JPH09184518A - 軸受装置 - Google Patents
軸受装置Info
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- JPH09184518A JPH09184518A JP7354061A JP35406195A JPH09184518A JP H09184518 A JPH09184518 A JP H09184518A JP 7354061 A JP7354061 A JP 7354061A JP 35406195 A JP35406195 A JP 35406195A JP H09184518 A JPH09184518 A JP H09184518A
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- wear
- bearing device
- resistant layer
- bracket
- thermal spray
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
- F16C11/04—Pivotal connections
- F16C11/045—Pivotal connections with at least a pair of arms pivoting relatively to at least one other arm, all arms being mounted on one pin
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2350/00—Machines or articles related to building
- F16C2350/26—Excavators
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- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
ケットの回動時に生じる「鳴き音」等の騒音を防止で
き、快適な作業環境を維持できるようにする。 【解決手段】 タングステンカーバイト等の超硬合金材
料にニッケルとクロムを合計して27重量%含ませた粉
末材料を、アームボス13とブラケット14との各端面
13B,14Cにそれぞれ溶射処理する。これによっ
て、剛性を有する硬質の耐摩耗層としての各溶射皮膜1
9,20を各端面13B,14Cに形成すると共に、各
溶射皮膜19,20の表面を30μm程度以下の表面粗
さを有する凹凸面として形成する。そして、バケットの
回動時には、各溶射皮膜19,20間をグリース等の潤
滑剤により長期に亘って潤滑状態に保持して、各溶射皮
膜19,20間で生じるアブレッシブ摩耗、凝着摩耗等
を防止すると共に、各溶射皮膜19,20間からグリー
スが外部に漏洩するのを防止する。
Description
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。
のブラケット部とを連結ピンを介して回動可能に連結し
てなる軸受装置は知られている。
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、例えば一側部材としてのアームの先端側に内
周側がブッシュ嵌合穴となったボス部を設け、該ボス部
のブッシュ嵌合穴内に内周側が挿通穴となったブッシュ
を嵌着すると共に、連結ピンを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相手方部
材としてのバケットの一側に設けられたブラケットに一
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。
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。
者を互いに接触させるための接触面がそれぞれ設けられ
ており、ボス部側あるいはブラケット部側に作用するス
ラスト荷重を該接触面で受承させることで、ボス部に対
するブラケット部のスラスト方向(連結ピンの軸方向)
へのガタつきを防止するようにしている。
外部に開口し、他端側が前記ブッシュと連結ピンとの間
の摺動面に開口するようにグリース供給通路等が形成さ
れている。そして、グリース等の潤滑剤が外部から該グ
リース供給通路等を介して前記摺動面に定期的に給脂さ
れると共に、該摺動面間に給脂されたこのグリースの一
部はボス部とブラケット部との接触面へも補給されるよ
うになっている。
ンとの摺動面およびボス部とブラケット部との接触面間
を前記グリースにより潤滑状態に保持し、該摺動面間お
よび接触面間の摺動抵抗を小さくさせることにより、バ
ケットをアームに対して円滑に相対回動できるようにし
ている。
技術による軸受装置では、ボス部あるいはブラケット部
に作用するスラスト荷重をボス部とブラケット部との接
触面で受承させる構成としているから、該接触面には極
めて大きな面圧が作用してしまい、該接触面間の摺動抵
抗がそれぞれ非常に大きなものとなってしまう。このた
め、ブッシュと連結ピンとの摺動面に給脂されるグリー
スの一部を、ボス部とブラケット部との接触面にも補給
させることにより、該接触面間を潤滑状態に保持できる
ようにしている。
を常時潤滑状態に保持するためには、該接触面への給脂
時期の間隔を短くして給脂を頻繁に行う必要があり、作
業者にとってこのような給脂作業等のメンテナンス作業
が面倒なものとなり、大きな負担になってしまうという
問題がある。
る軸受装置では、バケットが多量の土砂を扱う構成にな
っているから、土砂等が外部からボス部とブラケット部
との接触面間に形成された僅かな隙間内に頻繁に侵入し
てしまう。そして、このように前記接触面間の隙間内に
土砂等が侵入した状態で、バケットをアームに対して相
対回動させたときには、この土砂が接触面に引掻き傷等
を形成してまう。この結果、前記摺動面間に所謂「アブ
レッシブ摩耗」等の激しい摩耗が発生してしまい、接触
