JP6732692B2 - ショベル - Google Patents

Description

本発明は、クローラ式の下部走行体を備えたショベルに関する。

従来、クローラ式の下部走行体を備えたショベルが知られている（特許文献１参照。）。この下部走行体は、センターフレームと左右のサイドフレームで構成されたトラックフレームを有する。左右のサイドフレームの上面にはキャリアローラを支持するブラケットが取り付けられている。ブラケットには、キャリアローラを回転可能に支持するシャフトが取り付けられている。左右の履帯は、サイドフレームの上方でキャリアローラによって支持されている。ショベルは、左右の履帯を回転させながら前進或いは後進する。

特開２００４−３１４６８６号公報

履帯に付着した土砂の一部は、履帯の回転に伴って移動してサイドフレームの上に堆積し、キャリアローラとブラケットとの間の隙間に入り込んでしまう場合がある。そして、キャリアローラとブラケットとの間の隙間に入り込んだ土砂が固結すると、キャリアローラとブラケットの固着やシールリング同士の固着を誘発し、キャリアローラの回転を妨げてしまう場合がある。また、フローティングシールを損傷し、油漏れを引き起こしてしまう場合がある。

上述に鑑み、キャリアローラとブラケットとの間の隙間に土砂が入り込むのを抑制可能なショベルを提供することが望まれる。

本発明の実施例に係るショベルは、クローラ式の下部走行体と、前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、を備え、前記下部走行体は、フレームと、履帯を支持するキャリアローラと、前記キャリアローラを回転可能に支持するシャフトと、前記シャフトを支持するブラケットとを含み、前記ブラケットは、前記フレームの上側に設けられる基部と、前記シャフトの軸方向に前記基部より前記キャリアローラ側へ突出して延びる内側筒部とを含み、前記キャリアローラは、前記シャフトの軸方向に延びる外側筒部を含み、前記シャフトの径方向における前記内側筒部と前記外側筒部との間の隙間には介在部材が配置されるとともに、前記シャフトと前記キャリアローラとの間の隙間にはフローティングシールが配置されている。

上述の手段により、キャリアローラとブラケットとの間の隙間に土砂が入り込むのを抑制可能なショベルを提供できる。

本発明の実施例に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの正面図である。 キャリアローラ支持構造の構成例の断面図である。 キャリアローラの断面図である。 ブラケットの断面図である。 キャリアローラ支持構造の別の構成例の断面図である。

最初に、図１及び図２を参照し、本発明の実施例に係るショベル（掘削機）について説明する。図１はショベル１００の側面図である。図２はショベル１００の正面図である。

ショベル１００はクローラ式の下部走行体１を備えている。下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５、及び、バケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成している。ブーム４、アーム５、バケット６は、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３にはエンジン１１等の動力源が搭載されている。上部旋回体３の左側（−Ｙ側）の前端（＋Ｘ側端）にはキャビン１０が設置されている。図２は、明瞭化のため、アーム５、バケット６、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等の図示を省略している。

下部走行体１は、主に、フレーム１ａ、クローラベルト１ｂ、キャリアローラ１ｃ、トラックローラ１ｄ、走行用油圧モータ１Ｍ、従動車輪１Ｓ等で構成されている。図２は、下部走行体１に関しては、図１の一点鎖線Ｌ１を含む平面を＋Ｘ側から見たときの部分断面図を示している。

フレーム１ａは、下部走行体１の骨格を形成する部材である。フレーム１ａは、左フレーム部１ａ−Ｌ、右フレーム部１ａ−Ｒ、及び、左フレーム部１ａ−Ｌと右フレーム部１ａ−Ｒを連結する中央フレーム部１ａ−Ｃを有する。図２のドットパターンＤＴは、右フレーム部１ａ−Ｒ及び中央フレーム部１ａ−Ｃの上に堆積した土砂を表している。

クローラベルト１ｂは、走行用油圧モータ１Ｍによって回転駆動される無限軌道（履帯）である。クローラベルト１ｂは、左クローラベルト１ｂ−Ｌ及び右クローラベルト１ｂ−Ｒを含む。

キャリアローラ１ｃは、フレーム１ａの上側でフレーム１ａとクローラベルト１ｂとの間に配置される従動ローラである。トラックローラ１ｄは、フレーム１ａの下側でフレーム１ａとクローラベルト１ｂとの間に配置される従動ローラである。キャリアローラ１ｃは、複数の左キャリアローラ１ｃ−Ｌ及び複数の右キャリアローラ１ｃ−Ｒを含む。トラックローラ１ｄは、複数の左トラックローラ１ｄ−Ｌ及び複数の右トラックローラ１ｄ−Ｒを含む。

