JP2018080721A - 作業機械用スイベルジョイント組付具 - Google Patents

Abstract

【課題】外周側部材と内周側部材それぞれの摺動面の損傷を防止するとともに、外周側部材に対する内周側部材の着脱作業を容易に行うことのできる作業機械用スイベルジョイント組付具を提供する。【解決手段】外筒１１に着脱自在に取り付けられ、外筒１１に取り付けられた状態で軸１３を挿抜する方向に延びる案内部材２と、軸１３に着脱自在に取り付けられ、案内部材２に係合した状態で案内部材２に沿って移動自在な係合部材４と、を備えている。これにより、内筒１２の内周面に軸１３の外周面を接触させることなく外筒１１及び内筒１２内に軸１３を挿入することができるので、内筒１２と軸１３それぞれの摺動面の損傷を防止することができるとともに、外筒１１及び内筒１２に対する軸１３の着脱作業を容易に行うことができる。【選択図】図７

Description

本発明は、例えば、移動式クレーン等、下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体を有する作業機械に用いられるスイベルジョイントの組付具に関するものである。

従来、作業機械としては、例えば、移動式クレーン等、下部走行体と、下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体と、上部旋回体に設けられたクレーン装置等の作業装置と、を備えたものが知られている。

前記作業機械では、例えば、エンジンの動力で駆動する油圧ポンプや温水ポンプ、圧縮機等が下部走行体側に設けられ、油圧ポンプから吐出された作動油や温水ポンプから吐出された温水、圧縮機から吐出された空気等の流体が上部旋回体側に供給される。

前記作業機械では、下部走行体と上部旋回体側との間で流体が循環するため、下部走行体側の流体の流路と上部旋回体側の流体の流路がスイベルジョイントを介して接続されている（例えば、引用文献１参照）。

スイベルジョイントは、下部走行体及び上部旋回体の一方に保持された外周側部材と、下部走行体及び上部旋回体の他方に保持された外周側部材に対して回転自在に挿入される内周側部材と、を有している。スイベルジョイントは、外周側部材と内周側部材との間にシールリング等の消耗部品が多数設けられているため、消耗部品を交換する作業が必要であり、外周側部材に対する内周側部材の着脱作業が発生する。

特開２０１１−１５８０４４号公報

スイベルジョイントでは、作業機械を構成する機器の納まりの観点から小型化が求められるとともに、作業装置の性能を向上させるため、高い精度での部品の加工及び組付けが行われている。このため、スイベルジョイントでは、外周側部材に対する内周側部材の着脱作業において、外周側部材と内周側部材とが接触しやすく、外周側部材及び内周側部材の一方または両方の摺動面に損傷が生じた場合に、流体の漏れ等の原因となる。

本発明の目的とするところは、外周側部材と内周側部材それぞれの摺動面の損傷を防止するとともに、外周側部材に対する内周側部材の着脱作業を容易に行うことのできる作業機械用スイベルジョイント組付具を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために、筒状の外周側部材に内周側部材を挿入する際に用いられる作業機械用スイベルジョイント組付具であって、外周側部材に着脱自在に取り付けられ、外周側部材に取り付けられた状態で内周側部材を挿抜する方向に延びる案内部材と、内周側部材に着脱自在に取り付けられ、案内部材に係合した状態で案内部材に沿って移動自在な係合部材と、を備えている。

これにより、外周側部材の中心軸に対して内周側部材の中心軸が傾くことなく、外周側部材に向かって内周側部材が移動することから、外周側部材の内周面に内周側部材の外周面が接触することなく外周側部材の内周側に内周側部材が挿入される。

本発明によれば、外周側部材の内周面に内周側部材の外周面を接触させることなく外周側部材の内周側に内周側部材を挿入することができるので、外周側部材と内周側部材それぞれの摺動面の損傷を防止することができるとともに、外周側部材に対する内周側部材の着脱作業を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態を示すスイベルジョイントの側面断面図である。 スイベルジョイントの底面図である。 連結プレートを取り外した状態を示すスイベルジョイントの底面図である。 スイベルジョイント組付具の側面図である。 スイベルジョイント組付具を用いたスイベルジョイントの組付方法を示す図である。 スイベルジョイント組付具を用いたスイベルジョイントの組付方法を示す図である。 スイベルジョイント組付具を用いたスイベルジョイントの組付方法を示す図である。 スイベルジョイント組付具を用いたスイベルジョイントの組付方法を示す図である。

