JPH07279198A - 建設機械の旋回装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 旋回軸受の内輪の外周面と球と外輪の内周面
との間に存在する隙間に起因して発生する上部旋回体後
部の前傾によるガタ量を低減すること。 【構成】 下部走行体における内輪の下方には旋回軸線
と共通の軸線を有する円筒部が設けられている。上部旋
回体には先端部が円筒部の半径方向内側に位置するよう
下方に突出した複数の支持柱が設けられている。支持柱
の各々の軸線は前記軸線を中心とする同一円周上に位置
付けられている。支持柱の各々の先端部には軸受が装着
され、軸受の各々の外周面は円筒部の内周面に内接され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、油圧ショベル等の建
設機械に適用される旋回装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械、例えば油圧ショベルに設けら
れた旋回装置を、図４〜図７を参照して説明する。油圧
ショベル１に設けられた旋回装置２は、下部走行体４
と、上部旋回体６と、旋回駆動装置８とを備えている。
下部走行体４は、トラックフレーム、トラックフレーム
の前端に回転自在に設けられたアイドルホイール、トラ
ックフレームの後端に回転自在に設けられたスプロケッ
ト、アイドルホイール及びスプロケットに巻き掛けられ
た履帯等を備えている。上部旋回体６は、下部走行体４
上に旋回軸受１０を介して３６０°旋回自在に支持され
ている。上部旋回体６には、ブーム７、アーム９、バケ
ット１１を含む作業機１３、運転席５等が装着されてい
る。旋回軸受１０は、下部走行体４に固定されかつその
内周面に内歯１２が形成された内輪１４と、上部旋回体
６に固定されかつ内輪１４の外周部に複数の球（鋼球）
１６を介して旋回自在に支持された外輪１８とを含んで
いる。内輪１４と外輪１８とは実質上共通の回転軸線
（図示せず）を有している。上部旋回体６を旋回駆動す
るための旋回駆動装置８は、内輪１４の内歯１２と、上
部旋回体６から下方に突出するよう設けられかつ内歯１
２に噛み合わされたピニオン２０と、上部旋回体６に設
けられてピニオン２０を駆動する駆動源である油圧モー
タ２２とを含んでいる。油圧モータ２２とピニオン２０
との間には旋回減速機２４が設けられている。旋回駆動
用の油圧モータ２２により発生した回転駆動力は、旋回
減速機２４を介してピニオン２０に伝達され、ピニオン
２０が回転駆動される。ピニオン２０は下部走行体４に
固定された内輪１４の内歯１２に噛み合わされているの
で、その反力を受けて上部旋回体６は、旋回軸受１０を
介して下部走行体４に対し、所定の方向に旋回駆動され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで図６に示すよ
うに、旋回軸受１０の内輪１４の外周面（球１６が介在
する部分の外周面）と、球１６と、外輪１８の内周面
（球１６が介在する部分の内周面）との間には、隙間Ｄ
が存在している。この隙間Ｄは旋回軸受１０の構成上、
無くすことはできない。このため図７に示すように、油
圧ショベル１が掘削作業を行なう際、上部旋回体６の先
端部に位置するバケット１１に掘削荷重が作用すると、
前記隙間Ｄに起因して、図７の２点鎖線で示すように、
上部旋回体６は前方が下がる方向に傾斜（前傾）する。
その結果、上部旋回体（機体）６の後部が持ち上がり姿
勢となり、上部旋回体６の後部にガタ量δが発生する。
このガタ量δは、油圧ショベル１が掘削作業を行なって
いるときの位置（図７の２点鎖線で示す位置）の、掘削
作業を行なっていないときの位置（図７の実線で示す位
置）に対する上方への変位量である。このガタ量δが連
続して発生すると、バケット１１から荷こぼれが発生
し、こぼれた積荷が周辺の人、あるいは物へぶつかる恐
れがある。また運転席５が揺れるため、オペレータを疲
労させ、誤操作を招くことも懸念される。また前記隙間
Ｄの存在により、上部旋回体６の旋回作動時はもとよ
り、その起動、停止時においても上部旋回体６に振れが
発生し、前記不具合の外、旋回軸受１０を含む各部の耐
久性にも影響を及ぼすことになる。また傾斜地における
上部旋回体６の傾斜（前傾）も大きくなる。

