JP2013053438A - シム、並びに、ピン連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ピンによって回動可能に連結された部材間に装着されるシムにおいて、着脱が容易でかつ動作中に抜け落ちるおそれがないシムを提供する。
【解決手段】シム１は一定の厚みを有する板体（平板）であり、正面視において左右対称であり、Ｃ字状でかつ周縁の一部が突出したような形状である。シム１は、本体部２、ピン穴部３、開口部５、及び突出部６を有する。ピン穴部３は中心角が１８０度超の円弧部を有し、円弧部７の端部８ａ，８ｂ同士を結ぶ直線の長さＬ１は、円弧部７の直径Ｄ２よりも小さい。開口部５はピン穴部３と連通しており、外側に向かって拡径している。シム１は開口部５を介してピンの側面側から着脱可能である。突出部６は本体部２の周縁１１上であって、円弧部７の中心を挟んで開口部５のちょうど反対側の位置に設けられている。突出部６を利用することによりシム１の着脱を容易に行える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピンによって回動可能に連結された部材間に装着されるシム、並びに、当該シムを備えたピン連結構造に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械においては、ピンによって各部材を回動可能に連結したピン連結構造が採用されている。例えば、図９に示すような油圧ショベル６０において、アーム先端部６１とバケット６２とが、ピン６３によって回動可能に連結されている。その他のヒンジ部分においても、同様のピン連結構造が採用されている。

前記ピン連結構造においては、部材間の隙間調整等のためにシムがよく用いられる（特許文献１）。例えば、油圧ショベルの使用に伴ってピン連結部の面摺動部が磨耗した場合に、磨耗で生じた隙間を埋める目的で、所定の厚みを有するシムが装着される。
代表的なシムは、環状の金属板からなる。環状のシムをピン連結部の部材間に装着する場合は、ピンと回動可能な前記部材とからなるピン連結部をいったん分解し、ピンの端部からシムを挿入した後、再度組み立てる。したがって、環状のシムを装着あるいは取り外す場合には、ピン連結部の分解と再組み立てが必要であり、作業が面倒である。

この問題を解決するためのシムとして、Ｕ字状の切欠きを有するシムが知られている（特許文献２）。このシムによれば、ピンの側面（曲面、外周面）側から部材間に装着（挿入）できるので、シムの装着や取り外しに際してピン連結部を分解する必要がない。しかし、このシムは切欠きがＵ字状であるが故、動作中に抜け落ちるおそれがある。

特開平１０−１１４９６０号公報 実開平２−１１８５２号公報

上記した現状に鑑み、本発明は、ピンによって回動可能に連結された部材間に装着されるシムにおいて、着脱が容易でかつ動作中に抜け落ちるおそれがないシム、及び当該シムを備えたピン連結構造を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、ピンによって回動可能に連結された部材間に装着されるシムであって、金属製の板体からなり、周縁には外側に突出する突出部が設けられ、ピンが挿通するピン穴部と、ピン穴部に連通する開口部とを有し、ピン穴部は、中心角が１８０度超の円弧部を有し、円弧部の端部同士を結ぶ直線の長さがピン穴部の直径よりも小さく、開口部を介してピンの側面側から着脱可能であることを特徴とするシムである。

本発明のシムは、ピンによって回動可能に連結された部材間に装着されるものであり、金属製の板体で構成されている。本発明のシムは、ピンが挿通するピン穴部と、ピン穴部に連通する開口部とを有しており、開口部を介してピンの側面側から着脱可能である。そのため、シムの装着や取り外しに際して、ピンと前記部材とで構成されたピン連結部を分解する必要がない。また本発明のシムにおいては、ピン穴部が、中心角が１８０度超の円弧部を有しており、かつ円弧部の端部同士を結ぶ直線の長さがピン穴部の直径よりも小さい。そのため、前記部材間に装着された状態において、ピンから抜け落ちるおそれがない。さらに本発明のシムは、外側に突出する突出部を周縁に有している。そのため、着脱の際に突出部を利用することができ、着脱が容易である。例えば、装着の際には突出部を叩いてシムを打ち込むことができ、取り外しの際には突出部を摘んで（挟んで）シムを引き抜くことができる。

請求項２に記載の発明は、突出部は、円弧部の中心を挟んで開口部の反対側の周縁に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシムである。

