(57)【要約】【課題】ロックピンの耐久性を向上させる。【解決手段】ロックピン３０は、金属製の本体３１と、弾性材料で形成され、本体３１の一端部３７にロックピン３０の長手方向と交差する回転軸３５まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって一端部３７より先に突出可能な回動部３４と、本体３１に着脱可能に取り付けられるブロック３２と、を有する。ブロック３２は、本体３１に取り付けられたとき、突起３６が回動部３４を回動方向に押圧して本体３１に対して回動させる。【選択図】図１０
2020114966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の本体と、
少なくとも一部が弾性体で形成され、前記本体の一端に前記本体の長手方向と交差する回転軸まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって前記一端より先に突出可能な回動部と、
前記本体に着脱可能に取り付けられるブロックと、
を有し、
前記ブロックは、前記本体に取り付けられたとき、前記回動部を回動方向に押圧して回動させる、
ロックピン。
【請求項２】
前記回転軸は前記長手方向と直交する方向に配置され、
前記本体の前記一端には、前記回転軸の方向に凹部が設けられ、
前記回動部は、前記凹部に配置される、
請求項１に記載のロックピン。
【請求項３】
前記回動部は略円弧状の凸曲面を有し、
前記回動部は前記凸曲面の中心軸に対して偏心して設けられる、
請求項１または２に記載のロックピン。
【請求項４】
対象物に設けられる支持部材と、
前記支持部材に脱着可能に取り付けられる取替部材と、
前記支持部材と前記取替部材とを連結固定するロックピンと、
を備え、
前記ロックピンは、
金属製の本体と、
少なくとも一部が弾性体で形成され、前記本体の一端に前記本体の長手方向と交差する回転軸まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって前記一端より先に突出可能な回動部と、
前記本体に着脱可能に取り付けられるブロックと、
を有し、
前記支持部材と前記取替部材とに取り付けられ、前記ロックピンは前記長手方向が前記取替部材の脱着方向に沿って配置された状態で、前記ブロックが前記回動部を回動方向に押圧して回動させることで、前記取替部材を前記支持部材の方向へ押圧する力を発生する、
ロック構造。
【請求項５】
対象物に取り付けられるアタッチメントであって、
前記対象物に設けられる支持部材と、
前記支持部材の先端の凸部が挿入される凹部が基端に設けられ、所定方向に突出して延在する取替部材と、
前記取替部材の延在方向と交差する側方の位置にて前記支持部材に設けられる溝と、
前記側方の位置にて前記取替部材に設けられ、前記取替部材が前記支持部材に嵌合した状態において前記溝の一部が露出するよう配置される孔と、
前記孔及び前記溝により形成される内部空間に嵌入され、前記取替部材と前記支持部材とを連結固定する、ロックピンと、
を備え、
前記ロックピンは、
金属製の本体と、
少なくとも一部が弾性体で形成され、前記本体の一端に前記本体の長手方向と交差する回転軸まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって前記一端より先に突出可能な回動部と、
前記本体に着脱可能に取り付けられるブロックと、
を有し、
前記ロックピンは、前記内部空間に嵌入された状態では、その長手方向が前記取替部材の延在方向に沿って配置され、前記ブロックが前記回動部を回動方向に押圧して回動させることで、前記支持部材の溝を前記長手方向の一方側に押圧し、前記取替部材の孔の内周面を前記長手方向の他方側に押圧する、
アタッチメント。
【請求項６】
前記孔及び前記溝により形成される前記内部空間は、
前記孔から前記支持部材の先端側または基端側の一方へ前記ロックピンを挿入し、前記ロックピンの先端が最奥部に突き当たった状態で、前記先端を中心として前記ロックピンの本体を前記溝の方向に回動させることによって、前記ロックピンが嵌入されるよう形成される、
請求項５に記載のアタッチメント。
【請求項７】
前記溝は、前記支持部材の先端側または基端側が深くなるよう傾斜状に形成され、
前記孔は、溝の深いほうの端部が露出しない位置に配置され、
前記ロックピンの前記回動部は略円弧状の凸曲面を有し、
前記溝の深いほうの前記端部は、前記凸曲面と略同一の曲率半径で形成される凹曲面を有する、
請求項５または６に記載のアタッチメント。
【請求項８】
前記ロックピンの前記本体は、前記溝の底面の全域を塞ぐ形状で形成される、
請求項５〜７のいずれか１項に記載のアタッチメント。
【請求項９】
前記ロックピンは、前記回動部が前記孔から外部に露出しないように前記内部空間に嵌合される、
請求項５〜８のいずれか１項に記載のアタッチメント。
【請求項１０】
前記支持部材は、前記対象物に複数個が並設され、
前記溝は、前記支持部材の並設方向の両側に設けられる、
請求項５〜９のいずれか１項に記載のアタッチメント。
【請求項１１】
前記ロックピンは、
前記ブロックを貫通して前記本体に螺合するボルトを備え、
前記ボルトが前記本体に螺合した状態では、前記ボルトの軸方向は前記回転軸の方向と交差し、
前記ロックピンは、前記回動部及び前記本体が前記内部空間に嵌入された状態で、前記孔の外側から前記ブロックを前記ボルトによって組み付けられることにより、前記ブロックが前記回動部を回動方向に押圧して前記本体に対して回動させて、前記回動部が前記本体の一端より突出することによって、前記回動部を含む前記本体の全長が伸び、前記回動部が前記支持部材の溝を前記長手方向の一方側に押圧し、前記本体の他端が、前記取替部材の孔の内周面を前記長手方向の他方側に押圧する、
