JP7160316B2

JP7160316B2 - アタッチメント着脱装置

Info

Publication number: JP7160316B2
Application number: JP2018143122A
Authority: JP
Inventors: 勇記大和; 徹江口; 明博遠藤
Original assignee: 和光機械工業株式会社
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP2020020124A

Description

この発明は、作業機械のアーム先端にバケット等のアタッチメントを着脱するためのアタッチメント着脱装置に関する。

従来、作業機械のアーム先端に取り付けられ、バケット等のアタッチメントをアームに連結するためのアタッチメント着脱装置は知られている。例えば、特許文献１によれば、アタッチメント着脱装置は、第１アームと、第２アームと、これら第１アームおよび第２アーム間に配置された伸縮具とを備える。アタッチメントは、離間する一対の連結ピンを備え、この連結ピンが第１アームおよび第２アームにそれぞれ相対回転可能に支持される。

上記のようなアタッチメント着脱装置において、アタッチメントを装着する場合には、第１アームと第２アームとの離間寸法を伸縮具によって縮小させ、アタッチメント着脱装置をアタッチメントの連結ピン間に配置した後、伸縮具を伸長させ第１アームのＵ字部を連結ピンに嵌合させる。このようにしてアタッチメント着脱装置にアタッチメントを装着する。伸縮具としては油圧シリンダを用いるほか、スクリューロッド等を用いたねじ式のものも知られている。

特開２００８－１７４９２０

従来のアタッチメント着脱装置においては、第１アームおよび第２アームの間にこれらの離間寸法を調整するための伸縮具を用いなければならなかった。油圧式にしてもねじ式にしても伸縮具を用いるために、機構が複雑になり部品点数も多くなる。また、アタッチメントの連結ピンの離間寸法はアタッチメントの種類等によって異なるから、アタッチメント毎に距離感が異なる作業が強いられ、オペレータにとって難易度の高い作業となってしまう。

この発明は、伸縮具を用いる必要がなく、容易にアタッチメントを装着可能なアタッチメント着脱装置を提供することを課題とする。

この発明は、作動機械のアーム先端に取り付けられるとともに、一対の連結ピンを有するアタッチメントを前記アーム先端に着脱するためのアタッチメント着脱装置であって、回動軸を介して互いに回動自在に保持される第１フック部材および第２フック部材を備え、前記第１フック部材は、前記アームに連結される第１アーム連結ピンと、前記アタッチメントの一方の連結ピンに係合可能な第１凹部と、前記第１フック部材および前記第２フック部材の回動範囲を規制する回動ストッパとを有し、前記第２フック部材は、前記アームに連結される第２アーム連結ピンと、前記アタッチメントの他方の連結ピンに係合可能な第２凹部と、前記第２凹部の開口を閉鎖可能な閉鎖手段と、前記開口の前記第１フック部材側に位置する内端部と、前記内端部に対向して位置する外端部と、前記外端部から前記内端部とは反対側へと延びるストッパ部とを有し、前記閉鎖手段は、前記第２凹部の内側を摺動回転可能な摺動部と、前記摺動部に連結する回動規制部と、前記回動規制部に取り付けられたハンドルと、前記回動規制部に設けられロックピンが挿入可能である孔と、を備え、前記ハンドルを介して前記回動規制部を時計回りまたは反時計回りのいずれか一方に回動させることによって前記摺動部を回転させ、該摺動部によって前記開口を閉鎖可能であるとともに、いずれか他方に回動させることによって前記開口を開放可能であり、前記孔にロックピンを挿入することによって、前記第２凹部の閉鎖状態または開放状態を維持することを特徴とする。

上記の発明において、前記第２凹部の開口は、前記アーム連結ピンの中心と前記第２凹部の中心とを結ぶ線の延長線上に位置する。

この発明に係るアタッチメント着脱装置によれば、第１フック部材および第２フック部材の間にこれらの離間距離を調整するための機構が必要ないから、その分部品点数を少なくすることができる。また、第２フック部材に連結ピンを第２凹部に誘導するためのストッパ部を設けることにしたので、第２凹部に連結ピンを容易に嵌入することができる。

