JP5013490B2 - Swivel joint - Google Patents
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Description
本発明は、スイベルジョイントに関し、より詳しくは、建設機械の下部走行体と上部旋回体とを連結する旋回部分に配設されるスイベルジョイントに関する。 The present invention relates to a swivel joint, and more particularly, to a swivel joint disposed at a turning portion that connects a lower traveling body and an upper turning body of a construction machine.
油圧ショベルは、下部走行体と、この上に旋回可能に配設された上部旋回体とを備えている。これら下部走行体及び上部旋回体内における作動油等の配管経路は、下部走行体及び上部旋回体間にてスイベルジョイントにより連結され、このスイベルジョイントにより上部旋回体の旋回が許容されている。
この種のスイベルジョイントは、例えば、円筒形状をなすホルダと、このホルダ内に回動可能に配設された円柱形状のスピンドルとを備えており、これらホルダ及びスピンドル内には流路がそれぞれ形成され、これら流路はホルダ及びスピンドルの相対的な回動に拘わらず、常時、接続状態が維持されている。
The hydraulic excavator includes a lower traveling body and an upper revolving body disposed on the lower traveling body so as to be able to swivel. Piping paths for hydraulic oil and the like in the lower traveling body and the upper swing body are connected by a swivel joint between the lower traveling body and the upper swing body, and the swivel joint allows the upper swing body to swing.
This type of swivel joint includes, for example, a cylindrical holder and a columnar spindle rotatably disposed in the holder, and a flow path is formed in each of the holder and the spindle. These flow paths are always connected regardless of the relative rotation of the holder and the spindle.
ここで、油圧ショベルのうち、ホイール式油圧ショベルにおいては、燃料補給の利便性を考慮し、給油口が下部走行体の低い位置に位置付けられるよう、燃料タンクを下部走行体に設置するものが知られている。この場合、上部旋回体に搭載されたエンジンにより駆動される油圧ポンプと下部走行体に設けられた油圧式走行モータとの間を繋ぐ油圧系配管経路だけではなく、前記エンジンと下部走行体側の燃料タンクとの間を繋ぐ燃料系配管経路もまた、スイベルジョント内を通過して延びる必要がある。 Here, among hydraulic excavators, a wheel type hydraulic excavator is known in which a fuel tank is installed in the lower traveling body so that the fuel filler port is positioned at a lower position of the lower traveling body in consideration of the convenience of refueling. It has been. In this case, not only the hydraulic piping path connecting the hydraulic pump driven by the engine mounted on the upper swing body and the hydraulic travel motor provided on the lower travel body, but also the fuel on the engine and lower travel body side. The fuel system piping path connecting to the tank also needs to extend through the swivel joint.
従って、このような油圧ショベルに用いられるスイベルジョイント内には、作動油を通す作動油流路だけではなく、燃料を通す燃料流路もまた設けられることとなる。
燃料流路を備えたスイベルジョイントは、例えば、特許文献1の第3図及び第4図に示されている。この特許文献1のスイベルジョイントは、スピンドルの中心に設けられ、その軸方向に延びる貫通孔と、この貫通孔内に独立して確保された燃料供給流路と、オーバフローした燃料のリターン流路とを備え、このリターン流路はその一部に、スイベルジョイント内の流路を含むものとなっている。
Therefore, in the swivel joint used in such a hydraulic excavator, not only the hydraulic oil flow path for passing the hydraulic oil but also the fuel flow path for passing the fuel are provided.
The swivel joint provided with the fuel flow path is shown in FIGS. 3 and 4 of Patent Document 1, for example. The swivel joint of this Patent Document 1 is provided at the center of a spindle, and has a through-hole extending in the axial direction thereof, a fuel supply passage secured independently in the through-hole, a return passage for overflowed fuel, The return flow path includes a flow path in the swivel joint as a part of the return flow path.
ところで、作動油流路の内部を流れる高圧の作動油は比較的高温となることが多い。
特許文献1のスイベルジョイントの場合、燃料供給流路は、スピンドルの貫通孔内にて独立して設けられているので、燃料供給流路を流れる供給燃料が高温の作動油から受ける熱影響は小さい。しかしながら、リターン流路は、高温の作動油が流れる作動油流路と同じスピンドル内に設けられているので、スピンドル内を流れるリターン燃料は、作動油からの熱影響を受けてしまい、その結果、燃料温度が上昇する虞がある。このように燃料温度が上昇するとエンジンの出力が低下するとともに、エンジンの燃費の悪化を招いてしまう。
By the way, the high-pressure hydraulic fluid that flows inside the hydraulic fluid passage often has a relatively high temperature.
In the case of the swivel joint of Patent Document 1, since the fuel supply flow path is independently provided in the through hole of the spindle, the thermal influence of the supplied fuel flowing through the fuel supply flow path from the high temperature hydraulic oil is small. . However, since the return flow path is provided in the same spindle as the hydraulic oil flow path through which the high-temperature hydraulic oil flows, the return fuel flowing in the spindle is affected by the heat from the hydraulic oil. There is a risk that the fuel temperature will rise. When the fuel temperature rises in this way, the output of the engine decreases and the fuel consumption of the engine deteriorates.
