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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-02
(54)【発明の名称】連結器
(51)【国際特許分類】
E02F 3/40 20060101AFI20240925BHJP
【ＦＩ】
E02F3/40 E
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024516834
(86)(22)【出願日】2022-09-15
(85)【翻訳文提出日】2024-05-01
(86)【国際出願番号】 IB2022058682
(87)【国際公開番号】W WO2023042100
(87)【国際公開日】2023-03-23
(31)【優先権主張番号】2021902983
(32)【優先日】2021-09-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】AU
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521234618
【氏名又は名称】ヒューズ・アセット・グループ・ピーティーワイ・リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＨＵＧＨＥＳ ＡＳＳＥＴ ＧＲＯＵＰ ＰＴＹ ＬＴＤ
(74)【代理人】
【識別番号】110001508
【氏名又は名称】弁理士法人 津国
(72)【発明者】
【氏名】ヒューズ，ノエル・ロバート
【テーマコード（参考）】
2D012
【Ｆターム（参考）】
2D012HA03
(57)【要約】
第１及び第２の平行ピンを有する用具を車両又は機械のアームに連結するための連結器。上記連結器は、車両又は機械のアームに取り付けるための本体、上記第１用具ピンを受け入れるための本体に固定された前部第１ジョー、上記第２用具ピンを受け入れるために第１ジョーとは反対側を向いた可動後部第２ジョー、上記第２ジョーを上記第１ジョーに近づけたり遠ざけたりするためのアクチュエータ、及びロック用部材を備えている。上記第１ジョーは、それぞれのピンのための座部の前方に明確なリップを有する。上記ロック用部材は、ロック用部材の一部分が第１ジョーの開口部内に突出するロック位置と、ロック解除後退位置との間で、第１ジョーのリップの前方に位置する旋回軸の周りで旋回可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１及び第２の間隔を空けた平行なピンを有する用具を車両又は機械のアームに連結するための連結器であって、前記車両又は機械のアームに取り付けるための本体；
前記本体に対して固定された前部第１ジョー；ここで、前記前部第１ジョーは、前記第１用具ピンを受け入れるための開口部及び第１座部を画定し、且つ前記第１座部の前方に明確なリップを有し、前記リップは一般的に前記本体に向かう方向に突き出ている、
前記第１ジョーの前記リップの前方に位置する旋回軸の周りで前記第１ジョーに対して旋回可能なロック用部材；ここで、前記ロック用部材は、前記ロック用部材の一部分が前記第１ジョーの前記開口部内に突出するロック位置と前記ロック用部材が前記第１ジョーの前記開口部から実質的に又は完全に引き抜かれているロック解除位置との間で旋回する、
前記第１ジョーの反対側を向いた可動後部第２ジョー；ここで、前記可動後部第２ジョーは、開口部及び前記第２用具ピンを受け入れるための第２座部を画定し、前記第２ジョーは、前記ジョー開口部と前記第２座部の後部とに隣接する拡張面を有する、及び
移動軸に沿って前記第２ジョーを前記第１ジョーの方向へ近づけ及び遠ざけるように選択的に移動可能とするアクチュエータ；
を備え、
前記リップを含んでいる前記第１ジョーは、前記第１ピンの前記第１ジョーの前記座部への、前記移動軸に平行でない進入方向を画定する、
前記連結器。
【請求項2】
前記可動第２ジョーは、前記第１ジョーから離れるように付勢されている、請求項１に記載の連結器。
【請求項3】
前記アクチュエータは油圧シリンダであり、付勢用部材が前記シリンダを伸長位置の方向へ付勢するように配置されている、請求項２に記載の連結器。
【請求項4】
前記付勢用部材はダイスプリングを含む、請求項３に記載の連結器。
【請求項5】
前記第１ジョーの前記リップは、前記移動軸に対して約２５度～約３５度の角度で配向された後面を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の連結器。
【請求項6】
前記第１ジョーの前記リップは、前記第１ジョーの上に前記第２ジョーを有する前記連結器の垂直姿勢において、前記連結器に確保された用具からの重量による力が、前記リップによって少なくとも部分的に支持されるような形状である、請求項１～５のいずれか一項に記載の連結器。
【請求項7】
前記第１ジョーと用具ピンとの係合には、前記第１ジョーの前記リップとの衝突を回避するために、前記第１ジョー又は前記用具ピンの動きの方向の変化が必要である、請求項１～６のいずれか一項に記載の連結器。
【請求項8】
前記ロック用部材は、前記第１ジョーの上方に前記第２ジョーが有り且つ前記ロック用部材がロック位置にある前記連結器の垂直姿勢において、前記連結器に保持された用具からの重量による力が、前記ロック用部材によって少なくとも部分的に支持されるような形状である、請求項１～７のいずれか一項に記載の連結器。
【請求項9】
前記第１ジョーの上方に前記第２ジョーが有り且つ前記ロック用部材がロック位置にある前記連結器の垂直姿勢において、前記第１用具を支持するために前記ロック用部材によって提供される反力ベクトルが、前記ロック用部材の旋回軸を通して延びている、請求項８に記載の連結器。
【請求項10】
前記第１ジョーの上方に前記第２ジョーが有り且つ前記ロック用部材がロック位置にある前記連結器の垂直姿勢において、前記連結器に保持された用具からの少なくとも主要な重量による力が、前記ロック用部材及び前記第１ジョーの前記リップによって支持されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の連結器。
【請求項11】
前記ロック用部材は、前記第１用具ピンと接触点で接触するためのロック面を含み、前記接触点は、前記ピンの中心及び前記ロック用部材の旋回軸と実質的に同一直線上にある、請求項１～１０のいずれか一項に記載の連結器。
【請求項12】
前記接触点での前記ロック面は、前記ピンの中心と前記ロック用部材の旋回軸との間を走行する軸に対して実質的に垂直である、請求項１１に記載の連結器。
【請求項13】
前記ロック面は実質的に平坦である、請求項１２に記載の連結器。
【請求項14】
前記ロック用部材は、前記ロック位置の方向へ付勢されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の連結器。
【請求項15】
前記ロック用部材を前記ロック位置の方向へ付勢するように配置された板バネを備える、請求項１４に記載の連結器。
【請求項16】
前記板バネの第１端部が前記本体に固定され、前記板バネの第２端部が前記ロック用部材に固定され、前記板バネは、前記ロック用部材ピンに隣接する屈曲中間部分を含む、請求項１５に記載の連結器。
【請求項17】
