JP2020114967A - ロックピン、ロック構造、アタッチメント、及びロック方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックピンの製造を容易にする。【解決手段】ロックピン１３０は金属製の基端部１３１と、基端部１３１の一端側に形成された弾性材料の先端部１３２と、を備える。このロックピン１３０を用いるツース１００のロック構造は、ショベルのバケットに設けられる支持部材１１０と、支持部材１１０に脱着可能に取り付けられる取替部材１２０と、支持部材１１０と取替部材１２０とを連結固定するロックピン１３０と、を備え、ロックピン１３０は、支持部材１１０と取替部材１２０とに取り付けられた状態で、長手方向が取替部材１２０の脱着方向に沿って配置され、取替部材１２０を支持部材１１０の方向へ押圧する力を発生する。【選択図】図９

Description

本開示は、ロックピン、ロック構造、アタッチメント、及びロック方法に関する。

対象物に取り付けられるアタッチメントの一例として、ショベルに搭載されるバケットの掘削側の先端部分に脱着可能に取り付けられる複数のツース（掘削具）が挙げられる。ツースは、バケットに固定される基端側の支持部材と、この支持部材に嵌合される先端側の取替部材とを備える。取替部材は、支持部材に取り付けられた状態で、ロック部材が貫入されて支持部材に連結固定される（例えば特許文献１）。

特許第５０５４７５８号公報

特許文献１に記載されるロック部材は、ツースへの嵌合・解除を行いやすくすべく、本体、弾性部材、モールドの三層構造となっている。三層構造ではロック部材（ロックピン）の製造に手間がかかる。

本開示は、製造を容易にできるロックピン、ロック構造、アタッチメント、及びロック方法を提供することを目的とする。

本発明の実施形態の一観点に係るロックピンは、金属製の基端部と、前記基端部の一端側に形成された弾性材料の先端部と、を備える。

本発明の実施形態の一観点に係るロック構造は、対象物に設けられる支持部材と、前記支持部材に脱着可能に取り付けられる取替部材と、前記支持部材と前記取替部材とを連結固定するロックピンと、を備え、前記ロックピンは、金属製の基端部と、前記ロックピンの長手方向に沿って前記基端部の一端側に形成された弾性材料の先端部と、を備え、前記支持部材と前記取替部材とに取り付けられた状態で、前記長手方向が前記取替部材の脱着方向に沿って配置され、前記取替部材を前記支持部材の方向へ押圧する力を発生する。

同様に、本発明の実施形態の一観点に係るアタッチメントは、対象物に取り付けられるアタッチメントであって、前記対象物に設けられる支持部材と、前記支持部材の先端の凸部が挿入される凹部が基端に設けられ、所定方向に突出して延在する取替部材と、前記取替部材の延在方向と交差する側方の位置にて前記支持部材に設けられる溝と、前記側方の位置にて前記取替部材に設けられ、前記取替部材が前記支持部材に嵌合した状態において前記溝の一部が露出するよう配置される孔と、前記孔及び前記溝により形成される内部空間に嵌入され、前記取替部材と前記支持部材とを連結固定する、ロックピンと、を備え、前記ロックピンは、金属製の基端部と、前記ロックピンの長手方向に沿って前記基端部の一端側に形成された弾性材料の先端部と、を備え、前記ロックピンは、前記内部空間に嵌入された状態では、その長手方向が前記取替部材の延在方向に沿って配置され、前記支持部材の溝を前記長手方向の一方側に押圧し、前記取替部材の孔の内壁を前記長手方向の他方側に押圧する。

同様に、本発明の実施形態の一観点に係るロック方法は、対象物に設けられる支持部材と、前記支持部材の先端の凸部が挿入される凹部が基端に設けられ、所定方向に突出して延在する取替部材と、前記取替部材の延在方向と交差する側方の位置にて前記支持部材に設けられる溝と、前記側方の位置にて前記取替部材に設けられ、前記取替部材が前記支持部材に嵌合した状態において前記溝の一部が露出するよう配置される孔と、前記孔及び前記溝により形成される内部空間に嵌入され、前記取替部材と前記支持部材とを連結固定する、ロックピンと、を備えるアタッチメントのロック方法であって、金属製の基端部と、前記ロックピンの長手方向に沿って前記基端部の一端側に形成された弾性材料の先端部と、を備える前記ロックピンを、前記孔から前記内部空間へ前記先端部が最奥部に突き当たるまで挿入するステップと、前記先端部を長手方向に押圧して弾性圧縮しつつ、前記先端部を中心として前記ロックピンを前記溝の方向に回動させるステップと、前記ロックピンが、前記長手方向が前記取替部材の脱着方向に沿って配置され、前記取替部材を前記支持部材の方向へ押圧する力を発生させて、前記支持部材と前記取替部材とに取り付けられるステップと、を含む。

