油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置

【課題】従来のセンタフレ−ムの上面板に円環状の取付部材に施される脚長の長い溶接および、上面板（厚板）の曲げ加工を廃止し、製作コストが安価で、しかも耐久性のあるセンタフレ−ム旋回支持装置を提供する。
【解決手段】油圧ショベル２０のセンタフレーム２の旋回支持装置であって、センタフレーム２Ａの上面板４１と４つの脚部上面板４２を固着し、このセンタフレーム２の中央上面板４１と旋回フレーム１との間に旋回装置のインナレース４Ａを着脱自在に取着したものである。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベル等の建設機械の下部走行体のセンタフレームに上部旋回体を支持する旋回装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】下部走行体と上部旋回体から成る油圧ショベルを例にして従来のセンタフレ−ムの構造について説明する。先ず、図７により油圧ショベル２０について説明する。下部走行体２１は左右のクローラフレーム３（左クローラフレーム３ａ，右クローラフレーム３ｂ）を配設している。この左右のクローラフレーム３とセンタフレーム２を着脱自在に取着されている。この下部走行体２１は図示しない走行モ−タにより前後走行自在となっている。この下部走行体２１の上部にはスイングサ−クル２２を介して上部旋回体２３が装着されている。上部旋回体２３は図示しない旋回モ−タにより旋回可能となっている。この上部旋回体２３の旋回フレームには作業機３０、マシンキャブ２６、オペレ−タキャビン２７およびカウンタウエイト２８を取着している。作業機３０はブ−ム３１、ア−ム３３およびバケット３５を備え、各油圧シリンダ３２、３４、３６により駆動されるようになっている。
【０００３】次に、従来の油圧ショベル２０のセンタフレーム旋回支持装置について図８乃至図１２により説明する。図８は旋回装置の平面図であり、インナレースの内歯歯車４ａと旋回モータの出力軸に固着するスイングピニオン９ａと噛み合って駆動するようになっている。この旋回装置のＭ−Ｍ断面した図９により詳細説明する。スイングサ−クル２２は、センタフレ−ム２の上面板１０に固着された円環状の取付部材１２を設けている。この円環状の取付部材１２に環状体のインナレース４をボルト７により締着されている。このインナレース４の外周部に上部旋回体２３の旋回フレーム１に環状体のアウタレース５をボルト８により締着されている。このインナレース４とアウタレース５とはボール６を介して互いに回転自在となっており、旋回ベアリングを構成している。
【０００４】また、インナレース４の内側には内歯歯車４ａが設けられ、この内歯歯車４ａは旋回フレーム１に装着された旋回モータ２５の出力軸９に固着されたスイングピニオン９ａと噛み合っている。スイングピニオン９ａが旋回モータ２５の駆動により回転すると、スイングピニオン９ａは内歯歯車４ａと噛み合うことにより公転し、上部旋回体２３は旋回可能となっている。
【０００５】次に、従来の油圧ショベルのセンタフレ−ムについて図１１，図１２により説明する。図１１に示すセンタフレーム２は、上面板１０に円環状の取付部材１２を固着している。この円環状の取付部材１２と前記インナレース４がボルト７により締着されている。この上面板１０から延設する脚部上面板１１ａ，１１ａ，１１ａ，１１ａを設けている。上面板１０と脚部上面板１１ａ，１１ａ，１１ａ，１１ａとは一体的に形成されていて、曲げ加工部１１ｂ，１１ｂ，１１ｂ，１１ｂを施してある。このセンタフレーム２は右クローラフレーム３ａと左クローラフレーム３ｂに跨がってボルトで着脱自在に締着されている。この脚部上面板のＰ部を図１２により説明する。上面板１０から延設する脚部上面板１１ａは、下面板１３および側板１１ｅ，１１ｄにより箱型形状となっている。１１ｃは補強用のリブである。このようにセンタフレーム２は前記旋回ベアリングを支持するために円環状の取付部材１２を設ける必要があり、しかも上面板１０は曲げ加工により脚部を形成する必要があった。
