JPH0639162Y2 - 油圧ショベルの旋回減速機の潤滑油循環装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案は、油圧ショベルの旋回装置等に使用される減速
機、殊に、遊星歯車式減速機の潤滑油循環装置に関す
る。

〔従来技術及びその欠点〕

作業機械としての油圧ショベルは、下部走行体と、この
下部走行体上に、上下方向に延びる軸を中心として旋回
自在に装着された上部旋回体を備えている。下部走行体
と上部旋回体の間には旋回装置が介在されている。

第３図において、旋回装置１は、下部走行体（図示せ
ず）上に、上部旋回体（図示せず）を旋回自在に支持す
る旋回軸受部３と、上部旋回体に装着された遊星歯車式
減速機５とを含む。

旋回軸受部３は、内歯車７と、旋回軸受外輪９を含む。
内歯車７は、下部走行体の１部であるトラックフレーム
11に固定されている。一方旋回軸受外輪９は、上部旋回
体の１部であるスイングフレーム13に固定され、かつ内
歯車７の外周部に回転自在に嵌装されている。すなわ
ち、旋回軸受外輪９と内歯車７とは、旋回軸受部３を構
成しており、内歯車７は、旋回軸受部３の内輪としての
機能をも有する。

以上の構成によりスイングフレーム13は、旋回軸受部３
を介して、トラックフレーム11に対し旋回可能に支持さ
れる。

遊星歯車式減速機５は、スイングフレーム13に装着さ
れ、減速機本体（ケーシング）15を有する。減速機本体
15は、上ケーシング17、リングギヤ19および下ケーシン
グ21から成り、その上部から以上の順で互いに固着され
ている。遊星歯車式減速機５は、その下ケーシング21を
スイングフレーム13上に、ボルト23、ノックピン25等の
固着手段により取り付けることにより、スイングフレー
ム13上に装着される。

上ケーシング17内には、オイルモーター25が設けられて
おり、その端部に駆動軸27を有している。減速機本体15
の一部を構成するリングギヤ19は、また、それ自体遊星
歯車装置の一部をも構成している。

この遊星歯車式減速機５は、減速歯車装置である遊星歯
車装置を含む。この遊星歯車装置は、第１および第２遊
星歯車装置29および31から成る。

第１遊星歯車装置29は、リングギヤ19の一部と、リング
ギヤ19の軸心上に配置された第１サンギヤ33と、その周
縁部外方に配置された第１キャリア部材35の第１固定軸
受孔35aに回転自在に支持された第１遊星ギヤ37を含
む。第１遊星ギヤ37は、第１キャリア部材35の円周方向
に間隔をもって３箇所設けられ、夫々第１サンギヤ33と
リングギヤ19に噛み合うとともに、オイルモーター25の
駆動軸27とスプライン結合している。

第２遊星歯車装置31は、リングギヤ19の一部と、リング
ギヤ19の軸心上に配置された第２サンギヤ39と、その周
縁部外方に配置された第２キャリア部材41の第２固定軸
受孔41aに回転自在に支持された第２遊星ギヤ43を含
む。第２遊星ギヤ43は、第２キャリア部材41の円周方向
に間隔をもって３箇所設けられ、夫々第２サンギヤ39と
リングギヤ19に噛み合っている。第２サンギヤ39は、第
１キャリア部材35に設けられた内歯車35bに噛み合って
いる。第２キャリア部材41の下方に設けた円筒部41bの
外周側は、下ケーシング21内に、軸受45により回転自在
に支持され、内周側には、出力軸であるピニオン軸47の
一端部がスプライン結合されている。ピニオン軸47の他
端側は、下ケーシング21内に、軸受21aにより回転自在
に支持され、更にその一端には、ピニオンギヤ47aが一
体に設けられている。ピニオンギヤ47aは、下ケーシン
グ21の下方へ突出し、前述した内歯車７に噛み合ってい
る。下ケーシング21の下端とピニオン軸47との間には、
オイルシール21bが設けられている。