前記ロック用部材は、カム面を含み、前記可動ジョーは可動部材上に設けられ、前記可動ジョーが前記第１ジョーの方向へ移動するときに、前記可動部材は、前記カム面と係合し且つそれによって前記ロック用部材をそのロック位置から引き込めるように構成されている。請求項１～１６のいずれか一項に記載の連結器。
【請求項18】
前記第２ジョーの延長面は、前記アクチュエータの故障の結果、前記第２ジョーが前記第１ジョーの方向へわずかに移動する場合に、前記延長面が、前記第２ピンを前記第２ジョー内に保持することによって、前記連結器に取り付けられた用具の回転を防止するように構成されている、請求項１～１７のいずれか一項に記載の連結器。
【請求項19】
前記第２ジョーの前記延長面は、実質的に平坦であり、及び／又は、前記移動軸に対して実質的に平行である、請求項１～１８のいずれか一項に記載の連結器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、掘削機、採掘機、又は他の土木移動機械若しくは車両のアームに作業用具を連結するための連結器に関する。特に、この連結器は、油圧障害の場合又は連結過程中の用具の連結が不完全であることによる連結分離を防止するための安全機能を備えた油圧連結器である。
【背景技術】
【0002】
連結器（一般に「カプラー」、「ヒッチ」とも呼ばれる）は、用具（例えば、掘削バケット、又はその他の土木作業用具）を、機械（例えば、掘削機、採掘機、又はバックホー）のアームに取り外し可能に接続するために用いられる。これら連結器は、通常はアームの自由端に搭載され、且つ土木作業用具をアームに接続するためにこの作業用具に通常設けられている一対の平行ピンと係合するように構成されている。
【0003】
現代の連結器は、油圧アクチュエータを用いて操作される。これにより、車両のオペレータは、１つの用具を連結器から解放し別の用具のピンを係合する場合に、掘削機アームの端部から複数の用具を迅速かつ遠隔で交換することができる。使用中、用具は油圧下の連結器によってしっかりと保持される。しかし、油圧損失による故障、又は両方のピンの正しい係合に失敗した場合、用具が緩んだりアームから脱落したりする危険がある。用具が緩んだり落下したりすると、安全上の危険があり、重傷を負う可能性がある。
【0004】
油圧故障のリスクを軽減するために、油圧連結器は、油圧の喪失を起こす油圧故障の場合に、用具のピンの１つ又は両方が連結器と係合したままになるように、通常１つ以上の安全ロック機能を備えている。既存の連結器の一部では、バネ仕掛ラッチが、連結器ジョーの少なくとも１つに安全ラッチとして用いられている。しかし、これらのバネ仕掛安全ラッチは、特定の荷重条件下で故障する可能性がある。そのような状態の１つは、油圧の喪失があるときで、用具のピンが垂直に並ぶように、連結器が垂直又は垂直に近い向きにあるか、又はそのような方向に移動する場合である。この垂直方向において、油圧の故障は、重力下でのピン及び上側ジョーのわずかの落下を引き起こし、用具からの垂直荷重と用具の荷重のほぼ全てがバネ仕掛ラッチに伝達される。このラッチへの力の伝達は、その荷重の大きさを支えるほど十分な堅牢性を持たないラッチに損傷又は故障を引き起こす可能性があり、それによって用具が連結器から外れ危険になるリスクがある。
【0005】
危険な状況は、オペレータが連結器を用具のピンに正しく連結していないことに気付かない場合にも発生しうる。連結器を用具と連結する過程は、通常、連結器の前部固定ジョーを用具の第１ピンに係合させる（前部安全ラッチを係合することを含む）こと、その後掘削機のアームの下で用具をひねり、連結器の後部ジョーを第２ピンと係合させるように移動させることが含まれる。しかし、オペレータは、後部ジョーと第２ピンとの係合を見ることができないことがしばしばあり、後部ジョーが第２ピンと正しく係合していなくても気付かない可能性がある。従って、オペレータは、用具が部分的にしか係合されていない状態で、掘削機のアームと取り付けられた連結器を動かそうとする危険性がある。
【0006】
この状態で掘削機のアームが動かされると、連結器が上昇するにつれ、用具は、第１ピンの周りで揺れ動き且つ第１ピンから吊り下げられる可能性がある。揺れ動く用具の勢いは、第１ピンを前部ラッチに強く押し付ける可能性があり、この場合も用具の荷重の大部分をラッチが担うことになる。更に、用具が第１ピンの周りを旋回するときに、ラッチと接触している回転ピンがラッチにトルクを加え、ラッチを旋回させて係合を解除するという出来事があった。このことは、第１ピンがジョーから引き離され、用具の危険な落下を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述の欠点の１つ又はそれ以上に対処すること、及び／又は、少なくとも有用な代替手段を公に提供することが、本発明の少なくとも好ましい実施形態の目的である。
【0008】
本明細書において、特許明細書、他の外部文書、又は他の情報源が参照されている場合、これは一般に、本発明の特徴を議論するための文脈を提供することを目的としている。特に明記されていない限り、そのような外部文書又は情報源への参照は、いかなる法域においても、そのような文書又は情報源が先行技術であるか、又は当該技術分野における共通一般知識の一部を形成することを認めるものとして解釈されるべきではない。
【課題を解決するための手段】
【0009】
第１の態様において、本発明は広く、第１及び第２の間隔を空けた平行なピンを有する用具を車両又は機械のアームに連結するための連結器に関する。上記連結器は、上記車両又は機械のアームに取り付けるための本体、上記本体に対して固定された前部第１ジョー、旋回可能なロック用部材、可動後部第２ジョー、及びアクチュエータを備えている。上記前部第１ジョーは、上記第１用具ピンを受け入れるための開口部及び第１座部を画定し、上記第１座部の前方に明確なリップ、ここで上記リップはほぼ本体に向かう方向に突き出ている、を備える。上記ロック用部材は、上記第１ジョーの上記リップの前方に位置する旋回軸の周りで上記第１ジョーに対して旋回可能である。上記ロック用部材は、上記ロック用部材の一部分が上記第１ジョーの上記開口部内に突出するロック位置と、上記ロック用部材が上記第１ジョーの上記開口部から実質的に又は完全に引き抜かれているロック解除位置との間で旋回する。上記可動後部第２ジョーは、上記第１ジョーとは反対側を向いており、第２用具ピンを受け入れるための開口部及び第２座部を画定している。上記第２ジョーは、上記ジョー開口部に隣接し且つ上記第２座部の後方に拡張面を備えている。上記アクチュエータは、上記第２ジョーを上記移動軸に沿って上記第１ジョーの方向へ近づけ及び遠ざけるように選択的に動かすように動作可能である。上記リップを含む上記第１ジョーは、上記移動軸に平行ではない、上記第１ジョーの上記座部への上記第１ピンの進入方向を画定する。
【0010】
一実施形態において、上記第２ジョーは、上記第２ジョーが上記第１ジョーに対して遠位にある伸長位置と、上記第２ジョーが上記第１ジョーに対して近位にある収縮位置との間で移動可能である。
【0011】
一実施形態において、上記可動第２ジョーは、上記第１ジョーから離れた位置に付勢されている。
【0012】
