JP6609591B2 - 油圧ショベルのブッシュ抜け止め装置 - Google Patents

油圧ショベルのブッシュ抜け止め装置 Download PDF

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Description

本発明は、油圧ショベルの作業具を取り外した状態で使用されるブッシュ抜け止め装置に関する。
油圧ショベルは、下部走行体と、下部走行体の上側に旋回可能に設けられた上部旋回体と、上部旋回体に連結された作業装置とを備えている。作業装置は、上部旋回体に回動可能に連結されたブームと、ブームを回動させるブーム用油圧シリンダと、ブームの先端部に回動可能に連結されたアームと、アームを回動させるアーム用油圧シリンダと、アームの先端部に回動可能に連結された作業具(詳細には、例えば標準装備のバケット)と、第1及び第2のリンクからなるリンク機構を介して作業具を回動させる作業具用油圧シリンダとを備えている。
作業具は、第1の作業具連結ピンを介してアームの先端部に回動可能に連結されるとともに、第2の作業具連結ピンを介して第2のリンクの先端部に連結されている。第1のリンクの基端部は、第1のリンクピンを介してアームの先端部に回動可能に連結され、第1のリンクの先端部及び第2のリンクの基端部は、第2のリンクピンを介して作業具用油圧シリンダのロッド側に連結されている。作業具用油圧シリンダのボトム側は、アームの基端側に連結されている。
アームの先端部には、第1の作業具連結ピンを支持するブッシュを有するアーム側軸受装置が設けられている。第1のリンクの先端部には、第2の作業具連結ピンを支持するブッシュを有するリンク側軸受装置が設けられている。これらの軸受装置(特に、アーム側軸受装置)は、耐摩耗性やブッシュの交換の容易さ等を理由として、二重ブッシュ構造を採用することがある。
特許文献1は、二重ブッシュ構造の軸受装置を開示している。この軸受装置は、連結ピンの軸方向一方側部分を支持する内側ブッシュ及び外側ブッシュと、連結ピンの軸方向他方側部分を支持する内側ブッシュ及び外側ブッシュと、それらブッシュを収納するボス部材とを有している。内側ブッシュは連結ピンに嵌着され、外側ブッシュはボス部材に嵌着されており、内側ブッシュの外周面と外側ブッシュの内周面が摺動するようになっている。内側ブッシュは軸方向外側の鍔部を有し、この鍔部と外側ブッシュの軸方向外側端面が摺動するようになっている。内側ブッシュの鍔部と連結ピンの間には内側シール部材が設けられ、内側ブッシュの鍔部とボス部材の間には外側シール部材が設けられている。
特開2007−277930号公報(図10参照)
ところで、油圧ショベルの運搬や出荷時に、第1及び第2の作業具連結ピンから作業具を取り外す場合がある。この場合、作業具を取り外したぶん、第1及び第2の作業具連結ピンに余裕が生じ、第1及び第2の作業具連結ピンが軸方向に動いてしまう。そのため、軸受装置からブッシュ(特に、二重ブッシュ構造の軸受装置では内側ブッシュ)が抜け出る可能性がある。軸受装置からブッシュが抜け出てしまった際、軸受装置に微小な土砂等が浸入して、耐摩耗性が損なわれる可能性がある。また、作業具を取り外すことにより、リンク機構の先端部(詳細には、第2のリンクの先端部)が自由端となって保持されなくなってしまう。
本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、油圧ショベルの作業具を取り外した状態で使用されて、軸受装置からのブッシュの抜け出しを防止し且つリンク機構の先端部を保持することができるブッシュ抜け止め装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、アームと、前記アームの先端側に回動可能に取り付けられ、作業具用油圧シリンダによって作動する作業具と、前記アーム、前記作業具及び前記作業具用油圧シリンダの間に連結され、前記作業具用油圧シリンダにより前記アームに対して前記作業具を回動させるリンク機構と、前記アームと前記作業具とを回動可能に連結