(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機アームとリンクの端部にそれぞれ設けられてバケットなど付属品の脱・装着に用いられる掘削機用クィックカップラであって、
前記掘削機アームとリンクの端部にそれぞれ固定され、一側に固定ボルトホールが形成された円筒形のシリンダチューブと、
前記シリンダチューブ内に、前記固定ボルトホールに挿入された固定ボルトで固定され、両端にそれぞれロードカバーが結合されるピストンハウジングと、
スプリングを隔てて前記ピストンハウジングの両側に挿入され、内側端部にメカニカルシールが形成される一対のピストンと、
前記ピストンの外周縁と前記ピストンハウジングの内周縁との間に挟まれ、前記ピストンの進行を案内する前記一対のロードカバーと、
前記シリンダチューブの内周縁と前記ピストンハウジングの外周縁との間に挟まれ、前記一対のピストンの各外側端に締結された一対のキャップ形状のカップラピンと、
前記付属品側に設けられた結合ピンホールと、
を含み、
前記ピストンハウジング内のみへの流体の給排によって前記ピストンが作動して前記カップラピンが前記結合ピンホールに挿入・離脱するよう構成してあることを特徴とする掘削機用クィックカップラ。
【請求項２】
前記カップラピンの一端には軸長さ方向に一定の個数の密着ボルト溝が形成され、前記密着ボルト溝はカップラピン側リング溝の一部分を貫通することを特徴とする請求項１に記載の掘削機用クィックカップラ。
【請求項３】
前記カップラピン内側に形成された結合溝の内径は前記ピストンの外径より大きく形成することを特徴とする請求項１に記載の掘削機用クィックカップラ。
【請求項４】
前記ロードカバーと前記ピストンハウジングとが互いに接触する部分には漏油防止のためのカバーシールが装着されることを特徴とする請求項１に記載の掘削機用クィックカップラ。
【請求項５】
前記ロードカバーと前記ピストンとが互いに接触する部分には漏油防止のためのロードシールが装着されることを特徴とする請求項１に記載の掘削機用クィックカップラ。
【請求項６】
前記シリンダチューブと前記カップラピンとが滑り接触する前記シリンダチューブの入口部分には汚染物質の流入を防止するピンシールが装着されることを特徴とする請求項１に記載の掘削機用クィックカップラ。
【請求項７】
前記シリンダチューブと前記ピストンハウジングとの一側を貫通して前進圧力室へ油圧を供給する前進ポートが装着されることを特徴とする請求項１に記載の掘削機用クィックカップラ。
【請求項８】
前記ピストンハウジングは長さ方向へ圧力ラインが形成されて後進圧力室へ繋がり、前記シリンダチューブの一側を貫通し、前記圧力ラインの一側と連結されて油圧を供給する後進ポートが装着されることを特徴とする請求項１に記載の掘削機用クィックカップラ。
【請求項９】
前記掘削機アームの下部両端と前記リンクの下端とには結合ピンホールとカップラピンとの中心が一致するように誘導する半円板形状のポジションガイドが付着されることを特徴とする請求項１に記載の掘削機用クィックカップラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は掘削機用クィックカップラに関し、より詳細には掘削機で掘削機アームの下端側とリンクの下端側とにそれぞれ設けられ、作業条件に従って交換されるバケット、ブレーカ、クラッシャ、バイブレーションハンマーなどのような付属品との脱・装着が容易な掘削機用クィックカップラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、掘削機は作業条件に合う付属品（バケット、ブレーカ、クラッシャ、バイブレーションハンマーなど）を選択して地を掘鑿したり、土、砂を汲み出す作業と岩を壊したり、アスファルトやコンクリートで包装された包装道路を破壊する作業などを遂行する設備である。
【０００３】
以下で、付属品のうち、バケットが装着された掘削機を、例えば、従来の掘削機用クィックカップラをより詳細に説明する。
図６は従来のクィックカップラが装着された従来の掘削機を示す斜視図であり、図７は従来の掘削機に用いられるクィックカップラの断面図である。
【０００４】
図６及び図７に図示されたように、掘削機作動シリンダ４０の前・後進動作に従って第１のリンク４１と第２のリンク４２とが連動されながらバケット４を駆動する構造になっている。
