JP2015030976A

JP2015030976A - 建設機械

Info

Publication number: JP2015030976A
Application number: JP2013158787A
Authority: JP
Inventors: 磯貝　隆明; Takaaki Isogai; 隆明磯貝
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-02-16

Abstract

【課題】リーダの限られたスペース内に２個の従動側スプロケットを独立して回転可能に設け、一方の従動側スプロケットの回転数を検出するロータリーエンコーダも配置することができる建設機械を提供する。
【解決手段】作業装置昇降手段６は、リーダ４の一端に配置した一対の油圧モータ９と、各油圧モータ９の各出力軸に結合した一対の駆動側スプロケット１０と、リーダ４の他端に回転可能に設けたスプロケット軸と、スプロケット軸と一体に回転可能な従動側スプロケット１１ａと、従動側スプロケットの内面とスプロケット軸に固定されたすべり軸受の外面とが摺動する従動側スプロケット１１ｂと、各駆動側スプロケット１０と従動側スプロケット１１ａ，１１ｂとにそれぞれ掛け渡されてスクリュー駆動装置に連結する一対のチェーン１２と、スプロケット１１ａ，１１ｂ又はスプロケット軸の回転数を検出するロータリーエンコーダとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤改良機や杭打機などの建設機械に関し、詳しくは、一対の油圧モータにより駆動される２本のチェーンを用いてスクリュー駆動装置やオーガ駆動装置などの作業装置をリーダに沿って昇降させる作業装置昇降手段を備えた建設機械に関する。

地盤改良機や杭打機などの建設機械において、リーダの下部に一対の油圧モータにより駆動される一対の駆動側スプロケットを、上部に回転可能に設けられたスプロケット軸をそれぞれ設け、該スプロケット軸に設けられた一対の従動側スプロケットと、前記各駆動側スプロケットと前記各従動側スプロケットとにそれぞれ掛け渡されるとともに前記作業装置に連結された一対のチェーンと、前記スプロケット軸の回転数を検出するロータリーエンコーダとを備え、前記一対の従動側スプロケットは、一方の従動側スプロケットが前記スプロケット軸に固設され、他方の従動側スプロケットが前記スプロケット軸に対して回転可能に設けられている建設機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−２３０９５８８号公報

上述の特許文献１記載の建設機械の場合、２個一対の従動側スプロケットが独立して回転可能に設けられているため、一対のチェーンの長さが不揃いになった場合でも、各チェーンに掛かる負荷を均等にすることができるが、一方の従動側スプロケットはスプロケット軸と一体に回転し、他方の従動側スプロケットをスプロケット軸に対して回転可能にするために、他方の従動側スプロケットは、ベアリング又はブッシュを介してスプロケット軸に取り付けられている。

しかしながら、機械構成の寸法制約によっては、ベアリングをスプロケット軸に取り付けられない場合もある。また、軸受の内周側が摺動するいわゆる典型的なブッシュを取り付けようとした場合、後述するようにカラー部材を設けなければならず、やはり寸法的な制約の問題や、部品点数が増えることによるコスト増といった問題が生じてしまう。

そこで本発明は、リーダの限られたスペース内に２個の従動側スプロケットを独立して回転可能に設けるとともに、一方の従動側スプロケットの回転数を検出するロータリーエンコーダもまとめて配置することができる建設機械を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の建設機械は、作業機のリーダに沿って昇降可能に設けられた作業装置と、該作業装置をチェーンを介して昇降させる作業装置昇降手段とを備えた建設機械において、前記作業装置昇降手段は、前記リーダの一端に出力軸を対向配置した一対の油圧モータと、各油圧モータの各出力軸にそれぞれ結合した一対の駆動側スプロケットと、前記リーダの他端に回転可能に設けられたスプロケット軸と、該スプロケット軸に設けられた一対の従動側スプロケットと、前記各駆動側スプロケットと前記各従動側スプロケットとにそれぞれ掛け渡されるとともに前記作業装置に連結された一対のチェーンと、前記各スプロケットの一つ又は前記スプロケット軸の回転数を検出するロータリーエンコーダとを備え、前記一対の従動側スプロケットは、一方の従動側スプロケットが前記スプロケット軸に固設され、他方の従動側スプロケットが、該従動側スプロケットの内面と前記スプロケット軸に固定されたすべり軸受の外面とが摺動することにより、前記スプロケット軸に対して回転可能に設けられていることを特徴としている。

本発明の建設機械によれば、スプロケット軸にすべり軸受を固定し、すべり軸受の外面と従動側スプロケットの内面とを摺動させることにより、他方の従動側スプロケットをスプロケット軸に対して回転可能にしているので、ベアリングやカラー部材を設けられないような寸法的な制約がある状況でも、２個の従動側スプロケットを独立して回転可能に設けるとともに、一方の従動側スプロケットの回転数を検出するロータリーエンコーダもまとめて配置することができる。

