JP3718109B2 - 軸受装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に適用される作業装置のピン結合部に好適に用いられる軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械にあっては、例えば作業装置のブーム、アームおよびバケット間をそれぞれ軸受装置により回動可能に連結し、土砂等の掘削作業時には、これらの軸受装置によってブーム、アームおよびバケットをそれぞれ俯仰動（回動）させる構成としている。
【０００３】
そして、例えばバケットとアームとの間に設ける軸受装置は、軸方向に離間してバケット側に設けられた一対のブラケットと、該各ブラケット間に位置してアームの先端側に設けられたボスと、該ボスの内周側に設けられたブッシュと、該ブッシュ内に摺動可能に挿嵌され両端側がブラケットのピン穴に挿通された連結ピンとにより大略構成されている。
【０００４】
ところで、この従来技術による軸受装置では、連結ピンの一端側を固定ボルト等を用いてブラケットに固定することにより、ブラケットを連結ピンに対して廻止め状態に保持する構成としている。
【０００５】
しかし、固定ボルトと連結ピンとの間等には実質的に隙間が形成され、この隙間分だけのがたつきが生じる。このため、掘削作業時に例えば作業装置に土砂等が衝突すると、このときの衝撃力によって連結ピンとブラケットとの間で振動が生じ、両者の間に摩耗が発生する等の不具合がある。
【０００６】
そこで、このような問題を解決する方法として、例えば図８に示す他の従来技術による軸受装置１０１が知られている（例えば、特表平５−５０１１４４号公報等）。
【０００７】
即ち、この従来技術による軸受装置１０１は、ボス１０２と上，下のブラケット１０３，１０３とを中空軸体からなる連結ピン１０４によって相対回転可能に連結している。また、この連結ピン１０４の両端側には端面に向けて縮径するテーパ面１０４Ａを形成し、このテーパ面１０４Ａとブラケット１０３のピン穴１０３Ａとの間には、２個のスリーブ１０５，１０５を嵌入している。
【０００８】
さらに、連結ピン１０４の内周側にはボルト１０６を挿通し、このボルト１０６の下側に設けられたナット１０７，１０７を締付けることにより、各スリーブ１０５を、ブラケット１０３のピン穴１０３Ａと連結ピン１０４のテーパ面１０４Ａとの間に締付ける構成としている。
【０００９】
そして、軸受装置１０１の回動時には、ナット１０７の締付け力によりスリーブ１０５とブラケット１０３との間、およびスリーブ１０５と連結ピン１０４との間に大きな摩擦力を与え、ブラケット１０３と連結ピン１０４との相対回転を規制し、これによりブラケット１０３のピン穴１０３Ａと連結ピン１０４との間のがた付きをなくし、両者間で摩耗が生じるのを防止している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した他の従来技術による軸受装置１０１は、連結ピン１０４を各ブラケット１０３に固定するために、２個のスリーブ１０５、１個のボルト１０６および２個のナット１０７等の種々の部材が必要となり、軸受装置１０１全体の部品点数が増え、コスト等が高くつくという問題がある。
【００１１】
また、軸受装置１０１の組立時には、連結ピン１０４をブラケット１０３のピン穴１０３Ａに挿通した後に、スリーブ１０５、ボルト１０６およびナット１０７等の各種部材を順次取付ける必要があるため、全体の組立工数が増え、作業に多大な時間を費やしてしまうという問題がある。
【００１２】
また、軸受装置１０１は、スリーブ１０５をブラケット１０３のピン穴１０３Ａ内に取付けるために、ピン穴１０３Ａを図８に示す如く比較的大きな軸方向寸法Ｌをもって形成せざるを得ず、これによって、軸受装置１０１全体が軸方向に大型化してしまう。
【００１３】
このため、軸受装置１０１を、例えば作業装置のピン結合部等に適用すると、作業装置側に取付けられる各種の油圧配管等が軸受装置１０１と接触、干渉し易くなり、軸受装置１０１の配置スペースを確保することが難しくなるという問題がある。
【００１４】
また、この従来技術は、スリーブ１０５を連結ピン１０４のテーパ面１０４Ａおよびブラケット１０３のピン穴１０３Ａに対して部分的に接触させているに過ぎず、これらのスリーブ１０５により連結ピン１０４の両端側を各ブラケット１０３に対し、必ずしも安定させて固定できないという問題がある。
【００１５】
さらに、軸受装置１０１から連結ピン１０４を取外すときには、まず、ブラケット１０３のピン穴１０３Ａと連結ピン１０４との間に差込まれたスリーブ１０５を軸方向に抜取る必要があるが、スリーブ１０５はブラケット１０３のピン穴１０３Ａと連結ピン１０４との間に楔状に強固に差込まれている。このため、ブラケット１０３のピン穴１０３Ａからスリーブ１０５を軸方向に抜取る作業を手作業で行なうことは困難であり、油圧ジャッキ等の大掛かり抜取り装置が必要になるという不具合がある。
【００１６】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、連結ピンとブラケットとの間のたがつきを抑え、両者の間に摩耗等が生じるのを防止できると共に、部品点数を減らしてコスト削減等を図ることができ、性能、信頼性等を向上でき、しかも連結ピンを取外すときの作業性を向上できるようにした軸受装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明による軸受装置は、軸方向に離間して設けられた一対のブラケットと、該一対のブラケット間に配設されるボスと、該ボス内に設けられたブッシュと、該ブッシュ内に摺動可能に挿嵌され両端側が前記ブラケットのピン穴に挿通された連結ピンと、該連結ピンを前記ブラケットに対して廻止め状態に固定するピン固定手段とを備えている。
【００１８】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ピン固定手段は、前記連結ピンの端面側に形成され当該端面から軸方向に漸次縮径して延びる有底の凹円錐穴と、該凹円錐穴の底部側に形成されたボルト取付穴と、前記凹円錐穴に沿って前記連結ピンの軸方向に延び前記凹円錐穴の外周側で前記連結ピンの端部が拡縮径するのを許すスリットと、前記凹円錐穴内に嵌合する円錐面部を有し該円錐面部の先端側が前記ボルト取付穴に螺合するおねじ部となった円錐状ボルトとにより構成し、連結ピンの外周側にはブッシュとブラケットとの間に位置して環状溝を設けたことにある。
【００１９】
このように構成したことにより、軸受装置の組立時に連結ピンをブラケットのピン穴に固定するときには、円錐状ボルトを連結ピンのボルト取付穴に螺合し、該円錐状ボルトに設けた円錐面部を連結ピンの凹円錐穴には嵌合させる。そして、この状態で、円錐ボルトを連結ピンに締付けることにより、凹円錐穴には円錐状ボルトからの径方向外側に向けた拡径力（締付け力）が付与される。
【００２０】
ここで、連結ピンの端部側には凹円錐穴に沿って軸方向にスリットを設けているから、凹円錐穴の外周側に位置する連結ピンの端部側は、前記拡径力によりスリットを介して径方向外側へと拡径するようになり、ブラケットのピン穴周壁に対して連結ピンの端部側を強く押付けることができる。
【００２１】
また、連結ピンの外周側にブッシュとブラケットとの間に位置して環状溝を設けることにより、円錐状ボルトを用いて連結ピンの端部側をスリットを介して拡径させたときに、この拡径部分をブラケットのピン穴にのみ押付けることができ、ブッシュの内周面に前記拡径部分が接触するのを抑えることができる。
【００２２】
また、請求項２の発明は、軸方向に離間して設けられた一対のブラケットと、該一対のブラケット間に配設されるボスと、該ボス内に設けられたブッシュと、該ブッシュ内に摺動可能に挿嵌され両端側が前記ブラケットのピン穴に挿通された連結ピンと、該連結ピンを前記ブラケットに対して廻止め状態に固定するピン固定手段とを備えてなる軸受装置において、前記ピン固定手段は、前記連結ピンの端面側に形成され当該端面から軸方向に漸次縮径して延びる有底の凹円錐穴と、該凹円錐穴の底部側に形成されたボルト取付穴と、前記凹円錐穴に沿って前記連結ピンの軸方向に延び前記凹円錐穴の外周側で前記連結ピンの端部が拡縮径するのを許すスリットと、前記凹円錐穴内に嵌合する円錐面部を有し該円錐面部の先端側が前記ボルト取付穴に螺合するおねじ部となった円錐状ボルトとにより構成し、連結ピンの外周側には凹円錐穴の最小径側に位置して環状溝を設ける構成としている。これにより、連結ピンのうち凹円錐穴の最小径側と対応した部分を環状溝により薄肉に形成でき、円錐状ボルトを連結ピンの凹円錐穴に締付けるときには、連結ピンの端部側を凹円錐穴の最小径側の位置から容易に拡径させることができる。
【００２３】