図１乃至図８は、本発明の一実施形態を示すものである。

本発明のスイベルジョイント組付具１は、例えば、移動式クレーン等、下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体にクレーン装置を有する作業機械に搭載されるスイベルジョイント１０を組み付けるためのものである。

スイベルジョイント１０は、図１に示すように、下部走行体に保持される筒状の外周側部材としての外筒１１と、外筒１１に対して回転自在に挿入され、上部旋回体に保持される外周側部材としての内筒１２と、内筒１２に対して回転自在に挿入され、外筒１１に連結される内周側部材としての軸１３と、を備えている。

外筒１１には、内周面に沿って周方向に延びるとともに、互いに軸方向に間隔をおいて配置された複数の内周溝１１ａが設けられ、内周溝１１ａと内筒１２の外面との間で複数の環状の作動油流路が形成される。作動油流路は、クレーン装置を駆動させるアクチュエータに供給される作動油が流通する流路である。下部走行体に設けられたエンジンの動力で駆動する油圧ポンプから吐出された作動油は、作動油流路を介して下部走行体と上部旋回体との間で循環する。また、外筒１１の内周面における上下方向に隣接する内周溝１１ａの間には、上下方向に隣接する作動油流路に作動油が流出することを防止するためのシールリング１１ｂが設けられている。さらに、外筒１１の外周部には、走行体側の作動油流通管が接続される複数の接続ポートが設けられている。

内筒１２は、外筒１１に挿入された状態で上部側の外周部が外筒１１の上方に位置している。内筒１２には、内周面に沿って周方向に延びるとともに、互いに軸方向に間隔をおいて配置された複数の内周溝１２ａが設けられ、内周溝１２ａと軸１３の外面との間で複数の環状の温水流路が形成される。温水流路は、上部旋回体に設けられた運転キャブ内の暖房装置に供給される温水が流通する流路である。下部走行体に設けられたエンジンの動力で駆動する温水ポンプから吐出された温水は、温水流路を介して下部走行体と上部旋回体との間で循環する。また、内筒１２の内周面における上下方向に隣接する内周溝１１ａの間には、上下方向に隣接する温水流路に温水が流出することを防止するためのシールリング１２ｂが設けられている。さらに、内筒１２の上部側の外周部には、上部旋回体側の作動油流通管、温水流通管及び空気流通管が接続される複数の接続ポートが設けられている。また、内筒の上面には、スリップリング１４が設けられている。

軸１３には、外周面に沿って周方向に延びるとともに、互いに軸方向に間隔をおいて配置された複数の外周溝１３ａが設けられ、外周溝１３ａと内筒１２の内面との間で複数の環状の空気流路が形成される。空気流路は、上部旋回体側に設けられた空気圧式のアクチュエータに供給される空気が流通する流路である。下部走行体に設けられたエンジンの動力で駆動する圧縮機から吐出された空気は、空気流路を介して下部走行体と上部旋回体との間で循環する。また、軸１３の外周面における上下方向に隣接する外周溝の間には、上下方向に隣接する空気流路に空気が流出することを防止するためのシールリング１３ｂが設けられている。軸１３は、筒状に形成されており、スリップリング１４に接続される電力供給用の配線や信号伝達用の配線が内周側に通される。軸１３の下面には、図２に示すように、下部走行体側の温水流通管及び空気流通管が接続される複数の接続ポート１３ｃが設けられている。

外筒１１及び軸１３は、それぞれの下端部が互いに連結プレート１５によって連結されている。

連結プレート１５は、外筒１１の外径寸法と略同一の長さ寸法を有する板状部材であり、長手方向の中央部が外筒１１、内筒１２及び軸１３の径方向の中心に位置し、長手方向の両端部が外筒１１の外周側に位置している。

