JP2001027383A - スイベルジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外径、重量の増加を抑制しつつ空気や水用パ
イプを挿通させる。 【解決手段】 相対的に回転自在に嵌合されたジョイン
トアウタ１０およびジョイントインナ２１と、ジョイン
トアウタ１０とジョイントインナ２１に形成されて互い
に連結された流体通路１４、２３とを備えており、ジョ
イントインナ２１の中心線上に開設されたリード線挿通
孔２２Ａの内周面の一部に中心線と平行方向にパイプ挿
通溝２５が没設されており、パイプ挿通溝２５にはパイ
プ２６が中心線と平行方向に挿通されている。 【効果】 パイプ挿通溝に空気や水用のパイプを敷設す
ることにより、ジョイントインナの外径を増加させずに
済むため、ジョイントインナおよびジョイントアウタの
外径や嵩の増大を回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイベルジョイン
トに関し、特に、油、水、空気等の複数種類の流体を取
り扱う場合や、高圧と低圧の流体を取り扱う場合等のよ
うに取り扱う流体について条件が異なる場合に使用する
のに好適なものに係り、例えば、建設機械用自動車等の
旋回体付きの作業用自動車に利用して有効なものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】作業用自動車として、例えば、図３に示
されている建設機械用自動車（以下、建機という。）が
ある。この建機は、車台１に回転自在に支持されたター
ンテーブル２の上に建設作業を実行する作業機械３と運
転室４とが搭載され、この作業機械３が自動車走行用の
エンジン５で駆動されるポンプ７の流体圧により運転お
よび制御されるように構成されている。したがって、車
台１と作業機械３および運転室４との間には、作業機械
を操作する高圧油や、車両を操縦するのに必要な正圧や
負圧の空気圧および電気をターンテーブル２を経由して
流通させる必要がある。このような要求に応じるため、
車台１とターンテーブル２との間にはスイベルジョイン
ト９が介設されている。

【０００３】従来のこの種のスイベルジョイントは、車
台に固定されたジョイントアウタとターンテーブルに連
結されたジョイントインナとが相対的に回転自在に嵌合
されており、このジョイントアウタの内周面およびジョ
イントインナの外周面には流体通路およびスリップリン
グ装置が形成されている。すなわち、圧油や空気および
電気がジョイントアウタとジョイントインナとの嵌合面
を経由して車台側とターンテーブル側とを送受されるよ
うになっている。そして、スリップリング装置を備えた
スイベルジョイントにおいては、ジョイントインナの中
心線上にはスリップリング装置のリード線を挿通するた
めの挿通孔が開設されているのが、一般的である。

【０００４】なお、スリップリング装置を備えたスイベ
ルジョイントを述べてある例としては、実開平７−３８
８８４号公報がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記したスイベルジョ
イントにおいては、ジョイントインナの中心線上にリー
ド線挿通孔が開設されているため、油圧系統のライン数
や電気系統の極数が増加すると、ジョイントインナに空
気や水を送受させるためのパイプを挿通させるのが困難
になり、パイプを挿通させるためにジョイントインナの
外径を増加させなければならない。ジョイントインナの
外径を増加させると、ジョイントインナばかりでなく、
ジョイントアウタの外径も増加させなければならなくな
るため、機械的強度の必要な高い鋳鉄が使用された油圧
部の嵩の増大により、スイベルジョイント全体が相乗的
に大重量になってしまう。

【０００６】本発明の目的は、外径および重量の増加を
抑制しつつ空気や水等用のパイプを挿通させることがで
きるスイベルジョイントを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスイベルジ
ョイントは、ジョイントアウタと、このジョイントアウ
タと相対的に回転自在に嵌合されているジョイントイン
ナと、前記ジョイントアウタおよび前記ジョイントイン
ナにそれぞれ形成されて互いに連結されている流体通路
と、前記ジョイントインナの中心線上に開設されている
リード線挿通孔と、前記リード線挿通孔の内周面の一部
に中心線と平行方向に没設されているパイプ挿通溝と、
このパイプ挿通溝に中心線と平行方向に挿通されている
パイプとを備えていることを特徴とする。

【０００８】前記した手段によれば、空気や水等用のパ
イプはパイプ挿通溝に収容して縦方向に敷設することが
できるため、ジョイントインナの外径を増加させずに済
み、その結果、ジョイントインナおよびジョイントアウ
タの外径や嵩の増大を回避することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に即して本発明の一実
施形態を説明する。

