JP3605753B2 - 作業機械のクイックカプラ装置 - Google Patents
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Description
【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】
図6を参照して作業装置の装着例の一つを説明すると、作業装置50は作業腕52の先端に軸53を介して、また作業装置50を軸53を中心に揺動作動させるための揺動作動部材54に軸55を介してそれぞれ回動自在に装着される。この方式は、作業装置50の着脱に軸53及び軸55を着脱する必要があるので、着脱の頻度が比較的少ない場合に採用される。
【0004】
作業装置の着脱の頻度が多い場合には、着脱を自在にかつ迅速に行うことができるように、作業装置は作業機械に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)を介して装着される。
【0005】
図7を参照してこのクイックカプラの典型例を説明すると、作業機械の作業腕52及び揺動作動部材54と上述の作業装置50の連結部の形態をクイックカプラ用にした作業装置56との間に全体を番号58で示すクイックカプラが介在されている。クイックカプラ58は、作業腕52及び揺動作動部材54に作業装置50の装着と同様に軸53及び軸55によって装着され固定フック60a及び可動フック60bが設けられたブラケット60と、フック60a及び60bに離脱自在に係合するよう作業装置56に設けられた一対の係合軸56a及び56bとを備えている。固定フック60a及び可動フック60bはその開口部を互いに反対の方向に向けて配設されており、可動フック60bには伸縮自在な揺動手段62が連結されている。
【0006】
クイックカプラ58を介して作業装置56を作業腕52及び揺動作動部材54に連結、すなわちブラケット60と作業装置56とを連結するには、先ず揺動手段62を収縮させ可動フック60bを固定フック60aの側に揺動させ(二点鎖線で示す)可動フック60bと固定フック60aの間隔を狭め、固定フック60aに作業装置56の一方の係合軸56aを係合させ、その後揺動手段62を伸張させ可動フック60bを固定フック60aから離れる方向に動かして可動フック60bと他方の係合軸56bとを係合させる(実線で示した状態)。
【0007】
連結を解除するには、上述の連結の手順とは逆に、可動フック60bを揺動手段62によって固定フック60aの側に揺動させ(二点鎖線で示す)、可動フック60bと係合軸56b、固定フック60aと係合軸56aとの係合をそれぞれ解除する。かくして、作業装置56はクイックカプラ58を介して作業機械の作業腕52及び揺動作動部材54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に一対の係合軸56a及び56bを備えておけば、任意の作業装置を作業機械に容易に着脱することができる。
【0008】
【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には、次のとおりの解決すべき問題がある。
【0009】
(1)作業装置の互換性:
クイックカプラの構造は、その目的からして作業機械と作業装置とを離脱自在に迅速に連結することができるものであればよいから、上述のようなフックと係合軸とによるものの他に多種多様の構造が考案され実用に供されている。したがって、クイックカプラによって連結される作業装置は、クイックカプラの構造に合わせたそれ専用の構造、例えば上述の一対の係合軸60a、60bを備える必要があり、異なったクイックカプラに連結される作業装置を用いることはできない。すなわち作業装置の互換性がなく不便である。
【0010】
(2)作業装置の装着とクイックカプラの有無:
また、作業機械にクイックカプラを用いないで上述のように軸53及び55によって直接装着される作業装置50(図6)は、クイックカプラを用いる場合(図7)には連結部の構造が異なるので使えない。
【0011】
(3)作業装置の用意、活用:
したがって、クイックカプラを用いる場合には、クイックカプラに合わせて専用の作業装置を用意する必要があること、またクイックカプラを用いない場合の作業装置を連結することができないことなどの理由から、作業機械のユーザーはそれぞれに専用の多くの作業装置を用意しなければならい。このことは手持ちの資産を有効に活用することができないことにもなる。