請求項３の発明は、凹円錐穴の最小径側とボルト取付穴との間には円錐状ボルトの円錐面部の最小径部側を逃がす逃がし穴を設ける構成といている。これにより、円錐状ボルトの締付け時には、円錐面部の最小径部側が凹円錐穴の底部（奥所）側に位置するボルト取付穴と干渉するのを逃がし穴により回避することができる。
【００２４】
さらに、請求項４の発明は、スリットを連結ピンの周方向に間隔をおいて複数個配設する構成としている。この場合には、円錐状ボルトを連結ピンの凹円錐穴に締付けることにより、連結ピンの端部側を複数個のスリットを介して容易に拡径させることができる。
【００２５】
さらに、請求項５の発明は、ピン固定手段を連結ピンの両端側にそれぞれ配設する構成としている。この場合、連結ピンの両端側をピン固定手段を用いてブラケットに対し安定して固定することができる。
【００２６】
一方、請求項６の発明は、ピン固定手段は連結ピンの一端側に配設し、前記連結ピンの他端側にはブラケットと連結ピンとを径方向に貫通することにより前記連結ピンをブラケットに対して抜止め状態に保持する抜止め用のボルトを設ける構成としている。この場合、連結ピンの一端側をピン固定手段を用いてブラケットに対し廻止め状態で固定できると共に、連結ピンの他端側を抜止め用のボルトによりブラケットに対して抜止め状態に保持できる。
【００２７】
また、請求項７の発明は、一対のブラケットを上，下に配置し、連結ピンはボスをブラケットに対して左，右方向に回動可能に連結する構成とし、前記連結ピンの上端外周側には前記各ブラケットのうち上側のブラケットに当接することにより前記連結ピンを抜止めする鍔部を設ける構成としている。
【００２８】
これにより、軸受装置の組立時に、連結ピンを上側のブラケットのピン穴からブッシュのピン穴を介して下側のブラケットのピン穴へと挿入したときには、連結ピンの鍔部が上側のブラケットに当接することにより、連結ピンをブラケットに対して抜止め状態に保持することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による軸受装置を、オフセットブーム式の側溝掘り仕様の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００３０】
ここで、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示し、１は油圧ショベルの下部走行体、２は該下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体で、該上部旋回体２は、旋回フレーム３を有し、該旋回フレーム３上にはキャブ４およびエンジンカバー５等が設けられている。
【００３１】
６は上部旋回体２の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置を示し、該作業装置６は、旋回フレーム３の前部側にピン結合されたロアブーム７と、該ロアブーム７の先端側に左，右方向（水平方向）で回動可能にピン結合されたアッパブーム８と、該アーパブーム８の先端側に左，右方向で回動可能にピン結合されたアームステー９と、該アームステー９にピン結合されたアーム１０と、該アーム１０の先端側にピン結合されたバケット１１とによって大略構成されている。
【００３２】
そして、作業装置６のロアブーム７は旋回フレーム３との間にピン結合されたブームシリンダ１２により上，下に俯仰動される。また、ロアブーム７とアッパブーム８との間には、平行四辺形構造をなすリンク１３がオフセットシリンダ１４と共にピン結合して設けられている。また、オフセットシリンダ１４は、アッパブーム８をロアブーム７に対しリンク１３を介して左，右に回動させる構成となっている。
【００３３】
さらに、アッパブーム８とアーム１０との間には該アーム１０を上，下に俯仰動させるアームシリンダ１５がピン結合して設けられ、アーム１０とバケット１１との間には該バケット１１を上，下に回動させるバケットシリンダ１６がピン結合して設けられている。
【００３４】
ここで、これらの各ピン結合部には軸受装置が装備されており、例えばロアブーム７とアッパブーム８とは、図３に示す軸受装置２１により回動可能に結合されている。そして、この軸受装置２１は、後述のブラケット２２、ボス２３、連結ピン２６およびピン固定機構２７によって大略構成されている。
【００３５】
２２，２２はロアブーム７の先端側に軸方向（上，下方向）に離間して突設された上，下のブラケットで、該ブラケット２２には、ピン穴２２Ａが穿設されている。また、各ブラケット２２は、ボス２３を挟んで上，下で対向した端面が内側端面２２Ｂ，２２Ｂとなり、該内側端面２２Ｂと反対側の端面が外側端面２２Ｃ，２２Ｃとなっている。
【００３６】
２３はアッパブーム８の基端側に設けられたボスで、該ボス２３は、図３に示すように、アッパブーム８の上板８Ａ、下板８Ｂと、これら上板８Ａの後端部と下板８Ｂの後端部との間に固着して設けられた筒部材２４とによって構成されている。また、このボス２３の内周側には軸方向に離間して上，下のブッシュ２５，２５が嵌着して設けられ、該ブッシュ２５は、内周側がピン挿嵌穴２５Ａとなっている。
【００３７】
２６はブッシュ２５のピン挿嵌穴２５Ａ内に摺動可能に挿嵌された連結ピンで、該連結ピン２６は、軸方向の両端側に端面２６Ａ，２６Ａを有している。そして、連結ピン２６は、その両端側がブラケット２２のピン穴２２Ａに挿通されることにより、ボス２３をブラケット２２に対して回転可能に連結するものである。
【００３８】
ここで、連結ピン２６の両端側は、後述のスリット３１によって４つに分割された部位が扇形状の拡縮部２６Ｂ，２６Ｂ，…となり、これらの拡縮部２６Ｂは、後述の円錐状ボルト３３により拡径した状態でブラケット２２のピン穴２２Ａ周壁面に押付けられるものである。
【００３９】
また、連結ピン２６の上端側外周には環状の鍔部２６Ｃが一体形成され、該鍔部２６Ｃについても図４に示す如く各スリット３１によって４分割されている。そして、鍔部２６Ｃは、図３に示すように上側のブラケット２２の端面に当接することにより、該連結ピン２６をブラケット２２に対し抜止め状態に保持する構成となっている。
【００４０】
２７，２７は連結ピン２６をブラケット２２に対して廻止め状態に固定するための上，下のピン固定機構で、該ピン固定機構２７は、後述の凹円錐穴２８、ボルト取付穴３０、スリット３１、環状溝３２および円錐状ボルト３３によって構成されている。
【００４１】
２８は連結ピン２６の端面２６Ａ側に開口して設けられた凹円錐穴で、該凹円錐穴２８は、連結ピン２６の端面２６Ａから軸方向に円錐状に漸次縮径して延びる有底のテーパ穴として形成され、その底部（奥所）側には後述の逃がし穴２９が設けられている。
【００４２】
２９は凹円錐穴２８の最小径側と後述のボルト取付穴３０との間に位置して連結ピン２６に設けられた逃がし穴で、該逃がし穴２９は、凹円錐穴２８の最小径部分に対応する穴径をもって軸方向にストレートに延びている。そして、逃がし穴２９は、円錐状ボルト３３の締付け時に後述する円錐面部３３Ａの最小径部側を逃がし穴２９内へと逃がし、この最小径部側が凹円錐穴２８の底部側と接触するのを回避するものである。
【００４３】
３０は凹円錐穴２８の底部側に位置して連結ピン２６に設けられたボルト取付穴で、該ボルト取付穴３０は、逃がし穴２９よりも小さな穴径を有したねじ穴として形成され、逃がし穴２９の底部側から連結ピン２６の内部を軸方向に延びている。
【００４４】
３１，３１，…ブラケット２２のピン穴２２Ａ内に位置して、連結ピン２６の端部側に径方向に離間して設けられた例えば４個のスリットで、これらのスリット３１は、連結ピン２６の端部側を凹円錐穴２８に沿って軸方向に延び、その一端側は連結ピン２６の端面２６Ａに開口している。また、スリット３１の他端側は後述する環状溝３２の近傍位置まで延びている。そして、各スリット３１は、連結ピン２６の端部側に扇形状をなす４個の拡縮部２６Ｂを形成し、これらの拡縮部２６Ｂは後述の円錐状ボルト３３により径方向に拡縮径されるものである。
【００４５】
３２は凹円錐穴２８の最小径側に位置して連結ピン２６の端部外周側に設けられた環状溝で、該環状溝３２は、連結ピン２６の外周側に全周に亘って形成され、ブラケット２２の内側端面２２Ｂとブッシュ２５の端面との間の隙間内に配置されるものである。そして、環状溝３２は、円錐状ボルト３３の締付け時に連結ピン２６の拡縮部２６Ｂを環状溝３２側を支点として径方向に拡縮径させるものである。
【００４６】
ここで、環状溝３２は、図５に示すようにスリット３１から軸方向に寸法ΔＬ分だけ間隔をおいて配置されている。このため、環状溝３２はスリット３１と交差することがなくなり、連結ピン２６の環状溝３２側の剛性を高く維持できるようにしている。
【００４７】
