(57)【要約】【課題】優れた摺動性および耐摩耗性を発揮しつつ、経済性に優れた新規なスラストプレートの提供。【解決手段】ブラケット３３ａが当接して摺動するボス３２ａの端面に取り付けられる円板状のプレート本体５１と、先端が前記ブラケット３３ａ側に突出するように前記プレート本体５１に交換自在に取り付けられる複数の耐摩耗性摺動部材５２とを有する。これによって、複数の耐摩耗性摺動部材５２がブラケット３３ａの摺動面側と当接して摺動するため、この摺動部材５２が選択的に摩耗し、プレート本体５１は殆ど摩耗しない。その結果、この摺動部材５２のみを交換すれば良いため、優れた経済性を発揮できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラケットが当接して摺動するボスの端面に取り付けられるスラストプレートであって、
前記ボスの端面に取り付けられる円板状のプレート本体と、
先端が前記ブラケット側に突出するように前記円板状のプレート本体に交換自在に取り付けられる複数の耐摩耗性摺動部材とを有することを特徴とするスラストプレート。
【請求項２】
請求項１に記載のスラストプレートにおいて、
前記摺動部材は、前記ブラケット側が窄まるように前記プレート本体に形成された断面台形状の嵌込孔に、前記ボス端面側から嵌め込まれるように断面台形状をしたことを特徴とするスラストプレート。
【請求項３】
請求項２に記載のスラストプレートにおいて、
前記プレート本体は、複数の薄板を分離可能に積層してなることを特徴とするスラストプレート。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のスラストプレートにおいて、
前記摺動部材は、樹脂に硬質粒子を配合してなることを特徴とするスラストプレート。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のスラストプレートにおいて、
前記プレート本体に、引抜用のボルト孔を備えたことを特徴とするスラストプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、油圧ショベルやクレーンなどの建設機械の間接部を構成するボスとブラケット間の摺動部分に設けられるスラストプレートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベルなどの作業・建設機械は、土砂の掘削作業などを行うための多関節のフロント作業機を有している。このフロント作業機は、ブーム、アームおよびバケットなどを軸受装置を用いて互いに回動可能に連結して構成されている。すなわち、例えば一方の部材となるアームの先端側にボスを設け、相手方部材となるバケットには左右一対のブラケットを設け、これらのブラケット間にアーム側のボスを嵌め込んだ状態で両者を連結ピンを用いて回動可能に連結している。そして、ボスの端面をブラケットの内面に摺動可能に接触させ、掘削作業時にバケットに作用するスラスト方向（軸方向）の荷重をボスとブラケットとの端面間で受承する構造となっている。
【０００３】
このような構成をしたフロント作業機にあっては、特にそのバケット部分が常時多量の土砂に触れるため、ボスとブラケットとの間に形成される僅かな隙間に細かい土砂（ダスト）などの異物が頻繁に侵入する。そして、この状態でバケットを動かし続けると、侵入した異物によってボスの端面などが早期に摩耗するといった不具合が生ずる。
【０００４】
そのため、以下の特許文献１では、ブラケットと接触するボスの端面などに例えばタングステンカーバイトなどの硬質材料を用いた溶射皮膜を形成し、この硬質の溶射皮膜によってボスの端面の耐摩耗性を向上させる技術が開示されている。また、以下の特許文献２では、ブラケットと接触するボスの端面間にリング状のスラストプレートを交換可能に取り付け、このスラストプレート側を摩耗させることでボス端面の摩耗を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８４５４８号公報
【特許文献２】特開２００１−３２３５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献１に開示されている硬質の溶射皮膜による耐摩耗構造では、相手材を損傷させるおそれがあり、望ましくない。一方、前記特許文献２に示すような交換可能なスラストプレートを用いる構造では、全体を摺動特性に優れた材料で形成しなければならないため、高価となり、しかも一定量摩耗するとスラストプレート全体を新たなものに交換する必要があるため、コストが高くなるといった不具合がある。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、優れた摺動性および耐摩耗性を発揮しつつ、経済性に優れた新規なスラストプレートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために第１の発明は、ブラケットが当接して摺動するボスの端面に取り付けられるスラストプレートであって、前記ボスの端面に取り付けられる円板状のプレート本体と、先端が前記ブラケット側に突出するように前記円板状のプレート本体に交換自在に取り付けられる複数の耐摩耗性摺動部材とを有することを特徴とするスラストプレートである。
