JP2005061572A - 旋回軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤含有ポリマで旋回軸受の軌道溝を直接的に潤滑すること。潤滑剤含有ポリマの収縮による脱落を防止すること。
【解決手段】間座本体３０（５０）の外径面に潤滑剤含有環状ポリマＰ２（Ｐ３ａ）を嵌合する。間座本体３０を二分割型にして潤滑剤含有ポリマＰ１，Ｐ２を挟み込む。或いは、潤滑剤含有環状ポリマＰ３ａから両凹球面５２の中心部側に張出し部Ｐ３ｂを形成して間座本体５０を抱き込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ショベル、クレーン、ホイールショベル等の建設機械の旋回軸受に関するものである。

図４はこの種の旋回軸受の一般的平面図であって、外輪２には架台取付用のボルト孔５が設けられ、内輪１の内径面には旋回駆動用のピニオン６に噛合する内歯歯車７が一体形成されている。内輪１と外輪２との間には全周にわたり多数の鋼製転動体３が収容され、隣り合う各転動体３，３間に保持器の代わりとなる旋回軸受用間座４が挿入されている。

図５に示すように、内輪１外径面と外輪２内径面には、転動体３が転走する環状の軌道溝８，９が各々対向形成してあり、この軌道溝８，９内に転動体３および間座４が図６のように交互に配置されている。また、内輪１の外径面上部には環状の弾性シール材１０が取付けられ、弾性シール材１０のリップ部先端が外輪２の上面に接触している。

旋回軸受は大径であり転動体自体が自転するため、軸受の回転速度は遅くても転動体の周速が速い。そのため内輪１と外輪２との間に充填したグリースが遠心力で飛散して転動体３の潤滑不良が発生し易い。また、内輪１と外輪２の周長が長いためグリースを補給しても周方向に満遍なく行き渡らせることが困難であり、僅かなグリース不足で局部的な潤滑不良が発生するおそれがある。このため頻繁なグリース補給が不可欠とされていた。

そこで、図７（Ａ）のように間座４の凹球面４ａの中央部に貫通孔２０を形成し、この貫通孔２０内に皿状を成す第１の潤滑剤含有ポリマ２１を嵌合させたものや（特許文献１参照）、この第１の潤滑剤含有ポリマ２１に加えて、その周囲に同心円状に形成した環状溝２２，２３に第２の潤滑剤含有ポリマ２４，２５を嵌合したものなどが提案されている（特許文献２参照）。
実開平５−９２５３７号公報 特開２０００−１２０６９８号公報

従来のこの種の旋回軸受に使用される間座は、転動体との接触面である凹球面４ａの潤滑を第１に考慮し、軌道溝８，９の潤滑については積極的には考慮されていなかった。このため、間座と軌道溝との間の潤滑や、転動体と軌道溝との間の潤滑が、グリース不足により不良になるという懸念があった。

一方、間座は通常樹脂による射出成形で製作されるが、前記貫通孔２０や環状溝２２，２３から潤滑剤含有ポリマ２１，２４，２５が脱落しないように、それらの開口側は若干絞るように成形される。しかし、射出成形では基本的に絞り込み量を極端に大きくすることができないため、旋回軸受の稼動時に雰囲気温度が上昇して例えば７０℃以上になると、潤滑剤含有ポリマ２１，２４，２５が潤滑剤の染み出し等で収縮して比較的早期に脱落するという懸念があった。

本発明の第１の目的は旋回軸受の軌道溝に対して直接的に潤滑剤を供給可能な間座を有する旋回軸受を提供することにある。本発明の第２の目的は、潤滑剤含有ポリマの収縮による脱落の可能性を可及的に低減した間座を有する旋回軸受を提供することにある。

前述した課題を解決するため請求項１に係る発明は、両幅面に転動体と接する凹球面を有する間座本体の外径面に、潤滑剤含有環状ポリマを嵌合させた間座を有することを特徴とする。