走行用油圧モータ１Ｍは、フレーム１ａの後端（−Ｘ側端）に取り付けられている。走行用油圧モータ１Ｍは、左走行用油圧モータ１Ｍ−Ｌ及び右走行用油圧モータ１Ｍ−Ｒ（図示せず。）を含む。左走行用油圧モータ１Ｍ−Ｌは、左フレーム部１ａ−Ｌの後端に取り付けられ、右走行用油圧モータ１Ｍ−Ｒは、右フレーム部１ａ−Ｒの後端に取り付けられている。

従動車輪１Ｓは、フレーム１ａの前端（＋Ｘ側端）に取り付けられている。従動車輪１Ｓは、左従動車輪１Ｓ−Ｌ及び右従動車輪１Ｓ−Ｒ（図示せず。）を含む。左従動車輪１Ｓ−Ｌは、左フレーム部１ａ−Ｌの前端に取り付けられ、右従動車輪１Ｓ−Ｒは、右フレーム部１ａ−Ｒの前端に取り付けられている。

左クローラベルト１ｂ−Ｌは、左走行用油圧モータ１Ｍ−Ｌの回転軸に結合された駆動スプロケット、及び、左従動車輪１Ｓ−Ｌのそれぞれと噛み合っている。右クローラベルト１ｂ−Ｒは、右走行用油圧モータ１Ｍ−Ｒの回転軸に結合された駆動スプロケット、及び、右従動車輪１Ｓ−Ｒのそれぞれと噛み合っている。

この構成により、図１において走行用油圧モータ１Ｍが反時計回りに回転するとクローラベルト１ｂも反時計回りに回転してショベル１００が前進する。反対に、走行用油圧モータ１Ｍが時計回りに回転するとクローラベルト１ｂも時計回りに回転してショベル１００が後退する。

次に、図３〜図５を参照し、キャリアローラ支持構造２００の構成例について説明する。図３は、キャリアローラ支持構造２００の構成例の断面図である。図４はキャリアローラ１ｃの断面図であり、図５はブラケット２０の断面図である。図３が示す範囲は、図２の領域Ｒ１の範囲に相当する。すなわち、図３のキャリアローラ支持構造２００は、複数の右キャリアローラ１ｃ−Ｒのうちの１つを支持するための構造である。但し、他のキャリアローラ１ｃを支持するための構造も、図３のキャリアローラ支持構造２００と同様の構造を有する。従って、以下では、キャリアローラ支持構造２００は、全てのキャリアローラ１ｃに適用可能な構造として説明される。

図３の一点鎖線Ｌ２は、キャリアローラ１ｃの回転軸を表す。そして、図３は、その回転軸の回りを回転する部材の断面を右上がり斜線のパターンで表し、回転しない部材の断面を右下がり斜線のパターンで表す。ドットパターンＤＴは、中央フレーム部１ａ−Ｃの上に堆積した土砂を表す。

キャリアローラ支持構造２００は、キャリアローラ１ｃを回転可能に支持する構造であり、主に、ブラケット２０、シャフト２１、ブッシュ２２、スラストプレート２３、カバー２４、フローティングシール２５、ダストシール２６等で構成されている。

キャリアローラ１ｃは、クローラベルト１ｂを構成する複数のシュープレート１ｂ１のそれぞれからフレーム１ａに向かって延びる一対のシューリンク１ｂ２と噛み合う。シュープレート１ｂ１における一対のシューリンク１ｂ２のそれぞれは、ピン１ｂ３によって、その１つ手前（＋Ｘ側の隣）のシュープレートにおける一対のシューリンク１ｂ４のそれぞれに連結されている。

キャリアローラ１ｃは、図４に示すように、第１筒部１ｃ１、第２筒部１ｃ２、第３筒部１ｃ３、第４筒部１ｃ４、及び、第５筒部１ｃ５を含む。

第１筒部１ｃ１にはシャフト２１を通すための孔Ｈ１が形成されている。第２筒部１ｃ２には、シャフト２１を通し、且つ、フローティングシール２５の回転側部品２５Ｒを収容するための孔Ｈ２が形成されている。第３筒部１ｃ３には、シャフト２１を通し、且つ、フローティングシール２５の固定側部品２５Ｓとブラケット２０の端部を収容するための孔Ｈ３が形成されている。第４筒部１ｃ４には、シャフト２１を通し、ブラケット２０の端部を収容し、且つ、ダストシール２６を収容するための孔Ｈ４が形成されている。第５筒部１ｃ５には、シャフト２１の＋Ｙ側の端部に取り付けられるスラストプレート２３を収容するための孔Ｈ５が形成されている。

