(57)【要約】【課題】グリースが効率的に利用でき、グリース量が低減できる作業機械を提供する。【解決手段】上部旋回体３を旋回させる旋回機構４を備えた作業機械１である。旋回機構４は、内歯車を構成する内輪１１を有する旋回ベアリング１０と、内輪１１と噛み合うピニオン２２を回転駆動する駆動装置２０と、ピニオン２２をグリースＧに浸かった状態で収容する環状凹部３０と、旋回時に内輪１１の上面に沿って移動するスクレイパ−４０とを有している。スクレイパー４０は、はみ出したグリースＧを押す一対の押圧面４１，４１を有している。一対の押圧面４１，４１は、旋回中心から離れるに従って互いの間隔が大きくなるように形成され、旋回中心と、一対の押圧面４１，４１の旋回中心側の各端とを通る一対の基準線Ｋ，Ｋの外側に両押圧面４１が位置している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体の上に設置された上部旋回体と、
前記下部走行体に対して前記上部旋回体を旋回させる旋回機構と、
を備えた作業機械であって、
前記旋回機構は、
前記下部走行体に取り付けられて内歯車を構成する内輪、及び前記上部旋回体に取り付けられて前記内輪に対して回動自在な外輪、を有する旋回ベアリングと、
前記上部旋回体に設置され、前記内輪と噛み合うピニオンを回転駆動する駆動装置と、
前記内輪の内側に沿って設けられ、前記ピニオンを、グリースに浸かった状態で収容する環状凹部と、
前記ピニオンと前記内輪とが噛み合う噛合点の近傍に位置するように前記上部旋回体に取り付けられ、旋回時に前記内輪の上面に沿って移動するスクレイパ−と、
を有し、
前記スクレイパーは、両移動方向に、前記環状凹部からはみ出したグリースを押す一対の押圧面を有し、
旋回軸の方向から見て、前記一対の押圧面は、旋回中心から離れるに従って互いの間隔が大きくなるように形成され、旋回中心と、前記一対の押圧面の旋回中心側の各端と、を通る一対の基準線の外側に両押圧面が位置している作業機械。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械において、
前記旋回機構は、前記上部旋回体に取り付けられ、旋回時に前記環状凹部の内側面に沿って移動する内側スクレイパーを、更に有し、
前記内側スクレイパーが、前記環状凹部の内周側に偏在しているグリースを前記ピニオンに向けて誘導する誘導面を有している作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関し、その中でも特に、旋回機構の内部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の作業機械は、クローラ型の下部走行体の上に、作業を行う上部旋回体が設置されている。上部旋回体は、旋回機構により、下部走行体に対して旋回自在となっている。
【０００３】
旋回機構は、内輪が内歯車を構成している大径の旋回ベアリングや、ピニオン、旋回モータなどで構成されている。内輪とピニオンとの噛み合いを円滑にするために、旋回機構には、グリースバスが設けられ、そこに多量のグリースが充填されている。
【０００４】
そのグリースが、グリースバスから押し出されて、ピニオンの支軸の軸受に混入するのを防ぐ技術が開示されている（特許文献１，２）。
【０００５】
特許文献１の旋回装置では、グリース掻出し部材を設け、そのグリース掻出し部材で、内輪の上に押し出されたグリースを、内輪の内周側及び外周側に掻き出している。
【０００６】
特許文献２の旋回装置では、軸受へのグリースの侵入を遮断するために、ピニオンと軸受との間に環状板体を設置している。環状板体の下面に環状突起部を設けて、旋回時に、その環状突起部でグリースをグリースバスに掻き落とすことや、環状突起部の外周側に隙間を設けて、環状突起部の外周側に堆積するグリースの高さを抑制することなどが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６３−１９８６４８号公報
【特許文献２】特開平１１−３５０５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
グリースは、半固体状の物性を有しているため、外力が作用する領域からはみ出すと、そこに留まって、それ以後は潤滑に寄与し得なくなってしまう。例えば、特許文献１や特許文献２の旋回装置であれば、グリース掻出し部材や環状突起部の外周側に堆積したグリースは、そこに留まり続けるため、もはや潤滑剤としては機能しない。