【０００５】
ここで、掘削機アーム１の下端側と第２のリンク４２の下端側とにそれぞれ設けれて掘削機アームとバケットとを結合する従来のクィックカップラは、図７に図示されたように前進ポート２８を介して油圧が供給されるとピストン３０が拡張されながらバケットのピンホール２５ａに挿入されて掘削機アーム１とバケット４とを結合するようになる構造になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のクィックカップラはピストン３０の外径部にピストンシール３４（Seal）が組立てられてピストン３０がつつかれたり、磨耗があれば、外部の汚染物質が後進圧力室３２ａの油圧作動油を汚染させて掘削機全体の油圧システムの寿命を低下させる。また、いずれの一方方向からつつかれたり、汚染により負荷がかかると、負荷がかからない部分のピストン３０が負荷が掛かる方へ入って後進圧力室３２ａが外に開かれることになる。そして、ピストン３０が直接ピンホール２５ａに挿入されながら掘削機アーム１とバケット４との間の軸直角方向の外力（Radial Force）を受けることにより、変形が発生されたり、損傷を負うことになる。
【０００７】
従って、ピストン３０は柔軟性が許容されない構造になっており、たわみのような変形が発生されたり、表面に損傷を負うことになると漏油が発生し、動作がなされずその機能を喪失することになり、つまり、早期交替される問題点が発生される。
【０００８】
また、従来のクィックカップラはバケット４に結合時、ピンホール２５ａとピストン３０との中心を一致させる位置決定が難しいという問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は上記のような従来の問題点などに鑑みて案出されたものであり、本発明の第１の目的は、掘削機アームの下端側とリンクの下端側とにそれぞれ設け、作業条件に従って交換するバケット、ブレーカ、クラッシャ、バイブレーションハンマーなどのような付属品の脱・装着を容易にする掘削機用クィックカップラを提供するものである。
【００１０】
そして、本発明の第２の目的は、掘削機の関節を歪曲させず、左右対称に常時前進及び後進長さが一定し、メカニカルシール、カバーシール、ロードシールによる３重構造として密閉し、汚染物質が油圧作動油に混入されることを遮断する掘削機用クィックカップラを提供するものである。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、ポジションガイドを付着して付属品の結合ピンホールとカップラピンとの中心が一致するように誘導するのを容易にし、柔軟性を有するカップラピンが軸直角方向の大きい外力を受けた時にも作動ピストンには影響が及ばないようにする掘削機用クィックカップラを提供するものである。
【００１２】
このような本発明の目的などは、掘削機アームとリンクの端部にそれぞれ固定され、一側に固定ボルトホールが形成された円筒形のシリンダチューブと、
前記シリンダチューブ内に、前記固定ボルトホールに挿入された固定ボルトで固定され、両端にそれぞれロードカバーが結合されるピストンハウジングと、
スプリングを隔てて前記ピストンハウジングの両側に挿入され、内側端部にメカニカルシールが形成される一対のピストンと、
前記ピストンの外周縁と前記ピストンハウジングの内周縁との間に挟まれ、前記ピストンの進行を案内する前記一対のロードカバーと、
前記シリンダチューブの内周縁と前記ピストンハウジングの外周縁との間に挟まれ、前記一対のピストンの各外側端に締結された一対のキャップ形状のカップラピンと、
前記付属品側に設けられた結合ピンホールと、
を含み、
前記ピストンハウジング内のみへの流体の給排によって前記ピストンが作動して前記カップラピンが前記結合ピンホールに挿入・離脱するよう構成してあることを特徴とする掘削機用クィックカップラによって達成される。
【００１３】
そして、前記カップラピンの一端には軸長さ方向に一定の個数のボルト溝が形成され、前記ボルト溝はカップラピン側リング溝の一部分を貫通し、前記カップラピン内側に形成された結合溝の内径は前記ピストンの外径より大きく形成することを特徴とする。
【００１４】
また、前記ロードカバーと前記ピストンハウジングとが互いに接触する部分には漏油防止のためのカバーシールが装着され、前記ロードカバーと前記ピストンとが互いに接触する部分には漏油防止のためのロードシールが装着されることを特徴とする。