【０００６】更に、スイングピニオン９ａと内歯歯車４ａとの噛み合い部はグリースによって潤滑されている。図１０はグリースを溜めるグリースバスの構成を示しており、センタフレーム２の上面板１０には円環状のプレート１４が溶着されている。このプレート１４の内周部には筒状のグリースバス１５がボルト１６により締着されている。グリースバス１５の上端部にはシール１７が取着されて旋回フレーム１に当接しており、内部にグリース１８を溜めている。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のセンタフレーム旋回支持装置では、次の問題点がある。
（１）上面板１０に円環状の取付部材１２を溶接するため、この溶接部に十分な強度を確保するためには溶接の脚長を長くして、溶接部に応力集中しないようにするためにグラインダ処理等の多大な製作工数がかかりコスト高となっていた。
（２）上面板１０に曲げ加工を施して脚部上面板１１ａを形成しているが、上面板１０は厚板のため曲げ加工が困難でコスト高になっていた。
（３）従来のグリースバスはボルト締めのためフレームの変形やたわみに追従できず、ボルトのゆるみや溶接部の亀裂を発生することがあった。また、ボルト締め構造のためにボルト穴の加工、ボルト締め工数およびボルト、ワッシャによりコスト高となっていた。
【０００８】本発明は上記従来の問題点に着目し、上面板を厚板として、この上面板に直接インナレ−ス取付用のタップ穴を設け、円環状の取付部材及びその溶接を廃止する。また、厚板の上面板と薄板の脚部上面板とを別材料で準備して、それぞれを溶接し一体形成し曲げ加工は薄板の脚部上面板に施すことにより、厚板の上面板の曲げ加工を廃止し製作工数を少なくし、かつ、グリースバスの取り付け容易化を図って耐久性の高い油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明に係る油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置は、左右のクローラフレームに連結するセンタフレームと、このセンタフレームに固着するインナレースと、インナレースに固着する内歯歯車と、上部旋回体の旋回フレームに取着した旋回モータと、旋回モータの出力軸に固着したスイングピニオンと、インナレースの内歯歯車とスイングピニオンとを支承する円環状の旋回ベアリングとを備え、旋回モータの駆動によりスイングピニオンとインナレースの内歯歯車とを噛み合せて上部旋回体を旋回駆動する油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置であって、上面板４１と４つの脚部上面板４２を固着して箱型形状からなるセンタフレーム２Ａを設け、このセンタフレーム２Ａの上面板４１と前記旋回フレーム１との間に前記インナレース４Ａを挟んで着脱自在に取着した構成としたものである。
【００１０】また、上記構成において、前記センタフレーム２Ａの上面板４１と前記旋回フレーム１との間にインナレース４Ｂとスペーサ４ｂを介在させて着脱自在に取着した構成としたものである。
【００１１】更に、上記構成において、前記センタフレーム２Ａの上面板４１と前記旋回フレーム１との間にインナレース４Ｂとスペーサ４ｂを介在させ、かつ、前記インナレース４Ｂとスペーサ４ｂとの間に設けた環状溝５３にグリースバス５０の底板５１の外周部を挾着した構成としたものである。
【００１２】そして、上記構成において、前記グリースバス５０の底板５１の外周部に、弾性体よりなる環状シール５５と、前記グリースバス５０の内周側板５２の上端部と前記旋回フレーム１との間に取着するシール１７とを備えた構成としたものである。
【００１３】
【作用】上記構成によれば、センタフレームの上面板にインナレ−ス取付用のタップ穴が直接設けられ、上面板とインナレ−スを直接ボルト締めするようにする。また、上面板と脚部上面板は別材料として、上面板は厚板とし、脚部上面板は薄板として、それぞれを突き合せ溶接するようにしたので従来のように厚板を曲げ加工して脚部上面板を形成する必要がない。更に、前記突き合せ溶接部は脚長が短く溶接も容易である。
【００１４】また、インナレ−スと上面板との間にスペ−サを挿入することにより、インナレースが小さくて良い。
