JP6042982B2

JP6042982B2 - モータグレーダ

Info

Publication number: JP6042982B2
Application number: JP2015522386A
Authority: JP
Inventors: 雅至吉村; 穣小野; 慎太郎小林
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: CN105102727B; US20160024750A1; JPWO2014203309A1; CN105102727A; WO2014203309A1; US9644341B2

Description

本発明は、ブレード旋回装置を備えるモータグレーダに関する。

モータグレーダは、フレームと、フレームの下方において上下揺動可能に支持されるドローバと、ドローバに支持されるブレード旋回装置と、ブレード旋回装置に支持されるブレードと、を備える（例えば、特許文献１参照）。ブレード旋回装置は、ブレードを支持するサークルと、サークルを回転駆動するサークル回転機と、を有する。サークル回転機は、ドローバ上に配置されている。

２００４−１９０２３２号公報

（発明が解決しようとする課題）
ここで、ドローバ上にサークル回転機が配置されている場合には、ブレードの上昇可動範囲を拡大するには、サークル回転機とフレームの間隔を広げる必要があり、サークル回転機の高さを抑えることが要請される。

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、サークル回転機の高さを抑えることができるモータグレーダを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明の第１の態様に係るモータグレーダは、フレームと、ドローバと、ブレード旋回装置と、ブレードと、を備える。ドローバは、フレームの下方に配置され、フレームによって上下揺動可能に支持される。ブレード旋回装置は、ドローバに支持される。ブレードは、ブレード旋回装置に支持される。ブレード旋回装置は、ブレードを支持し、ドローバに回転可能に取り付けられるサークルと、サークルを回転駆動するためのサークル回転機と、を有する。サークル回転機は、ウォームと、ウォームと噛み合うウォームホイールと、ウォームホイールに挿通されるシャフトと、を有する。ウォームホイールは、シャフトを取り囲む内周部と、内周部の外側を取り囲み、ウォームと噛み合う外周部と、内周部の内周面にスプライン結合された複数の第１クラッチディスクと、を含む。シャフトは、シャフト本体と、シャフト本体の外周面にスプライン結合され、複数の第１クラッチディスクの間にそれぞれ挟まれる複数の第２クラッチディスクと、を含む。内周部は、外周部よりも硬い材料によって構成されている。

本発明の第１の態様に係るモータグレーダによれば、内周部が硬い材料によって構成されているので、第１クラッチディスクがスプライン結合される内周部と第１クラッチディスクの接触面の耐面圧性を高めることができる。従って、第１クラッチディスクの厚みを薄くしたり、第１クラッチディスクの枚数を減らしたりできるため、サークル回転機の全高を低くすることができる。その結果、サークル回転機とフレームの間隔を広げられるため、ブレードの上昇可動範囲を拡大することができる。

本発明の第２の態様に係るモータグレーダは、第１の態様に係り、外周部は、内周部の外側を取り囲む外周部本体と、外周部本体から内側に延び、内周部の下方に配置されるスラスト受け部と、を有する。シャフトは、シャフト本体から外側に延び、スラスト受け部の下方に配置される当接部を有する。

本発明の第２の態様に係るモータグレーダによれば、柔らかい材料で構成されるスラスト受け部が当接部に当接してスラスト荷重を受けることができるため、スラスト受け部に当接部が焼き付いて結着してしまうことを抑制できる。

本発明の第３の態様に係るモータグレーダは、第１又は第２の態様に係り、内周部は、環板状の内周部本体と、内周部本体から外側下方に膨出する膨出部を有する。外周部は、膨出部の上端部の上側を覆う第１部分と、膨出部の下端部の内側を覆う第２部分と、を有する。

本発明の第３の態様に係るモータグレーダによれば、内周部を鋳型内に固定して溶融材料を鋳型に流し込んだときに、膨出部の周囲に隙間が形成されることを抑制できる。

本発明の第４の態様に係るモータグレーダは、第３の態様に係り、シャフトの中心軸を通る平面で切断した内周部の断面において、内周部本体の外周縁を示す第１外縁線と内周部本体の下縁を示す第２外縁線は、第１外縁線と第２外縁線の中央を通る基準線を中心として略対称である。基準線に直交する方向において、内周部本体の幅は、膨出部に近づくに従って徐々に小さくなっている。基準線に直交する方向において、膨出部の幅は、内周部本体から離れるに従って徐々に大きくなっている。

