JPH0726424B2 - 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、土砂を堀取ったり、整地するために用いられ
る建設機械に関し、特に、ブームの先端に各種の土木建
設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掘り、
穴掘りの機械においてはその作業目的のために、ブーム
に取り付けられる付属品を取り替えることが多いもので
あった。

土木工事、建設工事の現場では、従来より盛んに掘削機
が用いられており、この掘削機では土砂を掘取るための
バケットがアームの先端に連結されていた。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、土砂を掘取ったり、溝を形成する作業に
盛んに用いられていた。

しかしながら、掘削機はアームの先端にバケットを取り
付けて単純に穴掘りの作業をするだけではなく、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、アームに取り付けたバケットの代わりに他の付属品
を連結し、特定の土木作業や建築作業に用いられること
もあった。例えば、掘削幅の異なったバケットを取付
け、土砂の硬さや溝の幅に適合させて作業することもあ
った。また、アームの先端にブレーカーを連結したり、
グリップを取り付けて破壊作業や荷役作業に用いること
もあった。これらの各種の付属品を組合わせることで掘
削機を多種多様の工事現場に応用することができ、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換と接続を行う場合には、従来で
はアームの先端に取り付けてあるバケットを取外し、用
途別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
アームに接続した後、付属品とアームを貫通するように
ピンを挿入して、両者の連結を行っていた。この掘削機
の用途変更のための付属品の着脱の作業を入力で行わ
れ、ピンの抜き差し及び付属品の取り換えにのための作
業に時間がかかり、しかも作業員が複数名必要とされ
た。このような付属品の取り換えのために人員が掛かる
と、作業現場での効率が妨げられるものわる。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
の労働人員、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課題〕

このため掘削機を操作しているオペレーターのみで、ア
ームの先端に取り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、取り換えの
ための他の作業員を必要としないものである。

そして、掘削機のオペレーター単独で取り換えの作業が
でき、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、取り換えの
ための時間が減少でき、極めて作業能率の高いものとな
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フッ
クを設けた付属品着脱機構を提案している（特願平２年
196763号（特開平４−83023号公報））。

この新しく提案された構成では、逆方向に向けられた一
対のフック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、常時フックを拡大させるように
作動させておかなければ付属品が落下してしまう欠点が
あった。また、一対のピンの内側から、一対のフックを
接触させて係合させているために、外力に対してその保
持力が弱い欠点を有するものであった。

このことから、アームと付属品の結合を強く保持できる
付属品着脱機構が望まれていた。

〔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
上下に揺動できるブームと、このブームの先端に設けら
れてその長さを自由に伸縮できる連結体と、この連結体
に係合されて土木作業を行う附属品とからなる建設機械
において、この伸縮体の上下にはそれぞれ外側を向いた
フックを固定し、一方のフックと連動して移動し、他方
のフックの外側に位置する押さえフックを設け、前記付
属品には一対のピンを間隔を置いて平行に固定し、両フ
ックを両ピンの間に挿入した後伸縮体の全長を拡大させ
ることにより、両フックが各ピンの内側に接触するとと
もに、押さえフックが一方のピンの外側に接触し、これ
によってブームの先端に附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を提供するもの
である。

〔作用〕

本発明では、アームの先端に取り付けてある伸縮体には
それぞれ逆方向に向いたフックが取り付けてある。そし
て、一方のフックと連動するようにして、他方のフック
の外側に位置するように押さえフックが設けてある。こ
のため、伸縮体を伸縮させることによって上下のフック
がそれぞれ逆方向に伸びたり、縮んだりさせる操作する
ことができる。

同時に一対のフックの拡大、縮小の動作に伴い、押さえ
フックも一方のフックと同期して移動される。このため
一対のフックは付属品のピンの内側に接触させることが
でき、この動作と同時に押さえフックが一方のピンの外
側を押さえるようにして接触する。このことから、一方
のピンはその内側と外側から全周に渡って保持されたこ
ととなり、外部からの応力によって付属品がアームの先
端より取り外れることが少なくなる。

〔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をのアームの先端に
取り付けて状態を示す全体の斜視図である。