本開示によれば、製造を容易にできるロックピン、ロック構造、アタッチメント、及びロック方法を提供することができる。

実施形態に係るツース（アタッチメント）の組立斜視図 図１に示すツースの分解斜視図 ツースのｘ方向に沿った縦断面図 図３中のＡ−Ａ断面図であり、第１支持面を示す図 図３中のＢ−Ｂ断面図であり、第２支持面を示す図 ロックピンの斜視図 ロックピンの取り付け手順の第１段階（解放状態）を示す図 ロックピンの取り付け手順の第２段階（中間状態）を示す図 ロックピンの取り付け手順の第３段階（固定状態）を示す図

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施形態では、実施形態に係るアタッチメントの一例としてのツース１００を例示して説明する。

各図において、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに垂直な方向である。ｘ方向はツース１００の支持部材１１０に対する取替部材１２０の嵌合方向であり、取付状態のロックピン１３０の長手方向である。ｙ方向はツース１００の幅方向である。ｚ方向はツース１００の高さ方向であり、ロックピン１３０を溝に嵌合する際の回転軸の方向である。

まず図１〜図５を参照して実施形態に係るツース１００の構成を説明する。図１は、実施形態に係るツース１００（アタッチメント）の組立斜視図である。図２は、図１に示すツース１００の分解斜視図である。図３はツース１００のｘ方向に沿った縦断面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ断面図であり、第１支持面１１２ａ、１１２ｂを示す図である。図５は、図３中のＢ−Ｂ断面図であり、第２支持面１１３ａ、１１３ｂを示す図である。

ツース１００は、例えばショベルのバケット（対象物）の掘削側の先端部分に複数設けられる。ツース１００は、バケット先端部分からｘ方向に突出し、かつ、ｙ方向に沿って略等間隔で複数個が並設される。以下の説明では、ツース１００の延在方向のうちｘ負方向側を「基端側」、ｘ正方向側を「先端側」とも表記する。

図１、図２に示すように、ツース１００は、支持部材１１０、取替部材１２０、ロックピン１３０を備える。

支持部材１１０は、ツース１００の基端側に配置され、バケットの先端部分に固定される。

取替部材１２０は、ツース１００の先端側に配置され、支持部材１１０に嵌合されて脱着可能に取り付けられる。取替部材１２０は、爪状の部材であって、ショベルの掘削作業等の繰り返しによって摩耗した場合には、支持部材１１０から取り外されて交換することができる。

ロックピン１３０は、支持部材１１０に嵌合された取替部材１２０を連結固定するために装着される。

図２、図３に示すように、支持部材１１０の先端側の端部にはｘ正方向に突出した凸部１１１が設けられる。図３に示すように、取替部材１２０の基端側の端部には、この凸部１１１が嵌合する凹部１２１が設けられる。

凸部１１１は、ｚ方向の寸法が基端から先端になるほど小さくなるくさび状であり、ｚ正方向側、ｚ負方向側の主面１１１ａ、１１１ｂは共に傾斜面となっている。凸部１１１のｚ正方向側の主面１１１ａには、第１支持面１１２ａと第２支持面１１３ａとが設けられる。第１支持面１１２ａと第２支持面１１３ａは、共にｚ正方向側に突出した曲面であり、ｙ方向の両側から中央にかけて徐々に突出し、ｙ方向の中央が最もｚ正方向側に突出する曲面である。第１支持面１１２ａは、この傾斜状の主面１１１ａの基端側に設けられ、第２支持面１１３ａは第１支持面１１２ａより先端側に設けられる。第１支持面１１２ａの頭頂部は、第２支持面１１３ａの頭頂部よりｚ正方向側に突出している。

同様に、凸部１１１のｚ負方向側の主面１１１ｂにも、第１支持面１１２ｂと第２支持面１１３ｂとが設けられる。第１支持面１１２ｂと第２支持面１１３ｂは、共にｚ負方向側に突出した曲面であり、ｙ方向の両側から中央にかけて徐々に突出し、ｙ方向の中央が最もｚ負方向側に突出する曲面である。第１支持面１１２ｂは、この傾斜状の主面１１１ｂの基端側に設けられ、第２支持面１１３ｂは第１支持面１１２ｂより先端側に設けられる。第１支持面１１２ｂの頭頂部は、第２支持面１１３ｂの頭頂部よりｚ負方向側に突出している。

一方、取替部材１２０の凹部１２１には、第１曲面１２２ａ，１２２ｂと、第２曲面１２３ａ，１２３ｂとが設けられる。第１曲面１２２ａ，１２２ｂと、第２曲面１２３ａ，１２３ｂは、凸部１１１が凹部１２１に嵌合するときにそれぞれ第１支持面１１２ａ，１１２ｂ、第２支持面１１３ａ，１１３ｂと対向する位置に設けられる。これにより、取替部材１２０が支持部材１１０に嵌合する状態では、図４、図５に示すように、第１支持面１１２ａ，１１２ｂがそれぞれ第１曲面１２２ａ，１２２ｂと嵌合し、第２支持面１１３ａ，１１３ｂがそれぞれ第２曲面１２３ａ，１２３ｂと嵌合した状態で、凸部１１１が凹部１２１に挿入されている。これにより、取替部材１２０が支持部材１１０に取り付けられたときに、支持部材１１０に対して取替部材１２０のｙ方向のガタが抑制される。