する第1の作業具連結ピンと、前記リンク機構と前記作業具とを回動可能に連結する第2の作業具連結ピンと、前記第1の作業具連結ピン及び前記第2の作業具連結ピンのそれぞれの一端側に設けられ、ピン径よりも外径が大きくなった鍔部と、前記第1の作業具連結ピン及び前記第2の作業具連結ピンのそれぞれの他端側に設けられ、ピンの抜け出しを防止する抜止具と、前記アームの先端側に設けられ、前記第1の作業具連結ピンを支持するブッシュを有するアーム側軸受装置と、前記リンク機構に設けられ、前記第2の作業具連結ピンを支持するブッシュを有するリンク側軸受装置とを備えた油圧ショベルに適用され、前記第1及び第2の作業具連結ピンから前記作業具を取り外した状態で使用されるブッシュ抜け止め装置において、前記アーム側軸受装置から突出した前記第1の作業具連結ピンの外周を覆い、前記アーム側軸受装置と前記第1の作業具連結ピンの前記抜止具との間で挟まれて配置されると共に、内径が前記アーム側軸受装置の前記ブッシュの外径寸法よりも小さく形成されたアーム側円筒体と、前記リンク側軸受装置から突出した前記第2の作業具連結ピンの外周を覆い、前記リンク側軸受装置と前記第2の作業具連結ピンの前記抜止具との間で挟まれて配置されると共に、内径が前記リンク側軸受装置の前記ブッシュの外径寸法よりも小さく形成されたリンク側円筒体と、前記アーム側円筒体と前記リンク側円筒体を連結する連結部材とにより構成される。
本発明のブッシュ抜け止め装置は、油圧ショベルの作業具を取り外した状態で使用されて、軸受装置からのブッシュの抜け出しを防止し且つリンク機構の先端部を保持することができる。
本発明の適用対象である油圧ショベルの全体構造を表す側面図であり、バケットが取り付けられた状態を示す。 本発明の適用対象である油圧ショベルのアームの先端側の構造を表す部分拡大側面図であり、バケットが取り付けられた状態を示す。 図2中矢印III方向から見た図である。 図3に対応する図であり、バケットが取り外された状態を示す。 本発明の適用対象である油圧ショベルのアームの先端側の構造を表す部分拡大側面図であり、バケットが取り外されて、本発明の一実施形態のブッシュ抜け止め装置が取り付けられた状態を示す。 図5中矢印VI方向から見た図である。 図6中断面VII−VIIによる断面図である。 本発明の一実施形態のブッシュ抜け止め装置の構造を表す図である。 図8中矢印IX方向から見た図である。 図8中矢印X方向から見た図である。 図8中矢印XI方向から見た図である。 本発明の一実施形態のブッシュ抜け止め装置の構造を表す分解斜視図である。 本発明の一変形例のブッシュ抜け止め装置の構造を表す斜視図である。
まず、本発明の適用対象である油圧ショベルを、図面を参照しつつ説明する。図1は、油圧ショベルの全体構造を表す側面図であり、バケットが取り付けられた状態を示す。図2は、油圧ショベルのアームの先端側の構造を表す部分拡大側面図であり、バケットが取り付けられた状態を示す。図3は、図2中矢印III方向から見た図である。
油圧ショベル1は、クローラ式の下部走行体2と、下部走行体2の上側に旋回可能に設けられた上部旋回体3と、上部旋回体3に連結された作業装置4とを備えている。
作業装置4は、上部旋回体3に回動可能に連結されたブーム5と、ブーム5を回動させるブーム用油圧シリンダ6と、ブーム5の先端部に回動可能に連結されたアーム7と、アーム7を回動させるアーム用油圧シリンダ8と、アーム7の先端部に回動可能に連結されたバケット9(作業具)と、リンク機構10を介してバケット9を回動させる作業具用油圧シリンダ11とを備えている。リンク機構10は、左右一対のリンク12A,12B(第1のリンク)とリンク13(第2のリンク)で構成されている。
バケット9は、作業具連結ピン14A(第1の作業具連結ピン)を介してアーム7の先端部に回動可能に連結されるとともに、作業具連結ピン14B(第2の作業具連結ピン)を介してリンク13の先端部に連結されている。リンク12A,12Bの基端部は、リンクピン15A(第1のリンクピン)を介してアーム7の先端部に回動可能に連結され、リンク12A,12Bの先端部及びリンク13の基端部は、リンクピン15B(第2のリンクピン)を介して作業具用油圧シリンダ11のロッド側に連結されている。作業具用油圧シリンダ11のボトム側は、アーム7の基端側に連結されている。
