JPH09151934A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い荷重に対する機械的強度を十分に向上で
き、ブッシュをボス部のブッシュ嵌合穴に確実に位置決
めできるようにする。 【解決手段】 長尺の軸寸法Ｌ1 を有した各第１ブッシ
ュ２０と、短尺の軸寸法Ｌ2 を有した各第２ブッシュ２
１とをそれぞれ焼結含油合金によって別個に一体成形す
る。そして、各第１，第２ブッシュ２０，２１によって
ブッシュ１９を構成することにより、ブッシュ１９全体
の軸寸法を長めの寸法Ｌに設定する。また、各アームボ
ス１６（アーム９）のブッシュ嵌合穴１６Ａ内には、軸
方向外側部に各第１ブッシュ２０を、軸方向中間部には
各第２ブッシュ２１をそれぞれ嵌着し、各挿通穴２０
Ａ，２１Ａ内には連結ピン２４を摺動可能に挿嵌する。
そして、連結ピン２４の両端側をバケット１０の各ブラ
ケット１８に一体に取付けることにより、バケット１０
をアーム９の先端側に連結ピン２４を介して回動可能に
保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば建設機械に
装備される作業装置のピン結合部等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、内周側に一対のブッシュ嵌合穴
が形成された筒状のボス部と、該ボス部の各ブッシュ嵌
合穴内に嵌着された一対のブッシュと、該各ブッシュを
介して前記ボス部を一対のブラケットに回動可能に連結
する連結ピンとを備えた軸受装置は知られている。

【０００３】この種の従来技術による軸受装置を油圧シ
ョベル等に装備される作業装置のピン結合部等に用いる
場合には、例えばアームの先端側に各ボス部を設け、該
各ボス部のブッシュ嵌合穴内に内周側が挿通穴となった
各ブッシュを嵌着すると共に、連結ピンを各ブッシュの
挿通穴内に摺動可能な状態で挿通し、該連結ピンの両端
側をバケットの一側に設けられた各ブラケットに一体に
取付けることにより、バケットを連結ピンを介してアー
ムに回動可能に連結するようにしている。

【０００４】そして、アームの先端側に配設されたバケ
ットは、リンク機構等を介してバケットシリンダを作動
させることにより、連結ピンを中心としてアームに対し
て回動し掘削作業等を行うようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
技術による軸受装置では、バケットの各ブラケットに一
体に取付けられた連結ピンを各ボス部内に嵌着された一
対のブッシュによって支持する構成としているため、ブ
ッシュの挿通穴内周面には連結ピンの外周面からバケッ
トの全重量分（土砂等の掘削時にはさらに土砂の重量も
加算される）に相当する面圧が常時作用する。

【０００６】このため、例えばバケットの重量、連結ピ
ンの径寸法等に基づいて、ブッシュの軸方向寸法を可能
な限り長く形成し、連結ピンの外周面に対する各ブッシ
ュ内周面の接触面積を大きくすることにより、各ブッシ
ュに作用する連結ピンからの面圧を相対的に小さくし、
これによってブッシュが連結ピンからの外力（荷重）に
よって、損傷、破損等を受けるのを防止するようにして
いる。

【０００７】しかし、前記ブッシュを焼結合金等によっ
て軸方向寸法を長めに形成した場合には、ブッシュの製
作が難しくなり、例えばブッシュの材料密度（内部密
度）に部分的なバラツキが生じ易くなって、ブッシュの
寸法精度や加工性および強度が低下してしまうという問
題がある。

【０００８】一方、ブッシュを焼結含油合金等により軸
寸法を短めに形成した場合には、ブッシュを高精度に形
成できるものの、上述したように連結ピンからの面圧が
大きくなり、ブッシュが損傷、破損を起こし易くなると
いう問題がある。

【０００９】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、本発明は高い荷重が作用した場合でも十
分な耐久性を確保できると共に、ブッシュがボス部のブ
ッシュ嵌合穴内でブッシュを確実に位置決めでき、ボス
部とブラケットとの円滑な相対回動を長期に亘って補償
できるようにした軸受装置を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、内周側に一対のブッシュ嵌合穴が形成
された筒状のボス部と、該ボス部の各ブッシュ嵌合穴内
に嵌着された一対のブッシュと、該各ブッシュを介して
前記ボス部を一対のブラケットに回動可能に連結する連
結ピンとを備えた軸受装置に適用される。

