JP2003176814A - ピン結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ピン連結部における回動部材のガ
タツキによりスラスト方向への隙間の形成を防止したピ
ン結合装置を提供することにある。 【解決手段】 一対のブーム２と同ブーム間に配した回
動部材としてのアーム３の相対回転を連結ピンにより枢
支すると共に、アーム先端部を一方のブーム側に付勢す
る弾性体に対して前記連結ピン又は付勢力調整リングに
より付勢力を付与・調整することによりアームとブーム
間に生じる隙間を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば建設機械、
産業機械、土木機械において用いられるピン連結部にお
けるスラスト方向へのガタ防止構造を備えたピン結合装
置に関する。

【０００２】

【従来技術】一般に、油圧シャベル等において用いられ
るピン連結装置は、ダスト、土砂等の塵埃が充満してい
る作業環境中において露出した状態にて使用され、外部
からの強い衝撃を受けたりする。ピン連結装置の連結部
に塵埃が浸入するのを防止するためには、Ｏリング、ダ
ストシールなどのシール機構が用いられているが、塵埃
がこれらのシールを通り抜けてしまうことがあり、連結
部の隙間からの侵入を充分に防げずにいる。塵埃が浸入
したピン連結部においては、回転部材間でカジリ現象を
起こし、回転部材間を早期に摩耗させてしまうことにな
る。また、外部からピン連結部に強い衝撃力を受ける
と、この衝撃力によってピン連結部で支持・支承してい
る回転部材が外方に変形したりしてスラスト方向へのガ
タを発生し易くしている。特に、ピン連結装置の製作時
における寸法誤差、組立誤差等によって生じた隙間があ
ると、この衝撃力によって隙間が更に広がり、大きなガ
タの発生原因となっている。

【０００３】ガタツキやカジリなどの発生によって回転
部材間に隙間が広く形成されると、騒音、振動あるいは
摩耗等が発生することになり、最悪の場合にはピン連結
装置を破損する原因ともなっている。これらのガタツキ
やカジリ等によって広くなる隙間の間隔を調整するもの
として、実願昭５６−１４８６９８号（実開昭５８−５
２３１１５号）のマイクロフィルム（以下、文献１とす
る。）、実公平７−１２４４７号公報（以下、文献２と
する。）において、調節機能を備えたピン結合装置が提
案されている。

【０００４】文献１に記載されたピン連結装置は、図７
を参照して説明すれば、一対のブラケット２０，２０間
にアーム２1 先端のボス２２に備えたブッシュ２３及び
調整部材２４を配し、これらの部材に挿入されるピン２
５の調整部材２４側に形成したねじ部３１Ａには調整部
材２４の端面２４Ｄを抑えるためのプレート２６がナッ
ト３３により締着されている。また、ピン２５のねじ部
３１Ａと反対側には、ピン３１の回転を止めるための腕
３４が固着され、腕３４はブラケット２０に摺接された
ロックピン３５によりスライド可能に案内されている。
３６はブラケット２０の外側面と腕３４との間において
ピン２５に挿入されたスペーサであり、２７はシール用
のＯリングである。ナット３３のねじ部に対する締め付
け量に対応して調整部材２４をピン２５の軸方向に沿っ
て摺動させることで、一方のブラケット２０とボス２２
間及びボス２２と調整部材２４端面間の隙間を調整する
ことができる。

【０００５】文献２に記載されたピン連結装置は、図８
を参照して説明すれば、ピン２５により枢支結合される
一方及び他方のピンボス部４０Ｒと４３、４０Ｌと４３
の各々の対向端面４０、４０Ｂ間に、軸方向Ｒと半径方
向Ｓとに分与し得る推力分与形成部４０を設けて、剛弾
性環状部材４２を挟み込ませている。剛弾性環状部材４
２によって、ピンボス部に対して軸方向Ｓへの付与力を
付加しており、前記剛弾性環状部材４２を半径方向Ｒに
拡径させる付与力は弾性付与手段５０とピン２５との螺
合による締め付け量により得ることができる。