本発明の一形態例を示す地盤改良機の要部正面図である。同じく地盤改良機のリーダ上部側の要部断面図である。図２のIII-III断面図である。本発明の一形態例を示す地盤改良機の要部側面図である。同じく地盤改良機の側面図である。参考例を示す地盤改良機のリーダ上部側の要部断面図である。図６のVII-VII断面図である。

図１乃至図５は、建設機械として地盤改良機に本発明を適用した一形態例を示すものである。地盤改良機１は、走行部２ａの上に旋回可能に設けられたベースマシン２の前部に設けられたフロントブラケット３にリーダ４が起伏可能に装着され、該リーダ４には、該リーダ４に沿って昇降する作業装置であるスクリュー駆動装置５と、該スクリュー駆動装置５を昇降させるための作業装置昇降手段６とが設けられている。さらに、リーダ４の下部にはスクリュー駆動装置５に装着されるスクリューシャフト５ａの下部を保持するスクリューガイド７が、リーダ４の上部にはトップシーブ８がそれぞれ設けられている。

前記作業装置昇降手段６は、前記リーダ４の下部両側面に減速装置からの出力軸同士を一直線上に位置させて対向配置された一対の減速機内蔵式の油圧モータ９，９と、前記各出力軸にそれぞれ結合した一対の駆動側スプロケット１０，１０と、前記リーダ４の上部に配置された一対の従動側スプロケット１１ａ，１１ｂと、各駆動側スプロケット１０，１０と各従動側スプロケット１１ａ，１１ｂとにそれぞれ掛け渡されるとともに、両端がスクリュー駆動装置５に連結された一対のチェーン１２，１２とを備えている。

駆動側スプロケット１０，１０は、各出力軸とそれぞれ一体に回転するように設けられるとともに、両駆動側スプロケット１０，１０同士の間には、駆動側スプロケット１０，１０の抜け止めとなる環状部材１３が回転可能な状態で挟着されている。この駆動側スプロケット１０，１０は、独立して回転可能な状態になっているため、チェーン１２，１２の長さが不揃いになった場合でも、両方のチェーン１２，１２に確実に駆動力を伝達することができる。

従動側スプロケット１１ａ，１１ｂは、リーダ４の上部に設けられた一対の軸受１４，１４にベアリング１５，１５を介して回転可能に支持された１本のスプロケット軸１６に、前記駆動側スプロケット１０，１０と対応する位置にそれぞれ設けられている。

図２において右側に示される一方の従動側スプロケット１１ａは、スプロケット軸１６のセレーション結合部１６ａにセレーション結合で固定され、スプロケット軸１６と一体に回転するように形成されている。

図２において左側に示される他方の従動側スプロケット１１ｂは、滑り軸受１８をスプロケット軸１６の外周面に固定し、従動側スプロケット１１ｂの内周面と滑り軸受１８の外周面とが摺動することにより、スプロケット軸１６に対して回転可能に取り付けられている。

また、スプロケット軸１６の外周に設けられたカラー１９ａ，１９ｂ，１９ｃをロックナット１７にて締め上げることにより、カラー１９ａ，１９ｂで従動側スプロケット１１ａの軸線方向位置を規制するとともに、カラー１９ｂ，１９ｃで従動側スプロケット１１ｂの軸線方向位置の規制と滑り軸受１８の固定をしている。

スプロケット軸１６の内部には各ベアリング１５，１５にグリスなどの潤滑剤を注入する注入路１６ｂが設けられている。また、他方の従動側スプロケット１１ｂの内周面にも、グリスなどの潤滑剤を充填する充填溝１１ｃが設けられている。

さらに、従動側スプロケット１１ａ側の軸受１４の外面には、筒状のブラケット２０を介してスプロケット軸１６の回転数、すなわち、従動側スプロケット１１ａの回転数を検出するためのロータリーエンコーダ２１が設けられており、該ロータリーエンコーダ２１の検出軸２１ａは、スプロケット軸１６の一端から軸線方向に突設した連結軸１６ｃにカップリング２２を介して接続されている。

このように、一方の従動側スプロケット１１ａをスプロケット軸１６に固設して従動側スプロケット１１ａとスプロケット軸１６とが一体に回転するように形成し、他方の従動側スプロケット１１ｂを滑り軸受１８を介してスプロケット軸１６に対して回転可能に形成するとともに、スプロケット軸１６の一端にロータリーエンコーダ２１を接続したことにより、スプロケット軸１６を２箇所の軸受１４，１４で支持することができ、リーダ４上部の限られたスペース内に従動側スプロケット１１ａ，１１ｂとロータリーエンコーダ２１とをコンパクトに配置することができる。さらに、２本のチェーン１２，１２の長さが不揃いになったときでも、各従動側スプロケット１１ａ，１１ｂが独立して回転することができるので、各油圧モータ９，９から各従動側スプロケット１１ａ，１１ｂを介してスクリュー駆動装置５との連結部に至る両チェーン１２，１２の引張力、負荷を均等にすることができる。

