JP4236609B2 - 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

Description

本発明は、バックホー等の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。

バックホー等の旋回作業機には、掘削装置を備えた旋回体を、走行装置上に上下方向の旋回軸心回りに回動自在に備え、走行装置の走行フレームの旋回軸心上に、ロータリジョイントが取り付けられるものがあり、この種の従来の旋回作業機のロータリジョイントの取付構造は、走行装置の走行フレームの底板に、直接又は取付ブラケット等を介して、ロータリジョイントを載置して、ロータリージョイントの底面を走行フレームの底板に又は取付ブラケット等を介してボルト等の固定具で固定していた（例えば特許文献１、特許文献２）。
特開２００１−２７１３８０号公報 特開平１１−９３２０９号公報

従って、従来の場合、ロータリジョイントに回動トルクがかかると、底面側を支点にロータリジョイントを大きく揺動させるように作用し、このため走行フレームの底板のロータリジョイント取付部分や取付ブラケット等に大きな強度を持たせる必要があった。
また、ボルト等の固定具が緩むと、ロータリジョイントが底面側を支点に大きく揺動して、ロータリジョイントに連結した油圧ホースを破損したりするおそれが大であった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ロータリジョイント取付部分の強度が小さくて済み、しかもボルト等の固定具が緩んでも、ロータリジョイントが回動トルクによって大きく揺動しないようにしたものである。

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、作業装置を備えた旋回体を、走行装置上に上下方向の旋回軸心回りに回動自在に備え、走行装置の走行フレームの旋回軸心Ｘ上に、ロータリジョイントが取り付けられた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、
走行フレームの底板に支持ステーが上方突設され、ロータリジョイントの上下方向中央部が、前記支持ステーを介して走行フレームの底板に取り付けられ、
前記支持ステーはロータリジョイントに対して一対設けられ、各支持ステーへのロータリジョイントの取付部は、互いに上下にずらされている点にある。

また、本発明の他の技術的手段は、前記支持ステーは、ロータリジョイントの前後に一対設けられている点にある。
また、本発明の他の技術的手段は、前記ロータリジョイントに、側面視Ｌ字状の取付部材が設けられ、このＬ字状の取付部材の一片が、ロータリジョイント側に固定され、取付部材の他片が、前記支持ステーのロータリジョイント取付部に、載置して固定されている点にある。

本発明によれば、ロータリジョイント取付部分の強度が小さくて済み、しかもボルト等の固定具が緩んでも、ロータリジョイントが回動トルクによって大きく揺動しないようになる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１において、１は旋回作業機として例示するバックホーであり、該バックホー１は上部の旋回体２（機体）と、下部の走行装置３とから主構成されている。
なお、バックホー１の走行方向（図１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１の紙面貫通方向）を左右方向という。
旋回体２は、走行装置３上に上下方向の旋回軸心Ｘ回りに旋回自在に支持された旋回台６と、旋回台６の前部に設けられた作業装置（掘削装置）７と、旋回台６に設けられた運転席と、エンジン、燃料タンク、油圧ポンプ、作動油タンク，コントロールバルブ、ラジエータ、オイルクーラ、リザーブタンク、バッテリー等の旋回台６に搭載された各種機器等とを備えて構成されている。

旋回台６は、走行装置３上に旋回ベアリング１１を介して旋回軸心Ｘ廻りに旋回自在に支持された旋回基板１２を備えると共にこの旋回基板１２上に補強部材や、各種機器等を取付固定するための取付部材等を固定してなる旋回フレームと、この旋回フレームの後部に取付固定されていて旋回台６前部の作業装置７等に対する重量バランスを図ると共に旋回台６の後部を構成するカウンタウエイト１３とから主構成されている。
旋回基板１２の前部には、旋回台６から前方突出状した支持ブラケット１６が設けられ、この支持ブラケット１６に、揺動ブラケット１７が上下軸廻りに左右揺動自在に支持されている。

