JP2002309619A - 作業機のピンジョイント構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業機のピンジョイント構造の、二つの部材
の当接する面の摩耗、損傷を減らし、またピン摺動部の
損傷を減らし、さらに損傷の発生した場合の修理を容易
に行うことができるようにする。 【解決手段】 二つの部材を同一軸線上に相対回転自在
に連結するピンと、二つの部材それぞれとこのピンとの
間に該部材に固定され介在された筒状の軸受とを備え、
軸受の各々は、二つの部材の対向する端において、軸線
方向において互いに当接し半径方向外方に延びる当接面
を有した鍔部を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業機のピンジョ
イント構造、さらに詳しくは、作業機の土砂などにさら
されるピンジョイントに効果的に用いることができるピ
ンジョイント構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】土砂の掘削、積込などの作業を行う油圧
ショベルの作業機である、例えばフロント作業機は、ブ
ーム、アーム、バケットなどの部材が、ピンによって相
対回転を自在にして連結され備えられている。

【０００３】このピンジョイントの典型例について図６
を参照して説明する。全体を番号３２で示すピンジョイ
ントは、一方の部材である例えばアームの先端に設けら
れた内側ボス３４と他方の部材である例えばバケットに
間隔を置いて一体に設けられた一対の外側ボス３６ａ、
３６ｂとを軸線３８上に相対回転自在に連結するピン４
０を備え、内側ボス３４とピン４０との間には内側ボス
３４の両端部に固定された軸受４２、４２が備えられて
いる。ピン４０は、その一端部に一方の外側ボス３６ａ
を貫通するボルト４４が通されて外側ボス３６ａ、３６
ｂに固定されている。

【０００４】外側ボス３６ａ、３６ｂと内側ボス３４と
の当接する端面の外周部には、それぞれに形成された面
取りにより環状溝４６が形成され、この環状溝４６には
Ｏリングシール４８が取付けられ、ピンジョイント３２
に外部から土砂などの侵入するのが防止されている。内
側ボス３４の両端部の軸受４２の外側にはそれぞれにダ
ストシール５０が取付けられ、軸受４２の部分への土砂
など異物の侵入が止められている。

【０００５】内側ボス３４の軸受４２、４２の間には空
間３５が形成され、グリースニップルなどの給脂手段
（図示していない）を介してグリースが充填されてい
る。このグリースによりピン４０と軸受４２、４２との
摺動部分が潤滑される。内側ボス３４の両端と外側ボス
３６ａ、３６ｂとの当接面は、空間３５からピン４０と
軸受４２の間を通りダストシール５０を通ったグリース
により、二次的に潤滑される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したとおりの形態
の従来の作業機のピンジョイント構造には、次のとおり
の解決すべき問題がある。

【０００７】（１）ボス端面の摩耗：内側ボス３４及び
外側ボス３６ａ、３６ｂは、溶接構成された低炭素鋼の
部材であるので低硬度である。また、これらのボスの当
接面の潤滑が二次的であるので時間の経過に伴い潤滑性
が低下する。さらに、これらの当接面間に外部から土砂
などが侵入するのを完全に止めるにはＯリングシール４
８では難しい。したがって、内側ボス３４及び外側ボス
３６ａ、３６ｂの当接面にかじり、摩耗などが発生しや
すい。この摩耗が進行するとピンジョイント３２には軸
線３８方向のガタつきが発生し、Ｏリングシール４８の
当接面間への噛み込みによる損傷、内側ボス３４と外側
ボス３６ａ、３６ｂとの当接面の衝突による打撃騒音、
などが発生する。

【０００８】（２）軸受の摩耗：当接面における摩耗粉
の発生、外部からの土砂の侵入などが増えると、当接面
の摩耗、損傷が加速されるとともに、ピン４０と軸受４
２との摺動部にもこれらは侵入しやすくなり、ピン４０
と軸受４２との間にもガタを発生させ、ピンジョイント
３２の機能を低下させ、また耐久性を低下させる。

【０００９】（３）ピンジョイントの修理：内側ボス３
４及び外側ボス３６ａ、３６ｂの摩耗、損傷した端面を
修理するには、ピンジョイント３２を分解し、摩損した
端面の溶接による肉盛り、平滑にするための機械加工な
どが必要になる。この場合、溶接の熱による軸受の寸法
機能の、低下、損傷の懸念もある。

