(57)【要約】【課題】円環状シール部材のメンテナンスが行ないやすい旋回装置用減速装置の提供。【解決手段】旋回輪１１に噛合わされるピニオン３７と、このピニオン３７から延びて減速機構２２と結合する回転軸３８と、この回転軸３８が挿入されるハウジング３５と、このハウジング３５と回転軸３８との間に介在する下部軸受４０と、回転軸３８に挿通されハウジング３５外部のピニオン３７側とハウジング３５内部とを遮断する円環状板４３と、ハウジング３５に装着され下部軸受４０の外周側で、円環状板４３のハウジング３５側の面に接触する円環状シール部材４４とを備えた旋回装置用減速装置において、円環状板４３の外径寸法が、円環状板４３側のハウジング３５の端部の小径外周面３５ａの外径寸法よりも大きく設定され、円環状シール部材４４が小径外周面３５ａを包囲するように配置される。【選択図】図２
2007247804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回輪に噛合わされるピニオンと、このピニオンから延びて減速機構と結合する回転軸と、この回転軸が挿入されるハウジングと、このハウジングと前記回転軸との間に介在する軸受と、前記回転軸に挿通され前記ハウジング外部の前記ピニオン側と前記ハウジング内部とを遮断する円環状板と、前記ハウジングに装着され前記軸受の外周側で、前記円環状板の前記ハウジング側の面に接触する円環状シール部材とを備えた旋回装置用減速装置において、
前記円環状板の外径寸法が、前記円環状板側の前記ハウジングの端部の外径寸法よりも大きく設定され、
前記円環状シール部材が、前記円環状板側の前記ハウジングの端部の外周面を包囲するように配置されることを特徴とする旋回装置用減速装置。
【請求項２】
前記円環状シール部材は、自然長における内径寸法が前記円環状板側の前記ハウジングの端部の外径寸法よりも短く、前記円環状板の外径寸法よりも長い内径寸法となるように弾性変形させることが可能なものであることを特徴とする請求項１記載の旋回装置用減速装置。
【請求項３】
前記円環状シール部材は合成ゴム製の帯状部材の両端を接着して作製されることを特徴とする請求項１または２記載の旋回装置用減速装置。
【請求項４】
前記ハウジングと前記円環状シール部材とが互いに合致する円環状の凹凸を有することを特徴する請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋回装置用減速装置。
【請求項５】
前記円環状シール部材と前記円環状板とが面接触することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の旋回装置用減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルやクレーン等の建設機械の旋回装置に備えられる旋回装置用減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋回装置用減速装置としては、例えば特許文献１に示される従来技術がある。この従来技術は、旋回輪に噛合わされるピニオンと、このピニオンから延びて減速機構と結合する回転軸と、この回転軸が挿入されるハウジングと、このハウジングと回転軸との間に介在する軸受と、回転軸に挿通されハウジング外部のピニオン側とハウジング内部とを遮断する円環状板と、ハウジングに装着され軸受の外周側で、円環状板のハウジング側の面に接触する円環状シール部材とを備えている。
【０００３】
ハウジングの円環状板側の端部には、回転軸や軸受と同軸の円形の凹部が形成されていて、この円形の凹部に円環状板が嵌め込まれている。軸受よりも外周側における円形の凹部の底面には円環状溝が形成されていて、この円環状溝に円環状シール部材が嵌め込まれている。円環状シール部材の大部分は円環状溝内に配置されていて、円環状溝から僅かに突出した円環状シール部材のリップ部が円環状板に接触している。
【０００４】
円環状板は、ピニオン側からハウジング内部へのグリスや粉塵などが浸入するのを阻止している。円環状シール部材は、円環状板とハウジングとの間からグリスや粉塵などが浸入するのを阻止している。
【特許文献１】独国特許出願公開第１９６ ０３ ００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来技術では、ハウジングに形成された円形の凹部に円環状板が嵌め込まれていて、円形の凹部の底面に形成された円環状溝に円環状シール部材が嵌め込まれているため、円環状シール部材がハウジングと円環状板の間に隠れている。
【０００６】
