(57)【要約】【課題】走行レバーを前側に傾動させて下部走行体を前進させる場合に、スイベルジョイント内部を流通する油の圧力損失を抑える。【解決手段】スイベルジョイント４０は、円筒状のボディ４１と、ボディ４１に回転自在に嵌合された円柱状のステム４５とを有する。ボディ４１には、４つの内周溝４２と、内周溝４２から径方向外方に開口した４つのボディ側ポート４３とが設けられている。ステム４５には、４つの縦孔４７と、縦孔４７から径方向外方に開口して内周溝４２に連通する４つの横孔４８とが設けられている。４つの横孔４８は、下部走行体２０に対する上部旋回体３０の姿勢が、走行レバー３５を前側に傾動させたときに下部走行体２０が前進するものであるときに、それぞれ対応するボディ側ポート４３から見て少なくとも一部がボディ側ポート４３に重なり合うように位置している。【選択図】図７
2016003519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クローラ式の下部走行体と、該下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、前後方向に傾動操作することで該下部走行体の進行方向を切り替える走行レバーと、該上部旋回体の油圧機器に繋がる複数の上部配管と該下部走行体の走行モータに繋がる複数の下部配管とを接続するために該上部旋回体の旋回中心に配置されたスイベルジョイントとを備えた建設機械のスイベルジョイント構造であって、
前記スイベルジョイントは、前記下部走行体に固定された円筒状のボディと、前記上部旋回体に固定され且つ該ボディに回転自在に嵌合された円柱状のステムとを有し、
前記ボディには、その内周面に沿って周方向に延び且つ軸方向に間隔をあけて配置された複数の内周溝と、該内周溝から径方向外方に開口して前記下部配管が接続される複数のボディ側ポートとが設けられ、
前記ステムには、周方向に間隔をあけて開口して前記上部配管が接続される複数のステム側ポートと、該ステム側ポートに連通して軸方向に延びる複数の縦孔と、該縦孔から径方向外方に開口して前記内周溝に連通する複数の横孔とが設けられ、
前記複数の横孔は、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の姿勢が、前記走行レバーを前側に傾動させたときに該下部走行体が前進するものであるときに、それぞれ対応する前記ボディ側ポートから見て少なくとも一部が該ボディ側ポートに重なり合うように位置していることを特徴とする建設機械のスイベルジョイント構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記ステム側ポートは、前記ステムの上端面に周方向に間隔をあけて４つ設けられ、
前記ボディ側ポートは、左側の前記走行モータに対応して前記ボディの左側面に２つ設けられる一方、右側の該走行モータに対応して該ボディの右側面に２つ設けられていることを特徴とする建設機械のスイベルジョイント構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械のスイベルジョイント構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、クローラ式の下部走行体と、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の旋回中心に配置されたスイベルジョイントとを備えた建設機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のスイベルジョイントは、円柱状のステムと、ステムを回転自在に嵌合させる円筒状のボディとを有する。ステムには、軸方向に延びる縦孔と、縦孔の下端部からステム外周側に開口する連通口とが形成されている。ボディには、連通口に連通する内周溝と、内周溝の周方向の一部に開口してポートに繋がる接続口とが形成されている。
【０００４】
そして、スイベルジョイントの内部を流れる油は、連通口において縦孔から内周溝に向けて左右方向に分流又は内周溝の左右方向から縦孔に合流する一方、接続口において内周溝からポートに合流又はポートから内周溝に分流するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０４７５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のスイベルジョイントでは、油が内周溝に沿って流れる際の抵抗によって、圧力損失が発生してしまうという問題がある。特に、建設機械を作業現場まで移動させる場合のように、下部走行体の走行モータを長時間にわたって回転駆動させ続けて下部走行体を前進させる際には、油の圧力損失の影響が大きくなってしまう。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、走行レバーを前側に傾動させて下部走行体を前進させる場合に、スイベルジョイント内部を流通する油の圧力損失を抑えることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、クローラ式の下部走行体と、該下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、前後方向に傾動操作することで該下部走行体の進行方向を切り替える走行レバーと、該上部旋回体の油圧機器に繋がる複数の上部配管と該下部走行体の走行モータに繋がる複数の下部配管とを接続するために該上部旋回体の旋回中心に配置されたスイベルジョイントとを備えた建設機械のスイベルジョイント構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００９】
