JP4116369B2 - ピン組立体及び作業機連結装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧ショベル等の建設機械の作業機等に使用するピン組立体及び作業機連結装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の建設機械は、一般に、下部走行体と、この下部走行体に旋回機構を介して旋回自在に装着される上部旋回体とを備え、この上部旋回体に作業機が連設されている。作業機は、その基部が上部旋回体に揺動可能に連結されるブームと、ブームの先端に揺動可能に連結されるアームと、アームの先端に揺動可能に連結される作業手段とを備える。
【０００３】
そして、作業手段としては、土砂の掘削等の作業を行うバケットや、コンクリート等を破砕する圧砕具等であり、また、バケット等は損傷したりする場合があった。そのため、このような建設機械ではバケット等が交換可能であることが必要であった。従って、従来からアームとバケットとを連結する作業機連結装置としては、例えば特開平６−５７７８５号公報に記載されるように、バケットの取外しを可能としたものがあった。
【０００４】
すなわち、この作業機連結装置は、図１２に示すように、中空軸８１と、この中空軸８１に挿通される連結ピン８２等を備えたものである。この場合、アーム８３のボス部８４にブッシュ８５を内嵌し、このブッシュ８５に中空軸８１を挿嵌する。そして、バケット８６の一対のブラケット８７、８８間にこのボス部８４を介在させて、ブラケット８７、８８のピン挿通孔８９、８９と中空軸８１とに連結ピン８２を挿通させる。また、連結ピン８２は、軸本体８２ａと、基部大径部８２ｂとからなる。この場合、挿通された状態で、連結ピン８２は、その基部大径部８２ｂが一方のブラケット８７の外面に当接し、その軸本体８２ａの先端部９０が他方のブラケット８８から突出し、この先端部９０に抜け止めピン９１が取付けられる。すなわち、先端部９０にピン軸心方向に略直交する方向の貫通孔９２を設けると共に、この先端部にキャップ９３を嵌合させる。そして、ボルト部材からなる上記抜け止めピン９１をキャップ９３及び貫通孔９２に挿通して、この抜け止めピン９１にナット部材９４を螺着する。これによって、この作業機連結装置を介してアーム８３とバケット８６とを連結することができる。
【０００５】
また、ブッシュ８５の内周面に凹部９５を設け、この凹部９５に潤滑剤を充填（装着）すると共に、中空軸８１の外周面に凹周溝を設け、この凹周溝にＯリング等のシール材９６を嵌合する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、図１２の上記作業機連結装置では、ナット部材９４を螺退させて、このナット部材９４を抜け止めピン９１から取外せば、抜け止めピン９１を引き抜くことができ、この抜け止めピン９１を引き抜けば、連結ピン８２を引き抜くことができて、アーム８３からバケット８６を取外すことができる。
【０００７】
しかしながら、この取外しの際には、抜け止めピン９１を引き抜くと共に、中空軸８１もボス部８４のブッシュ８５から取外す必要があった。また、この取外された状態から、バケット８６を取付ける場合、中空軸８１をボス部８４のブッシュ８５に挿嵌させると共に、ブッシュ８５の内周面の凹部９５に潤滑剤を充填させる必要があり、さらにその後連結ピン８２をブラケット８７、８８及び中空軸８１に挿通して、キャップ９３を連結ピン８２の先端部に嵌合させて抜け止めピン９１を取付ける必要があった。そのため、取付・取外作業が面倒で、しかも作業時間が大となり作業性に劣っていた。
【０００８】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単にしかも短時間にバケット等の作業手段を交換できるピン組立体及び作業機連結装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段及び効果】
請求項１の作業機連結装置は、一対のブラケットを有する第１部材と、このブラケット間に介在されるボス部を有する第２部材とを連結する作業機連結装置であって、上記ボス部内に挿入されてこのボス部に固定される外筒状体とこの外筒状体に回転可能に挿入される連結ピンとを有し、さらに上記外筒状体が、円筒体と、この円筒体の両端部内に挿入されると共に、内周面に摺動部材が形成された端部筒体とを有するピン組立体を組立形成して、上記第１部材の一方のブラケットにねじ孔を設けると共に、上記ピン組立体の挿入方向後端側に設けられる鍔部に貫孔を設け、この貫孔に挿通されるボルト部材を上記ねじ孔に仮止めし、このボルト部材に螺合されるナット部材を螺進させることにより、上記ピン組立体を上記一方のブラケットとボス部と他方のブラケットとに挿入し、上記第１部材と第２部材とを相互揺動可能に連結して、その連結状態では少なくとも上記ピン組立体の外筒状体とボス部とが固定されると共に、上記ピン組立体の挿入方向反対側への押圧力付与にてこのピン組立体の引き抜きが可能とされることを特徴としている。
【００２４】
上記請求項１の作業機連結装置によれば、ボルト部材を、ピン組立体の鍔部の貫孔に挿通して、一方のブラケットのねじ孔に仮止めし、このボルト部材に螺合されるナット部材を螺進させれば、ピン組立体を第１部材のブラケットと第２部材のボス部とに挿入させていくことができ、上記第１部材と第２部材とを相互揺動可能に連結することができる。この結果、第１部材と第２部材との連結作業を簡単かつ確実に行うことができる。また、上記ピン組立体に挿入方向反対側への押圧力を付与すれば、このピン組立体を引き抜くことができ、このピン組立体が引き抜かれれば、第１部材と第２部材とを分離することができる。すなわち、第１部材と第２部材とを簡単に連結・分離することができ、交換作業時間の短縮を図ることができる。また、この作業機連結装置によれば、連結ピンと外筒状体との間に摺動部材が介設されているので、連結ピンは外筒状体に対して滑らかに回転することができる。これにより、第１部材と第２部材との相対揺動を滑らかに行わせることができる。
【００２７】
請求項２の作業機連結装置は、上記ピン組立体の鍔部の貫孔にボルト部材を挿入して、上記一方のブラケットのねじ孔にこのボルト部材を螺着することにより、ピン組立体の鍔部と一方のブラケットとを固定することを特徴としている。
【００２８】
上記請求項２の作業機連結装置によれば、ピン組立体を圧入させる際に使用したピン組立体の貫孔とブラケットのねじ孔とを使用して、ボルト部材を螺着することによって、ピン組立体の鍔部と一方のブラケットとを固定することができる。これによって、連結状態を確実に保持することができる。すなわち、固定のための構成と、圧入のための構成との共通化を図ることができ、作業機連結装置のシンプル化を達成できる。
【００２９】
請求項３の作業機連結装置は、上記ピン組立体の鍔部にねじ孔を設け、このねじ孔に螺着されるボルト部材を螺進させることにより、このボルト部材が一方のブラケットを押圧して、ピン組立体を引き抜くことを特徴としている。
【００３０】