エンジン等を載置した車体１の下部左右にはそれぞれク
ローラー２が設けてあり、そのクローラー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、この車体１の前側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り付けられている。このブ
ーム３のほぼ中央の左右と、車体１前面の間にはそれぞ
れ俯抑用の油圧シリンダー４が取り付けてあり、この油
圧シリンダー４によってブーム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の後端と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に対して上下方向に揺動することが
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の左右には立上げリンク９
が連結してある。そして、この立上げリンク９の下端は
前記アーム５の先端付近の両側に連結してある。

また、シリンダーロッド８の先端の左右には連結リンク
10が連結してあり、この連結リンク10の先端とアーム５
の先端の間には油圧によって伸縮する伸縮体11が取り付
けてある。これらの立上げリンク９、連結リンク10、伸
縮体11によってやや四角形状をしたリンク機構が形成さ
れている。

そして、この伸縮体11の左右上部には、上フック12が固
定されており、伸縮体11の下部左右には下フック13が固
定されている。この下フック13からは、上方に延長して
前記上フック12の上部に位置する押さえフック14が位置
させてある。

この第１図で示すバケット15は、従来から周知の構造の
ものであり、このバケット15の外周の一部には取付け体
16が連結してあり、この取付け体16の側面には間隔をお
いて係合ピン17,18が固定されている。この係合ピン1
7、18は従来の構造のバケット15の取付け用穴に係合ピ
ン17、18を挿入して固定した構成であってもよい。

次に、第２図により前記伸縮体11の付近を拡大して説明
する。

前記シリンダーロッド８の先端左右には、ピン20によっ
て立上げリンク９と連結リンク10が回動自在に連結され
ている。また、各立上げリンク９のそれぞれの下端は、
ピン21によってアーム５の先端付近の側面に回動自在に
連結されている。

そして、伸縮体11は上下にある摺動機構より構成されて
いるものであり、上カバー24、下カバー25が左右に対称
形に配置され、二つの上カバー24を結ぶエプロン部26お
よび、左右の下カバー25を結ぶ連結板27とから構成され
ている。このエプロン部26と連結板27とは、何れも平坦
な形状をしており、前記伸縮体11の強度を高めるために
用いられている。

そして、二つの下カバー25はそれぞれ上カバー24の内部
に摺動自在に挿入されるようになっていて、上カバー24
はピン22によって連結リンク10の先端に回動自在に連結
されている。また、下カバー25はピン23によってそれぞ
れアーム５の先端の左右に回動自在に連結されている。
これらの上カバー24、下カバー25の断面形状はそれぞれ
長方形となっていて、両者はその長さ方向に自由に摺動
し、ピン22、23の間隔を変更させることができる。

前記一対の上カバー24の前面には、やや長方形状をした
平坦なエプロン部26が固定されており、このエプロン部
26の上端中央はややコの字形に切込まれた切込み部29が
形成されている。この切込み部29の左右側辺にそれぞれ
接近して、一対の上フック12がそれぞれ対称となるよう
に固定してある。各上フック12はこの突き出した上面が
半円弧形をしたフック面30として形成してあり、このフ
ック面30は上方に向けて開放してある。そして、フック
面30のピン22側には、フック面30と連続する案内面31が
傾斜して形成してある。

また、前記一対の下カバー25の前面であってその下部に
は、細長い形状をした連結板27が掛け渡すようにして固
定してある。この連結板27の中央より左右に離れた位置
には、それぞれ下フック13が対称形に配置して固定して
ある。そして、同様にこれらの下フック13の下面には、
下方に向けて半円弧形をしたフック面32が形成してあ
る。

この連結板27の中央背面には、ややコの字形に折り曲げ
られた連動体33の下部が固定されている。この連動体33
は、例えば細長い鋼板を折り曲げて形成されており、や
やコの字形に折り曲げられていることから、その中央部
はエプロン部26とは接触せず、平行して離れており上方
に向かって延長している。そして、連動体33の上端は、
エプロン部26の平面と直角になるように折り曲げられて
頂部34となっており、この頂部34は前記切り欠き部29の
空間内に位置させてある。そして、この頂部34の先端に
前記押さえフック14が形成してある。

