(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、前記下部走行体上に設置された上部旋回体と、前記上部旋回体を前記下部走行体に対して旋回させる旋回機構とを備え、前記旋回機構は、前記下部走行体に設けられて内周に歯が形成されたリングギヤと、前記上部旋回体に設けられ、前記リングギヤに内側から噛み合った状態で回転するピニオンと、前記下部走行体における前記リングギヤの内側に沿って設けられて前記ピニオンとの噛み合い部分を潤滑するためのグリスを蓄えるグリスバスとを備える作業機械において、
前記上部旋回体は、グリスを汚染して劣化させるおそれのある汚染物を検出するセンサと、前記センサを前記グリスバス内のグリスに浸漬する位置に支持するセンサ支持部とを備え、
前記センサ支持部は、前記センサを前記汚染物の検出が可能となる状態で収容する筒状のセンサ収容部を備えることを特徴とする作業機械。
【請求項２】
下部走行体と、前記下部走行体上に設置された上部旋回体と、前記上部旋回体を前記下部走行体に対して旋回させる旋回機構とを備え、前記旋回機構は、前記下部走行体に設けられて内周に歯が形成されたリングギヤと、前記上部旋回体に設けられ、前記リングギヤに内側から噛み合った状態で回転するピニオンと、前記下部走行体における前記リングギヤの内側に沿って設けられて前記ピニオンとの噛み合い部分を潤滑するためのグリスを蓄えるグリスバスとを備える作業機械において、
前記上部旋回体は、グリスを汚染して劣化させるおそれのある汚染物を検出するセンサと、前記センサを前記グリスバス内のグリスに浸漬する位置に支持するセンサ支持部とを備え、
前記センサ支持部は、前記グリスバス内を移動する際に当該センサ支持部に接するグリスを前記リングギヤの歯に向かう方向に案内し流動させる案内面を備えることを特徴とする作業機械。
【請求項３】
前記センサ支持部は、少なくとも一部が前記グリスバス内のグリスに浸漬することを特徴とする請求項１又は２記載の作業機械。
【請求項４】
前記センサ支持部は、前記リングギヤに沿って前記グリスバス内を移動する前記ピニオンの軌道の範囲内において前記グリスバス内のグリスに接する位置に前記センサを支持して、前記ピニオンと一体に前記リングギヤの内側に沿って移動することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の作業機械。
【請求項５】
前記センサ支持部は、前記センサを前記汚染物の検出が可能となる状態で収容する筒状のセンサ収容部を備えることを特徴とする請求項２記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下部走行体の上部で旋回する上部旋回体を備える例えば油圧ショベル等の作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば油圧ショベル等の作業機械は、下部走行体上で上部旋回体を旋回させる旋回機構を備えている。この種の旋回機構は、内周に歯が形成されたリングギヤと、このリングギヤに内側から噛み合うピニオンとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
リングギヤは、下部走行体に設けられている。ピニオンは、上部旋回体に設けられている。ピニオンの回転は、上部旋回体に設けられた油圧モータ等の駆動手段によって駆動される。ピニオンは、リングギヤに噛み合った状態で回転することによりリングギヤの周方向に移動する。
【０００４】
リングギヤの中心は、上部旋回体の旋回軸線と一致しており、ピニオンが回転しつつリングギヤの周方向に移動することにより、下部走行体に対して上部旋回体が旋回する。
【０００５】
旋回機構には、グリスバスが設けられている。グリスバスは、リングギヤの内側に沿って形成された環状の凹部であり、内部にリングギヤとピニオンとの噛み合いを潤滑するためのグリスを蓄えている。ピニオンは、その一部をグリスバス内のグリスに浸漬した状態となっている。グリスバス内のグリスは、回転するピニオンに巻き込まれてリングギヤとの噛み合い部分に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３０２９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、グリスバス内のグリスは、旋回機構の内部に侵入した水や、旋回機構の各部から生じる金属粉によって汚染され、劣化してしまうことがある。劣化したグリスは、旋回機構の作動を阻害する。
