JP4424844B2 - 作業機械の旋回減速機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として建設機械における旋回作動部を駆動操作する旋回減速機にかかるものであって、詳しくは建設機械の上部旋回体の旋回機構における旋回輪に動力を伝達する旋回減速機の取付を吊下げ構造にして、旋回部分でのスペースの確保と運転室内への騒音伝播を削減できるようになされた作業機械の旋回減速機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、建設機械、たとえば油圧ショベルやクレーンのように上部旋回体を備える作業機械では、装軌式の下部走行体におけるセンターフレーム上に旋回機構が取付けられ、この旋回機構を介して作業機を装備される上部旋回体が支持される構造になっている。そして、その旋回機構にあっては、図2に従来の旋回減速機の取付構造を表わす図に示されるように、通常縦型の旋回駆動機(旋回減速機)100を上部旋回体のフレーム(旋回フレーム)106側に取付けて、その遊星歯車減速機構101と直結される出力軸102に取付けた駆動歯車103(ピニオン)を、前記センターフレーム110に取付けられた旋回輪112の固定側112a内周部に形成されている内歯車113に噛合わせ、旋回駆動機100を駆動してピニオン103を回転させることにより、固定されている前記内歯車113に噛合い駆動させて上部旋回体(旋回フレーム106)が回動するようにされている。
【0003】
このように上部旋回体の旋回駆動機100は、その旋回フレーム106上に動力源となるエンジンが搭載されている関係上、どうしてもその旋回フレーム106上に装着しなければならい。このようなことから、一般に旋回機構の上方位置で旋回フレーム106上に取付けられている。また、この旋回駆動機100は旋回機構の構造上、どうしても旋回フレーム106の中央部に近い位置に設置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような一般に採用されている旋回減速機では、その駆動時に大きな騒音を発し、特に旋回フレーム上に設置されている運転室内にその騒音が伝播してオペレータに不快感を与え、頻繁に旋回動作を行う場合には精神疲労が高まる一因となるという問題がある。もちろん、周囲の環境に対しても好ましくない。
【0005】
また、例えば小旋回型の油圧ショベルのように旋回フレームの後部スペースを非常に小さく纏め上げる必要のある機種においては、この旋回減速機を旋回フレーム上に設けるに際して余裕がないことから非常に無理な設計となりがちで、このようなことからも前述のような騒音がオペレータに与える影響を大にしているのが実情である。
【0006】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、旋回減速機を上部旋回体から旋回輪の内側で下部の静止側支持フレーム内部に吊下げ設置して、余裕のあるスペースを利用して上部旋回体上面のスペースの有効利用と騒音の外部放散を低減させて合理的に旋回駆動できる作業機械の旋回減速機を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、本発明による作業機械の旋回減速機は、
旋回機構を備える作業機械の旋回減速機であって、
旋回輪の内側で上部旋回体に取付けられ、旋回モータと直結する減速機構を下部に接続する支持ハウジングを備え、前記減速機構の出力軸が前記支持ハウジング内で上向きに配置されて軸受にて支持され、かつ前記支持ハウジングの中央上部に前記出力軸上に取付くピニオンを配する空間部が形成され、この空間部に連通して前記支持ハウジングの側部に前記旋回輪の内歯車の一部を受け入れる開口部が設けられ、この開口部において前記出力軸上ピニオンが前記旋回輪の内歯車と噛み合うように、前記支持ハウジングが下部支持体の旋回輪取付構造体内部に吊下げ配置されることを特徴とするものである。
【0008】
本発明によれば、減速機の支持ハウジングが、上部旋回体に取付けられて旋回機構の旋回輪内側で下部支持体の旋回輪取付構造体内部に吊り下げられているので、上部旋回体の中央部に近い位置において上側に突き出して設けられていたスペース分取付部分を除く上側空間に余裕が生じることになって、その有効活用が可能になり、例えば小旋回型の油圧ショベルなどに採用してより効果的である。そして、旋回減速機が上部旋回体の下側でしかもほぼ筒状に形成される下部支持体の内側に収まった状態で無理なく旋回駆動させることができ、その旋回減速機の駆動時に発生する騒音が閉じ込められた状態となって上方周囲への伝播抑えられ、特に運転室内への騒音の侵入が著しく低減できてオペレータの騒音による精神疲労を軽減できるという効果を奏するのである。