ブラケット２０は、シャフト２１を介してキャリアローラ１ｃを回転可能に支持する。本実施例では、ブラケット２０は、ボルト等を用いて中央フレーム部１ａ−Ｃの上面に固定されている。ブラケット２０は、シャフト２１の−Ｙ側の端部を相対回転不能に支持している。

ブラケット２０は、図５に示すように、第１筒部２０ａ、第２筒部２０ｂ、及び、第３筒部２０ｃを含む。

第１筒部２０ａにはシャフト２１を通すための孔Ｈ１０が形成されている。第２筒部２０ｂにはシャフト２１を通すための孔Ｈ１１が形成されている。第３筒部２０ｃには、シャフト２１を通し、且つ、フローティングシール２５の固定側部品２５Ｓを収容するための孔Ｈ１２が形成されている。

シャフト２１は、キャリアローラ１ｃを相対回転可能に支持できる。シャフト２１の−Ｙ側端はブラケット２０に相対回転不能に固定されている。シャフト２１の＋Ｙ側端には、２本のボルト２３Ｂを用いてスラストプレート２３が締め付けられている。

ブッシュ２２は、シャフト２１の周囲に取り付けられる筒状部材であり、例えば、樹脂、ゴム、セラミック、金属等で形成される。本実施例では、ブッシュ２２は、ゴム製の第１ブッシュ２２ａ及び第２ブッシュ２２ｂを含む。ブッシュ２２は、緩衝材として機能し、キャリアローラ１ｃとシャフト２１とが衝突したときの衝撃を和らげることができる。

スラストプレート２３は、キャリアローラ１ｃの軸方向の推力を受けるための部材である。本実施例では、スラストプレート２３は、２本のボルト２３Ｂを用いてシャフト２１の＋Ｙ側端に締め付けられている。キャリアローラ１ｃの＋Ｙ方向の推力は、第１ブッシュ２２ａのフランジ部を介してスラストプレート２３に伝達される。キャリアローラ１ｃの−Ｙ方向の推力は、カバー２４を介してスラストプレート２３に伝達される。

カバー２４は、キャリアローラ１ｃの遠位端（＋Ｙ側端）を覆うための部材である。本実施例では、カバー２４は、２本のボルト２４Ｂを用いてキャリアローラ１ｃの＋Ｙ側の端部に締め付けられている。キャリアローラ１ｃの内部空間は、シャフト２１の周囲に配置されたフローティングシール２５によって−Ｙ側が密封され、カバー２４によって＋Ｙ側が密封される。キャリアローラ１ｃの第５筒部１ｃ５の内壁とカバー２４との間にはＯリング２４Ｓが配置されている。また、カバー２４の中央にはギアオイル等の潤滑油の注入口を封じるためのプラグ２４Ｐが取り付けられている。作業者は、プラグ２４Ｐを取り外してキャリアローラ１ｃの内部空間に潤滑油を注入できる。

フローティングシール２５は、キャリアローラ１ｃの内部への異物の侵入を防止するための部材である。本実施例では、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間の隙間Ｇ１を通る土砂等の異物がキャリアローラ１ｃの内部に侵入するのを防止する。具体的には、フローティングシール２５は、回転側部品２５Ｒ及び固定側部品２５Ｓを含む。回転側部品２５Ｒは、ゴム製のＯリング２５Ｒ１と金属製のシールリング２５Ｒ２で構成されている。そして、キャリアローラ１ｃとシャフト２１との間で、キャリアローラ１ｃの第２筒部１ｃ２（図４参照。）に形成された孔Ｈ２内に収容され、キャリアローラ１ｃと共に回転する。固定側部品２５Ｓは、回転側部品２５Ｒと同様、ゴム製のＯリング２５Ｓ１と金属製のシールリング２５Ｓ２で構成されている。そして、ブラケット２０とシャフト２１との間で、ブラケット２０の第３筒部２０ｃ（図５参照。）に形成された孔Ｈ１２内に収容され、キャリアローラ１ｃと共には回転しない。キャリアローラ１ｃが回転している間、回転側部品２５Ｒのシールリング２５Ｒ２と固定側部品２５Ｓのシールリング２５Ｓ２とが接触して摺動部ＳＰを形成する。摺動部ＳＰは、回転側部品２５Ｒから固定側部品２５Ｓへのトルク伝達を遮断し、キャリアローラ１ｃの内部からの潤滑油の流出を防止し、且つ、キャリアローラ１ｃの内部への異物の侵入を防止できる。