すなわち、第１の発明は、前記スイベルジョイントは、前記下部走行体に固定された円筒状のボディと、前記上部旋回体に固定され且つ該ボディに回転自在に嵌合された円柱状のステムとを有し、
前記ボディには、その内周面に沿って周方向に延び且つ軸方向に間隔をあけて配置された複数の内周溝と、該内周溝から径方向外方に開口して前記下部配管が接続される複数のボディ側ポートとが設けられ、
前記ステムには、周方向に間隔をあけて開口して前記上部配管が接続される複数のステム側ポートと、該ステム側ポートに連通して軸方向に延びる複数の縦孔と、該縦孔から径方向外方に開口して前記内周溝に連通する複数の横孔とが設けられ、
前記複数の横孔は、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の姿勢が、前記走行レバーを前側に傾動させたときに該下部走行体が前進するものであるときに、それぞれ対応する前記ボディ側ポートから見て少なくとも一部が該ボディ側ポートに重なり合うように位置していることを特徴とするものである。
【００１０】
第１の発明では、走行レバーを前側に傾動させたときに下部走行体が前進するような上部旋回体の姿勢において、ボディ側ポートと横孔とは、ボディ側ポートから見て少なくとも一部が重なり合っている。
【００１１】
このような構成とすれば、下部走行体の前進動作時において、スイベルジョイントの内部通路を最短距離に設定することができる。つまり、ステムの縦孔及び横孔を通って内周溝に流入した油は、内周溝に沿って周方向に分岐することなく、直接、ボディ側ポートから流出するので、圧力損失を抑えることができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、
前記ステム側ポートは、前記ステムの上端面に周方向に間隔をあけて４つ設けられ、
前記ボディ側ポートは、左側の前記走行モータに対応して前記ボディの左側面に２つ設けられる一方、右側の該走行モータに対応して該ボディの右側面に２つ設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
第２の発明では、左右の走行モータに対応する給排用のボディ側ポートを、ボディの左側面及び右側面にそれぞれ２つずつ設けることで、スイベルジョイントと左右の走行モータとを下部配管で繋ぐ接続作業が行いやすくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、走行レバーを前側に傾動させたときに下部走行体が前進するような上部旋回体の姿勢において、スイベルジョイントの内部通路を最短距離に設定することで、油の圧力損失を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る建設機械の構成を示す側面図である。
【図２】スイベルジョイントの構成を示す平面図である。
【図３】スイベルジョイントの構成を示す側面断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。
【００１７】
図１に示すように、建設機械１０は、下部走行体２０と、下部走行体２０上に旋回自在に搭載された上部旋回体３０とを備えている。下部走行体２０には、油圧式の走行モータ２１によって回転駆動する左右一対のクローラ２２が設置されている。
【００１８】
上部旋回体３０の土台は、旋回ベアリング２５を介して下部走行体２０に支持されたアッパーフレーム３１によって構成されており、アッパーフレーム３１が旋回軸Ｊを中心に旋回自在となっている。上部旋回体３０の前側には、油圧制御によって掘削作業等を行うアタッチメント３２が起伏自在に支持されている。
【００１９】
アッパーフレーム３１の左前部には、オペレータが乗り込むキャブ３３が設置されている。キャブ３３内には、オペレータが着座する運転シート３４と、運転シート３４よりも車両前方に配設された走行レバー３５とが設けられている。走行レバー３５は、キャブ３３の床面から上方に延びており、前後方向に傾動操作することによって、下部走行体２０の進行方向が切り替えられる。
【００２０】
アッパーフレーム３１の中間部には、図示しないエンジンや油圧機器（例えば、コントロールバルブ３６や油圧ポンプ）等を収容する機械室３７ａを覆うように、機械室カバー３７が設けられている。アッパーフレーム３１の後部には、アタッチメント３２との間で前後のバランスを保つ高重量のカウンターウエイト３８が設置されている。
【００２１】
旋回ベアリング２５の中心部には、上部旋回体３０のコントロールバルブ３６に繋がる上部配管５１と、下部走行体２０の走行モータ２１に繋がる下部配管５２とを中継して接続するためのスイベルジョイント４０が設置されている。スイベルジョイント４０は、下部走行体２０のロアフレーム２３の中央部に設置されている。スイベルジョイント４０は、中心が旋回軸Ｊと一致するようにロアフレーム２３に立設された縦長な略円柱形状の部材で構成されている。
【００２２】
図２及び図３にも示すように、スイベルジョイント４０は、下部走行体２０のロアフレーム２３に固定された円筒状のボディ４１と、上部旋回体３０のアッパーフレーム３１に固定され且つボディ４１に回転自在に嵌合された円柱状のステム４５とを有する。
【００２３】
