特開 2025-21437 クイックチェンジシステム

(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】P2025021437

(43)【公開日】2025-02-13

(54)【発明の名称】クイックチェンジシステム

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/40 20060101AFI20250205BHJP

【ＦＩ】

E02F3/40 E

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024113760

(22)【出願日】2024-07-17

(31)【優先権主張番号】10 2023 120 316.9

(32)【優先日】2023-07-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】519209288

【氏名又は名称】オイルクイック ドイチュランド カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シャウアー，ステファン

【テーマコード（参考）】

2D012

【Ｆターム（参考）】

2D012HA02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】建設機械のアタッチメントを交換するためのクイックチェンジシステムを考案する。
【解決手段】クイックチェンジシステム１は、回転駆動部によって回転軸を中心に回転可能であるように、旋回駆動部によって旋回軸を中心に旋回可能であるように、キャリア２に配置され、ツール又はアタッチメントを連結するために、ツール側で第１のボルト状の連結要素を収容し固定するための、片側の第１のレセプタクル２３、並びに、ツール側で第２のボルト状の連結要素を収容し固定するための、反対側の第２のレセプタクルを有する、クイックカプラ３を含む。機械的な回転表示部及び／又は旋回表示部２６が、クイックチェンジシステムに配置される。回転表示部及び／又は旋回表示部は、キャリアに対するクイックカプラの回転位置及び／又は傾斜位置を監視するために、少なくとも１つのインジケータ要素、並びに、インジケータ要素と相互作用する、マーキングを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転駆動部（４）によって回転軸（５）を中心に回転可能であり、旋回駆動部（６）によって旋回軸（７）を中心に旋回可能であるようにキャリア（２）に配置されたクイックカプラ（３）を含む、建設機械のアタッチメントを交換するためのクイックチェンジシステム（１）であって、ツール又はアタッチメントを連結するために、ツール側で第１のボルト状の連結要素を収容し固定するために、片側に第１のレセプタクル（２３）を有し、かつ、ツール側で第２のボルト状の連結要素を収容し固定するために、反対側に第２のレセプタクル（２４）を有し、機械的な回転インジケータ及び旋回インジケータ（２６）が配置されており、前記キャリア（２）に対する前記クイックカプラ（３）の回転位置を監視するための、対応する第１のマーキング（２９）を有する第１のインジケータ要素（２７）、並びに、前記キャリア（２）に対する前記クイックカプラ（３）の傾斜位置を監視するための、対応する第２のマーキング（３０）を有する第２のインジケータ要素（２８）を含むことを特徴とする、クイックチェンジシステム（１）。

【請求項2】

前記インジケータ要素（２７、２８）が、ポインタ先端部（３１、３２）を有するポインタの形態で設計されることを特徴とする、請求項１に記載のクイックチェンジシステム（１）。

【請求項3】

前記インジケータ要素（２７、２８）が、前記クイックカプラ（３）の初期位置において、前記対応するマーキング（２９、３０）を覆うスロット状凹部（３５、３６）を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のクイックチェンジシステム（１）。

【請求項4】

前記第１のインジケータ要素（２７）及び前記第２のインジケータ要素（２８）が、共通のキャリアプレート（３４）に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のクイックチェンジシステム（１）。

【請求項5】

前記共通のキャリアプレート（３４）が駆動ハウジング（８）に配置され、前記マーキング（２９）が前記クイックカプラ（３）に配置され、かつ、前記マーキング（３０）がキャリア（２）の横材（１３）に配置されることを特徴とする、請求項４に記載のクイックチェンジシステム（１）。

【請求項6】

前記第１のインジケータ要素（２７）がキャリアプレート（３７）に、前記第２のインジケータ要素（２８）がキャリアプレート（３８）に、別個に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のクイックチェンジシステム（１）。

【請求項7】

前記第２のインジケータ要素（２８）が、キャリア（２）の横材（１３）に配置され、前記対応するマーキング（３０）が、駆動ハウジング（８）の旋回ピン（１０）に配置されることを特徴とする、請求項６に記載のクイックチェンジシステム（１）。

