JP6891920B2

JP6891920B2 - 建設機械の油圧ピン抜け止め構造

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Publication number: JP6891920B2
Application number: JP2019099114A
Authority: JP
Inventors: 大貴田中; 茂樹蔵本; 一朗和田; 幸雄宮野
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2039-05-28
Also published as: EP3951068B1; US20220307220A1; EP3951068A4; JP2020193468A; CA3137692A1; AU2020285935A1; EP3951068A1; WO2020241349A1

Description

本発明は、建設機械の油圧ピン抜け止め構造に関し、より詳細には、建設機械において二部材を連結する油圧ピンに抜け止めを施す油圧ピン抜け止め構造に関する。

従来、油圧ショベル等の建設機械において、連結ピンを用いて互いに回動する２部材間を連結する２部材連結装置が提案されている（例えば、特許文献１。）。特許文献１に記載の２部材連結装置は、油圧ショベルの旋回フレームとマルチブームの下ブームとの間を連結する。

具体的には、特許文献１の図６に示されるように、左ブームブラケット（２２）と左ブームフット部（２４）とが左連結ピン（２６）で連結され、右ブームブラケット（２３）と右ブームフット部（２５）とが右連結ピン（２７）で連結される。

左，右の連結ピン（２６，２７）の先端部には抜止め板（４８）が着脱可能に取付けられている。抜止め板（４８）は、左ブームブラケット（２２）と左ブームフート部（２４）とを左連結ピン（２６）によって連結した状態で左外側ブームブラケット（２２Ｂ）から突出した左連結ピン（２６）の先端部にボルト締めされている。同様に、抜止め板（４８）は、右ブームブラケット（２３）と右ブームフート部（２５）とを右連結ピン（２７）によって連結した状態で右外側ブームブラケット（２３Ｂ）から突出した右連結ピン（２７）の先端部にボルト締めされている。

特開２０１１−２５６９６１号公報

上述した特許文献１では、左，右の連結ピン（２６，２７）の先端部（左右側方）に取り付けられる抜止め板（４８）によって、左，右の連結ピン（２６，２７）の抜けが防止される。

しかし、左，右の連結ピン（２６，２７）の先端部に対して抜止め板（４８）がボルト締めされるため、抜止め板（４８）の脱着作業に別途工具を要するという問題がある。また、左，右の連結ピン（２６，２７）の先端部から取り外された抜止め板（４８）やボルトを紛失するおそれもある。更に、左，右の連結ピン（２６，２７）の先端部近傍にキャブ等の構造物が存在する場合には、抜止め板（４８）を脱着するための作業スペースを確保できないという問題も生じる。このように、上述した特許文献１に記載の２部材連結装置は、必ずしも作業性に優れているとは言えない。

そこで、本発明は、作業性に優れた建設機械の油圧ピン抜け止め構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、建設機械の油圧ピン抜け止め構造であって、第１部材と第２部材とは少なくとも一部が対向するように配置され、前記第１部材には、前記第２部材と対向する部分に第１ピン孔が形成され、前記第２部材には、前記第１部材と対向する部分に前記第１ピン孔と同一軸上に重ねることが可能な第２ピン孔が形成され、前記第１ピン孔及び前記第２ピン孔には、機械中心側から機械側方に向けて伸縮可能な油圧ピンが挿通され、前記第１ピン孔及び前記第２ピン孔に挿通した前記油圧ピンには、前記油圧ピンの抜けを防止する抜け止め機構が設けられ、前記抜け止め機構は、前記油圧ピンの収縮側端部に当接可能な抜け止め部材と、前記油圧ピンの収縮時において前記抜け止め部材が前記収縮側端部に当接するロック位置と前記抜け止め部材が前記収縮側端部に当接しないロック解除位置とに前記抜け止め部材を切り替える切替部材と、を備えることを特徴とする建設機械の油圧ピン抜け止め構造を提供している。