したがって、円環状シール部材の劣化の程度をハウジング外部から見て確認することができない。さらに、円環状シール部材を取外すには円環状板を取外さなければならず、円環状板を取外すには旋回装置用減速装置を全分解するという煩わしい作業を行わなければならない。つまり、従来技術では、円環状シール部材のメンテナンスが行いにくいという問題がある。
【０００７】
本発明は、前述の実状を考慮してなされたものであり、その目的は、円環状シール部材のメンテナンスが行ないやすい旋回装置用減速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔１〕  本発明は、旋回輪に噛合わされるピニオンと、このピニオンから延びて減速機構と結合する回転軸と、この回転軸が挿入されるハウジングと、このハウジングと前記回転軸との間に介在する軸受と、前記回転軸に挿通され前記ハウジング外部の前記ピニオン側と前記ハウジング内部とを遮断する円環状板と、前記ハウジングに装着され前記軸受の外周側で、前記円環状板の前記ハウジング側の面に接触する円環状シール部材とを備えた旋回装置用減速装置において、前記円環状板の外径寸法が、前記円環状板側の前記ハウジングの端部の外径寸法よりも大きく設定され、前記円環状シール部材が、前記円環状板側の前記ハウジングの端部の外周面を包囲するように配置されることを特徴とする。
【０００９】
このように構成された本発明では、円環状シール部材が円環状板側のハウジングの端部の外周面を包囲するように配置されるので、円環状シール部材の劣化の程度をハウジング外部から見て確認することができ、また、旋回装置用減速装置を分解することなく円環状シール部材の取外し及び取付けを行うことが可能になる。これにより、円環状シール部材のメンテナンスを行いやすくすることができる。
【００１０】
〔２〕  本発明は、「〔１〕」記載の発明において、前記円環状シール部材は、自然長における内径寸法が前記円環状板側の前記ハウジングの端部の外径寸法よりも短く、前記円環状板の外径寸法よりも長い内径寸法となるように弾性変形させることが可能なものであることを特徴とする。
【００１１】
このように構成された本発明では、ハウジングに対する円環状シール部材の取付け及び取外しを容易に行うことができる。
【００１２】
〔３〕  本発明は、「〔１〕」または「〔２〕」記載の発明において、前記円環状シール部材は合成ゴム製の帯状部材の両端を接着して作製されることを特徴とする。
【００１３】
このように構成された本発明では、円環状シール部材の成形方法として成形型の作製が容易な押出成形を採用できるので、円環状シール部材のコストの低減に貢献できる。
【００１４】
〔４〕  本発明は、「〔１〕」〜「〔３〕」のいずれか１に記載の発明において、前記ハウジングと前記円環状シール部材とが互いに合致する円環状の凹凸を有することを特徴する。
【００１５】
このように構成された本発明では、ハウジングに対する円環状シール部材の位置決めを行いやすくすることができるとともに、ハウジングに対する円環状シール部材の位置ずれを防止することができる。
【００１６】
〔５〕  本発明は、「〔１〕」〜「〔４〕」のいずれか１に記載の発明において、前記円環状シール部材と前記円環状板とが面接触することを特徴とする。
【００１７】
このように構成された本発明では、円環状シール部材と円環状板とが面接触するので、シール部材がその接触対象物に線接触する一般的なものよりも、円環状板から円環状シール部材に与えられる接触圧を低くすることができ、円環状シール部材の磨耗の進行を遅らせることができる。また、軸方向の振れの影響、及び、円環状シール部材やハウジングとの同軸度の影響を受けにくくすることができるので、シール性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、前述したように円環状シール部材のメンテナンスを行いやすくすることができるので、円環状シール部材のメンテナンスを行う作業員の労力の軽減に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の旋回装置用減速装置の実施形態について図を用いて説明する。
【００２０】
図１は本発明の旋回装置用減速装置が備えられる旋回装置を搭載した油圧ショベルの側面図、図２は図１に示す旋回装置の拡大部分断面図、図３は図２に示す円環状シール部材及びその周辺の拡大断面図、図４は図２に示す円環状シール部材を構成する帯状部材を示す斜視図、図５は図４に示す帯状部材の両端が接着されて形成される継目の配置の一例を示す図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態が備えられる油圧ショベル１は、走行体２と、この走行体２上に旋回可能に設けられる旋回体３とを備えている。旋回体３には、フロント作業機４、運転室５及び機械室６が設けられている。この旋回体３は、走行体２との間に介在する旋回装置８により駆動されて旋回するようになっている。
