JP2012026137A

JP2012026137A - ブーム回転式作業機械

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Publication number: JP2012026137A
Application number: JP2010164677A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Hosaka; 善伸保坂; Takanori Yamazaki; 隆典山崎
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2030-07-22
Also published as: JP5152267B2

Abstract

【課題】ブーム回転用のモータをフランジ後面側に配置するという条件下で、モータ取付面の加工を容易化し、かつ、加工精度を向上させる。
【解決手段】ブーム支持機構の胴部８の前端に設けられた前側ベースフランジ２０の前面側に、リング状の独立したモータ取付専用部品であるサポートフランジ２２をベアリング９の内輪ともにボルト止めし、このサポートフランジ２２の外周に下向きに突設したモータ取付部２５の後面にモータ１６を取付けた。また、モータ取付部２５をベースフランジ２０のフランジ結合部２３の前面に重ね合わせてボルト止めした。
【選択図】図１

Description

本発明はブームを備え、このブームがブーム軸心まわりに回転する作業機械に関するものである。

掘削や解体、溶湯容器の付着物除去等に使用される作業機械として、箱形ブームをベースマシンにブーム軸心まわりに回転自在に取付けたブーム回転式のものが公知である。一例を図６〜図９に示す。

この作業機械は油圧ショベルを母体として構成されるもので、図６，７中、二点鎖線で示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面と鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載されてベースマシンＡが構成される。３は上部旋回体２に設置されたキャビンである。

このベースマシンＡの上部旋回体２はアッパーフレーム４を備え、このアッパーフレーム４にブーム支持フレーム５及びブーム支持機構６を介して箱形のブーム７が取付けられる。

ブーム支持機構６は円筒状の胴部８を有し、ブーム７がこの胴部８にこれを貫通する状態で前後両側のベアリング９，９を介してブーム軸心Ｘまわりに回転自在に支持される。

図６中、Ｂはアッパーフレーム４と胴部８との間に設けられた起伏シリンダで、同シリンダＢによって胴部８とブーム７が一体に起伏作動する。

胴部８には、前後(ブーム長さ方向)両端に前側及び後側両ベースフランジ１０，１１が取付けられ、この両ベースフランジ１０，１１にベアリング９，９の内輪９ａ(前側のみ図８，９に示す)がボルト止めされる。

ブーム７は、図６，７に示すように基端ブーム１２と、この基端ブーム１２にテレスコープ式にスライド自在に嵌合された先端ブーム１３とによって伸縮自在に構成され、両ブーム１２，１３間に設けられた図示しない伸縮シリンダによって伸縮作動する。

基端ブーム１２の前後両端にはそれぞれ外周にエンドプレート１４，１４が固定され、この両側エンドプレート１４，１４がベアリング９，９の外輪９ｂ(図８，９参照)にボルト止めされる。

なお、図６〜図８において、図の簡略化のため、ベースフランジ１０，１１、ベアリング９，９、エンドプレート１４の三者を結合するためのボルト及びボルト穴の図示を省略している。

一方、前側ベースフランジ１０には、モータ取付部１５が外向きに一体に突設され、このモータ取付部１５にブーム回転用のモータ１６(通常は油圧モータ)が取付けられる。

この場合、モータ１６は、作業対象物(たとえば溶湯鍋)との接触や熱影響等によって大きなダメージを受けたり破損したりしないように、モータ取付部１５の後面(各図の右側であってベースマシンＡに近い側の面。以下、モータ取付面という。図９のみに符号を付している)１５ａに前向きに取付けられる。

このモータ１６の出力軸にピニオン１７、前側ベアリング９の外輪９ｂに外歯車１８がそれぞれ設けられ、ベースフランジ１０の前方でこのピニオン１７と外歯車１８が歯合して歯車伝動機構が構成される。

こうして、モータ１６の回転力が歯車伝動機構、ベアリング９(外輪９ｂ)及びエンドプレート１４を介して基端ブーム１２に伝えられ、ブーム７全体がブーム軸心Ｘまわりに回転するように構成されている。

