JP2011112120A - Bearing unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットに関し、特に建設機械やクレーン等の大型機械の旋回部に適用するのに好適なベアリングユニットに関するものである。 The present invention relates to a bearing unit composed of a cylindrical gear having a tooth that engages with other gears on the inner periphery or outer periphery and a flange that forms a bearing, and particularly to a turning unit of a large machine such as a construction machine or a crane. It relates to a suitable bearing unit.
従来、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットが周知である。
周知のベアリングユニットは、一つの素材から歯切り盤等の工作機械によって加工されて製作される(特許文献1参照。)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bearing unit including a cylindrical gear having a tooth that engages with another gear and a flange that forms a bearing on an inner periphery or an outer periphery is well known.
A known bearing unit is manufactured from a single material by machining with a machine tool such as a gear cutter (see Patent Document 1).
前記周知のベアリングユニットは、大型で歯の軸方向の長さも長いため、加工時に歯の精度を確保することが困難であるとともに、製作時間も長くなり、製作コストも非常に高くなるという問題があった。
また、材料の不均一性、加工による歪、あるいは、熱処理等の後処理における歪の影響によっても歯の精度が低いため、運転時の騒音や回転むらの原因となるとともに、摩耗や破損等の虞があり耐久性に問題があった。
The known bearing unit has a large size and a long axial length of the tooth, so that it is difficult to ensure the accuracy of the tooth at the time of processing, and the manufacturing time becomes long and the manufacturing cost becomes very high. there were.
In addition, the accuracy of the teeth is low due to the effects of material non-uniformity, distortion due to processing, or distortion in post-treatment such as heat treatment. There was a possibility that there was a problem in durability.
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、加工時に歯の精度を確保し、製作時間を短縮し、製作コストを下げるとともに、材料の不均一性や加工歪、熱歪等による歯の精度の低下を抑制して、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上したベアリングユニットを提供することである。 The present invention solves the problems of the prior art as described above, that is, the object of the present invention is to ensure the accuracy of teeth during processing, shorten the production time, reduce the production cost, It is intended to provide a bearing unit that suppresses a reduction in tooth accuracy due to non-uniformity, processing distortion, thermal distortion, and the like, prevents noise and rotation unevenness during operation, and has improved durability.
本請求項1に係る発明は、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットにおいて、前記円筒歯車が、内周あるいは外周に他の歯車と噛み合う歯を有する複数の歯車モジュールを軸方向に複数の層に重ねて固定されて形成されていることにより、前記課題を解決するものである。 The invention according to claim 1 is a bearing unit including a cylindrical gear having a tooth that engages with another gear and a flange that forms a bearing on the inner periphery or the outer periphery, respectively. The above-mentioned problem is solved by forming a plurality of gear modules having teeth meshing with the gears in a stacking manner in a plurality of layers in the axial direction.
本請求項2に係る発明は、請求項1に記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記複数の歯車モジュールが、全ての層で周方向に複数に分割されてなり、前記円筒歯車が、複数の歯車モジュールの分割位置の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。 In the invention according to claim 2, in addition to the configuration of the bearing unit described in claim 1, the plurality of gear modules are divided into a plurality of circumferential directions in all layers, and the cylindrical gear is The above-described problems are further solved by forming the plurality of gear modules by shifting the phases of the division positions and overlapping and fixing them in the axial direction.
本請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記円筒歯車が、複数の歯車モジュールの歯の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。 In the invention according to claim 3, in addition to the configuration of the bearing unit according to claim 1 or 2, the cylindrical gear is fixed by being overlapped in the axial direction by shifting phases of teeth of a plurality of gear modules. Thus, the above-described problems are further solved.
本請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記ベアリングを形成するフランジが、前記複数の歯車モジュールのうちの少なくとも軸方向の一つの層の歯車モジュールの外周あるいは内周に形成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the bearing unit according to any one of the first to third aspects, the flange forming the bearing is at least an axial direction of the plurality of gear modules. This problem is further solved by being formed on the outer periphery or the inner periphery of the single-layer gear module.