揺動ブラケット１７に横軸廻りに揺動自在に支持されたブーム１８と、このブーム１８の先端側に横軸廻りに揺動自在に支持されたアーム１９と、このアーム１９の先端側にスクイ・ダンプ動作可能に取り付けられたバケット２０とから前記作業装置７が主構成されており、これらブーム１８、アーム１９、バケット２０は、それぞれ油圧シリンダからなるブームシリンダ２１、アームシリンダ２２、バケットシリンダ２３によって作動可能とされている。
図２〜図７において、走行装置３は、走行フレーム２７を備え、走行フレーム２７の左右両側に、後部に配置された駆動輪３０、前部に配置されたアイドラ３１（遊転輪）、これら駆動輪３０とアイドラ３１との間に配置された複数個の転輪３２及びキャリアローラ３３を回転自在に支持すると共に、これら駆動輪３０、アイドラ３１、キャリアローラ３３及び転輪３２にゴム製又は鉄製の無端ベルト状のクローラベルト３４を巻き掛け、駆動輪３０を油圧モータＭ等で駆動してクローラベルト３４を循環回走させるように構成した左右一対のクローラ走行体３６が設けられている。走行装置３の前部にはドーザ３５が備えられている。

前記走行フレーム２７は、図２〜図５に示すように、大別して、センタフレーム３７と、このセンタフレーム３７の左右両側に配置されたサイドフレーム３８とを備えて構成されている。
センタフレーム３７は、上板３９と、底板４０とを有し、これら上板３９と底板４０との対向内面間に立設されていて、その上下端縁が上板３９及び底板４０に固着された左右の側縦壁４２と、後縦壁４３と、前縦壁４４とを有する。これら上板３９、底板４０、縦壁４２，４３，４４は鉄板又は鋼板等で形成されている。すなわち、センタフレーム３７の主要部は、上板３９と底板４０とを縦壁４２，４３，４４によって連結した立体構造物を構成している。

センタフレーム３７は、その主要部の中央部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１１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３５を支持している。
具体的には、センタフレーム３７の中央部における上板３９には、上下方向に貫通する円形の開口４６が形成されるとともに、この開口４６の周りに、旋回ベアリング１１を取り付けるためのボルト孔が多数形成され、この部分が旋回ベアリング１１の受け部Ａを構成している。

図１０及び図１１に示すように、センタフレーム３７の上板３９における開口４６の内周面が、旋回ベアリング１１のインナーギヤ４８の歯底縁４８ａ近傍に形成され、開口４６の内周面が、旋回ベアリング１１のインナーギヤ４８の歯底縁４８ａよりも径方向外方に配置されると共に、開口４６の内周面の上端側に、インナーギヤ４８の歯底縁４８ａ直下から開口４６の内方に向けて下降傾斜した土だまり防止面４９が形成されている。従って、旋回ベアリング１１のインナーギヤ４８側から落下した土は、上板３９の開口４６縁部上に落ちることなく、土だまり防止面４９を滑り落ちて、開口４６から落下するため、土が上板３９の開口４６縁部上に貯まることがなくなる。

また、センタフレーム３７の中央部の前部には、左右方向中央部に支持ブラケット５３が左右一対設けられていると共に、この支持ブラケット５３の左右両側にも支持ブラケット５４が左右一対ずつ設けられている。
中央部の支持ブラケット５４には、ドーザ３５を昇降するドーザシリンダ５５の後端側が左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支されており、左右の支持ブラケット５４には、ドーザ３５の揺動フレームを構成する左右の支持アーム５７の後端側が左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支されている。