軸受45と軸受21aの間には、スペーサ49が設けられ、ス
ペーサ49は、ピニオン軸47の円筒部に嵌合している。

ピニオン軸47の一端部は、第２キャリア部材41の下方に
設けた円筒部41bの一端側から、ワッシャ51を介してボ
ルトにより締めつけられている。

オイルモータ25の駆動軸27の回転は、第１遊星歯車装置
29の第１サンギヤ33を介して第１遊星ギヤ37に伝達され
る。これにより、第１遊星ギヤ37が、リングギヤ19に沿
って転動し、第１キャリア部材35を減速して回転させ
る。第１キャリア部材35の回転は、その内歯車35bを介
して、第２遊星歯車装置31の第２サンギヤ39、および第
２遊星ギヤ43に伝達される。これにより、第２遊星ギヤ
43が、リングギヤ19に沿って転動し、第２キャリア部材
41を更に減速して回転させる。

第２キャリア部材41の回転は、ピニオン軸47のピニオン
ギヤ47aに伝達される。即ち、オイルモータ25の駆動軸2
7の回転は、第１遊星歯車装置29および第２遊星歯車装
置31により、２段減速されてピニオンギヤ47aに伝達さ
れることになる。

ピニオンギヤ47aに噛み合った内歯車７は、下部走行体
のトラックフレーム11に固定されているので、ピニオン
ギヤ47aは、内歯車７に沿って転動する。

ピニオン軸47を支持する減速機本体15は、上部旋回体の
スイングフレーム13に固定され、スイングフレーム13
は、旋回軸受部３の内歯車７に対し、回転自在に支持さ
れているので、ピニオンギヤ47aの転動により、スイン
グフレーム13は、トラックフレーム11上を、旋回軸受部
３を介して旋回する。

減速機本体15の上ケーシング17には、潤滑油供給用のプ
ラグ18が設けられ、下ケーシング21には、潤滑油排出用
のドレーンパイプ22が設けられている。ドレーンパイプ
22の端部は、ドレーンプラグ22aにより塞がれている。

減速機本体15内には、潤滑油53が収容され、遊星歯車装
置等の必要箇所を潤滑している。旋回装置の稼働時間の
経過に伴い、歯車の噛み合い部等から摩耗粉が発生し
て、潤滑油が汚染され、また潤滑油自体も劣化するの
で、潤滑油は、定期的に交換する必要がある。

この場合、潤滑油53は、ドレーンパイプ22のドレーンプ
ラグ22aを取り外して、排出する。新しい潤滑油の供給
は、ドレーンプラグ22aにより、ドレーンパイプ22を塞
いだ後、プラグ18を取り外して供給される。

上ケーシング17には、また、オイルレベルゲージ装置55
が設けられ、減速機本体15内の潤滑油53の量を、測定す
ることができるようになっている。オイルレベルゲージ
装置55は、上ケーシング17に固定された円筒部材55a
と、円筒部材55aに挿入された棒状のオイルレベルゲー
ジ57から成る。棒状のオイルレベルゲージ57は一端に把
持部57aが、またその下方には図示しない栓部材が設け
られ、他端には潤滑油量表示部57bが形成されている。
潤滑油量表示部57bは、所定の間隔をもって、“H"およ
び“L"の表示が刻まれ、潤滑油量のレベルがその間にあ
るをもって、正常としている。オイルレベルゲージ57
は、その栓部材を、円筒部材55内に挿入することにより
取り付けられ、その状態で、潤滑油量表示部57bは、潤
滑油53内に挿入される。オイルレベルゲージ57を引き抜
いて、潤滑油量表示部57bに付着した、潤滑油のレベル
を読み取ることにより、減速機本体15内の潤滑油53の量
を、測定・点検することができる。