【００２２】
図２に示すように、旋回装置８は、旋回体３内に配置されるモータ９と、走行体２の上部に設けられる旋回輪１１と、この旋回輪１１とモータ９との間で動力の伝達を行う旋回装置用減速装置２０と、旋回装置用減速装置２０のピニオン３７と旋回輪１１との潤滑のためのグリスを蓄えるグリス室１２とを備えている。
【００２３】
本実施形態は旋回装置用減速装置２０であり、モータ９が設置される円筒状ケース２１と、この円筒状ケース２１に格納されモータ９の出力軸１０と結合する減速機構２２と、旋回輪１１と噛合わされる前記ピニオン３７と、このピニオン３７から上方に延びて減速機構２２と結合する回転軸３８と、この回転軸３８が挿入されるハウジング３５とを備えている。ハウジング３５と回転軸３８との間には、上部軸受３９と下部軸受４０とが介在している。上部軸受３９及び下部軸受４０はいずれも円錐ころ軸受である。下部軸受４０は固形油４０ｂを備える固形油潤滑式の軸受である。
【００２４】
減速機構２２は、円筒状ケース２１に格納される第１，第２遊星歯車機構２３，２９を結合してなる。第１遊星歯車機構２３は、モータ９の出力軸１０に結合されるサンギア２４と、このサンギア２４を中心に複数設けられサンギア２４と噛合うプラネタリギア２５と、各プラネタリギア２５の回転軸２７を有するキャリア２６と、このキャリア２６の外周側で円筒状ケース２１に固定され各プラネタリギア２５と噛合うリングギア２８とを備えている。第２遊星歯車機構２９は、第１遊星歯車機構２３のキャリア２６に結合されるサンギア３０と、このサンギア３０を中心に複数設けられサンギア３０と噛合うプラネタリギア３１と、各プラネタリギア３１の回転軸３３を有するキャリア３２と、このキャリア３２の外周側で円筒状ケース２１に固定され各プラネタリギア３１と噛合うリングギア３４とを備えている。
【００２５】
第２遊星歯車機構２９のキャリア３２にはボス３３ａが形成されていて、このボス３３ａとピニオン３７から延びる回転軸３８とがスプライン結合している。上部軸受３９の内輪３９ａにはナット４１が載置されていて、このナット４１が回転軸３８に螺合している。このナット４１の締め具合により軸方向における回転軸３８の位置が決定されている。
【００２６】
第１，第２遊星歯車機構２３，２９の潤滑はギアオイルにより行われる。上部軸受３９と下部軸受４０との間にはオイルシール４２が設けられていて、下部軸受４０側へのギアオイルの浸入が阻止されている。
【００２７】
モータ９の下部にはフランジ９ａが形成されている。円筒状ケース２１の上端部及び下端部のそれぞれには肉厚部２１ａ及びフランジ２１ｂが形成されている。ハウジング３５には上下端部にはそれぞれ上部フランジ３５ｃ，下部フランジ３５ｄが形成されている。モータ９のフランジ９ａと円筒状ケース２１の肉厚部２１ａはボルト４９で、ハウジング３５の上部フランジ３５ｃと円筒状ケース２１のフランジ２１ｂはボルト５０で、ハウジング３５の下部フランジ３５ｄは旋回体３のフレーム７にボルト５１で締結されている。
【００２８】
下部軸受４０とピニオン３７との間には円環状板４３が配置されている。この円環状板４３は回転軸３８に挿通されていて、ピニオン３７と下部軸受４０の内輪４０ａとの間で挟持されている。この円環状板４３は、ハウジング３５外部のピニオン３７側とハウジング３５内部とを遮断している。また、下部軸受４０の外周側における円環状板４３のハウジング３５側の面に接触する円環状シール部材４４が、ハウジング３５に装着されている。
【００２９】
特に本実施形態では、図３に示すように円環状板４３の外径寸法が、ハウジング３５のピニオン３７側の端部の外径寸法よりも大きく設定されていて、円環状シール部材４４が円環状板４３側のハウジング３５の端部の外周面を包囲するように配置されている。具体的には、ハウジング３５の円環状板４３側の端部に、その上部の外径寸法よりも短い外径寸法の小径外周面３５ａが形成されていて、この小径外周面３５ａを包囲するように円環状シール部材４４が配置されている。
【００３０】
また、円環状シール部材４４は、その上端部が小径外周面３５ａの上端側に形成された段差３５ｂに当接するように配置されて、上方への移動を阻止されている。円環状シール部材４４の下端を形成するリップ部４５は、ハウジング３５よりも下方に突出して円環状板４３のハウジング３５側の面すなわち上面に線接触している。
【００３１】
