| 【発明の名称】 |
作業機械のクイックカプラ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】西川 裕康
【氏名】岩本 貴宏
【氏名】松本 俊之
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| 【要約】 |
【課題】作業機械に作業装置を連結するクイックカプラにおける、作業機械と作業装置の相対位置、すなわちクイックカプラを介在させたときの作業装置の位置が変わらないようにした、作業機械のクイックカプラ装置を提供する。
【解決手段】実質上平行にかつ間隔を拡縮自在に作業機械に備えられた一対の係合軸と、一対の係合軸の間に介在された伸縮自在な係合手段と、作業機械に連結される作業装置に所定の間隔をおいて備えられた一対のフックとを備え、一対の係合軸の間隔を係合手段によって拡縮しフックと係合軸の各々とを離脱自在に係合する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 実質上平行にかつ間隔を拡縮自在に作業機械に備えられた一対の係合軸と、該一対の係合軸の間に介在された伸縮自在な係合手段と、該作業機械に連結される作業装置に所定の間隔を置いて備えられた一対のフックとを備え、該一対の係合軸の間隔を該係合手段によって拡縮し該フックと該係合軸の各々とを離脱自在に係合させ、該作業装置を該作業機械に着脱自在に連結する、ことを特徴とする作業機械のクイックカプラ装置。
【請求項２】 該一対の係合軸の一方は該作業機械の作業腕に備えられ、他方は該一方の係合軸を中心に該作業装置を揺動させる揺動作動部材に備えられている、請求項１記載の作業機械のクイックカプラ装置。
【請求項３】 該一対のフックの各々はその開口部を互いに対向させて配設されている、請求項１又は２記載の作業機械のクイックカプラ装置。
【請求項４】 該係合手段は流体圧シリンダを備えている、請求項１から３までのいずれかに記載の作業機械のクイックカプラ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業機械のクイックカプラ装置、さらに詳しくは、作業機械に作業装置を着脱自在にかつ迅速に連結するためのクイックカプラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば油圧ショベルのごとき作業機械は、その作業腕に装着される作業装置を異なったものと交換することにより種々の作業を遂行することができる。バケットを装着することにより土砂の掘削、積込などの作業が遂行され、油圧ブレーカを装着することにより採石、路面破砕などの作業が遂行され、圧砕機を装着することにより構造物の解体などの作業が遂行される。したがって、バケット、ブレーカ、圧砕機などの種々の作業装置を適宜に着脱交換すれば、一台の油圧ショベルを多目的、多機能に用いることができる。
【０００３】そこでこの種の作業機械には、作業装置を着脱自在にかつ迅速に連結するためのクイックカプラ装置（以下単にクイックカプラと呼ぶことがある）が用意されている。典型的なクイックカプラの例を図５を参照して説明すると、全体を番号５０で示すクイックカプラは、作業腕５２の先端に揺動自在に連結され固定フック５４ａと可動フック５４ｂとが各々の開口部を反対の方向に向けて配設されたブラケット５４と、固定フック５４ａ及び可動フック５４ｂにそれぞれ係合するように作業装置としてのバケット５８に配設された一対の係合軸５８ａ及び５８ｂとを備えている。可動フック５４ｂには揺動手段５６が連結されている。ブラケット５４はまた、ブラケット５４を作業腕５２に対して揺動させるための揺動作動部材６０が連結されている。
【０００４】クイックカプラ５０を介してバケット５８を作業腕５２に連結するには、ブラケット５４の可動フック５４ｂを固定フック５４ａの側に揺動手段５６によって動かし（二点鎖線で示す）可動フック５４ｂと固定フック５４ａの間隔を狭め、先ず固定フック５４ａにバケット５８の一方の係合軸５８ａを係合させ、その後可動フック５４ｂを固定フック５４ａから離れる方向に動かして可動フック５４ｂと他方の係合軸５８ｂとを係合させる（実線で示した状態）。係合を解除するには、可動フック５４ｂを揺動手段５６によって固定フック５４ａの方向に動かし（二点鎖線で示す）、可動フック５４ｂと係合軸５８ｂ、固定フック５４ａと係合軸５８ａとの係合をそれぞれ解除する。
【０００５】かくして、バケット５８はクイックカプラ５０を介して作業機械に着脱自在にかつ迅速に連結される。種々の作業装置に上述のような一対の係合軸５８ａ及び５８ｂを備えておけば、異なった作業装置を作業機械に容易に着脱することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したとおりの形態の従来のクイックカプラ装置５０には、次のとおりの解決すべき問題がある。
【０００７】（１）作業装置の作業範囲の変化：作業腕５２と作業装置としてのバケット５８との間にはフック５４ａ、５４ｂを備えたブラケット５４が介在されるので、作業腕５２からバケット５８の先端までの長さＬがその分長くなり、クイックカプラ５０を備えない場合にくらべて作業腕５２の同じ操作でもバケット５８の動く範囲が異なってくる。したがって作業に違和感を生じたり、作業装置が作業機械の本体や周囲の構造物などに干渉し易くなってしまう。
