JP3660538B2 - 旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
バックホー等の旋回作業機としては、エンジン、ボンネット、運転席等を搭載した旋回体の前部に掘削装置を設け、この旋回体をクローラ走行装置の上面に回動自在に設けて構成されたものが知られている。また、このバックホーでは、掘削装置を駆動する油圧ポンプ等はすべて旋回体側に搭載されており、走行装置側の走行モータやドーザシリンダ等のアクチュエータに油圧ポンプからの作動油を供給するために、前記旋回体と走行装置との間に回動自在な配管接続部としてロータリジョイントが設けられるようになっている。
【0003】
上記ロータリジョイントは、旋回体側に取付けられる場合と、走行装置側に取付けられる場合とがあり、このうち、走行装置側に取付けられる場合は、例えば、特開平11−93209号公報に記載されているように、クローラ走行装置におけるトラックフレームの天板(上フレーム部材)にロータリジョイントの上端が挿通する開口を形成し、同トラックフレームの底板(下フレーム部材)に点検用の開口を形成し、この点検用開口を取付ステーが前後方向に跨ぐように、当該取付ステーの前後端部を点検用開口の前後外側にボルト固定し、この取付ステーの上面にロータリジョイントを立設したものとなっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなバックホーでは、正面掘削や側溝堀などの種々の作業が行われるが、実際の作業頻度としては、旋回体及び掘削装置を前後方向に向けた状態での正面掘削作業が最も多いものとなっている。
しかし、この正面掘削作業は、例えば図13に示すように、旋回体101を前側に向けた状態として、その前方で掘削装置102を繰り返し上下に揺動したり、バケットを地面に突き刺したりする作業であることから、旋回体101を支持する走行装置103のトラックフレーム104に対して、矢示Aに示すような曲げ力が繰り返し作用し、トラックフレーム104の前後中央部では曲げ歪みが大きくなる。
【0005】
そして、トラックフレーム104の歪みは、取付ステー106の前後端をトラックフレーム104から浮き上げるように作用するために、従来技術のように、取付ステー106の長手方向を前後方向に向けたのでは、この作用を大きく受けてその前後端のボルト107等の締結具が緩みやすくなり、これを頻繁に点検して締め直す必要が生じていた。また、取付ステー106に矢示Bで示すような曲げ力が作用すると、取付ステー106が前後に長いことからその歪みも大きくなり、取付ステー106に対するロータリジョイント105の固定ボルト等の締結具も緩み易くなるという課題があった。
【0006】
本発明は、上記のような旋回作業機の作業頻度の多少を考慮し、頻度の多い作業による走行装置への負荷に対して、その影響を少なくした状態で取付ステーを取り付けることによって、固定ボルト等締結具の緩みを防止できるようにしたロータリジョイントの取付構造を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、掘削装置4を備えた旋回体3を、走行装置2上に上下方向の旋回軸心X回りに回動自在に備え、前記走行装置2におけるトラックフレーム6の前記旋回軸心X上に、取付ステー27を介してロータリジョイント28を取り付けている旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造において、
前記取付ステー27は、ロータリジョイント28を載置固定する支持部61と、支持部61から屈曲部62を介して突出された固定部63とを有し、固定部63が前記トラックフレーム6側に締結具66により固定されている点にある。
【0008】
また、本発明の他の技術的手段は、前記取付ステー27の固定部63とは反対側が、トラックフレーム6側から浮いた状態とされて、取付ステー27がトラックフレーム6に対して片持ち状に取付けられている点にある。
また、本発明の他の技術的手段は、前記取付ステー27の固定部63とは反対側が、トラックフレーム6側にフリーな状態で載置されている点にある。
また、本発明の他の技術的手段は、前記取付ステー27の固定部63とは反対側が、トラックフレーム6側に載置されると共に、該固定部63とは反対側がトラックフレーム6側から浮き上がるのを規制する規制部材71が設けられている点にある。
