JP2006193901A - 建設機械の旋回装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 旋回装置のグリースバスにおける丸胴及び底板の加工するに当って、高度な加工精度が要求されず、この底板を簡単に固定できるようになり、グリースバスからのグリース漏れを防止する。
【解決手段】 丸胴１６に段差面１６ｃを形成して、弾性シール部材２４を装着した円環状のシール溝２３を形成し、グリースバス２０を構成する底板２１を段差面１６ｃ上に載置することによって、その間にシール機能を発揮させる。底板２１の外周縁部には円周方向に等しいピッチ間隔をもって複数の取付部材２５が溶接手段等により固着して設けられている。取付部材２５にはねじ挿通孔２６が設けられ、丸胴１６のねじ挿通孔２６に対応する位置にねじ孔２７が形成されて、取付部材２５の内側から止めねじ２８をねじ孔２７に螺挿することにより底板２１は丸胴１６に着脱可能に固定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、建設機械において、その下部走行体と、上部旋回体との間を相対回動可能に連結する旋回装置に関するものである。

建設機械として、例えば油圧ショベルは、下部走行体に旋回装置を介して上部旋回体を装着する構成としている。下部走行体としては、ホイール式走行手段を備えたものや、クローラ式走行手段からなるものが実用化されている。一方、上部旋回体には、掘削等の作業を行う作業手段が装着され、また運転室等が設置される。ここで、旋回装置は、外輪と内輪とをベアリングを介して連結した旋回輪と、駆動手段とから構成される。旋回輪の外輪は上部旋回体側に設けられ、また内輪は下部走行体側に固定して設けるようにしている。そして、駆動手段としては、内輪の内周面にリングギアを形成し、また上部旋回体にこのリングギアと噛合する旋回ピニオンを備えた旋回モータを設置する構成としている。外輪は上部旋回体を構成する旋回フレームに連結・固定されるが、下部走行体におけるセンタフレームには、丸胴を溶接手段で固着して設け、内輪はこの丸胴の上端面に連結して設ける構成とするのが一般的である。

旋回モータを駆動して、旋回ピニオンを回転させると、この旋回ピニオンと噛合するリングギアを設けた内輪と、この内輪に対してベアリングを介して連結した外輪とが相対回動することになる。従って、下部走行体に連結された内輪に対して上部旋回体側に設けた外輪が回動することになる結果、上部旋回体が旋回動作を行うことになる。

旋回ピニオンとリングギアとの噛合部における磨耗を最小限に抑制するために、内輪の内側にグリースバスが設けられる。グリースバスは、例えば特許文献１に示されているように、丸胴の内周面に固着して設けた底板と、この底板に立設した円筒状の隔壁とからなり、グリースバスは円環状の容器として形成されることになり、このグリースバスの内部に所定量のグリースが貯留される。グリースバスを構成する底板の外周端面は丸胴の内周面に溶接手段により固着して設ける構成としている。また、この特許文献１では、底板を補強するために、センタフレームと底板の内周側部位との間に、補強用の円筒部材が設けられている。
特開平８−４０５３号公報

前述したように、グリースバスを構成する底板は丸胴の内周面に嵌合されて、溶接により固着されることから、少なくとも丸胴の内周面より底板の外周面の方が小さい寸法に設定しなければならない。しかも、両者の径差をできるだけ小さくして、その間の隙間を最小限のものとする必要がある。このために、これら底板と丸胴との寸法管理を極めて厳格に行わなければならない。そして、丸胴の内周面及び底板の外周面の真円度が欠如すると、円周方向において隙間が変動することになる結果、円周方向において、溶接ビードの幅が均一にならないことから、溶接作業が面倒になるといった不都合がある。

建設機械が作動する作業現場は、通常、整地されおらず、その走行時には車両が振動するだけでなく、土砂の掘削等といった作業を行っている間は、上部旋回体に大きな振動が発生する。この振動が原因となって、丸胴と底板との溶接部にクラックが発生することになり、その結果グリースバスからグリースが漏れ出すおそれもある。特許文献１における補強用の円筒部材は、底板の振動をある程度抑制できようになり、溶接部におけるクラック発生を低減させる機能を発揮するが、この円筒部材のみによってはクラックの発生を完全に抑止することはできない。特に、円周方向において丸胴内面と底板外周面との間の隙間が不均一になっていると、最も隙間の大きい部位、つまり溶接ビードの幅が広い部位に応力が集中して、クラックの発生がより顕著になる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、グリースバスを構成する丸胴及び底板の加工するに当って、高度な加工精度が要求されず、この底板を安定した状態に固定できるようにすることにある。

