(57)【要約】【課題】上部旋回体側に突出するモータや減速機をなくして上部旋回体におけるレイアウト上の自由度を高めることができると共に、駆動に必要となっていた内歯やピニオンをなくして部品点数削減並びに製造コスト削減を図ることができ、且つ内歯とピニオンの噛合いに伴うガタをなくし、組み立て時の調整作業も容易に行い得る建設機械の旋回装置を提供する。【解決手段】旋回ベアリング３における内輪１２と外輪１４とをその円周方向へ相対変位させるリニアモータ手段２０を備える。【選択図】図２
2011142766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に上部旋回体を旋回ベアリングを介して旋回可能に設けてなる建設機械の旋回装置において、
前記旋回ベアリングにおける内輪と外輪とをその円周方向へ相対変位させるリニアモータ手段を備えたことを特徴とする建設機械の旋回装置。
【請求項２】
前記リニアモータ手段を、
前記旋回ベアリングにおける内輪の外周と外輪の内周のいずれか一方に、Ｎ極とＳ極とが円周方向へ交互に並んだ状態で磁極変化が繰り返されるよう全周に亘って配設される電磁石と、
前記旋回ベアリングにおける内輪の外周と外輪の内周のいずれか他方に、前記電磁石の磁極変化により円周方向へ吸引・反発力を生じるよう配設される磁石と
から構成した請求項１記載の建設機械の旋回装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の旋回装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベルやジブクレーン等の建設機械は、その下部走行体上に上部旋回体を旋回ベアリングを介して旋回可能に設け、該上部旋回体に、運転室を搭載すると共に、掘削作業や吊荷作業を行うためのブームやジブ等を取り付けてなる構成を有している。
【０００３】
図４は建設機械としての油圧ショベルの一例を示すものであって、１はクローラ型の下部走行体、２は上部旋回体、３は下部走行体１上に上部旋回体２を旋回可能に支持する旋回ベアリング、４は上部旋回体２に搭載される運転室、５は上部旋回体２に起伏可能に取り付けられるブーム、６はブーム５の先端に回動可能に取り付けられるアーム、７はアーム６の先端に回動可能に取り付けられる掘削バケットであり、前記ブーム５の起伏や、アーム６及び掘削バケット７の回動操作はそれぞれ、運転室４内に着座したオペレータのレバー操作によるブームシリンダ８、アームシリンダ９及びバケットシリンダ１０の伸縮により可能となっている。
【０００４】
前記下部走行体１と上部旋回体２との間に設けられる旋回ベアリング３は、通常、図５及び図６に示される如く、前記下部走行体１にボルト１１の締め付けにより取り付けられる内輪１２と、前記上部旋回体２にボルト１３の締め付けにより取り付けられる外輪１４とを備え、該外輪１４と内輪１２との間には球体１５が介装され、前記内輪１２の内周面には内歯１６が刻設されている。尚、図６中、１２ａ，１４ａは内輪１２と外輪１４との間の隙間を塞ぐように設けられるシール部材であって、該シール部材１２ａ，１４ａにより、内輪１２と外輪１４との間に充填される球体１５潤滑用のグリースを外部に漏出させないようにしてある。
【０００５】
更に、前記上部旋回体２には、油圧又は電動のモータ１７並びに減速機１８が配置され、該減速機１８の出力軸には、前記旋回ベアリング３における内輪１２の内歯１６と噛み合うピニオン１９が嵌着されており、これにより旋回装置が構成されている。
【０００６】
前述の如き建設機械の旋回装置においては、モータ１７の駆動により減速機１８を介してピニオン１９を回転させると、旋回ベアリング３における内輪１２は下部走行体１側に固定されているため、前記ピニオン１９が回転しつつ内輪１２の内歯１６に沿って転動する形となり、旋回ベアリング３における外輪１４に支持される上部旋回体２が下部走行体１に対し旋回するようになっている。
【０００７】
尚、前述の如き建設機械の旋回装置と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１７２１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述の如き従来の建設機械の旋回装置では、モータ１７及び減速機１８が上部旋回体２側に突出してその位置も限定されてしまうため、該上部旋回体２におけるレイアウト上の制約が大きくなるという欠点を有していた。
【００１０】
又、前記旋回ベアリング３における内輪１２は径が非常に大きいものとなっているが、該内輪１２の内周面には精度が要求される内歯１６を刻設する必要があると共に、該内歯１６には高周波焼入や焼戻しといった熱処理を施す必要があり、製造面で手間と時間がかかり、コストアップにつながるという欠点をも有していた。
【００１１】
