JP7148433B2 - 隙間調整部材 - Google Patents

Description

本発明は、第１の部材と第２の部材とを相対回転自在に円柱状のピンによって連結するピン連結構造において、第１の部材と第２の部材との軸方向隙間を調整するための隙間調整部材に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械においては、第１の部材と第２の部材とを相対回転自在に円柱状のピンによって連結するピン連結構造が多く採用されている。このピン連結構造では、第１の部材と第２の部材との軸方向隙間を調整するため、第１の部材と第２の部材との軸方向隙間において環状のシムがピンに装着される。また、建設機械が長時間使用され、第１の部材および第２の部材のそれぞれの摺動面が摩耗することによって軸方向隙間が拡大した場合にも、摩耗によって拡大した軸方向隙間を調整するためシムがピンに装着されることもある。

第１の部材と第２の部材との軸方向隙間において環状のシムをピンに着脱する際には、第１の部材および第２の部材からピンを抜いてピン連結構造を分解する必要があり、シム着脱作業は比較的時間のかかる煩わしい作業である。

この点、下記特許文献１には着脱容易なシムが記載されており、このシムは、開口部を有するＣ形状に形成されている。そして、このシムは、第１の部材と第２の部材との軸方向隙間において、開口部を介してピンに容易に着脱することができるようになっている。

特開２０１３－５３４３８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されているシムにおいては、Ｃ形状に形成されていることからピンに装着された際にピンを挟み込むため容易にはピンから脱落しないようになっているものの、外力が付与された場合には開口部を介してピンから脱落してしまうおそれがある。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、着脱作業が容易であると共にピンから脱落するおそれがない隙間調整部材を提供することである。

上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下の隙間調整部材である。すなわち、第１の部材と第２の部材とを相対回転自在に円柱状のピンによって連結するピン連結構造において前記第１の部材と前記第２の部材との軸方向隙間を調整するための隙間調整部材であって、前記軸方向隙間において前記ピンに装着されるＵ形状ないしＣ形状のシムと、前記シムを解除自在に拘束する拘束手段とを備え、前記シムの外周縁には径方向外側に突出する被拘束片が形成されており、前記拘束手段は前記ピンの径方向外側において周方向に間隔をおいて配置された一対の拘束片を含み、前記一対の拘束片の片方の周方向片側端部には周方向片側に向かって軸方向片側に傾斜して延びる片側傾斜片が設けられ、前記一対の拘束片の他方の周方向他側端部には周方向他側に向かって軸方向片側に傾斜して延びる他側傾斜片が設けられており、前記軸方向隙間に向かって前記シムが挿入されると、前記被拘束片が前記片側傾斜片を周方向片側に向かって押し付けて弾性変形させつつ乗り越えることにより、あるいは前記被拘束片が前記他側傾斜片を周方向他側に向かって押し付けて弾性変形させつつ乗り越えることにより、前記被拘束片が前記一対の拘束片間に位置づけられると共に前記シムが前記ピンに装着される隙間調整部材である。

好ましくは、前記拘束手段は前記軸方向隙間において前記シムと共に前記ピンに装着されるＵ形状ないしＣ形状の板材から構成され、前記一対の拘束片は前記板材の外周縁から径方向外側に突出している。前記拘束手段は前記軸方向隙間において前記シムと共に前記ピンに装着される環状の板材から構成され、前記一対の拘束片は前記板材の外周縁から径方向外側に突出しているのが好適である。前記一対の拘束片は、前記第１の部材において前記ピンが挿入される第１のボス部または前記第２の部材において前記ピンが挿入される第２のボス部のいずれかの外周面から径方向外側に突出しているのが好都合である。

本発明が提供する隙間調整部材においては、第１の部材と第２の部材との軸方向隙間に向かってシムが挿入されると、被拘束片が片側傾斜片を周方向片側に向かって押し付けて弾性変形させつつ乗り越えることにより、あるいは被拘束片が他側傾斜片を周方向他側に向かって押し付けて弾性変形させつつ乗り越えることにより、被拘束片が一対の拘束片間に位置づけられると共にシムがピンに装着されるので、ピンへの装着作業が容易である。