また、本発明の他の目的は、グリースバスからのグリース漏れを確実に防止できるようにした旋回装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、建設機械の下部走行体に装着した内輪と、上部旋回体に設けた外輪と、これら内輪と外輪との間に介装したベアリングとを備え、内輪の内面にリングギアを設け、上部側構造に旋回モータの出力軸に設けた旋回ピニオンをリングギアに噛合させるようになし、さらに前記内輪の下端面に丸胴を連結して設け、前記リングギアと旋回ピニオンとの噛合部を潤滑するために、この丸胴に固定した円環状の底板と、この底板の内側に立設した隔壁とからなるグリースバスを設ける構成とした旋回装置であって、前記丸胴の内周面に下部側が厚肉となり、上部側が薄肉となるように段差を形成し、前記段差により形成される円環状水平面に円環状のシール部材を介して前記グリースバスの底板を配置し、前記底板を固定手段により前記丸胴の薄肉部に固定する構成としたことをその特徴とするものである。

グリースバスを構成する底板を丸胴の内面に直接溶接する手法を取らず、丸胴に円環状の水平面を形成して、この円環状水平面に底板を当接させる構成としている。円環状水平面の幅寸法をある程度広く設定しておけば、底板の装着時に、その外周面と丸胴の内周面との間には格別厳格な寸法精度が要求されない。丸胴の円環状水平面と底板との当接面にシール部材を介装させているので、シール性能が向上して、車体が大きく振動してもシール性能が低下することはない。

丸胴と底板との間は実質的に相対的な動きのない部位であるから、例えば底板の外周部にシート状の弾性シール部材を固着して設けることができる。一般的には、円環状水平面に円周状のシール溝を形成し、このシール溝に断面が円形、即ちＯリング形状のシール部材を装着する構成とするのがシールの安定性を図る上で望ましい。この場合、底板の自重によりシール部材を圧縮させることにより高いシール性を確保することができる。

シール部材が劣化乃至磨耗したときには、底板を丸胴から脱着させることによって、容易に交換することができ、もってグリースバスを常に良好な状態に保つことができ、グリース漏れが発生するおそれはない。底板は丸胴の内部において固定的に保持されていなければならない。ただし、シール部材の交換等のために、底板は丸胴に対して着脱できる構成とするのが望ましい。以上の要請から、底板は固定手段により丸胴に固定することができる。このために、底板の円周方向に向けて複数箇所（例えば４〜８箇所）程度に取付部材を取り付け、またこれら取付部材をボルト等の手段で丸胴に固定することができる。この取付部材の底板への取り付けは、溶接手段等で行うことができる。勿論、底板を丸胴に装着する前の段階で固定部材が取り付けられるので、溶接時の熱がシール部材に伝達されるおそれはない。取付部材としては、ブロック状のものや弾性板体で構成することができる。ブロック状の取付部材を用いる場合には複数箇所に分散させて取り付けるが、弾性板体で取付部材を構成する場合には、断面がＬ字状で、Ｃ字状若しくは閉鎖ループからなる円環状部材から構成することもできる。取付部材を底板に溶接手段で固着し、この取付部材を丸胴内面に複数箇所にわたって止めねじで固定する構成とすることができる。

以上のように構成することによって、丸胴及び底板の加工するに当って、高度な加工精度が要求されず、この底板を簡単に固定できるようになり、またこの底板と内側に配置した円筒形状の隔壁とによってグリースバスを形成したときに、このグリースバスからのグリース漏れを確実に防止できる等の効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に建設機械の一例として、油圧ショベルの全体構成を示す。図中において、１はクローラ式走行手段を有する下部走行体、２は上部旋回体をそれぞれ示し、上部旋回体２は下部走行体１に旋回装置３を介して連結されている。従って、上部旋回体２は下部走行体１に対して旋回可能となっている。そして、この上部旋回体２には、掘削作業手段４が装着されており、またオペレータが機械を操作するための運転室５が設けられている。

上部旋回体２は、通常、下部走行体１に対して３６０°旋回できるようになっている。そこで、図２に旋回装置３の一例を示す。旋回装置３は旋回輪１０と、旋回駆動手段１１とから構成される。旋回輪１０は、図３に拡大して示したように、内輪１２と外輪１３と、これら内輪１２と外輪１３との間に介装したベアリング１４とから構成される。外輪１３は上部旋回体２における旋回フレーム２ａに複数のボルト１５により固着して設けられている。一方、内輪１２は下部走行体１側に設けられるが、この内輪１２は丸胴１６を介して下部走行体１のメインフレーム１ａに装着され、内輪１２と丸胴１６との間はボルト１７により連結されている。そして、内輪１２の内周面にはリングギア１２ａが形成されている。