面の摩耗、損傷の進行を早めてしまうという問題があ
る。
が生じたときには、該接触面間に形成されるスラスト方
向の隙間が大きくなってしまう。この結果、該接触面間
にガタツキが生じてしまい、バケットの回動時にこのよ
うなガタツキに起因した「ガタ」音等の異音が発生し易
くなり、これによって作業現場の作業環境等が悪化して
しまうという問題がある。また、前記接触面に給脂され
たグリースがこの隙間を介して外部に漏洩してしまい、
バケット廻りの外観の見栄えが悪くなるという問題があ
る。
間に給脂されるグリース等の潤滑剤が油膜切れを起こし
た場合には、該摺動面間に凝着摩耗等が発生し易くなる
と共に、このような摩耗、損傷等に起因した「鳴き音」
等の異音が発生し易くなり、これによっても作業現場等
の作業環境が悪化してしまうという問題がある。
を解決するために、軸受装置として例えば、特開平6−
159346号公報(以下、他の従来技術という)に記
載のものが知られている。
れた連結ピン挿通穴の内周側に筒状部材(カラー)を嵌
着して、連結ピンとブラケット部との間の隙間を埋める
と共に、ブッシュの軸方向外側端面には、その径方向内
側部位にグリースを供給するための環状溝が形成されて
いる。また、該環状溝の内部には径方向内側の位置にス
ラストリングを嵌着して、該スラストリングの軸方向外
側端面を筒状部材の軸方向内側端面に当接させている。
さらに、前記環状溝内には径方向外側の位置にシール部
材を配設し、前記環状溝内に供給されたグリースが外部
に漏洩するのを防止している。これによって、前記スラ
ストリングと筒状部材との当接面を常時潤滑状態に保持
して、該当接面へのグリースの頻繁な給脂を不要にする
と共に、ボス部とブラケット部とが直接摺動接触して、
これらボス部、ブラケット部が摩耗、損傷してしまうの
を防止するようにしている。
ス部側あるいはブラケット部側からのスラスト荷重を、
スラストリングと共にシール部材にも受承させてしまう
構成となっているため、このようなスラスト荷重によっ
てシール部材に破損、損傷等が生じ易くなり、シール部
材の寿命が短くなるという問題がある。
してしまうと、スラストリングと筒状部材との当接面に
土砂等が進入してアブレッシブ摩耗等が発生し易くなる
と共に、前記環状溝に給脂されたグリースが外部に漏洩
し易くなる。
来技術と同様に、グリース等の給脂作業等を頻繁に行う
必要があり、作業者にとってこのようなメンテナンス作
業が負担になるという問題がある。また、バケットの回
動時に、「鳴き音」、「ガタ音」等の異音が発生して作
業環境が悪化してしまうという問題があると共に、前記
当接面から漏洩したグリースによってバケット廻りの外
観の見栄えが悪くなるという問題がある。
されたもので、本発明はボス部とブラケット部との接触
面等への給脂時期の間隔を長くでき、作業者が行う給脂
作業等の負担を大幅に軽減化できると共に、ブラケット
部をボス部に対して相対回動させたときに、ボス部とブ
ラケット部との間に生じるアブレッシブ摩耗、凝着摩耗
等を確実に防止でき、このような摩耗、損傷等に起因し
た「鳴き音」、「ガタ音」等を確実に防止でき、快適な
作業環境を維持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。
ために、請求項1に記載の発明が採用する構成は、一側
部材のボス部と相手方部材のブラケット部とを連結ピン
を介して回動可能に連結してなる軸受装置において、前
記ボス部とブラケット部との接触面のうち、少なくとも
いずれか一方の接触面に剛性を有する硬質の耐摩耗層を
設け、該耐摩耗層を超硬合金材料とセラミックス材料の
うちいずれか一方の材料によって形成したことにある。
ブラケット部との接触面のうち、少なくともいずれか一
方の接触面を剛性を有する硬質の耐摩耗層によって確実
に保護することができ、これによってボス部をブラケッ
ト部に対し相対回動させたときに、耐摩耗層が設けられ
た接触面が摩耗、損傷してしまうのを確実に防止でき
る。そして、耐摩耗層の材料として、超硬合金材料とセ
ラミックス材料のうちいずれか一方の材料を選択するこ
とができる。
ス部とブラケット部との接触面のうち少なくとも一方の
接触面には、予め耐食性を有する表面処理層を形成した
後に、該表面処理層上には前記耐摩耗層を設ける構成と
したことにある。
耗層が多孔質構造をなし、内部にその厚み方向を貫通す
るように気孔等が形成された場合でも、前記接触面側が
該気孔を介して直接外気に曝されて腐食してしまうの
を、前記表面処理層により確実に防止することができ
る。
部材のボス部と相手方部材のブラケット部とを連結ピン
を介して回動可能に連結してなる軸受装置において、前
記ボス部とブラケット部との接触面のうち少なくとも一
方の接触面側には、内周側に前記連結ピンが挿通される
リング状部材を嵌合して設け、該リング状部材には少な
くともその表面側に超硬合金材料とセラミックス材料の
うちいずれか一方の材料からなる耐摩耗層を形成したこ
とにある。
をリング状部材の少なくとも表面側に予め形成した後、
このリング状部材の内周側に連結ピンを挿通させること
により、該リング状部材をボス部とブラケット部との接
触面のうち少なくとも一方の接触面側に嵌合して容易に
取付けることができる。
前記リング状部材の表面側には、予め耐食性を有する表
面処理層を形成した後に、該表面処理層上には前記耐摩
耗層を設ける構成としたことにある。
側に形成とたときに、該耐摩耗層内にその厚み方向に貫
通した気孔等が形成された場合でも、リング状部材の表
面が該気孔等を介して直接外気に曝されて腐食してしま
うのを前記表面処理層により確実に防止することができ
る。
面処理層は、無電解ニッケルメッキ処理により形成した
ことにある。
電解ニッケルメッキにより容易に形成できる。また、前
記耐摩耗層および表面処理層に熱処理等を適宜に施すよ
うにすれば、ボス部とブラケット部との接触面(リング
状部材の表面)とニッケルメッキ層との密着性、および
該ニッキルメッキ層と耐摩耗層との密着性を向上させる
ことができると共に、耐摩耗層が有する硬度を一層大き
くすることができる。