このように間座外径面に潤滑剤含有環状ポリマを嵌合すれば、潤滑剤含有環状ポリマが直接軌道溝に接触するから軌道溝の潤滑剤切れが発生する心配がない。
潤滑剤含有ポリマは、超高分子ポリエチレンまたは低分子量ポリエチレン等の樹脂材料とグリースとの混合物を、樹脂材料が融解する適宜の温度に加熱し、その後冷却して固形化した組成物であって、保油力が強くて油の滲み出しが徐々に安定的に行われるものである。

請求項２に係る発明は、間座本体の両凹球面の中心を貫通する貫通孔を形成すると共に、前記間座本体を前記貫通孔の軸線を横切る切断面で二分割し、前記切断面に臨む前記貫通孔の内周面に貫通孔を拡大した係合段部を形成し、前記係合段部に係合する突出部を有する潤滑剤含有皿状ポリマを前記貫通孔内に嵌合収納した間座を有することを特徴とする。

このように潤滑剤含有皿状ポリマを間座凹球面の中心位置で一対の分割間座間に挟み込むことにより潤滑剤含有皿状ポリマが高温時潤滑剤の染み出しで収縮しても間座から脱落するという心配がなくなる。

請求項３に係る発明は、間座本体の外径面に前記切断面に臨む第１溝部を円周方向に複数または連続して形成し、前記第１溝部に前記潤滑剤含有環状ポリマの内周部を嵌合した間座を有することを特徴とする。

このように潤滑剤含有環状ポリマを間座外径面の溝部に係合させることにより潤滑剤含有環状ポリマが収縮時に脱落するという心配がなくなる。
請求項４に係る発明は、切断面に二分割した間座本体を互いに連結する係合凸部と係合凹部を形成した間座を有することを特徴とする。

これは特別な連結構造を用いることなく、２つの分割間座を簡単に一体化させるためのものである。

請求項５に係る発明は、間座本体の両凹球面に、前記凹球面の周縁部から中心部側に延在した複数の第２溝部を形成し、前記第２溝部に前記潤滑剤含有環状ポリマから内向きに張出した張出し部を前記凹球面と面一状を呈するように嵌合した間座を有することを特徴とする。

このように潤滑剤含有環状ポリマの張出し部で間座の両凹球面を両側から挟むようにして抱き込むことで潤滑剤含有環状ポリマが高温時収縮しても脱落するという心配がなくなる。

請求項６に係る発明は、複数の第２溝部の先端を反対側凹球面の対応する第２溝部の先端とそれぞれ連通孔で連通すると共に、前記連通孔を介して、前記潤滑剤含有環状ポリマの張出し部の先端部を両凹球面間で相互に連結した間座を有することを特徴とする。

このように潤滑剤含有環状ポリマの張出し部を反対側の張出し部と連通孔を介して互いに連結することで張出し部の構造強度が高まり、高温時収縮しても脱落するという心配がなくなる。

請求項７に係る発明は、間座本体の外径面に半径方向外方に突出した大径部を周方向に複数または連続して形成し、この大径部を前記潤滑剤含有環状ポリマの内周面に嵌合させた間座を有することを特徴とする。

このように潤滑剤含有環状ポリマを間座外径面の大径部に係合させることにより潤滑剤含有環状ポリマとの係合力が高まり潤滑剤含有環状ポリマが収縮時に脱落するという心配がなくなる。

本発明は前述の如く、間座本体の外径面に潤滑剤含有環状ポリマを嵌合させたものであるから、潤滑剤含有環状ポリマが直接軌道溝に接触するから軌道溝の潤滑性能が向上する。さらに、本発明は二分割した分割間座間の凹球面中央部に潤滑剤含有ポリマを挟み込むか、あるいは一体型の間座本体の両凹球面を潤滑剤含有ポリマで抱き込むようにしているので、旋回軸受稼動時の雰囲気温度上昇に伴い潤滑剤含有ポリマが潤滑剤の染み出しにより収縮しても間座本体から短期間のうちに脱落するという心配がない。