【００１５】
合せて、前記シリンダチューブと前記カップラピンとが滑り接触する前記シリンダチューブの入口部分には汚染物質の流入を防止するピンシールが装着されることを特徴とする。
【００１６】
そして、前記シリンダチューブと前記ピストンハウジングとの一側を貫通して前進圧力室へ油圧を供給する前進ポートが装着され、前記ピストンハウジングは長さ方向へ圧力ラインが形成されて後進圧力室へ繋がり、前記シリンダチューブの一側を貫通し、前記圧力ラインの一側と連結されて油圧を供給する後進ポートが装着されることを特徴とする。
【００１７】
また、前記掘削機アームの下部両端と前記リンクの下端とには結合ピンホールとカップラピンとの中心が一致するように誘導する半円板形状のポジションガイドが付着されることを特徴とする。
本発明のその他の目的、特定の長所など及び新規な特徴などは添付された図面などと連関される、以下の詳細な説明と望ましい実施例などとからもっと明確になるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下で、図面を参照して本発明をより詳細に説明すると次の通りである。
本発明による掘削機用クィックカップラとは、掘削機アームの下端側とリンク（Link）の下端側とにそれぞれ設けられ、作業条件に従って交替される付属品（バケット、ブレーカ、クラッシャ、バイブレーションハンマーなど）の脱・装着時用いられるピンの役割を担うものである。
【００１９】
図１は本発明によるクィックカップラが装着された掘削機を示す斜視図であり、図２は本発明によるクィックカップラが装着された掘削機アームの側面図である。
図１及び図２は掘削機にバケット７００を装着した実施例を図示したものであり、上記バケット７００は作動シリンダ１４０によって一定の角度を回動し、土や砂などを汲んで移したり、地を掘る作業をすることができる。この時、上記バケット７００が回動するための構造であり、４節リンク機構からなっており、４節リンクを構成するそれぞれのリンクなどはピン結合で互いに回転できる構造である。特に、上記バケット７００は作業条件に従って他の付属品（バケット、ブレーカ、クラッシャ、バイブレーションハンマーなど）として交替し、交替時、脱・装着が容易であるように掘削機アーム１１０の下端側とリンク１２０の下端側とにクィックカップラ１００を用いる。
【００２０】
図３は本発明の図２に図示されたＡ−Ａ’線の断面図であり、図４は本発明の図２に図示されたＡ−Ａ”線の断面図である。
図３及び図４は図示されたように、本発明による掘削機用クィックカップラ１００は掘削機アーム１１０とリンク１２０の下端側にそれぞれシリンダチューブ２００が固定され、上記シリンダチューブ２００は固定ボルト６００によりピストンハウジング３００を固定し、上記ピストンハウジング３００の両端にはそれぞれロードカバー３１０が結合される。そして、上記ピストンハウジング３００には一側に形成された前後進ポート２１０、２２０を介して油圧が前後進圧力室３４０、３５０に充填されることに従い、弾性的に拡縮されるピストン４００が挿入される。また、上記シリンダチューブ２００の外側に突出されてバケット７００の結合ピンホール７２０に挿入されるカップラピン５００が上記シリンダチューブ２００とピストンハウジング３００との間に挟まれる。そして、上記カップラピン５００の内周縁には結合溝５１０が形成され、結合リング５２０が装着された上記ピストン４００の外側端と締結されている。
【００２１】
以下で、上述したように構成されたクィックカップラをより詳細に説明する。
上記掘削機アーム１１０の上部両端と上記リンク１２０の下端とには半円板形状のポジションガイド１３０が付着されており、上記ポジションガイド１３０は掘削機アーム１１０とバケット７００との結合時、結合板７１０の内側に安着されながら、カップラピン５００と結合ピンホール７２０との中心が一致するように誘導して結合作業を容易にする。
【００２２】
そして、シリンダチューブ２００の一側には固定ボルト６１０が形成されてピストンハウジング３００が挿入されると、固定ボルト６００を上記固定ボルトホール６１０に挿入して上記ピストンハウジング３００を固定する。上記ピストンハウジング３００には一対のピストン４００が挿入、設置され、その間にスブリング４２０が設けられて上記ピストンハウジング３００の内周縁に沿って上記ピストン４００が互いに反対方向に進行されるようになっている。