従って、特許文献1のスイベルジョイントを使用するにあたっては、高温の作動油からの熱影響を避けるために、リターン流路を含む燃料戻り配管経路に別途燃料クーラを設置し、燃料温度の上昇を抑える措置をとらなければならない。このため、配管経路の構造が複雑化し、製造コスト高を招くという問題がある。
また、燃料供給流路が配設されている貫通孔においては、燃料供給流路と、回動するスピンドルとの接触を避けるため、両者間にはある程度のスペースが必要である。しかも、このようなスペースは、上部旋回体側と下部走行体側との電気接続をなすスリップリングから延びる電気配線等を通すことにも利用されるので、貫通孔の内径はより大きくせざるを得ない。
Therefore, when using the swivel joint of Patent Document 1, in order to avoid the thermal influence from the high temperature hydraulic oil, a separate fuel cooler is installed in the fuel return piping path including the return flow path to suppress an increase in fuel temperature. Measures must be taken. For this reason, there exists a problem that the structure of a piping path becomes complicated and causes a high manufacturing cost.
Further, in the through hole in which the fuel supply channel is disposed, a certain amount of space is required between the two in order to avoid contact between the fuel supply channel and the rotating spindle. Moreover, such a space is also used for passing an electrical wiring or the like extending from a slip ring that makes electrical connection between the upper swing body side and the lower traveling body side, so the inner diameter of the through hole must be made larger. .
このため、特許文献1のスイベルジョイントの場合は、スピンドル自体が大きくなるので、これに伴いスイベルジョイント全体としての外径も大きくなり、建設機械への搭載性が悪化するという問題もある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高温の作動油から燃料が受ける熱影響を低く抑えることができ、且つ、搭載性にも優れるスイベルジョイントを提供することにある。
For this reason, in the case of the swivel joint of Patent Document 1, since the spindle itself becomes large, the outer diameter of the swivel joint as a whole also increases, and there is a problem that the mounting property to the construction machine is deteriorated.
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a swivel that can suppress the thermal effect of fuel from high-temperature hydraulic oil and can be easily mounted. To provide a joint.
上記目的を達成するために、本発明のスイベルジョイントは、下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体とを備える建設機械に設けられ、前記上部旋回体の旋回に拘わらず、前記下部走行体側の配管と前記上部旋回体側の配管とを接続するスイベルジョイントにおいて、前記下部走行体側または前記上部旋回体側の一方に固定された状態で配置され、その外面に開口した複数のホルダ側ポートを有するホルダと、前記下部走行体側または前記上部旋回体側の他方に固定された状態で、前記ホルダ内に回動自在に嵌め込まれ、前記上部旋回体の旋回に伴い前記ホルダ内にて回動するスピンドルであって、前記ホルダから突出した突出部及びこの突出部の外面に開口した複数のスピンドル側ポートを有するスピンドルと、前記ホルダ及び前記スピンドル内に延び、互いに組みをなす前記ホルダ側ポートと前記スピンドル側ポートとをそれぞれ接続し、前記スピンドル内をその軸線方向に延びる内部流路を個々に有した複数の接続経路とを備え、前記接続経路の内部流路は、燃料が流れる燃料流路と、作動油が流れる複数の作動油流路とを含み、前記スピンドルはその横断面でみて、前記作動油流路のうち、その作動油の温度が前記燃料の温度よりも高くなる高温作動油流路を集約して配置させた高温領域を有し、前記燃料流路が前記高温領域から離間して配置されていることを特徴とするものである(請求項1)。 In order to achieve the above object, a swivel joint of the present invention is provided in a construction machine including a lower traveling body and an upper revolving body that is pivotably provided on the lower traveling body, and the swivel of the upper revolving body is provided. Regardless of the swivel joint that connects the pipe on the lower traveling body side and the piping on the upper revolving body side, the swivel joint is arranged in a state of being fixed to one of the lower traveling body side or the upper revolving body side and opened to the outer surface thereof A holder having a plurality of holder-side ports, and is fixed to the other of the lower traveling body side or the upper revolving body side, and is rotatably fitted in the holder. A spindle having a plurality of spindle-side ports opened from an outer surface of the protrusion and a protrusion protruding from the holder; A plurality of connection paths that extend into the holder and the spindle and connect the holder-side port and the spindle-side port, which form a pair with each other, and individually have internal flow paths extending in the axial direction within the spindle; The internal flow path of the connection path includes a fuel flow path through which fuel flows and a plurality of hydraulic oil flow paths through which hydraulic oil flows. And a high-temperature region in which high-temperature hydraulic oil passages in which the temperature of the hydraulic oil is higher than the temperature of the fuel are gathered and arranged, and the fuel passage is arranged apart from the high-temperature region. (Claim 1).
請求項1に記載のスイベルジョイントによれば、燃料流路が高温領域から離間して設けているので、燃料流路を通る燃料は、高温の作動油の熱影響を受けにくくなり、燃料温度の上昇を抑えることができる。
また、前記作動油流路のうち、その作動油の温度が前記高温作動油流路内の作動油よりも低い低温作動油流路は、前記スピンドルの横断面でみて前記高温領域と前記燃料流路との間に配置されている構成とすることが好ましい(請求項2)。
According to the swivel joint of the first aspect, since the fuel flow path is provided away from the high temperature region, the fuel passing through the fuel flow path is not easily affected by the heat of the high temperature hydraulic oil. The rise can be suppressed.