【０００９】
このような構成によれば、複数の耐摩耗性摺動部材がブラケットの摺動面側と当接して摺動するため、この摺動部材が選択的に摩耗し、プレート本体は殆ど摩耗しない。その結果、この摺動部材のみを交換すれば良いため、コストの上昇を抑えることが可能となり、優れた経済性を発揮できる。また、ダストなどの異物が侵入してきても、これがプレート本体表面の摺動部材間に形成される凹部に選択的に溜まるため、ダストなどの侵入異物による摺動部材の摩耗も抑えることができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記摺動部材は、前記ブラケット側が窄まるように前記プレート本体に形成された断面台形状（テーパー形状）の嵌込孔に、前記ボス端面側から嵌め込まれるように断面台形状（テーパー形状）をしたことを特徴とするスラストプレートである。
【００１１】
このような構成によれば、プレート本体をボスから外さない限り、プレート本体からの摺動部材の脱落を防止できる。また、摺動部材の先端に掛かるスラスト方向（軸方向）の荷重がそのまま摺動部材を介してボス側に伝わるため、プレート本体への荷重が軽減されて破損などを未然に防止できる。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明において、前記プレート本体は、複数の薄板を分離可能に積層してなることを特徴とするスラストプレートである。このような構成によれば、摺動部材の先端が摩耗したときは、先端側の薄板を分離して反対側に重ねれば、プレート本体の厚みを変えることなく、摺動部材の先端をプレート表面から突出させて再利用することができる。
【００１３】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記摺動部材は、樹脂に硬質粒子を配合してなることを特徴とするスラストプレートである。このような構成によれば、優れた摺動性と耐摩耗性を発揮できると共に、射出成形などによって断面台形状の摺動部材を容易に製造できる。
【００１４】
第５の発明は、第１乃至第４のいずれかの発明において、前記プレート本体に、引抜用のボルト孔を備えたことを特徴とするスラストプレートである。このような構成によれば、錆等によりプレート本体がボス端面に固着してもこの引抜用のボルト孔に引抜用のボルトを螺合すれば、プレート本体をボス端面から簡単に離脱することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の耐摩耗性摺動部材がブラケットの摺動面側と当接して摺動するため、この摺動部材が選択的に摩耗し、プレート本体は殆ど摩耗しない。その結果、この摺動部材のみを交換すれば良いため、コストを抑制できて経済的である。また、ダストなどの異物が侵入してきても、これがプレート本体表面の摺動部材間に形成される凹部に選択的に溜まるため、ダストなどの侵入異物による摺動部材の摩耗も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のスラストプレート５０を適用可能な建設機械の１つである油圧ショベル１００を示す全体図である。
【図２】油圧ショベル１００のフロント作業機３０の先端部分を示す側面図である。
【図３】図２中、Ａ−Ａ線断面図である。
【図４】図３中Ａ部の分解図である。
【図５】本発明に係るスラストプレート５０の実施の一形態を示す部分破断斜視図である。
【図６】本発明に係るスラストプレート５０の実施の一形態を示す平面図である。
【図７】図６中Ａ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明に係るスラストプレート５０の他の実施形態を示す説明図である。
【図９】本発明に係るスラストプレート５０の他の実施形態を示す説明図である。
【図１０】摺動部材５２の他の実施形態を示す説明図である。
【図１１】本発明に係るスラストプレート５０の他の実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る建設機械の１つである油圧ショベル１００の実施の一形態を示した全体図である。図示するようにこの油圧ショベル１００は、下部走行体１０と、この下部走行体１０上に旋回自在に設けられた上部旋回体２０とから主に構成されている。下部走行体１０は、図示しない走行体フレームに互いに平行に位置する一対のクローラ１１を有しており、このクローラ１１には、それぞれの履帯を駆動して走行するための油圧駆動式の走行モータ１２が設けられている。