【００１１】そして、請求項１に記載の発明が採用する
構成の特徴は、前記ブッシュを、外周側が前記各ブッシ
ュ嵌合穴内に嵌着され、内周側に前記連結ピン用の挿通
穴が形成された一対の第１ブッシュと、該各第１ブッシ
ュ間に位置して前記ブッシュ嵌合穴内に配設され、内周
側に前記連結ピン用の挿通穴が形成された一対の第２ブ
ッシュとから構成し、前記各第１ブッシュを各第２ブッ
シュよりも軸方向寸法を長く形成したことにある。

【００１２】このように構成することにより、第１ブッ
シュと第２ブッシュによってブッシュ全体の軸方向寸法
を長くすることができると共に、ブッシュ全体に作用す
る連結ピン外周面からの面圧を相対的に小さくできる。

【００１３】また、偏荷重が加わり、相対的に第２ブッ
シュより大きな荷重がかかる第１ブッシュの軸方向寸法
を長くすることにより、ボス部のブッシュ嵌合穴に対す
る第１ブッシュ外周面の接触面積（接触抵抗）を大きく
することができ、外部から当該軸受装置に衝撃等が加え
られた場合でも、この衝撃力によって各第１ブッシュが
ブッシュ嵌合穴で位置ずれするのを防止することができ
る。

【００１４】また、請求項２に記載の発明では、前記各
第１，第２ブッシュを焼結含油合金からなる筒状体とし
て形成したことにある。

【００１５】このように構成することにより、各第１，
第２ブッシュを焼結含油合金によってそれぞれ別個に成
形することができ、該各第１，第２ブッシュの製作を容
易にできると共に、第１，第２ブッシュに自己潤滑性を
与えることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
軸受装置を油圧ショベルのピン結合部に適用した場合を
例に挙げて、添付図面に従って詳細に説明する。

【００１７】ここで、図１ないし図３は本発明の実施例
を示している。

【００１８】図において、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作業
機本体となる上部旋回体を示し、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上には運転室４、
機械室５およびカウンタウエイト６等が設けられてい
る。

【００１９】７は上部旋回体２の前部に俯仰動可能に設
けられた作業装置を示し、該作業装置７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８と、該ブ
ーム８の先端側にピン結合されたアーム９と、該アーム
９の先端側にピン結合されたバケット１０とから大略構
成され、これらブーム８、アーム９およびバケット１０
は、それぞれピン結合部を介して連結されたブームシリ
ンダ１１，アームシリンダ１２，バケットシリンダ１３
およびリンク１４，１４等を作動させることにより回動
操作を行うようになっている。

【００２０】そして、これら各ピン結合部には、本実施
例の軸受装置が装備されており、例えばアーム９とバケ
ット１０とは、図２および図３に示す軸受装置を介して
回動可能に結合されている。

【００２１】１５はアーム９の先端側に設けられた筒状
のボス部を示し、該ボス部１５は、アーム９の先端側に
幅方向に離間してそれぞれ突出形成され、内周側にブッ
シュ嵌合穴１６Ａ，１６Ａが形成された筒体状の一対の
アームボス１６と、該各アームボス１６を溶接等の手段
により互いに一体的に連結したボスパイプ１７とから構
成されている。

【００２２】１８，１８はバケット１０の外側に突設さ
れ、アーム９のアームボス１６を挟むように配置された
一対のブラケットを示し、該各ブラケット１８には後述
の連結ピン２４が挿通されるピン挿通穴１８Ａ，１８Ａ
が穿設されている。

【００２３】１９，１９はアームボス１６のブッシュ嵌
合穴１６Ａ内に設けられた筒状のブッシュを示し、該各
ブッシュ１９は後述の第１ブッシュ２０と第２ブッシュ
２１とから構成されている。そして、該各ブッシュ１９
全体の軸方向寸法は図３に示す如く、長めの寸法Ｌ（例
えば、約８０ｍｍ程度）に設定されている。