この発明の実施形態に係るアタッチメント着脱装置の使用状態を説明する図。アタッチメント着脱装置の斜視図。図２の底面図。（Ａ）図３のＩＶ－ＩＶ線断面の第１フック部を拡大した図であって、第１閉鎖手段が開放状態にある状態を示す図。（Ｂ）第１閉鎖手段が閉鎖状態にある状態を示す図。（Ａ）図３のＩＶ－ＩＶ線断面の第２フック部を拡大した図であって、第２閉鎖手段が開放状態にある状態を示す図。（Ｂ）第２閉鎖手段が閉鎖状態にある状態を示す図。

図１を参照すると、アタッチメント着脱装置１は、その一方が作業機械５に固定され、その他方によってアタッチメント６を着脱可能に保持することができる。この実施形態において、アタッチメント６としてバケットを用いて説明するが、アタッチメント６は、バケットの他、大割機やブレーカー等複数の種類があり、用途に応じて使い分けられる。このアタッチメント着脱装置１を作業機械５に固定しておけば、簡単な操作で他のアタッチメント６に付け替えることができる。

アタッチメント着脱装置１は、回動軸１１を介して互いに回動自在に保持される第１フック部材２および第２フック部材３を備える。第１フック部材２は、第１連結ピン２１を介して作業機械５のアーム５１に回動自在に連結される。第２フック部材３は、第２連結ピン３１を介して作業機械５のアタッチメント用シリンダのリンク５２に回動自在に連結される。このようなアタッチメント着脱装置１は、アーム５１によって第１フック部材２が固定され、第２フック部材３はアタッチメント用シリンダの伸縮に伴い回動軸１１を中心に回動する。このアタッチメント着脱装置１の第１フック部材２にアタッチメント６の一方のアタッチメント連結ピン６１を回転可能に嵌合し、第２フック部材３に他方のアタッチメント連結ピン６２を回転可能に嵌合する。このようにアタッチメント６を装着することによって、アタッチメント着脱装置１を介して作業機械５によってアタッチメント６を揺動することができ、各種作業を可能とする。

図２および図３を合わせて参照すれば、第１フック部材２は、第１連結ピン２１を支持するベース部２２と、ベース部２２に取り付けられ第１連結ピン２１の軸方向に離間して設けられる一対の第１プレート２３と、第１プレート２３に形成された第１凹部２４と、第１凹部２４の開口２４Ａを開閉する第１閉鎖手段２５とを備える。第１凹部２４は、一方のアタッチメント連結ピン６１が挿入可能であり、略Ｕ字形を呈している。第１凹部２４の開口２４Ａは、第２フック部材３とは反対側、すなわち図面右側に向かって開口する。

第２フック部材３は、第２連結ピン３１を支持するベース部３２と、ベース部３２に取り付けられ第２連結ピン３１の軸方向に離間して設けられる一対の第２プレート３３と、第２プレート３３に形成された第２凹部３４と、第２凹部３４の開口３４Ａを開閉する第２閉鎖手段３６とを備える。第２凹部３４は、他方のアタッチメント連結ピン６２を保持可能であり、略Ｕ字形を呈している。第２凹部３４の開口３４Ａは、第２連結ピン３１の中心と第２凹部３４の中心とを結ぶ線の延長線上に位置する。すなわち、開口３４Ａは図面下方に位置し、第２凹部３４は下方に開口する。

上記のような第１フック部材２および第２フック部材３は回動軸１１を介して互いに回動自在であるが、その回動範囲を規制する回動ストッパ１２を第１フック部材２のベース部２２に設けている。回動ストッパ１２は、第２フック部材３のベース部３２の後端面３２Ａに当接可能な第１支持面１２Ａと、後端面３２Ａに対して傾斜する傾斜面３２Ｂに当接可能な第２支持面１２Ｂとを備える。このような構成において、第２フック部材３が第１フック部材２から離れる方向に回動すると、後端面３２Ａが回動ストッパ１２の第１支持面１２Ａに当接し、それ以上離れる方向に回動するのを規制する。第２フック部材３が第１フック部材２に近づく方向に回動すると、傾斜面３２Ｂが回動ストッパ１２の第２支持面１２Ｂに当接し、それ以上近付く方向に回動するのを規制する。