連結プレート１５の長手方向の中央部は、図２及び図３に示すように、軸１３の下面に設けられた溝１３ｄ内に位置しており、溝１３ｄの底部に設けられた一対の雌ねじ孔１３ｅのそれぞれにボルト１３ｆを螺合することによって軸１３に固定される。

また、連結プレート１５の長手方向の両端側は、図２及び図３に示すように、外筒１１の下面に設けられた溝１１ｃ内に位置しており、溝１１ｃの底部に設けられた雌ねじ孔１１ｄにボルト１１ｅを螺合することによって外筒１１に固定されている。さらに、連結プレート１５の長手方向の両端側は、外筒１１の溝１１ｃを渡す方向に延びる脱落防止プレート１１ｆによって下方から押さえられている。脱落防止プレート１１ｆは、外筒１１の溝１１ｃの幅方向における両外側に設けられた雌ねじ孔１１ｇにボルト１１ｈを螺合することによって外筒１１に固定される。

このスイベルジョイント１０は、シールリング等の消耗部品の交換のため、内筒１２に対して軸１３を着脱する作業が発生する。

本発明のスイベルジョイント組付具１は、図４に示すように、案内部材２及び副案内部材３と、案内部材２及び副案内部材３に係合可能な係合部材４と、を備えている。

案内部材２及び副案内部材３は、それぞれ、棒状の部材からなり、棒状の部材の一端部側に雄ねじ部２ａ，３ａが設けられている。案内部材２及び副案内部材３は、それぞれ外筒１１の雌ねじ孔１１ｇに螺合することで外筒１１に着脱自在に取り付けられる。案内部材２及び副案内部材３は、それぞれ外筒１１に取り付けられた状態で軸１３を挿抜する方向に延びている。

係合部材４は、軸１３に着脱自在に取り付けられ、案内部材２及び副案内部材３に係合した状態で案内部材２及び副案内部材３に沿って移動自在である。また、係合部材４は、軸１３の下面に固定されると共に副案内部材３に係合する固定部５と、案内部材２に係合する係合部６と、を有している。

固定部５は、スイベルジョイント１０の連結プレート１５の幅寸法及び厚さ寸法と略同一の幅寸法及び厚さ寸法を有する板状部材であり、一端部に係合部６が固定されている。固定部５の中央部には、一対のボルト挿通孔５ａが設けられている。係合部材４は、一対のボルト挿通孔５ａのそれぞれにボルト１３ｆを通して雌ねじ孔１３ｅに螺合することによって軸１３に固定される。また、固定部５の他端側には、副案内部材３の外径寸法よりもやや大きい内径寸法の副案内部材係合孔５ｂが設けられている。固定部５は、副案内部材係合孔５ｂに副案内部材３を挿入することで副案内部材３に沿って案内される。

係合部６は、固定部５の一端部から固定部５の延びる方向と直交する方向に延びる筒状の部材からなる。係合部６には、案内部材２の外径寸法よりもやや大きい内径寸法の案内部材係合孔６ａが設けられている。係合部６は、案内部材係合孔６ａに案内部材２を挿入することで案内部材２に沿って案内される。係合部６は、軸方向の寸法が大きくなる程、高い精度で案内部材２に沿った移動が可能となる。

以上のように構成されたスイベルジョイント組付具１は、作業機械に取り付けられた状態の外筒１１及び内筒１２に対して軸１３を着脱する際に用いられる。軸１３は、図５乃至図８に示すように、スイベルジョイント組付具１によって外筒１１及び内筒１２に組み付けられる。ここで、外筒１１及び内筒１２に対する軸１３の取り付け作業時には、ボルト１１ｅ、脱落防止プレート１１ｆ、ボルト１１ｈ、ボルト１３ｆ及び連結プレート１５が取り外されている。

まず、作業者は、図５に示すように、案内部材２及び副案内部材３の雄ねじ部２ａ，３ａを外筒１１の雌ねじ孔１１ｇに螺合することによって、外筒１１に対して案内部材２及び副案内部材３を取り付ける。また、作業者は、係合部材４を軸１３の溝１３ｄ内に配置し、一対のボルト１３ｆを軸１３の雌ねじ孔１３ｅに螺合することによって、軸１３に係合部材４を取り付ける。

