JPH0726425B2 - 建設機械の付属品着脱機構 - Google Patents

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、バックホーと呼ばれる溝堀り、
穴堀りの作業に用いられる機械においては、その作業目
的のためにアームに取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、土木工事、建設工事では掘削機が盛んに用い
られていた。この掘削機では、土砂を掘出すためのバケ
ットがアームの先端に連結される構成であった。そし
て、このアームとバ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、土砂を堀り取ったり、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、掘削機をアームの先端にバケットを取付
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
ームに取付けたバケットの先端の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
も多いのであった。例えば、掘削幅の異なったバケット
を取付けて、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ーを連結し
たり、グリップを付けて破壊作業や荷役作業に用いるこ
ともあった。これら各種の付属品を組合わせることで、
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、接続を行う場合、従来におい
てはアームの先端に取付けてあるバケットを取外し、他
の用途の付属品を手作業で連結させていた。この作業で
は、先ずアームとバケットを結合しているピンを取外
し、バケットをアームから離す。そして、他の付属品を
アームに接続したのち、付属品とアームを貫通させるよ
うにピンを挿入し、両者の連結を行っていた。

そして、この一連の用途変更のための掘削機への付属品
の着脱の作業は入力で行われていた。このため、ピンの
抜き差し及び付属品の取換えには作業時間が掛かり、し
かも作業員が複数名必要とされた。従って、このような
取換えのために時間と人員が掛かると作業現場での効率
が妨げられるものであった。このため、作業をする目的
に合わせた付属品をアームの先端に自由に着脱すること
ができることとなれば、作業現場での人員、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問題点〕

従って、掘削機を操作しているオペレーターのみでアー
ムの先端に取付けて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、取換えのために
他の作業員を必要とせず、作業員の削減が図ることがで
きるものである。そして、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要となれば作業が安全
となり、取換えのための時間が減少できて、極めて作業
効率の高いものとなる。

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一対
の爪を設けた付属品着脱機構を提案している（例えば、
特願平２年196763号（特開平４−83023号公報等）。

この新しく提案された構成では、逆方向に向けられた一
対の爪を拡縮し、これら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、バケットを結
合した後では、常時爪を拡げるように応力を加えておか
なければ付属品が落下してしまう欠点があった。従っ
て、一度爪と付属品とを連結した後で、油圧シリンダー
に常時油圧を加えておかなければならないものであっ
た。また、上下の一対の爪による引っ掛けであるため、
バケット等の付属品に強い応力が加えられると変形しや
すいものであり、強固に連結することはできにくいもの
であった。

このことから、油圧を加えなくても常時バケットの付属
品を連結することができ、しかも付属品をアームの背側
に取付けた油圧シリンダーによってブームと回動させる
ことができる建設機械の付属品着脱機構の開発が望まれ
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、このアームの先端には付属品の係合ピ
ンを挿入ための係合溝を形成し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、アームの先端にはピンを挿入できる係合溝
が直線状に形成してある。この係合溝に、付属品に固定
してた係合ピンを挿入することで、アームの先端に付属
品を回動自在でかつ強固に連結させることができる。ま
た、付属品に固定した他の係合ピンはアームの背面に取
付けた油圧シリンダーの先端の爪に引っ掛けることがで
きる。このため、この油圧シリンダーによって付属品は
アームに対して自由に回動させることができる。

これらの一連の着脱の操作は、掘削機の座席に座ったオ
ペレーターのみの操作で行うことができ、従来のように
ピンの抜差しや付属品を取換えるための他の作業員を必
要としない。そして、従来から用いられていたバケット
やブレーカー等の付属品にはそれぞれ並行にピンを抜差
しするためのピン孔が形成されているため、これらのピ
ン孔を利用して係合ピンを固定することができるので、
従来の付属品の大幅な変更をする必要がないものであ
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
ローラー２が設けてあり、このクローラー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
抑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、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が介在させてある。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の背面中央にはバケットシリン
ダー７の後端が連結してあり、このバケットシリンダー
７のシリンダーロッド８の先端には立上げリンク９が左
右に連結してある。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てあ
る。