旋回駆動手段１１は、旋回フレーム２ａに固定して設けられ、油圧モータまたは電動モータからなる旋回モータ１８と、この旋回モータ１８に連結して設けた旋回ピニオン１９とからなり、図４から明らかなように、旋回ピニオン１９は内輪１２に形成したリングギア１２ａと噛合している。従って、旋回モータ１８を駆動することによって、ベアリング１４を介して内輪１２と外輪１３とが相対回動することになるが、下部走行体１に対して上部旋回体２が旋回する。

図４に示したように、内輪１２の内側にはグリースバス２０が形成されている。グリースバス２０は円環状のものであって、内輪１２に設けたリングギア１２ａと旋回ピニオン１９との噛合部を潤滑するためのものである。グリースバス２０は、丸胴１６に連結して設けた円環状の金属板からなる底板２１と、この底板２１の内周側に立設した円筒形状の金属板からなる隔壁２２とから構成され、これら底板２１及び隔壁２２と、内輪１２の内周面及び丸胴１６の上部側内周面とにより形成した円環状の容器である。ここで、隔壁２２は旋回フレーム２ａに対して非接触であり、かつこの旋回フレーム２ａの下面に近接した位置まで延在されており、グリースは、旋回ピニオン１９におけるリングギア１２ａへの噛合部分のほぼ全体に及ぶ深さ分貯留されている。

底板２１と隔壁２２とは溶接手段により固着して設けられている。これに対して、底板２１の外周部は丸胴１６に固定的に保持されている。このために、丸胴１６の外周面は均一な円筒形状となっているが、その内周面は、下部側が厚肉部１６ａで、上部側が薄肉部１６ｂとなり、中間に円環状水平面からなる段差面１６ｃを有する構成となっている。そして、グリースバス２０を構成する底板２１は、その外周部が丸胴１６の段差面１６ｃに当接するように装着されている。従って、段差面１６ｃは、この底板２１が十分安定的に保持できる幅寸法を有する構成となっている。

ここで、底板２１と丸胴１６の段差面１６ｃとの接合部からグリースが流出しないようにするために、この段差面１６ｃには円環状のシール溝２３が形成されている。このシール溝２３内にはＯリング等からなる弾性シール部材２４が装着されており、底板２１を設置したときに、その自重で弾性シール部材２４が撓められる結果、その間にシール機能を発揮するようにしている。

底板２１は丸胴１６に固定的に保持されるようになっている。このために、図５にも示したように、底板２１の外周縁部には円周方向に等しいピッチ間隔をもって複数（図５においては６箇所）の取付部材２５が溶接手段等により固着して設けられている。取付部材２５はブロック状の部材からなり、その外側面、つまり底板２１の外周側に向いている面の形状は丸胴１６の薄肉部１６ｂの内周面に沿う円弧形状となっており、内周側を向いた面は平坦面となっている。そして、取付部材２５を貫通するように、ねじ挿通孔２６が少なくとも２箇所設けられている。また、丸胴１６におけるこれらねじ挿通孔２６に対応する位置にねじ孔２７が形成されており、取付部材２５の内側から止めねじ２８をねじ孔２７に螺挿して、締め付けることによって、底板２１は丸胴１６に着脱可能に固定できるようになっている。

下部走行体１に対して上部旋回体２を旋回可能に連結する旋回装置３を以上のように構成することによって、この旋回装置３において、グリースバス２０を形成する加工を容易に行うことができるようになる。即ち、グリースバス２０を構成する底板２１の外周部の加工時に、丸胴１６における薄肉部１６ｂの内径寸法と必ずしも正確に一致させる必要はない。底板２１は丸胴１６に形成した段差面１６ｃに当接するが、その間を溶接していないために、底板２１の外径が丸胴１６における薄肉部１６ｂの内径寸法より小さくなっておれば、その寸法関係に多少のばらつきがあっても、また底板２１及び薄肉部１６ｂが厳格に真円度を有しない場合でも、格別問題とはならない。

グリースバス２０からグリース漏れがないように組み立てられていなければならない。このグリースバス２０を構成する底板２１の上面に隔壁２２が立設されて、溶接手段で固着されるが、車両の走行時及び掘削等の作業を行っている間に発生する振動によって、この溶接部に格別大きな荷重が作用することはないので、溶接部にクラックが生じることがなく、グリース漏れが発生するおそれはない。また、底板２１と丸胴１６との連結部は、前述したように、底板２１の外周部が段差面１６ｃに当接しており、かつこの当接部は弾性シール部材２４によりシールされているので、この部位からグリース漏れが発生することもない。従って、グリースバス２０はグリースを安定的に貯留する。