次に、作業者は、図６に示すように、軸１３を持ち上げながら係合部６に設けられた案内部材係合孔６ａに案内部材２を挿入するとともに、固定部５に設けられた副案内部材係合孔５ｂに副案内部材３を挿入し、軸１３を上方に移動させる。

これにより、軸１３は、図７に示すように、案内部材２に沿って移動するので、中心軸が外筒１１及び内筒１２の中心軸に対して傾くことなく、外筒１１及び内筒１２内に挿入される。また、軸１３は、案内部材２及び副案内部材３に沿って移動するので、外筒１１及び内筒１２に対して軸１３の径方向の位置が保持された状態で、外筒１１及び内筒１２の内側に挿入される。

最後に、作業者は、外筒１１及び内筒１２内に軸１３を挿入した状態を保持しながら、図８に示すように、案内部材２、副案内部材３及び係合部材４を取り外し、図１及び図２に示すように、連結プレート１５によって外筒１１と軸１３とを連結する。

このように、本実施形態の作業機械用スイベルジョイント組付具によれば、外筒１１に着脱自在に取り付けられ、外筒１１に取り付けられた状態で軸１３を挿抜する方向に延びる案内部材２と、軸１３に着脱自在に取り付けられ、案内部材２に係合した状態で案内部材２に沿って移動自在な係合部材４と、を備えている。

これにより、内筒１２の内周面に軸１３の外周面を接触させることなく外筒１１及び内筒１２内に軸１３を挿入することができるので、内筒１２と軸１３それぞれの摺動面の損傷を防止することができるとともに、外筒１１及び内筒１２に対する軸１３の着脱作業を容易に行うことができる。

また、案内部材２は、棒状の部材からなり、係合部材４には、案内部材２が挿通されて係合する案内部材係合孔６ａが設けられている。

これにより、棒状の案内部材２を案内部材係合孔６ａに通すことにより容易に案内部材２に係合部材４を係合させることが可能となり、軸１３の着脱作業の作業効率を向上させることが可能となる。

また、外筒１１における案内部材２が取り付けられる位置と間隔をおいて着脱自在に取り付けられ、外筒１１に取り付けられた状態で軸１３を挿抜する方向に延びる棒状の副案内部材３を備え、係合部材４には、副案内部材３が挿通されて係合する副案内部材係合孔５ｂが設けられている。

これにより、外筒１１及び内筒１２に対して軸１３の径方向の位置が保持された状態で、外筒１１及び内筒１２内に軸１３を挿入させることができるので、内筒１２の内周面と軸１３の外周面との接触をより確実に防止することが可能となる。

また、案内部材２及び副案内部材３のそれぞれの一端側は、雄ねじ状に形成され、外筒１１に設けられた雌ねじ孔１１ｇに螺合することで、外筒１１に案内部材２及び副案内部材３が取り付けられる。

これにより、案内部材２及び副案内部材３を外筒１１に取り付けるのみで、案内部材２及び副案内部材３の中心軸の向きを固定することが可能となるので、外筒１１及び内筒１２に対する軸１３の着脱作業を容易に行うことが可能となる。

また、係合部材４は、軸１３に設けられた雌ねじ孔１３ｅに締結用のボルト１３ｆを螺合することで、軸１３に取り付けられる。

これにより、係合部材４を確実に軸１３に固定することができるので、内筒１２に対して軸１３の径方向の位置を確実に位置決めすることが可能となる。

また、案内部材２、副案内部材３及び係合部材４が取り付けられる雌ねじ孔１１ｇ，１３ｅは、外筒１１及び軸１３のそれぞれにおいて連結プレート１５の取り付けに使用される用途の異なる既存の雌ねじ孔である。

これにより、外筒１１及び軸１３に、案内部材２、副案内部材３及び係合部材４を取り付けるための専用の雌ねじを形成する必要がないため、スイベルジョイント１０の製造コストの低減を図ることが可能となる。

