特開 2024-132405 作業機械における交換部品の固定構造、及び、当該固定構造のためのロック部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132405

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】作業機械における交換部品の固定構造、及び、当該固定構造のためのロック部材

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/28 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

E02F9/28 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043151

(22)【出願日】2023-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】亀氏 陽介

(72)【発明者】

【氏名】塚田 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】上田 匡邦

【テーマコード（参考）】

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D015JA04

(57)【要約】

【課題】ロック部材の再利用が可能であると共に、ロック部材の係合を容易に判断することができる作業機械における交換部品の固定構造、及び、ロック部材を提供する。
【解決手段】固定構造は、取付部と、ピン部材と、ロック部材とを備える。交換部品は、取付部に取り付けられる。取付部は、ピン孔を含む。ピン部材は、ピン孔に配置される。ロック部材は、ピン部材に係合し、ピン部材を抜け止めする。ロック部材は、開口と、溝部と、保持部と、抵抗部とを含む。溝部は、開口から延びており、ピン部材に係合する。保持部は、溝部に設けられ、ピン部材が抜けないように保持する。抵抗部は、溝部において開口と保持部との間に設けられる。抵抗部は、ピン部材への係合時にピン部材に接触して手応えを与える。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機械において交換部品を着脱可能に固定するための固定構造であって、
ピン孔を含み、前記交換部品が取り付けられる取付部と、
前記ピン孔に配置されるピン部材と、
前記ピン部材に係合し、前記ピン部材を抜け止めするロック部材と、
を備え、
前記ロック部材は、
開口と、
前記開口から延びており、前記ピン部材に係合する溝部と、
前記溝部に設けられ、前記ピン部材が抜けないように保持する保持部と、
前記溝部において前記開口と前記保持部との間に設けられ、前記ピン部材への係合時に前記ピン部材に接触して手応えを与える抵抗部と、
を含む、
固定構造。

【請求項2】

前記溝部は、
前記ピン部材に係合する湾曲部と、
前記開口から前記湾曲部へ向かって延びる内側部と、
前記湾曲部と前記内側部との間に配置され、前記湾曲部よりも内側へ膨出した膨出部と、
をさらに含む、
請求項１に記載の固定構造。

【請求項3】

前記保持部は、前記膨出部に設けられる、
請求項２に記載の固定構造。

【請求項4】

前記保持部は、前記溝部において互いに反対側に配置される一対の第１突起を含み、
前記抵抗部は、前記溝部において互いに反対側に配置される一対の第２突起を含む、
請求項１に記載の固定構造。

【請求項5】

前記一対の第２突起の間の幅は、前記一対の第１突起の間の幅よりも狭い、
請求項４に記載の固定構造。

【請求項6】

前記ピン部材は、前記ロック部材に係合されるピン溝を含み、
前記一対の第２突起の間の幅は、前記ピン溝の外径よりも小さい、
請求項４に記載の固定構造。

【請求項7】

作業機械において交換部品を着脱可能に固定するピン部材に係合して抜け止めするロック部材であって、
開口と、
前記開口から延びており、前記ピン部材に係合する溝部と、
前記溝部に設けられ、前記ピン部材が抜けないように保持する保持部と、
前記溝部において前記開口と前記保持部との間に設けられ、前記ピン部材への係合時に前記ピン部材に接触して手応えを与える抵抗部と、
を備えるロック部材。

【請求項8】

前記溝部は、
前記ピン部材に係合する湾曲部と、
前記開口から前記湾曲部へ向かって延びる内側部と、
前記湾曲部と前記内側部との間に配置され、前記湾曲部よりも内側へ膨出した膨出部と、
を含む、
請求項７に記載のロック部材。

【請求項9】

前記保持部は、前記膨出部に設けられる、
請求項８に記載のロック部材。

【請求項10】

前記保持部は、前記溝部において互いに反対側に配置される一対の第１突起を含み、
前記抵抗部は、前記溝部において互いに反対側に配置される一対の第２突起を含む、
請求項７に記載のロック部材。