なお、モータ取付部１５にはピニオン挿通穴１５ｂが前後方向に貫通して設けられ、ピニオン１７がこのピニオン挿通穴１５ｂを通ってモータ取付部１５の前方に導出される。

図６中、１９はブーム７(先端ブーム１３)の先端部に取付けられた作業装置(図ではブレーカを例示する)である。

以上の構成のうち、モータ１６の取付位置を除く全体構成は特許文献１に示されている。

特開平１０−５９８８号公報

上記のようにベースフランジ１０に設けられたモータ取付部１５にモータ１６を取付ける公知技術において、モータ取付面１５ａをモータ取付けに適したものとするための機械加工は、溶接歪の発生を回避するためにベースフランジ１０を胴部８に溶接固着した後に機械加工される。

この場合、モータ取付部１５がベースフランジ１０に突設され、モータ取付面１５ａは胴部直下の胴部８に近い位置で行わなければならないため、作業スペース上、通常のフライスを使った機械加工ができず、手作業での加工となる。

しかも、モータ取付面１５ａは、ベースフランジ１０(モータ取付部１５)の後面に形成されるため、前面からの裏加工となり、加工形状が限られる。

さらに、モータ取付部１５は単純な円形ではなく、異形の円形であるため、裏加工そのものがきわめて困難となる。

以上の点で、公知技術によるとモータ取付面１５ａの加工がきわめて面倒で加工精度も悪いという問題があった。

そこで本発明は、モータをフランジ後面側に配置するという条件下で、モータ取付面の加工を容易化し、かつ、加工精度を向上させることができるブーム回転式作業機械を提供するものである。

請求項１の発明は、自走可能なベースマシンに、筒状の胴部を備えたブーム支持機構が設けられ、箱形のブームが上記胴部にこれを貫通する状態でブーム軸心まわりに回転自在に支持され、上記胴部には先端部の外周にベースフランジが設けられ、モータの回転力を上記ブームに伝えてブームを回転させるように構成されたブーム回転式作業機械において、上記ベースフランジの前面に、独立したリング状のサポートフランジを取付け、このサポートフランジには外周にモータ取付部を設け、上記モータをこのモータ取付部の後面に取付けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記ベースフランジの外周に、モータ挿通穴を備えたフランジ結合部を外向きに突設し、このフランジ結合部と、上記サポートフランジのモータ取付部とを重ね合わせてボルト結合し、上記モータを上記モータ挿通穴に後方から挿通させて上記モータ取付部の後面に取付けたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記サポートフランジの後面に上記ベースフランジを、前面にベアリングをそれぞれインロー嵌合状態で結合したものである。

本発明によると、モータを、公知技術のようにベースフランジに取付けるのではなく、独立したリング状のサポートフランジに取付けるため、モータ取付面の加工を、ベースフランジに対するサポートフランジ取付前の、同フランジ単体の状態で行うことができる。

従って、通常のフライスを使った機械加工が可能となるため、モータ取付面の加工が容易となり、加工精度も大幅に向上させることができる。

ところで、サポートフランジには、モータ重量と、モータ回転力をブームに伝える歯車伝動機構の噛み合い反力とが作用するため、十分な強度と剛性が要求される。いいかえれば、強度、剛性が不足すると、サポートフランジが撓んで歯車伝動機構の歯当たりが悪くなる。

この場合、同フランジ単独で必要な強度と剛性を確保しようとすると、フランジ厚みをかなり大きくとらなければならず、サポートフランジが重く、かつ、高価になってしまう。

この点、請求項２の発明によると、ベースフランジの外周にフランジ結合部を突設し、このフランジ結合部とサポートフランジのモータ取付部とを重ね合わせてボルト結合するため、薄いサポートフランジでも十分な強度と剛性を確保することができる。

また、請求項３の発明によると、サポートフランジの後面をベースフランジに、前面をベアリングにそれぞれインロー嵌合状態で結合するように構成したから、ベアリングに設けた外歯車にモータ側のピニオンを歯合させる構成をとる場合に、ベースフランジ、ベアリング、サポートフランジの三者を適正な位置関係で正確に位置決めし、ピニオンと外歯車の軸間距離の精度を確保することができる。