前記耐摩耗層は、前記超硬合金材料とセラミックス材料
のうちいずれか一方の材料を溶射処理することにより形
成される溶射皮膜によって構成したことにある。
面あるいはリング状部材の表面に、耐摩耗層としての溶
射皮膜を超硬合金材料とセラミックス材料のうちいずれ
か一方の材料から容易に形成することができる。また、
耐摩耗層を溶射皮膜によって形成することにより、該溶
射皮膜の表面を数十μm程度の表面粗さを有する凹凸面
として容易に形成することができる。
射皮膜は、超硬合金材料にニッケルとクロムを合計して
10〜30重量%含ませた粉末材料を溶射処理すること
により形成したことにある。この結果、溶射皮膜を摺動
特性に優れた硬度の高い耐摩耗層として確実に形成する
ことができる。
耐摩耗層の表面には、30μm以下程度の表面粗さを有
する凹凸面を設けたことにある。
面間にグリース等の潤滑剤を給脂したときには、該耐摩
耗層の凹側面内にグリースを捕捉することができ、耐摩
耗層の表面を確実に潤滑状態に保持することができると
共に、前記接触面間からグリースが外部に漏洩してしま
うのを防止することができる。
材のボス部と相手方部材のブラケット部とを連結ピンを
介して回動可能に連結してなる軸受装置において、前記
ボス部とブラケット部との両方の接触面に耐摩耗層を形
成し、該耐摩耗層はニッケルとクロムを合計して10〜
30重量%含み、残りが超硬合金材料からなる粉末材料
を溶射処理することにより形成したことにある。
部材のボス部と相手方部材のブラケット部とを連結ピン
を介して回動可能に連結してなる軸受装置において、前
記ボス部とブラケット部との両方の接触面に、内周側に
前記連結ピンが挿通されるリング状部材をそれぞれ嵌合
して設け、該各リング状部材には少なくともその表面側
に耐摩耗層を形成し、該耐摩耗層はニッケルとクロムを
合計して10〜30重量%含み、残りが超硬合金材料か
らなる粉末材料を溶射処理することにより形成したこと
にある。
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。
実施例を示している。
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お
よび機械室(図示せず)等が設けられている。
けられた作業装置を示し、該作業装置5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6と、該ブ
ーム6の先端側にピン結合されたアーム7と、該アーム
7の先端側にピン結合されたバケット8とから大略構成
されている。そして、ブーム6およびアーム7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9お
よびアームシリンダ10によって回動され、バケット8
はバケットシリンダ11によりリンク12,12等を介
して回動されるようになっている。
装置が装備されており、例えば一側部材となるアーム7
と相手方部材となるバケット8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。
部としてのアームボスを示し、該アームボス13は、鋳
鉄等の金属材料により略円筒状に形成され、その内周側
には軸方向両側に位置してブッシュ嵌合穴13A,13
Aが設けられている。ここで、アームボス13は軸方向
両端側が後述する各ブラケット14の端面14Cに対す
る接触面としての端面13B,13Bとなっている。ま
た、該各端面13Bの外周側には図3に示す如く環状の
テーパ面部13Cが形成されている。そして、該各端面
13Bはその表面上に後述の各溶射皮膜19が形成さ
れ、該各溶射皮膜19と共にバケット8からのスラスト
荷重を受承するようになっている。
れ、アーム7のアームボス13を挟むように配置された
ブラケット部としての一対のブラケットを示し、該各ブ
ラケット14は鋼板等の金属材料から平板状に形成され
ている。そして、該各ブラケット14には各ブッシュ嵌
合穴13Aと同心となるピン挿通穴14A,14Aが穿
設されている。また、一方のブラケット14の外側面に
は、筒部14Bの端面がピン挿通穴14Aの外縁部に溶
接等の手段によって固着されると共に、該筒部14Bに
は径方向にボルト挿通穴(図示せず)が形成されてい
る。
4A外周側は厚肉に形成され、その軸方向内側面がアー
ムボス13の各端面13Bに対する接触面としての端面
14C,14Cとなっている。また、該各端面14Cの
外周側には環状の各テーパ面部14Dが形成され、該テ
ーパ面部14Dは前記テーパ面部13Cとの間で、図3
に示す如くV字溝を構成している。そして、該各端面1
4Cはその表面上に後述の各溶射皮膜20が形成され、
該各溶射皮膜20と共にアーム7からのスラスト荷重を
受承するようになっている。
シュ15は焼結金属等により略円筒状に形成され、その
外周側がアームボス13の各ブッシュ嵌合穴13A内に
それぞれ圧入嵌合された状態で嵌着されている。
3を回動可能に連結した円柱状の連結ピンを示し、該連
結ピン16はブッシュ15の内周側に摺動可能に挿嵌さ
れ、軸方向両端側は各ブラケット14のピン挿通穴14
A内に挿通されている。そして、連結ピン16の軸方向
一端側には、径方向にボルト挿通穴(図示せず)が形成
され、該ボルト挿通穴およびブラケット14(筒部14
B)の前記ボルト挿通穴に固定ボルト等(図示せず)を
挿通することにより、連結ピン16をブラケット14に
対して抜止め、廻止め状態に保持している。
ュ15との摺動面となる部位に浅底の凹溝16A,16
A,…が周方向に一定間隔をもって形成されている。ま
た、連結ピン16の左,右両端面には各凹陥部16B,
16Cが形成され、該各凹陥部16B,16Cにはそれ
ぞれ各グリース注入路16D,16Eの基端側が開口し
ている。一方、グリース注入路16D,16Eの先端側
は、それぞれ連結ピン16の軸方向中間部両側から径方
向外向きに放射状をなして延び前記各凹溝16Aに開口
している。
に螺着されたグリースニップル17,17からグリース
等の潤滑剤が注入されると共に、このグリースは連結ピ