ここで、前記抜け止め部材は、回動軸を挟んで操作部と当接部とを有する抜け止めレバーであって前記操作部の操作に伴って前記回動軸を中心に回動する抜け止めレバーであり、前記抜け止めレバーのうち前記操作部の側には、スライド部材が設けられ、前記切替部材には、前記操作部の操作に伴って前記スライド部材をスライド移動させることが可能な長孔が形成され、前記長孔の両端には、前記スライド部材を嵌合させるための第１切り欠き部と第２切り欠き部とが形成され、前記スライド部材が前記第１切り欠き部に嵌合すると、前記抜け止めレバーの前記当接部が前記ロック位置に配置され、前記スライド部材が前記第２切り欠き部に嵌合すると、前記抜け止めレバーの前記当接部が前記ロック解除位置に配置されるのが好ましい。

また、前記抜け止め機構は、前記抜け止めレバーを支持する支持部材を更に備え、前記抜け止めレバーは、前記回動軸を中心として自重によって所定方向に回動するように構成されており、前記支持部材は、前記所定方向に回動した前記抜け止めレバーを前記ロック位置で停止して支持するように構成されているのが好ましい。

本発明によれば、油圧ピンの抜け止め部材が切替部材を介してロック位置とロック解除位置とに切り替えられるため、油圧ピンに抜け止めを施す場合に別途工具を要しない。また、抜け止め部材と切替部材とが一体構成になっているため、部品を紛失するおそれもない。よって、本発明による建設機械の油圧ピン抜け止め構造は作業性に優れている。

実施形態に係る油圧ショベル（建設機械）の一部を示す側面図。アッパーフレームの一部を左斜め上側から見た斜視図。サブフレームを左斜め下側から見た斜視図。後端側の油圧ピンに設けられる抜け止め機構を示す斜視図。図４のＶ矢視図。図４のＶＩ矢視図。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ位置で切った断面図。図６に示す抜け止め機構をロック解除位置に切り替えた図。図８のＩＸ−ＩＸ位置で切った断面図。前端側の油圧ピンに設けられる抜け止め機構を示す斜視図。図１０のＸＩ矢視図。図１０に示す抜け止め機構をロック解除位置に切り替えた図。図１２のＸＩＩＩ矢視図。

＜１．実施形態＞
本発明の実施形態による建設機械の油圧ピン抜け止め構造について、図１から図１３を参照しながら説明する。以下、本発明に係る建設機械の一例として油圧ショベル１０（図１参照）を例示する。また、本発明に係る油圧ピン抜け止め構造の一例として抜け止め機構６（図４参照）及び抜け止め機構７（図１０参照）を例示する。

図１に示すように、油圧ショベル１０は、上部旋回体の一部としてアッパーフレーム１を備えている。

アッパーフレーム１には、ブーム４１やブームシリンダ４３等の作業アタッチメントがサブフレーム３を介して装着される。なお、サブフレーム３は、ブーム４１及びブームシリンダ４３を一体化した状態で分解・組立するためのアダプタである。

図１及び図２に示すように、アッパーフレーム１は、底板１１と、底板１１に立設する左右一対の縦板１３Ｌ，１３Ｒとを備えて構成される。

図２に示すように、縦板１３Ｌの前部は、油圧ピン５３Ｌを挿通するためのピン孔１３１Ｌが同一軸上に形成される２枚の板部材で構成されている。縦板１３Ｌの前部（２枚の板部材）は、図３に示すサブフレーム３の側板３１Ｌの前部（詳細にはピン孔３１３Ｌが形成された部分）を挿入可能な幅を隔てて対向する。

同様に、縦板１３Ｒの前部は、油圧ピン５３Ｒを挿通するためのピン孔１３１Ｒが同一軸上に形成される２枚の板部材で構成されている。縦板１３Ｒの前部（２枚の板部材）は、図３に示すサブフレーム３の側板３１Ｒの前部（詳細にはピン孔３１３Ｒが形成された部分）を挿入可能な幅を隔てて対向する。

