JP2005504198A - 重機用アタッチメントカップリング装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、掘削機などの重機のアームとプッシュリンクに様々な種類のアタッチメントを着脱自在に連結するためのアタッチメントカップリング装置を提供する。このアタッチメントカップリング装置は、アタッチメントに間隔を隔てて並設された第１フックと第２フックを有する一組のマウンティングブラケットを含む。本発明のアタッチメントカップリング装置におけるもう一つの主要な構成部材であるカプラーは、アームとプッシュリンクに固定される固定板と、マウンティングブラケットの第１フックに係止するように固定板から外側に突出する一組の固定結合ピンと、解除位置と結合位置との間で移動でき、結合位置ではマウンティングブラケットの第２フックに貫入して係止する一組の移動結合ピンと、移動結合ピンを作動させるアクチュエーターとから構成されている。
【選択図】図３
【選択図】図３
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は重機に関するもので、より詳細には掘削機のアームに様々な種類のアタッチメントを着脱自在に連結するためのアタッチメントカップリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設現場や土木工事現場で使われる掘削機はバケットを利用して土を掘る作業だけでなく、クラッシャーを利用した建物の破砕及び鉄筋の切断作業、ブレーカーを利用した岩石及びコンクリートの破壊作業、グラブ（ｇｒａｂ）を利用したくず鉄及び岩石の運搬作業など、用途によって様々な種類のアタッチメントを交替し、多様な作業を行うことができるように構成されている。
【０００３】
一方、これらのアタッチメントは作業の用途によって交替することができるように掘削機のアームに着脱自在に装着される。このアタッチメントの一例としてバケットを図１に示す。アタッチメント１には一組の支持ブラケット３が離間されて並設されている。この支持ブラケット３は結合穴３ａを有している（図１ではバケットの側面が示されているので、支持ブラケットは互いに重なるように見える）。ここで、一組の支持ブラケット３の間には掘削機のアーム５とプッシュリンク７が配設され、支持ブラケット３の結合穴３ａはアーム５とプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａに対して整列されている。このような構成により、支持ブラケット３の間に掘削機のアーム５とプッシュリンク７を設け、支持ブラケット３の結合穴３ａとアーム５とプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａとを互いに整列させた後、その結合穴３ａと締結穴５ａ、７ａに連結ピン８を挿入して係合する。このようにしてバケット１は掘削機に着脱自在に装着されている。
【０００４】
しかし、このようなアタッチメントの装着構造は、作業者が掘削機のアーム５及びプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａと、バケット１の結合穴３ａを整列させた後、その締結穴５ａ、７ａと結合穴３ａに連結ピン８を挿入して係合しなければならないため、その作業が煩雑であるという問題点があった。特に、締結穴５ａ、７ａと結合穴３ａを整列させる過程において、補助作業者が締結穴５ａ、７ａと結合穴３ａの整列状態を確認する必要がある。さらに、アタッチメントと連結ピンなどが全て重量物であるため運搬が困難であり、また、連結ピンの結合はハンマーなどで連結ピンを強く打込まなければならず、組立作業に時間と労力が必要となる問題点があった。
【０００５】
最近、これらの問題点を考慮して、掘削機のアームにアタッチメントを容易に連結できるようにするアタッチメントカップリング装置が開発されて使用されている。その一例として、図２に示す大韓民国実用新案公開公報第９８-６３０５８号が存在する。カップリング装置１０は胴体１２を有し、この胴体１２の上部には対向する一組の締結板１３が設けられている（図２ではアタッチメントカップリング装置の側端面が示されているため、いずれか一方の締結板だけが見えている）。締結板１３の両側には固定穴１３ａが設けられており、また、対向する締結板１３の固定穴１３ａと整列して設けられている。一組の締結板１３の間には掘削機のアーム５とプッシュリンク７が配設され、締結板１３の固定穴１３ａは掘削機のアーム５とプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａと整列されるように構成されている。そして整列した固定穴１３ａと締結穴５ａ、７ａに連結ピン１５を挿入して係合する。これによりアタッチメントカップリング装置１０は掘削機に堅固に固定される。
【０００６】
一方、胴体１２の下部には固定フック２０と移動フック３０とが互いに逆方向の関係になるように、すなわち背を向けるように離間して設けられている。固定フック２０は胴体１２と一体に設けられ、バケット１に形成された第１結合ピン９ａが係合される結合溝２２を有している。そして、移動フック３０はヒンジ軸３０ａを中心として“結合位置”Ａと“解除位置”Ｂとの間を往復するように回動可能となっている。また、この移動フック３０は、バケット１に形成された第２結合ピン９ｂが係合できる結合溝３２を有している。“結合位置”Ａに移動フック３０を固定する場合は、胴体１２に固定ピン３４を固定する。
【０００７】
胴体１２には移動フック３０を回転させる油圧シリンダー４０が配設されている。油圧シリンダー４０は、シリンダーハウジング４２とシリンダーロード４４とから構成されており、シリンダーハウジング４２は回動ピン４２ａにより胴体１２に取付けられており、一方、シリンダーロード４４は回動ピン４４ａにより移動フック３０の側方に取付けられている。油圧シリンダー４０は掘削機から供給される油圧によって伸張・収縮し、移動フック３０を“結合位置”Ａから“解除位置”Ｂへ、または“解除位置”Ｂから“結合位置”Ａへ回動させる役割をする。
【０００８】
以下、このような構成を有するアタッチメントカップリング装置の作動を説明する。まず、アタッチメントカップリング装置１０を掘削機のアーム５とプッシュリンク７に固定した状態で油圧シリンダー４０を収縮させ、移動フック３０を“解除位置”Ｂに移動させる。次に、固定フック２０の結合溝２２とバケット１の第１結合ピン９ａとが係合するように、固定フック２０を第１結合ピン９ａに係止する。次に、掘削機のアームシリンダー７ｂとプッシュリンク７を利用してアタッチメントカップリング装置１０を回転させ、移動フック３０の結合溝３２とバケット１の第２結合ピン９ｂを整列する。そして移動フック３０の結合溝３２とバケット１の第２結合ピン９ｂが整列した状態において、油圧シリンダー４０を伸張させて移動フック３０を“結合位置”Ａに移動する。この移動フック３０の“結合位置”Ａへの移動により、移動フック３０の結合溝３２とバケット１の第２結合ピン９ｂとが互いに係合し、バケット１が掘削機のアーム５に装着される。最後に、移動フック３０が移動しないように固定ピン３４を用いて移動フック３０を胴体１２に固定する。
【０００９】
このようなアタッチメントカップリング装置１０はバケット等のアタッチメントを掘削機に迅速かつ簡便に連結又は分離することができるが、作業者が固定ピン３４を用いて移動フック３０を胴体１２に固定しなければならないという問題点がある。
【００１０】
また、アタッチメントカップリング装置１０はバケット１の第１結合ピン９ａと第２結合ピン９ｂとの間の距離、すなわち両ピン間の距離がアタッチメントの種類によって異なる場合、移動フック３０の“結合位置”Ａが変わってしまう。このため、固定ピン３４を用いて移動フック３０と胴体１２に対して固定できなくなるという問題点があった。そして、固定ピン３４を挿入しない状態で作業を行うと、装着したアタッチメントが掘削機のアームから分離する危険性がある。また、アタッチメントに加わる作業荷重が油圧シリンダー４０に集中することにより油圧シリンダー４０が収縮し、アタッチメントがより容易に分離してしまうという問題点があった。