尚、前記実施形態では、外筒１１、内筒１２及び軸１３を有する３層のスイベルジョイント１０を示したがこれに限られるものではなく、外筒と軸を有する２層のスイベルジョイントに対しても本発明を適用可能である。この場合においても、案内部材２及び副案内部材３を外筒に着脱自在に取り付け、係合部材４を軸に取り付けるようにすればよい。

また、前記実施形態では、外筒１１に１つの案内部材２及び１つの副案内部材３を取り付け、軸１３に案内部材２に係合する係合部６と副案内部材３に係合する副案内部材係合孔５ｂを設けたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、外筒１１に複数の案内部材２を設け、軸１３に各案内部材２に係合する複数の係合部６を設けても本発明の効果を奏する。また、副案内部材３及び副案内部材係合孔５ｂを設けることなく、外筒１１に１つの案内部材２を設け、軸１３に１つの係合部６を設けるようにしても、前記実施形態と同様に、軸１３の中心軸が外筒１１及び内筒１２の中心軸に対して傾くことなく、外筒１１及び内筒１２内に軸１３を挿入することができる。この場合には、棒状の案内部材の断面形状を、例えば四角形状等、非円形状とし、係合部材に設けられた孔の断面形状を案内部材の断面形状に合わせた形状とすることで、外筒１１及び内筒１２に対する軸１３の径方向の位置を保持することが可能となる。

また、前記実施形態では、棒状の案内部材２を案内部材係合孔６ａに挿入することで、案内部材２に係合部６を係合させるようにしたものを示したが、これに限られるものではない。案内部材に係合した状態で案内部材に沿って移動自在な係合部材であればよく、レール状の案内部材に対して係合した状態で案内部材に沿って移動自在な鉤状の係合部材であってもよい。

１…スイベルジョイント組付具、２…案内部材、２ａ…雄ねじ部、３…副案内部材、３ａ…雄ねじ部、４…係合部材、５…固定部、５ｂ…副案内部材係合孔、６…係合部、６ａ…案内部材係合孔、１０…スイベルジョイント、１１…外筒、１１ｆ…脱落防止プレート、１１ｇ…雌ねじ孔、１３…軸、１３ｅ…雌ねじ孔、１３ｆ…ボルト、１５…連結プレート。

Claims (6)

1. 筒状の外周側部材に内周側部材を挿入する際に用いられる作業機械用スイベルジョイント組付具であって、
   外周側部材に着脱自在に取り付けられ、外周側部材に取り付けられた状態で内周側部材を挿抜する方向に延びる案内部材と、
   内周側部材に着脱自在に取り付けられ、案内部材に係合した状態で案内部材に沿って移動自在な係合部材と、を備えた
   作業機械用スイベルジョイント組付具。
2. 案内部材は、棒状の部材からなり、
   係合部材には、案内部材が挿通されて係合する係合孔が設けられている
   請求項１に記載の作業機械用スイベルジョイント組付具。
3. 外周側部材における案内部材が取り付けられる位置と間隔をおいて着脱自在に取り付けられ、外周側部材に取り付けられた状態で内周側部材を挿抜する方向に延びる棒状の副案内部材を備え、
   係合部材には、副案内部材が挿通されて係合する副案内部材係合孔が設けられている
   請求項２に記載の作業機械用スイベルジョイント組付具。
4. 案内部材及び副案内部材それぞれの少なくとも一端側は、雄ねじ状に形成され、外周側部材に設けられた雌ねじ孔に螺合することで、案内部材及び副案内部材が外周側部材に取り付けられる
   請求項３に記載の作業機械用スイベルジョイント組付具。
5. 係合部材は、内周側部材に設けられた雌ねじ孔に締結用のボルトを螺合することで、内周側部材に取り付けられる
   請求項３に記載の作業機械用スイベルジョイント組付具。
6. 外周側部材に設けられた雌ねじ及び内周側部材に設けられた雌ねじは、外周側部材及び内周側部材のそれぞれにおいて異なる用途で使用される既存の雌ねじである
   請求項４または５に記載の作業機械用スイベルジョイント組付具。