【０００８】（２）作業装置の作業力の変化：また、作業腕５２に対するバケット５８の先端までの距離Ｌがブラケット５４の分長くなることにより、バケット５８を揺動作動部材６０によって作業腕５２を中心に揺動作動させるときにバケット５８の先端が揺動中心から遠くなり、揺動モーメントによる先端の掘削力が低下し、作業機械の作業効率が悪くなる。
【０００９】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、作業機械に作業装置を連結するクイックカプラにおける、作業機械と作業装置の相対位置、すなわちクイックカプラを介在させたときの作業装置の位置が変わらないようにした、作業機械のクイックカプラ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記技術的課題を解決するクイックカプラ装置として、実質上平行にかつ間隔を拡縮自在に作業機械に備えられた一対の係合軸と、該一対の係合軸の間に介在された伸縮自在な係合手段と、該作業機械に連結される作業装置に所定の間隔を置いて備えられた一対のフックとを備え、該一対の係合軸の間隔を該係合手段によって拡縮し該フックと該係合軸の各々とを離脱自在に係合させ、該作業装置を該作業機械に着脱自在に連結する、ことを特徴とする作業機械のクイックカプラ装置が提供される。
【００１１】本発明によるクイックカプラ装置においては、作業機械に備える間隔が拡縮自在な一対の係合軸を作業装置の一対のフックと係合させることにより作業機械と作業装置とを連結し、作業機械と作業装置の間のブラケットを削除する。
【００１２】好適実施形態においては、該一対の係合軸の一方は該作業機械の作業腕に備えられ、他方は該一方の係合軸を中心に該作業装置を揺動させる揺動作動部材に備えられている。
【００１３】そして、一対の係合軸の各々を作業機械の作業腕と揺動作動部材に設け、作業腕と作業装置の先端までの距離がクイックカプラを介しても変わらないようにする。
【００１４】さらに好適実施形態においては、該一対のフックの各々はその開口部を互いに対向させて配設されている。
【００１５】そして、フックによって一対の係合軸を挟むように把持し、作業装置の外方から係合軸に土砂などの異物が直接接触しないようにする。
【００１６】また、該係合手段は流体圧シリンダを備えている。
【００１７】そして、流体圧シリンダの伸縮によって作業装置を容易に迅速に作業機械に着脱自在に連結する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された作業機械のクイックカプラ装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００１９】図１〜図３を参照して説明すると、全体を番号２で示すクイックカプラは、作業機械の作業腕５２及び揺動作動部材６０に備えられた一対の係合軸４ａ及び４ｂと、係合軸４ａ及び４ｂの間に介在された伸縮自在な係合手段６と、作業腕５２及び揺動作動部材６０に連結される作業装置としてのバケット８に備えられた一対のフック８ａ及び８ｂとを備えている。バケット８は揺動作動部材６０によって作業腕５２の係合軸４ａを中心に揺動作動させられる。
【００２０】主として図２を参照して説明すると、係合軸４ａは作業腕５２の先端に回動自在にかつその両端部を作業腕５２からそれぞれ所定の長さを突出させて備えられている。係合軸４ｂは揺動作動部材６０の先端に回動自在にかつその両端部をそれぞれ所定の長さを突出させて備えられている。係合軸４ａ及び４ｂは実質上平行に配設されている。突出する端部の長さはこの端部に係合手段６とフック８ａ又は８ｂを取付ける長さに規定されている。作業腕５２及び揺動作動部材６０に配設された係合軸４ａ及び４ｂの間隔は、この間に係合手段６のような部材が連結されていない状態においては規制されず拡縮は自在である。
【００２１】係合手段６を主として図２を参照して説明すると、係合手段６は伸縮自在な流体圧シリンダ７を一対備え、流体圧シリンダ７の各々は一対の係合軸４ａ及び４ｂの両端の突出部に作業腕５２及び揺動作動部材６０に隣接させて位置付けられ取付けられている。流体圧シリンダ７のロッド端が揺動作動部材６０に備えられた係合軸４ｂに、ヘッド端が作業腕５２に備えられた係合軸４ａにそれぞれ回動自在に連結されている。流体圧シリンダ７の伸縮作動は、作業機械本体の流体制御手段から作動流体が配管を介して供給され制御される（配管の図示は省略されている）。
【００２２】主として図３を参照して説明を続けると、バケット８に備えられる一対のフック８ａ及び８ｂは、バケット本体の上部に配設された一対のプレート８ｃ及び８ｄの各々に形成されている。一対のフック８ａ及び８ｂは、係合軸４ａ及び４ｂにそれぞれ離脱自在に係合する断面Ｕ字形状に形成され、その開口部が互いに対向され、所定の間隔で配設されている。プレート８ｃ及び８ｄに形成されたフック８ａ、並びにプレート８ｃ及び８ｄに形成されたフック８ｂは、それぞれ係合軸４ａ及び４ｂと同一の軸線上で係合するように配設されている。また、一対のプレート８ｃ及び８ｄ各々のフック８ａ及び８ｂは、作業腕５２及び揺動作動部材６０に備えられた係合軸４ａ及び４ｂの突出部の、係合手段６の外側に位置付けられるように配設されている。フック８ａ及び８ｂは、クイックカプラを用いないで作業機械に連結される場合のバケットの、連結用の軸受孔の一部をフック状に開口させることにより形成することができる。
