(57)【要約】【課題】建設機械において、簡単な構造で、作業者が運転席から離れることなく、作業機アタッチメントの着脱を行うことのできる連結装置を提供する。【解決手段】連結装置を、作業機本体と作業機アタッチメントとを引掛けて固定する引掛部と、作業機本体側に設けられ作業機アタッチメント側の係合孔に進退可能な係合ピンと、前記係合ピンの前記係合孔への進退動作を行うためのリンク機構と、運転席に設けられる操作具と、前記リンク機構と前記操作具とを接続するプッシュプルケーブル、とを有するものとした。【選択図】        図４
2004324297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の作業機本体に作業機アタッチメントを着脱自在に連結する作業機アタッチメントの装置であって、
作業機本体と作業機アタッチメントとを引掛けて固定する引掛部と、
作業機本体側に設けられ作業機アタッチメント側の係合孔に進退可能な係合ピンと、
前記係合ピンの前記係合孔への進退動作を行うためのリンク機構と、
運転席に設けられる操作具と、
前記リンク機構と前記操作具とを接続するプッシュプルケーブル
とを有することを特長とする作業機アタッチメントの連結装置。
【請求項２】
前記リンク機構は、係合ピンの動きを、作業機側方より見て引掛部と係合ピンとを結ぶ線とほぼ平行な回転軸まわりの回転運動に変換するリンク機構であることを特徴とする請求項１に記載の作業機アタッチメントの連結装置。
【請求項３】
前記係合ピンの係合側から解放側への操作具の動きをロックするロック手段を設けるともに、前記ロックを解除する解除手段を操作具本体または操作具近傍に設けたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の作業機アタッチメントの連結装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイールローダなどの建設機械におけるバケット等の作業機アタッチメントを作業機本体に着脱自在に連結する作業機アタッチメントの連結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械では、作業内容に応じて作業機アタッチメントを交換したいとの要求から、作業機アタッチメントを作業機本体に着脱自在に連結する構造がとられることが多い。このような構造として、従来、作業機本体に設けた引掛部を作業機アタッチメントに引っ掛け、引掛部の下部に配置される係合ピンを係合孔に挿入することによって連結するものがよく用いられている。このようなものの中には、係合ピンを作業者が直接係合孔に挿入して固定する構造の他、作業機側に設けた操作レバーを用いてリンク機構を介して係合ピンを動かすようにしたものが多い（例えば、特許文献１参照。）。また、係合ピンを油圧アクチュエータを用いて動かすものとし、作業者が運転席から降りることなく運転席内からの操作により作業機アタッチメントの脱着を行えるようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実公平６−１９６４８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０７３８１号公報（第４〜５頁、図２〜図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に示されるような、作業機側に設けられた操作レバーを作業者が直接操作して作業機アタッチメントの着脱を行うものや、直接係合ピンを着脱することにより作業機アタッチメントの着脱を行うものでは、着脱の際作業者がいちいち運転席から降りて操作する必要があり、作業が煩雑なものとなっていた。
【０００５】
