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1. WO2020189126 - 建設機械

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明 細 書

発明の名称 建設機械

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009  

発明の効果

0010  

図面の簡単な説明

0011  

発明を実施するための形態

0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032  

符号の説明

0033  

請求の範囲

1   2   3  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : 建設機械

技術分野

[0001]
 本発明は、建設機械に係り、詳しくは、第1構造体と第2構造体とを相対的に回動可能に連結する軸受構造に関する。

背景技術

[0002]
 この種の建設機械の軸受構造として、例えば特許文献1には、油圧ショベルに備えられた作業フロントのアームの先端にバケットを回動可能に連結する軸受構造が開示されている。この軸受構造は、特許文献1の図1に示すように、ボスパイプを介して連結した一対のボス部がアームの先端に溶接され、各ボス部にそれぞれ設けられたブッシュ内にピンが回転可能に支持されている。各ボス部の外側面からはピンの両端が突出し、バケットの一対のブラケットがそれぞれ連結されている。
[0003]
 ボスパイプの内周側にはピンを被嵌するように抑制パイプが配設され、抑制パイプの内周面とピンの外周面との間には、環状断面をなして軸線方向に延びるグリース通路が画成されている。抑制パイプの両端とボスパイプの両端との間の間隙はそれぞれ環状の蓋板により閉塞され、これによりグリース通路と連通する左右一対のグリース室がそれぞれ画成されている。
[0004]
 ボスパイプの外周面には各グリース室に対応してそれぞれ雌ネジが貫設され、一方の雌ネジにはニップルが螺合し、他方の雌ネジはボルトで閉塞されている。ニップルからの給脂作業はバケット等の障害物を避けて実施するため、作業し易い側を選択してニップルが装着される。そして、ニップルから給脂されたグリースは一方のグリース室内に充満し、その後にグリース通路を経て他方のグリース室内に充満して逃げ場を失い、その圧力上昇によりピンとブッシュとの狭いクリアランス内に侵入して潤滑作用を奏する。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 実用新案登録第2530006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、特許文献1に記載の建設機械の軸受構造は、以下の2つの点で改良の余地があった。
 1つ目の不具合はグリース給脂量の増大であり、グリース室の容積に起因する。即ち、ピンの軸線方向において、各ボス部の内側面に対する蓋板の位置は、少なくともニップルやボルトを装着可能な程度に離間させる必要がある。このため、各グリース室の容積拡大によりグリースの給脂量が増大してしまう。
[0007]
 2つ目の不具合は各ブッシュへの給脂の偏りであり、ニップルを一方のグリース室に設けた構造に起因する。即ち、ニップルから給脂されたグリースが一方のグリース室内に充満した後でなければ、グリース通路を経た他方のグリース室への給脂が開始されない。結果として左右のブッシュへの給脂に大きな偏りが生じ、ニップルが設けられた一方側のブッシュにはグリースが過剰に給脂され、他方側のブッシュへのグリースの給脂が不足してしまう場合がある。
[0008]
 本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、グリースの給脂量を低減できると共に、各ブッシュに均等にグリースを給脂することができる建設機械を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009]
 上記の目的を達成するため、本発明の建設機械は、ボスパイプを介して連結した一対のボス部を第1構造体の端部に固定し、前記各ボス部にそれぞれ設けられたブッシュ内に連結ピンを回転可能に支持して、前記各ボス部の外側面から突出した前記連結ピンの両端に第2構造体のブラケットをそれぞれ連結してなる建設機械において、前記ボスパイプの内周側で前記連結ピンに被嵌されて、両端を前記各ブッシュの内端にそれぞれ相対向させると共に、前記連結ピンの外周面との間に環状断面をなして軸線方向に延びるグリース通路を画成する内パイプと、環状をなして前記内パイプの端部と前記ボスパイプの端部との間に形成された間隙を閉塞し、前記各ボス部の内側面との間に前記グリース通路を介して互いに連通するグリース室をそれぞれ画成する一対の側板と、前記両側板の間に配設されて、基端を前記内パイプの外周面に溶接されて内部を前記グリース通路と連通させると共に、先端を前記ボスパイプに貫設された孔を介して外部に露出させた給脂パイプとを備えたことを特徴とする。

発明の効果

[0010]
 本発明の建設機械によれば、グリースの給脂量を低減できると共に、各ブッシュに均等にグリースを給脂することができる。

図面の簡単な説明

[0011]
[図1] 実施形態の油圧ショベルを示す側面図である。
[図2] 作業フロントのアームとバケットとを連結する軸受構造を示す図1のII-II線断面図である。
[図3] 内パイプとボスパイプとの関係を示す図2のIII-III線断面である。
[図4] ボスパイプ内に内パイプを挿入・配置する際の図3に対応する断面図である。
[図5] 第1給脂パイプの先端にニップルを装着した別例を示す図2に対応する断面図である。