アーム7の先端部には、作業具連結ピン14Aを支持するアーム側軸受装置16Aが設けられている。アーム側軸受装置16Aは、二重ブッシュ構造である。詳しく説明すると、後述の図7で示すように、アーム側軸受装置16Aは、作業具連結ピン14Aの軸方向一方側部分を支持する内側ブッシュ17及び外側ブッシュ18と、これらブッシュ17,18を収納する軸方向一方側のボス19と、作業具連結ピン14Aの軸方向他方側部分を支持する内側ブッシュ17及び外側ブッシュ18と、これらブッシュ17,18を収納する軸方向他方側のボス19と、軸方向一方側のボス19と軸方向他方側のボス19を連結するボスパイプ20とを有している。
内側ブッシュ17は作業具連結ピン14Aに嵌着され、外側ブッシュ18はボス19に嵌着されており、内側ブッシュ17の外周面と外側ブッシュ18の内周面が摺動するようになっている。内側ブッシュ17は軸方向外側の鍔部21を有し、この鍔部21と外側ブッシュ18の軸方向外側端面が摺動するようになっている。内側ブッシュ17の鍔部21と作業具連結ピン14Aの間には内側シール部材22が設けられ、内側ブッシュ17の鍔部21とボス19の間には外側シール部材23が設けられている。
リンク13の先端部には、作業具連結ピン14Bを支持するリンク側軸受装置16Bが設けられている。リンク側軸受装置16Bは、アーム側軸受装置16Aと同様、二重ブッシュ構造であり、その説明を省略する。
後述の図7で示すように、作業具連結ピン14Aの一端側には、ピン径よりも外径が大きくなった鍔部24が形成され、他端側には、ピン抜け止め用ボルト25(抜止具)が相通するボルト穴26が形成されている。同様に、作業具連結ピン14Bの一端側には、ピン径よりも外径が大きくなった鍔部24が形成され、他端側には、ピン抜け止め用ボルト25が挿通するボルト穴26が形成されている。
バケット9は、一対のブラケット27を有している。各ブラケット27には、作業具連結ピン14Aが挿通するピン穴28Aと、作業具連結ピン14Bが挿通するピン穴28Bが形成されている。そして、バケット9のブラケット27のピン穴28A及びアーム側軸受装置16Aに作業具連結ピン14Aを挿通し、作業具連結ピン14Aのボルト穴26にピン抜け止め用ボルト25を挿通し、ピン抜け止め用ボルト25の先端側にダブルナット29を取付ける。これにより、バケット9は、作業具連結ピン14Aを介してアーム7の先端部に回動可能に連結される。また、作業具連結ピン14Aは、鍔部24とピン抜け止め用ボルト25で固定されるようになっている。
また、バケット9のブラケット27のピン穴28B及びリンク側軸受装置16Bに作業具連結ピン14Bを挿通し、作業具連結ピン14Bのボルト穴26にピン抜け止め用ボルト25を挿通し、ピン抜け止め用ボルト25の先端側にダブルナット29を取付ける。これにより、バケット9は、作業具連結ピン14Bを介してリンク13の先端部に連結される。また、作業具連結ピン14Bは、鍔部24とピン抜け止め用ボルト25で固定されるようになっている。
ここで、油圧ショベル1の運搬や出荷時に、作業具連結ピン14A,14Bからバケット9を取り外す場合がある。この場合、図3(但し、後述の図6と同様、便宜上、リンク13の基端部及びリンク12A,12B等を図示せず)に対応する図4で示すように、バケット9のブラケット27のぶん、作業具連結ピン14A,14Bに余裕が生じ、作業具連結ピン14A,14Bが軸方向に動いてしまう。そのため、図4では示さないものの、軸受装置16A,16Bからブッシュ17,18(特に、内側ブッシュ17)が抜け出る可能性がある。軸受装置16A,16Bからブッシュが抜け出てしまった際、軸受装置16A,16Bに微小な土砂等が浸入して、耐摩耗性が損なわれる可能性がある。また、バケット9を取り外すことにより、リンク13の先端部が自由端となって保持されなくなってしまう。そこで、本発明の一実施形態のブッシュ抜け止め装置30を使用する。以下、その詳細を説明する。