【００１１】
また、作業の途中で油圧シリンダー４０に供給される油圧が漏油等により減圧した場合には、アタッチメントカップリング装置１０からアタッチメントが分離してしまうという問題点もある。すなわち、油圧シリンダー４０に供給される油圧が漏油等により減圧すると、油圧シリンダー４０の伸張力が失われ、移動フック３０に掛かる作業負荷が固定ピン３４に集中し、固定ピン３４の破損を招く。そして、固定ピン３４が破損すると、移動フック３０が“解除位置”Ｂへ押し出され、アタッチメント１は固定フック２０から離脱し、掘削機から分離してしまう。
【００１２】
また、従来のアタッチメントカップリング装置１０では、バケット１の回転半径が長くなるという問題点がある。すなわち、図２に示すように、バケット１は、アーム５とカップリング装置１０を連結する連結ピン１５を中心にして回転する。カップリング装置１０は、回転中心点の連結ピン１５とバケット１の第１結合ピン９ａとが離間しているため、図１に示すバケット１に比べて相対的にバケット１の回転半径（Ｒ１＜Ｒ２）が長くなる。これは、図１に示すバケット１が掘削機アーム５と直接連結しているからである。このため、掘削機のアーム５を縮めた場合、バケット１と掘削機本体が接触するおそれがある。さらに、バケット１の回転半径が長くなることにより、バケット１の掘削力が著しく低下するという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の問題点を解決するために、本発明は、掘削機などの重機にアタッチメントを迅速かつ簡便に連結することができる重機用アタッチメントカップリング装置を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明の他の目的は、作業の途中で掘削機などの重機からアタッチメントが偶発的に分離することを確実に防止することができる重機用アタッチメントカップリング装置を提供することにある。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、アタッチメントの回転半径を短くすると共に、掘削力の向上を図ることができる重機用アタッチメントカップリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
これらの目的を達成するための本発明の重機用アタッチメントカップリング装置は、重機のアームとプッシュリンクにアタッチメントを連結させるためのアタッチメントカップリング装置において、前記アタッチメントに間隔を隔てて並設され、同一の垂直平面上に整列される第１フックと第２フックを有する一組のマウンティングブラケットと；前記アームとプッシュリンクに固定される一組の固定板と、前記マウンティングブラケットの第１フックに係止するように前記固定板から外側に突出する一組の固定結合ピンと、解除位置と結合位置との間で移動できるように前記固定板に設けられ、前記結合位置で前記マウンティングブラケットの第２フックに係合する一組の移動結合ピンと、前記移動結合ピンを作動させるアクチュエーターを有するカプラーと；を含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しつつ本発明に係る重機用アタッチメントカップリング装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
図３に示すように、本発明のカップリング装置は、バケット１に固定される一組のマウンティングブラケット１００と、掘削機のアーム５に固定されるカプラー２００とから主に構成されている。
【００１９】
一組のマウンティングブラケット１００はバケット１の上面に間隔をおいて設けられており、それぞれ同一の垂直平面上に整列される第１結合部１１０と第２結合部１２０を備えている。第１結合部１１０と第２結合部１２０は、それぞれ、第１フック１１２と第２フック１２２とから構成されている。この第１フック１１２と第２フック１２２はマウンティングブラケット１００の両側で互いに対向するように配設され、それぞれ内側に向けて開口する結合溝１１２ａ、１２２ａを備えている。また、マウンティングブラケット１００は上部が開口した位置合わせ溝１３０を有し、この位置合わせ溝１３０は第１フック１１２と第２フック１２２との間の中心軸線上に設けられている。このため、両側の第１フック１１２と第２フック１２２は、位置合わせ溝１３０を中心として互いに対称に配置されている。すなわち、図５に示すように、位置合わせ溝１３０は第１フック１１２と第２フック１２２の結合溝１１２ａ、１２２ａの中心を繋ぐ連結線ｌの中点を通る垂直線上に配置されるように構成されている。一方、図３に示すように、一組のマウンティングブラケット１００が並設されるため、各マウンティングブラケット１００の結合溝１１２ａ、１２２ａと位置合わせ溝１３０も互いに対向して整列するように構成されている。
【００２０】
マウンティングブラケット１００の第１フック１１２と第２フック１２２は、図５に示すように、それらの開口が互いに対向するように構成することもできるが、図１０に示すように、それらの開口が反対方向に向くように構成することもできる。即ち、第１フック１１２と第２フック１２２に形成された結合溝１１２ａ、１２２ａを外側に開口するように構成することができる。
【００２１】
次に、図３を参照しつつ、カプラー２００について説明する。カプラー２００は所定の間隔をおいて並設される一組の固定板２１０を有する。この一組の固定板２１０は掘削機のアーム５とプッシュリンク７に装着されると共に、アーム５とプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａに嵌合する第１及び第２連結ピン２２０、２２２を備えている。ここで、第１及び第２連結ピン２２０、２２２は、図４に示すように、固定板２１０に形成された固定穴２１２に貫入され、また、他の部材に対して整列した固定板２１０の固定穴２１２と、アーム５及びプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａに貫入されることによって、一組の固定板２１０を掘削機のアーム５及びプッシュリンク７に固定する。第１及び第２連結ピン２２０、２２２はその両端が固定板２１０を貫通し、後述する締結板２３０をさらに貫通するように構成されている。なお、第１連結ピン２２０と固定板２１０、そして第１連結ピン２２０と締結板２３０の間には、後述する固定結合ピン２４０が配設されており、また、第２連結ピン２２２と固定板２１０、そして第２連結ピン２２２と締結板２３０の間には、スリーブ２２４が配設されている。
【００２２】
図３に示すように、本実施形態のカプラー２００は固定板２１０の側方に所定の間隔を隔てて配設されている一組の締結板２３０を有する。一組の締結板２３０は固定板２１０と同一形状であり、端部に設けた連結板２０１を用いて固定板２１０と所定の間隔をおいて固定される。これら締結板２３０は固定板２１０と共にバケット１のマウンティングブラケット１００の両側に配設されるように構成されている。固定板２１０と締結板２３０がマウンティングブラケット１００の両側に配設されることによって、マウンティングブラケット１００、特に、マウンティングブラケット１００の第１及び第２フック１１２、１２２は、固定板２１０と締結板２３０との間に配設される。
【００２３】
所定の間隔をなす固定板２１０と締結板２３０との間にはマウンティングブラケット１００の第１フック１１２に係合する一組の固定結合ピン２４０が設けられている。この固定結合ピン２４０は、図４に示すように、締結板２３０に形成された組立穴２３２と固定板２１０に形成された固定穴２１２に貫入され固定される。固定結合ピン２４０は掘削機のアーム５に係合する第１連結ピン２２０と同軸に設けられる。そのために固定結合ピン２４０の中央には軸穴２４２が形成されており、この軸穴２４２に第１連結ピン２２０を貫入することができる。固定結合ピン２４０と第１連結ピン２２０を同軸に構成した理由は、図８Ｂに示すように、バケット１の回転中心点である第１連結ピン２２０と、カプラー２００とバケット１の連結点である固定結合ピン２４０とを互いに同軸に配設させることによって、バケット１の回転半径Ｒ３を短縮するためである。
