JP2007263237A - ピン結合部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シム部材の側面がボス部材又はブラケットの端面との摺接により、その円周方向に引っ張り荷重又は圧縮荷重等を受けた場合であっても、早期に摩耗、損耗することなく隙間調整部材としての役割を果たすことができ、ボス部材及びブラケットの端面との摺接面にグリースの供給を円滑に行わせることができるピン結合部構造を提供すること。
【解決手段】ピン結合部構造１２は、アーム７の先端側に設けられた筒状のアームボス１３と、アームボス１３の軸方向両端側に配設されたバケット８のブラケット１４と、ブラケット１４に両端側が固定的に支持されていると共にブラケット１４間においてアームボス１３に挿通された連結ピン１５と、アームボス１３の端面と各ブラケット１４の内側端面との間に配されたシム部材１６とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に装備される作業装置に好適に用いられるピン結合部構造に関する。

ＷＯ２００１／０８８３９５公報 実開平４−１２２８１２号公報

一般に、油圧ショベル等の建設機械に用いられるピン結合部構造は、筒状のボス部材と、ボス部材内に挿通される連結ピンと、ボス部材の軸方向の両端側に配設されていると共に連結ピンの両端側を固定的に支持する左右のブラケットとから構成されている。

この種のピン結合部構造を、油圧ショベルの作業装置に設けられたアームとバケットとのピン結合部構造を例に挙げて述べると、アームの先端側にはボス部材が設けられ、バケットには左右のブラケットが設けられている。

そして、連結ピンは、軸方向の両端側が左右のブラケット等に形成されたピン挿通孔内に挿通され、軸方向の中間部がブッシュ等を介してボス部材の内周側に摺動可能に挿通されることにより、ボス部材と各ブラケットとを互いに回動可能に連結している。これにより、バケットがアームの先端側で回動すると、左右のブラケットが連結ピンと共にボス部材に対して回動する。

そして、ボス部材と各ブラケットとの軸方向端面が互いに直接摺接して摩耗するのを防止するために、ボス部材の端面とブラケットの内側端面との間に環状のシム部材を配して、ボス部材とブラケットとの軸方向端面間に一定の隙間を確保するようにしている。

このシム部材としては、ポリウレタン樹脂単体から形成したもの（特許文献1所載）や、鋼板の両側面に環状の複数個のウレタンラバー層を形成し、該ラバー層間の凹所をグリース溜りとしたもの（特許文献2所載）が提案されている。

上記従来技術においては、シム部材の両側面がボス部材及びブラケットの端面との摺接により、その円周方向に引っ張り荷重又は圧縮荷重等を受けると、早期に摩耗、損耗し、隙間調整部材としての役割を果たすことができないという問題を有している。シム部材は、それ自体何ら潤滑性を有するものでないため、ボス部材及びブラケットの端面との摺接面にグリースの供給が不充分になると、ボス部材とブラケットとの間の互いの相対的な回動がスムーズに行なわれなくなり、さらには焼付いてしまうという虞があり、ボス部材及びブラケットの端面への潤滑グリースの供給の良否によって、該シム部材の耐久性、寿命が左右される。

本発明は上記の実情に鑑みなされたもので、その目的は、シム部材の側面がボス部材又はブラケットの端面との摺接により、その円周方向に引っ張り荷重又は圧縮荷重等を受けた場合であっても、早期に摩耗、損耗することなく隙間調整部材としての役割を果たすことができ、ボス部材及びブラケットの端面との摺接面にグリースの供給を円滑に行わせることができるピン結合部構造を提供することにある。

