(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走台車のアームの先端へ作業機具を取付ける装置において、作業機具の取付け装置がアームの先端への取付けブラケットを有する固定盤、作業機具を装着するブラケットを有する回転盤、及び前記固定盤に前記回転盤を旋回可能に支持するターンテーブル軸受からなり、かつ前記回転盤を旋回させる駆動装置が設けられ、駆動装置の回転軸に外径にテーパ面を設けたインナーリングと内径にテーパ面を設けたアウターリングを有し、前記インナーリングと前記アウターリングのテーパ面の機械的接触によるトルク伝動制限器が設けられていることを特徴とする作業機具の取付け装置。
【請求項２】
駆動装置が電動モータとその駆動力を伝えるギヤボックスを備えていることを特徴とする請求項１に記載の作業機具の取付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、油圧ショベル等の自走式台車等のアームに、バケット、クラムシェル、圧砕機、小割機、切断機、つかみ機、解体機、ブレーカー、バイブレーター等の作業機具を取付ける装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の自走式台車は、アームに作業目的に応じた作業機具、例えばバケット、クラムシェル、圧砕機、小割機、切断機、つかみ機、ブレーカー、バイブレーター等を取り付けるもので、種々機具を取り付け、容易に作業が行える装置が要求されている。
従来の作業機具取付け装置には、固定盤及びバケット、クラムシェル、圧砕機等の作業機具が装着される回転盤を有し、適宜の方向に旋回させるものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の作業機具取付装置は、回転盤に取付けられた作業機具を旋回をさせることができるものであるが、手動で旋回させるもので旋回に手間がかかるものであった。それを解決するために駆動装置を設けて作業機具を旋回をさせるものも提案されているが、これでは作業機具に規定した以上の負荷がかかった場合、駆動装置を損傷させるという問題があった。
このような駆動装置を損傷させるという問題を解決するために、トルク伝動制限器を設けることが考えられているが、損傷させることなく、かつ安全に作業をすることができないという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自走台車のアームの先端へ作業機具を取付ける装置において、作業機具の取付け装置がアームの先端への取付けブラケットを有する固定盤、作業機具を装着するブラケットを有する回転盤、及び前記固定盤に前記回転盤を旋回可能に支持するターンテーブル軸受からなり、かつ前記回転盤を旋回させる駆動装置が設けられ、駆動装置の回転軸に外径にテーパ面を設けたインナーリングと内径にテーパ面を設けたアウターリングを有し、前記インナーリングと前記アウターリングのテーパ面の機械的接触によるトルク伝動制限器が設けられていることを特徴とする作業機具の取付け装置である。
【０００５】
また本発明は、ターンテーブル軸受が、内輪及び外歯歯車を備えた外輪並びに内輪と外輪によって挟持された鋼球または円筒ころを有し、内輪が固定盤に固着され、外輪は回転盤に固着され、かつ外輪の外歯歯車は駆動装置に設けられたピニオンと噛合していることを特徴とする作業機具の取付け装置である。
また本発明は、駆動装置が電動モータとその駆動力を伝えるギヤボックスを備えていることを特徴とする作業機具の取付け装置である。
【０００６】
【作用】
本発明においては、作業機具に必要な方向に必要な角度だけ旋回をさせることができ、また、駆動装置と伝動装置をフリーにして、回転盤に取付けられた作業機具を、あて回しによって３６０度フリーに旋回することもできる。
また、外径にテーパ面を設けたインナーリングと内径にテーパ面を設けたアウターリングを有し、前記インナーリングと前記アウターリングのテーパ面の機械的接触によるトルク伝動制限器が設けられていることにより、作業機具がその作業中に、回転盤に規定した以上の負荷がかかっても、このトルク伝動制限器が適正に作動し、作業機具を取付け装置の損傷を防止するもので、特に駆動装置の構成部品の損傷を防止するものである。
【０００７】
【実施例】
