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1. WO1991008352 - CONNECTING PIN DEVICE OF WORKING MACHINE LINK

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明 細 害

作 業機リンクの結合ピン装置

技 術 分 野

本 発明は建設機械等の作業機を揺動及び保持する作業 機 リンクの結合ピン装置に関する。

Si 技 術

建設機械、例えば油圧掘削機の作業機はブ一ム , ァ― ム ,バゲットなどの部品からなり、これら部品を M に連 結 して種々の姿勢で作業させるために、結合ピン装置が 設 けられている。第 1 2 図はこれら部品、装置の側面図 であってヽアーム 8 0 とバケット 8 1 、及びバケッ卜 0 1 とチルト π 'ンド 8 2 の一端をそれぞれビン装置 8 4 , り連結する。また、アーム 8 0 とチルトレ /ヾ一

8 3 の一端、及びチルトロッド 8 2 、チノレトレノヾ一 8 3 の他端とシリンダ 8 8 の口ッド 8 9 をそれぞれ他のピン 装置 8 6 , 8 7 で連結する。ロッド 8 9 を伸縮させると 、バケット 8 1 はビン装置 8 4 、を軸に揺動する

ピ ン装置 8 4 , 8 5 について、第 1 2 図の A - A 断面 を示す第 1 3 図により詳しく説明する。ピン 6 5 により 枢支結合されるバケット 8 1 のピンボス 6 1 L 及びケ -ン卜 8 1 R に取付けたスぺーサ 1 0 0 のボス 6 1 R とァ

—ム 8 0 ( またはチルトロッド 8 2 ) のピンボス 6 0 の 対向端面 6 l a , 6 0 a 間に溝部 2 0 を設けて、削弾性 リ ング 2 2 を挟み込ませる。ノケット 8 1 R のボス 1 0 1 に螺子部をもうけて、固定ブレート 1 0 2 を揷通する ボルト 6 4 によりスぺーサ 1 0 0 を移動させ、ピンボス 6 1 R , 6 0 を軸方向 S へ移動させることにより、刚弾 性 リング 2 2 を半径方向 R へ圧縮弾性拡開させる構造と な っている。そしてビン 6 5 とピンボス 6 1 R , 6 0 , 6 1 L との間隙によるガタを、刚弾性リング 2 2 の弾性 反力 により防止している。しかし、リンク作動時には刚 弾性 リング 2 2 とピンボス 6 1 R , 6 0 , 6 1 L の金属 同士が相対運動す るため、傾斜面取り部 6 0 b , 6 1 b の相互の摩耗が大きく耐久性が劣っていた。

ま た、他のピン装置 8 6 , 8 7 について、第 1 2 図の B _ B 断面を示す第 1 4 図により詳しく説明する。チル トレノ、'一 8 3 を、間隔をおいた一対のリンク 8 3 R 、 8 3 L として、これらリンク端部の同軸心位置にピン? 5 を 嵌入するためのビンボス 7 3 R 、 7 3 L を設ける。こ れ らピンボス 7 3 R 、 7 3 L の間にアーム 8 0 の先端に 設 けた筒状のビンボス 7 0 を嵌入させる。このピンボス 7 0 にはブッシュ 7 1 が嵌着されている。これらのピン ボス 7 3 R 、 7 3 L およびブッシュ 7 1 のピン穴を整合 のうえ、これにピン 7 5 を嵌入する。このピン 7 5 の一 端をボルト 7 4 によりリンク端部のピンボス 7 3 R に固 着 し、チルトレノ、'一 8 3 R 、 8 4 L とアーム 8 0 とをリ ンク結合している。

しかし、ピン 7 5 の嵌入および抜出しを容易にするた め、ピンボス 7 3 R 、 7 3 L およびブッシュ 7 1 の内径 寸 法をピン 7 5 の外径寸法より大きくしているため、半 径 方向 R に隙間(ガタ)がある。また、ビンボス 7 3 R 、 7 3 L の間にアーム 8 0 のピンボス 7 0 を挟入すると き も、これら部品の加工及び組立て誤差によって干渉し な いように、ピンボス 7 3 R 、 7 3 L 間の内幅寸法をピ ンボス 7 0 の外幅寸法より大きくしているため、軸方向 S に隙間がある。このようなリンク結合部の隙間は、作 業 機の俯仰姿勢や左右方向位置への作動停止の都度運動 惯性として残り、カタカタ音を発生する。更に、作業機 リ ンクの作動をやめても、リンク結合部の隙間のため、 作業機のピンを中心とした面転方向の運動惯性を拘束で きず、作業機のフラフラ揺れが短時間で停止しないとい う問題点かある。