一実施形態において、上記アクチュエータは油圧シリンダであり、上記シリンダを伸長位置の方向へ付勢するように付勢部材が配置される。上記付勢部材は、例えば上記シリンダのロッド内に配置されたダイスプリングを備えることができる。代わりに、上記付勢部材は外部圧縮バネを備えていてもよい。
【0013】
代替の実施形態において、上記アクチュエータは、機械的ネジ及びネジ機構を備えていてもよい。
【0014】
上記第１ジョーの突出リップは、上記移動軸に対して約２０度～約４０度、好ましくは約２５度～約３５度、最も好ましくは約３０度の角度で配向された後面を備えうる。
【0015】
一実施形態において、上記第１ジョーの上記リップは、上記第１ジョーの上方に上記第２ジョーが存在する上記連結器の垂直姿勢において、上記連結器に固定された用具からの重量による力がリップによって少なくとも部分的に支持されるように形作られる。
【0016】
一実施形態において、上記第１ジョーと上記用具ピンとの係合は、上記第１ジョーの上記リップとの衝突を回避するために、上記第１ジョー又は上記用具ピンの上記移動の方向を変える必要がある。上記移動の少なくとも一部分の間、上記第１ジョーと上記用具ピンとの係合は、移動ベクトルが上記可動部材の上記移動軸に垂直である成分を含むように、上記第１ジョー又は上記用具ピンが移動することを必要としうる。
【0017】
一実施形態において、上記ロック用部材は、上記第２ジョーが上記第１ジョーの上方にあり且つ上記ロック用部材がロック位置にある上記連結器の垂直姿勢において、上記連結器に保持された用具からの重量による力が上記ロック用部材によって少なくとも部分的に支持されるように形作られている。上記第２ジョーが上記第１ジョーの上方にあり且つ上記ロック用部材がロック位置にある上記連結器の垂直姿勢において、上記第１用具を支持するように上記ロック用部材によって提供される反力ベクトルは、上記ロック用部材旋回軸を通って延在しうる。
【0018】
一実施形態において、上記第２ジョーが上記第１ジョーの上方にあり且つ上記ロック用部材がロック位置にある上記連結器の垂直姿勢において、上記連結器に保持された用具からの重量による力の少なくとも大部分が上記ロック用部材及び第１ジョーの上記リップによって支持される。例えば、上記ロック用部材及び上記リップは、共に、上記用具の荷重の重量による力の実質的に全てを支持しうる。代替の実施形態において、上記ロック用部材及び上記リップは、共に、上記用具荷重の重量による力の大部分、例えば上記用具荷重の重量による力の約７０％を超えて支持することができる。上記ロック用部材及び上記リップによって支持される荷重は、上記ロック用部材と上記リップとの間で均等に又は不均等に配分されうる。例えば、上記リップは約５０％を支持することができ、上記ロック用部材は約５０％を支持することができる。代わりに、負荷比率は、３０～７０、４０～６０、６０～４０、７０～３０、又は別の任意のそのような分布に分散されてもよい。
【0019】
一実施形態において、上記ロック用部材は、上記第１用具ピンと接触点で接触するためのロック面を備え、上記接触点は、上記ピンの中心及び上記ロック用部材の旋回軸と実質的に同一直線上にある。
【0020】
上記接触点における上記ロック面は、上記ピンの中心と上記ロック用部材の旋回軸との間を走行する軸に対して実質的に垂直である。
【0021】
一実施形態において、上記ロック面は実質的に平坦である。
【0022】
一実施形態において、上記ロック用部材は上記ロック位置の方向へ付勢されている。板ばねが、設けられ、且つ上記ロック用部材をロック位置の方向へ付勢するように配置されうる。例えば、上記板バネの第１端部は上記本体に固定され、上記板バネの第２端部は上記ロック用部材に固定され、上記板バネは上記ロック用部材ピンに隣接する屈曲中間部分を備える。代わりに、ねじりバネ又はコイルバネが、上記ロック用部材を上記ロック位置の方向へ付勢するように備えられてもよい。
【0023】
一実施形態において、上記ロック用部材は、カム面を備える。 上記可動ジョーは可動部材上に設けられ、上記可動部材は上記カム面と係合し、且つそれによって、上記可動ジョーが上記第１ジョーに向かって移動するときに、上記ロック用部材をそのロック位置から引き込ませるように構成されている。
【0024】
一実施形態において、上記第２ジョーの延長面は、上記アクチュエータの故障の結果、上記第２ジョーが上記第１ジョーの方向へわずかに移動する場合に、前記延長面が、上記第２ピンを上記第２ジョー内に保持することによって、上記連結器に取り付けられた用具の回転を防止するように構成されている。
【0025】
一実施形態において、上記第２ジョーの上記延長面は、実質的に平坦であり、及び／又は、上記移動軸に対して実質的に平行である。
【0026】
本発明はまた、本出願の明細書において個別に又は集合的に参照又は指示される部品、要素、及び特徴、並びに前記部品、要素、又は特徴の任意の２以上の任意の又は全ての組み合わせから成る、と広く言われうる。特定の完全体（それは、本発明に関連する技術分野において既知の等価物を有している）が本明細書で言及される場合、そのような既知の等価物は、あたかも個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれているとみなされる。
【0027】
本明細書及び特許請求の範囲で使用される「含む」という用語は、「少なくとも一部からなる」を意味する。「含む」という用語を含む本明細書及び特許請求の範囲の記載を解釈する場合、この用語で始まる特徴以外の他の特徴も存在する可能性がある。「含む」や「含まれる」などの関連用語も同様に解釈されるべきである。
【0028】
本明細書に開示される数値の範囲（例えば、１～１０）への言及は、その範囲内のすべての有理数、及びその範囲内の任意の有理数の範囲（例えば、１～６、１．５～５．５、及び ３．１～１０）への言及も組み込むことが意図されている。従って、本明細書に明示的に開示される全ての範囲の全ての部分範囲が、これにより明示的に開示される。
【0029】
本明細書で使用される場合、名詞は、その個数が指定されていない場合は、文脈により、単数、及び／又は、複数を意味する。本明細書で使用される「及び／又は」という用語は、「及び」又は「又は」、又は文脈が許す場合には両方を意味する。
【図面の簡単な説明】
【0030】
次に本発明は、単なる例として且つ以下の添付図面を参照して説明される。
【図1】第１の例示的な実施形態による、連結器の前部下側の斜視図である。
【図8】図８のＡ～Ｅは、掘削機のアームの端部に取り付けられた連結器を掘削機バケットの平行ピンに連結するステップを示す側面図である。図８Ａは、ロック解除構成にあり、用具に連結する準備ができている連結器を示す。図８Ｂは、ピンの最初の１つを受け入れる連結器を示す。図８Ｃは、第２ピンを受け入れる準備ができた、第２ピンを中心に旋回して位置合わせされた連結器を示す。図８Ｄは、第１ピンを第１ジョーにロックするように開発された前部ロック用部材を示し、第２ピンの方向へ移動する第２ジョーを有している。図８Ｅは、第２ピンと係合し、且つ両方のピンが連結器にロックされているようなロック構成にある連結器を示し、連結されたバケットを持ち上げる掘削機のアームを備えている。
【図9A】第１ピンを第１ジョーにロックするために配置された前部ロック用部材を示す側面の断面図であり、第２ジョーは、位置のずれた状態にある第２ピンの方向へ移動され且つそのピンとの係合を妨げられている状態にある。