本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
［実施例１］
本発明の第１の実施例の作業機具の取付け装置について図１、図２で説明する。
図１は、本発明の第１の実施例の作業機具取付け装置を示す側面図（断面図）であり、図２は、図１の平面図である。
図１、図２に示すように、作業機具取付け装置は、固定盤（１）と回転盤（２）を有し、固定盤（１）には一対のブラケット（３）が設けられ、このブラケット（３）にはアーム取付けピン穴（６）及びリンク取付けピン穴（５）が設けられている。また、一対のブラケット（３）には補強板（１５）を設けることが好ましい。
【０００８】
一対のブラケット（３）のアーム取付けピン穴（６）及びリンク取付けピン穴（５）に連結されている油圧ショベル等の自走式台車のアーム（５５）、リンク（５６）（５７）によって、作業機具取付け装置に装着されているバケット等の作業機具（図示せず）が作動、操作される。
また回転盤（２）には、作業機具の取付部材を装着する一対の固定のブラケット（４）突設され、また一方はブラケット（４）にピン（９）でリンク機構を有するブラケット（８）が設けられている。
【０００９】
固定盤（１）と回転盤（２）は、それぞれターンテーブル軸受に固着されている。ターンテーブル軸受は外輪（１１）と内輪（１２）を有し、外輪（１１）と内輪（１２）は、それらの間に複数の鋼球（１４）が挟持され、円滑に旋回することができる。また、外輪（１１）の外周には外歯歯車が設けられており、これは駆動軸（２８）に取り付けられたピニオン（２３）と噛合って回転盤（２）を旋回させるものである。
固定盤（１）は、ターンテーブル軸受の内輪（１２）にボルト（１６）によって固着されている。回転盤（２）は、外輪（１１）にボルト（１６′）でよって固着されている。ここでは固着手段としてボルトを示しているが特にこれに限るものではなく、固着できるものであれば良く、例えば溶接で固着してもよい。
【００１０】
固定盤（１）と回転盤（２）の中心部には油圧通路が設けられ、油圧通路は、外筒のシャフト（１８）と、その内で回転できるシャフト（１７）、油圧管（２０）、接続部（１９）（２１）を有している。このような油圧通路を設けることにより回転盤（２）が旋回するときでも、作業機具に油圧を供給している管（図示せず）がねじれることもなく、また切断されることもなく、油圧が作業機具に供給できるものである。
【００１１】
固定盤（１）の支持板（１０）上に、駆動装置である電動モータ（３１）と伝動装置であるギヤボックス（３０）が設けられている。ギヤボックス（３０）には、駆動軸（２５）、ギヤ（３６）、ウォームホイル（３８）を有し、駆動軸（２５）のギヤボックスから突出している部分（２８）に、トルク伝動制限器（２２）を介してピニオン（２３）を取り付けている。
回転盤（２）に固着されている外輪（１１）に、電動モータ（３１）の駆動力がギヤボックス（３０）を介し、そして駆動軸（２５）に設けられたピニオン（２３）を駆動し、それが噛合している外輪（１１）の外歯歯車に伝達され、回転盤（２）を回動させるものである。また、カバー（１３）を設けてピニオン（２３）と外輪（１１）の外歯歯車部分を覆うことが好ましい。
固定盤（１）及び回転盤（２）の周囲の所要個所に、ボルト取り付け穴（２６）、（２７）を設けることが好ましい。これは旋回を必要としないような作業のときは、固定盤（１）と回転盤（２）の両者をボルトで固定するものである。
【００１２】
図３は駆動装置及びトルク伝動制限器を示す図で、図３（ａ）は駆動装置の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）（ｄ）はトルク伝動制限器を示す図である。
図３（ａ）（ｂ）に示すように、固定盤（１）上の駆動部の支持板（１０）に、駆動装置である電動モータ（３１）と伝動装置であるギヤボックス（３０）が設けられ、ギヤボックス（３０）には、駆動軸（２５）、ギヤ（３６）、ウォームギヤ（３７）、ウォームホイル（３８）を有し、駆動軸（２５）のギヤボックスから突出している部分（２８）に、トルク伝動制限器（２２）を介してピニオン（２３）を取り付けている。
【００１３】
電動モータ（３１）よりの駆動力は、ギヤボックス（３０）のギヤ（３６）、ウォームギヤ（３７）、ウォームホイル（３８）によって回転速度が減速される、駆動軸（２５）を介してピニオン（２３）に駆動力が伝えられる。このピニオン（２３）の回転は、回転盤（２）に固着されている外輪（１１）の外歯歯車に伝えられ回転盤（２）を旋回させる。