本発明の第４の態様に係るモータグレーダによれば、内周部本体と膨出部の間において内周部を狭窄することによって、内周部と外周部の結合力を向上させることができる。

本発明の第５の態様に係るモータグレーダは、第１乃至第４いずれかの態様に係り、内周部は、鋳鉄によって構成される。

本発明の第６の態様に係るモータグレーダは、第１乃至第５いずれかの態様に係り、外周部は、銅アルミニウム合金によって構成される。

（発明の効果）
本発明によれば、サークル回転機の高さを抑えることができるモータグレーダを提供することができる。

モータグレーダの全体構成を示す側面図モータグレーダの前部を拡大した斜視図ブレード旋回装置の斜視図サークル回転機の断面図図４のＡ−Ａ断面図シャフトの中心軸を通る平面で切断した内周部及び外周部の断面図

（モータグレーダ１００の全体構成）
図１は、モータグレーダ１００の全体構成を示す側面図である。図２は、モータグレーダ１００の前部を拡大した斜視図である。図３は、図２のＸ方向からブレード旋回装置６５を見た斜視図である。なお、以下の説明において、「上」「下」「左」「右」「前」「後」は、運転席に着座したオペレータから見た方向を基準とする用語である。

モータグレーダ１００は、フレーム１０と、前輪２０と、後輪３０と、キャブ４０と、ドローバ５０と、ブレード６０と、ブレード旋回装置６５と、リフタガイド７０と、リフタブラケット７５と、一対のリフトシリンダ８０と、シフトシリンダ９０と、を備える。

フレーム１０は、フロントフレーム１１とリヤフレーム１２によって構成される。フロントフレーム１１は、前端部においてドローバ５０を支持する。リヤフレーム１２は、図示しないエンジンや油圧ポンプなどを支持する。

前輪２０は、フロントフレーム１１の前端部に取付けられる。後輪３０は、リヤフレーム１２に取付けられる。キャブ４０は、フロントフレーム１１上に配置されている。キャブ４０は、リヤフレーム１２上に配置されてもよい。

ドローバ５０は、フロントフレーム１１の下方に配置される。ドローバ５０は、フロントフレーム１１の前端部に上下揺動可能に支持される。ブレード６０は、ブレード旋回装置６５に支持される。

ブレード旋回装置６５は、ドローバ５０の後端部に支持される。ブレード旋回装置６５は、サークル６５ａと、サークル回転機６５ｂと、ピニオン６５ｃと、を有する。サークル６５ａは、ドローバ５０の後端部に回転可能に支持される。サークル６５ａは、ブレード６０を支持する。サークル回転機６５ｂは、サークル６５ａの内側に配置される。サークル回転機６５ｂは、油圧によってサークル６５ａを回転駆動する。具体的には、図３に示すように、サークル回転機６５ｂの下端部に連結されたピニオン６５ｃがサークル６５ａの内歯６５Ｔと噛み合っており、ピニオン６５ｃの回転に応じてサークル６５ａが回転する。サークル回転機６５ｂの構成については後述する。

なお、本実施形態では、図１に示すように、ブレード旋回装置６５の上端がドローバ５０から上方に突出しているが、ブレード旋回装置６５はドローバ５０から突出していなくてもよい。

リフタガイド７０は、フレーム１０に固定される。リフタガイド７０は、環状に形成される。リフタブラケット７５は、リフタガイド７０を取り囲む枠体である。リフタブラケット７５には、一対のリフトシリンダ８０とシフトシリンダ９０が連結される。一対のリフトシリンダ８０は、ドローバ５０とリフタブラケット７５に連結される。一対のリフトシリンダ８０を伸縮させることによって、ドローバ５０を上下に移動させることができる。シフトシリンダ９０は、ドローバ５０とリフタブラケット７５とに連結される。シフトシリンダ９０を伸縮させることによって、ドローバ５０を左右に移動させることができる。

（サークル回転機６５ｂの構成）
図４は、サークル回転機６５ｂの断面図である。図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。図４では鉛直方向の断面が示され、図５では水平方向の断面が示されている。なお、以下の説明において、「内」「外」とは、シャフト１４０の中心軸ＡＸを基準とする用語である。

サークル回転機６５ｂは、筐体１１０と、ウォーム１２０と、ウォームホイール１３０と、シャフト１４０と、を有する。

筐体１１０は、ウォーム１２０とウォームホイール１３０を収容する。ウォーム１２０は、水平方向に沿って配置される円筒状部材である。ウォーム１２０は、油圧によって回転駆動される。ウォーム１２０の外周面には、ねじ歯１２０ａが形成されている。

