JP2019211042A

JP2019211042A - ころ軸受

Info

Publication number: JP2019211042A
Application number: JP2018109770A
Authority: JP
Inventors: 尚樹大岩; Naoki Oiwa
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2019-12-12

Abstract

【課題】ラジアル荷重を受ける第１のころの負荷容量の増大を可能とするころ軸受を提供する。【解決手段】本発明のころ軸受１０は、環状に形成された内輪１１及び外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間に配置された複数列のころ１３，１４，１５とを備えており、複数列のころ１３，１４，１５が、ラジアル荷重を受ける第１のころ１３と、スラスト荷重を受ける第２のころ１４と、第２のころ１３とは反対方向のスラスト荷重を受ける第３のころ１５とを、を含み、第１のころ１３が、第２のころ１４と軸方向に重なる径方向の位置に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ころ軸受に関する。

下記特許文献１には、内輪及び外輪と、これらの間に転動可能に設けられたころとを備えたころ軸受が開示されている。このころ軸受は、シールド掘進機のカッターヘッド用軸受や大型建設機械のターンテーブル用軸受等の旋回部に使用される旋回座軸受と呼ばれるものであり、ラジアル方向とスラスト方向との双方の荷重を受けるために、ラジアル列のころとスラスト列のころを備えている。

図２は、従来のころ軸受（旋回座軸受）を示す断面図である。この旋回座軸受１１０は、内輪１１１及び外輪１１２と、内輪１１１と外輪１１２との間に配置された複数列のころ１１３，１１４，１１５とを備えている。
複数列のころ１１３，１１４，１１５は、ラジアル荷重を受けるラジアル列の第１のころ１１３と、スラスト荷重を受けるスラスト列の第２のころ１１４と、第２のころ１１４とは反対方向のスラスト荷重（反スラスト荷重）を受けるスラスト列の第３のころ１１５とを有している。第１のころ１１３は、第２のころ１１４と第３のころ１１５との軸方向の間であって、第２のころ１１４及び第３のころ１１５よりも径方向内側に配置されている。

実公平７−４１９４３号公報

シールド掘進機のカッターヘッド用軸受として用いられる旋回座軸受の場合、例えば外輪１１２にカッターヘッドが取り付けられ、内輪１１１がシールド掘進機のフレーム側に取り付けられる。この場合、第１のころ１１３には、カッターヘッドからの大きなラジアル荷重が付与されるため、負荷容量を高めることが望まれる。

本発明は、ラジアル荷重を受ける第１のころの負荷容量を高めることができるころ軸受を提供することを目的とする。

（１）本発明のころ軸受は、環状に形成された内輪及び外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置された複数列のころとを備えており、前記複数列のころが、ラジアル荷重を受ける第１のころと、スラスト荷重を受ける第２のころと、前記第２のころとは反対方向のスラスト荷重を受ける第３のころとを、を含み、前記第１のころが、前記第２のころと軸方向に重なる径方向の位置に配置されている。

図２に示す従来のころ軸受の場合、第１のころ１１３は、第２のころ１１４よりも径方向内側に配置されている。これに対して本発明のころ軸受は、図１に示されるように、第１のころ１３が、第２のころ１４と軸方向に重なる径方向の位置に配置されている。そのため、本発明では、従来よりも第１のころ１３のＰ．Ｃ．Ｄを大きくし、第１のころ１３の数量を増やすことができる。また、第１のころ１３の内輪軌道面２１から内輪１１の内周面までの径方向の距離Ｌを従来よりも大きくすることもできる。以上により、第１のころによるラジアル荷重の負荷容量を高めることができる。

（２）好ましくは、前記第１のころが、前記第２のころの径方向の範囲内に配置されている。
このような構成によって、より確実に第１のころによるラジアル荷重の負荷容量を高めることができる。

（３）好ましくは、前記第３のころが前記第２のころと軸方向に重なる径方向の位置に配置されている。
このような構成によって、第１のころと第３のころとの双方が第２のころと軸方向に重なる径方向の位置に配置されるので、ころ軸受の径方向の厚さを可及的に小さくすることができる。

（４）好ましくは、前記第１のころ、前記第３のころ、及び前記第２のころが、この順で軸方向の一方側から他方側へ向けて配置されている。
このような構成によって、第１のころ、又は、第１のころ及び第３のころを、第２のころと軸方向に重なる径方向の位置に配置し易くすることができる。