上記請求項３の作業機連結装置によれば、ピン組立体の鍔部のねじ孔に対してボルト部材を螺進させれば、ピン組立体を引き抜くことができる。このため、第１部材と第２部材との分離作業を簡単かつ確実に行うことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のピン組立体及び作業機連結装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１１は、作業機連結装置が使用された建設機械（油圧ショベル）の簡略図を示し、この建設機械は、下部走行体１と、この下部走行体１に旋回機構を介して旋回自在に装着される上部旋回体２とを備え、この上部旋回体２に作業機３が連設されている。作業機３は、その基部が枢結手段（図示省略）を介して上部旋回体２に揺動可能に連結されるブーム４と、ブーム４の先端に枢結手段８を介して揺動可能に連結されるアーム５と、アーム５の先端に枢結手段９を介して揺動可能に連結される作業手段６とを備える。この場合、作業手段６は、土砂の掘削等の作業を行うバケット７を示している。なお、作業手段６としては、バケット７以外にはコンクリート等を破砕する圧砕具等がある。そして、バケット７のブラケットは、上記の通り枢結手段９によってアーム５の先端に、またブラケットの他の部分は枢結手段１３にてリンクに支持されている。
【００３６】
そして、ブーム揺動用シリンダ１０の駆動によりブーム４が揺動し、アーム揺動用シリンダ１１の駆動によりアーム５が揺動し、バケット揺動用シリンダ１２の駆動によりバケット７が揺動する。この場合、図７に示すように、アーム５とバケット７とを枢結する枢結手段９にこの発明の作業機連結装置が使用される。
【００３７】
この作業機連結装置は、図１に示すように、ピン組立体１７を使用するものであって、ピン組立体１７は、この外筒状体１５とこの外筒状体１５に回転可能に挿入される連結ピン１６とを有するピン組立体１７を備え、一対のブラケット１８、１９を有する第１部材２０（この場合、上記バケット７）と、このブラケット１８、１９間に介在されるボス部２１を有する第２部材２２（この場合、上記アーム５）とを連結するものである。
【００３８】
この図１と図３の分解斜視図で示すように、外筒状体１５は、円筒体２４と、この円筒体２４の両端部に挿入される端部筒体２５、２６とからなる。また、端部筒体２５、２６は、それぞれ、筒本体２５ａ、２６ａと、鍔部２５ｂ、２６ｂとからなり、各筒本体２５ａ、２６ａが円筒体２４の両端部に圧入固定されている。そして、端部筒体２５、２６は、その筒本体２５ａ、２６ａが圧入された際には、鍔部２５ｂ、２６ｂが円筒体２４の端面に当接状となる。また、端部筒体２５、２６の内周面には摺動部材３０が形成されている。ここで、摺動部材３０とは、潤滑油を蓄えることができる構造等のものであって、例えば、銅系焼結金属等にて構成することができる。
【００３９】
そして、連結ピン１６は、大径の本体部３１と、先端側小径部３２と、先端先細テーパ部３３と、基端小径部３４とを有する。先端側小径部３２には先端筒体３５が外嵌され、本体部３１の基端側には基端筒体３６が外嵌される。また、先端筒体３５は、その外周面の基端部に外鍔部３５ａが設けられ、その内周面の基端部に凹周部３７が設けられている。このため、凹周部３７に大径の本体部３１の先端部が嵌合した状態となっている。そして、この図１と図５に示すように、先端筒体３５には貫孔３８、３８が設けられると共に、この貫孔３８、３８に対応して、連結ピン１６の先端側小径部３２にも貫通孔３９が設けられ、貫孔３８、３８と貫通孔３９にピン４０が圧入されている。これによって、先端筒体３５が連結ピン１６の先端側小径部３２に固定される。さらに、基端筒体３６にも貫孔４１、４１が設けられると共に、この貫孔４１、４１に対応して、連結ピン１６の本体部３１にも貫通孔４２が設けられ、貫孔４１、４１と貫通孔４２にピン４３が圧入されている。これによって、基端筒体３６が連結ピン１６の本体部３１に固定される。そして、連結ピン１６の本体部３１の外周面には、図１と図４に示すように、本体部３１の約全長にわたって形成される切欠部からなる油溜用凹所４４が設けられている。
【００４０】
また、基端筒体３６と端部筒体２５、及び先端筒体３５と端部筒体２６との間それぞれシール装置Ｓ１、Ｓ２が介設されている。シール装置Ｓ１、Ｓ２は回転側と固定側とを密封するものであって、図６に示すように、一対のシールリング４５、４５と、このシールリング４５、４５間に介設される負荷リング４６とを備え、各シールリング４５、４５が断面Ｌ字状の支持リング４７、４７と一体に形成されている。そして、各シール装置Ｓ１、Ｓ２は、連結ピン１６に外嵌されたリング体４８、４８の外周側に配置されている。
【００４１】
さらに、図１と図２と図３等に示すように、連結ピン１６の基端小径部３４側（挿入方向後端側）には鍔部５０が設けられている。すなわち、鍔部５０は軸心孔５１を有する円盤状体からなり、この円盤状体が基端小径部３４に外嵌されて溶接等の固定手段を介して固定されている。そして、この鍔部５０には、周方向に沿って９０°ピッチに配設される４個の凹部５２・・が外端面５０ａ側に設けられる共に、この凹部５２に対して周方向に約４５°ピッチでずれた４個のねじ孔５４・・が設けられる。そして、この凹部５２の底面には貫孔５３が設けられている。また、この鍔部５０の外端面５０ａには、▲１▼の凹部５２（図２参照）の内周面の一部に切欠部が設けられ、この切欠部が、連結ピン１６の外周面に形成された油溜用凹所４４の位置の目安となるマーキング部Ｍとなる。
【００４２】
次に、アーム５のボス部２１の孔部５５は、端部小径部５５ａ、５５ｂと中央大径部５５ｃとを有し、ピン組立体１７がこの孔部５５に挿通された際には、一方の端部小径部５５ａに、このピン組立体１７の外筒状体１５の一端部が圧入される。すなわち、外筒状体１５の円筒体２４の外周面には周方向凹窪部５６が設けられ、この周方向凹窪部５６よりも後方側（鍔部５０側）がボス部２１の孔部５５の一方の端部小径部５５ａに圧入される。すなわち、円筒体２４の一端側に凹周溝５８が形成され、この外筒状体１５の挿入方向後端側であって、この凹周溝５８から円筒体２４の後端縁（基端縁）までの範囲Ｈが圧入部５７となっている。この場合、この範囲Ｈにおける円筒体２４の外径寸法をボス部２１の孔部５５の端部小径部５５ａの内径寸法よりも僅に大きく設定して、ピン組立体１７をボス部２１の孔部５５に挿入した際に、範囲Ｈの圧入部５７が孔部５５の端部小径部５５ａに圧接するようにしている。なお、円筒体２４はこの圧入部５７以外においてはその外径寸法を端部小径部５５ａ、５５ｂの内径寸法よりも僅に小さく設定し、挿入し易くしている。
【００４３】
ところで、バケット７のブラケット１８、１９には、それぞれピン組立体１７が嵌合する孔部６０、６１が設けられ、ピン組立体１７が装着された際に、ピン組立体１７が各孔部６０、６１に嵌合状となる。また、一方のブラケット１８には、固定用としてのボルト部材７1が螺合するねじ孔６６が設けられている。このねじ孔６６は、ピン組立体１７の鍔部５０の貫孔５３に対応して周方向に沿って約９０°ピッチで４個配置されている。そして、ボルト部材７１と、この軸部７１ａが挿入されるスペーサ７２とで固定具７０を構成する。この場合、ピン組立体１７の鍔部５０をブラケット１８に重ね合せた状態で、このスペーサ７２が鍔部５０の貫孔５３に嵌合され、ボルト部材７１の軸部７１ａがブラケット１８のねじ孔６６に螺合する。これによって、ブラケット１８と鍔部５０とを固定することができる。なお、ピン組立体１７が装着される際には、ブラケット１８とボス部２１との間、及びブラケット１９とボス部２１との間にはそれぞれスペーサ６２、６３が介在される。この場合、一方のスペーサ６２は短円筒体からなり、他方のスペーサ６３は、ブラケット１９側に断面三角形状の内鍔部６３ａを有するリング体からなる。なお、この内鍔部６３ａの内面が先端筒体３５の外鍔部３５ａの外面に対向するように傾斜している。
【００４４】