一方、図１に示すように、縦板１３Ｌ及び縦板１３Ｒの中央上部は、共に１枚の板部材で構成されている。縦板１３Ｌ，１３Ｒの中央上部には、油圧ピン５１Ｌ，５１Ｒ（図３参照）を挿通するためのピン孔１３３Ｌ，１３３Ｒがそれぞれ形成されている。なお、図１においては、縦板１３Ｌに形成されるピン孔１３３Ｌのみを図示しているが、反対側の縦板１３Ｒにもピン孔１３３Ｌと同一軸上にピン孔１３３Ｒが形成されている。

図３に示すように、サブフレーム３は、左右一対の側板３１Ｌ，３１Ｒと背板３３とを備えて構成される。

側板３１Ｌの前部及び側板３１Ｒの前部は、共に１枚の板部材で構成されている。側板３１Ｌの前部には、油圧ピン５３Ｌ（図２参照）を挿通するためのピン孔３１３Ｌが形成されている。また、側板３１Ｒの前部には、油圧ピン５３Ｒ（図２参照）を挿通するためのピン孔３１３Ｒが形成されている。

一方、図３に示すように、左側の側板３１Ｌの後部は、油圧ピン５１Ｌを挿通するためのピン孔３１１Ｌが同一軸上に形成された２枚の板部材で構成されている。側板３１Ｌの後部（２枚の板部材）は、図１に示すアッパーフレーム１の側板３１Ｌの中央上部（詳細にはピン孔１３３Ｌが形成された部分）を挿入可能な幅を隔てて対向する。

同様に、側板３１Ｒの後部は、油圧ピン５１Ｒを挿通するためのピン孔３１１Ｒが同一軸上に形成された２枚の板部材で構成されている。側板３１Ｒの後部（２枚の板部材）は、アッパーフレーム１の側板３１Ｒの中央上部（詳細にはピン孔１３３Ｒが形成された部分）を挿入可能な幅を隔てて対向する。

アッパーフレーム１にサブフレーム３を装着する際、１枚の板部材で構成されるサブフレーム３の側板３１Ｌ，３１Ｒの前部は、２枚の板部材で構成されるアッパーフレーム１の縦板１３Ｌ，１３Ｒの前部に挿入される。その際、側板３１Ｌ，３１Ｒの前部に形成されたピン孔３１３Ｌ，３１３Ｒが、縦板１３Ｌ，１３Ｒの前部に形成されたピン孔１３１Ｌ，１３１Ｒと同一軸上に位置するように調整される。

そして、油圧ピン５３Ｌが機械中心側から機械左側に向けて伸長し、縦板１３Ｌに形成されたピン孔１３１Ｌと側板３１Ｌに形成されたピン孔３１３Ｌとに挿通する。同様に、油圧ピン５３Ｒが機械中心側から機械右側に向けて伸長し、縦板１３Ｒに形成されたピン孔１３１Ｒと右側の側板３１Ｒに形成されたピン孔３１３Ｒとに挿通する。

また、２枚の板部材で構成されるサブフレーム３の側板３１Ｌ，３１Ｒ後部は、１枚の板部材で構成されるアッパーフレーム１の縦板１３Ｌ，１３Ｒの中央上部を挟むように配置される。その際、側板３１Ｌ，３１Ｒの後部に形成されたピン孔３１１Ｌ，３１１Ｒが、縦板１３Ｌ，１３Ｒの中央上部に形成されたピン孔１３３Ｌ，１３３Ｒと同一軸上に位置するように調整される。

そして、油圧ピン５１Ｌが機械中心側から機械左側に向けて伸長し、縦板１３Ｌに形成されたピン孔１３３Ｌと側板３１Ｌに形成されたピン孔３１１Ｌとに挿通する。同様に、油圧ピン５３Ｒが機械中心側から機械右側に向けて伸長し、縦板１３Ｒに形成されたピン孔１３３Ｒと側板３１Ｒに形成されたピン孔３１１Ｒとに挿通する。

以上のような手順によって、アッパーフレーム１とサブフレーム３とが連結される。なお、アッパーフレーム１及びサブフレーム３は、本発明に係る第１部材及び第２部材の一例である。

