(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工事用マシン（１）と接続し、第一流体連結手段（12,14;12a,14a）を有する第一連結部（３）と、工事用具と接続し第二流体連結手段（18,19;18a,19a）を有する第二連結部（４）とを具備し、第一連結部（３）は第一流体連結手段（12,14;12a,14a）を操作して前記第二流体連結手段（18,19;18a,19a）と接続させる駆動手段（10,24,24a）を有する連結構造において、第二流体連結手段（18,19;18a,19a）が操作方向に移動可能であり、駆動手段（10,24,24a）が、一方では第一流体連結手段（12,14;12a,14a）を移動させて第二流体連結手段（18,19;18a,19a）と接触させ、また他方では前記第一流体連結手段（12,14;12a,14a）を介して前記第二流体連結手段（18,19,18a,19a）を当接手段（6,6a）に当接させるに十分なストロークを有し、該構造が前記操作方向と反対の付勢力を前記第二流体連結手段（18,19,18a,19a）に与える作用をするバネ手段を少なくとも一つ備えていることを特徴とする連結構造。
【請求項２】
請求項１に記載の連結構造において、前記流体連結手段（12,14;12a,14a,18,19;18a,19a）がそれぞれ、複数の流体連結部材（14,14a;19,19a）を含んでおり、流体連結部材はそれぞれ管路に接続されていることを特徴とする連結構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の連結構造において、バネ装置（20,20a）が機械的圧縮バネ装置であることを特徴とする連結構造。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の連結構造において、第一流体連結手段（12,14;12a,14a）が少なくとも一つの連結アーム（12;12a）を含んでおり、そのアームの上に第一流体連結部材（14;14a）が配置されると共にそのアームに前記駆動手段（10,24;24a）が接続されていることを特徴とする連結構造。
【請求項５】
請求項４に記載の連結構造において、連結アーム（12;12a）が、前記第一連結部（３）を前記第二連結部（４）に係止する為のロック手段（13;13a）を含んでいることを特徴とする連結構造。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の連結構造において、前記第二流体連結手段（18,19;18a,19a）が少なくとも一つの連結ブロック（18,18a）を含み、その連結ブロックの上に第二流体連結部材（19,19a）が配置されると共に、そのブロックに前記バネ装置（20,20a）が設けられていることを特徴とする連結構造。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の連結構造において、前記第二流体連結手段（18,19;18a,19a）が前記当接手段（6;6a）に停止させられるまで20〜50mmの距離を移動できることを特徴とする連結構造。
【請求項８】
請求項７に記載の連結構造において、前記距離が30〜40mmであることを特徴とする連結構造。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の連結構造において、前記第一及び第二連結部（3,4）が、前記連結部が連結される際の為に操作移動方向に少しの距離だけ離隔する第一枠手段（5,6;5a,6a）及び第二枠手段（16,16a）を含み；前記第二流体接続手段（18,19;18a,19a）が前記第一枠手段（6;6a）から、操作移動方向に見て前記の少しの距離よりも長い距離だけ離隔するように構成されていることを特徴とする連結構造。
【請求項１０】
請求項１〜５の何れかに記載の連結構造において、前記駆動手段（10,24,24a）が液圧式ピストン（24,24a）を含むことを特徴とする連結構造。
【請求項１１】
請求項１〜10の何れかに記載の連結構造において、少なくとも第一流体連結手段（12,14;12a,14a）か第二流体連結手段（18,19;18a,19a）のどちらかがガイド（15;28,29）に案内されることを特徴とする連結構造。
【請求項１２】
請求項１〜８の何れかに記載の連結構造において、前記連結手段は全て対であって、連結部（3,4）の対称面に対して左右対称関係に構成され、前記操作移動は前記対称面から両方向外方に向かっての移動であることを特徴とする連結構造。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の前提部分に定義される種類の連結装置に関する。この種の工事用具、例えば所謂コンビバケット等は通常、工事用マシンの操縦室から工事用具を連結できるように設計された連結構造を介して、工事用マシンに連結されるように設計されている為、操縦者は操縦室から降りて手作業で工事用具を連結しなくで済む。工事用具は通常、圧力流体、一般的には油圧油を介して操縦される。つまり工事用具において、機械的連結だけでなく、油圧油の管路も連結しなければならない。手作業に頼らないで、工事用具の機械的接続と油圧接続が短時間に行なえる連結装置が、例えば、SE−443437、SE−467742、SE−463319に開示されている。