【００１０】本実施形態において、本発明に係るスイベ
ルジョイントは、図３に示されているように、車台（支
持体）１に回転自在に支持されたターンテーブル（旋回
体）２の上に建設作業を実行する作業機械３と運転室４
とが搭載された建機に使用されている。すなわち、スイ
ベルジョイント９は車台１と作業機械３および運転室４
との間に作業機械を操作する高圧油や、車両を操縦する
のに必要な圧縮空気（エアという。）および運転室４を
暖房するための温水をターンテーブル２を経由して流通
させるものとして構成されている。

【００１１】図１および図２に示されているように、ス
イベルジョイント９は互いに周方向に回転自在に嵌合さ
れて垂直方向に配設されたジョイントアウタ１０とジョ
イントインナ２１とを備えており、ジョイントアウタ１
０が車台１側に固定され、ジョイントインナ２１がター
ンテーブル２側に固定されるようになっている。

【００１２】図１に示されているように、ジョイントア
ウタ１０は上下方向に二分割されており、アウタ大径部
材１１とアウタ小径部材１２とを備えている。アウタ大
径部材１１は鉄が材料として使用された鋳物によって外
径および内径のいずれもが大きい円筒形状に一体成形さ
れている。アウタ小径部材１２はアルミニウムが材料と
して使用された鋳物によって外径および内径のいずれも
がアウタ大径部材１１よりも小さい円筒形状に成形され
ている。アウタ大径部材１１とアウタ小径部材１２とは
軸心合わせされた状態で、下端面と上端面とにおいて対
向されており、複数本のボルト２０によって締結されて
いる。

【００１３】アウタ大径部材１１の大径中空部１３にお
ける内周面には油を流通するための第一の環状溝（以
下、圧油用環状溝という。）１４が複数条、互いに平行
に配されてそれぞれ一体的に没設されている。大径中空
部１３の内周面における隣合う圧油用環状溝１４、１４
の間にはシールリング１５がそれぞれ配設されている。
アウタ大径部材１１の外周部には、第一の車体側ポート
としての油用車台側ポート１６が八個開設されている。
具体的に説明するならば、上部運転室４を旋回させるた
めの旋回ポートと、ウインチ巻き上げ用ドラムを回転さ
せる油圧モータ用ウインチポートと、クレーンのブーム
の上下、伸縮シリンダ用デリックポートと、パワーステ
アリング用のステアリングポートが三個と、各種バルブ
やモータのドレンポートと、旋回体側へ供給した圧油の
リターンポートである。なお、図１および図４中、１６
Ａはリターンポートで、１６ａはドレンポートである。

【００１４】アウタ小径部材１２の小径中空部１７にお
ける内周面には第二の環状溝として二条の水用環状溝１
８、１８Ａが、互いに平行に配されてそれぞれ一体的に
没設されている。アウタ小径部材１２の外周部には水用
環状溝１８に連通した水用車台側ポート１９が開設され
ており、この水用車台側ポート１９にはエンジン５の水
冷装置６の温水配管に接続されている。また、水用環状
溝１８Ａは水用車台側ポート１９Ａ（図４参照）に連通
しており温水の戻り側通路を形成している。

【００１５】ジョイントインナ２１は上下方向に分割さ
れており、インナ大径部材２２とインナ小径部材２９と
を備えている。インナ大径部材２２は鉄が材料として使
用された鋳物によって略円筒形状に形成され、ジョイン
トアウタ１０のアウタ大径部材１１の大径中空部１３に
回転自在に嵌入されている。インナ大径部材２２には複
数本の油路（一部のみが図示されている。）２３が開設
されており、各油路２３の一端はアウタ大径部材１１の
大径中空部１３の内周面に没設された複数条の圧油用環
状溝１４のそれぞれに対向されて連通されている。図４
に示されているように、各油路２３の他端は各ターンテ
ーブル側ポート（一部のみが図示されている。）２４、
２４Ａに連通されている。