本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、作 業機リンクのピン結合部における刚弾性リングの耐久性 を向上させると共に、ビン結合部の半径方向及び軸方向 の隙間を無くし、回転方向の慣性運動を抑制することに よ って騒音の発生を防止し、揺れが短時間で停止する作 業機リンクの結合ピン装置を提供することを目的として いる。

明 の 開 示

本発明は、建 §又等の作業機リンクの結合ピン装置 において、ピンにより結合される一方のリンクのピンボ ス と他方のリンクのピンボスとの対向端面間に V 型の溝 部を設-けると共に、リング本体と、その内周側に摺動材 と してのウレタンをコ一ティングしてなる内側部材と、 その外周側には內側部材に連結し、且つ他端が前記溝部 に 当接するようにウレタンをコ一ティングしてなる一対 の リップ部材と、該リング本体の装着時に開く合い口部 に ウレタンをコ一ティングしてなる合い Π 力バ一部材と を具備し 、該リング本体及びこれらの部材をー体成形し た刚弾性リングを、刖記溝部 ¾ しものである。こ の一体成形した削弾性リングの內側部材は、リングの中 心 方向にウレタンをコ一ティングしてなるブレ - ト部材 を備えても良い 。かかる構成よれヽリング本体はゥ レ タンにより周囲をコ一ティングされているので、特に 土砂 の入り易い部分はシ一ノレされることになり、削弾性 リングの耐久性を向上させ、緊迫力が損なわれることが な い。

;、弾性リングの内周側に前記溝部に適合する V 型 形 成面を形成し、この形成面の V 型の角度を前記溝部の V 型の角度よりも大きくした弾性リングを、前記溝部に 装 着したものである。この弾性リングは非金属製の弾性 リングであり、その内部に金属製の刚弾性リングを埋設 しても良い。さらに、この弾性リングは、内周側の V 型 形 成面にグリース逃がし溝を設け、外周側にはダスト侵 入 防止用のリップを設けても良い。かかる構成によれば 、 ピンボスの対向端面に軸方向 S の力を加えると、弾性 リングは前記 V 型の溝部により力を受けて変形し、その 反 発力により軸方向 S と半径方向 R に大きな推力を発生 す る。また、弾性リングの内部に刚弾性リングを埋設し た ため、半径方向 R の推力によって刚弾性リングを半径 方 向 R に変形し、その反力によって弾性リングの推力は 一層大きくなる。さらに、弾性リングに設けたリップに よ り、外部からの土砂の侵入を防止することができる。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の第 1 実施例に係る刚弾性リングの平 面図、第 2 図は第 1 図の側面の断面図、第 3 図は第 2 図 を ビンボスに装着した場合の断面図、第 4 図は本発明の 第 2 実施例に係る刚弾性リングをビンボスに装着した場 合の断面図、第 5 図は本発明の第 3 実施例に係る結合ピ ン装置の断面図、第 6 図は第 5 図の V 型溝部の拡大断面 図、第 7 図は本発明の第 3 実施例に係る弾性リングの拡 大断面図、第 8 図は刚弾性リングの斜視図、第 9 図は第 7 図の弾性リングをビンボスに装着した時の第 1 段階の 断面図、第 1 0 図は第 7 図の弾性リングをビンボスに装 着 した時の第 2 段階の断面図、第 1 1 図は第 7 図の弾性 リ ングをピンボスに装着完了した時の断面図、第 1 2 図 は油圧掘削機の作業機とこれに使用されている結合ピン 装置 の側面図、第 1 3 図は第 1 2 図における従来の結合 ピ ン装置の A — A 線拡大断面図、第 1 4 図は第 1 2 図に お ける従来の結合ビン装置の B — B 線拡大断面図である

発 明を実施するための最良の形態 本発明 の第 1 実施例について、第 1 図乃至第 3 図を参 照 して説明する。同一角度の傾斜面取り部 6 1 b , 6 0 b を持つ 2 つのピンボス 6 1 , 6 0 を相対してテ一ノ、'状 に 形成した溝部 2 0 には、両ビンボス 6 1 , 6 0 の軸方 向 S および半径方向 R のガタを防止するように、副弾性 リング 1 0 が取り付けてある。刚弾性リング 1 0 のリン グ 本体 2 の內周側には、摺動材としてのウレタンをコー テ ィングした内側部材 3 を設け、リング本体 2 の外周側 に はゥレタンをコ一ティングした一対のリップ部材 4 を 、 溝部 2 1 (詳しくは傾斜面取り部 6 l b , 6 0 b ) に それぞれ接するように設けてある。また、刚弾性リング 1 0 の装着時、合い口 5 の開く部分にウレタンをコ一テ ィングした合い口カバー部材 6 を設けてある。リング本 体 2 とこれらの部材とは一体で成形され、刚弾性リング 1 0 として 2 つのピンボス 6 1 , 6 0 の間に挟まれて装 着 されている。