【0009】
本発明において、前記支持ハウジングは、上端部に前記上部旋回体への取付座部が設けられるとともに、前記空間部の上方開口部分が取外し可能な上部カバーによって覆われているのが好ましい。こうすることによって、部カバーを取外すことによってピニオンと旋回輪側の内歯車との噛み合い状態を点検することが容易になるという利点がある。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による作業機械の旋回減速機の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【0011】
図1に本実施の形態の作業機械における旋回減速機の一部を省略して表わす縦断面図が示されている。
【0012】
この実施の形態の旋回減速機1は、旋回機構を備える図示されない作業機械、たとえば油圧ショベルの上部旋回体(旋回フレーム20)に取付けられて、この減速機の出力軸11上のピニオン12を旋回機構の旋回輪25付設の内歯車26と噛合わせて旋回駆動するのに用いられるものである。
【0013】
この旋回減速機1は、上部旋回体(旋回フレーム20)上にボルト21にて定着される取付座を備えた支持ハウジング2と、この支持ハウジング2の下端に軸心線を合致して連結される遊星歯車減速機構10、および旋回モータ16(この具体例では油圧モータである)とで構成される。なお、前記遊星歯車減速機構10および旋回モータ16は周知の構造のものが用いられている。
【0014】
前記支持ハウジング2は、旋回フレーム20の上面取付部にボルト21で締着して固定されるフランジ状の取付座部3を上端外周部に設けられ、この取付座部3より下方に所要長さ寸法(所要高さ)垂下して下端に遊星歯車減速機構10を直結するようにされている。そして、内側上部は上方に開口してピニオン12が収まる空間部4を形成され、その空間部4における上下方向の軸心線上で内底部に軸心を上部に取付けられる遊星歯車減速機構10の軸心線と合致させて上部軸受保持部5が凹設され、かつ適宜間隔をとってその下方に下部軸受保持部6が形成され、それら上部軸受保持部5と下部軸受保持部6に嵌め込まれる転がり軸受7,7′により、前記遊星歯車減速機構10の出力軸11が回転自在に支持されている。
【0015】
また、支持ハウジング2における前記空間部4の上側における周面部分には、前記出力軸11の上端に取付くピニオン12に対応するようにして円周方向に適宜区間で開口部8が形成され、前記ピニオン12を旋回輪25付設の内歯車26と噛合わせ得るようにされている。前記空間部4はその上方開口部分を上部カバー9によって覆われ、その上部カバー9を開放可能に取付ボルト9aによって支持ハウジング2の上面に取付けられている。なお、支持ハウジング2は、前記開口部8が形成される側の外形をその他の周面部より中心からの半径が短い状態に形成されて、旋回フレーム20に取付けられたとき旋回輪25に近づけて設置されるようになされている。
【0016】
前記出力軸11を支持する転がり軸受7,7′と遊星歯車減速機構10とは、支持ハウジング2内を上下に貫通する空間部分4aによって下側の転がり軸受7′を介して遊星歯車減速機構10のケーシング内部と連通しており、これら歯車作動部と出力軸の支持軸受部とを、支持ハウジング2の上面から内部に設けられた通孔17を前記空間部分4aに連通させて、潤滑油が供給され、油浴潤滑できるようにされている。なお、この油浴潤滑による潤滑油の油量検知は支持ハウジング2に取り付く検知管18によって行えるようにされている。また、潤滑油の外部への漏出を上部では上側の転がり軸受7のベアリングカバー7aに取付くオイルシール7bと、下側を遊星歯車減速機構10のギアカバー14とによって防止するようにされている。図中符号19は旋回モータ16へ油圧源からの圧油供給管である。
【0017】
このように構成される旋回減速機1は、旋回フレーム20(上部旋回体)の要所に設けられた旋回減速機取付穴23から下部走行体30の旋回輪取付けフレーム(本発明の下部支持体の旋回輪取付構造体に相当)の内部に向けて旋回輪25の内側に垂下させ、旋回フレーム20の上面取付部に支持ハウジング2の取付座部3をボルト21により締結して取付けられる。旋回減速機1は、この状態でその軸心線を作業機械の下部走行体30のフレームと上部旋回体の旋回フレーム20とを繋いでいる旋回機構の軸心線に平行するようにして取付けられ、かつ軸心線が旋回輪の内歯車26に近寄せられて支持される支持ハウジング2の空間部4外周部の開口部8に、旋回輪25の固定輪25a側付設の内歯車26が臨み、その内歯車26に出力軸11上のピニオン12が正しく噛み合う状態となる。