更に又、前記旋回ベアリング３における内輪１２に刻設された内歯１６にピニオン１９を噛合させる構造上どうしてもガタが生じるが、それを小さくするためのモータ１７の位置合わせ等を行わなければならず、組み立て時の調整作業も面倒となっていた。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、上部旋回体側に突出するモータや減速機をなくして上部旋回体におけるレイアウト上の自由度を高めることができると共に、駆動に必要となっていた内歯やピニオンをなくして部品点数削減並びに製造コスト削減を図ることができ、且つ内歯とピニオンの噛合いに伴うガタをなくし、組み立て時の調整作業も容易に行い得る建設機械の旋回装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、下部走行体上に上部旋回体を旋回ベアリングを介して旋回可能に設けてなる建設機械の旋回装置において、
前記旋回ベアリングにおける内輪と外輪とをその円周方向へ相対変位させるリニアモータ手段を備えたことを特徴とする建設機械の旋回装置にかかるものである。
【００１４】
前記建設機械の旋回装置においては、前記リニアモータ手段を、
前記旋回ベアリングにおける内輪の外周と外輪の内周のいずれか一方に、Ｎ極とＳ極とが円周方向へ交互に並んだ状態で磁極変化が繰り返されるよう全周に亘って配設される電磁石と、
前記旋回ベアリングにおける内輪の外周と外輪の内周のいずれか他方に、前記電磁石の磁極変化により円周方向へ吸引・反発力を生じるよう配設される磁石と
から構成することができる。
【００１５】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１６】
前記磁石のＮ極に対向する電磁石をＳ極とし、磁石のＳ極に対向する電磁石をＮ極としておけば、内輪と外輪はその円周方向へ相対変位しないため、下部走行体に対し上部旋回体は旋回せずに静止状態に保持される一方、磁石のＮ極に対向する電磁石をＳ極からＮ極に変化させると共に、磁石のＳ極に対向する電磁石をＮ極からＳ極に変化させつつ、磁石側から見て向って左右いずれかの側に位置する電磁石の磁極を変化させ、該電磁石に磁石を吸引させ、同様の操作を繰り返していけば、内輪と外輪はその円周方向へ相対変位し、下部走行体に対し上部旋回体を所望の方向へ旋回させることが可能となる。
【００１７】
この結果、従来の建設機械の旋回装置のように、モータ及び減速機を旋回ベアリングとは別に設ける必要がなくなることから、該モータ及び減速機が上部旋回体側に突出してその位置が限定されてしまうことが避けられ、該上部旋回体におけるレイアウト上の制約がなくなり、その自由度を高めることが可能となる。
【００１８】
又、前記旋回ベアリングにおける内輪の内周面に精度が要求される内歯を刻設する必要がなくなると共に、該内歯に高周波焼入や焼戻しといった熱処理を施す必要もなくなり、製造面で手間と時間がかからず、ピニオン等も不要となって部品点数と製造コストを削減することが可能となる。
【００１９】
更に又、前記旋回ベアリングにおける内輪に刻設された内歯にピニオンを噛合させる構造をとる必要がなくなってガタも生じなくなるため、モータの位置合わせ等を行わなくて済み、組み立て時の調整作業も面倒とならず容易となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の建設機械の旋回装置によれば、上部旋回体側に突出するモータや減速機をなくして上部旋回体におけるレイアウト上の自由度を高めることができると共に、駆動に必要となっていた内歯やピニオンをなくして部品点数削減並びに製造コスト削減を図ることができ、且つ内歯とピニオンの噛合いに伴うガタをなくし、組み立て時の調整作業も容易に行い得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の建設機械の旋回装置の実施例を示す概要斜視図である。
【図２】本発明の建設機械の旋回装置の実施例を示す概要平面図である。
【図３】本発明の建設機械の旋回装置の実施例における旋回ベアリングの断面図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面相当図である。
【図４】建設機械としての油圧ショベルの一例を示す側面図である。
【図５】従来の建設機械の旋回装置の一例を示す概要斜視図である。
【図６】従来の建設機械の旋回装置の一例における旋回ベアリングの断面図であって、図５のＶＩ−ＶＩ断面相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２３】
図１〜図３は本発明の建設機械の旋回装置の実施例であって、図中、図４〜図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図４〜図６に示す従来のものと同様であるが、本実施例の特徴とするところは、図１〜図３に示す如く、旋回ベアリング３における内輪１２と外輪１４とをその円周方向へ相対変位させるリニアモータ手段２０を備えた点にある。
【００２４】