次に、この作業機連結装置にてアーム５にバケット７を取付ける方法を説明する。この場合、まずピン組立体１７を組立てる。すなわち、円筒体２４内に端部筒体２５、２６を両端部から圧入して外筒状体１５を形成する。そして、この外筒状体１５に連結ピン１６を挿通する。この際、連結ピン１６には鍔部５０を固定しておくと共に、この鍔部５０と外筒状体１５との間に基端筒体３６とシール装置Ｓ１とを介在させておく。さらに、端部筒体２５、２６と連結ピン１６との間に摺動部材３０、３０を介設すると共に、外筒状体１５よりも先端側にシール装置Ｓ２と先端筒体３５とを配置して、これらに連結ピン１６の先端部を挿入する。
【００４５】
そして、先端筒体３５と、シール装置Ｓ２と、摺動部材３０、３０が内装された外筒状体１５と、シール装置Ｓ１と、基端筒体３６とに連結ピン１６を挿通した状態で、ピン４０、４３を連結ピン１６に圧入する。すなわち、先端側のピン４０を先端筒体３５の貫孔３８、３８及び連結ピン１６の貫通孔３９に圧入すると共に、基端側のピン４３を基端筒体３６の貫孔４１、４１及び連結ピン１６の貫通孔４２に圧入する。これによって、外筒状体１５は、連結ピン１６の固定された先端筒体３５と基端筒体３６との間にシール装置Ｓ２、Ｓ１を介して挟持状に保持され、外筒状体１５の連結ピン１６に対する軸心方向の移動（スライド）が規制される。しかも、鍔部５０と、基端筒体３６と、先端筒体３５等が連結ピン１６側に固定され、この連結ピン１６側が外筒状体１５に対して回転可能となる。
【００４６】
また、外筒状体１５の内周面と連結ピン１６との間の油溜部６４に潤滑油が注入される。この場合、外筒状体１５の円筒体２４に貫孔６９が設けられ、この貫孔６９を介して油溜部６４に注入される。この際、油溜用凹所４４にも潤滑油が注入されることになる。なお、潤滑油注入後は貫孔６９が栓部材７３等にて塞がれる。すなわち、摺動部材３０（潤滑油が含浸されている）が内装された端部筒体２５、２６を円筒体２４に圧入して外筒状体１５を組立て、さらに、基端筒体３６と、シール装置Ｓ１と、外筒状体１５と、シール装置Ｓ２と、先端筒体３５とに連結ピン１６を挿入することによってピン組立体１７を組立て、この組立てた状態で潤滑油が注入（供給）される。
【００４７】
次に、このように、組立られたピン組立体１７を、アーム５のボス部２１をバケット７の一対のブラケット１８、１９間に介在させた状態で、矢印Ａ（図１参照）方向に移動（前進）させ、一方のブラケット１８の孔部６０と、ボス部２１の孔部５５と、ブラケット１９の孔部６１とに挿入する。この際、ブラケット１８とボス部２１との間、及び他方のブラケット１９とボス部２１との間にはそれぞれスペーサ６２、６３を介在させる。
【００４８】
ピン組立体１７のボス部２１等への挿入は、ピン組立体１７をその軸心方向に沿って矢印Ａのように前進させることになるが、ピン組立体１７の挿入方向先端側においてはボス部２１の孔部５５に圧入されないので、挿入開始時は簡単に挿入していくことができる。しかしながら、範囲Ｈである圧入部５７がブラケット１８の孔部６０に差しかかった際には、図８に示すような挿入用のボルト部材７１（固定用のボルト部材よりも軸部の長さが大である）を使用する。この際、ボルト部材７１は鍔部５０の貫孔５３に挿通され、ブラケット１８のねじ孔６６に螺合される。また、ボルト部材７１には、スペーサ６７が外嵌されていると共に、ナット部材６８が螺合されている。このため、鍔部５０の貫孔５３に挿通されるボルト部材７１をブラケット１８のねじ孔６６に仮止めした状態として、ナット部材６８を螺進する方向に回転させれば、このナット部材６８はブラケット１８に接近する方向へ前進して、ナット部材６８と鍔部５０との間に介在されたスペーサ６７が鍔部５０を矢印Ａ方向へ押圧することになる。このため、４個の貫孔５３・・に挿通される４本のボルト部材７１・・にそれぞれ螺合されるナット部材６８・・を螺進させて、略平行に矢印Ａ方向へ移動させることにより、圧入部５７をボス部２１の孔部５５の端部小径部５５ａに圧入させることができる。
【００４９】
この際、ピン組立体１７は、その先端筒体３５がブラケット１９の孔部６１に嵌合し、その基端筒体３６がブラケット１８の孔部６０に嵌合した状態となる。次に、４本の挿入用のボルト部材７１・・を取外して、このブラケット１８のねじ孔６６に固定用としてボルト部材７１・・を螺合させる。すなわち、図１に示すように、スペーサ７２を鍔部５０の貫孔５３に嵌合させ、軸部７１ａをブラケット１８のねじ孔６６に螺合させる。
【００５０】
これによって、ピン組立体１７は一方のブラケット１８に鍔部５０を介してその連結ピン１６が固定されることになる。すなわち、ブラケット１８、１９はバケット７に一体化されており、ブラケット１８と連結ピン１６が固定されることになり、連結ピン１６がバケット７に固定されることになる。また、この固定状態では、ピン組立体１７の外筒状体１５の圧入部５７がアーム５のボス部２１の端部小径部５５ａに圧入されているので、この外筒状体１５とボス部２１とが一体化されている。この際、連結ピン１６は外筒状体１５に対して回転可能であるので、アーム５のボス部２１に対してバケット７は連結ピン１６の軸心を中心として揺動（回動）可能となっている。すなわち、このピン組立体１７は、アーム５とバケット７とを連結した状態では、外筒状体１５はボス部２１内に挿入されてこのボス部２１に固定され、外筒状体１５に回転自在に挿入されている連結ピン１６は、その一端部側（後端側）が一方のブラケット１８に固定されると共に、その他端部側（先端側）が他方のブラケット１９に挿入支持されている。
【００５１】
次に、アーム５とバケット７とが連結された状態からこのバケット７をアーム５から取外す方法を説明する。この際、図９と図１０に示すように、挿入時に使用したボルト部材７１を使用する。すなわち、連結状態ではボス部２１の一方の端部側（基端側であって、後方側）においてピン組立体１７の外筒状体１５がボス部２１に圧入された状態であるので、上記ピン組立体１７に対して挿入方向反対側（後方側）への押圧力を付与すれば、このピン組立体１７を引き抜くことができる。そのため、固定用としてのボルト部材７１・・を取外し、図９に示すように、この状態でピン組立体１７の鍔部５０の４個のねじ孔５４・・にそれぞれ取外用としてのボルト部材７１・・を螺合させて、このボルト部材７１・・をねじ孔５４・・に対して螺進させる。これにより、ボルト部材７１の先端面７５がブラケット１８の外面１８ａの一部に当接する。そして、この状態からさらに螺進させれば、ボルト部材７１は鍔部５０に対して螺進することになるが、この場合、ボルト部材７１はブラケット１８の外面１８ａの一部に当接しているので、前進することができず、鍔部５０がボルト部材７１に対して矢印Ｂ方向へ移動することになる。このため、鍔部５０が平行に矢印Ｂ方向へ移動するように、４本のボルト部材７１・・を螺進させれば、この鍔部５０の矢印Ｂ方向への移動に伴って、ピン組立体１７全体がブラケット１８に対して矢印Ｂ方向への移動することになる。これによって、ピン組立体１７は、ブラケット１８、１９及びボス部２１から引き抜くことができる。このピン組立体１７が引き抜かれれば、バケット７をアーム５から取外すことができる。
【００５２】
上記作業機連結装置によれば、ピン組立体１７を使用し、このピン組立体１７を、その軸心方向に沿って移動（前進）させて、一方のブラケット１８とボス部２１と他方のブラケット１９とに挿入すれば、ブラケット７とアーム５とを相互揺動可能に連結することができる。また、ピン組立体１７に挿入方向反対側（後方側）への押圧力を付与すれば、このピン組立体１７を引き抜くことができ、このピン組立体１７が引き抜かれれば、ブラケット７とアーム５とを分離することができる。すなわち、ブラケット７とアーム５とを簡単に連結・分離することができる。特に、ブラケット７とアーム５とを連結する前に、組立てられたピン組立体１７を使用するので、現場等における連結作業の短縮化を図ることができる。また、挿入（連結）状態では、外筒状体１５は、ボス部２１に固定され、連結ピン１６は、その一端部側が一方のブラケッ１８に固定されると共に、その他端部側が他方のブラケット１９に挿入支持されるので、ブラケット７とアーム５との連結状態は安定する。
