JPH0953250A - クランプ装置 - Google Patents

クランプ装置

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JPH0953250A
JPH0953250A JP22604195A JP22604195A JPH0953250A JP H0953250 A JPH0953250 A JP H0953250A JP 22604195 A JP22604195 A JP 22604195A JP 22604195 A JP22604195 A JP 22604195A JP H0953250 A JPH0953250 A JP H0953250A
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JP
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hydraulic cylinder
clamp device
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pair
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JP22604195A
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Naoki Ishizaki
直樹 石崎
Kazuo Uehara
一男 上原
Hiromasa Yamaguchi
寛昌 山口
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/3604Devices to connect tools to arms, booms or the like
    • E02F3/3609Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
    • E02F3/3618Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat with two separating hooks
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
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    • E02F3/3609Devices to connect tools to arms, booms or the like of the quick acting type, e.g. controlled from the operator seat
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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。
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