【０００８】
例えば、グリスバス内のグリスに水が混入すると、回転するピニオンによって攪拌されるうちにグリスの粘度が極度に低下する。このように水の混入により粘度低下の劣化が生じたグリスは、ピニオンやリングギヤへの付着が不十分となり、グリス本来の潤滑効果を得ることができなくなる。このため、リングギヤやピニオンの歯の摩耗の進行が早まったり、リングギヤやピニオンの歯に損傷が発生し、旋回機構の円滑な作動が得られなくなるおそれがある。
【０００９】
また、グリスバス内に入った水は、回転するピニオンによって飛散したり、リングギヤとピニオンとの噛み合い部分の歯間からその周囲に勢いよく噴出することがある。このときの噴出水流が旋回機構のシール分部に激しく当たると、内部の可動部分に入り込んで旋回機構の円滑な作動を妨げるおそれもある。
【００１０】
そこで、グリスバス内のグリスを劣化させるおそれのある汚染物を検出し、グリスの劣化状態を正確に把握することが考えられる。具体的には、例えば、図１０に示すように、グリスバス２０の底部２０ａに水（汚染物）を検出するセンサ７０を設けることが挙げられる。
【００１１】
しかし、グリスバス２０内に充填されているグリスＧの粘度が高いために、仮にグリスＧの上面に水が溜まっていたとしても、その水がグリスバス２０の底部２０ａに到達する可能性は低い。しかも、グリスバス２０の底部近傍のグリスＧは、ピニオン１７が移動しても攪拌され難いため、未劣化状態の層が形成されている場合がある。
【００１２】
このようなことから、グリスバス２０の底部２０ａに水（汚染物）を検出するセンサ７０を設けても、汚染物を検出することは困難であった。
【００１３】
上記の点に鑑み、本発明は、旋回機構のグリスの汚染物を精度よく検出することができる構成を備える作業機械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】
【００１４】
本発明は、下部走行体と、前記下部走行体上に設置された上部旋回体と、前記上部旋回体を前記下部走行体に対して旋回させる旋回機構とを備え、前記旋回機構は、前記下部走行体に設けられて内周に歯が形成されたリングギヤと、前記上部旋回体に設けられ、前記リングギヤに内側から噛み合った状態で回転するピニオンと、前記下部走行体における前記リングギヤの内側に沿って設けられて前記ピニオンとの噛み合い部分を潤滑するためのグリスを蓄えるグリスバスとを備える作業機械において、前記上部旋回体は、グリスを汚染して劣化させるおそれのある汚染物を検出するセンサと、前記センサを前記グリスバス内のグリスに浸漬する位置に支持するセンサ支持部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、センサとそのセンサを支持するセンサ支持部とが上部旋回体に設けられていることにより、上部旋回体の旋回に伴いセンサ支持部がピニオンと共にリングギヤの内側を移動する。このとき、センサは、グリスバス内のグリスに浸漬した状態でセンサ支持部に支持されているから、グリスに接した状態で移動し、グリスの汚染物を精度よく検出することができる。
【００１６】
本発明において採用するセンサは、グリスを汚染して劣化させるおそれのある汚染物を検出するものであればよい。検出する汚染物によって複数種のセンサが存在するが、本発明において好適なセンサとして、具体的には、水を検出する水センサ、金属粉や金属片を検出する金属センサ等を挙げることができる。
【００１７】
なお、センサ支持部が支持するセンサは１つでもよいが、検出する汚染物が異なる複数のセンサを１つのセンサ支持部で支持するように構成してもよい。或いは、複数のセンサ支持部を設けてその夫々に、検出する汚染物の異なるセンサを１つずつ支持するように構成してもよい。センサ支持部とセンサとは一体に構成されていてもよい。
【００１８】
また、センサ支持部に支持されたセンサは、上部旋回体の旋回に伴ってグリスバス内を移動したときの軌跡により、グリスに溝を形成する。前記センサとして水センサを採用した場合には、上記溝内に水が溜まることにより水の検出が容易となる。
【００１９】
そして、本発明の一態様として、前記センサ支持部は、前記センサを前記汚染物の検出が可能となる状態で収容する筒状のセンサ収容部を備えることを特徴とする。