【0012】
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、作業機械にクイックカプラを介して、あるいはクイックカプラを介さないで直接装着される、様々な連結構造を備えた作業装置を、改造することなしに作業機械に任意に自在に迅速に着脱することができるようにした、作業機械のクイックカプラ装置を提供することである。
【0013】
【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、作業機械に連結されるブラケットと、作業装置に連結されるアダプタと、該ブラケット及びアダプタを離脱自在に連結する連結手段とを備え、該ブラケット及びアダプタは、互いに当接する平面状に形成された当接面を介して連結され、該連結手段は、該ブラケットに設けられ相互の間隔が拡縮自在な一対のフック部材及び該フック部材各々の間に連結された伸縮自在な係合手段と、該アダプタの当接面に形成された開口部とを備え、該係合手段を伸縮させることにより一対のフック部材が開口部の縁部に離脱自在に係合され、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。
【0014】
本発明によるクイックカプラ装置は、作業機械に連結されるブラケットと、ブラケットに離脱自在に連結されるとともに作業装置が連結されるアダプタとを備えている。そして、連結部構造の異なる様々な作業装置に予めアダプタを取付けておくことによりブラケットとアダプタとを離脱自在に係合させて作業機械に作業装置を自在に着脱することができる。
【0019】
【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。
【0020】
図1及び図2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54に連結されるブラケット4と、作業装置としてのバケット6に連結されるアダプタ8と、ブラケット4及びアダプタ8を離脱自在に連結する連結手段10とを備えている。作業腕52とブラケット4とは軸53によって、また揺動作動部材54とブラケット4とは軸55によってそれぞれ回動自在に連結される。揺動作動部材54は、クイックカプラ2によって連結されるバケット6を作業腕52の軸53を中心にして揺動作動させる。また、アダプタ8とバケット6とは作業腕52及び揺動作動部材54とブラケット4とを連結するのと同じ軸53及び55によって連結されている。
【0021】
図3及び図4を参照してブラケット4を説明すると、ブラケット4は種々の鋼製部材を相互に溶接して一体に形成され、厚板を矩形に切断して形成された基板4aと、基板4aの一面(図3及び図4の上側の面)に所定の間隔を置いて立設された一対の支持板4b、4bと、支持板4b、4bとの間を連結する断面山形状の補強板4cとを備えている。基板4aの他面(図3及び図4の下側の面)はアダプタ8に当接する平面状の当接面T1を形成している。
【0022】
支持板4b、4bの各々には、作業腕52に連結するための連結部である一対の円筒状の軸受部材4d、4d、並びに揺動作動部材54に連結するための連結部である一対の円筒状の軸受部材4e、4eが設けられている。軸受部材4d、4d並びに軸受部材4e、4eの対向する間隔は寸法Wに規定され、寸法Wの部分に作業腕52及び揺動作動部材54が位置付けられる。軸受部材4d、4dには同一の軸線上で軸受孔5aが、また軸受部材4e、4eには同一の軸線上で軸受孔5bがそれぞれの軸線を実質上平行にして、またその間隔を寸法Lに規定して形成されている。基板4aには連結手段10(連結手段10については後に詳述する)を構成する一対のフック部材12、12を上述の一面側から当接面T1側に突出させまた自在に移動することができるようにした矩形の開口部4fが形成されている。さらに、一対の支持板4b、4b各々の対向した側面の各々には、一対のフック部材12、12を基板4aの上述の一面との間で摺動自在に案内するための帯状の案内部材4g、4gが設けられている。
【0023】