【００２４】
図４に示すように、所定の間隔を隔てて設けられた固定板２１０と締結板２３０の側方には結合穴２１４、２３４が形成されている。これらの結合穴２１４、２３４には一組の移動結合ピン２５０が“解除位置”Ａと“結合位置”Ｂとの間を移動できるように貫入されている。
【００２５】
結合穴２１４、２３４は、固定板２１０と締結板２３０との間に配設されるマウンティングブラケット１００の第２フック１２２の結合溝１２２ａと整列するように設けられている。一組の移動結合ピン２５０は、固定板２１０の内側から固定板２１０と締結板２３０の結合穴２１４、２３４内に位置し、結合穴２１４、２３４に沿って“解除位置”Ａと“結合位置”Ｂとの間を往復し、第２フック１２２の結合溝１２２ａに選択的に挿入される。ここで“解除位置”Ａとは、移動結合ピン２５０が締結板２３０の内側に移動し、第２フック１２２の結合溝１２２ａから分離した状態をいう。そして“結合位置”Ｂとは、移動結合ピン２５０が移動して締結板２３０と固定板２１０の結合穴２１４、２３４に貫入し、第２フック１２２の結合溝１２２ａに挿入された状態をいう。
【００２６】
本実施形態のカプラー２００は一組の移動結合ピン２５０を往復運動させるアクチュエーター２６０を備える。アクチュエーター２６０は一組の移動結合ピン２５０を同時に駆動することができる“両方向運動の油圧シリンダー”である。このアクチュエーター２６０は、固定ブラケット２０３を介して連結板２０１に固定されるロッド部材２６２と、ロッド部材２６２の両端に伸縮自在に配設されるシリンダーハウジング２６４とを備える。本実施形態では、シリンダーハウジング２６４と移動結合ピン２５０とを一体に設け、シリンダーハウジング２６４が移動結合ピン２５０の役割も担うように構成されている。以下、シリンダーハウジング２６４と移動結合ピン２５０に対し同一符号「２５０」を付して説明する。
【００２７】
アクチュエーター２６０は掘削機から供給される油圧により伸張・収縮して移動結合ピン２５０を“解除位置”Ａから“結合位置”Ｂに、又は“結合位置”Ｂから“解除位置”Ａに往復運動させる役割を有する。そして、移動結合ピン２５０を“解除位置”Ａから“結合位置”Ｂに、又は“結合位置”Ｂから“解除位置”Ａに運動させることによって、移動結合ピン２５０を第２フック１２２の結合溝１２２ａに選択的に貫入させる。
【００２８】
本実施形態では移動結合ピン２５０を運動させるアクチュエーター２６０として、油圧シリンダーを使用しているが、これに限定するものではない。例えば、空圧シリンダーを用いて移動結合ピン２５０を作動させたり、ネジ機構を利用して移動結合ピン２５０を作動させたり、あるいは、カム機構と歯車を利用して移動結合ピン２５０を作動させることも可能である。
【００２９】
本実施形態のカプラー２００には移動結合ピン２５０を“結合位置”Ｂに固定させるためのロック２７０が設けられる。ロック２７０は、図５及び図６に示すように、ヒンジ軸２０７を中心に“ロック位置”Ｘと“解除位置”Ｚとの間を往復運動しながら回動可能に設けられている回転体２７２と、図６に示すように、回転体２７２から両側に延びる一組のストッパー２７４と、回転体２７２を回動するために連結板２０１を貫通してカプラー２００の外側に延びるレバー２７６とを備えている。
【００３０】
回転体２７２を図５に示す“ロック位置”Ｘへ回動させた場合、一組のストッパー２７４は、図６に示す“結合位置”Ｂに移動した移動結合ピン２５０の後部をそれぞれ支持し、移動結合ピン２５０が“結合位置”Ｂから“解除位置”Ａに移動することを阻止する。作業者はレバー２７６を操作して回転体２７２を“ロック位置”Ｘから“解除位置”Ｚに、又は“解除位置”Ｚから“ロック位置”Ｘに回動し、ストッパー２７４を移動結合ピン２５０の移動範囲内に選択的に配置することができる。図５に示すように、ヒンジブラケット２０５と回転体２７２にその両端を弾支されているトーションスプリング２７８によって、ロック２７０は常に“ロック位置”Ｘに向かって付勢されている。これは“結合位置”Ｂにおいて、ストッパー２７４が移動結合ピン２５０を支持することにより、“結合位置”Ｂの状態において、アクチュエーター２６０が収縮したり破損したりしても、第２フック１２２の結合溝１２２ａから移動結合ピン２５０が離脱することを防止するためである。
【００３１】
図７には、ロック２７０の他の実施形態が示されている。このロック２７０は、移動結合ピン２５０の後部を支持する一組のストッパー２７９ａと、ストッパー２７９ａを“ロック位置”Ｘから“解除位置”Ｚに、又は“解除位置”Ｚから“ロック位置”Ｘに往復運動させるレバー２７９ｂと、ストッパー２７９ａが“ロック位置”Ｘに配置されるように、一端はストッパー２７９ａに弾支され、他端は連結板２０１に支えられる圧縮スプリング２７９ｃとから構成されている。このロック２７０は、レバー２７９ｂを引き出し又は押しこむ操作を行うにより、ストッパー２７９ａを“ロック位置”Ｘに選択的に配置させることによって、移動結合ピン２５０を“結合位置”Ｂに選択的に配置する。
【００３２】
図３に戻って説明すると、カプラー２００にはマウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０に係合する一組の位置合わせピン２０８が設けられている。これら位置合わせピン２０８は、図４に示すように、固定板２１０と締結板２３０との間に互いに同軸上に配設されている。本実施形態では、一組の位置合わせピン２０８が長尺のピンで構成されており、固定板２１０と締結板２３０とを横断するように設けられている。
【００３３】
このような位置合わせピン２０８は、図３に示すように、マウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０に係合されることによって、バケット１とカプラー２００の結合力をより一層高める役割を果たす。特に、位置合わせピン２０８は、図８Ａに示すように、カプラー２００の固定結合ピン２４０をマウンティングブラケット１００の第１フック１１２に係止した後、図８Ｂに示すように、カプラー２００を回転させる過程において、マウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０に先立って係合する。このため、位置合わせピン２０８は、第２フック１２２の結合溝１２２ａに対してカプラー２００の移動結合ピン２５０をスムーズに整列させる役割を果たす。
【００３４】
次に、本実施形態の装着方法を、図４、図５、図８Ａ、及び、図８Ｂを参照しつつ説明する。最初に、図８Ａに示すように、本実施形態のカプラー２００を掘削機のアーム５とプッシュリンク７に装着し、カプラー２００の固定結合ピン２４０をバケット１に設けられたマウンティングブラケット１００の第１フック１１２に係合させる。カプラー２００の固定結合ピン２４０は第１フック１１２により係合されるため、マウンティングブラケット１００は、図４に示すように、カプラー２００の固定板２１０と締結板２３０との間にスムーズに配置される。
【００３５】
この状態において、図８Ｂに示すように、掘削機のアームシリンダー７ｂとプッシュリンク７を利用してカプラー２００をゆっくりと回転させる。この回転により、図４に示すように、カプラー２００の固定板２１０と締結板２３０との間にマウンティングブラケット１００の第２フック１２２が案内される。それに応じて、固定板２１０と締結板２３０の結合穴２１４、２３４は、第２フック１２２の結合溝１２２ａに対してスムーズに整列する。カプラー２００の回転と同時に、図８Ｂに示すように、カプラー２００の位置合わせピン２０８が、マウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０に先立って係合する。このため、第２フック１２２の結合溝１２２ａとカプラー２００の結合穴２１４、２３４は、その所定位置にスムーズに整列する。
【００３６】
