JPH04124324A - 建設機械の付属品着脱機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、土砂を掘取ったり整地するために用いられる
建設機械に関し、特に、アームの先端に各種の土木工事
を行なうための付属品を着脱自在に連結させることがで
きる建設機械の付属品着脱機構に関する。

〔従来の技術〕

建設機械、特に掘削機、バックホー等と呼ばれる溝掘り
、穴掘りの機械においては、その作業目的のためにアー
ムに取り付ける付属品を取替えることが多いものであっ
た。

従来より盛んに土木工事、建設工事では掘削機が用いら
れており、この掘削機では土砂を掘出すためのパケット
がアームの先端に連結される構成であった。そして、こ
のアームとパケットを油圧シリンダーによって揺動させ
ることにより、土砂を掘取ったり、溝を形成する作業に
盛んに利用されていた。

しかしながら、掘削機はアームの先端にパケットを取付
けて、単純に穴掘りの作業をするだけでなく、その機構
を利用して他の作業に転用することもあった。つまり、
アームに取り付けたパケットの代わりに、アームに他の
付属品を連結し、特定の土木作業や建築作業に用いられ
ることもあった０例えば、掘削幅の異なったパケットを
取り付け、土砂の硬さや溝の幅に適合させて作業する場
合もある。また、アームの先端にブレーカ−を連結した
り、グリップを付けて破壊作業や荷役作業に用いる場合
もあった。これら各種の付属品を組み合わせることで、
掘削機を各種の工事に使用することができ、作業現場で
の応用性が向上するものであった。

このような付属品の変更、接続を行なう場合、従来にお
いては、アームの先端に取付けであるバケットを取外し
、他用途の付属品を手作業で連結させていた。この作業
では、先ずア・−ムとバケットを結合しているビンを取
外し、バケットをアームから離す。そして、他の付属品
をアームに接続した後、付属品とアームを貫通するよう
にビンを挿入し、両者の連結を行なっていた。この掘削
機の用途変更のための付属品の着脱の作業は人力で行な
われ、ビンの抜き差し、および付属品の取り換えには作
業時間がかかり、作業員が数名必要とされた。このよう
な、取り換えのために時間と人員がかかると、作業現場
での効率が妨げられるものである。このため、作業をす
る目的に合わせた付属品をアームの自由に着脱すること
ができることとなれば、現場での労働人員、時間の効率
が非常に高まるものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

このため、掘削機を操作しているオペレータのみで、ア
ームの先端に取付けである付属品を着脱でき、他の用途
の付属品と交換することができるならば取り換えのため
の他の作業員を必要としないものである。

そして、掘削機のオペレーター単独で取り換えの作業が
でき、従来のようにアームに貫通させたビンの抜き差し
等の作業が不用となれば、作業が安全となり、取り換え
のための時間が減少でき、極めて作業能率の高いものと
なるものである。

このため本出願の発明者と同一の発明者はこの問題を解
決するために、アームの先端に上下に拡縮できる爪を設
けた付属品着脱機構を提案している（特願平２年１９６
７６３号）。

この新しく提案された構成では、逆方向に向けられた一
対の爪によってバケット等の付属品を連結させるもので
あった。このため、常時爪を拡げるように作用させてお
かなければ付属品が落下してしまう欠点があった。この
ため、−度爪と付属品とを連結したならば、油圧シリン
ダーに常時油圧を加えなければならなかった。このこと
がら、油圧を加えなくとも、常時バケット等の付属品を
連結できる付属品着脱機構が望まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、移動できる車体と、この車体上に載置されて
上下に揺動できるアームと、このアームの先端に設けら
れた連結体と、この連結体に係合されて土木作業を行う
付属品とからなる建設機械において、アームの先端には
左右方向に出没する係合ビンを設け、アームの背中側に
配置した油圧シリンダーの先端には付属品を吊上げるた
めの爪体を設けたことを特徴とする建設機械の付属品着
脱機構を提供するものである。

〔作用］ 本発明では、アームの先端には左右方向に出没できる一
対の係合ビンを設けである。この係合ビンヲアームの先
端に収納させた状態で、アームの先端をバケット等の付
属品の連結部部分に挿入させる。次いで、付属品のビン
穴の位置と軸線が一致した時、係合ビンを突出させて付
属品ととアームと連結させることができる。−度突出さ
せた係合ビンは内部に戻ることはないため、常時補助力
を必要とせず両者は連結状態を維持することができる。