本発明のシムにおいては、突出部の位置が、円弧部の中心を挟んで開口部の反対側である。そのため、突出部を利用してシムを着脱する際に、シムにかかる力がより均等となる。

請求項３に記載の発明は、開口部は、外側に向かって拡径していることを特徴とする請求項１又は２に記載のシムである。

かかる構成により、ピンの側面側からの装着がより容易に行える。

請求項１〜３のいずれかに記載のシムにおいて、ステンレス鋼からなることが好ましい（請求項４）。

請求項１〜４のいずれかに記載のシムにおいて、厚みが１ｍｍ〜３ｍｍであることが推奨される（請求項５）。

請求項６に記載の発明は、ピンによって回動可能に連結された部材間にシムが装着されてなるピン連結構造であって、請求項１〜５のいずれかに記載のシムが前記部材間に装着されており、前記シムにおける円弧部の端部同士を結ぶ直線の長さが、ピンの直径よりも小さいことを特徴とするピン連結構造である。

本発明は、ピンによって回動可能に連結された部材間にシムが装着されてなるピン連結構造に係るものであり、本発明のシムが前記部材間に装着されている。さらに本発明のピン連結構造では、シムにおける円弧部の端部同士を結ぶ直線の長さが、ピンの直径よりも小さい。そのため、シムが前記部材間に装着された状態において、シムがピンから抜け落ちるおそれがない。

請求項７に記載の発明は、前記シムにおける突出部の一部又は全部が、前記部材間から突出可能であることを特徴とする請求項６に記載のピン連結構造である。

本発明のピン連結構造では、シムに設けられた突出部の一部又は全部が、前記部材間から突出可能である。そのため、突出部へのアクセスが容易である。例えば、突出部を容易に摘む（挟む）ことができ、シムの取り外しを容易に行うことができる。

本発明のシムによれば、ピン連結部に対して装着又は取り外しする際に、ピン連結部を分解する必要がない。また、ピン連結部に装着された状態において、動作中にシムがピンから抜け落ちるおそれがない。さらに、突出部を有するので、ピン連結部への着脱が容易に行える。

本発明のピン連結構造によれば、動作中にシムがピンから抜け落ちるおそれがない。

本発明の一実施形態に係るシムを表す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１のシムの装着方法を説明する説明図であり、（ａ）はピンにシムを当てた状態、（ｂ）はシムを叩いている状態、（ｃ）はピンにシムが装着された状態を示す。 図１のシムが装着されたピン連結部を、ピンの端部側から見た説明図である。 図１のシムの取り外し方法を説明する説明図であり、（ａ）はシムを引っ張っている状態、（ｂ）はピンからシムが取り外された状態を示す。 本発明の他の実施形態に係るシムを表す正面図である。 本発明の他の実施形態に係るシムを表す正面図である。 本発明の他の実施形態に係るシムを表す正面図である。 本発明の他の実施形態に係るシムを表す正面図である。 油圧ショベルと、当該油圧ショベルにおけるピンによって回動可能に連結された部材の連結構造の例を表す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係るシム１は、ピンによって回動可能に連結された部材間に装着されるものである。図１（ａ）に示すように、シム１は、正面視において左右対称であり、Ｃ字状でかつ周縁の一部が突出したような形状である。別の表現をすれば、涙滴形あるいは卵形の一部が切り欠かれて、左右対称のＣ字状を成している。図１（ｂ）に示すように、シム１は一定の厚みを有する板体（平板）である。シム１は、本体部２、ピン穴部３、開口部５、及び突出部６を有する。

本体部２はシム１のＣ字状の部分であり、一定の厚みを有する。本体部２は、シム１の基本的な機能である隙間調整等を担う部分であり、ピンで連結された前記部材との摺動面となる部分でもある。本体部２の外径Ｄ１は、ピンで連結された前記部材のサイズ等によって適宜選択することができる。

シム１の中央には、ピン穴部３が設けられている。ピン穴部３は円形の穴であり、一部が開口部５と重なっている。ピン穴部３は円弧部７を有する。ここで、円弧部７の中心角は１８０度を超えるものであり、すなわち円弧部７もＣ字状を成している。そのため、円弧部７の端部８ａ，８ｂ同士を結ぶ直線の長さＬ１は、円弧部７の直径（本体部２の内径）Ｄ２よりも小さい。
円弧部７の直径Ｄ２は、挿通されるピンの直径に応じて適宜選択すればよく、ピンの直径と略同じか、やや大きいサイズとすることができる。

