JPH0657785A - 建設機械の作業機構連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フロント作業機構におけるアームと作業手段
との連結部の連結及び分離を容易になし、かつ連結状態
では円滑に相対回転できるようにする。 【構成】 アーム４にブッシュ１１を設けたボス部１０
を連設し、ブッシュ１１内に中空軸１２を挿嵌して、こ
の中空軸１２をボス部１０に、ブッシュ１１に設けた凹
部１３に固体潤滑剤を装着した状態でほぼ密嵌状に挿嵌
させることによって、円滑な摺動を可能とする摺動面部
を形成し、バケット５にブラケット１４，１４を連設し
て、ブラケット１４，１４に設けたピン挿通孔１４ａ，
１４ａ及び中空軸１２内に連結ピン１５を挿通させるこ
とにより、バケット５をアーム４に連結し、この連結ピ
ン１５は容易に挿脱できるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の建設
機械におけるフロント作業機構にバケット，圧砕具等の
作業機構を連結する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設機械として、例えば油圧ショベル
は、走行車両にフロント作業機構を連結する構成とした
ものであって、このフロント作業機構としては、走行車
両の旋回体に上下方向に回動可能に連結したブームと、
このブームの先端に回動可能に連結したアームと、この
アームの先端に連結した作業手段とから構成される。こ
こで、作業手段としては、土砂の掘削等の作業を行うバ
ケットや、コンクリート構築物等を破砕する圧砕具その
他のものがあり、これらは適宜交換してアームに連結さ
れる。また、作業手段は極めて過酷な条件下で作動する
ものであることから、それが損傷した場合にも交換する
必要もある。このために、アームと作業手段との間の連
結機構として備えなければならない条件としては、両者
は相対回動可能となっており、しかも極めて円滑に摺動
回転できなければならないのは当然として、両者は容易
に連結・分離できる構成としなければならない。

【０００３】以上の要請に応じるために、アーム側には
ブッシュを装着したボス部を設け、また作業手段側には
軸挿通孔を備えたブラケットを一対設けて、この作業手
段のブラケットを、アームのボス部を挟むように配置し
て、その軸挿通孔の中心とボス部の中心軸とを一致させ
た状態で軸を挿通することにより連結する構成としてい
る。従って、この軸を着脱すれば、アームと作業手段と
を連結・分離できるようになる。また、この軸の抜け出
し防止を図るために、軸にその軸線と直交する方向にピ
ンを打ち込むようにしている。そして、摺動面部に外部
から塵埃や液体等が入り込まないようにするために、ボ
ス部の両端部にはダストシールを装着している。さら
に、連結状態において、軸とボス部のブッシュとの間を
円滑に摺動させるために、この摺動面部にグリース等の
潤滑剤を介在させるようになし、またブッシュに凹部を
形成して、グリース溜めとしたり、また二硫化モリブデ
ン等の粉末をバインダで固めた固体潤滑剤を装填するこ
とによって、無給脂化を図るようにしたものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧ショベ
ル等の建設機械が作動する作業現場は、通常野外であっ
て、しかもバケットで土砂を掘削したり、また圧砕具で
コンクリート構築物を破砕する等、極めて過酷な条件下
で作業が行われる。例えば、バケットで泥地等で土砂を
掘削したり、雨中で作業を行うような場合においては、
アームとバケットとの連結部が泥水その他の液状の汚損
物と接触するおそれがある。前述したように、アームと
バケットとの連結部における摺動面部にはダストシール
が設けられているが、このダストシールによっては、液
状汚損物の侵入を完全には防止できない。特に、アーム
と作業手段との間の着脱を容易に行うために、軸のボス
部への挿入部にある程度隙間が生じることから、ダスト
シールにおける異物の侵入防止機能を十分に発揮させる
ことができず、このために液状汚損物等が摺動面部に入
り込むおそれは極めて高く、このために軸の円滑な摺動
性が損なわれて、騒音が発生したり、摺動面を損傷させ
たりするおそれがある。また、このように摺動面部に入
り込んだ液状汚損物は流動性があることから、この摺動
面部に介在させているグリース等の液状潤滑剤を汚損し
たり、流出させたり、固体潤滑剤の粉末を亡出させてし
まうことになって、潤滑性を低下させ、無給脂化が図れ
なくなるという問題点もある。