Further, among the hydraulic fluid passages, the low-temperature hydraulic fluid passage in which the temperature of the hydraulic fluid is lower than that of the hydraulic fluid in the high-temperature hydraulic fluid passage is the high temperature region and the fuel flow when viewed in a cross section of the spindle. It is preferable to adopt a configuration arranged between the road (claim 2).
請求項2に記載のスイベルジョイントによれば、燃料流路と高温作動油流路との間に比較的低温の作動油が流れる低温作動油流路が存在するので、高温作動油流路側からの熱伝達が小さくなり、燃料流路内を流れる燃料は高温の作動油からの熱影響を受けにくくなる。
また、前記燃料流路及び前記高温作動油流路の長さは互いに異なる構成とすることが好ましい(請求項3)。
According to the swivel joint of the second aspect, since there is a low-temperature hydraulic fluid passage through which a relatively low-temperature hydraulic fluid flows between the fuel passage and the high-temperature hydraulic fluid passage, Heat transfer is reduced, and the fuel flowing in the fuel flow path is less likely to be affected by heat from the high temperature hydraulic oil.
In addition, it is preferable that the fuel flow path and the high-temperature hydraulic oil flow path have different lengths.
具体的には、前記燃料流路の長さは、前記高温作動油流路の長さよりも短い構成とする(請求項4)か、若しくは、前記燃料流路の長さは、前記高温作動油流路の長さよりも長い構成(請求項5)とする。
請求項4の構成によれば、燃料流路を通る燃料がスピンドル中を通過する時間が短くなるので、高温の作動油からの熱影響を少なくすることができる。
Specifically, the length of the fuel flow path is shorter than the length of the high temperature hydraulic oil path (Claim 4), or the length of the fuel flow path is equal to the high temperature hydraulic oil. It is set as the structure (Claim 5) longer than the flow path length.
According to the configuration of the fourth aspect, since the time for the fuel passing through the fuel flow path to pass through the spindle is shortened, the thermal influence from the high temperature hydraulic oil can be reduced.
請求項5の構成によれば、スピンドル中における高温作動油流路の長さが相対的に短くなるので、スピンドルの伝熱面積が小さくなる。このため、高温の作動油からの熱影響は、小さくすることができる。
また、前記燃料流路及び前記高温作動油流路の少なくとも一方は、前記スピンドルとの間に断熱層を備えている構成とすることが好ましい(請求項6)。
According to the fifth aspect of the present invention, the length of the high-temperature hydraulic fluid passage in the spindle is relatively shortened, so that the heat transfer area of the spindle is reduced. For this reason, the thermal influence from high temperature hydraulic fluid can be made small.
Moreover, it is preferable that at least one of the fuel flow path and the high-temperature hydraulic oil flow path has a heat insulating layer between the spindle and the spindle.
請求項6に記載のスイベルジョイントによれば、燃料流路若しくは高温作動油流路の何れか一方又はその両方が断熱層を備えているので、燃料流路については、外部からの熱の影響を抑えることができ、高温作動油流路については、外部への熱の放出を抑えることができる。このため、燃料流路内を流れる燃料温度の上昇を抑えることができる。
また、前記スイベルジョイントは、前記下部走行体と前記上部旋回体との間を電気的に接続するスリップリングを更に備え、前記スピンドルは、その軸線上に前記スリップリングに接続される電気配線のみを通す貫通孔を更に備えている構成とすることが好ましい(請求項7)。
According to the swivel joint of the sixth aspect, since either one or both of the fuel flow path and the high-temperature hydraulic oil flow path are provided with the heat insulating layer, the fuel flow path is affected by heat from the outside. As for the high-temperature hydraulic oil flow path, the release of heat to the outside can be suppressed. For this reason, an increase in the temperature of the fuel flowing in the fuel flow path can be suppressed.
The swivel joint further includes a slip ring that electrically connects the lower traveling body and the upper swing body, and the spindle has only an electrical wiring connected to the slip ring on its axis. It is preferable to further include a through-hole through which it passes (claim 7).
請求項7に記載のスイベルジョイントによれば、スピンドルの貫通孔には、スリップリングからの電気配線のみを通すので、貫通孔を設けてもスイベルジョイントを大型化させる必要はなく、スイベルジョイントの小型化に寄与し、搭載性の向上を図ることができる。 According to the swivel joint of the seventh aspect, since only the electric wiring from the slip ring passes through the through hole of the spindle, it is not necessary to enlarge the swivel joint even if the through hole is provided. This contributes to the improvement of mountability.
請求項1乃至請求項7の何れかに記載の本発明のスイベルジョイントによれば、スピンドルにおける同一のスピンドル本体内に燃料流路と作動油流路とを設けても高温作動油からの熱影響を極力抑えることができ、燃料温度の上昇を抑えることができる。このため、エンジン出力の低下防止、燃費の悪化防止を図ることができる。また、スイベルジョイントの中心に燃料供給配管を配設する必要はなく、中央貫通孔を大型化する必要はないので、スイベルジョイント全体としての小型化も図れる。従って、本発明のスイベルジョイントは、建設機械への搭載性に優れ、建設機械の製造コスト削減に寄与する。 According to the swivel joint of the present invention according to any one of claims 1 to 7, even if the fuel flow path and the hydraulic oil flow path are provided in the same spindle body in the spindle, the thermal influence from the high temperature hydraulic oil. Can be suppressed as much as possible, and an increase in fuel temperature can be suppressed. For this reason, it is possible to prevent a decrease in engine output and a deterioration in fuel consumption. Further, it is not necessary to dispose the fuel supply pipe at the center of the swivel joint, and it is not necessary to increase the size of the central through hole, so that the entire swivel joint can be reduced in size. Therefore, the swivel joint of the present invention is excellent in mountability to a construction machine and contributes to a reduction in manufacturing cost of the construction machine.
