JP4973235B2

JP4973235B2 - 建設機械のスイベルジョイント

Info

Publication number: JP4973235B2
Application number: JP2007042338A
Authority: JP
Inventors: 克哉蔵内; 一之竹田
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-02-22
Also published as: JP2008202364A

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械の旋回中心に設けられるスイベルジョイントに関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

油圧ショベルは、図６に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が縦軸Ｏまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２の前部に作業アタッチメント３が装着されて構成される。

上部旋回体２はアッパーフレーム４を有し、このアッパーフレーム４にキャビン５、動力源としての図示しないエンジンその他の設備が搭載される。

アッパーフレーム４は、図７に示すように底板６と、この底板６上のほぼ中央部に前後方向に設けられた左右一対の縦板７,８等から成り、このアッパーフレーム４の左側前部に図６のキャビン５、後部にエンジンがそれぞれ設置される。

油圧ショベルにおいては、上部旋回体２に油圧ポンプ及び油圧タンクが設置されるため、これらからの上部配管と、下部走行体１に設けられた走行モータやドーザシリンダ等の油圧アクチュエータからの下部配管とが、上部旋回体２の旋回中心（縦軸）Ｏに設けられたスイベルジョイント９を介して接続される。

スイベルジョイント９は、図８に示すように、下部走行体に固定された軸状のステム１０と、上部旋回体２と一体に回転する筒状のボディ１１とが旋回中心Ｏ上で相対的に回転自在に嵌合されて成っている。

ステム１０には、複数のステム側通路１２…が互いに位置ずれして設けられるとともに、各通路１２…の下端側にステム外周面に開口する接続ポート１３…が設けられ、この接続ポート１３…に下部配管が接続される。

ボディ１１には、複数の内周溝１４…を含む内部通路が設けられる。内周溝１４…は、上下方向に間隔を置いて設けられ、ステム側通路１２…の上端が互いに異なる内周溝１４…に連通する。

また、ボディ１１には、この内周溝１４…から外周側に延びる横穴１５…と、この横穴１５…ごとにボディ外周面に開口する接続ポート１６…とが設けられ、この接続ポート１６…に上部配管が接続される。

なお、図では簡略化のために通路１２、横穴１５、接続ポート１３,１６についてそれぞれ三つのみを図示しているが、実際にはもっと多く設けられる。また、図８中、１７はアッパーフレーム底板６に設けられたスイベルジョイント通し穴である。

以上のような構成は特許文献１,２に示されている。
実公平６−４７９７５号公報特開２００５−１０５６０４号公報

この油圧ショベルにおいて、図７に示すようにスイベルジョイント９が左側（図６のキャビン５の位置を左側前部としたときの左側。以下にいう前後、左右の方向性について同じ）の縦板７からキャビン（左）側にはみ出して設置される場合がある。

この場合、スイベルジョイント９の左側ほぼ半分がキャビン５で上から覆われるため、ボディ外周面の右側半周部分しか上部配管を接続できない。すなわち、ボディ外周面のうち右側半周部分のみが上部配管の接続に使用可能な配管接続面となる。

この状況では、ボディ側の接続ポート１６…が狭い範囲で集中するため、配管作業が困難となり、ポート加工も面倒となる。かといって、ボディの周方向及び直径寸法は、他の設備や配管との取り合いの制限があるため、思うように拡張できない。

そこで打開策として、特許文献１,２に示された技術を応用することが考えられる。

特許文献１には、ボディ全体を下方に設置することによってアッパーフレームからのボディ突出量を小さくする技術が開示されている。従って、上記構成において、ボディ１１を下方に設置する代わりにその上下方向寸法を大きくして配管接続面を拡大することが考えられる。

しかし、こうすると、ボディ下部に対する上部配管の接続をアッパーフレーム下方で行わなければならないため、配管接続作業の困難さは解消されない。

一方、特許文献２には、ボディ外周面に収まらない一つの接続ポートとこれに通じる一つの通路をボディ外方に隆起して設けた構成が示されている。そこで、この構成を発展させ、ボディの外周面に凸部を設けて、この凸部に複数の接続ポートと内部通路を設けることが考えられる。