本発明のピン結合部構造は、筒状のボス部材と、該ボス部材に挿通される連結ピンと、該ボス部材の軸方向両端側に配設されていると共に連結ピンの両端側を支持するブラケットと、ボス部材の端面とブラケットの内側端面との間に配されたシム部材とを具備しており、ボス部材とブラケットとを互いに回動可能に連結するものであって、該シム部材は、筒状内周面、筒状外周面及び一対の環状側面を有すると共に各環状側面で開口する複数個の貫通孔を備えた環状の補強鋼板と、該補強鋼板の筒状内周面を覆う内側環状層、該補強鋼板の筒状外周面を覆う外側環状層及び該補強鋼板の貫通孔を通って互いに連結されて該補強鋼板の一対の環状側面を覆うと共に補強繊維を含有する熱可塑性ポリウレタン樹脂で形成された一対の摺動層を一体に有している被覆層とを具備しており、少なくとも一方の摺動層には複数個の凹部が形成されていると共に該凹部には潤滑グリースが充填されていることを特徴とする。

本発明のピン結合部構造によれば、ボス部材とブラケットとの間の相対的な回動に伴う摺動により円周方向にシム部材に引っ張り荷重又は圧縮荷重等を受けた場合であっても、補強繊維を含有する熱可塑性ポリウレタン樹脂で形成された摺動層は、補強鋼板によって補強されているので、早期に損傷することはなく、加えて、少なくとも一方の摺動層には複数個の凹部が形成されていると共に該凹部には潤滑グリースが充填されているので、摺動層の早期損傷の回避と相俟って、ボス部材とブラケットとの間の相対的な円滑な回転を長期間にわたって維持できるのみならず、複数個の凹部がダストポケットの役割も果たすために、ボス部材及びブラケットの端面との摺接面に土砂等のダストが浸入した場合でも、斯かるダストを複数個の凹部に収容できる結果、摺接面での摺動層、ボス部材及びブラケットの損傷を抑制できる。

本発明のピン結合部構造において、熱可塑性ポリウレタン樹脂は、好ましくは、ポリエーテル系熱可塑性ポリウレタン樹脂及びポリエステル系熱可塑性ポリウレタン樹脂のうちのいずれであってもよいが、耐油性に優れているポリエステル系熱可塑性ポリウレタン樹脂の方がより好ましい。

熱可塑性ポリウレタン樹脂に含有される補強繊維には、ガラス、カーボン、炭化ケイ素、ボロン等の無機繊維、ステンレス等の金属繊維、アラミド、レーヨン、ナイロン、セルロース等の有機繊維からなる群から選ばれた少なくとも一種の繊維が好ましく使用され、さらに補強繊維としては、チタン酸カリウムウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、グラファイトウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカーから選択された少なくとも一つのウィスカーを含んでいてもよい。

摺動層は、熱可塑性ポリウレタン樹脂に対して好ましくは１０〜３０重量％の補強繊維を含んでおり、補強繊維の含有量が１０重量％未満では熱可塑性ポリウレタン樹脂に対する補強効果が充分でなく、またその含有量が３０重量％を超えると補強効果は向上される反面、熱可塑性ポリウレタン樹脂の耐摩耗性が損なわれる虞がある。

好ましい例では、複数個の凹部は、少なくとも、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該内側環状層の筒状内周面の径よりも大きい径を有した一の仮想円と該内側環状層の筒状内周面の中心を通る一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった一の円形凹部と、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該一の仮想円の径よりも大きい径を有した他の一の仮想円と該内側環状層の筒状内周面の中心を通ると共に該内側環状層の筒状内周面の円周方向において一の仮想直線に対して所定角度離間した他の一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった他の一の円形凹部とを含んでおり、一の円形凹部及び他の一の円形凹部は、他の一の仮想円の半径と一の仮想円の半径との差が一の円形凹部の半径と他の一の円形凹部の半径との和よりも小さく且つ一の円形凹部の中心と他の一の円形凹部の中心との間の距離が一の円形凹部の半径と他の一の円形凹部の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層に形成されている。

他の一の仮想円の半径と一の仮想円の半径との差が一の円形凹部の半径と他の一の円形凹部の半径との和よりも小さくなるように、一の円形凹部及び他の一の円形凹部が一方の摺動層に形成されている、換言すれば、一の円形凹部及び他の一の円形凹部が該円周方向において互いに部分的に重畳して形成されていることにより、該両円形凹部に充填された潤滑グリースは、摺接面となるシム部材の摺動層の表面に満遍なく供給されるため、当該摺接面における摩擦抵抗を小さくでき、シム部材を介してのボス部材とブラケットとの間の円滑な相対回転を行わせることができる。