また、シリンダーロッド８の先端には、ややコの字形を
した爪ホルダー10の両端が連結してあり、この爪ホルダ
ー10の先側には一対のフック11が固定してある。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。この爪ホルダー10の並列な左右両片の間には、ピン
12によって支持リンク13が連結してあり、この支持リン
ク13の下端は前記アーム５の先端上面とピン14で連結さ
れている。これらの立上げリンク９、爪ホルダー10、支
持リンク13、アーム５によって側面から見てやや平行四
辺形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の先端には、その前方に向けて水平に開口
したスリット状の係合溝15が形成してある。

次に、この第１図で示すバケット17は従来から周知の構
造である。このバケット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の上部には引っ掛けピン19
が固定してあり、下部には係合ピン20が固定してある。
この引っ掛けピン19と係合ピン20は、バケット17に従来
から開口してある取付用のピン孔に挿入固定したもので
あり、この引っ掛けピン19と係合ピン20は並行に位置さ
せられている。

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
ルダー10の両端が挿通させてある。そして、爪ホルダー
10の左右外側には立上げリンク９の上端がピン25でそれ
ぞれ連結させてある。また、各立上げリンク９のそれぞ
れの下端は、それぞれアーム５の側面にピン26によって
回動自在に連結させてある。

前記爪ホルダー10は鋼板等を折り曲げて一体に形成して
あり、その閉鎖した前縁に接近した左右両側片の間には
ピン12が挿通してある。このピン12の中央に支持リンク
13の上端が連結してある。また、アーム５の先端上面に
は一対の軸支片27が起立させてあり、両軸支片27間には
支持リンク13の下端が挿入してあり、軸支片27と支持リ
ンク13とはピン14によって回動自在に連結されている。

また、爪ホルダー10の前面には一対のフック11が固定し
てあるが、このフック11は、例えば鋼板を切抜いて形成
したものであり、爪ホルダー10の前面に溶接等で固定さ
れている。このフック11の中央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、このフック面
28と爪ホルダー10との間には連続して上方に傾斜した案
内面29が形成してある。

次に、第３図、第４図により前記アーム５の先端部に設
けられ、係合ピン20を係合するための機構について説明
する。ここで、第３図はアーム５を垂直に切断した断面
図であり、第４図は係合ピン20の係合と解除をするため
の機構の駆動部分の要部を示した斜視図である。

前記アーム５の先端には水平方向にスリット状した係合
溝15が前方向に開口するように形成してあり、この係合
溝15の長さ方向はアーム５の長さ方向と一致させてあ
る。そして、アーム５の内部であって前記係合溝15の最
奥の位置に接近して支軸35が固定してあり、この支軸35
には鎌状をした係合体36が揺動自在に軸支させてある。
この係合体36の先端は前記係合溝15方向に延長してお
り、その先端はややＬ字形に折曲げられて保持部37が形
成されている。この保持部37は前記係合溝15の最奥の位
置より少し離してあり、係合ピン20が係合溝15の奥に位
置したときに、その開口側で接触するように形成されて
いる。

そして、この保持部37の前面には、その断面形状がやや
三角形となった押上体38が固定してある。また、係合体
36の支軸35に接近した位置には、下方に向けて解除レバ
ー39が突起させてある。この係合体36の中央にはバネ46
が一端が引っ掛けてあり、このバネ40の他端はアーム５
の内部に突起させたバネ受け41に引っ掛けてある。この
ため、係合体36はバネ40によって支軸35を中心として、
反時計方向に常時付勢されている。また、アーム５の内
部には解除作動のための油圧シリンダー45が設けてあ
り、この油圧シリンダー45のシリンダーロッド46は前記
支軸35の方向に向けてある。さらに、シリンダーロッド
46の先端には下方に向けた延長板47が連結してあり、こ
の延長板47の下端には前記シリンダーロッド46と平行に
なるようにロッド48が固着してある。このロッド48の先
端は前記解除レバー39の側面に向けてある。

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図の説明ではバケット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、バケット17を
取外す動作については図示していない。

まず、第５図（Ａ）では、アーム５の先端には何ら土木
作業のための付属品、ここではバケット17が取付けられ
ていない状態を示し、これからバケット17を連結させる
ための動作をすることになる。