しかし、複数の接続ポートと内部通路を単にボディ直径方向に並べただけでは凸部のボディ直径方向の突出寸法が過大となり、周方向に並べただけでは凸部の周方向寸法が過大となっていずれも配管や他の設備と干渉することになる。また、凸部寸法をできるだけ小さくするためにポート間隔を小さくし過ぎると、配管接続作業が困難となる。従って、特許文献２に示された構成を単純に転用するのみでは問題解決とはならない。

本発明は上記の事情に鑑み、ボディ外周に凸部を設けてここに内部通路及び接続ポートを設けることによってボディに必要な接続ポートと内部通路を確保でき、しかも、凸部のボディ直径方向の突出寸法及び周方向寸法を最小限に小さく抑えながら、ポート間隔を十分大きくとって上部配管を容易に接続することができる建設機械のスイベルジョイントを提供するものである。

請求項１の発明は、下部走行体に固定される軸状のステムと、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と一体に回転する筒状のボディとが、上部旋回体の旋回中心で相対的に回転自在に嵌合され、上記ステムに設けられた内部通路と、上記ボディに設けられた内周溝を含む内部通路とを介して上部旋回体側の上部配管と下部走行体側の下部配管とが接続される建設機械のスイベルジョイントにおいて、上記ボディの外周面に、ボディの周方向及び上下方向の一定範囲に亘って外方に突出する凸部が設けられ、この凸部のボディ周方向の片面に、上部配管が接続される複数の接続ポートが互いに上下方向に位置ずれして設けられるとともに、この各接続ポートからボディ周方向に延びる上部横穴と、互いにボディ周方向にずれた位置で上端がこの各横穴に連通する縦穴と、互いに上下方向にずれた位置でこの縦穴の下端から上記内周溝に延びる下部横穴から成る内部通路が設けられたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上部旋回体に搭載されるキャビンによりボディの一部が上から覆われてボディ外周面の周方向一部のみが上部配管の接続に使用可能な配管接続面となり、この配管接続面に凸部が設けられたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、凸部と、ボディを上部旋回体に対して回り止めするための回り止めボルトの先端が当たる回り止め突起とが、互いの端面が周方向に連続する状態でボディ外周面に設けられたものである。

本発明によると、ボディ外周面に凸部を設け、この凸部に接続ポートと内部通路を設けたから、請求項２のようにボディの一部がキャビンで上から覆われてボディ外周面の周方向一部しか上部配管の接続に使用できない状況においても、ボディに必要なすべての接続ポートと内部通路を確保することができる。

しかも、この凸部のボディ周方向の片面に、上部配管接続用の複数の接続ポートを互いに上下方向に位置ずれして設けたから、凸部のボディ周方向及び直径方向の寸法を拡張することなくポート間隔を十分大きくとることができる。

そして、この各接続ポートからボディ周方向に延びる上部横穴を設けるとともに、縦穴を、ボディ周方向にずれた位置で上部横穴に連通して設け、かつ、上下方向にずれた位置で各縦穴の下端からボディの内周溝に延びる下部横穴を設けて内部通路を形成したから、この内部通路に要する凸部のボディ周方向及び直径方向の両寸法を小さくできる。

以上の点により、凸部の寸法を最小限に小さく抑えながら、複数の上部配管をボディに容易に接続することができる。

また、請求項３の発明によると、ボディを上部旋回体と一体に回転させるために回り止めする手段として、ボディ外周に回り止め突起を設け、回り止めボルトの先端をこの回り止め突起に押し当てる構成をとるスイベルジョイントにおいて、凸部と回り止め突起とを互いの端面が周方向に連続する状態で設けたから、いいかえれば回り止め突起によって元々ボディ直径が拡張した部分（デッドスペース部分）に凸部を設けたから、この凸部によってボディ直径寸法が殊更に拡張して配管や他の設備の邪魔になるおそれがない。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

