JP2009030673A - 建設機械の旋回軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】間座本体からの中央ポリマ部の脱落を確実に防止できるとともに、間座本体に設けられる中央ポリマ部が収縮した場合でも、中央ポリマ部に含まれる潤滑油を転動体に供給することができる建設機械の旋回軸受の提供。
【解決手段】内輪１１と外輪１２との間に形成される環状の転動体収容空間１４内に、転動体１５と間座１６とを交互にそれぞれ複数配置するとともに、間座１６が、中央に孔１７ｂが形成された間座本体１７と、この間座本体１７の外周に配置され、潤滑油含有ポリマから成る外周ポリマ部１８と、間座本体１７の孔１７ｂに設けられ、潤滑油含有ポリマから成る中央ポリマ部１９とを含み、間座本体１７に孔１７ｂに連通する溝２０を設け、この溝２０に、潤滑油含有ポリマから成り、外周ポリマ部１８と中央ポリマ部１９とを接続し、転動体１５に接する凹球面を有する凹球面ポリマ部２１を設けた構成にしてある。
【選択図】図４

Description

本発明は、油圧ショベルの走行体と旋回体とを接続する旋回輪等の相対的に回転可能な内輪と外輪とを有する建設機械の旋回軸受に関する。

この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。図９は、この特許文献１に示される従来技術に相応する図であり、旋回軸受の要部を構成する間座を示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＣ−Ｃ断面図である。

この従来技術に係る旋回軸受は、例えば油圧ショベルの走行体と旋回体とを接続する旋回輪から成り、走行体に設けられる内輪と、この内輪を囲むように配置され、旋回体に設けられる外輪とを備えている。これらの内輪と外輪との間には、環状の転動体収容空間が形成され、この転動体収容空間内に、鋼球から成る転動体と、隣り合う転動体間に介在される間座、すなわち図９に示す間座３０とが交互に多数配置されている。

図９に示すように間座３０は、転動体１５に対向する両側部に、これらの転動体１５に接触する凹球面３１ａを有し、中央に孔３１ｂが形成された間座本体３１と、この間座本体３１の外周に形成された凹溝３１ｄ内に収容されるプラスチックグリース、すなわち潤滑油含有ポリマから成る外周ポリマ部３２と、間座本体３１の孔３１ｂに設けられ、転動体１５と接触する凹球面を有するプラスチックグリース、すなわち潤滑油含有ポリマから成る中央ポリマ部３３とを備えている。なお、間座本体３１には、孔３１ｂに対向するように山形の凸部３１ｃを形成してあり、中央ポリマ部３３には、凸部３１ｃに係合する凹部をそれぞれ形成してある。これらの凸部３１ｃと凹部とによって、中央ポリマ部３３が転動体１５に潤滑油を供給することに伴って収縮しても、間座本体３１から脱落しないように保持される。

このように構成される従来技術は、転動体１５の転動を介して、内輪に対して外輪が回転することにより、旋回体の旋回が行なわれる。また、間座本体３１に設けられた潤滑油含有ポリマから成る外周ポリマ部３２、中央ポリマ部３３に含まれる潤滑油が、転動体１５の接触等により転動体１５の表面に供給され、転動体１５のそれぞれの転動が滑らかになり、上述した内輪に対する外輪の回転が円滑に実施されるようになっている。
特開２００３−２２２１４０公報