【００５３】
また、上記ピン組立体１７の外筒状体１５とボス部２１との固定が圧入であるので、ピン組立体１７の外筒状体１５とボス部２１との固定作業の簡略化を図ることができる。さらに、外筒状体１５の挿入方向後端側において圧入部５７が形成されるので、外筒状体１５の挿入方向先端側においては圧入されず、ピン組立体１７に挿入する際に、その先端側を簡単に挿入することができる。これにより、全体として圧入させやすく連結作業性の向上を図ることができる。しかも、ボルト部材７１を、ピン組立体１７の鍔部５０の貫孔５３に挿通して、一方のブラケット１８のねじ孔６６に仮止してナット部材６８を螺進させれば、ピン組立体１７をバケット７のブラケットとアーム５のボス部２１とに挿入させていくことができ、バケット７とアーム５との連結作業を簡単かつ確実に行うことができる。これにより、バケット７等の交換の作業性の向上を図ることができ、作業現場等における作業時間の短縮化を達成でき、作業能率の向上に寄与する。
【００５４】
さらに、ピン組立体１７を圧入させる際に使用したピン組立体１７の貫孔５３とブラケット１８のねじ孔６６とを使用して、固定用してのボルト部材７１を螺着することによって、ピン組立体１７の鍔部５０と一方のブラケット１８とを固定することができる。これによって、連結状態を確実に保持することができる。すなわち、固定のための構成と、圧入のための構成との共通化を図ることができ、作業機連結装置のシンプル化を達成できる。
【００５５】
また、ピン組立体１７の鍔部５０のねじ孔５４に対してボルト部材７１を螺進させれば、ピン組立体１７を引き抜くことができる。このため、バケット７とアーム５との分離作業を簡単かつ確実に行うことができる。しかも、挿入用のボルト部材７１を取外用に使用することができ、部品の共通化を図ることができ、取付・取外作業に使用する部品点数を少なくすることができる。さらに、連結ピン１６と外筒状体１５との間に摺動部材３０が介設されているので、連結ピン１６は外筒状体１５に対して滑らかに回転することができる。これにより、バケット７とアーム５との相対揺動を滑らかに行わせることができる。また、上記ピン組立体１７の連結ピン１６の外面に軸心方向に沿った油溜用凹所４４を設けたので、連結ピンの外面の油溜用凹所４４に潤滑油を溜めることができ、連結ピン１６を外筒状体１５に対して一層滑らかに回転させることができる。しかも、ピン組立体１７の鍔部５０の外端面５０ａに設けられたマーキング部Ｍにより、油溜用凹所４４の位置を確認することができる。これにより、マーキング部Ｍを目安にピン組立体１７の挿入作業を行うことができ、ピン組立体１７による組立作業性の向上を図ることができる。なお、油溜用凹所４４の位置決めを行うのは、例えば、地面にバケットツースを突き立てる掘削時のリンクモーションが一番応力が高いので、ピン１６の荷重受け面を油溜用凹所４４が位置しないようにして曲面全体で受けるようにするためである。また、シール装置Ｓ１、Ｓ２により、ピン組立体１７内部への土砂等の異物の侵入を防止できると共に、ピン組立体１７内部からの潤滑油等の外部への流出を防止することができる。
【００５６】
以上にこの発明のピン組立体及び作業機連結装置の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、ピン組立体１７の外筒状体１５とボス部２１との固定としては、外筒状体１５のボス部２１に対する回転と軸方向移動が規制されればよいので、スプライン構造にて構成したり、外筒状体１５の外形形状及びボス部２１の孔部５５の形状を非円形とする非円形構造にて構成したりしてもよい。また、油溜用凹所４４としては少なくとも１個あれば良いが２個以上設けてもよく、さらに上記実施形態では、第２部材２２が作業機のアーム５であると共に、第１部材２０がこのアーム５に交換可能に連結されるバケット７等の作業手段６であるが、ブーム４と、アーム５とを連結する枢結手段８や、バケット７のブラケットの枢結手段１３等にこの作業機連結装置を使用してもよい。また、ブラケット１８のねじ孔６６や鍔部５０のねじ孔５４等の増減は自由であり、ピン組立体１７を挿入する際に使用する場合のボルト部材７１としては、ブラケット１８のねじ孔６６に対応する数を有さなくてもよく、ピン組立体１７を引き抜くためのボルト部材７１としても、鍔部５０のねじ孔５４に対応する数を有さなくてもよい。なお、上記実施形態では、固定用のボルト部材７１として、挿入用及び取外用に使用したボルト部材７１よりも軸部が短いものを使用したが、こられを全て同一のボルト部材にて構成することも可能である。このように、同一のボルト部材であれば、固定用に用いるボルト部材７１を使用してピン組立体１７を挿入して、その後このボルト部材７１にてピン組立体１７を固定することができ、また、固定していたボルト部材７１を取外して、この取外したボルト部材７１を用いてピン組立体１７を取外すことができる。このため、現場等におけるバケット等の交換作業において、別途、挿入用又は取外用のボルト部材を必要とせず、簡単にこの交換作業を行うことができる。さらに、上記実施形態では、圧入部５７がピン組立体１７の鍔部５０側（挿入方向後端側）に設けられているが、圧入部５７としては挿入方向先端側に設けてもよく、さらには挿入方向後端側及び挿入方向先端側の両方に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態における作業機連結装置の拡大断面図である。
【図２】この発明の一実施の形態におけるピン組立体の拡大側面図である。
【図３】上記ピン組立体の分解斜視図である。
【図４】上記ピン組立体の連結ピンの拡大断面図である。
【図５】上記ピン組立体の先端筒体の断面図である。
【図６】上記ピン組立体の要部拡大断面図である。
【図７】上記作業機連結装置にて連結されるバケットとアームの斜視図である。
【図８】上記作業機連結装置の連結方法の説明図である。
【図９】上記作業機連結装置の分離方法の説明図である。
【図１０】上記作業機連結装置の分離方法の説明図である。
【図１１】上記作業機連結装置が使用された建設機械の簡略図である。
【図１２】従来の作業機連結装置の断面図である。
【符号の説明】
５ アーム
６ 作業手段
７ バケット
１５ 外筒状体
１６ 連結ピン
１７ ピン組立体
１８ ブラケット
１９ ブラケット
２０ 第１部材
２１ ボス部
２２ 第２部材
３０ 摺動部材
４４ 油溜用凹所
５０ 鍔部
５０ａ 外端面
５３ 貫孔
５４ ねじ孔
５７ 圧入部
６６ ねじ孔
７１ ボルト部材
Ｍ マーキング部
Ｓ１ シール装置
Ｓ２ シール装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧ショベル等の建設機械の作業機等に使用するピン組立体及び作業機連結装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の建設機械は、一般に、下部走行体と、この下部走行体に旋回機構を介して旋回自在に装着される上部旋回体とを備え、この上部旋回体に作業機が連設されている。作業機は、その基部が上部旋回体に揺動可能に連結されるブームと、ブームの先端に揺動可能に連結されるアームと、アームの先端に揺動可能に連結される作業手段とを備える。
【０００３】