【００１５】そして、センタフレームの上面板と旋回フレームとの間に、インナレースとスペーサを介在させ、かつ、インナレースとスペーサとの間に設けた環状溝にグリースバスの底板の外周部を挾着すると共に、グリースバスの底板の外周部に、弾性体よりなる環状シールと、グリースバスの内周側板の上端部と旋回フレームとの間にシールを取着する構成としたので、変形やねじれに対する強度が向上し、構造が簡単となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る油圧ショベルのセンタフレ−ム旋回支持装置の一実施例について、図１R>１乃至図４により説明する。尚、図９乃至図１２と同一符号を付したものは同一であり説明は省略する。先ず、図１乃至図３によりセンタフレ−ム旋回支持装置の第１実施例を説明する。図１に示すセンタフレーム２Ａの上面板４１の中央にサークル４１ｂを穿設してある。このサークル４１ｂ内に図示しない油圧スイベルジョイント等が配設されるようになっている。サークル４１ｂの外周に複数のタップ孔４１ａが明けられている。センタフレ−ム２Ａは、上面板４１と溶接により接合する４つの脚部上面板４２，４２，４２，４２を備え、一体形成されている。この上面板４１および脚部上面板４２，４２，４２，４２は、下面板１３と、図２に示す縦板４４，側板（図１２に示すものと同様の側板１１ｄ，１１ｅ）とにより箱型形状となっており、リブ１１ｃで補強された構造となっている。
【００１７】次に、センタフレーム２Ａの上面板４１と脚部上面板４２との接合状態と、旋回装置との支持状態の詳細について図２乃至図３により説明する。先ず、図２R>２に示すセンタフレーム２Ａの上面板４１は板厚Ｔ2 であり、脚部上面板４２は板厚Ｔ1 である。上面板４１の板厚は脚部上面板４２より厚くしている。この上面板４１と脚部上面板４２は突き合せ溶接している。この上面板４１にボルト７Ａ用のタップ孔４１ａが明けられ、上面板４１と旋回フレーム１との間にスイングサークル２２Ａのインナレース４Ａを挟んでボルト７Ａにより締着されている。この場合、上面板４１の上面と旋回フレ−ム１との間にアウタレ−ス５を固定するので、上面板４１の上面とボルト８との間に所定量の隙間Ｓ３を確保する必要があるのでインナレ−ス４Ａの高さＨ１は従来のインナレ−スより高くしてある。
【００１８】図３は、上面板４１Ａと脚部上面板４２Ａとを突き合せ溶接するときの他の例を示すものである。この図に示すように上面板４１Ａに対して脚部上面板４２Ａを所定の角度Ｃを傾けて、突き合せ溶接している。このようにすれば、従来のように曲げ加工をしないで上面板４１と脚部上面板４２を一体的に形成できる。
【００１９】このような構造によれば、上面板に直接タップ孔を設けて、インナレ−スを取付るようにすれば、従来の円環状の取付部材は必要ない。また、上面板（厚板）と脚部上面板（薄板）とを溶接するようにしたので、従来のように上面板（厚板）を曲げ加工して脚部を形成する必要がない。
【００２０】次に、図４によりセンタフレ−ム旋回支持装置の第２実施例を説明する。第１実施例の図１乃至図３R>３と同一符号を付したものは同一であり説明は省略する。図に示す上面板４１と旋回フレーム１との間にスイングサークル２２Ｂのインナレース４Ｂおよびスペーサ４ｂを挟んでボルト７Ａにより締着している。このような構造によれば、インナレース４Ｂを小さくできるので製作コストが安価となる。
【００２１】次に、図５および図６によりセンタフレーム旋回支持装置の第３実施例を説明する。図１乃至図４と同一符号を付したものは同一であり説明は省略する。グリースバス５０は円環状の底板５１に内周側板５２を溶着して構成し、底板５１の外周部をインナレース４Ｂとスペーサ４ｂとの間に挾持させ、ボルト５４により上面板４１に締着している。図６は、図５のＡ部詳細図である。図に示すセンタフレーム２Ａの上面板４１と旋回フレーム１との間に、インナレース４Ｂとスペーサ４ｂを介在させると共に、インナレース４Ｂとスペーサ４ｂとの間に設けた環状溝５３にグリースバス５０の底板５１の外周部をボルト５４により挾着している。このグリースバス５０の底板５１の外周部に、ゴム等の弾性体よりなる環状シール５５を取着している。また、グリースバス５０の内周側板５２の上端部にはシール１７を取着して旋回フレーム１に当接させてグリース１８漏れを防止している。これにより、上面板４１が変形やたわみを発生した場合でもグリースバス５０は追従でき、グリースバス５０は損傷することはない。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置によれば、センタフレームの上面板と脚部上面板は別材料として、上面板は厚板とし、脚部上面板は薄板として、それぞれを突き合せ溶接するようにしたので従来のように厚板を曲げ加工して脚部上面板を形成する必要がないので製作が容易となると共に、従来の上面板に固着した円環状の取付部材を廃止することにより耐久性および経済性が向上する。