この実施形態では、図１に示すようにスイベルジョイント１９がアッパーフレーム４の左側縦板７からキャビン（左）側にはみ出した状態で旋回中心上に設置されるために、スイベルジョイント１９のほぼ左半分が上からキャビンで覆われる場合を例にとっている。

図１において、図７に示す従来技術と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。

スイベルジョイント１９の基本構成は、図８に示す従来のスイベルジョイント９と同じである。

すなわち、このスイベルジョイント１９は、下部走行体に固定された軸状のステム２０と、上部旋回体と一体に回転する筒状のボディ２１とが旋回中心Ｏ上で相対的に回転自在に嵌合されて成っている。

ステム２０には、図３,５に示すように複数のステム側通路２２…が互いに位置ずれして設けられるとともに、各通路２２…の下端側にステム外面に開口する下部配管用の接続ポート２３…が設けられ、この接続ポート２３…に下部配管が接続される。

ボディ２１には、上下方向に間隔を置いて複数の内周溝２４…が設けられ、ステム側通路２２…の上端が互いに異なる内周溝２４…に連通する。

なお、ここでは説明をわかり易くするために、ステム側通路２２について多数のうちの三つのみを図示している。また、図２,３に示すようにスイベルジョイント１９が、アッパーフレーム底板６に設けられたスイベルジョイント通し穴１７に挿通された状態で旋回中心Ｏ上に設置される点は図８に示す従来技術と同じである。

このスイベルジョイント１９においては、ボディ２１の外周面のうち、左側のほぼ半周部がキャビン下に隠れるため、右側半周部のみが上部配管の接続が可能な配管接続面として使用される。

このボディ外周面の右側半周部の前面側に凸部２５が上下方向の全長近くに亘って設けられ、この凸部２５の周方向の片面（右側面）に、上部配管が接続される三つの接続ポート２６,２７,２８が、配管接続に必要かつ十分な上下間隔を置いて設けられている。

また、凸部２５の内側に三つの内部通路２９,３０,３１が設けられている。

この内部通路２９〜３１は、図３,４等に示すように、各接続ポート２６〜２８からボディ周方向（左方）に延びる上部横穴２９ａ,３０ａ,３１ａと、互いに周方向（左右方向）にずれた位置で上端がこの各横穴２９ａ,３０ａ,３１ａに連通する縦穴２９ｂ,３０ｂ,３１ｂと、互いに上下方向にずれた位置でこの縦穴２９ｂ,３０ｂ,３１ｂの下端から周方向（後方）に延びて互いに異なる三つの内周溝（ステム側通路２２…が連通する内周溝）２４…に達する下部横穴２９ｃ,３０ｃ,３１ｃから成り、この内部通路２９〜３１及びステム側通路２２…により上部配管と下部配管が接続される。

なお、ボディ２１には、凸部２５以外の部分に他の接続ポートと内部通路が設けられる。このうち、図２に他の接続ポート３２…のいくつかを示すが、内部通路の図示、説明は省略する。

図２,３,５中、３３は各下部横穴２９ｃ,３０ｃ,３１ｃの穴明け始端（前端）を閉塞するプラグ、図３,４中、３４は各縦穴２９ｂ,３０ｂ,３０ｃの穴明け始端（下端）を閉塞するプラグである。

このように、ボディ外周面に凸部２５を設け、この凸部２５に接続ポート２６〜２８と内部通路２９〜３１を設けたから、この実施形態のようにボディ２１の右側半周部しか上部配管の接続に使用できない状況においても、ボディ２１に必要なすべての接続ポートと内部通路を確保することができる。

この場合、凸部２５のボディ周方向の片面（右側面）に、上部配管接続用の複数の接続ポート２６〜２８を互いに上下方向に位置ずれして設けたから、凸部２５のボディ周方向及び直径方向の寸法を拡張することなくポート間隔を十分大きくとることができる。

