JP3781351B2 - 建設機械におけるアタッチメントの軸支部構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械におけるアタッチメント構造の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械のなかには、バケットや、リッパ、フォーク、グラップル等のアタッチメントを、ピン軸を介して揺動自在に軸支したものがある。このような軸支部の構造として、例えば、バケットをアーム先端部に揺動自在に軸支する場合、バケットの基端部に一体的に形成された左右一対のブラケットに、ピン軸を貫通支持する貫通孔が開設された筒状のボスを一体的に設ける一方、アーム先端部に、上記左右のブラケット間に配され、かつ上記ピン軸を回動自在に支承するボス筒部を一体的に形成し、そして前記ボスの貫通孔およびボス筒部の筒内部にピン軸を挿通せしめるようにしたものがあるが、このものにおいて、前記ブラケットにボスを一体的に設けるにあたり、従来、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すようなものが知られている。
まず、図７（Ａ）に示すものは、ボス３０を単品で仕上げ加工してから、該ボス３０をブラケット３１に開設のボス取付用孔３１ａに嵌め込み、しかる後、ボス３０をブラケット３１に溶接３２している。この場合、溶接時に治工具を用いて、ボスの精度を確保するようにしている。また、図７（Ｂ）に示すものは、ボス３２を二分割されたもの（ダブリングボス）とし、これらボス３２をブラケット３３の両面に溶接３４した後で、ピン軸３５が挿通される貫通孔３２ａ、３３ａの内周面、および左右内方側のボス端面３２ｂの仕上げ加工を行うように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記図７（Ａ）に示すものは、バケット作業時におけるピン軸からの負荷が、全て溶接部分を通してブラケットに伝わるため、溶接金属量を多くしないと、必要な強度を確保することができない。このため、溶接金属量が多くなってコスト上昇の一因となるうえ、ボスを仕上げ加工した後に溶接を行うため、溶接時に治工具を用いても、貫通孔の孔径、端面の最終的な寸法精度が低下する惧れがあり、特に、溶接金属量が多いと歪も大きくなって、精度がさらに低下してしまうという問題がある。
これに対し、図７（Ｂ）に示すものは、ピン軸が直接ブラケットに接しているため、バケット作業時におけるピン軸からの負荷のうちの一部をブラケットが負担することになって、溶接部分に全負荷がかかるようなことがなく、このため、溶接金属量が図７（Ａ）のものよりも少なくて済むという利点がある。また、ボス溶接後に、貫通孔の内周面、および左右内方側のボス端面の仕上げ加工を行うため、加工精度が良好であるという利点もある。しかるにこのものは、ダブリングボス方式であるから部品点数が増加するうえ、ボス溶接後の仕上げ加工は、ブラケットが固着されるバケット本体ごと行うことになるため、段取りやマテハン（materials handling）が大変であって、コスト上昇の要因となる。特に、ボス端面の加工は、貫通孔から工具を挿入して行うことになるため、非常に手間がかかってしまうという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、アタッチメントを、ピン軸を介して揺動自在に軸支してなる建設機械において、アタッチメントに一体的に形成されたブラケットに、前記ピン軸を貫通支持する貫通孔が開設された筒状のボスを固定すると共に、ブラケットにボス取付用孔を開設し、該ボス取付用孔の内周部に、ボスの外周部を圧入状態で嵌合せしめるにあたり、ブラケットのボス取付用孔の内周部およびボスの外周部に、圧入状態で嵌合する部位に隣接して、互いに嵌合する嵌合部を形成したことを特徴とする建設機械におけるアタッチメントの軸支部構造である。
そして、この様にすることにより、ピン軸からの負荷を、直接ボスからブラケットに流すことができることになって、必要な強度を確実に確保できる。しかもこの場合、ボスは、単品で仕上げ加工した後にブラケットに取付ければ良いから、硬度を必要とするボス端面や貫通孔内径部について熱処理等の加工を容易に行うことができ、非調質綱などの高価な鋼材を使用する必要がない許りか、マテハンや加工作業が困難となることがなく、製造が容易であってコストダウンに寄与できると共に、ボスの端面からの横荷重を、嵌合部を介してブラケットで受け止めることができると共に、ボスとボス取付用孔とのあいだの寸法精度を上げることができるという利点がある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図面において、１は油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着される作業部４等の各部から構成されており、さらに作業部４は、基端部が上部旋回体３に上下揺動自在に連結されるブーム５、該ブーム５の先端部に前後揺動自在に連結されるアーム６、該アーム６の先端部に前後揺動自在に連結されるバケット７、さらにこれらブーム５、アーム６、バケット７を作動せしめるためのブームシリンダ８、アームシリンダ９、バケットシリンダ１０等の部材装置から構成されている等の基本的構成は、従来通りである。
