JP3700994B2

JP3700994B2 - 旋回駆動装置

Info

Publication number: JP3700994B2
Application number: JP21409397A
Authority: JP
Inventors: 行雄米谷
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: JPH1136366A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の上部旋回体を旋回せしめる旋回駆動装置に係り、特に、旋回駆動装置内の潤滑油に混入する摩耗粉や異物等を磁性体で吸着、あるいはフィルタで捉えるように改良した旋回駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上部旋回体と下部走行体を備えた油圧ショベルの旋回駆動装置の構造について説明する。先ず、油圧ショベル１００について図６により説明する。下部走行体２１は図示しない走行モータにより前後走行自在となっている。この下部走行体２１の上部にはスイングサークル２２を介して、旋回モータ２４、旋回駆動装置２５により旋回可能な上部旋回体２３を装着している。
この上部旋回体２３には作業機３０、マシンキャブ２６、オペレータキャビン２７およびカウンタウエイト２８を取着している。
作業機３０はブーム３１、アーム３３、バケット３５、油圧シリンダ３２、３４、３６から構成され、土砂の掘削作業を行うようになっている。
【０００３】
次に、旋回駆動装置２５について図７により説明する。
旋回駆動装置２５は旋回モータ２４で駆動される減速機部１０と、その減速部機１０とスプライン結合されるピニオン部２０から構成されている。
減速機部１０のピニオン軸５ａの先端にはピニオン５が一体的に固設されている。このピニオン５はスイングサークル２２のインナレース２２ａに設けられたスイングサークルギヤ２２ｂと噛合している。
【０００４】
先ず、減速機部１０について図７により説明する。
旋回モータ２４の駆動力を出力する軸２４ａには第１サンギヤ１１が固設している。この第１サンギヤ１１は第１プラネタリギヤ１２と噛合している。この第１プラネタリギヤ１２は第１キャリヤ１３に支承されると共に、リングギヤ１４と噛合している。この第１キャリヤ１３は第２サンギヤ１５とスプライン１３ａにより結合されている。この第２サンギヤ１５は第２プラネタリギヤ１６と噛合している。この第２プラネタリギヤ１６は第２キャリヤ１７に支承されると共に、前記リングギヤ１４と噛合している。この第２キャリヤ１７は連結部材１８とスプライン１７ａにより結合している。
次に、ピニオン部２０について説明する。連結部材１８は、ピニオン軸５ａとスプライン１８ａにより結合している。
このピニオン軸５ａは上部で連結部材１８を介してベアリング２により支持されるとともに、下部でベアリング３により支持されている。この上下のベアリング２，３の間にはスペーサ６が挿入されている。また、ベアリング３の下方で、ピニオン軸５ａとの間にオイルシール４が設けられている。
ピニオン軸５ａを支持するベアリング２，３、および減速機部１０の各ギヤおよびベアリング等は、潤滑油によって潤滑されており、この潤滑油はピニオン５、及びスイングサークルギヤ２２ｂ側へ侵入しないようにオイルシール４によってシールされている。
また、旋回駆動装置２５のケース１には，ピニオン軸５ａを支持するベアリング３の上方に位置するところに、潤滑油ドレーン穴１ａが穿設され、ドレーンコック１ｂが取着されている。
スイングサークル２２のインナレース２２ａは、下部走行体２１にボルトで固設されている。インナレース２２ａは玉軸受２２ｄを介してアウタレース２２ｃに支持されている。アウタレース２２ｃは、上部旋回体２３にボルトで固設されている。
【０００５】