【図10A】垂直姿勢での、用具に連結された連結器を示す側面図であり、反力を図示している。
【図10B】油圧故障後の垂直姿勢での、用具に連結された連結器を示す側面図であり、反力を図示している。
【発明を実施するための形態】
【0031】
図１～図１０Ｂは、本発明の１実施形態による例示的な連結器（カプラー）１を示す。連結器１は、第１及び第２の間隔を空けて配置された平行ピン２ａ、２ｂを有する用具を車両又は機械のアームに連結するのに適している。横方向に平行なピン２ａ、２ｂは、用具（例えば、掘削バケット、リッピングアタッチメント、ふるいバケット、クランプ、ワイドバケット、油圧ハンマー、スクリューオーガーなど）の車両又は他の機械のアーム／ブームへの取り付けを支援するために、用具の標準機能として一般的に提供される。
【0032】
「Ｆ」とマークされた矢印が、連結器１の前方向を示すために必要に応じて図中に挿入されている。図示の実施形態における連結器１の前部Ｆは、用具の前部（掘削バケットの開放側）に対応する側である。連結器１の絶対的な向きは、それが取り付けられているアームが動くにつれて、使用中に変化する。従って、前方、後方、左側、及び右側（又は類似のもの）という用語は、必ずしも所定の図に示されている向きを参照するのではなく、連結器の前方向Ｆを参照していると解釈されるべきである。これら用語の使用は、説明を容易にするためのものであり、これに限定することを意図したものではない。
【0033】
連結器１は、本体３と、本体３に対して固定された第１ジョー５と、本体３に対して移動可能な可動の第２ジョー７と、第２ジョー７を選択的に近づけたり遠ざけたりするように動作可能なアクチュエータ９を有する。本体３は、例えば取り付け機構を介して車両又は機械のアームに取り付けられるように構成されている。連結器１は、第１及び第２ピンの各中心が仮想ピン軸ＶＰＡと一致する位置において、第１ピン２ａを第１ジョー５内に、第２の平行なピン２ｂを第２ジョー７内に保持するように構成されている（図３及び６を参照）。
【0034】
図示の実施形態において、本体３は、アームの端部又はアームからのリンクをプレート４間に受け入れるための、間隔を空けた２つの平行なプレート４を備えている。プレート４は、連結器本体３をアーム又はアームリンクにボルトで固定するための取付用開口部６を含むが、別の取付け方法も可能である。持ち上げラグ８（図２）は、好ましくは連結器本体３の後部に設けられ、例えばラグ８の開口部を通して配置されたチェーンを用いて、作業現場での様々なアイテムの持ち上げを容易にする。
【0035】
第１ジョー５はフック形状であり、連結器１の前部Ｆへの開口１１を画定する。第１ジョー５の内面は、第１用具ピン２ａを受け入れるための座部１３を提供する。第１及び第２用具ピン２ａ、２ｂは実質的に円筒形であり、従って、用具ピン２ａのための座部１３を提供する第１ジョー５の表面は、ピン２ａの曲率に実質的に対応する曲率を有する凹面である。
【0036】
図示の実施形態において、第１ジョー５は、連結器１の本体３に相対的に固定されるか、又は一体化された２つの離間した側板１５から形成された２つの平行なフックによって提供される。ウェブ１６は、剛性を与えるために２つの側板１５のフック間を架橋している。いくつかの実施形態において、ウェブ１６は、第１ジョー５に剛性を与えるだけでなく、用具ピン２ａのための座部の少なくとも一部を形成してもよい。
【0037】
図３を参照すると、第１ジョー５は、ピン座部１３の前方に盛り上がった明確なリップ１７を含む。リップ１７は、第１ジョー５の開口部１１内へ上方に突出し、リップ１７に隣接する開口部のサイズを縮小し且つ座部１３を形成するリップ１７の窪み後部を画定する。図示の実施形態において、リップ１７は、それ自体の周りで湾曲する第１ジョーフックの部分、これは（図３を参照して）、第１ピン２ａの垂直中心線ＶＣａよりも前方のフックの部分であって、着座面と連続し且つリップ１７と座部１３との間に滑らかな移行部を形成しているリップ１７の後面を伴うもの、によって形成される。リップ１７の後面は、湾曲していても、実質的に直線であってもよい。例えば、いくつかの実施形態においては、リップ１７は、別個部品、及び／又は、急峻な突起であってもよい。リップ１７は、好ましくは、２つの側板１５の間で連結器１の幅に渡って延在し、リップの一部分はウェブ１６によって形成されるが、代わりにリップは、各ジョー側板１５によってのみ提供されてもよい。
【0038】
明確なリップは、ピン軸ＶＰＡに向かう方向に座部１３の最下点からリップ１７の先端部まで測定された高さＬＨを有し、これは連結器が取り付けられるピン２ａの直径の少なくとも８％であり、ここでは連結器は（座部１３の曲率半径の約２０％）で使用するように構成されている。より好ましくは、リップ１７は、ピン２ａの直径の約１０％～約２５％（座部１３の曲率半径の約２０％～約５０％）の高さを有する。図示の実施形態において、リップ１７は、ピン２ａの直径の約１２．５％（座部１３の曲率半径の約２５％）の高さＬＨを有する。
【0039】
図示の実施形態において、リップ１７の先端部は、ピンが前部ジョーに着座したときに、座部１３の前方、第１ピン２ａの最前点のわずかに後方の点に位置する。例えば、リップ１７の先端部は、第１ピン２ａの最前点から、ピン直径の約１０％未満だけ後方の距離である。代替の実施形態及び図１１Ａ、１１Ｂ、若しくは１１Ｃに示すように、リップ１７の先端部は、第１ピン２ａの最前点よりわずかに前方にあってもよい。例えば、リップ１７の先端は、ピン２ａの最前点よりもピン直径の約１０％未満の距離だけ前方にあってもよい。
【0040】
リップ１７は、開口部１１を通過して座部１３上の完全に着座した位置に出入りする途中で、用具ピン２ａが連結器１に対して非直線的な出入り経路を通過する必要があることは明らかである。リップ１７を通過する用具ピン２ａの移動（又は用具ピン２ａを通過するリップ１７の移動）の方向は、第２ジョーの移動方向（移動軸ＭＡ）である仮想ピン軸と平行ではない。即ち、用具ピン２ａの移動方向は、連結器１の前後方向に垂直な方向の動きの成分を有する。用具ピン２ａが第１ジョーと係合又は係合解除するように移動すること（又は第１ジョー５が用具ピンと係合又は係合解除するように移動すること）は、移動軸ＭＡに平行な純粋に「前方」又は「後方」移動によっては不可能である。
【0041】
ロック用部材１９が、固定された第１ジョー５に設けられる。ロック用部材１９は、図３、５Ａ、及び６に示されるロック位置（ここでは、ロック用部材１９の一部分が第１ジョー５の開口部内に突出している）と図５Ｂに示されたロック解除位置（ここては、ロック用部材１９は第１ジョー５の開口部１１から実質的又は完全に引き抜かれている）との間で移動可能である。第１ジョー５は、ロック位置又はロック解除位置にあるロック用部材１９を用いて、用具ピン２ａと係合するように移動させられうる。ロック位置においては、ロック用部材の前部の傾斜面は、当接ピン２ａによって加えられる十分な力が、付勢されたロック用部材１９をその後退位置に向けて押し、ピン２ａが第１ジョー５に挿入されうることを意味する。しかし、ロック位置においては、第１ロック用部材１９は、用具ピンが第１ジョー５から外れるのを防止する。
【0042】