一方、特許文献２の図４、図５などに示されるような、油圧アクチュエータにより係合ピンを動かしてアタッチメントの着脱を行う構造とすれば、着脱作業の際作業者が運転席から降りる必要はなくなるが、専用の油圧アクチュエータ及びこれを作動させる作動回路が必要となる。このようにアタッチメントの交換の際にしか用いられない専用の油圧アクチュエータおよび作動回路を設けることは、構造的にも複雑であるほか、コスト面でも不利益である。
【０００６】
したがってより簡単な構造で、作業者が運転席から離れることなく、作業機アタッチメントの着脱を行うことのできる連結装置が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、専用の油圧アクチュエータ等を用いない簡単な構造で、作業者が運転席から離れずに作業機アタッチメントを着脱することのできる作業機アタッチメントの連結装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を達成するため、本発明による作業機アタッチメントの連結装置は、作業機本体と作業機アタッチメントとを引掛けて固定する引掛部と、
作業機本体側に設けられ作業機アタッチメント側の係合孔に進退可能な係合ピンと、
前記係合ピンの前記係合孔への進退動作を行うためのリンク機構と、
運転席に設けられる操作具と、
前記リンク機構と前記操作具とを接続するプッシュプルケーブル
とを有することを特長とするものである。
【０００９】
本発明によれば、作業機本体と作業機アタッチメントとは引掛部と係合ピンにより連結される。係合ピンはリンク機構により係合孔に進退可能であり、リンク機構はプッシュプルケーブルを介して運転席側の操作具を用いて操作される。したがって、作業者は運転席から離れることなく作業機アタッチメントの着脱をおこなうことができる。また、アタッチメント着脱のための専用の油圧アクチュエータを設ける必要が無く、構造が簡単であるため、装置の製造コストも安くなる。
【００１０】
本発明においては、前記リンク機構を、作業機側方より見て引掛部と係合ピンとを結ぶ線とほぼ平行な回転軸まわりの回転運動に変換するリンク機構とするのが望ましい。
【００１１】
このような構造とすることにより、プッシュプルケーブルを、作業機本体側から作業機アタッチメントに向かって急な角度で折り曲げることなく緩やかな曲げ半径で取りまわすことができる。
【００１２】
本発明においてはまた、前記係合ピンの係合側から解放側への操作具の動きをロックするロック手段を設けるともに、前記ロックを解除する解除手段を操作具本体または操作具近傍に設けることが好ましい。
【００１３】
ロック手段を設けることにより、作業者が意図しない時に操作具が誤って動いてしまうことが防止でき、予期せず作業機アタッチメントが作業機本体から外れるというおそれを回避することができる。また、ロック手段を操作具本体または操作具近傍に設けることにより、ロックの解除も運転席から離れずに行うことができるため、アタッチメント着脱の際の作業性を損なうことが無い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をホイールローダに適用した場合の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るホイールローダの作業機まわりの構成を示す図である。図２（ａ）は作業機アタッチメントと作業機本体との連結部の拡大図であり、図２（ｂ）は作業機アタッチメントを作業機本体から取り外した状態を示す図である。図３は図２（ａ）のＡ矢視を示す図であり、図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。図５は、図３、図４におけるリンク機構のアーム回転軸の向きを変えた場合の例を示す図であって、図４に対応する方向から見た図である。
【００１６】