このように構成されている旋回駆動装置２５の潤滑油は、油圧ショベルの所定の稼動時間ごとに交換することになっているが、図７に示すような構造の場合は潤滑油のドレンコック１ｂが、ピニオン軸５ａを支持するベアリング３の上方にあるため、ベアリング３部分の潤滑油は抜き取ることができない。
従って、減速機部１０の各ギヤ等で発生する摩耗粉が混入した潤滑油が、ピニオン軸５ａを支持するベアリング３に循環することにより、耐久寿命が著しく低下するという問題がある。
また、その摩耗粉が混入した潤滑油によりオイルシール４のリップが摩耗して潤滑油がスイングサークル２２内に漏洩するという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するために、本特許出願人は実開平３−９３８５４号を出願している。この出願内容を図８により説明する。旋回駆動装置を収納するハウジング４３の内壁に、スイングピニオン支持ベアリング４１を覆うように、円錐状で外周の下部に傾斜した溝４６を有するケージ４２を嵌着し、このケージ４２の中心に設けられた穴４４にスイングピニオン４５の軸を挿通すると共に、前記傾斜した溝４６の最低部を、ハウジング４３に穿設した潤滑油ドレン穴４７に一致させたことを特徴とする技術が記載されている。４０は、スイングピニオン４５の軸を支持するベアリングである。
【０００７】
また、他の先行技術として、例えば、実開昭６３−５６７５４号が出願されている。この出願内容を図９，および図９のＰ部詳細図の図１０により説明する。
軸受５７の下方に出力軸５２と一体的に、且つオイルシール５９と接触可能に凹部６０を有するスリーブ５３を設けると共に、該凹部６０に磁石５５を配置し、該スリーブ５３と前記軸受５７及びカバー５８との間に、前記凹部６０と前記オイルシール５９間を連通させる細隙部Ｃ1,Ｃ2 を設けたことを特徴とする技術が記載されている。
図１０に示すように、オイルシール５９は外周面をカバー５８に保持され、内周面をスリーブ５３により保持されて配設されている。また、スリーブ５３の縁辺部と図９に示す軸受５７の外輪部５７ｂ間には距離Ｃ1 の細隙部が形成され、スリーブ５３の外周面とカバー５８の内周面間には、上述の細隙部に連通する距離Ｃ2 の細隙部が形成されている。
これらの細隙部によって、スリーブ５３の凹部６０とオイルシール５９とが連通されている。なお、５４は、出力軸５２とスリーブ５３の内周面間からの潤滑油の漏れを防止するためのＯリングである。出力軸５２は軸受５７の内輪部５７ａに固定軸支されている。５２ａは、出力軸５２に固設される平歯車である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示す、先行技術の実開平３−９３８５４号の場合は、ケージ４２でギヤ等の摩耗粉を、一旦受けることになるが、旋回駆動装置の回転時に再浮遊した摩耗粉が混入した潤滑油は、ベアリング４０に循環されるとともに、再浮遊した摩耗粉が混入した潤滑油は、ケージ４２の穴４４からベアリング４１に循環される。
これにより、摩耗粉が混入した潤滑油によりベアリング４０，４１が潤滑されるので、ベアリング４０，４１の耐久寿命が低下する。
スイングピニオン４５は、図示しないスイングサークルギヤと噛合して駆動するために負荷が大きい。
したがって、同ピニオン４５の首部を支持するために配置されるベアリング４１には、ギヤ等の摩耗粉がベアリング４１に循環されないようにして、耐久寿命が低下しないようにする必要がある。
【０００９】
また、図９，図１０に示す、先行技術の実開昭６３−５６７５４号の場合は、軸受５７（前記図８に示す、ベアリング４１に相当する。）の下方に出力軸５２（前記図８に示す、スイングピニオン４５の軸に相当する。）と一体的に、且つオイルシール５９と接触可能に凹部６０を有するスリーブ５３を設けると共に、該凹部６０に磁石５５を配置している。
この軸受５７は、前述の如く、スイングサークルギヤと噛合して駆動するために負荷が大きいので、耐久寿命の低下がないようにする必要があるが、図９，図１０に示す構造では、ギヤ等の摩耗粉が混入した潤滑油は、軸受５７に循環された後に、下方にある磁石５５が吸着することになり、効果が少ない。