本発明によれば、ラジアル荷重を受ける第１のころの負荷容量を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るころ軸受を示す断面図である。従来技術に係るころ軸受を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明のころ軸受の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るころ軸受を示す断面図である。
本実施形態のころ軸受１０は、シールド掘進機のカッターヘッド用軸受等に使用される旋回座軸受である。旋回座軸受１０は、一対の軌道輪としての内輪１１及び外輪１２と、転動体としてのころ１３，１４，１５と、保持器１６，１７とを備えている。図１中のＯは、旋回座軸受１０の中心軸（回転中心）を示す。

内輪１１は、円環状の第１の内輪部１１Ａと、円環状の第２の内輪部１１Ｂとの２部材により構成されている。第１の内輪部１１Ａは、軸方向一方側（図１の左側）に配置され、第２の内輪部１１Ｂは、軸方向他方側（図１の右側）に配置されている。第１の内輪部１１Ａの軸方向他方側の端面１１Ａ１と、これに対向する第２の内輪部１１Ｂの軸方向一方側の端面１１Ｂ１とが互いに突き合わされている。

第１の内輪部１１Ａには、軸方向に貫通し、長さ方向の一部に雌ねじを有する締結孔１１Ａ２が形成されている。また、第２の内輪部１１Ｂには、軸方向に貫通する挿通孔１１Ｂ２が締結孔１１Ａ２に対応する位置に形成されている。そして、挿通孔１１Ｂ２に挿通され、締結孔１１Ａ２の雌ねじに螺合された取付ボルト（図示省略）によって、第２の内輪部１１Ｂの軸方向他方側の端面に、シールド掘進機のフレーム等の他の部材が固定される。また、第１の内輪部１１Ａと第２の内輪部１１Ｂとは、互いに突き合わされた部分において図示しないボルト等の結合部材によって連結されている。なお、以下の説明においては、締結孔１１Ａ２と挿通孔１１Ｂ２とを合わせて取付孔１１Ａ２，１１Ｂ２ともいう。

第１の内輪部１１Ａには、中心軸Ｏに沿った第１内輪軌道面２１と、中心軸Ｏに垂直な第３内輪軌道面２３とが形成されている。また、第２の内輪部１１Ｂには、中心軸Ｏに垂直な第２内輪軌道面２２が形成されている。第２内輪軌道面２２は、軸方向一方側に向けて形成されている。第３内輪軌道面２３は、軸方向他方側に向けて形成されている。第２内輪軌道面２２と第３内輪軌道面２３とは、軸方向に対向して配置されている。

第１内輪軌道面２１は、径方向外側に向けて形成されている。
第１内輪軌道面２１は、第３内輪軌道面２３の軸方向一方側に隣接して第３内輪軌道面２３に直交する関係に配置されている。

外輪１２は、円環状に形成されている。外輪１２の外周面には、多数の歯１２ａが形成されている。この外輪１２は、歯車として機能する。
外輪１２の軸方向一方側の端面には、中心軸Ｏに沿って雌ねじ孔１２ｂが形成されている。この雌ねじ孔１２ｂに螺合されるボルト等（図示省略）によって、外輪１２の軸方向一方側の端面には、シールド掘進機のカッターヘッド等の他の部材が固定される。

外輪１２は、径方向内方へ突出する環状の突出部１２ｃを有している。この突出部１２ｃは、内輪１１における第２内輪軌道面２２と第３内輪軌道面２３との軸方向の間に挿入されている。

外輪１２には、中心軸Ｏに沿った第１外輪軌道面３１と、中心軸Ｏに垂直な第２外輪軌道面３２及び第３外輪軌道面３３とが形成されている。
第１外輪軌道面３１は、径方向内側に向けて形成され、第１内輪軌道面２１に径方向外側から対向するように配置されている。第１外輪軌道面３１は、突出部１２ｃの軸方向一方側に隣接して形成されている。

第２外輪軌道面３２は、突出部１２ｃの軸方向他方側の側面に形成されている。第２外輪軌道面３２は、軸方向他方側に向けて配置され、第２内輪軌道面２２に対向している。
第３外輪軌道面３３は、突出部１２ｃの軸方向一方側の側面に形成されている。第３外輪軌道面３３は、軸方向一方側に向けて配置され、第３内輪軌道面２３に対向している。

