(57)【要約】【課題】ジョイントピンによる２部品の連結構造において、振動によって外れることのないジョイントピンの抜け止め構造を、ジョイントピンの強度低下を招くことなく実現し、ジョイントピンの脱落を効果的に防止する。【解決手段】ジョイントピン４Ａの端部に係合してジョイントピンのジョイントピン受容部２４，３４からの抜け出しを阻止する抜け止め部材（Ｃリング５４）がジョイントピン受容部内に弾設される。抜け止め部材は、ジョイントピン受容部の内面に形成された係止溝３４ｂに嵌合して係止され、自らの弾性により着脱可能である。ジョイントピンがジョイントピン受容部の段差３４ａに係止されて挿入方向への抜け出しが阻止される。ジョイントピンには、ジョイントピン受容部の内面に接触する外周縁と段差を介して軸方向に突出する突起４１が形成され、抜け止め部材が突起の周囲に配置され、突起が抜け止め部材より外方に突出した状態で連結する。【選択図】図２
2018080797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジョイントピンによる２部品の連結構造であって、
前記２部品が互いの連結位置に配置された組合体に構成されるジョイントピン受容部に前記ジョイントピンがその軸方向に圧入されることで、前記ジョイントピンが前記２部品を前記連結位置に保持し、
前記ジョイントピンの端部に係合して前記ジョイントピンの前記ジョイントピン受容部からの抜け出しを阻止する抜け止め部材が前記ジョイントピン受容部内に弾設され、
前記抜け止め部材は、前記ジョイントピン受容部の内面に形成された係止溝に嵌合して係止され、自らの弾性により着脱可能であるジョイントピンによる連結構造。
【請求項２】
前記抜け止め部材はリング状である請求項１に記載のジョイントピンによる連結構造。
【請求項３】
前記ジョイントピン受容部は、前記ジョイントピンが挿入される挿入口側の反対側が段差を介して外部に連通した両端開口構造に形成されており、前記ジョイントピンが前記ジョイントピン受容部の前記段差に係止されて挿入方向への抜け出しが阻止され、前記抜け止め部材が前記挿入口側に施されている請求項１又は請求項２に記載のジョイントピンによる連結構造。
【請求項４】
前記ジョイントピンの前記抜け止め部材が係合する端部には、前記ジョイントピン受容部の内面に接触する外周縁と段差を介して軸方向に突出する突起が形成され、前記係止溝に嵌合した前記抜け止め部材が前記突起の周囲に配置され、前記突起が前記抜け止め部材より外方に突出した状態で連結する請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のジョイントピンによる連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジョイントピンによる連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジョイントピンによる２部品の連結構造が広く用いられている。
特許文献１には、側板と蓋板とを連結するヒンジ部の抜けを防止するために径方向の外側へ突出する抜止めネジを備えている。
掘削装置のオーガ軸の連結にもジョイントピンが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、オーガ軸の連結など振動や大きな荷重が負荷される条件でロックボルト（抜止めネジ）を併用する場合、第一に、振動によりロックボルトが緩んでジョイントピンが脱落し、２部品の連結が解かれてしまう。
第二に、ジョイントピンにはロックボルトによる抜け止め用の溝が必要となり、ジョイントピンの直径が細くなり強度が低下するから過重負荷によりジョイントピンが曲がってロックボルトを乗り越えて抜け出すことでジョイントピンが脱落し、２部品の連結が解かれてしまう。
ジョイントピンが脱落し、２部品の連結が解かれるということは、オーガ軸の連結に適用している場合、オーガスクリュー・ヘッドの脱落を発生させることを意味する。
【０００５】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、ジョイントピンによる２部品の連結構造において、振動によって外れることのないジョイントピンの抜け止め構造を、ジョイントピンの強度低下を招くことなく実現し、ジョイントピンの脱落を効果的に防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、ジョイントピンによる２部品の連結構造であって、
前記２部品が互いの連結位置に配置された組合体に構成されるジョイントピン受容部に前記ジョイントピンがその軸方向に圧入されることで、前記ジョイントピンが前記２部品を前記連結位置に保持し、
前記ジョイントピンの端部に係合して前記ジョイントピンの前記ジョイントピン受容部からの抜け出しを阻止する抜け止め部材が前記ジョイントピン受容部内に弾設され、