そして、この各接続ポート２６〜２８からボディ周方向に延びる上部横穴２９ａ,３０ａ,３１ａを設けるとともに、この上部横穴２９ａ,３０ａ,３１ａに通じる縦穴２９ｂ,３０ｂ,３１ｂを、ボディ周方向にずれた位置に設け、かつ、上下方向にずれた位置で各縦穴２９ｂ,３０ｂ,３１ｂの下端から内周溝２４…に延びる下部横穴２９ｃ,３０ｃ,３１ｃを設けて内部通路２９〜３１を形成したから、凸部２５のボディ周方向及び直径方向の両寸法がともに小さくてすむ。

これらの点により、凸部寸法を最小限に小さく抑えながら、複数の上部配管をボディに容易に接続することができる。

一方、図２,５に示すように、ボディ外周面の右側半周部に回り止め突起３５が前向きに突出して設けられている。

この回り止め突起３５の突出端面（前面）に円形の凹部３５ａが設けられ、アッパーフレーム側の図示しないブラケットに取付けられた回り止め用のボルトの先端がこの凹部３５ａに嵌まり込んでその底面に押し当てられることにより、ボディ２１がアッパーフレーム４に対して回り止めされる。

ここで、凸部２５とこの回り止め突起３５は、互いの端面が周方向に面一に（または僅かな段差を持って）連続する状態で設けられている。

いいかえれば、凸部２５は、回り止め突起３５によって元々ボディ直径が拡張した部分（デッドスペース部分）に設けられている。従って、凸部２５を設けたことによってボディ直径寸法が殊更に拡張して配管や他の設備の邪魔になるおそれがない。

ところで、本発明は上記実施形態のようにボディ外周面の一部しか配管接続に使用できない状況下でとくに有効であるが、ボディ外周面すべてを配管接続に使用できる状況下においても、接続される配管数の増加等によって配管接続面積が不足する等の事情がある場合に適用することができる。

本発明の実施形態にかかるスイベルジョイントが設置されたアッパーフレームの斜視図である。実施形態にかかるスイベルジョイントの拡大斜視図である。同縦縦断面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図３のＶ−Ｖ線断面図である。本発明の適用例である油圧ショベルの概略側面図である。同アッパーフレームの斜視図である。従来のスイベルジョイントの縦断面図である。

符号の説明

１下部走行体
２上部旋回体
Ｏ旋回中心
５キャビン
１９スイベルジョイント
２０ステム
２１ボディ
２２ステム側通路
２３接続ポート
２４ボディの内周溝
２５凸部
２６〜２８接続ポート
２９〜３１凸部の内部通路
２９ａ,３０ａ,３１ａ内部通路の上部横穴
２９ｂ,３０ｂ,３１ｂ同横穴
２９ｃ,３０ｃ,３１ｃ同縦穴
３５回り止め突起

Claims

下部走行体に固定される軸状のステムと、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と一体に回転する筒状のボディとが、上部旋回体の旋回中心で相対的に回転自在に嵌合され、上記ステムに設けられた内部通路と、上記ボディに設けられた内周溝を含む内部通路とを介して上部旋回体側の上部配管と下部走行体側の下部配管とが接続される建設機械のスイベルジョイントにおいて、上記ボディの外周面に、ボディの周方向及び上下方向の一定範囲に亘って外方に突出する凸部が設けられ、この凸部のボディ周方向の片面に、上部配管が接続される複数の接続ポートが互いに上下方向に位置ずれして設けられるとともに、この各接続ポートからボディ周方向に延びる上部横穴と、互いにボディ周方向にずれた位置で上端がこの各横穴に連通する縦穴と、互いに上下方向にずれた位置でこの縦穴の下端から上記内周溝に延びる下部横穴から成る内部通路が設けられたことを特徴とする建設機械のスイベルジョイント。
上部旋回体に搭載されるキャビンによりボディの一部が上から覆われてボディ外周面の周方向一部のみが上部配管の接続に使用可能な配管接続面となり、この配管接続面に凸部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のスイベルジョイント。
凸部と、ボディを上部旋回体に対して回り止めするための回り止めボルトの先端が当たる回り止め突起とが、互いの端面が周方向に連続する状態でボディ外周面に設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械のスイベルジョイント。