本発明の隙間調整部材においては、片側傾斜片が片方の拘束片の周方向片側端部から周方向片側に向かって軸方向片側に傾斜して延びているから、被拘束片が一対の拘束片間に位置づけられた際には、周方向他側へシムが回転しようしても被拘束片が片側傾斜片に当たるので阻止される。また、他側傾斜片が他方の拘束片の周方向他側端部から周方向他側に向かって軸方向片側に傾斜して延びているから、被拘束片が一対の拘束片間に位置づけられた際には、周方向片側へシムが回転しようとしても被拘束片が他側傾斜片に当たるので阻止される。したがって、被拘束片が一対の拘束片間に位置づけられるとシムが拘束手段に拘束されるので、ピンに装着されたシムが脱落するおそれがない。

さらに、本発明の隙間調整部材においては、片側傾斜片または他側傾斜片を拘束片に対して平行な向きに近づくように弾性変形させる外力が加えられると、拘束手段によるシムの拘束が解除されるため、ピンからの取り外し作業も容易である。

本発明に従って構成された隙間調整部材の斜視図。 （ａ）図１に示す隙間調整部材のシムがピンに装着される状態を示す斜視図、（ｂ）図１に示す隙間調整部材のシムがピンに装着された状態を示す斜視図。 図２（ｂ）におけるＡ－Ａ線矢視図。 本発明に従って構成された隙間調整部材の第１の変形例を示す正面図。 本発明に従って構成された隙間調整部材の第２の変形例を示す正面図。 本発明に従って構成された隙間調整部材の第３の変形例を示す正面図。

以下、本発明に従って構成された建設機械の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１および図２を参照して説明すると、全体を符号２で示す隙間調整部材は、ピン連結構造の軸方向隙間において円柱状のピンＰ（図２参照。）に装着されるシム４と、シム４を解除自在に拘束する拘束手段６とを備える。

図１に示すとおり、シム４は、鋼板等の適宜の金属製板材から全体としてＵ形状ないしＣ形状に形成されている。シム４の外周縁には、径方向外側に突出する矩形状の被拘束片８と、被拘束片８と周方向に間隔をおいて径方向外側に突出する三角形状の把持片１０とが形成されている。なお、シム４の厚みはピン連結構造の軸方向隙間に応じて任意に設定され、シム４の内径ＤはピンＰの直径に応じて任意に設定される。

拘束手段６は、図示の実施形態では図１に示すとおり、鋼板等の適宜の金属製板材から全体としてＵ形状ないしＣ形状に形成されており、ピン連結構造の軸方向隙間においてシム４と共にピンＰに装着される。このため、図示の実施形態の隙間調整部材２では、ピン連結構造の軸方向隙間に対応してシム４および拘束手段６の厚みが任意に設定される。なお、拘束手段６の内径ｄはシム４の内径と同一でよい。

拘束手段６を構成する板材の外周縁には、周方向に間隔をおいて径方向外側に突出する矩形状の一対の拘束片１２ａ、１２ｂと、一対の拘束片１２ａ、１２ｂと周方向に間隔をおいて径方向外側に突出する三角形状の把持片１４とが形成されている。

片方の拘束片１２ａ（図１において左側の拘束片）の周方向片側端部（図１の紙面上方から見て時計方向下流側端部）には、周方向片側（図１の紙面上方から見て時計方向）に向かって軸方向片側（図１において紙面奥側）に傾斜して延びる矩形状の片側傾斜片１６ａが設けられている。また、他方の拘束片１２ｂ（図１において右側の拘束片）の周方向他側端部（図１の紙面上方から見て時計方向上流側端部）には、周方向他側（図１の紙面上方から見て反時計方向）に向かって軸方向片側（図１において紙面奥側）に傾斜して延びる矩形状の他側傾斜片１６ｂが設けられている。

図示の実施形態の隙間調整部材２をピンＰに装着する際は、図２（ａ）に示すとおり、まず、拘束手段６を構成する板材を軸方向隙間においてピンＰに装着させ、ピンＰの径方向外側に一対の拘束片１２ａ、１２ｂを位置づける。次いで、図２（ａ）に矢印Ｘ１で示す方向にシム４を移動させて軸方向隙間に挿入する。そうすると、シム４の被拘束片８が他側傾斜片１６ｂを周方向他側に向かって押し付けることになる。これによって、他側傾斜片１６ｂが拘束片１２ｂに対して平行な向きに近づくように弾性変形し、図２（ｂ）に示すとおり、シム４の被拘束片８が他側傾斜片１６ｂを乗り越えて片方の拘束片１２ａと他方の拘束片１２ｂとの間に位置すると共にシム４がピンＰに装着される。このように、シム４を軸方向隙間に挿入することによって、シム４をピンＰに装着することができるので、シム４の装着のための作業スペースが狭く入り組んでいても、隙間調整部材２をピンＰに容易に装着することができる。なお、隙間調整部材２をピンＰに装着する際は、シム４をピンＰに装着した後、拘束手段６を構成する板材を軸方向隙間に挿入してもよい。