工事用具を工事用マシンに機械的連結する場合、用具側とマシン側のそれぞれの連結装置を互いに係合させる。工事用具の連結を容易にする為に約20mmと比較的大きなクリアランスを必要とする。油圧連結部を自動的に短時間で連結する場合、このような大きなクリアランスは許容できないので、このようなクリアランスは除去するか、少なくとも何かしらの方法で制限しなければならない。この問題の一つの解決法は、連結部の一方にガイドショルダを溶接することである。しかしこの解決法では、操縦者が極めて高い精度で両連結部の位置決めを行なわなければならないので、工事用具を短時間で連結することは困難である。
以上の問題に鑑み、本発明は、連結部が互いに対向配位される箇所の高度な機械的精度を要求すること無く、作動液連結部を有効且つ確実に相互連結する事を可能にする連結構造を提供する事を目的とする。
本目的は、請求項１の前提部分に定義される種類の連結構造により本発明に従って達成されるが、上記請求項の特徴記載部分に記載される特殊な特徴を有する。
工事用具側の連結部の流体連結装置は、連結方向に対して弾性反発するので、バネに負荷がかかっていない時において上記連結装置は、上記連結装置を機械的に連結する際には、約20mmのクリアランスがあっても、マシン側の機械連結部が工事用具側の流体連結部に衝突する恐れの無い位置に配位される。油圧系の連結に関連して、工事用具側の流体連結装置は、操作移動によりスプリングの付勢力に抗して適正な位置に移動させられる。この移動の際に、工事用具側流体連結装置は上記の配位の状態で押し動かされ、マシン側の連結部の表面に当接する。これにより、操縦者がマシン操縦室から出る必要も無く、迅速で確実な機械連結及び油圧連結が保証される。
また、弾性反発の、スプリング付勢された油圧連結構造が知られている。例えば米国特許公報US−3,750,703に、一方の連結部が弾性的に取り付けられた油圧連結構造が開示されている。この連結部は、各連結部材の互いの位置が一致しなかった場合の補償の為、連結方向と直角方向にのみ弾性反発する。また、国際出願WO90/10544に、一方の連結部が連結方向に弾性反発する油圧式連結構造が記載されている。この構造の唯一の目的は、滑らかな連結動作を実現する事である。この構造では、弾性可能に取り付けられた連結部材が、別個の第一の位置から第二の位置へ直接移動することはできない。
機械的なスプリング又は好適には圧縮ばねで弾性が得られると、簡単且つ有効な実施例が得られる。
弾性移動或は付勢移動の最適な距離は、20−50mm、好ましくは30−40mmの範囲である。
本発明の好適な実施例において、本発明は連結構造に適用され、その構造を以て、上記連結を実行する際にマシン側の連結部の油圧連結接続部が、工事用具側の連結部の内側に向いた各接続部に対して直接対向する位置に配され、その内向する各接続部に向かって外方に移動する。
別の実施例において、一方又は両方の連結部の油圧連結接続部は、ガイドバーに沿って移動可能である。
本発明の上記の好適な実施例及びその他の好適な実施例は、以下の従属請求項を読むことで明らかになろう。
好適な実施例及び添付図を参照して、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される工事用マシンの側面図である。
図２は、連結されていない状態のマシン側と用具側の連結部の斜視図である。
図３は、図２に対応し、上記連結部の機械的連結を開始した段階を示す斜視図である。
図４は、図２及び３に示す装置を反対側から見た斜視図であって、連結装置は互いに連結されているがまだロックされていない状態であり又、油圧連結がなされていない状態を示す。
図５は、図４に対応し、連結装置がロックされると共に油圧連結がなされている状態を示す斜視図である。
図６は、図４に示す位置にある連結装置の概略側面図である。
図７は、図６に対応し、連結装置が図５に示される位置にある状態を示す概略側面図である。
図１に示す工事用マシン１には、工事用具として油圧式コンビバケット２が連結されている。バケットは、マシンの操縦室から油圧を介して操縦される。工事用具２の連結及び分離も、操縦室から行われる。その他の図は、工事用具２をマシン１のアームに連結する方法を示す。
本発明を分かりやすくする為に、マシン側の連結部３及び用具側の連結部４の要部を図２に示す。マシン側連結部３は、二つの側方部材を有し、各側方部材は外板部5,5aと内板部6,6aを離隔して設け、その間隙の上部に係合ピン7,7aを備える。二つの側方部材は、上部支材８及び上記側方部材の底部に取り付けられた接続部材９により相互接続される。接続部材９には、油圧管路11を介してマシンの操縦室から操作される複動油圧シリンダ10が取り付けられる。油圧シリンダ10は、それぞれのピストンロッド24,24aの媒体を介して各方向の連結アーム12,12aと接続される。（尚、図示の為、同図右側の連結アーム12は、実際の位置から側方にずらせてあり、実際は内板部６の影に隠れる位置にある。）各連結アーム12,12aには、ロックプランジャ13,13a及び油圧連結部材14,14aが取り付けられ、連結アーム12,12aはガイドウェイによりコントロールされる。これらの構成要素については、後に詳しく説明する。油圧管路15,15aは、油圧連結部材14,14aまで延びる。