本例において、一の円形凹部と他の一の円形凹部とは、内側環状層の筒状内周面の円周方向において互いに隣接していてもよいが、これに代えて、内側環状層の筒状内周面の円周方向における一の円形凹部と他の一の円形凹部との間の任意の角度位置に少なくとも一つの更に他の円形凹部が介在していてもよく、この場合、更に他の円形凹部と一の円形凹部とが及び／又は更に他の円形凹部と他の一の円形凹部とが上記のように一の円形凹部と他の一の円形凹部との関係と同様な関係になっているとよい。

他の好ましい例では、複数個の凹部は、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該内側環状層の筒状内周面の径よりも大きい径を有した第一の仮想円と該内側環状層の筒状内周面の中心を通る一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった第一の円形凹部と、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該第一の仮想円の径よりも大きい径を有した第二の仮想円と該一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった第二の円形凹部と、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該第一の仮想円の径よりも大きい一方、該第二の仮想円の径よりも小さい径を有した第三の仮想円と該内側環状層の筒状内周面の中心を通ると共に該内側環状層の筒状内周面の円周方向において一の仮想直線に対して所定角度離間した他の一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった第三の円形凹部と、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該第二の仮想円の径よりも大きい径を有した第四の仮想円と該他の一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった第四の円形凹部とを含んでおり、第一の円形凹部及び第二の円形凹部と第三の円形凹部及び第四の円形凹部とは、該円周方向において交互に配されており、第一の円形凹部と第三の円形凹部とは、第三の仮想円の半径と第一の仮想円の半径との差が第一の円形凹部の半径と第三の円形凹部の半径との和よりも小さく且つ第一の円形凹部の中心と第三の円形凹部の中心との間の距離が第一の円形凹部の半径と第三の円形凹部の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層に形成されており、第二の円形凹部と第三の円形凹部とは、第二の仮想円の半径と第三の仮想円の半径との差が第二の円形凹部の半径と第三の円形凹部の半径との和よりも小さく且つ第二の円形凹部の中心と第三の円形凹部の中心との間の距離が第二の円形凹部の半径と第三の円形凹部の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層に形成されており、第二の円形凹部と第四の円形凹部とは、第四の仮想円の半径と第二の仮想円の半径との差が第二の円形凹部の半径と第四の円形凹部の半径との和よりも小さく且つ第二の円形凹部の中心と第四の円形凹部の中心との間の距離が第二の円形凹部の半径と第四の円形凹部の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層に形成されている。

斯かる例でも、第一の円形凹部と第三の円形凹部とが、また第二の円形凹部と第三及び第四の円形凹部とが該円周方向において互いに部分的に重畳して形成されていることにより、該各円形凹部に充填された潤滑グリースは、摺接面となるシム部材の摺動層の表面に満遍なく供給されるため、当該摺接面における摩擦抵抗を小さくでき、シム部材を介してのボス部材とブラケットとの間の円滑な相対回転を行わせることができる。

上記の夫々の例において、円形凹部の夫々は、互いに同径であっても、これに代えて互いに異径であってもよく、加えて、円形凹部の夫々の深さも互いに同じであっても、これに代えて互いに異なっていてもよい。

上記の凹部は、他方の摺動層にも形成されていてもよく、この場合、他方の摺動層に形成された凹部は、摺動層の一方に形成された凹部と該円周方向において同位相又は位相差をもって、好ましくは、例えば角度１５°、３０°等の任意の位相差をもって配されているとよい。

本発明によれば、シム部材の摺動層がボス部材又はブラケットの端面との摺接により、その円周方向に引っ張り荷重又は圧縮荷重等を受けた場合であっても、早期に摩耗、損耗することなく隙間調整部材としての役割を果たすことができ、シム部材とボス部材又はブラケットの端面との摺接面にグリースの供給を円滑に行わせることができるピン結合部構造を提供することができる。