【０００９】
そのため、グリースを必要以上に充填したり、グリースを高頻度で補充したりするなど、非効率的である。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、グリースが効率的に利用でき、グリース量が低減できる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体の上に設置された上部旋回体と、前記下部走行体に対して前記上部旋回体を旋回させる旋回機構と、を備える。前記旋回機構は、前記下部走行体に取り付けられて内歯車を構成する内輪、及び前記上部旋回体に取り付けられて前記内輪に対して回動自在な外輪、を有する旋回ベアリングと、前記上部旋回体に設置され、前記内輪と噛み合うピニオンを回転駆動する駆動装置と、前記内輪の内側に沿って設けられ、前記ピニオンを、グリースに浸かった状態で収容する環状凹部と、前記ピニオンと前記内輪とが噛み合う噛合点の近傍に位置するように前記上部旋回体に取り付けられ、旋回時に前記内輪の上面に沿って移動するスクレイパ−と、を有している。
【００１２】
前記スクレイパーは、両移動方向に、前記環状凹部からはみ出したグリースを押す一対の押圧面を有し、旋回軸の方向から見て、前記一対の押圧面は、旋回中心から離れるに従って互いの間隔が大きくなるように形成され、旋回中心と、前記一対の押圧面の旋回中心側の各端と、を通る一対の基準線の外側に両押圧面が位置している。
【００１３】
この作業機械によれば、噛合点の近傍に、旋回時に内輪の上面に沿って移動するスクレイパ−が設けられていて、このスクレイパーの両移動方向の各々に、環状凹部からはみ出したグリースを押す押圧面が設けられている。そして、これら押圧面は、旋回中心側から互いに離れるように形成され、旋回中心と、各押圧面の旋回中心側の端と、を通る一対の基準線の外側に位置している。
【００１４】
すなわち、押圧面が、仮に、基準線と一致する角度で傾斜していると、押圧面は移動方向（周方向）に向くため、グリースは周方向に押されて径方向の内外に押し広げられることになる。それに対し、本作業機械の押圧面は、基準線よりも旋回中心側に傾斜しているので、押圧面に押されるグリースは、周方向に移動しながら徐々に旋回中心側に押し戻される。従って、内輪の上にはみ出したグリースは、再度、ピニオンと内輪とが噛み合う部分に押し戻されるので、グリースを効率良く利用することができる。
【００１５】
特に、前記旋回機構に内側スクレイパーを設けるのが好ましい。すなわち、旋回機構が、前記上部旋回体に取り付けられ、旋回時に前記環状凹部の内側面に沿って移動する内側スクレイパーを更に有し、前記内側スクレイパーが、前記環状凹部の内周側に偏在しているグリースを前記ピニオンに向けて誘導する誘導面を有しているようにする。
【００１６】
そうすれば、内側スクレイパーにより、環状凹部の内周側に偏在しているグリースをピニオンに向けて誘導することができるので、スクレイパーとの組み合わせで、よりいっそうグリースを効率良く利用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の作業機械によれば、旋回機構に用いられるグリースが効率的に利用でき、グリース量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した作業機械を示す概略図である。
【図２】作業機械の要部を拡大して示す概略断面図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ線での概略断面図である。
【図４】比較例であり、グリースの堆積を説明するための概略断面図である。
【図５】作業機械の要部を示す概略斜視図である。
【図６】作業機械の要部を示す概略断面図である。
【図７】スクレイパー、内側スクレイパーの配置や形態を説明する概略上面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、作業機械の変形例を示す概略図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、作業機械の他の変形例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【００２０】