【００１８】
一方、上部旋回体２０は、旋回体フレーム２１上に設置されたエンジンや熱交換器、バッテリーなどの各種機器類が収容されるエンジン室２２と、このエンジン室２２の前方左側に設けられた運転室２３と、この運転室２３の右側から前方に延びるフロント作業機３０と、このフロント作業機３０との重量バランスを図るべくエンジン室２２の後方に設けられたカウンターウエイト２４とから主に構成されている。
【００１９】
フロント作業機３０は、旋回体フレーム２１側から前方に延びるブーム３１と、このブーム３１の先端に揺動自在に設けられたアーム３２と、このアーム３２の先端に揺動自在に設けられたバケット３３とから主に構成されており、これらブーム３１、アーム３２、バケット３３は、それぞれ油圧で伸縮するブームシリンダー３４、アームシリンダー３５、バケットシリンダー３６によってそれぞれ動作するようになっている。
【００２０】
図２はこのフロント作業機３０のアーム３２とバケット３３の連結部を示す側面図、図３はこの連結部である図２中のＡ−Ａ拡大断面図である。図示するように、アーム３２の先端には、ボス３２ａが設けられていると共に、バケット３３には左右一対のブラケット３３ａ、３３ａが設けられている。そして、これらのブラケット３３ａ、３３ａ間にアーム３２のボス３２ａを嵌め込んだ状態で両者を連結ピン３７を用いて回動可能に連結した構造となっている。
【００２１】
図２に示すように、このバケット３３のブラケット３３ａ、３３ａには、さらにリンク機構３８の第１リンク部材３８ａの一端がピン３９によって回動自在に連結されている。このリンク機構３８は、第１リンク部材３８ａと第２リンク部材３８ｂとからなっており、第１リンク部材３８ａの他端部と第２リンク部材３８ｂの一端部がピン４０によって回動自在に連結されると共に、この第２リンク部材３８ｂの他端部がピン４１によってアーム３２側に回動自在に連結されている。
【００２２】
そして、このリンク機構３８のピン４０には、バケットシリンダー３６のロッド３６ａの先端が回動自在に接続されており、このロッド３６ａが油圧によってシリンダー３６ｂから出没することによってリンク機構３８を介してこのバケット３３をピン３７を軸として上下に回動（揺動）させるようになっている。なお、このバケットシリンダー３６のシリンダー３６ｂ側端部は、アーム３２側のブラケット３２ｂにピン４２によって同じく回動自在に連結されている。
【００２３】
図３に示すように、アーム３２の先端に設けられたボス３２ａは、ピン３７を挿通すべく筒状に形成されているが、その中間部は軽量化のため、二重円筒４４ａ、４４ｂで構成されている。そして、このボス３２ａの内面の両端部側には、環状をした耐摩耗性の材料からなるブッシュ４３，４３がそれぞれ嵌め込められている。
【００２４】
一方、このボス３２ａの端面と、バケット３３のブラケット３３ａ、３３ａの内面との間には、それぞれ図４に示すように本発明に係るスラストプレート５０と摺動板６０が互いに当接する状態で挟まれるように設けられている。この摺動板６０は、中央に貫通孔６１が形成された耐摩耗性の金属板から構成されており、その貫通孔６１とブラケット３３ａ側の貫通孔３３ｂとが一致した状態で予めブラケット３３ａの内側に溶接されて一体的に設けられている。従って、このブラケット３３ａ、３３ａがボス３２ａに対して回動すると、スラストプレート５０とブラケット３３ａの摺動板６０が互いに摺動し合うような関係となっている。
【００２５】
スラストプレート５０は、図５乃至図７に示すように、円板状のプレート本体５１に、摺動部材５２を複数その先端がプレート表面から突出するように備えた構造となっている。このプレート本体５１は、板厚が数ｍｍ〜１ｃｍ前後の金属板から構成されており、その中央部には、少なくともボス３２ａに挿通されるピン３７の外径よりも大きい貫通孔５１ａが形成されている。
【００２６】
摺動部材５２は、プレート本体５１にその周方向に沿ってほぼ等間隔に設けられた複数（本実施の形態にあっては８個）の嵌込孔５３に、そのプレート本体５１の片面側から嵌め込むようにして交換自在に取り付けられるようになっている。
【００２７】
すなわち、この嵌込孔５３はプレート本体５１の表面５１ｂ側（摺動板６０側）が窄まるように断面台形状（テーパー形状）に形成されていると共に、摺動部材５２もこの嵌込孔５３の形状と一致するように断面台形状（テーパー形状）をしたセグメントから形成されている。そして、この摺動部材５２の底面の形状および大きさは、嵌込孔５３の嵌込み側の開口部の形状および大きさと同じになっており、嵌込孔５３に嵌め込んだ際の嵌込み側がプレート本体５１の裏面５１ｃ側（ボス３２ａの端面側）と同じ高さ（面一）になっている。