請求項５〜１０のいずれか１項に記載のアタッチメント。
【請求項１２】
前記対象物は、ショベルのバケットであり、
前記支持部材、前記取替部材、及び前記ロックピンは、前記バケットの掘削側の先端部分に設けられるツースを構成する、
請求項５〜１１のいずれか１項に記載のアタッチメント。
【請求項１３】
対象物に設けられる支持部材と、
前記支持部材の先端の凸部が挿入される凹部が基端に設けられ、所定方向に突出して延在する取替部材と、
前記取替部材の延在方向と交差する側方の位置にて前記支持部材に設けられる溝と、
前記側方の位置にて前記取替部材に設けられ、前記取替部材が前記支持部材に嵌合した状態において前記溝の一部が露出するよう配置される孔と、
前記孔及び前記溝により形成される内部空間に嵌入され、前記取替部材と前記支持部材とを連結固定する、ロックピンと、
を備え、
前記ロックピンは、
金属製の本体と、
少なくとも一部が弾性体で形成され、前記本体の一端に前記本体の長手方向と交差する回転軸まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって前記一端より先に突出可能な回動部と、
前記本体に着脱可能に取り付けられるブロックと、
を有する、アタッチメントのロック方法であって、
前記ロックピンを、前記孔から前記内部空間へ前記回動部が最奥部に突き当たるまで挿入するステップと、
前記回動部を中心として前記ロックピンの前記本体を前記溝の方向に回動させるステップと、
前記ロックピンの前記回動部及び前記本体が前記内部空間に嵌入された状態で、前記孔の外側から前記ブロックを前記本体に組み付けるステップと、
前記ブロックが前記回動部を回動方向に押圧して前記本体に対して回動させて、前記回動部が前記支持部材の溝を前記長手方向の一方側に押圧し、前記本体の他端が、前記取替部材の孔の内周面を前記長手方向の他方側に押圧して、前記ロックピンが前記支持部材と前記取替部材とに取り付けられるステップと、
を含むロック方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロックピン、ロック構造、アタッチメント、及びロック方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物に取り付けられるアタッチメントの一例として、ショベルに搭載されるバケットの掘削側の先端部分に脱着可能に取り付けられる複数のツース（掘削具）が挙げられる。ツースは、バケットに固定される基端側の支持部材と、この支持部材に嵌合される先端側の取替部材とを備える。取替部材は、支持部材に取り付けられた状態で、ロック部材が貫入されて支持部材に連結固定される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５０５４７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されるロック部材は、ツースへの嵌合・解除を行いやすくすべく、本体、弾性部材、モールドの三層構造となっている。ここで例えば大型ショベルへ適用する場合など、ツースが大型化する場合を考える。特許文献１に記載される構造では、変形しやすく摩耗しやすい弾性部材が、比較的硬い本体とモールドとの間に挟み込まれる構成であるので、ツースが大型化するとロック部材（ロックピン）の耐久性に改善の余地がある。
【０００５】
本開示は、耐久性を向上できるロックピン、ロック構造、アタッチメント、及びロック方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態の一観点に係るロックピンは、金属製の本体と、少なくとも一部が弾性材料で形成され、前記本体の一端に前記本体の長手方向と交差する回転軸まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって前記一端より先に突出可能な回動部と、前記本体に着脱可能に取り付けられるブロックと、を有し、前記ブロックは、前記本体に取り付けられたとき、前記回動部を回動方向に押圧して回動させる。
【０００７】
同様に、本発明の実施形態の一観点に係るロック構造は、対象物に設けられる支持部材と、前記支持部材に脱着可能に取り付けられる取替部材と、前記支持部材と前記取替部材とを連結固定するロックピンと、を備え、前記ロックピンは、金属製の本体と、少なくとも一部が弾性体で形成され、前記本体の一端に前記本体の長手方向と交差する回転軸まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって前記一端より先に突出可能な回動部と、前記本体に着脱可能に取り付けられるブロックと、を有し、前記支持部材と前記取替部材とに取り付けられ、前記ロックピンは前記長手方向が前記取替部材の脱着方向に沿って配置された状態で、前記ブロックが前記回動部を回動方向に押圧して回動させることで、前記取替部材を前記支持部材の方向へ押圧する力を発生する。
【０００８】