次に、本発明及びその実施の形態を、図に示す油圧ショベルに適用した場合の好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何等限定されないのである。

図１において、油圧ショベルは、下部走行体１と、下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体２と、上部旋回体２の前部に俯仰動可能に取付けられた作業装置５とを具備しており、上部旋回体２の旋回フレーム３上には、運転室４、機械室等が設けられている。

作業装置５は、上部旋回体２の旋回フレーム３にピン結合されたブーム６と、ブーム６の先端側にピン結合されたアーム７と、アーム７の先端側にピン結合されたバケット８等とから構成されている。ブーム６、アーム７及びバケット８は、それぞれブームシリンダ９、アームシリンダ１０及びバケットシリンダ１１によって回動されるようになっている。

例えばアーム７とバケット８とは、図２に示すピン結合部構造１２を介して回動可能に連結されている。

ピン結合部構造１２は、アーム７の先端側に設けられた筒状のボス部材としてのアームボス１３と、アームボス１３の軸方向両端側に配設されたバケット８のブラケット１４と、ブラケット１４に両端側が固定的に支持されていると共にブラケット１４間においてアームボス１３に挿通された連結ピン１５と、アームボス１３の端面と各ブラケット１４の内側端面との間に配されたシム部材１６とを具備しており、アームボス１３とブラケット１４とを互いに回動可能に連結している。

アームボス１３は、左右のボス部１３Ａと、これらの各ボス部１３Ａを連結するボスパイプ１３Ｂとを具備し、略円筒状をなして一体に形成されている。各ボス部１３Ａの内周側には、ブッシュ１９用のブッシュ嵌合孔１３Ｃが軸方向に形成されている。

ボスパイプ１３Ｂは、各ボス部１３Ａ間において各ボス部１３Ａに固着され、連結ピン１５との間に環状のグリース収容室２２を画成している。ボスパイプ１３Ｂには、グリース収容室２２内にグリースを供給するための給脂口が設けられ、この給脂口にはグリースニップル１８が螺着されている。

アームボス１３の各ブッシュ嵌合孔１３Ｃ内にそれぞれ嵌着されたブッシュ１９は、内周側が連結ピン１５との摺動面となり、この摺動面は、アームボス１３の軸方向両端側で各ボス部１３Ａと連結ピン１５との間に装着されたシール部材２０によってシールされている。

各ブラケット１４には、連結ピン１５が挿通されるピン挿通孔１４Ａが形成されており、一方のブラケット１４の外側端面側には、ピン抜止め用の取付部１４Ｂが固着されている。

連結ピン１５において、その軸方向の中間部は各ブッシュ１９を介してアームボス１３内に回転かつ摺動可能に挿嵌され、その軸方向の両端部は各ブラケット１４のピン挿通孔１４Ａ内に挿嵌され、その一端側は取付部１４Ｂに挿入された抜止めピン２１によって一方のブラケット１４に抜止め及び回り止め状態で固定されている。

連結ピン１５は、アームボス１３と各ブラケット１４とを回動可能に連結している。これにより、バケット８がアーム７の先端側で回動するときには、各ブラケット１４が連結ピン１５と共にアームボス１３に対して回動する。

シム部材１６は、特に図３から図５に詳細に示すように、筒状内周面１７Ａ、筒状外周面１７Ｂ及び表裏面である一対の環状側面１７Ｃを有すると共に各環状側面１７Ｃで開口する複数個の貫通孔１７Ｄを備えた環状の補強鋼板１７と、補強鋼板１７の筒状内周面１７Ａを覆う内側環状層１６Ａ、補強鋼板１７の筒状外周面１７Ｂを覆う外側環状層１６Ｂ及び補強鋼板１７の貫通孔１７Ｄを通って互いに連結されて補強鋼板１７の一対の環状側面１７Ｃを覆う一対の摺動層１６Ｃを一体に有している被覆層１６Ｄとを具備しており、摺動層１６Ｃには夫々複数個の凹部１６Ｅが形成されていると共に凹部１６Ｅには潤滑グリースが充填されている。