【００２４】２０，２０は各ブッシュ１９の一部を構成
する一対の第１ブッシュを示し、該各第１ブッシュ２０
は図２および図３に示す如く、焼結含油合金から筒体状
として一体成形されている。ここで、各第１ブッシュ２
０の製造方法としては、例えば、鉄を主成分とし、銅
（１６〜２２ｗｔ％）および炭素（０．６〜１．０ｗｔ
％）を含んだ焼結合金からなる筒状体に浸炭焼入れを施
すと共に、真空含油処理によってこの筒状体に高粘度油
（ＩＳＯ規格ＶＧ４６０）を含浸させた後に、仕上げ加
工を施すことにより製作される。

【００２５】そして、各第１ブッシュ２０は内周側に後
述の連結ピン２４用の挿通穴２０Ａが形成され、各アー
ムボス１６のブッシュ嵌合穴１６Ａにその軸方向中間部
の位置まで圧入されている。

【００２６】ここで、各第１ブッシュ２０の軸方向寸法
は長尺の寸法Ｌ1 （例えば、約６０ｍｍ程度）に設定さ
れ、これによってブッシュ嵌合穴１６Ａ内周面に対する
各ブッシュ１９内周面の接触面積（接触抵抗）を大きく
できるようにしている。なお、寸法Ｌ1 はブッシュ１９
の成形加工が容易に施せるように、例えば、約７０ｍｍ
程度以下に設定するのがよい。

【００２７】２１，２１は各第１ブッシュ２０間に位置
して、各アームボス１６のブッシュ嵌合穴１６Ａ内に設
けられた一対の第２ブッシュを示し、該各第２ブッシュ
２１は図２および図３に示す如く、前記各第１ブッシュ
２０と同様の製造方法によって焼結含油合金等から成形
され、内周側には連結ピン２４用の挿通穴２１Ａが形成
されている。ここで、各第２ブッシュ２１の軸方向寸法
は、前記各第１ブッシュ２０よりも短尺の寸法Ｌ2 （例
えば、約２０ｍｍ程度）に設定されている。

【００２８】そして、各第２ブッシュ２１は各アームボ
ス１６のブッシュ嵌合穴１６Ａ内に圧入され、その軸方
向外側の端面を各第１ブッシュ２０の軸方向内側の端面
に当接させると共に、軸方向内側端面を後述のシール用
パイプ２２の両端面に当接させることにより、ブッシュ
嵌合穴１６Ａ内に抜止め状態で嵌着される。

【００２９】２２は各第２ブッシュ２１間に位置し、連
結ピン２４の外周側に配設された円筒状のシール用パイ
プを示し、該シール用パイプ２２はその軸方向両端側が
各ブッシュ嵌合穴１６Ａ（アームボス１６）内に液密状
態で圧入されている。そして、シール用パイプ２２と連
結ピン２４との間には前記高粘度油と同様の潤滑油Ｇが
封入され、該潤滑油Ｇは各ブッシュ２０，２１と連結ピ
ン２４との摺動面等に常時供給される。

【００３０】２３，２３はシール部材を示し、該各シー
ル部材２３は、例えばリップシール等から構成され、第
１ブッシュ２０よりも軸方向外側に位置して各アームボ
ス１６のブッシュ嵌合穴１６Ａ内に装着されている。そ
して、各シール部材２３は各ブッシュ２０，２１と連結
ピン２４との各摺動面間等に異物が侵入するのを防止す
ると共に、シール用パイプ２２と連結ピン２４との間に
封入された潤滑油Ｇが該各摺動面間から外部に漏洩する
のを防止するものである。

【００３１】２４は各ブラケット１８間にアームボス１
６を回動可能に連結した連結ピンを示し、該連結ピン２
４は両端側が各第１，第２ブッシュ２０，２１の挿通穴
２０Ａ，２１Ａ内に摺動可能に挿嵌されると共に、各ブ
ラケット１８のピン挿通穴１８Ａ内に挿嵌されている。
そして、連結ピン２４は、その軸方向一端側に設けられ
た大径頭部２４Ａ側が一方のブラケット１８に取付けら
れると共に、軸方向他端側に抜止めピン２５および固定
リング２６を介して他方のブラケット１８に取付けら
れ、一対のブラケット１８に対して抜止め、廻り止め状
態に保持されている。