内側部材 3 の一部には複数のグリース逃がし溝 7 を設 け、溝部 2 0 を潤滑している。一対のリップ部材 4 は溝 部 2 0 からの土砂の侵入を防止している。合い口カバー 部 材 6 は、合い口 5 の開く部分から土砂が侵入するのを 防 止している。なお、合い口カバー部材 6 のコ一ティン グ を合い口部 5 の開く部分のみでなく、リング本体 2 の 外 周側全体をカバーするように設けてもよい。

上 記構成により、作業機リンクの作動時に結合ピン装 置 の半径方向 R および軸方向 S のガタを低減し、リング 本 体 2 の緊迫力が失われることもない。

次 に、軸方向 S のガタをさらに改善する本発明の第 2 実 施例について、第 4 図により説明する。

リ ング本体 2 によるピン 6 5 の軸方向 S の荷重 F s よ り も大きな荷重が、外力または惧性力として 2 つのピン ボ ス 6 1 , 6 0 に働いた場合には、これらピンボス 6 1 , 6 0 の端面 6 1 a , 6 0 a が金属接触となり、騒音力 s 発生する。これを防止するために、剛弾性リング 1 0 の 内側部材 3 をビン 6 5 の近傍まで延县して、円板状のブ レート部材 8 を形成し、ピンボス 6 1 , 6 0 とそれぞれ 適宜隙間を保つように設けている。これにより端面 6 1 a , 6 0 a が金属接触するのを防止している。

次に本発明の第 3 実施例について、第 5 図乃至第 1 1 図を参照して説明する。第 5 図は第 1 2 図の B — B 線拡 大断面図で あり、チルトレバー 8 3 を間隔をおいた一対 の リンク 8 3 R 、 8 3 L とし、これらリンク 8 3 R、 8 3 L の一端にピン 4 5 を嵌入するためのピンボス 4 2 R 、 4 2 L を設けると共に、これらビンボス 4 2 R 、 4 2 L の間に、アーム 8 0 の先端に設けた筒状のピンボス 7 0 を挟入させる。ピンボス? 0 にはブッシュ 7 1 が嵌着 されている。ピンボス 4 2 R 、 4 2 L 及びブッシュ 7 1 の ピン穴を整合のうえ、一端にプレート 4 3 が固着され た ピン 4 5 を嵌入し、ボルト 4 4 によりピンボス 4 2 L に 固着する。ピン 4 5 には袷脂用のグリースニップル 4 6 が取着されている。ピンボス 4 2 R 、 4 2 L およびブ ッ シュ 7 1 のビン穴とピン 4 5 との嵌合は、組立容易化 の ため隙間を持つた寸法関係になっており、半径方向 R に 隙間を設けてある。ピン 4 5 の他端にはプレート 4 7 を介 して調整ボルト 4 9 が装着され、ピンボス 4 2 R に は プレート 4 7 がボルト 4 8 によって固着されている。 調整 ボルト 4 9 のねじ込み加減によってピンボス 4 2 R と 4 2 L との間隔を調整することができる。ピンボス 4 2 R 、 4 2 L とアーム 8 0 のピンボス 7 0 との対向端面 に は V 型の溝部 4 0 が形成され、弾性リング 3 0 を収容 している。第 6 図は V 型形成部 4 0 の拡大断面図で、対 向 端面 4 2 a , 7 0 a には軸方向 S と半径方向 R とに推 力 を分与する V 型形成面 4 2 b , 7 0 b を設けており、 各 ピンボス 4 2 R 、 4 2 L , 0 の外周側には対向端面

4 2 a , 7 0 a と平行な平行面 4 2 c , 7 0 c を設けて い る o

第 Ί 図は弾性リング 3 0 の断面図であり、例えばゴム 等 の弾性非金属材料のリング本体 3 1 の內周側には V 型 形 成面 3 2 がー対の突起部 3 3 を含めて形成され、これ らの上側には一対のリップ 3 4 が設けられている。この V 型形成面 3 2 には一個以上のグリース逃がし溝 3 5 が 設 けられている。この溝 3 5 は、ブッシュ 7 1 が無給脂 式 の場合は不要である。リング本体 3 1 には第 8 図に示 す ような璟状の一部を切断した、例えばばね鋼などの弾 性 金属材料からなる刚弾性璟状部材 3 6 が埋設されてい る 。この部材 3 6 は、リング本体 3 1 のみで十分に緊迫 力 ゃシール性が满足できる場合には不要である。弾性リ ン グ 3 0 の V 型形成面 3 2 の成す角度 Y は、第 9 図に示 す ピンボス 4 2 L ( 4 2 R ) , 7 0 の V 型形成面 4 2 b , 7 0 b の成す角度 X よりも大きくしてある( Y > X )