同様に、本発明の実施形態の一観点に係るアタッチメントは、対象物に取り付けられるアタッチメントであって、前記対象物に設けられる支持部材と、前記支持部材の先端の凸部が挿入される凹部が基端に設けられ、所定方向に突出して延在する取替部材と、前記取替部材の延在方向と交差する側方の位置にて前記支持部材に設けられる溝と、前記側方の位置にて前記取替部材に設けられ、前記取替部材が前記支持部材に嵌合した状態において前記溝の一部が露出するよう配置される孔と、前記孔及び前記溝により形成される内部空間に嵌入され、前記取替部材と前記支持部材とを連結固定するロックピンと、を備え、前記ロックピンは、金属製の本体と、少なくとも一部が弾性体で形成され、前記本体の一端に前記本体の長手方向と交差する回転軸まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって前記一端より先に突出可能な回動部と、前記本体に着脱可能に取り付けられるブロックと、を有し、前記ロックピンは、前記内部空間に嵌入された状態では、その長手方向が前記取替部材の延在方向に沿って配置され、前記ブロックが前記回動部を回動方向に押圧して回動させることで、前記支持部材の溝を前記長手方向の一方側に押圧し、前記取替部材の孔の内周面を前記長手方向の他方側に押圧する。
【０００９】
同様に、本発明の実施形態の一観点に係るロック方法は、対象物に設けられる支持部材と、前記支持部材の先端の凸部が挿入される凹部が基端に設けられ、所定方向に突出して延在する取替部材と、前記取替部材の延在方向と交差する側方の位置にて前記支持部材に設けられる溝と、前記側方の位置にて前記取替部材に設けられ、前記取替部材が前記支持部材に嵌合した状態において前記溝の一部が露出するよう配置される孔と、前記孔及び前記溝により形成される内部空間に嵌入され、前記取替部材と前記支持部材とを連結固定する、ロックピンと、を備え、前記ロックピンは、金属製の本体と、少なくとも一部が弾性体で形成され、前記本体の一端に前記本体の長手方向と交差する回転軸まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって前記一端より先に突出可能な回動部と、前記本体に着脱可能に取り付けられるブロックと、を有する、アタッチメントのロック方法であって、前記ロックピンを、前記孔から前記内部空間へ前記回動部が最奥部に突き当たるまで挿入するステップと、前記回動部を中心として前記ロックピンの前記本体を前記溝の方向に回動させるステップと、前記ロックピンの前記回動部及び前記本体が前記内部空間に嵌入された状態で、前記孔の外側から前記ブロックを前記ボルトによって組み付けるステップと、前記ブロックが前記回動部を回動方向に押圧して前記本体に対して回動させて、前記回動部が前記支持部材の溝を前記長手方向の一方側に押圧し、前記本体の他端が、前記取替部材の孔の内周面を前記長手方向の他方側に押圧して、前記ロックピンが前記支持部材と前記取替部材とに取り付けられるステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、耐久性を向上できるロックピン、ロック構造、アタッチメント、及びロック方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るツース（アタッチメント）の組立斜視図
【図２】図１に示すツースの分解斜視図
【図３】ツースのｘ方向に沿った縦断面図
【図４】図３中のＡ−Ａ断面図であり、第１支持面を示す図
【図５】図３中のＢ−Ｂ断面図であり、第２支持面を示す図
【図６】ロックピンの分解斜視図
【図７】ロックピンの組立斜視図
【図８】ロックピンの取り付け手順の第１段階（解放状態）を示す図
【図９】ロックピンの取り付け手順の第２段階（中間状態）を示す図
【図１０】ロックピンの取り付け手順の第３段階（固定状態）を示す図
【図１１】実施形態の変形例に係るロックピンの本体の斜視図
【図１２】実施形態の変形例に係るロックピンの本体にブロックを組み付けた状態の斜視図
【図１３】実施形態の変形例に係るロックピンの本体の平面図
【図１４】実施形態の変形例に係るロックピンの本体にブロックを組み付けた状態の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１３】
本実施形態では、実施形態に係るアタッチメントの一例としてのツース１を例示して説明する。
【００１４】
各図において、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに垂直な方向である。ｘ方向はツース１の支持部材１０に対する取替部材２０の嵌合方向であり、取付状態のロックピン３０の長手方向である。ｙ方向はツース１の幅方向である。ｚ方向はツース１の高さ方向であり、ロックピン３０を溝に嵌合する際の回転軸の方向である。
【００１５】
まず図１〜図５を参照して実施形態に係るツース１の構成を説明する。図１は、実施形態に係るツース１（アタッチメント）の組立斜視図である。図２は、図１に示すツース１の分解斜視図である。図３はツース１のｘ方向に沿った縦断面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ断面図であり、第１支持面１２ａ、１２ｂを示す図である。図５は、図３中のＢ−Ｂ断面図であり、第２支持面１３ａ、１３ｂを示す図である。
【００１６】
ツース１は、例えばショベルのバケット（対象物）の掘削側の先端部分に複数設けられる。ツース１は、バケット先端部分からｘ方向に突出し、かつ、ｙ方向に沿って略等間隔で複数個が並設される。以下の説明では、ツース１の延在方向のうちｘ負方向側を「基端側」、ｘ正方向側を「先端側」とも表記する。
【００１７】
図１、図２に示すように、ツース１は、支持部材１０、取替部材２０、ロックピン３０を備える。
【００１８】
支持部材１０は、ツース１の基端側に配置され、バケットの先端部分に固定される。
【００１９】
