JPH0953250A - クランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業車両の作業機アタッチメントを着脱する
装置として、車体バランスや作業機操作性の低下を小さ
くしたクランプ装置を提供する。 【構成】 リンク本体１，２に、作業機に連結する連結
ピン穴１ａ，２ａと、アタッチメント側の連結ピン３，
４を掛止する掛止部１ｂ，２ｂとを設ける。リンク本体
１に設けた油圧シリンダ本体１ｃと、リンク本体２に設
けたピストン２ｃ、ピストンロッド２ｄとで構成される
油圧シリンダの軸心を、連結ピン穴１ａ，２ａの中心線
Ａ−Ａ上に設ける。また、油圧シリンダ本体１ｃのボト
ム側１ｄに接続する油圧管路５には、パイロット管路７
を介して導かれるパイロット圧によって開動作するパイ
ロットチェック弁８を設け、圧油の供給を停止した後も
アタッチメントを確実に把持する。本クランプ装置は連
結ピン穴に近接して掛止部を設け、小型、軽量化したの
で、車体バランスや作業機操作性の低下が小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業車両のクラン
プ装置に係わり、特に油圧ショベルの作業機に装着する
各種アタッチメントのクランプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルは、図７に示すように下部
走行体４１と、下部走行体４１に旋回自在に搭載され、
作業機を備えた上部旋回体４２とで構成される。一般的
な作業機は、前記上部旋回体４２に回動自在に取り付け
られたブーム４３と、ブーム４３の先端に回動自在に取
り付けられたアーム４４と、アーム４４の先端に回動自
在に取り付けられたバケット４５とによって構成され、
ブーム４３、アーム４４はそれぞれブームシリンダ４
６、アームシリンダ４７によって回動する。またバケッ
ト４５は、バケットシリンダ４８によって駆動されるリ
ンク４９によって回動する。

【０００３】上記油圧ショベルは、砂利・土の採取、道
路工事、圃場整備、土地造成、上下水道工事、建築基礎
工事などに幅広く使われている。これらの作業に対応す
る各種形状のバケット以外に、油圧ブレーカ、クラッシ
ャなど各種のアタッチメントが使用されている。一般に
小規模工事の場合は、投入する油圧ショベルの台数が少
なく、１台の油圧ショベルで幾通りもの作業を遂行する
必要があり、これらのアタッチメントを有効に活用する
ことによって効率的な工事を可能としている。

【０００４】作業現場における油圧ショベル用アタッチ
メントの交換を迅速、容易にするため、各種のクランプ
装置が開発、提供されている。一例として、実開平５−
８７０３９号公報に開示されているバケット取り付け具
を図８に示す。同図において、バケット取り付け具５０
はピン５１によって結合されたリンク本体５２，５３
と、ピン５１を支点として開閉作動する伸縮機構５４か
らなり、前記リンク本体５２はアーム４４（図７参照）
に枢着するための連結ピン穴５２ａとアタッチメントに
挿通した連結ピンを掛止する掛止部５２ｂとを備え、リ
ンク本体５３はリンク４９（図７参照）に枢着するため
の連結ピン穴５３ａとアタッチメントに挿通した連結ピ
ンを掛止する掛止部５３ｂとを備えている。つまり、ア
ーム４４およびリンク４９の先端に取着したバケット取
り付け具５０を隔ててアタッチメントが取り付けられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のクランプ装置ア
タッチメント着脱装置を利用することにより、作業現場
でアタッチメントを迅速に着脱することができる。しか
しながら、実開平５−８７０３９号公報などに開示され
ているバケット取り付け具の場合、下記の問題が発生す
る。 （１）リンク本体５２，５３を開閉作動する伸縮機構５
４には、大きな圧縮荷重が作用するため、強度が強く、
かつ剛性の高い構造が必要になる。また、衝撃が作用す
るため、伸縮機構５４が消耗し、スキマが生じアタッチ
メントにがたつきが発生する。 （２）図８に示した掛止部５２ｂ，５３ｂの中心距離Ｌ
1 をアタッチメントの着脱に必要な量だけ伸縮させるに
は、連結ピン穴５２ａと掛止部５２ｂ（または連結ピン
穴５３ａと掛止部５３ｂ）との中心距離Ｌ2 を大きく取
る必要がある。このため、バケット取り付け具５０の場
積、アーム４４先端の重量が大きくなり、作業時の車体
バランスや作業機の操作性が悪くなって作業に悪影響を
及ぼす。 （３）図９に示すように、本来のバケット回動中心Ｃ0
からバケットツース５５の先端までの距離、すなわちバ
ケットツース５５の回動半径Ｒ0 がこれよりも大きいＲ
に変化するため、バケットツース５５の掘削力ｆは、バ
ケット取り付け具５０を装着しない場合の掘削力ｆ0 に
対して、ｆ＝ｆ0 ×Ｒ0 ／Ｒに低下する。 （４）前記回動半径の変化に伴ってバケットツース５５
の作動角度も大きくなるので、従来と同様の運転感覚で
作業機を操作すると、図７に示したブーム４３の下面や
アーム４４の背面あるいは上部旋回体４２にバケットツ
ース５５を衝突させてしまうことがある。