【００１４】
ギヤボックス（３０）の駆動軸（２５）（２８）を介し、ピニオン（２３）に回転力が伝えられるが、その軸（２５）とピニオン（２３）の間にトルク伝動制限器（２２）が設けられている。
作業機具を取付け装置のトルク伝動制限器（２２）は、作業機具として、例えばバケット、クラムシェル、圧砕機、小割機、切断機で種々の作業中に、回転盤（２）に規定した以上の負荷がかかった場合、このトルク伝動制限器（２２）が適正に作動し、作業機具を取付け装置の損傷を防止するもので、特に駆動装置の構成部品の損傷を防止するものである。
【００１５】
トルク伝動制限器（２２）は、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、外径にテーパ面を設けたインナーリング（４３）と内径にテーパ面を設けたアウターリングであるテーパーリング（４１）、テーパーリング（４２）及び締め付けボルト（４０）を有している。
さらに、トルク伝動制限器（２２）について図４、図５で説明する。
図４は、図３のトルク伝動制限器の構成部分を拡大して示す図で、外径にテーパ面を付けたインナーリング（４３）にスペーサー（４５）を設け、そして内径にテーパ面を付けたアウターリング（４４）を設けている。インナーリング（４３）とアウターリング（４４）の間にテーパーリング（４１）とテーパーリング（４２）を挿入し、ボルトで締め付けるものである。
【００１６】
図５は図４に示すトルク伝動制限器の作動を説明する図である。
インナーリング（４３）とアウターリング（４４）の間にテーパーリング（４１）とテーパーリング（４２）が挿入され、ボルト（４０）で締め付けるものである。テーパーリング（４１）とテーパーリング（４２）の内径は、インナーリング（４３）外径のテーパ面に対応している。テーパーリング（４１）とテーパーリング（４２）の外径は、アウターリング（４４）内径のテーパ面に対応している。
ボルト（４０）を締めることにより、テーパーリング（４１）とテーパーリング（４２）が接近し、インナーリング（４３）とアウターリング（４４）の間隔が開く力が生ずる。
【００１７】
即ち、インナーリング（４３）には矢印（Ｐ）のように駆動軸（２８）に押し付け力が生じ、アウターリング（４４）には矢印（Ｐ´）のようにピニオン（２３）に押し付け力が生ずる。この押し付け力（Ｐ）（Ｐ´）により、駆動軸（２８）とピニオン（２３）を締結する摩擦力が生ずる。この摩擦力はボルト（４０）の締め付ける力により調整することができるものである。（２４）はピニオン（２３）のトルク伝動制限器（２２）を取り付ける凹部である。
ボルト（４０）の締め付ける力により摩擦力を調整することにより、作業機具を取付け装置のトルク伝動制限器（２２）にかかる負荷と、そのトルク制限量の関係を定めておき、規定した以上の負荷がかかった場合、このトルク伝動制限器（２２）が適正に作動し、駆動装置の構成部品の損傷を防止するものである。
【００１８】
［実施例２］
本発明の第２の実施例の作業機具の取付け装置について図６に示す。
図６（ａ）（ｂ）は、駆動装置及びトルク伝動制限器の部分を拡大して示す図で、支持板（１０）に、駆動装置である電動モータ（３１）とギヤボックス（３０）が設けられ、ギヤボックス（３０）は、駆動軸（２５）、ギヤ（３６）、ウォームギヤ（３７）、ウォームホイル（３８）を有し、駆動軸（２５）に、トルク伝動制限器（２２）を介してウォームホイル（３８）を取り付けている。駆動軸（２８）には、ピニオン（２３）が固着されている。
【００１９】
電動モータ（３１）よりの駆動力は、駆動軸を介してピニオン（２３）に伝えられる。このピニオン（２３）の回転は、回転盤に固着されている外輪の外歯歯車に伝えられ回転盤を旋回させる。
トルク伝動制限器（２２）が設けられていることにより、作業機具を取付け装置に作業中、回転盤（２）に規定した以上の負荷がかかった場合でも、このトルク伝動制限器（２２）が適正に作動し、作業機具を取付け装置の損傷を防止するもので、特に駆動装置の構成部品の損傷を防止するものである。
トルク伝動制限器（２２）の構造は、第１の実施例に示した図４のものである。
【００２０】
［実施例３］
本発明の第３の実施例の作業機具の取付け装置について図７に示す。