このような遊星歯車式減速機においては、スペース上の
制約等から、減速機本体15と、その内部に配置された歯
車装置類、ピニオン軸47等回転体との隙間が少なく、全
体としてコンパクトにレイアウトされている。このため
減速機本体15内に収容できる潤滑油の量が少なく、次の
ような、解決すべき課題を有している。

（１）減速機本体15内部で発生した熱の発散が悪く、潤
滑油の温度が高くなりやすい。このため、潤滑性能の低
下、潤滑油の劣化の進行が速くなる。

（２）歯車の噛み合い部等で発生した金属摩耗粉による
潤滑油の汚染が速く、潤滑油の交換時期が短くなる。

（３）遊星歯車の回転により、特にリングギヤ19内部の
潤滑油が撹拌され、その底部すなわち下ケーシング21の
上部に沈澱した金属摩耗粉も、かき揚げられ、歯車の噛
み合い部等に噛み込む割合が多くなり、歯車等の寿命を
短くする。

一方実開平１−65978号公報には、歯車の一部歯型を包
囲する歯型カバーがハウジングに設けられ、歯型カバー
の歯先軌跡面と対向する壁面が歯車回転方向に向かうに
つれ歯先軌跡面に接近し、上記壁面に潤滑油圧発生窪み
が形成され、潤滑圧発生窪みと各潤滑部とは油路により
接続されてなる、潤滑油発生構造が開示されている。

潤滑油発生窪みに発生した圧油は油路を介して各潤滑部
に導かれ、それらを潤滑した後、再びハウジング内に戻
される。この潤滑油は各潤滑部を潤滑する過程で油温が
上昇し、金属粉をハウジング内に運び込む。ハウジング
内の潤滑油は汚染され続け、潤滑油性能の低下、潤滑油
の劣化の進行速度の増進、潤滑油の交換時期の短縮化、
歯車等の寿命の短縮化等の不具合を発生することとな
る。更にこの潤滑圧発生構造においては、歯車が逆方向
に回転した場合、潤滑圧発生窪みに圧油が実質上発生し
ない。このため、この技術は、正転及び逆転を繰り返す
歯車装置には適用できない、との問題を有している。し
たがって、前記解決すべき課題は依然として解決されて
いないといえる。

〔考案の目的〕

本考案は上記問題に鑑みてなされたものであり、その主
目的は、減速機の構造を大幅に変更することなく、その
内部の潤滑油が強制循環されるようにして、潤滑性能の
向上、潤滑油の寿命の増大等の効果が得られる。優れた
油圧ショベルの旋回減速機の潤滑油循環装置を提供する
ことである。

〔考案の要約〕

本考案によれば、本体内に潤滑油が収容された油圧ショ
ベルの旋回減速機の潤滑油循環装置において、該減速機
の本体内には、減速歯車装置と、該減速歯車装置に連結
されかつその軸方向に延びる出力軸が設けられ、該出力
軸には該出力軸と一体的に回転するスペーサが設けら
れ、該スペーサの外周部にはインペラが形成され、該イ
ンペラと該減速機本体との間にはポンプ室が形成され、
該減速機本体の該ポンプ室形成部分には潤滑油出口開口
部が設けられ、該減速機本体の該減速歯車装置配設部分
には潤滑油入口開口部が設けられ、該潤滑油出口開口部
と入口開口部とが潤滑油流路手段により接続され、該潤
滑油流路手段にはオイルフイルタが配設されていること
を特徴とする油圧ショベルの旋回減速機の潤滑油循環装
置、が提供される。

〔考案の具体例〕

以下、第１図および第２図を参照して、本考案による油
圧ショベルの旋回減速機の潤滑油循環装置の一具体例を
説明する。

なお、第１図および第２図において、第３図と同一部分
は同一符号で示すと共に、同一部分の説明は、省略す
る。すなわち、第１図における旋回装置１を構成する。
旋回軸受け部３および遊星歯車式減速機５の基本的構成
は、第３図と同一である。