第２フック１２２の結合溝１２２ａとカプラー２００の結合穴２１４、２３４とが互いに整列した後、図４に示すように、アクチュエーター２６０を作動させ、一組の移動結合ピン２５０を“解除位置”Ａから“結合位置”Ｂに同時に移動させる。この時、移動結合ピン２５０が“結合位置”Ｂへ移動し、移動結合ピン２５０は第２フック１２２の結合溝１２２ａに挿入される。こうして、マウンティングブラケット１００はカプラー２００と結合する。一方、移動結合ピン２５０を“解除位置”Ａから“結合位置”Ｂに移動させる過程で、ロック２７０のストッパー２７４はトーションスプリング２７８により“ロック位置”Ｘに向かって付勢され、移動結合ピン２５０が“結合位置”Ｂに配置される。このため、ストッパー２７４は、スムーズに“ロック位置”Ｘに配置され、移動結合ピン２５０を“結合位置”Ｂにロックする。
【００３７】
この結果、バケット１を掘削機アーム５に迅速、かつ、簡便に装着することができる。特に、従来のように作業の荷重がアクチュエーター２６０に直接加わらないため、アクチュエーター２６０の破損による掘削機アーム５とバケット１の分離が生じない。また、アクチュエーター２６０の漏油や破損が生じた場合でも、ロック２７０により移動結合ピン２５０が“結合位置”Ｂにロックされているため、バケット１は掘削機から分離しない。また、バケット１の回転中心点の第１連結ピン２２０と、カプラー２００とバケット１の連結点の固定結合ピン２４０を互いに同軸に配設することによって、バケット１の回転半径Ｒ３を短縮してバケット１と掘削機本体との接触を防止することができ、バケット１の掘削力が低下することも防止できる。
【００３８】
一方、掘削機からバケット１を分離する時は、前述した装着方法の逆の順序で作業を行う。ただし、図５に示すように、アクチュエーター２６０を作動させて移動結合ピン２５０を“結合位置”Ｂから“解除位置”Ａに移動させる前に、ロック２７０のレバー２７６を操作して“ロック位置”Ｘから“解除位置”Ｚに移動させる必要がある。
【００３９】
次に、図９を用いて、本実施形態に係るカップリング装置の他の使用方法を説明する。この使用方法は、本実施形態のカップリング装置を利用してバケット１を逆方向に掘削機のアーム５に装着するものである。バケット１を逆方向に掘削機に装着できるのは、図５に示すようにマウンティングブラケット１００の第１フック１１２と第２フック１２２が位置合わせ溝１３０を中心にして互いに対称に設けられているからである。このように掘削機のアーム５に逆方向に装着されたバケット１は、より多様な掘削作業に対応できるという特徴を有し、作業効率の向上を図ることができる。
【００４０】
最後に、図１１ないし図１４に示した本発明の他の実施形態に係るカップリング装置について説明する。この他の実施形態のカップリング装置では、図１１に示すように、マウンティングブラケット１００の第１結合部１１０と第２結合部１２０が、結合溝１１４ａを備えたフック１１４と、結合穴１２４ａを備えた結合板１２４とから構成されている。
【００４１】
このようなフック１１４と結合板１２４は、それぞれ、カプラー２００の固定結合ピン２４０と移動結合ピン２５０に係合する。結合板１２４は、図３に示した第２フック１２２により移動結合ピン２５０を係止する前述の実施形態とは異なり、移動結合ピン２５０を受け入れて固定する結合穴１２４ａを備えている。このため、図１２に示すように、移動結合ピン２５０をより一層堅固に固定させることができるため、移動結合ピン２５０の不慮の移動を防止するという利点がある。
【００４２】
本実施形態のフック１１４と結合板１２０は、図１３に示すように、互いに対向するように構成することもできるが、図１４に示すように、互いに背を向けるように構成することもできる。この場合、フック１１４に形成された結合溝１１４ａは外側に向かって開口する。
【００４３】
さらに、図１３に示すように、他の実施形態のフック１１４と結合板１２０の各結合溝１１４ａと結合穴１２４ａは、マウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０を中心に互いに対称となるように構成することもできる。
【００４４】
以上では本発明の好ましい実施形態を例示的に説明したが、本発明の範囲はこれらの特定の実施形態にだけ限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載した範疇内において適切な変更を行うことができる。
【００４５】
以上で説明したように、本発明のアタッチメントカップリング装置は、掘削機などのような重機にアタッチメントを迅速かつ簡便に連結させることができる利点を有する。特に、移動結合ピンを移動させるアクチュエーターに作業の荷重が直接的に加わらないように構成することによって、アクチュエーターの破損により重機とアタッチメントが分離することを事前に予防することができる。また、アタッチメントの回転中心点とカプラーとアタッチメントの連結点を互いに同軸に配設することによって、アタッチメントの回転半径を短縮し、アタッチメントが重機本体に衝突することを防止し、作業能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】重機のアームにアタッチメントを直接装着する従来のアタッチメントの装着状態を示す側面図である。
【図２】従来の重機用アタッチメントカップリング装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る実施形態の重機用アタッチメントカップリング装置の構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示す装置を構成するカプラーの平断面図である。
【図５】図４に示すＶ-Ｖ線の断面図である。
【図６】図３に示す装置を構成するロック部分の水平断面図である。
【図７】図３に示す装置を構成するロック部分の他の形態を示す断面図である。
【図８】図３に示す装置の装着方法を例示した側面図である。
【図９】図３に示す装置の他の装着方法を例示した側面図である。
【図１０】図３に示す装置を構成するマウンティングブラケットの他の形態を示す側面図である。
【図１１】本発明に係る他の実施形態のカップリング装置示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す装置を構成するカプラーの水平断面図である。
【図１３】図１２に示すＸIII-ＸIII線の断面図である。
【図１４】図１１に示す装置を構成するマウンティングブラケットの他の形態を示す側面図である。
【０００１】
本発明は重機に関するもので、より詳細には掘削機のアームに様々な種類のアタッチメントを着脱自在に連結するためのアタッチメントカップリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設現場や土木工事現場で使われる掘削機はバケットを利用して土を掘る作業だけでなく、クラッシャーを利用した建物の破砕及び鉄筋の切断作業、ブレーカーを利用した岩石及びコンクリートの破壊作業、グラブ（ｇｒａｂ）を利用したくず鉄及び岩石の運搬作業など、用途によって様々な種類のアタッチメントを交替し、多様な作業を行うことができるように構成されている。
【０００３】
一方、これらのアタッチメントは作業の用途によって交替することができるように掘削機のアームに着脱自在に装着される。このアタッチメントの一例としてバケットを図１に示す。アタッチメント１には一組の支持ブラケット３が離間されて並設されている。この支持ブラケット３は結合穴３ａを有している（図１ではバケットの側面が示されているので、支持ブラケットは互いに重なるように見える）。ここで、一組の支持ブラケット３の間には掘削機のアーム５とプッシュリンク７が配設され、支持ブラケット３の結合穴３ａはアーム５とプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａに対して整列されている。このような構成により、支持ブラケット３の間に掘削機のアーム５とプッシュリンク７を設け、支持ブラケット３の結合穴３ａとアーム５とプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａとを互いに整列させた後、その結合穴３ａと締結穴５ａ、７ａに連結ピン８を挿入して係合する。このようにしてバケット１は掘削機に着脱自在に装着されている。