本発明の実施形態に係る作業機械のブーム回転駆動部分の分解斜視図である。同部分の一部組立斜視図である。サポートフランジの拡大斜視図である。ブーム回転駆動部分を一部切り欠いて示す側面図である。図４の一部拡大図である。公知技術を含む作業機械の全体側面図である。同平面図である。公知技術におけるブーム回転駆動部分の分解斜視図である。同部分のブーム回転駆動部分を一部切り欠いて示す側面図である。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

実施形態において、次の基本的構成は図６，７に示す公知技術と同じである。なお、次の構成のうち、図１〜図５に図示していないものは図６，７を引用するものとする。

(ｉ) クローラ式の下部走行体１上にキャビン３付きの上部旋回体２が地面と鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載されてベースマシンＡが構成される点。

(ｉｉ) 上部旋回体２はアッパーフレーム４を備え、このアッパーフレーム４にブーム支持フレーム５及びブーム支持機構６を介して箱形のブーム７が取付けられる点。

(ｉｉｉ) ブーム支持機構６は円筒状の胴部８を有し、ブーム７がこの胴部８にこれを貫通する状態で前後両側のベアリング９，９を介してブーム軸心Ｘまわりに回転自在に支持される点。

(ｉｖ) ブーム７は、基端ブーム１２と、この基端ブーム１２にテレスコープ式にスライド自在に嵌合された先端ブーム１３とによって伸縮自在に構成され、両ブーム１２，１３間に設けられた図示しない伸縮シリンダによって伸縮作動する点。

(ｖ) 基端ブーム１２の前後両端にはそれぞれ外周にエンドプレート１４，１４が固定され、この両側エンドプレート１４，１４がベアリング９，９の外輪９ｂ(図１，４，５参照)にボルト止めされる点。

(ｖｉ) ブーム回転用のモータ１６の出力軸にピニオン１７、前側ベアリング９の外輪９ｂに外歯車１８がそれぞれ設けられるとともに、ベースフランジ１０の前方でこのピニオン１７と外歯車１８が歯合して歯車伝動機構が構成され、モータ１６の回転力が歯車伝動機構、ベアリング９(外輪９ｂ)及びエンドプレート１４を介して基端ブーム１２に伝えられ、ブーム７全体がブーム軸心Ｘまわりに回転するように構成されている点。

実施形態においては、胴部８の前後両端に前側及び後側両ベースフランジ２０，２１が取付けられ、従来同様、この両ベースフランジ２０，２１にベアリング９，９の内輪９ａ(図４，５参照)がボルト止めされる。

そして、モータ１６が、前側ベースフランジ２０ではなく、モータ取付専用部品として新たに設けられたサポートフランジ２２に取付けられる。

詳述すると、前側ベースフランジ２０の外周にフランジ結合部２３が下向きに一体に突設され、このフランジ結合部２３に、モータ１６のピニオン１７を含めた前部が挿通されるモータ挿通穴２４が設けられている。

サポートフランジ２２は、リング状の独立したプレートとしてベースフランジ２０とは別体に形成され、このサポートフランジ２２が前側ベースフランジ２０にベアリング内輪９ａとともにボルト止めされる(図４，５参照)。

なお、図１において、ボルト及びボルト穴の図示を省略している。

ここで、図３〜図５に示すように、位置決め手段として、サポートフランジ２２の内周縁部に同フランジ前後両側に突出するインロー凸部２５，２６が設けられ、前側凸部２５によってサポートフランジ２２とベアリング内輪９ａが、後側凸部２６によってサポートフランジ２２とベースフランジ２０がそれぞれインロー嵌合状態で結合される。

また、サポートフランジ２２の外周に、ほぼ長方形板状のモータ取付部２７が下向きに突設され、このモータ取付部２７が前側ベースフランジ２０のフランジ結合部２３に重ね合わせ状態でボルト止めされる(図４，５参照)。

モータ取付部２７には、後面にモータ取付面２７ａが形成されるとともに、ピニオン挿通穴２７ｂが設けられ、モータ１６が、ベースフランジ２０のモータ挿通穴２４を通ってモータ取付面２７ａに当接し、ボルト止めされる。