図１に、本発明を適用した油圧ショベル１（作業機械の一例）を示す。油圧ショベル１は、クローラ型の下部走行体２と、その上に設置された上部旋回体３と、下部走行体２に対して上部旋回体３を旋回させる旋回機構４とを備えている。上部旋回体３は、旋回機構４により、旋回軸Ｊ１回りに自在に旋回できるようになっている。
【００２１】
下部走行体２は、ロアフレーム２ａや、その両側に連結された一対のクローラ２ｂ，２ｂなどで構成されている。上部旋回体３は、アッパーフレーム３ａや、その上に設置されたアタッチメント３ｂ、キャブ３ｃ、機械室３ｄなどで構成されている。
【００２２】
旋回機構４は、ロアフレーム２ａの上部とアッパーフレーム３ａの下部との間に介在するように設けられており、図２，図３に詳しく示すように、旋回ベアリング１０や駆動装置２０、グリースバス３０（環状凹部）などで構成されている。更に、この油圧ショベル１では、旋回機構４にスクレイパー４０や内側スクレイパー５０も備えられているが、これらについては後述する。
【００２３】
旋回ベアリング１０は、大径の円環形状をしており、断面矩形の内輪１１と、その外周側に複数の鋼球１３を介して連結された断面矩形の外輪１２とを有し、内輪１１及び外輪１２は互いに回動自在となっている。外輪１２は、内輪１１に対して僅かに上側にずれて位置している。内輪１１は、ロアフレーム２ａに取り付けられており、外輪１２は、アッパーフレーム３ａに取り付けられている。
【００２４】
具体的には、内輪１１の下端面には、複数の締結穴１１ａが形成されており、内輪１１を支持するロアフレーム２ａのフランジ部には、これら締結穴１１ａに対応して挿通孔２ｃが形成されている。複数のボルトをこれら挿通孔２ｃを通じて、下方から各締結穴１１ａに締結することにより、内輪１１がロアフレーム２ａに取り付けられている。
【００２５】
図示はしないが、外輪１２も内輪１１と同様に、複数のボルトで締結することによってアッパーフレーム３ａに取り付けられている。
【００２６】
内輪１１の内面には周方向に並ぶ複数の内歯が形成されており、内輪１１は内歯車を構成している。
【００２７】
駆動装置２０は、駆動軸２１やピニオン２２、旋回モータ２３、減速機構２４などで構成されていて、その本体部分はアッパーフレーム３ａの上に設置されている。旋回モータ２３は減速機構２４を介して駆動軸２１に連結されており、その駆動軸２１の先端にピニオン２２が取り付けられている。旋回モータ２３は、正逆両方に回転し、駆動軸２１及びピニオン２２はそれに応じて回転軸Ｊ２回りに回転する。
【００２８】
アッパーフレーム３ａには、駆動装置２０の本体部分の下側に開口する軸孔３ｅが形成されている。その軸孔３ｅを通じて駆動軸２１がアッパーフレーム３ａの下方に突出し、ピニオン２２の外歯が内輪１１の内歯と噛み合うように、駆動装置２０が配置されている。
【００２９】
グリースバス３０は、内輪１１の内側に沿って設けられた円環状に凹む部分であり、ピニオン２２をグリースＧに浸かった状態で収容している。グリースバス３０は、矩形の断面を有し、その外周面は内輪１１の内面で構成され、その底面及び内周面３０ａはロアフレーム２ａに取り付けられたカバー部材３１で構成されている。
【００３０】
なお、カバー部材３１におけるグリースバス３０より内側の部分には、油圧ホースの配索などが行われる開口が形成されているが、図示では省略している。
【００３１】
旋回時には、旋回モータ２３が駆動され、ピニオン２２が回転する。例えば、図３に矢印で示すように、ピニオン２２が回転軸Ｊ２を中心に半時計回りに回転すると、ピニオン２２は旋回軸Ｊ１を中心に時計回りに公転し、外輪１２は旋回軸Ｊ１を中心に時計回りに回転する。それにより、上部旋回体３は、旋回軸Ｊ１を中心に時計回りに旋回する。
【００３２】
その際、公転するピニオン２２の進行方向にあるグリースＧは、ピニオン２２の両側に押し退けられる。グリースバス３０の外周側に押し退けられるグリースＧは、ピニオン２２と内輪１１とが噛み合う噛合点３２に作用して潤滑剤として機能するが、噛み合いによる圧力により、その噛合点３２の周辺から内輪１１の上面にはみ出してしまう。また、グリースバス３０の内周側に押し退けられるグリースＧは、隙間に堆積する。
【００３３】
この点、図４に示す比較例（スクレイパー４０及び内側スクレイパー５０を設置する前の状態）を用いて具体的に説明する。
【００３４】