【００１０】本発明は上記事実に鑑みてなされたもの
で、その技術的課題は、相対回転を自在に二つの部材を
連結するピンジョイント構造の、二つの部材の当接する
面の摩耗、損傷を減らし、またピン摺動部の損傷を減ら
し、さらに損傷の発生した場合の修理を容易に行うこと
ができるようにした、作業機のピンジョイント構造を提
供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、二つの部材を同一軸線上に相対回転を自在に連結
するピンと、二つの部材のそれぞれとこのピンとの間に
該部材に固定され介在された筒状の軸受とを備え、該軸
受の各々は、二つの部材の対向する端において、該軸線
方向において互いに当接し半径方向外方に延びる当接面
を有した鍔部を備えている、ことを特徴とする作業機の
ピンジョイント構造である。

【００１２】そして、軸受に備えた鍔部により当接面を
従来よりも高硬度にして当接面の摩耗、損傷などを減ら
す。また、当接面が損傷した場合には、軸受の交換によ
り容易に修理を行うことができる。

【００１３】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の作業機のピンジョイント構造において、該軸受の少
なくとも一方は、その当接面に複数個の凹部を備えてい
るものである。

【００１４】そして、例えば溝のごとき凹部により潤滑
剤を保持できるようにし、当接面の良好な潤滑を長期に
渡り保持し、当接面の摩耗、損傷を減らす。

【００１５】請求項３に記載された発明は、請求項１又
は２記載の作業機のピンジョイント構造において、環状
溝が、該鍔部各々の当接面の外周部により形成され、こ
の環状溝にシールが装着されているものである。

【００１６】そして、シールにより当接面への土砂など
の侵入を防止し、当接面の摩耗、損傷などを減らす。

【００１７】請求項４に記載された発明は、請求項１記
載の作業機のピンジョイント構造において、該鍔部の当
接面の各々がスラストワッシャを介して当接しているも
のである。

【００１８】そして、軸受の鍔部の当接面の間に樹脂な
どにより形成したスラストワッシャを介在させ、当接面
の摩耗、損傷などを減らす。また、スラストワッシャの
交換により容易に修理を行うことができる。

【００１９】請求項５に記載された発明は、請求項４記
載の作業機のピンジョイント構造において、該スラスト
ワッシャは、該軸受の鍔部と当接する面の各々に複数個
の凹部を備えているものである。

【００２０】そして、例えば溝のごとき凹部により潤滑
剤を保持できるようにし、軸受との当接面との間に良好
な潤滑を長期に渡り保持し、当接面の摩耗、損傷を減ら
す。

【００２１】請求項６に記載された発明は、請求項４又
は５記載の作業機のピンジョイント構造において、環状
溝が、該鍔部の各々と該スラストワッシャの外周部とに
より形成され、この環状溝にシールが装着されているも
のである。

【００２２】そして、シールにより当接面への土砂など
の侵入を防止し、当接面の摩耗、損傷などを減らす。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
作業機のピンジョイント構造の好適実施形態を図示して
いる添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。

【００２４】図１を参照して説明すると、全体を番号２
で示すピンジョイントは、二つの部材すなわち内側ボス
４と、外側ボス６ａ、６ｂとを、同一軸線８上に相対回
転を自在に連結するピン１０を備えている。内側ボス４
とピン１０との間には一対の軸受１２、１２が、外側ボ
ス６ａ、６ｂとピン１０との間には軸受１４、１４がそ
れぞれ備えられている。軸受１２及び軸受１４は、内側
ボス４及び外側ボス６ａ、６ｂの対向する端面において
軸線８方向において互いに当接し半径方向外方に延びる
当接面Ｓを有した鍔部１２ａ、１４ａをそれぞれ備えて
いる。当接面Ｓの外周部にはＯリングシール１６が備え
られている。また、軸受１２、１２の内径の当接面Ｓ側
の端にはダストシール１８がそれぞれ取付けられてい
る。

【００２５】外側ボス６ａ、６ｂはそれぞれ厚鋼板によ
り形成され一体に形成（図示していない）されている。
外側ボス６ａ、６ｂの各々には、軸受１４を圧入し取付
けるための貫通穴６ｃが軸線８上に形成されている。

【００２６】内側ボス４は、軸線８方向に延びる丸棒鋼
により形成され、軸線８上の両端部には軸受１２をそれ
ぞれ圧入し取付けるための貫通穴４ａが形成されてい
る。軸線８方向の貫通穴４ａ、４ａの間には、それより
も大径の環状の空間４ｂが形成されている。この空間４
ｂにはグリースニップル（図示していない）のごとき給
脂手段が連結されている。