【請求項11】

前記一対の第２突起の間の幅は、前記一対の第１突起の間の幅よりも狭い、
請求項１０に記載のロック部材。

【請求項12】

前記ピン部材は、前記ロック部材に係合されるピン溝を含み、
前記一対の第２突起の間の幅は、前記ピン溝の外径よりも小さい、
請求項１０に記載のロック部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械における交換部品の固定構造、及び、当該固定構造のためのロック部材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、作業機械において交換部品を取り付けるための固定構造が知られている。例えば、特許文献１では、バケット用ツースをツースアダプタに取り付けるための固定構造が開示されている。この固定構造は、ピン部材とロック部材とを含む。ツースとツースアダプタには、それぞれピン孔が設けられており、ピン部材は、ツースとツースアダプタとのピン孔に挿入される。ロック部材は、ピン部材に係合することで、ピン部材を抜け止めする。

【0003】

ロック部材は、ピン部材に係合するＵ字状の溝部を有する。溝部の内面には、ピン部材を保持するための保持部が設けられている。保持部は、溝部において互いに反対側に配置される一対の突起を含む。ロック部材をピン部材に係合させる際、ピン部材は、保持部を乗り越えて、溝部を押し広げるようにロック部材を変形させることで、溝部に係合する。それにより、作業者は、ピン部材が保持部を乗り越えることによる手応えを感じることで、ロック部材がピン部材に係合したことを判断することができる。また、ロック部材がピン部材に係合した後は、ロック部材が元の形状に戻る。それにより、保持部によって、ロック部材がピン部材に係合した状態に保持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－０４２６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の固定構造では、作業機械の使用により、保持部が摩耗することがある。保持部が摩耗すると、ロック部材をピン部材から取り外した後、再度、ロック部材をピン部に係合させる場合に、当初の係合時と同等の手応えを得ることができない。従って、作業者は、ロック部材がピン部材に係合したことを判断することが困難になる。そのため、ピン部材から取り外されたロック部材を再利用することができず、交換部品の取り換えのたびに、新品のロック部材が必要となる。本発明の目的は、ロック部材の再利用が可能であると共に、ロック部材の係合を容易に判断することができる作業機械における交換部品の固定構造、及び、ロック部材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る固定構造は、作業機械において交換部品を着脱可能に固定するための固定構造である。当該固定構造は、取付部と、ピン部材と、ロック部材とを備える。交換部品は、取付部に取り付けられる。取付部は、ピン孔を含む。ピン部材は、ピン孔に配置される。ロック部材は、ピン部材に係合し、ピン部材を抜け止めする。ロック部材は、開口と、溝部と、保持部と、抵抗部とを含む。溝部は、開口から延びており、ピン部材に係合する。保持部は、溝部に設けられ、ピン部材が抜けないように保持する。抵抗部は、溝部において開口と保持部との間に設けられる。抵抗部は、ピン部材への係合時にピン部材に接触して手応えを与える。

【0007】

本発明の他の態様に係るロック部材は、作業機械において交換部品を着脱可能に固定するピン部材に係合して抜け止めする。ロック部材は、開口と、溝部と、保持部と、抵抗部とを含む。溝部は、開口から延びており、ピン部材に係合する。保持部は、溝部に設けられ、ピン部材が抜けないように保持する。抵抗部は、溝部において開口と保持部との間に設けられる。抵抗部は、ピン部材への係合時にピン部材に接触して手応えを与える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ピン部材が抜けないように保持する保持部とは別に、係合時に作業者に手応えを与えるための抵抗部が設けられる。それにより、ロック部材の再利用時に、保持部が摩耗していても、作業者は、新品のロック部材と略同等の手応えを得ることができる。それにより、ロック部材の係合を容易に判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る固定構造の斜視図である。

【図2】固定構造の分解斜視図である。

【図3】ツースを基端側から見た斜視図である。

【図4】ロック部材を示す図である。

【図5】固定構造の図１におけるＶ－Ｖ断面図である。

【図6A】ツースをツースアダプタに固定する作業を示す図である。

【図6B】ツースをツースアダプタに固定する作業を示す図である。

【図7】ロック部材の拡大図である。

【図8】係合部の拡大図である。

【図9】第１変形例に係るロック部材を示す図である。

【図10】第２変形例に係るロック部材を示す図である。

【図11】第３変形例に係るロック部材を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して実施形態に係る作業機械における交換部品の固定構造について説明する。図１は、実施形態に係る固定構造１の斜視図である。図２は、固定構造１の分解斜視図である。図１及び図２に示すように、固定構造１は、ツースアダプタ３と、ツース４と、ピン部材５と、ロック部材６とを備える。本実施形態において、固定構造１は、油圧ショベルのバケット２にツース４を固定するための構造である。すなわち、本実施形態において、ツース４は、交換部品に相当する。