補強鋼板１７は、筒状内周面１７Ａと筒状外周面１７Ｂとを有する鋼板を準備し、この鋼板の環状側面１７Ｃに複数個の貫通孔１７Ｄを形成して作製したものであっても、また市販の孔明き鋼板を打ち抜いて筒状内周面１７Ａと筒状外周面１７Ｂとを有すると共に環状側面１７Ｃに複数個の貫通孔１７Ｄを備えたものであってもよい。図５は後者の補強鋼板１７を示す。

内側環状層１６Ａ、外側環状層１６Ｂ及び一対の摺動層１６Ｃを一体的に有した被覆層１６Ｄは、補強繊維を含有する熱可塑性ポリウレタン樹脂で形成される。

熱可塑性ポリウレタン樹脂は、特に限定はなく、ポリエーテル系熱可塑性ポリウレタン樹脂でもポリエステル系熱可塑性ポリウレタン樹脂でも使用できるが、好ましくは耐油性に優れたポリエステル系熱可塑性ポリウレタン樹脂である。

熱可塑性ポリウレタン樹脂に含有される補強繊維としては、ガラス、カーボン、炭化ケイ素、ボロン等の無機繊維、ステンレス等の金属繊維、アラミド、レーヨン、ナイロン、セルロース等の有機繊維からなる群から選ばれた少なくとも一種の繊維が挙げられる。また、補強繊維として、チタン酸カリウムウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、グラファイトウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー等のウィスカーであってもよい。

ガラス繊維としては、非晶質性のケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス等が好適に使用され、炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル、レーヨン、ポリビニルアルコール、フェノール、ピッチ等を出発原料とする炭素繊維が好適に使用される。

これらの補強繊維としては、その径が１〜２０μｍ、就中５〜１５μｍのもので、長さは２０〜６０００μｍ、就中５０〜３００μｍのものが好適である。

補強繊維は、少なくとも摺動層１６Ｃに熱可塑性ポリウレタン樹脂に対して１０〜３０重量％の割合で含有される。含有量が１０重量％未満では熱可塑性ポリウレタン樹脂に対する補強効果が充分でなく、また含有量が３０重量％を超えると補強効果は向上される反面、熱可塑性ポリウレタン樹脂の耐摩耗性が損なわれる虞がある。

少なくとも一対の摺動層１６Ｃにおいて補強繊維が１０〜３０重量％の割合で含有された被覆層１６Ｄは、インサート成形により、補強鋼板１７の筒状内周面１７Ａと筒状外周面１７Ｂとを覆う内側環状層１６Ａ及び外側環状層１６Ｂ並びに貫通孔１７Ｄを通って互いに連結されて両環状側面１７Ｃを覆う一対の摺動層１６Ｃを形成して補強鋼板１７に一体に形成される。

一方の摺動層１６Ｃに形成された複数個の円形凹部１６Ｅは、内側環状層１６Ａの筒状内周面１６Ｆの曲率中心Ｏ（以下、中心Ｏという）を曲率中心（以下、中心という）とすると共に該内側環状層１６Ａの筒状内周面１６Ｆの径よりも大きい径を有した仮想円Ｘ１と中心Ｏを通る仮想直線Ｙ１との交点Ｏ１を中心とする円形の外縁をもった円形凹部１６Ｅ１と、中心Ｏを中心とすると共に仮想円Ｘ１の径よりも大きい径を有した仮想円Ｘ２と仮想直線Ｙ１との交点Ｏ２を中心とする円形の外縁をもった円形凹部１６Ｅ２と、中心Ｏを中心とすると共に仮想円Ｘ１の径よりも大きい一方、仮想円Ｘ２の径よりも小さい径を有した仮想円Ｘ３と中心Ｏを通ると共に内側環状層１６Ａの筒状内周面１６Ｆの円周方向Ｒにおいて仮想直線Ｙ１に対して所定角度θ（本例では３０°）離間した仮想直線Ｙ２との交点Ｏ３を中心とする円形の外縁をもった円形凹部１６Ｅ３と、中心Ｏを中心とすると共に仮想円Ｘ２の径よりも大きい径を有した仮想円Ｘ４と仮想直線Ｙ２との交点Ｏ４を中心とする円形の外縁をもった円形凹部１６Ｅ４とを含んでいる。