【０００６】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、油圧ショベルの各種作業機アタッチメント
を交換、装着するクランプ装置として、小型、軽量で、
本来の作業機性能を低下させることの少ないクランプ装
置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るクランプ装置は、作業車両の作業機の
ピンに各種のアタッチメントを着脱自在に装着するクラ
ンプ装置において、作業機および各種のアタッチメント
のピンに連結するとともに、互いに移動しピンが拡縮す
る１対のリンク本体と、各リンク本体に設けられ、か
つ、相互に枢密に嵌装される一対の嵌合部と、１対のリ
ンク本体間に付設されリンク本体を拡縮する油圧シリン
ダとからなることを特徴とする。 また、クランプ装置
は、作業機に連結する一対の連結ピンと、アタッチメン
トを把持する一対の掛止部とを有し、かつ、作業機に連
結する一対の連結ピンの位置に対してアタッチメントを
把持する一対の掛止部の位置を前後方向に所定量変位さ
せたことを特徴とする。また、リンク本体を拡縮する油
圧シリンダの軸心線がリンク本体と作業機とを連結する
ピンの中心位置に交差するよう油圧シリンダを１対のリ
ンク本体間に設けたことを特徴とする。また、リンク本
体を拡縮する油圧シリンダの油圧回路にパイロットチェ
ック弁を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、連結ピンにより作業車両の
作業機に連結された１対のリンク本体は、油圧シリンダ
の伸縮によって拡縮する１対の掛止部でアタッチメント
を把持または解放することができる。このとき、大きな
圧縮荷重により伸縮機構に生ずる曲がり等の変形は１対
のリンク本体に付設された相互に枢密に嵌装される一対
の嵌合部により吸収し、かつ、衝撃力は油圧シリンダに
より吸収している。また、連結ピン等が消耗してもパイ
ロットチェック弁を介して圧油を供給することにより、
スキマの発生を防ぐことができる。また、油圧シリンダ
の油圧回路にはパイロットチェック弁が設けられている
ので、アタッチメントを掛止する油圧が低下することは
なく、アタッチメントを確実に把持する。また、１対の
リンク本体を拡縮する油圧シリンダの軸心線が作業機と
クランプ装置とを連結する少なくとも一側のリンク本体
の連結ピン穴中心に交差するように設けているため、１
対の掛止部は作業機に連結する連結ピン位置に対して近
接して設けられる。また、前記連結ピン穴位置に対して
掛止部の位置を前方に所定量変位させた場合は、アタッ
チメント側の連結ピンが作業機に衝突する前にアタッチ
メントを回動する油圧シリンダがストロークエンドに到
達するので、アタッチメント側の連結ピンと作業機との
干渉を回避する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係るクランプ装置
の実施例について、図面を参照して説明する。図１はク
ランプ装置の第１実施例を示す部分砕側面図である。リ
ンク本体１は、油圧ショベルのアーム（図７参照）先端
に連結するための連結ピン穴１ａと、アタッチメントた
とえばバケット（図７参照）の一側の連結ピン３を掛止
するＵ字状の掛止部１ｂと、油圧シリンダ本体１ｃとを
備えている。リンク本体２は、前記油圧ショベルのリン
ク（図７参照）先端に連結するための連結ピン穴２ａ
と、前記アタッチメントの他側の連結ピン４を掛止する
Ｕ字状の掛止部２ｂと、前記油圧シリンダ本体１ｃ内を
摺動するピストン２ｃと、ピストンロッド２ｄとを備え
ている。従って、前記油圧シリンダ本体１ｃ、ピストン
２ｃ、ピストンロッド２ｄにより油圧シリンダ１Ｗが構
成される。また、リンク本体１には嵌合軸１Ｇが、リン
ク本体２には嵌合孔２Ｆを有する軸２Ｇがが付設され、
両者より嵌合部１０が形成されている。嵌合部１０は、
リンク本体２の嵌合孔２Ｆに、リンク本体１の嵌合軸１
Ｇが摺動自在に枢密に挿入されている。

