(57)【要約】【課題】下部走行体の拡縮が円滑に行え、拡縮用シリンダとして比較的小型のものを用いることが可能になると共に、拡縮用シリンダの取付け位置の選択の自由度が高くなり、さらに拡縮において摺動する部材の軽量化が図れるトラックフレームの伸縮装置を提供する。【解決手段】センターフレーム３の前後にそれぞれ左右に突出させてガイドフレーム３ａを設ける。各ガイドフレーム３ａにラック１８を設ける。左右のサイドフレーム２に前後方向に向けて、軸受１５により支持させて回転軸１４を設ける。回転軸１４の前後に、前後のガイドフレーム３ａに設けたラック１８に噛合するピニオン１６を設ける。拡縮作業の際に、ラック１８とピニオン１６との噛合によりサイドフレーム２は平行移動する。【選択図】図６
2010214982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センターフレームの左右にサイドフレームを有し、
各サイドフレームには、サイドフレームの後部に取付けられた駆動スプロケットと、この駆動スプロケットを駆動する走行モータと、サイドフレームの前部に取付けられた従動輪を備えると共に、前記駆動スプロケットと前記従動輪に掛け回される履体を備えた下部走行体のトラックフレームの伸縮装置において、
前記センターフレームの前後にそれぞれ左右に突出させて設けられたガイドフレームと、
前記サイドフレームに前記各ガイドフレームにそれぞれ対応して設けられ、前記ガイドフレームをそれぞれ摺動可能に係合させた摺動フレームと
前記センターフレームと前記左右のサイドフレーム間、又は前記左右のサイドフレームの間に設けられた下部走行体の拡縮用シリンダと、
前記各サイドフレームの前後に間隔を有して設けた軸受に回転可能に支持された回転軸と、
前記各回転軸の両端にそれぞれ設けられたピニオンと、
前記各ガイドフレームに左右方向に向けて設けられ、前記ピニオンに噛合するラックとを備えたことを特徴とするトラックフレームの伸縮装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトラックフレームの伸縮装置において、
前記ピニオンに噛合する前記ラックを、歯面を下向きにして前記ピニオンと噛合させたことを特徴とするトラックフレームの伸縮装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のトラックフレームの伸縮装置において、
前記ガイドフレームと前記摺動フレームとの間に、前記サイドフレームを固定するための流体圧または電動によるロック装置を備えたことを特徴とするトラックフレームの伸縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の下部走行体を構成するトラックフレームの幅を伸縮させる伸縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の下部走行体を構成するトラックフレームは、作業時に作業機を安定させるために左右の幅を拡大させ、搬送時など省スペースのために幅を縮小させる拡縮機能を有するものがある。従来のトラックフレームは、例えば、特許文献１に開示されているように、センターフレームと左右のサイドフレームとにより構成され、センターフレームの前後に、それぞれ左右に突出するボックス構造のガイドフレームを設け、左右のサイドフレームにガイドフレームを摺動可能に内嵌するボックス状の摺動部を設けた構造が採用されている。そして左右のサイドフレーム間に設けた拡縮用シリンダの伸縮により左右のサイドフレームの間隔を拡縮する構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９１６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
油圧ショベルのような多関節構造の作業用アームを有する建設機械において、下部走行体の拡縮作業は次のようにして行う。まず下部走行体上に搭載されている上部旋回体を旋回させ、作業用アームの先端のバケット等の作業具を、左右いずれか一方の走行体の外側に位置させて着地させ、作業用アームを操作して作業具を地面に押しつけて下部走行体の片側を浮かせる。そして、ガイドフレームに対してサイドフレームを固定しているロックピンを外す。その後、拡縮用シリンダを伸縮させてサイドフレームをセンターフレームに離反または近接させ、拡幅または縮幅の限界位置に達したら再度ロックピンでサイドフレームをガイドフレームにロックする。
【０００５】