ン16と各ブッシュ15との摺動面に給脂され、前記凹
溝16Aによって摺動面間全体に均一な油膜を形成し、
該摺動面間を効率よく潤滑状態に保持する。
ールを示し、該各オイルシール18はブッシュ15の軸
方向外側に位置してアームボス13の各ブッシュ嵌合穴
13A内に嵌着されている。ここで、各オイルシール1
8は、ブッシュ15と連結ピン16との間の摺動面に外
部から土砂等の異物が侵入するのを防止すると共に、該
摺動面間に給脂されたグリース等の潤滑剤の一部を、前
記各端面13B,14C(溶射皮膜19,20)間に補
給させる構成となっている。
Bに溶射処理を施すことにより形成された耐摩耗層とし
ての溶射皮膜、20,20は各ブラケット14の端面1
4Cを含めた軸方向内側端面全体に溶射処理を施すこと
により形成された耐摩耗層としての溶射皮膜をそれぞれ
示している。
す如く、剛性を有しかつ耐熱性を備えた硬質の超硬合金
材料から形成されている。この場合、この超硬合金材料
は、例えばタングステンカーバイト等の材料にニッケル
とクロムを合計して10〜30重量%、例えば27重量
%含ませた粉末材料を、プラズマ溶射法あるいは高エネ
ルギーガス溶射法等の手段を用いて溶射処理することに
より形成されている。
とクロムを合計して10〜30重量%含み、残りが70
〜90重量%のタングステンカーバイト等の超硬合金材
料からなる粉末材料を、プラズマ溶射法あるいは高エネ
ルギーガス溶射法等の手段を用いて溶射処理することに
より形成してもよい。
動可能にほぼ摺接した状態で配設され、バケット8をブ
ラケット14に対して相対回動させたときに、バケット
8側あるいはブラケット14側からのスラスト荷重を各
溶射皮膜19,20で直接受承させることにより、各端
面13B,14Cが互いに直接摺動して摩耗、損傷等が
生じるのを確実に防止している。また、各溶射皮膜1
9,20間に形成される僅かな隙間内に土砂等が侵入し
たときには、この土砂を該各溶射皮膜19,20間で確
実にすり潰すことができるようにしている。
膜19,20の表面は、30μm以下程度の表面粗さを
有する凹凸面(図示せず)として形成されている。これ
によって各溶射皮膜19,20を互いに摺接させたとき
に、各溶射皮膜19,20の凹部側面で複数の凹部空間
(図示せず)を形成することができる。そして、この凹
部空間は、ブッシュ15と連結ピン16との摺動面から
各溶射皮膜19,20間に補給されたグリースを捕捉し
て内部に閉込め、各溶射皮膜19,20間を長期に亘っ
て潤滑状態に保持すると共に、このグリースが各溶射皮
膜19,20から外部に漏出するのを防止している。
は任意に設定してもよいが、前記粉末材料の比重が重く
かつ値段が高価である点を考慮に入れて、該寸法tを5
0〜200μm程度に設定すると共に、各溶射皮膜1
9,20の耐久年数を10年間(運転総時間約8000
時間)程度補償できるようにするのが好ましい。また、
各溶射皮膜19,20は、剛性を有しかつ耐熱性を備え
た硬質(珪砂よりも硬い)のセラミックス材料、例えば
炭化ケイ素、炭化チタン、アルミナおよび酸化クロム等
を主成分としたセラミックス材料から形成してもよい。
を示し、該各Oリング21はアームボス13のテーパ面
部13Cとブラケット14の各テーパ面部14Dとの間
のV字溝内に弾性変形状態で締代をもって装着されてい
る。そして、各Oリング21は、アームボス13と各ブ
ラケット14との間から各溶射皮膜19,20間の隙間
内に外部から異物が侵入するのを抑制すると共に、各溶
射皮膜19,20間に補給されたグリースが外部に漏洩
するのを抑制するものである。
を有するもので、当該軸受装置を介してアーム7の先端
側にピン結合されたバケット8は、アームボス13に取
付つけた各ブッシュ15に対し、連結ピン16を回動さ
せることにより、アーム7の先端側で回動動作を行う。
7側およびバケット8側に作用するスラスト荷重を、ア
ームボス13とブラケット14との各端面13B,14
Cで受承させることにより、バケット8のアーム7に対
するスラスト方向のガタツキを防止するようにしてい
る。このため、端面13B、端面14C側には、それぞ
スラスト荷重による極めて大きな面圧が作用してしま
う。
ブラケット14との各端面13B,14Cに剛性を有し
かつ耐熱性を備えた硬質の超硬合金材料からなる各溶射
皮膜19,20を形成すると共に、該各溶射皮膜19,
20を互いに摺動させることにより、アーム7側および
バケット8側からのスラスト荷重を各溶射皮膜19,2
0で直接受承させる構成としている。
皮膜19,20間に補給されたグリースを、各溶射皮膜
19,20の表面(凹凸面)間で形成される複数の凹部
空間に捕捉して閉込めることができる。そして、該溶射
皮膜19,20間を長期に亘って潤滑状態に保持できる
から、各溶射皮膜19,20間で生じる摩耗、損傷を著
しく減少させることができると共に、このグリースが端
面13B,14C間から外部に漏出してしまうの効果的
に防止することができる。
たグリースが油膜切れを起こしてしまった場合でも、各
溶射皮膜19,20間で生じる摺動摩擦熱等による凝着
摩耗や焼付き等を確実に防止することができる。
Oリング21とテーパ面部13C,14Dとの間を介し
て各溶射皮膜19,20間に侵入した場合には、この土
砂等を超硬合金材料からなる各溶射皮膜19,20間で
すり潰すことができ、このような土砂等により各溶射皮
膜19,20(各端面13B,14C)にアブレッシブ
摩耗等が生じてしまうのを確実に防止することができ
る。
た土砂等を該各溶射皮膜19,20間で保持することが
でき、土砂等の異物が連結ピン16と各ブッシュ15と
の摺動面間に侵入してしまうのを確実に防止することが
できる。
ラケット14との各端面13B,14Cに各溶射皮膜1
9,20を形成したから、該各溶射皮膜19,20間を
グリース等により長期に亘って潤滑状態に保持できると
共に、各溶射皮膜19,20間に補給されたグリースが
油膜切れを起こした場合でも、各端面13B,14Cに
摩耗、損傷等が生じるのを確実に防止することができ
る。