図４は第１フック部材２を示す。第１フック部材２の第１閉鎖手段２５は、一対の第１プレート２３の間に位置するとともに、開口２４Ａを開閉するクランプアーム２６と、クランプアーム２６の両側に位置しその移動を規制する一対のサイドクランプ２７とを備える。サイドクランプ２７は、第１プレート２３に対してサイドクランプ軸２７Ａを中心に回動可能に取付られる。サイドクランプ軸２７Ａは第１凹部２４の開口２４Ａとは反対側に位置し、第１凹部２４の第１連結ピン２１側、すなわち図面上方において回動する。

サイドクランプ２７は、第１凹部２４に対向可能であるとともに、第１凹部２４に沿って湾曲する内側部２７Ｂと、内側部２７Ｂに対向する外側部２７Ｃとを備え、外側部２７Ｃには第１プレート２３から突出するロックピン２８に嵌合可能な嵌合凹部２７Ｄが設けられる。

クランプアーム２６はサイドクランプ２７に対してクランプアーム軸２６Ａを中心に回動可能に取り付けられる。クランプアーム２６は第１凹部２４に対向する内側部２６Ｂと、内側部２６Ｂに対向する外側部２６Ｃとを備え、外側部２６Ｃには第１プレート２３のピン孔２３Ａに挿入されるロックピン２８に嵌合可能な嵌合凹部２６Ｄが設けられる。さらに外側部２６Ｃの端部にはハンドル２６Ｅを設ける。内側部２６Ｂは第１凹部２４の開口２４Ａを閉鎖可能であるとともに、閉鎖した時に第１凹部２４と内側部２６Ｂとでアタッチメント連結ピン６１を回動可能に支持できるように、第１凹部２４と内側部２６Ｂとで略円形を形成するような形状としている（図４（Ｂ）参照）。すなわち、第１凹部２４および内側部２６Ｂは、それぞれ円弧を描く形状としている。

図４（Ａ）は、第１閉鎖手段２５が第１凹部２４の開口２４Ａを開放する開放状態を示す。クランプアーム２６がロックピン２８よりも第２フック部材３側、すなわち図面左側に位置し、ハンドル２６Ｅがロックピン２８に当接することによって、クランプアーム２６全体が開口２４Ａ側へと移動するのを規制している。サイドクランプ２７も同様に、クランプアーム軸２６Ａを介して開口２４Ａ側に移動するのを規制される。したがって開口２４Ａは開放状態を保持することができ、開口２４Ａから第１凹部２４に一方のアタッチメント連結ピン６１を嵌入することができる。

図４（Ｂ）は、第１閉鎖手段２５が開口２４Ａを閉鎖する閉鎖状態を示す図である。図４（Ａ）の開放状態から、開口２４Ａを閉鎖状態にするためには、ロックピン２８を引き抜きロックを解除した状態でハンドル２６Ｅをつまみ、クランプアーム２６を開口２４Ａに向かって引き下ろす。この時サイドクランプ２７もクランプアーム軸２６Ａを介して移動する。クランプアーム２６を引き下ろすことによって開口２４Ａを閉鎖することができるとともに、円弧を描く内側部２６Ｂがアタッチメント連結ピン６１に対向する。このときクランプアーム２６の嵌合凹部２６Ｄが、ロックピン２８が挿入されるピン孔２３Ａに位置するとともに、サイドクランプ２７の嵌合凹部２７Ｄもまたピン孔２３Ａに位置する。このピン孔２３Ａにロックピン２８を挿入することによって、クランプアーム２６およびサイドクランプ２７をロックすることができ、第１凹部２４に保持されたアタッチメント連結ピン６１が脱落するのを防ぐことができる。

