JP5112106B2 - 作業機の作業部着脱装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業機の作業部着脱装置に関し、詳しくは、リフトアームの先端にバケット等の作業用アタッチメントを有する作業部を、本体車両へ着脱自在に連結する作業部着脱装置に関する。

特許文献１に示されている作業部着脱装置を、図１２〜１４に基づいて説明する。

図１２は作業機１０の側面図であり、作業機１０は、本体車両２０と、作業部４０と、本体車両２０に作業部４０を着脱自在に連結する作業部着脱装置５０とを備える。作業部着脱装置５０は、本体車両２０に設けられた連結ブラケット２１と、作業部４０に設けられた連結フレーム４３とで構成される。

前記連結ブラケット２１は、鋼板製の部材で、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、上部に連結孔２１ａを、下部にＵ字型の係合フック２１ｂを有する。連結孔２１ａの周囲には、紙面に対して直交する方向に隆起した円盤状のガイド部２１ｃが形成されている。係合フック２１ｂは、後述するように、作業部４０の連結フレーム４３の支点ピン４３ｂを支持するものである。

一方、前記作業部４０は、図１４に示すように、本体車両２０の左右両側に架設されたリフトアーム４１と、リフトアーム４１の先端に揺動自在に取り付けられる作業用アタッチメント４２と、リフトアーム４１の基端に取り付けられる連結フレーム４３とを有する。リフトアーム４１には、基端側に設けられリフトアーム４１の昇降を操作するリフトシリンダ４４と、先端側に設けられ作業用アタッチメント４２の昇降を操作するダンプシリンダ４５と、リフトアーム４１を支持するスタンド４６とが取り付けられている。

前記連結フレーム４３は、対向する２枚の鋼板製部材からなり、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、２枚の鋼板製部材の上部に被連結孔４３ａが形成され、２枚の鋼板製部材間の下部に支点ピン４３ｂが架設され、２枚の鋼板製部材の対向面にガイドプレート４３ｃが形成されたものである。ガイドプレート４３ｃは、連結フレーム４３の係合側端部から被連結孔４３ａに向かって上下方向の幅が次第に縮小して設けられ、後述するように、本体車両２０と作業部４０との装着作業の段階で、連結ブラケット２１の円盤状のガイド部２１ｃの周面部が当接し、連結ブラケット２１の連結孔２１ａと連結フレーム４３の被連結孔４３ａとを一致させるようにガイドするものである。

この作業機１０における本体車両２０への作業部４０の装着作業は、以下の手順で行う。

（１）図１４に示すように、作業用アタッチメント４２の底面を接地させてスタンド４６を地面に立てた状態で作業部４０を置く。

（２）作業部４０のリフトアーム４１の基端部に設けられた連結フレーム４３の下側に、本体車両２０の連結ブラケット２１が配置されるように、本体車両２０を作業部４０に向かって図示右方に移動（前進）させる。

（３）作業部４０のダンプシリンダ４５のピストンロッドを伸出させて作業用アタッチメント４２を徐々に立て（図１２参照）、スタンド４６を支点としてリフトアーム４１の連結フレーム４３側を降下させて、リフトアーム４１の連結フレーム４３の支点ピン４３ｂと、本体車両２０の連結ブラケット２１の係合フック２１ｂとを係合させる（図１３（ａ）参照）。

（４）さらに、作業部４０のダンプシリンダ４５のピストンロッドを伸出させ、支点ピン４３ｂと係合フック２１ｂとの係合部を支点として作業部４０の連結フレーム４３を立てる。そして、連結フレーム４３の被連結孔４３ａと連結ブラケット２１の連結孔２１ａとの位置が合った時点で、これらの孔に連結ピンを通し、これにより作業部４０を本体車両２０の前方に固定する（図１３（ｂ）参照）。なお、連結フレーム４３の降下によって支点ピン４３ｂと係合フック２１ｂとが係合した後は、リフトシリンダ４４のピストンロッドを退入させることで被連結孔４３ａと連結孔２１ａの位置を合わせても良い。その後、スタンド４６を格納して、装着が完了する。