また、円環状シール部材４４は、自然長における内径寸法が円環状板４３の外径寸法よりも短く、円環状板４３の外径寸法よりも長い内径寸法となるように弾性変形させることが可能となるように合成ゴム等、例えばニトルリゴムから作製されている。この円環状シール部材４４はハウジング３５に装着された状態の円環状シール部材４４の内径寸法ａと円環状板４３の外径寸法ｂ（＞ａ）との差が、円環状シール部材４４の内径寸法ａの１／１０以下にとなるように設定されている。
【００３２】
また、円環状シール部材４４は、図４に示すように帯状部材４６の両端を接着して作製されている。帯状部材４６の両端の接着は加硫接着が有効だが、接着剤で接着してもよい。帯状部材４６は例えば押出成形された長尺成形品を裁断することで作製されている。
【００３３】
図５に示すように、帯状部材４６の両端が接着されて形成される継目４７の配置は、旋回装置用減速装置２０をピニオン３７側から見ると、グリスが付着しにくい位置、例えば旋回輪１１の歯１１ａとピニオン３７の歯３７ａとの噛合い部４８に対して回転軸３８を挟んで対向する位置となるように設定されている。これは、継目４７からハウジング３５内部にグリスが浸入するのを防止するためである。
【００３４】
このように構成された本実施形態は次のように動作する。
【００３５】
第１遊星歯車機構２３では、モータ９の出力軸１０とともにサンギア２４が回転する。このサンギア２４の回転は各プラネタリギア２５に伝達される。これに伴い、各プラネタリギア２５は自転しながらサンギア２４とリングギア２８との間でサンギア２４の周りを公転する。このプラネタリギア２５の公転に伴いキャリア２６が回転する。
【００３６】
第２遊星歯車機構２９では、第１遊星歯車機構２３のキャリア２６とともにサンギア３０が回転する。このサンギア３０の回転は各プラネタリギア３１に伝達される。これに伴い、各プラネタリギア３１は自転しながらサンギア３０とリングギア３４との間でサンギア３０の周りを公転する。このプラネタリギア３１の公転に伴いキャリア３２が回転し、このキャリア３２とともに回転軸３８及びピニオン３７が回転し、ピニオン３７から旋回輪１１に回転が伝達される。旋回輪１１は走行体２に設けられていて回転を阻止された状態にあるので、旋回輪１１に回転を伝達したピニオン３７は旋回輪１１から受ける反力によって旋回輪１１に沿って移動する。この結果、旋回体３が旋回する。
【００３７】
このようにして旋回体３が旋回している間、グリス室１２に蓄えられたグリスによりピニオン３７と旋回輪１１の潤滑が行われる。このグリスはピニオン３７と旋回輪１１の間からハウジング３５側に突上げられるが、ハウジング３５内部へのグリスの浸入は円環状板４３で阻止される。円環状板４３は、粉塵等のグリス以外の異物がピニオン３７側からハウジング３５内部へ浸入するのも阻止している。
【００３８】
また、ピニオン３７と旋回輪１１の間でハウジング３５側に突上げられたグリスは、旋回輪１１と円環状板４３との間から円環状板４３の外周側にしみ出るが、円環状板４３とハウジング３５との間からハウジング３５内部へのグリスの浸入は、円環状シール部材４４で阻止される。この円環状シール部材４４は、粉塵等のグリス以外の異物がハウジング３５内部へ浸入もするのも阻止している。
【００３９】
本実施形態によれば次の効果を得られる。
【００４０】
本実施形態では、円環状シール部材４４が円環状板４３側のハウジング３５の端部の外周面、すなわち小径外周面３５ａを包囲するように配置されるので、円環状シール部材４４の劣化の程度をハウジング３５外部から見て確認することができ、また、旋回装置用減速装置２０を分解することなく円環状シール部材４４の取外し及び取付けを行うことが可能になる。つまり、円環状シール部材４４のメンテナンスを行いやすい。したがって、従来技術よりも円環状シール部材のメンテナンスを行う作業員の労力の軽減に貢献できる。
【００４１】
また、本実施形態では、円環状シール部材４４は、自然長における内径寸法が円環状板４３側のハウジング３５の端部、すなわち小径外周面３５ａの外径寸法よりも短く、円環状板４３の外径寸法よりも長い内径寸法となるように弾性変形させることが可能なものであるので、ハウジング３５に対する円環状シール部材４４の取付け及び取外しを容易に行うことができる。
【００４２】
また、本実施形態では、円環状シール部材４４は帯状部材４６の両端が接着されてなるので、円環状シール部材４４の成形方法として成形型の作製が容易な押出成形を採用でき、これにより、円環状シール部材のコストの低減に貢献できる。
【００４３】
なお、本実施形態では、ハウジング３５の小径外周面３５ａと円環状シール部材４４とが互いに平坦面で接触しているが、本発明はこれに限るものではなく、ハウジング３５の小径外周面３５ａと円環状シール部材４４とが互いに合致する円環状の凹凸を有していてもよい。図６は円環状シール部材とハウジングとが互いに合致する円環状の凹凸を有するように構成されたものの一例を示す拡大断面図である。