【００２８】
これに対し、摺動部材５２の先端側は、図７に示すようにプレート本体５１の表面（摺動板６０側）から１乃至５ｍｍ程度突出する大きさとなっている。この摺動部材５２は、例えばフェノール樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などを母材とした基剤中に、セラミック粒子や超硬合金粒子などの硬質粒子を所定量配合・分散して金型などにより前述したような断面台形状に形成してなるものであり、その全体が優れた摺動性と耐摩耗性を有している。
【００２９】
また、このプレート本体５１には、複数（本実施の形態にあっては４つ）の取付用ボルト孔５４と、１つの引抜用のボルト孔５５が穿孔されている。取付用ボルト孔５４は、このプレート本体５１をボス３２ａの端面に取り付けるためのものであり、図４に示すようにボス３２ａの端面に予め穿孔されたボルト孔３２ｃと一致する位置に形成されている。一方、引抜用のボルト孔５５は、その内側にネジ溝が形成されており、図示しない引抜用のボルトが螺合するようになっている。なお、この引抜用のボルト孔５５は、通常時には樹脂やゴムからなる栓で塞がれている。
【００３０】
また、図５および図７に示すようにこのプレート本体５１の裏面５１ｃの外周部には、Ｏリングなどのシール部材を取り付けるためのシール溝５６が環状に形成されている。
【００３１】
次に、このような構成をした本発明のスラストプレート５０の作用を説明する。先ず、図４に示すように、ボス３２ａの端面に形成されたプレート取付溝３２ｂに本発明のスラストプレート５０の裏面５１ｃ側を嵌め込んでから取付ボルト５７をプレート本体５１の取付用ボルト孔５４に差し込んでボス３２ａ端面のボルト孔３２ｃに螺合する。これによって、本発明のスラストプレート５０をボス３２ａの端面にしっかりと取り付けることができる。また、このときプレート本体５１のシール溝５６にＯリングなどのシール部材５８を取り付けておくことにより、その隙間へのダストや液体の侵入を防止できる。
【００３２】
このようにして本発明のスラストプレート５０をボス３２ａの両端面にそれぞれ取り付けたならば、このボス３２ａをバケット３３側のブラケット３３ａ、３３ａ間に嵌め込むようにセットしてからそのブラケット３３ａ、３３ａの一方からピン３７を差し込んでこれらを回動可能に連結する。このとき、スラストプレート５０と摺動板６０との間にもＯリングなどのシール部材６２を取り付けておくことにより、その隙間へのダストや液体の侵入を防止できる。また、ピン３７の挿入端にはボルト３７ｂによってストッパ３７ａを取り付けることによりピン３７のずれや抜け落ちを防止できる。
【００３３】
そして、このような構造をした本発明のスラストプレート５０にあっては、プレート本体５１の表面５１ｂから摺動板６０（ブラケット３３ａ）側に突出した複数の耐摩耗性摺動部材５２が摺動板６０（ブラケット３３ａ）の摺動面側と当接して摺動するため、この摺動部材５２が選択的に摩耗し、プレート本体５１は殆ど摩耗しない。その結果、摩耗が進行した場合にはこの摺動部材５２のみを交換すれば良いため、プレート本体５１全体をまとめて交換する場合に比べてコストの上昇を抑えることが可能となり、優れた経済性を発揮できる。
【００３４】
また、この摺動部材５２は、プレート本体５１の表面５１ｂ側が窄まるようにプレート本体５１に形成された断面台形状（テーパー形状）の嵌込孔５３に、プレート本体５１の表面５１の裏面５１ｃ側から嵌め込まれるように断面台形状（テーパー形状）になっている。そのため、プレート本体５１をボス３２ａの端面から外さない限り、プレート本体５１からの摺動部材５２の脱落を防止できると共に、摺動部材５２に掛かるスラスト方向の荷重がそのままボス３２ａおよびブラケット３３ａ側に伝わってプレート本体５１への荷重が軽減されるため、摺動部材５２の欠損やプレート本体５１の破損などを未然に防止できる。
【００３５】
また、仮にこのスラストプレート５０と摺動板６０（ブラケット３３ａ）との間にダストなどの異物が侵入してきても、これがプレート本体５１の摺動部材５２、５２…間に形成される凹部に選択的に溜まるため、ダストなどの侵入異物による摺動部材５２の摩耗も抑えることができる。
【００３６】
また、このスラストプレート５０には、引抜用のボルト孔５５が設けられているため、摺動部材５２の交換作業時に錆などによりプレート本体５１がボス３２ａの端面（プレート取付溝３２ｂ）に固着していても、この引抜用ボルト孔５５に引抜用のボルト（図示せず）を螺合してそのボルトの先端をボス３２ａ端面に押しつけるように送り出せば、その反力によってプレート本体５１をボス３２ａの端面から簡単に離脱することができる。
【００３７】