前記センタフレーム３７の左右両側部には、中央部から左右方向外方へ突出して左右サイドフレーム３８に連結される左右の脚部Ｃ１を有している。
なお、前記底板４０は、センタフレーム３７の中央部から脚部Ｃ１に亘って１枚の板材で形成されていて、該底板４０の左右両側部分で脚部Ｃ１の下面を構成しており、これに対して、上板３９は、旋回ベアリング受け部Ａが形成される中央部分３９Ａと、脚部Ｃ１の上面を構成する板材からなる上部壁３９Ｂとが別部材として形成され、それを溶接等で固着して一体とされている。

センタフレーム３７の中央部はサイドフレーム３８よりも高い位置に配置されており、前記脚部Ｃ１（センタフレーム３７の外側部）は、図６に示すように、左右方向方に向かうにしたがって下方に移行する傾斜状に形成されている。
左右のサイドフレーム３８は、図２、図５、図６に示すように、センタフレーム３７の側方に配置されて脚部Ｃ１に連結された前後方向に長いメインフレーム５９を備える。メインフレーム５９の後端側に連結板６０を介してモータケース６１が後方突設され、メインフレーム５９の前部側に連結板６３を介してアイドラ保持部６４が後方突設されている。

サイドフレーム３８のメインフレーム５９の上面は、センタフレーム３７の外側部（脚部Ｃ１）の上面に連続するように、外側方に向けて徐々に下降するように傾斜されている。
サイドフレーム３８（メインフレーム５９）は、図７、図１２に示すように、上壁７２と、この上壁７２の左右方向内端側から下方に延びる内側壁７３と、上壁７２の左右方向外端側から下方に延びる外側壁７４とを備える断面門型に形成され、下端側が開口されている。

上壁７２は左右方向外方に向かうにしたがって下方に移行する傾斜状に形成され、図６に示すように前記脚部Ｃ１上壁を構成する上部壁３９Ｂ（板材）は、メインフレーム５９の上壁７２の内方側に重合されて溶接等によって固着されている。
図１、図３、図４に示すように、メインフレーム５９の、内外側壁７３，７４間の下部に、前記転輪３２が前後に間隔をおいて配置されていて、左右方向の軸心廻りに回動自在に支持されている。キャリアローラ３３は、メインフレーム５９の上壁７２に左右方向の軸心廻りに回動自在に支持されている。

図２〜図５及び図６〜図９に示すように、アイドラ保持部６４の上壁には、アイドラ３１との干渉を避けるために、前方開放状で平面視Ｕ字形の切欠溝７８が形成されており、アイドラ保持部６４には、ヨーク８６が前後方向摺動自在に支持されており、このヨーク８６の前部にアイドラ３１が左右方向の支軸８７を介して回転自在に取り付けられ、アイドラ３１はアイドラ保持部６４の切欠溝７８から上下及び前方に外方突出した状態に支持されている。
左右各メインフレーム５９の前部には、クローラベルト３４にテンションを与えるため及びそのテンションを調整するために、図２に示すテンション装置８８が収納されている。

モータケース６１は、左右方向内方側が開口した箱形に形成され、油圧モータＭはモータケース６１に取付用開口部６８を介して内外突出状に支持されている。
モータケース６１は、メインフレーム５９よりも左右方向内方寄りに配置され、メインフレーム５９の後端に、溶接、締結具その他の固定手段によって固定されている。その結果、モータケース６１は、センタフレーム３７の外側部の後端からサイドフレーム３８のメインフレーム５９の後端に亘って、後方突出状に取り付けられている。
前記モータケース６１には駆動輪３０を駆動する油圧モータＭが左右方向外方に突出状に保持され、この突出部分に駆動輪３０が取付固定されており、クローラベルト３４は、サイドフレーム３８を外囲いするように、駆動輪３０，アイドラ３１、転輪３２及びキャリアローラ１８に巻回されている。