円形凹部１６Ｅ１及び円形凹部１６Ｅ２と円形凹部１６Ｅ３及び円形凹部１６Ｅ４とは、円周方向Ｒにおいて交互に配されており、円形凹部１６Ｅ１と円形凹部１６Ｅ３とは、仮想円Ｘ３の半径と仮想円Ｘ１の半径との差が円形凹部１６Ｅ１の半径と円形凹部１６Ｅ３の半径との和よりも小さく且つ円形凹部１６Ｅ１の中心Ｏ１と円形凹部１６Ｅ３の中心Ｏ３との間の距離が円形凹部１６Ｅ１の半径と円形凹部１６Ｅ３の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層１６Ｃに形成されており、円形凹部１６Ｅ２と円形凹部１６Ｅ３とは、仮想円Ｘ２の半径と仮想円Ｘ３の半径との差が円形凹部１６Ｅ２の半径と円形凹部１６Ｅ３の半径との和よりも小さく且つ円形凹部１６Ｅ２の中心Ｏ２と円形凹部１６Ｅ３の中心Ｏ３との間の距離が円形凹部１６Ｅ２の半径と円形凹部１６Ｅ３の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層１６Ｃに形成されており、円形凹部１６Ｅ２と円形凹部１６Ｅ４とは、仮想円Ｘ４の半径と仮想円Ｘ２の半径との差が円形凹部１６Ｅ２の半径と円形凹部１６Ｅ４の半径との和よりも小さく且つ円形凹部１６Ｅ２の中心Ｏ２と円形凹部１６Ｅ４の中心Ｏ４との間の距離が円形凹部１６Ｅ２の半径と円形凹部１６Ｅ４の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層１６Ｃに形成されており、こうして、円形凹部１６Ｅ１は、円周方向Ｒにおいて円形凹部１６Ｅ３と部分的に重畳しており、円形凹部１６Ｅ２は、円周方向Ｒにおいて円形凹部１６Ｅ３及び円形凹部１６Ｅ４と部分的に重畳している。

潤滑グリースが充填されている円形凹部１６Ｅ１、円形凹部１６Ｅ２、円形凹部１６Ｅ３及び円形凹部１６Ｅ４を有した凹部１６Ｅは、他方の摺動層１６Ｃにも形成されており、他方の摺動層１６Ｃに形成された凹部１６Ｅ（図３において点線で示す）は、一方の摺動層１６Ｃに形成された凹部１６Ｅの対応の円形凹部１６Ｅ１、円形凹部１６Ｅ２、円形凹部１６Ｅ３及び円形凹部１６Ｅ４と円周方向Ｒにおいて角度θ１＝１５°の位相差をもって配されている。

両摺動層１６Ｃに形成された各円形凹部は、隣り合う円形凹部と円周方向Ｒにおいて互いに重畳して位置せしめられることにより、円形凹部に充填された潤滑グリースは摺動層１６Ｃの円周方向Ｒの摺動面に満遍なく供給される。

以上のシム部材１６は、連結ピン１５を内側環状層１６Ａの筒状内周面１６Ｆで規定される貫通孔３１に挿通し、図２に示すように、一方の摺動層１６Ｃをアームボス１３の端面１３Ｄに形成された環状段部１３Ｅに接触させ、他方の摺動層１６Ｃをブラケット１４の内側端面１４Ｃに接触させて、アームボス１３の両端面１３Ｄと各ブラケット１４の内側端面１４Ｃとの間に配される。