長期に亘って補償することができ、当該軸受装置の装置
寿命を大幅に延ばすことができ、例えば、各溶射皮膜1
9,20の厚さ寸法tを50〜200μmに設定した場
合には、該各溶射皮膜19,20の耐久年数を、10年
間(運転総時間約8000時間)程度補償することがで
きる。
延ばすことができ、作業者にとって負担となる給脂作業
等のメンテナンス作業を確実に軽減化することができ
る。また、各溶射皮膜19,20間に生じる凝着摩耗等
を確実に防止でき、バケット8の回動時にこのような摩
耗に起因した「鳴き音」等の異音が発生するのを効果的
に防止することができる。
隙間に土砂等が侵入した場合には、各溶射皮膜19,2
0にアブレッシブ摩耗等の激しい摩耗が生じるのを確実
に防止できる。この結果、バケット8のアーム7に対す
る軸方向のガタツキをなくすことができ、このようなガ
タツキに起因した「ガタ音」等の異音を防止することが
できる。これによって前述した「鳴き音」等を含めて当
該油圧ショベルから発生する騒音源を効果的に減らすこ
とができ、快適な作業環境を維持することができる。
給されたグリースが該各溶射皮膜19,20間の隙間か
ら外部に漏出するのを防止することができ、当該軸受装
置の外観の見栄えを良好にすることができる。
金材料にニッケルとクロムを合計して27重量%含ませ
た粉末材料を各端面13B,14Cに溶射処理すること
により、各溶射皮膜19,20を容易に形成することが
でき、剛性を有する硬質の耐摩耗層としての各溶射皮膜
19,20の信頼性を確実に高めることができる。
よって形成することにより、該各溶射皮膜19,20の
表面を30μm程度以下の表面粗さを有する凹凸面とし
て容易に形成することができる。これによって溶射処理
後に、各溶射皮膜19,20の表面に表面加工を施して
前記凹凸面を形成するような作業を不要にすることがで
き、各溶射皮膜19,20の形成時の作業性を効果的に
向上させることができる。
材料に替えてセラミックス材料によっても形成すること
ができ、各溶射皮膜19,20を形成するための材料選
びを容易にすることができる。
し、本実施例の特徴は、ボス部とブラケット部との接触
面に、予め耐食性を有する表面処理層を形成した後に、
該表面処理層上に各耐摩耗層を設けたことにある。な
お、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
面13Bに設けられた表面処理層、32,32は各ブラ
ケット14の端面14C側に設けられた表面処理層をそ
れぞれ示めしている。そして、該各表面処理層31,3
2上には後述の各溶射皮膜33,34が形成されてい
る。
3B,14Cに無電解ニッケルメッキ処理を施すことに
より耐食性を有するニッケル層として形成され、その厚
さ寸法は約5〜20μm程度に設定されている。
するように各溶射皮膜33,34に複数の気孔等が形成
された場合に、各端面13B,14Cが該気孔等を介し
て直接外気に曝されて腐食してしまうのを確実に防止す
るものである。
B側に設けられた耐摩耗層としての溶射皮膜、34,3
4は各ブラケット14の端面14C側に設けられた溶射
皮膜をそれぞれ示している。そして、該各溶射皮膜3
3,34は、各表面処理層31,32上に前記第1の実
施例で述べた各溶射皮膜19,20と同様に形成されて
いる。ここで、各溶射皮膜33,34はその形成時の処
理条件等によって、厚さ方向に複数の気孔等(図示せ
ず)が貫通して形成される場合が生じてまう。
膜33,34にそれぞれ500℃〜700℃程度の熱処
理等を適宜に施すことにより、各端面13B,14Cと
表面処理層31,32との間、および該各表面処理層3
1,32と各溶射皮膜33,34との間の密着性をさら
に向上できる上に、各溶射皮膜33,34が有する硬度
をさらに向上させることができるが、このような熱処理
は各溶射皮膜33,34に要求される耐摩耗層としての
摺動特性と、熱処理時にかかる処理コスト等を比較考慮
に入れて任意に選択してもよい。
でも、前記第1の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、各端面13B,14
C上に耐食性を有する各表面処理層31,32を形成す
ると共に、該各表面処理層31,32上に各溶射皮膜3
3,34を形成したから、各端面13B,14Cが外気
に曝されて腐食してしまうのを確実に防止でき、これに
よってアームボス13および各ブラケット14の耐久性
を大幅に向上させることができると共に、当該軸受装置
の寿命をさらに確実に延ばすことができ、装置の信頼性
を一層向上させることができる。
膜33,34にそれぞれ500℃〜700℃程度の熱処
理等を適宜に施すことにより、各端面13B,14Bが
有する摺動特性等を高め、信頼性を大幅に向上させるこ
とができる。
施例を示し、本実施例の特徴は、ボス部とブラケット部
との接触面に、予め耐食性を有する表面処理層を形成し
た後に、該表面処理層上に各耐摩耗層を設けたことにあ
る。なお、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成
要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとす
る。
Bに設けられた環状溝、42は各ブラケット14の端面
14Cに設けられた環状溝(いずれも1個のみ図示)を
それぞれ示している。ここで、該各環状溝41は図5お
よび図6に示す如く、各端面13Bをブッシュ嵌合穴1
3Aの外縁部の位置から径方向外向きに切欠くことによ
り、ブッシュ嵌合穴13Aと同心の円形溝として形成さ
れている。
した位置で各端面14Cに環状の凹溝として形成され、
その溝深さおよび溝幅は各環状溝41と対応している。
そして、これらの各環状溝41、42内にはそれぞれ後
述の各リング状部材43,44が設けられている。
状部材、44は各環状溝42内に設けられたリング状部
材(いずれも1個のみ図示)を示している。ここで、該
リング状部材43,44は図7に示す如く環状円板とし
て形成され、その上,下,左,右の位置にはボルト挿通