以下、本発明に係る建設機械の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the form of the construction machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明が適用される建設機械としては特に限定されないが、例えば、図1に示すホイール式の油圧ショベル2に適用した場合を例に説明する。
図1に示すように、油圧ショベル2は、大きく分けて見たとき、下部走行体4と、この下部走行体4上に配設された上部旋回体6とからなっている。
下部走行体4は、車体の前後に配設された車輪8と、これら車輪8を駆動する油圧式の走行モータ(図示せず)と、前輪の向きを変えるステアリング機構(図示せず)と、下部走行体4における左側前後の車輪8間の中間に配設された燃料タンク10等を含んでいる。
Although it does not specifically limit as a construction machine to which this invention is applied, For example, the case where it applies to the wheel-type
As shown in FIG. 1, the
The lower traveling body 4 includes
上部旋回体6は、下部走行体4上に旋回ベアリング12を介して旋回可能に設けられた上部フレーム14を備え、この上部フレーム14上の前部左側に運転室16が設けられている。この運転室16の右側、即ち、上部フレーム14の前側中央部からはブーム18が延びている。ブーム18はその両側に配設された一対のブームシリンダ20を伸縮させることで起伏される。このブーム18の先にはアーム22が回動可能に連結され、このアーム22の先端にはリンク機構24を介して、バケット26が取り付けられている。そして、これらアーム22およびバケット26もまた、そのアームシリンダ28およびバケットシリンダ30の伸縮を受けて回動される。
The upper swing body 6 includes an
一方、この運転室16の後方にはエンジン室32が配設され、このエンジン室32の中にはエンジン34及びこのエンジン34に駆動される油圧ポンプ(図示せず)が配設されている。
下部走行体4及び上部旋回体6の内部においては、油圧回路を構成する油圧配管、燃料配管、電気回路配線等が張り巡らされており、これら配管等は、旋回ベアリング12の中心部に配設されたスイベルジョイント36を介して、下部走行体4側と上部旋回体6側とが連結されている。なお、油圧ショベル2には、配管や配線以外にも、油圧ショベル2の機能を発揮するのに必要な機能部品(図示せず)が配設されている。
On the other hand, an
Inside the lower traveling body 4 and the upper swing body 6, hydraulic piping, fuel piping, electric circuit wiring, and the like constituting the hydraulic circuit are stretched, and these piping and the like are arranged in the central portion of the
次いで、スイベルジョイント36について詳述する。
図2に示すように、スイベルジョイント36は、鉛直に配置された円筒形状のホルダ38と、このホルダ38内に配設された円柱形状のスピンドル40とを備えている。
ホルダ38は、その上端外周にフランジ42を有しており、このフランジ42にて下部走行体4の車体フレーム44にボルト46で固定されている。これにより、ホルダ38は、下部走行体4に一体的に結合されている。
Next, the swivel joint 36 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the swivel joint 36 includes a
The
一方、スピンドル40は、ホルダ38内に大部分が挿通されたスピンドル本体48を備えている。スピンドル本体48は、ホルダ38のフランジ42から上方に突出した突出部50を含んでいる。この突出部50の上端面にはボルト56を介してブラケット54が取付けられており、このブラケット54は支柱52に支持されている。この支柱52は上部旋回体6の上部フレーム14に立設されている。これにより、スピンドル40は、上部旋回体6と一体的に結合されている。
On the other hand, the
より詳しくは、スイベルジョイント36の縦断面を示す図3から明らかなように、ホルダ38は、その内周面58に複数の円環溝60を有し、これら円環溝60はホルダ38の全周に亘って、その周方向に延び、ホルダ38の軸線方向に互いに間隔を存して配置されている。これらの円環溝60は、縦断面積が大小様々なものとなっている。そして、各円環溝60にはホルダ側ポート62がそれぞれ連通しており、これらホルダ側ポート62はホルダ38内に形成され、その円環溝60からホルダ38の径方向外側へ向かって延び、ホルダ38の外周面にて開口している。また、各円環溝60の間には、比較的小さい断面積の円環溝64が設けられており、これら円環溝64には、それぞれOリング66が配設されている。
More specifically, as is apparent from FIG. 3 showing the longitudinal section of the swivel joint 36, the
更に、ホルダ38の上端開口部にはその内周面58に流体の漏洩防止のためのOリング70が配設されている。そして、このOリング70の下方の内周面58には、ブッシング187が配設されている。一方、ホルダ38の下端には円盤状の蓋体72が取付けられ、この蓋体72はボルト78を介してホルダ38に固定されている。蓋体72はその内面中央に凹部76を有し、この凹部76にスピンドル40の下端が回動自在に嵌合されている。また、凹部76の底には貫通孔74が形成されている。
Further, an O-
より詳しくは、図3から明らかなように、スピンドル40は多段の円柱形状をなし、中央貫通孔80を有する。この中央貫通孔80はスピンドル40の軸線上に配置されている。スピンドル40のスピンドル本体48は、ホルダ38内に挿入されている挿入部49と、ホルダ38から突出した突出部50とを含んでおり、挿入部49はスピンドル40の全長の約3/4の長さを有し、突出部50は前記全長の約1/4の長さを有する。
More specifically, as is clear from FIG. 3, the
スピンドル40における挿入部49の外周面82は前述したホルダ38の各円環溝60を覆い、これら円環溝60を円環状流路84にそれぞれ形成する。各円環状流路84の間には、前述のOリング66が存在するので、各円環状流路84からの流体の漏れは有効に防止されている。