発明を実施するための形態

[0012]
 以下、本発明を油圧ショベルに具体化した一実施形態を説明する。
 図1は本実施形態の油圧ショベルを示す側面図であり、まず、同図に基づき油圧ショベルの概略構成を説明する。なお以下の説明では、油圧ショベルに搭乗したオペレータを主体として前後、左右、上下方向を表現する。
[0013]
 油圧ショベル1の下部走行体2にはクローラ3が備えられ、クローラ3は図示しない走行用油圧モータにより駆動されて油圧ショベル1を走行させる。下部走行体2上には上部旋回体4が設けられ、上部旋回体4は図示しない旋回用油圧モータにより駆動されて旋回する。上部旋回体4の前部には多関節型の作業フロント5が設けられ、作業フロント5はブーム6、アーム7、及びバケット8から構成されている。ブーム6はブームシリンダ6aにより角度変更され、アーム7はアームシリンダ7aにより角度変更され、バケット8はバケットシリンダ8aにより角度変更される。
[0014]
 上部旋回体4のフレーム9上の前部にはオペレータが搭乗する運転室10が設けられ、フレーム9上の運転室10の後側には燃料タンク11、機械室12及びカウンタウエイト13等が設けられている。図示はしないが機械室12内にはエンジンにより駆動される油圧ポンプが搭載され、油圧ポンプは、上記した走行用及び旋回用油圧モータや作業フロント5の各シリンダ6a~8aとの間で油圧配管を介して作動油を流通させ、これらの油圧機器を作動させる。
[0015]
 アーム7の先端とバケット8のブラケット8bとは軸受構造15を介して連結され、軸受構造15の連結ピン16を中心としてアーム7に対してバケット8が回動可能となっている。以下に、軸受構造15の詳細を説明する。
 図2は作業フロント5のアーム7とバケット8とを連結する軸受構造15を示す図1のII-II線断面図である。
[0016]
 全体としてアーム7は、上板、下板、左側板及び右側板を互いに溶接した細長い箱状をなし、図2にはアーム7の左側板7L及び右側板7Rの先端部分が示されている。左右側板7L,7Rの先端に対応して一対のボス部17L,17Rが配置され、各ボス部17L,17Rは、左右方向に延びる軸線C(連結ピン16の軸心に相当)を中心とした円筒状をなしている。各ボス部17L,17Rは対応する左右側板7L,7Rに溶接されると共に、互いの間に配設されたほぼ同一外径を有するボスパイプ18を介して連結されている。各ボス部17L,17Rには軸線Cを中心とした支持孔19L,19Rが貫設され、各支持孔19L,19R内にはブッシュ20L,20Rが圧入されてシール24L,24Rで封止されている。
[0017]
 ボスパイプ18内には連結ピン16が挿通され、左右のブッシュ20L,20Rにより回転可能に支持されている。連結ピン16の両端はボス部17L,17Rの外側面から左右に突出し、バケット8のブラケット8bがそれぞれ連結されている。バケット8の右側のブラケット8bにはブラケットボス21が溶接され、ブラケットボス21と連結ピン16とをボルト22が貫通してダブルナット23で固定され、これにより連結ピン16が抜け止めされている。
[0018]
 以上のように構成された軸受構造15を介して、アーム7の先端に対しバケット8が回動可能に連結されている。本実施形態では、アーム7が第1構造体に相当し、バケット8が第2構造体に相当する。
 ボスパイプ18の内周側には連結ピン16に被嵌するように内パイプ25が配設され、内パイプ25の両端は各ブッシュ20L,20Rの内端から僅かに離間して相対向している。連結ピン16の外周面と内パイプ25の内周面とは僅かに離間し、これにより両部材16,25の間には環状断面をなして軸線C方向に延びるグリース通路26が画成されている。
[0019]
 ボスパイプ18の内周側には、各ボス部17L,17Rの内側面と相対向するように環状をなす側板27L,27Rが配設されている。各側板27L,27Rの外周はそれぞれボスパイプ18の内周面に溶接され、各側板27L,27Rの内周はそれぞれ内パイプ25の外周面に溶接されている。これにより、内パイプ25の左端とボスパイプ18の左端との間に形成された間隙、及び内パイプ25の右端とボスパイプ18の右端との間に形成された間隙が、それぞれ側板27L,27Rにより閉塞されている。また、各側板27L,27Rとボス部17L,17Rの内側面との間には、グリース通路26を介して互いに連通するグリース室28L,28Rがそれぞれ画成されている。
[0020]
 内パイプ25の外周面には、軸線C方向で両側板27L,27Rの中央に相当する位置にグリース孔25aが貫設され、グリース孔25aに対応して第1給脂パイプ29(本発明の給脂パイプに相当)が配設されている。第1給脂パイプ29の基端は内パイプ25の外周面に溶接されて、その内部がグリース孔25aを介してグリース通路26と連通している。第1給脂パイプ29の先端は外周側に指向して、ボスパイプ18に貫設された遊嵌孔18a(本発明の孔に相当)を介してボスパイプ18の外部(本発明の外部に相当)、換言するとアーム7内に露出している。
[0021]
 アーム7内において、第1給脂パイプ29の先端には第2給脂パイプ30の基端が溶接され(図2に溶接部31として示す)、第2給脂パイプ30はアーム7の基端側に延設されて左方に直角に屈曲形成されている。第2給脂パイプ30の先端はアーム7の左側板7Lの貫通孔32に挿通されて溶接され、左側板7L上の第2給脂パイプ30の開口部にはニップル33が装着されている。なお、34はニップル33を保護するためにガードである。
[0022]
 そして、ニップル33からグリースが給脂されると、第2給脂パイプ30から第1給脂パイプ29を経てグリース通路26にグリースが案内され、さらにグリース通路26内を満たしながら左右のグリース室28L,28Rへと案内される。グリースが左右のグリース室28L,28Rに充満して逃げ場を失うと、その圧力上昇により連結ピン16とブッシュ20L,20Rとの狭いクリアランス内に侵入して潤滑作用を奏する。
[0023]