アッパーフレーム１とサブフレーム３とを連結する油圧ピン５１Ｌ，５１Ｒ，５３Ｌ，５３Ｒは、誤操作や油圧トラブル等によって作業者の意図に反して収縮することがある。その場合、アッパーフレーム１とサブフレーム３との連結状態が作業者の意図に反して解除される。

そこで、本実施形態では、油圧ピン５１Ｌ，５１Ｒの抜け止め機構６（図４〜図９参照）がサブフレーム３に設けられている。また、油圧ピン５３Ｌ，５３Ｒの抜け止め機構７（図１０〜図１３参照）がアッパーフレーム１に設けられている。

最初に、図４〜図９を参照しながら、後端側の油圧ピン５１Ｌ，５１Ｒに設けられる抜け止め機構６について説明する。抜け止め機構６は、油圧ピン５１Ｌ，５１Ｒに対してほぼ同じ構成のものが設けられる。そのため、以下では、左側の油圧ピン５１Ｌに設けられる抜け止め機構６について説明する。

図４及び図５に示すように、抜け止め機構６は、抜け止めレバー６１と、切替部材６３と、支持部材６５とを備えて構成される。

抜け止めレバー６１は、回動軸６２を挟んで操作部６１１と当接部６１３とを有するＬ字状の部材であり、本発明に係る抜け止め部材の一例である。抜け止めレバー６１は、操作部６１１の操作に伴って回動軸６２を中心に回動する。

また、抜け止めレバー６１のうち操作部６１１の側には、後述の長孔６３Ｈ（図４及び図５参照）に挿通するスライド部材６１０が設けられている。スライド部材６１０は、操作部６１１の操作に伴って後述の長孔６３Ｈ（図４及び図５参照）をスライド移動する。

切替部材６３は、上述したスライド部材６１０を挿通した状態でスライド移動させることが可能な長孔６３Ｈが形成されている。長孔６３Ｈの両端には、スライド部材６１０を嵌合させるための切り欠き部６３１（図８参照）と切欠き部６３２（図６参照）とが形成されている。

図６及び図７に示すように、操作部６１１を方向Ｄ１に操作すると、スライド部材６１０が長孔６３Ｈをスライド移動し、切り欠き部６３１に嵌合する。スライド部材６１０が切り欠き部６３１に嵌合すると、当接部６１３は、油圧ピン５１Ｌが収縮した場合に収縮側端部５１０Ｌに当接して油圧ピン５１Ｌの抜けを阻止する位置（以下、ロック位置とも称する）に配置される。

一方、図８及び図９に示すように、操作部６１１を方向Ｄ２に操作すると、スライド部材６１０が長孔６３Ｈをスライド移動し、切り欠き部６３２に嵌合する。スライド部材６１０が切り欠き部６３２に嵌合すると、当接部６１３は、油圧ピン５１Ｌが収縮した場合に収縮側端部５１０Ｌに当接せずに油圧ピン５１Ｌの抜けを許容する位置（以下、ロック解除位置とも称する）に配置される。

支持部材６５は、抜け止めレバー６１をロック位置（図６に示す位置）で支持する部材である。図４に示されるように、抜け止めレバー６１は、当接部６１３側が操作部６１１側よりも太く構成されており、回動軸６２を中心として自重で方向Ｄ１（図６参照）に回動する。自重で方向Ｄ１に回動した抜け止めレバー６１は、支持部材６５によって支持されて停止する。すなわち、支持部材６５は、方向Ｄ１に回動した抜け止めレバー６１をロック位置で停止して支持するように構成されている。

以上のように、抜け止めレバー６１は、油圧ピン５１Ｌの収縮側端部５１０Ｌに当接して油圧ピン５１Ｌの収縮に伴うピン孔３１１Ｌからの抜けを阻止する。また、切替部材６３は、油圧ピン５１Ｌの収縮時に収縮側端部５１０Ｌに当接するロック位置（図６及び図７参照）と油圧ピン５１Ｌの収縮時に収縮側端部５１０Ｌに当接しないロック解除位置（図８及び図９参照）とに抜け止めレバー６１を切り替える。また、支持部材６５は、自重で回動した抜け止めレバー６１をロック位置で支持する。