ダストシール２６は、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間に配置される介在部材の一例である。本実施例では、ダストシール２６は、弾性体で形成されている。具体的には、樹脂で形成されている。ゴム、金属等の他の材料で形成されていてもよい。そして、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間で、キャリアローラ１ｃの第４筒部１ｃ４（図４参照。）に形成された孔Ｈ４内に収容され、キャリアローラ１ｃと共に回転する。すなわち、キャリアローラ１ｃに取り付けられている。ダストシール２６のダストリップ部及びシールリップ部は、ブラケット２０の第２筒部２０ｂ（図５参照。）の外壁面と接触し、土砂等の異物がフローティングシール２５に至るのを防止する。ダストシール２６に関し、キャリアローラ１ｃの第４筒部１ｃ４は外側筒部として機能し、ブラケット２０の第２筒部２０ｂは内側筒部として機能する。ダストシール２６は、ブッシュ、スリーブ等の他の介在部材で置き換えられてもよい。

ダストシール２６は、キャリアローラ１ｃと共に回転しない構成であってもよい。すなわち、ブラケット２０に取り付けられていてもよい。この場合、ダストシール２６のダストリップ部及びシールリップ部は、キャリアローラ１ｃの第４筒部１ｃ４の内壁面と接触し、土砂等の異物がフローティングシール２５に至るのを防止する。

上述のように、介在部材としてのダストシール２６は、シャフト２１の径方向における内側筒部としてのブラケット２０の第２筒部２０ｂと外側筒部してのキャリアローラ１ｃの第４筒部１ｃ４との間の隙間を埋めるようにその隙間に配置されている。キャリアローラ支持構造２００は、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間の隙間Ｇ１をダストシール２６で塞ぐことで、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間の隙間Ｇ１に土砂が入り込むのを抑制或いは防止できる。そのため、フローティングシール２５におけるＯリング２５Ｒ１、２５Ｓ１の損傷を防止できる。その結果、損傷したＯリング２５Ｒ１、２５Ｓ１のところから潤滑油が漏れ出してしまうといった状況が発生するのを防止できる。また、キャリアローラ支持構造２００は、フローティングシール２５におけるＯリング２５Ｒ１、２５Ｓ１の損傷を防止することで、フローティングシール２５のシールリング２５Ｒ２とシールリング２５Ｓ２とが離れてしまうのを防止できる。そのため、キャリアローラ１ｃとシャフト２１の間に土砂等の異物が侵入し、堆積し、充満し、或いは、固結してしまい、キャリアローラ１ｃの回転が妨げられてしまうといった状況が発生するのを防止できる。その結果、キャリアローラ支持構造２００は、キャリアローラ１ｃ及びシューリンク１ｂ２の寿命を延長できる。キャリアローラ１ｃの回転が妨げられた状態でクローラベルト１ｂが回転すると、キャリアローラ１ｃの表面をシューリンク１ｂ２が摺動し、キャリアローラ１ｃ及びシューリンク１ｂ２で偏摩耗が生じてしまうが、キャリアローラ支持構造２００は、このような偏摩耗を抑制或いは防止できるためである。

介在部材としてのダストシール２６は、望ましくは、弾性体で形成されている。そのため、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間の隙間の大きさにバラツキがある場合であっても、その隙間を確実に塞ぐことができる。介在部材としてのダストシール２６は、金属で形成されていてもよい。樹脂等に比べて耐久性が高いためである。

次に、図６を参照し、キャリアローラ支持構造２００の別の構成例について説明する。図６は、キャリアローラ支持構造２００の別の構成例の断面図であり、図３に対応する。図６のキャリアローラ支持構造２００は、ダストシール２６の代わりにコイルバネ２６Ａを有する点で図３のキャリアローラ支持構造２００と相違するがその他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。

コイルバネ２６Ａは、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間に配置される介在部材の別の一例である。本実施例では、コイルバネ２６Ａは、金属製の圧縮バネである。但し、樹脂、ゴム等の他の材料で形成されていてもよい。そして、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間で、キャリアローラ１ｃの第４筒部１ｃ４（図４参照。）に形成された孔Ｈ４内に収容され、キャリアローラ１ｃと共に回転する。すなわち、キャリアローラ１ｃに取り付けられている。コイルバネ２６Ａは、ブラケット２０の第２筒部２０ｂ（図５参照。）の外壁面と接触していてもよく、接触していなくてもよい。コイルバネ２６Ａに関し、キャリアローラ１ｃの第４筒部１ｃ４は外側筒部として機能し、ブラケット２０の第２筒部２０ｂは内側筒部として機能する。