本請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記歯車モジュールの歯が、少なくとも他の歯車モジュールの歯と隣接する側の端縁に凹状溝部を有していることにより、前記課題をさらに解決するものである。 In the invention according to claim 5, in addition to the structure of the bearing unit according to any one of claims 1 to 4, the teeth of the gear module are at least adjacent to the teeth of another gear module. By having the concave groove at the end edge, the above-mentioned problem is further solved.
本請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記歯車モジュールが、一般的な歯車材料で形成され熱処理が施されたものであることにより、前記課題をさらに解決するものである。 In the invention according to claim 6, in addition to the structure of the bearing unit according to any one of claims 1 to 5, the gear module is formed of a general gear material and subjected to heat treatment. Therefore, the above-described problem is further solved.
本請求項7に係る発明は、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記歯車モジュールが、耐摩耗性鋼板で形成されたものであることにより、前記課題をさらに解決するものである。 In the invention according to claim 7, in addition to the structure of the bearing unit according to any one of claims 1 to 5, the gear module is formed of a wear-resistant steel plate. The problem is further solved.
本請求項1に係る発明のベアリングユニットは、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットにおいて、円筒歯車が、内周あるいは外周に他の歯車と噛み合う歯を有する複数の歯車モジュールを軸方向に複数の層に重ねて固定されて形成されていることにより、個々の歯車モジュールの歯の軸方向長さが短くなることで、加工時に歯の精度の確保が可能となるとともに、製作時間を短縮し、製作コストを下げることができる。 The bearing unit according to the first aspect of the present invention is a bearing unit comprising a cylindrical gear having a tooth that engages with another gear and a flange that forms a bearing on the inner periphery or the outer periphery, and the cylindrical gear is disposed on the inner periphery or the outer periphery. By forming a plurality of gear modules having teeth meshing with other gears in an axial direction and overlapping a plurality of layers, the axial length of the teeth of each gear module is shortened. Sometimes it is possible to ensure the accuracy of the teeth, shorten the production time, and reduce the production cost.
また、個々の歯車モジュール毎に交換が可能となるため、ベアリングユニットの一部に破損や欠陥が生じた場合でも、破損や欠陥のある歯車モジュールのみを交換、補修することが可能となるため、メンテナンスのコストを下げることができる。 In addition, since it is possible to replace each individual gear module, even if a part of the bearing unit is damaged or defective, it is possible to replace and repair only the damaged or defective gear module. Maintenance costs can be reduced.
また、個々の歯車モジュールが小さくなり、厚みも薄くなることで、材料の不均一性や加工歪、熱歪等による歯の精度の低下が抑制され、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができる。 In addition, by reducing the individual gear module and reducing the thickness, the reduction in tooth accuracy due to material non-uniformity, processing strain, thermal strain, etc. is suppressed, preventing noise and uneven rotation during operation, Durability can be improved.
本請求項2に係る発明のベアリングユニットは、請求項1に係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、複数の歯車モジュールが全ての層で周方向に複数に分割されてなり、円筒歯車が、複数の歯車モジュールの分割位置の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることにより、円周状の歯車モジュールや固定用の円周部材を使用する必要がないため、さらに製作コストを下げることができるとともに、周方向の分割点が分散され、さらに運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができる。 In addition to the effect of the bearing unit according to the first aspect, the bearing unit according to the second aspect includes a plurality of gear modules divided into a plurality of circumferential layers in all layers, and a plurality of cylindrical gears. Since the gear module module is formed by shifting the phase of the division position and fixing it in the axial direction, there is no need to use a circumferential gear module or a fixing circumferential member. Can be reduced, and the dividing points in the circumferential direction are dispersed. Further, noise during driving and uneven rotation can be prevented, and durability can be improved.
本請求項3に係る発明のベアリングユニットは、請求項1または請求項2に係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、円筒歯車が、複数の歯車モジュールの歯の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることにより、運転時の他の歯車との噛み合いが円滑となり、さらに運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができる。 In addition to the effect of the bearing unit according to the first or second aspect, the cylindrical gear is configured such that the cylindrical gears are stacked in the axial direction while shifting the phases of the teeth of the plurality of gear modules. By being formed in a fixed manner, meshing with other gears during operation becomes smooth, noise during operation and uneven rotation can be prevented, and durability can be improved.