取替部材２０は、ツース１の先端側に配置され、支持部材１０に嵌合されて脱着可能に取り付けられる。取替部材２０は、爪状の部材であって、ショベルの掘削作業等の繰り返しによって摩耗した場合には、支持部材１０から取り外されて交換することができる。
【００２０】
ロックピン３０は、支持部材１０に嵌合された取替部材２０を連結固定するために装着される。
【００２１】
図２、図３に示すように、支持部材１０の先端側の端部にはｘ正方向に突出した凸部１１が設けられる。図３に示すように、取替部材２０の基端側の端部には、この凸部１１が嵌合する凹部２１が設けられる。
【００２２】
凸部１１は、ｚ方向の寸法が基端から先端になるほど小さくなるくさび状であり、ｚ正方向側、ｚ負方向側の主面１１ａ、１１ｂは共に傾斜面となっている。凸部１１のｚ正方向側の主面１１ａには、第１支持面１２ａと第２支持面１３ａとが設けられる。第１支持面１２ａと第２支持面１３ａは、共にｚ正方向側に突出した曲面であり、ｙ方向の両側から中央にかけて徐々に突出し、ｙ方向の中央が最もｚ正方向側に突出する曲面である。第１支持面１２ａは、この傾斜状の主面１１ａの基端側に設けられ、第２支持面１３ａは第１支持面１２ａより先端側に設けられる。第１支持面１２ａの頭頂部は、第２支持面１３ａの頭頂部よりｚ正方向側に突出している。
【００２３】
同様に、凸部１１のｚ負方向側の主面１１ｂにも、第１支持面１２ｂと第２支持面１３ｂとが設けられる。第１支持面１２ｂと第２支持面１３ｂは、共にｚ負方向側に突出した曲面であり、ｙ方向の両側から中央にかけて徐々に突出し、ｙ方向の中央が最もｚ負方向側に突出する曲面である。第１支持面１２ｂは、この傾斜状の主面１１ｂの基端側に設けられ、第２支持面１３ｂは第１支持面１２ｂより先端側に設けられる。第１支持面１２ｂの頭頂部は、第２支持面１３ｂの頭頂部よりｚ負方向側に突出している。
【００２４】
一方、取替部材２０の凹部２１には、第１曲面２２ａ，２２ｂと、第２曲面２３ａ，２３ｂとが設けられる。第１曲面２２ａ，２２ｂと、第２曲面２３ａ，２３ｂは、凸部１１が凹部２１に嵌合するときにそれぞれ第１支持面１２ａ，１２ｂ、第２支持面１３ａ，１３ｂと対向する位置に設けられる。これにより、取替部材２０が支持部材１０に嵌合する状態では、図４、図５に示すように、第１支持面１２ａ，１２ｂがそれぞれ第１曲面２２ａ，２２ｂと嵌合し、第２支持面１３ａ，１３ｂがそれぞれ第２曲面２３ａ，２３ｂと嵌合した状態で、凸部１１が凹部２１に挿入されている。これにより、取替部材２０が支持部材１０に取り付けられたときに、支持部材１０に対して取替部材２０のｙ方向のガタが抑制される。
【００２５】
また、図１、図２に示すように、取替部材２０の基端側の端面には、ｘ負方向側に突出する一対の耳部２４が設けられている。一方、支持部材１０には、取替部材２０が支持部材１０に嵌合する状態のときにこの耳部２４が嵌合する一対の凹状部１４が設けられている。耳部２４と凹状部１４は、それぞれ取替部材２０及び支持部材１０のｙ方向の両端に設けられる。これにより、取替部材２０が支持部材１０に取り付けられたときに、支持部材１０に対して取替部材２０のｚ方向のガタが抑制される。
【００２６】
図２に示すように、ロックピン３０は、ｙ正方向側から取替部材２０及び支持部材１０に取り付けられる。支持部材１０のｙ正方向側の側面には、ロックピン３０が嵌合するための溝１５が設けられる。取替部材２０には、ロックピン３０を内側の支持部材１０の溝１５まで誘導するための孔２５が設けられる。
【００２７】
孔２５は、取替部材２０が支持部材１０に嵌合した状態において、溝１５の一部が露出するよう配置される。支持部材１０に取替部材２０が組み付けられたときに、溝１５と孔２５とは、取替部材２０の側面に開口する内部空間Ａ（図８参照）を形成する。この内部空間Ａはロックピン３０と略同形状であり、ロックピン３０は、この内部空間Ａに嵌入されることで、取替部材２０と支持部材１０とを連結固定する。
【００２８】
なお、図４に示すように、取替部材２０の孔２５がｙ正方向側に設けられるのに対して、支持部材１０の溝１５はｙ正方向側の他に、ｙ負方向側にも設けてもよい。これにより、取替部材２０の方向をｘ軸まわりに１８０°回転させて支持部材１０に嵌合した状態でも、ロックピン３０により取替部材２０を支持部材１０に固定できる。取替部材２０は、バケットに取り付けた状態では、ｚ正方向側またはｚ負方向側の主面２０ａ、２０ｂのいずれか一方が主に掘削面となり摩耗が進みやすい。そこで図４のように支持部材１０のｙ方向両側に溝１５を一対設けることにより、取替部材２０をローテーションでき、すなわち、取替部材２０の方向をｘ軸まわりに１８０°回転させて掘削面となる主面を入れ替えることができるので、取替部材２０を長寿命化できる。
【００２９】
ここで、溝１５は、支持部材１０のｙ方向の側面に設けられるが、この側面とは、支持部材１０の延在方向（ｘ方向）と直交し、かつ、図４に示すように、支持部材１０の凸部１１の一対の主面１１ａ、１１ｂの対向方向（ｚ方向）と直交する側方の位置にある面である。同様に、孔２５は、取替部材２０のｙ方向の側面に設けられるが、この側面とは、取替部材２０の延在方向（ｘ方向）と直交し、かつ、図４に示すように、取替部材２０の一対の主面２０ａ、２０ｂの対向方向（ｚ方向）と直交する側方の位置にある面である。なお、溝１５及び孔２５が設けられる側方の位置は、必ずしも支持部材１０及び取替部材２０の延在方向（ｘ方向）と直交しなくてもよく、少なくとも交差して延在方向と異なる方向であればよい。
【００３０】
なお、本実施形態では、ｙ正方向側から単一のロックピン３０で固定する構成を例示したが、例えばｙ方向両側から２つのロックピンで固定する構成でもよい。この場合、取替部材２０のｙ負方向側にも孔２５と同様の孔が設けられる。