この作業を開始する前には、バケットシリンダー７はそ
の全長を最大限にまでに伸ばしておき、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、５を上下に揺動さ
せ、フック11をバケット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及び６を操作してア
ーム５を少し俯抑させる。この操作は第５図（Ｂ）で示
される。

この第５図（Ｂ）で示されるように、フック11に係合ピ
ン19が引っ掛けられると、バケット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でバケ
ット17を吊り下げられたままの状態でバケットシリンダ
ー７を縮小させる。すると、立上げリンク９はピン26を
中心として図中時計方向に回動し、爪ホルダー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及びバケット17全体も右方向に引寄せられ、相対
にバケット17の係合ピン20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の先端には係合溝15がスリット状に切
り欠いて形成させてあるため、係合ピン20はこの係合溝
15の内部に挿入されることになる。係合ピン20が係合溝
15に挿入されると、係合ピン20は押上体38の背面と接触
することになるが、この押上体38の全面は傾斜している
ことから、係合体36を支軸36を中心としてバネ40に逆ら
って時計方向に回動させることになり、係合ピン20は係
合溝15の最奥にまで挿入されることになる。次いで、係
合ピン20が係合溝15の最奥にまで位置したときには、係
合体36はバネ40によって反時計方向に引戻され、保持部
37は係合溝15の開口部分を塞ぐように移動する。こうし
て、係合ピン20は係合溝15から引出されることがなくな
り、第３図で示すようにアーム５の先端に係合ピン20が
連結された状態となる。

すなわち、第５図（Ｃ）で示すように、バケット17のう
ち上部の係合ピン19はフック11に引っ掛けられ、下部の
係合ピン20は係合溝15で固定されたこととなり、バケッ
ト17はアーム５とともに一体となって連結されたことに
なる。また、係合溝15が保持部37によって閉鎖されたこ
とから、係合ピン20はアーム５の先端において回動する
ことができる。このため、油圧シリンダー７を操作する
ことにより、バケット17は係合ピン20を中心として回動
することができ、従来の掘削機と同様の操作をすること
ができる。

次に、前述とは逆にアーム５の先端よりバケット17を取
外す作業について説明する。

まず、バケット17の先端と地面に接触させ、次に油圧シ
リンダー45を動作させてシリンダーロッド46を押出させ
る。すると、ロッド48はアーム５の先端方向に移動し、
ロッド48の先端は解除レバー39を押すことから、係合体
36はバネ40の弾性に逆らって支軸35を中心として時計方
向に回動する。すると、係合溝15を閉鎖していた保持部
37は上方に移動し、係合溝15の開口部分が開放されるこ
とから、係合ピン20は係合溝15を摺動しながらアーム５
の先端より引出すことができる。

これらの動作は、第５図（Ｃ）、（Ｂ）、（Ａ）の順に
よって行わせる。

このように、アーム５の先端にバケット17を連結する操
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に係合させる際に
は、オペレーターが運転席に座った状態で作業でき、他
の作業員を必要とせず、短時間で作業を終了させること
ができる。

〔効果〕

本発明は上述のように構成したので簡単な構成でありな
がら、従来の構造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。しかも、この連結の操作において
は、アームの先端に付属品に取付けてある係合ピンを直
接保持することができるので、爪等のような機構で連結
させる構成に比べ、その連結力が強くすることができ
る。また、付属品はアームの先端において回動させるこ
とができるので、従来の掘削機を同様の操作感覚で作業
をすることができる。また、この付属品の連結において
はオペレーターが運転席に座っているだけでその作業を
することができるので、従来のようにアームと付属品と
の間のピンを抜差しするための作業員が不要となり、取
付け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用した例を示す
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図は係合ピンを保持する機構を示
すアーム先端部分を示す側断面図、第４図は同上の運動
部分の要部を示す分解斜視図、第５図は本実施例の動作
を説明する説明図である。 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、
19、20……係合ピン、15……係合溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、このアームの先端に
   は付属品の係合ピンを挿入ための係合溝を形成したこと
   を特徴とする建設機械の付属品着脱機構。