前記抜け止め部材は、前記ジョイントピン受容部の内面に形成された係止溝に嵌合して係止され、自らの弾性により着脱可能であるジョイントピンによる連結構造である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記抜け止め部材はリング状である請求項１に記載のジョイントピンによる連結構造である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記ジョイントピン受容部は、前記ジョイントピンが挿入される挿入口側の反対側が段差を介して外部に連通した両端開口構造に形成されており、前記ジョイントピンが前記ジョイントピン受容部の前記段差に係止されて挿入方向への抜け出しが阻止され、前記抜け止め部材が前記挿入口側に施されている請求項１又は請求項２に記載のジョイントピンによる連結構造である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記ジョイントピンの前記抜け止め部材が係合する端部には、前記ジョイントピン受容部の内面に接触する外周縁と段差を介して軸方向に突出する突起が形成され、前記係止溝に嵌合した前記抜け止め部材が前記突起の周囲に配置され、前記突起が前記抜け止め部材より外方に突出した状態で連結する請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のジョイントピンによる連結構造である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ジョイントピンの端部に係合してその抜け出しを阻止する抜け止め部材がジョイントピン受容部内に弾設され、その抜け止め部材は、ジョイントピン受容部の内面に形成された係止溝に嵌合して係止され、自らの弾性により着脱可能であるので、振動によって外れることのないジョイントピンの抜け止め構造を、ジョイントピンの強度低下を招くことなく実現し、ジョイントピンの脱落を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るジョイントピンによる連結構造が適用される一例の杭回転圧入機の側面模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るジョイントピンによる連結構造の中心軸（Ｙ）に垂直でジョイントピンの中心軸を含む断面図(a)、連結構造の中心軸（Ｙ）に平行でジョイントピンの中心軸を含む断面図(b)、及びジョイントピン挿入側側面図(c)、並びにジョイントピンとＣリングの斜視図(d)である。
【図３】比較用ジョイントピンによる連結構造の中心軸（Ｙ）に垂直でジョイントピンの中心軸を含む断面図(a)、連結構造の中心軸（Ｙ）に平行でジョイントピンの中心軸を含む断面図(b)、及び連結構造の中心軸（Ｙ）を含みジョイントピンの中心軸に垂直な断面図(c)、並びに比較用ジョイントピンの斜視図(d)である。
【図４】比較用ジョイントピンによる連結構造の中心軸（Ｙ）に垂直でジョイントピンの中心軸を含む断面図(a)、及び連結構造の中心軸（Ｙ）に平行でジョイントピンの中心軸を含む断面図(b)であり、ジョイントピンに剪断荷重がかかっている状態を示す。
【図５】本発明の第１実施形態に係るジョイントピンによる連結構造の中心軸（Ｙ）に垂直でジョイントピンの中心軸を含む断面図(a)、連結構造の中心軸（Ｙ）に平行でジョイントピンの中心軸を含む断面図(b)、及びジョイントピン挿入側側面図(c) であり、ジョイントピンに剪断荷重がかかっている状態を示す。
【図６】本発明の第２実施形態に係るジョイントピンによる連結構造の中心軸（Ｙ）に垂直でジョイントピンの中心軸を含む断面図(a)、及びＧ１部拡大図（b）であり、ジョイントピンの圧入作業の様子を示す。
【図７】本発明の第１実施形態に係るジョイントピンによる連結構造の中心軸（Ｙ）に垂直でジョイントピンの中心軸を含む断面図(a)、及びＧ２部拡大図（b）であり、ジョイントピンの圧入作業の様子を示す。
【図８】本発明の第２実施形態に係るジョイントピンによる連結構造の中心軸（Ｙ）に垂直でジョイントピンの中心軸を含む断面図(a)、連結構造の中心軸（Ｙ）に平行でジョイントピンの中心軸を含む断面図(b)、及びジョイントピン挿入側側面図(c)であり、土砂の動きを矢印で示す。
【図９】本発明の第１実施形態に係るジョイントピンによる連結構造の中心軸（Ｙ）に垂直でジョイントピンの中心軸を含む断面図(a)、連結構造の中心軸（Ｙ）に平行でジョイントピンの中心軸を含む断面図(b)、及びジョイントピン挿入側側面図(c)であり、土砂の動きを矢印で示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１３】
