(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械のアーム先端に取り付けて、平行に２本のアタッチメントピンを有するアタッチメントを、着脱自在に装着できるアタッチメントカプラであって、
アタッチメントカプラは、アタッチメントを装着する際に一方のアタッチメントピンを側方から係合支持するＵ字部と他方のアタッチメントピンを上方側から下方側に向けて装着するロック側Ｕ字部を有し、ロック側Ｕ字部は、Ｕ字部の開口部を開閉する回動フックを有し、回動フックはＵ字部の開口部を閉じた状態と開いた状態とのそれぞれの状態を係合固定する係合固定手段と、回動フックがＵ字部の開口部を閉じた状態をボルト固定するボルト固定手段とを有し、係合固定手段は、回動フック側に突出するようにばね付勢されたロックレバー具と、回動フック側であって、回動フックがロック側Ｕ字部の開口部を閉じた状態と開いた状態でそれぞれロックレバー具が係合する係止凹部とから構成され、ロックレバー具は、ロックレバー具のばね付勢に対抗して係合を解除するための操作レバーを有し、
回動フックは、回動フックを回動するための操作バーの先端を挿入するガイド部を有し、
操作バーの先端をガイド部に沿って挿入し、操作レバーをばね付勢に対抗して移動させて係合を解除しつつ、当該操作バーの上下動作により回動フックを回動するものであることを特徴とするアタッチメントカプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーショベル等の作業機械のアーム先端にバケット、掴み爪、振動破砕機、その他のアタッチメントを着脱ないしは交換するためのカプラに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーショベル等の土木作業に広く用いられる作業機械は、その作業内容に応じて掘削用バケットの他に、掴み爪装置や振動破砕機などの各種のアタッチメントを装着する必要がある。
小規模の工事現場においては、１台のパワーショベルで各種の作業を行わねばならないことが多く、そのような工事においては作業の種類が変わる毎にアタッチメントの交換作業が必要である。
この交換作業を簡易かつ迅速に行うために従来からアタッチメント用のカプラが用いられる。
特開２００１−２８８７７０号公報には、カプラに可動フックと固定フックとを設けて、可動フックを油圧シリンダで駆動して固定することでアタッチメント側の連結軸を離脱自在に係合させる技術を開示するが、カプラ内に油圧シリンダの収納・動作スペースが必要となってカプラが大型化してしまい、アタッチメント旋回半径が大きくなって作業機械などと干渉する問題があった。  
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８８７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記技術的課題に鑑みて、アタッチメントカプラの構造が簡単でアタッチメントの旋回半径の小径化に効果的なアタッチメントカプラの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るアタッチメントカプラは、作業機械のアーム先端に取り付けて、平行に２本のアタッチメントピンを有するアタッチメントを、着脱自在に装着できるアタッチメントカプラであって、
アタッチメントカプラは、アタッチメントを装着する際に一方のアタッチメントピンを側方から係合支持するＵ字部と他方のアタッチメントピンを上方側から下方側に向けて装着するロック側Ｕ字部を有し、ロック側Ｕ字部は、Ｕ字部の開口部を開閉する回動フックを有し、回動フックはＵ字部の開口部を閉じた状態と開いた状態とのそれぞれの状態を係合固定する係合固定手段と、回動フックがＵ字部の開口部を閉じた状態をボルト固定するボルト固定手段とを有し、係合固定手段は、回動フック側に突出するようにばね付勢されたロックレバー具と、回動フック側であって、回動フックがロック側Ｕ字部の開口部を閉じた状態と開いた状態でそれぞれロックレバー具が係合する係止凹部とから構成され、ロックレバー具は、ロックレバー具のばね付勢に対抗して係合を解除するための操作レバーを有し、
回動フックは、回動フックを回動するための操作バーの先端を挿入するガイド部を有し、
操作バーの先端をガイド部に沿って挿入し、操作レバーをばね付勢に対抗して移動させて係合を解除しつつ、当該操作バーの上下動作により回動フックを回動するものであることを特徴とする。
【０００６】
Ｕ字部は、アタッチメントピンの軸方向視においてベース体に外側から内向きに切り欠くように形成したＵ字形の切欠部を意味し、それぞれのＵ字形の開口部からアタッチメントピンの側部を挿入して受けることができる。
回動フックは、Ｕ字部の開口部を閉じる回動位置においてはアタッチメントピンのＵ字部からの抜け方向経路に干渉してアタッチメントピンをＵ字部に抜止固定し、Ｕ字部の開口部を開く回動位置においてはＵ字部におけるアタッチメントピンの通過経路に非干渉となってＵ字部にアタッチメントピンを挿抜自在とするものである。