【００１０】前記油圧シリンダ本体１ｃは連結ピン穴１
ａと連結ピン穴２ａとを結ぶ中心線Ａ−Ａ上に設置さ
れ、掛止部１ｂと掛止部２ｂとを結ぶ中心線Ｂ−Ｂは前
記中心線Ａ−Ａに平行で、かつ、中心線Ａ−Ａに近接し
ている。また、連結ピン穴１ａ，２ａの中心距離Ｌは掛
止部１ｂ，２ｂの中心距離に等しい。前記油圧シリンダ
本体１ｃのボトム側１ｄには油圧管路５が接続され、ヘ
ッド側１ｅには油圧管路６が接続されている。前記油圧
管路５には、油圧管路６から分岐するパイロット管路７
を介して導かれるパイロット圧によって開動作をするパ
イロットチェック弁８が設けられている。

【００１１】次に、アタッチメント装着手順について説
明する。あらかじめ、図７に示したアーム４４の先端と
本クランプ装置の連結ピン穴１ａとに連結ピン９を挿通
し、リンク４９の先端と連結ピン穴２ａとに連結ピン９
ａを挿通することによって、油圧ショベルに本クランプ
装置を取り付けておく。次に、 （１）クランプ装置の油圧シリンダ１Ｗは、油圧管路６
より圧油が供給され引き込み側に操作される。油圧シリ
ンダ１Ｗが縮小し、掛止部１ｂと掛止部２ｂとの中心距
離が短くなった所で、装着しようとするアタッチメント
の一側の連結ピン３と他側の連結ピン４との間に掛止部
１ｂ，２ｂを挿入する。 （２）掛止部１ｂをアタッチメントの一側の連結ピン３
に掛止する。 （３）油圧シリンダ１Ｗを油圧管路５より圧油を供給し
て、押し出し側に操作してリンク本体１，２を開き、掛
止部２ｂを他側の連結ピン４に掛止する。このとき、油
圧シリンダ１Ｗの作動の外に、リンク本体２の嵌合孔２
Ｆとリンク本体１の嵌合軸１Ｇとが枢密に摺動自在に移
動するので、こじり等が発生すること無く、スムーズに
作動する。油圧シリンダ１０が更に伸長すると、掛止部
１ｂは連結ピン３に、掛止部２ｂは連結ピン４にそれぞ
れ圧接し、アタッチメントはクランプ装置に保持され
る。油圧シリンダ１Ｗのボトム側１ｄに供給された圧油
はパイロットチェック弁８によって封入状態となり、圧
油の供給を停止した状態でも油圧シリンダ１Ｗを確実に
押し出し位置に保持する。