また、図１０に示す、細隙部Ｃ1,Ｃ2 が連通していることにより、軸受５７を循環されたギヤ等の摩耗粉が混入した潤滑油は、オイルシール５９のリップ部を傷つけることになり、ギヤ等の摩耗粉が混入した潤滑油は、出力軸５２に固設される平歯車５２ａ側に侵入する不具合が発生する。
【００１０】
前記、２例の先行技術とも、図８に示すベアリング４１，および、図９，図１０に示す軸受５７に、ギヤ等の摩耗粉が混入した潤滑油が循環されると言う問題点は解決されていない。
【００１１】
本発明は上記従来の問題点に着目し、旋回駆動装置のピニオン軸、および、ピニオンの首部を支持する上下のベアリング、オイルシールに、ギヤ等の摩耗粉が混入した潤滑油が循環されることを防止するために、ピニオンの首部を支持する下側のベアリングより上方位置に磁性体を設けた受け皿、あるいは、フィルタを設けた受け皿を配置し、受け皿に循環されてくるギヤ等の摩耗粉を磁性体で吸着、あるいはフィルタで捉えることにより、前記受け皿からギヤ等の摩耗粉が再浮遊しないようにしたことによりベアリングおよびオイルシールの耐久性を向上する旋回駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明に係る旋回駆動装置の第１発明は、旋回モータの出力軸に連結される減速機部と、減速機部に連結されるとともに、下部走行体に固設されるスイングサークルギヤに噛合するピニオンを有するピニオン軸と、ピニオン軸を支持するベアリングとを備えた旋回駆動装置において、減速機部１０と、ピニオン軸５ａを支持するベアリング３との間に配設されるとともに、内側にフィルタ９を配置し、かつ、底部６ｅ、あるいは外周部６ｆに磁性体７，７ａ，７ｂを取着した受け皿６ｃを備え、受け皿６ｃの底部６ｅに油の通過孔６ｄを設けた構成としたものである。
上記構成によれば、確実に減速機部１０の各ギヤ等から出る摩耗粉や異物は受け皿６ｃに配設されるフィルタ９で捉えることができる。また、フィルタ９を通過した細かい摩耗粉が再浮遊しても受け皿６ｃの底部６ｅ、あるいは外周部６ｆに設けた磁性体７，７ａ，７ｂに吸着される。この場合、受け皿６ｃの外周部６ｆには、磁性体７ａを接着する、あるいは、型枠に磁性体７ｂを挿入して、その後、溶融した合成樹脂を射出成形する方法により製作しても良い。このように、受け皿６ｃに入った摩耗粉や異物は、フィルタ９で捉えるとともに、磁性体７に吸着されるので、摩耗粉が潤滑油中に再浮遊しない。
さらに、図５に示すように、受け皿６ｃ内のフィルタ９を通過するギヤ等の摩耗粉が混入した潤滑油は、通過孔６ｄから矢印のａ〜ｂ、または、矢印のｂ〜ａに潤滑されるので、確実に減速機部１０の各ギヤ等から出る摩耗粉や異物は受け皿６ｃに配設されるフィルタ９で捉えることができる。これにより、潤滑油は常にクリーンに保つことができる。
したがって、旋回駆動装置のベアリング２，３、およびオイルシール４が摩耗粉により摩耗劣化することを防止できるので旋回駆動装置の耐久性が向上する。
【００１５】
第２発明は、第１発明に記載の構成において、受け皿６ａ，６ｃは合成樹脂等の非磁性体からなる構成としたものである。
上記構成によれば、第１発明乃至第３発明の作用効果に加えて、受け皿６ａ，６ｃは非磁性体で製作されている。このため、受け皿６ａ，６ｃの上部、下部に配設されるベアリング２，３を磁化することがない。
このため、ベアリング２，３には摩耗粉が吸着することがなく安全である。
これにより、受け皿６ａ，６ｃの中に入った摩耗粉は確実に集積されるので、潤滑油は常にクリーンに保つことができる。
したがって、旋回駆動装置のベアリング２，３、およびオイルシール４が摩耗粉により摩耗劣化することを防止できるので旋回駆動装置の耐久性が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る旋回駆動装置の実施例を図１乃至図５により説明する。尚、図７と同一符号を付したものは同一部品であり説明は省略する。