 以上のように本実施形態の軸受構造15では、左右のグリース室28L,28Rとは関係なく、内パイプ25の外周面に溶接された第1給脂パイプ29を経てグリースを給脂している。このため特許文献1の図1に示すように、ニップル30やボルトの装着のために各ボス部20,21の内側面と蓋板24とを離間させる必要がなくなり、図2中に間隔Sで示すように、各ボス部17L,17Rの内側面に対して側板27L,27Rを近接配置できる。従って、特許文献1のグリース室29に比較してグリース室28L,28Rの容積を格段に縮小でき、給脂パイプ29,30内の容積を考慮に入れたとしても、全体としてのグリースの給脂量を大幅に低減することができる。
[0024]
 また、軸線C方向で両側板27L,27Rの中央に相当する位置に第1給脂パイプ29が配設されているため、第1給脂パイプ29からのグリースはグリース通路26の軸線C方向の中央位置で左右に分岐する。そして、分岐したグリースはグリース通路26を経てほぼ等しいタイミングで左右のグリース室28L,28Rに到達し、並行してそれぞれのグリース室28L,28Rを満たしていく。結果としてグリース室28L,28R内を充満した後の左右のブッシュ20L,20Rへの給脂も均等になされ、特許文献1のような不均等な給脂に起因するグリースの給脂量の過不足を未然に防止することができる。
[0025]
 一方、本実施形態では、溶接による軸受構造15の組み立てを可能とするために、各部の寸法が以下のように設定されている。
 図3は内パイプ25とボスパイプ18との関係を示す図2のIII-III線断面、図4はボスパイプ18内に内パイプ25を挿入・配置する際の図3に対応する断面図である。
 本実施形態では、内パイプ25の外径をA、ボスパイプ18の内径をB、ボスパイプ18の外径をB’、内パイプ25の外周面からの第1給脂パイプ29の突出長をLとしたときに、A+L<Bの条件を満足し、且つA/2+L≧B’/2の条件を満足するように、各部材25,18,29の寸法が設定されている。
[0026]
 軸受構造15の組み立て手順を説明すると、まず内パイプ25に第1給脂パイプ29を溶接しておき、図4に示すように、ボスパイプ18内に内パイプ25を挿入・配置する。このときの挿入操作は、ボスパイプ18の軸線Cbに対して内パイプ25の軸線Caを第1給脂パイプ29とは反対側にずらした位置関係で実施する。内パイプ25の外周面からは第1給脂パイプ29が突出しているが、A+L<Bの条件が満たされているため、ボスパイプ18の内周面への第1給脂パイプ29の先端の干渉が防止され、何ら問題なくボスパイプ18内に内パイプ25を挿入・配置できる。
[0027]
 次いで、図3に示すように、ボスパイプ18と内パイプ25とを正規の位置関係、即ち、ボスパイプ18側の遊嵌孔18aと内パイプ25側の第1給脂パイプ29とが対応し、且つ互いの軸線Cb,Caが一致した位置関係に配置する。そして左右に側板27L,27Rを配置し、各側板27L,27Rの外周をそれぞれボスパイプ18の内周面に溶接し、各側板27L,27Rの内周をそれぞれ内パイプ25の外周面に溶接する。内パイプ25とボスパイプ18との間に形成された左右の間隙がそれぞれ側板27L,27Rにより閉塞され、左右の側板27L,27Rを介してボスパイプ18と内パイプ25とが結合される。
[0028]
 その後にボスパイプ18の両端にボス部17L,17Rを溶接した上で、ブッシュ20L,20Rや連結ピン16等の部材を組み付け、ボスパイプ18の遊嵌孔18aから露出している第1給脂パイプ29の先端に第2給脂パイプ30の基端を溶接する。A/2+L≧B’/2の条件が満たされているため、図3に示すように、ボスパイプ18の遊嵌孔18aの開口に対して第1給脂パイプ29の先端は面一または若干突出し、何ら問題なく第2給脂パイプ30の基端を溶接できる。
[0029]
 そして、箱状に溶接されたアーム7の先端から第2給脂パイプ30を挿入・配置して、その先端を左側板7Lの貫通孔32に挿通する。この状態でアーム7の左右側板7L,7Rに各ボス部17L,17Rを溶接すると共に、第2給脂パイプ30の先端を左側板7Lの貫通孔32に溶接してニップル33を装着すれば、組立作業が完了する。
[0030]
 以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、油圧ショベル1の作業フロント5のアーム7の先端にバケット8を回動可能に連結する軸受構造15として具体化したが、適用箇所はこれに限るものではない。例えば、ブーム6の先端にアーム7の基端を回動可能に連結する軸受構造として具体化してもよいし、油圧ショベル1以外の建設機械に備えられた作業装置の軸受構造として具体化してもよい。
[0031]
 また上記実施形態では、第1給脂パイプ29の先端をアーム7内に露出させ、第2給脂パイプ30を介してアーム7の左側板7Lに給脂用のニップル33を配置したが、例えば図5に示すように、第1給脂パイプ29の先端にニップル33を装着してもよい。勿論、この場合にはニップル33からの給脂が可能なように、第1給脂パイプ29の先端をアーム7内に露出させることなくアーム7外に露出させてニップル33を装着する。実施形態に比較して、第2給脂パイプ30内の容積分だけグリースの給脂量をさらに低減できる。なお、この場合には第1給脂パイプ29とボスパイプ18の遊嵌孔18aとを溶接して、内部への泥水等の侵入を防止してもよい。
[0032]
 また上記実施形態では、内パイプ25の外周面の軸線C方向の中央に第1給脂パイプ29の基端を溶接したが、左右の側板27L,27Rの間であれば、何れの位置に第1給脂パイプ29を配置してもよい。この場合には、グリース通路26を経てグリースが左右のグリース室28L,28Rに到達するタイミングが多少前後するものの、並行して各グリース室28L,28Rを満たしていく点は実施形態と同様である。従って、一方のグリース室29内にグリースが充満した後でなければ、他方のグリース室29への給脂が開始されない特許文献1とは根本的に相違するため、より均等な左右のブッシュ20L,20Rへの給脂を実現することができる。