以下に本発明を図に基づいて説明する。図１（Ａ）に示すように、樹脂製の間座本体３０は一転鎖線を中心線とするほぼ円筒状を成し、その左右両幅面は従来同様に転動体３に接する凹球面３１とされている。間座本体３０には両凹球面３１の中央部を貫通する貫通孔３２が形成され、この貫通孔３２の軸線に直交する方向で間座本体３０が分割間座３０ａと３０ｂに左右均等に二分割されている。分割面３３には、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、係合凸部３４と係合凹部３５の組合わせによる連結構造が円周方向複数箇所に等配状態で設けられている。係合凸部３４は鉤状を成し、係合凹部３５はこの鉤状に対応した形の凹部を形成している。係合凸部３４と係合凹部３５が互いに隣接して形成され、これらが相手側の係合凹部３５と係合凸部３４にクリック的に嵌合する。この際、係合凸部３４に形成されたテーパ部３４ａは、相手方の係合凸部３４のテーパ部３４ａと互いに摺動して各係合凸部３４が係合凹部３５にスムーズに嵌合するのをガイドする。

各分割間座３０ａ，３０ｂの分割面３３に臨む貫通孔３２の開口縁には、貫通孔３２を拡大した係合段部３２ａが形成されている。この係合段部３２ａは貫通孔３２の開口縁に断面Ｌ字状の切欠きを連続させて環状に形成したものであって、一方の分割間座３０ａと他方の分割間座３０ｂとを合体させると矩形断面の環状の係合溝４０が形成されるようになっている。

貫通孔３２には図１（Ａ）のように潤滑剤含有皿状ポリマＰ１が嵌合されている。この潤滑剤含有皿状ポリマＰ１は基本的には円柱状であるが、外周面に前記係合溝４０に嵌合するフランジ部Ｆが形成され、両面は凹球面３１の一部を形成している。潤滑剤含有皿状ポリマＰ１はこのようなフランジＦ付円柱形状に予め焼成された後、分割間座３０ａ，３０ｂ間に挟み込まれ、分割間座３０ａ，３０ｂを一体化することにより間座本体３０内に隙間なく固定される。この潤滑剤含有皿状ポリマＰ１は、超高分子ポリエチレンまたは低分子量ポリエチレン等の樹脂材料とグリースとの混合物を、樹脂材料が融解する適宜の温度に加熱し、その後冷却して固形化した組成物であって、保油力が強くて油の滲み出しが徐々に安定的に行われるものである。

分割間座３０ａ，３０ｂの外周面には、断面Ｌ字状の切欠きを周方向に連続させた係合段部４２が形成されている。この係合段部４２は一方の分割間座３０ａが他方の分割間座３０ｂに合体すると断面矩形の環状係合溝４４を形成する。そして、環状係合溝４４に断面矩形の環状の潤滑剤含有環状ポリマＰ２の内周側一部が嵌合されている。この潤滑剤含有環状ポリマＰ２は予め環状に焼成したものを一対の分割間座３０ａ，３０ｂの間に挟み込み、分割間座３０ａ，３０ｂを合体させることにより分割間座３０ａ，３０ｂ間に固定する。

潤滑剤含有ポリマＰ１，Ｐ２は雰囲気温度の上昇により潤滑剤が染み出して収縮するが、潤滑剤含有ポリマＰ１，Ｐ２が分割間座３０ａ，３０ｂ間に挟み込まれた状態であるため、長期使用により潤滑剤含有ポリマＰ１，Ｐ２がかなり収縮した場合でも、間座本体３０から完全に脱落する可能性はきわめて少ない。

次に、本発明の第２実施形態について図２及び図３に基づき説明する。図２と図３は同じ間座本体５０を示しているが、図２は潤滑剤含有ポリマＰ３を封入する前の間座本体５０のみを示し、図３は同間座本体５０に潤滑剤含有ポリマＰ３を封入した後の状態を示す。