しかし下部走行体の前後の重量にアンバランスがあるため、従来構造における伸縮装置においては、拡縮作業の際に、サイドフレームを平行に移動させることが困難で、拡縮作業が円滑に行えないことがあるという問題点がある。すなわち左右のサイドフレームの後部には、それぞれ、走行モータおよび減速装置が取付けられるため、サイドフレームの後部の方が前部より重量が大となる。このため、下部走行体の片側を浮かせ、拡縮用シリンダを伸縮させて下部走行体の拡縮を行う際に、サイドフレームの後部の方がサイドフレームの摺動部とガイドフレームとの摩擦抵抗が大きい。このため、拡縮作業の際に、左右のサイドフレームがガイドフレームに対して直角をなす状態を維持できず、高い摩擦抵抗を持ちながら摺動する。
【０００６】
このように、高い摩擦抵抗を持ちながらサイドフレームを移動させるため、走行体の拡縮作業が円滑に行えない場合がある。また、円滑に拡縮するため、出力の大きな拡縮用シリンダを用いる必要がある。また、出力の大きな拡縮用シリンダにより強い力で拡縮するため、拡縮時の高い摩擦抵抗によって変形等の損傷を生じないように、ガイドフレームや摺動部の強度を高めた重量の大きなものとする必要がある。
【０００７】
もし仮に拡縮用シリンダの取付け位置をサイドフレームの前後方向の重心位置、すなわち前後方向の中心より後方の位置とし、これによりサイドフレームの前後の重量のアンバランスに対応させ、高い摩擦抵抗を解消しようとしても、サイドフレーム上の履帯用ガイドローラの取付け位置の制約等により、拡縮用シリンダの取付け位置の変更ができない場合もある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、下部走行体の拡縮が円滑に行え、拡縮用シリンダとして比較的小型のものを用いることが可能になると共に、拡縮用シリンダの取付け位置の選択の自由度が高くなり、さらに拡縮において摺動する部材の軽量化が図れるトラックフレームの伸縮装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１のトラックフレームの伸縮装置は、センターフレームの左右にサイドフレームを有し、
各サイドフレームには、サイドフレームの後部に取付けられた駆動スプロケットと、この駆動スプロケットを駆動する走行モータと、サイドフレームの前部に取付けられた従動輪を備えると共に、前記駆動スプロケットと前記従動輪に掛け回される履体を備えた下部走行体のトラックフレームの伸縮装置において、
前記センターフレームの前後にそれぞれ左右に突出させて設けられたガイドフレームと、
前記サイドフレームに前記各ガイドフレームにそれぞれ対応して設けられ、前記ガイドフレームをそれぞれ摺動可能に係合させた摺動フレームと
前記センターフレームと前記左右のサイドフレーム間、又は前記左右のサイドフレームの間に設けられた下部走行体の拡縮用シリンダと、
前記各サイドフレームの前後に間隔を有して設けた軸受に回転可能に支持された回転軸と、
前記各回転軸の両端にそれぞれ設けられたピニオンと、
前記各ガイドフレームに左右方向に向けて設けられ、前記ピニオンに噛合するラックとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２のトラックフレームの伸縮装置は、請求項１に記載のトラックフレームの伸縮装置において、
前記ピニオンに噛合する前記ラックは、歯面を下向きにして前記ピニオンと噛合させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３のトラックフレームの伸縮装置は、請求項１または請求項２に記載のトラックフレームの伸縮装置において、
前記ガイドフレームと前記摺動フレームとの間に、前記サイドフレームを固定するための流体圧または電動によるロック装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、サイドフレームに前後方向に向けて回転軸を設け、この回転軸の前後にピニオンを設ける一方、センターフレームの前後にそれぞれ左右に突出して設けたガイドフレームには、前記ピニオンと噛合するラックを左右方向に向けて設けたので、拡縮作業の際に、サイドフレームは前後のピニオンとラックとの噛合部において、常に同じ距離だけ移動し、常に平行に移動するため、サイドフレームに設けた摺動フレームとガイドフレームとの間で高い摩擦抵抗を発生させることなく、サイドフレームの移動による拡縮を安定してかつ容易に行うことができる。
【００１３】
また、ラック−ピニオン構造の採用により、拡縮用シリンダを必ずしもサイドフレームの前後方向の重心に配置しなくても安定して拡縮を行うことができるため、拡縮用シリンダの取付け位置の選択の自由度が高くなり、製造が容易となる。また、拡縮時において、サイドフレームの摺動部とガイドフレームとの間の高い摩擦抵抗がないため、摺動部は必ずしもボックス構造をとらずともよく、摺動部の軽量化が図れる。また、拡縮による摺動部の損傷が軽減されるために、補修の手間が省ける。
