JPH11193545A - カプラ - Google Patents

カプラ

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Publication number
JPH11193545A
JPH11193545A JP36967097A JP36967097A JPH11193545A JP H11193545 A JPH11193545 A JP H11193545A JP 36967097 A JP36967097 A JP 36967097A JP 36967097 A JP36967097 A JP 36967097A JP H11193545 A JPH11193545 A JP H11193545A
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JP
Japan
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hydraulic cylinder
hydraulic
pin
coupler
link
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Application number
JP36967097A
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English (en)
Inventor
Tadahiro Naka
忠博 中
Naoyuki Sakurai
直之 櫻井
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一人の作業者で簡単に作業具を交換できる簡
単構造の、しかも車体側の油圧回路に影響を与えない油
圧駆動式のカプラを提供する。 【解決手段】 アーム(2) の先端を後部側に着脱自在に
固設すると共に、作業具(4) の後部に設けた第1、第2
横ピン(P1,P2) を前部側に支持自在とする油圧シリンダ
(56)を有し、油圧シリンダ(56)の作動によって前部側の
作業具(4) を各種交換自在とするカプラにおいて、油圧
シリンダ(56)は、電動モータ(56a) と、電動モータ(56
a) で駆動する油圧ポンプ(56b) と、作動油タンク(56c)
と、油圧ポンプ(56b) 及び作動油タンク(56c) を含ん
で油圧ポンプ(56b) からの圧油を当該油圧シリンダ(56)
に与え、もって当該油圧シリンダ(56)を作動させる油圧
回路(56d) とを一体的に有する油圧シリンダ(56)とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カプラに関する。
【0002】
【従来の技術】図11のパワーショベルや図12、図1
3のホイールローダ等の建設機械は、アーム用油圧シリ
ンダ1によって起伏自在とするアーム2を車体前部に有
すると共に、第1、第2横ピンP1、P2及びバケット
用油圧シリンダ3によって回転自在とするバケット4を
アーム2の先端に有して掘削作業等に従事する。このよ
うな建設機械では、バケット4を例えばサイズの異なる
他のバケットやフォーク又はスキッド等の他の作業具4
に交換し、これにより夫々の最適作業を達成可能とす
る。
【0003】そして作業具4の交換作業をなるべく人手
を要すことなく簡単に行うために各種カプラが準備され
ている。このようなカプラとしては機械式も見受けられ
るものの、さらなる自動化を求めて油圧駆動式を採用す
るのが普通である(例えば実開平1−174452号、
実開平2−5440号、実開平2−23048号、実開
平2−23049号、実開平4−22544号、実開平
5−71248号、実開平7−15849号等多数)。
【0004】このような後者油圧駆動式カプラは図示し
ないが総じて、アーム2の先端を後部側に着脱自在に固
設すると共に、作業具4の後部に設けた第1、第2横ピ
ンP1、P2を前部側に支持自在とする油圧シリンダを
有し、油圧シリンダの作動によって前部側の作業具4を
各種交換自在としている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の油
圧駆動式カプラは、油圧シリンダの油圧源を車体側に求