【請求項8】

前記第２のインジケータ要素（２８）が、駆動ハウジング（８）の旋回ピン（１０）に配置され、前記対応するマーキング（３０）が、キャリア２の横材（１３）に配置されることを特徴とする、請求項６に記載のクイックチェンジシステム（１）。

【請求項9】

前記キャリアプレート（３４、３７、３８）が板金部品として設計されることを特徴とする、請求項４に記載のクイックチェンジシステム（１）。

【請求項10】

前記キャリア（２）が、２つの平行なボルト状の連結要素（１４、１５）を収容するための開口部を有する、２つの平行な側壁（１２）を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のクイックチェンジシステム（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部に記載の、建設機械のアタッチメントを交換するためのクイックチェンジシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

そのようなクイックチェンジシステムは、ショベル機又は他の同等の建設機械で、運動能力を拡張するための回転ユニット及び／又は旋回ユニットとして、建設機械のアタッチメントとツールとの間で使用される。そのようなクイックチェンジシステムは、典型的には、油圧回転駆動部によって回転軸を中心に回転することができ、かつ、回転軸に直交する旋回軸を中心に旋回することができるように、接続部に配置されたクイックカプラ、並びに、クイックカプラに接続されたアタッチメントを着脱可能に固定するための、レセプタクル及び少なくとも１つのロック要素を含む。そのようなクイックチェンジシステムにより、チルトバケット、グリッパ、シャー、コンパクタ、マグネット、油圧ハンマなといった、クイックカプラに接続されたアタッチメントは、ショベル機のアームの長手方向軸に対して横方向に配置された旋回軸を中心に旋回するだけでなく、この旋回軸に直交する回転軸を中心に旋回することもできる。そのようなクイックチェンジシステムは、特許文献１から知られている。

【0003】

クイックカプラの旋回位置及び傾斜位置が電気センサによって監視され、運転室内の表示装置に送信される、冒頭に述べたタイプのクイックチェンジシステムもある。しかしながら、そのようなセンサ機構は、かなり精密であり、高価なものである。センサ機構には、対応する電源も必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】独国登録特許第１０２０２０１２７３１３号明細書

【発明の概要】

【0005】

本発明の課題は、別個の電源がなくても、キャリアに対するクイックカプラの回転位置又は傾斜位置を簡単かつ堅牢に監視することもできる、冒頭に述べたタイプのクイックチェンジシステムを考案することである。

【0006】

この課題は、請求項１の特徴を有するクイックチェンジシステムによって解決される。従属請求項には、本発明の好適な実施形態、及び有利な改良が記載されている。

【0007】

建設機械のアタッチメントを交換するための、本発明によるクイックチェンジシステムは、旋回駆動部によって更なる旋回軸を中心に旋回し、かつ、キャリアの回転駆動部によって回転軸を中心に回転できるように配置された、クイックカプラを含む。このクイックカプラは、ツール又はアタッチメントを連結するために、ツール側で第１のボルト形状の連結要素を収容し固定するための、片側の第１のレセプタクル、並びに、ツール側で第２のボルト形状の連結要素を収容し固定するための、反対側の第２のレセプタクルを有する。クイックチェンジシステムには、機械的な回転及び旋回のインジケータが配置される。このインジケータは、クイックカプラの回転位置を監視するための、対応する第１のマーキングを有する、第１のインジケータ要素、並びに、クイックカプラの傾斜位置を監視するための、対応する第２のマーキングを有する、第２のインジケータ要素を含む。機械的な回転インジケータ及び旋回インジケータにより、追加の電源がなくても迅速かつ確実にクイックカプラの位置を確認することができる。例えば、高価なセンサ機構を必要とせずに、クイックカプラが回転しておらず、傾いていない、初期位置（ゼロ位置）にあるかどうかを確認することができる。

【0008】

構造的に単純、かつ費用効率の良い実施態様では、このインジケータ要素を、ポインタ先端部を有するポインタの形態で設計することができる。

【0009】

別の有利な実施形態では、インジケータ要素は、クイックカプラの初期位置において関連するマーキングを覆う、スロット状の凹部を含むことができる。したがって、クイックカプラの初期位置において、スロット状の凹部内でマーキングを容易に識別することができる。