また、一方の従動側スプロケット１１ａとスプロケット軸１６とを一体に回転するように形成し、このスプロケット軸１６にロータリーエンコーダ２１を接続したことにより、該ロータリーエンコーダ２１によって従動側スプロケット１１ａの回転数を検出することができ、チェーン１２の移動量からスクリュー駆動装置５の昇降位置を計測して施工管理装置に入力することができる。

ここで、図６，７に、他方の従動側スプロケット１１ｂとスプロケット軸１６との間に、軸受の内周側が摺動するいわゆる典型的なブッシュを介在させた場合の参考例を示し、本形態例と同様の構成要素を示すものには、同一の符号をそれぞれ付して、その詳細な説明は省略する。

この参考例では、ブッシュ２３の内周側が摺動するようにするため、ブッシュ２３はスプロケット軸１６に固定するのではなく、従動側スプロケット１１ｂに圧入固定されている。また、カラー部材２４がスプロケット軸１６にロックナット１７を締め上げることで固定される。このカラー部材２４の外周面とブッシュ２３の内周側とが摺動することで、従動側スプロケット１１ｂがスプロケット軸１６に対して回転可能となっている。

この参考例の場合、カラー部材２４を設けなければならないため、部品点数が増えることによる製造コストの上昇や組立の複雑さといった問題が生じたり、従動側スプロケット１１ｂの径が小さいような場合には、圧入固定できるようなブッシュ２４が通常には市販されていない可能性もある。しかし、本形態例はコスト面や寸法的な制約がある場合でも構成可能であり、実用的な形態であるといえる。

なお、本形態例では、スプロケット軸１６とロータリーエンコーダ２１の検出軸２１ａとをカップリング２２により直結しているが、スプロケット軸１６と検出軸２１ａとに互いに歯合する歯車をそれぞれ設け、この歯車を介してスプロケット軸１６と検出軸２１ａとを接続したり、スプロケット軸１６と検出軸２１ａとにチェーンを介して連結されるスプロケットをそれぞれ設け、これらのスプロケット及びチェーンを介してスプロケット軸１６と検出軸２１ａとを接続したりすることもできる。

また、従動側スプロケット１１ａとスプロケット軸１６との固定にセレーション結合を用いているが、従動側スプロケッタ１１ａの内周面とスプロケッタ軸１６の外周面にそれぞれキー溝を設け、キーを挿入することにより固定させてもよい。なお、従動側スプロケット１１ｂに潤滑剤を充填する充填溝１１ｃを設けているが、滑り軸受１８を自己潤滑性のあるものにしてもよい。

さらに、本発明は、杭打機に比べて作業装置から受ける回転反力が小さく、リーダ幅が狭い地盤改良機に好適であるが、地盤改良機に限らず、杭打機や掘削機を始めとする各種建設機械に適用することができる。

１…地盤改良機、２ａ…走行体、２…ベースマシン、３…フロントブラケット、４…リーダ、５…スクリュー駆動装置、５ａ…スクリューシャフト、６…作業装置昇降手段、７…スクリューガイド、８…トップシーブ、９…油圧モータ、１１ａ，１１ｂ…従動側スプロケット、１１ｃ…充填溝、１２…チェーン、１３…環状部材、１４…軸受、１５…ベアリング、１６…スプロケット軸，１６ａ…セレーション結合部、１６ｂ…注入路、１６ｃ…連結軸、１７…ロックナット、１８・・・滑り軸受、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…カラー、２０…ブラケット、２１…ロータリーエンコーダ、２１ａ…検出軸、２２…カップリング、２３…ブッシュ、２４…カラー部材

Claims

作業機のリーダに沿って昇降可能に設けられた作業装置と、該作業装置をチェーンを介して昇降させる作業装置昇降手段とを備えた建設機械において、前記作業装置昇降手段は、前記リーダの一端に出力軸を対向配置した一対の油圧モータと、各油圧モータの各出力軸にそれぞれ結合した一対の駆動側スプロケットと、前記リーダの他端に回転可能に設けられたスプロケット軸と、該スプロケット軸に設けられた一対の従動側スプロケットと、前記各駆動側スプロケットと前記各従動側スプロケットとにそれぞれ掛け渡されるとともに前記作業装置に連結された一対のチェーンと、前記各スプロケットの一つ又は前記スプロケット軸の回転数を検出するロータリーエンコーダとを備え、前記一対の従動側スプロケットは、一方の従動側スプロケットが前記スプロケット軸に固設され、他方の従動側スプロケットが、該従動側スプロケットの内面と前記スプロケット軸に固定されたすべり軸受の外面とが摺動することにより、前記スプロケット軸に対して回転可能に設けられていることを特徴とする建設機械。