工事用具側連結部４の各側部には、グリップアーム16,16aが設けられ、アームはそれぞれその上端部にフック17を有する。グリップアーム16,16aの間には、一対のガイドレール28,29が架け渡されており、それに各グリップアーム16,16aに隣接してブロック18,18aが移動可能に設けられると共に、油圧連結部材19,19aがそれらの連結ブロック上に取り付けられている。圧縮バネ20,20aはそれぞれ、連結ブロック連結18,18aとグリップアーム16,16aの間に配される。（これらの圧縮バネのうち、同図の左側の圧縮バネは連結ブロックの後に隠れている。）
図３は、上記の連結部を連結する際に、工事用具側の連結部の各グリップアーム16,16aのフック17,17aがそれぞれマシン側の連結部の側方部材の係合ピン7,7aと係合する様子を説明する。マシン側連結部３は、図示された位置から矢示方向に工事用具側連結部に向かって回動して連結位置に来る。この時、工事用具が係止できる状態にあり、油圧系が接続される。実際に操縦室から図３に示す連結部の連結を可能にするには、マシン側の連結部の各一対の板部の間の間隔を、フック17,17aの厚みよりも大きくする必要がある。従って、約10−20mmのクリアランスを許容しなければならない。
図４に、上記連結部が図３の位置から回動して、この二つが強固に係止され油圧系が接続した後の二つの連結部の一部の詳細な状態を表す。同図は、これらの構成要素を別の方向、つまり図２及び３の後方から見た状態を表す。
グリップアーム16は、その下部が、マシン側連結部の外板部５と内板部６との間に突き出ている状態にある。この状態において、グリップアーム16の孔21は、内板部と外板部にそれぞれ設けられた孔22,23に対向する。ロックプランジャ13は、内板部６の孔22を貫通する。工事用具側連結部のガイド28,29は、内板部６に接触しない位置にある。押さえバネ20は、ガイドに移動可能に取り付けられて油圧連結部材19を取り付けた連結ブロック18をグリップアーム16から十分に離れた位置に維持して、図３で説明した連結の為の移動の際に内板が連結ブロックにぶつからないようにすると共に連結ブロックから安全な距離を空けておくようにする。
連結アーム12は、油圧管路15に接続された油圧連結部材14（同図では連結アームの陰に隠れる）が取り付けられており、ロックプランジャ13はガイドウェイ（図４では隠れた位置にある）に沿って移動可能であり、油圧シリンダから突出し、連結アーム12と接続したピストンロッド24を介して操作される。
上記の連結部を連結する場合、油圧シリンダ10を始動させてピストンロッド24を外方に押圧し、連結アーム12を矢示方向に移動させる。これに伴ってロックプランジャ13がグリップアーム16の孔21及び外板部５の孔（同図では隠れた位置にある）に押し込まれ、これにより工事用具側連結部がマシン側連結部に機械的に連結される。これと同時に、油圧連結部材14が連結ブロック18上の対応する油圧連結部材19に向かって移動し、互いに係合しあう。これらの連結部材は、はめ込み型のもので、図示された実施例においては雌型部材はマシン側連結部に配置される。油圧連結部材が相互接続すると、ピストンロッド24が更に移動することにより、連結アーム12が圧縮バネ20の反発力に抗して連結ブロック18を前方に押動する。内板部６は、連結の為の移動を終らせる為に連結ブロック18に対する当接面を成し、これにより油圧系接続部が係合される。この状態を図５に示す。同図において、連結ブロック18と内板部６との当接は、０に減少した間隔Ａで表される。
図６及び７は、上述した構造の機能をより明確に説明する為に、図４及び５に示す状態を簡略化して表す。即ち図６は、接続部を連結する前であって、ピストンロッド24が、油圧シリンダ10内部に後退することにより、連結アーム12が後退位置に保持されてロックプランジャ13が内板部の孔に挿通する一方、油圧連結部材14が工事用具側連結部の油圧連結部材19に対応して非接触の状態で対向する様子を表す。
図７において、シリンダ10には圧力が加えられており、従ってピストンロッドは同図の左側に延びる。この時、連結アーム12はピストンロッド24に連結し、ロックプランジャ13をグリップアーム16の孔と外板部５の孔に挿通することにより上記グリップアームを強固に係止する一方、油圧連結部材14も移動させて油圧連結部材19に連結係合させ、連結ブロックが内板部６に当接するまで係合状態の連結部材を移動させる。
図６及び７では更に、連結アームを案内し、他の図では見えない位置にあるガイド25を示す。
【図１】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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