次に、図１０〜図１３を参照しながら、前端側の油圧ピン５３Ｌ，５３Ｒに設けられる抜け止め機構７について説明する。なお、抜け止め機構７は、油圧ピン５３Ｌ，５３Ｒに対してほぼ同じ構成のものが設けられる。そのため、以下では、右側の油圧ピン５３Ｌに設けられる抜け止め機構７について説明する。

図１０及び図１１に示すように、抜け止め機構７は、抜け止めプレート７１と、挿通部材７３と、固定ボルト７５とを備えて構成される。

抜け止めプレート７１は、油圧ピン５３Ｒの収縮側端部５３０Ｒに当接して油圧ピン５３Ｒの収縮に伴うピン孔１３１Ｒ（図２参照）からの抜けを阻止するための部材である。

挿通部材７３は、抜け止めプレート７１を挿通した状態でスライド可能に支持する部材である。

固定ボルト７５は、油圧ピン５３Ｒが収縮した場合に、収縮側端部５３０Ｒに当接するロック位置（図１０及び図１１参照）と収縮側端部５３０Ｒに当接しないロック解除位置（図１２及び図１３参照）との一方に抜け止めプレート７１を固定するためのボルトである。

油圧ピン５３Ｒの抜けを防止する場合には、図１０及び図１１に示されるように、抜け止めプレート７１は、油圧ピン５３Ｒの収縮時に油圧ピン５３Ｒの収縮側端部５３０Ｒに当接する位置（ロック位置）において固定ボルト７５によって固定される。

油圧ピン５３Ｒの抜けを許容する場合には、図１２及び図１３に示されるように、抜け止めプレート７１は、油圧ピン５３Ｒの収縮時に油圧ピン５３Ｒの収縮側端部５３０Ｒに当接しない位置（ロック解除位置）において固定ボルト７５によって固定される。

以上、本実施形態によれば、図６〜図９に示されるように、油圧ピン５１Ｌの抜け止めレバー６１が切替部材６３を介してロック位置（図６及び図７）とロック解除位置（図８及び図９）とに切り替えられる。そのため、油圧ピン５１Ｌに抜け止めを施す場合に別途工具（ボルトやドライバー等）を要しない。また、抜け止めレバー６１と切替部材６３とが一体構成になっており、部品を紛失するおそれもない。そのため、本実施形態に係る抜け止め機構６は、従来のものに比べて作業性に優れている。

また、本実施形態では、抜け止めレバー６が油圧ピン５１Ｌの収縮側端部５１０Ｌに当接して油圧ピン５１Ｌの抜けを阻止する構成となっている。そのため、油圧ピン５１Ｌの伸長側端部（機械左側方）にキャブ等の構造物が存在する場合であっても、機械上方の比較的安全な場所から操作できる位置に抜け止め機構６を配置することが可能である。

更に、本実施形態では、図６に示されるように、抜け止めレバー６１が回動軸６２を中心として自重で方向Ｄ１に回動するように構成され、かつ、自重で方向Ｄ１に回動した抜け止めレバー６１は支持部材６５によって支持されるように構成されている。そのため、抜け止めレバー６１のロックが意図せずに解除された場合であっても、抜け止めレバー６１の当接部６１３をロック位置（油圧ピンの抜けを阻止する安全側）に配置することが可能である。

また、本実施形態によれば、図１０及び図１１に示されるように、抜け止めプレート７１が油圧ピン５３Ｒの収縮側端部５３０Ｒに当接して油圧ピン５３Ｒの抜けを阻止する構成となっている。そのため、油圧ピン５３３の伸長側端部（機械左側方）にキャブ等の構造物が存在する場合であっても、抜け止め機構７を確実に配置することが可能である。

＜２．変形例＞
本発明による建設機械の油圧ピン抜け止め構造は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