図５は第２フック部材３を示す。第２フック部材３の一対の第２プレート３３の間には、第２凹部３４の開口３４Ａを閉鎖する第２閉鎖手段３６を備える。第２閉鎖手段３６は、第２凹部３４の内側を摺動回転可能な摺動部３７と、摺動部３７に連結する回動規制部材３８と、回動規制部材３８に取り付けられたハンドル３９とを備える。摺動部３７は、その内側がアタッチメント連結ピン６２を支持するために略Ｕ字形であり、外側が第２凹部３４の内側を摺動回転するために円弧を描く。

回動規制部材３８は、摺動部３７の端部に連結される連結部３８Ａと、摺動部３７の外側と同一曲率の円弧を描く円弧部３８Ｂとを備える。円弧部３８Ｂは摺動部３７の外側において回動する。第２プレート３３には、回動規制部材３８の回動を規制するガイド３８Ｄが設けられる。より詳細には回動規制部材３８は第２プレート３３に向かって突出する規制ピン３８Ｃを備え、規制ピン３８Ｃがガイド３８Ｄの両端部にそれぞれ当接することによって、それ以上の回動が規制される。

回動規制部材３８は、円弧部３８Ｂの一方の端部に位置する開位置ピン孔３８Ｅと、他方の端部に位置する閉位置ピン孔３８Ｆとを備える。開位置ピン孔３８Ｅおよび閉位置ピン孔３８Ｆにはロックピン４０が挿入可能とされている。

開口３４Ａは、第１フック部材２側に位置する内端部３４Ｂと、内端部３４Ｂに対向して位置する外端部３４Ｃとを有する。第２プレート３３には、外端部３４Ｃから内端部３４Ｂとは反対側へと延びるストッパ部３５を備える。ストッパ部３５は、第２凹部３４に嵌入しようとしたアタッチメント連結ピン６２が外端部３４Ｃを超えてしまうのを防止するためのものである。

図５（Ａ）は、第２閉鎖手段３６によって、第２凹部３４の開口３４Ａが開放される開放状態を示す。この状態において、回動規制部材３８が反時計周りに回動し、規制ピン３８Ｃがガイド３８Ｄの第１フック部材２とは反対側に位置する端部、すなわち図面左側の端部に当接する。これにより、摺動部３７は開口３４Ａを塞ぐことなく開放状態となる。このとき、回動規制部材３８の開位置ピン孔３８Ｅが第２プレート３３のピン孔３３Ａと一致する。したがって、これら孔にロックピン４０を挿入することによって、開位置にロックすることができ、開口３４Ａから第２凹部３４にアタッチメント連結ピン６２を嵌入可能とすることができる。

図５（Ｂ）は、第２閉鎖手段３６によって、開口３４Ａが閉鎖される閉鎖状態を示す。図５（Ａ）の開放状態から、ハンドル３９を時計周りに移動させ、回動規制部材３８を時計周りに回動させる。回動規制部材３８が回動すると、規制ピン３８Ｃがガイド３８Ｄの第２フック部材３側に位置する端部、すなわち図面右側の端部に当接する。これにより、摺動部３７が開口３４Ａを閉鎖し、第２凹部３４に嵌入された連結ピンを脱落しないように保持することができる。回動規制部材３８がこのような閉鎖状態にあるとき、回動規制部材３８の閉位置ピン孔３８Ｆと、第２プレート３３に形成されたピン孔３３Ａとが一致し、これらピン孔にロックピン４０を挿入することによって、該閉鎖状態を固定することができる。したがって、アタッチメント作動中に、アタッチメント連結ピン６２が第２凹部３４から脱落するのを防ぐことができる。