この実施形態の間座は、間座本体５０外径面に潤滑剤含有ポリマＰ３の環状部Ｐ３ａを配し、この潤滑剤含有環状ポリマＰ３ａの内周面を間座本体５０外径面に周方向等間隔に複数形成した大径部５１に嵌合させると共に、潤滑剤含有環状ポリマＰ３ａの内周側の周方向三等分位置から、間座本体５０の両幅面に形成した凹球面５２の中心方向に向かって、正三角形状ないし二等辺三角形状の張出し部Ｐ３ｂを延在させたものである。張出し部Ｐ３ｂは凹球面３１に形成した同形の凹部５４に嵌合され、張出し部Ｐ３ｂの表面は凹球面５２の一部を形成している。なお、凹部５４内に必要に応じて局所的に深い窪み５４ａを１または２以上形成して張出し部Ｐ３ｂとの密着性をさらに向上させることも可能である。凹部５４の先端には反対側凹部５４の先端に連通する円形断面の小貫通孔５６が形成され、この小貫通孔５６内にも潤滑剤含有ポリマＰ３が封入され、この小貫通孔５６に封入した潤滑剤含有ポリマＰ３を通して一方の張出し部Ｐ３ｂが他方の張出し部Ｐ３ｂと連結されている。従って、間座本体５０が潤滑剤含有環状ポリマＰ３ａとその張出し部Ｐ３ｂとによって抱き込まれた形になっている。なお、前記大径部５１は互いに隣接する２つの張出し部Ｐ３ｂ間の角度二等分線上に形成するのが間座本体５０を安定的に抱き込む上で望ましい。

なお、第２実施形態においても両凹球面５２の中央部を貫通する貫通孔５８を形成しているが、この貫通孔５８は間座の量産工程で潤滑剤含有ポリマＰ３を間座本体５０に封入する際の位置決めロッドを嵌挿するためのものであって、第１実施例とは異なり、貫通孔５８内に潤滑剤含有ポリマＰ３は嵌合させていない。すなわち、転動体３と同一形状の孔明き球体を多数用意し、多数の間座本体５０と孔明き球体をそれらの軸線が一直線となるように交互に並べた状態で、１本の位置決めロッドを多数の間座本体５０と孔明き球体に串刺し状に嵌挿し、全体として１本の長い円柱体を呈する状態にして、これを間座本体５０の外径より少し大きな内径を有する円筒状の型内にセットし、この型内に潤滑剤含有ポリマを充填するのである。潤滑剤含有ポリマを融解する温度に加熱し冷却固化した後に間座を脱型して位置決めロッドを抜き去ると、図３の如き潤滑剤含有ポリマＰ３付きの間座が完成する。なお、位置決めロッドを抜き去った後の貫通孔５８に、潤滑剤含有ポリマＰ３とは分離した形で、必要に応じて別途潤滑剤含有ポリマを封入することも可能である。この場合、貫通孔５８の開口側は若干絞り気味にして間座本体５０を射出成形する。

この第２実施形態に係る間座は、潤滑剤含有ポリマＰ３が張出し部Ｐ３ｂとして凹球面５２内で三箇所等配位置で露出する他、間座本体５０の外径面にも環状部Ｐ３ａとして全周囲に露出している。このため、凹球面５２は潤滑剤含有ポリマの張出し部Ｐ３ｂから染み出した潤滑剤で均一に満遍なく被覆されて間座本体５０と転動体３との間の潤滑状態を良好に維持する。また、間座外径面の潤滑剤含有環状ポリマＰ３ａは内輪と外輪の軌道溝に直接接触して旋回軸受の回転で軌道溝に潤滑剤を塗布する。

潤滑剤含有ポリマＰ３は雰囲気温度の上昇により収縮するが、潤滑剤含有ポリマが間座本体５０を左右両側から挟み込み、かつ、小貫通孔５６で張出し部Ｐ３ｂが互いに連結した状態であるため、長期使用により潤滑剤含有ポリマＰ３がかなり収縮したとしても、間座本体５０から完全に脱落する可能性はきわめて少ない。