一方、スピンドル40のスピンドル本体48内には、中央貫通孔80を避けた部分に複数の細穴(以下、軸流路86という。)が形成されており、これら軸流路86はスピンドル40の軸線方向に延びている。各軸流路86は、前述したスピンドル40の突出部50の上面から挿入部49内に達し、その上端開口88はプラグ(図示しない)により塞がれている。そして、各軸流路86はその上端部にてスピンドル側ポート90に連通するとともに、その下端部にて連通孔92に連通している。これらスピンドル側ポート90及び連通孔92はスピンドル40内をその径方向に延び、スピンドル40における突出部50及び挿入部49の外周面にそれぞれ開口する。各軸流路の連通孔92は対応する円環状流路84にそれぞれ連通すべく配置されている。
The outer
On the other hand, in the spindle
更に、スピンドル40、即ち、スピンドル本体48の下端部は、前述の中央貫通孔80と同軸のボス96として形成され、このボス96が前述した凹所76に部分的に嵌合されている。このボス96の基部には、スピンドル本体48よりも大径のリング部材98が嵌め込まれ、このリング部材98はボルト100を介してスピンドル本体48に固定されている。リング部材98の外周縁部は、ホルダ38の下端面の一部に対して摺動可能にオーバーラップしており、スピンドル40の抜けを防止するストッパとして機能している。
Further, the
なお、ボス96の先端部外周と凹所76の内周面との間には、流体の漏洩防止のためのOリング102が配設されている。
ここで、ホルダ38の下端開口部には、その内周面58にブッシング188が配設されており、スピンドル40は前述した上側のブッシング187及び下側のブッシング188により、上下にて回動自在に支持されている。
An O-ring 102 for preventing fluid leakage is disposed between the outer periphery of the tip of the
Here, a
以上のように、スイベルジョイント36内においては、スピンドル側ポート90からスピンドル40内を通り、円環状流路84を介してホルダ側ポート62に繋がる流路が形成されており、スピンドル40が回動しても、流路が閉じられることはなく、スピンドル側ポート90とホルダ側ポート62との間、即ち、上部旋回体6側と下部走行体4側との連通を常時確立することができる。
As described above, in the swivel joint 36, a flow path is formed from the
ここで、スイベルジョイント36を介して連結される下部走行体4側及び上部旋回体6側の燃料配管及び油圧配管の構成を図2に基づいてより詳しく説明する。
まず、燃料配管については、燃料タンク10より延びる下部走行体4側の燃料供給配管106が、ホルダ側ポート62のうちの1つである燃料導入ポート108に接続されている。燃料導入ポート108は、対応する円環状流路84及び軸流路86を経てスピンドル側ポート90のうちの1つである燃料導出ポート110に連通している。この燃料導出ポート110には、上部旋回体6側の燃料供給配管112の一端が接続されており、この燃料供給配管112の他端は、エンジン34に接続されている。
Here, the configuration of the fuel piping and hydraulic piping on the lower traveling body 4 side and the upper revolving body 6 side connected through the swivel joint 36 will be described in more detail with reference to FIG.
First, regarding the fuel pipe, a
また、エンジン34からは、オーバフロー燃料のための上部旋回体6側のリターン配管114が延出しており、このリターン配管114は、スピンドル側ポート90のうちの1つである入側リターンポート116に接続されている。この入側リターンポート116は、対応する軸流路86、円環状流路84を経由し、ホルダ側ポート62のうちの1つである出側リターンポート118に連通している。この出側リターンポート118には、下部走行体4側のリターン配管120の一端が接続されており、このリターン配管120の他端は、燃料タンク10に接続されている。これにより、下部走行体4側の燃料タンク10と上部旋回体6側のエンジン34との間における燃料の供給経路及びリターン経路がスイベルジョイント36を介して形成されている。
Further, a
次に、ホイール式の油圧ショベル2においては、ステアリング機構、即ち、そのステアリングシリンダ(図示せず)を駆動するステアリングポンプ122、走行モータ124を駆動する駆動ポンプ126、ブームシリンダ20やサスペンションシリンダ(図示せず)等を駆動するシリンダポンプ128及び各種油圧切替弁にパイロット圧を供給するパイロット圧ポンプ130等の各種の油圧ポンプが搭載されており、これら油圧ポンプは、上部旋回体6に配置され、前述のエンジン34により駆動される。
Next, in the wheel-type
まず、ステアリングポンプ122の吐出口からはステアリング油圧配管132が延びている。このステアリング油圧配管132には、途中にステアリングバルブ134が介挿され、ステアリング油圧配管132はスイベルジョイント36のスピンドル側ポート90のうちの1つである入側ステアリングポート136に接続されている。
入側ステアリングポート136は、対応する軸流路86、円環状流路84を経由し、ホルダ側ポート62のうちの1つである出側ステアリングポート138に連通している。この出側ステアリングポート138には、ステアリング油圧配管140の一端が接続されており、このステアリング油圧配管140の他端は、ステアリングシリンダに接続されている。
First, a steering
The inlet
ここで、ホイール式の油圧ショベル2は、運転室18内のハンドルを操作することにより前輪の操向をなす。具体的には、ステアリングポンプ122からステアリングシリンダに供給される作動油の供給方向及び供給量がハンドルの操作量に応じて切り替え作動されるステアリングバルブ134によって制御され、ステアリングシリンダを介して前輪の向きが変えられる。このようなステアリング油圧回路もまた、スイベルジョイント36を介して上部旋回体6側の配管と下部走行体4側の配管とが連結されている。
Here, the wheel-type
また、駆動ポンプ126、シリンダポンプ128及びパイロット圧ポンプ130からそれぞれ延出する上部旋回体6側の油圧配管144,146,148も同様にしてスイベルジョイント36のスピンドル側ポート90に接続され、スイベルジョイント36内の対応する軸流路86、円環状流路84及びホルダ側ポート62を経由して、下部走行体4側の油圧配管150,152,154にそれぞれ連通している。そして、これら油圧配管150,152,154は、走行モータ124、サスペンションシリンダ、各種油圧切替弁にそれぞれ連結されている。このようにしてポンプ126,128,130側の油圧配管もまたスイベルジョイント36を介して下部走行体4側の油圧配管に連結されている。