ウォームホイール１３０は、内周部１３１と、外周部１３２と、複数の第１クラッチディスク１３３と、を有する。

内周部１３１は、シャフト１４０を取り囲む。内周部１３１は、外周部１３２よりも硬い材料によって構成される。内周部１３１を構成する材料としては、ＦＣＤ４５０（球状黒鉛鋳鉄：硬さは、例えばＨＢ２００）が好適であるが、これに限られるものではない。

内周部１３１は、内周部本体１３１ａと、複数の膨出部１３１ｂと、を含む。内周部本体１３１ａは、環板状に形成される。複数の膨出部１３１ｂは、外周部１３２の内部に向かって、内周部本体１３１ａから外側下方に膨出する。これにより、内周部１３１が外周部１３２に強固に連結されて、中心軸ＡＸを中心とする耐ラジアル荷重性が向上する。なお、本実施形態では、１２個の膨出部１３１ｂが設けられているが、膨出部１３１ｂの個数やサイズは適宜変更可能である。

外周部１３２は、内周部１３１の外側を取り囲む。外周部１３２は、鋳造法によって内周部１３１と一体形成されている。具体的に、外周部１３２は、内周部１３１を鋳型内に固定した後に、溶融材料を鋳型に流し込むことによって形成される。外周部１３２は、内周部１３１よりも柔らかい材料によって構成される。外周部１３２を構成する材料としては、銅アルミニウム合金（硬さは、例えばＨＢ１６０）が好適であるが、これに限られるものではない。

外周部１３２は、外周部本体１３２ａと、スラスト受け部１３２ｂと、を含む。外周部本体１３２ａは、環状に形成される。スラスト受け部１３２ｂは、外周部本体１３２ａの下端部から内側に延びる。スラスト受け部１３２ｂは、膨出部１３１ｂの下方を覆う。スラスト受け部１３２ｂは、環板状に形成される。スラスト受け部１３２ｂは、内周部１３１の下方に配置される。スラスト受け部１３２ｂによって、シャフト１４０の中心軸ＡＸに沿った軸方向のスラスト荷重を受けることができる。スラスト受け部１３２ｂは、後述するシャフト１４０の当接部１４０ｂに当接している。銅アルミニウム合金などの柔らかい材料でスラスト受け部１３２ｂを構成することによって、スラスト受け部１３２ｂが当接部１４０ｂに焼き付いてしまうことが抑えられている。

複数の第１クラッチディスク１３３は、環板状に形成される。複数の第１クラッチディスク１３３は、内周部１３１（具体的には、内周部本体１３１ａ）の内周面にスプライン結合されている。複数の第１クラッチディスク１３３は、軸方向において所定間隔で配置される。第１クラッチディスク１３３は、後述する第２クラッチディスク１４３の間に挟まれている。第１クラッチディスク１３３は、第２クラッチディスク１４３との摩擦力によって強固に結合されている。さらに、第１クラッチディスク１３３と第２クラッチディスク１４３は、付勢部材（皿ばね）１３４によって押し付けられている。シャフト１４０に所定値以上のラジアル荷重（ブレード６０にかかる抵抗力）が掛かった場合、第１クラッチディスク１３３を第２クラッチディスク１４３から滑らせてウォームホイール１３０を護る。本実施形態では、８枚の第１クラッチディスク１３３が設けられているが、第１クラッチディスク１３３の枚数や厚みなどは適宜変更可能である。

シャフト１４０は、ウォームホイール１３０に挿通される。シャフト１４０は、中心軸ＡＸを中心として回転可能に筐体１１０に支持されている。シャフト１４０は、内周部１３１よりも硬い材料によって構成される。シャフト１４０を構成する材料としては、鋼材などが好適であるが、これに限られるものではない。シャフト１４０は、シャフト本体１４１と、当接部１４２と、複数の第２クラッチディスク１４３と、を含む。

シャフト本体１４１は、円柱状に形成されており、軸方向に延びる。シャフト本体１４１の下端部には、ピニオン６５ｃ（図３参照）が連結されている。当接部１４２は、シャフト本体１４１から外側に延びる。当接部１４２は、環板状に形成される。当接部１４２は、外周部１３２のスラスト受け部１３２ｂの下方に配置される。当接部１４２は、スラスト受け部１３２ｂの下面に当接している。複数の第２クラッチディスク１４３は、環板状に形成される。複数の第２クラッチディスク１４３は、シャフト本体１４１の外周面にスプライン結合されている。複数の第２クラッチディスク１４３は、軸方向において所定間隔で配置される。第２クラッチディスク１４３は、第１クラッチディスク１３３の間に挟まれている。本実施形態では、７枚の第２クラッチディスク１４３が設けられているが、第２クラッチディスク１４３の枚数や厚みなどは適宜変更可能である。