【００１６】図１および図２に示されているように、イ
ンナ大径部材２２の円筒中空部によってリード線挿通孔
２２Ａが形成されており、リード線挿通孔２２Ａはスリ
ップリング装置（図示せず）に接続された複数本のリー
ド線を挿通し得るように設定されている。インナ大径部
材２２のリード線挿通孔２２Ａの内周面における互いに
１８０度の位相差をもって対向する一対の位置には、一
対のパイプ挿通溝２５、２５がそれぞれ中心線と平行に
延在されて互いに対称形に没設されている。両パイプ挿
通溝２５、２５内にはパイプ２６が三本宛、互いに対称
形に挿通されて敷設されている。六本のパイプ２６のう
ち二本が水路用パイプとして使用され、四本がエア用パ
イプとして使用されるように設定されている。

【００１７】インナ大径部材２２の上端部には上側ポー
ト形成部材２７が装着されており、上側ポート形成部材
２７には複数個のターンテーブル側ポート２８が開設さ
れている。各ターンテーブル側ポート２８は水路および
エア路を構成するようにそれぞれ設定されており、一端
のパイプ挿入口３３において各パイプ２６にそれぞれ連
通されている。ターンテーブル側ポート２８の他端は運
転室４の暖房装置や制御装置に接続されており、水冷装
置６によって加熱された温水およびエアタンク８のエア
が流通されるようになっている。

【００１８】ジョイントインナ２１のインナ大径部材２
２の下端面にはアウタ小径部材１２の小径中空部１７に
回転自在に嵌入されたインナ小径部材２９が、その対向
面間にスペーサ３０を挟み込まれた状態でボルト３１に
よって一体回転するように結合されている。インナ大径
部材２２の下端部とインナ小径部材２９の上端部とは印
籠結合部３２によって印籠結合されている。インナ小径
部材２９はアルミニウムが材料として使用された鋳物に
よって略円筒形状に形成されている。

【００１９】インナ小径部材２９の印籠結合部３２にお
ける上端面には複数本のパイプ挿入口３３が開設されて
おり、各パイプ挿入口３３にはインナ大径部材２２のパ
イプ挿通溝２５に挿通された各パイプ２６がそれぞれ上
から挿入され、図５（ｂ）に示されているようにシール
されている。各パイプ挿入口３３には各流体通路３４
（一部のみが図示されている。）の一端がそれぞれ接続
されている。各流体通路３４のうち二本の流体通路３４
の他端は各水用環状溝１８、１８Ａにそれぞれ連通され
ており、他の四本の流体通路３４の他端は第三の環状溝
としてのエア用環状溝３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ
にそれぞれ連通されている。

【００２０】インナ小径部材２９の小径中空部３５の内
周面には四条のエア用環状溝３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、
３６ｄが互いに平行に配されてそれぞれ一体的に没設さ
れている。小径中空部３５の内周面における隣合うエア
用環状溝３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ間には、シー
ルリング３７が嵌着されている。そして、各エア用環状
溝３６には各流体通路３４がそれぞれ連通されている。

【００２１】インナ小径部材２９の小径中空部３５に
は、サブジョイントとしての下側ポート形成部材３８が
回転自在に嵌入されており、下側ポート形成部材３８に
は車台側からターンテーブル側へエアを送給する一個の
ポートと、ターンテーブル側から車台側へブレーキ用エ
アを送給するポートが二個と、アクセルコントロール用
のエアポートが一個の合計四個の車台側ポート３９が開
設されている。各車台側ポート３９にはインナ小径部材
２９に形成された各流体通路４０の一端がそれぞれ接続
されており、各流体通路４０の他端はエア用環状溝３６
ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄにそれぞれ対向されて連通
するようになっている。

【００２２】下側ポート形成部材３８の下端部にはフラ
ンジ部４１が径方向外向きに突設されており、フランジ
部４１には四個の挿通孔４２が周方向に間隔を置かれて
軸方向に貫通するようにそれぞれ開設されている。各挿
通孔４２には締結部材４４が挿通されており、締結部材
４４の先端部に形成された雄ねじ部４５はアウタ小径部
材１２の下端面に形成されたねじ穴４３に締結されてい
る。すなわち、ジョイントインナ２１の下側ポート形成
部材３８は下端部に形成されたフランジ部４１におい
て、ジョイントアウタ１０のアウタ小径部材１２に締結
部材４４によって連結されている。