先ず、旋回駆動装置の第１実施例を図１乃至図３により説明する。
図１は旋回駆動装置の全体を示す図である。図２は受け皿６ａに磁性体７を取着したスペーサ６Ａの正面図である。図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
旋回駆動装置２５は旋回モータ２４の出力軸２４ａに連結される減速機部１０を備えている。減速機部１０は前述の図７と同一構成であり説明は省略する。
この減速機部１０の第２キャリヤ１７は連結部材１８とスプライン１７ａ結合している。連結部材１８はピニオン軸５ａとスプライン１８ａ結合している。
本発明の要部であるピニオン部２０について図１により説明する。
前記ピニオン軸５ａは、上方の位置で連結部材１８を介して第１ベアリング２により支持されるとともに、下方の位置で第２ベアリング３により支持されている。これらの第１ベアリング２と、第２ベアリング３との間には、スペーサ６Ａが配設されている。スペーサ６Ａは合成樹脂等の非磁性体である。
図２，図３に示すように、スペーサ６Ａには断面がコ字状の受け皿６ａが一体的に形成されている。この受け皿６ａの内側の底部６ｂには複数の磁性プレート７（以下、磁性体７と言う。）がボルト８で取着されている。
図３に示すように、受け皿６ａの内側の底部６ｂに磁性体７を取着しているが、受け皿６ａの外周部６Ｆに磁性体７ａを接着、または粘着しても良い。また、磁性体７ｂを型枠に挿入して、その後、溶融した合成樹脂を射出成形する方法により、受け皿６ａの外周部６Ｆに磁性体７ｂが付設したものを製作するようにしても良い。
【００１７】
図１に示す、第２ベアリング３の下方位置で、ピニオン軸５ａに当接するオイルシール４が配設されている。
前記減速機部１０の各ギヤ、ピニオン軸５ａを支持する第１ベアリング２、及び第２ベアリング３等は潤滑油によって潤滑されている。この潤滑油は下方位置にあるオイルシール４によりシールされ、ピニオン５側に潤滑油は侵入しないようになっている。
旋回駆動装置のケース１には、ピニオン軸５ａを支持する第２ベアリング３の上方位置に、潤滑油をドレーンするドレーン穴１ａが穿設されている。このドレーン穴１ａにドレーンコック１ｂが取着されている。
【００１８】
このような第１実施例によれば、最も重要なピニオン５の首部を支持する第２ベアリング３の上方位置に受け皿６ａを設け、この受け皿６ａの底部６ｂに磁性体７を取着する。また、受け皿６ａの外周部６Ｆに磁性体７ａを接着（又は粘着）、あるいは、前述の如く、射出成形により受け皿６ａの外周部に磁性体７ｂを一体成形することにより、減速機部１０の各ギヤ等から出る摩耗粉を吸着するので、潤滑油に混入する摩耗粉は受け皿６ａに集積される。
これにより、受け皿６ａより下方位置にあるベアリング３、及びオイルシール４に、摩耗粉が潤滑油に混じって侵入することはない。
また、受け皿６ａの磁性体７，７ａ，７ｂにより摩耗粉が吸着されるので、摩耗粉が潤滑油中に再浮遊しないので、第１ベアリング２へ再度循環されることも防止される。
さらに、受け皿６ａ，６ｃは非磁性体で製作されているので、受け皿６ａの上部、下部に配設されるベアリング２，３を磁化することがない。
このため、ベアリング２，３には摩耗粉が吸着することがなく安全である。
これにより、潤滑油を常にクリーンに保つことができるので、旋回駆動装置のベアリング２，３、およびオイルシール４が摩耗粉により摩耗劣化することを防止できるので旋回駆動装置の耐久性が向上する。
【００１９】
次に、旋回駆動装置の第２実施例を図１を参照して、図４，及び図４のＢ−Ｂ断面図の図５により説明する。第２実施例は、第１実施例の旋回駆動装置と基本構成は同一であり、第１実施例のスペーサ６Ａと一体的に形成される受け皿６ａに代えて、スペーサ６Ｂと一体的に形成される受け皿６ｃの中にフィルタ９、及び磁性体７，７ａ，７ｂを配設したものである。