Similarly, the
なお、シリンダポンプ128から上部旋回体側に属するブームシリンダ20等への油圧の供給は、スイベルジョイント36を介さず供給されることは言うまでもない。また、ステアリングシリンダ、走行モータ124、サスペンションシリンダ等からの作動油の戻りは、図示しない配管によりスイベルジョイント36を介して上部旋回体6に配置された作動油タンク(図示せず)に戻される。
Needless to say, the hydraulic pressure is supplied from the
以上のように、スイベルジョイント36には下部走行体4側及び上部旋回体6側の燃料配管及び油圧配管が集められ、図4に示されるようにスピンドル40内は多数の軸流路86が中央貫通孔80の回りに配置されている。ここで、走行モータ124に対して給排される作動油は、特に高温となるので、スピンドル40のスピンドル本体48を介して、他の軸流路86を流れる作動油に熱影響を与える虞がある。特に、この熱影響を受けて燃料の温度が上昇すると、エンジン出力の低下、燃費の悪化を招くので、燃料には、熱影響を極力及ぼさないようにする必要がある。そこで、スピンドル40内においては、比較的高温となる作動油が流通する軸流路86と、比較的低温である作動油及び燃料が流通する軸流路86とを互いに離間させて配置している。
As described above, the fuel pipes and hydraulic pipes on the lower traveling body 4 side and the upper revolving body 6 side are collected in the swivel joint 36, and as shown in FIG. It is arranged around the through
より詳しくは、図4に示されるように、走行モータ124に対する作動油の給排に使用されるモータ供給流路160及びモータ戻り流路162や、高温作動油の給排に使用される高温作動油流路164は、破線で囲まれた領域a内に配置され、燃料の給排に使用される燃料供給流路166及び燃料リターン流路168や、低温作動油の給排に使用される低温作動油流路170は、領域aの外側に配置されている。
More specifically, as shown in FIG. 4, a motor
具体的には、領域a内において、モータ供給流路160は図4でみて中央貫通孔80の右側に位置付けられ、モータ戻り流路162は図4でみて中央貫通孔80の上側に位置付けられている。そして、高温作動油流路164はモータ供給流路160とモータ戻り流路162との間に位置付けられている。それ故、高温作動油側の流路160,162,164が集められた領域aは高温領域となる。
Specifically, in the region a, the
一方、燃料供給流路166は、中央貫通孔80を挟んでモータ供給流路160の反対側に離間して位置付けられ、燃料リターン流路168は、図4でみて燃料供給流路166の上側に位置付けられている。
なお、パイロット圧油等の低温作動油が流れる低温作動油流路170は、図4でみて中央貫通孔80よりも下側に位置付けられている。
On the other hand, the
Note that the low-temperature
更に、図3から明らかなように、燃料供給流路166の長さは、モータ供給流路160の長さよりも短く設定されている。これにより、燃料がスピンドル40内を通過するのに要する時間が短くなり、高温の作動油から燃料への熱影響を少なくすることができる。燃料リターン流路168の長さについても同様に、モータ供給流路160の長さよりも短く設定されている。
Further, as is clear from FIG. 3, the length of the
また、図4に示すように、ステアリングシリンダに対する作動油の給排に用いられるステアリング流路172,174は、燃料供給流路166とモータ戻り流路162との間及び燃料リターン流路168とモータ戻り流路162との間にそれぞれ位置付けられている。ステアリングシリンダに対して給排される作動油は、走行モータに対して給排される作動油よりも低温であるので、燃料供給流路166及び燃料リターン流路168とモータ供給流路160及びモータ戻り流路162との間にステアリング流路172,174が位置付けられていれば、燃料の温度上昇の抑制に寄与する。
Further, as shown in FIG. 4, the
即ち、ステアリング流路172,174は、比較的低温の作動油の流通に使用されるので、高温領域aから燃料供給流路166及び燃料リターン流路168への熱伝達を小さくする。しかも、燃料供給流路166及び燃料リターン流路168の長さは比較的短いので、燃料が熱に晒される時間も短くできる。従って、燃料の温度の上昇は有効に抑えることができる。
That is, since the
この結果、上述のスイベルジョイント36を備えた油圧ショベル2によれば、燃料温度の上昇が抑えられるので、エンジン出力の低下は防止され、燃費の悪化も抑えられる。
また、本実施例のスイベルジョイント36によれば、燃料供給流路166及び燃料リターン流路168に代わる配管をスピンドル40の中央貫通孔80内に配設する必要はないので、中央貫通孔80内には、上部旋回体6側の電気回路190と下部走行体4側の電気回路192とを電気的に繋ぐスリップリング194への電気配線196のみが挿通されている(図2参照)。つまり、スイベルジョイント36においては、そのスピンドルの中央貫通孔80は電気配線のみを通すことができるスペースだけで十分であるので、中央貫通孔80を小径にすることができ、全体として小型のスイベルジョイントを得ることができる。よって、スイベルジョイント36は建設機械への搭載性にも優れている。
As a result, according to the
Further, according to the
更に、スイベルジョイント36によれば、燃料温度の上昇を有効に抑えることができるので、燃料クーラを別途設ける必要がなく、油圧ショベル全体としての製造コスト削減にも寄与する。 Further, according to the swivel joint 36, the increase in the fuel temperature can be effectively suppressed, so that it is not necessary to separately provide a fuel cooler, which contributes to a reduction in manufacturing cost of the entire hydraulic excavator.