以上のように、上記の作業部着脱装置では、本体車両側の係合フック２１ｂと作業部側の支点ピン４３ｂとを係合させた状態で、本体車両側の連結孔２１ａと作業部側の被連結孔４３ａとをピン結合することで、両者を固定している。これにより、重量物である本体車両２０と作業部４０との着脱を、人力によらず、主として本体車両２０の移動および作業部４０を操作することによって行うことができる。

上記の作業部着脱装置では、例えば地面がぬかるんだ状態であると本体車両及び作業部が不安定になるため、両者の位置合わせが困難となり、特に、本体車両側の係合フック２１ｂと作業部側の支点ピン４３ｂとを係合させる工程（上記（３）の工程）が困難となる。従って、係合フック２１ｂを支点ピン４３ｂの外径よりも大きく設定し、両者の間に遊びを設け、係合時の位置決め誤差を許容できる構成にしておく必要がある。

しかし、このように係合フック２１ｂと支点ピン４３ｂとの間に遊びを設けると、作業部を本体車両に固定した状態でも係合フック２１ｂと支点ピン４３ｂとの係合部に隙間が形成されることとなり、装着後の作業部にガタツキが生じる恐れがある。

本発明の課題は、本体車両に作業部を容易に装着することができると共に、装着後の作業部にガタツキが生じる事態を回避できる作業部着脱装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は、作業機の本体車両の連結ブラケットと、リフトアームの先端部に作業用のアタッチメントを取り付けた作業部の連結フレームとを係合させることで、両者を着脱自在に連結する作業部着脱装置であって、連結フレームに支点ピンを設けると共に、連結ブラケットに、上方を開口し、前後方向に対向する一対の側壁を有するＵ字型をなし、一対の側壁の間に前記支点ピンを挿入することにより支点ピンと係合する係合フックを設け、支点ピンと係合フックの側壁との間の前後方向の隙間量を調整可能とし、支点ピンと係合フックとを係合させた状態で、支点ピンと係合フックの側壁との間の前後方向の隙間量を小さくすることにより、係合部における前後方向のガタツキを抑えるようにしたことを特徴とする。

このように、本発明の作業部着脱装置では、本体車両と作業部との係合部における隙間量を調整可能としている。これにより、作業部を本体車両に装着する際は、係合部における隙間量を大きくすることにより係合を容易化することができ、一方、作業部を本体車両に装着した後は、前記隙間量を小さくすることにより（あるいは隙間量を０にすることにより）、作業時における作業部のガタツキを抑えることができる。

この場合、例えば、係合部における前後方向の隙間に挿入可能な隙間調整部材を設け、この隙間調整部材を前記隙間に挿入し、あるいは抜き取ることにより、前記隙間量を調整する ことができる。すなわち、作業部の装着時には、隙間調整部材を抜き取ることで前記隙間量を大きくして係合を容易化することができ、作業部を装着した後は、 隙間調整部材を前記隙間に挿入して隙間量を小さくし（あるいは隙間量を０にし）、作業部のガタツキを抑えることができる。このとき、作業部の自重を利用して隙間調整部材を係合部で挟持すれば、別途の機構を設けることなく隙間調整部材の係合部の隙間からの抜け止めを行うことができる。

また、前記係合部において、本体車両又は作業部に、支点ピンを前後両側から挟持可能な挟持部を設けることにより、前記隙間量を調整可能とすることもできる。この場 合、作業部の装着時には、挟持部の幅を広くすることにより前記隙間量を大きくして装着作業を容易化し、作業部を装着した後は、挟持部で係合相手材を挟持す ることにより前記隙間量を小さくして（あるいは隙間量を０にして）、作業部のガタツキを抑えることができる。

ところで、作業部の本体車両からの離脱作業は、作業部に設けたスタンドを離脱位置に立てて作業部を立設し、作業部の基端部（本体車両との連結部）を上下動可能な状態で行われる。このとき、作業部のスタンドの接地部に、地面との摩擦を低減する低摩擦部材を設ければ、スタンドの接地部が地面の上を滑りやすくなり、作業部の上下動させやすくなる。これにより、例えば、作業部に設けたシリンダの残圧を抜く際のシリンダの伸縮により、作業部の基端部を容易に上下動させることができるため、シリンダの残圧抜きのみで作業部の離脱を行うことができ、離脱作業を簡略化することができる。