図１において、本実施形態が適用されるホイールローダは、車両本体１と、その前部に取りつけられた作業機本体２、作業機本体２に着脱可能に連結される作業機アタッチメントとしてのバケット３を備える。車両本体１の前部には運転席１２が設けられる。車両本体１の運転席１２よりもさらに前方には作業機支持ブラケット１１が左右１対設けられる。左右の各作業機支持ブラケット１１にはブーム４の構成要素としての右側ブーム４Ｒと左側ブーム４Ｌが、それぞれピンにより上下方向揺動自在に連結される。右側ブーム４Ｒと左側ブーム４Ｌとは、間隔を隔てて長手方向中央付近で結合部材（図示省略）により結合され、一体の部品（ブーム４）を構成している。右側ブーム４Ｒと左側ブーム４Ｌの長手方向中間付近下部には、それぞれリフトシリンダ１０のロッドがピンにより連結し、リフトシリンダ１０のチューブ側基端部は作業機支持ブラケット１１のブーム４の取付部よりも下方にピンにより連結される。このリフトシリンダ１０の伸縮によりブーム４の上下動が行われる。ブーム４の先端部には、作業機アタッチメントの取付部であるマルチカプラ５が設けられ、マルチカプラ５を介してバケット３が着脱自在に取り付けられる。
【００１７】
右側ブーム４Ｒと左側ブーム４Ｌとを結合する前記結合部材には支持部材８が設けられ、支持部材８を介してベルクランク６がブーム４に対し揺動自在に支持される。車両本体１にはバケットシリンダ支持部１４が設けられ、べルクランク６の上端部とバケットシリンダ支持部１４との間にはバケットシリンダ９が設けられる。ベルクランク６の下端部は、バケットリンク７により、マルチカプラ５の前記ブーム４への取付部よりも上方でピン結合される。したがって、ベルクランク６、ブーム４、バケットリンク７、及びマルチカプラ５とによりリンクが形成され、バケットシリンダ９の伸縮により、マルチカプラ５のブーム４に対する角度が変わり、マルチカプラ５に連結されたバケット３はチルトしたりダンプしたりする。
【００１８】
図２〜図４により、バケット３と、作業機本体２の構成要素としてのマルチカプラ５との連結構造を説明する。図３に示されるように、マルチカプラ５は、縦長の１対の中央部フレーム２１，２１と、縦長の１対の右側部フレーム２２Ｒ，２２Ｒと、縦長の１対の左側部フレーム２２Ｌ，２２Ｌとを有し、それらの上端部どうし、下端部どうしがビーム２４，２４と溶接により結合されて一体の構造物を形成している。１対の中央部フレーム２１，２１は、長手方向中央付近にバケットリンク７を回動自在に挟みこんで軸支する。１対の右側部フレーム２２Ｒ，２２Ｒは、下端部に右側ブーム４Ｒを回動自在に挟みこんで軸支し、同様に、１対の左側部フレーム２２Ｌ，２２Ｌは、下端部に左側のブーム４Ｌを回動自在に挟みこんで軸支する。また、一対の左側部フレーム２２Ｌ，２２Ｌの間には、後述するバケット３のフック３６を引掛けるためのフック係止部２９を設けている。一対の右側部フレーム２２Ｒ，２２Ｒの間にも同様にフック係止部２９を設けている。
【００１９】
左右の各側部フレーム２２の長手方向中央よりやや下方には、バケット３の幅方向に沿って係合ピン２５を進退自在に支持するボス２６が溶接され、一対の左側部フレーム２２Ｌ，２２Ｌと、一対の右側部フレーム２２Ｒ，２２Ｒには、それぞれ、係合ピン２５が貫通可能な挿通孔が設けられる。また、中央部フレーム２１にもボス２７を設けて挿通孔が形成されており、左右の各係合ピン２５は、その両端部を中央部フレーム２１のボス２７と側部フレーム２２のボス２６とにより摺動自在に支持される。左右の各係合ピン２５には、係合ピン２５を押し引きするためのロッド２８が溶接される。左右の各ロッド２８は、いずれも各係合ピン２５の長手方向中央付近の上部に溶接される。左側の係合ピン２５Ｌに設けられるロッド２８Ｌは、クランク状に形成され、係合ピン２５Ｌを左側部フレーム２２Ｌに挿入した状態で、左側部フレーム２２Ｌと干渉しない位置まで、その上部が左方に寄せた形状となっている。これは、ロッド２８Ｌの上部と中央部フレーム２１との間の空間を広く取り、そこに後述する係合ピン進退用のリンク機構３０を配置するためである。なお、右側にはリンク機構を設ける必要がないため、右側のロッド２８Ｒはクランク状ではなく真直ぐな棒状としている。
【００２０】