次に、油圧ショベル2に適用される実施例2のスイベルジョイント37について図5を参照して説明する。なお、実施例2を説明するにあたり、既に説明した実施例1と同一の機能を発揮する部材および部位には同一の参照符号を付して、これらの説明は省略し、相違する点のみを説明する。
スイベルジョイント37の場合、モータ供給流路182及びモータ戻り流路(図示せず)の長さが燃料供給流路180及び燃料リーン流路(図示せず)よりも短く設定されている。
Next, the
In the case of the swivel joint 37, the lengths of the
これにより、スピンドル40内にて高温作動油が流れる流路の距離が相対的に短くなり、高温領域aからの熱伝達を小さくすることができ、燃料に対する熱影響を小さくすることができる。
As a result, the distance of the flow path through which the high temperature hydraulic oil flows in the
次に、油圧ショベル2に適用される実施例3のスイベルジョイントについて図6を参照して説明する。なお、実施例3を説明するにあたり、既に説明した実施例1及び実施例2と同一の機能を発揮する部材および部位には同一の参照符号を付して、これらの説明は省略し、相違する点のみを説明する。
図6は、図5中の破線で囲まれた領域bに対応する部分を拡大して示す。図6から明らかなように、燃料の供給に使用される軸流路86内には二重巻鋼管186が挿入されており、この二重巻鋼管186内が燃料供給流路184として形成されている。なお、燃料リターン流路にも同様な二重巻鋼管が挿入されている。
Next, the swivel joint of Example 3 applied to the
FIG. 6 shows an enlarged view of a portion corresponding to a region b surrounded by a broken line in FIG. As apparent from FIG. 6, a double-rolled
スピンドル40のスピンドル本体48と燃料との間に介在する二重巻鋼管186は断熱層を形成し、燃料への熱伝達を抑制し、高温作動油から燃料への熱影響を小さくすることができる。
なお、本発明は、上記した実施例1〜3の態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
The double-rolled
In addition, this invention is not limited to the aspect of above-mentioned Examples 1-3, A various deformation | transformation is possible.
上記実施例3においては、燃料が流れる流路の方に二重巻鋼管を配設したが、本発明は、この態様に限定されるものではなく、高温作動油が流れる流路に二重巻鋼管を配設する態様としてもよい。この態様によれば、高温作動油流路からスピンドル本体48への熱伝達を低くすることができる。
また、燃料又は高温作動油の流路内に配設する管材としては、二重巻鋼管に限定されるものではなく、断熱性に優れる材料よりなる管材であればよく、樹脂系断熱材製の管材、セラミックス製の管材等を用いても構わない。
In the third embodiment, the double-rolled steel pipe is disposed toward the flow path through which the fuel flows. However, the present invention is not limited to this mode, and the double-winding is provided in the flow path through which the high-temperature hydraulic oil flows. It is good also as an aspect which arrange | positions a steel pipe. According to this aspect, heat transfer from the high-temperature hydraulic oil passage to the
In addition, the pipe material disposed in the flow path of the fuel or the high-temperature hydraulic oil is not limited to the double-rolled steel pipe, and may be a pipe material made of a material having excellent heat insulation, Tube material, ceramic tube material, or the like may be used.
また、上記実施例においては、ホルダ側に円環状の溝を設けた態様について説明したが本発明はこの態様に限定されるものではなく、スピンドルの外周に円環溝を設けた態様としてもよく、ホルダとスピンドルの両方に対応する円環溝を設けた態様としても構わない。つまり、ホルダの内周面とスピンドルの外周面との間に、ホルダの内壁とスピンドルの外壁により円環状の流路を形成できる態様であればよい。 Further, in the above embodiment, the aspect in which the annular groove is provided on the holder side has been described. However, the present invention is not limited to this aspect, and an aspect in which the annular groove is provided on the outer periphery of the spindle may be employed. Further, it is possible to adopt an aspect in which an annular groove corresponding to both the holder and the spindle is provided. In other words, any mode is acceptable as long as an annular flow path can be formed between the inner peripheral surface of the holder and the outer peripheral surface of the spindle by the inner wall of the holder and the outer wall of the spindle.