コイルバネ２６Ａは、キャリアローラ１ｃと共に回転しない構成であってもよい。すなわち、ブラケット２０に取り付けられていてもよい。この場合、コイルバネ２６Ａは、キャリアローラ１ｃの第４筒部１ｃ４の内壁面と接触していてもよく、接触していなくてもよい。

図６のキャリアローラ支持構造２００は、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間の隙間Ｇ１をコイルバネ２６Ａで塞ぐことで、キャリアローラ１ｃとブラケット２０との間の隙間Ｇ１に土砂が入り込むのを抑制或いは防止できる。そのため、図３のキャリアローラ支持構造２００による効果と同様の効果を実現できる。

また、図６のキャリアローラ支持構造２００は、土砂がコイルバネ２６Ａの内部に入り込んだとしても、コイルバネ２６Ａの螺旋形状により、その土砂がフローティングシール２５のところに至るのを遅らせることができる。フローティングシール２５に向かう土砂は、螺旋に沿って移動せざるを得ないためである。

また、図６のキャリアローラ支持構造２００は、コイルバネ２６Ａが土砂により圧縮された場合には、コイルバネ２６Ａの反発力によってその土砂を外部に押し戻すことができる。例えば、クローラベルト１ｂの回転に応じて中央フレーム部１ａ−Ｃの上に次々に送り込まれる土砂によってコイルバネ２６Ａが＋Ｙ側に圧縮された場合であっても、コイルバネ２６Ａの反発力によってその土砂を−Ｙ側に押し戻すことができる。

介在部材としてのコイルバネ２６Ａは、望ましくは、金属で形成されている。樹脂等に比べて耐久性が高いためである。

以上、本発明の好ましい実施例が説明された。しかしながら、本発明は、上述した実施例に限定されることはない。上述した実施例は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、置換等が適用され得る。また、上述の実施例を参照して説明された特徴のそれぞれは、技術的に矛盾しない限り、適宜に組み合わされてもよい。

１・・・下部走行体 １ａ・・・フレーム １ｂ・・・クローラベルト １ｂ１・・・シュープレート １ｂ２・・・シューリンク １ｂ３・・・ピン １ｃ・・・キャリアローラ １ｃ１・・・第１筒部 １ｃ２・・・第２筒部 １ｃ３・・・第３筒部 １ｃ４・・・第４筒部 １ｃ５・・・第５筒部 １ｄ・・・トラックローラ １Ｍ・・・走行用油圧モータ １Ｓ・・・従動車輪 ２・・・旋回機構 ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０・・・キャビン １１・・・エンジン ２０・・・ブラケット ２０ａ・・・第１筒部 ２０ｂ・・・第２筒部 ２０ｃ・・・第３筒部 ２１・・・シャフト ２２・・・ブッシュ ２２ａ・・・第１ブッシュ ２２ｂ・・・第２ブッシュ ２３・・・スラストプレート ２３Ｂ・・・ボルト ２４・・・カバー ２４Ｂ・・・ボルト ２４Ｐ・・・プラグ ２４Ｓ・・・Ｏリング ２５・・・フローティングシール ２５Ｒ・・・回転側部品 ２５Ｒ１・・・Ｏリング ２５Ｒ２・・・シールリング ２５Ｓ・・・固定側部品 ２５Ｓ１・・・Ｏリング ２５Ｓ２・・・シールリング ２６・・・ダストシール ２６Ａ・・・コイルバネ １００・・・ショベル ２００・・・キャリアローラ支持構造 Ｈ１〜Ｈ５、Ｈ１０〜Ｈ１２・・・孔

Claims (5)

1. クローラ式の下部走行体と、
   前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、
   前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、を備え、
   前記下部走行体は、フレームと、履帯を支持するキャリアローラと、前記キャリアローラを回転可能に支持するシャフトと、前記シャフトを支持するブラケットとを含み、
   前記ブラケットは、前記フレームの上側に設けられる基部と、前記シャフトの軸方向に前記基部より前記キャリアローラ側へ突出して延びる内側筒部とを含み、
   前記キャリアローラは、前記シャフトの軸方向に延びる外側筒部を含み、
   前記シャフトの径方向における前記内側筒部と前記外側筒部との間の隙間には介在部材が配置されるとともに、
   前記シャフトと前記キャリアローラとの間の隙間にはフローティングシールが配置されている、
   ショベル。
2. 前記介在部材は、弾性体で形成されている、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記介在部材は、金属で形成されている、
   請求項１又は２に記載のショベル。
4. 前記介在部材は、ダストシールである、
   請求項１乃至３の何れかに記載のショベル。
5. 前記介在部材は、コイルバネである、
   請求項１乃至３の何れかに記載のショベル。
   

Images