また、図１、図２に示すように、取替部材１２０の基端側の端面には、ｘ負方向側に突出する一対の耳部１２４が設けられている。一方、支持部材１１０には、取替部材１２０が支持部材１１０に嵌合する状態のときにこの耳部１２４が嵌合する一対の凹状部１１４が設けられている。耳部１２４と凹状部１１４は、それぞれ取替部材１２０及び支持部材１１０のｙ方向の両端に設けられる。これにより、取替部材１２０が支持部材１１０に取り付けられたときに、支持部材１１０に対して取替部材１２０のｚ方向のガタが抑制される。

図２に示すように、ロックピン１３０は、ｙ正方向側から取替部材１２０及び支持部材１１０に取り付けられる。支持部材１１０のｙ正方向側の側面には、ロックピン１３０が嵌合するための溝１１５が設けられる。取替部材１２０には、ロックピン１３０を内側の支持部材１１０の溝１１５まで誘導するための孔１２５が設けられる。

孔１２５は、取替部材１２０が支持部材１１０に嵌合した状態において、溝１１５の一部が露出するよう配置される。支持部材１１０に取替部材１２０が組み付けられたときに、溝１１５と孔１２５とは、取替部材１２０の側面に開口する内部空間Ａ（図７参照）を形成する。この内部空間Ａはロックピン１３０と略同形状であり、ロックピン１３０は、この内部空間Ａに嵌入されることで、取替部材１２０と支持部材１１０とを連結固定する。

なお、図４に示すように、取替部材１２０の孔１２５がｙ正方向側に設けられるのに対して、支持部材１１０の溝１１５はｙ正方向側の他に、ｙ負方向側にも設けてもよい。これにより、取替部材１２０の方向をｘ軸まわりに１８０°回転させて支持部材１１０に嵌合した状態でも、ロックピン１３０により取替部材１２０を支持部材１１０に固定できる。取替部材１２０は、バケットに取り付けた状態では、ｚ正方向側またはｚ負方向側の主面１２０ａ、１２０ｂのいずれか一方が主に掘削面となり摩耗が進みやすい。そこで図４のように支持部材１１０のｙ方向両側に溝１１５を一対設けることにより、取替部材１２０をローテーションでき、すなわち、取替部材１２０の方向をｘ軸まわりに１８０°回転させて掘削面となる主面を入れ替えることができるので、取替部材１２０を長寿命化できる。

ここで、溝１１５は、支持部材１１０のｙ方向の側面に設けられるが、この側面とは、支持部材１１０の延在方向（ｘ方向）と直交し、かつ、図１４に示すように、支持部材１１０の凸部１１１の一対の主面１１１ａ、１１１ｂの対向方向（ｚ方向）と直交する側方の位置にある面である。同様に、孔１２５は、取替部材１２０のｙ方向の側面に設けられるが、この側面とは、取替部材１２０の延在方向（ｘ方向）と直交し、かつ、図１４に示すように、取替部材１２０の一対の主面１２０ａ、１２０ｂの対向方向（ｚ方向）と直交する側方の位置にある面である。なお、溝１１５及び孔１２５が設けられる側方の位置は、必ずしも支持部材１１０及び取替部材１２０の延在方向（ｘ方向）と直交しなくてもよく、少なくとも交差して延在方向と異なる方向であればよい。

なお、本実施形態では、ｙ正方向側から単一のロックピン１３０で固定する構成を例示したが、例えばｙ方向両側から２つのロックピンで固定する構成でもよい。この場合、取替部材１２０のｙ負方向側にも孔１２５と同様の孔が設けられる。

図２に加えて図６を参照して、実施形態に係るロックピン１３０の構成を説明する。図６は、ロックピン１３０の斜視図である。

図２、図６に示すように、ロックピン１３０は、基端部１３１と、先端部１３２とを有する。

基端部１３１は、例えばＪＩＳ規格に規定される機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼（たとえばＳ４５Ｃ、ＳＣＭ４３５のほか、同等量の炭素を含むＳＭｎ鋼、ＳＣｒ鋼、ＳＣＭ鋼、ＳＮＣＭ鋼など）、工具鋼、鋳鋼などの金属製である。先端部１３２は例えば硬質ゴムなどの弾性材料で形成され、基端部１３１の一端側（ｘ正方向側）に連続的に形成される。基端部１３１と先端部１３２は、溝１１５と孔１２５とにより形成される一方向に延びる内部空間Ａに嵌入可能な形状であり、長手方向を有するよう一体的に形成される。基端部１３１と先端部１３２との配列方向がロックピン１３０の長手方向である。