図７（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施例の駆動装置及びトルク伝動制限器の部分を拡大して示す図である。
図７（ａ）に示すように、駆動部の支持板（１０）に、駆動装置である電動モータ（３１）とギヤボックス（３０）が設けられ、ギヤボックス（３０）には、駆動軸（２５）、ギヤ（３６）、ウォームギヤ（３７）、ウォームホイル（３８）を有し、駆動軸（２５）のギヤボックスから突出している部分（２８）に、トルク伝動制限器（２２）を介してピニオン（２３）を取り付けている。
図７（ｂ）はトルク伝動制限器を示すもので、外径にテーパ面を付けたインナーリング（４３）と内径にテーパ面を付けたアウターリング（４４）を有し、ボルト（４０）で締め付けるものである。
【００２１】
図７（ｃ）でトルク伝動制限器の作動を説明すると、アウターリング（４４）内径のテーパ面と、インナーリング（４３）外径のテーパ面は対応しており、ボルト（４０）を締めることにより、アウターリング（４４）はテーパ面及びピニオン（２３）との接触面をスライドして、楔作用によりインナーリング（４３）には矢印（Ｐ）のように駆動軸（２８）に押し付け力が生じ、アウターリング（４４）には矢印（Ｐ´）のようにピニオン（２３）に押し付け力が生ずる。この押し付け力（Ｐ）（Ｐ´）により、駆動軸（２８）とピニオン（２３）を締結する摩擦力が生ずる。
この摩擦力はボルト（４０）の締め付ける力により調整することができる。
【００２２】
［実施例４］
本発明の第４の実施例の作業機具の取付け装置について図８に示す。
図８（ａ）〜（ｃ）は、第４の実施例の駆動装置及びトルク伝動制限器の部分を拡大して示す図である。
図８（ａ）に示すように、支持板（１０）に、駆動装置である電動モータ（３１）とギヤボックス（３０）が設けられ、ギヤボックス（３０）は、駆動軸（２５）、ギヤ（３６）、ウォームギヤ（３７）、ウォームホイル（３８）を有し、ウォームホイル（３８）の突出円筒部に、トルク伝動制限器（２２）を取り付けている。駆動軸（２８）には、ピニオン（２３）が固着されている。
【００２３】
図８（ｂ）はトルク伝動制限器を示すもので、外径にテーパ面を付けたインナーリングと内径にテーパ面を付けたアウターリングをボルトで締め付けるものである。
図８（ｃ）でトルク伝動制限器の作動を説明すると、
外径にテーパ面を付けたインナーリング（４３）に、アウターリングとしての役割をするテーパーリング（４１）とテーパーリング（４２）をボルト（４０）で締め付けるものである。
【００２４】
この第４の実施例において、インナーリング（４３）の外径のテーパは、中心部が高くなっているもので、テーパーリング（４１）の内径のテーパ面、及びテーパーリング（４２）の内径のテーパ面と対応する。
テーパーリング（４１）とテーパーリング（４２）をボルト（４０）で締め付け、楔作用によりインナーリング（４３）には矢印（Ｐ）のようにウォームホイル（３８）の突出円筒部を押し付け、駆動軸（２５）に締結する摩擦力が生ずるものである。この摩擦力はボルト（４０）の締め付ける力により調整することができる。
【００２５】
［実施例５］
本発明の第５の実施例の作業機具の取付け装置について図９〜図１１に示す。
図９は第５の実施例の駆動装置及びトルク伝動制限器の部分を拡大して示す図であり、図１０は、図９のトルク伝動制限器の構成部分を拡大して示す図、図１１は、図１０に示すトルク伝動制限器の作動を説明する図である。
図９（ａ）に示すように、駆動部の支持板（１０）に、駆動装置である電動モータ（３１）とギヤボックス（３０）が設けられ、ギヤボックス（３０）には、駆動軸（２５）、ギヤ（３６）、ウォームギヤ（３７）、ウォームホイル（３８）を有し、駆動軸（２５）のギヤボックスから突出している部分（２８）に、トルク伝動制限器（２２）を介してピニオン（２３）を取り付けている。
【００２６】
図９（ｂ）（ｃ）はトルク伝動制限器（２２）を示すもので、外径にテーパ面を付けたインナーリング（４８）と内径にテーパ面を付けたアウターリング（４７）を有し、ナット（４６）で締め付けるものである。
図１０（ａ）は、図９のトルク伝動制限器の構成部分を拡大して示す図で、図１０（ｂ）はアウターリング（４７）とナット（４６）が組み合わされた図である。外径にテーパ面を付けたインナーリング（４８）はネジが刻まれ、縦方向にスリットが設けられている。内径にテーパ面を付けたアウターリング（４７）にも縦方向にスリットが設けられている。また、ナット（４６）はインナーリング（４８）のネジと螺合するものである。