【００２０】
これによれば、センサがセンサ収容部に収容されて保護され、センサがグリスバス内を移動するときのグリスとの接触を緩和することができるので、センサの性能を高い状態で長期に亘って維持することができる。
【００２１】
また、本発明の他の態様として、前記センサ支持部は、前記グリスバス内を移動する際に当該センサ支持部に接するグリスを前記リングギヤの歯の方向に向かって案内し流動させる案内面を備えることを特徴とする。
【００２２】
センサ支持部がグリスバス内を移動すると、センサ支持部の案内面に案内されたグリスがリングギヤの歯の方向に流動する。これにより、グリスバス内のグリスがリングギヤのピニオンへの噛み合い部分に円滑に供給され、リングギヤとピニオンとの噛み合い部分での潤滑作用を確実に得ることができる。更に、センサ支持部の移動に伴って案内面により強制的に形成されるグリスの流れにより、グリスが攪拌される範囲の拡大を図ることができ、グリスバス内で長期に亘り停滞状態となるグリスを少なくして、グリスを効率良く利用することができる。
【００２３】
また、本発明において、前記センサ支持部は、少なくとも一部が前記グリスバス内のグリスに浸漬するようにしてもよい。
【００２４】
０
これによれば、グリスバス内を移動したセンサ支持部によってグリスに形成される溝がセンサによる溝よりも大きくなり、溝内に水が溜まり易くなる。よって、前記センサとして水センサを採用した場合には、溝に溜まる水を一層確実に検出することができる。
【００２５】
更に、前記センサ支持部の軌跡によってグリスに形成される溝の大きさは、センサ支持部の形状によって設定することができる。
【００２６】
また、本発明において、前記センサ支持部は、前記リングギヤに沿って前記グリスバス内を移動する前記ピニオンの軌道の範囲内において前記グリスバス内のグリスに接する位置に前記センサを支持して、前記ピニオンと一体に前記リングギヤの内側に沿って移動することが好ましい。
【００２７】
ピニオンがグリスバス内を移動すると、ピニオンの軌道にあるグリスはピニオンの回転によって攪拌される。ピニオンの軌道の範囲内をセンサが移動することにより、攪拌された後のグリスがセンサに接触する。これにより、グリスに混入する汚染物がセンサに接触する機会が多くなり、汚染物の検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態の作業機械を示す図。
【図２】本実施形態における旋回機構の説明的縦断面図。
【図３】旋回機構の要部の説明的横断面図。
【図４】図３のIV−IV線断面による説明図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面による説明図。
【図６】ブラケットの変形例を模式的に示す図。
【図７】ブラケットの他の変形例を模式的に示す図。
【図８】ブラケットの他の変形例を模式的に示す図。
【図９】ブラケットの他の変形例を模式的に示す図。
【図１０】従来の作業機械におけるグリスバスを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の作業機械の実施形態として、図１に示す油圧ショベル１を挙げて説明する。  図１に示すように、油圧ショベル１は、下部走行体２と上部旋回体３とを備えている。下部走行体２と上部旋回体３とは、旋回機構４を介して連結されている。符号Ｊは上部旋回体３の旋回軸線を示す。
【００３０】
下部走行体２は、ロアフレーム５を備えており、ロアフレーム５の両側にはクローラ６が設けられている。
【００３１】
上部旋回体３は、アッパーフレーム７を備えており、アッパーフレーム７には、アタッチメント８、キャブ９、及び機械室１０が設けられている。
【００３２】
旋回機構４は、下部走行体２のロアフレーム５と上部旋回体３のアッパーフレーム７との間に設けられており、図２に示すように、旋回ベアリング１１と駆動装置１２とを備えている。
【００３３】
旋回ベアリング１１は、内輪１３と、その外周側に複数の鋼球１４を介して連結された外輪１５とによって構成されて、大径の円環形状に形成されている。そして、内輪１３は、下部走行体２のロアフレーム５に固定されており、外輪１５は、上部旋回体３のアッパーフレーム７に固定されている。内輪１３は、その内周面に歯（以下、内歯という）が形成されており、本発明におけるリングギヤを構成している。