ロック用部材１９は、例えば、第１ジョー５又は連結器本体３に旋回可能に取付けられることによって、第１ジョー５に対して旋回可能である。図示の実施形態において、ロック用部材１９の旋回軸は、第１ジョー５の２つの側板「摺動レール」１５の間に延在しているピン２１（これら側板１５の間に着座する第１ロック用部材１９を伴う）によって提供される。しかし、ロック用部材の他の構成も想定される。
【0043】
ロック用部材旋回軸２１は、第１ピン座部１３の前方且つリップ１７の先端部の前方に置かれる。そのロック位置において、ロック用部材は、旋回軸２１から座部１３の方向へほぼ下方且つ後方に延在する。ロック用部材旋回軸２１は、第１ジョー５の口部１１のすぐ上方又は前方にあってもよい。好ましくは、ロック用部材１９の位置及び形状は、ピンが第１ジョー５に着座しているときは、ロック用部材１９は通常は第１ピン２ａと接触しないようなものである。むしろ、連結器の通常の使用中は、ロック用部材のロック面２７とピン２ａとの間に空間が存在し、接触は、ロック用部材１９が安全機能を実行しているとき（例えば、アクチュエータ９の故障が生じた場合）にのみ生じる。
【0044】
同様に、いくつかの実施形態において、第１ジョーのリップ１７の位置及び形状は、ピンが第１ジョー５に着座しているときにリップ１７が通常は第１ピン２ａと接触しないようなものである。むしろ、連結器の通常の使用中は、リップ１７の先端部とピン２ａとの間に空間が存在し、接触は、リップ１７が安全機能を実行しているとき（例えば、アクチュエータ９の故障が生じた場合）にのみ生じる。
【0045】
ロック用部材１９は、そのロック位置の方向へ付勢される。即ち、いかなる外力も存在しない場合、ロック用部材はそのロック位置に存在する。付勢用部材が、ロック用部材１９を付勢するために設けられる。図示の実施形態において、付勢用部材は板バネ２２を備え、この板バネの第１端部は連結器本体に固定され、第２端部はロック用部材１９の本体に、ジョー開口部１１内に延在する上記ロック用部材の部分で固定されている。上記バネは、旋回軸２１が板バネの支点として作動するように、ロック用部材旋回軸２１の周りでその旋回軸の前側／下側に曲げられて延在する。単一のバネのみが図面の実施形態において示されているが、代わりに、ロック用部材を付勢する複数のバネが存在してもよい。
【0046】
板バネは、他の種類のバネに比べて砂や汚れが詰まりにくいため、連結器１が埃っぽい環境や過酷な環境で使用されるときに故障したり詰まりが発生したりする可能性が低くなる。また、板バネは、旋回軸の周りに配置された同等のサイズのねじりバネよりも大幅に大きな付勢力を提供できるため、故障の影響を受けにくい。
【0047】
ロック用部材は、ロック用部材１９の回転を制限するための停止タブ２５を備える。停止タブ２５は、旋回軸２１を挟んでロック用部材１９の本体１９ａとは反対側に設けられている。停止タブ２５は、ロック用部材１９がロック位置にある場合に、ロック用部材本体に対して固定された対向面に当接するように配置されている背面を有している。図示の実施形態において、ロック用部材１９の背面２６は、アクチュエータ９上の平坦垂直面に当接して、ロック用部材１９のロック位置を画定する。ロック位置において、停止タブ２５の背面２６はロック位置にあるが、これは別の実施形態において異なっていてもよい。
【0048】
ロック用部材は、ロック用部材１９を移動させるための１又は複数のカム面２３（図５Ａ、５Ｂ、及び７）を備えている。例示的な実施形態において、２つのカム面２３が、ロック用部材の本体に対して旋回軸２１の反対側に設けられている。しかし、別の実施形態において、ロック用部材は、単一のカム面又は３つ以上のカム面を有してもよい。
【0049】
図示の実施形態において、２つのロック面が、隣接し且つ停止タブ２５のいずれかの側に設けられている。上記カム面２３又は各カム面２３は、ロック用部材がロック位置にある場合に、ほぼ後方及び上方を向く傾斜面であることが好ましい。上記カム面２３又は各カム面２３は、可動ジョー７を担持する可動部材３５と相互作用するように構成されている。可動部材の一部分３８は、以下で更に詳しく説明するように。ロック用部材１９をロック位置に出入りさせるためにそれぞれのカム面２３に沿って摺動する。
【0050】
第１ロック用部材１９は、ロック用部材１９がロック位置にある場合に、第１ジョーのジョー開口部１１内に延在するロック用部材の部分にロック面２７を有する。ロック面２７は、ロック用部材１９がロック位置にある場合に、用具ピン２ａと向かい合う。第１ピン２ａが第１ジョーに着座する場合、ロック面２７はピンに接触しなくてもよいが、ピンが座部から移動する場合、ピンに接触して、ピン２ａが上記ジョーから出るのを防止する。
【0051】
ロック用部材１９は、ロック位置において第１ジョーのピン２ａに向き合うように構成されたロック面２７を有する。ロック用部材１９がロック位置にある場合に、ピンが第１ジョーの口部１１の方向へ移動すれば、第１のピンが接触するのはこのロック面２７である。ロック面２７は、第１ピン２ａをジョー５内に保持する。図１～図１０の実施形態において、ロック用部材がロック位置にあり、ピン２ａに接触している場合に、ロック面２７は、実質的に平坦であるか、そうでなければロックするときに用具ピン２ａとの単一の接触点のみを有するような形状である。用具ピン２ａと接触する場合、ロック面２７は、円筒状用具ピンに接し、従って単一点ＣＰでのみピンと接触する（図１０Ｂを参照）。
【0052】
代替の実施形態において、ロック面２７は、用具ピン２ａとの接触が依然として単一点でのみ達成される仕方で、又は接触面の長さに沿ってピンと接触する方法で、代替的に形状付けられてもよい。例えば、ロック面２７は凸面であってもよく、又は凹面であってもよいが、その曲率半径は用具ピンの半径より著しく大きい。代わりに、ロック面はフック形状であってもよく、用具ピン２ａの曲率にぴったり一致してもよい。図１１Ａ～図１１Ｅに示される実施形態において、第１ピン１０２ａを第１ジョー１０５内に保持するのを助けるために、ロック面１２７は片側で引っ掛けられている。
【0053】
図１１Ａ～１１Ｅは、第１ジョー１０５及びロック用部材１９９の代替的実施形態を示す。
【0054】
図１１Ａを参照すると、この実施形態において、リップ１１７の後面は実質的に直線であり、連結器の前後方向又は前後摺動レール方向に対して約３０度の角度をなしている。代替の実施形態において、リップ１１の後面は湾曲していてもよく、例えば凹面であってもよい。
【0055】
線ＴＰは、第１ピン１０２ａが第１ジョー１０５内に進入するためにそのジョーに対してたどる必要がある非直線移動経路を示す。明確なリップ１１７の前方の進入経路ＴＰの部分は真っ直ぐである。しかし、連結器本体の縁部及びジョー１０５／リップ１１７の前部の角度を付けた導入部（例えば上向きに角度を付けられた経路）によって作られた制約内で、別の経路が可能である。
【0056】
図１１Ａ～１１Ｅは、前部ジョー１０５に対して多くの位置にある第１ピン１０２ａを示す。これらの位置は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）で示される。 図１１Ａ及び図１１Ｂに示す位置（ａ）においては、前部取り付けピンは前部ジョー座部１１３にしっかりと着座され、装置の通常の使用中この位置に置かれる。以下により詳細に説明するように、連結器の故障又は誤った使用の場合には、図１１Ｃの位置（ｃ）で示されるように、前部取り付けピン１０２ａは、ロック用部材１１９と接触する可能性がある。この位置においては、ロック用部材１１９の接触面１２７はピン１０２ａに対して接しており、接触点はピン中心とロック用部材の旋回軸１２１とを有する直線である。これは、いかなる荷重も旋回軸ピン１２１のピンの中心線を介して伝達されること、そのために前部ロック用部材に誘発される曲げモーメントがほとんど又は全くないことを意味する。
