JPH04124325A

JPH04124325A - 建設機械の付属品着脱機構

Info

Publication number: JPH04124325A
Application number: JP2243204A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kishi; 光宏岸
Original assignee: Japanic Corp
Current assignee: Japanic Corp
Priority date: 1990-09-13
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1992-04-24
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0726423B2

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。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パケットを取外し
、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、先ずアームとパケットを結合しているピンを取外
し、パ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
ピンを挿入し、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、ピンの抜き差し、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ーのみで、
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ピンの抜き差し
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１．９
６７６３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
対の爪によってパ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
から、油圧を加えなくとも、常時パ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一対の係合ピンを設け、各係合ピン
には軸線と直角に作動ピンを起立させ、この係合ピンに
接近してその軸線方向とは直角方向に進退する作動板を
設け、各作動ピンをこの作動４板に形成した移動方向と
傾斜させた案内長穴に係合させ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間に出没できる一
対の係合ピンを設けである。この係合ピンをアームの先
端に収納させた状態で、アームの先端をパケット等の付
属品の連結部部分に挿入させる０次いで、付属品のピン
穴の位置と軸線が一致した時、係合ピンを突出させて付
属品ととアームと連結させることができる。突出させた
係合ピンは内部に戻らず、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、ピンの
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、パケットやブレーカ−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
れ平行にピンを挿入するためのピ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。

そして、この係合ピンを駆動させるためには、作動板に
形成した傾斜した案内穴と、この案内穴に係合して係合
ピンに固定した作動ピンによって行われるため、係合ピ
ンの前進、後退のいずれも操作することができる。この
ため、付属品とアームの接続、解除は確実となる。

〔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ブーム
３が上下に揺動自在に取付けられている。このブーム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によってブーム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、ブーム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、このパケットシリン
ダー７のシリンダーロッド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
−１０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
にはピン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の先端上面にピン
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ピン１５
．１６゛が設けである。

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ピン
１９が固定しである。この引っ掛はピン１９はパケット
１７に従来から使われている取付は用のピン穴に固定し
たものである。そして、取付は体１８の下方にはピン穴
２０．２１が開口してあり、このピン穴２０．２１は従
来のパケットエフをアーム５に連結するためのピンを挿
通するための穴である。

なお、引っ掛はピン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の先端にはピン２５が貫通させ
てあり、このピン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、ピン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
側面にピン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
にはピン１２が軸支してあり、このピン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、両者はピン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−１０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くられたフック面２８が形成し
てあり、このフック面２８の爪ホルダ−１０側に連続し
て傾斜した案内面２９が形成しである。

また、アーム５の先端上面には定期的な点検、保守のた
めの点検蓋５０が設けである。

次に、第３図、第４図により前記アーム５内における係
合ピンＩ５．１６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３Ｉ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
。作動板３２の左右の斜辺に接近して平行になるように
、案内長穴５１．５２が上下に貫通開口させである。

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工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
０．２工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。一方の係合ピン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開口側からは、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。また、こ
の係合ピン１５の摺動穴４０側の外周上面にはピン穴５
３が形成してあり、このピン穴５３には前記案内長穴５
１を通過させた作動ピン５５を固定させである。

次に、他方の係合ピン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。この係合ピン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４ｏ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、保合ピ
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。また、この係合ピ
ン１６の外周中央の上面にはピン穴５４が形成であり、
このピン穴５４には前記案内長穴５２を通過させた作動
ピン５６を固定させである。

これらの係合ピン１５．１６、作動板３２の組立の順序
を第５図と共に説明する。この組立てにおいては、前記
点検蓋５０をアーム５より取外し、点検穴６０を開放さ
せておく。

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５８．５
９より係合ピン１５．１６をそれぞれ挿通し、係合ピン
１６の挿入部４４．４５を係合ピン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、係合ピン１５．１６の両端はアーム５の
側面よりも突出せず、アーム５の側面と各係合ピン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。作動板３２の先端を案内体３４．３５の隙間に挿入
し、この作動板３２の両側の斜面が作動面４２．４３．
４７に接触したならば、−時その状態で油圧シリンダー
３０の動作を停止させる。そして、点検穴６０より作動
ピン５５．５６を挿入し、作動ピン５５をピン穴５３を
通過させ、案内長穴５１に挿通させ、作動ピン５６をピ
ン穴５４を通過させ、案内長穴５２に挿通させる。この
ため、係合ピン１５．１６と作動板３２はこれら作動ピ
ン５５．５６によって連結されたことになる。そして、
この組立が終了したならば、点検穴６０を点検蓋５０で
塞ぐ。

このように組み立てたので、油圧シリンダー３０を作動
させて、シリンダーロッド３１を伸縮させると、作動板
３２は案内体３４．３５に案内されて進退する。そして
、この作動板３２の進退により、案内長穴５１．５２に
挿通しである作動ピン５５．５６は案内長穴５１．５２
内を摺動することになる。この案内長穴５１．５２は作
動板３２の移動方向と傾斜させであるため、作動板３２
の移動によって作動ピン５５．５６には分力が発生し、
作動ピン５５．５６を左右逆方向に移動させるよう作用
する。このため、係合ピン１５．１６は第４図中で左右
方向に移動し、結果として油圧シリンダー３０の作用に
よって係合ピン１５．１６はアーム５の側面左右から出
没することになる。

次に、第６図とともに本実施例の作用について説明する
。この第６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る。