【0018】
そして、旋回減速機1を正規位置に固定するには、支持ハウジング2の開口部8が旋回輪25の内歯車26と接触しない状態で旋回減速機取付穴23に旋回減速機1の取付座部3以下を挿入して、その後に旋回輪25の内歯車26の一部が開口部8内に臨むように支持ハウジング2を移動させることにより、ピニオン12が支持ハウジング2の空間部4内で前記内歯車26と噛み合わせることができる。なお、この状態で支持ハウジング2の旋回輪に対応する部分は他の外周部より中心までの半径を短くされているので、下部走行体30のフレームと接触することなく支持される。このような取付作業に際しては、支持ハウジング2上面の上部カバー9を取外して行えば、ピニオン12と旋回輪25側の内歯車26との噛み合わせ状態を確認しながら取付できることになって正しく噛み合わせて回転駆動させることができる。
【0019】
したがって、旋回駆動に対する点検・整備に際して、上部カバー9を取外して上側から見れば、ピニオン12と内歯車26との噛み合い状態を容易に確認することができる。
【0020】
また、この旋回減速機1は、旋回フレーム20から下部走行体30の旋回輪25を取付けるフレームの内部に垂下吊設されるので、上部旋回体の下側に配されて下部走行体30の内側に包まれた状態を保たれることになって、旋回駆動に際して発生する騒音が、周囲に放散されるのを低減することが可能になる。その上に狭いスペースでありながら運転室から遠ざけることになって、運転室内への騒音の伝播が低減されることになり、オペレータに対する影響を著しく削減できるという効果が得られるのである。
【0021】
また、旋回駆動に際しては、旋回減速機の重心が旋回フレーム20の下側になって、従来の取付構造のものと比較して旋回時における減速機軸心の振れをなくし、旋回減速機の機体心振れを抑えて正常な噛み合いが行えるでのある。なお、減速機内での駆動回転部の潤滑は、油浴潤滑とされているので、検油管18によってオイルの状態確認ができ運転上支障を来すことはない。
【0022】
以上の説明では、減速機構として遊星歯車構造のものについて説明したが、この他の歯車減速機構、例えばサイクロイド歯車を組合わせてなる減速機に採用することもできる。また、この旋回減速機は、必要に応じて旋回輪に設けられる外歯車とピニオンを噛み合わせて駆動する場合においても採用することができる。また、旋回機構を備える作業機械としては、油圧ショベルのみならず、旋回運動をする機械、例えばクレーンなどに採用することができる。その他に、モータについては油圧駆動に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本実施の形態の作業機械における旋回減速機の一部を省略して表わす縦断面図である。
【図2】図2は、従来の作業機械における旋回減速機の一部を省略して表わす縦断面図である。
【符号の説明】
1 旋回減速機
2 支持ハウジング
3 取付座部
4 空間部
5 上部軸受保持部
6 下部軸受保持部
7,7′ 転がり軸受
8 開口部
9 上部カバー
10 遊星歯車減速機構
11 出力軸
12 ピニオン
16 旋回モータ
20 旋回フレーム(上部旋回体)
25 旋回輪
26 内歯車
30 下部走行体

Claims (2)

  1. 旋回機構を備える作業機械の旋回減速機であって、
    旋回輪の内側で上部旋回体に取付けられ、旋回モータと直結する減速機構を下部に接続する支持ハウジングを備え、前記減速機構の出力軸が前記支持ハウジング内で上向きに配置されて軸受にて支持され、かつ前記支持ハウジングの中央上部に前記出力軸上に取付くピニオンを配する空間部が形成され、この空間部に連通して前記支持ハウジングの側部に前記旋回輪の内歯車の一部を受け入れる開口部が設けられ、この開口部において前記出力軸上ピニオンが前記旋回輪の内歯車と噛み合うように、前記支持ハウジングが下部支持体の旋回輪取付構造体内部に吊下げ配置されることを特徴とする作業機械の旋回減速機。
  2. 前記支持ハウジングは、上端部に前記上部旋回体への取付座部が設けられるとともに、前記空間部の上方開口部分が取外し可能な上部カバーによって覆われている請求項1に記載の作業機械の旋回減速機。
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