バケットシリンダ１１が操作されアームボス１３に対してブラケット１４が回動されると、シム部材１６は、その一方の摺動層１６Ｃとアームボス１３の環状段部１３Ｅとの間で摺動され及び／又はその他方の摺動層１６Ｃとブラケット１４の内側端面１４Ｃとの間で摺動され、その結果、アームボス１３に対するブラケット１４の回動は円滑に行われる。

上記例において、シム部材１６は、一方の摺動層１６Ｃをアームボス１３の端面１３Ｄに形成された環状段部１３Ｅに、他方の摺動層１６Ｃをブラケット１４の内側端面１４Ｃに接触させて、アームボス１３の両端面１３Ｄと各ブラケット１４の内側端面１４Ｃとの間に配されており、アームボス１３とブラケット１４との間の相対的な回動はシム部材１６の摺動層１６Ｃを介して円滑になされるため、一方の摺動層１６Ｃとアームボス１３との間及び他方の摺動層１６Ｃとブラケット１４との間の回り止めは特に必要とはしないが、回り止めを設けることにより、シム部材１６のアームボス１３及びブラケット１４への固定が確実になされる。この回り止めの手段としては特に限定されるものではなく、一般に使用されている手段が採用できる。例えば、回り止めの手段は、シム部材１６の一方の摺動層１６Ｃと接触する端面１３Ｄの環状段部１３Ｅを粗面とする、等である。

上記のシム部材１６の一方の摺動層１６Ｃと接触する環状段部１３Ｅを粗面とする回り止めの手段を採用した場合は、シム部材１６の他方の摺動層１６Ｃに複数個の円形凹部１６Ｅを形成し、一方の摺動層１６Ｃには複数個の円形凹部１６Ｅを特に形成しなくてもよい。

本発明によれば、ボス部材とブラケットとの間のシム部材を介しての円滑な回動を長期間にわたって維持できるピン結合部構造を提供できる。

上記の例では、油圧ショベルのアーム７とバケット８との間のピン結合部構造を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばブーム６、アーム７、ブームシリンダ９、アームシリンダ１０、バケットシリンダ１１等に設けられたピン結合部に適用してもよく、さらには例えば油圧クレーン、ホイールローダ等の他の建設機械、農業用機械、産業用機械等に設けられたピン結合部に適用してもよい。

本発明の実施例によるピン結合部構造が適用される油圧ショベルを示す全体図である。 本発明のピン結合部構造の好ましい実施の形態の一例の断面図である。 シム部材の好ましい実施の形態の一例の平面図である。 図３に示すシム部材のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。 補強鋼板の好ましい実施の形態の一例の平面図である。

符号の説明

１２ ピン結合部構造
１３ アームボス
１４ ブラケット
１５ 連結ピン
１６ シム部材

Claims (8)