めているため、次のような問題がある。 (1)カプラ着脱時、油圧シリンダを車体側の油圧バル
ブ等に配管接続する必要があるが、これは使用者にとっ
て困難作業である。 (2)油圧シリンダ用配管が増加した分、油洩れや着脱
時における作動油へのゴミ混入が生じ易い。そしてこれ
らが生ずると、本来的には正常であるはずの車体側の油
圧系(アーム用油圧シリンダ1やバケット用油圧シリン
ダ3であり、より詳しくはホイールローダであるならば
油圧ステアリング系等も、またパワーショベルであるな
らば旋回用油圧モータ系や走行用油圧モータ系等も含ま
れる)までも損傷するようになる。 (3)カプラの殆どは作業具の交換時に車体側のオペレ
ータ室から作業具の着脱状態を視認し難い構造となって
いる。従ってオペレータの他、視認作業者が別途必要と
なったり、またオペレータ自身が運転室とカプラ位置と
の間を複数回往復する等、交換に手数を要している。
【0006】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
一人の作業者で簡単に作業具を交換できる簡単構造の、
しかも車体側の油圧回路に影響を与えない油圧駆動式の
カプラを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び効果】上記目的を達成
するため、本発明に係るカプラの第1は、アーム2の先
端を後部側に着脱自在に固設すると共に、作業具4の後
部に設けた第1、第2横ピンP1、P2を前部側で支持
自在とする油圧シリンダ56を有し、油圧シリンダ56
の作動によって前部側の作業具4を各種交換自在とする
カプラにおいて、油圧シリンダ56は、(a) 電動モータ
56aと、(b) 電動モータ56aで駆動する油圧ポンプ
56bと、(c) 作動油タンク56cと、(d) 油圧ポンプ
56b及び作動油タンク56cを含んで油圧ポンプ56
bからの圧油を当該油圧シリンダ56に与え、もって当
該油圧シリンダ56を作動させる油圧回路56dとを一
体的に有する油圧シリンダ56としたことを特徴として
いる。
【0008】上記第1構成によれば、電動モータ56a
に外部電源を接続させるだけで、油圧シリンダ56の伸
縮を制御できる。具体的には電源を車体側電源とし、電
動モータ56aの正逆転を電動モータ56aへの極性を
変更するスイッチを運転室に設けるだけで達成できる。
また油圧シリンダ56での使用油と、本体側での使用油
とが互いに分離するため、いずれか一方の油洩れや作動
油へのゴミ混入等に起因する問題が他方に及ばなくな
る。即ち車体側のオペレータだけで作業具を交換できる
簡単構造となっている。
【0009】第2に、アーム2の先端を後部側に着脱自
在に固設すると共に、作業具4の後部に設けた第1、第
2横ピンP1、P2を前部側で支持自在とする油圧シリ
ンダ56を有し、油圧シリンダ56の作動によって前部
側の作業具4を各種交換自在とするカプラにおいて、
(a) 第1横ピンP1を上面に支持可能とする凹部521
と、(b) 第2横ピンP2に接触しつつ、第2横ピンP2
の上下方向への移動を可能とする接触面Sとを有すると
共に、(c) 油圧シリンダ56は、第2横ピンP2を接触
面Sに接触させつつ下方へ滑らせ、もって凹部521内
の第1横ピンP1を凹部521内の上面に圧接させるべ
く作動する油圧シリンダ56としたことを特徴としてい
る。
【0010】上記第2構成によれば、第1、第2横ピン
P1、P2に対する油圧シリンダ56の作動力と、接触
面S及び凹部521の反力との3点支持によって作業具
4をカプラに固定する。そして固定後のガタ付きもな
い。仮に長期使用によって第1、第2横ピンP1、P
2、接触面S及び凹部521に摩耗が生じたとしても、
油圧シリンダ56が摩耗代に追従したストロークで作動
する。このため磨耗しても固定後のガタ付きが生じな
い。また接触面Sでの第1横ピンP1の「滑り代」を確
保したため、各種異なるサイズの作業具4の交換を行え
る。
【0011】第3に、アーム2の先端を後部側に着脱自
在に固設すると共に、作業具4の後部に設けた第1、第
2横ピンP1、P2を前部側で支持自在とする油圧シリ
ンダ56を有し、油圧シリンダ56の作動によって前部
側の作業具4を各種交換自在とするカプラにおいて、
(a) カプラの上部の所定長さL1だけ離間した前後位置