【００１４】
請求項２の発明によれば、回転軸のピニオンに噛合するラックはその歯面を下向きにして回転軸よりも上に位置させたため、ラックの歯面とピニオンとの間に土砂が入り込み難くなる。このため、ラックとピニオンの間に土砂が入り込むことによる作動停止や故障が起こり難くなる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、ガイドフレームにサイドフレームを固定するための流体圧または電動によるロック装置を設けたので、オペレータがキャビンにいながらにして、ロック装置を操作できる。従って、オペレータ一人のみでトラックフレームの拡縮作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のトラックフレームの伸縮装置の一実施の形態を、縮幅状態にて示す平面図である。
【図２】本発明のトラックフレームの伸縮装置の一実施の形態を、拡幅状態にて示す平面図である。
【図３】この実施の形態の下部走行体の側面図である。
【図４】この実施の形態の側面断面図である。
【図５】この実施の形態の拡縮用シリンダの取付構造を示す正面断面図である。
【図６】この実施の形態のラック−ピニオンの係合構造を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明のトラックフレームの伸縮装置の一実施の形態を、トラックフレームの幅を縮小した状態を示す平面図であり、図２はトラックフレームの幅を拡大した状態を示す平面図である。図３はこの実施の形態の下部走行体を示す側面図である。
【００１８】
図１、図２に示すように、トラックフレーム１は、センターフレーム３の両側にサイドフレーム２を配置して構成する。図３に示すように、サイドフレーム２の前部２ａに従動輪３０を取付け、サイドフレーム後部２ｂには駆動スプロケット３１を取付け、この駆動スプロケットを駆動する走行モータをサイドフレーム２の内側に取付ける（図示せず）。サイドフレーム２の上下面にはそれぞれ複数のガイドローラ２３を取付ける。２３ａはサイドフレーム２の上面に設けたガイドローラの取付台である。３２は従動輪３０、駆動スプロケット３１およびガイドローラ２３に掛け回した履帯である。３３は上部旋回体（図示せず）を旋回可能に搭載する旋回装置（図示せず）の取付け台である。
【００１９】
センターフレーム３の前後端にはそれぞれサイドフレーム２を摺動可能にガイドするガイドフレーム３ａを、それぞれセンターフレーム３の左右に突出して設ける。一方、図１、図２および図４の側面断面図に示すように、サイドフレーム２の上面には、ガイドフレーム３ａをサイドフレーム２の上面との間で摺動可能に嵌合する摺動フレーム４を設ける。この摺動フレーム４は、サイドフレーム２の上面に溶接した取付けブロック４ｂにボルト６ａ，６ｂにより固定して取付ける。ガイドフレーム３ａの上面には、摺動フレーム４を摺動させるために、耐摩耗性があり、かつ表面を平滑にした平滑鋼板３ｂを、ボルト６ｃによりガイドフレーム３ａに固定して取付ける。また、図４に示すように、摺動フレーム４の平滑鋼板３ｂに接する面には摺動面間の間隔調整兼滑動用のシム３４を取付ける。
【００２０】
センターフレーム３の中央側には、サイドフレーム２をセンターフレーム３に対して近接、離反させる拡縮用シリンダ７を配置する。この拡縮用シリンダ７は、図５の正面断面図に示すように、シリンダチューブ７ａ側の端部をセンターフレーム３に設けたブラケット３５にピン８により連結し、ピストンロッド７ｂをサイドフレーム２の内側面に設けたブラケット１１にピン１２により連結して取付ける。
【００２１】
図１、図２および図４に示すように、ガイドフレーム３ａにラック１８の取付板１７を溶接し、この取付板１７の下面に、歯面１８ａを下側にしてラック１８をボルト１７ａにより固定して取付ける。
【００２２】
一方、サイドフレーム２の上面に前後に間隔を有して軸受１５，１５を設け、この軸受１５，１５に回転軸１４を回転可能に支持させる。そして、回転軸１４の両端には、前後のガイドフレーム３ａに取付けたラック１８，１８にそれぞれ噛合するピニオン１６，１６を固定する。図６はピニオン１６とラック１８との噛合状態を示す。図５、図６においては、図面の右側は縮幅状態を示し、左側は拡幅状態を示す。
【００２３】
図１、図２、図４に示すように、ガイドフレーム３ａにロックピン２１をガイドフレーム３ａから出没させる油圧シリンダ２２を内蔵する。これに対し、摺動フレーム４には、ロックピン２１を着脱可能に嵌合してサイドフレーム２をガイドフレーム３ａに固定するロック孔２４，２５を、センターフレーム３の左右方向に間隔を持たせて設ける。これらのロック孔２４，２５はそれぞれサイドフレーム２，２間を縮幅、拡幅したときにサイドフレーム２をセンターフレーム３にロックするために設けられたものである。