図3及び図4を参照して説明を続けると、アダプタ8も種々の鋼製部材を相互に溶接して一体に形成され、厚板を矩形に切断して形成された基板8aと、基板8aの一面(図3及び図4の下側の面)に所定の間隔を置いて立設された一対の支持板8b、8bと、支持板8b、8bに両端部がそれぞれ接合された一対の円筒状の軸受部材8c、8cとを備えている。円筒状の軸受部材8cの軸線方向の長さはバケット6(バケット6については後に詳述する)の寸法Wを有する一対の軸受部材6b、6b並びに6c、6cの中に位置付けることができる寸法に規定されている。基板8aの他面(図3及び図4の上側の面)はブラケット4の基板4aに当接する平面状の当接面T2を形成している。
【0024】
軸受部材8c、8cには、軸受孔9a、9bがそれぞれその軸線を実質上平行にして、また間隔を上述のブラケット4の軸受孔5aと軸受孔5bとの間隔と同じ寸法Lに規定して形成されている。基板8aには連結手段10を構成する一対のフック部材12、12が離脱自在に係合する矩形状の開口部16が形成され、フック部材12と係合する縁部は当接面T2から裏面に向けて開口部16を拡大させた傾斜状の係合面が形成されている。
【0025】
図3及び図4とともに図5、主として図5を参照して作業装置としてのバケット6を説明すると、バケット6の上部には所定の間隔で立設された一対の支持板6a、6aが設けられ、支持板6a、6aの各々にはアダプタ8に連結するための連結部である一対の円筒状の軸受部材6b、6b並びに6c、6cが設けられている。軸受部材6b、6b並びに軸受部材6c、6cの対向する間隔は上述のブラケット4における寸法Wと実質上同じに規定され、軸受部材6b、6bには同一の軸線上で軸受孔7aが、軸受部材6c、6cには同一の軸線上で軸受孔7bがそれぞれの軸線を実質上平行にして、またその間隔を寸法Lに規定して形成されている。
【0026】
バケット6とアダプタ8との連結部は、上述の作業腕52及び揺動作動部材54とブラケット4との連結部と実質上同じに形成され、バケット6とアダプタ8とは作業腕52及び揺動作動部材54とブラケット4とを連結するのと同じ軸53及び54によって連結されている。すなわち、作業腕52及び揺動作動部材54とブラケット4との連結部、並びにアダプタ8とバケット6との連結部は実質上同じに形成され、作業腕52及び揺動作動部材54にバケット6をブラケット4及びアダプタ8を介することなしに直接連結することができるように形成されている。
【0027】
図3及び図4を参照して連結手段10を説明すると、連結手段10はブラケット4の基板4a、支持板4b、4b並びに案内部材4g、4gとの間に配設された一対のフック部材12、12と、フック部材12、12の間に介在された伸縮自在な係合手段14と、アダプタ8の基板8aの当接面T2に形成された上述の開口部16とを備えている。
【0028】
係合手段14は流体圧シリンダ15を備え、流体圧シリンダ15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)。
【0029】
フック部材12は鋼製部材によって一体に形成され、ブラケット4の基板4aと案内部材4gとの間に摺動自在に配設される平板状の摺動部12aと、摺動部12aの下面に取付けられ断面V字形状のフックが形成され開口部4f及び開口部16に突入されるフック部12bと、摺動部12aのフック部12bが取付けられた側とは反対の側に設けられ係合手段10の流体圧シリンダ15の端部が回動自在にピン部材によって取付けられるブラケット部12cとを備えている。一対のフック部材12、12はそのV字形状フックの開口部を互いに対向させて配設されている。一対のフック部材12、12の間には一対のフック部材12、12が摺動し接近したときの間隔を規制するストッパ13が基板4aに取付けられている。
【0030】
連結手段10の流体圧シリンダ15をそのロッド側に作動流体を供給して伸張させることによりフック部材12、12の間隔は拡げられ、ヘッド側に作動流体を供給して収縮させることによりフック部材12、12の間隔は縮められる。
【0031】
図1〜図5主として図3を参照して上述のように構成されたクイックカプラ装置2による作業装置としてのバケット6の作業機械への連結について説明する。上述のようにブラケット4は軸53及び55によって作業腕52及び揺動作動部材54に、またアダプタ8は軸53及び55によってバケット6にそれぞれ予め連結されている。ブラケット4とアダプタ8とを連結するには、先ず係合手段10の流体圧シリンダ15をそのロッド側に流体制御手段からの流体を供給して収縮させ、一対のフック部材12、12をストッパ13に当接するまで互いに近づける(二点鎖線で示した状態)。そして、作業腕52及び揺動作動部材54を動かしてブラケット4を適宜に動かし一対のフック部材12、12をアダプタ8の開口部16に挿入するとともにブラケット4の当接面T1とアダプタ8の当接面T2とを当接させる。流体圧シリンダ15をそのヘッド側に流体を供給して伸張させ、一対のフック部材12、12をアダプタ8の開口部16の縁部に係合させる(実線で示した状態)。かくしてブラケット4とアダプタ8とが連結され、作業装置としてのバケット6がクイックカプラ2を介して作業機械に連結される。