【００２３】また、インナレ−スと上面板との間にスペ−サを挿入することにより、インナレースを小さくできるので安価となる。
【００２４】更に、ゴム等の弾性体よりなる環状シール部材を介してグリースバスをインナレースとスペーサとの間に挾持することにより、変形やたわみを防止し耐久性を向上すると共に、構造簡単で安価となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセンタフレ−ム斜視図である。
【図２】同、センタフレ−ム旋回支持装置の第１実施例である。
【図３】同、第１実施例の上面板と脚部上面板の溶接状態を示す他の説明図である。
【図４】同、センタフレ−ム旋回支持装置の第２実施例である。
【図５】同、センタフレーム旋回支持装置の第３実施例である。
【図６】同、図５のグリースバス装着部のＡ部詳細図である。
【図７】油圧ショベルの側面図である。
【図８】従来の旋回装置の平面図である。
【図９】図６のＭ−Ｍ断面図である。
【図１０】従来のグリースバスの構成図である。
【図１１】従来のセンタフレ−ム斜視図である。
【図１２】図１１のＰ部詳細図である。
【符号の説明】
１…旋回フレーム、２，２Ａ…センタフレーム、３…クロ−ラフレーム、４，４Ａ，４Ｂ…インナレース、４ａ…内歯歯車、４ｂ…スペ−サ、５…アウタレース、６…ボ−ル、７，７Ａ，８…ボルト、９…出力軸、９ａ…スイングピニオン、１０，４１，４１Ａ…上面板、１１ａ，４２，４２Ａ…脚部上面板、１２…円環状の取付部材、１１ｃ…リブ、１１ｄ，１１ｅ…側板、１７…シール、２０…油圧ショベル、２１…下部走行体、２２，２２Ａ，２２Ｂ…スイングサ−クル、２３…上部旋回体、２５…旋回モータ、５０…グリースバス、５１…底板、５２…内周側板、５３…環状溝、５５…環状シール。

【特許請求の範囲】
【請求項１】左右のクローラフレームに連結するセンタフレームと、このセンタフレームに固着するインナレースと、インナレースに固着する内歯歯車と、上部旋回体の旋回フレームに取着した旋回モータと、旋回モータの出力軸に固着したスイングピニオンと、インナレースの内歯歯車とスイングピニオンとを支承する円環状の旋回ベアリングとを備え、旋回モータの駆動によりスイングピニオンとインナレースの内歯歯車とを噛み合せて上部旋回体を旋回駆動する油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置において、上面板(41)と４つの脚部上面板(42)を固着して箱型形状からなるセンタフレーム(2A)を設け、このセンタフレーム(2A)の上面板(41)と前記旋回フレーム(1) との間に前記インナレース(4A)を挟んで着脱自在に取着したことを特徴とする油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置。
【請求項２】前記センタフレーム(2A)の上面板(41)と前記旋回フレーム(1) との間にインナレース(4B)とスペーサ(4b)を介在させて着脱自在に取着したことを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置。
【請求項３】前記センタフレーム(2A)の上面板(41)と前記旋回フレーム(1) との間にインナレース(4B)とスペーサ(4b)を介在させ、かつ、前記インナレース(4B)とスペーサ(4b)との間に設けた環状溝(53)にグリースバス(50)の底板(51)の外周部を挾着したことを特徴とする請求項２記載の油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置。
【請求項４】前記グリースバス(50)の底板(51)の外周部に、弾性体よりなる環状シール(55)と、前記グリースバス(50)の内周側板(52)の上端部と前記旋回フレーム(1) との間に取着するシール(17)とを備えたことを特徴とする請求項３記載の油圧ショベルのセンタフレーム旋回支持装置。

【図１】