図5は、油圧ショベル1のアーム7の先端側の構造を表す部分拡大側面図であり、バケット9が取り外されて、本実施形態のブッシュ抜け止め装置30が取り付けられた状態を示す。図6は、図5中矢印VI方向から見た図である。図7は、図6中断面VII−VIIによる断面図である。図8は、本実施形態のブッシュ抜け止め装置30の構造を表す図である。図9は、図8中矢印IX方向から見た図である。図10は、図8中矢印X方向から見た図である。図11は、図8中矢印XI方向から見た図である。図12は、本実施形態のブッシュ抜け止め装置30の構造を表す分解斜視図である。
本実施形態のブッシュ抜け止め装置30は、アーム側円筒体31Aと、リンク側円筒体31Bと、アーム側円筒体31Aとリンク側円筒体31Bを連結するプレート32(連結部材)を有している。プレート32には、円筒体31A,31Bにそれぞれ対応する貫通穴33A,33Bが形成されている。
アーム側円筒体31Aは、プレート32に固定された円筒部材34A(第1の円筒部材)と、円筒部材34Aの軸方向に接続される円筒部材35A(第2の円筒部材)と、円筒部材34Aに対する円筒部材35Aの軸方向の接続位置を変えることにより、円筒部材34A,35Aの全体長さを調整する長さ調整機構36Aとを有している。
長さ調整機構36Aは、円筒部材35Aの外周面に形成された複数の環状溝37Aと、複数の環状溝37Aのうちのいずれかに嵌合するC字状の係止具(ストッパ)38Aと、係止具38Aを円筒部材34Aに着脱可能に固定する固定具39Aとで構成されている。固定具39Aは、係止具38Aの貫通穴に挿通して円筒部材34Aのねじ座に螺合する固定ボルトである。そして、係止具38Aが嵌合する環状溝37Aを選択することにより、円筒部材34A,35Aの全体長さを調整するようになっている。
このように構成されたアーム側円筒体31Aは、アーム側軸受装置16Aから突出した作業具連結ピン14Aの外周を覆い、アーム側軸受装置16Aと作業具連結ピン14Aのピン抜け止め用ボルト25との間で挟まれて配置されることで、アーム側軸受装置16Aからのブッシュ17,18(特に、内側ブッシュ17)の抜け出しを阻害するようになっている。なお、円筒部材35Aは、その内径寸法が作業具連結ピン14Aの外径寸法より大きく且つ内側ブッシュ17の外径寸法より小さくなっており、内側ブッシュ17に当接するようになっている。
リンク側円筒体31Bは、プレート32に固定された円筒部材34B(第1の円筒部材)と、円筒部材34Bの軸方向に接続される円筒部材35B(第2の円筒部材)と、円筒部材34Bに対する円筒部材35Bの軸方向の接続位置を変えることにより、円筒部材34B,35Bの全体長さを調整する長さ調整機構36Bとを有している。
長さ調整機構36Bは、円筒部材35Bの外周面に形成された複数の環状溝37Bと、複数の環状溝37Bのうちのいずれかに嵌合するC字状の係止具(ストッパ)38Bと、係止具38Bを円筒部材34Bに着脱可能に固定する固定具39Bとで構成されている。固定具39Bは、係止具38Bの貫通穴に挿通して円筒部材34Bのねじ座に螺合する固定ボルトである。そして、係止具38Bが嵌合する環状溝37Bを選択することにより、円筒部材34B,35Bの全体長さを調整するようになっている。
このように構成されたリンク側円筒体31Bは、リンク側軸受装置16Bから突出した作業具連結ピン14Bの外周を覆い、リンク側軸受装置16Bと作業具連結ピン14Bのピン抜け止め用ボルト25との間で挟まれて配置されることで、リンク側軸受装置16Bからのブッシュ17,18(特に、内側ブッシュ17)の抜け出しを阻害するようになっている。なお、円筒部材35Bは、その内径寸法が作業具連結ピン14Bの外径寸法より大きく且つ内側ブッシュ17の外径寸法より小さくなっており、内側ブッシュ17に当接するようになっている。
次に、本実施形態のブッシュ抜け止め装置30の使用手順を説明する。