３３は連結ピン２６のボルト取付穴３０に螺合して設けられた円錐状ボルトで、該円錐状ボルト３３は、図５、図６に示すように円錐状に形成された円錐面部３３Ａと、該円錐面部３３Ａの最大径側に位置して軸方向に突出した工具係合部としての六角部３３Ｂと、円錐面部３３Ａの最小径側（先端側）から軸方向に延びたおねじ部３３Ｃとにより構成されている。
【００４８】
そして、円錐状ボルト３３の円錐面部３３Ａは、連結ピン２６の凹円錐穴２８とほぼ対応したテーパ角をもって軸方向に縮径して形成され、凹円錐穴２８内に嵌合状態で当接している。また、円錐状ボルト３３は、基端側の六角部３３Ｂにレンチ等の工具が配置され、先端側のおねじ部３３Ｃは連結ピン２６内のボルト取付穴３０に螺合する。
【００４９】
そして、この状態で円錐状ボルト３３は、おねじ部３３Ｃをボルト取付穴３０内に締込むことにより、円錐面部３３Ａが連結ピン２６の凹円錐穴２８に強く嵌入し、連結ピン２６の拡縮部２６Ｂ（凹円錐穴２８）を径方向外側へと拡径させ、該拡縮部２６Ｂをブラケット２２のピン穴２２Ａ周壁面に押圧するものである。
【００５０】
本実施の形態による油圧ショベルは上述の如き構成を有するもので、この油圧ショベルを用いて側溝掘り作業を行う場合には、例えばオフセットシリンダ１４によりロアブーム７の先端側でアッパブーム８を左，右方向に揺動させ、ロアブーム７に対してアーム１０およびバケット１１を左，右方向に平行移動させる。そして、アームシリンダ１５によりアッパブーム８の先端側でアーム１０を俯仰動させると共に、バケットシリンダ１６によりアーム１０の先端側でバケット１１を回動させて土砂等を掘削する。
【００５１】
次に、ロアブーム７とアッパブーム８とを連結する軸受装置２１の組立方法について説明する。
【００５２】
まず、アッパブーム８側のボス２３をロアブーム７側の各ブラケット２２間に配置し、ブッシュ２５のピン挿嵌穴２５Ａとブラケット２２のピン穴２２Ａとを芯合せし、この状態で連結ピン２６を上側のブラケット２２のピン穴２２Ａから、ブッシュ２５のピン挿嵌穴２５Ａを介して下側のブラケット２２のピン穴２２Ａへと下向きに挿嵌する。
【００５３】
そして、このような連結ピン２６の挿嵌作業時には、連結ピン２６の上端側外周に一体形成した環状の鍔部２６Ｃを上側のブラケット２２の端面に当接させ、この状態で連結ピン２６をブラケット２２に対し抜止め状態に保持できるから、連結ピン２６を下側等から支持する手間を省くことができ、作業性を高めることができる。
【００５４】
次に、ピン固定機構２７を構成する上，下の円錐状ボルト３３を連結ピン２６のボルト取付穴３０に螺合することにより、円錐面部３３Ａを連結ピン２６の凹円錐穴２８に嵌合させ、この状態で円錐状ボルト３３を所定の締付トルクをもって強く締付ける。
【００５５】
ここで、本実施の形態では、連結ピン２６の両端側に周方向に離間して軸方向に延びる複数のスリット３１を形成することにより、この連結ピン２６の端部側に扇形状をなす複数の拡縮部２６Ｂを形成している。このため、前述の如く円錐状ボルト３３を凹円錐穴２８に締付けることにより、円錐状ボルト３３からの径方向外側に向けた拡径力（締付け力）を凹円錐穴２８（拡縮部２６Ｂ）に対して付与することができる。
【００５６】
そして、この円錐状ボルト３３の拡径力により連結ピン２６の拡縮部２６Ｂを図４、図５中に示す矢示Ｆ方向へと径方向外側に拡径させ、この状態で拡縮部２６Ｂをブラケット２２のピン穴２２Ａ周壁面に強く押付けることができる。
【００５７】
しかも、連結ピン２６の外周側には、凹円錐穴２８の最小径側と対応した位置に環状溝３２を形成しているので、前述の如く円錐状ボルト３３の拡径力を凹円錐穴２８に付加することにより、連結ピン２６の各拡縮部２６Ｂを環状溝３２側を支点として容易に拡径（弾性変形）でき、各拡縮部２６Ｂをブラケット２２のピン穴２２Ａ周壁面に広い接触面積をもって押付けることができる。
【００５８】
そして、この環状溝３２はブラケット２２の内側端面２２Ｂとブッシュ２５のとの隙間内に配置しているので、連結ピン２６の拡縮部２６Ｂをブラケット２２のピン穴２２Ａにのみ押付けることができ、拡縮部２６Ｂがブッシュ２５のピン挿嵌穴２５Ａに接触するのを防止できると共に、連結ピン２６とブッシュ２５との間でかじり等が発生する不具合をなくすことができる。
【００５９】
かくして、本実施の形態では、アッパブーム８をロアブーム７に対して左，右方向に揺動させるときには、円錐状ボルト３３の締付力によりブラケット２２のピン穴２２Ａと連結ピン２６との間に大きな摩擦力を発生させ、連結ピン２６をブラケット２２に対して廻止め状態に保持することができる。
【００６０】
そして、円錐状ボルト３３の拡径力によってブラケット２２のピン穴２２Ａと連結ピン２６との間のがた付きをなくし、ブラケット２２とボス２３とを円滑に相対回動させることができると共に、ブラケット２２に対して連結ピン２６を安定して固定でき、これらの耐久性、寿命等を高めることができる。
【００６１】
従って、本実施の形態によれば、軸受装置２１の組立時には、円錐状ボルト３３を用いるだけで、連結ピン２６をブラケット２２に簡単に固定することができる。そして、図８に示す従来技術のように、スリーブ１０５、ボルト１０６およびナット１０７等の部材を用いる必要がなくなるので、当該軸受装置２１全体の部品点数を減らすことができ、全体の組立工数を削減し、その作業性を高めることができる。
【００６２】
また、ブラケット２２と連結ピン２６との間には、図８に示す従来技術のようにスリーブ１０５を設ける必要がなくなることにより、ピン穴２２Ａの軸方向寸法を小さく設定することが可能となる。これにより、軸受装置２１全体を軸方向の小型化して形成でき、作業装置６側に取付けられる各種油圧配管等が軸受装置２１と干渉する事態をなくすことができる。
【００６３】
また、連結ピン２６の取外し作業時には円錐状ボルト３３を連結ピン２６から取外すだけで、連結ピン２６をブラケット２２から簡単に取外すことができ、従来技術で述べたように油圧ジャッキ等の装置を用いる必要がなくなり、分解時の作業性を高めることができる。
【００６４】
そして、円錐状ボルト３３を連結ピン２６から取外したときには、連結ピン２６の上端側に設けた鍔部２６Ｃが上側のブラケット２２の端面に当接し、連結ピン２６の脱落を防止することができる。これにより、円錐状ボルト３３の取付け、取外し作業を行なうまでの間、連結ピン２６を下側等から支持し続けておく手間を省くことができ、作業性をさらに高めることができる。
【００６５】
次に、図７は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ピン固定機構を連結ピンの下端側に配置し、この連結ピンの上端側にはブラケットと連結ピンとを径方向に貫通して延びる抜止めボルトを設けることにより、この連結ピンの上端側をブラケットに対して抜止め状態に保持する構成としたことにある。
【００６６】
なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６７】
図中、４１は本実施の形態に係る軸受装置で、該軸受装置４１は、第１の実施の形態で述べた軸受装置２１とほぼ同様に、ボス２３、ブッシュ２５、ピン固定機構２７、上，下のブラケット４２および連結ピン４３によって大略構成されている。
【００６８】
ここで、ブラケット４２は、第１の実施の形態によるブラケット２２と同様にピン穴４２Ａ、内側端面４２Ｂおよび外側端面４２Ｃを有している。しかし、各ブラケット４２のうち上側のブラケット４２の外側端面４２Ｃには、ピン穴４２Ａの外周側に位置して筒状突部４２Ｄが突設されている。
【００６９】
また、連結ピン４３は、第１の実施の形態による連結ピン２６とほぼ同様に構成され、端面４３Ａ，４３Ａを有している。また、連結ピン４３の下端側（一端側）には、４個の拡縮部４３Ｂ（２個のみ図示）が形成されている。そして、この連結ピン４３の下端側はピン固定機構２７によりブラケット４２に対し廻止め状態に固定されている。しかし、連結ピン４３の上端側（他端側）には、第１の実施の形態によるピン固定機構２７に替えて後述の抜止めボルト４４が設けられている。
【００７０】
４４は連結ピン４３の上端側に設けられた抜止め用のボルト（以下、抜止めボルトという）で、該抜止めボルト４４は、ブラケット４２の筒状突部４２Ｄおよび連結ピン４３を径方向に貫通して延びている。そして、抜止めボルト４４は、その一端側にナット４５，４５が螺着されることにより、ブラケット４２に一体に取付けられ、連結ピン４３をブラケット４２に対し抜止め状態に固定するものである。
【００７１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、連結ピン４３をピン固定機構２７と抜止めボルト４４を用いてブラケット４２に対し廻止め状態で安定して固定することができ、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