本請求項4に係る発明のベアリングユニットは、請求項1乃至請求項3のいずれかに係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、ベアリングを形成するフランジが、複数の歯車モジュールのうちの少なくとも軸方向の一つの層の歯車モジュールの外周あるいは内周に形成されていることにより、ベアリングを形成するフランジを必要な厚さ分のみ確保すればよく、全体が小型化し加工個所も少なくなることで、さらに製作時間を短縮し、製作コストを下げることができる。 The bearing unit according to a fourth aspect of the present invention is the bearing unit according to any one of the first to third aspects, in addition to the effect of the bearing unit according to any one of the first to third aspects. By forming the gear module of one layer of the outer periphery or the inner periphery, it is only necessary to secure the necessary thickness of the flange that forms the bearing, and the overall size is reduced and the number of processing points is reduced. Production time can be shortened and production costs can be reduced.
本請求項5に係る発明のベアリングユニットは、請求項1乃至請求項4のいずれかに係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、歯車モジュールの歯が、少なくとも他の歯車モジュールの歯と隣接する側の端縁に凹状溝部を有していることにより、歯車の軸方向中間部に潤滑油を保持する空間を設けることができるため、さらに運転時の他の歯車との噛み合いが円滑となり、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができる。 In addition to the effect of the bearing unit according to any one of claims 1 to 4, the bearing unit of the invention according to claim 5 is a side where the teeth of the gear module are adjacent to at least the teeth of another gear module. By having a concave groove at the edge of the gear, it is possible to provide a space for holding lubricating oil in the middle of the gear in the axial direction, which further facilitates meshing with other gears during operation. Noise and rotation unevenness can be prevented, and durability can be improved.
本請求項6に係る発明のベアリングユニットは、請求項1乃至請求項5のいずれかに係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、歯車モジュールが一般的な歯車材料で形成され熱処理が施されたものであることにより、耐久性、耐摩耗性を低下させることなく、製作時間を短縮し、製作コストを下げるとともに運転時の騒音や回転むらを防止することができる。 The bearing unit according to the sixth aspect of the present invention is the one in which the gear module is formed of a general gear material and subjected to heat treatment, in addition to the effect exhibited by the bearing unit according to any one of the first to fifth aspects. As a result, the manufacturing time can be shortened, the manufacturing cost can be reduced, and the noise and uneven rotation during operation can be prevented without lowering the durability and wear resistance.
本請求項7に係る発明のベアリングユニットは、請求項1乃至請求項5のいずれかに係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、歯車モジュールが耐摩耗性鋼板で形成されたものであることにより、加工が容易で熱処理を必要とせず、さらに製作時間を短縮し、製作コストを下げるとともに、運転時の騒音や回転むらを防止することができる。 In addition to the effect of the bearing unit according to any one of claims 1 to 5, the gear module is formed of a wear-resistant steel plate. It is easy to process and does not require heat treatment. Further, the manufacturing time can be shortened, the manufacturing cost can be reduced, and noise and uneven rotation during operation can be prevented.
本発明は、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットにおいて、前記円筒歯車が、内周あるいは外周に他の歯車と噛み合う歯を有する複数の歯車モジュールを軸方向に複数の層に重ねて固定されて形成されており、加工時に歯の精度の確保が可能となるとともに、製作時間を短縮し、製作コストを下げ、材料の不均一性や加工歪、熱歪等による歯の精度の低下が抑制され、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上するものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。 The present invention provides a bearing unit comprising a cylindrical gear having a tooth that engages with another gear and a flange that forms a bearing on the inner periphery or outer periphery, and the cylindrical gear has teeth that engage with another gear on the inner periphery or outer periphery. A plurality of gear modules are axially stacked and fixed to a plurality of layers to ensure the accuracy of teeth during processing, reduce the manufacturing time, reduce the manufacturing cost, and reduce the use of materials. Any specific embodiment may be used as long as the deterioration of tooth accuracy due to uniformity, processing strain, thermal strain, etc. is suppressed, noise during operation and uneven rotation are prevented, and durability is improved. It doesn't matter if it exists.