【００２４】
この構成において、サイドフレーム２，２間の間隔を変更する場合は、まずトラックフレーム１上に搭載されている上部旋回体を旋回させ、作業具の先端のバケット等の作業具（いずれも図示せず）を、左右いずれか一方の走行体の外側に位置させて着地させ、作業用アームを操作して作業具を地面に押しつけて下部走行体の片側を浮かせる。そして、トラックフレーム１を縮幅状態から拡幅する場合は、油圧シリンダ２２を縮めてロックピン２１をロック孔２５から抜き、ガイドフレーム３ａに対するサイドフレーム２のロックを解く。
【００２５】
その後、拡幅する側の拡縮用シリンダ７を伸長させる。これにより、サイドフレーム２の摺動フレーム４をガイドフレーム３の平滑鋼板３ｂ上でスライドさせてサイドフレーム２をセンターフレーム３から拡幅の限界位置まで離反させる。次に浮かせていた側の履帯３２を着地させ、油圧シリンダ２２を伸長させてロックピン２１をピン孔２４に嵌合し、サイドフレーム２をガイドフレーム３ａに固定する。
【００２６】
前記拡幅作業の際、サイドフレーム２上の回転軸１４の前後端のピニオン１６，１６は、前後のガイドフレーム３ａ，３ａに設けたラック１８，１８に同時に噛合する。このため、拡縮用シリンダ７を中心としてサイドフレーム２の前後に重量差があっても、前後のガイドフレーム３ａ，３ａに対してサイドフレーム２の摺動フレーム４ａによる摺動部は常に等しい距離だけ移動し、サイドフレーム２は平行移動する。従って、サイドフレーム２はガイドフレーム３ａに対してセリを生じることなく、円滑に移動する。縮幅する場合にも同様に、サイドフレーム２はガイドフレーム３ａに対してセリを生じることなく、円滑に安定して移動する。またこのため、拡縮用シリンダ７の小型化が図れる。
【００２７】
また、ラック１８とピニオン１６との噛合構造の採用により、拡縮用シリンダ７を必ずしもサイドフレーム２の前後方向の重心に配置しなくても安定して拡縮を行うことができるため、拡縮用シリンダ７の取付け位置の自由度が高くなり、製造が容易となる。
【００２８】
また、拡縮時において、サイドフレーム２の摺動フレーム４とガイドフレーム３ａとのセリがないため、摺動フレーム４は実施の形態で示したようにボックス構造をとらずともよく、摺動部の軽量化が図れる。また、拡縮による摺動部の損傷が軽減されるために、補修の手間が省ける。
【００２９】
また、上記実施の形態においては、回転軸１４に設けたピニオン１６に噛合するラック１８はその歯面１８ａを下向きにし、回転軸１４の上に位置させたため、ラックに１８の歯面１８ａとピニオン１６との間に土砂が入り込み難くなる。このため、ラック１８とピニオン１６の間に土砂が入り込むことによって生じる作動停止や故障が起こりにくくなる。
【００３０】
また、上記実施の形態においては、ガイドフレーム３ａにサイドフレーム２をロックするために油圧シリンダ２２等の流体圧シリンダを設けたので、オペレータがキャビンにいながらにして、ロック装置を操作できる。従って、オペレータ一人のみでトラックフレームの拡縮作業が可能となる。なお、サイドフレーム２をロックするためのアクチュエータとして、油圧シリンダ等の代わりに電動モータや電磁石等の電動式ロック装置を用いることもできる。
【００３１】
なお上記実施の形態においては、拡縮用シリンダ７として、センタフレーム３と左右のサイドフレーム２の間にそれぞれ各一本を配置したが、サイドフレーム２，２間に一本のシリンダを配置する構造も採用できる。また、トラックフレームの前後に複数本の拡縮用シリンダを配置する構成としても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１：トラックフレーム、２：サイドフレーム、３：センターフレーム、３ａ：ガイドフレーム、３ｂ：平滑鋼板、４：摺動フレーム、７：拡縮用シリンダ、１４：回転軸、１５：軸受、１６：ピニオン、１７：ラック取付板、１８：ラック、１８ａ：歯面、２１：ロックピン、２２：油圧シリンダ、２３：ガイドローラ、２４，２５：ロック孔、３０：従動輪、３１：駆動スプロケット、３２：履帯、３３：旋回装置取付け台
【図１】
2010214982.tif 000003
【図２】
2010214982.tif 000004
【図３】
2010214982.tif 000005
【図４】
2010214982.tif 000006
【図５】
2010214982.tif 000007
【図６】
2010214982.tif 000008