なお、第１の実施の形態では、スリット３１を連結ピン２６の端部側に４個設ける場合を例に挙げて説明したが、これに替えて例えばスリット３１を５個以上設けてもよいし、３個以下でもよい。このことは第２の実施の形態についても同様である。
【００７３】
また、各実施の形態では、軸受装置２１（４１）をロアブーム７とアッパブーム８とのピン結合部に適用する場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、例えばアッパブーム８とアームステー９とのピン結合部等に軸受装置を用いる構成としてもよい。
【００７４】
また、各実施の形態では、軸受装置２１（４１）のブラケット２２（４２）等を上，下方向に対向配置する場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、軸受装置のブラケット等を左，右方向に対向配置してなる例えばアーム１０とバケット１１との間のピン結合部等に用いる構成としてもよい。
【００７５】
また、第２の実施の形態では、連結ピン４３を全長に亘ってストレートに延びるストレートピンとして形成する場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、連結ピン４３の上端側には第１の実施の形態による連結ピン２６と同様に環状の鍔部を一体形成し、この鍔部を上側のブラケット４２に当接させる構成としてもよい。
【００７６】
さらに、前記各実施の形態では、オフセットブーム式の油圧ショベルを例に挙げて説明したが、これに替えて、例えば特開平９−２０９３９９号公報等に記載されているように、ブームの基端側をスイングポスト等を用いて旋回フレームに連結した型式の油圧ショベルにも適用できるものである。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、連結ピンの端面側にピン固定手段となる凹円錐穴およびボルト取付穴を設けると共に、連結ピンの端部側には、凹円錐穴の外周側で連結ピンの端部が拡縮径するのを許すスリットを設け、前記ボルト取付穴に円錐状ボルトを螺合することにより、該円錐状ボルトの円錐面部を凹円錐穴に嵌合させる構成としたので、軸受装置の組立時に連結ピンをブラケットのピン穴に固定するときには、円錐状ボルトを連結ピンに締付けることにより、凹円錐穴の外周側に位置する連結ピンの端部側を、スリットを介して径方向外側へと拡径させて、ブラケットのピン穴周壁に強く押付けることができ、この状態で連結ピンをブラケットに対して廻止め状態に保持することができる。
【００７８】
これにより、ブラケットのピン穴と連結ピンとの間のがた付きをなくし、ブラケットとボスとを円滑に相対回動させることができる。また、軸受装置の組立時には円錐状ボルトを用いるだけで、連結ピンをブラケットに簡単に固定でき、当該軸受装置全体の部品点数を減らすことができると共に、全体の組立工数を削減し、作業性を高めることができる。
【００７９】
また、連結ピンの外周側には、環状溝をブッシュとブラケットとの間に位置して設ける構成としたので、円錐状ボルトを用いて連結ピンの端部側を拡径させたときに、この拡径部分をブラケットのピン穴にのみ押付けることができ、ブッシュと連結ピンとの間でかじり等が発生するのを防止することができる。
【００８０】
また、請求項２の発明は、連結ピンの外周側には凹円錐穴の最小径側に位置して環状溝を設ける構成としたので、円錐状ボルトを連結ピンの凹円錐穴に締付けるときには、連結ピンの端部側を凹円錐穴の最小径側の位置から容易に拡径させることができ、この連結ピンの拡径側をブラケットのピン穴に安定して接触させることができる。
【００８１】
請求項３の発明は、凹円錐穴の最小径側とボルト取付穴との間には円錐状ボルトのうち円錐面部の最小径部側を逃がすための逃がし穴を設ける構成としたので、円錐状ボルトの締付け時には、円錐面部の最小径部側がボルト取付穴と干渉するのを逃がし穴により回避でき、円錐状ボルトの締付け作業を円滑に行なうことができる。
【００８２】
さらに、請求項４の発明は、スリットを連結ピンの周方向に間隔をおいて複数個配設しているので、円錐状ボルトを連結ピンに締付けたときに、連結ピンの端部側を複数個のスリットを介して容易に拡径でき、連結ピンの拡径部分を凹円錐穴の周壁面に対しより広い接触面積をもって押付けることができる。
【００８３】
さらに、請求項５の発明は、ピン固定手段を連結ピンの両端側にそれぞれ配設する構成としたので、ピン固定手段により連結ピンの両端側をそれぞれブラケットに対し安定して固定することができ、軸受装置の性能等を高めることができる。
【００８４】
一方、請求項６の発明は、ピン固定手段を連結ピンの一端側に配設し、連結ピンの他端側には連結ピンをブラケットに対して抜止め状態に保持する抜止め用のボルトを設ける構成としたので、この場合についても、請求項５の発明とほぼ同様に、連結ピンの両端側をピン固定手段、廻止め用のボルトを用いてブラケットに対し安定して固定することができる。
【００８５】
また、請求項７の発明は、一対のブラケットを上，下に配置し、連結ピンの鍔部を各ブラケットのうち上側のブラケットに当接させることにより、連結ピンをブラケットに対して抜止めする構成としたので、軸受装置の組立時に、連結ピンを上側のブラケットのピン穴からブッシュのピン穴を介して下側のブラケットのピン穴へと挿入したときには、連結ピンの鍔部が上側のブラケットに当接することにより連結ピンをブラケットに対して抜止め状態に保持でき、作業性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用されるオフセットブーム式の油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルを拡大して示す平面図である。
【図３】図２中の矢示 III−III 方向からみた軸受装置の縦断面図である。
【図４】ブラケット、連結ピンおよび円錐状ボルト等を図３中の矢示IV−IV方向から拡大してみた一部破断の平面図である。
【図５】図３中のブラケット、連結ピンおよび円錐状ボルト等を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図６】図３中の連結ピンおよび円錐状ボルトを示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による軸受装置を図３と同様位置からみた縦断面図である。
【図８】従来技術による軸受装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
７ ロアブーム
８ アッパブーム
２１，４１ 軸受装置
２２，４２ ブラケット
２２Ａ，４２Ａ ピン穴
２３ ボス
２５ ブッシュ
２５Ａ ピン挿嵌穴（ピン穴）
２６，４３ 連結ピン
２６Ａ，４３Ａ 端面
２６Ｃ 鍔部
２７ ピン固定機構
２８ 凹円錐穴
２９ 逃がし穴
３０ ボルト取付穴
３１ スリット
３２ 環状溝
３３ 円錐状ボルト
３３Ａ 円錐面部
３３Ｃ おねじ部
４４ 抜止めボルト（抜止め用のボルト）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に適用される作業装置のピン結合部に好適に用いられる軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械にあっては、例えば作業装置のブーム、アームおよびバケット間をそれぞれ軸受装置により回動可能に連結し、土砂等の掘削作業時には、これらの軸受装置によってブーム、アームおよびバケットをそれぞれ俯仰動（回動）させる構成としている。
【０００３】
そして、例えばバケットとアームとの間に設ける軸受装置は、軸方向に離間してバケット側に設けられた一対のブラケットと、該各ブラケット間に位置してアームの先端側に設けられたボスと、該ボスの内周側に設けられたブッシュと、該ブッシュ内に摺動可能に挿嵌され両端側がブラケットのピン穴に挿通された連結ピンとにより大略構成されている。
【０００４】
ところで、この従来技術による軸受装置では、連結ピンの一端側を固定ボルト等を用いてブラケットに固定することにより、ブラケットを連結ピンに対して廻止め状態に保持する構成としている。
【０００５】
しかし、固定ボルトと連結ピンとの間等には実質的に隙間が形成され、この隙間分だけのがたつきが生じる。このため、掘削作業時に例えば作業装置に土砂等が衝突すると、このときの衝撃力によって連結ピンとブラケットとの間で振動が生じ、両者の間に摩耗が発生する等の不具合がある。
【０００６】