【０００４】
しかし、このようなアタッチメントの装着構造は、作業者が掘削機のアーム５及びプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａと、バケット１の結合穴３ａを整列させた後、その締結穴５ａ、７ａと結合穴３ａに連結ピン８を挿入して係合しなければならないため、その作業が煩雑であるという問題点があった。特に、締結穴５ａ、７ａと結合穴３ａを整列させる過程において、補助作業者が締結穴５ａ、７ａと結合穴３ａの整列状態を確認する必要がある。さらに、アタッチメントと連結ピンなどが全て重量物であるため運搬が困難であり、また、連結ピンの結合はハンマーなどで連結ピンを強く打込まなければならず、組立作業に時間と労力が必要となる問題点があった。
【０００５】
最近、これらの問題点を考慮して、掘削機のアームにアタッチメントを容易に連結できるようにするアタッチメントカップリング装置が開発されて使用されている。その一例として、図２に示す大韓民国実用新案公開公報第９８-６３０５８号が存在する。カップリング装置１０は胴体１２を有し、この胴体１２の上部には対向する一組の締結板１３が設けられている（図２ではアタッチメントカップリング装置の側端面が示されているため、いずれか一方の締結板だけが見えている）。締結板１３の両側には固定穴１３ａが設けられており、また、対向する締結板１３の固定穴１３ａと整列して設けられている。一組の締結板１３の間には掘削機のアーム５とプッシュリンク７が配設され、締結板１３の固定穴１３ａは掘削機のアーム５とプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａと整列されるように構成されている。そして整列した固定穴１３ａと締結穴５ａ、７ａに連結ピン１５を挿入して係合する。これによりアタッチメントカップリング装置１０は掘削機に堅固に固定される。
【０００６】
一方、胴体１２の下部には固定フック２０と移動フック３０とが互いに逆方向の関係になるように、すなわち背を向けるように離間して設けられている。固定フック２０は胴体１２と一体に設けられ、バケット１に形成された第１結合ピン９ａが係合される結合溝２２を有している。そして、移動フック３０はヒンジ軸３０ａを中心として“結合位置”Ａと“解除位置”Ｂとの間を往復するように回動可能となっている。また、この移動フック３０は、バケット１に形成された第２結合ピン９ｂが係合できる結合溝３２を有している。“結合位置”Ａに移動フック３０を固定する場合は、胴体１２に固定ピン３４を固定する。
【０００７】
胴体１２には移動フック３０を回転させる油圧シリンダー４０が配設されている。油圧シリンダー４０は、シリンダーハウジング４２とシリンダーロード４４とから構成されており、シリンダーハウジング４２は回動ピン４２ａにより胴体１２に取付けられており、一方、シリンダーロード４４は回動ピン４４ａにより移動フック３０の側方に取付けられている。油圧シリンダー４０は掘削機から供給される油圧によって伸張・収縮し、移動フック３０を“結合位置”Ａから“解除位置”Ｂへ、または“解除位置”Ｂから“結合位置”Ａへ回動させる役割をする。
【０００８】
以下、このような構成を有するアタッチメントカップリング装置の作動を説明する。まず、アタッチメントカップリング装置１０を掘削機のアーム５とプッシュリンク７に固定した状態で油圧シリンダー４０を収縮させ、移動フック３０を“解除位置”Ｂに移動させる。次に、固定フック２０の結合溝２２とバケット１の第１結合ピン９ａとが係合するように、固定フック２０を第１結合ピン９ａに係止する。次に、掘削機のアームシリンダー７ｂとプッシュリンク７を利用してアタッチメントカップリング装置１０を回転させ、移動フック３０の結合溝３２とバケット１の第２結合ピン９ｂを整列する。そして移動フック３０の結合溝３２とバケット１の第２結合ピン９ｂが整列した状態において、油圧シリンダー４０を伸張させて移動フック３０を“結合位置”Ａに移動する。この移動フック３０の“結合位置”Ａへの移動により、移動フック３０の結合溝３２とバケット１の第２結合ピン９ｂとが互いに係合し、バケット１が掘削機のアーム５に装着される。最後に、移動フック３０が移動しないように固定ピン３４を用いて移動フック３０を胴体１２に固定する。
【０００９】
このようなアタッチメントカップリング装置１０はバケット等のアタッチメントを掘削機に迅速かつ簡便に連結又は分離することができるが、作業者が固定ピン３４を用いて移動フック３０を胴体１２に固定しなければならないという問題点がある。
【００１０】
また、アタッチメントカップリング装置１０はバケット１の第１結合ピン９ａと第２結合ピン９ｂとの間の距離、すなわち両ピン間の距離がアタッチメントの種類によって異なる場合、移動フック３０の“結合位置”Ａが変わってしまう。このため、固定ピン３４を用いて移動フック３０と胴体１２に対して固定できなくなるという問題点があった。そして、固定ピン３４を挿入しない状態で作業を行うと、装着したアタッチメントが掘削機のアームから分離する危険性がある。また、アタッチメントに加わる作業荷重が油圧シリンダー４０に集中することにより油圧シリンダー４０が収縮し、アタッチメントがより容易に分離してしまうという問題点があった。
【００１１】
また、作業の途中で油圧シリンダー４０に供給される油圧が漏油等により減圧した場合には、アタッチメントカップリング装置１０からアタッチメントが分離してしまうという問題点もある。すなわち、油圧シリンダー４０に供給される油圧が漏油等により減圧すると、油圧シリンダー４０の伸張力が失われ、移動フック３０に掛かる作業負荷が固定ピン３４に集中し、固定ピン３４の破損を招く。そして、固定ピン３４が破損すると、移動フック３０が“解除位置”Ｂへ押し出され、アタッチメント１は固定フック２０から離脱し、掘削機から分離してしまう。
【００１２】
また、従来のアタッチメントカップリング装置１０では、バケット１の回転半径が長くなるという問題点がある。すなわち、図２に示すように、バケット１は、アーム５とカップリング装置１０を連結する連結ピン１５を中心にして回転する。カップリング装置１０は、回転中心点の連結ピン１５とバケット１の第１結合ピン９ａとが離間しているため、図１に示すバケット１に比べて相対的にバケット１の回転半径（Ｒ１＜Ｒ２）が長くなる。これは、図１に示すバケット１が掘削機アーム５と直接連結しているからである。このため、掘削機のアーム５を縮めた場合、バケット１と掘削機本体が接触するおそれがある。さらに、バケット１の回転半径が長くなることにより、バケット１の掘削力が著しく低下するという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の問題点を解決するために、本発明は、掘削機などの重機にアタッチメントを迅速かつ簡便に連結することができる重機用アタッチメントカップリング装置を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明の他の目的は、作業の途中で掘削機などの重機からアタッチメントが偶発的に分離することを確実に防止することができる重機用アタッチメントカップリング装置を提供することにある。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、アタッチメントの回転半径を短くすると共に、掘削力の向上を図ることができる重機用アタッチメントカップリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