第１内輪軌道面２１と第１外輪軌道面３１との間にはラジアル列の複数の第１のころ１３が転動自在に配置されている。第２内輪軌道面２２と第２外輪軌道面３２との間には、スラスト列の複数の第２のころ１４が転動自在に配置されている。第３内輪軌道面２３と第３外輪軌道面３３との間には、スラスト列の複数の第３のころ１５が転動自在に配置されている。

第１のころ１３は、ラジアル荷重を受ける。また、第２のころ１４及び第３のころ１５は、スラスト荷重を受ける。第２のころ１４と第３のころ１５とは、軸方向に関して互いに反対方向のスラスト荷重を受ける。
本実施形態の第２のころ１４は、径方向に２列に並べて配列されている。ただし、第２のころ１４は、径方向に１列に配置されていてもよい。

複数の第１のころ１３の間には、図示されていないセパレータが設けられており、このセパレータによって複数の第１のころ１３の周方向の間隔が保持されている。ただし、セパレータに代えて、複数の第１のころ１３の周方向の間隔を保持する保持器が設けられていてもよい。

複数の第２のころ１４は、保持器１６によって周方向の間隔が保持され、複数の第３のころ１５は、保持器１７によって周方向の間隔が保持されている。ただし、第２のころ１４及び第３のころ１５は、保持器に代えて、各ころ１４，１５の間に配置されたセパレータによって周方向の間隔が保持されていてもよい。

第１の内輪部１１Ａには、第１のころ１３の軸方向一方側への移動を規制する規制面２４が形成されている。外輪１２には、第１のころ１３の軸方向他方側への移動を規制する規制面３４が形成されている。規制面３４は、突出部１２ｃの軸方向一方側の側面であって、第３外輪軌道面３３よりも径方向外側に設けられている。

第２の内輪部１１Ｂには、第２のころ１４及び保持器１６の径方向内方への移動を規制する規制面２５が形成されている。外輪１２には、第２のころ１４及び保持器１６の径方向外方への移動を規制する規制面３５が形成されている。規制面３５は、突出部１２ｃの軸方向他方側に隣接して配置されている。

第１の内輪部１１Ａには、第３のころ１５及び保持器１７の径方向内方への移動を規制する規制面２６が形成されている。この規制面２６は、規制面２５とほぼ同じの径方向の位置に配置されている。外輪１２には、第３のころ１５及び保持器１７の径方向外方への移動を規制する規制面３６が形成されている。この規制面３６は、突出部１２ｃにおける第３外輪軌道面３３と規制面３４との間に形成されている。規制面３４と規制面３６とは、互いに隣接し直交する関係に配置されている。

第１のころ１３は、第２のころ１４と軸方向に重なる径方向の位置に配置されている。より具体的には、第１のころ１３は、第２のころ１４の径方向の範囲Ａ内に収まる径方向の位置に配置されている。また、第１のころ１３は、第２のころ１４と第３のころ１５との軸方向の間から軸方向一方側に外れた位置に配置されている。したがって、第１，第２，及び第３のころ１３，１４，１５は、この順で、軸方向一方側から軸方向他方側へ配設されている。第１のころ１３は、第３のころ１５よりも径方向外側に配置されている。第３のころ１５は、第２のころ１４と軸方向に重なる径方向の位置、具体的には、第２のころ１４の径方向の範囲Ａ内にほぼ収まる径方向の位置に配置されている。

図２に示す従来の第１のころ１１３は、第２のころ１１４及び第３のころ１１５よりも径方向内側に配置されている。これに対して、本実施形態の第１のころ１３は、第２のころ１４と軸方向に重なる径方向の位置（第２のころ１４の径方向の範囲Ａ内）に配置されている。そのため、本実施形態の第１のころ１３は、従来の第１のころ１１３よりもＰ．Ｃ．Ｄ（ピッチ円直径）が大きくなり、第１のころ１３の数量を増やすことができる。そのため、第１のころ１３によるラジアル荷重の負荷容量を高めることが可能となる。