そこで、このような問題を解決する方法として、例えば図８に示す他の従来技術による軸受装置１０１が知られている（例えば、特表平５−５０１１４４号公報等）。
【０００７】
即ち、この従来技術による軸受装置１０１は、ボス１０２と上，下のブラケット１０３，１０３とを中空軸体からなる連結ピン１０４によって相対回転可能に連結している。また、この連結ピン１０４の両端側には端面に向けて縮径するテーパ面１０４Ａを形成し、このテーパ面１０４Ａとブラケット１０３のピン穴１０３Ａとの間には、２個のスリーブ１０５，１０５を嵌入している。
【０００８】
さらに、連結ピン１０４の内周側にはボルト１０６を挿通し、このボルト１０６の下側に設けられたナット１０７，１０７を締付けることにより、各スリーブ１０５を、ブラケット１０３のピン穴１０３Ａと連結ピン１０４のテーパ面１０４Ａとの間に締付ける構成としている。
【０００９】
そして、軸受装置１０１の回動時には、ナット１０７の締付け力によりスリーブ１０５とブラケット１０３との間、およびスリーブ１０５と連結ピン１０４との間に大きな摩擦力を与え、ブラケット１０３と連結ピン１０４との相対回転を規制し、これによりブラケット１０３のピン穴１０３Ａと連結ピン１０４との間のがた付きをなくし、両者間で摩耗が生じるのを防止している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した他の従来技術による軸受装置１０１は、連結ピン１０４を各ブラケット１０３に固定するために、２個のスリーブ１０５、１個のボルト１０６および２個のナット１０７等の種々の部材が必要となり、軸受装置１０１全体の部品点数が増え、コスト等が高くつくという問題がある。
【００１１】
また、軸受装置１０１の組立時には、連結ピン１０４をブラケット１０３のピン穴１０３Ａに挿通した後に、スリーブ１０５、ボルト１０６およびナット１０７等の各種部材を順次取付ける必要があるため、全体の組立工数が増え、作業に多大な時間を費やしてしまうという問題がある。
【００１２】
また、軸受装置１０１は、スリーブ１０５をブラケット１０３のピン穴１０３Ａ内に取付けるために、ピン穴１０３Ａを図８に示す如く比較的大きな軸方向寸法Ｌをもって形成せざるを得ず、これによって、軸受装置１０１全体が軸方向に大型化してしまう。
【００１３】
このため、軸受装置１０１を、例えば作業装置のピン結合部等に適用すると、作業装置側に取付けられる各種の油圧配管等が軸受装置１０１と接触、干渉し易くなり、軸受装置１０１の配置スペースを確保することが難しくなるという問題がある。
【００１４】
また、この従来技術は、スリーブ１０５を連結ピン１０４のテーパ面１０４Ａおよびブラケット１０３のピン穴１０３Ａに対して部分的に接触させているに過ぎず、これらのスリーブ１０５により連結ピン１０４の両端側を各ブラケット１０３に対し、必ずしも安定させて固定できないという問題がある。
【００１５】
さらに、軸受装置１０１から連結ピン１０４を取外すときには、まず、ブラケット１０３のピン穴１０３Ａと連結ピン１０４との間に差込まれたスリーブ１０５を軸方向に抜取る必要があるが、スリーブ１０５はブラケット１０３のピン穴１０３Ａと連結ピン１０４との間に楔状に強固に差込まれている。このため、ブラケット１０３のピン穴１０３Ａからスリーブ１０５を軸方向に抜取る作業を手作業で行なうことは困難であり、油圧ジャッキ等の大掛かり抜取り装置が必要になるという不具合がある。
【００１６】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、連結ピンとブラケットとの間のたがつきを抑え、両者の間に摩耗等が生じるのを防止できると共に、部品点数を減らしてコスト削減等を図ることができ、性能、信頼性等を向上でき、しかも連結ピンを取外すときの作業性を向上できるようにした軸受装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明による軸受装置は、軸方向に離間して設けられた一対のブラケットと、該一対のブラケット間に配設されるボスと、該ボス内に設けられたブッシュと、該ブッシュ内に摺動可能に挿嵌され両端側が前記ブラケットのピン穴に挿通された連結ピンと、該連結ピンを前記ブラケットに対して廻止め状態に固定するピン固定手段とを備えている。
【００１８】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ピン固定手段は、前記連結ピンの端面側に形成され当該端面から軸方向に漸次縮径して延びる有底の凹円錐穴と、該凹円錐穴の底部側に形成されたボルト取付穴と、前記凹円錐穴に沿って前記連結ピンの軸方向に延び前記凹円錐穴の外周側で前記連結ピンの端部が拡縮径するのを許すスリットと、前記凹円錐穴内に嵌合する円錐面部を有し該円錐面部の先端側が前記ボルト取付穴に螺合するおねじ部となった円錐状ボルトとにより構成し、連結ピンの外周側にはブッシュとブラケットとの間に位置して環状溝を設けたことにある。
【００１９】
このように構成したことにより、軸受装置の組立時に連結ピンをブラケットのピン穴に固定するときには、円錐状ボルトを連結ピンのボルト取付穴に螺合し、該円錐状ボルトに設けた円錐面部を連結ピンの凹円錐穴には嵌合させる。そして、この状態で、円錐ボルトを連結ピンに締付けることにより、凹円錐穴には円錐状ボルトからの径方向外側に向けた拡径力（締付け力）が付与される。
【００２０】
ここで、連結ピンの端部側には凹円錐穴に沿って軸方向にスリットを設けているから、凹円錐穴の外周側に位置する連結ピンの端部側は、前記拡径力によりスリットを介して径方向外側へと拡径するようになり、ブラケットのピン穴周壁に対して連結ピンの端部側を強く押付けることができる。
【００２１】
また、連結ピンの外周側にブッシュとブラケットとの間に位置して環状溝を設けることにより、円錐状ボルトを用いて連結ピンの端部側をスリットを介して拡径させたときに、この拡径部分をブラケットのピン穴にのみ押付けることができ、ブッシュの内周面に前記拡径部分が接触するのを抑えることができる。
【００２２】
また、請求項２の発明は、軸方向に離間して設けられた一対のブラケットと、該一対のブラケット間に配設されるボスと、該ボス内に設けられたブッシュと、該ブッシュ内に摺動可能に挿嵌され両端側が前記ブラケットのピン穴に挿通された連結ピンと、該連結ピンを前記ブラケットに対して廻止め状態に固定するピン固定手段とを備えてなる軸受装置において、前記ピン固定手段は、前記連結ピンの端面側に形成され当該端面から軸方向に漸次縮径して延びる有底の凹円錐穴と、該凹円錐穴の底部側に形成されたボルト取付穴と、前記凹円錐穴に沿って前記連結ピンの軸方向に延び前記凹円錐穴の外周側で前記連結ピンの端部が拡縮径するのを許すスリットと、前記凹円錐穴内に嵌合する円錐面部を有し該円錐面部の先端側が前記ボルト取付穴に螺合するおねじ部となった円錐状ボルトとにより構成し、連結ピンの外周側には凹円錐穴の最小径側に位置して環状溝を設ける構成としている。これにより、連結ピンのうち凹円錐穴の最小径側と対応した部分を環状溝により薄肉に形成でき、円錐状ボルトを連結ピンの凹円錐穴に締付けるときには、連結ピンの端部側を凹円錐穴の最小径側の位置から容易に拡径させることができる。
【００２３】
請求項３の発明は、凹円錐穴の最小径側とボルト取付穴との間には円錐状ボルトの円錐面部の最小径部側を逃がす逃がし穴を設ける構成といている。これにより、円錐状ボルトの締付け時には、円錐面部の最小径部側が凹円錐穴の底部（奥所）側に位置するボルト取付穴と干渉するのを逃がし穴により回避することができる。
【００２４】
さらに、請求項４の発明は、スリットを連結ピンの周方向に間隔をおいて複数個配設する構成としている。この場合には、円錐状ボルトを連結ピンの凹円錐穴に締付けることにより、連結ピンの端部側を複数個のスリットを介して容易に拡径させることができる。
【００２５】
さらに、請求項５の発明は、ピン固定手段を連結ピンの両端側にそれぞれ配設する構成としている。この場合、連結ピンの両端側をピン固定手段を用いてブラケットに対し安定して固定することができる。
【００２６】
一方、請求項６の発明は、ピン固定手段は連結ピンの一端側に配設し、前記連結ピンの他端側にはブラケットと連結ピンとを径方向に貫通することにより前記連結ピンをブラケットに対して抜止め状態に保持する抜止め用のボルトを設ける構成としている。この場合、連結ピンの一端側をピン固定手段を用いてブラケットに対し廻止め状態で固定できると共に、連結ピンの他端側を抜止め用のボルトによりブラケットに対して抜止め状態に保持できる。
【００２７】
また、請求項７の発明は、一対のブラケットを上，下に配置し、連結ピンはボスをブラケットに対して左，右方向に回動可能に連結する構成とし、前記連結ピンの上端外周側には前記各ブラケットのうち上側のブラケットに当接することにより前記連結ピンを抜止めする鍔部を設ける構成としている。