そして、作業手段としては、土砂の掘削等の作業を行うバケットや、コンクリート等を破砕する圧砕具等であり、また、バケット等は損傷したりする場合があった。そのため、このような建設機械ではバケット等が交換可能であることが必要であった。従って、従来からアームとバケットとを連結する作業機連結装置としては、例えば特開平６−５７７８５号公報に記載されるように、バケットの取外しを可能としたものがあった。
【０００４】
すなわち、この作業機連結装置は、図１２に示すように、中空軸８１と、この中空軸８１に挿通される連結ピン８２等を備えたものである。この場合、アーム８３のボス部８４にブッシュ８５を内嵌し、このブッシュ８５に中空軸８１を挿嵌する。そして、バケット８６の一対のブラケット８７、８８間にこのボス部８４を介在させて、ブラケット８７、８８のピン挿通孔８９、８９と中空軸８１とに連結ピン８２を挿通させる。また、連結ピン８２は、軸本体８２ａと、基部大径部８２ｂとからなる。この場合、挿通された状態で、連結ピン８２は、その基部大径部８２ｂが一方のブラケット８７の外面に当接し、その軸本体８２ａの先端部９０が他方のブラケット８８から突出し、この先端部９０に抜け止めピン９１が取付けられる。すなわち、先端部９０にピン軸心方向に略直交する方向の貫通孔９２を設けると共に、この先端部にキャップ９３を嵌合させる。そして、ボルト部材からなる上記抜け止めピン９１をキャップ９３及び貫通孔９２に挿通して、この抜け止めピン９１にナット部材９４を螺着する。これによって、この作業機連結装置を介してアーム８３とバケット８６とを連結することができる。
【０００５】
また、ブッシュ８５の内周面に凹部９５を設け、この凹部９５に潤滑剤を充填（装着）すると共に、中空軸８１の外周面に凹周溝を設け、この凹周溝にＯリング等のシール材９６を嵌合する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、図１２の上記作業機連結装置では、ナット部材９４を螺退させて、このナット部材９４を抜け止めピン９１から取外せば、抜け止めピン９１を引き抜くことができ、この抜け止めピン９１を引き抜けば、連結ピン８２を引き抜くことができて、アーム８３からバケット８６を取外すことができる。
【０００７】
しかしながら、この取外しの際には、抜け止めピン９１を引き抜くと共に、中空軸８１もボス部８４のブッシュ８５から取外す必要があった。また、この取外された状態から、バケット８６を取付ける場合、中空軸８１をボス部８４のブッシュ８５に挿嵌させると共に、ブッシュ８５の内周面の凹部９５に潤滑剤を充填させる必要があり、さらにその後連結ピン８２をブラケット８７、８８及び中空軸８１に挿通して、キャップ９３を連結ピン８２の先端部に嵌合させて抜け止めピン９１を取付ける必要があった。そのため、取付・取外作業が面倒で、しかも作業時間が大となり作業性に劣っていた。
【０００８】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単にしかも短時間にバケット等の作業手段を交換できるピン組立体及び作業機連結装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段及び効果】
請求項１の作業機連結装置は、一対のブラケットを有する第１部材と、このブラケット間に介在されるボス部を有する第２部材とを連結する作業機連結装置であって、上記ボス部内に挿入されてこのボス部に固定される外筒状体とこの外筒状体に回転可能に挿入される連結ピンとを有し、さらに上記外筒状体が、円筒体と、この円筒体の両端部内に挿入されると共に、内周面に摺動部材が形成された端部筒体とを有するピン組立体を組立形成して、上記第１部材の一方のブラケットにねじ孔を設けると共に、上記ピン組立体の挿入方向後端側に設けられる鍔部に貫孔を設け、この貫孔に挿通されるボルト部材を上記ねじ孔に仮止めし、このボルト部材に螺合されるナット部材を螺進させることにより、上記ピン組立体を上記一方のブラケットとボス部と他方のブラケットとに挿入し、上記第１部材と第２部材とを相互揺動可能に連結して、その連結状態では少なくとも上記ピン組立体の外筒状体とボス部とが固定されると共に、上記ピン組立体の挿入方向反対側への押圧力付与にてこのピン組立体の引き抜きが可能とされることを特徴としている。
【００２４】
上記請求項１の作業機連結装置によれば、ボルト部材を、ピン組立体の鍔部の貫孔に挿通して、一方のブラケットのねじ孔に仮止めし、このボルト部材に螺合されるナット部材を螺進させれば、ピン組立体を第１部材のブラケットと第２部材のボス部とに挿入させていくことができ、上記第１部材と第２部材とを相互揺動可能に連結することができる。この結果、第１部材と第２部材との連結作業を簡単かつ確実に行うことができる。また、上記ピン組立体に挿入方向反対側への押圧力を付与すれば、このピン組立体を引き抜くことができ、このピン組立体が引き抜かれれば、第１部材と第２部材とを分離することができる。すなわち、第１部材と第２部材とを簡単に連結・分離することができ、交換作業時間の短縮を図ることができる。また、この作業機連結装置によれば、連結ピンと外筒状体との間に摺動部材が介設されているので、連結ピンは外筒状体に対して滑らかに回転することができる。これにより、第１部材と第２部材との相対揺動を滑らかに行わせることができる。
【００２７】
請求項２の作業機連結装置は、上記ピン組立体の鍔部の貫孔にボルト部材を挿入して、上記一方のブラケットのねじ孔にこのボルト部材を螺着することにより、ピン組立体の鍔部と一方のブラケットとを固定することを特徴としている。
【００２８】
上記請求項２の作業機連結装置によれば、ピン組立体を圧入させる際に使用したピン組立体の貫孔とブラケットのねじ孔とを使用して、ボルト部材を螺着することによって、ピン組立体の鍔部と一方のブラケットとを固定することができる。これによって、連結状態を確実に保持することができる。すなわち、固定のための構成と、圧入のための構成との共通化を図ることができ、作業機連結装置のシンプル化を達成できる。
【００２９】
請求項３の作業機連結装置は、上記ピン組立体の鍔部にねじ孔を設け、このねじ孔に螺着されるボルト部材を螺進させることにより、このボルト部材が一方のブラケットを押圧して、ピン組立体を引き抜くことを特徴としている。
【００３０】
上記請求項３の作業機連結装置によれば、ピン組立体の鍔部のねじ孔に対してボルト部材を螺進させれば、ピン組立体を引き抜くことができる。このため、第１部材と第２部材との分離作業を簡単かつ確実に行うことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のピン組立体及び作業機連結装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１１は、作業機連結装置が使用された建設機械（油圧ショベル）の簡略図を示し、この建設機械は、下部走行体１と、この下部走行体１に旋回機構を介して旋回自在に装着される上部旋回体２とを備え、この上部旋回体２に作業機３が連設されている。作業機３は、その基部が枢結手段（図示省略）を介して上部旋回体２に揺動可能に連結されるブーム４と、ブーム４の先端に枢結手段８を介して揺動可能に連結されるアーム５と、アーム５の先端に枢結手段９を介して揺動可能に連結される作業手段６とを備える。この場合、作業手段６は、土砂の掘削等の作業を行うバケット７を示している。なお、作業手段６としては、バケット７以外にはコンクリート等を破砕する圧砕具等がある。そして、バケット７のブラケットは、上記の通り枢結手段９によってアーム５の先端に、またブラケットの他の部分は枢結手段１３にてリンクに支持されている。
【００３６】