【0009】
また、本発明の他の技術的手段は、前記取付ステー27の固定部63とは反対側が、トラックフレーム6側に載置されると共に、トラックフレーム6側にバカ孔75を介して締結具76により締結されている点にある。
また、本発明の他の技術的手段は、前記取付ステー27の固定部63が、トラックフレーム6に設けた受け部材65に、面接触するように接当された状態で締結具66により締結固定されている点にある。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図6は、本発明に係る旋回作業機としての後方小旋回型のバックホー1を示しており、このバックホー1は走行装置2と旋回体3と掘削装置4とから主構成されている。
なお、以下、バックホー1の走行方向(図6の左右方向)を前後方向といい、この前後方向に直交する横方向(図6の紙面貫通方向)を左右方向という。
【0011】
前記走行装置2は、その装置本体であるトラックフレーム6の左右サイドフレーム7に駆動輪8、従動輪9及び複数個の転輪10を回転自在に支持し、これらにゴム製又は鉄製のクローラ走行体11を巻き付け、前記駆動輪8を油圧モータ等の走行駆動源で駆動するように構成されたクローラ走行装置とされており、前記トラックフレーム6はその上部に旋回ベアリング12を介して旋回体3を旋回軸Xを中心に旋回自在に搭載しており、前部にはドーザ13を昇降自在に装着している。
【0012】
旋回体3には、エンジン15、ボンネット16、運転席17、操縦装置18等が搭載され、前部には、ブラケット19を介して掘削装置4が縦軸回り揺動自在に装着されている。
なお、図6に示すバックホー1は、旋回体3の後端が描く旋回軌跡が走行装置の左右幅及び前後幅からはみでないように構成された、所謂後方小旋回タイプとされているが、旋回体3の前端部に掘削装置4を備え、且つ旋回体3の後端が描く旋回軌跡が走行装置の左右幅及び前後幅から突出する標準的なバックホーであってよいし、旋回体3上の運転席17の側方に掘削装置4の上下揺動軸心を備えた所謂超小旋回型のバックホーとしてもよい。
【0013】
掘削装置4は、前記ブラケット19に縦軸を介して支持された揺動ブラケット20にブーム21とブームシリンダ22の各基端部を枢支し、ブーム21の先端にアーム23を枢支してアームシリンダ24で揺動可能にし、アーム23の先端にバケット25を枢支してバケットシリンダ26で掬い及びダンプ動作可能にしている。
前記トラックフレーム6は、図3及び図4に示すように、大別して、センタフレーム30と、このセンタフレーム30の左右両端に配置された図6に示すサイドフレーム7とを備えて構成されている。
【0014】
前記センタフレーム30は、上フレーム部材31と、下フレーム部材32と、この上下フレーム部材31,32の対向内面間に立設されていて、その上下端縁が上下フレーム部材31,32に固着される複数枚の縦壁33とを有し、これら上下フレーム部材31、32及び縦壁33は鉄板、鋼板等で形成されている。
すなわち、センターフレーム30は、上下フレーム部材31,32を縦壁33によって連結した立体構造物を構成し、縦壁33は上下フレーム部材31,32のリブとしての役割を担うものとなっている。
【0015】
センターフレーム30は、その中央部Aが平面視略矩形状に形成されていて、その上面に旋回ベアリング12を介して旋回体3を回転自在に支持するとともに、その前部にドーザ13を支持するようになっている。
具体的には、センターフレーム30の中央部Aにおける上フレーム部材31には、上下方向に貫通する円形の開口31Cが形成されるとともに、この開口31C周りに、旋回ベアリング12を取り付けるためのボルト孔31Dが多数形成され、この部分がベアリング受け部Aaを構成している。
【0016】
また、センタフレーム30の中央部Aの前部には、ドーザ13の支持アーム13Aを枢支ピンを介して揺動自在に支持するアーム支持部42と、ドーザ13を昇降するドーザシリンダ43を枢支ピンを介して支持するシリンダ支持部44とが形成され、これらによりドーザ支持部が形成されている。