ボディ４１には、その内周面に沿って周方向に延び且つ軸方向に間隔をあけて配置された４つの内周溝４２と、内周溝４２から径方向外方に開口した４つのボディ側ポート４３とが設けられている。ボディ側ポート４３は、左側の走行モータ２１に対応してボディ４１の左側面に２つ設けられる一方、右側の走行モータ２１に対応してボディ４１の右側面に２つ設けられている。ボディ側ポート４３には、走行モータ２１との間で油を給排するための下部配管５２が接続されている。
【００２４】
ステム４５には、その上端面に周方向に間隔をあけて開口した４つのステム側ポート４６と、ステム側ポート４６に連通して軸方向下方に延びる４つの縦孔４７と、縦孔４７から径方向外方に開口して内周溝４２に連通する４つの横孔４８とが設けられている。なお、図２には、縦孔４７及び横孔４８をそれぞれ２つずつのみ示している。ステム側ポート４６には、コントロールバルブ３６との間で油を給排するための上部配管５１が接続されている。ステム４５の上端面の中央部には、軸方向に貫通するドレン孔４９が形成されており、図示しないドレン配管が接続される。
【００２５】
ボディ４１の内周面において上下方向に隣接する内周溝４２の間には、内周溝４２を流れる油が隣接する内周溝４２に漏れ出さないようにするシールリング４４が嵌め込まれている。また、シールリング４４は、最上段の内周溝４２よりも上方にも嵌め込まれており、最上段の内周溝４２からボディ４１の上側開口に向かって油が漏れ出さないようにしている。
【００２６】
このように、スイベルジョイント４０には、ボディ４１に対してステム４５が回動しても、互いに対応するステム側ポート４６とボディ側ポート４３との間で常に連通状態が維持される複数の内部通路５０が形成されている。具体的に、内部通路５０は、ステム側ポート４６、縦孔４７、横孔４８、内周溝４２、及びボディ側ポート４３によって形成されている。
【００２７】
そして、上部旋回体３０に設けられた油圧ポンプ（図示省略）からコントロールバルブ３６を介して吐出された油は、上部配管５１、スイベルジョイント４０の内部通路５０、及び下部配管５２を通って下部走行体２０の走行モータ２１に供給される。また、走行モータ２１からコントロールバルブ３６に戻る油は、上述した経路を逆方向に流れる。
【００２８】
ところで、スイベルジョイント４０の内部通路５０を流れる油は、例えば、ステム４５の横孔４８から内周溝４２に向けて左右方向に分流した後で、ボディ側ポート４３に合流するようになっている。そのため、油が内周溝４２に沿って流れる際の抵抗によって圧力損失が発生していた。
【００２９】
ここで、建設機械１０を作業現場まで移動させる場合のように、下部走行体２０の走行モータ２１を長時間にわたって回転駆動させ続けて下部走行体２０を前進させる際には、圧力損失の影響が大きくなっていた。そこで、本実施形態では、下部走行体２０を前進させる場合に、スイベルジョイント４０の内部通路５０を流れる油の圧力損失を抑えることができるスイベルジョイント構造について検討した。
【００３０】
具体的に、図１に示すように、下部走行体２０に対する上部旋回体３０の姿勢が、走行レバー３５を前側に傾動させたときに下部走行体２０が前進するものであるときに、横孔４８は、ボディ側ポート４３から見て少なくとも一部がボディ側ポート４３に重なり合うように位置している（図４参照）。
【００３１】
さらに、図５〜図７にも示すように、全ての横孔４８は、それぞれ対応するボディ側ポート４３から見て少なくとも一部がボディ側ポート４３に重なり合うように位置している。
【００３２】
このように、本実施形態に係るスイベルジョイント構造によれば、走行レバー３５を前側に傾動させて下部走行体２０を前進させる場合に、スイベルジョイント４０の内部通路５０を最短距離に設定することができる。つまり、ステム４５の縦孔４７及び横孔４８を通って内周溝４２に流入した油は、内周溝４２に沿って周方向に分岐することなく、直接、ボディ側ポート４３から流出するので、圧力損失を抑えることができる。また、ボディ側ポート４３から流入した油も同様に、内周溝４２に沿って周方向に分岐することなく、直接、横孔４８及び縦孔４７を通ってステム側ポート４６から流出するので、圧力損失を抑えることができる。
【００３３】
なお、下部走行体２０を後進させる場合には、図３〜図７に矢印で示す油の流通方向が逆方向となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上説明したように、本発明は、走行レバーを前側に傾動させて下部走行体を前進させる場合に、スイベルジョイント内部を流通する油の圧力損失を抑えることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００３５】
１０    建設機械
２０    下部走行体
２１    走行モータ
３０    上部旋回体
３５    走行レバー
３６    コントロールバルブ（油圧機器）
４０    スイベルジョイント
４１    ボディ
４２    内周溝
４３    ボディ側ポート
４５    ステム
４６    ステム側ポート
４７    縦孔
４８    横孔
５１    上部配管
５２    下部配管
【図１】
2016003519.tif 000003
【図２】
2016003519.tif 000004
【図３】
2016003519.tif 000005
【図４】
2016003519.tif 000006
【図５】
2016003519.tif 000007
【図６】
2016003519.tif 000008
【図７】
2016003519.tif 000009