以上のように、本発明によると、本体車両に作業部を容易に装着することができると共に、装着後の作業部にガタツキが生じる事態を回避できる作業部着脱装置が得られる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明にかかる作業部着脱装置５０を示す。この作業部着脱装置５０は、図１２に示す作業機１０に組み込まれるものであり、作業部４０に設けられた連結フレーム４３と、本体車両２０に設けられた連結ブラケット２１とを主に備える。連結フレーム４３は、連結ブラケット２１を車両幅方向両側（図１の紙面と直交する方向両側）から挟むように２枚設けられ、図１ではその一部を切り欠いて示している。各連結フレーム４３の下端部及びその後方側の端縁には、車両幅方向外側にやや開いて折り曲げたガイド部４３ｄが設けられている。連結フレーム４３と連結ブラケット２１との装着時には、このガイド部４３ｄで、連結ブラケット２１を２枚の連結フレーム４３の間に案内することができる。尚、作業機１０の作業部着脱装置５０、及び作業部４０のスタンド４６以外の構成は図１２と同様であるため、説明を省略する。また、図１では、右側が車両前方側、左側が車両後方側となる。

作業部着脱装置５０は、本体車両２０の連結ブラケット２１と作業部４０の連結フレーム４３との係合部Ａにおける隙間量を調整することができ、本実施形態では、連結フレーム４３に、係合部Ａにおける隙間量を調整する隙間調整部材６０が設けられている。この隙間調整部材６０は、調整板６１と、調整板レバー６２とを主に備え、連結フレーム４３に対して上下方向にスライド可能に設けられる。この調整板６１の先端部を、係合部Ａにおける隙間、すなわち連結ブラケット２１の係合フック２１ｂと連結フレーム４３の支点ピン４３ｂとの間に挿入することで、係合部Ａにおける隙間量を調整することができる。図示例では、この隙間量が０となるまで調整板６１を挿入した状態を示している。

調整板６１は、図２に示すように、係合部Ａの隙間に挿入される板状の挿入部６１ａと、調整板レバー６２に連結される棒状の連結部６１ｂとを有し、連結部６１ｂがジョイント６３を介して調整板レバー６２に連結される。挿入部６１ａの先端部は、図１に示すように先細り形状を成し、これにより係合部Ａの隙間に挿入しやすくなると共に、挿入部６１ａをこの隙間に押込んで隙間量を完全に０にすることができる。連結部６１ｂは、２枚の連結フレーム４３間に設けられたガイドローラ６４で前後両側から挟持され、これにより調整板６１が上下方向にスライド可能にガイドされる。

調整板レバー６２は、２枚の連結フレーム４３間に設けられた固定部６５の孔６５ａに挿入されると共に、レバー保持部６６の孔６６ａに挿入される（図３参照）。固定部６５とレバー保持部６６との間には、内周に調整板レバー６２を挿入したバネ６７が介在される。通常は、図４（ａ）に示すように、バネ６７の弾性力によりレバー保持部６６が上方に押し上げられ、レバー保持部６６の孔６６ａと調整板レバー６２の外周面とが接触し、これにより調整板レバー６２が所定位置に保持される。調整板レバー６２を動かす際は、図４（ｂ）に示すようにレバー保持部６６を下方へ押し下げ、レバー保持部６６の孔６６ａと調整板レバー６２とを非接触にすることで、調整板レバー６２の保持が解除される。図示例では、調整板レバー６２の外周面を円筒面状にすることにより、任意の位置で調整板レバー６２を保持でき、これにより係合部Ａの隙間量を確実に０にすることができる。尚、調整板レバー６２の構成はこれに限らず、例えば、調整板レバー６２の外周に凹部を設け、この凹部とレバー保持部６６の孔６６ａとを係合させることにより、調整板レバー６２を保持するようにしてもよい（図示省略）。この場合、所定の位置で確実に調整板レバー６２を保持することができる。

図５に、作業部４０の側面図を示す。作業部４０には、リフトアーム４１に設けられたスタンド４６の接地部に、地面との摩擦を低減する低摩擦部材４７が設けられる。具体的には、例えば図６に示すようなローラ４８や、あるいは図７に示すような樹脂板４９が設けられる。樹脂板４９の材料は、地面との摩擦を低減するものであれば特に限定されず、例えば超高分子量ポリエチレン等を使用することができる。