穴43A,43A,…、ボルト挿通穴44A,44A,
…がそれぞれ形成されている。また、該リング状部材4
3,44の表面上には予め後述の各溶射皮膜46,47
が形成されている。
ボルト45(4個のみ図示)等をそれぞれ各ボルト挿通
穴43A,44A内に挿通して後述のねじ穴48,49
に螺合させることにより、各環状溝41,42内に嵌着
されている。また、リング状部材43,44の板厚寸法
は、各環状溝41(各環状溝42)の溝深さと同一また
はそれ以上の厚さをもって形成され、各リング状部材4
3,44の表面は各端面13B,14Cとほぼ同一平面
上に位置するようになっている。
された耐摩耗層としての溶射皮膜、47は各リング状部
材44の表面上に形成された耐摩耗層としての溶射皮膜
(いずれも1個のみ図示)をそれぞれ示している。
状部材43,44の表面上に前記第1の実施例で述べた
各溶射皮膜19,20とほぼ同様に形成されているもの
の、該各溶射皮膜46,47はその上,下,左,右の位
置に前記ボルト挿通穴43A,44Aが貫通して形成さ
れている。そして、バケット8の回動時に、各溶射皮膜
46,47を互いに摺動させることにより、各端面13
B,14Cが直接摺動してしまうのを確実に防止してい
る。
3A,44Aと対応した位置で、各環状溝41、各環状
溝42の溝底側にそれぞれ形成されたねじ穴を示してい
る。
でも前記第1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ること
ができるが、特に本実施例では、アーム7およびバケッ
ト8に形成された各端面13B,14Cに直接溶射処理
するのが難しい場合には、各リング状部材43,44の
表面上に予め各溶射皮膜46,47を形成した後に、該
各リング状部材46,47を各ボルト45等を介して、
各環状溝41、各環状溝42に嵌着させることにより、
各溶射皮膜46,47を各端面13B,14Cに容易に
形成することができる。
施例を示し、本実施例の特徴は、ボス部とブラケット部
との接触面のうち、いずれか一方の接触面上にリング状
部材となる隙間調整用のシム板を配設すると共に、該シ
ム板の表面と相手側の接触面には予め耐食性を有する表
面処理層を形成した後、該表面処理層上に各耐摩耗層を
設けたことにある。なお、本実施例では前記第2の実施
例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。
板厚方向に貫通して形成された3個のねじ穴を示し、該
各ねじ穴50は図9に示す如く互いに120度程度の間
隔をもってピン挿通穴14Aの周方向に配設されてい
る。また、各ねじ穴50には各ボルト51がそれぞれ螺
着され、該各ボルト51はその先端部51Aがブラケッ
ト14の端面14Cから後述のシム板52に向けて一定
寸法だけ突出している。
ム板を示し、該シム板52は図9に示す如く、略半リン
グ形状に形成された一対のシム半割体52A,52Aか
らなり、該各シム半割体52Aは分割線O−Oに対して
左,右対称となる位置に配設されている。
ト51の先端部51Aと対応した位置に、それぞれ係合
溝53,53,54,54が切欠溝として形成されてい
る。そして、該各係合溝53は、各シム半割体52Aの
端部のうち略半円形状をなした内側端の下部に、分割線
O−Oに対して60度程度の角度θ1 をもって斜め上向
きに開口している。また、前記各係合溝54は各シム半
割体52Aの端部のうち、分割線O−Oに沿った上側端
部に該分割線O−Oに対して垂直方向に開口している。
は、分割線O−Oに対して左,右両側に位置したボルト
51に径方向外側から引掛けるようにして係合されると
共に、各係合溝54は対向する相手方の係合溝54と衝
合して略円形状の合わせ溝を形成し、分割線O−O上に
位置するボルト51に左,右両側から係合するようにな
っている。
処理層、56は該表面処理層55上に形成された溶射皮
膜を示し、該表面処理層55および溶射皮膜56は、前
記第2の実施例で述べた表面処理層31,32、溶射皮
膜33,34と同様に形成されている。そして、前記シ
ム板52の板厚寸法を適宜に変えることにより、シム板
52に形成された溶射皮膜56とアームボス13の端面
13Bに形成された溶射皮膜33との間の隙間をなく
し、各ブラケット14のアームボス13に対する軸方向
のがたつき等を確実に防止している。
でも前記第2の実施例とほぼ同様の作用効果を得ること
ができるが、特に本実施例では、アームボス13の端面
13Bとブラケット14の端面14Cとの間に隙間調整
用のシム板52を配設し、該シム板52の表面には表面
処理層55を介して溶射皮膜56を形成したから、板厚
の異なるシム板52を適宜に取換えて用いることによ
り、各ブラケット14のアームボス13に対する軸方向
のがたつきを確実に防止できると共に、シム板52の耐
久性を大幅に向上させることができ、装置の信頼性をさ
らに一層向上させることができる。
し、本実施例では前記第4の実施例と同一の構成要素に
は同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
しかし、本実施例の特徴は、前記第5の実施例で述べた
3本のボルト51に替えて、4本のボルト61をブラケ
ット14に設け、シム板62を該各ボルト61を介して
アームボスの端面(図示せず)とブラケット14の端面
14Cとの間に配設すると共に、シム板62の表面には
表面処理層(図示せず)を介して溶射皮膜65を形成し
たことにある。
ピン挿通穴14Aに対して周方向で、上,下,左,右へ
と離間して配設され、その先端部61Aがブラケット1
4の端面14Cからシム板62の板厚寸法だけ外部に突
出している。
述べた各シム半割体52Aとほぼ同様に、半リング形状
をなした一対のシム半割体62A,62Aから構成され
ている。しかし、該各シム半割体62Aの端部のうち略
半円形状をなした内側端の中間部には略U字形状の係合
溝63,63が形成され、分割線O−Oに沿った上,下
端面には略U字形状の係合溝64,64が形成されてい
る点で前記シム板52とは異なっている。
対して60度程度の角度θ2 をもって斜め下向きに開口