に、前位置には前側リンク55aの下部を、後位置には
後側リンク55bの下部を夫々ピン連結すると共に、前
後側55a、55bの夫々の上部を所定長さL1よりも
短い所定長さL2だけ互いに離間させてアームリンク5
5cにピン連結してなる4節リンク55を有すると共
に、(b) 油圧シリンダ56のシリンダ側及びロッド側の
いずれか一方を4節リンク55の各ピン連結位置よりも
前方かつ上方まで延設したカプラの部位にピン連結する
と共に、油圧シリンダ56のシリンダ側及びロッド側の
他方をアームリンク55cにピン連結したことを特徴と
している。
【0012】上記第3構成によれば、所定長さL2が所
定長さL1よりも短いため、4節リンク55は台形とな
る。従って4節リンク55の上方に架設した油圧シリン
ダ56が伸縮すると、油圧シリンダ56は前傾又は後傾
する。つまり例えばカプラの後方の車体上のオペレータ
はこの油圧シリンダ56の前傾状態又は後傾状態を視認
するだけで、カプラの支持姿勢の可否を容易に弁別でき
る。従って従来技術のように、作業具4の着脱時に、視
認作業者が別途必要となったり、またオペレータ自身が
運転室とカプラ位置との間を複数回往復するようなこと
も無くなる。
【0013】
【発明の実施の形態及び実施例】以下、図1〜図10を
参照し、カプラの実施例を説明する。図1〜図8は第1
実施例、図9は第2実施例、図10は第3実施例であ
る。尚、図示しないが、実施例を搭載する例機は前記図
12、図13のホイールローダである。従って例機のア
ーム用油圧シリンダ、アーム、バケット用油圧シリン
ダ、作業具(バケット)、第1横ピン及び第2横ピンに
は同一符号を付して重複説明は省略する。
【0014】即ち例機は、車体の前部左右から前方に向
けて延設し、かつアーム用油圧シリンダ1で起伏自在と
したアーム2を左右に夫々有すると共に、左右アーム2
の先端に第1横ピンP1で後下部左右を夫々ピン連結
し、かつ車体の前部中央から前方に向けて延設したバケ
ット用油圧シリンダ3の先端に設けたロッドを介してそ
のロッド先端に第2横ピンP2で後中央をピン連結した
バケット4を有する。そして第1、第2横ピンP1、P
2を抜き取ってバケット4を車体から取り外し、左右ア
ーム2及びロッドの先端に第1実施例なるカプラの後部
側を別途準備した他の第1、第2横ピン(図示せず)で
ピン連結してある。一方、実施例なるカプラ5の前部側
に支持すべき他の作業具4(以下「バケット4」とす
る)は、その後部に設けたピン連結部にその第1、第2
横ピンP1、P2を夫々貫入した状態でカプラ5による
支持を待っている。そこで第1実施例は次の通り。
【0015】第1実施例は図1〜図4の立体形状を有す
る。図1は前側下部斜視図、図2は前側上部斜視図、図
3、図4は共に後側下部斜視図である。尚、詳細を後述
するように、図1、図3は作業具4に対する非支持姿
勢、図2、図4は作業具4に対する支持姿勢を示す。
【0016】第1実施例は、図1に示すように、横ビー
ム51と、横ビーム51の左右端に立設した左右側板5
2と、左右側板52の上部間に架設した横梁53と、横
ビーム51の中央に立設した中板54と、中板54の上
部に設けた4節リンク56とを有する。中板54と4節
リンク56との間には油圧シリンダ56を架設してあ
る。
【0017】左右側板52は、同じく図1に示すよう
に、前側先端に作業具4(図示せず)の後部左右の第1
横ピンP1を上面で支持するための凹部521を有し、
後側に左右アーム2(図示せず)の先端との第1横ピン
連結部P1aを有する。
【0018】中板54は前側に作業具4(図示せず)の
中央の第2横ピンP2に接触可能であり、また第2横ピ
ンP2が上下方向へ接触移動可能な接触面Sを有する。
尚、接触面Sは、下方位置ほど後傾する斜面としてあ
る。また中板54は後側に、図2に示すように、バケッ
ト用油圧シリンダ3に連結するロッド先端との第2横ピ
ン連結部P2aを有する。
【0019】油圧シリンダ56は、例えばカヤバ工業株
式会社製のものであり、図2に示すように、電動モータ
56aと、電動モータ56aで駆動する油圧ポンプ56
bと、作動油タンク56cと、図5の破線枠内に示す、
油圧ポンプ56b及び作動油タンク56cを含んで油圧
ポンプ56bからの圧油を当該油圧シリンダ56に与え
て当該油圧シリンダ56を作動させる油圧回路56dと