（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る旋回軸受の間座の断面図、（Ｂ）は同間座の合わせ面係合部の拡大断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線矢視断面図。 （Ａ）本発明の第２実施形態に係る旋回軸受の間座の潤滑剤含有ポリマ封入前の断面図、（Ｂ）は同間座の正面図右半分。 （Ａ）本発明の第２実施形態に係る旋回軸受の間座の潤滑剤含有ポリマ封入後の断面図、（Ｂ）は同間座の正面図右半分。 旋回軸受の平面図。 旋回軸受の断面図。 従来の旋回軸受の間座の側面図。 （Ａ）は潤滑剤含有ポリマを有する従来の間座の断面図、（Ｂ）は潤滑剤含有ポリマを有する従来の別の間座の断面図。

符号の説明

１ 内輪
２ 外輪
３ 転動体
４ 旋回軸受用間座
４ａ 凹球面
５ ボルト孔
６ ピニオン
７ 内歯歯車
８，９ 軌道溝
１０ 弾性シール材
２０ 貫通孔
３０ 間座本体
３０ａ，３０ｂ 分割間座
３１ 凹球面
３２ 貫通孔
３２ａ 係合段部
３４ 係合凸部
３４ａ テーパ部
３５ 係合凹部
４０ 係合溝
４２ 係合段部
４４ 環状係合溝
５０ 間座本体
５１ 大径部
５２ 凹球面
５４ 凹部
５４ａ 窪み
５６ 小貫通孔
５８ 貫通孔
Ｆ フランジ部
Ｐ１ 潤滑剤含有皿状ポリマ
Ｐ２ 潤滑剤含有環状ポリマ
Ｐ３ 潤滑剤含有ポリマ
Ｐ３ａ 潤滑剤含有環状ポリマ
Ｐ３ｂ 張出し部

Claims (7)

1. 両幅面に転動体と接する凹球面を有する間座本体の外径面に、潤滑剤含有環状ポリマを嵌合させた間座を有することを特徴とする旋回軸受。
2. 前記間座本体の両凹球面の中心を貫通する貫通孔を形成すると共に、前記間座本体を前記貫通孔の軸線を横切る切断面で二分割し、前記切断面に臨む前記貫通孔の内周面に貫通孔を拡大した係合段部を形成し、前記係合段部に係合する突出部を有する潤滑剤含有皿状ポリマを前記貫通孔内に嵌合収納した間座を有することを特徴とする請求項１記載の旋回軸受。
3. 間座本体の外径面に前記切断面に臨む第１溝部を円周方向に複数または連続して形成し、前記第１溝部に前記潤滑剤含有環状ポリマの内周部を嵌合した間座を有することを特徴とする請求項１または２に記載の旋回軸受。
4. 前記切断面に二分割した間座本体を互いに連結する係合凸部と係合凹部を形成した間座を有することを特徴とする請求項２または３に記載の旋回軸受。
5. 前記間座本体の凹球面に、前記凹球面の周縁部から中心部側に延在した複数の第２溝部を形成し、前記第２溝部に前記潤滑剤含有環状ポリマから内向きに張出した張出し部を前記凹球面と面一状を呈するように嵌合した間座を有することを特徴とする請求項１記載の旋回軸受。
6. 前記複数の第２溝部の先端を反対側凹球面の対応する第２溝部の先端とそれぞれ連通孔で連通すると共に、前記連通孔を介して、前記潤滑剤含有環状ポリマの張出し部の先端部を両凹球面間で相互に連結した間座を有することを特徴とする請求項５記載の旋回軸受。
7. 前記間座本体の外径面に半径方向外方に突出した大径部を周方向に複数または連続して形成し、この大径部を前記潤滑剤含有環状ポリマの内周面に嵌合させた間座を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の旋回軸受。