【０００５】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、摺動面部に液状のも
のを含めて種々の異物等が入り込むのを確実に防止でき
るようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、建設機械のフロント作業機構を構成
するアームにバケットその他の作業手段を着脱可能に連
結するためのものであって、アームまたは作業手段のい
ずれか一方にボス部と、このボス部に摺動可能に挿嵌さ
せた中空軸とを設けると共に、前記他方にはピン挿通孔
を形成し、このピン挿通孔から前記中空軸内に連結ピン
を挿通させる構成としたことをその特徴とするものであ
る。

【０００７】

【作用】軸とボス部との間の隙間を小さくすればする
程、摺動面部に液状汚損物等を含めて全ての異物が入り
込む可能性が極めて少なくなり、泥土中等で作業して
も、摺動面部における摩擦係数が変化することはない。
ただし、この隙間を小さくすると、軸をボス部に着脱す
るのが極めて困難になる。特に、液状汚損物をも侵入し
ないようにするために、両者の嵌合をほぼ密嵌状にする
と、作業現場等で軸をボス部から脱着するのは殆ど不可
能に近くなる。そこで、軸とボス部とを分離させる必要
がない構成とした。即ち、アームと作業手段との間の相
対回動を可能とするための摺動面部の確保する機能と、
作業手段をアームに連結する機能とを分け、中空軸を用
いて、ボス部の内面と中空軸の外面との間を摺動面部と
した上で、作業手段をアームに連結するために、中空軸
の内部を利用し、この中空軸の内部に連結ピンを挿通さ
せて、この連結ピンの両端を作業手段側のピン挿通孔に
挿通させている。

【０００８】而して、作業手段を交換する際に中空軸を
ボス部から分離する必要がないので、この中空軸の外面
をボス部の内面に対してほぼ密嵌状態に嵌合させること
ができる。これによって、固形物はもとより、液状汚損
物等が摺動面部に入り込むおそれはなく、常に円滑な摺
動性が確保され、また異物の食み込み等によって摺動面
部に損傷が生じるようなことはない。さらに、この摺動
面部にグリース等の液状潤滑剤であれ、固体潤滑剤であ
れ、潤滑部材を介在させた場合に、作動中にこの潤滑部
材が汚損されたり、外部に逸出することもない。

【０００９】一方、作業手段とアームとの間の連結を行
うために、連結ピンを用いており、この連結ピンは中空
軸に挿嵌される。ここで、この連結ピンと中空軸との間
は必ずしも摺動面部としての機能を発揮させる必要がな
いことから、作業手段とアームとを連結した状態ではが
たが生じず、しかも連結ピンを容易に挿脱できる構造と
する。これによって、作業手段の交換を容易に行うこと
ができるようになる。なお、連結ピンと中空軸との間も
摺動可能であり、作動中において、作業手段をアームに
対して相対回動させる際に、このピンと中空軸との間に
異物等が入り込まず、円滑に摺動できる状態となってお
れば、連結ピンが中空軸の内面と摺動する。しかしなが
ら、この隙間に異物が入り込んだりして摺動条件が中空
軸とボス部との間の摺動条件より悪くなれば、この中空
軸とボス部との間が摺動面部となる。従って、連結ピン
と中空軸の内面との間に無理な力が作用して損傷する等
の不都合はない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず、図１に建設機械の一例として油圧シ
ョベルを示す。同図において、１はクローラ式の走行
体、２は走行体１上に設けた旋回体をそれぞれ示し、旋
回体２には、フロント作業機構が連結されている。この
フロント作業機構は、旋回体２に連結されたブーム３
と、このブーム３の先端に連結したアーム４と、アーム
４の先端に連結した作業手段としてのバケット５とから
構成される。ブーム３はブームシリンダ６によって、旋
回体２への連結部を中心として図中に矢印で示した方向
に回動させることができ、またブーム３とアーム４との
間にはアームシリンダ７が設けられ、このアームシリン
ダ７によってアーム４を矢印方向に回動させることがで
きるようになっている。さらに、アーム４とバケット５
との間には、バケットシリンダ８が設けられており、こ
のバケットシリンダ８によって、バケット５を矢印方向
に回動させることができるようになっている。而して、
ブーム３とアーム４との間、及びアーム４とバケット５
との間には、適宜の個所に相対回動可能な連結部が設け
られている。

