JP2006226362A

JP2006226362A - 建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造

Info

Publication number: JP2006226362A
Application number: JP2005039375A
Authority: JP
Inventors: Michio Hori; 径生堀; Eiji Nishiwaki; 英司西脇
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2006-08-31
Also published as: DE102006006591A1; DE102006006591B4; US20060193548A1

Abstract

【課題】保持器の耐衝撃性および耐摩耗性の高めることにより、耐久性および潤滑性の高い円錐ころ軸受、およびそのような軸受を備えた走行減速機を提供する。
【解決手段】走行減速機１は、油圧モータ（図示せず）に接続された駆動軸２と、駆動軸２の回転を減速する遊星歯車機構３，４，５と、円錐ころ軸受６によりハウジング７に回転自在に支持された回転ドラム８と、回転ドラム８に固定されたスプロケット９とを備える。また、円錐ころ軸受６は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置された円錐ころと、円錐ころの間隔を保持する樹脂により形成された保持器とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、建設機械等に使用される走行減速機のスプロケット支持構造に関するものである。

従来、建設機械等に使用される走行減速機は、特開平１０−１７６７１８号公報（特許文献１）に記載されている。

同公報には、図１に示すように、油圧モータ（図示せず）に接続された駆動軸２と、駆動軸２の回転を減速する遊星歯車機構３，４，５と、軸受６によりハウジング７に回転自在に支持された回転ドラム８と、回転ドラム８に固定されたスプロケット９とを備える走行減速機１が記載されている。

上記公報に記載されたような走行減速機１を支持する軸受６には、その機体重量に応じてアンギュラ玉軸受、または、背面組み合わせの円錐ころ軸受が用いられることが多い。そして、これらの軸受は、一般的に金属製の保持器を備えている。
特開平１０−１７６７１８号公報

走行減速機１を備える建設機械は、一般的に整備されていない場所を走行することが多いので、回転ドラム８を支持する軸受６には大きな衝撃荷重が断続的に負荷される。その結果、保持器の破損による軸受の耐久性の低下が懸念される。

また、金属製の保持器は、軸受回転時の摩擦により摩耗粉を生じるので、摩耗粉が潤滑油に混入することによる潤滑寿命の低下や、摩耗粉が転動体の転動面を傷つける等の問題がある。

そこで、本発明の目的は、耐久性が高く、高効率の建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造を提供することである。

この発明に係る建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造は、駆動軸と、スプロケットと、駆動軸の回転を減速してスプロケットに伝達する減速機構と、スプロケットを支持する円錐ころ軸受とを備える。

円錐ころ軸受に注目すると、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置された円錐ころと、樹脂により形成された保持器とを備えることを特徴とする。

上記構成のように、保持器またはそれに相当する案内部材を耐衝撃性に優れた樹脂で形成することにより、軸受の耐久性が向上する。また、軽量で低摩擦である樹脂製保持器を用いた軸受を備えることにより、回転時のトルク損失が少なくなることから、高効率の建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造を得ることができる。

保持器は、ポリアミド６６と、ガラス繊維とを含む繊維強化樹脂により形成されたものが好ましい。または、保持器は、ポリアミド４６と、ガラス繊維とを含む繊維強化樹脂により形成されたものが好ましい。これらの繊維強化樹脂は、軽量で非常に強度が高いので、衝撃荷重を受ける建設機械用走行減速機のスプロケットを支持する軸受に使用する保持器材料として好適である。

さらに、円錐ころを受け入れる隣接ポケット間に位置する保持器の柱部のポケット壁面は、円錐ころの外周面に接する曲面形状であることが好ましい。これにより、円錐ころの外周面の潤滑油を掻き落とすことがなくなるので、軸受の潤滑性能を高めることができる。

円錐ころ軸受は、例えば、内輪および外輪の間に円錐ころが複列に配置された複列円錐ころ軸受である。

また、円錐ころ軸受は、例えば、左右の列の円錐ころの小径側端部を向かい合わせた背面組み合わせ軸受である。

この発明は、軽量で低摩擦である樹脂製保持器を用いた軸受を備えることにより、耐久性が高く、高効率の建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造を得ることができる。

図１を参照して、この発明の一実施形態に係る建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造について説明する。