また、本実施形態では、第１のころ１３用の第１内輪軌道面２１から内輪１１の内周面までの距離Ｌを、従来（図２参照）よりも大きくすることが可能となっている。これによっても、第１のころ１３によるラジアル荷重の負荷容量を高めることが可能となっている。

第１のころ１３と第３のころ１５とは、いずれも第２のころ１４と軸方向に重なる径方向の位置に配置されているので、内輪１１の内径を従来よりも大きくすることが可能となり、内輪１１の内周面から外輪１２の外周面までの旋回座軸受１０の厚さＴを、従来（図２参照）よりも小さくすることが可能となる。

内輪１１は、取付孔１１Ａ２，１１Ｂ２に挿入、締結される取付ボルトによってシールド掘進機のフレーム等に取り付けられるので、このフレームの形状に応じて取付孔１１Ａ２，１１Ｂ２の位置を自由に設定できるようにすることが望まれる。本実施形態では、内輪１１の取付孔１１Ａ２，１１Ｂ２の径方向の位置を従来よりも径方向外側に配置することが可能となるので、取付孔１１Ａ２，１１Ｂ２の径方向の位置の自由度を高めることができる。

第１，第２，及び第３のころ１３，１４，１５は、この順で、軸方向一方側から軸方向他方側へ配設されている。そのため、第１のころ１３及び第３のころ１５を、第２のころ１４と軸方向に重なる径方向の位置に配置し易くすることができる。

本実施形態では、第１のころ１３が、第２のころ１４と第３のころ１５との軸方向の間ではなく、両者の間から軸方向一方側へ外れた位置に配置されている。そのため、図２に示す従来の旋回座軸受１１０に比べて第１〜第３のころ１３〜１５を配置するための軸方向の配置スペースが若干広くなる。しかしながら、本実施形態では、内輪１１には、第１のころ１３用の第１内輪軌道面２１と、第３のころ１５用の第３内輪軌道面２３とが隣接して形成され、外輪１２には、第１のころ１３用の第１外輪軌道面３１と、規制面３４と、第３のころ１５用の規制面３６と、第３外輪軌道面３３とが、この順で隣接して形成されているので、第１のころ１３と第３のころ１５とを軸方向及び径方向に可及的に小さいスペースに収めることができ、旋回座軸受１０の大型化を抑制することができる。なお、本実施形態において第１〜第３のころ１３〜１５の軸方向の配置スペースが従来よりも若干広くなっているものの、当該配置スペースは、外輪１２の軸方向の幅内に十分に収まる寸法とされている。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、第１のころ１３の全体が第２のころ１４の径方向の範囲Ａ内に収まるように配置されていたが、第１のころ１３の一部が第２のころ１４の径方向の範囲Ａ内に配置され、第２のころ１４と軸方向に重なっていてもよい。

また、第３のころ１５は、その全体が第２のころ１４の径方向の範囲Ａ内に収まる径方向の位置に配置されていてもよい。
上記実施形態の旋回座軸受１０は、第１〜第３のころ１３〜１５を含む４列以上のころを備えていてもよい。

上記実施形態では、外輪１２に直接的に歯１２ａが形成されていたが、多数の歯を有する歯車輪を外輪１２に固定する構成であってもよい。
本発明のころ軸受は、シールド掘進機のカッターヘッド用の旋回座軸受以外の他の用途、例えば大型建設機械のターンテーブル用軸受等の旋回部等にも適用することができる。

１０：旋回座軸受（ころ軸受）、１１：内輪、１２：外輪、１３：第１のころ、１４：第２のころ、１５：第３のころ、Ａ：第２のころの径方向の範囲

Claims

環状に形成された内輪及び外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置された複数列のころとを備えており、
前記複数列のころが、
ラジアル荷重を受ける第１のころと、
スラスト荷重を受ける第２のころと、
前記第２のころとは反対方向のスラスト荷重を受ける第３のころとを、を含み、
前記第１のころが、前記第２のころと軸方向に重なる径方向の位置に配置されている、ころ軸受。
前記第１のころが、前記第２のころの径方向の範囲内に配置されている、請求項１に記載のころ軸受。
前記第３のころが前記第２のころと軸方向に重なる径方向の位置に配置されている、請求項１又は２に記載のころ軸受。
前記第１のころ、前記第３のころ、及び前記第２のころが、この順で軸方向の一方側から他方側へ向けて配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のころ軸受。