これらの目的を達成するための本発明の重機用アタッチメントカップリング装置は、重機のアームとプッシュリンクにアタッチメントを連結させるためのアタッチメントカップリング装置において、前記アタッチメントに間隔を隔てて並設され、同一の垂直平面上に整列される第１フックと第２フックを有する一組のマウンティングブラケットと；前記アームとプッシュリンクに固定される一組の固定板と、前記マウンティングブラケットの第１フックに係止するように前記固定板から外側に突出する一組の固定結合ピンと、解除位置と結合位置との間で移動できるように前記固定板に設けられ、前記結合位置で前記マウンティングブラケットの第２フックに係合する一組の移動結合ピンと、前記移動結合ピンを作動させるアクチュエーターを有するカプラーと；を含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しつつ本発明に係る重機用アタッチメントカップリング装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
図３に示すように、本発明のカップリング装置は、バケット１に固定される一組のマウンティングブラケット１００と、掘削機のアーム５に固定されるカプラー２００とから主に構成されている。
【００１９】
一組のマウンティングブラケット１００はバケット１の上面に間隔をおいて設けられており、それぞれ同一の垂直平面上に整列される第１結合部１１０と第２結合部１２０を備えている。第１結合部１１０と第２結合部１２０は、それぞれ、第１フック１１２と第２フック１２２とから構成されている。この第１フック１１２と第２フック１２２はマウンティングブラケット１００の両側で互いに対向するように配設され、それぞれ内側に向けて開口する結合溝１１２ａ、１２２ａを備えている。また、マウンティングブラケット１００は上部が開口した位置合わせ溝１３０を有し、この位置合わせ溝１３０は第１フック１１２と第２フック１２２との間の中心軸線上に設けられている。このため、両側の第１フック１１２と第２フック１２２は、位置合わせ溝１３０を中心として互いに対称に配置されている。すなわち、図５に示すように、位置合わせ溝１３０は第１フック１１２と第２フック１２２の結合溝１１２ａ、１２２ａの中心を繋ぐ連結線ｌの中点を通る垂直線上に配置されるように構成されている。一方、図３に示すように、一組のマウンティングブラケット１００が並設されるため、各マウンティングブラケット１００の結合溝１１２ａ、１２２ａと位置合わせ溝１３０も互いに対向して整列するように構成されている。
【００２０】
マウンティングブラケット１００の第１フック１１２と第２フック１２２は、図５に示すように、それらの開口が互いに対向するように構成することもできるが、図１０に示すように、それらの開口が反対方向に向くように構成することもできる。即ち、第１フック１１２と第２フック１２２に形成された結合溝１１２ａ、１２２ａを外側に開口するように構成することができる。
【００２１】
次に、図３を参照しつつ、カプラー２００について説明する。カプラー２００は所定の間隔をおいて並設される一組の固定板２１０を有する。この一組の固定板２１０は掘削機のアーム５とプッシュリンク７に装着されると共に、アーム５とプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａに嵌合する第１及び第２連結ピン２２０、２２２を備えている。ここで、第１及び第２連結ピン２２０、２２２は、図４に示すように、固定板２１０に形成された固定穴２１２に貫入され、また、他の部材に対して整列した固定板２１０の固定穴２１２と、アーム５及びプッシュリンク７の締結穴５ａ、７ａに貫入されることによって、一組の固定板２１０を掘削機のアーム５及びプッシュリンク７に固定する。第１及び第２連結ピン２２０、２２２はその両端が固定板２１０を貫通し、後述する締結板２３０をさらに貫通するように構成されている。なお、第１連結ピン２２０と固定板２１０、そして第１連結ピン２２０と締結板２３０の間には、後述する固定結合ピン２４０が配設されており、また、第２連結ピン２２２と固定板２１０、そして第２連結ピン２２２と締結板２３０の間には、スリーブ２２４が配設されている。
【００２２】
図３に示すように、本実施形態のカプラー２００は固定板２１０の側方に所定の間隔を隔てて配設されている一組の締結板２３０を有する。一組の締結板２３０は固定板２１０と同一形状であり、端部に設けた連結板２０１を用いて固定板２１０と所定の間隔をおいて固定される。これら締結板２３０は固定板２１０と共にバケット１のマウンティングブラケット１００の両側に配設されるように構成されている。固定板２１０と締結板２３０がマウンティングブラケット１００の両側に配設されることによって、マウンティングブラケット１００、特に、マウンティングブラケット１００の第１及び第２フック１１２、１２２は、固定板２１０と締結板２３０との間に配設される。
【００２３】
所定の間隔をなす固定板２１０と締結板２３０との間にはマウンティングブラケット１００の第１フック１１２に係合する一組の固定結合ピン２４０が設けられている。この固定結合ピン２４０は、図４に示すように、締結板２３０に形成された組立穴２３２と固定板２１０に形成された固定穴２１２に貫入され固定される。固定結合ピン２４０は掘削機のアーム５に係合する第１連結ピン２２０と同軸に設けられる。そのために固定結合ピン２４０の中央には軸穴２４２が形成されており、この軸穴２４２に第１連結ピン２２０を貫入することができる。固定結合ピン２４０と第１連結ピン２２０を同軸に構成した理由は、図８Ｂに示すように、バケット１の回転中心点である第１連結ピン２２０と、カプラー２００とバケット１の連結点である固定結合ピン２４０とを互いに同軸に配設させることによって、バケット１の回転半径Ｒ３を短縮するためである。
【００２４】
図４に示すように、所定の間隔を隔てて設けられた固定板２１０と締結板２３０の側方には結合穴２１４、２３４が形成されている。これらの結合穴２１４、２３４には一組の移動結合ピン２５０が“解除位置”Ａと“結合位置”Ｂとの間を移動できるように貫入されている。
【００２５】
結合穴２１４、２３４は、固定板２１０と締結板２３０との間に配設されるマウンティングブラケット１００の第２フック１２２の結合溝１２２ａと整列するように設けられている。一組の移動結合ピン２５０は、固定板２１０の内側から固定板２１０と締結板２３０の結合穴２１４、２３４内に位置し、結合穴２１４、２３４に沿って“解除位置”Ａと“結合位置”Ｂとの間を往復し、第２フック１２２の結合溝１２２ａに選択的に挿入される。ここで“解除位置”Ａとは、移動結合ピン２５０が締結板２３０の内側に移動し、第２フック１２２の結合溝１２２ａから分離した状態をいう。そして“結合位置”Ｂとは、移動結合ピン２５０が移動して締結板２３０と固定板２１０の結合穴２１４、２３４に貫入し、第２フック１２２の結合溝１２２ａに挿入された状態をいう。
【００２６】
本実施形態のカプラー２００は一組の移動結合ピン２５０を往復運動させるアクチュエーター２６０を備える。アクチュエーター２６０は一組の移動結合ピン２５０を同時に駆動することができる“両方向運動の油圧シリンダー”である。このアクチュエーター２６０は、固定ブラケット２０３を介して連結板２０１に固定されるロッド部材２６２と、ロッド部材２６２の両端に伸縮自在に配設されるシリンダーハウジング２６４とを備える。本実施形態では、シリンダーハウジング２６４と移動結合ピン２５０とを一体に設け、シリンダーハウジング２６４が移動結合ピン２５０の役割も担うように構成されている。以下、シリンダーハウジング２６４と移動結合ピン２５０に対し同一符号「２５０」を付して説明する。
【００２７】
アクチュエーター２６０は掘削機から供給される油圧により伸張・収縮して移動結合ピン２５０を“解除位置”Ａから“結合位置”Ｂに、又は“結合位置”Ｂから“解除位置”Ａに往復運動させる役割を有する。そして、移動結合ピン２５０を“解除位置”Ａから“結合位置”Ｂに、又は“結合位置”Ｂから“解除位置”Ａに運動させることによって、移動結合ピン２５０を第２フック１２２の結合溝１２２ａに選択的に貫入させる。
【００２８】
本実施形態では移動結合ピン２５０を運動させるアクチュエーター２６０として、油圧シリンダーを使用しているが、これに限定するものではない。例えば、空圧シリンダーを用いて移動結合ピン２５０を作動させたり、ネジ機構を利用して移動結合ピン２５０を作動させたり、あるいは、カム機構と歯車を利用して移動結合ピン２５０を作動させることも可能である。