これらの一連の着脱の操作は、掘削機の座席にいるオペ
レーターが操作することで作業することができ、ビンの
抜き差しや、付属品を取り替えるための他の作業員を必
要としない。そして、バケットやブレーカ−等の従来よ
り応用作業のために用いられている付属品には、それぞ
れ平行にビンを挿入するためのビン穴が開けであるため
、これらの穴を利用することで容易にアームと付属品の
接続および解除をすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は、本発明の一実施例を掘削機のアームの先端内
部に収納させた状態を示す掘削機全体の斜視図である。

エンジン等を搭載した車体１の下部左右にはそれぞれク
ローラ−２が設けてあり、このクローラ−２によって車
体１は前後、左右に自由に移動することができる。そし
て、車体１の前方にはややくの字形に曲げられたアーム
３が上下に揺動自在に取付けられている。このアーム３
のほぼ中央の左右と車体１の前面の間には、それぞれ俯
仰用の油圧シリンダー４が介在させてあり、この油圧シ
リンダー４によってアーム３は上下に揺動されるように
なっている。

そして、ブーム３の上端にはやや細長い形状をしたアー
ム５が上下に揺動自在に連結してあり、アーム３の背面
中央とアーム５の後端の間には、揺動用の油圧シリンダ
ー６が介在させである。この油圧シリンダー６によって
アーム５はブーム３に対し、上下に揺動させることがで
きる。また、このアーム５の背面中央にはパケットシリ
ンダー７の後端が連結してあり、このバケットシリング
ー７のシリンダーワンド８先端には立上げリンク９が左
右に連結しである。そして、この立上げリンク９のそれ
ぞれの下端は前記アーム５の先端部の両側に連結しであ
る。

また、シリンダーロッド８の先端にはややコの字形をし
た爪ホルダ−１０の両端が連結してあり、この爪ホルダ
−ＩＯの先端にはフック１１が固定しである。このフッ
ク１１は、爪状をしており、それぞれが上方に向けられ
ている。この爪ホルダ−１０の平行となった左右片の間
にはビン１２によって支持リンク１３が連結してあり、
支持リンク１３の下端は前記アーム５の先端上面にビン
１４で連結されている。これらの立上げリンク９、爪ホ
ルダ−１０、支持リンク１３、アーム５によって、側面
から視てやや平行四辺形状をしたリンクが形成されてい
ることになる。そして、アーム５の先端の左右側面には
、アーム５の側面からそれぞれ出没できる係合ビン１５
．１６が設げである。

この第１図で示すパケット１７は従来から周知の構造で
あり、このパケット１７の外周の一部には取付体１８が
固定してあり、この取付体１８の上部には引っ掛はビン
１９が固定しである。この引っ掛はビン１９はパケット
１７に従来から使われている取付は用のビン穴に固定し
たものである。そして、取付は体】８の下方にはビン穴
２０．２１が開口してあり、このビン穴２０．２１は従
来のパケット１７をアーム５に連結するためのビンを挿
通するための穴である。

なお、引っ掛はビン１９の軸線と、ピン穴２０．２１を
結ぶ軸線とは平行となっている。

次に、第２図において前記付属品着脱機構の付近を拡大
して説明する。

前記シリンダーロッド８の先端にはビン２５が貫通させ
てあり、このビン２５の左右にはややコの字形となった
爪ホルダ−１０の両端が挿通させである。

そして、爪ホルダ−１０の左右外側にあっては、ビン２
５に立上げリンク９の上端がそれぞれ連結させである。

また、立上げリンク９のそれぞれの下端は、アーム５の
側面にビン２６によって回動自在に連結させである。

前記爪ホルダ−１０は、鋼板等を折り曲げて一体となっ
て形成してあり、その閉鎖された前片に接近した両片間
にはビン１２が軸支してあり、このビン１２の中央に支
持リンク１３の上端が連結しである。

また、アーム５の先端上面には一対の軸支片２７が突起
させてあり、両軸支辺２７間には支持リンク１３の下端
が挿入してあり、両者はビン１４によって連結されてい
る。

また、爪ホルダ−１０の前面には一対のフック１１が固
定しであるが、このフック１１は例えば鋼板を切り抜い
て形成したものであり、爪ホルダ−ＩＯの前面に溶接等
などで固定されている。このフック１１の中央には、上
方に向かって半円形にえぐられたフック面２８が形成し
てあり、このフンク面２８の爪ホルダーｌＯ側に連続し
て傾斜した案内面２９が形成しである。

次に、第３図、第４図により前記アーム５内における係
合ビン１５．１６の摺動を制御させる機構について説明
する。ここで、第３図はアーム５を水平に切断した断面
図であり、第４図は駆動部分を分解した斜視図である。