すなわち、本発明のベアリングユニットの歯車モジュールの個数は、個々の歯車モジュールが加工時に歯の精度の確保が可能となり、製作時間を短縮し、製作コストを下げるものであれば、何個であっても良い。
また、複数の歯車モジュールの固定は、ボルトやナット等で固定されても良く、いかなる方法で固定されても良い。
That is, the number of gear modules of the bearing unit of the present invention is any number as long as each gear module can ensure the accuracy of teeth during processing, shorten the manufacturing time, and reduce the manufacturing cost. Also good.
The plurality of gear modules may be fixed with bolts, nuts, or the like, or may be fixed by any method.
以下に、本発明の一実施例であるベアリングユニットについて、図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例であるベアリングユニット100は、図1乃至図3に示すように、内周側に他の歯車150と噛み合う歯111を有し、外周側にベアリングを形成するフランジ132を有する円筒歯車110からなる。
Below, the bearing unit which is one Example of this invention is demonstrated based on drawing.
As shown in FIGS. 1 to 3, a
円筒歯車110は、軸方向(歯幅方向)および周方向に、複数の歯車モジュール120、130、140に分割されており、上方の層を形成する上方歯車モジュール120、中央の層を形成する中央歯車モジュール130および下方の層を形成する下方歯車モジュール140が、その周方向の分割位置の位相をずらしてそれぞれの歯車モジュール120、130、140に設けられたボルト孔123、133、143にボルト(図示せず)を挿通して一体に固定される。
The
中央歯車モジュール130の外周側は、他の歯車モジュール120、140より大径に形成されたフランジ132が設けられており、該フランジ132の上下にスラストベアリング101、外周側にラジアルベアリング102が当接することでベアリングを形成している。
A
また、図4、図5に一部示すように、中央歯車モジュール130の歯131、下方歯車モジュール140の歯141のそれぞれの上方の端縁、および、上方歯車モジュール120の歯121、中央歯車モジュール130の歯131のそれぞれの下方の端縁には、それぞれ凹状溝部124、134、144が設けられている。
4 and 5, the upper edge of each of the
そして、上方歯車モジュール120、中央歯車モジュール130および下方歯車モジュール140を重ねて固定した際には、それぞれの歯121、131、141の端縁の境界部に凹状溝部124、134、144により空間が構成され、該空間に潤滑油が保持される。
When the
以上のように構成されたベアリングユニット100によれば、各歯車モジュール120、130、140の歯121、131、141を、汎用の工作機械で加工可能で、材料の不均一性や加工歪、熱歪等の影響の少ない厚みとすることが可能となる。
また、各歯車モジュール120、130、140をHARDOX(登録商標)等の耐摩耗性鋼板とすることが可能となり、機械加工後の熱処理を省略することも可能となる。
According to the
Moreover, it becomes possible to make each gear module 120,130,140 into wear-resistant steel plates, such as HARDOX (trademark), and it becomes possible to abbreviate | omit the heat processing after machining.
このことで、加工時に歯111の精度の確保が可能となり、製作時間を短縮し、製作コストを下げることができるとともに、歯111の精度の低下が抑制されることで、運転時の騒音や回転むらが防止され、摩耗や破損等が抑制され耐久性が向上する。
This makes it possible to ensure the accuracy of the
また、個々の歯車モジュール120、130、140毎に交換が可能となるため、ベアリングユニットの一部に破損や欠陥が生じた場合でも、破損や欠陥のある歯車モジュール120、130,140のみを交換、補修することが可能となるため、メンテナンスのコストを下げることができる。
In addition, since each
また、凹状溝部124、134、144により構成された空間が、歯111全体の軸方向中間部に潤滑油を保持する空間として機能するため、潤滑油の供給が円滑となることで、さらに、運転時の騒音が防止され、摩耗や破損等が抑制され耐久性が向上する。
In addition, the space formed by the
さらに、各歯車モジュール120、130、140の歯121、131、141の位相をずらしても良く、それに対応した歯型の歯車150を噛み合わせることで、歯121、131、141の噛み合い開始点を分散させることができ、運転時の他の歯車150との噛み合いが円滑となり、さらに運転時の騒音や回転むらが防止され、摩耗や破損等が抑制され耐久性が向上する。
Further, the
本発明の他の実施例であるベアリングユニット200は、図6、図7に示すように、外周側に他の歯車と噛み合う歯211を有し、内周側にベアリングを形成するフランジ232を有する円筒歯車210からなる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
前述の実施例と同様に、円筒歯車210は、軸方向(歯幅方向)および周方向に、複数の歯車モジュール120、130、140に分割されており、上方歯車モジュール220、中央歯車モジュール230および下方歯車モジュール240が、その周方向の分割位置の位相をずらしてそれぞれの歯車モジュール220、230、240に設けられたボルト孔223、233、243にボルト(図示せず)を挿通して固定され、中央歯車モジュール230の内周側は、他の歯車モジュール220、240より小径に形成されたフランジ232が設けられており、該フランジ232の上下にスラストベアリング、内周側にラジアルベアリングが当接することでベアリングを形成している。
Similar to the previous embodiment, the