センターフレーム30の中央部Aの左右両側には、左右外方へ突出して左右サイドフレーム7L,7Rに連結される脚部Cを有している。この脚部Cは、中央部Aの左側前後から突出する左側前後脚部C1、C2と、中央部Aの右側前後から突出する右側前後脚部C3、C4とを有し、これらは、それぞれ前方又は後方にも突出するように傾斜されていて、全体としてセンターフレーム30が、平面視で略X形状を呈するものとなっている。
【0017】
また、左サイドフレーム7Lと左側前後脚部C1、C2との間には左側抜き孔40Lが形成され、右側サイドフレーム7Rと右側前後脚部C3、C4との間には右側抜き孔40Rが形成されるようになっている。
なお、前記下フレーム部材32は、中央部Aから四方の脚部C1〜C4に亘って1枚の板材で形成されており、これに対して、上フレーム部材31は、ベアリング受け部Aaが形成される中央部分31Aと、脚部C1〜C4の上面を構成する部分31Bとが別部材として形成され、それを溶接で固着して一体としている。但し、上下フレーム部材31、32共に1枚板で形成したり、下フレーム部材32の脚部C1〜C4を別部材で形成したりしてもよい。また、センターフレーム30を平面視で略H状を呈するものとしてもよい。
【0018】
また、センタフレーム30は中央部Aが最も高く、中央部Aから四方の脚部C1〜C4の先端に行くに従って低くなるように脚部Cは下向き傾斜に形成されており、センタフレーム30の上下厚さは中央部Aが最も厚く、中央部Aから四方の脚部C1〜C4の先端に行くに従って薄くなっている。
左右各サイドフレーム7L、7Rには複数個の転輪10が軸支され、かつその前後部に前後の脚部Cが固着されている。
前記縦壁33は、センタフレーム30の左右各抜き孔40L、40Rを形成している縁の近傍に配置されかつ前後端がサイドフレーム7L、7Rに連結された左右縦壁33Aと、センタフレーム30の後部を形成している縁の近傍に配置されかつ左右端がサイドフレーム7L、7Rに連結された後縦壁33Bと、左右両縦壁33Aの前端又はその近傍の左右両サイドフレーム7L、7Rを繋ぐ前縦壁30Cとを有している。
【0019】
以上の構成により、前後左右の各縦壁33A〜33Cは、ベアリング受け部Aaを下側から支持することとなって旋回体3からの荷重を受け持っており、これによりセンターフレーム30の強度を向上できるものとなっている。
なお、センターフレーム30の中央部Aにおける下フレーム部材32には、センターフレーム30内の点検等に用いられる開口32Cが形成され、この開口32Cの周囲には、前記ボルト孔31Dに対応する図示省略の挿通孔が多数形成されており、この挿通孔を介してセンターフレーム30内にボックスレンチ等の工具を挿入し、旋回ベアリング12を固定するためのボルトをセンターフレーム30内から締結できるようにしている。
【0020】
図1〜図4に示すように、前記下フレーム部材32の上面には、板材よりなる取付ステー27がその長手方向を前後方向に向けた状態で取付られている。前記取付ステー27は、ロータリジョイント28を載置固定する水平板状の支持部61と、支持部61の前端から屈曲部62を介して上方側に突出された固定部63とを一体に有する。取付ステー27の支持部61と固定部63との間に補強リブ64が設けられている。
取付ステー27の固定部63が、前記トラックフレーム6側に締結具により固定されている。即ち、トラックフレーム6の後縦壁33Bにコの字状の受け部材65が前方突出状に固設され、取付ステー27の固定部63が、受け部材65に面接触するように接当された状態で締結具である固定ボルト66により締結固定されており、取付ステー27の固定部63には、3つの雌ネジ孔67が形成され、この雌ネジ孔67に対応して受け部材65に3つのボルト挿通孔68が形成され、これら雌ネジ孔67とボルト挿通孔68とを合致させて受け部材65側から固定ボルト66を螺合することによって、取付ステー27の固定部63が受け部材65を介してトラックフレーム6の後縦壁33Bに固定されるようになっている。
【0021】
また、図5に示すように、トラックフレーム6の後縦壁33Bに、受け部材65のボルト挿通孔68に対応して3つの工具挿通孔69が形成されており、この工具挿通孔69を介してセンターフレーム30内にボックスレンチ等の工具を挿入し、固定ボルト66をセンターフレーム30外から締結できるようにしている。