【００３２】本実施例による軸受装置は上述の如き構成
を有するもので、当該軸受装置を介してアーム９の先端
側にピン結合されたバケット１０は、アームボス１６に
取付つけた各ブッシュ１９に対し、連結ピン２４を回動
させることにより、アーム９の先端側で回動動作を行
う。このとき、各ブッシュ１９の内周面にはバケット１
０と各ブラケット１８を介して一体となった連結ピン２
４から高荷重が負荷となって作用する。

【００３３】ここで、各ブッシュ１９は長尺の軸寸法Ｌ
1 を有した各第１ブッシュ２０と，短尺の軸寸法Ｌ2 を
有した各第２ブッシュ２１とから構成されるため、各ブ
ッシュ１９全体の軸寸法を長めの寸法Ｌに設定すること
ができる。この結果、連結ピン２４の外周面に対する各
ブッシュ１９（挿通穴２１Ａ，２０Ａの内周面）の接触
面積を効果的に大きくすることができると共に、バケッ
ト１０と一体となった連結ピン２４外周面からの各ブッ
シュ１９に作用する面圧を相対的に小さくすることがで
き、これによって各ブッシュ１９の機械的強度（耐久
性）を大幅に向上させることができる。

【００３４】そして、各第１ブッシュ２０の軸寸法を長
尺の寸法Ｌ1 に設定することにより、アームボス１６の
ブッシュ嵌合穴１６Ａ内周面に対する接触面積（接触抵
抗）を効果的に大きくすることができ、これによって各
第１ブッシュ２０をブッシュ嵌合穴１６Ａ内に抜止め状
態で強固に嵌着しておくことができる。

【００３５】この結果、掘削作業時等にバケット１０に
対して外部から衝撃等が加えられ、各ブラケット１８の
内側端面が各アームボス１６の外側端面に対して強く衝
突するような場合でも、この衝撃力によって第１ブッシ
ュ２０がブッシュ嵌合穴１６Ａからシール部材２３側に
位置ずれしてしまい、該各シール部材２３が各ブラケッ
ト１８の内側端面側に押し出されてしまうのを確実に防
止できる。

【００３６】また、各第２ブッシュ２１は、その両端面
をそれぞれ各第１ブッシュ２０の軸方向外側端面とシー
ル用パイプ２２の両端面に対して当接させているから、
各第１ブッシュ２０とシール用パイプ２２とがそれぞれ
ストッパとなり、各第２ブッシュ２１がブッシュ嵌合穴
１６Ａ内から軸方向に位置ずれしてしまうのを確実に防
止することができる。

【００３７】従って、本実施例では、各ブッシュ１９を
長尺の軸寸法Ｌ1 を有した各第１ブッシュ２０と、短尺
の軸寸法Ｌ2 を有した第２ブッシュ２１とから二つの別
個の部材によって構成することにより、各第１，第２ブ
ッシュ２０，２１を焼結含油合金によって容易に製作、
加工することができ、寸法精度を確実に向上させること
ができる。しかも、各ブッシュ１９の軸方向寸法を長め
の寸法Ｌに設定することができ、これによってバケット
１０と一体となった連結ピン２４からの大きな荷重に対
しても耐久性を向上できると共に、ブッシュ１９全体の
機械的強度を確実に高めることができる。

【００３８】また、掘削作業時に外部からバケット１０
等に強い衝撃が加えられた場合でも、この衝撃力によっ
て各ブッシュ１９全体がアームボス１６の各ブッシュ嵌
合穴１６Ａ内から軸方向に位置ずれしてしまうのを確実
に防止でき、連結ピン２４を各ブッシュ１９を介してボ
ス部１５により確実に支承でき、ボス部１５と各ブラケ
ット１８とを円滑に相対回動させることができる。

【００３９】なお、前記実施例では、シール用パイプ２
２と連結ピン２４との間に収容された潤滑油Ｇを各第
１，第２ブッシュ２０，２１に常時供給するものとして
述べたが、本発明はこれに限らず、例えばシール用パイ
プ２２内に潤滑油Ｇ等を収容しない場合でも、焼結含油
合金からなる各第１，第２ブッシュ２０，２１によって
連結ピン２４との摺動面を潤滑状態に保持できるもので
ある。