【0011】

ツースアダプタ３は、バケット２に固定される。ツース４は、ツースアダプタ３に取り付けられる。ツース４は、ツースアダプタ３を介して、バケット２に取り付けられる。ツース４は、バケット２の使用により摩耗する。摩耗が進んだツース４は、バケット２から取り外され、新たなツース４に取り換えられる。

【0012】

図２に示すように、ツースアダプタ３は、固定部１１と取付部１２とを含む。固定部１１は、バケット２に固定される。例えば、固定部１１は、バケット２に溶接により固定される。固定部１１は、第１固定部１３と第２固定部１４とを含む。第１固定部１３と第２固定部１４とは互いに離れて配置される。バケット２は、第１固定部１３と第２固定部１４との間に配置される。

【0013】

取付部１２は、先細りの形状を有する。第１固定部１３と第２固定部１４とは、取付部１２から、基端側へ向かって突出している。取付部１２は、第１ピン孔１５を含む。第１ピン孔１５は、左右方向に取付部１２を貫通している。ツース４は、先細りの形状を有する。ツース４は、先端部１６と基端部１７とを含む。なお、先端側とは、ツース４の基端部１７から先端部１６に向かう方向を意味する。基端側とは、ツース４の先端部１６から基端部１７に向かう方向を意味する。左右方向は、ツース４の基端部１７から先端部１６に向かう方向に垂直な方向を意味し、バケット２の左右方向に相当する。

【0014】

図３は、ツース４を基端側から見た斜視図である。図３に示すように、ツース４の基端部１７は、凹部１８を含む。凹部１８は、先端側へ向かって凹んだ形状を有する。ツースアダプタ３の取付部１２は、凹部１８内に配置される。凹部１８は、第１内側面２１と第２内側面２２とを含む。第１内側面２１には、第１ガイド溝２３が設けられる。第１ガイド溝２３は、ツース４の基端部１７から先端側へ向かって延びている。第２内側面２２には、第２ガイド溝２４が設けられる。第２ガイド溝２４は、ツース４の基端部１７から先端側へ向かって延びている。ツース４は、第２ピン孔２５，２６を含む。第２ピン孔２５，２６は、ツース４を貫通している。第２ピン孔２５は、第１ガイド溝２３内に設けられる。第２ピン孔２６は、第２ガイド溝２４に設けられる。

【0015】

ピン部材５は、第１ピン孔１５、及び、第２ピン孔２５，２６内に配置される。ピン部材５は、ツース４とツースアダプタ３とに係合することで、ツース４とツースアダプタ３とを互いに固定する。ピン部材５は、環状のピン溝２７を含む。ピン溝２７は、ピン部材５の外周面２８から凹んだ形状を有する。

【0016】

ロック部材６は、ピン部材５に係合することで、第１ピン孔１５、及び、第２ピン孔２５，２６内に配置されたピン部材５を抜け止めする。ロック部材６は、ピン部材５のピン溝２７に係合する。ロック部材６は、例えばマンガン鋼などの鋼材で形成される。ロック部材６は、屈曲した板状の形状を有する。図４は、ロック部材６を示す図である。図４に示すように、ロック部材６は、係合部３１と、押圧部３２と、連結部３３とを含む。係合部３１は、ピン部材５に係合する。係合部３１は、Ｕ字状の溝部３４と、開口３５とを含む。ピン部材５のピン溝２７が溝部３４内に配置されることで、係合部３１はピン部材５に係合する。溝部３４は、開口３５に連通している。

【0017】

押圧部３２は、連結部３３に対して屈曲した形状を有する。押圧部３２は、ロック部材６をピン部材５に係合させる際に、治具によって押される部分である。連結部３３は、係合部３１と押圧部３２との間に配置される。連結部３３は、係合部３１と押圧部３２とを連結する。ロック部材６は、連結部３３において括れた形状を有する。係合部３１と連結部３３とは、面一の板状の形状を有する。