【０００４】本発明は以上の事実に基づいてなされたも
ので、その目的は、旋回軸受の内輪の外周面と球と外輪
の内周面との間に存在する隙間に起因して発生する上部
旋回体後部の前傾によるガタ量を低減することができ
る、改良された建設機械の旋回装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明によれば、下部走行体と、該下部走行体上に旋回
軸受を介して旋回自在に支持された上部旋回体と、該上
部旋回体を旋回駆動するための旋回駆動装置とを備え、
該旋回軸受は、該下部走行体に固定されかつその内周面
に内歯が形成された内輪と、該上部旋回体に固定されか
つ該内輪の外周部に複数の球を介して旋回自在に支持さ
れた外輪とを含み、該内輪と該外輪とは実質上共通の鉛
直軸線を有し、該旋回駆動装置は、該内輪の該内歯と、
該上部旋回体から下方に突出するよう設けられかつ該内
歯に噛み合わされたピニオンと、該上部旋回体に設けら
れて該ピニオンを駆動する駆動源とを含む、建設機械の
旋回装置において、該下部走行体における該内輪の下方
位置には該鉛直軸線と実質上共通の鉛直軸線を有する円
筒部が設けられ、該上部旋回体には先端部が該円筒部の
半径方向内側に位置するよう下方に突出した複数の支持
柱が設けられ、該支持柱の各々の軸線は実質上該鉛直軸
線を中心とする同一円周上に位置付けられ、該支持柱の
各々の該先端部には軸受が装着され、該軸受の各々の外
周面は該円筒部の内周面に内接されていることを特徴と
する建設機械の旋回装置、が提供される。

【０００６】

【作用】駆動源によりピニオンが回転駆動されると、ピ
ニオンは下部走行体に固定された内輪の内歯に噛み合わ
されているので、その反力を受けて上部旋回体は、旋回
軸受を介して下部走行体に対し、所定の方向に旋回駆動
される。本発明においては、上部旋回体の支持柱の各々
に設けられた軸受の外周面が、下部走行体に設けられた
円筒部の内周面に内接されるよう構成されているので、
上部旋回体が上記のように旋回する際、支持柱の各々の
軸受は円筒部の内周面にガイドされて転動する。すなわ
ち上部旋回体は下部走行体に対して、円筒部の内周面に
おける複数位置でその旋回がガイドされる。したがっ
て、建設機械が掘削作業を行なう際、上部旋回体の先端
部に掘削荷重が作用した場合においても、その荷重は各
支持柱の軸受がそれぞれ円筒部の内周面に圧接すること
により支持される。その結果、上部旋回体の前傾方向へ
の動きが円筒部の内周面における複数位置で規制されて
上部旋回体の前傾を妨げるよう作用し、旋回軸受の内輪
の外周面と球と外輪の内周面との間に存在する隙間に起
因して発生する上部旋回体後部の前傾によるガタ量は大
幅に低減される。