を一体的に有する。図5の油圧回路56dの作動は次の
通り。
【0020】油圧ポンプ56bと作動油タンク56cと
の間には油圧パイロット式3位置3ポート切換弁56d
1を設けてある。また油圧ポンプ56bと油圧シリンダ
56との間には油圧パイロット式チェックバルブ56d
2と、スローリターンバルブ56d3とを設けてある。
即ち電動モータ56aを回転させると、油圧ポンプ56
bの吐出側が昇圧し、この圧油が切換弁56d1を中立
位置から連通位置(但し油圧ポンプ56bの吸込側と作
動油タンク56cとを連通させる位置)に切り換えると
共に油圧ポンプ56bの吸込側のチェックバルブ56d
2を開く。従って油圧ポンプ56bは作動油タンク56
cと油圧シリンダ56の一側とから作動油を受け、これ
をチェックバルブ56d2と、スローリターンバルブ5
6d3とをこの順に経て油圧シリンダ56の他側に供給
し、もって油圧シリンダ56を例えば伸長させる。一
方、油圧シリンダ56を縮めるときは、電動モータ56
aの極性を反転させることにより逆回転させる。ここで
電動モータ56aの電源56eは例機の電源を利用し、
例機の運転室に電動モータ56aと電源56eとの結線
を極性を反転させ又は遮断するスイッチ56fを設けて
ある。尚、上記図5の油圧回路56dにおいて、符号5
6d4はリリーフ弁、符号56d5はマニュアル式連通
弁である。マニュアル式連通弁56d5を連通位置にす
ることにより、油圧シリンダ56はマニュアル操作で伸
縮自在となる。
【0021】4節リンク55は、図6に示す構成であ
る。中板54の上部の所定長さL1だけ離間した前後位
置に、前位置には前側リンク55aの下部を、後位置に
は後側リンク55bの下部を夫々ピン連結してある。前
側リンク55aは、中板54とのピン連結部を中心に回
転したとき、前側リンク55aの先端が中板54の接触
面Sにほぼ沿って移動可能に成形してある。このため例
えば第1実施例では、図6の状態において、前側リンク
55aはその先端が前方へ突出する鉤形としてある。ま
た前後側リンク55a、55bの夫々の上部を前記所定
長さL1よりも短い所定長さL2だけ互いに離間させて
アームリンク55cにピン連結してある。即ち中板54
と、前後側リンク55a、55bと、アームリンク55
cとで台形の4節リンクを構成したものである。そして
アームリンク55cを後方へ延ばし、その先端に油圧シ
リンダ56のロッド先端をピン連結してある。そして油
圧シリンダ56のボトム側は4節リンクの各ピン連結位
置よりも前方かつ上方まで延設させた中板54の突出部
位にピン連結してある。尚、油圧シリンダ56を前後逆
に配置しても構わない。
【0022】上記第1実施例の動作例を図6〜図8を参
照し説明する。
【0023】(1)先ず図6に示すように、例機のオペ
レータはスイッチ56fによって油圧シリンダ56を縮
め、これにより前側リンク55aの鉤形先端を上方に回
転させ位置させる。そしてオペレータは例機(図示せ
ず)を作業具4(図示せず)に向けて前進させる(矢視
X1)。前進X1は左右の凹部521の上面内に作業具
4の左右の第1横ピンP1が夫々乗り上がるまで行う。
乗り上がりの完了は、作業具4が上下方向に微動するこ
とによってオペレータは容易に認知できる。
【0024】(2)次いで図7に示すように、オペレー
タはバケット用油圧シリンダ3(図示せず)を作動させ
てカプラ5を前傾させる(矢視X2)。前傾X2は、第
2横ピンP2が接触面Sに当接するまで行う。当接完了
は、作業具4が前後方向に微動することによってオペレ
ータは容易に認知できる。
【0025】(3)次いで図8に示すように、スイッチ
56fによって油圧シリンダ56を伸長させ(矢視X
3)、これにより前側リンク55aの鉤形先端を第2横
ピンP2に当接させつつ(矢視X4)、第2横ピンP2
を接触面Sに沿って下方に押し付ける。すると、第1、
第2横ピンP1、P2を前側リンク55aの鉤形先端
と、凹部521の上面との間で強圧する。従って油圧回
路56dの油圧が昇圧し、リリーフ圧となった時点で油
圧シリンダ56の作動が停止し、これにより作業具4の
支持は完了する。支持の完了は、油圧回路56dのリリ
ーフ音や油圧シリンダ56の停止によってオペレータは
容易に認知できる。支持完了後は、スイッチ56fを中
立位置に戻す。