本実施形態に係るジョイントピンによる連結構造は、図１に示すオーガ軸連結構造１に好適に利用される。オーガ軸連結構造１は、杭圧入機１００のオーガモータ１０１の回転力出力軸からオーガヘッド１０３までの回転力伝達軸１０２を所定の部位で、オス軸とメス軸の孔部とを互いに嵌合させて連結するオーガ軸の連結構造である。図１に示すようにオーガ軸連結構造１は、オーガスクリューの羽根１０４が形成された位置に適用可能なものであるが、もちろん、オーガスクリューが形成されていない位置にも適用できる。
【００１４】
本発明の第１実施形態に係るジョイントピン４Ａによるオーガ軸連結構造１の詳細を図２、図５、図７、及び図９に示す。本発明の第２実施形態のジョイントピン４Ｂ（第１実施形態から両端の突起を排したもの）によるものを図６及び図８に示す。スプリングピン１０５とロックボルト１０６を適用して係止される比較用ジョイントピン１０４によるもの図３及び図４に示す。
オス軸２及びメス軸３は、回転力伝達軸１０２と同軸に形成される。その中心軸をＹとする。なお、オーガモータ１０１の回転力出力軸側からオーガヘッド１０３側に流動体を通すための軸方向に延びるトンネル状の流路が形成される。その流路を構成する一部の流路２７がオス軸２に形成されている。
【００１５】
オーガ軸連結構造１は、オス軸２とメス軸３との相対的な軸方向位置及び回転方向位置を所定位置に合わせた状態で連通する位置決め用溝２４と位置決め用孔３４とにジョイントピン４Ａ（４Ｂ）が圧入されることで連結する。すなわち、２部品２，３が互いの連結位置に配置された組合体に構成されるジョイントピン受容部２４，３４にジョイントピン４Ａ（４Ｂ）がその軸方向に圧入されることで、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）が２部品２，３を前記連結位置に保持する。ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）が、一方の部品（メス軸３）に両持ちされ、その両持ちの支点間で他方の部品（オス軸２）を保持する連結構造である。
なお、オス軸２とメス軸３とは、六角軸または二重六角軸によってトルク伝達可能に接続している。また、回転力伝達軸１０２を地盤に押し込む場合には、オス軸２とメス軸３とに形成された中心軸Ｙに垂直な面が互いに当接するので、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）には荷重はかからないが、回転力伝達軸１０２を引き上げる場合にはジョイントピン４Ａ（４Ｂ）に剪断荷重がかかる。
【００１６】
さて、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）は、鋼材を丸棒状に形成し、両端に突起４１，４２を形成したものである。なお、位置決め用孔３４に接する外周面にＯリング保持溝４３，４４が形成され、Ｏリング（不図示）が保持されるが、これは省略して実施してもよい。このＯリングは主にジョイントピン受容部への異物侵入を阻止するためのものである。
【００１７】
ジョイントピン受容部は、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）が挿入される挿入口側の反対側が段差３４ａを介して外部に連通した両端開口構造に形成されている。この段差３４ａは位置決め用孔３４に形成されている。ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）がジョイントピン受容部の段差３４ａに係止されて挿入方向Ｄ１への抜け出しが阻止される。抜け止め部材としてのＣリング５４が挿入口側に施されている。
Ｃリング５４は、一般的に使用されているもので、Ｃリング専用工具を係合させる孔５４ａ，５４ａを端部に有し、その工具により縮径変形させられ、自らの弾性によりが拡径回復する。
挿入口側の位置決め用孔３４の内周面には、周溝が形成され、これがＣリング５４の係止溝３４ｂとされている。
図２(a)(b)に示すように、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）が段差３４ａに当接するまで挿入されると、係止溝３４ｂが挿入口側に露出ように寸法が設定されている。ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）を段差３４ａに当接するまで挿入した後、係止溝３４ｂにＣリング５４を嵌め入れることで抜け止め構造が構成される。Ｃリング５４は、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）の端部（ジョイントピンの軸方向の端面）に係合する。その後、Ｃリング専用工具でＣリング５４を縮径させて取り外すことができる。
【００１８】
以上のように、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）の端部に係合してジョイントピン４Ａ（４Ｂ）のジョイントピン受容部２４，３４からの抜け出しを阻止する抜け止め部材（５４）がジョイントピン受容部２４，３４内に弾設される。抜け止め部材（５４）は、ジョイントピン受容部２４，３４の内面に形成された係止溝３４ｂに嵌合して係止され、自らの弾性により着脱可能である。