隙間調整部材２においては、上述のとおり、片側傾斜片１６ａが片方の拘束片１２ａの周方向片側端部から周方向片側に向かって軸方向片側に傾斜して延びているから、被拘束片８が片方の拘束片１２ａと他方の拘束片１２ｂとの間に位置づけられた際には、図３に示すとおり、周方向他側（図３において矢印Ｃで示す方向）へシム４が回転しようしても被拘束片８が片側傾斜片１６ａに当たるので阻止される。これについては図３を参照することによって理解されるとおり、被拘束片８が片側傾斜片１６ａに当たると、片側傾斜片１６ａが拘束片１２ａに対して垂直な向きに近づくように変形させる力が被拘束片８から片側傾斜片１６ａに作用するため、被拘束片８は片側傾斜片１６ａを乗り越えることができず、被拘束片８のＣ方向への回転が阻止される。

また、他側傾斜片１６ｂが他方の拘束片１２ｂの周方向他側端部から周方向他側に向かって軸方向片側に傾斜して延びているから、被拘束片８が片方の拘束片１２ａと他方の拘束片１２ｂとの間に位置づけられた際には、周方向片側へシム４が回転しようとしても被拘束片８が他側傾斜片１６ｂに当たるので阻止される。したがって被拘束片８が片方の拘束片１２ａと他方の拘束片１２ｂとの間に位置づけられるとシム４が拘束手段６に拘束されるので、ピンＰに装着されたシム４が脱落するおそれがない。

一方、隙間調整部材２をピンＰから取り外す際は、まず、他側傾斜片１６ｂを拘束片１２ｂに対して平行な向きに近づくように弾性変形させる。これによって、拘束手段６によるシム４の拘束が解除され、周方向片側へのシム４の回転および移動が許容されることになる。次いで、シム４の把持片１０を把持し、図２（ｂ）に矢印Ｘ２で示す方向にシム４を移動させ、シム４を取り外す。そして、拘束手段６の把持片１４を把持し、ピンＰから拘束手段６を取り外す。このようにして、隙間調整部材２をピンＰから容易に取り外すことができる。

なお、シム４の数量は任意に設定され、拘束手段６を構成する板材１個に対して複数のシム４がピンＰに装着されてもよい。また、拘束手段６を構成する板材と共にシム４が複数設けられていてもよい。

上述の実施形態では、シム４の被拘束片８が１個設けられている例を説明したが、図４に示すとおり、シム４の径方向中心を挟んで対向する位置に被拘束片８が２個設けられていてもよい。この場合には、拘束手段６を構成する板材の周方向両側端部に拘束片１２ａ、１２ｂおよび傾斜片１６ａ、１６ｂが設けられているのが好ましい。これによって、被拘束片の個数が２個に増えても、拘束片および傾斜片の個数を増やすことなく、シムを解除自在に拘束する拘束手段の機能を達成することができる。

また、隙間調整部材２は、ピン連結構造の各部材を組み付けた際に許容値以上の軸方向隙間が生じた場合等に使用されることが多いが、ピン連結構造の各部材を組み付ける際に隙間調整部材２を必ず使用するようになっている場合には、図５に示すとおり、拘束手段は、環状の板材１８から構成されていてもよい。

さらに、上述の図示の実施形態では、ピン連結構造の軸方向隙間においてシム４と共にピンＰに装着される板材から拘束手段６が構成され、一対の拘束片１２ａ、１２ｂが板材の外周縁から径方向外側に突出している例を説明したが、一対の拘束片は、第１の部材においてピンが挿入される第１のボス部または第２の部材においてピンが挿入される第２のボス部のいずれかの外周面から径方向外側に突出していてもよく、これについて図６を参照して説明する。