取付ステー27の支持部61上面の旋回軸心X上にはロータリジョイント28が立設され、このロータリジョイント28の上端が上フレーム部材31の開口31Cを介して旋回体3側に突出している。
【0022】
取付ステー27の固定部63側である、取付ステー27の支持部61の後部は、下フレーム部材32の挿通孔32後方に載置され、取付ステー27の固定部63とは反対側である、取付ステー27の支持部61の前部は、トラックフレーム6の挿通孔32に対応する位置にあって、トラックフレーム側6から浮いた状態とされている。
従って、取付ステー27の固定部63のみが前記トラックフレーム6側に締結具により固定されて、取付ステー27がトラックフレーム6に対して片持ち状に取付けられている。
【0023】
なお、図3に示す46は、前記開口32Cを下側から塞ぐように下フレーム部材32の下面に着脱自在に装着されるカバー体である。
一方、ロータリジョイント28は、筒形のアウタースリーブ47と、このアウタースリーブ47に回動自在に挿入されるインナーシャフト48とから構成され、これらの内部に複数の油路が形成されている。
また、インナーシャフト48の頭部48Aは旋回体3内に突出するとともに、旋回体3内の油圧ポンプからの油圧配管が制御弁を介して接続され、アウタースリーブ47の外周面には、左右走行モータやドーザシリンダ43等からの配管が接続される接続口47Aが形成されている。また、アウタースリーブ47の下端面は平坦面に形成されるとともに取付ステー27の上面に載置され、同取付ステー27の下側から固定ボルト50によって連結されるようになっている。
【0024】
上記実施の形態によれば、取付ステー27は、ロータリジョイント28を載置固定する支持部61と、支持部61から屈曲部62を介して上方側に突出された固定部63とを有し、固定部63が前記トラックフレーム6側に締結具により固定され、取付ステー27の固定部63とは反対側が、トラックフレーム6側から浮いた状態とされて、取付ステー27がトラックフレーム6に対して片持ち状に取付けられていることから、バックホー1において最も作業頻度が高い、旋回体3及び掘削装置4を前後方向に向けての正面掘削作業を行う場合でも、トラックフレーム6に付与される曲げ力の影響で固定ボルト66等の締結具が緩むようなことが少なくなっている。
【0025】
特に、取付ステー27の支持部61と固定部63との間の屈曲部62での変形によって、トラックフレーム6から取付ステー27に付与される曲げ力を効果的に緩和吸収することができるし、また、取付ステー27がトラックフレーム6に対して片持ち状であるため、取付ステー27に曲げ力が作用するのを効果的に防ぐことができ、取付ステー27がねじれ等の弾性変形を生じることがなくなり、固定ボルト66等の締結具の緩みが確実に防止されるのである。
また、取付ステー27の固定部63が、トラックフレーム6に設けた受け部材65に、面接触するように接当された状態で締結具66により締結固定されているので、ロータリジョイント28から伝達される取付ステー27の回動トルクは、取付ステー27の固定部63と受け部材65との面接触部分によって受けることができ、固定ボルト66等の締結具では取付ステー27の回動トルクを受ける必要がなくなるため、取付ステー27の回動トルクによる固定ボルト66等の締結具の緩みも防止できる。
【0026】
また、取付ステー27を取り付ける場合には、工具挿通孔68を介してセンターフレーム30内にボックスレンチ等の工具を挿入し、固定ボルト66をセンターフレーム30外から締め付けて、取付ステー27を横側から固定ボルト66により取り付けることができる。従って、この場合従来のようにトラックフレーム6の下側に潜ってボルトを工具で回動操作したりする必要がなくなり、取付ステー27を簡単に取り付けたり取り外したりすることができる。
図7及び図8は他の実施の形態を示し、取付ステー27の支持部61が前方に延長され、前記取付ステー27の固定部63とは反対側である、取付ステー27の支持部61の前端部が、トラックフレーム6の下フレーム部材32の開口32C前方にフリーな状態で載置されている。
【0027】