このような作業部着脱装置５０を有する作業機１０において、作業部４０の本体車両２０への装着は、以下のようにして行われる。まず、上述した従来の工程（１）〜（３）と同様の工程を経て、作業部４０の支点ピン４３ｂと本体車両２０の係合フック２１とを係合させる。この係合時には、隙間調整部材６０の調整板レバー６２を上方に引き上げ、調整板６１の先端が係合フック２１ｂと支点ピン４３ｂとの係合に関与しない状態とする。これにより、係合フック２１ｂと支点ピン４３ｂとの係合部Ａの隙間量を十分に設けることができるため、作業部４０と本体車両２０との相対的な位置ずれを許容しながら両者を係合させることができ、装着作業を容易化することができる。

支点ピン４３ｂと係合フック２１ｂとの係合が完了したら、図１２に示す状態からさらにダンプシリンダ４５を伸出させることにより、図８に示すように本体車両２０の前輪をやや浮かせると共に、図９に示すように連結フレーム４３を連結ピン（連結孔４３ａ）を中心に図中の半時計回りに回転させる。これにより、連結フレーム４３の支点ピン４３ｂが前方へ移動し、支点ピン４３ｂと係合フック２１ｂとの係合部Ａにおける隙間量が大きくなる。この状態で、隙間調整部材６０の調整板レバー６２を下方へ降下させ、調整板６１の先端を係合部Ａの隙間に挿入する。これと同時に、連結孔２１ａと被連結孔４３ａに連結ピンを通す。その後、ダンプシリンダ４５を退入させ、あるいはリフトシリンダ４４を伸出させて、本体車両２０の前輪を接地させると、作業用アタッチメント４２等の重力により作業フレーム４３が図９の時計回り方向に回転し、調整板６１の先端部が支点ピン４３ｂと係合フック２１ｂとで挟まれる。このように、支点ピン４３ｂと係合フック２１との係合部Ａの隙間に調整板６１を挿入することで、作業時における作業部４０のガタツキを抑えることができる。また、調整板６１は、支点ピン４３ｂと係合フック２１ｂとで挟まれているため、クサビと同様の効果により調整板６１の係合部Ａの隙間からの抜け止めを行うことができる。

作業部４０を本体車両２０から離脱する場合は、基本的には上記の装着操作と逆の操作を行えばよい。以下に、この離脱操作について説明する。

（１）ダンプシリンダ４５を伸長させ、作業用アタッチメント４２を立てた状態にし、本体車両の前輪を少し浮かせた状態にする（図８参照）。これにより、調整板６１を挟持している支点ピン４３ｂと係合フック２１ｂとを互いに離反させ、調整板６１に加えられている挟持力を取り除く。この状態で調整板レバー６２を引き上げて、調整板６１を隙間から引き抜くと同時に、連結孔２１ａ及び被連結孔４３ａから連結ピンを引き抜く。このとき、必要に応じてシリンダ４４、４５を伸縮し、連結孔２１ａと被連結孔４３ａとの位置あわせを行っても良い。

（２）スタンド４６を立ち位置にセットした後、ダンプシリンダ４５を退入させ、作業用アタッチメント４２の底部を水平接地すると共に、スタンド４６を地面に立てる（図１２で連結フレーム４３と連結ブラケット２１とが係合した状態）。

（３）ダンプシリンダ４５の残圧を完全に抜き、作業部４０の重力でダンプシリンダ４５を退入させ、これによりリフトアーム４１の基端側を上方に持ち上げる。本実施形態では、図５に示すように、スタンド４６の接地部に低摩擦部材４７が設けられているため、スタンド４６の接地部がリフトアーム４１を立ち上げる方向（図５の右側）に容易にスライドし、リフトアーム４１の基端部、及びこの基端部に取り付けた連結フレーム４３が上方に持ち上げられる。これにより、連結フレーム４３に設けた支点ピン４３ｂが、本体車両２０側の連結ブラケット２１の係合フック２１ｂに対して上方に移動し、支点ピン４３ｂと係合フック２１ｂとの係合状態が解除される。このように、スタンド４６の接地部に低摩擦部材４７を設けることにより、残圧抜きによるシリンダの退入により支点ピン４３ｂと係合フック２１ｂとの係合を解除することができる。