【００２９】
本実施形態のカプラー２００には移動結合ピン２５０を“結合位置”Ｂに固定させるためのロック２７０が設けられる。ロック２７０は、図５及び図６に示すように、ヒンジ軸２０７を中心に“ロック位置”Ｘと“解除位置”Ｚとの間を往復運動しながら回動可能に設けられている回転体２７２と、図６に示すように、回転体２７２から両側に延びる一組のストッパー２７４と、回転体２７２を回動するために連結板２０１を貫通してカプラー２００の外側に延びるレバー２７６とを備えている。
【００３０】
回転体２７２を図５に示す“ロック位置”Ｘへ回動させた場合、一組のストッパー２７４は、図６に示す“結合位置”Ｂに移動した移動結合ピン２５０の後部をそれぞれ支持し、移動結合ピン２５０が“結合位置”Ｂから“解除位置”Ａに移動することを阻止する。作業者はレバー２７６を操作して回転体２７２を“ロック位置”Ｘから“解除位置”Ｚに、又は“解除位置”Ｚから“ロック位置”Ｘに回動し、ストッパー２７４を移動結合ピン２５０の移動範囲内に選択的に配置することができる。図５に示すように、ヒンジブラケット２０５と回転体２７２にその両端を弾支されているトーションスプリング２７８によって、ロック２７０は常に“ロック位置”Ｘに向かって付勢されている。これは“結合位置”Ｂにおいて、ストッパー２７４が移動結合ピン２５０を支持することにより、“結合位置”Ｂの状態において、アクチュエーター２６０が収縮したり破損したりしても、第２フック１２２の結合溝１２２ａから移動結合ピン２５０が離脱することを防止するためである。
【００３１】
図７には、ロック２７０の他の実施形態が示されている。このロック２７０は、移動結合ピン２５０の後部を支持する一組のストッパー２７９ａと、ストッパー２７９ａを“ロック位置”Ｘから“解除位置”Ｚに、又は“解除位置”Ｚから“ロック位置”Ｘに往復運動させるレバー２７９ｂと、ストッパー２７９ａが“ロック位置”Ｘに配置されるように、一端はストッパー２７９ａに弾支され、他端は連結板２０１に支えられる圧縮スプリング２７９ｃとから構成されている。このロック２７０は、レバー２７９ｂを引き出し又は押しこむ操作を行うにより、ストッパー２７９ａを“ロック位置”Ｘに選択的に配置させることによって、移動結合ピン２５０を“結合位置”Ｂに選択的に配置する。
【００３２】
図３に戻って説明すると、カプラー２００にはマウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０に係合する一組の位置合わせピン２０８が設けられている。これら位置合わせピン２０８は、図４に示すように、固定板２１０と締結板２３０との間に互いに同軸上に配設されている。本実施形態では、一組の位置合わせピン２０８が長尺のピンで構成されており、固定板２１０と締結板２３０とを横断するように設けられている。
【００３３】
このような位置合わせピン２０８は、図３に示すように、マウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０に係合されることによって、バケット１とカプラー２００の結合力をより一層高める役割を果たす。特に、位置合わせピン２０８は、図８Ａに示すように、カプラー２００の固定結合ピン２４０をマウンティングブラケット１００の第１フック１１２に係止した後、図８Ｂに示すように、カプラー２００を回転させる過程において、マウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０に先立って係合する。このため、位置合わせピン２０８は、第２フック１２２の結合溝１２２ａに対してカプラー２００の移動結合ピン２５０をスムーズに整列させる役割を果たす。
【００３４】
次に、本実施形態の装着方法を、図４、図５、図８Ａ、及び、図８Ｂを参照しつつ説明する。最初に、図８Ａに示すように、本実施形態のカプラー２００を掘削機のアーム５とプッシュリンク７に装着し、カプラー２００の固定結合ピン２４０をバケット１に設けられたマウンティングブラケット１００の第１フック１１２に係合させる。カプラー２００の固定結合ピン２４０は第１フック１１２により係合されるため、マウンティングブラケット１００は、図４に示すように、カプラー２００の固定板２１０と締結板２３０との間にスムーズに配置される。
【００３５】
この状態において、図８Ｂに示すように、掘削機のアームシリンダー７ｂとプッシュリンク７を利用してカプラー２００をゆっくりと回転させる。この回転により、図４に示すように、カプラー２００の固定板２１０と締結板２３０との間にマウンティングブラケット１００の第２フック１２２が案内される。それに応じて、固定板２１０と締結板２３０の結合穴２１４、２３４は、第２フック１２２の結合溝１２２ａに対してスムーズに整列する。カプラー２００の回転と同時に、図８Ｂに示すように、カプラー２００の位置合わせピン２０８が、マウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０に先立って係合する。このため、第２フック１２２の結合溝１２２ａとカプラー２００の結合穴２１４、２３４は、その所定位置にスムーズに整列する。
【００３６】
第２フック１２２の結合溝１２２ａとカプラー２００の結合穴２１４、２３４とが互いに整列した後、図４に示すように、アクチュエーター２６０を作動させ、一組の移動結合ピン２５０を“解除位置”Ａから“結合位置”Ｂに同時に移動させる。この時、移動結合ピン２５０が“結合位置”Ｂへ移動し、移動結合ピン２５０は第２フック１２２の結合溝１２２ａに挿入される。こうして、マウンティングブラケット１００はカプラー２００と結合する。一方、移動結合ピン２５０を“解除位置”Ａから“結合位置”Ｂに移動させる過程で、ロック２７０のストッパー２７４はトーションスプリング２７８により“ロック位置”Ｘに向かって付勢され、移動結合ピン２５０が“結合位置”Ｂに配置される。このため、ストッパー２７４は、スムーズに“ロック位置”Ｘに配置され、移動結合ピン２５０を“結合位置”Ｂにロックする。
【００３７】
この結果、バケット１を掘削機アーム５に迅速、かつ、簡便に装着することができる。特に、従来のように作業の荷重がアクチュエーター２６０に直接加わらないため、アクチュエーター２６０の破損による掘削機アーム５とバケット１の分離が生じない。また、アクチュエーター２６０の漏油や破損が生じた場合でも、ロック２７０により移動結合ピン２５０が“結合位置”Ｂにロックされているため、バケット１は掘削機から分離しない。また、バケット１の回転中心点の第１連結ピン２２０と、カプラー２００とバケット１の連結点の固定結合ピン２４０を互いに同軸に配設することによって、バケット１の回転半径Ｒ３を短縮してバケット１と掘削機本体との接触を防止することができ、バケット１の掘削力が低下することも防止できる。
【００３８】
一方、掘削機からバケット１を分離する時は、前述した装着方法の逆の順序で作業を行う。ただし、図５に示すように、アクチュエーター２６０を作動させて移動結合ピン２５０を“結合位置”Ｂから“解除位置”Ａに移動させる前に、ロック２７０のレバー２７６を操作して“ロック位置”Ｘから“解除位置”Ｚに移動させる必要がある。
【００３９】
次に、図９を用いて、本実施形態に係るカップリング装置の他の使用方法を説明する。この使用方法は、本実施形態のカップリング装置を利用してバケット１を逆方向に掘削機のアーム５に装着するものである。バケット１を逆方向に掘削機に装着できるのは、図５に示すようにマウンティングブラケット１００の第１フック１１２と第２フック１２２が位置合わせ溝１３０を中心にして互いに対称に設けられているからである。このように掘削機のアーム５に逆方向に装着されたバケット１は、より多様な掘削作業に対応できるという特徴を有し、作業効率の向上を図ることができる。
【００４０】