この押さえフック14は、全体が半円形となるように形成
されており、その内周下面は半円弧となった押さえ面35
となっている。従って、この連動体33の中間はエプロン
部26の後部に位置し、切り欠き部29の空間に頂部34が直
角に位置して、押さえフック14がこの切り欠き部29の空
間で上下に移動するのを妨げないようにしている。

次に、第３図、第４図は前記伸縮体11の内部の構成を示
すものである。第３図は伸縮体の一部を破断し、その右
側の部分を示したものであり、第４図は第３図中におい
て斜視図中Ａ−Ａを矢視した状態を示す側断面図であ
る。

前記上カバー24、下カバー25の内部は中空となってお
り、この中空となった内部には伸縮用の油圧シリンダー
40が収納させてある。この油圧シリンダー40の後端にあ
る径大となった連結部41は、上カバー24の上部に位置し
てあり、上カバー24の内壁との間にカラー42、43を介し
て密着させており、この径大部41、カラー42、43を貫通
するようにして、ピン22が貫通させてある。そして、こ
のピン22の両端にはそれぞれには止めリング44が挿通し
てあり、この止めリング44はキー等によってピン22と脱
落しないように固定されている。

また、前記油圧シリンダー40より伸縮されるシリンダー
ロッド45の先端は径大部46となっており、この径大部46
の左右にはカラー47、48によって下カバー24の内壁に密
着させてあり、下カバー25、カラー47、48、径大部46を
貫通するようにしてピン23が挿通させてある。そして、
ピン23の両端には係止リング49が挿通させてあり、ピン
23と係止リング49とはキー等によって抜け落ちないよう
に固定されている。

このようにして、従来から公知の掘削機のアーム５の先
端と、連結リンク10の先端との間に本実施例の伸縮体を
バケット15の代わりに連結した構成となっている。

次に、本実施例の作用を第５図とともに説明する。

まず、第５図Ａにおいては、アーム５の先端には何ら土
木作業のための付属品が取り付けられていない状態を示
し、これからバケット15を取付けるための動作を開始す
るところである。

この場合において、バケットシリンダー７はその全長を
最大限にまで伸ばしておき、伸縮体11内にある油圧シリ
ンダー40は最小限に縮小させておき、上フック12と下フ
ック13の間隔を最小限に狭めておく。すると、連動体33
は連結板21に固定されていることから、上フック12と押
さえフック14との間隔は最大限にまで拡げられ、その空
いている空間は拡げられている。

この状態で油圧シリンダー４、６を操作するコトデ、ブ
ーム３、アーム５を上下に揺動させ、上フック12をバケ
ット15の係合ピン17に接近させる。この時にはバケット
シリンダー７が前伸長させてあるため、上フック12が連
結機構11の一番先頭となり、下フック13は車体１側を向
き、下フック13は係合ピン18と接触しない。また、前述
のように押さえフック14は上フック12よりも上方に位置
しているため、上フック12と押さえフック14の間は拡げ
られていて、係合ピン17が自由に移動できるような空間
が形成されている。

そして、上フック12のフック面30に係合ピン17の内周を
接触させたならば、油圧シリンダー40および６を操作し
て、アーム５を少し俯抑させる。この状態が第５図Ｂで
示すものである。

すると、上フック12に係合ピン17が引っ掛けられ、バケ
ット15はそのままの状態で吊り上げられることになる。
この第５図Ｂで示す状態の時に、上フック12でバケット
15が吊り下げられたままで、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21を中心として
図中時計方向に回動し、連結リンク10を第５図中におい
て右方向に引っ張ることになる。このため伸縮体11全体
も右方向に引き寄せられ、ピン23を中心とし時計方向に
回転させられることとなり、バケット15はアーム５の先
端に引き寄せられる。すると、相対的に下側の係合ピン
18が下フック13の方向に接近し、次いで下フック13は係
合ピン17、18の間の空間をすり抜けて挿入されることに
なる。