【００２８】
これにより、軸受装置の組立時に、連結ピンを上側のブラケットのピン穴からブッシュのピン穴を介して下側のブラケットのピン穴へと挿入したときには、連結ピンの鍔部が上側のブラケットに当接することにより、連結ピンをブラケットに対して抜止め状態に保持することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による軸受装置を、オフセットブーム式の側溝掘り仕様の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００３０】
ここで、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示し、１は油圧ショベルの下部走行体、２は該下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体で、該上部旋回体２は、旋回フレーム３を有し、該旋回フレーム３上にはキャブ４およびエンジンカバー５等が設けられている。
【００３１】
６は上部旋回体２の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置を示し、該作業装置６は、旋回フレーム３の前部側にピン結合されたロアブーム７と、該ロアブーム７の先端側に左，右方向（水平方向）で回動可能にピン結合されたアッパブーム８と、該アーパブーム８の先端側に左，右方向で回動可能にピン結合されたアームステー９と、該アームステー９にピン結合されたアーム１０と、該アーム１０の先端側にピン結合されたバケット１１とによって大略構成されている。
【００３２】
そして、作業装置６のロアブーム７は旋回フレーム３との間にピン結合されたブームシリンダ１２により上，下に俯仰動される。また、ロアブーム７とアッパブーム８との間には、平行四辺形構造をなすリンク１３がオフセットシリンダ１４と共にピン結合して設けられている。また、オフセットシリンダ１４は、アッパブーム８をロアブーム７に対しリンク１３を介して左，右に回動させる構成となっている。
【００３３】
さらに、アッパブーム８とアーム１０との間には該アーム１０を上，下に俯仰動させるアームシリンダ１５がピン結合して設けられ、アーム１０とバケット１１との間には該バケット１１を上，下に回動させるバケットシリンダ１６がピン結合して設けられている。
【００３４】
ここで、これらの各ピン結合部には軸受装置が装備されており、例えばロアブーム７とアッパブーム８とは、図３に示す軸受装置２１により回動可能に結合されている。そして、この軸受装置２１は、後述のブラケット２２、ボス２３、連結ピン２６およびピン固定機構２７によって大略構成されている。
【００３５】
２２，２２はロアブーム７の先端側に軸方向（上，下方向）に離間して突設された上，下のブラケットで、該ブラケット２２には、ピン穴２２Ａが穿設されている。また、各ブラケット２２は、ボス２３を挟んで上，下で対向した端面が内側端面２２Ｂ，２２Ｂとなり、該内側端面２２Ｂと反対側の端面が外側端面２２Ｃ，２２Ｃとなっている。
【００３６】
２３はアッパブーム８の基端側に設けられたボスで、該ボス２３は、図３に示すように、アッパブーム８の上板８Ａ、下板８Ｂと、これら上板８Ａの後端部と下板８Ｂの後端部との間に固着して設けられた筒部材２４とによって構成されている。また、このボス２３の内周側には軸方向に離間して上，下のブッシュ２５，２５が嵌着して設けられ、該ブッシュ２５は、内周側がピン挿嵌穴２５Ａとなっている。
【００３７】
２６はブッシュ２５のピン挿嵌穴２５Ａ内に摺動可能に挿嵌された連結ピンで、該連結ピン２６は、軸方向の両端側に端面２６Ａ，２６Ａを有している。そして、連結ピン２６は、その両端側がブラケット２２のピン穴２２Ａに挿通されることにより、ボス２３をブラケット２２に対して回転可能に連結するものである。
【００３８】
ここで、連結ピン２６の両端側は、後述のスリット３１によって４つに分割された部位が扇形状の拡縮部２６Ｂ，２６Ｂ，…となり、これらの拡縮部２６Ｂは、後述の円錐状ボルト３３により拡径した状態でブラケット２２のピン穴２２Ａ周壁面に押付けられるものである。
【００３９】
また、連結ピン２６の上端側外周には環状の鍔部２６Ｃが一体形成され、該鍔部２６Ｃについても図４に示す如く各スリット３１によって４分割されている。そして、鍔部２６Ｃは、図３に示すように上側のブラケット２２の端面に当接することにより、該連結ピン２６をブラケット２２に対し抜止め状態に保持する構成となっている。
【００４０】
２７，２７は連結ピン２６をブラケット２２に対して廻止め状態に固定するための上，下のピン固定機構で、該ピン固定機構２７は、後述の凹円錐穴２８、ボルト取付穴３０、スリット３１、環状溝３２および円錐状ボルト３３によって構成されている。
【００４１】
２８は連結ピン２６の端面２６Ａ側に開口して設けられた凹円錐穴で、該凹円錐穴２８は、連結ピン２６の端面２６Ａから軸方向に円錐状に漸次縮径して延びる有底のテーパ穴として形成され、その底部（奥所）側には後述の逃がし穴２９が設けられている。
【００４２】
２９は凹円錐穴２８の最小径側と後述のボルト取付穴３０との間に位置して連結ピン２６に設けられた逃がし穴で、該逃がし穴２９は、凹円錐穴２８の最小径部分に対応する穴径をもって軸方向にストレートに延びている。そして、逃がし穴２９は、円錐状ボルト３３の締付け時に後述する円錐面部３３Ａの最小径部側を逃がし穴２９内へと逃がし、この最小径部側が凹円錐穴２８の底部側と接触するのを回避するものである。
【００４３】
３０は凹円錐穴２８の底部側に位置して連結ピン２６に設けられたボルト取付穴で、該ボルト取付穴３０は、逃がし穴２９よりも小さな穴径を有したねじ穴として形成され、逃がし穴２９の底部側から連結ピン２６の内部を軸方向に延びている。
【００４４】
３１，３１，…ブラケット２２のピン穴２２Ａ内に位置して、連結ピン２６の端部側に径方向に離間して設けられた例えば４個のスリットで、これらのスリット３１は、連結ピン２６の端部側を凹円錐穴２８に沿って軸方向に延び、その一端側は連結ピン２６の端面２６Ａに開口している。また、スリット３１の他端側は後述する環状溝３２の近傍位置まで延びている。そして、各スリット３１は、連結ピン２６の端部側に扇形状をなす４個の拡縮部２６Ｂを形成し、これらの拡縮部２６Ｂは後述の円錐状ボルト３３により径方向に拡縮径されるものである。
【００４５】
３２は凹円錐穴２８の最小径側に位置して連結ピン２６の端部外周側に設けられた環状溝で、該環状溝３２は、連結ピン２６の外周側に全周に亘って形成され、ブラケット２２の内側端面２２Ｂとブッシュ２５の端面との間の隙間内に配置されるものである。そして、環状溝３２は、円錐状ボルト３３の締付け時に連結ピン２６の拡縮部２６Ｂを環状溝３２側を支点として径方向に拡縮径させるものである。
【００４６】
ここで、環状溝３２は、図５に示すようにスリット３１から軸方向に寸法ΔＬ分だけ間隔をおいて配置されている。このため、環状溝３２はスリット３１と交差することがなくなり、連結ピン２６の環状溝３２側の剛性を高く維持できるようにしている。
【００４７】
３３は連結ピン２６のボルト取付穴３０に螺合して設けられた円錐状ボルトで、該円錐状ボルト３３は、図５、図６に示すように円錐状に形成された円錐面部３３Ａと、該円錐面部３３Ａの最大径側に位置して軸方向に突出した工具係合部としての六角部３３Ｂと、円錐面部３３Ａの最小径側（先端側）から軸方向に延びたおねじ部３３Ｃとにより構成されている。
【００４８】
そして、円錐状ボルト３３の円錐面部３３Ａは、連結ピン２６の凹円錐穴２８とほぼ対応したテーパ角をもって軸方向に縮径して形成され、凹円錐穴２８内に嵌合状態で当接している。また、円錐状ボルト３３は、基端側の六角部３３Ｂにレンチ等の工具が配置され、先端側のおねじ部３３Ｃは連結ピン２６内のボルト取付穴３０に螺合する。
【００４９】
そして、この状態で円錐状ボルト３３は、おねじ部３３Ｃをボルト取付穴３０内に締込むことにより、円錐面部３３Ａが連結ピン２６の凹円錐穴２８に強く嵌入し、連結ピン２６の拡縮部２６Ｂ（凹円錐穴２８）を径方向外側へと拡径させ、該拡縮部２６Ｂをブラケット２２のピン穴２２Ａ周壁面に押圧するものである。
【００５０】
本実施の形態による油圧ショベルは上述の如き構成を有するもので、この油圧ショベルを用いて側溝掘り作業を行う場合には、例えばオフセットシリンダ１４によりロアブーム７の先端側でアッパブーム８を左，右方向に揺動させ、ロアブーム７に対してアーム１０およびバケット１１を左，右方向に平行移動させる。そして、アームシリンダ１５によりアッパブーム８の先端側でアーム１０を俯仰動させると共に、バケットシリンダ１６によりアーム１０の先端側でバケット１１を回動させて土砂等を掘削する。