【００３１】
図２に加えて図６、図７を参照して、実施形態に係るロックピン３０の構成を説明する。図６は、ロックピン３０の分解斜視図である。図７は、ロックピン３０の組立斜視図である。
【００３２】
図２、図６、図７に示すように、ロックピン３０は、本体３１と、ブロック３２と、ボルト３３と、回動部３４とを有する。
【００３３】
本体３１は、例えばＪＩＳ規格に規定される機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼（たとえばＳ４５Ｃ、ＳＣＭ４３５のほか、同等量の炭素を含むＳＭｎ鋼、ＳＣｒ鋼、ＳＣＭ鋼、ＳＮＣＭ鋼など）、工具鋼、鋳鋼などの金属製であり、溝１５と孔２５とにより形成される一方向に延びる内部空間に嵌入可能な形状であり、長手方向を有する物体である。本体３１のｘ正方向側の一端部３７には、本体３１とは別部材の回動部３４が設けられる。回動部３４は、例えば硬質ゴムなどの弾性材料で形成され、ｚ軸とほぼ並行に設けられる回転軸３５の周りを回動可能に本体３１の一端部３７に取り付けられている。
【００３４】
なお、回動部３４を形成する弾性材料は、ショア硬さが４０〜９０程度のものが好ましく、ショア硬さが８０程度のものがより好ましい。
【００３５】
ブロック３２は、本体３１との対向面に本体３１側に突出する突起３６を有する。この突起３６は、回動部３４と接触する位置に設けられ、ボルト３３によってブロック３２が本体３１に密着して固定されたときに、突起３６が回動部３４を押圧して回動させるようになっている。ブロック３２、ボルト３３も、本体３１と同様に例えば機械構造用炭素鋼などの金属製である。なお、ツース１の支持部材１０や取替部材２０も、本体３１と同様に機械構造用炭素鋼などの金属製である。
【００３６】
本体３１の一端部３７には、本体３１の短手方向の厚みが薄く形成された凹部３７ａが設けられる。凹部３７ａは回転軸３５の方向（ｚ負方向）に凹んで形成されており、回動部３４はこの凹部３７ａに配置される。本体３１の凹部３７ａがある側の表面と、回動部３４の表面とは、ほぼ段差なく面一になっている。このように、回動部３４のｚ方向寸法に合わせて本体３１に凹部３７ａを設けることにより、回動部３４の設置によるロックピン３０のｚ方向寸法の増加を抑制している。
【００３７】
したがって、ｚ方向から視たときに、回動部３４は、本体３１の一端部３７と重畳し、ｙ方向から視たときには一端部３７と並列となる。図６に示すように、本体３１からブロック３２が離間している状態では、回動部３４と一端部３７のｘ正方向側の先端部分の位置はほぼ一致している。一方、図７に示すように、ブロック３２が本体３１に密着固定されて回動部３４が回動すると、回動部３４の先端位置が、一端部３７の先端位置よりｘ正方向側に突出するようになっている。
【００３８】
回動部３４のｘ方向またはｙ方向に面する周面のうち、本体３１からブロック３２が離間している状態のときにｘ正方向側の端面となる部分は、略円弧状の凸曲面３４ａが形成されている。同様に、本体３１の一端部３７も、凸曲面３４ａとほぼ同じ曲率の略円弧状の凸曲面で形成されている。
【００３９】
なお、回動部３４の回転軸３５は、本実施形態ではロックピン３０の長手方向と直交する方向（ｚ方向）に配置されるが、回転軸３５の軸方向はロックピン３０の長手方向と交差する方向であればよい。
【００４０】
図８〜図１０を参照して、ロックピン３０による取替部材２０の支持部材１０への固定構造を説明する。図８は、ロックピン３０の取り付け手順（ロック方法）の第１段階（解放状態）を示す図である。図９は、ロックピン３０の取り付け手順の第２段階（中間状態）を示す図である。図１０は、ロックピン３０の取り付け手順の第３段階（固定状態）を示す図である。図８〜図１０では、ツース１のｘ−ｙ平面に沿った断面図が、ロックピン３０の取り付け部分を拡大視して図示されている。
【００４１】
図８に示すように、支持部材１０に取替部材２０が組み付けられたときに、溝１５と孔２５とは、取替部材２０の側面に開口する内部空間Ａを形成する。この内部空間Ａは、孔２５から支持部材の先端側（ｘ正方向）へロックピン３０を挿入し、ロックピン３０の先端が最奥部（凹曲面１５ａ）に突き当たった状態で、ロックピン３０の先端を中心としてロックピン３０の本体３１を溝１５の方向に回動させることによって、ロックピン３０が嵌入されるよう形成される。つまり、内部空間Ａの最深部がピボット軸受のように機能して、ロックピン３０はピボットのように機能する。
【００４２】
このような内部空間Ａを形成するために、溝１５は、ｘ正方向側（ツース１の先端側）になるほど深さが増すように、底面１５ｂが傾斜状となるよう形成されている。溝１５のｘ正方向側の端部は、ｚ軸と平行な中心軸Ｃを中心とする略円弧状に形成される凹曲面１５ａである。溝１５の平面状の底面１５ｂは、溝１５のｘ負方向側端部から傾斜して凹曲面１５ａと連続的に接続されている。
【００４３】
溝１５の凹曲面１５ａは、ロックピン３０の回動部３４の凸曲面３４ａと略同一の曲率半径で形成されており、ロックピン３０の凸曲面３４ａが突き当たって嵌合した状態で、中心軸Ｃを回動中心としてロックピン３０を回動可能となっている。つまり、溝１５の凹曲面１５ａは、ロックピン３０の回動部３４の凸曲面３４ａを受ける軸受として機能する。
【００４４】
溝１５の底面１５ｂは、ロックピン３０の本体３１の底面部３８が密着できるように、本体３１の底面部３８とほぼ同じ寸法で形成されている。これにより、ロックピン３０の本体３１が溝１５の底面１５ｂの全域を塞ぐことができる。