【0010】

回転インジケータと旋回インジケータとを組み合わせた場合、第１及び第２のインジケータ要素の両方を、共通のキャリアプレートに配置することができる。共通のキャリアプレートは、例えば、駆動ハウジングに配置することができ、２つのマーキングは、クイックカプラ及びキャリアの横材に配置することができる。

【0011】

しかしながら、第１のインジケータ要素及び第２のインジケータ要素を、別個のキャリアプレートに配置することもできる。第２のインジケータ要素を、例えば、キャリアの横材に配置することができ、対応するマーキングを、駆動ハウジングの支持ピンに配置することができる。あるいは、第２のインジケータ要素を、駆動ハウジングの支持ピンに配置することができ、対応するマーキングを、キャリアの横材に配置することができる。

【0012】

費用効率の良い実施態様では、インジケータ要素を有するキャリアプレートを、板金部品として設計することができる。

【0013】

本発明の更なる詳細及び利点は、図面を参照した好適な実施形態の例についての、以下の説明から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】回転可能かつ傾動可能なクイックカプラを有する、クイックチェンジシステムを斜視図で示す。

【図2】回転しておらず、かつ傾斜していない初期位置における、クイックカプラを有する図１に示すクイックチェンジシステムの正面図を示す。

【図3】図２の領域Ａの詳細を示す。

【図4】初期位置に対して回転した位置における、クイックカプラを有する図１に示すクイックチェンジシステムの正面図を示す。

【図5】図４の領域Ｂの詳細を示す。

【図6】初期位置に対して傾斜した位置における、クイックカプラを有する図１に示すクイックチェンジシステムの正面図を示す。

【図7】図６の領域Ｃの詳細を示す。

【図8】初期位置における、クイックカプラを有するクイックチェンジシステムの、更なる実施形態の例の正面図を示す。

【図9】図８の領域Ｄの詳細を示す。

【図10】図８の領域Ｅの詳細を示す。

【図11】初期位置における、クイックカプラを有するクイックチェンジシステムの、更なる実施形態の例の正面図を示す。

【図12】図１１の領域Ｆの詳細を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１は、ショベル機又は同等の建設機械のアタッチメントを交換するための、チルトローテータとしても知られる、クイックチェンジシステム１を示す。クイックチェンジシステム１は、クイックカプラ３を含み、クイックカプラ３は、回転駆動部及び旋回駆動部によって旋回及び回転できるようにキャリア２に配置され、アタッチメントを自動又は手動で連結するために設計される。図示の実施形態では、クイックカプラ３は、油圧駆動部４によって回転軸５を中心に３６０°回転し、かつ、ショベル機のアーム又は建設機械の別のアタッチメントに直接又は油圧作動クイックカプラを介して接続された、キャリア２の油圧旋回駆動部６によって、回転軸５に直交する旋回軸７を中心に、旋回するように構成される。

【0016】

ここではチルトローテータとして設計されたクイックチェンジシステム１は、クイックカプラ３が回転軸５を中心に３６０°回転するように取り付けられた、駆動ハウジング８を含む。ここで、回転軸５は、垂直に整列して示されている。駆動ハウジング８内には、ここでは見えない油圧回転リードスルーも配置される。油圧回転リードスルーは、駆動ハウジング８内でそれ自体に対して回転可能に固定されたステータ、並びに、クイックカプラ３に油圧流体を供給するためにステータ内で回転するように取り付けられた、ロータを有する。回転駆動部４は、油圧駆動部として設計された油圧モータ９を含む。この油圧モータ９によって、駆動ハウジング８の内部に配置されたウォームホイール、並びに、油圧モータ９によって駆動ハウジング８に対して回転することができる駆動ウォームを有するギア機構を介して、回転軸５を中心に、クイックカプラ３を３６０°機械的に回転させることができる。