図６には、円柱状のピン（図示していない。）によって相対回転自在に連結される第１の部材２０および第２の部材２２のそれぞれの一部が示されている。図６に示されている第１の部材２０の一部はピンが挿入される円筒状のボス部であり、このボス部の外周面には周方向に間隔をおいて一対の雌ねじ２４が形成されている。そして、図６に示す例における拘束手段２６は、第１の部材２０のボス部の外周面に対応して弧状に形成された矩形状の基板２８を含む。この基板２８には、雌ねじ２４の間隔に対応して配置された一対の貫通開口３０が形成されており、一対のボルト（図示していない。）によって基板２８が第１の部材２０のボス部の外周面に固定される。

基板２８の周縁には、周方向に間隔をおいて径方向外側に延びる矩形状の一対の拘束片３２ａ、３２ｂが形成されている。そして、片方の拘束片３２ａの周方向片側端部には、周方向片側に向かって軸方向片側に傾斜して延びる矩形状の片側傾斜片３４ａが設けられ、他方の拘束片３２ｂの周方向他側端部には、周方向他側に向かって軸方向片側に傾斜して延びる矩形状の他側傾斜片３４ｂが設けられている。このような図６に示す拘束手段２６においても、上述の図示の実施形態と同様にシム４を解除自在に拘束することができ、したがって、着脱作業が容易であると共にピンから脱落するおそれがない隙間調整部材が提供される。なお、基板２８は第１の部材２０のボス部の外周面に溶接により固定されていてもよく、あるいは、片側傾斜片３４ａを有する拘束片３２ａと、他側傾斜片３４ｂを有する拘束片３２ｂとが第１の部材２０のボス部の外周面に直接的に接続されていてもよい。また、基板２８は、第１の部材２０のボス部の各雌ねじ２４にスタッドボルト（図示していない。）を固定した上で、スタットボルトに基板２８の貫通開口２８を通し、スタットボルトとナット（図示していない。）とで基板２８を固定するようにしてもよく、あるいは、バンド部材（図示していない。）で基板２８を第１の部材２０のボス部に固定するようにしてもよい。なお、第１の部材においてピンが挿入される第１のボス部または第２の部材においてピンが挿入される第２のボス部のいずれかの外周面に一対の拘束片が設けられる形態は、上述の形態に限定されるものではない。

２：隙間調整部材
４：シム
６：拘束手段
８：被拘束片
１２ａ：片方の拘束片
１２ｂ：他方の拘束片
１６ａ：片側傾斜片
１６ｂ：他側傾斜片

Claims (4)

1. 第１の部材と第２の部材とを相対回転自在に円柱状のピンによって連結するピン連結構造において前記第１の部材と前記第２の部材との軸方向隙間を調整するための隙間調整部材であって、
   前記軸方向隙間において前記ピンに装着されるＵ形状ないしＣ形状のシムと、前記シムを解除自在に拘束する拘束手段とを備え、
   前記シムの外周縁には径方向外側に突出する被拘束片が形成されており、
   前記拘束手段は前記ピンの径方向外側において周方向に間隔をおいて配置された一対の拘束片を含み、
   前記一対の拘束片の片方の周方向片側端部には周方向片側に向かって軸方向片側に傾斜して延びる片側傾斜片が設けられ、前記一対の拘束片の他方の周方向他側端部には周方向他側に向かって軸方向片側に傾斜して延びる他側傾斜片が設けられており、
   前記軸方向隙間に向かって前記シムが挿入されると、前記被拘束片が前記片側傾斜片を周方向片側に向かって押し付けて弾性変形させつつ乗り越えることにより、あるいは前記被拘束片が前記他側傾斜片を周方向他側に向かって押し付けて弾性変形させつつ乗り越えることにより、前記被拘束片が前記一対の拘束片間に位置づけられると共に前記シムが前記ピンに装着される隙間調整部材。
2. 前記拘束手段は前記軸方向隙間において前記シムと共に前記ピンに装着されるＵ形状ないしＣ形状の板材から構成され、前記一対の拘束片は前記板材の外周縁から径方向外側に突出している、請求項１に記載の隙間調整部材。
3. 前記拘束手段は前記軸方向隙間において前記シムと共に前記ピンに装着される環状の板材から構成され、前記一対の拘束片は前記板材の外周縁から径方向外側に突出している、請求項１に記載の隙間調整部材。
4. 前記一対の拘束片は、前記第１の部材において前記ピンが挿入される第１のボス部または前記第２の部材において前記ピンが挿入される第２のボス部のいずれかの外周面から径方向外側に突出している、請求項１に記載の隙間調整部材。

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