図２(c)に示すように、Ｃリング５４と係止溝３４ｂとは、Ｃリング５４が拡径しようとする弾性力（緊迫力）Ｆ１が係止溝３４ｂを外側へ圧迫するように寸法設定されている。したがって、振動が加わってもＣリング５４は外れない。
Ｃリング５４をジョイントピン４Ａ（４Ｂ）の抜け止めに使用するために、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）のスパン内に小径部や凹部などの弱部を設ける必要がない。
したがって、振動によって外れることのないジョイントピンの抜け止め構造を、ジョイントピンの強度低下を招くことなく実現し、ジョイントピンの脱落を効果的に防止することができる。
【００１９】
図３，図４に示す比較例にあっては、ロックボルト１０６の先端部をジョイントピン１０４に形成された周溝１０４ａに侵入させることで、ジョイントピン１０４の抜け止めとする。
しかしながら、図３(a)に示すように振動によりロックボルト１０６が緩むと、ロックボルト１０６の周溝１０４ａへの侵入量が喪失し、スプリングピン１０５により摩擦力が作用するが、振動によるロックボルト１０６の軸方向の移動は生じるため、ジョイントピン１０４は脱落し、２部品２，３の連結が解かれる。
これに対し本発明の第１、第２実施形態によれば、上述したように振動が加わってもＣリング５４は外れず、抜け止め構造が失われないから、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）は脱落しない。
【００２０】
また、比較例のジョイントピン１０４は、スバン内に周溝１０４ａによって細い部分ができることで曲がりやすい。そのため、上述した回転力伝達軸１０２を引き上げる場合等に生じる剪断荷重Ｆ２，Ｆ３によって図４に示すようにジョイントピン１０４は曲がり、ロックボルト１０６を乗り越えて脱落し、２部品２，３の連結が解かれる。
これに対し本発明の第１、第２実施形態によれば、上述したようにＣリング５４をジョイントピン４Ａ（４Ｂ）の抜け止めに使用するために、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）のスパン内に小径部や凹部などの弱部を設ける必要がないので、スパン内を最大径で一様に形成でき、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）の強度低下を招くことがない。図５に示すように剪断荷重Ｆ２，Ｆ３によるジョイントピン４Ａ（４Ｂ）の変形は抑えられ、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）がＣリング５４を通過して抜け出すことはない。ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）が変形しても、Ｃリング５４はリング状でありその内側の空間は狭小であるので、ここを通過することはなく、２部品２，３の連結が解かれることがない。そのため、抜け止め部材としてＯリング等のＣリングに代わるリング状のものを、ジョイントピンと同軸に弾設してもよい。
したがって、振動によって外れることのないジョイントピンの抜け止め構造を、ジョイントピンの強度低下を招くことなく実現し、ジョイントピンの脱落を効果的に防止することができる。
【００２１】
図６，図８に示す本発明の第２実施形態のジョイントピン４Ｂによる連結構造にあっては、第１実施形態のような突起４１，４２がなく、Ｃリング５４に係合する端面はフラットであり、段差３４ａに係合する端面もフラットである。
そのため、図６に示すように打撃棒７１及びハンマー７２を用いて、ジョイントピン受容部にジョイントピン４Ｂを圧入するとき、打撃棒７１が係止溝３４ｂに接触して損傷させるおそれがある。
また、打撃棒７１がジョイントピン４Ｂの端面全域を打撃可能であるので、ジョイントピン４Ｂの端面の部材が潰れてジョイントピン４Ｂの初期外径より外に張り出し、係止溝３４ｂを損傷させるおそれがある。
係止溝３４ｂが損傷すると、係止溝３４ｂが形成されたメス軸３を使用できなくなったり、Ｃリング５４が係止溝３４ｂに嵌合不十分となってそれに気づかない場合に、使用中にＣリング５４が外れたりするおそれがある。また、係止溝３４ｂを損傷させるおそれがあるほどに変形したジョイントピン４Ｂを発見したとき、これを使用できなくなる。
これに対し本発明の第１実施形態のジョイントピン４Ａによる連結構造にあっては、図２及び図７によって示すようにジョイントピン４Ａの抜け止め部材（５４）が係合する端部には、ジョイントピン受容部２４，３４の内面に接触する外周縁４５と段差４６を介して軸方向に突出する突起４１が形成され、係止溝３４ｂに嵌合した抜け止め部材（５４）が突起４１の周囲に配置され、突起４１が抜け止め部材（５４）より外方に突出した状態で連結する。