なお、先端部１３２を形成する弾性材料は、ショア硬さが４０〜９０程度のものが好ましく、ショア硬さが８０程度のものがより好ましい。

先端部１３２のうち基端部１３１と反対側の端部には、略円弧状の凸曲面１３２ａが形成されている。ロックピン１３０は短手方向（ｙ方向）に対向する底面１３３と上面１３４とを有する。底面１３３はｙ負方向側に面し、内部空間Ａへの装着時に溝１１５の底面１１５ｂと対向する。上面１３４はｙ正方向側に面する。凸曲面１３２ａは、底面１３３から連続的に形成され、かつ、上面１３４に対してｙ方向に突出する。

基端部１３１のうち先端部１３２と反対側の端部には、階段状に形成された段差面１３１ａが形成されている。段差面１３１ａは、ロックピン１３０の底面１３３に近いほどｘ負方向側に突出する量が大きくなるよう形成されている。

図７〜図９を参照して、ロックピン１３０による取替部材１２０の支持部材１１０への固定構造を説明する。図７は、ロックピン１３０の取り付け手順（ロック方法）の第１段階（解放状態）を示す図である。図８は、ロックピン１３０の取り付け手順の第２段階（中間状態）を示す図である。図９は、ロックピン１３０の取り付け手順の第３段階（固定状態）を示す図である。図７〜図９では、ツース１００のｘ−ｙ平面に沿った断面図が、ロックピン１３０の取り付け部分を拡大視して図示されている。

図７に示すように、支持部材１１０に取替部材１２０が組み付けられたときに、溝１１５と孔１２５とは、取替部材１２０の側面に開口する内部空間Ａを形成する。この内部空間Ａは、孔１２５から支持部材の先端側（ｘ正方向）へロックピン１３０を挿入し、ロックピン１３０の先端部１３２が最奥部（凹曲面１１５ａ）に突き当たった状態で、先端部１３２を長手方向に押圧して弾性圧縮しつつ、ロックピン１３０の先端部１３２を中心としてロックピン１３０を溝１１５の方向に回動させることによって、ロックピン１３０が嵌入されるよう形成される。つまり、内部空間Ａの最深部がピボット軸受のように機能して、ロックピン１３０はピボットのように機能する。

このような内部空間Ａを形成するために、溝１１５は、ｘ正方向側（ツース１００の先端側）になるほど深さが増すように、底面１１５ｂが傾斜状となるよう形成されている。溝１１５のｘ正方向側の端部は、ｚ軸と平行な中心軸Ｃを中心とする略円弧状に形成される凹曲面１１５ａである。溝１１５の平面状の底面１１５ｂは、溝１１５のｘ負方向側端部から傾斜して凹曲面１１５ａと連続的に接続されている。

溝１１５の凹曲面１１５ａは、ロックピン１３０の先端部１３２の凸曲面１３２ａと略同一の曲率半径で形成されており、ロックピン１３０の凸曲面１３２ａが突き当たって嵌合した状態で、中心軸Ｃを回動中心としてロックピン１３０を回動可能となっている。つまり、溝１１５の凹曲面１１５ａは、ロックピン１３０の先端部１３２の凸曲面１３２ａを受ける軸受として機能する。

溝１１５の底面１１５ｂは、ロックピン１３０の底面１３３が密着できるように、底面１３３とほぼ同じ寸法で形成されている。これにより、ロックピン１３０が溝１１５の底面１１５ｂの全域を塞ぐことができる。

ロックピン１３０の取り付け手順の第１段階（解放状態）では、図７に示すように、ロックピン１３０の先端部１３２が孔１２５から支持部材１１０の先端側に挿入され、ロックピン１３０の先端部１３２の凸曲面１３２ａが溝１１５の凹曲面１１５ａに突き当たる。

次に、基端部１３１を溝１１５の方向に押し込むと、先端部１３２の凸曲面１３２ａが溝１１５の凹曲面１１５ａに沿って中心軸Ｃを中心として（図７では反時計回り）に回動するので、ロックピン１３０の基端部１３１は中心軸Ｃを回動中心として回動しながら、孔１２５に進入していく。

なお、孔１２５のｘ負方向側の内周面１２６は、基端部１３１の段差面１３１ａと嵌合するよう段差状に形成されており、段差面１３１ａとは反対に、孔１２５の外側（ｙ正方向側）に近いほどｘ正方向側に突出する量が大きくなるよう形成されている。このため、ロックピン１３０は通常時の長手方向の寸法では段差面１３１ａが孔１２５の内周面１２６に引っかかってそれ以上基端部１３１が孔１２５に進入できない。ここで、先端部１３２は弾性材料で形成されているため、基端部１３１側から先端部１３２側へ押圧することで、ロックピン１３０の長手方向寸法を収縮させて、これにより基端部１３１を孔１２５に進入させることができる。