よって、回動フックは、アタッチメントピンの軸方向視におけるＵ字部の開口部に、Ｕ字部を閉じる回動位置で突出し、Ｕ字部を開く回動位置で退避するものであればよい。
ボルト固定手段は、例えば回動フックがＵ字部の開口部を閉じた回動位置にある状態で回動フックとベース体に設けてあるボルト孔にボルトを挿入し、相互にボルト固定する方法が考えられる。
【０００７】
係合固定手段は、回動フック側に突出するようにばね付勢されたロックレバー具と、回動フック側であって、回動フックがロック側Ｕ字部の開口部を閉じた状態と開いた状態でそれぞれロックレバー具が係合する係止凹部とから構成されていることを特徴とする。
【０００８】
ロックレバー具は、ロックレバー具のばね付勢に対抗して係合を解除するための操作レバーを有し、回動フックは、回動フックを回動するための操作バーの先端を挿入するガイド部を有し、操作バーの先端をガイド部に沿って挿入し、操作レバーをばね付勢に対抗して移動させて係合を解除しつつ、当該操作バーの上下動作により回動フックを回動するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るアタッチメントカプラにおいては、作業機械にてアタッチメントを用いて作業する時には回動フックをボルト固定することでアタッチメントピンをＵ字部に確実に固定し、アタッチメントを脱着ないしは交換する時には、ボルトを取り外し、レバー操作で解除可能な係合手段により回動フックを簡易的に固定するため、従来用いていた油圧シリンダのための大きなスペースや部品類を必要とせずに、その分だけアタッチメントカプラの旋回径方向の厚みを薄くすることができる。
これにより、アタッチメントカプラに装着したアタッチメントの旋回半径を小さくして、アタッチメントが例えば作業機械などに干渉することを防止できる。
【００１０】
操作バーをガイド部に挿入することで回動フックの回動操作が梃子作用で容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係るアタッチメントカプラの実施例を以下図面に基づいて説明する。
図１（ａ）に本発明に係るアタッチメントカプラ（以下、単にカプラと称する）１０の外観図を示し、図３（ａ）に作業機械のアーム先端に取り付けたカプラ１０にアタッチメント５を取り付ける前の状態を示し、図３（ｂ）にカプラ１０にアタッチメント５を取付けた状態を示す。
また、図２（ａ）にＡ視した要部説明図を示し、図２（ｂ）にＢ視した要部説明図を示す。
カプラ１０は、ベース体２０の上方側に、図３に示すようにパワーショベルなどの作業機械のアーム２とリンク４とにそれぞれ枢着させる一対の連結ピン２２ａ、２２ｂを設けてある。
そして、ベース体２０の下方側に、アタッチメント５のアタッチメントピン６を挿入して受けるための断面Ｕ字形のロック側Ｕ字部２５をアタッチメント５側となる下方側に開口して設け、アタッチメントピン７を挿入して受けるための断面Ｕ字形のＵ字部２６をアタッチメント５側に対する略直角横方向の外向きに開口して設けてある。
ベース体２０のロック側Ｕ字部２５付近には回動フック３０が、回動することでロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを閉じて、ロック側Ｕ字部２５に挿入したアタッチメントピン６を抜止できるように取り付けてある。
回動フック３０は、ロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを閉じた位置で固定ボルトナット３９で回動を固定できるようになっている。
ベース体２０には、ロックレバー具４０が回動フック３０に臨むように取り付けてあり、ロックレバー具４０は後述するように回動フック３０をロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを開いた位置及び閉じた位置にてその回動を係合固定できる。
図１（ｂ）にロックレバー具４０付近の拡大説明図を示す。
【００１２】
ベース体２０は、図２に示すように、２枚の対向する取付プレート２１を有し、一対の連結ピン２２ａ、２２ｂで、この２枚の取付プレートの対向部に軸着してある。
一対の対向する係止プレート２３はそれぞれの取付プレート２１の下部に溶接などで連結し、係止プレート２３同士は第１連結プレート２４ａと第２連結プレート２４ｂとで連結してある。
ロック側Ｕ字部２５、Ｕ字部２６は、挿入するアタッチメントピンの軸方向視において切欠溝状の断面Ｕ字形となるように、それぞれの係止プレート２３においてアタッチメントピンの軸方向視における外側から切り欠いてある。
回動フック３０は、フック軸３１を有する回動部３２から、ロック側Ｕ字部２５側に係止爪部３５を延出し、回動部３２の係止爪部３５に対する反対側からアーム部３６を延出してあり、対向する係止プレート２３間においてフック軸３１の両端をそれぞれ係止プレート２３に軸着させてフック軸３１により回動自在にしてある。