【００４５】
ロックピン３０の取り付け手順の第１段階（解放状態）では、図８に示すように、ロックピン３０の本体３１が孔２５から支持部材１０の先端側に挿入され、ロックピン３０の回動部３４の凸曲面３４ａが溝１５の凹曲面１５ａに突き当たる。
【００４６】
次に、本体３１の他端部４０側の押圧面３９を溝１５の方向に押し込むと、回動部３４の凸曲面３４ａが溝１５の凹曲面１５ａに沿って中心軸Ｃを中心として（図８では反時計回り）に回動するので、ロックピン３０の本体３１は中心軸Ｃを回動中心として回動しながら、孔２５に進入していく。最終的に、図９に示すロックピン３０の取り付け手順の第２段階（中間状態）のように、本体３１は底面部３８が溝１５の底面１５ｂと当接する位置まで回動して、内部空間Ａに嵌入される。このとき、本体３１の基端側の他端部４０は、孔２５のｘ負方向側の内周面２６と当接する。これにより、ロックピン３０の本体３１が内部空間Ａと隙間なく嵌合し、溝１５と孔２５とを塞いだ状態となる。
【００４７】
次に、孔２５の外側からボルト３３により本体３１にブロック３２が組み付けられる。ブロック３２は、突起３６が本体３１の回動部３４と接触する状態で、ボルト３３がブロック３２の貫通孔４１を通って本体３１のネジ穴４２に螺合されることで、本体３１に固定される。
【００４８】
そして、図１０に示すように、ロックピン３０の取り付け手順の第３段階（固定状態）では、ブロック３２の底面が本体３１の上面と接触する位置までボルト３３がねじ込まれると、ｙ負方向に突出するブロック３２の突起３６が、ｙ正方向側を向き突起３６と対向する回動部３４の受け面３４ｂを押圧する。これにより、回動部３４が回転軸３５を回動中心として（図１０の例では反時計回り）に回動して、この結果、回動部３４の先端３４ｃが本体３１の一端部３７よりｘ正方向側に突出し、ロックピン３０の長手方向の全長が伸びる。
【００４９】
この結果、ロックピン３０の回動部３４の先端３４ｃが溝１５の壁面（凹曲面１５ａ）をｘ正方向側に押圧し、かつ、ロックピン３０の本体３１の基端側の他端部４０が孔２５の内周面２６をｘ負方向側に押圧する状態となる。すなわち、ロックピン３０によって、取替部材２０が基端側に押圧された状態となり、取替部材２０が支持部材１０に対して先端側に抜けないように固定された状態となる。
【００５０】
回動部３４の回転軸３５は、ロックピン３０を図８の第１段階から図９の第２段階に亘って凹曲面１５ａに沿って回動させる際の中心軸Ｃとはずれた位置に設けられる。このように回動部３４は中心軸Ｃに対して偏心することによって、ブロック３２により押圧されたときに先端３４ｃが本体３１より突き出るよう構成されている。なお、回動部３４はブロック３２の押圧に応じて突き出る構成であればよく、本実施形態の偏心とは異なる構成でもよい。例えば、回転軸３５が中心軸Ｃと同一位置でも、回動部３４のｚ方向視の形状を、回動によって回動部３４の一部が本体３１から突き出る形状にする構成でもよい。
【００５１】
図１０の固定状態からロックピン３０を取り外す手順は以下のとおりである。まず図１０の固定状態からボルト３３を緩めてブロック３２を本体３１から取り外して、図９の中間状態にする。次に、本体３１の他端部４０に孔２５から外に出る方向（図９の例では時計回り方向）に外力を加える。外力の付加は、作業員の手で行っても良いし、器具を用いてもよい。これにより、図９の中間状態から図８の解放状態までロックピン１３０を時計回りに回動させて、本体３１を孔２５から取り外し、図８の解放状態まで遷移させる。次いで、図８の開放状態からロックピン３０を他端部４０側に引っ張って、回動部３４を溝１５及び孔２５から抜き出し、ロックピン３０が内部空間Ａから取り外される。
【００５２】
本実施形態の作用、効果を説明する。本実施形態のロックピン３０は、金属製の本体３１と、弾性材料で形成され、本体３１の一端部３７にロックピン３０の長手方向と交差する回転軸３５まわりで回動可能に取り付けられ、回動によって一端部３７より先に突出可能な回動部３４と、本体３１に着脱可能に取り付けられるブロック３２と、を有する。ブロック３２は、本体３１に取り付けられたとき、突起３６が回動部３４を回動方向に押圧して本体３１に対して回動させる。
【００５３】
同様に、このロックピン３０を用いるツース１のロック構造は、ショベルのバケットに設けられる支持部材１０と、支持部材１０に脱着可能に取り付けられる取替部材２０と、支持部材１０と取替部材２０とを連結固定するロックピン３０と、を備え、ロックピン３０は、支持部材１０と取替部材２０とに取り付けられた状態で、長手方向が取替部材２０の脱着方向に沿って配置され、取替部材２０を支持部材１０の方向へ押圧する力を発生する。その結果、ロックピン３０の全長が伸長して、支持部材１０に対し取替部材２０を支持部材１０側に押圧するので、ロックピン３０が内部空間Ａに強固に嵌合され、取替部材２０が支持部材１０から抜け出すことを防止できる。
【００５４】
従来のツースへのロック部材の取付け構造では、ツースへのロック部材の嵌合・解除を行いやすくすべく、本体、弾性部材、モールドの三層構造となっている場合がある（例えば特許文献１参照）。ここで例えば大型ショベルへ適用する場合など、ツースが大型化する場合を考える。従来の三層構造では、変形しやすく摩耗しやすい弾性部材が、比較的硬い本体とモールドとの間に挟み込まれる構成であるので、取替部材２０に圧縮力が作用するとロック部材の三層構造の境界面にはせん断力が作用し、ロック部材が破断しやすい。したがって、特にツースが大型化するとロック部材の耐久性に改善の余地がある。
【００５５】