図８に示すロックピン１３０の取り付け手順の第２段階（中間状態）では、ロックピン１３０の基端部１３１が途中まで孔１２５に進入している状態である。このとき、基端部１３１の段差面１３１ａは、孔１２５のｘ負方向側の内周面１２６の段差形状とその一部が嵌合している。

図８の中間状態から引き続き基端部１３１側から先端部１３２側へ押圧しつつ、基端部１３１を溝１１５の方向に押し込んで回動させる。これにより、最終的に、図９に示すロックピン１３０の取り付け手順の第３段階（固定状態）のように、ロックピン１３０の底面部１３３が溝１１５の底面１１５ｂと当接する位置まで回動して、ロックピン１３０が内部空間Ａに嵌入される。このとき、基端部１３１の段差面１３１ａは、孔１２５のｘ負方向側の内周面１２６の段差形状とその全体が嵌合する。これにより、ロックピン１３０が内部空間Ａと隙間なく嵌合し、溝１１５と孔１２５とを塞いだ状態となる。

このとき、ロックピン１３０は、先端部１３２が長手方向に弾性圧縮した状態で内部空間Ａに嵌入された後に先端部１３２が弾性復帰してロックピン１３０の全長が伸びる。これにより、先端部１３２が支持部材１１０の溝１１５の壁面（凹曲面１１５ａ）をｘ正方向に押圧し、基端部１３１が、取替部材１２９の孔１２５の内周面１２６をｘ負方向側に押圧する状態となる。すなわち、ロックピン１３０によって、取替部材１２０が基端側に押圧された状態となり、取替部材１２０が支持部材１１０に対して先端側に抜けないように固定された状態となる。

図９の固定状態からロックピン１３０を取り外す手順は以下のとおりである。まず図９の固定状態から基端部１３１の段差面１３１ａに先端部１３２の方向へ外力を加える。外力の付加は、作業員の手で行っても良いし、器具を用いてもよい。先端部１３２がこの外力によって収縮して、段差面１３１ａと孔１２５の内周面１２６との間に隙間ができ、基端部１３１を孔１２５から外側へ取り出すようにロックピンを回動可能となる。図８の中間状態のようにロックピン１３０を時計回りに回動させて、基端部１３１を孔１２５から取り外し、図７の解放状態まで遷移させる。次いで、図７の開放状態からロックピン１３０を段差面１３１ａ側に引っ張って、先端部１３２を溝１１５及び孔１２５から抜き出し、ロックピン１３０が内部空間Ａから取り外される。

本実施形態の作用、効果を説明する。本実施形態のロックピン１３０は金属製の基端部１３１と、基端部１３１の一端側に形成された弾性材料の先端部１３２と、を備える。

この構成により、ロックピン１３０は、金属製の基端部１３１と弾性材料の先端部１３２との二層構造という簡易な構造となるので、ロックピン１３０の製造容易性を向上できる。

また、本実施形態のロックピン１３０では、基端部１３１は短手方向に対向する底面１３３と上面１３４とを有し、ロックピン１３０の先端部１３２は、底面１３３から連続的に形成され、かつ、上面１３４より短手方向に突出する略円弧状の凸曲面１３２ａを有する。つまり、凸曲面１３２ａと上面１３４との間は段差がついている。

この構成により、上面１３４と底面１３３との間を連続的に接続するように凸曲面をつくった場合と比べて凸曲面１３２ａの曲率半径を大きくでき、凸曲面１３２ａの周方向の長さを増やせる。これにより、ロックピン１３０の先端を溝１１５の凹曲面１１５ａに突き当てて回動させるときに、凸曲面１３２ａと溝１１５の凹曲面１１５ａとの接触面積を増やすことができ、ロックピン１３０を適切に回動方向に誘導でき、より安定した回動操作が可能となる。また、上面１３４が凸曲面１３２ａの端部（突出部分１３５）よりも底面１３３側に凹んでいるので、図９に示すように、ロックピン１３０が内部空間Ａに嵌合したときに溝１１５の深さを抑えつつ、基端部１３１が孔１２５より外側に突出するのを防止できる。また、図９に示すように、ロックピン１３０が内部空間Ａに嵌合した状態では、上面１３４に対する凸曲面１３２ａの突出部分１３５が孔１２５と溝１１５との隙間を塞ぐので、外部からの異物の進入を防止できる。

また、本実施形態のロックピン１３０において、基端部１３１は、先端部１３２とは反対側の他端に階段状に形成された段差面１３１ａを有する。この構成により、ロックピン１３０を内部空間Ａに嵌合したときにロックピン１３０を孔１２５の内周面１２６に係止でき、ロックピン１３０の孔１２５からの抜けを抑制でき、より安定してロックピン１３０を内部空間Ａへ嵌合した状態を維持できる。