1. 筒状のボス部材と、該ボス部材に挿通される連結ピンと、該ボス部材の軸方向両端側に配設されていると共に連結ピンの両端側を支持するブラケットと、ボス部材の端面とブラケットの内側端面との間に配されたシム部材とを具備しており、ボス部材とブラケットとを互いに回動可能に連結するピン結合部構造であって、該シム部材は、筒状内周面、筒状外周面及び一対の環状側面を有すると共に各環状側面で開口する複数個の貫通孔を備えた環状の補強鋼板と、該補強鋼板の筒状内周面を覆う内側環状層、該補強鋼板の筒状外周面を覆う外側環状層及び該補強鋼板の貫通孔を通って互いに連結されて該補強鋼板の一対の環状側面を覆うと共に補強繊維を含有する熱可塑性ポリウレタン樹脂で形成された一対の摺動層を一体に有している被覆層とを具備しており、少なくとも一方の摺動層には複数個の凹部が形成されていると共に該凹部には潤滑グリースが充填されていることを特徴とするピン結合部構造。
2. 熱可塑性ポリウレタン樹脂は、ポリエーテル系熱可塑性ポリウレタン樹脂又はポリエステル系熱可塑性ポリウレタン樹脂である請求項１に記載のピン結合部構造。
3. 補強繊維は、ガラス、カーボン、炭化ケイ素、ボロン等の無機繊維、ステンレス等の金属繊維、アラミド、レーヨン、ナイロン、セルロース等の有機繊維からなる群から選ばれた少なくとも一種の繊維を含んでいる請求項１又は２に記載のピン結合部構造。
4. 補強繊維は、チタン酸カリウムウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、グラファイトウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカーから選択された少なくとも一つのウィスカーを含んでいる請求項１から３のいずれか一項に記載のピン結合部構造。
5. 摺動層は、１０〜３０重量％の補強繊維を含んでいる請求項１から４のいずれか一項に記載のピン結合部構造。
6. 複数個の凹部は、少なくとも、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該内側環状層の筒状内周面の径よりも大きい径を有した一の仮想円と該内側環状層の筒状内周面の中心を通る一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった一の円形凹部と、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該一の仮想円の径よりも大きい径を有した他の一の仮想円と該内側環状層の筒状内周面の中心を通ると共に該内側環状層の筒状内周面の円周方向において一の仮想直線に対して所定角度離間した他の一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった他の一の円形凹部とを含んでおり、一の円形凹部及び他の一の円形凹部は、他の一の仮想円の半径と一の仮想円の半径との差が一の円形凹部の半径と他の一の円形凹部の半径との和よりも小さく且つ一の円形凹部の中心と他の一の円形凹部の中心との間の距離が一の円形凹部の半径と他の一の円形凹部の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層に形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載のピン結合部構造。
7. 複数個の凹部は、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該内側環状層の筒状内周面の径よりも大きい径を有した第一の仮想円と該内側環状層の筒状内周面の中心を通る一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった第一の円形凹部と、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該第一の仮想円の径よりも大きい径を有した第二の仮想円と該一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった第二の円形凹部と、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該第一の仮想円の径よりも大きい一方、該第二の仮想円の径よりも小さい径を有した第三の仮想円と該内側環状層の筒状内周面の中心を通ると共に該内側環状層の筒状内周面の円周方向において一の仮想直線に対して所定角度離間した他の一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった第三の円形凹部と、該内側環状層の筒状内周面の中心を中心とすると共に該第二の仮想円の径よりも大きい径を有した第四の仮想円と該他の一の仮想直線との交点を中心とする円形外縁をもった第四の円形凹部とを含んでおり、第一の円形凹部及び第二の円形凹部と第三の円形凹部及び第四の円形凹部とは、該円周方向において交互に配されており、第一の円形凹部と第三の円形凹部とは、第三の仮想円の半径と第一の仮想円の半径との差が第一の円形凹部の半径と第三の円形凹部の半径との和よりも小さく且つ第一の円形凹部の中心と第三の円形凹部の中心との間の距離が第一の円形凹部の半径と第三の円形凹部の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層に形成されており、第二の円形凹部と第三の円形凹部とは、第二の仮想円の半径と第三の仮想円の半径との差が第二の円形凹部の半径と第三の円形凹部の半径との和よりも小さく且つ第二の円形凹部の中心と第三の円形凹部の中心との間の距離が第二の円形凹部の半径と第三の円形凹部の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層に形成されており、第二の円形凹部と第四の円形凹部とは、第四の仮想円の半径と第二の仮想円の半径との差が第二の円形凹部の半径と第四の円形凹部の半径との和よりも小さく且つ第二の円形凹部の中心と第四の円形凹部の中心との間の距離が第二の円形凹部の半径と第四の円形凹部の半径との和よりも大きくなるように、一方の摺動層に形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載のピン結合部構造。
8. 複数個の凹部は、他方の摺動層にも形成されており、他方の摺動層に形成された複数個の凹部は、一方の摺動層に形成された複数個の凹部と該円周方向において位相差をもって配されている請求項６又は７に記載のピン結合部構造。

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