【0032】
連結を解除するには、連結の手順とは逆に、先ず流体圧シリンダ15を収縮させ、フック部材12、12の間隔を互いに近づけ(二点鎖線で示した状態)、フック部材12、12とアダプタ8の開口部16の縁部との係合を解除し、ブラケット4とアダプタ8の連結を解除する。
【0033】
図1〜図5を参照して上述したとおりの作業機械のクイックカプラ装置2の作用を説明する。
【0034】
クイックカプラ装置2においては、アダプタの作業装置との連結部を作業装置の違いに合わせて形成し、アダプタを作業装置各々に予め連結しておけば、任意の作業装置をクイックカプラ装置2を介して作業機械に着脱自在に連結することができる。すなわち、連結部の異なる任意の様々な作業装置をクイックカプラ2によって互換性を持たせて作業機械に連結することができる。また、上述の実施の形態のようにアダプタと作業装置との連結部を作業機械とブラケットとの連結部と同じにしておけば、クイックカプラ2の装備の有無にかかわらず同じ作業装置を作業機械に連結することができる。したがって多くの種類の作業装置を用意する必要がなく、手持ちの資産を有効に活用することができる。
【0035】
クイックカプラ装置2においてはまた、ブラケット4とアダプタ8とを平面状の当接面T1とT2とを当接させ一対のフック12、12によって連結するため、従来のフックと係合軸の連結(例えば図7に示す形態)に較べて連結を強固にすることができる。
【0036】
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。
【0039】
【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、作業機械にクイックカプラを介して、あるいはクイックカプラを介さないで直接装着される、様々な連結構造を備えた作業装置を、改造することなしに作業機械に任意に自在に迅速に着脱することができるようにした、作業機械のクイックカプラ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】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って作業装置としてのバケットを作業機械に連結した形態を示す側面図。
【図2】図1のA−A矢印方向に見た正面図。
【図3】図2のB−B矢印方向に見た拡大断面図。
【図4】図3のC−C矢印方向に見た断面図。
【図5】作業装置としてのバケットの斜視図。
【図6】クイックカプラ装置を用いないでバケットを作業機械に連結した形態を示す側面図。
【図7】従来のクイックカプラ装置によってバケットを作業機械に連結した形態を示す側面図。
【符号の説明】
2:クイックカプラ装置
4:ブラケット
6:バケット(作業装置)
8:アダプタ
10:連結手段
12:フック部材
14:係合手段
15:流体圧シリンダ
16:開口部
50:作業装置
52:作業腕(作業機械)
54:揺動作動部材(作業機械)
56:作業装置
58:クイックカプラ装置
T1:当接面
T2:当接面
Claims (1)
- 作業機械に連結されるブラケットと、作業装置に連結されるアダプタと、該ブラケット及びアダプタを離脱自在に連結する連結手段とを備え、
該ブラケット及びアダプタは、互いに当接する平面状に形成された当接面を介して連結され、
該連結手段は、
該ブラケットに設けられ相互の間隔が拡縮自在な一対のフック部材及び該フック部材各々の間に連結された伸縮自在な係合手段と、
該アダプタの当接面に形成された開口部とを備え、
該係合手段を伸縮させることにより一対のフック部材が開口部の縁部に離脱自在に係合され、
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。
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