【００２３】次に、作用を説明する。

【００２４】ポンプ７からの吐出油はアウタ大径部材１
１の複数の油用車台側ポート１６から圧油用環状溝１
４、油路２３を通じてターンテーブル側ポート２４に圧
送され、ターンテーブル２に設備された作業機械３に送
給される。作業機械３からの戻り油は二つの油路によっ
て戻される。一つは圧油の戻りであり、ターンテーブル
側ポート２４Ａから油路２３Ａ、圧油用環状溝１４Ａ、
油用車台側ポート１６Ａに送給される。他の一つはドレ
ーン用の油であり、図示しないターンテーブル側ポート
２４ａ、油路２３ａ、圧油用環状溝１４ａおよび図４に
示されている油用車台側ポート１６ａを経由して、図３
に示されているポンプ７の図示しないリザーバタンクに
戻される。

【００２５】水冷装置６からの温水は水用車台側ポート
１９、水用環状溝１８、流体通路３４、パイプ２６、水
用のターンテーブル側ポート２８に圧送され、ターンテ
ーブル２に設備された運転室４や制御装置などに送給さ
れる。運転室４から車台側に戻される温水は図示しない
水用のターンテーブル側ポート２８Ａ、パイプ２６Ａ、
流体通路３４Ａ、水用環状溝１８Ａ、水用車台側ポート
１９Ａに送給され、水冷装置６に循環される。

【００２６】エアタンク８からのエアは空気用車台側ポ
ート３９、流体通路４０、エア用環状溝３６および前記
の温水通路を同じように形成された図示しない流体通路
３４ａ、パイプ２６ａ、空気用ターンテーブル側ポート
２８ａに圧送され、運転室４の内部に設けられた図示し
ないリザーバタンクに圧送される。運転室４側から車台
１側には三本の配管によってエアが供給される。すなわ
ち、フロントブレーキ用とリヤブレーキ用とアクセルコ
ントロール用のエアである。運転室４側から車台１側に
は図示しない各ターンテーブル側ポート２８ｂ、２８
ｃ、２８ｄ、パイプ２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、各流体通
路３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、エア用環状溝３６ｂ、３６
ｃ、３６ｄ（図１参照）、各流体通路４０ｂ、４０ｃ、
４０ｄ、各空気用車台側ポート３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ
に送給される。

【００２７】以上の油、温水、エアの送給はターンテー
ブル２が回転（旋回）起動されているときにも円滑に行
われる。また、温水およびエアの送給のためのパイプ２
６はインナ大径部材２２に形成されたパイプ挿入溝２５
内に敷設されているため、油圧の影響を受けない。した
がって、パイプ２６の管壁厚さは薄く設定することがで
き、太さも細く設定することができる。

【００２８】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ジョイントインナ２１のインナ大径部材２２に形成
したパイプ挿入溝２５内にパイプ２６が敷設されている
ため、ジョイントインナ２１の外径を増加させずにパイ
プ２６を軸方向に敷設することができ、その結果、ジョ
イントインナ２１およびジョイントアウタ１０の外径お
よび重量を抑制することができる。

【００２９】ところで、パイプ２６の上側ポート形成部
材２７および下側ポート形成部材３８におけるパイプ挿
入口３３はエアおよび水の漏洩を防止するために、シー
ル状態を維持する必要がある。パイプ挿入口のシール構
造としては、図５（ａ）に示されているものが一般的に
使用されている。すなわち、パイプ２６の挿入口に没設
された環状溝５０にシールリング５１を収納し、シール
リング５１をパイプ２６の外周に押し付けてシールする
構造である。しかし、パイプの挿入口に環状溝５０を形
成する加工は困難であり、環状溝５０に収納されたシー
ルリング５１にパイプ２６を挿入する組付作業も困難で
ある。

【００３０】そこで、本実施形態においては、図５
（ｂ）に示されているシール構造によってパイプ２６を
パイプ挿入口３３に取り付けることにより、加工性およ
び組付作業性を向上させている。すなわち、図５（ｂ）
に示されているように、パイプ２６の端部には褶曲部５
２が一定幅の円形リング形状に形成されており、パイプ
２６の褶曲部５２の端末側外周には自然状態において褶
曲部５２の外径よりも若干大径のシールリング５３が嵌
合されている。他方、パイプ挿入口３３の開口部にはパ
イプ２６の褶曲部５２の外径と略等しい内径のシール凹
部５４が円形穴形状に形成されており、シール凹部５４
の穴底にはパイプ２６の端末部の外径と略等しい内径の
パイプ挿入孔５５が形成されている。