【００４４】
この図６に示すように、円環状の凹凸は、ハウジング３５の小径外周面３５ａの下端に形成され外周側に突出する円環状凸部４９、及び、この円環状凸部４９に合致するように円環状シール部材４４の内周面に形成される円環状凹部５０である。これら円環状凸部４９及び円環状凹部５０によって、ハウジング３５に対する円環状シール部材４４の位置決めを行いやすくすることができるとともに、ハウジング３５に対する円環状シール部材４４の位置ずれを防止することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、円環状シール部材４４の下端が円環状板４３に線接触しているが、本発明はこれに限るものではなく、円環状シール部材４４と円環状板４３が面接触していてもよい。図７は円環状シール部材と円環状板とが面接触するように形成されたものの一例を示す拡大断面図である。
【００４６】
この図７に示す円環状シール部材４４は、内周側から外周側へ下り勾配の傾斜面５２が形成されたリップ部５１を有している。また、円環状板４３の外縁部にも内周側から外周側へ下り勾配の傾斜面５３が形成されている。この傾斜面５３の勾配はリップ部５１の傾斜面５２の勾配よりも緩やかになっている。そして、円環状シール部材４４及び円環状板４３が、互いの傾斜面５２，５３同士が面接触するように配置されている。
【００４７】
この構成では、円環状板４３から円環状シール部材４４のリップ部５１に与えられる接触圧を、図３に示すように円環状シール部材４４のリップ部４５と円環状板４３とが線接触しているものよりも低くすることができるので、円環状シール部材４４の磨耗の進行を遅らせることができる。また、軸方向の振れの影響、及び、円環状シール部材４４やハウジング３５との同軸度の影響を受けにくくすることができるので、シール性を向上させることができる。なお、円環状板４３の傾斜面５３は直線的なものに限らず、湾曲していてもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、円環状シール部材４４が、自然長における内径寸法がピニオン３７側のハウジング３５の端部すなわち小径外周面３５ａの外径寸法よりも短く、円環状板４３の外径寸法よりも長い内径寸法となるように弾性変形させることが可能なものとなっていることで、ハウジング３５に対する円環状シール部材４４の密着が円環状シール部材４４自体の弾性により得られるが、本発明はこれに限るものではない。自然長における内径寸法が小径外周面３５ａの外周寸法と同じに設定された円環状シール部材が、バンドやリングリテーナなどで締付けられて、ハウジング３５に密着しているものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の旋回装置用減速装置が備えられる旋回装置を搭載した油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１に示す旋回装置の拡大部分断面図である。
【図３】図２に示す円環状シール部材及びその周辺の拡大断面図である。
【図４】図２に示す円環状シール部材を構成する帯状部材を示す斜視図である。
【図５】図４に示す帯状部材の両端が接着されて形成される継目の配置の一例を示す図である。
【図６】円環状シール部材とハウジングとが互いに合致する円環状の凹凸を有するように構成されたものの一例を示す拡大断面図である。
【図７】円環状シール部材と円環状板とが面接触するように形成されたものの一例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  油圧ショベル
２  走行体
３  旋回体
７  フレーム
８  旋回装置
９  モータ
１０  出力軸
１１  旋回輪
１２  グリス室
２０  旋回装置用減速装置
２２  減速機構
３５  ハウジング
３５ｂ  小径外周面
３７  ピニオン
３８  回転軸
３９  上部軸受
４０  下部軸受
４３  円環状板
４４  円環状シール部材
４５  リップ部
４６  帯状部材
４９  円環状凸部
５０  円環状凹部
５１  リップ部
５２  傾斜面
５３  傾斜面
【図１】
2007247804.tif 000003
【図２】
2007247804.tif 000004
【図３】
2007247804.tif 000005
【図４】
2007247804.tif 000006
【図５】
2007247804.tif 000007
【図６】
2007247804.tif 000008
【図７】
2007247804.tif 000009