、例えば、取付けピンの端部に形成された雌ねじに螺合する雄ねじを有するボルト等の締結部材が含まれる。
ここでは、円柱状の取付けピンの外周面と円筒状のブシュの内周面との間に隙間を設けて、ブシュが取付けピンに対して回動可能な状態としている。
これにより、掘削具がアダプタから離間する方向に負荷が掛かった場合には、その負荷は掘削具からブシュに対して伝達されるが、ブシュが取付けピンの外周において回転することで、負荷の一部を逃がすことができる。よって、掘削具がアダプタから離間する方向への負荷が掛かった場合でも、取付けピンに掛かる負荷を効果的に低減することができる。
ここでは、取付けピンの軸方向において互いに対向するブシュ側とアダプタ側との対向面同士の間、あるいはブシュと外れ止め部材との対向面同士の間に、所定の隙間(第1の隙間)を設けている。つまり、アダプタにおける第2貫通孔の端部が開口した側面、あるいは外れ止め部材の側面と、ブシュにおけるその対向面との間に隙間(遊び)はある状態で、取付けピンが取り付けられている。
ここでは、掘削具およびアダプタを貫通する第1・第2貫通孔に挿入された取付けピンの両端に取り付けられたブシュの外周面と、掘削具側の第1貫通孔の内周面と、の間に、所定の隙間(第2の隙間)を設けている。つまり、掘削具とブシュとの間に所定の隙間がある状態で、掘削具がアダプタに対して取り付けられている。
以上のことから、掘削具に対していずれの向きへの衝撃力が付与された場合でも、取付けピンに対して大きな負荷がかかることを回避して、取付けピンが折れてしまうことを効果的に防止することができる。
ここでは、取付けピンの両端からブシュが外れないようにする外れ止め部材として、ボルト部材とワッシャーとを用いている。
これにより、取付けピンの端部に形成された雌ねじに対して、ワッシャーを介してボルト部材の雄ねじを螺合させることで、アダプタとワッシャーとの間においてブシュが取付けピンに沿って移動可能とすることができる。
ここでは、作業機の掘削具として、バケットやリッパの爪部材(ツース)、リッパやバケット、サイドシュラウドのエッジ保護部材(エッジプロテクタ)を用いている。
これにより、上述した取付け構造を採用して各種掘削具を取り付けることで、取付けピンの耐久性を向上させて、長期使用に耐えうる構造を提供することができる。
また、上記掘削具を用いた作業には、例えば、バケットやリッパに取り付けられたツースを用いた掘削作業等が含まれる。つまり、このような作業中にツース等の掘削具に掛かる掘削具がアダプタに対して押し込まれる方向への大きな負荷は、アダプタと掘削具とが互いに当接する面において受ける構造となっており、取付けピンには作業中の負荷はほとんど掛からなくなっている。
これにより、上述した従来の構成と比較して、取付けピンに段差部分がないため、例えば、掘削具とアダプタとが互いに離間する方向に力が掛かった場合でも、取付けピンが段差部分において折れてしまうことを防止することができる。さらに、掘削具とアダプタとを接続する部材が全て金属製であることから、上述した従来の構成と比較して、掘削具の取付け構造を構成する取付けピン組立て体の耐久性を向上させることができる。この結果、この取付けピン組立て体を用いることによって、従来よりも長期間使用に耐えうる掘削具の取付け構造を備えた作業機を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る作業機が採用されたバケットのツース取付け構造について、図1〜図4(b)を用いて説明すれば以下の通りである。
[バケット1のツース2の取付け構造]
本実施形態に係るバケット(作業機)1のツース(爪部材、掘削具)2の取付け構造は、図1に示すように、バケット1に対してツース2を取り付けるための構造であって、ツース2と、アダプタ3と、取付けピン組立て体4とを備えている。
ツース2は、油圧ショベル等の作業機械のアームの先端に装着されたバケット1によって掘削を行うためにバケット1の掘削部分の先端に取り付けられた爪状の部材であって、図1に示すように、先端に向かって薄くなるクサビ状の外形を有している。そして、ツース2は、図2に示すように、空洞部V1と、貫通孔(第1貫通孔)2aと、側壁部2bと、当接面2c(図4(a)参照)と、を有している。
貫通孔2aは、ツース2の側面から空洞部V1まで貫通しており、ツース2の長手方向(ツース2の後端と先端とを結ぶ方向)に直交する方向に沿って形成されている。そして、この貫通孔2aには、後述する取付けピン組立て体4が挿入される。貫通孔2aは、後述する取付けピン組立て体4のブシュ14a,14bの外径よりも若干大きな内径を有している。
当接面2cは、図4(a)に示すように、ツース2内に空洞部V1を形成する内壁面であって、後述するアダプタ3側の当接面3bbに対して当接する。