【０００７】

【実施例】以下、図１〜図３を参照しながら、本発明に
従って構成された建設機械の旋回装置の実施例を説明す
る。なお図１〜図３において、図４〜図７と同一部分は
同一符号で示す。全体を番号３０で示す建設機械の旋回
装置は、下部走行体４と、下部走行体４上に旋回軸受１
０を介して旋回自在に支持された上部旋回体６と、上部
旋回体６を旋回駆動するための旋回駆動装置８とを備え
ている。旋回軸受１０は、下部走行体４に固定されかつ
その内周面に内歯１２が形成された内輪１４と、上部旋
回体６に固定されかつ内輪１４の外周部に複数の球１６
を介して旋回自在に支持された外輪１８とを含んでい
る。更に具体的に説明すると、下部走行体４上には旋回
支持フレーム３２が設けられている。旋回支持フレーム
３２は、円筒部３４と、円筒部３４内を軸方向に２分す
るよう設けられた皿状部３６とを備えている。円筒部３
４の上端には、半径方向外方にほぼ水平に延びる環状の
フランジ部３８が形成されている。内輪１４はボルト４
０によってフランジ部３８上に固定されている。円筒部
３４の上端部における内周面と、皿状部３６の外周縁部
における上面との間には環状の凹部４２が形成されてい
る。上部旋回体６はほぼ水平の旋回フレーム４４を含
み、この旋回フレーム４４の下面に外輪１８がボルト４
６により固定されている。内輪１４と外輪１８とは実質
上共通の鉛直軸線（旋回中心軸線）Ｃを有している。旋
回駆動装置８は、内輪１４の内歯１２と、上部旋回体６
から下方に突出するよう設けられかつ内歯１２に噛み合
わされたピニオン２０と、上部旋回体６に設けられてピ
ニオン２０を駆動する油圧モータ２２（駆動源を構成す
る）とを含んでいる。油圧モータ２２とピニオン２０と
は旋回減速機２４を介して駆動的に連結されている。旋
回駆動装置８はアッセンブリとして上部旋回体６の旋回
フレーム４４にボルト４８により固定されている。旋回
フレーム４４には貫通孔４９が形成されており、ピニオ
ン２０はこの貫通孔４９を介して旋回フレーム４４から
下方に突出している。

【０００８】前記円筒部３４は下部走行体６における内
輪１４の下方位置に位置付けられ、円筒部３４の鉛直軸
線は前記鉛直軸線Ｃと実質上共通である。上部旋回体６
の旋回フレーム４４には、先端部（下端部）が円筒部３
４の半径方向内側に位置するよう下方に突出した複数の
支持柱５０が設けられている。支持柱５０はこの実施例
においては２本設けられ、その内の１本は、鉛直軸線Ｃ
に関し、ピニオン２０と１８０°反対側の位置に配置さ
れ、その上端がボルト５２により旋回フレーム４４に固
定されている。支持柱５０の内の他の一本は、ピニオン
２０の下端部に一体にかつ同軸上に設けられている。各
支持柱５０の軸線は実質上前記鉛直軸線Ｃを中心とする
同一円周上に位置付けられている。なお図１の符号ｒ
は、この円周の半径を示している。各支持柱５０の先端
部には軸受５４が装着されている。軸受５４はこの実施
例では球軸受が使用されている。この軸受５４としては
内部隙間の少ない転がり軸受あるいはすべり軸受を用い
ることが好ましい。各軸受５４は、前記環状の凹部４２
内に位置付けられると共に、それぞれの外周面（外輪の
外周面）は円筒部３４の内周面に内接される。各軸受５
４の外周面と円筒部３４の内周面との隙間は可能な限り
少ないことが好ましい。なお、各軸受５４、ピニオン２
０と内輪１４の内歯１２との噛み合い部の潤滑が行なわ
れるよう、凹部４２内にはグリス等の潤滑剤５６が封入
されている。