係止爪部３５は、アタッチメントピンの軸方向視において、回動フック３０が回動することでロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａに対して突出して開口部２５ａを閉じ、あるいは開口部２５ａから退避して開口部２５ａを開くように形成してある。
係止爪部３５は回動部３２から鈎状に延出してあり、Ｕ字部２６と逆方向側には、係止爪部３５がロック側Ｕ字部２５を閉じた状態において、Ｕ字部２６と逆方向に開口するフック側Ｕ字部３５ａを設けてある。
フック側Ｕ字部３５ａは、ロック側Ｕ字部２５に挿入したアタッチメントピンをＵ字部２６と逆方向に係合することで、例えば同方向に係合する場合に比較して強固にアタッチメントピンを係合できる。
アーム部３６には図２（ａ）に示すようにボルト孔３７を設けてある。
このボルト孔３７は、係止爪部３５が開口部２５ａを閉じた状態で、係止プレート２３に設けてあるボルト孔２３ａに一致するように設けてあり、ボルト孔３７、２３ａに固定ボルトナット３９を締結することで回動フック３０を係止プレート２３にボルト固定可能としてある。
また、アーム部３６には後述するように操作バー４６を挿入して回動フック３０を回動するための筒形のガイド部３８を設けてある。
カプラ１０へのアタッチメント５の装着は、先ず、固定ボルトナット３９を取り外して、操作バー４６を用いてロックレバー具４０による回動フック３０の固定を解除して、回動フック３０をロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを開く位置まで回動してロック具４０を固定する。
そして、アタッチメントピン６、７をそれぞれロック側Ｕ字部２５、Ｕ字部２６に挿入し、再び操作バー４６を用いてロックレバー具４０による固定を解除して回動フック３０を回動することで係止爪部３５でロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを閉じ、アーム部３６を係止プレート２３にボルト固定することで回動フック３０によりアタッチメントピン６、７を抜止め固定する。
【００１３】
ロックレバー具４０は、ガイドケース４２内にスプリング４５により突出方向にばね付勢された係止凸部４４を有し、この係止凸部は回動部３２に向けて突出するようになっている。
ガイドケース４２は、図２（ｂ）に示すように対向する取付けプレート２１の間において回動フック３０の回動部３２に臨ませて配設してあり、それぞれの取付プレート２１に支持部４３を介してボルト連結などで連結してある。
回動フック３０の回動部３２には、回動部３２を回動し、ロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを開いた時と閉じた時のそれぞれに係止凸部４４が臨む位置に係止凹部３３、３４を設けてある。
ロックレバー具４０は、回動フック３０がロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを開いた位置、あるいは閉じた位置で、係止凸部４４と位置が合う回動部３２の係止凹部３３あるいは係止凹部３４に係止凸部４４を突出係合させて回動フック３０の回動を固定する。
係止凸部４４には操作レバー４１を連結してあり、操作レバー４１はガイドケース４２から突出させてある。
ロックレバー具４０は、操作レバー４１を回動フック３０側から押し上げる操作により、係止凸部４４を回動フック３０側から退避移動して、係止凸部４４の、係止凹部３３あるいは係止凹部３４への係合を解除できる。
よって、操作レバー４１を回動フック３０側から押し上げる操作をすることで、回動フック３０のロックレバー４０による固定を解除できる。
【００１４】
次に操作バー４６を用いて回動フック３０を操作し、アタッチメント５を脱着する方法について説明する。
図４は回動フックを操作バーの操作で回動し、カプラにアタッチメントを脱着する状態の説明図を示す。
図４ではカプラ１０は回動フック３０付近の要部のみを描き、アタッチメントは回動フック３０で係合させるアタッチメントピン６のみを描いてある。
図４（ａ）に示すように、作業者（図示省略）は、先ず固定ボルトナット３９を外して回動フック３０をロックレバー具４０のみで固定した状態とする。
次いで作業者は、図４（ｂ）に示すように操作バー４６を持って、ガイド部３８に操作バー４６の先端を挿入する。
ガイド部３８は、筒状のガイド方向がロックレバー具４０の操作レバー４１に向くように回動フック３０のアーム部３６に配設してある。
作業者は、図５（ａ）に示すように操作バー４６の先端をガイド部３８に挿入し、図５（ｂ）に示すように操作レバー４１を持ち上げて、係止凸部４４を係止凹部３３から退避させる。
そして、回動フック３０を固定解除したまま、図４（ｃ）に示すように操作バー４６を旋回操作することで、回動フック３０を梃子作用で回動する。