アダプタ3は、図1に示すように、バケット1における一端に複数設けられており、それぞれに上述したツース2が取り付けられる。そして、アダプタ3は、図2に示すように、貫通孔(第2貫通孔)3aと、挿入部3bと、を有している。
貫通孔3aは、アダプタ3を幅方向に貫通しており、挿入部3bの側壁部3baに形成されている。そして、この貫通孔3aには、上記貫通孔2aと同様に、後述する取付けピン組立て体4が挿入される。貫通孔3aは、後述する取付けピン組立て体4の取付けピン11の外径よりも遊びの分だけ大きな内径を有している。このため、上述した貫通孔2aと比較して、内径が小さい。
当接面3bbは、図4(a)に示すように、ツース2が取り付けられた状態(当接状態)において、ツース2側の当接面2cに対して当接する挿入部3bの外壁面である。
取付けピン組立て体4は、ツース2がアダプタ3から脱落しないように取り付けるための部材であって、図2に示すように、ツース2がアダプタ3に対して取り付けられた状態において、ツース2側の貫通孔2aとアダプタ3側の貫通孔3aとに挿入される。そして、取付けピン組立て体4は、図2に示すように、取付けピン11と、ボルト(外れ止め部材)12a,12bと、ワッシャー(外れ止め部材)13a,13bと、ブシュ14a,14bと、を有している。
ボルト12a,12bは、図3(b)に示すように、一般的な形状を有する金属製の締結部材であって、取付けピン11の両端に形成された雌ねじ11a,11bに対して雄ねじ部分が螺合する。
ここで、油圧ショベル等によるバケット1を用いた掘削作業中等において、ツース2に対して衝撃が付与された場合には、その衝撃力はツース2をアダプタ3側へと押し込む方向に作用する。このとき、ツース2へ付与された衝撃力は、ツース2内部に形成された空洞部V1を形成する当接面2cからアダプタ3の挿入部の外壁面(当接面3bb)において受け止められる。よって、掘削作業中等にツース2に対して付与される衝撃力は、ツース2とアダプタ3とを接続する取付けピン組立て体4には作用しない。これは、ブシュ14a,14bの外周面とツース2の第1貫通孔2a,2aの内壁面との間に隙間が設けられているためである。
ここで、上述した各部材を用いたツース2の取付け構造について、さらに詳しく説明すれば以下の通りである。
すなわち、図4(b)に示すように、ツース2の内部に形成された空洞部V1に対してアダプタ3の挿入部3bが挿入され空洞部V1の内壁面とアダプタ3とが当接した状態(当接状態)で、取付けピン組立て体4が、ツース2とアダプタ3とを幅方向に貫通する貫通孔2aと貫通孔3aとに挿入される。
取付けピン組立て体4の取り付け手順は、以下の通りである。
次に、取付けピン11を、その他端側からツース2側の貫通孔2a、アダプタ3側の貫通孔3a内に挿入する。
また、本実施形態のツース2の取付け構造では、図4(b)に示す取付けピン組立て体4が挿入されたツース2の取り付け状態において、ブシュ14a,14bとアダプタ3の側壁部3baとが互いに対向する面の間には、所定の隙間(第1の隙間)S1が形成されている。さらに、ブシュ14a,14bの外周面とツース2の貫通孔2aの内周面との間には、隙間(第2の隙間)S2が形成されている。
また、取付けピン組立て体4の中に、弾性部材等の経年劣化が大きい部材を含まないため、取付けピン組立て体4としての寿命を従来よりも延長して、長期間に亘る使用が可能になる。
本発明の他の実施形態に係る作業機が採用されたリッパ装置(作業機)20について、図5〜図7を用いて説明すれば以下の通りである。
本実施形態のリッパ装置20は、ブルドーザ等の作業機械のリア側に設けられる掘削用の作業機であって、図5に示すように、ビーム21と、シャンク(アダプタ)22と、プロテクタ(保護部材、掘削具)23と、リッパポイント(爪部材、掘削具)24と、を備えている。
シャンク22は、図6に示すように、ビーム21に対して取り付けられる板状の部材であって、掘削側の先端部分が屈曲して尖った形状を有している。そして、シャンク22の先端部分には、プロテクタ23やリッパポイント24が取り付けられる。
リッパポイント24は、図6に示すように、シャンク22の屈曲部分における尖った先端部を覆う部材であって、掘削作業等によって磨耗や破損した場合には掘削具として交換される。そして、リッパポイント24は、取付けピン組立て体26によってシャンク22の先端部分に固定されている。
取付けピン組立て体26は、図6に示すように、上述した実施形態1の取付けピン組立て体4と同様の構成を有しており、シャンク22とリッパポイント24とを貫通する貫通孔22cおよび貫通孔24aに挿入、取付けされる。