【００２７】
図１１で、図１０に示すトルク伝動制限器（２２）の作動を説明すると、ナット（４６）により、アウターリング（４７）は動きインナーリング（４８）の外径のテーパ面の楔作用により、インナーリング（４８）には矢印（Ｐ）のように駆動軸（２８）に押し付け力が生じ、アウターリング（４７）には矢印（Ｐ´）のようにピニオン（２３）に押し付け力が生ずる。この押し付け力（Ｐ）（Ｐ´）により、駆動軸（２８）とピニオン（２３）を締結する摩擦力が生ずる。また、アウターリング（４７）に輪バネ（４９）を設けることによりその作動を円滑に行うことができるものである。
【００２８】
摩擦力はナット（４６）の締め付ける力により調整することができるものである。ナット（４６）の締め付ける力により摩擦力を調整することにより、作業機具を取付け装置のトルク伝動制限器（２２）にかかる負荷と、そのトルク制限量の関係を定めておき、規定した以上の負荷がかかった場合、このトルク伝動制限器（２２）が適正に作動し、駆動装置の構成部品の損傷を防止するものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、固定盤、回転盤及びターンテーブル軸受が設けられているので、作業機具に必要な方向に必要な角度だけ旋回をさせることができるものである。また、駆動装置と伝動装置をフリーにして、回転盤に取付けられた作業機具を、あて回しによって３６０度フリーに旋回することもできる。また、トルク伝動制限器を設けることによって、作業機具より規定した以上の負荷がかかっても駆動装置、伝動装置を損傷させることなく、かつ安全に作業をすることができる。また、駆動装置は電動モータを用いることにより安価であり、また駆動力を伝えるウオーム歯車を有するギヤボックスを備えているので、電動モータの回転速度を大巾に減速しトルクを大きくすることができ作業機具に負荷がかかっても逆転することがないという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の作業機具取付け装置の全体を示す側面図（断面図）
【図２】本発明の第１の実施例の作業機具取付け装置の全体を示す図１の平面図
【図３】本発明の第１の実施例の図１の駆動装置及びトルク伝動制限器の部分を拡大して示す  図
【図４】本発明の第１の実施例の図３のトルク伝動制限器の構成部分を拡大して示す図
【図５】本発明の第１の実施例の図４に示すトルク伝動制限器の作動を説明する図
【図６】本発明の第２の実施例の駆動装置及びトルク伝動制限器の部分を拡大して示す図
【図７】本発明の第３の実施例の駆動装置及びトルク伝動制限器の部分を拡大して示す図
【図８】本発明の第４の実施例の駆動装置及びトルク伝動制限器の部分を拡大して示す図
【図９】本発明の第５の実施例の駆動装置及びトルク伝動制限器の部分を拡大して示す図
【図１０】本発明の第５の実施例の図９のトルク伝動制限器の構成部分を拡大して示す図
【図１１】本発明の第５の実施例の図１０に示すトルク伝動制限器の作動を説明する図
【符号の説明】
１．固定盤
２．回転盤
３．ブラケット
４．ブラケット
５．リンク取付け穴
６．アーム取付け穴
７．作業機具取付け穴
８．リンク機構を有するブラケット
９．リンク
１０．駆動部の支持板
１１．外輪
１２．内輪
１３．カバー
１４．鋼球
１５．補強板
１６．１６´．ボルト
１７．油圧通路
１８．油圧通路
１９．油圧供給口
２０．油圧通路
２１．油圧取り出し口
２２．トルク伝動制限器
２３．ピニオン
２４．凹部
２５．駆動軸
２６．２７．固定ボルト取付け穴
２８．駆動軸
３０．ギヤボックス
３１．電動機
３６．ギヤ
３７．ウォームギヤ
３８．ウォームホイル
４０．締め付けボルト
４１．テーパーリング
４２．テーパーリング
４３．インナーリング
４４．アウターリング
４５．スペーサー
４６．ナット
４７．アウターリング
４８．インナーリング
４９．輪バネ
５５．アーム
５６．リンク
５７．リンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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