以上説明したように、本発明によれば、加工時に歯の精度の確保が可能となるとともに、製作時間を短縮し、製作コストを下げることができるとともに、材料の不均一性や加工歪、熱歪等による歯の精度の低下が抑制され、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができるなど、その効果は甚大である。 As described above, according to the present invention, the accuracy of teeth can be ensured during processing, the manufacturing time can be shortened, the manufacturing cost can be reduced, and material non-uniformity, processing distortion, heat The reduction in teeth accuracy due to distortion or the like is suppressed, noise and rotation unevenness during operation can be prevented, and durability can be improved.
なお、上記実施例では、歯車モジュールの軸方向の層を3層とし、中央の歯車モジュールにベアリングを形成するフランジを設けたが、歯車モジュールを2層あるいは4層以上としても良く、ベアリングを形成するフランジは、最上部、最下部の層の歯車モジュールを含んでいずれの層の歯車モジュールに設けても良い。 In the above embodiment, the gear module has three layers in the axial direction, and the center gear module is provided with a flange for forming a bearing. However, the gear module may have two layers or four or more layers to form a bearing. The flange to be formed may be provided in the gear module of any layer including the gear module of the uppermost layer and the lowermost layer.
また、歯車モジュールの周方向の分割数は、加工が容易となる大きさに分割できれば、いかなる数に分割されても良く、全ての層で同一の分割数でも異なる分割数でも良い。
また、いずれかの層の歯車モジュールを周方向に分割せずに円周状としても良く、歯を持たない固定用の円周リング層を設けても良い。
Further, the number of divisions in the circumferential direction of the gear module may be divided into any number as long as it can be divided into sizes that allow easy processing, and may be the same number of divisions or different division numbers in all layers.
Further, the gear module of any layer may be circumferential without being divided in the circumferential direction, and a fixing circumferential ring layer having no teeth may be provided.
100、200 ・・・ベアリングユニット
101 ・・・スラストベアリング
102 ・・・ラジアルベアリング
110、210 ・・・円筒歯車
120、220 ・・・上方歯車モジュール
121、221 ・・・歯
123、222 ・・・ボルト孔
130、230 ・・・中央歯車モジュール
131、231 ・・・歯
132、232 ・・・フランジ
133 ・・・ボルト孔
134 ・・・凹状溝部
140、240 ・・・下方歯車モジュール
141、241 ・・・歯
143 ・・・ボルト孔
144 ・・・凹状溝部
150 ・・・歯車
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記円筒歯車が、内周あるいは外周に他の歯車と噛み合う歯を有する複数の歯車モジュールを軸方向に複数の層に重ねて固定されて形成されていることを特徴とするベアリングユニット。 In a bearing unit consisting of a cylindrical gear having a flange that forms a bearing and a tooth that meshes with another gear on the inner periphery or the outer periphery,
A bearing unit, wherein the cylindrical gear is formed by fixing a plurality of gear modules having teeth meshing with other gears on an inner periphery or an outer periphery so as to overlap each other in a plurality of layers in an axial direction.
前記円筒歯車が、複数の歯車モジュールの分割位置の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることを特徴とする請求項1に記載のベアリングユニット。 The plurality of gear modules are divided into a plurality of circumferential directions in all layers,
2. The bearing unit according to claim 1, wherein the cylindrical gear is formed so as to be overlapped and fixed in an axial direction while shifting a phase of a division position of the plurality of gear modules.
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