符号の説明

[0033]
 1 油圧ショベル(建設機械)
 7 アーム(第1構造体)
 8 バケット(第2構造体)
 8b ブラケット
 16 連結ピン
 17L,17R ボス部
 18 ボスパイプ
 18a 遊嵌孔(孔)
 20L,20R ブッシュ
 25 内パイプ
 26 グリース通路
 27L,27R 側板
 28L,28R グリース室
 29 第1給脂パイプ(給脂パイプ)

請求の範囲

[請求項1]
 ボスパイプを介して連結した一対のボス部を第1構造体の端部に固定し、前記各ボス部にそれぞれ設けられたブッシュ内に連結ピンを回転可能に支持して、前記各ボス部の外側面から突出した前記連結ピンの両端に第2構造体の一対のブラケットをそれぞれ連結してなる建設機械において、
 前記ボスパイプの内周側で前記連結ピンに被嵌されて、両端を前記各ブッシュの内端にそれぞれ相対向させると共に、前記連結ピンの外周面との間に環状断面をなして軸線方向に延びるグリース通路を画成する内パイプと、
 環状をなして前記内パイプの端部と前記ボスパイプの端部との間に形成された間隙を閉塞し、前記各ボス部の内側面との間に前記グリース通路を介して互いに連通するグリース室をそれぞれ画成する一対の側板と、
 前記両側板の間に配設されて、基端を前記内パイプの外周面に溶接されて内部を前記グリース通路と連通させると共に、先端を前記ボスパイプに貫設された孔を介して外部に露出させた給脂パイプと
を備えたことを特徴とする建設機械。
[請求項2]
 前記内パイプの外径をA、前記ボスパイプの内径をB、前記内パイプの外周面からの前記給脂パイプの突出長をLとしたときに、
 A+L<Bの条件を満足する
ことを特徴とする請求項1に記載の建設機械。
[請求項3]
 前記ボスパイプの外径をB’としたときに、
 A+L<Bの条件と共に、A/2+L≧B’/2の条件を満足する
ことを特徴とする請求項2に記載の建設機械。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]