前記アーム５内部には、アーム５の長さ方向と平行にな
るように駆動用の油圧シリンダー３０が収納してあり、
この油圧シリンダー３０のシリンダーロッド３１はアー
ム５の前方に向けられている。そして、シリンダーロッ
ド３１の先端には三角形状をした作動板３２の底辺中央
が連結してあり、作動板３２の左右の斜辺はアーム５の
側面とそれぞれ一定角度になるように配置させである。

この作動板３２の先端よりシリンダーロッド３１に向け
ては、それぞれ上下の面にガイド溝３３が形成しである
。また、アーム５の先端には上下にブロック状をした案
内体３４．３５が平行に固定してあり、この案内体３４
の下面と案内体３５の上面との間隔は前記作動板３２の
厚みより少し大きい程度に設定しである。これら案内体
３４．３５のそれぞれの中央にはガイド突起３６．３７
が形成してあり、これらのガイド突起３６．３７は前記
ガイド溝３３と噛み合うように設定しである。

このガイド溝３３、ガイド突起３６．３７が噛み合い、
しかも案内体３４．３５の内面に作動板３２の上下面が
接触することで、この作動板３２はシリンダーロッド３
１の力によって作動され、しかもその作動方向は常に直
線方向になるように保持されていることになる。

次に、前記係合ピン１５．１６の形状に付いて説明する
。

これらの係合ピン１５．１６はその外径が前記ピン穴２
０．２１の内径より少し小さい程度に形成してた丸棒状
をしたものである。一方の係合ビン１５の内部には同軸
状に摺動穴４０が形成してあり、この係合ピン１５の端
面であって摺動穴４０関口側からは、その軸線に直角と
なるように断面矩形の挿通溝４１が加工しである。この
挿通溝４１の内部の底面は傾斜した作動面４２．４３と
なっており、この作動面４２．４３の傾斜角度は前記作
動板３２の斜辺の傾斜角度と一致させである。

次に、他方の係合ビン１６の外径はピン穴２１の内径よ
りも少し小さく形成してあり、全体が一体構造となって
いる。この係合ビン１６のアーム５の内部側は、径小と
なった挿入部４４．４５が形成してあり、この挿入部４
４．４５は前記摺動穴４０に挿通できる外径となってい
る。そして、この挿入部４４．４５の中央には、係合ビ
ン１６の軸線と直角になるように挿通溝４６が切り込ま
れていて、この挿通溝４６の底面は傾斜した作動面４７
となっており、作動面４７の傾斜角度は前記作動板３２
の斜辺の傾斜角度と一致させである。

これらの係合ピン１５．１６、作動板３２の組立の順序
を説明する。

まずシリンダーロッド３１を油圧シリンダー３０の内部
側に引き込め、作動板３２を案内体３４．３５から引き
離した位置で停止させておく、第４図がその引き離した
状態の時である。そして、アーム５の側面開口より係合
ピン１５．１６をそれぞれ挿通し、係合ビン１６の挿入
部４４．４５を係合ビン１５の摺動穴４０に挿入させる
。このとき挿通溝４１．４６とはそれぞれの面が一致す
るように位置させておく、この挿入部４４．４５が摺動
穴４０の最奥にまで挿入されたときには、係合ビン１５
．１６の両端はアーム５の側面よりも突出せず、アーム
５と各係合ピン１５．１６の頭部は同一の面に位置して
いる。

このように、係合ピン１５．１６の配置が終了したなら
ば油圧シリンダー３０を作動させ、シリンダーロッド３
１を押し出すと作動板３２は挿通溝４１．４６を通過し
、案内体３４．３５の隙間に挿入される。このときガイ
ド溝３３にはガイド突起３６．３７が噛み合い、摺動に
おいて作動板３２が左右に振れないように規制している
。なおもシリンダーロッド３１が押し出されると、作動
板３２の両側の斜面は作動面４２．４３．４７に接触し
、その傾斜角度がシリンダーロッド３１の押し出し方向
と傾斜していることから、係合ピン１５．１６を外側に
押し出すように作動する。このため、係合ビン１５．１
６はアーム５の側面より突出し、第２図に示すようにア
ーム５の側面より突出するように移動させられることに
なる。

次に、第５図とともに本実施例の作用について説明する
。この第５図の説明では、パケット１７をアーム５の先
端に連結させる動作を説明するものであり、パケット１
７を取外す動作については図示していない。