そして、ブーム揺動用シリンダ１０の駆動によりブーム４が揺動し、アーム揺動用シリンダ１１の駆動によりアーム５が揺動し、バケット揺動用シリンダ１２の駆動によりバケット７が揺動する。この場合、図７に示すように、アーム５とバケット７とを枢結する枢結手段９にこの発明の作業機連結装置が使用される。
【００３７】
この作業機連結装置は、図１に示すように、ピン組立体１７を使用するものであって、ピン組立体１７は、この外筒状体１５とこの外筒状体１５に回転可能に挿入される連結ピン１６とを有するピン組立体１７を備え、一対のブラケット１８、１９を有する第１部材２０（この場合、上記バケット７）と、このブラケット１８、１９間に介在されるボス部２１を有する第２部材２２（この場合、上記アーム５）とを連結するものである。
【００３８】
この図１と図３の分解斜視図で示すように、外筒状体１５は、円筒体２４と、この円筒体２４の両端部に挿入される端部筒体２５、２６とからなる。また、端部筒体２５、２６は、それぞれ、筒本体２５ａ、２６ａと、鍔部２５ｂ、２６ｂとからなり、各筒本体２５ａ、２６ａが円筒体２４の両端部に圧入固定されている。そして、端部筒体２５、２６は、その筒本体２５ａ、２６ａが圧入された際には、鍔部２５ｂ、２６ｂが円筒体２４の端面に当接状となる。また、端部筒体２５、２６の内周面には摺動部材３０が形成されている。ここで、摺動部材３０とは、潤滑油を蓄えることができる構造等のものであって、例えば、銅系焼結金属等にて構成することができる。
【００３９】
そして、連結ピン１６は、大径の本体部３１と、先端側小径部３２と、先端先細テーパ部３３と、基端小径部３４とを有する。先端側小径部３２には先端筒体３５が外嵌され、本体部３１の基端側には基端筒体３６が外嵌される。また、先端筒体３５は、その外周面の基端部に外鍔部３５ａが設けられ、その内周面の基端部に凹周部３７が設けられている。このため、凹周部３７に大径の本体部３１の先端部が嵌合した状態となっている。そして、この図１と図５に示すように、先端筒体３５には貫孔３８、３８が設けられると共に、この貫孔３８、３８に対応して、連結ピン１６の先端側小径部３２にも貫通孔３９が設けられ、貫孔３８、３８と貫通孔３９にピン４０が圧入されている。これによって、先端筒体３５が連結ピン１６の先端側小径部３２に固定される。さらに、基端筒体３６にも貫孔４１、４１が設けられると共に、この貫孔４１、４１に対応して、連結ピン１６の本体部３１にも貫通孔４２が設けられ、貫孔４１、４１と貫通孔４２にピン４３が圧入されている。これによって、基端筒体３６が連結ピン１６の本体部３１に固定される。そして、連結ピン１６の本体部３１の外周面には、図１と図４に示すように、本体部３１の約全長にわたって形成される切欠部からなる油溜用凹所４４が設けられている。
【００４０】
また、基端筒体３６と端部筒体２５、及び先端筒体３５と端部筒体２６との間それぞれシール装置Ｓ１、Ｓ２が介設されている。シール装置Ｓ１、Ｓ２は回転側と固定側とを密封するものであって、図６に示すように、一対のシールリング４５、４５と、このシールリング４５、４５間に介設される負荷リング４６とを備え、各シールリング４５、４５が断面Ｌ字状の支持リング４７、４７と一体に形成されている。そして、各シール装置Ｓ１、Ｓ２は、連結ピン１６に外嵌されたリング体４８、４８の外周側に配置されている。
【００４１】
さらに、図１と図２と図３等に示すように、連結ピン１６の基端小径部３４側（挿入方向後端側）には鍔部５０が設けられている。すなわち、鍔部５０は軸心孔５１を有する円盤状体からなり、この円盤状体が基端小径部３４に外嵌されて溶接等の固定手段を介して固定されている。そして、この鍔部５０には、周方向に沿って９０°ピッチに配設される４個の凹部５２・・が外端面５０ａ側に設けられる共に、この凹部５２に対して周方向に約４５°ピッチでずれた４個のねじ孔５４・・が設けられる。そして、この凹部５２の底面には貫孔５３が設けられている。また、この鍔部５０の外端面５０ａには、▲１▼の凹部５２（図２参照）の内周面の一部に切欠部が設けられ、この切欠部が、連結ピン１６の外周面に形成された油溜用凹所４４の位置の目安となるマーキング部Ｍとなる。
【００４２】
次に、アーム５のボス部２１の孔部５５は、端部小径部５５ａ、５５ｂと中央大径部５５ｃとを有し、ピン組立体１７がこの孔部５５に挿通された際には、一方の端部小径部５５ａに、このピン組立体１７の外筒状体１５の一端部が圧入される。すなわち、外筒状体１５の円筒体２４の外周面には周方向凹窪部５６が設けられ、この周方向凹窪部５６よりも後方側（鍔部５０側）がボス部２１の孔部５５の一方の端部小径部５５ａに圧入される。すなわち、円筒体２４の一端側に凹周溝５８が形成され、この外筒状体１５の挿入方向後端側であって、この凹周溝５８から円筒体２４の後端縁（基端縁）までの範囲Ｈが圧入部５７となっている。この場合、この範囲Ｈにおける円筒体２４の外径寸法をボス部２１の孔部５５の端部小径部５５ａの内径寸法よりも僅に大きく設定して、ピン組立体１７をボス部２１の孔部５５に挿入した際に、範囲Ｈの圧入部５７が孔部５５の端部小径部５５ａに圧接するようにしている。なお、円筒体２４はこの圧入部５７以外においてはその外径寸法を端部小径部５５ａ、５５ｂの内径寸法よりも僅に小さく設定し、挿入し易くしている。
【００４３】
ところで、バケット７のブラケット１８、１９には、それぞれピン組立体１７が嵌合する孔部６０、６１が設けられ、ピン組立体１７が装着された際に、ピン組立体１７が各孔部６０、６１に嵌合状となる。また、一方のブラケット１８には、固定用としてのボルト部材７1が螺合するねじ孔６６が設けられている。このねじ孔６６は、ピン組立体１７の鍔部５０の貫孔５３に対応して周方向に沿って約９０°ピッチで４個配置されている。そして、ボルト部材７１と、この軸部７１ａが挿入されるスペーサ７２とで固定具７０を構成する。この場合、ピン組立体１７の鍔部５０をブラケット１８に重ね合せた状態で、このスペーサ７２が鍔部５０の貫孔５３に嵌合され、ボルト部材７１の軸部７１ａがブラケット１８のねじ孔６６に螺合する。これによって、ブラケット１８と鍔部５０とを固定することができる。なお、ピン組立体１７が装着される際には、ブラケット１８とボス部２１との間、及びブラケット１９とボス部２１との間にはそれぞれスペーサ６２、６３が介在される。この場合、一方のスペーサ６２は短円筒体からなり、他方のスペーサ６３は、ブラケット１９側に断面三角形状の内鍔部６３ａを有するリング体からなる。なお、この内鍔部６３ａの内面が先端筒体３５の外鍔部３５ａの外面に対向するように傾斜している。
【００４４】
次に、この作業機連結装置にてアーム５にバケット７を取付ける方法を説明する。この場合、まずピン組立体１７を組立てる。すなわち、円筒体２４内に端部筒体２５、２６を両端部から圧入して外筒状体１５を形成する。そして、この外筒状体１５に連結ピン１６を挿通する。この際、連結ピン１６には鍔部５０を固定しておくと共に、この鍔部５０と外筒状体１５との間に基端筒体３６とシール装置Ｓ１とを介在させておく。さらに、端部筒体２５、２６と連結ピン１６との間に摺動部材３０、３０を介設すると共に、外筒状体１５よりも先端側にシール装置Ｓ２と先端筒体３５とを配置して、これらに連結ピン１６の先端部を挿入する。
【００４５】
そして、先端筒体３５と、シール装置Ｓ２と、摺動部材３０、３０が内装された外筒状体１５と、シール装置Ｓ１と、基端筒体３６とに連結ピン１６を挿通した状態で、ピン４０、４３を連結ピン１６に圧入する。すなわち、先端側のピン４０を先端筒体３５の貫孔３８、３８及び連結ピン１６の貫通孔３９に圧入すると共に、基端側のピン４３を基端筒体３６の貫孔４１、４１及び連結ピン１６の貫通孔４２に圧入する。これによって、外筒状体１５は、連結ピン１６の固定された先端筒体３５と基端筒体３６との間にシール装置Ｓ２、Ｓ１を介して挟持状に保持され、外筒状体１５の連結ピン１６に対する軸心方向の移動（スライド）が規制される。しかも、鍔部５０と、基端筒体３６と、先端筒体３５等が連結ピン１６側に固定され、この連結ピン１６側が外筒状体１５に対して回転可能となる。