して、左,右に位置したボルト61の先端部61Aに係
合されると共に、係合溝64,64は分割線O−Oに対
して垂直方向に開口し、上,下に位置したボルト61の
先端部61Aに係合される。
でも前記第5の実施例と同様の作用効果を得ることがで
きる。
し、本実施例では前記第4の実施例と同一の構成要素に
は同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
しかし、本実施例の特徴は、前記第5の実施例で述べた
3本のボルト51に替えて、4本のボルト71をブラケ
ット14に設け、シム板72を該各ボルト71を介して
アームボスの端面(図示せず)とブラケット14の端面
14Cとの間に配設すると共に、シム板72の表面には
表面処理層(図示せず)を介して溶射皮膜75を形成し
たことにある。
左,右両側に上,下に離間して配設され、その先端部7
1Aがブラケット14の端面14Cからシム板72の板
厚寸法だけ外部に突出している。
れたシム半割体72A,72Aからなり、該各シム半割
体72Aの円弧は、例えば120度〜170度程度の角
度範囲に亘って延びている。そして、該各シム半割体7
2Aの端部のうち円弧状をなした内側端の上部には略U
字形状の係合溝73,73が形成され、分割線O−Oに
沿った上端面に対し反対側に位置した端面には略U字形
状の係合溝74,74が形成されている。
口して、上側に位置した左,右のボルト71の先端部7
1Aに係合されると共に、係合溝74は分割線O−Oに
対して45度程度の角度θ3 をもって斜め下向きに開口
し、下側に位置した左,右のボルト71の先端部71A
に係合される。
でも前記第5の実施例と同様の作用効果を得ることがで
きる。
し、本実施例では前記第5の実施例と同一の構成要素に
は同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
しかし、本実施例の特徴は、シム板62を構成する各シ
ム半割体62Aに、前記第5の実施例で述べた各係合溝
63,64に替えて、外形が円弧状をなした大きめの係
合溝81,82をそれぞれ形成し、該各係合溝81,8
2を分割線O−Oに対して略垂直方向に開口させたこと
にある。
でも前記第5の実施例と同様の作用効果を得ることがで
きる。
部材43,44の表面上に各溶射皮膜46,47のみを
形成するものとして述べたが、本発明はこれに限らず、
前記第2の実施例で述べた各表面処理層を各リング状部
材43,44の表面上に予め形成した後に、該各表面処
理層上に各溶射皮膜46,47を形成してもよい。
ボス13と各ブラケット14との端面13B,14Cに
各溶射皮膜19,20(33,34,46,47)を形
成するものとして述べたが、本発明はこれに限らず、例
えば前記各端面13B,14Cのうち、いずれか一方の
端面(接触面)にのみ溶射皮膜を形成し、相手方の端面
(接触面)にこの溶射皮膜を直接またはシム板等を介し
て間接的に接触させる構成としてもよく、これによって
溶射皮膜を形成した側の端面(接触面)が摩耗、損傷す
るのを確実に防止することができる。
端面側に超硬合金からなる溶射皮膜等の耐摩耗層を形成
し、他方の端面側にセラミック材料(例えば、炭化ケイ
素、炭化チタン、アルミナおよび酸化クロム等を主成分
としたセラミックス材料)からなる溶射皮膜等の耐摩耗
層を形成してもよい。
回動時に各溶射皮膜19,20(33,34,46,4
7,56,65,75)を互いに直接摺動させるものと
して述べたが、該各溶射皮膜19,20(33,34,
46,47,56,65,75)の間にアーム7あるい
はバケット8からのスラスト荷重を受承させるためのス
ラスト板(シム板等)を配設してもよい。
置をアーム7とバケット8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5のうち、旋回フレーム3とブーム
6との間のピン結合部、ブーム6とアーム7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。
項1に記載の如く、ボス部とブラケット部との接触面の
うち、少なくともいずれか一方の接触面に剛性を有する
硬質の耐摩耗層を設け、該耐摩耗層を超硬合金材料とセ
ラミックス材料のうちいずれか一方の材料によって形成
したから、ボス部をブラケット部に対し相対回動させた
ときに、前記耐摩耗層間に供給されるグリース等の潤滑
剤が油膜切れを起こした場合や、各接触面間の僅かな隙
間内に土砂等が侵入した場合でも、該各耐摩耗層間にア
ブレッシブ摩耗、凝着摩耗等の激しい摩耗が生じるのを
効果的に防止することができる。
ケット部との接触面同士が互いに直接摺動して、該接触
面が摩耗、損傷してしまうのを確実に防止することがで
き、当該軸受装置の寿命を確実に延ばすことができ、装
置の信頼性等を大幅に向上させることができる。また、
グリースの給脂時期の間隔を大幅に延ばすことができ、
作業者にとって負担となる給脂作業等のメンテナンス作
業を確実に軽減化することができる。さらに、各ブラケ
ット部の回動時に、前記接触面間で「鳴き音」、「ガタ
音」等の異音が発生するのを効果的に防止でき、当該軸
受装置を建設機械等に用いる場合には、快適な作業環境
を維持することができる。さらにまた、超硬合金材料と
セラミックス材料のうちいずれか一方の材料を耐摩耗層
として選択することができ、耐摩耗層を形成するための
材料選びを容易に行える。
層が多孔質構造をなし、内部にその厚み方向を貫通する
ように気孔等が形成された場合でも、前記接触面が腐食
してしまうのを表面処理層により確実に防止することが
でき、これによってボス部およびブラケット部の耐久性
を大幅に向上させることができ、当該軸受装置の装置寿
命をさらに確実に延ばすことができ、装置の信頼性を一
層向上させることができる。
部側の接触面あるいはブラケット部側の接触面に耐摩耗
層を直接形成するのが難しい場合でも、耐摩耗層をリン
グ状部材の少なくとも表面側に予め形成した後、該リン
グ状部材を前記接触面に嵌合して取付ることにより、耐