【００２３】
この時、上記ピストン４００の内側端部にはメカニカルシール４１０（Mechanical Seal）が設けられ、上記ピストンハウジング３００の内周縁との摩擦による磨耗を防止し、流体の漏洩をより完璧に遮断する。
【００２４】
ここで、上記ピストンハウジング３００の両端にはロードカバー３１０がそれぞれ挟まれて上記ピストン４００の進行を案内することになり、カバーシール３２０（Cover Seal）とロードシールとにより上記ロードカバー３１０とピストンハウジング３００との間及び上記ロードカバー３１０とピストン４００との間を介した流体の漏洩を防止する。
【００２５】
また、前進ポート２１０は油圧を上記メカニカルシール４１０間に形成された前進圧力室３４０へ供給するように設けられ、ピストン４００を拡張させることになる。そして、上記前進ポートと略４５°角度をなして設けられる後進ポート２２０は油圧を圧力ライン３６０を介してロードカバー３１０とメカニカルシール４１０との間に形成された後進圧力室３５０へ供給して拡張された状態のピストン４００を縮小させることになる。
【００２６】
一方、シリンダチューブ２００の内周縁とピストンハウジング３００の外周縁との間に挟まれる一対のカップラピン５００は上記ピストン４００により互いに反対方向に進行されながら拡縮がなされることになる。この時、上記シリンダチューブ２００と上記カップラピン５００とが滑り接触する上記シリンダチューブ２００の入口部分には外部から汚染物質の流入を防止するピンシール２３０が装着されることが特徴である。
【００２７】
図５は本発明による図４のＢ部分を示す拡大斜視図である。
ここで、図５に図示されたように、上記カップラピン５００の内側面中央にそれぞれ形成された結合溝５１０はその内径を上記ピストン４００の外径より僅かに大きく形成することにより、ピストン４００が放射状方向に流動可能なように柔軟性のある構造で構成されたことが特徴である。
【００２８】
また、上記結合溝５１０の中端部にはカップラピン側リング溝５３０が円周方向に沿って形成されており、上記ピストン４００の一端外周縁には円周方向に沿ってピストン側リング溝４３０が形成されている。上記ピストン側リング溝４３０には結合リング５２０が挿入されるが、上記結合リング５２０はその一部が切られた構造をなしており、内径縮小時、圧縮弾性力を有することになる。
【００２９】
従って、上記ピストン側リング溝４３０に上記結合リング５２０を挟んだ後、圧した状態で上記ピストン４００を結合溝５１０に押込むと、上記結合リング５２０はその弾性力により内径が拡張されながら、カップラピン側リング溝５３０に挿入される。
【００３０】
この時、上記カップラピン５００の一端にそれぞれ軸長さ方向に形成される３個の密着ボルト溝５５０はカップラピン軸リング溝５３０を経ていくように設けられており、上記密着ボルト溝５５０に挿入、締結される密着ボルト５４０は上記カップラピン側リング溝５３０内の結合リング５２０を内側に圧縮することになる。
【００３１】
即ち、上記結合リング５２０は３個の密着ボルト５４０により内側に圧縮された状態で上記カップラ側リング溝とピストン側リング溝４３０とに同時挿入され、所定の間隔を維持することになる。従って、上記ピストン４００は上記結合リング５２０がカップラ側とピストン側リング溝４３０内で流動が可能であるため、軸方向への進行時、軸方向に対していずれの程度の角度を有して進行されることができるように設けられる。それ故に、このため、たわみが発生されても直進性がそのままに維持される進行柔軟性を有することになる。
【００３２】
上述したような進行柔軟性を有する上記カップラピン５００は上記ピストン４００の拡張時、上記シリンダチューブ２００の外側へ突出されながら、上記バケット７００の結合板７１０に形成された結合ピンホール７２０に挿入され、掘削機アーム１１０とバケット７００とを結合することになる。
【００３３】
以下で、本発明による掘削機用クィックカップラの作用を説明する。
ポジションガイド１３０によりリンク１２０と掘削機アーム１１０の位置決定がなされながら、結合板７１０の結合ピンホール７２０とカップラピン５００との中心が一致されると、前進ポート２１０を介して油圧が供給される。そして、前進圧力室３４０に油圧が充填されながらピストン４００を外側へ前進させると、上記カップラピン５００が拡張されながら、シリンダチューブ２００の外側へ突出される。この時、拡張される上記カップラピン５００はバケット７００の結合ピンホール７２０に挿入されながら、掘削機アーム１１０とバケット７００を結合することになる。