【0017】

駆動ハウジング８は、互いに分離された２つの支持ラグ１１内の横方向に突出する支持ピン１０を介して、回転軸５に直交する旋回軸７を中心にキャリア２上で旋回するように構成され、油圧旋回駆動部６によって、図１及び図２に示す位置に対して約±４５°だけ、旋回軸６を中心にキャリア２に対して旋回することができる。回転旋回駆動部としても知られているチルトローテータ１によって、クイックカプラ３に接続されたアタッチメントは、回転軸５を中心に回転することができるだけでなく、回転軸５に直交する旋回軸７を中心に、キャリア２に対して傾斜することができる。それにより、可動範囲が拡大され、適用領域が増加される。

【0018】

図示した実施形態の例のキャリア２は、２つの平行な側壁１２、並びに、支持ラグ１１が配置された前方横材及び後方横材１３を有する。駆動ハウジング８は、前方横材及び後方横材１３の支持ラグ１１にある２つの支持ピン１０を介して、旋回軸７を中心に旋回するように取り付けられる。ショベル機側のクイックカプラに接続するために互いに分離された、２つの平行なボルト状の連結要素１４及び１５を収容するための開口部が、図示したキャリア２の、２つの側壁１２に形成される。しかしながら、キャリア２は、例えば油圧作動するクイックカプラなどの中間接続部がなくても、ショベル機のアーム及びカップリングに直接取り付けることもできる。

【0019】

図示の実施形態における旋回駆動部６は、２つの複動式位置調整シリンダによって形成され、各シリンダハウジング１６又は１７が、キャリア２の対応する側壁１２に締結され、油圧可能式のピストンロッド１８及び１９が、それぞれシリンダハウジング１６及び１７内を移動するように配置される。ピストンロッド１８及び１９の自由端はそれぞれ、関節式ラグ２０及び対応するマウント２１を介して、駆動ハウジング８に接続される。したがって、そこで回転するように取り付けられたクイックカプラ３を有する駆動ハウジング８は、制御シリンダの２つのピストンロッド１８及び１９の対応する伸縮によって、キャリア２に対して傾斜することができる。しかしながら、旋回駆動部６は、油圧モータ又は別の適切な油圧駆動部によって形成することもできる。

【0020】

図１から分かるように、アタッチメント又はツールを連結するように設計されたクイックカプラ３は、溶接構造体又は鋳造部品として設計されたハウジング２２を含む。このハウジング２２は、ツール側の片側で第１のボルト状の連結要素を収容し固定するために片側で開口する、第１のレセプタクル２３、並びに、ツール側で第２のボルト状の連結要素を収容し固定するために反対側で下方に開口する、第２のレセプタクル２４を有する。片側が開口した第１のレセプタクル２３は、爪状又はフォーク状である。接続されたツールが不要に落下することを回避するために、これらのレセプタクルには、関節式セーフティキャッチ２５も配置される。反対側で下方に開口する第２のレセプタクル２４は、ボルト状の連結要素を支持する、湾曲した下側支持面を有する。ここでは図示されていないロック装置が、第２のレセプタクル２４に備えられ、このロック装置は、伸長したロック位置と、収納したロック解除位置又は変更位置との間で移動可能な、２つのロックピンを有する。ツールを自動的に連結するための、油圧作動クイックカプラ３の実施形態の例は、独国特許出願公開第１０２０１８１２８４７９号明細書に開示されている。このような油圧作動するクイックカプラの公知の構造及び機能に関して、特にこの明細書を参照する。チルトバケット、グリッパ、シャー、コンパクタ、マグネット、油圧ハンマといった、様々なアタッチメントをクイックカプラ３に接続することができる。

【0021】

キャリアに対するクイックカプラの回転位置及び傾斜位置を監視するために、クイックチェンジシステム１には、機械的な回転インジケータ及び旋回インジケータ２６が配置される。図１～図７に示す実施形態では、組み合わされた機械的な回転インジケータ及び旋回インジケータ２６が設けられ、２つのポインタ状インジケータ要素２７及び２８が駆動ハウジング８に配置され、第１のマーキング２９がクイックカプラ３に配置され、第２のマーキング３０がキャリア２の横材１３に配置される。