底板２１と丸胴１６の段差面１６ｃとの間には弾性シール部材２４が介装されているが、底板２１には取付部材２５が固定して設けられ、この取付部材２５が止めねじ２８によって丸胴１６の薄肉部１６ｂに固定して設けられているので、これら底板２１と丸胴１６とは相対移動せず、このためにこの弾性シール部材２４が磨耗するのを抑制でき、長期間にわたって安定したシール機能を発揮する。ただし、長期間の間には、弾性シール部材２４が劣化したり、磨耗したりする等によりシール機能が低下することになる。弾性シール部材２４のシール機能が低下したときには、止めねじ２８を脱着することによって、底板２１を丸胴１６から取り外すことができるので、シール機能が低下した弾性シール部材２４を容易に交換できるようになる。

前述した実施の形態においては、底板２１の丸胴１６への固定手段として、ブロック状の取付部材２５と止めねじ２８とを用いる構成としたが、固定手段としては、これ以外にも、例えば図６に示したように構成することもできる。即ち、同図に示したように、断面がＬ字形状の金属板体で取付部材３０を形成し、この取付部材３０を底板２１に溶接手段により固着して、複数の止めねじ３１により丸胴１６に着脱可能に固定する構成とすることもできる。この場合、取付部材３０は複数に分割することもできるが、底板２１への溶接作業の簡易化等の観点から、全体が円環状若しくはＣ字形状とすることが望ましい。このように、取付部材３０を金属板体で構成することによって、止めねじ３１で丸胴１６に固定する際に、この取付部材３０が弾性変形することから、丸胴１６への固定性が良好になり、またその薄肉部１６ｂの内面への密着性を高くすることができる。

本発明による旋回装置が装着される建設機械の一例としての油圧ショベルの外観図である。 図１の旋回装置において、下部走行体のフレームに装着した状態の要部断面図である。 図２におけるグリースバスの拡大断面図である。 リングギアと旋回ピニオンとの噛合部の構成を示す断面図である。 取付部材を取り付けた底板の外観図である。 底板の固定手段の他の例を示す図４と同様の断面図である。

符号の説明

１ 下部走行体 １ａ センタフレーム
２ 上部旋回体 ２ａ 旋回フレーム
３ 旋回装置 １０ 旋回輪
１１ 旋回駆動手段 １２ 内輪
１２ａ リングギア １３ 外輪
１４ ベアリング １６ 丸胴
１６ａ 厚肉部 １６ｂ 薄肉部
１６ｃ 段差面 ２０ グリースバス
２１ 底板 ２２ 隔壁
２３ シール溝 ２５，３０ 取付部材
２６ ねじ挿通孔 ２７ ねじ孔
２８，３１ 止めねじ

Claims (4)

1. 建設機械の下部走行体に装着した内輪と、上部旋回体に設けた外輪と、これら内輪と外輪との間に介装したベアリングとを備え、内輪の内周面にリングギアを設けて、上部側構造に旋回モータの出力軸に設けた旋回ピニオンをリングギアに噛合させるようになし、さらに前記内輪の下端面に丸胴を連結して設け、前記リングギアと旋回ピニオンとの噛合部を潤滑するために、この丸胴に固定した円環状の底板と、この底板の内側に立設した隔壁とを備えたグリースバスを設ける構成とした旋回装置において、
   前記丸胴の内周面に下部側が厚肉となり、上部側が薄肉となるように段差を形成し、
   前記段差により形成される円環状水平面に円環状のシール部材を介して前記グリースバスの底板を配置し、
   前記底板を固定手段により前記丸胴の薄肉部に固定する
   構成としたことを特徴とする建設機械の旋回装置。
2. 前記円環状水平面には円周状のシール溝を形成し、このシール溝に前記シール部材を装着する構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の旋回装置。
3. 前記固定手段は、前記底板に円周方向に複数箇所固着して設けた取付部材と、この取付部材を前記丸胴に固定する複数の止めねじとから構成したことを特徴とする請求項２記載の建設機械の旋回装置。
4. 前記固定手段は断面がＬ字状で、Ｃ字状若しくは閉鎖ループからなる円環状部材から構成し、この固定手段を前記底板に固着すると共に、前記丸胴の内面に複数箇所にわたって止めねじで固定する構成としたことを特徴とする請求項２記載の建設機械の旋回装置。
   

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