駆動輪３０は、油圧モータＭによって正逆転自在に回転駆動され、図１において、駆動輪３０の反時計回りの回転によりクローラベルト３４が反時計回りに循環回走してバックホー１が前進し、駆動輪３０の時計回りの回転によりクローラベルト３４が時計回りに循環回走してバックホー１が後進する。
図３〜図５及び図１２〜図１４に示すように、サイドフレーム３８（メインフレーム５９）に、複数の転輪３２が前後方向に間隔をおいて下方突出状に支持されている。転輪３２を取り付ける取付板９５は、転輪３２に対応してサイドフレーム３８の前後方向に複数設けられていて、サイドフレーム３８の前後方向に互いに間隔をおいて断続的に配置されている。複数の取付板９５は、前後方向の一端側が開口した嵌合凹部９６を有する平面視コの字状に形成され、各取付板９５は、サイドフレーム３８の左右一対の側壁７３，７４の下端間を連結するように、サイドフレーム３８に溶接等により装着（固定）されている。各取付板９５の下面側に、転輪３２を左右軸９７廻りに回転自在に支持する支持体９８がボルト等の固定具９９により固定され、これにより、転輪３２は嵌合凹部９６から取付板９５の上下に突出した状態で回転自在に支持されている。

図１５及び図１６において、走行装置３の左側のクローラベルト３４の前端側に、鉄製のクローラベルト３４を回動不能にロックするロック機構１００が設けられている。このロック機構１００は、コの字状のロックプレート１０１とロックシャフト１０２と施錠具１０３とロックピン１０４とを備える。ロックプレート１０１は、左右一対の側板部１０５と、側板部１０５の前端部同士を左右に連結する連結板部１０６とを有するコの字状に形成され、一対の側板部１０５に挿通孔１１１が設けられている。ロックプレート１０１は、クローラベルト３４の前端部の前側と左右外側とを囲むように、クローラベルト３４の前端部側に配置されている。ロックプレート１０１の左右一対の側板部１０５間にロックシャフト１０２が連結されている。ロックシャフト１０２は、挿通孔１１１を通して一方（左側）の側板部１０５の外側方から他方の側板部１０５に向けて左右方向に挿通され、アイドラ３１の貫通孔１０９を介してアイドラ３１を左右に貫通して、他方（右側）の側板部１０５を貫通するように挿入され、その外方突出した挿入端部に取付孔１０７を介して施錠具１０３の施錠杆１０８が挿入され、この状態で施錠具１０３が施錠されている。これにより、他方の側板部１０５に対してロックシャフト１０２を施錠具１０３によって抜け止めしている。

ロックプレート１０１の連結板部１０６に、ロックピン１０４が突設されており、ロックピン１０４は、クローラベルト３４の開口孔１１０に挿通され、前記ロックシャフト１０２が、一方の側板部１０５、アイドラ３１及び他方の側板部１０５に挿通して施錠具１０３により抜け止めすることにより、ロックピン１０４は、クローラベルト３４の開口孔１１０に挿通された状態に保持されるようになっている。これにより、ロック機構１００によって左側のサイドフレーム３８に対してクローラベルト３４が回動不能になるようにロックされている。

図２、図４、図５、図８及び図９において、走行装置３の走行フレーム２７の旋回軸心Ｘ上に、ロータリジョイント１１７が設けられている。このロータリジョイント１１７の上端が上板３９の開口４６を介して旋回体２側に突出されている。ロータリジョイント１１７は、筒形のアウタースリーブ１１９と、このアウタースリーブ１１９に回動自在に挿入されるインナーシャフト１２０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１２０の頭部は旋回体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１１９の外周面には、接続口を介して左右の走行モータＭやドーザシリンダ５５等からの油圧ホース１２５が接続されている。

センタフレーム３７の底板４０には、センタフレーム３７内の点検等に用いられる開口１２７が形成され、底板４０に、前記開口１２７を下側から塞ぐようにカバー体１２８が着脱自在に取り付けられ、走行フレーム２７の底板４０に、前後一対の支持ステー１２９が上方突設されている。この一対の支持ステー１２９は、ロータリジョイント１１７の前後に配置されている。各支持ステー１２９は、コの字状の固定部１３０と該固定部１３０からＬ字状に上方突出したロータリジョイント取付部１３１とを有し、固定部１３０は底板４０の開口１２７の前後に溶接又はボルト等の固定具により取り付けられている。ロータリジョイント１１７の上下方向中央部が、前記左右一対の支持ステー１２９を介して走行フレーム２７の底板４０に取り付けられている。