本実施例の場合、前記リニアモータ手段２０は、図２及び図３に示す如く、前記旋回ベアリング３における内輪１２の外周に、電磁石２１をＮ極とＳ極とが円周方向へ交互に並んだ状態で磁極変化が繰り返されるよう全周に亘って多数配設すると共に、前記旋回ベアリング３における外輪１４の内周に、永久磁石２２を前記電磁石２１の磁極変化により円周方向へ吸引・反発力を生じるよう配設することによって構成してある。
【００２５】
尚、前記電磁石２１は、図３に示す如く、電源制御回路２３に接続し、該電源制御回路２３による＋−通電方向の反転操作により電磁石２１のＮ極とＳ極とを磁極変化させると共に、前記電源制御回路２３による＋−通電方向の反転操作の時間間隔を変化させることによって内輪１２に対する外輪１４の旋回速度も調節できるようにしてある。
【００２６】
次に、上記実施例の作用を説明する。
【００２７】
図２に示す状態で、永久磁石２２のＮ極に対向する電磁石２１の内輪１２外周側をＳ極とし、永久磁石２２のＳ極に対向する電磁石２１の内輪１２外周側をＮ極としておけば、内輪１２に対し外輪１４は旋回せずに静止状態に保持される。
【００２８】
一方、図２に示す状態から内輪１２に対し外輪１４を時計回り方向へ旋回させる際には、永久磁石２２のＮ極に対向する電磁石２１の内輪１２外周側をＳ極からＮ極に変化させると共に、永久磁石２２のＳ極に対向する電磁石２１の内輪１２外周側をＮ極からＳ極に変化させつつ、永久磁石２２のＳ極側から見て向って左側に位置する電磁石２１（図２中、下から二番目の電磁石２１）の内輪１２外周側をＮ極とすると、永久磁石２２は、前記電磁石２１の磁極変化により円周方向へ吸引・反発力を生じるため、内輪１２に対し外輪１４が時計回り方向へ動き出し、同様の操作を繰り返していけば、外輪１４は時計回り方向へ旋回し続けることとなる。
【００２９】
逆に、図２に示す状態から内輪１２に対し外輪１４を反時計回り方向へ旋回させる際には、永久磁石２２のＮ極に対向する電磁石２１の内輪１２外周側をＳ極からＮ極に変化させると共に、永久磁石２２のＳ極に対向する電磁石２１の内輪１２外周側をＮ極からＳ極に変化させつつ、永久磁石２２のＮ極側から見て向って右側に位置する電磁石２１（図２中、上から二番目の電磁石２１）の内輪１２外周側をＳ極とすると、永久磁石２２は、前記電磁石２１の磁極変化により円周方向へ吸引・反発力を生じるため、内輪１２に対し外輪１４が反時計回り方向へ動き出し、同様の操作を繰り返していけば、外輪１４は反時計回り方向へ旋回し続けることとなる。
【００３０】
この結果、従来の建設機械の旋回装置のように、モータ１７及び減速機１８（図４参照）を旋回ベアリング３とは別に設ける必要がなくなることから、該モータ１７及び減速機１８が上部旋回体２（図５参照）側に突出してその位置が限定されてしまうことが避けられ、該上部旋回体２におけるレイアウト上の制約がなくなり、その自由度を高めることが可能となる。
【００３１】
又、前記旋回ベアリング３における内輪１２の内周面に精度が要求される内歯１６を刻設する必要がなくなると共に、該内歯１６に高周波焼入や焼戻しといった熱処理を施す必要もなくなり、製造面で手間と時間がかからず、ピニオン等も不要となって部品点数と製造コストを削減することが可能となる。
【００３２】
更に又、前記旋回ベアリング３における内輪１２に刻設された内歯１６にピニオン１９を噛合させる構造をとる必要がなくなってガタも生じなくなるため、モータ１７の位置合わせ等を行わなくて済み、組み立て時の調整作業も面倒とならず容易となる。
【００３３】
こうして、上部旋回体２側に突出するモータ１７や減速機１８をなくして上部旋回体２におけるレイアウト上の自由度を高めることができると共に、駆動に必要となっていた内歯やピニオンをなくして部品点数削減並びに製造コスト削減を図ることができ、且つ内歯とピニオンの噛合いに伴うガタをなくし、組み立て時の調整作業も容易に行い得る。
【００３４】
尚、図１〜図３に示す実施例の場合、前記リニアモータ手段２０を、前記旋回ベアリング３における外輪１４の内周に、電磁石２１をＮ極とＳ極とが円周方向へ交互に並んだ状態で磁極変化が繰り返されるよう全周に亘って多数配設すると共に、前記旋回ベアリング３における内輪１２の外周に、永久磁石２２を前記電磁石２１の磁極変化により円周方向へ吸引・反発力を生じるよう配設することによって構成することも可能である。一方、前記永久磁石２２は必ずしも永久磁石とする必要はなく、電磁石を用いるようにすることも可能である。
【００３５】
又、本発明の建設機械の旋回装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３６】
１    下部走行体
２    上部旋回体
３    旋回ベアリング
１２    内輪
１４    外輪
２０    リニアモータ手段
２１    電磁石
２２    永久磁石（磁石）
２３    電源制御回路
【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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