パケット１７をアーム５に連結させるには、前述の油圧
シリンダー３０を作動させ、シリンダーロッド３１を引
き込めておく。このため、案内長穴５１．５２は作ｆ１
１１ピン５５．５６をアーム５の中央に引き寄せておき
、アーム５の側面より係合ピン１５．１６の頭部を内部
に押し込めておく。係合ピン１５．１６はそれぞれ摺動
穴４０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６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をなる
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の係合ピン１９に接
近させる。係合ピン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、係合ピン１９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に係合ピン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６図
Ｂで示される。

この図で示されるように、フック１１に係合ピン１９が
引っ掛けられ、バケン１−１７はそのまま吊り上げられ
る。この第６図Ｂのように、フック】１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
縮小させるゆすると、立上げリンク９はピン２６を中心
として図中時計方向に回動し、爪ホルダ−１０を第６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１８の間に挿入されることになり、つい
には係合ピン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、係合ピン１５とピン穴２０とが、係合ピン
１６とピン穴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３
１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３４．３５の方向
に移動する。この作動板３２に形成した案内長穴５１．
５２には作動ピン５５．５Ｇが貫通させであるため、傾
斜した案内長穴５１．５２は作動ピン５５．５６を押し
、係合ピン１５．１６を左右に押し動させる。従って、
係合ピン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、係合ピン１５はピン穴２０に挿入され、係合ピン
１６はピン穴２１に挿入され、この係合ピン１５．１６
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６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。シリンダーロッド３１によって作動ｖｉ、３２が移
動し、案内長穴５１．５２の間隔が狭められるために再
作動ピン５５．５６はアーム５の中心に引き寄せられ、
結果として２つの係合ピン１５．１６はアーム５の側面
開口５８．５９内に収納され、係合ピン１５．１６とピ
ン穴２０．２１の連結が開放される。

その後の操作は、第６図Ｃ，Ｂ、Ａの順によって行わせ
るこのようにして、各係合ピン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７図、第８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。

前記シリンダーロッド３１の先端には、コの字形に形成
した作動体７０の中央が接続してあり、この作動体７０
の開口を前方に同けである。この作動体７０は上下にそ
れぞれ三角形状をした側部７１と７２を有しており、上
方の側部７１にはその斜辺に接近して案内長穴７３が開
口してあり、下方の側部７２にはその斜辺に接近して案
内長穴７４が開口しである。

次に、各係合ピン１５．１６のアーム５内部では、係合
ピン１５．１６の軸線に沿って９０度づづに区分され、
対称形となった２カ所が削り取られている。このため、
各係合ピン１５．１６の半分は円弧部７５．７６．７７
．７８が形成されたことになる。そして、この円弧部７
５．７６と円弧部７７．７８は周方向に９０度ずらして
位置させであるため、両係合ピン１５．１６は相互に摺
動させることができる。

そして、円弧部７６の下面と円弧部７７の上面にはピン
穴７９．８０が形成してあり、このピン穴７９には案内
長穴７４を通過させた作動ピン８１が挿入することがで
き、ピン穴８０には案内長穴７３を通過させた作動ピン
８２が挿入することができるように組み立てられる。

この第二の実施例の作用を説明する。

この実施例における係合ピン１５．１６の半分には９０
度の角度で切込みが形成してあり、長さ方向に延びた円
弧部７５．７６．７７．７８が残しであるが、各係合ピ
ン１５．１６の円弧部７５．７６．７７．７８は互い違
いに組み合わせであるので、係合ピン１５．１６はその
長さ方向に自由に摺動することができる。そして、油圧
シリンダー３０のシリンダーロッド３１を伸縮させると
、シリンダーロッド３１に接続した作動体７０も同時に
長さ方向に移動する。この作動体７０の移動により案内
長穴７３．７４に挿通した作動ピン８１．８２は案内長
穴７３．７４が傾斜していることから発生する分力が作
用し、作動ピン８１．８２はそれぞれ左右方向に押され
る力が加えられる。このため、作動ピン８１．８２が固
定しである係合ピンＩ５．１６は左右にそれぞれ逆方向
に作用力が働き、各係合ピン１５．１６はアーム５の側
面から出没することになる。

この実施例では、各係合ピン１５．１６は円弧部７５、
７６．７７．７８で接触して組み合わせれているので、
両者に加わる曲げ応力に対して強い耐応力がある。

また、各係合ピン１５．１６の側面を四等分して側面か
ら切削加工するだけであるので、製造が容易であり、組
立も簡単となる。

〔効果〕

本発明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
係合ピンとピン穴を設けておけば、アームの保合ピンを
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、この係合ピンの摺動における作用力は前進、後
退のいずれにおいても作動し、アームと付属品の着脱が
確実になる。このことから、付属品の接続作業で、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図はアームの先端にある着脱機構を
示す拡大斜視図、第３図はピ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図は係合ピンの組立ての手順を示す斜視図、
第６図は本実施例の作用を説明する説明図、第７図は本
発明の第二の実施例を示すアームの断面図、第８図は同
上の主要部分を分解した分解斜視図である。１・・・車体、５・・・アーム、７・・・油圧シリンダ
ーとしてのパケットシリンダー、１１・・・爪体として
のフック、１５．１６・・・係合ピン、１７・・・付属
品としてのパケット、３２・・・作動板、５１．５２．
７３．７４・・・案内長穴、５５．５６．８１．８２・
・・作動ピン、７０・・・作動体。特許出願人　株式会社　ジャパニック

Claims

【特許請求の範囲】

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
出没する一対の係合ピンを設け、各係合ピンには軸線と
直角に作動ピンを起立させ、この係合ピンに接近してそ
の軸線方向とは直角方向に進退する作動板を設け、各作
動ピンをこの作動板に形成した移動方向と傾斜させた案
内長穴に係合させたことを特徴とする建設機械の付属品
着脱機構。