次に弾性リング 3 0 のセット状況および作用について 説明する。

第 9 図に示すように弾性リング 3 0 が自由状態の場合

、弾性リング 3 0 の一対の突起部 3 3 の幅 W は、ビンボ ス 4 2 L , 7 0 の外周側平行面 4 2 c , 7 0 (:の幅し 1 の方がより広い状態で、ピンボス 4 2 L , 7 0 の V 型形 成面 4 2 b , 7 0 b に接している( L 1 > W ) 。

第 1 0 図に示すように、締付けボルト 4 9 によりピン ボス 4 2 L ( 4 2 R ) , 7 0 に対し軸方向 S に力 F 1 を 加えて、上記平行部 4 2 c , 7 0 c の間隔 L 2 を弾性リ ング 3 0 の幅 W に等しくなるまで狭める( L 2 = W ) 。 そ うすると、突起部 3 3 付近は V 型形成面 4 2 b , 7 0 b により圧迫されて変形し、弾性力によって V 型形成面 4 2 b , 7 0 b に対し力 T 1 が発生する。この場合、弾 性 リング 3 0 の V 型形成面 3 2 の角度 Y はビンボス 4 2 L , 7 0 の V 型形成面 4 2 b , 7 0 b の角度 X より大( Y > X ) だから、突起部 3 3 付近の変形量は大きくなり 、大きな弾性力を発生する。同時に、弾性リング 3 0 も 半径方向 R に変形し、これに刚弾性璟状部材 3 6 が埋設 さ れている場合は、この部材 3 6 も半径方向 R に拡開さ れて 弾性反力を発生し、弾性リング 3 0 全体としてはピ ンボス 4 2 L , 7 0 の V 型形成面 4 2 b , 7 O b に対し 強 い力 T 1 を発生することになる。

第 1 1 図に示すように、締付けボルト 4 9 を更に締め 込ん でピンボス 4 2 L ( 4 2 R ) , 7 0 に対し軸方向 S に 力 F 2 を加え、その外周側平行面 4 2 c , 7 0 c の間 隔 L 3 を弾性リング 3 0 の突起部 3 3 の幅 W より小さく す る( L 3 < W ) 。そうすると突起部 3 3 は変形し、弾 性力 によって軸方向 S に力 Z を発生する。同時に、 V 型 形成面 4 2 b , 7 0 b に接する突起部 3 3 の変形量も更 に増大し、更に大きな力 T 2 を発生する。この状態でセ ットは完了し、力 T 2 の垂直分力によってピン 4 5 に対 してピンボス 4 2 L ( 4 2 R ) , 7 0 の調心作用が行わ れ 、半径方向 R のガタつきを抑制し、軸方向 S には力 Z お よび T 2 の水平分力によつて軸方向 S のガタつきを抑 制 する。また、弾性リング 3 0 とピンボス 4 2 L ( 4 2 R ) , . 7 0 との摩擦抵抗により回転方向のフラつきを抑 制 する。油逃がし溝 3 5 は第 1 1 図の状態においても通 路 P は確保されており、リッブ 3 4 のコーナはピンボス 4 2 L ( 4 2 R ) , 7 0 の外周側平行面 4 2 c , 7 0 c に 接して外部からの土砂の侵入を防止している。 ^ 性リ ン グ 3 0 が摩耗あるいはクリーブをおこして緊迫力が低 下 した場合は、締付けボルト 4 8 を締め込んで調整する

こ のように、第 3 実施例の結合ビン装置では、結合ピ ン部における軸方向 S のガタをなくし、カタカタ音を消 す ことができる。半径方向 R のガタに対しては弾性リン グ 3 0 の弾性力により調心作用が行われ、ガタによる振 動を抑制しカタカタ音を消すことができる。作業機の回 転方向の慣性によるフラフラ揺れも、摩擦抵抗により短 時間に停止することができる。弾性リング 3 0 に刚弾性 環状部材 3 6 を埋設したため、小さな場積で大きな弾性 力が得られる。

産業上の利用可能性

本発明 は、建設機械等の作業機のピン結合部に装着す る刚弾性 リングの耐久性を向上させると共に、ピン結合 部の半径方向及び軸方向の隙間を無くし、面転方向の慣 性運動を 抑制する作業機リンクの結合ピン装置として有 用である。