パケット１７をアーム５に連結させる場合には、第３図
におけるように、シリンダーロッド３１を油圧シリンダ
−３０方向に引き寄せておき、アーム５の側面より係合
ビン１５．１６の頭部を内部に押し込めておく、係合ビ
ン１５．１６はそれぞれ摺動穴４ｏと挿入部４４．４５
によって連結されているため、両者は案内されながら内
部方向に押し込められる。付属品の取り換えのために、
予めこの準備をしておかなければパケット１７はアーム
５に連結させることはできない。

先ず、第５図Ａでは、アーム５の先端にはなんら土木作
業のための付属品、ここではパケット１７、が取り付け
られていない状態を示し、これからパケット１７を連結
させるための動作をすることになる。

この作業開始前においては、パケットシリンダー７はそ
の全長を最大限にまで伸ばしておき、フック１１ヲナル
べく前方に向けさせておく。この状態で油圧シリンダー
４．６を操作することでブーム３、アーム５を上下に揺
動させ、フック１１をパケット１７の係合ビン１９に接
近させる。係合ビン１９はフック１１の案内面２９に接
触しながらフック面２８に案内され、係合ビンエ９はフ
ック１１に容易に引っ掛けることができる。

そして、フック１１のフック面２８に係合ビン１９の外
周を接触させたならば、油圧シリンダー４および６を操
作して、アーム５を少し俯仰させる。この状態は第５図
Ｂで示される。

図で示されるように、フック１１に係合ビン１９が引っ
掛けられ、パケット１７はそのまま吊り上げられる。こ
の第５図Ｂのように、フック１１でパケット１７が吊り
下げられてままの状態でパケットシリンダー７を縮小さ
せる。すると、立上げリンク９はビン２６を中心として
図中時計方向に回動し、爪ホルダ−１０を第５図中にお
いて右方向に引っ張ることになる。このためフック１１
およびパケット１７全体も右方向に引き寄せられ、相対
的にパケット１７の取付は体１５はアーム５の先端方向
に接近させられることになる。するとアーム５の先端が
取付は体１Ｂの間に挿入されることになり、ついには係
合ビン１５．１６とピン穴２０．２１との中心軸が一致
した所まで移動させられる。このように、係合ビン１５
とビン穴２０とが、係合ビン１６とビン穴２１とがそれ
ぞれの中心軸が一致した状態で油圧シリンダー３０を作
動させ、シリンダーロッド３１を押し出させる。すると
、作動板３２はシリンダーロッド３１によって押し出さ
れ、案内体３４の方向に移動する。この作動板３２の両
斜辺はそれぞれ傾斜しており、しかもその斜辺にはそれ
ぞれ作動面４２．４３．４７が接触させであるので、作
動面４２．４３．４７を外側に押し出すように分力され
る。従って、係合ビン１５．１６はそれぞれアーム５の
側面より外方に突出するように摺動する。このときの動
作は第３図においてＦで示す方向に移動させられること
になる。こうして、係合ビン】５はピン穴２０に挿入さ
れ、係合ビン１６はピン穴２１に挿入され、このビン１
５．１６によってパケット１７はアーム５に回転自在に
連結される。この連結された状態は第５図Ｃで示され、
この後アーム５の先端にはパケット１７が連結されたこ
とと同じこととなり、通常の掘削機と同様の作業を行う
ことができる。

前述とは逆に、アーム５の先端よりパケット１７を取外
すには、パケット１７を地面におき油圧シリンダー３０
を逆方向に動作させ、シリンダーロッド３１を引き込め
ることにより、作動板３２と作動面４２．４３．４７の
接触を解除させる。その後、手動により係合ビン１５、
工６をアーム５の内側に押し込め、係合ビン１５．１６
とビン穴２０．２１の連結を開放させる。

その後の操作は、第５図Ｃ，Ｂ、Ａの順によって行わせ
る このようにして、各係合ビン１５．１６の押し出しの操
作は、操縦席に座ったオペレーターが行うことができる
。従って、各種の付属品をアーム５に係合させるには、
オペレーターが運転席に座ったままの状態で操作して自
由に選択して取付けることができる。

次に、第６図、第７図において本発明の他の実施例につ
いて説明する。この実施例においては第一の実施例と共
通の機構に付いては同一の番号を付し、詳細な説明を省
略しである。

前記係合ビン１６のアーム５の内側の位置には、上下に
止めビン５０．５１が突起させてあり、この係合ビン１
６の外周であって止めビン５０．５】とアーム５の内壁
の間には、コイル状をしたバネ５２が介在させである。

また、係合ビン１６の外周であってアーム５の内部に位
置には、上下に止めビン５３．５４が突起して固定しで
ある。そして、この係合ビン１６の外周であって止めビ
ン５３．５４とアーム５の内壁との間には、コイル状を
したバネ５５が介在させである。