【０００６】一方のピンボス部を弾性付与手段５０によ
り軸方向Ｓへ強制移動させると、この移動に伴って推力
分与形成部４０は剛弾性環状部材４２を半径方向Ｒに拡
径して弾性力の付与作用を行う。これによって、剛弾性
環状部材４２の反力エネルギは、ピンボス部の各々の対
向端面４０Ａ、４０Ｂの間において、半径方向Ｒと軸方
向Ｓとの推力を生じ、ピン２５とピンボス部４０Ｒ、４
３、４０Ｌとの嵌合関係がなす間隙による遊びを強い弾
性力Ｆで封じることができ、運動停止時の慣性力を極め
て短時間に減殺することができる。さらには強い弾性反
力はピンボス部に対して回転抵抗力として付与すること
にもなり、作業機の俯仰運動停止時の回転慣性力を減少
させることもできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献１
に記載されたピン連結装置では、調整部材２４はナット
３３によって軸方向に直接押圧されているため、ボス２
２と調整部材２４間の位置関係は固定された位置関係と
なっている。このためブラケット２０とボス２２間及び
ボス２２と調整部材２４間に隙間が形成される度毎にナ
ット３３を締めて調整部材２４の位置を調整しなければ
ならない問題がある。また、文献２に記載されたピン連
結装置では、弾性環状部材４２の弾性力でピンボス部４
０Ｌと４３及び４３と４０Ｒとを両者が離間するように
押圧している。しかも、開先面４０Ａ、４０Ｂの斜面上
を弾性環状部材４２が摺動することによって行ってい
る。このため、ピンボス部の軸方向へ移動調整すること
のできる量は限られており、弾性環状部材４２の弾性力
で行っているために押圧力もそれ程大きくすることはで
きない。また、弾性環状部材４２はＣ型リンク形状に構
成されているので弾性環状部材の開口端から塵埃が侵入
し、ピンボス部間に塵埃が入り込んでしまう問題があ
る。

【０００８】本発明は、ピン結合装置における回転部材
間からのダスト、土砂等の塵埃の浸入を防ぎ、しかも常
に一定の付勢力で回転部材間を両者が当接する方向であ
る軸方向へ付勢して隙間の発生を防止すると共に、仮
に、ガタツキ、かじり等が発生して隙間が形成されても
同隙間をなくすように調整することのできるピン結合装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の事項
を備えた本願各請求項に係わる発明により効果的に達成
される。即ち、請求項１に係わる発明は、連結ピン挿入
孔を有する一対のブラケットと、同一対のブラケット間
に配され、先端部に連結ピン挿通孔を有する回動部材
と、前記先端部の一側端面を付勢し、その他側端面を前
記ブラケットの内側面に摺接する弾性体と、及び前記連
結ピン挿入孔及び前記連結ピン挿通孔に挿入され、前記
一対のブラケット及び回動部材とを相対回転自在に枢支
する連結ピンと、を備えてなることを特徴とするピン結
合装置にある。

【００１０】この発明では、弾性体の付勢力で回動部材
の先端部一側端面とブラケットの内側面とを摺接させ、
同摺接している回動部材及びブラケット面間の隙間の発
生を防止している。しかも、ブラケットとリンクとの相
対回転中或いはピン連結装置に外部から衝撃的な負荷等
が加わったことによって、ブラケット又はリンクが連結
ピンの軸方向への変形を受けたとしても、同変形に追従
して前記弾性体の変形にて対応できるので、前記摺接し
ている回動部材及びブラケット面間の隙間の発生を常に
防止することができる。このため、隙間の形成によって
生じるガタガタ音や振動の発生を低減でき、ピン結合装
置を長期に亘って使用することができるようになる。

【００１１】請求項２に係わる発明は、請求項１の事項
に加えて、弾性体１０の付勢力を調整する付勢力調整手
段を有してなる事項を限定したピン結合装置にある。

【００１２】この発明では、付勢力調整手段により弾性
体の付勢力を調整することができるので、前記摺接して
いる回動部材及びブラケット面間に隙間が発生したとし
ても、これを減少する方向に弾性体の付勢力を調整する
ことができる。