【００５１】
次に、ロアブーム７とアッパブーム８とを連結する軸受装置２１の組立方法について説明する。
【００５２】
まず、アッパブーム８側のボス２３をロアブーム７側の各ブラケット２２間に配置し、ブッシュ２５のピン挿嵌穴２５Ａとブラケット２２のピン穴２２Ａとを芯合せし、この状態で連結ピン２６を上側のブラケット２２のピン穴２２Ａから、ブッシュ２５のピン挿嵌穴２５Ａを介して下側のブラケット２２のピン穴２２Ａへと下向きに挿嵌する。
【００５３】
そして、このような連結ピン２６の挿嵌作業時には、連結ピン２６の上端側外周に一体形成した環状の鍔部２６Ｃを上側のブラケット２２の端面に当接させ、この状態で連結ピン２６をブラケット２２に対し抜止め状態に保持できるから、連結ピン２６を下側等から支持する手間を省くことができ、作業性を高めることができる。
【００５４】
次に、ピン固定機構２７を構成する上，下の円錐状ボルト３３を連結ピン２６のボルト取付穴３０に螺合することにより、円錐面部３３Ａを連結ピン２６の凹円錐穴２８に嵌合させ、この状態で円錐状ボルト３３を所定の締付トルクをもって強く締付ける。
【００５５】
ここで、本実施の形態では、連結ピン２６の両端側に周方向に離間して軸方向に延びる複数のスリット３１を形成することにより、この連結ピン２６の端部側に扇形状をなす複数の拡縮部２６Ｂを形成している。このため、前述の如く円錐状ボルト３３を凹円錐穴２８に締付けることにより、円錐状ボルト３３からの径方向外側に向けた拡径力（締付け力）を凹円錐穴２８（拡縮部２６Ｂ）に対して付与することができる。
【００５６】
そして、この円錐状ボルト３３の拡径力により連結ピン２６の拡縮部２６Ｂを図４、図５中に示す矢示Ｆ方向へと径方向外側に拡径させ、この状態で拡縮部２６Ｂをブラケット２２のピン穴２２Ａ周壁面に強く押付けることができる。
【００５７】
しかも、連結ピン２６の外周側には、凹円錐穴２８の最小径側と対応した位置に環状溝３２を形成しているので、前述の如く円錐状ボルト３３の拡径力を凹円錐穴２８に付加することにより、連結ピン２６の各拡縮部２６Ｂを環状溝３２側を支点として容易に拡径（弾性変形）でき、各拡縮部２６Ｂをブラケット２２のピン穴２２Ａ周壁面に広い接触面積をもって押付けることができる。
【００５８】
そして、この環状溝３２はブラケット２２の内側端面２２Ｂとブッシュ２５のとの隙間内に配置しているので、連結ピン２６の拡縮部２６Ｂをブラケット２２のピン穴２２Ａにのみ押付けることができ、拡縮部２６Ｂがブッシュ２５のピン挿嵌穴２５Ａに接触するのを防止できると共に、連結ピン２６とブッシュ２５との間でかじり等が発生する不具合をなくすことができる。
【００５９】
かくして、本実施の形態では、アッパブーム８をロアブーム７に対して左，右方向に揺動させるときには、円錐状ボルト３３の締付力によりブラケット２２のピン穴２２Ａと連結ピン２６との間に大きな摩擦力を発生させ、連結ピン２６をブラケット２２に対して廻止め状態に保持することができる。
【００６０】
そして、円錐状ボルト３３の拡径力によってブラケット２２のピン穴２２Ａと連結ピン２６との間のがた付きをなくし、ブラケット２２とボス２３とを円滑に相対回動させることができると共に、ブラケット２２に対して連結ピン２６を安定して固定でき、これらの耐久性、寿命等を高めることができる。
【００６１】
従って、本実施の形態によれば、軸受装置２１の組立時には、円錐状ボルト３３を用いるだけで、連結ピン２６をブラケット２２に簡単に固定することができる。そして、図８に示す従来技術のように、スリーブ１０５、ボルト１０６およびナット１０７等の部材を用いる必要がなくなるので、当該軸受装置２１全体の部品点数を減らすことができ、全体の組立工数を削減し、その作業性を高めることができる。
【００６２】
また、ブラケット２２と連結ピン２６との間には、図８に示す従来技術のようにスリーブ１０５を設ける必要がなくなることにより、ピン穴２２Ａの軸方向寸法を小さく設定することが可能となる。これにより、軸受装置２１全体を軸方向の小型化して形成でき、作業装置６側に取付けられる各種油圧配管等が軸受装置２１と干渉する事態をなくすことができる。
【００６３】
また、連結ピン２６の取外し作業時には円錐状ボルト３３を連結ピン２６から取外すだけで、連結ピン２６をブラケット２２から簡単に取外すことができ、従来技術で述べたように油圧ジャッキ等の装置を用いる必要がなくなり、分解時の作業性を高めることができる。
【００６４】
そして、円錐状ボルト３３を連結ピン２６から取外したときには、連結ピン２６の上端側に設けた鍔部２６Ｃが上側のブラケット２２の端面に当接し、連結ピン２６の脱落を防止することができる。これにより、円錐状ボルト３３の取付け、取外し作業を行なうまでの間、連結ピン２６を下側等から支持し続けておく手間を省くことができ、作業性をさらに高めることができる。
【００６５】
次に、図７は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ピン固定機構を連結ピンの下端側に配置し、この連結ピンの上端側にはブラケットと連結ピンとを径方向に貫通して延びる抜止めボルトを設けることにより、この連結ピンの上端側をブラケットに対して抜止め状態に保持する構成としたことにある。
【００６６】
なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６７】
図中、４１は本実施の形態に係る軸受装置で、該軸受装置４１は、第１の実施の形態で述べた軸受装置２１とほぼ同様に、ボス２３、ブッシュ２５、ピン固定機構２７、上，下のブラケット４２および連結ピン４３によって大略構成されている。
【００６８】
ここで、ブラケット４２は、第１の実施の形態によるブラケット２２と同様にピン穴４２Ａ、内側端面４２Ｂおよび外側端面４２Ｃを有している。しかし、各ブラケット４２のうち上側のブラケット４２の外側端面４２Ｃには、ピン穴４２Ａの外周側に位置して筒状突部４２Ｄが突設されている。
【００６９】
また、連結ピン４３は、第１の実施の形態による連結ピン２６とほぼ同様に構成され、端面４３Ａ，４３Ａを有している。また、連結ピン４３の下端側（一端側）には、４個の拡縮部４３Ｂ（２個のみ図示）が形成されている。そして、この連結ピン４３の下端側はピン固定機構２７によりブラケット４２に対し廻止め状態に固定されている。しかし、連結ピン４３の上端側（他端側）には、第１の実施の形態によるピン固定機構２７に替えて後述の抜止めボルト４４が設けられている。
【００７０】
４４は連結ピン４３の上端側に設けられた抜止め用のボルト（以下、抜止めボルトという）で、該抜止めボルト４４は、ブラケット４２の筒状突部４２Ｄおよび連結ピン４３を径方向に貫通して延びている。そして、抜止めボルト４４は、その一端側にナット４５，４５が螺着されることにより、ブラケット４２に一体に取付けられ、連結ピン４３をブラケット４２に対し抜止め状態に固定するものである。
【００７１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、連結ピン４３をピン固定機構２７と抜止めボルト４４を用いてブラケット４２に対し廻止め状態で安定して固定することができ、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
なお、第１の実施の形態では、スリット３１を連結ピン２６の端部側に４個設ける場合を例に挙げて説明したが、これに替えて例えばスリット３１を５個以上設けてもよいし、３個以下でもよい。このことは第２の実施の形態についても同様である。
【００７３】
また、各実施の形態では、軸受装置２１（４１）をロアブーム７とアッパブーム８とのピン結合部に適用する場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、例えばアッパブーム８とアームステー９とのピン結合部等に軸受装置を用いる構成としてもよい。
【００７４】
また、各実施の形態では、軸受装置２１（４１）のブラケット２２（４２）等を上，下方向に対向配置する場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、軸受装置のブラケット等を左，右方向に対向配置してなる例えばアーム１０とバケット１１との間のピン結合部等に用いる構成としてもよい。
【００７５】
また、第２の実施の形態では、連結ピン４３を全長に亘ってストレートに延びるストレートピンとして形成する場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、連結ピン４３の上端側には第１の実施の形態による連結ピン２６と同様に環状の鍔部を一体形成し、この鍔部を上側のブラケット４２に当接させる構成としてもよい。