ピニオン２２及び内輪１１は、略同一の上下幅寸法に設定されているため、ピニオン２２の下端面は、グリースバス３０の底面に近接し、ピニオン２２の上端面は、内輪１１の上面及びグリースバス３０の開口端と略同一の高さにある。
【００３５】
軸孔３ｅは、グリースバス３０の上方にあり、旋回中心（旋回軸Ｊ１）に近い方の軸孔３ｅの端部はグリースバス３０の内周面３０ａより半径方向内側に位置し、旋回中心から遠い方の軸孔３ｅの端部は内輪１１の外周側に位置している。軸受２５などの駆動装置２０の一部は、軸孔３ｅからアッパーフレーム３ａの下方に露出している。
【００３６】
内輪１１の上面及びグリースバス３０の開口端は、軸孔３ｅから下方に離れて位置しており、これらの間に隙間（上方隙間３５）が存在している。また、グリースバス３０の内周面３０ａとピニオン２２の移動領域との間にも隙間（側方隙間３６）が存在している。
【００３７】
旋回方向側では、ピニオン２２は内輪１１側に向かって回転しているため、ピニオン２２の前方にあるグリースＧの多くは、ピニオン２２の外歯に掻き取られ、噛合点３２があるグリースバス３０の外周側に押し退けられる。残りのグリースＧは、グリースバス３０の内周側に押し退けられて側方隙間３６に堆積する。
【００３８】
グリースバス３０の外周側に押し退けられたグリースＧは、外歯と内歯との噛み合いによる圧力により、更にグリースバス３０から押し上げられて上方隙間３５に入り込み、内輪１１の上に堆積する。
【００３９】
側方隙間３６や上方隙間３５に堆積したグリースＧは、そのままそこに留まり続けるため、それ以後は潤滑に寄与しなくなる。従って、グリースバス３０にグリースＧを多量に入れても、その多くは、本来の潤滑機能を果たさずに隙間を埋めるだけで終わってしまう。
【００４０】
そこで、この油圧ショベル１では、グリースＧを効率的に利用してグリース量を低減できるように、スクレイパー４０と内側スクレイパー５０とが設置されている。
【００４１】
（スクレイパー、内側スクレイパー）
図５、図６、図７に、スクレイパー４０及び内側スクレイパー５０が設置されている状態を示す。
【００４２】
図５、図６、図７に示すように、スクレイパー４０は、内輪１１の上であって、噛合点３２の近傍に位置するように、軸孔３ｅから露出した駆動装置２０の下部にボルトで締結して取り付けられている。
【００４３】
本実施形態のスクレイパー４０は、上下両面が概ね等脚台形に形成されたブロック状の部材である。スクレイパー４０は、その両脚側に、グリースバス３０からはみ出したグリースＧを、グリースバス３０に押し戻すように作用する、一対の押圧面４１，４１を有している。スクレイパー４０は、その上底側の端面を旋回中心に向け、各押圧面４１を周方向に向けた状態で、内輪１１の上に設置されている。
【００４４】
スクレイパー４０の下面は、内輪１１の上面と僅かな隙間を隔てて対向している。スクレイパー４０の上底側の端面は、噛合点３２の近傍に位置している。
【００４５】
スクレイパー４０の各押圧面４１は、旋回中心から離れるに従って互いの間隔が大きくなるように末広がりに配置されており、その広がりの程度は所定以上に設定されている。
【００４６】
詳しくは、図７に示すように、旋回軸Ｊ１の方向から見て、旋回中心Ｊ１と、各押圧面４１の旋回中心側の端（上底側の端面の端）とを通る一対の基準線Ｋ，Ｋを引いたとき、両押圧面４１，４１は、これら基準線Ｋ，Ｋの外側に位置するように設定されている。
【００４７】
このようにすることで、各押圧面４１で、グリースＧをグリースバス３０に押し戻すことができる。すなわち、旋回時には、スクレイパー４０は、内輪１１の上面に沿って移動する。その際、図５に示したように、内輪１１の上にはみ出してくるグリースＧは、移動方向に向いた押圧面４１にぶつかる。
【００４８】
押圧面４１は、押す方向が移動方向（周方向）と一致する基準線Ｋの位置よりも、旋回中心側に大きく傾斜した位置にあるので、押圧面４１にぶつかったグリースＧは、図７の矢印（破線）で示すように、周方向に移動しながら徐々に旋回中心側に押し戻されていく。
【００４９】
従って、内輪１１の上にはみ出したグリースＧは、再度、ピニオン２２と内輪１１とが噛み合う部分に押し戻されるので、グリースＧを効率良く利用することができる。
【００５０】
更にグリースＧを効率良く利用できるように、この油圧ショベル１には、内側スクレイパー５０が設置されている。
【００５１】