【００３４】
反面、後進ポート２２０を介して供給される油圧は圧力ライン３６０を経て後進圧力室３５０に充填され、これにより、上記ピストン４００がスプリング４２０を圧縮させながら内側へ後進する。
【００３５】
ここで、結合リング５２０によりピストン４００と締結されるカップラピン５００はピストン４００の後進に従って縮小されながら結合ピンホール７２０から外れることになり、これにより、掘削機アームとバケット７００との結合を解体することになる。
【００３６】
一方、結合リング５２０が密着ボルト溝５５０に挿入された密着ボルト５４０により半径方向に圧されながら、上記カップラ側リング溝とピストン側リング溝４３０とに間隙を有するように挿入される。
【００３７】
従って、上記結合リング５２０がカップラ側リング溝とピストン側リング溝４３０内で流動可能であり、上記ピストン４００は進行方向に対して鋭角をなしても直進性の維持される柔軟性が付与され、これにより、たわみが発生されてもその機能がそのままに維持される。
【００３８】
【発明の効果】
以上から説明したように、本発明の掘削機用クィックカップラ１００によると、掘削機アーム１１０の下端側とリンク１２０の下端側とにそれぞれ設けられ、作業条件に従って交換するバケット、ブレーカ、クラッシャ、バイブレーションハンマーなどのような付属品の脱・装着を容易にできるようになった。
【００３９】
そして、掘削機の関節を歪曲させず、左右対称に常時前進及び後進長さが一定になったし、メカニカルシール４１０、カバーシール３２０、ロードシール３３０による３重構造で密閉して汚染物質が油圧作動油に混入されるのを遮断するようになった。
【００４０】
また、ポジションガイド１３０を付着して付属品の結合ピンホール７２０とカップラピン５００との中心が一致するように誘導するのが容易になり、柔軟性を有するカップラピン５００が軸直角方向の大きい外力を受けた時もピストン４００には影響が及ばないようになった。
【００４１】
たとえ、本発明が上記で言及した望ましい実施例と関連して説明されたが、本発明の要旨と範囲とから逸れることがなく、他の多様な修正及び変形が可能である。従って、添付された請求の範囲は本発明の真正な範囲内に属するそのような修正及び変形を含むであろうと思われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるクィックカップラが装着された掘削機を示す斜視図。
【図２】  本発明によるクィックカップラが装着された掘削機アームの側面図。
【図３】  本発明の図２に図示されたＡ−Ａ’線の断面図。
【図４】  本発明の図２に図示されたＡ−Ａ”線の断面図。
【図５】  本発明による図４のＢ部分を示す拡大斜視図。
【図６】  従来のクィックカップラが装着された掘削機のリンク機構を示す構成図。
【図７】  従来の掘削機用クィックカップラを示す断面図。
【符号の説明】
１００  クィックカップラ
１１０  掘削機アーム
１２０  リンク（Link）
１３０  ポジションガイド
１４０  作動シリンダ
２００  シリンダチューブ
２１０  前進ポート
２２０  後進ポート
２３０  ピンシール
３００  ピストンハウジング
３１０  ロードカバー
３２０  カバーシール
３３０  ロードシール
３４０  前進圧力室
３５０  後進圧力室
３６０  圧力ライン
４００  ピストン
４１０  メカニカルシール
４２０  スプリング
４３０  ピストン側リング溝
５００  カップラピン
５１０  結合溝
５２０  結合リング
５３０  カップラピン側リング溝
５４０  密着ボルト
５５０  密着ボルト溝
６００  固定ボルト
６１０  固定ボルト溝
７００  バケット
７１０  結合板
７２０  結合ピンホール
【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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【図７】
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