【００２７】ピン１０は、真直状を成し、上述の四個の
軸受１４、１２、１２、１４に挿通されている。ピン１
０の一端（図１において右端）には、板片１１が溶接さ
れ取付けられている。板片１１の端部に形成されたボル
ト穴１１ａにボルト２０が通され外側ボス６ａのねじ穴
７に取付けられて、ピン１０は外側ボス６ａ、６ｂに対
し回転できないように固定されている。

【００２８】図１とともに図２及び図３を参照して説明
を続けると、軸受１２は、筒状部１２ｂを備え、その一
端に前述の鍔部１２ａが円板状を成して備えられてい
る。筒状部１２ｂの内径は、ピン１０が自在に回転でき
る寸法及び表面状態に形成され、鍔部１２ａ側の端には
環状のシール溝１２ｃが形成されている。このシール溝
１２ｃに、合成ゴムなどによりリップタイプに形成され
た前述のダストシール１８が取付けられている。

【００２９】鍔部１２ａの当接面Ｓには、複数個の凹部
である複数個の同心円状の円周溝２２（図示の形態では
三個）が形成されている。また、当接面Ｓの外周部に
は、軸受１４とともに環状溝２４（環状溝２４について
は後に述べる）を形成する面取りＣが形成されている。

【００３０】軸受１４は、筒状部１４ｂを備え、その一
端に前述の鍔部１４ａが円板状を成して備えられてい
る。筒状部１４ｂの内径は、ピン１０を挿通する寸法に
仕上げられている。軸受１４には、軸受１２に備えられ
た、当接面Ｓの円周溝２２、シール溝１２ｃ、及び当接
面Ｓの外周部の面取りＣは形成されていない。

【００３１】軸受１２及び１４は、高炭素鋼を熱処理し
て、あるいは低炭素鋼を浸炭熱処理してなど、耐摩耗性
を有する材料により形成されている。したがって、内側
ボス４、外側ボス６ａ、６ｂよりも高硬度に形成されて
いる。

【００３２】環状溝２４は、軸受１２の当接面Ｓの外周
部の面取りＣと軸受１４の当接面Ｓの外周部とによっ
て、断面Ｖ字状に形成されている。この環状溝２４に
は、合成ゴムなどにより形成されたＯリングシール１６
が取付けられている。

【００３３】図４を参照して、作業機のピンジョイント
構造の他の実施の形態について説明する。本実施の形態
は、前述の軸受１２、１４に相当する軸受２８、２９の
鍔部の当接面の各々がスラストワッシャ３０を介して当
接している。

【００３４】軸受２８は、前述の軸受１２と、鍔部２８
ａの当接面Ｓに複数個の凹部である円周溝２２（図３参
照）を備えていない以外は実質的に同一である。また、
軸受２９は、前述の軸受１４と実質的に同一である。

【００３５】スラストワッシャ３０は、中心部にピン１
０が挿通される穴３０ａを有した円板状に、耐摩耗性、
耐衝撃性を有するプラスチックにより形成されている。
そして、軸受２８及び軸受２９の鍔部と当接する面の各
々には、複数個の凹部である複数個の同心円状の円周溝
２２（図示の形態では三個）が形成されている。

【００３６】環状溝３１が、軸受２８の当接面Ｓの外周
部の面取りＣ、軸受２９の当接面Ｓの外周部、及びスラ
ストワッシャ３０の外周部とによって、断面Ｖ字状に形
成されている。この環状溝３１に前述のＯリングシール
１６が取付けられている。

【００３７】図１〜図４を参照して上述したとおりの作
業機のピンジョイント構造の作用について説明する。

【００３８】（１）ボス端面の摩耗、損傷：内側ボス４
と外側ボス６ａ、６ｂとの端面は、高硬度に形成するこ
とができる軸受１２の鍔部１２ａと軸受１４の鍔部１４
ａの当接面Ｓによって当接されるので、あるいはその間
に耐摩耗性を有するスラストワッシャ３０を介して当接
されるので、当接する端面、すなわち当接面Ｓの摩耗、
損傷は飛躍的に低減される。また、軸受１２、１４は、
単品で製作できるので、熱処理などによる高硬度化が容
易である。さらに、軸受１２、１４の当接面Ｓに、ある
いはスラストワッシャ３０に円周溝２２のような凹部を
形成することにより、潤滑剤の保持効果が得られ、当接
する面の良好な潤滑を長期に渡り保持することができ
る。

【００３９】（２）軸受の摩耗、損傷：当接面Ｓの摩耗
を低減することができ、その摩耗粉の発生を減らすこと
ができるので、軸受１２とピン１０の回転摺動面への摩
耗粉の侵入を低減でき、ピンジョイントの寿命延長を図
ることができる。