これに対して本実施形態では、取替部材２０に圧縮力が作用するとロックピン３０には圧縮力が作用するので、ロックピン３０が破断することはない。これにより、ロックピン３０による取替部材２０と支持部材１０との連結をより強固にできる。また、本実施形態のロックピン３０は、変形しやすく摩耗しやすい弾性材料で形成される回動部３４は、金属製の本体３１やブロック３２に挟み込まれる構成ではなく、本体３１の一端部３７に取り付けられて、ロックピン３０の取り付け対象であるツース１の支持部材１０に直接接触できる。この構成により、変形しやすく摩耗しやすい弾性材料で形成される回動部３４が本体３１とブロック３２に挟み込まれて劣化するのを抑制できるので、ロックピン３０の耐久性を向上できる。
【００５６】
また、本実施形態のロックピン３０では、ブロック３２を本体３１に取り付けることによって回動部３４が回動することで、ロックピン３０の全長を伸ばすことができるので、ロックピン３０の内部空間Ａへの固定を簡易に強固にすることができる。
【００５７】
また、本実施形態のロックピン３０では、本体３１の一端３７には、回転軸３５の方向（ｚ方向）に凹部３７ａが設けられ、回動部３４は、凹部３７ａに配置される。この構成により、回動部３４の設置によるロックピン３０のｚ方向寸法の増加を抑制できる。また、弾性材料の回動部３４の大部分が、金属製の本体３１の一端部３７と並列配置されるので、ロックピン３０の長手方向で弾性材料のみとなる部分を縮小でき、これによりロックピン３０の長手方向の耐久性を向上できる。
【００５８】
また、本実施形態のロックピン３０では、回動部３４は略円弧状の凸曲面３４ａを有する。回動部３４は凸曲面３４ａの中心軸に対して偏心して設けられる。この構成により、回動部３４を回動させたときに回動部３４の先端３４ｃを本体３１から突出させることができ、ロックピン３０の全長を容易に伸ばすことができる。
【００５９】
また、本実施形態のツース１は、ショベルのバケットに設けられる支持部材１０と、支持部材１０の先端の凸部１１が挿入される凹部２１が基端に設けられ、所定方向（ｘ方向）に突出して延在する取替部材２０と、取替部材２０の延在方向と交差する側方（ｙ方向）の位置にて支持部材１０に設けられる溝１５と、側方の位置にて取替部材２０に設けられ、取替部材２０が支持部材１０に嵌合した状態において溝１５の一部が露出するよう配置される孔２５と、孔２５及び溝１５により形成される内部空間Ａに嵌入され、取替部材２０と支持部材１０とを連結固定する、上記のロックピン３０と、を備える。ロックピン３０は、内部空間Ａに嵌入された状態では、その長手方向が取替部材２０の延在方向に沿って配置され、支持部材１０の溝１５を長手方向の一方側（先端側）に押圧し、取替部材２０の孔２５の内周面２６を長手方向の他方側（基端側）に押圧する。
【００６０】
この構成により、ロックピン３０の長手方向が取替部材２０の脱着方向に沿う状態でロックピン３０が内部空間Ａに嵌合されて、取替部材２０と支持部材１０とを連結固定するので、取替部材２０が支持部材１０に対して先端側に抜けるのをより強固に抑制できる。
【００６１】
また、本実施形態のツース１では、孔２５及び溝１５により形成される内部空間Ａは、孔２５から支持部材１０の先端側へロックピン３０を挿入し、ロックピン３０の先端が最奥部に突き当たった状態で、その先端を中心としてロックピン３０の本体３１を溝１５の方向に回動させることによって、ロックピン３０が嵌入されるよう形成される。
【００６２】
この構成により、ロックピン３０は内部空間Ａの最奥まで挿入して突き当て、その後に溝１５側に倒して内部空間Ａに嵌合されるので、ロックピン３０は支持部材１０の先端側の一方向にしか挿入できず、逆方向に挿入するなどの入れ間違いなど、ロックピン３０の誤取付を防止できる。また、摩耗や劣化が早い弾性材料で形成される回動部３４が内部空間Ａの最奥に配置され、ロックピン３０の外部に露出する部分は金属製の部品となるので、ロックピン３０の劣化も抑制できる。
【００６３】
また、本実施形態のツース１では、ロックピン３０の本体３１は、溝１５の底面１５ｂの全域を塞ぐ形状で形成される。これにより、ロックピン３０と溝１５や孔２５との隙間に異物が進入することを防止できるので、進入した異物によってロックピン３０が摩耗するのを防止できる。また、ロックピン３０と内部空間Ａとの隙間に異物が入らないことによって、ロックピン３０を内部空間Ａから取り外しやすくできる。
【００６４】
また、本実施形態のツース１では、ロックピン３０は、回動部３４が孔２５から外部に露出しないように内部空間Ａに嵌合される。これにより、変形しやすく摩耗しやすい弾性材料で形成される回動部３４が、外部に露出しないように保護できるので、ロックピン３０の劣化を抑制できる。
【００６５】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【００６６】
上記実施形態では、内部空間Ａは、孔２５から支持部材の先端側（ｘ正方向）へロックピン３０を挿入して回動させることで、ロックピン３０を嵌入する構成を例示したが、ロックピン３０の挿入方向が一方向であればよく、上記実施形態とは反対に、孔２５から支持部材の基端側（ｘ負方向）へロックピン３０を挿入して回動させる構成でもよい。
【００６７】
上記実施形態では、アタッチメントの一例としてショベルのバケットに取り付けるツース１を例示したが、アタッチメントはツース１以外の物でもよいし、アタッチメントの取り付け対象は、例えば耕運機の爪の取り付け構造など、バケット以外の物に取り付ける構成でもよい。
【００６８】