（外周部１３２の詳細構成）
図６は、シャフト１４０の中心軸ＡＸを通る平面で切断した内周部１３１及び外周部１３２の断面図である。

図６に示すように、外周部１３２は、第１部分２０１と、第２部分２０２と、を有する。

第１部分２０１は、内周部１３１の膨出部１３１ｂのうち上端部の上側を覆う。第１部分２０１は、外周部本体１３２ａの上端部から内側に向かって延びている。第２部分２０２は、内周部１３１の膨出部１３１ｂのうち下端部の内側を覆う。第２部分２０２は、スラスト受け部１３２ｂの一部が上方に突出することによって形成されている。

内周部１３１は、内周部本体１３１ａの外周縁を示す第１外縁線Ｈ１と、内周部本体１３１ａの下縁を示す第２外縁線Ｈ２と、を有する。第１外縁線Ｈ１と第２外縁線Ｈ２は、第１外縁線Ｈ１と第２外縁線Ｈ２の中央を通る基準線１３１Ｓを中心として略対称である。

基準線１３１Ｓに直交する方向において、内周部本体１３１ａの幅Ｗ１は、膨出部１３１ｂに近づくに従って徐々に小さくなっている。そして、基準線１３１Ｓに直交する方向において、膨出部１３１ｂの幅Ｗ２は、内周部本体１３１ａから離れるに従って徐々に大きくなった後、さらに内周部本体１３１ａから離れるに従って徐々に小さくなっている。

（特徴）
（１）モータグレーダ１００のサークル回転機６５ｂは、ウォーム１２０と、ウォームホイール１３０と、シャフト１４０と、を有する。ウォームホイール１３０は、内周部１３１と、内周部１３１の外側を取り囲む外周部１３２と、内周部１３１の内周面にスプライン結合される複数の第１クラッチディスク１３３と、を有する。内周部１３１は、外周部１３２よりも硬い材料によって構成される。

このように、内周部１３１が硬い材料によって構成されているので、第１クラッチディスクがスプライン結合される内周部と第１クラッチディスクの接触面の耐面圧性を高めることができる。従って、第１クラッチディスク１３３の厚みを薄くしたり、第１クラッチディスク１３３の枚数を減らしたりできるため、サークル回転機６５ｂの全高を低くすることができる。その結果、サークル回転機６５ｂとフレーム１０の間隔を広げられるため、ブレード９０の上昇可動範囲を拡大することができる。

（２）外周部１３２は、内周部１３１の下方に配置されるスラスト受け部１３２ｂを有し、シャフト１４０は、スラスト受け部１３２ｂの下方に配置される当接部１４２を有する。

従って、柔らかい材料で構成されるスラスト受け部１３２ｂが当接部１４２に当接してスラスト荷重を受けることができるため、スラスト受け部１３２ｂに当接部１４２が焼き付いて結着してしまうことを抑制できる。その結果、サークル回転機６５ｂをスムーズに駆動させることができる。

（３）外周部１３２は、第１部分２０１と、第２部分２０２と、を有する。第１部分２０１は、膨出部１３１ｂのうち上端部の上側を覆う。第２部分２０２は、膨出部１３１ｂのうち下端部の内側を覆う。

従って、内周部１３１を鋳型内に固定して溶融材料を鋳型に流し込んだときに、膨出部１３１ｂの周囲に隙間が形成されることを抑制できる。

（４）基準線１３１Ｓに直交する方向において、内周部本体１３１ａの幅Ｗ１は、膨出部１３１ｂに近づくに従って徐々に小さくなっている。基準線１３１Ｓに直交する方向において、膨出部１３１ｂの幅Ｗ２は、内周部本体１３１ａから離れるに従って徐々に大きくなっている。

このように、内周部本体１３１ａと膨出部１３１ｂの間において内周部１３１を狭窄することによって、内周部１３１と外周部１３２の結合力を向上させることができる。

本発明によれば、サークル回転機の高さを抑えることができるため、モータグレーダ分野において有用である。

１０フレーム
５０ドローバ
６０ブレード
６５ブレード旋回装置
６５ａサークル
６５ｂサークル回転機
１１０筐体
１２０ウォーム
１３０ウォームホイール
１３１内周部
１３１ａ内周部本体
１３１ｂ膨出部
１３２外周部
１３２ａ外周部本体
１３２ｂスラスト受け部
２０１第１部分
２０２第２部分
１４０シャフト
１４１シャフト本体
１４２当接部
１４３第２クラッチディスク