この場合、取付ステー27は、ロータリジョイント28を載置固定する支持部61と、支持部61から屈曲部62を介して上方側に突出された固定部63とを有し、固定部63が前記トラックフレーム6側に締結具により固定され、取付ステー27の固定部63とは反対側が、フリーな状態で載置されていることから、前記実施の形態の場合と同様に、バックホー1において最も作業頻度が高い、旋回体3及び掘削装置4を前後方向に向けての正面掘削作業を行う場合でも、トラックフレーム6に付与される曲げ力の影響で固定ボルト66等の締結具が緩むようなことが少なくなっている。特に、取付ステー27の支持部61と固定部63との間の屈曲部62での変形によって、トラックフレーム6から取付ステー27に付与される曲げ力を効果的に緩和吸収することができるし、また、取付ステー27の固定部63とは反対側が、フリーな状態で載置されているため、取付ステー27に曲げ力が作用するのを効果的に防ぐことができ、取付ステー27がねじれ等の弾性変形を生じることがなくなり、固定ボルト66等の締結具の緩みが確実に防止されるのである。また、取付ステー27の固定部63が、トラックフレーム6に設けた受け部材65に、面接触するように接当された状態で締結具66により締結固定されているので、ロータリジョイント28から伝達される取付ステー27の回動トルクは、取付ステー27の固定部63と受け部材65との面接触部分によって受けることができ、固定ボルト66等の締結具では取付ステー27の回動トルクを受ける必要がなくなるため、取付ステー27の回動トルクによる固定ボルト66等の締結具の緩みも防止できる。
【0028】
図9及び図10は他の実施の形態を示し、取付ステー27の支持部61を前方に延長し、前記取付ステー27の固定部63とは反対側である、取付ステー27の支持部61の前端部が、トラックフレーム6の下フレーム部材32の開口32C後方にフリーな状態で載置され、該固定部63とは反対側がトラックフレーム6側から浮き上がるのを規制する規制部材71が設けられている。
この場合も、前記実施の形態の場合と同様に、バックホー1において最も作業頻度が高い、旋回体3及び掘削装置4を前後方向に向けての正面掘削作業を行う場合でも、トラックフレーム6に付与される曲げ力の影響で固定ボルト66等の締結具が緩むようなことが少なくなる。
【0029】
図11及び図12は他の実施の形態を示し、取付ステー27の支持部61が前方に延長され、前記取付ステー27の固定部63とは反対側である、取付ステー27の支持部61の前端部が、トラックフレーム6の下フレーム部材32の開口32C後方にフリーな状態で載置されると共に、トラックフレーム6側にバカ孔75を介してボルト76等の締結具により締結されている。
この場合も、前記実施の形態の場合と同様に、バックホー1において最も作業頻度が高い、旋回体3及び掘削装置4を前後方向に向けての正面掘削作業を行う場合でも、トラックフレーム6に付与される曲げ力の影響で固定ボルト等の締結具が緩むようなことが少なくなる。
【0030】
なお、取付ステー27の固定部63のボルト固定箇所は、上記実施の形態の如く3箇所とするに限定されるものではなく、2箇所であってもよいし、4箇所以上であってもよい。
本発明は、上記実施形態に限ることなく、適宜設計変更可能であり、例えば、下フレーム部材32でなく上フレーム部材31の開口31C周りに取付ステー27を固定したものであってもよく、取付ステー27をロータリジョイント28のアウタースリーブ47と一体に形成したものであってもよい。
【0031】
また、前記実施の形態では、取付ステー27の固定部63とは反対側が、トラックフレーム6側から浮いた状態とされこと等により、トラックフレーム6側に対して移動可能とされているが、これに代えて、取付ステー27の固定部63とは反対側をトラックフレーム6側に対してボルト等の締結具によって移動不能となるように強固に固定するようにしてもよく、このようにしても、取付ステー27の支持部61と固定部63との間の屈曲部62での変形によって、トラックフレーム6から取付ステー27に付与される曲げ力を効果的に緩和吸収することができ、固定ボルト66等の締結具の緩みを防止することができる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、作業頻度の高い正面掘削等によって、トラックフレーム6の前後に高頻度で曲げ力が作用したとしても、取付ステー27の固定部分に対してトラックフレーム6の歪みの影響が少なくなり、同取付ステー27の固定ボルト66等の締結具が緩み難くなる。また、取付ステー27自体の曲げ歪みも小さくなり、ロータリジョイント28に対する固定ボルト50等の締結具も緩み難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すロータリジョイントの取付部分の平面断面図である。