前記ロータリジョイント１１７の各支持ステー１２９への取付部１３５は、ロータリジョイント１１７の上下方向中央部の前後に、互いに上下にずらされて配置されている。前記ロータリジョイント１１７の前後に、側面視Ｌ字状の取付部材１３２が設けられている。この取付部材１３２は支持ステー１２９に対応して前後一対設けられ、一対の取付部材１３２の上部（一片）は、ボルト等の固定具１３３によりロータリジョイント１１７の一対の取付部１３５にそれぞれ固定されている。各取付部材１３２の（下部）他片は、各支持ステー１２９のロータリジョイント取付部１３１の水平な上部に、それぞれ載置してボルト等の固定具１３７により固定されている。

上記実施の形態によれば、バックホー１を盗難防止するには、図１５及び図１６に示すように、ロックプレート１０１を、走行装置３のクローラベルト３４の前端部の前側と左右外側とを囲むように、クローラベルト３４の前端部側に配置して、ロックピン１０４を、クローラベルト３４の開口孔１１０に挿通し、その後、ロックシャフト１０２を、一方の側板部１０５の外側方から他方の側板部１０５に向けて左右方向に挿通し、アイドラ３１を左右に貫通して、他方の側板部１０５を貫通するように挿入し、その外方突出した挿入端部に取付孔１０７を介して施錠具１０３の施錠杆１０８を挿入し、この状態で施錠具１０３を施錠すればよい。これにより、サイドフレーム３８に対してクローラベルト３４が回動不能になるように簡単にロックされ、バックホー１の盗難防止が図られる。

そして、ロック機構１００のロックを解除するには、ロックシャフト１０２の挿入端部から施錠具１０３を取り外し、その後、ロックシャフト１０２を、一方の側板部１０５側に引いて、他方の側板部１０５、アイドラ３１及び一方の側板部１０５側から抜き取って、その後、ロックプレート１０１を、前方に引っ張って、ロックピン１０４をクローラベルト３４の開口孔１１０から抜けばよく、ロック機構１００によるロックを簡単に外すことができる。
また、転輪３２を取り付けるための取付板９５がサイドフレーム３８の前後方向に互いに間隔をおいて断続的に配置されているため、各取付板９５は小型で軽量になって、各取付板９５の製造が容易になるし、全ての取付板９５の合計の重量も、複数の転輪３２に対して一体型のものとされていた従来の取付板に比べて相当軽くなり、取付板９５は取り扱いやすくサイドフレーム３８への装着も簡単になる。また、転輪３２に対応する嵌合凹部９６も各々別個の取付板９５に形成されるため、嵌合凹部９６同士の間隔の調整も容易になし得、このため、転輪３２のピッチ寸法も精度が出し易くなり、この点からも取付板９５のサイドフレーム３８への装着が容易になる。

また、ロータリジョイント１１７の上下方向中央部が、前記支持ステー１２９を介して走行フレーム２７の底板４０に取り付けられているので、ロータリジョイント１１７に回動トルクがかかると、この回動トルクが、ロータリジョイント１１７に対して上下方向中央部を支点に揺動させるように作用することになり、このため、ロータリージョイント１１７の底面側乃至上端側が揺動する大きさを半減することができ、この点からロータリージョイント１１７の揺動をうまく抑制することができる。また、このため、走行フレーム２７の底板４０のロータリジョイント１１７支持部分や支持ステー１２９等に大きな強度を持たせる必要もなくなった。また、支持ステー１２９は、ロータリジョイント１１７の前後に一対設けられ、各支持ステー１２９へのロータリジョイント１１７の取付部１３５は、互いに上下にずらされているので、ロータリージョイント１１７が特定位置を支点に揺動するのを効果的に防止することができ、この点からも、ロータリージョイント１１７の揺動を抑制することができる。また、ボルト等の固定具が緩んでも、ロータリジョイント１１７が回動トルクによって大きく揺動しなくなり、これによってロータリジョイント１１７に連結した油圧ホース１２５が破損するのを防止できるようになる。