【０００６】
前記バケット７は、次のようにしてアーム６の先端部、およびバケットシリンダ１０の先端部に連結されている。
つまり、バケット本体７ａの基端部には、所定間隔を存して左右一対のブラケット１１、１２が溶接により一体的に形成されているが、各ブラケット１１、１２の前後部（バケット溝底部側を前側とし、バケット開口側を後側とする）には、ボス１３、１４、１５、１６が一体的に取り付けられている。そして、これらボス１３、１４、１５、１６には、前後のサポートピン（本発明のピン軸に相当する）１７、１８の両端側が貫通支持される貫通孔１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａがそれぞれ開設されている。一方、アーム６の先端部には、後側のサポートピン１８の中間部に軸受１９を介して軸回り方向回動自在に外嵌するボス筒部２０が、一体的に形成されている。そして、該ボス筒部２０の左右両側に、上記左右のブラケット１１、１２の後側のボス１４、１６を位置せしめた状態で、後側のサポートピン１８をボス１４、１６の貫通孔１４ａ、１６ａおよびボス筒部２０の筒内部に挿通せしめ、該サポートピン１８を止めボルト２１によりボス１４に止着することにより、バケット７はアーム６の先端部に揺動自在に軸支される。また、バケットシリンダ１０の先端部には、連結リンク２２の基端側が揺動自在に軸支されているが、該連結リンク２２の先端部には、前側のサポートピン１７に軸回り方向回動自在に外嵌するボス筒部（図示せず）が一体的に形成されており、そして、前述した後側サポートピン１８の場合と同様にして前側サポートピン１７を組み付けることにより、バケット７は連結リンク２２を介してバケットシリンダ１０の先端部に連結されている。さらに、バケットシリンダ１０の先端部とアーム６の先端部とは左右のリンク杆２３を介して連結されており、而してバケット７は、バケットシリンダ１０の伸縮作動に基づいて後側サポートピン１８を軸として前後方向に揺動するように構成されている。尚、図３中、２４はシール材である。
【０００７】
ここで、前述したように、左右のブラケット１１、１２の前後部にはボス１３〜１６がそれぞれ一体的に固定されているが、これらボス１３〜１６のブラケット１１、１２に対する固定構造は同様のものであるため、右側のブラケット１２の後側に取付けられるボス１６を例にとって説明する。
まず、ブラケット１２には、ボス１６が内嵌されるボス取付用孔１２ａが開設されるが、該ボス取付用孔１２ａの加工は、ブラケット１２をバケット本体７ａに溶着した後に行われる。
一方、ボス１６は、サポートピン１８が貫通する貫通孔１６ａが開設された筒状のものであって、単品で仕上げ加工されるが、該ボス１６の外径寸法は、前記ブラケット１２のボス取付用孔１２ａに圧入（Tight-fit）状態で内嵌されるように、ボス取付用孔１２ａの内径寸法に対し、スキマ０あるいは締りばめとなる寸法に設定されている。さらに、ボス１６の外周部は、前記ボス取付用孔１２ａに圧入内嵌される部位の左右内方側（アーム６のボス筒部２０に対向する側）が、段差面１６ｂを介して大径に形成されている。そしてボス１６は、該段差面１６ｂがブラケット１２の左右内方側面１２ｂに突き当る状態で、ボス取付用孔１２ａに圧入内嵌されるようになっており、これにより、ボス１６の左右内方側端面１６ｃからの横荷重を、ブラケット１２で受け止めることができるように構成されている。
さらに、前記圧入内嵌せしめたボス１６とブラケット１２との嵌合部を溶接２５する。この場合、ボス１６の最終仕上げ寸法の精度を確保できるように、治工具を用いて溶接を行うことになるが、該溶接は、ボス１６のブラケット１２に対する回転を規制したり、ボス１６とブラケット１２との間の防水を計る程度で良く、少量の溶接金属量を用いて、あるいは溶接金属を用いることなく施工される。而して、ボス１６はブラケット１２に一体的に固定されるように構成されている。
尚、前述した右側のブラケット１２に取付けられるボス１６は、該ボス１６の左右外方側面１６ｄと右側ブラケット１２の左右外方側面１２ｃとが略面一状となるように設定されているが、左側のブラケット１１に取付けられるボス１４は、図３に示す如く、ボス１４とサポートピン１８とを止着する止めボルト２１が挿通されるため、左側ブラケット１１の左右外方側面１１ｃからボス１４の左右外方側面１４ｄが突出する状態で取付けられる。そして、ボス１４をブラケット１１に取付けるとき、まず上記突出する部位がボス取付用孔１１ａに挿通されることになるが、この場合、突出部位のボス１４の外径寸法をボス取付用孔１１ａの内径寸法よりも少し小径に設定することにより、該突出部位の挿入抵抗をなくすことができる。