【００４６】
また、外筒状体１５の内周面と連結ピン１６との間の油溜部６４に潤滑油が注入される。この場合、外筒状体１５の円筒体２４に貫孔６９が設けられ、この貫孔６９を介して油溜部６４に注入される。この際、油溜用凹所４４にも潤滑油が注入されることになる。なお、潤滑油注入後は貫孔６９が栓部材７３等にて塞がれる。すなわち、摺動部材３０（潤滑油が含浸されている）が内装された端部筒体２５、２６を円筒体２４に圧入して外筒状体１５を組立て、さらに、基端筒体３６と、シール装置Ｓ１と、外筒状体１５と、シール装置Ｓ２と、先端筒体３５とに連結ピン１６を挿入することによってピン組立体１７を組立て、この組立てた状態で潤滑油が注入（供給）される。
【００４７】
次に、このように、組立られたピン組立体１７を、アーム５のボス部２１をバケット７の一対のブラケット１８、１９間に介在させた状態で、矢印Ａ（図１参照）方向に移動（前進）させ、一方のブラケット１８の孔部６０と、ボス部２１の孔部５５と、ブラケット１９の孔部６１とに挿入する。この際、ブラケット１８とボス部２１との間、及び他方のブラケット１９とボス部２１との間にはそれぞれスペーサ６２、６３を介在させる。
【００４８】
ピン組立体１７のボス部２１等への挿入は、ピン組立体１７をその軸心方向に沿って矢印Ａのように前進させることになるが、ピン組立体１７の挿入方向先端側においてはボス部２１の孔部５５に圧入されないので、挿入開始時は簡単に挿入していくことができる。しかしながら、範囲Ｈである圧入部５７がブラケット１８の孔部６０に差しかかった際には、図８に示すような挿入用のボルト部材７１（固定用のボルト部材よりも軸部の長さが大である）を使用する。この際、ボルト部材７１は鍔部５０の貫孔５３に挿通され、ブラケット１８のねじ孔６６に螺合される。また、ボルト部材７１には、スペーサ６７が外嵌されていると共に、ナット部材６８が螺合されている。このため、鍔部５０の貫孔５３に挿通されるボルト部材７１をブラケット１８のねじ孔６６に仮止めした状態として、ナット部材６８を螺進する方向に回転させれば、このナット部材６８はブラケット１８に接近する方向へ前進して、ナット部材６８と鍔部５０との間に介在されたスペーサ６７が鍔部５０を矢印Ａ方向へ押圧することになる。このため、４個の貫孔５３・・に挿通される４本のボルト部材７１・・にそれぞれ螺合されるナット部材６８・・を螺進させて、略平行に矢印Ａ方向へ移動させることにより、圧入部５７をボス部２１の孔部５５の端部小径部５５ａに圧入させることができる。
【００４９】
この際、ピン組立体１７は、その先端筒体３５がブラケット１９の孔部６１に嵌合し、その基端筒体３６がブラケット１８の孔部６０に嵌合した状態となる。次に、４本の挿入用のボルト部材７１・・を取外して、このブラケット１８のねじ孔６６に固定用としてボルト部材７１・・を螺合させる。すなわち、図１に示すように、スペーサ７２を鍔部５０の貫孔５３に嵌合させ、軸部７１ａをブラケット１８のねじ孔６６に螺合させる。
【００５０】
これによって、ピン組立体１７は一方のブラケット１８に鍔部５０を介してその連結ピン１６が固定されることになる。すなわち、ブラケット１８、１９はバケット７に一体化されており、ブラケット１８と連結ピン１６が固定されることになり、連結ピン１６がバケット７に固定されることになる。また、この固定状態では、ピン組立体１７の外筒状体１５の圧入部５７がアーム５のボス部２１の端部小径部５５ａに圧入されているので、この外筒状体１５とボス部２１とが一体化されている。この際、連結ピン１６は外筒状体１５に対して回転可能であるので、アーム５のボス部２１に対してバケット７は連結ピン１６の軸心を中心として揺動（回動）可能となっている。すなわち、このピン組立体１７は、アーム５とバケット７とを連結した状態では、外筒状体１５はボス部２１内に挿入されてこのボス部２１に固定され、外筒状体１５に回転自在に挿入されている連結ピン１６は、その一端部側（後端側）が一方のブラケット１８に固定されると共に、その他端部側（先端側）が他方のブラケット１９に挿入支持されている。
【００５１】
次に、アーム５とバケット７とが連結された状態からこのバケット７をアーム５から取外す方法を説明する。この際、図９と図１０に示すように、挿入時に使用したボルト部材７１を使用する。すなわち、連結状態ではボス部２１の一方の端部側（基端側であって、後方側）においてピン組立体１７の外筒状体１５がボス部２１に圧入された状態であるので、上記ピン組立体１７に対して挿入方向反対側（後方側）への押圧力を付与すれば、このピン組立体１７を引き抜くことができる。そのため、固定用としてのボルト部材７１・・を取外し、図９に示すように、この状態でピン組立体１７の鍔部５０の４個のねじ孔５４・・にそれぞれ取外用としてのボルト部材７１・・を螺合させて、このボルト部材７１・・をねじ孔５４・・に対して螺進させる。これにより、ボルト部材７１の先端面７５がブラケット１８の外面１８ａの一部に当接する。そして、この状態からさらに螺進させれば、ボルト部材７１は鍔部５０に対して螺進することになるが、この場合、ボルト部材７１はブラケット１８の外面１８ａの一部に当接しているので、前進することができず、鍔部５０がボルト部材７１に対して矢印Ｂ方向へ移動することになる。このため、鍔部５０が平行に矢印Ｂ方向へ移動するように、４本のボルト部材７１・・を螺進させれば、この鍔部５０の矢印Ｂ方向への移動に伴って、ピン組立体１７全体がブラケット１８に対して矢印Ｂ方向への移動することになる。これによって、ピン組立体１７は、ブラケット１８、１９及びボス部２１から引き抜くことができる。このピン組立体１７が引き抜かれれば、バケット７をアーム５から取外すことができる。
【００５２】
上記作業機連結装置によれば、ピン組立体１７を使用し、このピン組立体１７を、その軸心方向に沿って移動（前進）させて、一方のブラケット１８とボス部２１と他方のブラケット１９とに挿入すれば、ブラケット７とアーム５とを相互揺動可能に連結することができる。また、ピン組立体１７に挿入方向反対側（後方側）への押圧力を付与すれば、このピン組立体１７を引き抜くことができ、このピン組立体１７が引き抜かれれば、ブラケット７とアーム５とを分離することができる。すなわち、ブラケット７とアーム５とを簡単に連結・分離することができる。特に、ブラケット７とアーム５とを連結する前に、組立てられたピン組立体１７を使用するので、現場等における連結作業の短縮化を図ることができる。また、挿入（連結）状態では、外筒状体１５は、ボス部２１に固定され、連結ピン１６は、その一端部側が一方のブラケッ１８に固定されると共に、その他端部側が他方のブラケット１９に挿入支持されるので、ブラケット７とアーム５との連結状態は安定する。
【００５３】
また、上記ピン組立体１７の外筒状体１５とボス部２１との固定が圧入であるので、ピン組立体１７の外筒状体１５とボス部２１との固定作業の簡略化を図ることができる。さらに、外筒状体１５の挿入方向後端側において圧入部５７が形成されるので、外筒状体１５の挿入方向先端側においては圧入されず、ピン組立体１７に挿入する際に、その先端側を簡単に挿入することができる。これにより、全体として圧入させやすく連結作業性の向上を図ることができる。しかも、ボルト部材７１を、ピン組立体１７の鍔部５０の貫孔５３に挿通して、一方のブラケット１８のねじ孔６６に仮止してナット部材６８を螺進させれば、ピン組立体１７をバケット７のブラケットとアーム５のボス部２１とに挿入させていくことができ、バケット７とアーム５との連結作業を簡単かつ確実に行うことができる。これにより、バケット７等の交換の作業性の向上を図ることができ、作業現場等における作業時間の短縮化を達成でき、作業能率の向上に寄与する。