左側部フレーム２２Ｌと中央部フレーム２１の間で左側係合ピン２５Ｌの上方には、リンク機構３０が設けられる。リンク機構３０は、マルチカプラ５の側方より見てフック係止部２９と係合ピン２５とを結ぶ線（図２（ｂ）の線Ｌ）とほぼ平行な回転軸（図３のＣ）を中心として回転自在なアーム３１と、アーム３１の両端部と左右の各ロッド２８の上端部とを連結するリンクロッド３２Ｌ，３２Ｒとを有する。アーム３１は、左側部フレーム２２Ｌと中央部フレーム２１により支持されるブラケット３３により回転自在に支持される。なお、中央部フレーム２１には、右側のリンクロッド３２Ｒが通る穴３４が設けられており、この穴３４は、リンクロッド３２Ｒがリンク動作しても干渉しない程度の大きさとなっている（図４参照）。この構造により、左右の各係合ピン２５Ｌ，２５Ｒは、アーム３１を回転させることにより摺動する。
【００２１】
バケット３の背面には、マルチカプラ５の左右両側の係止部材であるフック係止部２９，２９と位置を合わせて、縦長の係合ブラケット３５が溶接される。すなわち、バケット３をマルチカプラ５に装着した状態で、左側の係合ブラケット３５Ｌは２枚の左側部フレーム２２Ｌ，２２Ｌの間に、右側の係合ブラケット３５Ｒは２枚の右側部フレーム２２Ｒ，２２Ｒの間に位置するよう配置される。係合ブラケット３５の上部には下側が解放するＵ字状のフック３６が形成され、前述のマルチカプラ５のフック係止部２９とともに引掛部を構成している。また、係合ブラケット３５の上下方向中央部にはマルチカプラ５の係合ピン２５が挿通可能な係合孔３７が形成される。なお、マルチカプラ５の中央部フレーム２１は、フック３６をフック係止部２９に引掛けて、係合ピン２５が係合孔３７と位置を合わせた状態で、前部がバケット３の背面と当接するような形状とされている（図示省略）。
【００２２】
次にリンク機構３０を動かすための構造を図１、図４を用いて説明する。リンク機構３０のアーム３１の両端部には、各々プッシュプルケーブル３８Ａ，３８Ｂの一端が接続されている。これら２本のプッシュプルケーブル３８Ａ，３８Ｂは、左側のブーム４Ｌに沿って車両本体１へと延長し、作業機支持ブラケット１１を経由して、運転席１２に設けられた操作レバー１３にその他端部が接続されている。なお、図１においては、簡略化のため、プッシュプルケーブルは図示を省略している。
【００２３】
操作レバー１３は運転席１２内の右前部に設けられ、操作レバー１３を前方に倒す（ａ方向）とプッシュプルケーブル３８Ａが引っ張られてマルチカプラ５の係合ピン２５が突出する係合位置となり、操作レバー１３を手前に引く（ｂ方向）とプッシュプルケーブル３８Ｂが引っ張られて係合ピン２５が引っ込む解放位置となるように、プッシュプルケーブル３８Ａ，３８Ｂが接続されている。これは、バケット３をマルチカプラ５に装着した通常の作業状態において、操作レバー１３が図示しない他の作業機操作レバーなどの操作の邪魔になることを防ぐためである。また、操作レバー１３には、係合位置ではその動きをロックするロック手段（図示省略）が設けられ、係合位置では操作レバー１３は動かすことができない構造となっている。操作レバー１３の上部には前記ロック手段のロックを解除する解除ノブが設けられており（図示省略）、解除ノブを押しながら操作すれば操作レバー１３を解放位置に動かすことができるようになっている。この構造により、バケット３をマルチカプラ５に装着した通常の作業状態において、作業者が意図せずに誤って操作レバー１３を動かしてしまい、バケット３が作業機本体２からはずれてしまうおそれがない。
【００２４】
本実施形態においては、前述したように、リンク機構３０のアーム３１を、マルチカプラ５の側方より見てフック係止部２９と係合ピン２５とを結ぶ線Ｌとほぼ平行な回転軸Ｃまわりに回転するようにしたことにより、プッシュプルケーブル３８Ａ，３８Ｂを、ブーム４からリンク機構３０のアーム３１に向かって急な角度で折り曲げることなく緩やかな曲げ半径で取りまわすことができる（図４参照）。
【００２５】