【0057】
図示の実施形態において、ロック用部材１１９の接触面１２７は、小さなリップ１２８を備えて湾曲している。ピン１０２ａが何らかの方法で作用してロック用部材１１９を後退させ始めると、ロック用部材１１９のリップ１２８は、前部ピン１０２を着座位置即ち図１１Ｄに示す点（ｂ）に向かって押し戻すように作用する。
【0058】
ロック用部材１１９の代替形状の接触面が想定される。例えば、平坦な面又はリップ１２８のない面が想定される。
【0059】
図１１Ｅは、前部ロック用部材１１９が後退した後、ジョー１０５から引き抜かれるピン１０２ａの動きを示す。ここで、ピン１０２ａは、図１１Ｅに示される位置（ｄ）まで前進することができ、前部ロック用部材１１９が十分に後退すると、前部ジョー１０５からの用具ピン１０２ａの抜け出しはもはや妨げられなくなる。
【0060】
図１～図７を再び参照すると、可動第２ジョー７はフック状部材であり、第２用具ピン２ｂを受け入れるための開口部３１と座部３３を画定している。第２ジョー７は、連結器１の後部へ開き、即ち、第１及び第２ジョー５，７は、互いに反対方向に背を向け合っている。第２ジョー７は延長部分６３を備え、この延長部分は仮想ピン軸ＶＰＡ及び移動軸ＭＡに平行な延長面を有する。延長部分６３は、第２ジョー座部３３の後方に位置し、延長部分の表面は、好ましくは（しかし必須ではないが）座部３３の表面と連続している。延長部分の表面は、第２ピン２ｂが第２ジョーに着座される場合、第２ピン２ｂの垂直中心線ＶＣｂ（図３）の中心線の後方に置かれた後端部を有する。延長部分は、使用中にアクチュエータ内の圧力喪失がある場合にもし第２ジョー７が第２ピン２ｂから外れたとしても、油圧故障の場合の用具の回転に抗するために、上記ピンの垂直中心線ＶＣｂが延長部分６３の一点上にあるような十分な長さを有する。この機能については、以下で詳しく説明する。
【0061】
図示の実施形態において、延長面６３の後端部は、第２ピン２ｂが第２ジョー７内に着座したときに、第２ピン２ｂの垂直中心線ＶＣｂよりも後方であるが、このピン２ｂの最後部点よりも前方に位置している。しかし代替の実施形態において、延長部分６３はより長くてもよく、第２ピン２ｂの後方に延びてもよい。延長部材６３の表面は、平坦であることが好ましいが、代替の実施形態において、いくらかの凹面を有していてもよい。
【0062】
可動の第２ジョー７は、第１ジョーの遠位端で第２ジョーとの伸長係合位置（そこでは、第１及び第２ジョー５、７が夫々の用具ピンと係合している）と、第１ジョーの近位端で第２ジョーの収縮位置との間で移動可能である。この部材は更に、固定ジョー５の口部と可動ジョー７の口部との仮想中心間の間隔が第１及び第２用具ピン２ａ，２ｂの中心間の間隔よりも大きいような、超伸長位置まで移動可能であってもよい。
【0063】
可動ジョー７は、可動部材３５上に設けられ、可動ジョー７は、可動部材３５に固定されるか、又は可動部材３５と一体化される。可動部材３５は、第２ジョー７から前方に、ジョー開口部３１の反対方向に延びる２つの延長部３７、及び可動部材３５をアクチュエータ９に連結するための側耳部３８を有する。
【0064】
可動部材３５は、移動軸ＭＡに沿って固定第１ジョー５に向かったり遠ざかる連結器本体３に対する直線運動を行うために、連結器１内に摺動可能に取り付けられている。連結器１が用具ピン２ａ、２ｂと係合するように位置合わせされる場合、第２ジョーの動きは横方向用具ピン２ａ、２ｂに対して垂直である。
【0065】
図示の実施形態において、第１ジョー側板１５の対向する内面はそれぞれ、直線状案内チャネル４３を備えている（図７を参照）。 これらの案内チャネル４３は、可動部材上の相補的な案内機構（例えば、可動部材３５の側縁４５）を受け入れる。可動部材がアクチュエータ９によって前方又は後方に移動されると、可動部材３５の側面４５は、案内チャネル４３内で前方及び後方にスライドし、可動第２ジョー７の動きを案内する。案内チャネル４３は、可動部材３５の移動の限界を画定するための停止部を備えることができ、あるいは、可動部材の移動は、別の制約（例えばアクチュエータ９のストローク）によって決定されてもよい。
【0066】
可動部材延長部３７は、第１及び第２ジョー開口部１１、３１の上方に置かれるが、連結器が図１～図７に示された略水平方向にあるときは、アクチュエータ９の下に置かれる。延長部３７は、ロック用部材９のカム表面２３と相互作用するように配置される。図５Ａ及び５Ｂを参照すると、伸張した係合位置から、可動ジョー７が固定ジョー５に向かって移動すると、可動部材延長部３７の丸い先端部３８が移動してロック用部材１９のカム面２３と接触する。可動部材３５の連続した前進運動は、各可動部材延長部３７の平らな下面が夫々のカム面２３上を摺動するようにさせ、ロック用部材１９をその後退位置に向かって旋回させる。可動部材３５がその最前方位置／ジョーの収縮位置に達すると、ロック用部材１９は引き込められ、カム面２３は、図５Ｂに示されるように、実質的に水平、延長部３７の下面と平行、又はほぼ平行である。
【0067】
連結器が図５Ｂに示された収縮したロック解除構成から図５Ａの伸張した係合位置に移動すると、可動部材３５の後方への移動により、可動部材延長部３７がロック用部材と接触しなくなるまで、各可動部材延長部３７の平らな下面が夫々のカム面上を摺動して戻り、バネ２２の付勢力の下でその後退位置に向けてのロック用部材１９の旋回を可能にする。カム面２３の傾斜は、好ましくは、ロック用部材１９が、突然解放されるのではなく徐々にそのロック位置内に伸びることが可能であるようなものである。ロック用部材２５の停止面は、そのような突然の解放を防止するために、ちょうど可動部材延長部３７がカム面２３との接触から外れるときに、連結器本体の対向面と接触するように構成されることが好ましい。
【0068】
アクチュエータ９は、好ましくは複動油圧ラムの形態のリニアアクチュエータである。アクチュエータ９は、第１ジョー側板１５の間の連結器本体３に収容されている。アクチュエータの一端は、連結器本体３に対して固定され、その他端は可動部材に固定されている。図示の実施形態において、油圧ラム９のシリンダは、ピン１０を介して第１ジョー側板１５に固定されている。アクチュエータ連結ピン４１は、油圧アクチュエータ９の伸長又は短縮が可動部材３５を本体に対して移動させるように、油圧アクチュエータのラムを左側及び右側の側耳３９を貫通して可動部材３５に取り付けるように延在している。
【0069】
油圧シリンダ９のラムは、例えば、バネ５１（図９Ａ～図９Ｄに見られる）のような付勢用部材によって伸長位置に付勢される。バネ５１は、油圧の損失が発生した場合でもアクチュエータ９が伸長したままであることを保証する。図示の実施形態において、バネ５１は、アクチュエータの内部に設けられた圧縮ダイスプリングである。ダイスプリングは、少なくとも部分的にシリンダロッドの円筒状中空内に配置され、且つロッドとバレルとの間で作用してロッドをバレルから伸長位置に付勢するように配置される。中央スピンドルは、バネの座屈を防止するために、バネの中心に沿って軸方向に延在することが好ましい。スピンドルは、シリンダのバレルから延びることができ、且つ、バネ５１の圧縮された長さとほぼ同じか、それよりわずかに短いその長さを有する。