図１０は上述した図９に示す従来の旋回軸受の要部を構成する間座において生じる問題点を説明する図である。

上述した従来技術では、外周ポリマ部３２、中央ポリマ部３３に含まれる潤滑油が滲み出されて転動体１５の表面に供給されるため、一定の期間が経つとこれらの外周ポリマ部３２、中央ポリマ部３３が収縮する。このようなポリマ部の収縮を生じると、特に、中央ポリマ部３３と、この中央ポリマ部３３に対向する転動体１５との間に、図１０に示すように隙間３４を生じる。このような隙間３４を生じると、転動体１５が中央ポリマ部３３に接触しなくなり、中央ポリマ部３３の潤滑油を転動体１５の表面に供給することができなくなる。そのために転動体１５の転動に支障を生じ、内輪に対する外輪の回転、すなわち旋回体の旋回動作を円滑に実施できなくなる。また、凸部３１ｃの突出寸法が小さい場合、中央ポリマ部３３が間座本体３１から脱落する虞がある。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、間座本体からの中央ポリマ部の脱落を確実に防止できるとともに、間座本体に設けられる中央ポリマ部が収縮した場合でも、中央ポリマ部に含まれる潤滑油を転動体に供給することができる建設機械の旋回軸受を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、内輪と、この内輪を囲むように配置される外輪とを備え、これらの内輪と外輪との間に形成される環状の転動体収容空間内に、転動体と間座とを交互にそれぞれ複数配置するとともに、上記間座が、上記転動体に接する凹球面を有し、中央に孔が形成された間座本体と、この間座本体の外周に配置され、潤滑油含有ポリマから成る外周ポリマ部と、上記間座本体の上記孔に設けられ、上記転動体と接する凹球面を有し、潤滑油含有ポリマから成る中央ポリマ部とを含む建設機械の旋回軸受において、上記間座本体に上記孔に連通する溝を設け、この溝に、潤滑油含有ポリマから成り、上記外周ポリマ部と上記中央ポリマ部とを接続し、上記転動体と接する凹球面を有する凹球面ポリマ部を設けたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、間座本体に設けられた外周ポリマ部に含まれる潤滑油と、中央ポリマ部に含まれる潤滑油と、凹球面ポリマ部に含まれる潤滑油とが、転動体の接触等によって滲み出され、転動体の表面に供給される。これによって、転動体それぞれの転動が滑らかに行なわれ、内輪に対する外輪の円滑な回転が可能となる。

特に本発明は、中央ポリマ部が凹球面ポリマ部を介して外周ポリマ部に支持されていることから間座本体からの中央ポリマ部の脱落を確実に防止できる。また、潤滑油の滲み出しによって中央ポリマ部が一定期間の経過後に収縮した場合には、このように中央ポリマ部が外周ポリマ部に支持されていることと、中央ポリマ部と転動体との間に隙間が生じることと、中央ポリマ部と間座本体の孔との間に隙間が生じることから、凹球面ポリマ部付近を支点とした中央ポリマ部の振り子運動が可能となる。したがって、中央ポリマ部が収縮した状態にあっても、外輪の回転に伴う転動体の転動等による力を間座本体が受けたときに、その力に応じて中央ポリマ部が振り子運動をして転動体に接触する。この接触によって中央ポリマ部に含まれる潤滑油を転動体の表面に供給することができる。

また本発明は、上記発明において、上記溝、及び上記凹球面ポリマ部を、上記間座本体の上記転動体に対向する両側部のそれぞれに設けたことを特徴としている。このように構成した本発明は、中央ポリマ部が収縮した場合には、間座本体の両側に配置される凹球面ポリマ部を介して、中央ポリマ部を強固に支持できるとともに、中央ポリマ部の安定した振り子運動を実施させることができる。

また本発明は、上記発明において、上記溝、及び上記凹球面ポリマ部を、上記間座本体の上記転動体に対向する両側部のうちの一方の側に設けたことを特徴としている。このように構成した本発明は、中央ポリマ部が収縮した場合には、間座本体の片側の凹球面ポリマ部を介して中央ポリマ部の振り子運動を実施させることができるとともに、凹球面ポリマ部は間座本体の片側だけに設ければよいので、潤滑油含有ポリマに掛かる材料費を節減できる。

また本発明は、上記発明において、上記間座と上記転動体との間にグリースを介在させたことを特徴としている。このように構成した本発明は、グリースと、外周ポリマ部、中央ポリマ部、凹球面ポリマ部のそれぞれに含まれる潤滑油とによって、転動体の良好な潤滑状態を確保できる。また、中央ポリマ部が収縮した場合には、転動体の転動等による力が、グリースを介して中央ポリマ部に与えられるので、この中央ポリマ部を強制的に振り子運動させることができ、この中央ポリマ部を確実に転動体に接触させることができる。

また本発明は、上記発明において、上記間座本体が、上記中央ポリマ部を支持する凸部を有し、上記中央ポリマ部が上記凸部に係合する凹部を有し、上記凸部及び上記凹部を、上記間座本体に設けた上記溝と上記孔との接続部の付近に配置したことを特徴としている。このように構成した本発明は、凸部と凹部との係合によって中央ポリマ部の間座本体からの脱落を防止できる。また、中央ポリマ部が収縮した場合には、溝と孔との接続部付近に設けた間座本体の凸部と中央ポリマ部の凹部とを支点として、安定した振り子運動を実施させることができる。

また本発明は、上記発明において、上記間座本体が、上記外周ポリマ部を支持する突起部を有し、上記外周ポリマ部が上記突起部のそれぞれに係合する穴部を有することを特徴としている。このように構成した本発明は、間座本体の突起部と、外周ポリマ部の穴部との係合によって、外周ポリマ部を間座本体から脱落しないように安定して保持できる。