【0018】

図５は、固定構造１の図１におけるＶ－Ｖ断面図である。図５に示すように、ロック部材６は、ツースアダプタ３の取付部１２と、ツース４の第１内側面２１との間の隙間に挿入され、ツース４内においてピン部材５に係合する。押圧部３２は、ツース４の基端部１７の後方に位置しており、外部に露出している。

【0019】

次に、ツース４をツースアダプタ３に固定する作業について説明する。まず、図６Ａに示すように、ツース４がツースアダプタ３の取付部１２に被せられることで、ツースアダプタ３の取付部１２が、ツース４の凹部１８内に配置される。そして、ピン部材５が、ツースアダプタ３の第１ピン孔１５とツース４の第２ピン孔２５，２６内に挿入される。次に、図６Ｂに示すように、ロック部材６が、第１ガイド溝２３内に挿入される。そして、作業者は、治具により、ロック部材６の押圧部３２を先端側に向けて押す。それにより、ロック部材６が第１ガイド溝２３に沿ってスライドし、図５に示すように、係合部３１がピン部材５に係合する。

【0020】

なお、上記の説明では、ロック部材６が第１ガイド溝２３に挿入される場合について説明した。しかし、ロック部材６は、第２ガイド溝２４に挿入されてもよい。すなわち、ロック部材６は、ツースアダプタ３の取付部１２と、ツース４の第２内側面２２との間の隙間に挿入されてもよい。

【0021】

次に、ロック部材６の構造について詳細に説明する。以下の説明では、押圧部３２から係合部３１に向かう方向を前方、その反対を後方と呼ぶ。また、各図面上において前後方向に垂直な方向を左右方向と呼ぶ。図７は、ロック部材６の拡大図である。図７に示すように、溝部３４は、前方に向かって開口している。溝部３４は、湾曲部４１と、第１膨出部４２と、第２膨出部４３と、第１内側部４４と、第２内側部４５とを含む。湾曲部４１と、第１膨出部４２と、第２膨出部４３とは、ピン部材５に係合する。

【0022】

湾曲部４１は、円弧状の形状を有する。湾曲部４１は、ピン溝２７よりも大きな内径を有する。第１膨出部４２と第２膨出部４３とは、左右に互いに離れて配置されている。第１膨出部４２と第２膨出部４３とは、湾曲部４１よりも内側へ膨出している。第１膨出部４２は、第１内側部４４と湾曲部４１との間に位置する。第２膨出部４３は、第２内側部４５と湾曲部４１との間に位置する。

【0023】

図７において二点鎖線は、係合位置に位置するピン部材５を示している。ピン部材５は、係合位置において溝部３４に係合する。図７において、ピン部材５の軸線方向においてピン部材５とロック部材６とが重なる部分にハッチングが付されている。図７に示すように、第１膨出部４２と第２膨出部４３とによって、ピン部材５とロック部材６とが重なる部分の面積が増大する。それにより、ピン部材５の軸線方向への脱落が強固に抑えられる。

【0024】

図７に示すように、第１内側部４４と第２内側部４５とは、左右に互いに離れて配置されている。第１内側部４４は、溝部３４の右側に位置し、第２内側部４５は、溝部３４の左側に位置する。第１内側部４４は、第１膨出部４２から前方へ延びている。第１内側部４４は、前方、且つ、左右方向における外方へ向かって、前後方向に対して傾斜している。第２内側部４５は、第２膨出部４３から前方へ延びている。第２内側部４５は、前方、且つ、左右方向における外方へ向かって、前後方向に対して傾斜している。第１内側部４４と第２内側部４５との間隔は、前方に向かって拡大している。

【0025】

係合部３１は、保持部４６と抵抗部４７とを含む。保持部４６と抵抗部４７とは、溝部３４の内面に設けられている。保持部４６は、ピン部材５が抜けないように保持する。保持部４６は、溝部３４において互いに左右方向において反対側に配置される一対の第１突起４８，４９を含む。一対の第１突起４８，４９は、溝部３４の内側へ向かって突出している。詳細には、第１突起４８は、第１膨出部４２に設けられている。第１突起４９は、第２膨出部４３に設けられている。

【0026】

図８は、係合部３１の拡大図である。図８に示すように、保持部４６は、ピン部材５が係合位置から抜けないように、ピン溝２７においてピン部材５に接触してピン部材５を保持する。なお、図８において二点鎖線で示すピン部材５は、ピン部材５のピン溝２７の位置を示している。