【0022】

特に図３から分かるように、マーキング２９及び３０を有する２つのポインタ状インジケータ要素２７及び２８は、協働するポインタ先端部３１及び３２を有する。２つのポインタ状インジケータ要素２７及び２８は、図１から図７に示す実施形態では、ねじ３３を介して駆動ハウジング８に締結された、共通のキャリアプレート３４に配置される。２つのポインタ状インジケータ要素２７及び２８を有するキャリアプレート３４は、打ち抜き板金部品として設計することができる。２つのポインタ状インジケータ要素２７及び２８は、それらのポインタ先端部３１及び３２を反対方向に向けている。図２及び図３に示すマーキング２９及び３０は、ポインタ先端部３１及び３２を有するクイックカプラ３が回転しておらず、傾斜していない、初期位置（ゼロ位置）と整列するように配置されている。スロット状凹部３５及び３６も、ポインタ状インジケータ要素２７及び２８内に配置され、クイックカプラ３が回転しておらず、傾斜していないゼロ位置で、マーキング２９及び３０が示されている。これにより、電気的なインジケータがなくても、クイックカプラ３が回転しておらず、傾斜していないゼロ位置にあるか否かを、迅速かつ確実に確認することができる。

【0023】

一方、クイックカプラ３が、ここでは垂直に位置合わせされた回転軸５を中心に、図４及び図５のように回転される場合、クイックカプラ３のマーキング２９は、ポインタ状インジケータ要素２７の範囲から離れ、それにより、クイックカプラ３がゼロ位置に対して回転していることが、容易に明らかになる。

【0024】

クイックカプラ３が、回転軸５に直交する旋回軸７を中心に、図６及び図７のように傾斜している場合、横材１３のマーキング３０は、ポインタ状インジケータ要素２８の範囲から離れ、それにより、クイックカプラ３がゼロ位置に対して旋回していること、すなわちクイックカプラ３の傾斜運動が明らかになる。このようにして、純粋に機械的であり、かつ堅牢な回転インジケータ及び旋回インジケータを、電源なしで実現することができる。

【0025】

また、図８～図１０に示すように、２つのポインタ状インジケータ要素２７及び２８を、共通のキャリアプレートに配置しなくてもよい。その代わりに、図１０のように、第１のインジケータ要素２７を、ねじ３３によって駆動ハウジング８に締結された、第１のキャリアプレート３７に配置し、かつ、第２のインジケータ要素２８を、ねじ３３によってキャリア２の横材１３に締結された、第２のキャリアプレート３８に配置することができる。更に、第２のインジケータ要素２８の一部であるマーキング３０を、支持ピン１０に施すことができる。

【0026】

しかしながら、図１１及び図１２に示すように、当然ながら、第２のインジケータ要素２８を支持ピン１０に配置し、対応するマーキング３０を、キャリア２の横材１３に配置することもできる。

【符号の説明】

【0027】

１ クイックチェンジシステム
２ キャリア
３ クイックカプラ
４ 回転駆動部
５ 回転軸
６ 旋回駆動部
７ 旋回軸
８ 駆動ハウジング
９ 油圧モータ
１０ 支持ピン
１１ 支持ラグ
１２ 側壁
１３ 横材
１４ 第１の連結要素
１５ 第２の連結要素
１６ 第１のシリンダハウジング
１７ 第２のシリンダハウジング
１８ 第１のピストンロッド
１９ 第２のピストンロッド
２０ 関節式ラグ
２１ マウント
２２ ハウジング
２３ 第１のレセプタクル
２４ 第２のレセプタクル
２５ セーフティキャッチ
２６ 回転インジケータ及び旋回インジケータ
２７ 第１のインジケータ要素
２８ 第２のインジケータ要素
２９ 第１のマーキング
３０ 第２のマーキング
３１ 第１のポインタ先端部
３２ 第２のポインタ先端部
３３ ねじ
３４ キャリアプレート
３５ 凹部
３６ 凹部
３７ 第１のキャリアプレート
３８ 第２のキャリアプレート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【外国語明細書】