【００１３】請求項３に係わる発明は、請求項１又は２
の事項に加えて、連結ピンとブラケットとの相対的な回
動を阻止する廻止め手段を有してなる事項を限定したピ
ン結合装置にある。この発明では、連結ピンの廻り止め
固定をする廻止め手段を備えたものであるので、連結ピ
ンはブラケットに対して空回りすることが防げ、ブラケ
ットとリンクとの相対回転中やピン結合装置に衝撃的な
負荷が加わったときでも、連結ピンの弾性体に対して付
与している付勢力を低減させることがない。

【００１４】請求項４に係わる発明は、請求項２又は３
の事項に加えて、付勢力調整手段が回動部材の先端部又
はブラケットに形成した螺合部に螺合する付勢力調整リ
ングよりなる事項を限定したピン結合装置にある。

【００１５】この発明では、付勢力調整リングを回動部
材の先端部又はブラケットの回動部材側に形成した螺郷
部上で位置調整することによって弾性体に対して付勢力
を付与調整することができる。ブラケットとリンク間に
隙間が形成されたときには隙間が減少する方向に付勢力
調整リングを移動させることで弾性体に同隙間を減少さ
せるために必要な付勢力を付与することができる。

【００１６】

【発明の実施形態】以下、本発明の好適な実施の形態に
ついて添付図面を参照しながら具体的に説明する。図１
は、本実施例によるピン結合装置が適用された油圧ショ
ベルを示し、同油圧ショベルの上部旋回体１には、掘削
作業等を行う作業装置が俯仰動可能に配置されている。

【００１７】作業装置は、上部旋回体１にピン結合され
たブーム２と、同ブーム２の先端部にピン結合されたア
ーム３と、同アーム３の先端側にピン結合された作業用
部材としてのバケット４等とから概略構成されている。
これら上部旋回体１とブーム２間、ブーム２とアーム３
間、アーム３とバケット４間には、それぞれピン結合部
を介してブームシリンダ５、アームシリンダ６、バケッ
トシリンダ７が連結されており、各シリンダの作動によ
り各部材の回動操作を行っている。例えば、一対のブー
ム２とアーム３間は図２に示す軸受装置を介して相対回
転可能に結合されている。

【００１８】図２において、一対のブラケットとしての
二股のブーム２は回動部材としてのアーム３先端を挟む
ように配されている。アーム３の先端部には連結ピン挿
通孔を有する一対のブッシュ８，８が密着嵌合され、ブ
ッシュ８，８内周面には連結ピン１２の周囲で回転する
連結ピン挿通孔としての摺動面が形成されている。一対
のブッシュ８，８間とアーム３及び連結ピン１２とで区
画される空間が油脂収容部１５として形成されており、
一対のブッシュ８，８の外側面側には図示せぬシール部
材が配されている。同油脂収容部１５には、アーム３の
軸方向中間部に設けられ、径方向に延びる図示せぬ給油
脂通路が連通している。

【００１９】また、同給油脂通路の他端は、図示せぬ給
油脂用のニップルが着脱自在に取付けられている。二又
のブーム２のそれぞれには連結ピン挿入孔１１が形成さ
れており、連結ピン１２の両端部は同連結ピン嵌合孔１
１に圧着嵌合し、中央部には前記一対のブッシュ８，８
を挿入してアーム３を回転自在に支承している。また、
連結ピン１２の一端部は一方のブーム２に当接し、他端
部は廻止め手段であるピン固定ボルト１３及び止めナッ
ト１９により抜止め固定されている。また、アーム３の
先端の一側面側は一方のブーム２に摺接し、他側面側は
付勢力調整リング１４及び弾性体１０を介して他方のブ
ーム２に当接している。付勢力調整リング１４はアーム
先端部に形成した螺合部と螺合するリング部材として形
成されている。同付勢力調整リング１４を前記螺合部上
で位置を調整することによって任意の付勢力を弾性体１
０に付与することができる。