【0070】
内部ダイスプリングは環境状態から有利的に密閉されており、動作環境からの塵やゴミがスプリングの動作や寿命に影響を与える可能性を低減する。対照的に、外部スプリングはゴミ（例えば、棒状のもの、石、ほこり）を集める傾向があり、小さなヒッチ本体内において貴重なスペースを占める。しかし、代替の実施形態において、外部圧縮バネがアクチュエータのバレル及び／又はロッドの周囲に設けられ、アクチュエータを伸長位置に付勢するように構成されてもよい。
【0071】
連結器の動作
次に、図面に示される例示的な連結器１の動作について、図８Ａ～８Ｅ（これらは掘削機のアーム７０の端部に取り付けられた連結器を示している）を参照して説明する。アーム７０は、リンケージを含み、これに取付開口部６を介して連結器１が取り付けられる。上記リンケージは、油圧ラムを用いて操作され、リンケージ、ひいては連結器１を動かすことができる。
次に、図面に示される例示的な連結器１の動作について、図８Ａ～８Ｅ（これらは掘削機のアーム７０の端部に取り付けられた連結器を示している）を参照して説明する。アーム７０は、リンケージを含み、これに取付開口部６を介して連結器１が取り付けられる。上記リンケージは、油圧ラムを用いて操作され、リンケージ、ひいては連結器１を動かすことができる。
【0072】
図８Ａ及び図８Ｂに示す第１のステップにおいて、連結器１は、アーム７１上のバケットリンク機構を用いて移動され、必要に応じて回転され、第１ジョー５を第１用具ピン２ａと位置合わせするが、第２ジョー７を第２用具ピン２ｂに固定しないように保持する。次に、連結器１が動かされ、第１ジョー５が第１用具ピン２ａと係合され、ピン２ａはジョーリップ１７の後ろの着座面１３上に置かれる。リップ１７の前方の第１ジョー上の面取り又は角度付けられた導入面１８は、ピンの直径よりも広く、ジョーに向かって徐々に狭くなる第１ジョーへの入口を作ることによって、第１ジョー５をピン２ａ上に案内するのに役立つ。リップ１７の後方の角度を付けられた内側上面２０は、ピン２ａを座面１３の方向へ異なる方向に案内する。
【0073】
第１用具ピン２ａと第１ジョー５との間の相対運動は、係合に入るとき又は係合から離れるときに、リップ１７が運動方向の変更を必要とするため、非線形である。第１用具ピン２ａとリップ１７の前方の第１ジョー５との間の相対運動は、直線的で移動軸ＭＡと平行であってもよく、又は第１ジョー５の前部の面取り面１８によって適応されるようにわずかな角度であってもよい。しかし、リップ１７の後方（リップ１７と着座面１３との間）で、運動ベクトルが変化し、移動軸ＭＡと非平行になる。図示の実施形態において、リップの後方への運動はＭＡに対して約３０度の角度であるが、この角度は異なる実施形態において異なる場合がある。例えば、動きは、約３０度から約４０度の間の角度であり得、より好ましくは、約２５度から約３５度の間の角度でありうる。
【0074】
この第１のステップにおいては、可動部材３５は（図示のような）後退位置にあり、ロック用部材１９も後退している。あるいは、可動部材は、ロック用部材１９がロック位置にある状態で伸長位置にあってもよい。可動部材３５が伸長位置にあり、ロック用部材１９がロック位置にある場合、ジョー５を第１ピン２ａ上に移動させることは、ロック用部材の傾斜前面を押し、付勢されたロック用部材１９をロック解除位置に後退させる。
【0075】
第１ピン２ａに連結する前、又は第１ピンと係合した後で且つ第２ピンと係合する前のいずれかで、第２ジョー７及び可動部材３５は、第１ジョー５の方向へ後退位置（図５Ｂにも示す）まで移動させられうる。可動部材３５が後退位置の方向へ移動すると、係合部分３７の端部はカム面２３上を滑動し、カム面を下方に押して第１ロック用部材１９をその旋回軸２１の周りで旋回させ、ロック用部材１９を上方にロック解除位置まで移動させる。
【0076】
第１ピン２ａが第１ジョー５に着座し、可動部材３５が後退すると（図８Ｂ）、次に連結器１は、第２ジョーが依然として後退位置にある状態で、第１ジョーの側板１５の下面が第２ピン２ｂに当接するまで、第１ピン２ａの周りで、回転させられる。そして第２ジョー７は、図８Ｃに示すように第２ピンと一列に整列させられる。
【0077】
図８Ｄを参照すると、次のステップで、アクチュエータ９が伸長され、それによって第２ジョー７が第１ジョー５から離れて第２ピン２ｂの方に移動する。第２ジョー７が第１ジョー５から遠ざかるにつれて、可動部材の伸長部分３７はロック用部材１９のカム面２３から滑りつつ離れ、伸長部分３７がロック用部材との係合から完全に外れ且つ停止タブ２５が連結器本体３の停止面２６に当接する（図５Ａ）まで、ロック用部材１９が板バネ２２からの付勢力の下で旋回することを可能にする。その時、付勢されたロック用部材１９は、その係合位置に置かれている。
【0078】
アクチュエータ９は、第２ジョー７が第２ピン２ｂと係合するまで更に伸長する。連結器１は、第２ピン２ｂが可動第２ジョー７の着座面３３に着座すると、最終的な連結構成になる。連結器１と係合された両方のピン２ａ及び２ｂによって、連結器１は、図８Ｅに示されるように用具を回転させ持ち上げるために、連結器１に取り付けられたアーム又はブーム７０を用いて操作されうる。
【0079】
用具を連結器１から取外すためには、上述のプロセスが逆に実行される。第１のステップとして、第２可動ジョーを第２用具ピン２ｂとの係合から外す必要がある。これを行うには、アクチュエータ９を後退させることによって可動部材３５に加えられる力は、アクチュエータ上のばね５１からの付勢力に打ち勝ち、且つストロークの後半では、ロック用部材１９を後退させるためにロック用部材１９からの付勢力に打ち勝つのに十分でなければならない。連結解除プロセスの間、全油圧力がアクチュエータ９に対して利用可能であることが想定されている。従って、アクチュエータ９がばねの付勢力に打ち勝ち且つ第２ジョーを後退させるのに必要な力を提供することは難しくない。
【0080】
可動ジョー７が第２用具ピン２ｂから外されると、連結器１は、第１ピン２ａの周りで回転させられ得、第２ジョー７は第２実施ピン２ｂから離れ、且つ連結器は第１ピン２ａから取り外されうる。
【0081】
正しくない連結の下での動作
連結過程の間、第２ジョー７と第２ピン２ｂとの係合が用具、掘削機のアーム、又はバケットリンク機構によってしばしば隠されるので、作業者はそれを見ることができないことがある。従って、後部ジョー７が第２ピン２Ａに正しく係合していなくても作業者は気付かない可能性がある。図９Ａ～９Ｃは、本発明による連結器のこのシナリオを示している。
連結過程の間、第２ジョー７と第２ピン２ｂとの係合が用具、掘削機のアーム、又はバケットリンク機構によってしばしば隠されるので、作業者はそれを見ることができないことがある。従って、後部ジョー７が第２ピン２Ａに正しく係合していなくても作業者は気付かない可能性がある。図９Ａ～９Ｃは、本発明による連結器のこのシナリオを示している。
【0082】