最後に、図１１ないし図１４に示した本発明の他の実施形態に係るカップリング装置について説明する。この他の実施形態のカップリング装置では、図１１に示すように、マウンティングブラケット１００の第１結合部１１０と第２結合部１２０が、結合溝１１４ａを備えたフック１１４と、結合穴１２４ａを備えた結合板１２４とから構成されている。
【００４１】
このようなフック１１４と結合板１２４は、それぞれ、カプラー２００の固定結合ピン２４０と移動結合ピン２５０に係合する。結合板１２４は、図３に示した第２フック１２２により移動結合ピン２５０を係止する前述の実施形態とは異なり、移動結合ピン２５０を受け入れて固定する結合穴１２４ａを備えている。このため、図１２に示すように、移動結合ピン２５０をより一層堅固に固定させることができるため、移動結合ピン２５０の不慮の移動を防止するという利点がある。
【００４２】
本実施形態のフック１１４と結合板１２０は、図１３に示すように、互いに対向するように構成することもできるが、図１４に示すように、互いに背を向けるように構成することもできる。この場合、フック１１４に形成された結合溝１１４ａは外側に向かって開口する。
【００４３】
さらに、図１３に示すように、他の実施形態のフック１１４と結合板１２０の各結合溝１１４ａと結合穴１２４ａは、マウンティングブラケット１００の位置合わせ溝１３０を中心に互いに対称となるように構成することもできる。
【００４４】
以上では本発明の好ましい実施形態を例示的に説明したが、本発明の範囲はこれらの特定の実施形態にだけ限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載した範疇内において適切な変更を行うことができる。
【００４５】
以上で説明したように、本発明のアタッチメントカップリング装置は、掘削機などのような重機にアタッチメントを迅速かつ簡便に連結させることができる利点を有する。特に、移動結合ピンを移動させるアクチュエーターに作業の荷重が直接的に加わらないように構成することによって、アクチュエーターの破損により重機とアタッチメントが分離することを事前に予防することができる。また、アタッチメントの回転中心点とカプラーとアタッチメントの連結点を互いに同軸に配設することによって、アタッチメントの回転半径を短縮し、アタッチメントが重機本体に衝突することを防止し、作業能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】重機のアームにアタッチメントを直接装着する従来のアタッチメントの装着状態を示す側面図である。
【図２】従来の重機用アタッチメントカップリング装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る実施形態の重機用アタッチメントカップリング装置の構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示す装置を構成するカプラーの平断面図である。
【図５】図４に示すＶ-Ｖ線の断面図である。
【図６】図３に示す装置を構成するロック部分の水平断面図である。
【図７】図３に示す装置を構成するロック部分の他の形態を示す断面図である。
【図８】図３に示す装置の装着方法を例示した側面図である。
【図９】図３に示す装置の他の装着方法を例示した側面図である。
【図１０】図３に示す装置を構成するマウンティングブラケットの他の形態を示す側面図である。
【図１１】本発明に係る他の実施形態のカップリング装置示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す装置を構成するカプラーの水平断面図である。
【図１３】図１２に示すＸIII-ＸIII線の断面図である。
【図１４】図１１に示す装置を構成するマウンティングブラケットの他の形態を示す側面図である。
Claims (9)
- 重機のアームとプッシュリンクにアタッチメントを連結させるためのアタッチメントカップリング装置において、
前記アタッチメントに間隔をおいて並設され、同一の垂直平面上に整列される第１フックと第２フックを有する一組のマウンティングブラケットと；
前記アームとプッシュリンクに固定される一組の固定板と、前記マウンティングブラケットの第１フックに係止するように前記固定板から外側に突出する一組の固定結合ピンと、解除位置と結合位置との間で移動できるように前記固定板に設けられ、前記結合位置で前記マウンティングブラケットの第２フックに係合する一組の移動結合ピンと、前記移動結合ピンを作動させるアクチュエーターを有するカプラーと；を含む重機用アタッチメントカップリング装置。 - 前記マウンティングブラケットの第１フックと第２フックは互いに対向するように整列していることを特徴とする請求項１に記載の重機用アタッチメントカップリング装置。
- 前記カプラーは前記移動結合ピンを結合位置にロックするためのロック部材を更に含んでおり、
前記ロックはヒンジ軸を中心としてロック位置と解除位置との間で回動可能な回転体と、前記回転体から両側に延在し、ロック位置において前記移動結合ピンの移動を阻止する一組のストッパーと、前記回転体を回動させることができるレバーと、前記回転体をロック位置方向に付勢するトーションスプリングと、から構成されることを特徴とする請求項１に記載の重機用アタッチメントカップリング装置。 - 前記カプラーは前記固定板とアームを結合することができるように前記アームとこのアームに隣接した固定板を貫通する第１連結ピンと、前記固定板とプッシュリンクを結合することができるように前記プッシュリンクとこのプッシュリンクに隣接した固定板を貫通する第２連結ピンとを備え、
前記第１連結ピンは前記マウンティングブラケットの第１フックに係止する前記固定板の固定結合ピンと同軸に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の重機用アタッチメントカップリング装置。 - 前記カプラーは前記マウンティングブラケットの外側に配設できるように前記固定板の側方に間隔を隔てて設けられた一組の締結板を更に含んでおり、前記固定結合ピンと移動結合ピンは前記締結板を貫通して設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の重機用アタッチメントカップリング装置。
- 前記一組のマウンティングブラケットは各々上部が開口した位置合わせ溝を更に備えており、前記位置合わせ溝は前記マウンティングブラケットの第１フックと第２フックの中心線上に位置して、前記第１フックと第２フックは前記位置合わせ溝を基準として互いに対称をなすように設けられ、前記カプラーは前記各位置合わせ溝に係合する一組の位置合わせピンを更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の重機用アタッチメントカップリング装置。
- 前記アクチュエーターは両方向運動油圧シリンダーであり、前記両方向運動油圧シリンダーは前記カプラーに固定されるロッド部材と、前記ロッド部材の両端に伸縮自在に結合し、伸張及び収縮により前記移動結合ピンを作動させるシリンダーハウジングと、からなることを特徴とする請求項１に記載の重機用アタッチメントカップリング装置。
- 重機のアームとプッシュリンクにアタッチメントを連結させるためのアタッチメントカップリング装置において、
前記アタッチメントに間隔を隔てて設けられ、同一の垂直平面上に整列されるフックと、結合穴が形成される結合板を備える一組のマウンティングブラケットと；
前記アームとプッシュリンクに固定される一組の固定板と、前記マウンティングブラケットのフックに係止するように前記固定板から外側に突出する一組の固定結合ピンと、解除位置と結合位置との間で移動できるように前記固定板に設けられ、前記結合位置では前記マウンティングブラケットの結合板の結合穴に係合する一組の移動結合ピンと、前記移動結合ピンを作動させるアクチュエーターを有するカプラーと；を含む重機用アタッチメントカップリング装置。 - 前記マウンティングブラケットのフックは互いに対向するように整列していることを特徴とする請求項８に記載の重機用アタッチメントカップリング装置。
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