【００１２】本クランプ装置は、連結ピン穴１ａと連結
ピン穴２ａとを結ぶ中心線Ａ−Ａの上に、油圧シリンダ
１Ｗを配置し、かつ、掛止部１ｂと掛止部２ｂとを結ぶ
中心線Ｂ−Ｂとの距離を短くしているので、図９に示し
たバケットツースの回動半径Ｒ0 の増大を最小限に抑え
ることができる。また、バケットに作用した反力は、油
圧シリンダ１Ｗ、および、嵌合部１０で受ける。特に、
大きな圧縮荷重は、１対のリンク本体１、２に付設され
た相互に枢密に嵌装される一対の嵌合部１０により吸収
し、かつ、衝撃力は油圧シリンダ１Ｗにより吸収する。

【００１３】クランプ装置からアタッチメントを離脱す
る場合は、油圧シリンダ１Ｗを引き込み側に操作する。
すなわち、油圧管路６から圧油を供給することによりパ
イロットチェック弁８を開放し、油圧シリンダ１Ｗが収
縮してアタッチメントの連結ピン３，４から掛止部１
ｂ，２ｂが開放される。

【００１４】図２はクランプ装置の第２実施例を示す部
分砕側面図である。リンク本体１１は、図示しない油圧
ショベルのアーム先端に連結するための連結ピン穴１１
ａと、図示しないアタッチメントの一側の連結ピン３を
掛止するＵ字状の掛止部１１ｂと、円筒状の嵌合部１１
ｃとを備えている。リンク本体１２は、前記油圧ショベ
ルのリンク先端に連結するための連結ピン穴１２ａと、
前記アタッチメントの他側の連結ピン４を掛止するＵ字
状の掛止部１２ｂと、円筒状の嵌合部１２ｃとを備え、
嵌合部１２ｃは前記嵌合部１１ｃ内を摺動自在である。
連結ピン穴１１ａ，１２ａの中心距離は、掛止部１１
ｂ，１２ｂの中心距離に等しい。

【００１５】前記嵌合部１１ｃと嵌合部１２ｃとによっ
て囲まれた空間に油圧シリンダ１３が内蔵され、油圧シ
リンダ１３の両端は嵌合部１１ｃ、嵌合部１２ｃの底面
に連結ピン１４を用いて枢支されている。嵌合部１１
ｃ、嵌合部１２ｃおよび油圧シリンダ１３の軸心は、連
結ピン穴１１ａと連結ピン穴１２ａとを結ぶ中心線Ａ−
Ａ上にあり、掛止部１１ｂと掛止部１２ｂとを結ぶ中心
線Ｂ−Ｂは、前記中心線Ａ−Ａに平行で、かつ、中心線
Ａ−Ａに近接している。また、前記油圧シリンダ１３に
は、第１実施例と同様に油圧管路５，６が接続され、前
記油圧管路５には、油圧管路６から分岐するパイロット
管路７を介して導かれるパイロット圧によって開動作を
するパイロットチェック弁８が設けられている。

【００１６】本実施例では、リンク本体１１，１２は前
記油圧シリンダ１３を介して連結され、油圧シリンダ１
３の推力によって発生するモーメントは前記嵌合部１１
ｃ，１２ｃによって支持されるので、前記油圧シリンダ
１３にモーメントが作用しない。

【００１７】クランプ装置の第２実施例およびこれ以降
の各実施例におけるアタッチメント着脱手順は、さきに
述べた第１実施例の場合と同様につき、説明を省略す
る。

【００１８】図３はクランプ装置の第３実施例を示す部
分砕側面図である。このクランプ装置は図１に示した第
１実施例と同様に、リンク本体２１に設けた油圧シリン
ダ本体２１ｃと、リンク本体２２に設けたピストン２２
ｃ、ピストンロッド２２ｄとによって油圧シリンダが構
成され、この油圧シリンダを駆動させることによってア
タッチメント側の連結ピン３，４が掛止される。ここ
で、リンク本体２１に設けられた連結ピン穴２１ａとリ
ンク本体２２に設けられた連結ピン穴２２ａとを結ぶ中
心線をＡ−Ａとすると、掛止部２１ｂの中心Ｃ1 は、連
結ピン穴２１ａの中心に対してｃだけ前方、すなわちリ
ンク本体２２側に変位している。また、掛止部２２ｂの
中心Ｃ2 も連結ピン穴２２ａの中心に対して前記中心線
Ａ−Ａに平行にｃだけ前方に変位している。その他の構
造は第１実施例と同一である。