図１に示す建設機械用走行減速機は、油圧モータ（図示せず）に接続された駆動軸２と、駆動軸２の回転を減速する減速機構としての遊星歯車機構３，４，５と、軸受６によりハウジング７に回転自在に支持された回転ドラム８と、回転ドラム８に固定されたスプロケット９とを備える走行減速機１である。

遊星歯車機構３，４，５は、それぞれ、太陽歯車３ａ，４ａ，５ａと、回転ドラム８に接続された内歯歯車３ｂ，４ｂ，５ｂと、太陽歯車３ａ，４ａ，５ａおよび内歯歯車３ｂ，４ｂ，５ｂの間に円錐ころ軸受３ｃ，４ｃ，５ｃによって遊星キャリア３ｄ，４ｄ，５ｄに回転自在に支持された遊星歯車３ｅ，４ｅ，５ｅとを有する。

また、遊星キャリア３ｄと太陽歯車４ａ、および、遊星キャリア４ｄと太陽歯車５ａは相互に接続されて同期回転し、遊星キャリア５ｄは、ハウジング７に固定されて遊星歯車５ｅの公転を抑制する。

走行減速機１は、駆動軸２の回転が遊星歯車機構３，４，５により段階的に減速され、遊星歯車機構５の遊星歯車５ｅの公転を抑制することによって、太陽歯車５ａの回転が遊星歯車５ｅを介して内歯歯車５ｂを回転させる。その結果、回転ドラム８とスプロケット９とが一体として回転する。

上記構成の走行減速機１を支持する軸受６には、図２に示すように、内輪１２と、外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された円錐ころ１４と、円錐ころ１４の間隔を保持する保持器１５とを備える円錐ころ軸受１１を使用する。保持器１５またはそれに相当する案内部材は、耐衝撃性に優れ、軽量で低摩擦である樹脂により形成する。

上記構成とすることにより、保持器の耐衝撃性が大きく向上するので、耐久性の高い円錐ころ軸受１１を得ることができる。

また、上記構成の円錐ころ軸受１１は、油浴潤滑により潤滑される。この場合でも、樹脂の自己潤滑性によりころと保持器との摩擦が低減できるため、摩耗粉による潤滑油の劣化が防止できる。

さらに、硬度の低い樹脂を用いることにより、摩耗粉が発生した場合であっても、円錐ころの外周面を傷つけることがない。その結果、耐久性および潤滑性の高い円錐ころ軸受１１を得ることができる。

樹脂製の保持器１５は、内輪１２および外輪１３の軌道面に接触しない範囲で板厚を大きくすることによって、金属製保持器と同等の強度を確保することが可能となる。

または、保持器１５の材料としては、ポリアミド６６とガラス繊維とを含む繊維強化樹脂、若しくは、ポリアミド４６とガラス繊維とを含む繊維強化樹脂を用いるとよい。これらの繊維強化樹脂は、軽量で非常に強度が高いので、衝撃荷重を受ける建設機械用走行減速機のスプロケットを支持する軸受に使用する保持器材料として好適である。

なお、ガラス繊維に代えて、炭素繊維、若しくは、ボロン繊維を含んだ繊維強化樹脂を使用することも可能である。

次に、図３は、図２に示した保持器１５のＡ−Ａ´断面での断面図である。図３によると、保持器１５はリング部１５ａと、円錐ころ１４を受け入れる隣接ポケット間に位置する柱部１５ｂとを備え、柱部１５ｂのポケット壁面１５ｃは、円錐ころ１４の外周面に接する曲面形状である。

これにより、円錐ころの外周面の潤滑油を掻き落とすことがなくなるので、軸受の潤滑性能を高めることができる。また、ポケット壁面１５ｃを曲面形状とすることにより、柱部１５ｂを肉厚化することができるので、保持器１５の強度が向上する。さらには、リング部１５ａと柱部１５ｂとの連結部分を面取りしＲ形状とすることによっても、円錐ころ軸受１１の潤滑性能の向上が期待できる。

図３では、保持器１５のポケット壁面１５ｃを円錐ころ１４の外周面に沿う曲面形状とした例を示したが、これに限ることなく、従来の保持器と同様にストレート形状としてもよい。