本発明は、間座本体に、中央に形成された孔に連通する溝を設け、この溝に、潤滑油含有ポリマから成り、外周ポリマ部と中央ポリマ部とを接続し、転動体と接触する凹球面を有する凹球面ポリマ部を設けたことから、間座本体からの中央ポリマ部の脱落を確実に防止できる。また、潤滑油の滲み出しによって中央ポリマ部が収縮し、中央ポリマ部と転動体との間に、及び中央ポリマ部と間座本体の孔との間にそれぞれ隙間が生じた場合には、凹球面ポリマ部付近を支点として中央ポリマ部を振り子運動させることが可能となる。したがって、転動体の転動等に伴って間座に与えられる力によって中央ポリマ部を振り子運動させ、この中央ポリマ部を転動体に接触させ、中央ポリマ部に含まれる潤滑油を転動体の表面に供給することができる。すなわち、中央ポリマ部が収縮した場合でも、中央ポリマ部に含まれる潤滑油を転動体に供給することができ、長期間にわたって転動体を良好な潤滑状態に保つことができ、内輪、外輪相互間の円滑な回転が可能となる。

以下，本発明に係る建設機械の旋回軸受を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係る旋回軸受の一実施形態が適用される建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。

この図１に示すように、本実施形態に係る旋回軸受が備えられる油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、これらの走行体１と旋回体２とを接続する旋回軸受、すなわち旋回輪３とを備えている。また、旋回体２に、上下方向の回動可能に接続され、掘削等の作業を行なうフロント作業機４を備えている。フロント作業機４は、例えば旋回体２に接続されるブーム５と、このブーム５の先端に接続されるアーム６と、このアーム６の先端に接続されるバケット７と、ブーム５を作動させるブームシリンダ８と、アーム６を作動させるアームシリンダ９と、バケット７を作動させるバケットシリンダ１０とを備えている。

図２は図１に示す油圧ショベルに備えられる旋回軸受の要部を一部破断して示した平面図、図３は図１に示す油圧ショベルに備えられる旋回軸受の縦断面図である。

上述した油圧ショベルに備えられる本実施形態に係る旋回軸受、すなわち旋回輪３は、図２，３に示すように、走行体１に固定される内輪１１と、この内輪１１を囲むように配置され、旋回体２に固定される外輪１２とを備えている。また、内輪１１と外輪１２との間に形成される隙間に介在されるグリース２４と、その隙間を塞ぐシール１３とを備えている。また特に、内輪１１と外輪１２との間には環状の転動体収容空間１４が形成され、この転動体収容空間１４内に鋼球から成る転動体１５と、これらの転動体１５間に配置される間座１６とを交互にそれぞれ複数配置してある。

図４は本発明一実施形態の要部を構成する間座を示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態の要部を構成する上述の間座１６は、図４に示すように、転動体１５に接する凹球面１７ａを有し、中央に孔１７ｂが形成された間座本体１７と、この間座本体１７の外周に配置され、潤滑油含有ポリマから成る外周ポリマ部１８と、間座本体１７の孔１７ｂに設けられ、転動体１５と接する凹球面を有し、潤滑油含有ポリマから成る中央ポリマ部１９とを備えている。転動体１５の曲率をＲ１、中央ポリマ部１９の曲率をＲ２、間座本体１７の曲率をＲ３とすると、
Ｒ２≒Ｒ１＜Ｒ３
の関係に設定してある。これにより転動体１５を中央ポリマ部１９に確実に接触させることができる。

また特に、図４の（ａ）図に示すように、間座本体１７の転動体１５と対向する両側部のそれぞれに、孔１７ｂに連通する溝２０を設け、この溝２０に、潤滑油含有ポリマから成り、外周ポリマ部１８と中央ポリマ部１９とを接続し、転動体１５と接する凹球面を有する凹球面ポリマ部２１を設けてある。

また、間座本体１７は、中央ポリマ部１９を支持する凸部１７ｃを有し、中央ポリマ部１９が凸部１７ｃに係合する凹部１９ａを有しており、これらの凸部１７ｃ及び凹部１９ａを、間座本体１７の溝２１と孔１７ｂとの接続部の付近に設けてある。

さらに、間座本体１７は、外周ポリマ部１８を支持する複数、例えば３つの突起部１７ｄを等間隔に有し、外周ポリマ部１８が３つの突起部１７ｄのそれぞれに係合する穴部１８ａを有している。