摩耗層を該接触面に容易に形成することができ、耐摩耗
層の製作時の作業効率等を確実に向上させることができ
る。
耐摩耗層の内部にその厚み方向に気孔等が貫通して形成
された場合でも、リング状部材の表面が腐食してしまう
のを表面処理層により確実に防止することができ、リン
グ状部材の耐久性等を大幅に向上させることができる。
性を有する表面処理層を無電解ニッケルメッキにより容
易に形成でき、該表面処理層によってボス部とブラケッ
ト部との接触面(リング状部材の表面)が腐食するのを
確実に防止でき、ボス部、ブラケット部(リング状部
材)の耐久性等をより一層向上させることができる。
とブラケット部との接触面(リング状部材の表面)に、
耐摩耗層としての溶射皮膜を容易に形成することがでる
と共に、溶射処理後に各溶射皮膜の表面に表面加工等を
施すことにより、数十μm程度の表面粗さを有する凹凸
面を形成するような作業を不要にでき、各溶射皮膜の形
成時の作業性を確実に向上させることができる。
皮膜を耐摩耗性に優れた硬度の高い耐摩耗層として確実
に形成することができ、耐摩耗層としての溶射皮膜の信
頼性を一層向上させることができる。また、前記耐摩耗
層および表面処理層に熱処理を適宜に施すことにより、
耐摩耗層としての溶射皮膜の信頼性を大幅に向上させる
ことができる。
溶射皮膜をグリース等の潤滑剤により長期に亘って確実
に潤滑状態に保持することができ、ブラケット部のボス
部に対する円滑な回動を確実に補償することができる。
また、グリース等の潤滑剤を耐摩耗層に供給するときに
は、グリース等の給脂時期の給脂間隔をさらに延ばすこ
とができ、作業者が行う給脂作業等を大幅に軽減化させ
ることができる。
ラケット部との接触面から外部に漏洩してしまうのを確
実に防止することができ、このようなグリース等の漏洩
により当該軸受装置の外観の見栄えが悪くなるのを確実
に防止することができる。
とブラケット部との両方の接触面が摩耗、損傷してしま
うのを確実に防止することができ、当該軸受装置の寿命
等を一層延ばすことができる。
グ状部材同士を摺動させることができ、ボス部とブラケ
ット部との両方の接触面が摩耗、損傷してしまうのを確
実に防止することができ、請求項9とほぼ同様の効果を
得ることができる。
れる油圧ショベルの作業装置等を示す外観図である。
す縦断面図である。
等を拡大して示す要部断面図である。
部、ブラケット部および溶射皮膜等を拡大して示す図3
と同様の断面図である。
拡大して示す縦断面図である。
および溶射皮膜等を拡大して示す要部断面図である。
部、ブラケット部および溶射皮膜等を拡大して示す図3
と同様の断面図である。
形状を示す断面図である。
状を示す図9と同様の断面図である。
状を示す図9と同様の断面図である。
状を示す図9と同様の断面図である。
5 溶射皮膜(耐摩耗層) 31,32,55 表面処理層 43,44 リング状部材 52,62,72 シム板(リング状部材) 52A,62A,72A シム半割体
Claims (10)
- 【請求項1】 一側部材のボス部と相手方部材のブラケ
ット部とを連結ピンを介して回動可能に連結してなる軸
受装置において、前記ボス部とブラケット部との接触面
のうち、少なくともいずれか一方の接触面には剛性を有
する硬質の耐摩耗層を設け、該耐摩耗層を超硬合金材料
とセラミックス材料のうちいずれか一方の材料によって
形成したことを特徴とする軸受装置。 - 【請求項2】 前記ボス部とブラケット部との接触面の
うち少なくとも一方の接触面には、予め耐食性を有する
表面処理層を形成した後に、該表面処理層上には前記耐
摩耗層を設ける構成としてなる請求項1に記載の軸受装
置。 - 【請求項3】 一側部材のボス部と相手方部材のブラケ
ット部とを連結ピンを介して回動可能に連結してなる軸
受装置において、前記ボス部とブラケット部との接触面
のうち少なくとも一方の接触面側には、内周側に前記連
結ピンが挿通されるリング状部材を嵌合して設け、該リ
ング状部材には少なくともその表面側に超硬合金材料と
セラミックス材料のうちいずれか一方の材料からなる耐
摩耗層を形成したことを特徴とする軸受装置。 - 【請求項4】 前記リング状部材の表面側には、予め耐
食性を有する表面処理層を形成した後に、該表面処理層
上には前記耐摩耗層を設ける構成としてなる請求項3に
記載の軸受装置。 - 【請求項5】 前記表面処理層は、無電解ニッケルメッ
キ処理により形成してなる請求項2または4に記載の軸
受装置。 - 【請求項6】 前記耐摩耗層は、前記超硬合金材料とセ
ラミックス材料のうちいずれか一方の材料を溶射処理す
ることにより形成される溶射皮膜によって構成してなる
請求項1,2,3,4または5に記載の軸受装置。 - 【請求項7】 前記溶射皮膜は、超硬合金材料にニッケ
ルとクロムを合計して10〜30重量%含ませた粉末材
料を溶射処理することにより形成してなる請求項6に記
載の軸受装置。 - 【請求項8】 前記耐摩耗層の表面には、30μm以下
程度の表面粗さを有する凹凸面を設けてなる請求項1,
2,3,4,5,6または7に記載の軸受装置。 - 【請求項9】 一側部材のボス部と相手方部材のブラケ
ット部とを連結ピンを介して回動可能に連結してなる軸
受装置において、前記ボス部とブラケット部との両方の
接触面には耐摩耗層を形成し、該耐摩耗層はニッケルと
クロムを合計して10〜30重量%含み、残りが超硬合
金材料からなる粉末材料を溶射処理することにより形成
したことを特徴とする軸受装置。 - 【請求項10】 一側部材のボス部と相手方部材のブラ
ケット部とを連結ピンを介して回動可能に連結してなる
軸受装置において、前記ボス部とブラケット部との両方
の接触面には、内周側に前記連結ピンが挿通されるリン
グ状部材をそれぞれ嵌合して設け、該各リング状部材に
は少なくともその表面側に耐摩耗層を形成し、該耐摩耗
層はニッケルとクロムを合計して10〜30重量%含
み、残りが超硬合金材料からなる粉末材料を溶射処理す
ることにより形成したことを特徴とする軸受装置。
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