【００３１】本実施形態によれば、シール凹部５４はパ
イプ挿入口３３にドリル等によって穿設することができ
るため、加工が容易である。また、パイプ２６の端末部
にシールリング５３を嵌着した状態で、パイプ２６の端
末部をシール凹部５４に挿入することにより、パイプ２
６をパイプ挿入口３３にシール状態で取り付けることが
できる。つまり、パイプ２６をパイプ挿入口３３にシー
ル状態で取り付ける構造における加工性および組付作業
性が向上されている。

【００３２】図５（ｃ）に示されているように、二重構
造に構成することにより、二種類の流体を互いに接触さ
せずに流通させることができる。

【００３３】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【００３４】ジョイントアウタおよびジョイントインナ
をそれぞれ形成する材料は、鉄およびアルミニウムを使
用するに限らず、その他の金属材料や樹脂材料を適宜使
用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ジョイントインナの中心線上に開設されたリード線挿通
孔の内周面の一部に中心線と平行方向に没設されている
パイプ挿通溝に空気や水等用のパイプを収容して縦方向
に敷設することができるため、ジョイントインナの外径
を増加させずに済み、その結果、ジョイントインナおよ
びジョイントアウタの外径や嵩の増大を回避することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるスイベルジョイント
を示す図２のＩ−Ｉ線に沿う縦断面図である。

【図２】図１のII−II線に沿う横断面図である。

【図３】スイベルジョイントが使用されている建機を示
す側面図である。

【図４】スイベルジョイントの外観図である。

【図５】パイプのシール構造を示す各縦断面図であり、
（ａ）は比較例を、（ｂ）は本実施形態を、（ｃ）は他
の実施形態を示している。

【符号の説明】

１…車台、２…ターンテーブル、３…作業機械、４…運
転室、５…エンジン、６…水冷装置、７…ポンプ、８…
エアタンク、９…スイベルジョイント、１０…ジョイン
トアウタ、１１…アウタ大径部材、１２…アウタ小径部
材、１３…大径中空部、１４、１４Ａ、１４ａ…圧油用
環状溝、１５…シールリング、１６、１６Ａ、１６ａ…
油用車台側ポート、１７…小径中空部、１８、１８Ａ…
水用環状溝、１９、１９Ａ…水用車台側ポート、２０…
ボルト、２１…ジョイントインナ、２２…インナ大径部
材、２２Ａ…リード線挿通孔、２３、２３Ａ、２３ａ…
油路、２４、２４Ａ、２４ａ…ターンテーブル側ポー
ト、２５…パイプ挿通溝、２６、２６Ａ、２６ａ、２６
ｂ、２６ｃ、２６ｄ…パイプ、２７…上側ポート形成部
材、２８、２８Ａ、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ…
ターンテーブル側ポート、２９…インナ小径部材、３０
…スペーサ、３１…ボルト、３２…印籠結合部、３３…
パイプ挿入口、３４、３４Ａ、３４ａ、３４ｂ、３４
ｃ、３４ｄ…流体通路、３５…小径中空部、３６（３６
ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ）…エア用環状溝、３７…
シールリング、３８…下側ポート形成部材（サブジョイ
ント）、３９、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ…空気用車台側
ポート、４０、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ…流体通路、４
１…フランジ部、４２…挿通孔、４３…ねじ穴、４４…
締結部材、４５…雄ねじ部、５０…環状溝、５１…シー
ルリング、５２…褶曲部、５３…シールリング、５４…
シール凹部、５５…パイプ挿入孔。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジョイントアウタと、このジョイントア
   ウタと相対的に回転自在に嵌合されているジョイントイ
   ンナと、前記ジョイントアウタおよび前記ジョイントイ
   ンナにそれぞれ形成されて互いに連結されている流体通
   路と、前記ジョイントインナの中心線上に開設されてい
   るリード線挿通孔と、前記リード線挿通孔の内周面の一
   部に中心線と平行方向に没設されているパイプ挿通溝
   と、このパイプ挿通溝に中心線と平行方向に挿通されて
   いるパイプとを備えていることを特徴とするスイベルジ
   ョイント。
2. 【請求項２】 前記パイプ挿通孔に挿通されたパイプの
   端部には褶曲部が形成され、褶曲部の端末側にシールリ
   ングが嵌着されてシールされていることを特徴とする請
   求項１に記載のスイベルジョイント。