また、本実施形態のロックピン１３０において、先端部１３２の長手方向の寸法は、ロックピン１３０全体の寸法の３０〜６０％程度が好ましい。弾性材料の先端部１３２の寸法が長すぎると、外力に対して脆くなってロックピン１３０の耐久性に問題が生じる場合がある。また、先端部１３２の寸法が短すぎると、外力に対して弾性変形しにくくなってロックピン１３０の内部空間Ａへの嵌入が困難になる場合があるためである。

また、このロックピン１３０を用いるツース１００のロック構造は、ショベルのバケットに設けられる支持部材１１０と、支持部材１１０に脱着可能に取り付けられる取替部材１２０と、支持部材１１０と取替部材１２０とを連結固定するロックピン１３０と、を備え、ロックピン１３０は、金属製の基端部１３１と、ロックピン１３０の長手方向に沿って基端部１３１の一端側に形成された弾性材料の先端部１３２と、を備える。ロックピン１３０は、支持部材１１０と取替部材１２０とに取り付けられた状態で、長手方向が取替部材１２０の脱着方向に沿って配置され、取替部材１２０を支持部材１１０の方向へ押圧する力を発生する。

特許文献１に記載される三層構造のロック部材は、ロック部材の挿入方向が、取替部材１２０の脱着方向と直交する方向（ｙ方向またはｚ方向）であり、三層構造の積層方向もこの方向となる。ツース１００の使用時に取替部材１２０が掘削物から受ける力は、取替部材１２０の先端が受け基端側に伝達される。このため、特許文献１のロック部材は、三層構造の境界面にせん断力が作用しやすくなるため、ロック部材の劣化が早まる虞がある。

これに対して本実施形態のロック構造では、ロックピン１３０の長手方向が取替部材１２０の脱着方向に沿う状態で嵌合されているので、ロックピン１３０は長手方向の圧縮力が作用し、取替部材１２０に基端側への力を伝達する。つまり、ロックピン１３０は短手方向の外力（せん断力）が基端部１３１と先端部１３２との境界面に作用しにくいので、ロックピン１３０の耐久性を向上できる。また、ロックピン１３０が取替部材１２０を支持部材１１０の方向へ押圧するので、取替部材１２０を支持部材１１０に確実に固定できる。

また、本実施形態のツース１００は、ショベルのバケットに設けられる支持部材１１０と、支持部材１１０の先端の凸部１１１が挿入される凹部１１２が基端に設けられ、所定方向（ｘ方向）に突出して延在する取替部材１２０と、取替部材１２０の延在方向と交差する側方（ｙ方向）の位置にて支持部材１１０に設けられる溝１１５と、側方の位置にて取替部材１２０に設けられ、取替部材１２０が支持部材１１０に嵌合した状態において溝１１５の一部が露出するよう配置される孔１２５と、孔１２５及び溝１１５により形成される内部空間Ａに嵌入され、取替部材１２０と支持部材１１０とを連結固定する、上記のロックピン１３０と、を備える。ロックピン１３０は、内部空間Ａに嵌入された状態では、その長手方向が取替部材１２０の延在方向に沿って配置され、支持部材１１０の溝１１５を長手方向の一方側（先端側）に押圧し、取替部材１２０の孔１２５の内周面１２６を長手方向の他方側（基端側）に押圧する。

この構成により、ロックピン１３０の長手方向が取替部材１２０の脱着方向に沿う状態でロックピン１３０が内部空間Ａに嵌合されて、取替部材１２０と支持部材１１０とを連結固定するので、取替部材１２０が支持部材１１０に対して先端側に抜けるのをより強固に抑制できる。

また、本実施形態のツース１００では、孔１２５及び溝１１５により形成される内部空間Ａは、孔１２５から支持部材１１０の先端側へロックピン１３０を挿入し、ロックピン１３０の先端部１３２が最奥部に突き当たった状態で、先端部１３２を長手方向に押圧して弾性圧縮しつつ、先端部１３２を中心としてロックピン１３０を溝１１５の方向に回動させることによって、ロックピン１３０が嵌入されるよう形成される。

この構成により、ロックピン１３０は内部空間Ａの最奥まで挿入して突き当て、その後に溝１１５側に倒して内部空間Ａに嵌合されるので、ロックピン１３０は支持部材１１０の先端側の一方向にしか挿入できず、逆方向に挿入するなどの入れ間違いなど、ロックピン１３０の誤取付を防止できる。また、摩耗や劣化が早い弾性材料で形成される先端部１３２が内部空間Ａの最奥に配置され、ロックピン１３０の外部に露出する部分は金属製の基端部１３１となるので、ロックピン１３０の劣化も抑制できる。