リッパポイント24は、図7に示すように、後端から先端方向に向かって内部に形成された空洞部V2を有している。リッパポイント24をシャンク22の先端部分に取り付ける際には、この空洞部V2内にシャンク22の尖った先端部分を挿入して固定する。このとき、リッパポイント24の空洞部V2内では、シャンク22の先端部分を構成する面が当接した状態となっている。
そして、上記実施形態1と同様に、ブシュ34a,34bの外周面と貫通孔24aの内周面との間、ブシュ34a,34bとシャンク22とが互いに対向する面の間にも、それぞれ隙間が形成されている。
ここで、ブルドーザ等によるリッパ装置20を用いた掘削作業中等において、リッパポイント24に対して衝撃が付与された場合には、その衝撃力はリッパポイント24をシャンク22側へと押し込む方向に作用する。このとき、リッパポイント24へ付与された衝撃力は、リッパポイント24内部に形成された空洞部V2を形成する当接面からシャンク22の挿入部分の外壁面において受け止められる。よって、掘削作業中等にリッパポイント24に対して付与される衝撃力は、リッパポイント24とシャンク22とを接続する取付けピン組立て体26には作用しない。
以上のことから、本実施形態の取付けピン組立て体26を用いたリッパポイント24の取付け構造では、上記実施形態1と同様の効果を得ることができる。
また、同様の構成を有する取付けピン組立て体25を用いたプロテクタ23の取付け構造においても、上記実施形態1と同様の効果を得ることができる。
本発明の他の実施形態に係る作業機が採用されたバケット(作業機)50について、図8〜図9(b)を用いて説明すれば以下の通りである。
ツース51は、掘削作業を行うためにバケット50の先端部分に取り付けられた爪部材であって、上記実施形態1のツース2と同様に、内部に空洞部を有している。そして、バケット50における先端部分に形成された挿入部50aが、ツース51内部の空洞部分に挿入される。そして、ツース51と挿入部50aとを貫通する貫通孔50aa,51aに取付けピン組立て体53が挿入されることで、ツース51が挿入部50aに対して固定される。
取付けピン組立て体54は、ツース間プロテクタ52がバケット50の先端部分から脱落しないように固定するための部材であって、図9(a)に示すように、ツース間プロテクタ52が挿入部50bに対して取り付けられた状態において、ツース間プロテクタ52側の貫通孔52aと挿入部50b側の貫通孔50baとに挿入される。挿入部50bは、図9(b)に示すように、バケット50の底面から上方に向かって立設されている。そして、ツース間プロテクタ52は、図9(a)に示すように、挿入部50bの取付け側の側面50bbにおいて当接している。これにより、掘削作業中等においてツース間プロテクタ52に付与された衝撃力は、挿入部50bの側面50bbにおいて受け止められ、取付けピン組立て体54にはほとんど伝達されない。
そして、取付けピン組立て体54は、上記実施形態1,2と同様の構成を有している。
以上のことから、本実施形態の取付けピン組立て体54を用いたツース間プロテクタ52の取付け構造では、上記実施形態1と同様の効果を得ることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施形態1,2,3では、油圧ショベルのバケットのツース、ブルドーザのリッパ装置のリッパポイントおよびプロテクタ、バケットのツースおよびツース間プロテクタ等の掘削具の取付け構造を備えた作業機に対して、本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
サイドシュラウド61,62は、バケット101の側面101a,101bにおける掘削側寄りに取り付けられるバケット101のエッジ部分を保護する部材である。
サイドシュラウド62も同様に、サイドシュラウド62とバケット101の側面101bとを貫通する貫通孔62a,63bに対して取付けピン組立て体64が挿入され、2箇所で固定されている。
これにより、本発明をバケット101のサイドシュラウド61,62の取付け構造に適用した場合でも、上記実施形態1と同様の効果を得ることができる。
上記実施形態では、外れ止め部材として、ボルトとワッシャーとが別部材のものを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ワッシャーが一体化されたボルトを外れ止め部材として用いてもよい。
あるいは、図11に示すように、一端側においてボルト12a、ワッシャー13a、ブシュ14aが別部材となっており、他端側においてこれらの部材と取付けピンとが一体化された部品111を含む取付けピン組立て体104を用いてもよい。
上記実施形態では、掘削具をアダプタに取り付けた状態では、ブシュと掘削具との間の隙間は、円筒状のブシュの周方向において均一な大きさとなっている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