このように構成した本実施形態は、図示しない旋回機構を作動させて行なわれる旋回体２の旋回時には、旋回輪３において、間座本体１７に設けられた外周ポリマ部１８に含まれる潤滑油と、中央ポリマ部１９に含まれる潤滑油と、凹球面ポリマ部２１に含まれる潤滑油とが、転動体１７の接触等によって滲み出され、間座１６と転動体１５との間に介在されるグリース２４とともに、転動体１５のそれぞれの表面に供給される。これによって、転動体１５それぞれの転動が滑らかに行なわれ、内輪１１に対する外輪１２の回転が円滑に実施され、旋回体２の良好な旋回操作が行なわれる。

図５は本実施形態の要部を構成する間座に備えられる中央ポリマ部が収縮した状態を示す図、図６は本実施形態の要部を構成する間座に備えられる中央ポリマ部の振り子運動を説明する図、図７は本実施形態の要部を構成する間座に備えられる中央ポリマ部が収縮した場合の中央ポリマ部による潤滑油供給動作を示す図である。

上述したような旋回体２の旋回操作が一定期間の間繰り返し実施されると、潤滑油の滲み出しによって外周ポリマ部１８、中央ポリマ部１９、凹球面ポリマ部２１のそれぞれが、図５に示すように収縮する。これにより、同図５に示すように、中央ポリマ部１９と転動体１５との間に隙間２２が生じ、中央ポリマ部１９と間座本体１７の孔１７ｂとの間に隙間２３が生じる。

このとき、中央ポリマ部１９は、間座本体１７の両側部のそれぞれに設けられる凹球面ポリマ部２１を介して外周ポリマ部１８に支持されていることから、中央ポリマ部１９が間座本体１７から脱落することが無い。また図６に示すように、間座本体１７に形成した凸部１７ｃと、中央ポリマ部１９に形成した凹部１９ａとの係合部を支点として、中央ポリマ部１９は振り子運動が可能となる。

したがって、旋回体２の旋回操作に際し、外輪１２の回転に伴って転動体１５の転動等による力が、図７に示すように、中央ポリマ部１９と転動体１５との間に形成された隙間２２に介在されるグリース２４を介して中央ポリマ部１９に与えられると、中央ポリマ部１９が振り子運動を行なう。これにより、同図７の当接部２５で示すように、中央ポリマ部１９が転動体１５に接触し、この中央ポリマ部１９から滲み出した潤滑油が、その接触した転動体１５の表面に供給される。

このように構成した本実施形態によれば、上述したように、間座本体１７からの中央ポリマ部１９の脱落を確実に防止できるとともに、間座本体１７に設けられる中央ポリマ部１９が収縮した場合でも、中央ポリマ部１９に含まれる潤滑油を、中央ポリマ部１９の振り子運動によって転動体１５の表面に供給でき、長期間にわたって転動体１５を良好な潤滑状態に保つことができる。すなわち、長期間にわたる内輪１１、外輪１２相互間の円滑な回転が可能となり、旋回体２の良好な旋回操作を実施することができる。

また、溝２０及び凹球面ポリマ部２１を、間座本体１７の転動体１５に対向する両側部のそれぞれに設けたことから、中央ポリマ部１９が収縮した場合には、間座本体１７の両側に配置される凹球面ポリマ部２１を介して、中央ポリマ部１９を強固に支持できるとともに、中央ポリマ部１９の安定した振り子運動を実施させることができ、転動体１５に対する良好な潤滑状態の確保に貢献する。

また、間座１６と転動体１５との間にグリース２４を介在させたことから、このグリース２４と、外周ポリマ部１８、中央ポリマ部１９、凹球面ポリマ部２１のそれぞれに含まれる潤滑油とによって、転動体１５に対する良好な潤滑状態を確保できる。また、中央ポリマ部１９が収縮した場合には、転動体１５の転動等による力が、グリース２４を介して中央ポリマ部１９に与えられるので、この中央ポリマ部１９を強制的に振り子運動させることができる。これにより、中央ポリマ部１９を確実に転動体１５に接触させることができ、このことも転動体１５に対する良好な潤滑状態の確保に貢献する。

また、間座本体１７に凸部１７ｃを設け、中央ポリマ部１９に凸部１７ｃに係合する凹部１９ａを設けたことから、中央ポリマ部１９の間座本体１７からの脱落を防止できる。また、中央ポリマ部１９が収縮した場合には、間座本体１７の凸部１７ｃと中央ポリマ部１９の凹部１９ａとを支点として、安定した振り子運動を実施させることができる。したがって、このことも転動体１５に対する良好な潤滑状態の確保に貢献する。

さらに、間座本体１７に突起部１７ｄを設け、外周ポリマ部１８に、突起部１７ｄに係合する穴部１８ａを設けたことから、外周ポリマ部１８を間座本体１７から脱落しないように安定して保持でき、信頼性の高い間座１６を実現できる。