図９Ａは、図８Ｄに示される状態と同様の用具の前部ピン２Ａに連結され且つロックされた連結器の前部ジョーを示す。しかし、後部ジョーは、後部ピンと正確に位置合わせされておらず、従って可動ジョー７のピン方向への移動は、ジョー７の先端部がピン２ｂに当接すると停止される。この時点でオペレータは、第２ピン２ｂが第２ジョーに着座していると誤って考え、そして連結器を持ち上げる場合、図９Ｄに示されるように用具が第１ピンから吊り下がるまで、図９Ｂ～図９Ｄに示されるように用具は第２ピン２ａの周りで揺れる可能性がある。
【0083】
この吊り下げ位置において、第１ジョー上のリップ１７は、第１ピン２ａを、第１ジョーに着座させるよう維持し且つ好ましくは前部ロック用部材１９と接触しないよう維持するのに役立つ。従って、用具が連結器にぶら下がっているけれども、用具は、連結器に第１ピンで取り付けられたままであり、連結器から落下しない。対照的に、従来技術のシステムにおける同じシナリオでは、第１ピン２ａはロック用部材と接触し、揺れ動く用具の運動量からの力が、ロック用部材に伝達される。用具がピン２ａの周りで揺動すると、用具の回転からの回転力が、ロック用部材旋回軸の周りのトルクとして、そのような従来技術の連結器上のロック用部材へ伝達される。この伝達されたトルクの方向は、ロック用部材を後退させるように作用する方向であり、そのため、力が十分に大きい場合、従来技術の連結器のロック用部材１９は、そのようなシナリオにおいては後退させられ、第１ピンが第１ジョーから抜け出るにまかせ、それによって用具を連結器から完全に切り離す。
【0084】
全ての連結器は、作業者のミスの影響を受けるが、本発明の特徴は、それらが連携して、この種の作業者のミスによる用具の完全な分離による悪い結果のリスクを低減する。
【0085】
油圧故障時の動作
本連結器の様々な特徴は、アクチュエータ９における油圧の損失などの連結器の故障があった場合に、第１及び第２用具ピン２ａ、２ｂが、連結器１との係合から外れるのを防止するために連携して動作する。
本連結器の様々な特徴は、アクチュエータ９における油圧の損失などの連結器の故障があった場合に、第１及び第２用具ピン２ａ、２ｂが、連結器１との係合から外れるのを防止するために連携して動作する。
【0086】
最悪の故障シナリオの１つは、図１０Ａに示されるように、連結器が直立姿勢で、用具ピン２ａ、２ｂが垂直に並んでいるときに発生する。このシナリオにおいて、アクチュエータ９に対して完全な油圧喪失があったとしても、両方の用具ピン２ａ、２ｂは連結器に連結されたままとなる。
【0087】
図１０Ｂは、油圧喪失の場合の連結器１の挙動を示す。この垂直姿勢において、第２ジョー７は、もはや用具の垂直方向の重量に抗することができず、実質的に全ての垂直荷重が第１ピン２ａを介して伝達され、この第１ピン２ａは、その着座位置から脱落するが、第１ジョー５からの脱落は、そのロック位置に留まっているロック用部材１９によって防止される。第１ロック用部材１９とリップ１７とによって形成される第１ジョー開口部１１の狭窄部は、第１用具ピン２ａが第１ジョー５から抜け出るのを阻止し、用具と連結器との相対的動きを制限する。
【0088】
可動部材３５及び第２ジョー７（及び潜在的にアクチュエータロッド及び他の接続された構成要素）の自重は、連結器本体３に対して可動部材３５を下方に押し下げるように作用し、第２ピン２ｂを第２ジョーから脱着させる。しかし、アクチュエータバネ５１は、延長部３７がロック用部材１９と相互作用する可能性のある点まで可動部材が落下するのを防止する。
【0089】
第２用具ピン２ｂが着座していない状態では、重量による力は可動ジョー７を介して伝達されず、用具７３からの重量による力は第１用具ピン２ａの周りに回転的に作用する。第２ジョーの延長部分６３（これは移動軸ＭＡに平行である）は、回転力に対する反作用面を提供する。反力ＲＦ１、ＲＦ２が移動軸ＭＡに対して主として垂直である（即ち、図示のシナリオでは水平である）ので、これらの反力は移動軸ＭＡに沿った可動部材３５の移動を引き起こさず、その代わりに連結器本体３に伝達される。図示の実施形態において、反力は可動部材３５上の案内部４５を介して連結器本体に伝達される。
【0090】
リップ１７及びロック用部材１９は、協働して、用具の実質的に全てではないにしろ、少なくとも大部分の重量による力を支える。図１０Ｂは、リップ及びロック用部材１９を通して作用する反力ＲＦ３、ＲＦ４を示す。これらの反力は、第１ピンの半径方向であり、このピンの中心点を通って延び、夫々の接触点での表面に対して垂直である。ロック用部材１９によって与えられる反力は、好ましくは、ロック用部材の旋回点２１（又はその旋回点２１に非常に近い点）を介して作用する。このことは、反力がロック用部材１９に大きなねじり力を及ぼすことを防止すること、特に反力ＲＦ４がロック用部材１９をその後退位置の方向へ旋回させる傾向にはないことを保証することである。
【0091】
従って、アクチュエータのバネ５１、第２ジョー延長部６３、及び前部ロック用部材７は全て一緒に作用して、油圧故障の場合に、用具の全ての潜在的に可能な姿勢に対して、両方のピン２ａ、２ｂが連結器１内に確実に保持されるようにする。
【0092】
本発明に関係する当業者であれば、本発明の構成における多くの変更、及び大きく異なる実施形態、及び応用は、添付の特許請求の範囲で定義された本発明の範囲から逸脱することなく、自ずと明らかであろう。例えば、例示的な実施形態において、第１ジョー５が前部ジョーとして説明されているが、第１ジョー５が後部ジョーであってもよく、第２ジョー７が第１ジョーの前にあってもよいことは明らかである。図示された実施形態の代替の実施形態において、第２ロック用部材が、第２ジョー７の開口部３１を選択的に締め付けるように、可動第２ジョーに設けられうる。
【0093】
いくつかの実施形態において、連結された用具へ油圧力を供給することが望ましい場合がある。用具への油圧力の供給は、手動で接続される別個のホース接続を介して行うこともできるが、より好ましくは、業界で入手可能な多くの迅速接続油圧連結器（これは連結器１に組み込まれうる）があり、用具を機械的に連結する場合に、油圧連結が生じることを可能にする。
【0094】
連結器１の構成要素は、当業者には明らかであるような任意の適切な材料を含むことができる。例えば、主要構成部品（例えば、ハウジング本体３、ジョー板１５、可動部材３５、ロック用部材１９）は、鋼を含むことが好ましい。これら構成部品は、機械加工若しくは鋳造、又はその両者の混合で作成されうる。しかし、いくつかの又は全ての構成部品が、代替材料（例えば、代替金属、又は複合材料）を含んでもよいことが想定されている。同様に、油圧アクチュエータ装置は、任意の適切な材料を含むことができ、圧力ホースと結合するように適合される。
【0095】
本発明はまた、本出願の明細書において個別に又は集合的に参照され又は指示された部品、要素、及び特徴、並びに上記部品、要素、又は特徴の任意の２以上の任意又は全ての組み合わせからなる、と広義に言われうる。本発明が関連する技術分野において既知の等価物を有する特定の完全体が本明細書で言及されている場合、そのような既知の等価物は、あたかも個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれるものとみなされる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【国際調査報告】