【００３４】
駆動装置１２は、駆動軸１６、ピニオン１７、旋回モータ１８、及び減速機構１９を備え、その本体部分はアッパーフレーム７の上に設置されている。
【００３５】
旋回モータ１８は、減速機構１９を介して駆動軸１６に連結されており、その駆動軸１６の先端にピニオン１７が取り付けられている。
【００３６】
ピニオン１７は、旋回モータ１８の駆動によって正逆何れの方向にも回転される。駆動軸１６は上部旋回体３のアッパーフレーム７を鉛直方向に貫通して内輪１３の内側に延び、ピニオン１７の外歯が内輪１３の内歯と噛み合う。
【００３７】
ピニオン１７は、内輪１３の内歯と噛み合った状態で旋回モータ１８の駆動により回転され、これに伴って内輪１３の周方向に移動する。このとき、ピニオン１７は上部旋回体３のアッパーフレーム７の旋回軸線Ｊを中心として移動することにより、ピニオン１７の移動に伴い、上部旋回体３のアッパーフレーム７が旋回する。
【００３８】
図３及び図４に示すように、平面視環状であって下方に窪んだ形状のグリスバス２０が、内輪１３の内方に隣接して設けられている。グリスバス２０の外周壁は内輪１３の内面で構成され、グリスバス２０の底面及び内周壁は下部走行体２のロアフレーム５に固定されたカバー部材２１で構成されている。そして、グリスバス２０の内部にはグリスＧが充填される。
【００３９】
ピニオン１７は、少なくとも下半部がグリスＧに浸漬された状態でグリスバス２０の内部に配置される。これにより、ピニオン１７が回転してグリスバス２０内を移動したとき、内輪１３との噛み合い部分に入ったグリスＧが潤滑剤として機能する。
【００４０】
また、図３及び図５に示すように、上部旋回体３のアッパーフレーム７には、センサ２２と、このセンサ２２を支持するブラケット２３とが設けられている。ブラケット２３は、本発明のセンサ支持部に相当するものである。
【００４１】
センサ２２は、グリスバス２０内のグリスＧを汚染して劣化させるおそれのある汚染物を検出するものであり、例えば、水分を検出する水センサや、金属粉等を検出する金属センサ等を挙げることができる。
【００４２】
ブラケット２３は、図５に示すように、センサ２２を収容する円筒状のセンサ収容部２４と、上部旋回体３のアッパーフレーム７に固定すべく鍔状に張り出す固定部２５とを備えている。ブラケット２３は、ピニオン１７から所定の距離を存した位置に取り付けられている。
【００４３】
ブラケット２３のセンサ収容部２４は、センサ２２先端の検知部２２ａを下端から僅かに露出させた状態で収容する。センサ収容部２４の内面とセンサ２２の本体部分との間にはシール部材２６が装填されている。
【００４４】
センサ収容部２４にセンサ２２を収容することにより、センサ２２が確実に汚染物を検出する状態を維持しながら、センサ２２のグリスＧへの接触を最小限に抑えて、センサ２２の耐久性を向上させることができる。
【００４５】
ブラケット２３は、センサ２２先端の検知部２２ａが、グリスバス２０内を移動するピニオン１７の軌道の範囲Ｗ内（図３参照）に位置し且つグリスバス２０内のグリスＧに接するように、センサ２２を支持している。ピニオン１７の軌道の範囲Ｗは、図３に示すように、ピニオン１７の直径を幅とする平面視帯状とされて内輪１３の内面に隣して環状に形成される領域（即ち、図３のグリスバス２０において内輪１３の内面と二点鎖線で示す円との間の領域）であり、且つ、図５に示すように、グリスバス２０内のグリスＧの上面とピニオン１７の下端との間の領域である。
【００４６】
ブラケット２３は、上記位置にセンサ２２の検知部２２ａを保持してピニオン１７と共にグリスバス２０内を移動する。これにより、グリスＧがピニオン１７によって攪拌されてグリスＧ内の汚染物の偏りが解消されるから、グリスＧ内からの汚染物の検出精度が向上する。
【００４７】
しかも、ブラケット２３がグリスバス２０内のグリスＧを掻き分けながら移動することにより、図示しないが、グリスバス２０内のグリスＧに溝が形成される。この溝は、ブラケット２３と、このブラケット２３の下端から露出するセンサ２２の検知部２２ａとの移動軌跡によって形成され、特に、ブラケット２３が比較的大きな溝を作り上げる。
【００４８】
このように、グリスＧに溝が形成されると、この溝の内部には汚染物の一つである水が溜まり易い。よって、センサ２２として水センサを採用した場合、溝内に位置するセンサ２２の検知部２２ａにより確実に水（汚染物）を検出することができる。