（４）その後、図示しない油圧配管等を分離し、本体車両２０を後退させて、離脱が完了する。

尚、本実施形態では、隙間調整部材６０を係合部Ａの隙間の上方から挿入する構成を示したが、これに限らず、例えば係合部Ａの隙間の下方から挿入する構成や、車両幅方向（図１の紙面と直交する方向）から挿入する構成であってもよい。

本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。尚、以下の説明において、上記実施形態と同一の構成及び機能を有する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

図１０に示す実施形態は、隙間調整部材６０の構成が上記実施形態と異なる。図示例では、調整板レバー６２が、ジョイント１６３を介して、調整板６１に対して回動可能に取り付けられる。また、固定部６５の上面にはロックナット６８が設けられ、ロックナット６８には外径へ突出したロックナットレバー６９が設けられる。このロックナット６８の内周に挿入された調整板レバー６２の外周には、ロックナット６８の内周の雌ねじ部と螺号する雄ねじ部が形成される（図示省略）。調整板レバー６２を一方に回転させてねじを締め込むと、調整板レバー６２及び調整板６１が下方に移動し、調整板レバー６２を他方に回転させてねじを緩めると、調整板レバー６２及び調整板６１が上方に移動する。これにより、隙間調整部材６０を連結フレーム４３に対して上下動させることができる。また、ロックナット６８を回転させてねじを締め込むと、調整板レバー６２の回転が規制され、調整板レバー６２が所定位置に保持される。逆に、ロックナット６８自体を緩めると、調整板レバー６２の保持が解除され、調整板レバー６２を回転させて上下動させることができる。尚、ロックナット６８及びロックナットレバー６９は、ラチェット機能を有するメガネレンチとナットとを組み合わせた構成としてもよい。

上記の実施形態では、係合部Ａの隙間を調整する手段として、隙間調整部材６０を隙間に挿入するものが示されているが、これに限られない。図１１に示す実施形態では、連結ブラケット２１に挟持部材１６０を設け、この挟持部材１６０と係合フック２１ｂの内壁との間で支点ピン４３ｂを挟持する挟持部を構成することで、係合部Ａの隙間を調整可能としている。尚、図１１では、図の簡略化のため連結フレーム４３の図示は省略し、支点ピン４３ｂのみを表示している。また、図１１では、左側が車両前方側、右側が車両後方側（図１とは左右反対）になっている。

挟持部材１６０は、挟持板１６１と挟持板レバー１６３とを主に備える。挟持板１６１は、ピン１６２を中心に回転可能に連結ブラケット２１に枢着され、係合フック２１ｂとの間で支点ピン４３ｂを挟持可能に取り付けられる。挟持板レバー１６３は挟持板１６１を回転させるものであり、支点１６４を中心に回転可能に本体車両２０側に取り付けられる。図中に矢印で示すように、調整板レバー１６３を上方位置（二点鎖線）から下方位置（実線）に下げると、調整板１６１が図中反時計回りに回転して支点ピン４３ｂを挟持し（実線）、係合部Ａの隙間量が０となる。尚、本実施形態では、一端を調整板レバー１６３に取り付け他端を連結ブラケット２１に取り付けたスプリング１６５が設けられ、このスプリング１６５とストッパー１６６、１６７により、調整板レバー１６３は上方位置（二点鎖線）あるいは下方位置（実線）の何れかの状態に保持される。これにより、挟持部材１６０が係合部Ａの隙間に全く侵入しない状態（二点鎖線）と、挟持部材１６０と係合フック２１ｂとで支点ピン４３ｂを挟持して係合部Ａの隙間量を０にした状態（実線）の２つの状態を切り換えることができる。

上記の実施形態のうち、図１及び図１０に示す実施形態では、隙間調整部材６０を作業部４０側の部材である連結フレーム４３に設けているが、これとは逆に本体車両側の部材である連結ブラケット２１に設けても良い。また、図１１に示す実施形態では、挟持部材１６０を本体車両側の部材である連結ブラケット２１に設けているが、これとは逆に作業部４０側の部材である連結フレーム４３に設けても良い。