【０００８】
叙述の如く構成されたものにおいて、バケット７に一体的に形成されたブラケット１１、１２に、サポートピン１７、１８を貫通支持する貫通孔１３ａ〜１６ａが開設された筒状のボス１３〜１６を固定するにあたり、これらボス１３〜１６は、単品仕上げ加工された後、ブラケット１１、１２に開設されたボス取付用孔１１ａ、１２ａに圧入状態で内嵌され、しかる後、ボス１３〜１６とボス取付用孔１１ａ、１２ａとの嵌合部に溶接が施されることになる。
この様に、本実施の形態にあっては、ボス１３〜１６は、ブラケット１１、１２のボス取付用孔１１ａ、１２ａに圧入内嵌されることになり、この結果、バケット作業時におけるサポートピン１７、１８からの負荷を、直接ボス１３〜１６からブラケット１１、１２に流すことができることになって、必要な強度を確実に確保することができる許りか、溶接部にかかる負担が大幅に低減するため、溶接金属量を少なく、あるいはなくすことができ、コストダウンに寄与できる。
しかもこのものでは、ボス１３〜１６は単品で仕上げ加工されるため、ボス端面や貫通孔１３ａ〜１６ａの内径部に熱処理等の加工を容易に行うことができ、また、硬度を必要とするボス端面や内径部について、限定的に熱処理等の加工を行えることから、従来使用していた非調質綱などの高価な鋼材を使用する必要が無く、コスト的に有利である。さらに、ブラケットが固着されるバケット本体ごとボスの仕上げ加工を行うダブリングボス方式のもののように、マテハンや加工作業が困難となることがなく、製造も容易であって、さらなるコストダウンに寄与できる。
またこのものでは、ボス１３〜１６の仕上げ加工後に溶接が行われることになるが、この場合、前述したように溶接金属量は少量、あるいは溶接金属を用いないで施工されるため、溶接時の歪が殆ど無く、治工具を用いるだけで、ボス１３〜１６の最終仕上げ寸法の精度を充分に確保することができる。
そのうえ、本実施の形態では、ボス１３〜１６の外周部に、ブラケット１１、１２の左右内方側面１１ｂ、１２ｂに突当る段差面１４ｂ、１６ｂ（ボス１３、１５の段差面は図示せず）が形成されているため、ボス１３〜１６の左右内方側端面からの横荷重が、段差面１４ｂ、１６ｂを介してブラケット１１、１２で受け止められることになって、強度的にさらに優位なものとすることができる。
【０００９】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、図６（Ａ）に示す第二の実施の形態の如く、ボス２６に、ブラケット２７に突当る段差面が形成されないものとすることもできるが、さらに、図６（Ｂ）に示す第三の実施の形態の如く、ブラケット２８のボス取付用孔２８ａの内周部およびボス２９の外周部に、圧入状態で嵌合する部位に隣接して、互いに嵌合する嵌合部２８ｂ、２９ａを形成したものでも良い。そして、この様な嵌合部２８ｂ、２９ａが形成されたものでは、ボス２９の端面２９ｂからの横荷重を、嵌合部２８ｂ、２９ａを介してブラケット２８で受け止めることができると共に、ボス２９とボス取付用孔２８ａとのあいだの寸法精度を上げることができるという利点がある。尚、図６（Ａ）、（Ｂ）において、３６はピン軸である。
さらに本発明は、バケットだけでなく、建設機械に設けられる種々のアタッチメントに実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの斜視図である。
【図２】バケット連結部の側面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】バケットの斜視図である。
【図５】要部断面図である。
【図６】（Ａ）は第二実施の形態を示す要部断面図、（Ｂ）は第三の実施の形態を示す要部断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は従来例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
７ バケット
１１、１２ ブラケット
１１ａ、１２ａ ボス取付用孔
１３〜１６ ボス
１３ａ〜１６ａ 貫通孔
１４ｂ、１６ｂ 段差面
１７、１８ サポートピン
２６ ボス
２７ ブラケット
２８ ブラケット
２８ａ ボス取付用孔
２８ｂ 嵌合部
２９ ボス
２９ａ 嵌合部
３６ ピン軸

Claims (1)

1. アタッチメントを、ピン軸を介して揺動自在に軸支してなる建設機械において、アタッチメントに一体的に形成されたブラケットに、前記ピン軸を貫通支持する貫通孔が開設された筒状のボスを固定すると共に、ブラケットにボス取付用孔を開設し、該ボス取付用孔の内周部に、ボスの外周部を圧入状態で嵌合せしめるにあたり、ブラケットのボス取付用孔の内周部およびボスの外周部に、圧入状態で嵌合する部位に隣接して、互いに嵌合する嵌合部を形成したことを特徴とする建設機械におけるアタッチメントの軸支部構造。

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