本考案は、第３図における遊星歯車式減速機５の潤滑装
置を改良したもので、ピニオン軸47に固着（圧入嵌合）
され、それと一体的に回転する円筒状スペーサ49の外周
部には、複数枚のインペラ50が形成されている。

インペラ50は、スペーサ49の外周部に沿って、それぞれ
等間隔に、かつ半径方向に突出して形成されている。各
インペラ50の一端部（第１図の下端部）は、スペーサ49
の外周部から、半径方向に突出し、かつその全周にわた
って形成されたフランジ50aにより、規定されている。
インペラ50はまた、それぞれスペーサ49の軸方向に延
び、他端部（第１図の上端部）に向って、軸心に近付く
ような傾斜面50bを有する。

下ケーシング21の内部であって、スペーサ49に面した部
分のうち、インペラ50の傾斜面50bに面した円錐面部21c
は、該傾斜面50bと近接して形成され、その間の隙間
が、スペーサ49に面した他の部分に較べて、特に少なく
なるように構成されている。下ケーシング21とインペラ
50との間には、上記円錐面部21cと傾斜面50bの隙間の少
ない部分を境に、軸方向の一方（第１図の上方）に吸い
込み室52が、また他方（第１図の下方）にポンプ室（吐
出室）54が、それぞれ形成される。下ケーシング21の、
ポンプ室54形成部分には、潤滑油出口開口部56が設けら
れ、また上ケーシング17の、減速歯車装置即ち遊星歯車
装置を配設した部分には、潤滑油入口開口部58が設けら
れている。

潤滑油出口開口部56と入口開口部58とは、潤滑油流路手
段60により、接続されている。

潤滑油流路手段60は、潤滑油出口開口部56と管路62で接
続されたオイルフイルタ64、オイルフイルタ64と管路66
で接続されたオイルクーラ68、オイルクーラ68と潤滑油
入口開口部58とを接続する管路70よりなる。

潤滑油53は、上ケーシング17のプラグ18を外し、その開
口部から、減速機本体15内に注入される。注入された潤
滑油53は、減速機本体15内と潤滑油流路手段60内に充填
される。これにより、減速機本体15と潤滑油流路手段60
との間で、潤滑油循環装置が形成される。

次に上述した油圧ショベルの旋回減速機の潤滑油循環装
置の作用・効果について説明する。

旋回装置１が作動すると、オイルモータ25の駆動軸27の
回転が遊星歯車式減速機５の第１および第２遊星歯車装
置29、31により、２段減速されて、ピニオン軸47に伝達
される。ピニオン軸47が回転すると、それに固着された
インペラ50が回転する。これにより、減速機本体15内の
潤滑油53は、吸い込み室52からポンプ室54へ吐出され
る。ポンプ室54へ吐出された潤滑油は、潤滑油出口開口
部56から、管路62を経由してオイルフイルタ64を通過す
る。この過程で潤滑油の浄化が行われる。オイルフイル
タ64を通過した潤滑油は、管路66を経てオイルクーラ68
を通過し、冷却される。オイルクーラ68を経た潤滑油
は、管路70を介して潤滑油入口開口部58から、減速機本
体15内に戻される。

旋回装置１の作動中、減速機本体15内の潤滑油は、イン
ペラ50のポンプ作用により、常時、潤滑油流路手段60を
介して循環させられる。なお、インペラ50のフランジ50
aは、潤滑油を、その半径方向外側へガイドし、潤滑油
出口開口部56へ吐出され易くする機能を有している。

潤滑油流路手段60において、オイルクーラ68に代え、オ
イルヒータ（図示せず）を用いることも考えられる。ま
た、これらのいずれかを用いる場合、潤滑油の温度によ
っては、特別、冷却、加熱の必要はないので、その機能
を停止するか、温度センサからの信号を受けて作動する
開閉バルブをそれらの上流側の管路（第１図では管路6
6）に設けておき、必要に応じクーラ又はヒータをバイ
パスさせる流路を配設してもよい（いずれも図示せ
ず）。