【００１１】前述した各連結部のうち、アーム４とバケ
ット５との間の連結部は、相対回動可能となっていなけ
ればならないことは当然として、バケット５はアーム４
に対して着脱可能に連結され、しかも作業現場等におい
ても、容易に着脱できるようになっていなければならな
い。

【００１２】そこで、図２及び図３にアーム４とバケッ
ト５との連結部の構造を示す。これらの図から明らかな
ように、アーム４には、ボス部１０が連設されており、
このボス部１０の内面にはブッシュ１１が圧入等の手段
で挿嵌されている。そして、このブッシュ１１内には、
中空軸１２が挿嵌されており、この中空軸１２はボス部
１０に対して回動自在となっている。従って、中空軸１
２の外面とブッシュ１１の内面との間が摺動するが、こ
の摺動を円滑に行わせるために、ブッシュ１１の内面に
は凹部１３が設けられており、この凹部１３には二硫化
モリブデン等の固体潤滑剤をバインダにより固めた状態
にして充填されている。これによって、この中空軸１２
とブッシュ１１との間の摩擦係数が低くなり、より円滑
な摺動が可能となる。しかも、固体潤滑剤は適宜必要に
応じて凹部１３から摺動面部に入り込むことになるか
ら、長期間にわたって給脂を行うことなく作動させるこ
とができる。而して、中空軸１２とブッシュ１１との間
の摺動面部に外部から塵埃等の固形異物や泥水その他の
液状汚損物等が入り込まないようにするために、中空軸
１２は、ブッシュ１１に対してほぼ密嵌状に挿嵌され
て、その間には殆ど隙間がない状態となっている。

【００１３】一方、バケット５には、ブラケット１４，
１４が連設されており、これらブラケット１４，１４間
にボス部１０が位置するようになっている。そして、各
ブラケット１４，１４にはピン挿通孔１４ａ，１４ａが
形成されており、このピン挿通孔１４ａ，１４ａと中空
軸１２の内部との間に連結ピン１５を挿通させることに
よって、バケット５はアーム４に連結されている。そし
て、この連結ピン１５が抜け出さないように固定するた
めに、連結ピン１５の一端部には大径部１５ａが形成さ
れており、また他端部にはキャップ１６が嵌合されて、
抜け止めピン１７をこのキャップ１６を介して連結ピン
１５の軸線と直交する方向に挿通されている。ここで、
連結ピン１５は、バケット５をアーム４に分離可能に連
結するための部材であって、この連結及び分離を容易に
行うことができるようにするために、連結ピン１５は中
空軸１２にある程度緩い状態に挿嵌されるようになって
いる。ただし、バケット５を連結した状態で、この連結
部にがたが生じないようになっている。なお、図中にお
いて、１８は中空軸１２の外面とブッシュ１１の内面と
の間に介装したシール部材である。

【００１４】本実施例は以上のように構成されるもので
あって、次にその作用について説明する。バケット５は
アーム４に連結されて、バケットシリンダ８を作動させ
ることによりアーム４との連結部を中心として回動せし
められる。例えば、土砂の掘削を行うには、まずバケッ
ト５の先端を地面に対して所定角度からアーム４への連
結部を中心として、引き込むように回動させることによ
って、土砂を掘削してバケット５内に取り込み、次いで
旋回体２を旋回させる等によって、バケット５を別の場
所に移動させて、前述とは逆の方向に回動させて、バケ
ット５内に取り込んだ土砂を排出する。そして、この動
作は繰り返し行われる。