【００５４】
さらに、ピン組立体１７を圧入させる際に使用したピン組立体１７の貫孔５３とブラケット１８のねじ孔６６とを使用して、固定用してのボルト部材７１を螺着することによって、ピン組立体１７の鍔部５０と一方のブラケット１８とを固定することができる。これによって、連結状態を確実に保持することができる。すなわち、固定のための構成と、圧入のための構成との共通化を図ることができ、作業機連結装置のシンプル化を達成できる。
【００５５】
また、ピン組立体１７の鍔部５０のねじ孔５４に対してボルト部材７１を螺進させれば、ピン組立体１７を引き抜くことができる。このため、バケット７とアーム５との分離作業を簡単かつ確実に行うことができる。しかも、挿入用のボルト部材７１を取外用に使用することができ、部品の共通化を図ることができ、取付・取外作業に使用する部品点数を少なくすることができる。さらに、連結ピン１６と外筒状体１５との間に摺動部材３０が介設されているので、連結ピン１６は外筒状体１５に対して滑らかに回転することができる。これにより、バケット７とアーム５との相対揺動を滑らかに行わせることができる。また、上記ピン組立体１７の連結ピン１６の外面に軸心方向に沿った油溜用凹所４４を設けたので、連結ピンの外面の油溜用凹所４４に潤滑油を溜めることができ、連結ピン１６を外筒状体１５に対して一層滑らかに回転させることができる。しかも、ピン組立体１７の鍔部５０の外端面５０ａに設けられたマーキング部Ｍにより、油溜用凹所４４の位置を確認することができる。これにより、マーキング部Ｍを目安にピン組立体１７の挿入作業を行うことができ、ピン組立体１７による組立作業性の向上を図ることができる。なお、油溜用凹所４４の位置決めを行うのは、例えば、地面にバケットツースを突き立てる掘削時のリンクモーションが一番応力が高いので、ピン１６の荷重受け面を油溜用凹所４４が位置しないようにして曲面全体で受けるようにするためである。また、シール装置Ｓ１、Ｓ２により、ピン組立体１７内部への土砂等の異物の侵入を防止できると共に、ピン組立体１７内部からの潤滑油等の外部への流出を防止することができる。
【００５６】
以上にこの発明のピン組立体及び作業機連結装置の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、ピン組立体１７の外筒状体１５とボス部２１との固定としては、外筒状体１５のボス部２１に対する回転と軸方向移動が規制されればよいので、スプライン構造にて構成したり、外筒状体１５の外形形状及びボス部２１の孔部５５の形状を非円形とする非円形構造にて構成したりしてもよい。また、油溜用凹所４４としては少なくとも１個あれば良いが２個以上設けてもよく、さらに上記実施形態では、第２部材２２が作業機のアーム５であると共に、第１部材２０がこのアーム５に交換可能に連結されるバケット７等の作業手段６であるが、ブーム４と、アーム５とを連結する枢結手段８や、バケット７のブラケットの枢結手段１３等にこの作業機連結装置を使用してもよい。また、ブラケット１８のねじ孔６６や鍔部５０のねじ孔５４等の増減は自由であり、ピン組立体１７を挿入する際に使用する場合のボルト部材７１としては、ブラケット１８のねじ孔６６に対応する数を有さなくてもよく、ピン組立体１７を引き抜くためのボルト部材７１としても、鍔部５０のねじ孔５４に対応する数を有さなくてもよい。なお、上記実施形態では、固定用のボルト部材７１として、挿入用及び取外用に使用したボルト部材７１よりも軸部が短いものを使用したが、こられを全て同一のボルト部材にて構成することも可能である。このように、同一のボルト部材であれば、固定用に用いるボルト部材７１を使用してピン組立体１７を挿入して、その後このボルト部材７１にてピン組立体１７を固定することができ、また、固定していたボルト部材７１を取外して、この取外したボルト部材７１を用いてピン組立体１７を取外すことができる。このため、現場等におけるバケット等の交換作業において、別途、挿入用又は取外用のボルト部材を必要とせず、簡単にこの交換作業を行うことができる。さらに、上記実施形態では、圧入部５７がピン組立体１７の鍔部５０側（挿入方向後端側）に設けられているが、圧入部５７としては挿入方向先端側に設けてもよく、さらには挿入方向後端側及び挿入方向先端側の両方に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態における作業機連結装置の拡大断面図である。
【図２】この発明の一実施の形態におけるピン組立体の拡大側面図である。
【図３】上記ピン組立体の分解斜視図である。
【図４】上記ピン組立体の連結ピンの拡大断面図である。
【図５】上記ピン組立体の先端筒体の断面図である。
【図６】上記ピン組立体の要部拡大断面図である。
【図７】上記作業機連結装置にて連結されるバケットとアームの斜視図である。
【図８】上記作業機連結装置の連結方法の説明図である。
【図９】上記作業機連結装置の分離方法の説明図である。
【図１０】上記作業機連結装置の分離方法の説明図である。
【図１１】上記作業機連結装置が使用された建設機械の簡略図である。
【図１２】従来の作業機連結装置の断面図である。
【符号の説明】
５ アーム
６ 作業手段
７ バケット
１５ 外筒状体
１６ 連結ピン
１７ ピン組立体
１８ ブラケット
１９ ブラケット
２０ 第１部材
２１ ボス部
２２ 第２部材
３０ 摺動部材
４４ 油溜用凹所
５０ 鍔部
５０ａ 外端面
５３ 貫孔
５４ ねじ孔
５７ 圧入部
６６ ねじ孔
７１ ボルト部材
Ｍ マーキング部
Ｓ１ シール装置
Ｓ２ シール装置
Claims (3)
- 一対のブラケットを有する第１部材と、このブラケット間に介在されるボス部を有する第２部材とを連結する作業機連結装置であって、上記ボス部内に挿入されてこのボス部に固定される外筒状体とこの外筒状体に回転可能に挿入される連結ピンとを有し、さらに上記外筒状体が、円筒体と、この円筒体の両端部内に挿入されると共に、内周面に摺動部材が形成された端部筒体とを有するピン組立体を組立形成して、上記第１部材の一方のブラケットにねじ孔を設けると共に、上記ピン組立体の挿入方向後端側に設けられる鍔部に貫孔を設け、この貫孔に挿通されるボルト部材を上記ねじ孔に仮止めし、このボルト部材に螺合されるナット部材を螺進させることにより、上記ピン組立体を上記一方のブラケットとボス部と他方のブラケットとに挿入し、上記第１部材と第２部材とを相互揺動可能に連結して、その連結状態では少なくとも上記ピン組立体の外筒状体とボス部とが固定されると共に、上記ピン組立体の挿入方向反対側への押圧力付与にてこのピン組立体の引き抜きが可能とされることを特徴とする作業機連結装置。
- 上記ピン組立体の鍔部の貫孔にボルト部材を挿入して、上記一方のブラケットのねじ孔にこのボルト部材を螺着することにより、ピン組立体の鍔部と一方のブラケットとを固定することを特徴とする請求項１の作業機連結装置。
- 上記ピン組立体の鍔部にねじ孔を設け、このねじ孔に螺着されるボルト部材を螺進させることにより、このボルト部材が一方のブラケットを押圧して、ピン組立体を引き抜くことを特徴とする請求項１または請求項２の作業機連結装置。
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