作業具連結ピン14Aをアーム側軸受装置16Aに挿通するとともに、ブッシュ抜け止め装置30のアーム側円筒体31A及びプレート32の貫通穴33Aに挿通する。また、作業具連結ピン14Bをリンク側軸受装置16Bに挿通するとともに、ブッシュ抜け止め装置30のリンク側円筒体31B及びプレート32の貫通穴33Bに挿通する。そして、作業具連結ピン14A,14Bのボルト穴26にピン抜け止め用ボルト25を取り付ける。
そして、アーム側軸受装置16Aから突出した作業具連結ピン14Aの突出部分の長さに合わせて、アーム側円筒体31Aの長さ(言い換えれば、円筒部材34A,35Aの全体長さ)を調整する。詳しく説明すると、まず、円筒部材34A,35Aから係止具38Aを取り外した後、作業具連結ピン14Aの突出部分の長さに合わせて、円筒部材34Aに対する円筒部材35Aの相対位置を調整する。その後、円筒部材34Aの先端位置に対応する円筒部材35Aの環状溝37Aに係止具38Aを嵌合し、固定具39Aを用いて係止具38Aを円筒部材34Aに固定する。
また、リンク側軸受装置16Bから突出した作業具連結ピン14Bの突出部分の長さに合わせて、リンク側円筒体31Bの長さ(言い換えれば、円筒部材34B,35Bの全体長さ)を調整する。詳しく説明すると、まず、円筒部材34B,35Bから係止具38Bを取り外した後、作業具連結ピン14Bの突出部分の長さに合わせて、円筒部材34Bに対する円筒部材35Bの相対位置を調整する。その後、円筒部材34Bの先端位置に対応する円筒部材35Bの環状溝37Bに係止具38Bを嵌合し、固定具39Bを用いて係止具38Bを円筒部材34Bに固定する。
このようにして本実施形態のブッシュ抜け止め装置30を使用すれば、油圧ショベル1のバケット9を取り外した状態で、軸受装置16A,16Bからのブッシュの抜け出しを防止することができる。また、ブッシュ抜け止め装置30は、アーム側円筒体31Aとリンク側円筒体31Bを連結するプレート32を有するので、プレート32を有しない場合とは異なり、リンク13の先端部を保持することができる。
なお、本実施形態のブッシュ抜け止め装置30は、アーム側円筒体31Aの長さ調整機構36A及びリンク側円筒体31Bの長さ調整機構36Bを有するので、複数の機種の油圧ショベルに対し(すなわち、油圧ショベルの機種に応じて作業具連結ピンの突出部分の長さが異なる場合でも)共通して使用できる。
なお、上記一実施形態において、長さ調整機構36A,36Bの各々は、第2の円筒部材の外周面に形成された複数の環状溝と、複数の環状溝のうちのいずれかに嵌合するC字状の係止具と、第1の円筒部材に対して係止具を着脱可能に固定する固定具とで構成された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。例えば、第1の円筒部材に対して第2の円筒部材をスライドさせるレール機構と、第1の円筒部材に対する第2の円筒部材のスライド位置(接続位置)を固定する固定具とで構成されてもよい。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。
また、上記一実施形態において、ブッシュ抜け止め装置30は、長さ調整機構36A,36Bを有する場合を例にとって説明したが、これに限られない。上述した利点が得られなくなるものの、図13で示す一変形例のように、ブッシュ抜け止め装置30Aは、長さ調整機構を有しなくともよい。すなわち、ブッシュ抜け止め装置30Aは、単一の円筒部材からなるアーム側円筒体40Aと、単一の円筒部材からなるリンク側円筒体40Bと、アーム側円筒体40Aとリンク側円筒体40Bを連結するプレート32とを有してもよい。