また、上記した冷却・加熱手段の有・無にかかわりな
く、管路の途中に、オイルリザーブタンク（図示せず）
を設け、潤滑油循環系における潤滑油の量を増大させる
例も考えられる。

潤滑油流路手段60は、基本的には、単なる管路だけでも
成立する。すなわち、循環するだけで冷却効果は得られ
る。潤滑油の浄化のためには、少なくとも、オイルフイ
ルタ64は設けることが望ましい。

なお、インペラ50の構造は、具体例に示したものに限る
者ではなく、減速機本体15の内側部との関係において、
種々の変形が可能である。

〔考案の効果〕

本考案による油圧ショベル減速機の潤滑油循環装置は以
上のように構成したので、次のような効果が得られる。

（１）減速機本体内の潤滑油は、潤滑油流路手段を介し
て強制循環されるので、減速機本体の減速機本体による
潤滑油の撹拌作用にもかかわらず、減速機本体内の潤滑
油の温度が適度に冷却され、潤滑性能の維持、潤滑油劣
化速度の低下を図ることができる。

（２）潤滑油流路手段中に、オイルフイルタを設けられ
ているので、潤滑油が汚染しにくく、潤滑油の交換時期
を長くすることができる。また潤滑油中の金属磨耗粉が
少なくなるので、歯車等の寿命を長くすることができ
る。

（３）出力軸がいずれの方向に回転しても、ポンプ室に
は圧油が正常に発生し、潤滑油の循環機能が維持され
る。したがって、油圧ショベルの旋回装置のように、両
方向の回転を頻繁に繰り返す減速機にとってきわめて有
用である。

（４）減速機の構成部品であるスペーサ及び減速機本体
を利用して潤滑油のポンプ機能を得るようにしたので、
きわめて容易にかつ低コストで実用化することができ
る。

以上、本考案による油圧ショベルの旋回減速機の潤滑油
循環装置の一具体例について説明したが、本考案はかか
る具体例に限定されるものではなく、本考案の範囲を逸
脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による油圧ショベルの旋回減速機の潤
滑油循環装置の一具体例を装備した旋回装置の断面図。 第２図は、第１図に示す旋回装置の一構成部品を、第１
図の上方から見た図。 第３図は、従来の減速機の潤滑装置を装備した旋回装置
の断面図。 １…旋回装置 ３…旋回軸受部 ５…遊星歯車式減速機 11…トラックフレーム 13…スイングフレーム 15…減速機本体 17…上ケーシング 19…リングギヤ 21…下ケーシング 29…第１遊星歯車装置 31…第２遊星歯車装置 47…ピニオン軸 49…スペーサ 50…インペラ 54…ポンプ室 56…潤滑油出口開口部 58…潤滑油入口開口部 60…潤滑油流路手段 64…オイルフイルタ 68…オイルクーラ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】本体内に潤滑油が収容された油圧ショベル
   の旋回減速機の潤滑油循環装置において、該減速機の本
   体内には、減速歯車装置と、該減速歯車装置に連結され
   かつその軸方向に延びる出力軸が設けられ、該出力軸に
   は該出力軸と一体的に回転するスペーサが設けられ、該
   スペーサの外周部にはインペラが形成され、該インペラ
   と該減速機本体との間にはポンプ室が形成され、該減速
   機本体の該ポンプ室形成部分には潤滑油出口開口部が設
   けられ、該減速機本体の該減速歯車装置配設部分には潤
   滑油入口開口部が設けられ、該潤滑油出口開口部と入口
   開口部とが潤滑油流路手段により接続され、該潤滑油流
   路手段にはオイルフイルタが配設されていることを特徴
   とする油圧ショベルの旋回減速機の潤滑油循環装置。