上記の実施形態では、単列の円錐ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、複列の円錐ころ軸受であってもよい。その場合、円錐ころの大径側端部を向かい合わせた正面組み合わせ軸受としてもよいが、円錐ころの小径側端部を向かい合わせた背面組み合わせ軸受とすることにより、軸受の回転中心線と、左右の列の円錐ころと内外輪の接触線との交点の距離（以下「作用点間距離」という）が長くなるので、ラジアル剛性が向上する。

また、この発明は、円錐ころ軸受に代えて、深溝玉軸受、４点接触玉軸受、アンギュラ球軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受等にも適用可能である。

上記構成の円錐ころ軸受１１を図１に示す軸受６に適用することにより、回転時のトルク損失が少なくなることから、高効率の建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造を得ることができる。

次に、本発明に係る樹脂製保持器と、従来の金属製保持器とを以下に示す条件の下で落下衝撃試験を行い、両保持器の耐衝撃性を確認した。試験結果を図４に示す。

落下高さ：８０ｍｍ
振動加速度：９８００ｍ／ｓ^２
落下サイクル：３０ｃｐｍ
図４によると、従来の金属製保持器は１０万回に至る前に破損したのに対して、本発明に係る樹脂製保持器は、３６万回を越えてもなお破損は見られなかった。これにより、本発明に係る樹脂製保持器は、従来の金属製保持器と比べて耐衝撃性が大きく向上したことが確認された。

さらに、本発明に係る樹脂製保持器と、従来の金属製保持器とを所定回数回転した後の摩耗粉の量を確認する試験を行った。試験条件は以下に示す通りであり、試験結果を図５に示す。

回転数：２２１５ｒｐｍ（最高回転数）
ラジアル荷重：４９±９．８ｋＮ（１０Ｈｚ）
アキシアル荷重：０±１４．７ｋＮ（１Ｈｚ）
運転時間：２１２０時間
風速：１０ｍ／ｓ
上記試験後、樹脂製保持器および金属製保持器の摩耗による摩耗粉の量を計測したところ、金属製保持器については、１．０３ｗｔ％であったのに対し、樹脂製保持器は０．０２ｗｔ％であった。

これにより、本発明に係る樹脂製保持器は、従来の金属製保持器と比べて耐摩耗性が大きく向上したことが確認された。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、保持器を有する円錐ころ軸受に有利に利用される。

建設機械用走行減速機を示す概略断面図である。本発明に係る円錐ころ軸受を示す概略断面図である。本発明に係る複列円錐ころ軸受に使用される保持器の、ポケットの断面図である。本発明の効果を確認するための落下衝撃試験の結果を示す図である。本発明の効果を確認するための保持器摩耗量を示す図である。

符号の説明

１走行減速機、２駆動軸、３，４，５遊星歯車機構、３ａ，４ａ，５ａ太陽歯車、３ｂ，４ｂ，５ｂ内歯歯車、３ｃ，４ｃ，５ｃ、６軸受、３ｄ，４ｄ，５ｄ遊星キャリア、３ｅ，４ｅ，５ｅ遊星歯車、７ハウジング、８回転ドラム、９スプロケット、１１円錐ころ軸受、１２内輪、１３外輪、１４円錐ころ、１５保持器、１５ａリング部、１５ｂ柱部、１５ｃポケット壁面。

Claims

駆動軸と、
スプロケットと、
前記駆動軸の回転を減速して前記スプロケットに伝達する減速機構と、
前記スプロケットを支持する円錐ころ軸受とを備える、建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造において、
前記円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪および前記外輪の間に配置された円錐ころと、樹脂により形成された保持器とを備えることを特徴とする、建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造。
前記保持器は、ポリアミド６６と、ガラス繊維とを含む繊維強化樹脂により形成された、請求項１に記載の建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造。
前記保持器は、ポリアミド４６と、ガラス繊維とを含む繊維強化樹脂により形成された、請求項１に記載の建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造。
前記円錐ころを受け入れる隣接ポケット間に位置する前記保持器の柱部のポケット壁面は、前記円錐ころの外周面に接する曲面形状である、請求項１〜３のいずれかに記載の建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造。
前記円錐ころ軸受は、前記内輪および前記外輪の間に前記円錐ころが複列に配置された複列円錐ころ軸受である、請求項１〜４のいずれかに記載の建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造。
前記円錐ころ軸受は、左右の列の前記円錐ころの小径側端部を向かい合わせた背面組み合わせ軸受である、請求項５に記載の建設機械用走行減速機のスプロケット支持構造。