次に、図８乃至図１１は、本発明に係るスラストプレート５０の他の実施の形態を示したものである。先ず、図８乃至図９に示す実施の形態では、図８（Ａ）に示すように、プレート本体５１を複数の薄板で構成し、これらを分離可能に積層してなるものである。具体的には、図８（Ｂ）に示すように、プレート本体５１を第１の薄板５１ｘと、第２の薄板５１ｙと、第３の薄板５１ｚとの３枚の薄板で構成し、第１の薄板５１ｘ上に第２の薄板５１ｙと第３の薄板５１ｚを順に分離可能に重ね合わせたものである。
【００３８】
そして、このようにプレート本体５１を複数の薄板５１ｘ、５１ｙ、５１ｚで構成すれば、図９に示すように摺動部材５２の摩耗状況に応じて各薄板５１ｘ、５１ｙ、５１ｚを上下に入れ替えるだけで、摺動部材５２を効率良く利用することができる。すなわち、先ず同図（Ａ）に示すようにスラストプレート５０が新品の状態では、摺動部材５２の先端がプレート本体５１の表面５１ｂから突出しているが、相手材（摺動板６０（ブラケット３３ａ））との摺動により、この摺動部材５２が摩耗してくると同図（Ｂ）に示すようにその先端がプレート本体５１の表面５１ｂ（第３の薄板５１ｚの表面）ほぼ同じ高さになる。
【００３９】
この状態になったならば、同図（Ｃ）に示すように、最上面に位置する第３の薄板５１ｚのみを分離してその上下面を維持したままこれを第１の薄板５１ｘの下面に重ね合わせるように入れ替える。このとき、第１の薄板５１ｘの嵌込孔５３の大きさは、摺動部材５２の底面よりも小さくなっていることから、その嵌込孔５３の上部に摺動部材５２の底面が載るような状態となる。これによって、摺動部材５２の先端がプレート本体５１の表面から突出した状態となるため、この状態で再びこのプレート本体５１をボス３２ａの端面に取り付ければ、本発明に係るスラストプレート５０を再利用することができる。
【００４０】
その後、このようにして突出した摺動部材５２の先端が摩耗して同図（Ｄ）に示すように第２の薄板５１ｙの表面とほぼ同じ高さになったならば、同図（Ｅ）に示すように最上部に位置する第２の薄板５１ｙを第１の薄板５１ｘの下に位置するように入れ替える。これによって、再び摺動部材５２の先端が突出するようになるため、この摺動部材５２を再々利用することができる。
【００４１】
このようにプレート本体５１を複数の薄板５１ｘ、５１ｙ、５１ｚで構成すれば、図９に示すように各薄板５１ｘ、５１ｙ、５１ｚを上下に入れ替えるだけで、プレート本体５１の厚みを変えることなく、摺動部材５２を最後まで効率良く利用することができるため、より優れた経済性を発揮できる。なお、本実施の形態では、３枚の薄板５１ｘ、５１ｙ、５１ｚで構成したが、その数は２枚でもあるいは４枚以上でも良いことは勿論である。また、各薄板５１ｘ、５１ｙ、５１ｚは、いずれもボス３２ａの端面に当接する可能性があることから、図８に示すように、そのボス３２ａ端面の外周部にそれぞれＯリングなどのシール部材を取り付けるためのシール溝５６を設けておくことが望ましい。
【００４２】
また、図１０および図１１に示すように、摺動部材５２を円錐台状にしても良い。そして、前記実施の形態と同様にこの摺動部材５２の底面をプレート本体５１の底面と面一状態にしてその先端をプレート本体５１の表面から１．０乃至５．０ｍｍ程度突出するようにプレート本体５１に取り付ける。このように構成すれば、摺動部材５２の数を増やしてプレート本体５１に効率良く配置できるため、摺動部材５２に係るスラスト方向の荷重が分散されて、摺動性および耐摩耗性をより向上することが可能となる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、油圧ショベル１００のアーム３２のボス３２ａの端面と、バケット３３のブラケット３３ａ間の連結部（軸受部）に適用する例で説明したが、本発明のスラストプレート５０は、この部分に限らず、あらゆる箇所や機械の連結部（軸受部）に適用できることは勿論である。また、建設機械としても油圧ショベル１００の他に、クレーンやダンプトラック、ホイールローダなどの作業・建設機械の各種連結部（軸受部）にもそのまま適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００…建設機械
３０…フロント作業機
３１…ブーム
３２…アーム
３２ａ…ボス
３３…バケット
３３ａ…ブラケット
３７…ピン（ボスとブラケット間）
５０…スラストプレート
５１…プレート本体
５１ｂ…プレート本体表面
５１ｃ…プレート本体裏面
５１ｘ、５１ｙ、５１ｚ…薄板
５２…摺動部材
５３…嵌込孔
５４…取付用ボルト孔
５５…引抜用ボルト孔
５６…シール溝
５８…Ｏリング
６０…摺動板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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