【００２０】アーム３の先端の一側面側と一方のブーム
２間及び付勢力調整リング１４と弾性部材１０間とは相
対回転自在に摺接している。なお、このとき弾性部材１
０としてゴム、合成樹脂等の弾性部材を用いる場合に
は、弾性体と付勢力調整リング間に耐摩耗性に優れた金
属板２９等を介在させる必要がある。弾性部材１０とし
て、皿ばね、スプリング等を用いるときには前記金属板
を介在させなくてもよい。

【００２１】付勢力調整リング１４と弾性体１０の配置
関係は、弾性体１０をアーム３の他側面側に当接させ付
勢力調整リング１４を他方のブーム２に摺接するように
当接させるように配置してもよい。この場合には、図５
に示すように、ブーム２の連結ピン挿入孔１１と連結ピ
ン１２との間にリング２３を配し、同リング２３のアー
ム３側の端部とアーム３間に皿ばね等の弾性体１０を介
在させて、連結ピン１２端部に形成したボルト等の雄ね
じ部とナットとを螺合締め付けによって、弾性体１０の
付勢力を調整することもできる。廻止め手段であるピン
固定ボルト１３は、図２においては止めナット１９によ
って、廻止めされており、同止めナット１９の端面によ
ってブーム２に対してピン固定ボルト１３の廻り止めを
行っている。また、図５においては、廻止め手段１３は
ボルトによってブーム２に固定されるねじ固定手段１７
によって廻止めされている。

【００２２】ピン結合装置の組付けは、一対のブーム
２，２間にブッシュ８，８を内装したアーム３の先端を
臨ませると共に、付勢力調整リング１４及び弾性体１０
を配する。一方のブーム２に設けた連結ピン嵌合孔１１
から連結ピン１２を圧入しながら挿入し、ブッシュ８，
８、付勢力調整リング１４及び弾性体１０を挿入して他
方のブーム２に設けた連結ピン嵌合孔１１から連結ピン
を圧入しながら他方のブーム２の外方に突出させる。こ
の状態でピン固定ボルト１３を連結ピン１２に形成した
ピン固定ボルト挿入孔に挿入し、他端を止めナット１
９，１９により固定する。

【００２３】付勢力調整リングの位置を調整することに
より、弾性体１０には付勢力が付与され、アーム３の先
端の一側面側と一方のブーム２間及び付勢力調整リング
１４と弾性体１０間の隙間の形成を防ぐことができる。
アーム３とブーム２との相対回転中やピン結合装置に対
して外部から衝撃的な負荷等が加わった場合等におい
て、アーム又はブームに対して連結ピン１２の軸方向へ
の変形力が加わったとしても、弾性体１０による押圧力
で隙間の形成を阻止することができる。

【００２４】図３には、第２の実施例が示されており、
連結ピン１２の一端部に形成したフランジ部１２Ａが一
方のブーム２には当接せずに、連結ピン１２の一端部に
形成したフランジ部１２Ａとアーム先端部の一側面側と
が弾性体１０を介して当接している。このとき、アーム
先端部の他側面側は他方のブームの内側面と摺接してい
る。連結ピンの他端部側の固定は、上記図２において示
したピン固定ボルト１３及びピン固定ボルト止めナット
１９を用いたねじ固定手段を用いることができる。

【００２５】また、図４に示すように連結ピン１２の他
端部側にボルト１８を形成し、同ボルト１８と螺合する
ナット１６により固定することもできる、このとき同ナ
ット１６の周面に当接する更に別なるナット１７を更に
設けナット１６の周り止めとすることができる。この連
結ピン１２の先端に設けたボルト１８とナット１６とに
より連結ピン１２を固定する固定方法では、同ボルト１
８とナット１６とで付勢力調整手段として構成すること
ができる。このボルト１８とナット１６とによる付勢力
調整手段によって弾性体の付与力を任意に調整すること
ができる。連結ピン１２の先端部にボルトを形成せずに
ボルト螺合孔を形成し、同ボルト螺合孔に螺合するボル
トを用いて連結ピン１２を他方にブーム２に固定するこ
ともできる。この場合には、ボルト螺合孔トボルトによ
って、付勢力調整手段が構成される。このときも同ボル
トの頭部と当接するナット又はボルトを他方にブームに
取り付けて、同ボルトの周り止めとすることが望まし
い。