したがって、図７に示すように打撃棒７１及びハンマー７２を用いて、ジョイントピン受容部にジョイントピン４Ａを圧入するとき、打撃棒７１が係止溝３４ｂに接触して損傷させるおそれはない。
また、打撃棒７１が突起４１の周囲の抜け止め部材（５４）に接し得るジョイントピン４Ａの外縁近傍の端面に接触できないので、ジョイントピン４Ａの端面の部材が潰れてジョイントピン４Ａの初期外径より外に張り出すことはない。
突起４１の初期外径がジョイントピン４Ａの初期外径より小径なため、打撃を受けて突起４１が変形しても、ジョイントピン４Ａの初期外径より外に延出することは可能性が低いから、ジョイントピン４Ａの打撃により変形した部位によって係止溝３４ｂを損傷させるおそれは低い。
さらに、突起４１の先端部には、先細りのテーパ４１ａが形成されているので、打撃を受けて突起４１が変形してジョイントピン４Ａの初期外径より外に張り出すことは、さらに低減されている。
したがって、部品の繰り返し使用性、抜け止め構造の繰り返し再現性が向上する。
【００２２】
図８に示すように本発明の第２実施形態のジョイントピン４Ｂによる連結構造にあっては、矢印Ｅで示すような動きでジョイントピン受容部に向かう土砂が、Ｃリング５４に直接当たる率が高く、Ｃリング５４を損傷させるおそれが高い。
これに対して本発明の第１実施形態のジョイントピン４Ａによる連結構造にあっては、図９に示すように、土砂が突起４１に当たって跳ね返る率、先に突起４１に当たってからＣリング５４に当たる率が高くなり、Ｃリング５４に直接当たる率が低下するので、Ｃリング５４を損傷させるおそれが低く、Ｃリング５４を保護できる。
したがって、抜け止め構造の維持性、Ｃリング５４の繰り返し使用性が向上する。
【００２３】
ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）を図２(a)(b)に示す様態から抜出すには、Ｃリング５４を取り除いた後、段差３４ａ側の端部を打撃する。ジョイントピン４Ａの場合、その端部に突起４２が設けられている。そのため、同突起４２は抜出時に打撃を受ける部分となるが、同様にテーパ４２ａが設けられ、打撃時の変形により位置決め用孔３４の内周面に接触するまで張り出すことは防がれており、位置決め用孔３４の内周面や係止溝３４ｂを損傷することが防がれ、繰り返し使用性が確保されている。また、テーパ４２ａは、ジョイントピン４Ａの位置決め用孔３４への挿入時の先端に設けられているので、ジョイントピン４Ａの挿入の案内部として作用し、作業性を良好にする。
【００２４】
以上の実施形態にあっては、ジョイントピンをオーガ軸連結構造に適用したが、本発明はこれに限らず、ジョイントピンを掘削爪とそのホルダーの連結に適用してもよいし、その他様々な２部品の連結構造に適用することができる。
また以上の実施形態にあっては、ジョイントピン４Ａ（４Ｂ）がジョイントピン受容部の段差３４ａに係止されて挿入方向Ｄ１への抜け出しが阻止され、抜け止め部材としてのＣリング５４が挿入口側に施されたが、本発明はこれに限らず、両端側にＣリング等の弾設される抜け止め部材を施してもよい。その場合、上記実施形態の段差３４ａに代えて係止溝３４ｂを形成することで、係止溝３４ｂを両端側にそれぞれ設け、これに抜け止め部材（Ｃリング等）を弾設できるようにすれば実施でき、以下の利点が挙げられる。
両端側の弾設される抜け止め部材（Ｃリング等）を取り外すことで、両端側のいずれからでもジョイントピンを抜き出すことができ、そのため、ジョイントピンが抜出困難になるリスクが低減する。
段差でジョイントピンを止める場合、その段差に破損や変形があるとメス軸３全体として交換が必要になる場合も生じ得るが、段差を適用せず抜け止め部材（Ｃリング等）でジョイントピンを両端側とも止めるのでそのような場合が生じることはなく、安価な抜け止め部材（Ｃリング等）を交換すれば済む。
【符号の説明】
【００２５】
１     オーガ軸連結構造
２     オス軸
３     メス軸
４Ａ   ジョイントピン
４Ｂ   ジョイントピン
２４   位置決め用溝
２４，３４    ジョイントピン受容部
３４   位置決め用孔
３４ａ 段差
３４ｂ 係止溝
４１   突起
４１ａ テーパ
４２   突起
４２ａ テーパ
５４   Ｃリング
１００ 杭圧入機
１０１ オーガモータ
１０２ 回転力伝達軸
１０３ オーガヘッド
１０４ 羽根
１０４ 比較用ジョイントピン
１０４ａ      周溝
１０５ スプリングピン
１０６ ロックボルト
【図１】
2018080797.tif 000003
【図２】
2018080797.tif 000004
【図３】
2018080797.tif 000005
【図４】
2018080797.tif 000006
【図５】
2018080797.tif 000007
【図６】
2018080797.tif 000008
【図７】
2018080797.tif 000009
【図８】
2018080797.tif 000010
【図９】
2018080797.tif 000011