上記実施形態では、ロックピン３０の回動部３４は、その全体が弾性材料で形成される構成を例示したが、少なくとも溝１５の凹曲面１５ａと接触する部分が弾性材料で形成できればよく、他の部分は本体３１など同様に金属材料で形成する構成でもよい。
【００６９】
上記実施形態では、ロックピン３０の回動部３４が弾性材料で形成される構成を例示したが、回動部３４は溝１５の凹曲面１５ａを押圧する力を発生できればよく、弾性材料以外の弾性体で形成されてもよい。弾性体の回動部３４としては、例えば、回動部３４の溝１５の凹曲面１５ａと接触する部分を板ばね等のばねで形成する構成が挙げられる。
【００７０】
図１１〜図１４を参照して、回動部を板ばねで構成する変形例を説明する。図１１は、実施形態の変形例に係るロックピン１３０の本体３１の斜視図である。図１２は、実施形態の変形例に係るロックピン１３０の本体３１にブロック３２を組み付けた状態の斜視図である。図１３は、実施形態の変形例に係るロックピン１３０の本体３１の平面図である。図１４は、実施形態の変形例に係るロックピン１３０の本体３１にブロック３２を組み付けた状態の平面図である。
【００７１】
ロックピン１３０は、本体３１と、ブロック３２と、ボルト３３と、回動部１３４とを有する。本体３１、ブロック３２、ボルト３３は、上記実施形態のロックピン３０のものと同様の構成であるので説明を省略する。ロックピン１３０は、例えばばね鋼などの金属製である。
【００７２】
回動部１３４は、実施形態の回動部３４と同様に、ｚ軸とほぼ並行に設けられる回転軸３５の周りを回動可能に、本体３１の一端部３７の凹部３７ａに取り付けられている。回動部１３４は、基部１３５と、板ばね部１３６と、受け部１３７とを有する。
【００７３】
基部１３５は、略円柱状の部材であり、円柱形状の軸線方向に沿って回転軸３５が設けられている。板ばね部１３６と受け部１３７は板状部材であり、共に基部１３５の円柱形状の外周面１３５ａから外側に突出するように形成されている。
【００７４】
板ばね部１３６は、ｚ軸と平行な軸を曲率中心として、基部１３５側の基端から先端まで外側に凸形状となるよう湾曲しており、外側に向く凸形状の主面は、本体３１の一端部３７のｘ正方向側の端面と同様に、略円弧状の凸曲面１３４ａとなっている。板ばね部１３６は、凸曲面１３４ａが本体３１の一端部３７のｘ正方向側の端面と同方向と向くように、基部１３５よりもｘ正方向側に配置される。板ばね部１３６は、凸曲面１３４ａに外力を受けると、基部１３５側の基端を中心として弾性変形し、本実施形態ではこの弾性変形によってｘ正方向側に弾性力を発揮する。
【００７５】
受け部１３７は、回転軸３５を挟んで板ばね部１３６のほぼ反対側に配置されている。受け部１３７は、実施形態の受け面３４ｂと同様に、ブロック３２が本体３１に組み付けられたときに、ブロック３２の突起３６によりｙ負方向側に押圧される。受け部１３７が受ける押圧力によって、回動部１３４は回転軸３５を中心として回動する。
【００７６】
ロックピン１３０の支持部材１０及び取替部材２０への取り付け手順は、基本的には図８〜図１０を参照して説明したロックピン３０の手順と同様である。図８に示した第１段階、及び、図９に示した第２段階では、ロックピン１３０は図１１、図１３に示すように、回動部１３４の凸曲面１３４ａが本体３１の一端部３７からｘ正方向側に突出しない状態で、支持部材１０の溝１５と、取替部材２０の孔２５とに嵌合される。
【００７７】
図１０に示した第３段階では、図１２、図１４に示すように、ブロック３２が本体３１に組み付けられると、ｙ負方向に突出するブロック３２の突起３６が、突起３６と対向する回動部１３４の受け部１３７を押圧する。これにより、回動部１３４が回転軸３５を回動中心として（図１２、図１４の例では反時計回り）に回動して、この結果、回動部１３４の板ばね部１３６が本体３１の一端部３７よりｘ正方向側に突出し、ロックピン１３０の長手方向の全長が伸びる。これにより、ロックピン１３０の回動部１３４の板ばね部１３６は、図１０に示した溝１５の壁面（凹曲面１５ａ）から受ける反力によって弾性変形し、反力に抗するようにｘ正方向側に弾性力を発揮する。
【００７８】
この結果、ロックピン１３０の回動部１３４の板ばね部１３６が、溝１５の壁面（凹曲面１５ａ）をｘ正方向側に押圧し、かつ、ロックピン１３０の本体３１の基端側の他端部４０が孔２５の内周面２６をｘ負方向側に押圧する状態となる。すなわち、ロックピン１３０によって、取替部材２０が基端側に押圧された状態となり、取替部材２０が支持部材１０に対して先端側に抜けないように固定された状態となる。
【符号の説明】
【００７９】
１    ツース（アタッチメント）
１０    支持部材
１１    凸部
１１ａ、１１ｂ  主面
１２ａ、１２ｂ    第１支持面
１３ａ、１３ｂ    第２支持面
１４    凹状部
１５    溝
１５ａ    凹曲面
１５ｂ    底面
２０    取替部材
２０ａ、２０ｂ    主面
２１    凹部
２２ａ、２２ｂ    第１曲面
２３ａ、２３ｂ    第２曲面
２４    耳部
２５    孔
２６    孔の内周面
３０、１３０    ロックピン
３１    本体
３２    ブロック
３３    ボルト
３４、１３４    回動部
３４ａ    凸曲面
３５    回転軸
３６    ブロックの突起
３７    本体の一端部
３７ａ    凹部
Ａ    内部空間
【図１】
2020114966.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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