上記実施形態1では、図4に示すように、ブシュ14a,14bの外周面とツース2の貫通孔2a,2aの内壁面との間の隙間S2は、周方向において均一とされている。
これに対して、例えば、ブシュと貫通孔のツース先端側の内壁面との間の隙間(図4(b)における上側)を、隙間S2の大きさの2倍とし、ツースの基端側(アダプタ側)、図4(b)における下側)の隙間をなくしてもよい。
2 ツース(爪部材、掘削具)
2a 貫通孔(第1貫通孔)
2b 側壁部
2c 当接面
3 アダプタ
3a 貫通孔(第2貫通孔)
3b 挿入部
3ba 側壁部
3bb 当接面
4 取付けピン組立て体
11 取付けピン
11a,11b 雌ねじ
12a,12b ボルト(外れ止め部材)
13a,13b ワッシャー(外れ止め部材)
14a,14b ブシュ
20 リッパ装置(作業機)
21 ビーム
22 シャンク(アダプタ)
22a,22b,22c 貫通孔(第2貫通孔)
23 プロテクタ(保護部材、掘削具)
23a,23b 貫通孔(第1貫通孔)
24 リッパポイント(爪部材、掘削具)
24a 貫通孔(第2貫通孔)
25,26 取付けピン組立て体
31 取付けピン
32a,32b ボルト(外れ止め部材)
33a,33b ワッシャー(外れ止め部材)
34a,34b ブシュ
50 バケット(作業機)
50a 挿入部
50aa 貫通孔(第2貫通孔)
50b 挿入部
50ba 貫通孔(第2貫通孔)
50bb 側面
51 ツース
51a 貫通孔(第1貫通孔)
52 ツース間プロテクタ
52a 貫通孔(第1貫通孔)
53,54 取付けピン組立て体
61,62 サイドシュラウド(保護部材、掘削具)
61a,62a 貫通孔(第1貫通孔)
63a,63b 貫通孔(第2貫通孔)
64 取付けピン組立て体
101 バケット
101a,101b 側面
104 取付けピン組立て体
111 部品
S1 隙間(第1の隙間)
S2 隙間(第2の隙間)
V1,V2 空洞部
Claims (7)
- 掘削作業を行うために作業車両に装着される作業機であって、
第1貫通孔を有し、掘削作業によって消耗する掘削具と、
前記掘削具を用いた作業中に掛かる負荷を受けるように前記掘削具に対して当接する当接面と前記第1貫通孔よりも径が小さい第2貫通孔とを有し、前記掘削具が取り付けられる作業機側のアダプタと、
前記掘削具の前記アダプタへの当接状態において前記掘削具と前記アダプタとを貫通するように配置された前記第1・第2貫通孔に挿入される金属製の円柱状の取付けピンと、
前記取付けピンの外径よりも大きな外径を有する円筒状の部材であって、前記円筒状の内側に前記取付けピンが挿入され、前記第1貫通孔内における前記取付けピンの端部に配置される金属製のブシュと、
前記取付けピンの端部において、前記アダプタとの間に挟み込むようにして前記ブシュが前記取付けピンから外れることを防ぐ金属製の外れ止め部材と、
を備え、
前記ブシュは、前記取付けピンの外周面において、前記アダプタと前記外れ止め部材との間で前記取付けピンの軸方向に移動可能な状態で配置されている、
作業機。 - 前記ブシュは、前記取付けピンに対して回動自在に取り付けられている、
請求項1に記載の作業機。 - 前記取付けピンの軸方向において互いに対向する前記ブシュと前記アダプタとの対向面の間、あるいは前記ブシュと前記外れ止め部材との対向面の間には、第1の隙間が形成される、
請求項1または2に記載の作業機。 - 前記第1貫通孔の内周面と前記ブシュの外周面との間には、第2の隙間が形成される、
請求項1または2に記載の作業機。 - 前記外れ止め部材は、ボルト部材とワッシャーとを有する、
請求項1または2に記載の作業機。 - 前記掘削具は、爪部材、エッジ保護部材を含む、
請求項1または2に記載の作業機。 - 作業機の掘削具が作業機側のアダプタに対して脱落することを防止するために設けられた取付けピン組立て体であって、
前記掘削具の前記アダプタへの装着状態において前記掘削具と前記アダプタとを貫通するように配置された前記掘削具側の第1貫通孔と前記アダプタ側の第2貫通孔とに挿入される金属製の円柱状の取付けピンと、
前記取付けピンの外径よりも大きな外径を有する円筒状の部材であって、前記円筒状の内側に前記取付けピンが挿入され、前記第1貫通孔内における前記取付けピンの端部に配置される金属製のブシュと、
前記取付けピンの両端において前記ブシュが前記取付けピンの両端から外れることを防止する金属製の外れ止め部材と、
を備え、
前記ブシュは、前記取付けピンの外周面において、前記アダプタと前記外れ止め部材との間において前記取付けピンの軸方向に移動可能な状態で配置されている、
取付けピン組立て体。
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