Claims

フレームと、
前記フレームの下方に配置され、前記フレームによって上下揺動可能に支持されるドローバと、
前記ドローバに支持されるブレード旋回装置と、
前記ブレード旋回装置に支持されるブレードと、
を備え、
前記ブレード旋回装置は、前記ブレードを支持し、前記ドローバに回転可能に取り付けられるサークルと、前記サークルを回転駆動するためのサークル回転機と、を有し、
前記サークル回転機は、ウォームと、前記ウォームと噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールに挿通されるシャフトと、を有し、
前記ウォームホイールは、前記シャフトを取り囲む内周部と、前記内周部の外側を取り囲み、前記ウォームと噛み合う外周部と、前記内周部の内周面にスプライン結合された複数の第１クラッチディスクと、を含み、
前記シャフトは、シャフト本体と、前記シャフト本体の外周面にスプライン結合され、前記複数の第１クラッチディスクの間にそれぞれ挟まれる複数の第２クラッチディスクと、を含み、
前記内周部は、前記外周部よりも硬い材料によって構成されており、
前記内周部は、前記複数の第１クラッチディスクが結合される環状の内周部本体と、前記内周部本体から前記外周部の内部に向かって膨出する少なくとも１つの膨出部とを有する、
モータグレーダ。
前記外周部は、前記内周部の外側を取り囲む外周部本体と、前記外周部本体から内側に延び、前記内周部の下方に配置されるスラスト受け部と、を有し、
前記シャフトは、前記シャフト本体から外側に延び、前記スラスト受け部の下方に配置される当接部を有する、
請求項１に記載のモータグレーダ。
前記膨出部は、前記内周部本体から外側下方に膨出しており、
前記外周部は、前記膨出部の上端部の上側を覆う第１部分と、前記膨出部の下端部の内側を覆う第２部分と、を有する、
請求項１又は２に記載のモータグレーダ。
前記シャフトの中心軸を通る平面で切断した前記内周部の断面において、前記内周部本体の外周縁を示す第１外縁線と前記内周部本体の下縁を示す第２外縁線は、前記第１外縁線と前記第２外縁線の中央を通る基準線を中心として略対称であり、
前記基準線に直交する方向において、前記内周部本体の幅は、前記膨出部に近づくに従って徐々に小さくなっており、
前記基準線に直交する方向において、前記膨出部の幅は、前記内周部本体から離れるに従って徐々に大きくなっている、
請求項３に記載のモータグレーダ。
フレームと、
前記フレームの下方に配置され、前記フレームによって上下揺動可能に支持されるドローバと、
前記ドローバに支持されるブレード旋回装置と、
前記ブレード旋回装置に支持されるブレードと、
を備え、
前記ブレード旋回装置は、前記ブレードを支持し、前記ドローバに回転可能に取り付けられるサークルと、前記サークルを回転駆動するためのサークル回転機と、を有し、
前記サークル回転機は、ウォームと、前記ウォームと噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールに挿通されるシャフトと、を有し、
前記ウォームホイールは、前記シャフトを取り囲む内周部と、前記内周部の外側を取り囲み、前記ウォームと噛み合う外周部と、前記内周部の内周面にスプライン結合された複数の第１クラッチディスクと、を含み、
前記シャフトは、シャフト本体と、前記シャフト本体の外周面にスプライン結合され、前記複数の第１クラッチディスクの間にそれぞれ挟まれる複数の第２クラッチディスクと、を含み、
前記内周部は、前記外周部よりも硬い材料である鋳鉄によって構成される、
モータグレーダ。
フレームと、
前記フレームの下方に配置され、前記フレームによって上下揺動可能に支持されるドローバと、
前記ドローバに支持されるブレード旋回装置と、
前記ブレード旋回装置に支持されるブレードと、
を備え、
前記ブレード旋回装置は、前記ブレードを支持し、前記ドローバに回転可能に取り付けられるサークルと、前記サークルを回転駆動するためのサークル回転機と、を有し、
前記サークル回転機は、ウォームと、前記ウォームと噛み合うウォームホイールと、前記ウォームホイールに挿通されるシャフトと、を有し、
前記ウォームホイールは、前記シャフトを取り囲む内周部と、前記内周部の外側を取り囲み、前記ウォームと噛み合う外周部と、前記内周部の内周面にスプライン結合された複数の第１クラッチディスクと、を含み、
前記シャフトは、シャフト本体と、前記シャフト本体の外周面にスプライン結合され、前記複数の第１クラッチディスクの間にそれぞれ挟まれる複数の第２クラッチディスクと、を含み、
前記内周部は、前記外周部よりも硬い材料によって構成されており、
前記外周部は、銅アルミニウム合金によって構成される、
モータグレーダ。