【００１５】以上のことから、バケット５とアーム４と
の連結部は、かなり大きな荷重が作用した状態で相対回
動できるようになっていなければならない。しかも、塵
埃等が発生する環境下で作動せしめられ、また泥土を掘
削する場合や、雨中での作業が行われることから、この
連結部は泥水等に接触することもある。従って、塵埃等
の固形異物が連結部における相対回動する部位に入り込
んだり、また泥土等の液状の汚損物が浸透するおそれが
ある。

【００１６】このために、バケット５とアーム４との間
の連結部においては、塵埃等の固形異物や液状の汚損物
等が相対回動する摺動面部に入り込まないように保持さ
れる用になっていなければならない。しかも、作業手段
としては、このバケット５の他に、例えば圧砕具等も用
いられることから、アーム４とバケット５その他の作業
手段とは分離・連結可能な状態となっていなければなら
ない。しかも、この作業手段の分離及び連結は、作業現
場においても行われることから、容易に行うようにする
必要がある。

【００１７】そこで、まず、バケット５をアーム４に装
着するには、バケット５に設けたブラケット１４のピン
挿通孔１４ａと、アーム４側におけるボス部１０のブッ
シュ１１内に予め挿通されている中空軸１２の中心軸と
位置合せを行う。この状態で、連結ピン１５をブラケッ
ト１４における一方側のピン挿通孔１４ａから挿通し
て、中空軸１２内を通り他方側のピン挿通孔１４ａから
導出させて、抜け止めピン１７を取り付けることによっ
て、バケット５はアーム４にアセンブルされる。また、
抜け止めピン１７を取り外して、連結ピン１５を抜き出
させれば、バケット５をアーム４から分離できる。ここ
で、バケット５（バケット以外の作業手段も同様）のア
ーム４に対する連結は連結ピン１５により行うようにし
ていることから、その着脱を容易にするには、連結ピン
１５の挿脱を容易に行うことができるようにしなければ
ならない。そこで、この連結部にがたが生じない程度に
おいて、連結ピン１５の外径と中空軸１２の内径との間
に径差を持たせている。これによって、連結ピン１５
に、その軸線方向に力を加えれば、容易に挿脱できるよ
うになる。

【００１８】前述のようにしてバケット５がアーム４に
連結されるが、連結状態において、土砂の掘削等の作業
を行うと、アーム４側のボス部１０とバケット５側のブ
ラケット１４が相対回動する。ここで、アーム４とバケ
ット５との連結機構としては、ボス部１０のブッシュ１
１に中空軸１２が挿嵌され、この中空軸１２にはさらに
連結ピン１５が挿嵌されている。従って、中空軸１２の
内面と連結ピン１５との間で摺動することによりバケッ
ト５を回動させることができ、また中空軸１２と連結ピ
ン１５とが一体となって、この中空軸１２の外面がボス
部１０におけるブッシュ１１の内面に対して摺動するこ
とによっても、バケット５はアーム４に対して相対回動
させることができる。即ち、連結ピン１５と中空軸１２
との間の摩擦係数と、中空軸１２とブッシュ１１との間
の摩擦係数とのうち、摩擦係数が低い側が摺動すること
になる。

【００１９】ところで、連結ピン１５を中空軸１２に容
易に挿通させるために、両者の間に径差を持たせてお
り、これに対して、中空軸１２はボス部１０におけるブ
ッシュ１１に対してほぼ密嵌状に挿嵌されていることか
ら、通常の状態では、連結ピン１５と中空軸１２との間
の方がより円滑に摺動する。ただし、中空軸１２と連結
ピン１５との間にはある程度隙間があることから、その
間に外部から固形の異物や液状の汚損物等が容易に入り
込むおそれがある。このように異物が入り込むと、摺動
条件が悪くなる。特に、泥土を掘削したり、雨中で作業
を行う際等においては、土砂を含んだ水がこの隙間に多
量に入り込んで、摺動条件が極めて悪くなる。