そして、モータ１６の出力軸に取付けられピニオン１７が、ピニオン挿通穴２５ｂによってサポートフランジ前方に導出され、かつ、ベアリング外輪９ｂの外歯車１８に歯合することによって伝動歯車機構が構成される。

なお、ピニオン挿通穴２５ｂは、モータ１６の取付位置を左、右いずれかのうちから選択できるようにモータ取付部２７の左右両側に設けられるが、ここでは左側のみを図示している。

このように、モータ１６を、公知技術のようにベースフランジ２０に取付けるのではなく、独立したリング状のサポートフランジ２２に取付けるため、モータ取付面２７ａの加工を、ベースフランジ２０に対するサポートフランジ取付前の、同フランジ２２単体の状態で行うことができる。

また、ベースフランジ２０の外周にフランジ結合部２３を突設し、このフランジ結合部２３とサポートフランジ２２のモータ取付部２７とを重ね合わせてボルト結合するため、サポートフランジ２２をことさら厚くしなくても、モータ重量と歯車伝動機構の噛み合い反力に耐え得る十分な強度と剛性を確保することができる。

一方、サポートフランジ２２の後面をベースフランジ２０に、前面をベアリング内輪９ａにそれぞれインロー嵌合状態で結合するように構成したから、実施形態のようにベアリング外輪９ｂに設けた外歯車１８にモータ側のピニオン１７を歯合させる構成をとる場合に、ベースフランジ２０、ベアリング９、サポートフランジ２２の三者を適正な位置関係で正確に位置決めし、ピニオン１７と外歯車１８の軸間距離、つまり両者の噛み合いの精度を確保することができる。

ところで、ベースフランジ２０、ベアリング９、サポートフランジ２２の三者の位置決め手段として、上記インロー嵌合方式に代えて、ノックピン方式を採用してもよい。

また、上記実施形態では、モータ１６を胴部８の下方に配置する場合を例にとったが、モータ１６を胴部上方または側方に配置する場合も上記同様に実施することができる。

また、サポートフランジ２２が単独で十分な強度、剛性を有するものである場合は、そのモータ取付部２７をベースフランジ２０のフランジ結合部２３と重ね合わせて結合する必要はない。この場合、フランジ結合部２３は不要となる。

一方、本発明は、ブーム７が伸縮しない機械にも適用することができる。

Ａベースマシン
１ベースマシンの下部走行体
２同、上部旋回体
４上部旋回体のアッパーフレーム
５ブーム支持フレーム
６ブーム支持機構
７ブーム
Ｘブーム軸心
８ブーム支持機構の胴部
９ベアリング
９ａベアリング内輪
９ｂベアリング外輪
１２ブームの基端ブーム
１３同、先端ブーム
１４エンドプレート
１６ブーム回転用のモータ
１７ピニオン
１８外歯車
２０ベースフランジ
２２サポートフランジ
２３ベースフランジのフランジ結合部
２４同、モータ挿通穴
２５，２６サポートフランジのインロー凸部
２７サポートフランジのモータ取付部
２７ａモータ取付面
２７ｂピニオン挿通穴

Claims

自走可能なベースマシンに、筒状の胴部を備えたブーム支持機構が設けられ、箱形のブームが上記胴部にこれを貫通する状態でブーム軸心まわりに回転自在に支持され、上記胴部には先端部の外周にベースフランジが設けられ、モータの回転力を上記ブームに伝えてブームを回転させるように構成されたブーム回転式作業機械において、上記ベースフランジの前面に、独立したリング状のサポートフランジを取付け、このサポートフランジには外周にモータ取付部を設け、上記モータをこのモータ取付部の後面に取付けたことを特徴とするブーム回転式作業機械。
上記ベースフランジの外周に、モータ挿通穴を備えたフランジ結合部を外向きに突設し、このフランジ結合部と、上記サポートフランジのモータ取付部とを重ね合わせてボルト結合し、上記モータを上記モータ挿通穴に後方から挿通させて上記モータ取付部の後面に取付けたことを特徴とする請求項１記載のブーム回転式作業機械。
上記サポートフランジの後面に上記ベースフランジを、前面にベアリングをそれぞれインロー嵌合状態で結合したことを特徴とする請求項１または２記載のブーム回転式作業機械。