【００１９】前記第１実施例に示したクランプ装置にお
いては、連結ピン穴１ａ，２ａの中心線Ａ−Ａと掛止部
１ｂ，２ｂの中心線Ｂ−Ｂとの距離ａが短いため、図４
に示すようにバケット４５をチルトバックさせたとき、
リンク本体１によって掛止された連結ピン３がアーム４
４の背面に衝突し、バケットシリンダ４８のストローク
エンドまでチルトバックできないことがある。これに対
し、第３実施例のクランプ装置においては、掛止部２１
ｂ，２２ｂを連結ピン穴２１ａ，２２ａに対して前方に
それぞれｃだけ変位させたことにより、図５に示すよう
に連結ピン３がアーム４４に衝突する前にバケットシリ
ンダ４８がストロークエンドまで伸長する。従って、図
４に示した連結ピン３とアーム４４との衝突を回避する
ことができる。

【００２０】図６はクランプ装置の第４実施例を示す部
分砕側面図である。リンク本体３１は、図示しない油圧
ショベルのアーム先端に連結するための連結ピン穴３１
ａと、図示しないアタッチメントの一側の連結ピン３を
掛止するＵ字状の掛止部３１ｂと、油圧シリンダ３３と
を備えている。リンク本体３２は、前記油圧ショベルの
リンク先端に連結するための連結ピン穴３２ａと、前記
アタッチメントの他側の連結ピン４を掛止するＵ字状の
掛止部３２ｂと、前記油圧シリンダ３３が摺動する円筒
状の嵌合部３２ｃとを備えている。油圧シリンダ３３の
ピストンロッド３３ａの端部は球継手３４を用いて嵌合
部３２ｃの底部に連結されている。

【００２１】前記油圧シリンダ３３は、連結ピン穴３１
ａの中心と掛止部３２ｂの中心とを結ぶ中心線Ｂ−Ｂ上
に設けられている。また、連結ピン穴３１ａ，３２ａの
中心線をＡ−Ａとすると、掛止部３１ｂの中心Ｃ1 は、
連結ピン穴３１ａの中心に対して前記中心線Ａ−Ａに平
行にｃだけ前方すなわちリンク本体３２側に変位してい
る。掛止部３２ｂの中心Ｃ2 も連結ピン穴３２ａの中心
に対して前記中心線Ａ−Ａに平行にｃだけ前方に変位し
ている。

【００２２】油圧シリンダ本体３１ｃには、第１実施例
と同様に油圧管路５，６が接続され、前記油圧管路５に
は、油圧管路６から分岐するパイロット管路７を介して
導かれるパイロット圧によって開動作をするパイロット
チェック弁８が設けられている。なお、上記実施例で
は、油圧シリンダ３３のピストンロッド３３ａの端部は
球継手３４を用いたが、油圧シリンダ３３が摺動する円
筒状の嵌合部３２ｃが長くとれないときには、リンク本
体３２にピストンロッド３３ａをリジッドで結合しても
良い。