【００２０】一方、中空軸１２とブッシュ１１との間
は、ほぼ密嵌されていることから、前述した固形異物は
もとより、液状汚損物も入り込まない構造となってお
り、しかもこの摺動面部には固体潤滑剤が供給されて、
摺動条件を良好ならしめている。従って、この部位は長
期間にわたって摩擦係数が変化せず、常に一定の摺動条
件が確保される。即ち、この連結部における摺動面部の
機能を、中空軸１２とブッシュ１１との間に主として持
たせ、連結ピン１５と中空軸１２との間は、摺動が可能
であるにしても、摺動動作においては副次的なものとし
ており、これによって、泥土の掘削，雨中での作業等と
いうように、相互に摺動する部位にとって、極めて劣悪
な条件下で作動させる場合でも、円滑な摺動を可能とす
る。また、副次的ではあるものの、連結ピン１５と中空
軸１２との間でも摺動が可能であるということは、主た
る摺動面部を構成する中空軸１２とブッシュ１１との間
の負担の軽減が図られ、より長寿命化が可能となる。ま
た、この中空軸１２とブッシュ１１との間には、液状汚
損物をも侵入させない構造となっているので、その摺動
面部に介在させている固体潤滑剤が亡出することがな
く、ほぼ完全に無給脂化が図られ、メンテナンス性に優
れたものとなる。なお、ここで、固体潤滑剤に代えて、
凹部１３をグリース溜め部とすることによっても、無給
脂化が図られるが、液状汚損物が侵入しない構造となっ
ていることは、グリースの劣化が防止され、給脂の必要
性は全くなくなる。

【００２１】なお、前述した実施例においては、アーム
側にボス部を設け、バケット側にはブラケットを設ける
ように構成したが、これとは反対にバケット側にボス部
を設け、アーム側にブラケットを設けるようにしても良
い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ボス部内に直接連結ピンを挿通させるのではなく、
中空軸を挿通させ、さらにこの中空軸内に連結ピンを挿
通して、この連結ピンにバケットその他の作業手段を取
り付ける構成としたので、連結ピンを中空軸に容易に挿
脱できるようにすることによって、作業手段のアームへ
の連結及び分離を、作業現場等でも、容易に行うことが
できるようになり、しかも作業手段とアームとの間が相
対回動する際における摺動面部の主たる機能を中空軸と
ボス部との嵌合部に持たせるようにしているので、作業
手段の作動時に、常に円滑な摺動条件を維持させること
ができ、騒音が発生したり、摺動面を損傷させたりする
ことがなく、またこの摺動面部に液状汚損物等が入り込
むのを確実に防止できるようになるから、この摺動面部
に固体潤滑剤や、グリース等の液状潤滑剤を介在させて
おくことによって、無給脂化が図られて、メンテナンス
性に優れたものとなる等の諸効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであって、作業機
構連結装置を備えた建設機械の一例としての油圧ショベ
ルの外観図である。

【図２】作業機構連結装置の断面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。

【符号の説明】

４ アーム ５ バケット １０ ボス部 １１ ブッシュ １２ 中空軸 １３ 凹部 １４ ブラケット １４ａ ピン挿通孔 １５ 連結ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械のフロント作業機構を構成する
   アームにバケットその他の作業手段を着脱可能に連結す
   るためのものにおいて、前記アームまたは作業手段のい
   ずれか一方にボス部と、このボス部に摺動可能に挿嵌さ
   せた中空軸とを設けると共に、前記他方にはピン挿通孔
   を形成し、このピン挿通孔から前記中空軸内に連結ピン
   を挿通させる構成としたことを特徴とする建設機械の作
   業機構連結装置。
2. 【請求項２】 前記ボス部と中空軸との間の摺動面に、
   その摺動を円滑にするための潤滑部材を介在させる構成
   としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の作業
   機構連結装置。