本実施形態の内側スクレイパー５０は、ピニオン２２の近傍に配置された一対のガイド部材５１，５１で構成されており、各ガイド部材５１は、互いに離れて対称状に配置されている。これらガイド部材５１は、グリースバス３０の内周面３０ａに沿って移動するように、軸孔３ｅから露出した駆動装置２０の下部にボルトで締結して取り付けられている。
【００５２】
各ガイド部材５１は、縦長な三角柱状の部材であり、板材を接合して形成されている。各ガイド部材５１は、グリースバス３０の内部に位置し、グリースバス３０の内周面３０ａから回転軸Ｊ２の方向に向かって傾斜した外側壁部５１ａと、外側壁部５１ａの突端からグリースバス３０の内周面３０ａに向かう内側壁部５１ｂとを有している。
【００５３】
外側壁部５１ａ及び内側壁部５１ｂの各下端は、グリースバス３０の底面と僅かな隙間を隔てて対向し、外側壁部５１ａ及び内側壁部５１ｂの各上端は、グリースバス３０の開口端よりも上方にあり、上方隙間３５内に位置している。
【００５４】
各ガイド部材５１の外側壁部５１ａの外面は、側方隙間３６に堆積しているグリースＧをピニオン２２に向けて誘導する機能を有している（誘導面５２）。
【００５５】
すなわち、旋回時には、各ガイド部材５１は側方隙間３６を移動する。従って、図７の矢印（破線）で示すように、側方隙間３６に堆積しているグリースＧは、旋回方向にあるガイド部材５１の誘導面５２にぶつかり、誘導面５２上を、ピニオン２２の外周に向かって移動する。
【００５６】
旋回方向側では、ピニオン２２は内輪１１側に回転しているため、側方隙間３６から誘導されたグリースＧは、外歯によって噛合点３２へ運ばれる。従って、側方隙間３６に堆積するグリースＧも潤滑剤として機能させることができる。
【００５７】
このように、上方隙間３５に入り込むグリースＧは、スクレイパー４０によって、そして、側方隙間３６に入り込むグリースＧは、内側スクレイパー５０によって、それぞれ、潤滑剤として機能し得る領域に戻すことができるので、グリースＧを効率よく利用することができる。
【００５８】
従って、グリースバス３０に収容するグリース量の低減が可能になり、また、グリースＧの補充や交換等、メンテナンスの負担を低減できる。
【００５９】
なお、本発明にかかる作業機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【００６０】
スクレイパー４０は、内輪１１の上にはみ出したグリースＧを、旋回時にグリースバス３０の側に押し戻すことができればよいため、その形状は、適宜変更できる。
【００６１】
例えば、図８の（ａ）に示すように、押圧面４１を曲面で形成し、旋回中心から離れるに従って次第に広がるようにしてもよい。また、図８の（ｂ）に示すように、スクレイパー４０を三角形にしてもよい。この場合、一対の基準線Ｋ，Ｋは重なって１本になる。
【００６２】
内側スクレイパー５０もまた、側方隙間３６に追いやられたグリースＧを、ピニオン２２の移動領域内に戻すことができればよいため、その形状は、適宜変更できる。
【００６３】
例えば、図９の（ａ）に示すように、内側スクレイパー５０を、一対のガイド部材５１で構成するのではなく、両側に誘導面５２を有する一体型のガイド部材で構成してもよい。
【００６４】
また、図９の（ｂ）に示すように、内側スクレイパー５０を、１つの縦長な三角柱状の部材で構成し、噛合点３２と、ピニオン２２を間に挟んで対向する位置に配置してもよい。ただし、誘導面５２は、ピニオン２２の両側に分けて配置する方が、誘導面５２の突端を側方隙間３６よりも内側に位置させることができるので好ましい。
【符号の説明】
【００６５】
１  油圧ショベル（作業機械）
２  下部走行体
３  上部旋回体
４  旋回機構
１０  旋回ベアリング
１１  内輪
１２  外輪
２０  駆動装置
２２  ピニオン
３０  グリースバス（環状凹部）
３２  噛合点
４０  スクレイパー
４１  押圧面
５０  内側スクレイパー
５２  誘導面
Ｋ  基準線
Ｇ  グリース
Ｊ１  旋回軸
Ｊ２  回転軸
【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】
2015048701.tif 000008
【図７】
2015048701.tif 000009
【図８】
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【図９】
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