【００４０】また、前記実施例では、各第１，第２ブッ
シュ２０，２１を焼結含油合金等によって形成するもの
として述べたが、本発明はこれに限らず、例えば機械構
造用炭素鋼（ＳＴＫＭ１６Ａ）等の高強度の金属材料等
で形成してもよく、また、エンジニアリングプラスチッ
ク等の自己潤滑性を有する高強度材料で形成してもよ
い。

【００４１】さらに、前記実施例では、当該軸受装置を
アーム９とバケット１０との間のピン結合部に設けるも
のとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図１
に示した作業装置７のうち、旋回フレーム３とブーム８
との間のピン結合部、ブーム８とアーム９との間のピン
結合部に当該軸受装置を適用してもよく、また油圧ショ
ベルに限らず、油圧クレーン等の他の建設機械に適用し
てもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、請求
項１に記載の如く、ボス部のブッシュ嵌合穴内に嵌着さ
れるブッシュを、２個の別部材からなる第１ブッシュと
第２ブッシュとから構成し、前記各第１ブッシュは各第
２ブッシュよりも軸方向寸法を長く形成したから、ブッ
シュ全体の軸方向寸法を長く設定することができ、連結
ピンの外周面から第１，第２ブッシュのブッシュ嵌合穴
内周面に作用する面圧を効果的に小さくできると共に、
ブッシュ嵌合穴の内周面に対する第１ブッシュの外周面
の接触面積（接触抵抗）を効果的に大きくすることがで
きる。

【００４３】従って、ブッシュに対してブラケットと一
体となった連結ピンから大きな外力（荷重）が作用した
場合でも、このような荷重に対して耐久性を向上できる
と共に、ブッシュ全体の機械的強度を確実に高めること
ができる。

【００４４】また、当該軸受装置に外部から大きな衝撃
等が加えられた場合でも、このときの衝撃力によってブ
ッシュ全体がブッシュ嵌合穴から軸方向に位置ずれして
しまうのを確実に防止でき、各ブラケットと各ボス部と
の円滑な相対回動を長期に亘って補償することができ
る。

【００４５】さらに、請求項２に記載の発明では、各第
１，第２ブッシュを焼結含油合金によって容易に製作、
加工することができ、各ブッシュ全体の寸法精度を確実
に向上させることができると共に、第１，第２ブッシュ
に自己潤滑性を与えることができ、各ブラケットと各ボ
ス部との円滑な相対回動を長期に亘って確実に補償する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による軸受装置が適用される油
圧ショベルの作業装置等を示す外観図である。

【図２】図１中の矢示II−II方向からみた軸受装置を示
す縦断面図である。

【図３】図２中のボス部、ブッシュおよび連結ピン等を
拡大して示す要部断面図である。

【符号の説明】

７ 作業装置 ９ アーム １０ バケット １５ ボス部 １６ アームボス １６Ａ ブッシュ嵌合穴 １８ ブラケット １９ ブッシュ ２０ 第１ブッシュ ２０Ａ 挿通穴 ２１ 第２ブッシュ ２１Ａ 挿通穴 ２２ シール用パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 盛雄 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 小笠原 学 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周側に一対のブッシュ嵌合穴が形成さ
   れた筒状のボス部と、該ボス部の各ブッシュ嵌合穴内に
   嵌着された一対のブッシュと、該各ブッシュを介して前
   記ボス部を一対のブラケットに回動可能に連結する連結
   ピンとを備えた軸受装置において、 前記ブッシュは、外周側が前記各ブッシュ嵌合穴内に嵌
   着され、内周側に前記連結ピン用の挿通穴が形成された
   一対の第１ブッシュと、該各第１ブッシュ間に位置して
   前記ブッシュ嵌合穴内に配設され、内周側に前記連結ピ
   ン用の挿通穴が形成された一対の第２ブッシュとから構
   成し、前記各第１ブッシュは各第２ブッシュよりも軸方
   向寸法を長く形成したことを特徴とする軸受装置。
2. 【請求項２】 前記各第１，第２ブッシュは焼結含油合
   金からなる筒状体として形成してなる請求項１に記載の
   軸受装置。