【００２６】アーム先端部の一側面側を押圧する弾性体
１０及び付勢力調整リング１４を付勢する弾性体１０の
構成としては、図６に示すような各種弾性体を用いるこ
とができる。各種弾性体としては、ゴム、合成樹脂、ば
ね、スプリング等を用いることができる。ゴム、合成樹
脂を用いる場合には回転部と摺接する面側をハガネ等の
剛性、耐摩耗性のある金属板を配することが必要であ
る。また、ゴム、合成樹脂製の弾性部材をハガネ等の剛
性、耐摩耗性のある金属板を用いてサンドウィッチ状に
挟みこんだ弾性体を用いることもできる。弾性体として
のスプリングはコイルスプリング、コイルスプリングと
しては円筒状のコイルスプリング、円錐状のコイルスプ
リング、中央部の径が小さく両端の径が大きな堤型、あ
るいは中央部の径が両端部の径より大きい太鼓型のコイ
ルスプリングなどを用いることができる。

【００２７】また、皿ばね、皿ばねを背中併せで重ねた
もの、など弾性体としての機能を奏するものなら弾性体
として用いることができる。ねじ固定手段で弾性体へ付
与する付勢力が調整できるばあいには、前述の付勢力調
整リングを設ける必要は特にない。上述の実施例ではア
ームの先端部は一体のものとして構成した例を示してい
るが、アームの先端部を２又状に形成し、同二股の間に
他のリンクを設けた構成とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧ショベルの斜視図

【図２】ピン結合装置

【図３】ピン結合装置の他の実施例

【図４】連結ピンの固定機構

【図５】付勢力調整の他の配置図

【図６】各種弾性体

【図７】従来のピン連結装置

【図８】従来のピン連結装置

【符号の説明】

１ 上部旋回体 ２ ブーム ３ アーム ４ バケット ５ ブームシリンダ ６ アームシリンダ ７ バケットシリンダ ８ ブッシュ ９ 連結ピン挿通孔 １０ 弾性体 １１ 連結ピン挿入孔 １２ 連結ピン １３ 廻止め手段 １４ 付勢力調整リング １６ ナット １７ ねじ固定手段 １８ ボルト １９ 止めナット ２０ ブラケット ２１ アーム ２２ ボス ２３ リング ２４ 調整部材 ２５ ピン ２９ 金属板 40R,40L,43 ピンボス部 40A,40B 対向端面 ４２ 剛弾性環状部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連結ピン挿入孔１１，１１を有する一対
   のブラケット２，２と、 同一対のブラケット２，２間に配され、先端部に連結ピ
   ン挿通孔９を有する回動部材３と、 前記先端部の一側端面を付勢し、その他側端面を前記ブ
   ラケット２，２の内側面に摺接する弾性体１０と、及び
   前記連結ピン挿入孔１１，１１及び前記連結ピン挿通孔
   ９に挿入され、前記一対のブラケット２，２及び回動部
   材３とを相対回転自在に枢支する連結ピン１２と、を備
   えてなることを特徴とするピン結合装置。
2. 【請求項２】 前記弾性体１０の付勢力を調整する付勢
   力調整手段を有してなることを特徴とする請求項１記載
   のピン結合装置。
3. 【請求項３】 前記連結ピン１２と前記ブラケット２，
   ２との相対的な回動を阻止する廻止め手段を有してなる
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のピン結合装置。
4. 【請求項４】前記付勢力調整手段が前記先端部又は前記
   ブラケットに形成した螺合部に螺合する付勢力調整リン
   グ１４よりなることを特徴とする請求項２又は３に記載
   のピン結合装置。