このバネ５２．５５によって、止めビン５０．５１はそ
れぞれアーム５の中心方向に向けて常に付勢されている
。このため、油圧シリンダー３０を作動させてシリンダ
ーロッド３１を押し出した場合には、前述のように作動
板３２の斜辺が作動面４２．４３．４７と接触し、バネ
５２．５３を圧縮させながら、係合ビン１５．１６をア
ーム５の側面より突出させる。

しかし、シリンダーロッド３１を縮小させ、作動板３２
を第６図中で右側に移動させるとすれば、作動板３２か
らの分力がな（なるため、係合ビン１５．１６はそれぞ
れハネ５２．５５の弾性力によりアーム５の内側に引き
込められる。

このようにして、油圧シリンダー３０を作動させること
で、係合ビン１５．１６はアーム５の側面から出没させ
ることができる。このため、パケット１７をアーム５の
先端に取付ける場合には、油圧シリンダー３０を動作さ
せ、シリンダーロッド３１を伸縮させることで自動的に
係合ビン１５．１６をビン穴２０．２１に挿入、又は解
除させることができる。このため、操縦席のオペレータ
ーのみによって係合ビン１５．１６の摺動を操作させる
ことができ、アーム５の先端にパケット１７を連結させ
たり、取外したりすることができる。

次に、第８図は本発明の第三の実施例である。

この実施例では、アーム５の上面先端に取付けた保持板
２７の間には、油圧シリンダー６０の基部が挿入してあ
り、両者はビン１４で連結しである。そして、油圧シリ
ンダー６０のシリンダーロッド６１は上方に向けてあり
、このシリンダーロッド６１の上端はビン１２に連結さ
せである。

この実施例においては、油圧シリンダー６０を作動させ
ることにより、シリンダーロッド６］が伸縮することに
なる。すると立上げリンク９、爪ホルダ−１０によって
形成された四辺形のリンクの一辺が延び縮みすることと
なり、フック１１の位置を連結ビン１５、】６に対して
上下に変動させることができる。

この構成によれば、パケット１７の取付は体１８にある
係合ビン１９とビン穴２０．２１の間隔が相違する場合
においては、この油圧シリンダー６０を操作して爪１１
と係合ビン１５．１６の間隔を変動させて調整すること
ができる。このため、パケット１７の製造メーカーが異
なって、係合ビン１９とビン穴２ｏ、２１の間隔が異な
っていても、それぞれの係合ビン１９とビン穴２０．２
１の間隔に正確に調整させることができる。従って、規
格が異なるため係合ビン１９とビン穴２０．２１の間隔
が異なったパケット１７や付属品であっても、確実に係
合ビン１５．１６をピン穴２ｏ、２１に挿入させること
ができる。

〔効果〕

本発明では上述のように構成したので、簡単な機構であ
りながら従来の掘削機の先端に各種の付属品を連結させ
ることができる。そして、この機構においては、付属品
に係合ビンとピン穴を設けておけば、アームの係合ビン
を自由にピン穴に挿入させて連結させることができる。

しかも、この連結の動作においては、アームの先端で付
属品を係合ビンによって軸結合させることができるので
、その結合力が強く、回動させることもできるため従来
の掘削機等と全く同じ操作感覚で作業をすることができ
る。さらに、付属品の接続においては、オペレーターが
運転席に座っているだけでその操作をすることができる
ので、地上での作業員が不要となり、取付は時間も短縮
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を掘削機に適応した齢を示す
全体の斜視図、第２図はアーノ、の先端にある着脱機構
を示す拡大斜視図、第３図はビンを出没させる機構を示
すアームの断面図、第４図は同上の各部を分解した分解
斜視図、第５図は本実施例の作用を説明する説明図、第
６図は本発明の第二の実施例を示すアームの断面図、第
７図は同上の主要部分を分解した分解斜視図、第８図は
本発明の第三の実施例を示すアーム先端付近の拡大斜視
図である。 １・・・車体、５・・・アーム、７・・・油圧シリンダ
ーとしてのバケットシリンダー、１１・・・爪体として
のフック、１５．１６・・・係合ビン、１７・・・付属
品としてのバケット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動できる車体と、この車体上に載置されて上下に揺動
   できるアームと、このアームの先端に設けられた連結体
   と、この連結体に係合されて土木作業を行う付属品とか
   らなる建設機械において、アームの先端には左右方向に
   出没する係合ピンを設け、アームの背中側に配置した油
   圧シリンダーの先端には付属品を吊上げるための爪体を
   設けたことを特徴とする建設機械の付属品着脱機構。