下フック13が係合ピン18の上部を通過して、係合ピン1
7、18の空間に位置したとき、油圧シリンダー40を伸長
させる。この油圧シリンダーシリンダー40の動作により
シリンダーロッド45が押し出され、ピン22、23の間隔を
拡げるように作用する。すると上カバー24に固定したエ
プロン部26と、下カバー25に固定した連結板体27は相対
的に反対方向に移動し、上フック12と下フック13の距離
が長くなり、相対的に下フック13は係合ピン18の上面に
向けられて移動されることになる。

そして、下フック13のフック面32が係合ピン18と接触す
ると、一対の上フック12、下フック13によって二つの係
合ピン17、18の間で押し拡げるように挟持されることと
なる。また、同時に前記連結板27が下方に伸びることに
よって、固定してある連動体33も下方に伸び、頂部34お
よび押さえフック14も下方に移動し、押さえ面35は係合
ピン17と上面と接触することになる。このため、係合ピ
ン17はその下面が上フック12によって接触され、その上
面が押さえフック14によって接触されて、その外周が上
下から挟持されたことになる。このようにして第５図Ｃ
で示すように、バケット15はアーム５の先端に連結され
たことになる。

そして、油圧シリンダー40内の油圧を常時一定に保持し
ておけば、上フック12、下フック13のそれぞれのフック
面30、32は常時係合ピン17、18に押し付けられるように
接触し、同時に押さえフック14の押さえ面35は、係合ピ
ン17の上面に接触することになる。このように二つの係
合ピンを上下および上側から押さえることによって、バ
ット15はアーム５の先端から外れることはない。

なお、前述とは逆にアーム５の先端よりバケット15を取
り外すには、第５図において示すようにＣ、Ｂ、Ａの順
に操作することで、アーム５の先端にある伸縮体11より
バケット15は取り外されることになる。

そして、バケット15と同じようにこの係合ピン17、18と
同一の間隔で係合ピンを固定した各種の付属品を用意し
ておくと、車体１に搭乗した一人のオペレーターで各種
の付属品を自由に選択して取り付けることができる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したので、簡単な機構であり
ながら、従来の掘削機の先端に付属品着脱機構を設け、
バケット等の土木作業、建築作業に使用する付属品には
それぞれ平行になった係合ピンを固定しておくだけで、
アームの先端に各種の付属品を自由に変更して取り付け
ることができる。

そして、この付属品の選択および着脱の操作は、掘削機
の車体に搭乗した一人のオペレーターの操作によって行
うことができ、従来のようにオペレーターとは別に付属
品の着脱作業を行うための他の作業員を必要とせず、作
業の迅速性を向上させ、省力化を図ることができる。さ
らに、係合ピンはその上面と下面によって接触保持され
るので、付属品がアームの先端より外れることがなくな
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取り付けた伸縮
体を示す拡大斜視図、第３図は伸縮体の内部に構成を示
す一部を破断した拡大斜視図、第４図は伸縮体の内部を
示す第２図中におけるＡ−Ａを矢視した断面図、第５図
は本実施例の作用を示す説明図である。 １……車体、３……ブーム、５……アーム、７……バケ
ットシリンダー、９……立上げリンク、10……連結リン
ク、11……伸縮体、12……上フック、13……下フック、
14……押さえフック、15……バケット、17、18……係合
ピン、33……連動体、40……油圧シリンダー。

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ブームと、このブームの先端に設け
   られてその長さを自由に伸縮できる連結体と、この連結
   体に係合されて土木作業を行う附属品とからなる建設機
   械において、 この伸縮体の上下にはそれぞれ外側を向いたフックを固
   定し、一方のフックと連動して移動し、他方のフックの
   外側に位置する押さえフックを設け、前記付属品には一
   対のピンを間隔を置いて平行に固定し、両フックを両ピ
   ンの間に挿入した後伸縮体の全長を拡大させることによ
   り、両フックが各ピンの内側に接触するとともに、押さ
   えフックが一方のピンの外側に接触し、これによってブ
   ームの先端に附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。