【００４０】（３）ピンジョイントの修理：軸受１２、
１４の当接面Ｓが、あるいはスラストワッシャ３０が長
期稼働などにより摩耗した場合の修理は、軸受１２、１
４あるいはスラストワッシャ３０を取外し新品に交換す
ればよい。交換作業は極めて容易である。したがって、
従来のように摩耗部分の溶接肉盛り、機械加工、などを
必要としない。そして、作業機の稼働停止を最小限にす
ることができる。また、修理費用も最小限にすることが
できる。

【００４１】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定される
ものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内に
おいてさまざまな変形あるいは修正ができるものであ
る。

【００４２】（１）軸受の当接面の凹部：本実施の形態
において軸受１２、１４の鍔部１２ａ、１４ａが直接当
接する場合においては、当接面Ｓの凹部（２２）は一対
の軸受１２、１４の一方、軸受１２に設けられている
が、軸受１２に代えて他方の軸受１４の当接面Ｓに設け
てもよい。あるいは、両方に設けてもよい。

【００４３】（２）凹部：本実施の形態においては、当
接する面の凹部は、図３に示すように「円周溝２２」に
より形成されているが、図５に示すように複数個の円形
の「くぼみ２６」により形成してもよい。

【００４４】（３）スラストワッシャ：本実施の形態に
おいては、スラストワッシャ３０はプラスチックにより
形成されているが、スラストワッシャの材質としては、
鋳鉄、黄銅、青銅、鋼などの材料も用いることができ
る。また、スラストワッシャの厚さは、材質によって厚
く、あるいは薄くなど適宜に設定することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明に従って構成された作業機のピン
ジョイント構造によれば、相対回転を自在に二つの部材
を連結するピンジョイント構造の、二つの部材の当接す
る面の摩耗、損傷を減らし、またピン摺動部の損傷を減
らし、さらに損傷の発生した場合の修理を容易に行うこ
とができるようにした、作業機のピンジョイント構造が
提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成されたピンジョイント構造
の断面図。

【図２】図１に示す軸受の当接部分の拡大断面図。

【図３】図１及び図４のＡーＡ矢印方向に見て当接する
面に形成された凹部（円周溝）を示した図。

【図４】本発明に従って構成されたピンジョイント構造
の他の実施の形態を示した断面図。

【図５】凹部の他の実施の形態（くぼみ）を示した図。

【図６】従来のピンジョイント構造の断面図。

【符号の説明】

２：ピンジョイント ４：内側ボス（二つの部材の一方） ６ａ：外側ボス（二つの部材の他方） ６ｂ：外側ボス（二つの部材の他方） ８：軸線 １０：ピン １２：軸受 １２ａ：鍔部 １４：軸受 １４ａ：鍔部 １６：オーリングシール ２２：円周溝（凹部） ２４：環状溝 ２６：くぼみ（凹部） ２８：軸受 ２９：軸受 ３０：スラストワッシャ ３１：環状溝 ３２：ピンジョイント Ｓ：当接面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 成司 東京都世田谷区用賀四丁目10番１号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 永井 晋作 兵庫県神戸市西区学園東町２丁目１番２号 株式会社メイテック内 Ｆターム(参考） 2D015 AA01 AA02 3J105 AA13 AB06 AC02 BA06 BB44 BB53

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つの部材を同一軸線上に相対回転を自
   在に連結するピンと、二つの部材のそれぞれとこのピン
   との間に該部材に固定され介在された筒状の軸受とを備
   え、 該軸受の各々は、二つの部材の対向する端において、該
   軸線方向において互いに当接し半径方向外方に延びる当
   接面を有した鍔部を備えている、ことを特徴とする作業
   機のピンジョイント構造。
2. 【請求項２】 該軸受の少なくとも一方は、その当接面
   に複数個の凹部を備えている、請求項１記載の作業機の
   ピンジョイント構造。
3. 【請求項３】 環状溝が、該鍔部各々の当接面の外周部
   により形成され、この環状溝にシールが装着されてい
   る、請求項１又は２記載の作業機のピンジョイント構
   造。
4. 【請求項４】 該鍔部の当接面の各々がスラストワッシ
   ャを介して当接している、請求項１記載の作業機のピン
   ジョイント構造。
5. 【請求項５】 該スラストワッシャは、該軸受の鍔部と
   当接する面の各々に複数個の凹部を備えている、請求項
   ４記載の作業機のピンジョイント構造。
6. 【請求項６】 環状溝が、該鍔部の各々と該スラストワ
   ッシャの外周部とにより形成され、この環状溝にシール
   が装着されている、請求項４又は５記載の作業機のピン
   ジョイント構造。