図５は、図３、図４におけるリンク機構のアーム回転軸の向きを変えた場合の例を示す図であって、図４に対応する方向から見た図である。図５において、アーム１３１の回転軸Ｃ２は、マルチカプラ１０５の側方より見てフック係止部と係合ピンとを結ぶ線とほぼ直交するよう構成している（図５および図２の（ｂ）参照）。係合ピンやそれを押し引きする機構については図２〜図４を用いて説明した上記実施形態と基本的に変わるところはない。この場合、図５からわかるように、プッシュプルケーブル１３８Ａ，１３８Ｂはほぼ直角に曲げざるを得ず、プッシュプルケーブル１３８Ａ，１３８Ｂを緩やかな曲げ半径で取りまわにしくくなる。ただし、リンク機構とアームとの間の距離を大きくとれる場合等、プッシュプルケーブルをほぼ直角に曲げても緩やかな曲げ半径で取りまわすことができる場合には、リンク機構をこのような向きとしても問題はない。
【００２６】
次に、本発明による連結装置を用いて作業機アタッチメントを作業機本体に連結する手順を、図１〜図４を参照して説明する。
【００２７】
まず、係合ピン２５が引っ込んだ状態となるよう、操作レバー１３はロック解除ノブを押して解放位置（ａ方向）に動かしておく。作業機本体５をバケット３に接近させ、マルチカプラ５の左右のフック係止部２９，２９をバケット３の左右のフック３６，３６に引っかける。フック３６を引っかけた状態でフック３６を少し持ち上げるように操作すると、バケット３自体が少し持ち上がり、バケット３の背面がマルチカプラ５の中央部フレーム２１と当接する。この当接した状態では、左右の係合ピン２５，２５と係合孔３７，３７との位置が合った状態となる。この状態で、操作レバー１３を係合位置（ｂ方向）に動かすと、プッシュプルケーブル３８Ａ，３８Ｂを介してリンク機構３０が作動し、左右の係合ピン２５，２５が係合孔３７，３７に嵌り込み、バケット３とマルチカプラ５との連結が完了する。バケット３とマルチカプラ５とは、フック３６，３６と係合ピン２５，２５により連結される。操作レバー１３は係合位置にあるため、解除ノブを押さない限り動くことはない。
【００２８】
作業機アタッチメントを作業機本体から取り外す手順については、基本的に前述と逆の手順であり、自明であるため説明を省略する。
【００２９】
本実施形態においては、リンク機構３０をマルチカプラ５の左側に寄せて配置し、プッシュプルケーブル３８Ａ，３８Ｂを左側ブーム４Ｌに沿って取りまわしたが、リンク機構３０をマルチカプラ５の右側に寄せて配置し、プッシュプルケーブルを右側ブーム４Ｒに沿って取りまわしても良いことは言うまでもない。また、本実施形態においては、本発明に係る連結装置をホイールローダに適用した場合について述べたが、ホイールローダに限らず、作業機を有する種々の建設機械に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホイールローダの作業機まわりの構成を示す図である。
【図２】（ａ）は作業機アタッチメントと作業機本体との連結部の拡大図であり、（ｂ）は作業機アタッチメントを作業機本体から取り外した状態を示す図である。
【図３】図２（ａ）のＡ矢視を示す図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３、図４におけるリンク機構のアーム回転軸の向きを変えた場合の例を示す図であって、図４に対応する方向から見た図である。
【符号の説明】
１…車両本体、２…作業機本体、３…バケット（作業機アタッチメント）、４…ブーム、５…マルチカプラ、１２…運転席、１３…操作レバー、２５，２５Ｌ，２５Ｒ…係合ピン、２９…フック係止部、３０…リンク機構、３８Ａ，３８Ｂ，１３８Ａ，１３８Ｂ…プッシュプルケーブル、Ｃ，Ｃ２…回転軸、Ｌ…引掛部と係合ピンとを結ぶ線。
【図１】
2004324297.tif 000003
【図２】
2004324297.tif 000004
【図３】
2004324297.tif 000005
【図４】
2004324297.tif 000006
【図５】
2004324297.tif 000007