また、本発明の適用対象である油圧ショベル1において、アーム側軸受装置16A及びリンク側軸受装置16Bが二重ブッシュ構造である場合を例にとって説明したが、これに限られない。アーム側軸受装置16Aが二重ブッシュ構造で、リンク側軸受装置16Bが非二重ブッシュ構造あってもよい。あるいは、アーム側軸受装置16A及びリンク側軸受装置16Bが非二重ブッシュ構造あってもよい。詳しく説明すると、非二重ブッシュ構造の軸受装置は、作業具連結ピンの軸方向一方側部分を支持する単一のブッシュと、作業具連結ピンの軸方向他方側部分を支持する単一のブッシュと、それらブッシュを収納するボス部材とを有している。ブッシュはボス部材に嵌着されており、ブッシュの内周面と作業具連結ピンの外周面が摺動するようになっている。このブッシュは、上述した外側ブッシュ18と同様、軸受装置から抜け出る可能性が低いものの、その抜け出しを防止するために、本発明を適用してもよい。
1 油圧ショベル
7 アーム
9 バケット(作業具)
10 リンク機構
11 作業具用油圧シリンダ
14A 作業具連結ピン(第1の作業具連結ピン)
14B 作業具連結ピン(第2の作業具連結ピン)
16A アーム側軸受装置
16B リンク側軸受装置
17 内側ブッシュ
18 外側ブッシュ
24 鍔部
25 ピン抜け止め用ボルト(抜止具)
30,30A ブッシュ抜け止め装置
31A アーム側円筒体
31B リンク側円筒体
32 プレート(連結部材)
34A,34B 円筒部材(第1の円筒部材)
35A,35B 円筒部材(第2の円筒部材)
36A,36B 長さ調整機構
40A アーム側円筒体
40B リンク側円筒体

Claims (3)

  1. アームと、前記アームの先端側に回動可能に取り付けられ、作業具用油圧シリンダによって作動する作業具と、前記アーム、前記作業具及び前記作業具用油圧シリンダの間に連結され、前記作業具用油圧シリンダにより前記アームに対して前記作業具を回動させるリンク機構と、前記アームと前記作業具とを回動可能に連結する第1の作業具連結ピンと、前記リンク機構と前記作業具とを回動可能に連結する第2の作業具連結ピンと、前記第1の作業具連結ピン及び前記第2の作業具連結ピンのそれぞれの一端側に設けられ、ピン径よりも外径が大きくなった鍔部と、前記第1の作業具連結ピン及び前記第2の作業具連結ピンのそれぞれの他端側に設けられ、ピンの抜け出しを防止する抜止具と、前記アームの先端側に設けられ、前記第1の作業具連結ピンを支持するブッシュを有するアーム側軸受装置と、前記リンク機構に設けられ、前記第2の作業具連結ピンを支持するブッシュを有するリンク側軸受装置とを備えた油圧ショベルに適用され、前記第1及び第2の作業具連結ピンから前記作業具を取り外した状態で使用されるブッシュ抜け止め装置において、
    前記アーム側軸受装置から突出した前記第1の作業具連結ピンの外周を覆い、前記アーム側軸受装置と前記第1の作業具連結ピンの前記抜止具との間で挟まれて配置されると共に、内径が前記アーム側軸受装置の前記ブッシュの外径寸法よりも小さく形成されたアーム側円筒体と、
    前記リンク側軸受装置から突出した前記第2の作業具連結ピンの外周を覆い、前記リンク側軸受装置と前記第2の作業具連結ピンの前記抜止具との間で挟まれて配置されると共に、内径が前記リンク側軸受装置の前記ブッシュの外径寸法よりも小さく形成されたリンク側円筒体と、
    前記アーム側円筒体と前記リンク側円筒体を連結する連結部材とにより構成されることを特徴とする油圧ショベルのブッシュ抜け止め装置。
  2. 請求項1に記載の油圧ショベルのブッシュ抜け止め装置において、
    前記アーム側円筒体及び前記リンク側円筒体のそれぞれは、第1の円筒部材と、前記第1の円筒部材の軸方向に接続される第2の円筒部材と、前記第1の円筒部材に対する前記第2の円筒部材の軸方向の接続位置を変えることにより、前記第1の円筒部材及び前記第2の円筒部材の全体長さを調整する長さ調整機構とで構成されたことを特徴とする油圧ショベルのブッシュ抜け止め装置。
  3. 請求項2に記載の油圧ショベルのブッシュ抜け止め装置において、
    前記長さ調整機構は、前記第2の円筒部材に形成された複数の環状溝と、前記複数の環状溝のうちのいずれかに嵌合する係止具と、前記係止具を前記第1の円筒部材に着脱可能に固定する固定具とで構成されたことを特徴とする油圧ショベルのブッシュ抜け止め装置。
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