開口部５は台形状の切欠きであり、ピン穴部３と連通している。ピン穴部３と開口部５とが繋がって、１つの大きな切欠きを形成しているともいえる。開口部５は外側に向かって拡径しており、開口部５の周縁側端部１０ａ，１０ｂ同士を結ぶ直線の長さＬ２は、前記したＬ１より大きい。また、Ｌ２は円弧部７の直径Ｄ２と略同じかやや大きい。

突出部６は、本体部２の周縁１１上に１つ設けられている。詳細には、突出部６は本体部２の周縁１１上であって、円弧部７の中心（ピン穴部３の中心）を挟んで開口部５のちょうど反対側の位置に設けられている。突出部６は周縁１１から外側に突出しており、その形状は、左右対称の滑らかな山形である。突出部６の側辺１２ａ，１２ｂは周縁１１の接線と略一致しており、側辺１２ａ，１２ｂと周縁１１とは滑らかに繋がっている。また突出部６の頂部１５は、角が取れた丸い形状である。
突出部６は本体部２と一体的に形成されており、一定の厚みを有する。

つまり、シム１は、円弧部７の中心と頂部１５とを結ぶ直線を軸として、線対称である。

シム１の材質は金属であり、好ましくはＳＵＳ３０４等のステンレス鋼である。ステンレス鋼によれば、シム１が強靭でかつ耐磨耗性に優れたものとなる。
また、シム１の厚みは特に限定されるものではなく、シム１の装着部位における埋めるべき磨耗の程度や隙間のサイズ等に応じて適宜選択することができるが、一般的には１ｍｍ〜３ｍｍである。この厚みであれば、シム１の着脱が容易かつ確実に行える。

シム１の加工方法としては特に限定されるものではないが、例えば、打ち抜き加工を採用することができる。

シム１の装着方法と取り外し方法について説明する。シム１は、ピンによって回動可能に連結された部材間に装着されるものであるが、従来の環状のシムとは異なり、ピンの側面（曲面、外周面）側から装着し、また取り外すことができる。すなわち、ピンと当該ピンによって回動可能に連結された部材とからなるピン連結構造（ピン連結部）を分解することなく、シム１を着脱することができる。

以下に説明する例では、円弧部７の端部８ａ，８ｂ同士を結ぶ直線の長さＬ１（図１）を、ピン１７の直径Ｄ３よりも小さいサイズとする。また、円弧部７の直径Ｄ２（図１）を、ピン１７の直径Ｄ３と略同じサイズとする。

まず装着に際しては、図２（ａ）に示すように、シム１の開口部５をピン１７の側面側から当てる。このとき、円弧部７の端部８ａ，８ｂ同士を結ぶ直線の長さＬ１は、ピン１７の直径Ｄ３よりも小さいので、特に力を加えない限りシム１はピン１７に嵌らない。また、開口部５は拡径しているので、ピン１７の側面は、開口部５の周縁側端部１０ａ，１０ｂから側辺部１６ａ，１６ｂの位置で当接することとなる。

次に、シム１の突出部６を叩いて、シム１をピン１７に嵌入する。具体的には、図２（ｂ）に示すように、ハンマ等を用いて、突出部６の頂部１５をピン１７に向けて縁から叩く。このとき、シム１の開口部５が一時的に広がってＬ１が大きくなり（図２（ｂ））、ピン１７をピン穴部３に受け入れる（図２（ｃ））。そして、ピン１７がピン穴部３に収まると、広がった開口部５は速やかに復元し、Ｌ１が元のサイズに戻る（図２（ｃ））。ここで、円弧部７はＣ字状であり前記Ｌ１はピン１７の直径Ｄ３よりも小さいから、ピン１７がピン穴部３に収まった後は、ピン穴部３がピン１７を抱きかかえるような形となり、シム１は簡単には抜け落ちない。結果的に、シム１のピン穴部３にピン１７が挿通された状態となる。

本実施形態では、シム１が、円弧部７の中心と頂部１５とを結ぶ直線を軸として線対称であるから、図２（ｂ）のように開口部５が広げられた場合に、開口部５の両側辺部１６ａ，１６ｂに均等に力が加わる。そのため、開口部５が容易かつ確実に、広げられかつ復元する。また、金属材料としてステンレス鋼を採用すると、一時的に広がった開口部５の復元が高いレベルで実現できる。