また、上記実施例においては、スピンドルを上部旋回体側に固定し、ホルダを下部走行体側に固定する態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、これらを逆にして、ホルダを上部旋回体側に固定し、スピンドルを下部走行体側に固定する態様としても構わない。
また、上記実施例においては、ホイール式の油圧ショベルについて説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、クローラ型の油圧ショベル等上部旋回体を有する他の建設機械に採用することもできる。
Further, in the above-described embodiment, the aspect in which the spindle is fixed to the upper swing body side and the holder is fixed to the lower traveling body side has been described, but the present invention is not limited to this aspect, and these are reversed. The holder may be fixed to the upper swing body side and the spindle may be fixed to the lower traveling body side.
In the above embodiment, the wheel-type hydraulic excavator has been described. However, the present invention is not limited to this mode, and may be adopted in other construction machines having an upper-part turning body such as a crawler-type hydraulic excavator. You can also.
2 油圧ショベル(建設機械)
4 下部走行体
6 上部旋回体
10 燃料タンク
14 上部フレーム
16 運転室
34 エンジン
36 スイベルジョイント
38 ホルダ
40 スピンドル
44 車体フレーム
48 スピンドル本体
49 挿入部
50 突出部
58 内周面
60,64 円環溝
62 ホルダ側ポート
66 Oリング
80 中央貫通孔
86 軸流路
90 スピンドル側ポート
106,112 燃料供給配管
108 燃料導入ポート
110 燃料導出ポート
114,120 リターン配管
116 入側リターンポート
118 出側リターンポート
122 ステアリングポンプ
124 走行モータ
126 駆動ポンプ
128 シリンダポンプ
130 パイロット圧ポンプ
132 ステアリング油圧配管
134 ステアリングバルブ
136 入側ステアリングポート
138 出側ステアリングポート
140 ステアリング油圧配管
160 モータ供給流路
162 モータ戻り流路
164 高温作動油流路
166 燃料供給流路
168 燃料リターン流路
170 低温作動油流路
172,174 ステアリング流路
186 二重巻鋼管
187,188 ブッシング
2 Hydraulic excavator (construction machine)
4 Lower traveling body 6
Claims (7)
前記下部走行体側または前記上部旋回体側の一方に固定された状態で配置され、その外面に開口した複数のホルダ側ポートを有するホルダと、
前記下部走行体側または前記上部旋回体側の他方に固定された状態で、前記ホルダ内に回動自在に嵌め込まれ、前記上部旋回体の旋回に伴い前記ホルダ内にて回動するスピンドルであって、前記ホルダから突出した突出部及びこの突出部の外面に開口した複数のスピンドル側ポートを有するスピンドルと、
前記ホルダ及び前記スピンドル内に延び、互いに組みをなす前記ホルダ側ポートと前記スピンドル側ポートとをそれぞれ接続し、前記スピンドル内をその軸線方向に延びる内部流路を個々に有した複数の接続経路と
を備え、
前記接続経路の内部流路は、
燃料が流れる燃料流路と、
作動油が流れる複数の作動油流路とを含み、
前記スピンドルはその横断面でみて、前記作動油流路のうち、その作動油の温度が前記燃料の温度よりも高くなる高温作動油流路を集約して配置させた高温領域を有し、前記燃料流路が前記高温領域から離間して配置されていることを特徴とするスイベルジョイント。 Provided on a construction machine comprising a lower traveling body and an upper revolving body provided on the lower traveling body so as to be able to swivel, the piping on the lower traveling body side and the upper revolving body side regardless of the turning of the upper revolving body In the swivel joint that connects
A holder having a plurality of holder-side ports that are arranged in a state fixed to one of the lower traveling body side or the upper revolving body side and open to the outer surface thereof;
A spindle that is rotatably fitted in the holder in a state of being fixed to the other of the lower traveling body side or the upper revolving body side, and that rotates in the holder as the upper revolving body rotates. A spindle having a protrusion protruding from the holder and a plurality of spindle-side ports opened to the outer surface of the protrusion;
A plurality of connection paths that extend into the holder and the spindle and connect the holder-side port and the spindle-side port, which form a pair with each other, and individually have internal flow paths extending in the axial direction within the spindle; With
The internal flow path of the connection path is
A fuel flow path through which fuel flows;
A plurality of hydraulic oil passages through which hydraulic oil flows,
The spindle has a high temperature region in which the high temperature hydraulic oil passages in which the temperature of the hydraulic oil is higher than the temperature of the fuel are collectively arranged in the hydraulic oil passage when viewed in cross section, A swivel joint, wherein a fuel flow path is disposed apart from the high temperature region.
前記下部走行体と前記上部旋回体との間を電気的に接続するスリップリングを更に備え、
前記スピンドルは、その軸線上に前記スリップリングに接続される電気配線のみを通す貫通孔を更に備えていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のスイベルジョイント。 The swivel joint is
A slip ring for electrically connecting the lower traveling body and the upper swing body;
The swivel joint according to any one of claims 1 to 6, wherein the spindle further includes a through hole through which only an electric wiring connected to the slip ring passes on an axis thereof.
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