図１７は他の実施形態を示し、クローラベルト３４を、図１５に示す鉄製に代えてゴム製のものを使用したものである。その他の点は前記実施の形態の場合と同様の構成である。
図１８は他の実施形態を示し、開口４６の内周面が、旋回ベアリング１１のインナーギヤ６８の歯底縁４８ａよりも径方向内方に突出するように配置されると共に、開口４６の内周面の上端側に、インナーギヤ６８の歯底縁直下から開口４６の内方に向けて下降傾斜した土だまり防止面４９が形成されている。その他の点は、前記実施形態の場合と同様の構成である。この場合も、旋回ベアリング１１のインナーギヤ６８側から落下した土は、上板３９の開口４６縁部上に落ちることなく、土だまり防止面４９を滑り落ちて、開口４６から落下するため、土が上板３９の開口４６縁部上に貯まることがなくなる。

本願発明の一実施の形態を示すバックホーの側面図である。 同バックホーの旋回台の平面図である。 同バックホーの旋回台の側面断面図である。 同バックホーの旋回台の他の側面断面図である。 同バックホーの走行フレームの平面図である。 同バックホーの走行フレームの正面図である。 同バックホーの走行フレームの側面図である。 同ロータリジョイント部分の側面図である。 同ロータリジョイント部分の平面図である。 同センタフレーム前部の側断面図である。 同センタフレーム後部の側断面図である。 同図７のＡ−Ａ線断面図である。 同転輪部分の側面図である。 同他の転輪部分の側面図である。 同ロック機構部分の平面断面図である。 同ロック機構部分の側面図である。 他の実施形態を示すロック機構部分の平面断面図である。 他の実施形態を示すセンタフレーム前部の上端部分の側断面図である。

符号の説明

１ バックホー
２ 旋回体
３ 走行装置
２７ 走行フレーム
３２ 転輪
３８ サイドフレーム
３９ 上板
４０ 底板
７３ 内側壁
７４ 外側壁
９５ 取付板
９６ 嵌合凹部
９７ 左右軸
１１７ ロータリジョイント
１２９ 支持ステー
１３２ 取付部材
１３５ 取付部

Claims (3)

1. 作業装置（７）を備えた旋回体（２）を、走行装置（３）上に上下方向の旋回軸心（Ｘ）回りに回動自在に備え、走行装置（３）の走行フレーム（２７）の旋回軸心Ｘ上に、ロータリジョイント（１１７）が取り付けられた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、
   走行フレーム（２７）の底板（４０）に支持ステー（１２９）が上方突設され、ロータリジョイント（１１７）の上下方向中央部が、前記支持ステー（１２９）を介して走行フレーム（２７）の底板（４０）に取り付けられ、
   前記支持ステー（１２９）はロータリジョイント（１１７）に対して一対設けられ、各支持ステー（１２９）へのロータリジョイント（１１７）の取付部（１３５）は、互いに上下にずらされ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。
2. 前記支持ステー（１２９）は、ロータリジョイント（１１７）の前後に一対設けられ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。
3. 前記ロータリジョイント（１１７）に、側面視Ｌ字状の取付部材（１３２）が設けられ、このＬ字状の取付部材（１３２）の一片が、ロータリジョイント（１１７）側に固定され、取付部材（１３２）の他片が、前記支持ステー（１２９）のロータリジョイント取付部（１３１）に、載置して固定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。

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