【0026】第1実施例によれば、次のような作用効果
を奏する。4節リンク55が台形であるため、非支持姿
勢では図1、図3、図6、図7に示すように油圧シリン
ダ56が立ち上がり、一方支持姿勢では図2、図4、図
8に示すように油圧シリンダ56が後傾する。従ってオ
ペレータは後方に居ながらにして油圧シリンダ56の姿
勢を視認するだけで、支持の可否を弁別できる。また上
記4節リンク55の作用と共に、アームリンク55cを
後方へ延設し、その先端に油圧シリンダ56のロッド先
端をピン連結しているため、狭い空間であっても、また
油圧シリンダ56が小径であっても、大きな力を第2横
ピンP2に加えることができる。また接触面Sでの第1
横ピンP1の「滑り代」によって各種異なるサイズの作
業具4の交換が可能となる。
【0027】尚、「滑り代」は次のような使用効果も有
る。凹部521を作業具4の左右の第1横ピンP1より
も随分低い位置となるようにカプラ5を設置したとき
は、先ずカプラ5を前傾させて前進し、接触面Sを第2
横ピンP2に当接させる。すると、接触面Sが下方位置
ほど後傾した斜面であるため、第2横ピンP2が斜面に
沿って自然に下方へ滑り落とされる。従って第1横ピン
P1が独りでに凹部521内に納まるようになる。尚、
以上の第1、第2横ピンP1、P2は作業具4に固定し
た場合について述べたが、アーム2の先端やバケット用
油圧シリンダ3の先端のロッドの先端が第1、第2横ピ
ンP1、P2を固定する形式では、第1、第2横ピンP
1、P2は作業具4において回転自在である。このよう
な場合、第2横ピンP2は接触面Sを転動しつつ滑るよ
うになるため、手早い交換作業を行える。尚、上記例機
はバケット用油圧シリンダ3の先端にロッドを有する形
式としたが、このようなロッドが無いホイールローダに
対しても当然に本実施例なるカプラ5を適用できる。
【0028】他の実施例を項目列記する。
【0029】(1)第2実施例は次の通り。上記第1実
施例では左右側板52の上部間に横梁53を架設した
が、これは油圧シリンダ56の反力受けなる強度メンバ
であるから、例えば図9に示すように、左右側板52の
上部を突き合わせ、この突き合わせ部位に油圧シリンダ
56をピン連結しても構わない。要するに、油圧シリン
ダ56の反力受けを構成するものであればよい。
【0030】(2)第2実施例は次の通り。上記第1、
第2実施例では4節リンク55を採用したが、図10に
示すように、4節リンク55は無くても構わない。この
場合、非支持姿勢と支持姿勢との違いは油圧シリンダ5
6の姿勢によって現れ難い難点がある。
【0031】(3)上記第1〜第3実施例では、前部側
に左右夫々1個の凹部521と、1個の接触面Sとを有
したが、作業具4の仕様によって上記個数に限定されな
い。例えばパワーショベルでは共に1個ずつが普通であ
り、大形のホイールローダでは共に2個ずつとなるもの
もある。後部側の第1、第2横ピン連結部P1a、P2
aもまた同様である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の前側下部斜視図(作業具非支持姿
勢図)である。
【図2】第1実施例の前側上部斜視図(作業具支持姿勢
図)である。
【図3】第1実施例の後側下部斜視図(作業具非支持姿
勢図)である。
【図4】第1実施例の後側下部斜視図(作業具支持姿勢
図)である。
【図5】第1実施例での油圧シリンダの油圧回路であ
る。
【図6】第1実施例での第1横ピン支持姿勢を示す図で
ある。
【図7】第1実施例での第1、第2横ピン当接姿勢を示
す図である。
【図8】第1実施例での第1、第2横ピン支持姿勢を示
す図である。
【図9】第2実施例の前側下部斜視図(作業具非支持姿
勢図)である。
【図10】第3実施例での第1、第2横ピン支持姿勢を
示す図である。
【図11】パワーショベルのアーム先端バケットの斜視
図である。
【図12】ホイールローダの平面図である。
【図13】ホイールローダの側面図である。
【符号の説明】
1 アーム用油圧シリンダ 2 アーム 3 バケット用油圧シリンダ 4 作業具 5 カプラ 521 凹部 55 4節リンク 55a 前側リンク 55b 後側リンク 55c アームリンク 56 油圧シリンダ 56a 電動モータ 56b 油圧ポンプ 56c 作動油タンク 56d 油圧回路 56e 電源 56f スイッチ S 接触面 L1、L2 所定長さ P1 第1横ピン P2 第2横ピン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アーム2の先端を後部側に着脱自在に固