上記のような構成において、アタッチメント着脱装置１にアタッチメントを取り付ける方法を説明する。アタッチメント取付時において、アタッチメント着脱装置１における第１フック部材２の開口２４Ａおよび第２フック部材３の開口３４Ａは、いずれも開放状態に保持される。作業機械のオペレータは、アーム用シリンダおよびアタッチメント用シリンダ等を操作してアタッチメント着脱装置１の第１フック部材２を一方のアタッチメント連結ピン６１に係合させる。すなわち、第１フック部材２の第１凹部２４にアタッチメント連結ピン６１を嵌入する。第１凹部２４の開口２４Ａは、第２フック部材３とは反対側すなわちオペレータ側に向かって開口するから、オペレータは第１フック部材２を手前に引くように移動させるだけでアタッチメント連結ピン６１を第１凹部２４に嵌入することができる。

第１凹部２４に一方のアタッチメント連結ピン６１を嵌入した後、第１フック部材２をさらに手前に引きながらかつ上方に引き上げるように移動させる。このように移動させることによって、第１凹部２４の開口２４Ａが上方に向き、アタッチメント連結ピン６１を第１凹部２４から脱落しにくくすることができる。また、このように第１フック部材２を手前に引きながら上方に引き上げることによって、第１凹部２４とアタッチメント連結ピン６１との軸合わせが可能であり、より安定した嵌入状態とすることができる。

第１凹部２４にアタッチメント連結ピン６１が嵌入されたら、オペレータは第２フック部材３の第２凹部３４に他方のアタッチメント連結ピン６２を嵌入すべく操作をおこなう。第２凹部３４は下向きに開口しているからオペレータは上方から第２フック部材３を下すだけでよく、容易にアタッチメント連結ピン６２を第２凹部３４に嵌入することができる。また、第２凹部３４とアタッチメント連結ピン６２との位置が多少ずれていても、アタッチメント連結ピン６２はストッパ部３５によって第２凹部３４へと誘導される。このときオペレータは、第２フック部材３をアタッチメント連結ピン６２に押し付けるように操作することによってアタッチメント連結ピン６２をストッパ部３５へと当接させることができ、より確実に第２凹部３４に嵌入することができる。また、第１フック部材２と第２フック部材３との回動角度は回動ストッパ１２によって規制されているから、これらが開きすぎてストッパ部３５がアタッチメント連結ピン６２から外れてしまうこともない。

上記のように第１凹部２４にアタッチメント連結ピン６１を嵌入し、第２凹部３４にアタッチメント連結ピン６２を嵌入したら、それぞれロックピン２８およびロックピン４０をそれぞれ手動で挿入し、アタッチメント６の嵌合状態を維持する。アタッチメント６をアタッチメント着脱装置１から取り外す場合には、第１フック部材２および第２フック部材３のロックピン２８，４０をそれぞれ手動で外したのち、アタッチメント着脱装置１を引き上げるように作業機械５を操作することによって容易に行うことができる。したがって、オペレータの高度な技術を要することなくアタッチメント６を作業機械５に着脱することができ、その付け替えが容易である。また、第１フック部材２および第２フック部材３の間に回動ストッパ１２を設けることによって、第１閉鎖手段２５を保持する第１プレート２３と第２閉鎖手段３６を保持する第２プレート３３とに隙間ができるように、すなわちこれらが接触しないように設計することができる。これにより作業員がロックピン２８，４０の着脱作業を手動でおこなっている最中に過ってこれらの間に手が挟まれてしまうという事故を予防することができる。

アタッチメント６は、その種類等に応じてアタッチメント連結ピン６１，６２の離間寸法が異なる。回動ストッパ１２はこのような多様な種類のアタッチメント６の適用範囲を決定することができる。すなわち、適用アタッチメント６の中でアタッチメント連結ピン６１，６２の離間寸法が最も小さいものに合わせて第１フック部材２と第２フック部材３の最小回動角度を設定し、離間寸法が最も大きいものに合わせて最大回動角度を設定することができる。このように回動ストッパ１２を用いることによって、安全性を確保しつつ、アタッチメント６に対する汎用性を向上させることができる。