【００２３】上述のように構成されたクイックカプラ２を介してバケット８を作業機械の作業腕５２及び揺動作動部材６０に連結するには、先ず係合手段６の流体圧シリンダ７をそのロッド端に流体制御手段から流体を供給して収縮させ、揺動作動部材６０に備えられた係合軸４ｂを作業腕５２に備えられた係合軸４ａの側に引き寄せ、係合軸４ａ及び４ｂの間隔を縮める。そして先ず、係合軸４ａをフック８ａに係合させ、その後で流体圧シリンダ７をそのヘッド端に流体制御手段から流体を供給して伸張させ、係合軸４ｂをフック８ｂの方向に押してフック８ｂに係合させる。かくして、一対の係合軸４ａ及び４ｂと一対のフック８ａ及び８ｂとがそれぞれ係合され、バケット８が作業機械の作業腕５２及び揺動作動部材６０に連結される。
【００２４】係合を解除するには、流体圧シリンダ７を収縮させて一対の係合軸４ａ及び４ｂの間隔を縮め、係合軸４ａとフック８ａ並びに係合軸４ｂとフック８ｂの係合をそれぞれ解除する。
【００２５】図１〜図３を参照して上述したとおりのクイックカプラ２の作用を説明する。
【００２６】（１）作業装置の作業範囲が変化しない：作業腕５２と作業装置としてのバケット８との間には従来のようにクイックカプラのブラケットが介在されないから、作業腕５２からバケット８の先端までの長さＬが従来のようにブラケットの分長くならない。したがって、クイックカプラ２の有無でバケット８の先端までの長さＬは変わらないから、従来のようなクイックカプラを備えた場合に作業に違和感を生じたり、作業装置が作業機械の本体や周囲の構造物などに干渉する問題が除かれる。
【００２７】（２）作業装置の作業力が変化しない：作業腕５２からバケット８の先端までの距離Ｌがクイックカプラ２の有無によって変わらないから、従来のようなクイックカプラを用いたときの作業装置の先端での作業力の低下、そして作業機械の作業効率が悪くなる問題を除くことができる。
【００２８】（３）作業装置の係合軸の損傷防止：さらに、一対のフック８ａ及び８ｂによって一対の係合軸４ａ及び４ｂを挟むように把持するから、係合軸４ａ及び４ｂとフック８ａ及び８ｂとの係合部に土砂などの異物が作業装置８の外方から直接接触しにくくなり、係合軸４ａ及び４ｂの損傷を防止することができる。
【００２９】（４）異なった作業装置の連結が容易：また、クイックカプラ２は、作業装置の一対のフック８ａ及び８ｂを一対の係合軸４ａ及び４ｂの間隔を拡縮させて連結するから、一対のフック８ａ及び８ｂの間隔の異なった種々の作業装置を適宜に、容易に作業機械に連結することができる。
【００３０】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。
【００３１】（１）本発明の実施の形態においては、一対の係合軸４ａ及び４ｂは作業腕５２及び揺動作動部材５６に備えられているが、一対の係合軸が取付けられる作業機械の部材は作業腕５２及び揺動作動部材６０に限定されるものではなく、一対の部材の間隔が自在に拡縮されるものであればよい。
【００３２】（２）一対のフックの開口部の向き：本発明の実施の形態においては、一対のフック８ａ及び８ｂはその開口部を対向させて配設されているが、作業機械、作業装置の種類また形態によっては、図４に示す作業装置１０のように、一対のフック１０ａ及び１０ｂをその開口部を反対の方向に向けて配設してもよい。この場合においては、伸縮自在な係合手段を伸張させた状態から収縮させることにより一対のフック１０ａ及び１０ｂと一対の係合軸４ａ及び４ｂとを係合させる。
【００３３】（３）係合手段：本発明の実施の形態においては、一対の係合軸４ａ及び４ｂの間隔を拡縮させる係合手段６として流体圧シリンダ７が二個用いられているが、流体圧シリンダ７の数は作業機械、作業装置の形態などによって一個あるいは三個以上であってもよい。
【００３４】（４）係合手段：また、係合手段６は伸縮自在な流体圧シリンダ７を備えているが、流体圧シリンダ７に代えて機械的に伸縮自在な、左ねじ及び右ねじからなるターンバックルのようなものであってもよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明に従って構成された作業機械のクイックカプラ装置によれば、作業機械に作業装置を連結するクイックカプラにおける、作業機械と作業装置の相対位置、すなわちクイックカプラを介在させたときの作業装置の位置が変わらないようにした、作業機械のクイックカプラ装置が提供される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１９０２９７
【氏名又は名称】新キャタピラー三菱株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年４月３日（２０００．４．３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５１７７
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 尚純
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２８８７６８（Ｐ２００１−２８８７６８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１０月１９日（２００１．１０．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１０１５９６（Ｐ２０００−１０１５９６） |
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