また、上記各実施形態では、作業部が本体車両の前部に装着される構成のものについて説明したが、作業部が本体車両の後部に装着されるもの、あるいは作業部が本体車両の前部および後部に装着されるものも同様に構成し得る。

また、上記の実施形態では、リフトアーム４１の基端部を上下に移動させる手段（移動手段）として、ダンプシリンダ４５，リフトシリンダ４４およびスタンド４６を使用した場合を例示したが、この移動手段は、上記例に限らず、リフトアーム４１の基端部を上下に移動させ得る限り、任意に構成することができる。

また、上記の実施形態では、作業部４０の作業用アタッチメント４２として、単純なバケットについて説明したが、爪付きバケット、マニアフォーク、ヘイフォーク、グレーダ、パレットフォーク、コンテナバケット、ロールグラブ、カウンタウェイトケースなどの各種作業用アタッチメントについても、同様に実施できることは勿論である。

本発明にかかる作業部着脱装置の部分切欠き側面図である。 隙間調整部材の正面図である。 調整板レバーの先端部周辺の斜視図である。 （ａ）はレバー保持部が上方位置にある状態を示す断面図、（ｂ）はレバー保持部が下方位置にある状態を示す断面図である。 作業部の側面図である。 図５のＢ部の拡大図である。 他の例にかかる図５のＢ部の拡大図である。 作業機の前輪を浮かせた状態を示す側面図である。 図８の作業機の作業部着脱装置を拡大して示す側面図である。 他の実施形態の作業部着脱装置の部分切欠き側面図である。 他の実施形態の作業部着脱装置の部分切欠き側面図である。 作業機の側面図である。 従来の作業部着脱装置の側面図である。 作業機の本体車両と作業部を離脱した状態を示す側面図である。

符号の説明

１０ 作業機
２０ 本体車両
２１ 連結ブラケット
２１ｂ 係合フック
４０ 作業部
４１ リフトアーム
４２ 作業用アタッチメント
４３ 連結フレーム
４３ｂ 支点ピン
４６ スタンド
４７ 低摩擦部材
４８ ローラ
４９ 樹脂板
５０ 作業部着脱装置
６０ 隙間調整部材
６１ 調整板
６２ 調整板レバー
Ａ 係合部

Claims (7)

1. 作業機の本体車両の連結ブラケットと、リフトアームの先端部に作業用のアタッチメントを取り付けた作業部の連結フレームとを係合させることで、両者を着脱自在に連結する作業部着脱装置であって、
   前記連結フレームに支点ピンを設けると共に、前記連結ブラケットに、上方を開口し、前後方向に対向する一対の側壁を有するＵ字型をなし、前記一対の側壁の間に前記支点ピンを挿入することにより前記支点ピンと係合する係合フックを設け、前記支点ピンと前記係合フックの側壁との間の前後方向の隙間量を調整可能とし、
   前記支点ピンと前記係合フックとを係合させた状態で、前記支点ピンと前記係合フックの側壁との間の前後方向の隙間量を小さくすることにより、係合部における前後方向のガタツキを抑えるようにしたことを特徴とする作業機の作業部着脱装置。
2. 前記支点ピンと前記係合フックの側壁との間の前後方向の隙間に挿入可能な隙間調整部材を設けることにより、前記前後方向の隙間量を調整可能とした請求項１記載の作業機の作業部着脱装置。
3. 作業部の自重を利用して隙間調整部材を係合部で挟持することにより、隙間調整部材の前記隙間からの抜け止めを行う請求項２記載の作業機の作業部着脱装置。
4. 前記係合部において、本体車両又は作業部に、前記支点ピンを前後両側から挟持可能な挟持部を設けることにより、前記隙間量を調整可能とした請求項１記載の作業機の作業部着脱装置。
5. 作業部にスタンドを設け、このスタンドの接地部に地面との摩擦を低減する低摩擦部材を設けた請求項１記載の作業機の作業部着脱装置。
6. 低摩擦部材がローラである請求項５記載の作業機の作業部着脱装置。
7. 低摩擦部材が樹脂板である請求項５記載の作業機の作業部着脱装置。

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