第２フック部材３のストッパ部３５において、第２凹部３４の外端部３４Ｃからストッパ部３５の端部３５Ａまでの寸法は、アタッチメント連結ピン６１，６２の離間寸法に応じて設定される。アタッチメント６は、その種類等に応じてアタッチメント連結ピン６１，６２の離間寸法が異なるから、第１凹部２４からストッパ３５の端部３５Ａまでの寸法は、最も大きい離間寸法のアタッチメントに対応可能なようにしている。すなわち、第１フック部材２の第１凹部２４から端部３５Ａまでの寸法が、最も大きいアタッチメント連結ピンの離間寸法よりも長くなるようにしている。このような寸法にすることによって、離間寸法の大きいアタッチメント連結ピンを有するアタッチメントを装着した場合でも、他方のアタッチメント連結ピンを確実にストッパ部３５に当接させることができる。仮にストッパ３５の寸法が小さい場合には、アタッチメント連結ピンが端部３５Ａを超えてしまい、第２凹部３４に嵌入することができない。

この実施形態のアタッチメント着脱装置１によれば、回動ストッパ１２および第２フック部材３のストッパ部３５等を備えることによって、第１フック部材２および第２フック部材３の間にそれら離間寸法を調整するための特別な装置が不要であり、その分、部品点数を減らしコストの低減を図ることができる。また、ストッパ部を設けることによって、種々のアタッチメント連結ピン間寸法を有するアタッチメントを装着可能であり、高い汎用性を実現することができる。

この実施形態において、第２フック部材３に本発明の閉鎖手段を用いているが、第１フック部材２も同様の構成とすることができる。また、作業機械のアーム側に第１フック部材２を取り付け、アタッチメント用シリンダ側に第２フック部材３を取り付けているが、これが逆であってもよい。さらに、第１フック部材２の構成は、この実施例に記載されたものに限定されるものではなく、この分野における他の一般的な構成とすることもできる。

１アタッチメント着脱装置
２第１フック部材
３第２フック部材
１１回動軸
２１第１アーム連結ピン
２４第１凹部
２４Ａ開口
３１第２アーム連結ピン
３４第２凹部
３４Ａ開口
３４Ｂ内端部
３４Ｃ外端部
３５ストッパ
３６第２閉鎖手段（閉鎖手段）
３７摺動部
３８回動規制部材

Claims

作動機械のアーム先端に取り付けられるとともに、一対の連結ピンを有するアタッチメントを前記アーム先端に着脱するためのアタッチメント着脱装置であって、
回動軸を介して互いに回動自在に保持される第１フック部材および第２フック部材を備え、
前記第１フック部材は、前記アームに連結される第１アーム連結ピンと、前記アタッチメントの一方の連結ピンに係合可能な第１凹部と、前記第１フック部材および前記第２フック部材の回動範囲を規制する回動ストッパとを有し、
前記第２フック部材は、前記アームに連結される第２アーム連結ピンと、前記アタッチメントの他方の連結ピンに係合可能な第２凹部と、前記第２凹部の開口を閉鎖可能な閉鎖手段と、前記開口の前記第１フック部材側に位置する内端部と、前記内端部に対向して位置する外端部と、前記外端部から前記内端部とは反対側へと延びるストッパ部とを有し、
前記閉鎖手段は、前記第２凹部の内側を摺動回転可能な摺動部と、前記摺動部に連結する回動規制部と、前記回動規制部に取り付けられたハンドルと、前記回動規制部に設けられロックピンが挿入可能である孔と、を備え、
前記ハンドルを介して前記回動規制部を時計回りまたは反時計回りのいずれか一方に回動させることによって前記摺動部を回転させ、該摺動部によって前記開口を閉鎖可能であるとともに、いずれか他方に回動させることによって前記開口を開放可能であり、
前記孔にロックピンを挿入することによって、前記第２凹部の閉鎖状態または開放状態を維持することを特徴とするアタッチメント着脱装置。
前記第２凹部の開口は、前記第２アーム連結ピンの中心と前記第２凹部の中心とを結ぶ線の延長線上に位置することを特徴とする請求項１に記載のアタッチメント着脱装置。