係止凸部４４は、この回動フック３０の回動時に回動部３２の周面３２ａに摺接して、回動フック３０がロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを完全に開く位置まで回動すると係止凹部３４に臨むようになり、スプリング４５の弾性付勢力により係止凹部３４に向けて突出して係止凹部３４と係合する。
図４（ｄ）、図５（ｃ）は回動フック３０をロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを開く状態まで回動して係止凸部４４を係止凹部３４に突出させて、回動フック３０の回動をロックレバー具４０で固定した状態を示す。
作業者は、開いたロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａからアタッチメントピン６を抜き出すように作業機械のアーム操作をして、更に図３に示すもう一方のアタッチメントピン７もＵ字部２６から抜き出してアタッチメントをカプラ１０から外す。
そして、図４（ｅ）に示すように別のアタッチメントのアタッチメントピン６ａをロック側Ｕ字部２５に挿入する。
更に、図４（ｆ）、図５（ｄ）に示すようにガイド部３８に操作バー４６を挿入しつつ、操作レバー４１を操作して、係止凸部４４の係止凹部３４への係合を解除したまま、回動フック３０を回動させる。
回動フック３０はロック側Ｕ字部２５の開口部２５ａを係止爪部３５で閉じた位置で、図５（ｅ）に示すようにロックレバー具４０の係止凸部４４が係止凹部３３に係合して回動が固定される。
そして、この状態で図４（ｇ）に示すように回動フック３０のボルト孔３７と係止プレート２３のボルト孔２３ａの位置が一致するので作業者は、ボルト孔３７、２３ａに固定ボルトナット３９を締結して回動フック３０と係止プレート２３とをボルト固定する。
【００１５】
図６は作業機械のアーム２の先端に取り付けたカプラ１０にアタッチメント（バケット）５を取り付けて、バケットシリンダ３の伸縮駆動でアタッチメント５を旋回動作させた状態を示す。
カプラ１０は、アーム２の先端に連結ピン２２ａを枢着させて、バケットシリンダの先端にフロントリンク４を介して連結ピン２２ｂを枢着させてあり、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すようにバケットシリンダ３の伸縮駆動で連結ピン２２ａを中心に揺動して、アタッチメント５を旋回動作する。
アタッチメント５の旋回半径方向における連結ピン２２ａから、図１（ａ）に示すＵ字部２６に係合したアタッチメントピン７までの長さＬは、従来のようにカプラ内に油圧シリンダを収納・駆動するスペースを設ける必要がないため、従来に比較して短くでき、カプラ１０を薄くすることで、アタッチメントの動作半径Ｒを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明に係るアタッチメントカプラの外観図を示し、（ｂ）はロックレバー具付近の拡大図を示す。
【図２】（ａ）はＡ視した要部説明図を示し、（ｂ）はＢ視した要部説明図を示す。
【図３】（ａ）は作業機械のアーム先端に取り付けたカプラにアタッチメントを取り付ける前の状態を示し、（ｂ）はカプラにアタッチメントを取付けた状態を示す。
【図４】回動フックを操作バーの操作で回動させてカプラにアタッチメントを脱着する状態の説明図を示す。
【図５】ロックレバー具付近の拡大説明図を示す。
【図６】カプラを旋回動作させた状態の説明図を示す。
【符号の説明】
【００１７】
１      作業機械
２      アーム
３      バケットシリンダ
４      フロントリンク
５      アタッチメント
６、６ａ、７  アタッチメントピン
１０    アタッチメントカプラ
２０    ベース体
２１    取付プレート
２２ａ、２２ｂ  連結ピン
２３    係止プレート
２３ａ  ボルト孔
２４ａ  第１連結プレート
２４ｂ  第２連結プレート
２５    ロック側Ｕ字部
２５ａ  Ｕ字部の開口部
２６    Ｕ字部
３０    回動フック
３１    フック軸
３２    回動部
３２ａ  周面
３３、３４  係止凹部
３５    係止爪部
３５ａ  フック側Ｕ字部
３６    アーム部
３７    ボルト孔
３８    ガイド部
３９    固定ボルトナット
４０    ロックレバー具
４１    操作レバー
４２    ガイドケース
４３    支持部
４４    係止凸部
４５    スプリング
４６    操作バー
【図１】
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【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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