【図2】同ロータリジョイントの取付部分の側面断面図である。
【図3】同トラックフレーム部分の側面断面図である。
【図4】同トラックフレーム部分の平面図である。
【図5】同トラックフレームの後縦壁部分の背面図である。
【図6】同旋回作業機の全体側面図である。
【図7】他の実施の形態を示すロータリジョイントの取付部分の平面断面図である。
【図8】同ロータリジョイントの取付部分の側面断面図である。
【図9】他の実施の形態を示すロータリジョイントの取付部分の平面断面図である。
【図10】同ロータリジョイントの取付部分の側面断面図である。
【図11】他の実施の形態を示すロータリジョイントの取付部分の平面断面図である。
【図12】同ロータリジョイントの取付部分の側面断面図である。
【図13】従来技術を示す旋回作業機の側面図(一部断面図)である。
【符号の説明】
1 旋回作業機
2 クローラ走行装置
3 旋回体
4 掘削装置
6 トラックフレーム
27 取付ステー
28 ロータリジョイント
61 支持部
62 屈曲部
63 固定部
65 受け部材
66 固定ボルト(締結具)
71 規制部材
75 バカ孔
76 ボルト(締結具)
Claims (6)
- 掘削装置(4)を備えた旋回体(3)を、走行装置(2)上に上下方向の旋回軸心X回りに回動自在に備え、前記走行装置(2)におけるトラックフレーム(6)の前記旋回軸心X上に、取付ステー(27)を介してロータリジョイント(28)を取り付けている旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造において、
前記取付ステー(27)は、ロータリジョイント(28)を載置固定する支持部(61)と、支持部(61)から屈曲部(62)を介して上方に突出された固定部(63)とを有し、この固定部(63)をトラックフレーム(6)に設けた上下方向に沿う面を有する壁部に、該壁部で前記ロータリージョイント(28)から取付ステー(27)に伝達された回動トルクを受けるように、面接触させた状態で締結具(66)により締結固定していることを特徴とする旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造。 - 前記屈曲部(62)が前記トラックフレーム(6)から取付ステー(27)に付与される曲げ力を緩和吸収できるように、変形可能としていることを特徴とする請求項1に記載の旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造。
- 前記取付ステー(27)の固定部(63)とは反対側が、トラックフレーム(6)側から浮いた状態とされて、取付ステー(27)がトラックフレーム(6)に対して片持ち状に取付けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造。
- 前記取付ステー(27)の固定部(63)とは反対側が、トラックフレーム(6)側にフリーな状態で載置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造
- 前記取付ステー(27)の固定部(63)とは反対側が、トラックフレーム(6)側に載置されると共に、該固定部(63)とは反対側がトラックフレーム(6)側から浮き上がるのを規制する規制部材(71)が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造。
- 前記取付ステー(27)は、受け部材(65)を介してトラックフレーム(6)に固定され、この受け部材(65)は、取付ステー(27)の固定部(63)が固定される壁部と、この壁部の端部から延設されてトラックフレーム(6)に固定された一対の壁部とから平面視で略コの字状に形成されいることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の旋回作業機におけるロータリジョイントの取付構造。
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