また、本実施形態のツース１００では、ロックピン１３０は、溝１１５の底面１１５ｂの全域を塞ぐ形状で形成される。これにより、ロックピン１３０と溝１１５や孔１２５との隙間に異物が進入することを防止できるので、進入した異物によってロックピン１３０が摩耗するのを防止できる。また、ロックピン１３０と内部空間Ａとの隙間に異物が入らないことによって、ロックピン１３０を内部空間Ａから取り外しやすくできる。

また、本実施形態のツース１００では、ロックピン１３０は、先端部１３２が孔１２５から外部に露出しないように内部空間Ａに嵌合される。これにより、変形しやすく摩耗しやすい弾性材料で形成される先端部１３２が、外部に露出しないように保護できるので、ロックピン１３０の劣化を抑制できる。

また、本実施形態のツース１００では、ロックピン１３０は、先端部１３２が長手方向に弾性圧縮した状態で内部空間Ａに嵌入された後に、先端部１３２が弾性復帰してロックピン１３０の全長が伸びることによって、先端部１３２が支持部材１１０の溝１１５を長手方向の一方側（先端側）に押圧し、基端部１３１が、取替部材１２０の孔１２５の内周面１２６を長手方向の他方側（基端側）に押圧する。

この構成により、ロックピン１３０を内部空間Ａ内でさらに溝１１５及び孔１２５との密着性を高めることができ、支持部材１１０の抜けと、内部空間Ａへの異物混入をさらに抑制できる。

また、本実施形態のツース１００では、ロックピン１３０は、先端部１３２とは反対側の基端部１３１の他端に階段状に形成された段差面１３１ａを有し、孔１２５は、内周面のうちロックピン１３０の嵌合時に段差面１３１ａと対向する面１２６に段差面１３１ａと嵌合する段差形状が形成される。

この構成により、ロックピン１３０の内部空間Ａへの嵌合の度合を作業者に容易に視認させることができる。例えば、作業者は、孔１２５の内周面１２６に対して、ロックピン１３０の段差面１３１ａのどの段まで挿入されているかをみれば、ロックピン１３０をさらに溝１１５側へ押し込むことができるのか、または、ロックピン１３０が内部空間Ａに完全に嵌合しているかなどを容易に把握できる。これにより、ロックピン１３０の取り付け作業の作業効率を向上できる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

上記実施形態では、内部空間Ａは、孔１２５から支持部材の先端側（ｘ正方向）へロックピン１３０を挿入して回動させることで、ロックピン１３０を嵌入する構成を例示したが、ロックピン１３０の挿入方向が一方向であればよく、上記実施形態とは反対に、孔１２５から支持部材の基端側（ｘ負方向）へロックピン１３０を挿入して回動させる構成でもよい。

上記実施形態では、アタッチメントの一例としてショベルのバケットに取り付けるツース１００を例示したが、アタッチメントはツース１００以外の物でもよいし、アタッチメントの取り付け対象は、例えば耕運機の爪の取り付け構造など、バケット以外の物に取り付ける構成でもよい。

１００ ツース（アタッチメント）
１１０ 支持部材
１１１ 凸部
１１１ａ、１１１ｂ 主面
１１２ａ、１１２ｂ 第１支持面
１１３ａ、１１３ｂ 第２支持面
１１４ 凹状部
１１５ 溝
１１５ａ 凹曲面
１１５ｂ 底面
１２０ 取替部材
１２０ａ、１２０ｂ 主面
１２１ 凹部
１２２ａ、１２２ｂ 第１曲面
１２３ａ、１２３ｂ 第２曲面
１２４ 耳部
１２５ 孔
１２６ 孔の内周面
１３０ ロックピン
１３１ 基端部
１３２ 先端部
１３２ａ 凸曲面
Ａ 内部空間

Claims (14)