図８は本発明の別の実施形態の要部を構成する間座を示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ断面図である。

この図８に示す別の実施形態は、間座１６の転動体１５に対向する両側部のうちの一方の側だけに、孔１７ｂに連通する溝２０と、この溝２０に収容され、外部ポリマ部１８と中央ポリマ部１９とを接続する潤滑油含有ポリマから成る凹球面ポリマ部２１とを設けた構成にしてある。その他の構成は、上述した実施形態におけるのと同等である。

このように構成したものも、間座本体１７の片側の凹球面ポリマ部２１を介して中央ポリマ部１９の振り子運動を実施させることができ、転動体１５に対する良好な潤滑状態の確保に貢献する。また、凹球面ポリマ部２１は間座本体１７の片側だけに設ければよいので、潤滑油含有ポリマに掛かる材料費を節減できて経済的である。

本発明に係る旋回軸受の一実施形態が適用される建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。 図１に示す油圧ショベルに備えられる旋回軸受の要部を一部破断して示した平面図である。 図１に示す油圧ショベルに備えられる旋回軸受の縦断面図である。 本発明一実施形態の要部を構成する間座を示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。 本実施形態の要部を構成する間座に備えられる中央ポリマ部が収縮した状態を示す図である。 本実施形態の要部を構成する間座に備えられる中央ポリマ部の振り子運動を説明する図である。 本実施形態の要部を構成する間座に備えられる中央ポリマ部が収縮した場合の中央ポリマ部による潤滑油供給動作を示す図である。 本発明の別の実施形態の要部を構成する間座を示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ断面図である。 従来の旋回軸受の要部を構成する間座を示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＣ−Ｃ断面図である。 従来の旋回軸受の要部を構成する間座において生じる問題点を説明する図である。

符号の説明

１ 走行体
２ 旋回体
３ 旋回輪（旋回軸受）
１１ 内輪
１２ 外輪
１３ シール
１４ 転動体収容空間
１５ 転動体
１６ 間座
１７ 間座本体
１７ａ 凹球面
１７ｂ 孔
１７ｃ 凸部
１７ｄ 突起部
１８ 外周ポリマ部
１８ａ 穴部
１９ 中央ポリマ部
１９ａ 凹部
２０ 溝
２１ 凹球面ポリマ部
２２ 隙間
２３ 隙間
２４ グリース
２５ 当接部

Claims (6)

1. 内輪と、この内輪を囲むように配置される外輪とを備え、これらの内輪と外輪との間に形成される環状の転動体収容空間内に、転動体と間座とを交互にそれぞれ複数配置するとともに、
   上記間座が、上記転動体に接する凹球面を有し、中央に孔が形成された間座本体と、この間座本体の外周に配置され、潤滑油含有ポリマから成る外周ポリマ部と、上記間座本体の上記孔に設けられ、上記転動体と接する凹球面を有し、潤滑油含有ポリマから成る中央ポリマ部とを含む建設機械の旋回軸受において、
   上記間座本体に上記孔に連通する溝を設け、この溝に、潤滑油含有ポリマから成り、上記外周ポリマ部と上記中央ポリマ部とを接続し、上記転動体と接する凹球面を有する凹球面ポリマ部を設けたことを特徴とする建設機械の旋回軸受。
2. 上記請求項１記載の発明において、
   上記溝、及び上記凹球面ポリマ部を、上記間座本体の上記転動体に対向する両側部のそれぞれに設けたことを特徴とする建設機械の旋回軸受。
3. 上記請求項１記載の発明において、
   上記溝、及び上記凹球面ポリマ部を、上記間座本体の上記転動体に対向する両側部のうちの一方の側に設けたことを特徴とする建設機械の旋回軸受。
4. 上記請求項１記載の発明において、
   上記間座と上記転動体との間にグリースを介在させたことを特徴とする建設機械の旋回軸受。
5. 上記請求項１項記載の発明において、
   上記間座本体が、上記中央ポリマ部を支持する凸部を有し、上記中央ポリマ部が上記凸部に係合する凹部を有し、
   上記凸部及び上記凹部を、上記間座本体に設けた上記溝と上記孔との接続部の付近に配置したことを特徴とする建設機械の旋回軸受。
6. 上記請求項１記載の発明において、
   上記間座本体が、上記外周ポリマ部を支持する突起部を有し、上記外周ポリマ部が上記突起部のそれぞれに係合する穴部を有することを特徴とする建設機械の旋回軸受。

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