【００２３】本クランプ装置は、油圧シリンダ作動時の
モーメントをリンク本体３２に設けた嵌合部３２ｅによ
って支持するので、ピストンロッド３２ｄにはモーメン
トが作用しない。また、前記第３実施例と同様に連結ピ
ン３とアーム４４（図５参照）との衝突を回避すること
ができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるクラ
ンプ装置は次の効果が得られる。 （１）本クランプ装置は、油圧ショベルのアーム、リン
クに連結する連結ピン穴と、アタッチメントに挿通した
連結ピンを掛止する掛止部とを近接させたので、クラン
プ装置の小型化が可能となる。これにより、クランプ装
置の場積、重量が小さくなり、車体バランスの悪化や作
業機操作性の低下を抑えることができる。 （２）前記連結ピン穴と掛止部との近接により、バケッ
トツース回動半径および作動角度の増大が最小限に抑え
られ、本来の作業機性能をほぼ維持することができる。 （３）アタッチメントに挿通した連結ピンを掛止する掛
止部の位置を前方に所定量変位させたクランプ装置にお
いては、チルトバック操作時の連結ピンとアームとの干
渉が起こらず、運転操作がしやすくなるので、作業能率
を向上させることができる。 （４）１対のリンク本体を拡縮する油圧シリンダの本体
外筒を摺動自在に支持することにより、油圧シリンダの
推力によって発生するモーメントがピストンロッドに作
用せず、クランプ装置の拡縮動作を円滑に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クランプ装置の第１実施例を示す部分砕側面図
である。

【図２】クランプ装置の第２実施例を示す部分砕側面図
である。

【図３】クランプ装置の第３実施例を示す部分砕側面図
である。

【図４】第１実施例のクランプ装置を介してバケットを
装着した油圧ショベルの部分側面図である。

【図５】第３実施例のクランプ装置を介してバケットを
装着した油圧ショベルの部分側面図である。

【図６】クランプ装置の第４実施例を示す部分砕側面図
である。

【図７】油圧ショベルの概略構造を示す側面図である。

【図８】従来のクランプ装置の一例を示す側面図であ
る。

【図９】油圧ショベルに図８のクランプ装置を介してバ
ケットを装着した状態を示す部分側面図である。

【符号の説明】

１，２，１１，１２，２１，２２，３１，３２，５２，
５３ リンク本体 １ａ，２ａ，１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａ，３１
ａ，３２ａ，５２ａ，５３ａ 連結ピン穴 １ｂ，２ｂ，１１ｂ，１２ｂ，２１ｂ，２２ｂ，３１
ｂ，３２ｂ，５２ｂ，５３ｂ 掛止部 １ｗ、１３、３３ 油圧シリンダ、 １ｃ，２１ｃ，３１ｃ 油圧シリンダ本体 ３，４，１４ 連結ピン ５，６ 油圧管路 ７ パイロット管路 ８ パイロットチェック弁 １０、１１ｃ，１２ｃ，３２ｃ 嵌合部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業車両の作業機のピンに各種のアタッ
   チメントを着脱自在に装着するクランプ装置において、
   作業機および各種のアタッチメントのピンに連結すると
   ともに、互いに移動しピンが拡縮する１対のリンク本体
   と、各リンク本体に設けられ、かつ、相互に枢密に嵌装
   される一対の嵌合部と、１対のリンク本体間に付設され
   リンク本体を拡縮する油圧シリンダとからなることを特
   徴とするクランプ装置。
2. 【請求項２】 請求項１のクランプ装置において、クラ
   ンプ装置は、作業機に連結する一対の連結ピンと、アタ
   ッチメントを把持する一対の掛止部とを有し、かつ、作
   業機に連結する一対の連結ピンの位置に対してアタッチ
   メントを把持する一対の掛止部の位置を前後方向に所定
   量変位させたことを特徴とするクランプ装置。
3. 【請求項３】 リンク本体を拡縮する油圧シリンダの軸
   心線がリンク本体と作業機とを連結するピンの中心位置
   に交差するよう油圧シリンダを１対のリンク本体間に設
   けたことを特徴とする請求項１あるいは２記載のクラン
   プ装置。
4. 【請求項４】 リンク本体を拡縮する油圧シリンダの油
   圧回路にパイロットチェック弁を設けたことを特徴とす
   る請求項１あるいは３記載のクランプ装置。