図１に示す、第１ベアリング２と、第２ベアリング３との間には、図４，図５に示すスペーサ６Ｂが配設されている。スペーサ６Ｂは合成樹脂等の非磁性体である。図４，図５に示すように、スペーサ６Ｂには断面がコ字状の受け皿６ｃが一体的に形成されている。この受け皿６ｃの内側にはリング状のフィルタ９が配設されている。この受け皿６ｃの外側の底部６ｅには複数の磁性体７がボルト８で取着されている。
また、第１実施例と同様に、受け皿６ｃの外周部６Ｆに磁性体７ａを接着、または粘着しても良い。また、磁性体７ｂを型枠に挿入して、その後、溶融した合成樹脂を射出成形する方法により、受け皿６ｃの外周部６Ｆに磁性体７ｂが付設したものを製作するようにしても良い。
また、図５に示すように、外側の底部６ｅには、隣接する磁性体７，７との間にフィルタ９を通過した濾過油が通る通過孔６ｄが穿設されている。
さらに、図５に示すように、受け皿６ｃ内のフィルタ９を通過するギヤ等の摩耗粉が混入した潤滑油は、フイルタ９を通って通過孔６ｄから、矢印のａ〜ｂに示すように循環される。
さらにまた、ギヤ等の摩耗粉が混入した潤滑油は、受け皿６ｃの外側から通過孔６ｄを通ってフイルタ９から、矢印のｂ〜ａに示すように潤滑される。
【００２０】
このような第２実施例によれば、第１実施例に比べて、受け皿６ｃにフィルタ９、およびフィルタ９を通過した濾過油が通る通過孔６ｄを設けたことにより、図５に示すように、受け皿６ｃ内のフィルタ９を通過するギヤ等の摩耗粉が混入した潤滑油は、矢印のａ〜ｂ、または、矢印のｂ〜ａに潤滑されるので、確実に減速機部１０の各ギヤ等から出る摩耗粉や異物は受け皿６ｃに配設されるフィルタ９で捉えることができる。また、フィルタ９を通過した細かい摩耗粉も受け皿６ｃの外周部６Ｆに設けた磁性体７ａ，７ｂにより吸着される。
これにより、潤滑油は常にクリーンに保つことができるので、旋回駆動装置のベアリング２，３、およびオイルシール４がギヤ等の摩耗粉により摩耗劣化することを防止できるので旋回駆動装置の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る旋回駆動装置を説明する図である。
【図２】同、第１実施例のスペーサに一体的に形成される受け皿の正面図である。
【図３】同、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】同、第２実施例のスペーサに一体的に形成される受け皿の正面図である。
【図５】同、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】油圧ショベルの側面図である。
【図７】従来の旋回駆動装置を説明する図である。
【図８】同、旋回駆動装置の１例を示す図である。
【図９】同、旋回駆動装置の２例を示す図である。
【図１０】同、図９のＰ部詳細図である。
【符号の説明】
１ケース
２第１ベアリング
３第２ベアリング
４オイルシール
５ピニオン
５ａピニオン軸
６，６Ａ，６Ｂスペーサ
６ａ，６ｃ受け皿
６ｂ内側の底部（受け皿）
６ｅ外側の底部（受け皿）
７，７ａ，７ｂ磁性体
９フィルタ
１０減速機部
２０ピニオン部
２１下部走行体
２２スイングサークル
２２ｂスイングサークルギヤ
２３上部旋回体
２４旋回モータ
２５旋回駆動装置

Claims

旋回モータの出力軸に連結される減速機部と、減速機部に連結されるとともに、下部走行体に固設されるスイングサークルギヤに噛合するピニオンを有するピニオン軸と、ピニオン軸を支持するベアリングとを備えた旋回駆動装置において、減速機部 (10) と、ピニオン軸 (5a) を支持するベアリング (3) との間に配設されるとともに、内側にフィルタ (9) を配置し、かつ、底部 (6e) 、あるいは外周部 (6f) に磁性体 (7,7a,7b) を取着した受け皿 (6c) を備え、受け皿(6c)の底部(6e)に油の通過孔(6d)を設けたことを特徴とする旋回駆動装置。
請求項１に記載の旋回駆動装置において、受け皿(6c)は合成樹脂等の非磁性体からなることを特徴とする旋回駆動装置。