1. ロックピンであって、
   金属製の基端部と、
   当該ロックピンの長手方向に沿って前記基端部の一端側に形成された弾性材料の先端部と、を備える、
   ロックピン。
2. 前記基端部は、短手方向に対向する底面と上面とを有し、
   前記先端部は、前記底面から連続的に形成され、かつ、前記上面に対して前記短手方向に突出する略円弧状の凸曲面を有する、
   請求項１に記載のロックピン。
3. 前記基端部は、前記先端部とは反対側の他端に階段状に形成された段差面を有する、
   請求項１または２に記載のロックピン。
4. 対象物に設けられる支持部材と、
   前記支持部材に脱着可能に取り付けられる取替部材と、
   前記支持部材と前記取替部材とを連結固定するロックピンと、
   を備え、
   前記ロックピンは、
   金属製の基端部と、前記ロックピンの長手方向に沿って前記基端部の一端側に形成された弾性材料の先端部と、を備え、
   前記支持部材と前記取替部材とに取り付けられた状態で、前記長手方向が前記取替部材の脱着方向に沿って配置され、前記取替部材を前記支持部材の方向へ押圧する力を発生する、
   ロック構造。
5. 対象物に取り付けられるアタッチメントであって、
   前記対象物に設けられる支持部材と、
   前記支持部材の先端の凸部が挿入される凹部が基端に設けられ、所定方向に突出して延在する取替部材と、
   前記取替部材の延在方向と交差する側方の位置にて前記支持部材に設けられる溝と、
   前記側方の位置にて前記取替部材に設けられ、前記取替部材が前記支持部材に嵌合した状態において前記溝の一部が露出するよう配置される孔と、
   前記孔及び前記溝により形成される内部空間に嵌入され、前記取替部材と前記支持部材とを連結固定する、ロックピンと、
   を備え、
   前記ロックピンは、金属製の基端部と、前記ロックピンの長手方向に沿って前記基端部の一端側に形成された弾性材料の先端部と、を備え、
   前記ロックピンは、前記内部空間に嵌入された状態では、その長手方向が前記取替部材の延在方向に沿って配置され、前記支持部材の溝を前記長手方向の一方側に押圧し、前記取替部材の孔の内周面を前記長手方向の他方側に押圧する、
   アタッチメント。
6. 前記孔及び前記溝により形成される前記内部空間は、
   前記孔から前記支持部材の先端側または基端側の一方へ前記ロックピンを挿入し、前記ロックピンの前記先端部が最奥部に突き当たった状態で、前記先端部を長手方向に押圧して弾性圧縮しつつ、前記先端部を中心として前記ロックピンを前記溝の方向に回動させることによって、前記ロックピンが嵌入されるよう形成される、
   請求項５に記載のアタッチメント。
7. 前記溝は、前記支持部材の先端側または基端側が深くなるよう傾斜状に形成され、
   前記孔は、溝の深いほうの端部が露出しない位置に配置され、
   前記ロックピンの前記先端部は略円弧状の凸曲面を有し、
   前記溝の深いほうの前記端部は、前記凸曲面と略同一の曲率半径で形成される凹曲面を有する、
   請求項５または６に記載のアタッチメント。
8. 前記ロックピンは、前記溝の底面の全域を塞ぐ形状で形成される、
   請求項５〜７のいずれか１項に記載のアタッチメント。
9. 前記ロックピンは、前記先端部が前記孔から外部に露出しないように前記内部空間に嵌合される、
   請求項５〜８のいずれか１項に記載のアタッチメント。
10. 前記支持部材は、前記対象物に複数個が並設され、
    前記溝は、前記支持部材の並設方向の両側に設けられる、
    請求項５〜９のいずれか１項に記載のアタッチメント。
11. 前記ロックピンは、前記先端部が前記長手方向に弾性圧縮した状態で前記内部空間に嵌入された後に、前記先端部が弾性復帰して前記ロックピンの全長が伸びることによって、前記先端部が前記支持部材の溝を前記長手方向の一方側に押圧し、前記基端部が、前記取替部材の孔の内周面を前記長手方向の他方側に押圧する、
    請求項５〜１０のいずれか１項に記載のアタッチメント。
12. 前記ロックピンは、前記先端部とは反対側の前記基端部の他端に階段状に形成された段差面を有し、
    前記孔は、内周面のうち前記ロックピンの嵌合時に前記段差面と対向する面に前記段差面と嵌合する段差形状が形成される、
    請求項５〜１１のいずれか１項に記載のアタッチメント。
13. 前記対象物は、ショベルのバケットであり、
    前記支持部材、前記取替部材、及び前記ロックピンは、前記バケットの掘削側の先端部分に設けられるツースを構成する、
    請求項５〜１２のいずれか１項に記載のアタッチメント。
14. 対象物に設けられる支持部材と、
    前記支持部材の先端の凸部が挿入される凹部が基端に設けられ、所定方向に突出して延在する取替部材と、
    前記取替部材の延在方向と交差する側方の位置にて前記支持部材に設けられる溝と、
    前記側方の位置にて前記取替部材に設けられ、前記取替部材が前記支持部材に嵌合した状態において前記溝の一部が露出するよう配置される孔と、
    前記孔及び前記溝により形成される内部空間に嵌入され、前記取替部材と前記支持部材とを連結固定する、ロックピンと、
    を備えるアタッチメントのロック方法であって、
    金属製の基端部と、前記ロックピンの長手方向に沿って前記基端部の一端側に形成された弾性材料の先端部と、を備える前記ロックピンを、前記孔から前記内部空間へ前記先端部が最奥部に突き当たるまで挿入するステップと、
    前記先端部を長手方向に押圧して弾性圧縮しつつ、前記先端部を中心として前記ロックピンを前記溝の方向に回動させるステップと、
    前記ロックピンが、前記長手方向が前記取替部材の脱着方向に沿って配置され、前記取替部材を前記支持部材の方向へ押圧する力を発生させて、前記支持部材と前記取替部材とに取り付けられるステップと、
    を含むロック方法。

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