【０００９】油圧モータ２２により旋回減速機２４を介
してピニオン２０が回転駆動されると、ピニオン２０は
下部走行体４に固定された内輪１４の内歯１２に噛み合
わされているので、その反力を受けて上部旋回体６は、
旋回軸受１０を介して下部走行体４に対し、所定の方向
に旋回駆動される。上部旋回体６の支持柱５０の各々に
設けられた軸受５４の外周面は、下部走行体４に設けら
れた円筒部３４の内周面に内接されるよう構成されてい
るので、上部旋回体６が上記のように旋回する際、支持
柱５０の各々の軸受５４は円筒部３４の内周面にガイド
されて転動する。すなわち上部旋回体６は下部走行体４
に対して、円筒部３４の内周面における複数位置でその
旋回がガイドされる。したがって、油圧ショベルが掘削
作業を行なう際、上部旋回体６の先端部に掘削荷重が作
用した場合においても、その荷重は各支持柱５０の軸受
５４がそれぞれ円筒部３４の内周面に圧接することによ
り支持される。その結果、上部旋回体６の前傾方向への
動きが円筒部３４の内周面における複数位置で規制され
て上部旋回体６の前傾を妨げるよう作用し、旋回軸受１
０の内輪１４の外周面と球１６と外輪１８の内周面との
間に存在する隙間Ｄに起因して発生する上部旋回体６後
部の前傾によるガタ量δは大幅に低減される。また作業
機１３の上げ下げ時に作業機１３の慣性及び前記隙間Ｄ
に起因して発生する上部旋回体６の揺動も効果的に防止
される。

【００１０】以上本発明を、実施例に基づいて詳細に説
明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは
修正ができるものである。

【００１１】

【発明の効果】本発明による建設機械の旋回装置によれ
ば、旋回軸受の内輪の外周面と球と外輪の内周面との間
に存在する隙間に起因して発生する上部旋回体後部の前
傾によるガタ量が低減され、上部旋回体の振れ（揺動）
が低減される。上部旋回体の揺動が低減されることによ
り、掘削作業時の荷こぼれが防止され、オペレータの疲
労が軽減されると共に誤操作の懸念もなくなる。更に、
旋回軸受を含む各部の耐久性が向上し、また傾斜地にお
ける上部旋回体の傾斜（前傾）も小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された建設機械の旋回装置
の一実施例を示す断面図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】図１のＢ部拡大図。

【図４】従来の建設機械の旋回装置を示す断面概略図。

【図５】図４に含まれる旋回軸受の拡大断面図。

【図６】図５に示す旋回軸受の隙間Ｄを説明するために
その左側の関連部分のみを拡大して示す説明図。

【図７】従来の建設機械の作業状態を説明するための側
面図。

【符号の説明】

４ 下部走行体 ６ 上部走行体 ８ 旋回駆動装置 １０ 旋回軸受 １２ 内歯 １４ 内輪 １６ 球 １８ 外輪 ２０ ピニオン ３０ 旋回装置 ３４ 円筒部 ５０ 支持柱 ５４ 軸受 Ｃ 鉛直軸線（旋回軸線） Ｄ 隙間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部走行体と、該下部走行体上に旋回軸
   受を介して旋回自在に支持された上部旋回体と、該上部
   旋回体を旋回駆動するための旋回駆動装置とを備え、該
   旋回軸受は、該下部走行体に固定されかつその内周面に
   内歯が形成された内輪と、該上部旋回体に固定されかつ
   該内輪の外周部に複数の球を介して旋回自在に支持され
   た外輪とを含み、該内輪と該外輪とは実質上共通の鉛直
   軸線を有し、該旋回駆動装置は、該内輪の該内歯と、該
   上部旋回体から下方に突出するよう設けられかつ該内歯
   に噛み合わされたピニオンと、該上部旋回体に設けられ
   て該ピニオンを駆動する駆動源とを含む、建設機械の旋
   回装置において、 該下部走行体における該内輪の下方位置には該鉛直軸線
   と実質上共通の鉛直軸線を有する円筒部が設けられ、該
   上部旋回体には先端部が該円筒部の半径方向内側に位置
   するよう下方に突出した複数の支持柱が設けられ、該支
   持柱の各々の軸線は実質上該鉛直軸線を中心とする同一
   円周上に位置付けられ、該支持柱の各々の該先端部には
   軸受が装着され、該軸受の各々の外周面は該円筒部の内
   周面に内接されていることを特徴とする建設機械の旋回
   装置。
2. 【請求項２】 該支持柱の一つは該ピニオンの下端部に
   設けられた、請求項１記載の建設機械の旋回装置。