【0027】

抵抗部４７は、保持部４６と開口３５との間に配置される。抵抗部４７は、ピン部材５への係合時にピン部材５に接触して手応えを与える。図７に示すように、抵抗部４７は、溝部３４において互いに左右方向において反対側に配置される一対の第２突起５１，５２を含む。一対の第２突起５１，５２は、溝部３４の内側へ向かって突出している。第２突起５１は、第１内側部４４に設けられている。第２突起５２は、第２内側部４５に設けられている。一対の第２突起５１，５２の間の幅は、一対の第１突起４８，４９の間の幅よりも狭い。一対の第２突起５１，５２の間の幅は、ピン溝２７の外径よりも狭い。

【0028】

図８において、一点鎖線で示される５’は、係合前のピン部材５の位置を示している。抵抗部４７は、ロック部材６の係合時に、ピン部材５が係合位置に到達する前に、ピン部材５に接触することで抵抗力を生じさせるように設けられる。すなわち、ピン部材５は、開口３５から溝部３４内に入る。そして、ピン部材５は、抵抗部４７を通るときに、抵抗部４７を押し広げる。それにより、ロック部材６が、弾性変形し、その反力により、抵抗力を生じさせる。それにより、抵抗部４７は、ロック部材６のピン部材５への係合時に、手応えを与える。また、ピン部材５が係合位置に位置している状態では、抵抗部４７は、ピン部材５と接触しない。

【0029】

以上説明した本実施形態に係る固定構造１によれば、ピン部材５が抜けないように保持する保持部４６とは別に、係合時に手応えを与えるための抵抗部４７が設けられる。それにより、ロック部材６の再利用時に、保持部４６が摩耗していても、新品のロック部材６と略同等の手応えを得ることができる。それにより、ロック部材６の係合を容易に判断することができる。

【0030】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0031】

作業機械は、油圧ショベルに限らず、ブルドーザ、ホイールローダ、或いはグレーダなどの他の機械であってもよい。交換部品は、ツース４に限らず、リップシュラウド、サイドシュラウド、或いはリッパ－ポイントなどの他の部品であってもよい。

【0032】

ロック部材６の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、図９は、第１変形例に係るロック部材６の拡大図である。図９に示すように、膨出部は省略されてもよい。保持部４６と抵抗部４７とは、突起に限らず、溝部３４に設けられたアール形状６１の一部であってもよい。すなわち、保持部４６と抵抗部４７とは、溝部３４に設けられたアール形状６１によって、互いに離れて配置されてもよい。

【0033】

図１０は、第２変形例に係るロック部材６の拡大図である。図１０に示すように、保持部４６と抵抗部４７との間に直線部６２が設けられてもよい。すなわち、保持部４６と抵抗部４７とは、溝部３４に設けられた直線部６２によって、互いに離れて配置されてもよい。

【0034】

図１１は、第３変形例に係るロック部材６の拡大図である。図１１に示すように、第１内側部４４と第２内側部４５とは、直線状の形状に限らず、屈曲した形状であってもよい。すなわち、第１内側部４４は、第１傾斜面６３と第２傾斜面６４とを含んでもよい。第２傾斜面６４は、第１傾斜面６３から前方に延びていてもよい。前後方向に対する第２傾斜面６４の傾斜角度は、第１傾斜面６３の傾斜角度よりも大きくてもよい。図示を省略するが、第２内側部４５は、第１内側部４４と対称な形状を有してもよい。なお、図９～図１１では、ロック部材６の右側の部分のみが示されているが、各変形例のロック部材６の左側の部分は、図９～図１１に示す右側の部分と対称な形状を有している。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明によれば、ロック部材の再利用が可能であると共に、ロック部材の係合を容易に判断することができる作業機械における交換部品の固定構造、及び、ロック部材が提供される。

【符号の説明】

【0036】

１：固定構造
４：ツース（交換部品）
５：ピン部材
６：ロック部材
１２：取付部
１５：第１ピン孔
３４：溝部
３５：開口
４１：湾曲部
４２：第１膨出部
４４：第１内側部
４５：第２内側部
４６：保持部
４７：抵抗部
４８，４９：第１突起
５１，５２：第２突起

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】