【００４９】
なお、本実施形態においては、センサ収容部２４に１つのセンサ２２を収容したブラケット２３を挙げて説明したが、図示しないが、センサ収容部には、検出する汚染物が異なる複数のセンサを収容してもよい。
【００５０】
また、センサ収容部にセンサを収容したブラケットを上部旋回体のアッパーフレームに複数設けてもよく、その夫々のブラケットに、検出する汚染物の異なるセンサを１つずつ支持するように構成してもよい。その他、センサ支持部とセンサとは一体に構成されていてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態においては、円筒状のセンサ収容部２４を備えるブラケット２３を挙げたが、図６に示すように、三角筒状のセンサ収容部３０を備えるブラケット３１を設けてもよい。センサ収容部３０は、その外面がブラケット３１の移動方向に対して傾斜する傾斜面３２により構成される。この傾斜面３２は、本発明の案内面に相当するものである。
【００５２】
即ち、ブラケット３１を移動させると、グリスＧがセンサ収容部３０の傾斜面３２に当たって、傾斜面３２に沿ったグリスＧの流れが生じる。このときのグリスＧの流れが内輪１３の内歯に向かうように傾斜面３２を配置すると、内輪１３の内歯に向かって確実にグリスＧを案内することが可能となる。そして、内輪１３の内歯に向かって流動するグリスＧは、ピニオン１７と内輪１３との噛み合い部分に確実に供給される。
【００５３】
しかも、センサ収容部３０が案内面としての傾斜面３２を備えることにより、グリスＧが攪拌される範囲を拡大することができる。傾斜面３２に沿ったグリスＧの流動は、ブラケット３１の移動により強制的に形成され、グリスバス２０の隅部等に停留するグリスＧにも波及する。これにより、グリスバス２０内で長期に亘り停滞状態となるグリスＧを少なくすることができる。
【００５４】
このように、センサ収容部３０が案内面としての傾斜面３２を備えるブラケット３１を採用することで、グリスバス２０内に停留していたグリスＧを有効活用でき、グリスＧの劣化を抑えて寿命を延ばすことができる。
【００５５】
なお、図６において二点鎖線で示すように、ブラケット３１を、グリスバス２０の内周壁寄りに配置してもよい。グリスバス２０の内周壁寄りには比較的新鮮なグリスＧが停留していることが多い。これによれば、センサ収容部３０の傾斜面３２にグリスバス２０の内周壁寄りに停留している比較的新鮮なグリスＧを掻き出して内輪１３の内歯の方向に流動させ、ピニオン１７と内輪１３との噛み合い部分に供給することができる。
【００５６】
また、図７に示すように、四角筒状のセンサ収容部４０を備えるブラケット４１を用いることもできる。ブラケット４１は、四角筒状のセンサ収容部４０の一方の対角線Ｙに略沿った方向が移動方向となるように設けることにより、４つの傾斜面４２をグリスＧの案内面として作用させることができる。
【００５７】
また、図８に示すブラケット５０のように、板状のセンサ保持部５１を設けて、センサ保持部５１の一側面にセンサ２２を保持してもよい。この場合、ブラケット５０の移動方向に対してセンサ保持部５１を傾斜させることで、両面をグリスＧの案内面として作用させることができる。
【００５８】
また、図９に示すブラケット６０のように、縦方向に延びる角部６１を介して一対の傾斜面６２を備える板状のセンサ保持部６３を設けて、センサ保持部６３の角部６１の内側にセンサ２２を保持してもよい。この場合、センサ保持部６３の角部６１を内輪１３に向けることで、ブラケット６０が移動したときに、両傾斜面６２をグリスＧの案内面として作用させることができる。
【符号の説明】
【００５９】
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、１３…内輪（リングギヤ）、１７…ピニオン、２０…グリスバス、２２…センサ、２３，３１，４１，５０，６０…ブラケット（センサ支持部）、２４…センサ収容部、３２，４２，６２…傾斜面（案内面）、Ｗ…ピニオンの軌道の範囲。
【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】
0006575374.tif 000009
【図９】
0006575374.tif 000010
【図１０】
0006575374.tif 000011