ここで、シム１の本体部２の外径Ｄ１（図１）を適切に選択することにより、図２（ｃ）に示す装着後の状態において、シム１の突出部６がピン連結部からはみ出て、外部から視認可能な状態を作ることができる。すなわち、図３に示すように、ピン１７で回動可能に連結された部材１８ａ，１８ｂの間にシム１を装着した場合、突出部６の一部又は全部が部材１８ａ，１８ｂからはみ出て突出する状態を作ることができる。このとき、突出部６は、部材１８ａ，１８ｂとの摺動面から外れる。すなわち図３に示す例において、突出部６は部材１８ａ，１８ｂの間から突出可能である。なお、シム１の本体部２は、部材１８ａ，１８ｂの間に常に隠れて摺動面となるので、部材１８ａ，１８ｂの間から突出することはない。

続いて、シム１の取り外し方法について説明する。図２（ｃ）の装着状態からシム１を取り外す場合は、上記の装着手順と逆の手順で行えばよい。まず、シム１の突出部６をプライヤ等の工具で摘み（挟み）、引っ張る。ここで図３に示すように、突出部６の一部又は全部は部材１８ａ，１８ｂの間から突出可能であるから、突出部６の一部又は全部が部材１８ａ，１８ｂの間からはみ出て突出する状態を作れば、突出部６を容易に摘む（挟む）ことができる。突出部６を摘んで引っ張ると、図４（ａ）に示すように、シム１の開口部５が一時的に広がってＬ１（図１）が大きくなり、ピン１７がピン穴部３から外れ、シム１が抜ける（図４（ｂ））。そして、シム１がピン１７から抜けると、広がった開口部５は速やかに復元し、Ｌ１が元のサイズに戻る。
このように、本実施形態のシム１によれば、ピン１７の側面側から着脱することができ、ピン連結部を分解する必要がない。

上記した実施形態では、突出部６が開口部５のちょうど反対側の位置に１つ設けられているが、他の実施形態も可能である。
図５に示すシム２１では、突出部６が開口部５のちょうど反対側ではなく、少しずれた位置に１個設けられている。本実施形態においても、突出部６を利用してシム２１を装着又は取り外すことができる。
図６に示すシム２２では、突出部６が２個設けられている。２つの突出部６は、開口部５のちょうど反対側ではなく、少しずれた位置に左右対称に設けられている。
図７に示すシム２３では、突出部６が３個設けられている。このうち１個は、開口部５のちょうど反対側に設けられている。他の２個は、突出部６が開口部５のちょうど反対側ではなく、少しずれた位置に左右対称に設けられている。
図６のシム２２と図７のシム２３によれば、着脱に利用できる突出部６の数が多いので、着脱をより容易に行うことができる。

図１に示すシム１では、突出部６の側辺１２ａ，１２ｂが周縁１１の接線と略一致しており、涙滴形あるいは卵形の形状を成しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すシム２５のように、突出部６の側辺１２ａ，１２ｂと周縁１１との間に、一定の丸みを有する谷部２６ａ，２６ｂを設けてもよい。

１ シム
３ ピン穴部
５ 開口部
６ 突出部
７ 円弧部
８ａ，８ｂ 端部
１１ 周縁
１７ ピン
１８ａ，１８ｂ 部材
２１，２２，２３，２５ シム

Claims (7)

1. ピンによって回動可能に連結された部材間に装着されるシムであって、
   金属製の板体からなり、
   周縁には外側に突出する突出部が設けられ、
   ピンが挿通するピン穴部と、ピン穴部に連通する開口部とを有し、
   ピン穴部は、中心角が１８０度超の円弧部を有し、
   円弧部の端部同士を結ぶ直線の長さがピン穴部の直径よりも小さく、
   開口部を介してピンの側面側から着脱可能であることを特徴とするシム。
2. 突出部は、円弧部の中心を挟んで開口部の反対側の周縁に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシム。
3. 開口部は、外側に向かって拡径していることを特徴とする請求項１又は２に記載のシム。
4. ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシム。
5. 厚みが１ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシム。
6. ピンによって回動可能に連結された部材間にシムが装着されてなるピン連結構造であって、
   請求項１〜５のいずれかに記載のシムが前記部材間に装着されており、前記シムにおける円弧部の端部同士を結ぶ直線の長さが、ピンの直径よりも小さいことを特徴とするピン連結構造。
7. 前記シムにおける突出部の一部又は全部が、前記部材間から突出可能であることを特徴とする請求項６に記載のピン連結構造。

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