    設すると共に、作業具4の後部に設けた第1、第2横ピ
    ンP1、P2を前部側で支持自在とする油圧シリンダ5
    6を有し、油圧シリンダ56の作動によって前部側の作
    業具4を各種交換自在とするカプラにおいて、油圧シリ
    ンダ56は、(a) 電動モータ56aと、(b) 電動モータ
    56aで駆動する油圧ポンプ56bと、(c) 作動油タン
    ク56cと、(d) 油圧ポンプ56b及び作動油タンク5
    6cを含んで油圧ポンプ56bからの圧油を当該油圧シ
    リンダ56に与え、もって当該油圧シリンダ56を作動
    させる油圧回路56dとを一体的に有する油圧シリンダ
    56としたことを特徴とするカプラ。
  2. 【請求項2】 アーム2の先端を後部側に着脱自在に固
    設すると共に、作業具4の後部に設けた第1、第2横ピ
    ンP1、P2を前部側で支持自在とする油圧シリンダ5
    6を有し、油圧シリンダ56の作動によって前部側の作
    業具4を各種交換自在とするカプラにおいて、(a) 第1
    横ピンP1を上面に支持可能とする凹部521と、(b)
    第2横ピンP2に接触しつつ、第2横ピンP2の上下方
    向への移動を可能とする接触面Sとを有すると共に、
    (c) 油圧シリンダ56は、第2横ピンP2を接触面Sに
    接触させつつ下方へ滑らせ、もって凹部521内の第1
    横ピンP1を凹部521内の上面に圧接させるべく作動
    する油圧シリンダ56としたことを特徴とするカプラ。
  3. 【請求項3】 アーム2の先端を後部側に着脱自在に固
    設すると共に、作業具4の後部に設けた第1、第2横ピ
    ンP1、P2を前部側で支持自在とする油圧シリンダ5
    6を有し、油圧シリンダ56の作動によって前部側の作
    業具4を各種交換自在とするカプラにおいて、(a) カプ
    ラの上部の所定長さL1だけ離間した前後位置に、前位
    置には前側リンク55aの下部を、後位置には後側リン
    ク55bの下部を夫々ピン連結すると共に、前後側55
    a、55bの夫々の上部を所定長さL1よりも短い所定
    長さL2だけ互いに離間させてアームリンク55cにピ
    ン連結してなる4節リンク55を有すると共に、(b) 油
    圧シリンダ56のシリンダ側及びロッド側のいずれか一
    方を4節リンク55の各ピン連結位置よりも前方かつ上
    方まで延設したカプラの部位にピン連結すると共に、油
    圧シリンダ56のシリンダ側及びロッド側の他方をアー
    ムリンク55cにピン連結したことを特徴とするカプ
    ラ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3266940A1 (de) * 2016-07-05 2018-01-10 Kinshofer GmbH Schnellkuppler
US9957689B2 (en) 2015-09-28 2018-05-01 Caterpillar Inc. Tilt bucket profile and front structure
EP3730390A3 (en) * 2019-04-25 2020-12-09 Deere & Company Connection system for connecting an implement to a work vehicle
USD931909S1 (en) 2020-02-04 2021-09-28 Deere & Company Implement connection system
US11536009B2 (en) 2019-07-26 2022-12-27 Deere & Company System for detecting locking pin engagement of an implement

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