上記実施形態では、油圧ショベル１のアッパーフレーム１とサブフレーム３とを連結する油圧ピン５１Ｌ，５１Ｒ，５３Ｌ，５３Ｒに本発明に係る油圧ピン抜け止め構造を適用する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、複数のブームで構成される建設機械の作業アタッチメントにおいて、ブーム同士を連結する油圧ピンに対して本発明に係る油圧ピン抜け止め構造を適用するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、図４〜図９に示す抜け止め機構６がサブフレーム３に設けられている場合を例示したが、これに限定されず、アッパーフレーム１に設けるようにしてもよい。

以上のように本発明にかかる構成は、二部材を連結する油圧ピンに抜け止めを施すのに適している。

１アッパーフレーム、３サブフレーム、６抜け止め機構、７抜け止め機構、
１０油圧ショベル、１１底板、１３Ｌ，１３Ｒ縦板、３１Ｌ，３１Ｒ側板、
３３背板、４１ブーム、４３ブームシリンダ、
５１Ｌ，５１Ｒ，５３Ｌ，５３Ｒ油圧ピン、５３Ｒ油圧ピン、
６１抜け止めレバー、６２回動軸、６３切替部材、６３Ｈ長孔、
６５支持部材、７１抜け止めプレート、７３挿通部材、７５固定ボルト、
１３１Ｌ，１３１Ｒピン孔、１３３Ｌ，１３３Ｒピン孔、
３１１Ｌ，３１１Ｒピン孔、３１３Ｌ，３１３Ｒピン孔、
５１０Ｌ収縮側端部、５３０Ｒ収縮側端部、６１０スライド部材、
６１１操作部、６１３当接部、６３１，６３２切り欠き部、Ｄ１，Ｄ２方向

Claims

建設機械の油圧ピン抜け止め構造であって、
第１部材と第２部材とは少なくとも一部が対向するように配置され、
前記第１部材には、前記第２部材と対向する部分に第１ピン孔が形成され、
前記第２部材には、前記第１部材と対向する部分に前記第１ピン孔と同一軸上に重ねることが可能な第２ピン孔が形成され、
前記第１ピン孔及び前記第２ピン孔には、機械中心側から機械側方に向けて伸縮可能な油圧ピンが挿通され、
前記第１ピン孔及び前記第２ピン孔に挿通した前記油圧ピンには、前記油圧ピンの抜けを防止する抜け止め機構が設けられ、
前記抜け止め機構は、
前記油圧ピンの収縮側端部に当接可能な抜け止め部材と、
前記油圧ピンの収縮時において前記抜け止め部材が前記収縮側端部に当接するロック位置と前記抜け止め部材が前記収縮側端部に当接しないロック解除位置とに前記抜け止め部材を切り替える切替部材と、
を備えることを特徴とする建設機械の油圧ピン抜け止め構造。
前記抜け止め部材は、回動軸を挟んで操作部と当接部とを有する抜け止めレバーであって前記操作部の操作に伴って前記回動軸を中心に回動する抜け止めレバーであり、
前記抜け止めレバーのうち前記操作部の側には、スライド部材が設けられ、
前記切替部材には、前記操作部の操作に伴って前記スライド部材をスライド移動させることが可能な長孔が形成され、
前記長孔の両端には、前記スライド部材を嵌合させるための第１切り欠き部と第２切り欠き部とが形成され、
前記スライド部材が前記第１切り欠き部に嵌合すると、前記抜け止めレバーの前記当接部が前記ロック位置に配置され、
前記スライド部材が前記第２切り欠き部に嵌合すると、前記抜け止めレバーの前記当接部が前記ロック解除位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の油圧ピン抜け止め構造。
前記抜け止め機構は、前記抜け止めレバーを支持する支持部材を更に備え、
前記抜け止めレバーは、前記回動軸を中心として自重によって所定方向に回動するように構成されており、
前記支持部材は、前記所定方向に回動した前記抜け止めレバーを前記ロック位置で停止して支持するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の建設機械の油圧ピン抜け止め構造。