【００７６】
さらに、前記各実施の形態では、オフセットブーム式の油圧ショベルを例に挙げて説明したが、これに替えて、例えば特開平９−２０９３９９号公報等に記載されているように、ブームの基端側をスイングポスト等を用いて旋回フレームに連結した型式の油圧ショベルにも適用できるものである。
【００７７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、連結ピンの端面側にピン固定手段となる凹円錐穴およびボルト取付穴を設けると共に、連結ピンの端部側には、凹円錐穴の外周側で連結ピンの端部が拡縮径するのを許すスリットを設け、前記ボルト取付穴に円錐状ボルトを螺合することにより、該円錐状ボルトの円錐面部を凹円錐穴に嵌合させる構成としたので、軸受装置の組立時に連結ピンをブラケットのピン穴に固定するときには、円錐状ボルトを連結ピンに締付けることにより、凹円錐穴の外周側に位置する連結ピンの端部側を、スリットを介して径方向外側へと拡径させて、ブラケットのピン穴周壁に強く押付けることができ、この状態で連結ピンをブラケットに対して廻止め状態に保持することができる。
【００７８】
これにより、ブラケットのピン穴と連結ピンとの間のがた付きをなくし、ブラケットとボスとを円滑に相対回動させることができる。また、軸受装置の組立時には円錐状ボルトを用いるだけで、連結ピンをブラケットに簡単に固定でき、当該軸受装置全体の部品点数を減らすことができると共に、全体の組立工数を削減し、作業性を高めることができる。
【００７９】
また、連結ピンの外周側には、環状溝をブッシュとブラケットとの間に位置して設ける構成としたので、円錐状ボルトを用いて連結ピンの端部側を拡径させたときに、この拡径部分をブラケットのピン穴にのみ押付けることができ、ブッシュと連結ピンとの間でかじり等が発生するのを防止することができる。
【００８０】
また、請求項２の発明は、連結ピンの外周側には凹円錐穴の最小径側に位置して環状溝を設ける構成としたので、円錐状ボルトを連結ピンの凹円錐穴に締付けるときには、連結ピンの端部側を凹円錐穴の最小径側の位置から容易に拡径させることができ、この連結ピンの拡径側をブラケットのピン穴に安定して接触させることができる。
【００８１】
請求項３の発明は、凹円錐穴の最小径側とボルト取付穴との間には円錐状ボルトのうち円錐面部の最小径部側を逃がすための逃がし穴を設ける構成としたので、円錐状ボルトの締付け時には、円錐面部の最小径部側がボルト取付穴と干渉するのを逃がし穴により回避でき、円錐状ボルトの締付け作業を円滑に行なうことができる。
【００８２】
さらに、請求項４の発明は、スリットを連結ピンの周方向に間隔をおいて複数個配設しているので、円錐状ボルトを連結ピンに締付けたときに、連結ピンの端部側を複数個のスリットを介して容易に拡径でき、連結ピンの拡径部分を凹円錐穴の周壁面に対しより広い接触面積をもって押付けることができる。
【００８３】
さらに、請求項５の発明は、ピン固定手段を連結ピンの両端側にそれぞれ配設する構成としたので、ピン固定手段により連結ピンの両端側をそれぞれブラケットに対し安定して固定することができ、軸受装置の性能等を高めることができる。
【００８４】
一方、請求項６の発明は、ピン固定手段を連結ピンの一端側に配設し、連結ピンの他端側には連結ピンをブラケットに対して抜止め状態に保持する抜止め用のボルトを設ける構成としたので、この場合についても、請求項５の発明とほぼ同様に、連結ピンの両端側をピン固定手段、廻止め用のボルトを用いてブラケットに対し安定して固定することができる。
【００８５】
また、請求項７の発明は、一対のブラケットを上，下に配置し、連結ピンの鍔部を各ブラケットのうち上側のブラケットに当接させることにより、連結ピンをブラケットに対して抜止めする構成としたので、軸受装置の組立時に、連結ピンを上側のブラケットのピン穴からブッシュのピン穴を介して下側のブラケットのピン穴へと挿入したときには、連結ピンの鍔部が上側のブラケットに当接することにより連結ピンをブラケットに対して抜止め状態に保持でき、作業性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用されるオフセットブーム式の油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルを拡大して示す平面図である。
【図３】図２中の矢示 III−III 方向からみた軸受装置の縦断面図である。
【図４】ブラケット、連結ピンおよび円錐状ボルト等を図３中の矢示IV−IV方向から拡大してみた一部破断の平面図である。
【図５】図３中のブラケット、連結ピンおよび円錐状ボルト等を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図６】図３中の連結ピンおよび円錐状ボルトを示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による軸受装置を図３と同様位置からみた縦断面図である。
【図８】従来技術による軸受装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
７ ロアブーム
８ アッパブーム
２１，４１ 軸受装置
２２，４２ ブラケット
２２Ａ，４２Ａ ピン穴
２３ ボス
２５ ブッシュ
２５Ａ ピン挿嵌穴（ピン穴）
２６，４３ 連結ピン
２６Ａ，４３Ａ 端面
２６Ｃ 鍔部
２７ ピン固定機構
２８ 凹円錐穴
２９ 逃がし穴
３０ ボルト取付穴
３１ スリット
３２ 環状溝
３３ 円錐状ボルト
３３Ａ 円錐面部
３３Ｃ おねじ部
４４ 抜止めボルト（抜止め用のボルト）
Claims (7)
- 軸方向に離間して設けられた一対のブラケットと、該一対のブラケット間に配設されるボスと、該ボス内に設けられたブッシュと、該ブッシュ内に摺動可能に挿嵌され両端側が前記ブラケットのピン穴に挿通された連結ピンと、該連結ピンを前記ブラケットに対して廻止め状態に固定するピン固定手段とを備えてなる軸受装置において、
前記ピン固定手段は、前記連結ピンの端面側に形成され当該端面から軸方向に漸次縮径して延びる有底の凹円錐穴と、該凹円錐穴の底部側に形成されたボルト取付穴と、前記凹円錐穴に沿って前記連結ピンの軸方向に延び前記凹円錐穴の外周側で前記連結ピンの端部が拡縮径するのを許すスリットと、前記凹円錐穴内に嵌合する円錐面部を有し該円錐面部の先端側が前記ボルト取付穴に螺合するおねじ部となった円錐状ボルトとにより構成し、
前記連結ピンの外周側には前記ブッシュとブラケットとの間に位置して環状溝を設けたことを特徴とする軸受装置。 - 軸方向に離間して設けられた一対のブラケットと、該一対のブラケット間に配設されるボスと、該ボス内に設けられたブッシュと、該ブッシュ内に摺動可能に挿嵌され両端側が前記ブラケットのピン穴に挿通された連結ピンと、該連結ピンを前記ブラケットに対して廻止め状態に固定するピン固定手段とを備えてなる軸受装置において、
前記ピン固定手段は、前記連結ピンの端面側に形成され当該端面から軸方向に漸次縮径して延びる有底の凹円錐穴と、該凹円錐穴の底部側に形成されたボルト取付穴と、前記凹円錐穴に沿って前記連結ピンの軸方向に延び前記凹円錐穴の外周側で前記連結ピンの端部が拡縮径するのを許すスリットと、前記凹円錐穴内に嵌合する円錐面部を有し該円錐面部の先端側が前記ボルト取付穴に螺合するおねじ部となった円錐状ボルトとにより構成し、
前記連結ピンの外周側には前記凹円錐穴の最小径側に位置して環状溝を設けたことを特徴とする軸受装置。 - 前記凹円錐穴の最小径側とボルト取付穴との間には円錐状ボルトの円錐面部の最小径部側を逃がす逃がし穴を設けてなる請求項１または２に記載の軸受装置。
- 前記スリットは前記連結ピンの周方向に間隔をおいて複数個配設してなる請求項１，２または３に記載の軸受装置。
- 前記ピン固定手段は前記連結ピンの両端側にそれぞれ配設してなる請求項１，２，３または４に記載の軸受装置。
- 前記ピン固定手段は前記連結ピンの一端側に配設し、前記連結ピンの他端側には前記ブラケットと連結ピンとを径方向に貫通することにより前記連結ピンをブラケットに対して抜止め状態に保持する抜止め用のボルトを設けてなる請求項１，２，３または４に記載の軸受装置。
- 前記一対のブラケットを上，下に配置し、前記連結ピンは前記ボスをブラケットに対して左，右方向に回動可能に連結する構成とし、前記連結ピンの上端外周側には前記各ブラケットのうち上側のブラケットに当接することにより前記連結ピンを抜止めする鍔部を設けてなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の軸受装置。
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