JP2018155380A - 球面滑り軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】球面滑り軸受の外輪の分割の仕方を工夫することで、締結部品を用いずに分割体を締結できるようにして、大サイズ球面滑り軸受で問題となっている生産性の悪化や重量増、コストアップを解消することを目的とする。
【解決手段】球面滑り軸受１を、外輪２に主体部２ａから取り外せる分割部２ｂが含まれており、その分割部２ｂは、互いに向き合う２つの分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２を周方向途中に有し、外輪２の内部において当該外輪２と内輪３の軸心が９０°交差する向きに内輪３を回転させた状態下で、内輪３と干渉しない位置に前記分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２が存在し、その分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２間の内径側の幅寸法Ｗ１が外径側の幅寸法Ｗ２よりも大きく、さらに、その分割面間の幅寸法最小部の幅が内輪３の幅Ｗ３よりも大に設定されたものにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、建設機械や産業機械などに利用される球面滑り軸受に関する。

球面滑り軸受の内外輪の組み立ては、比較的小サイズの球面滑り軸受については、外輪の円周状１箇所を分割し、その外輪に対して内輪を、両輪の軸心が一致する向きにして押し込むことにより分割面が開くように外輪を弾性変形させて組み込む方法が一般的に採られている。

これに対し、外輪の肉厚が大きい大サイズの球面滑り軸受は、外輪を弾性変形させるための荷重が大きくなり過ぎることから上記方法での内輪の押し込みができない。

そこで、建設機械や産業機械などに利用される大サイズの球面滑り軸受については、図１０に示すように、外輪２を円周方向に２等分する方法や、外輪を幅方向中央部において２分割或いは３分割する方法が採られている。

外輪を、円周方向に２等分することは下記特許文献１に、また、幅方向中央部において２分割することは、例えば下記特許文献２に、さらに、幅方向に３分割することは下記特許文献３にそれぞれ示されている。

特開２００８−２２１４５８号公報 特開平７−４２７２９号公報 特開２００２−３２７７３７号公報

特許文献１，２が示しているように、外輪を円周方向に２分割又は幅方向に２分割したものは、外輪に対する内輪の圧入代をゼロにすることができる。また、特許文献３が示しているように、外輪を幅方向に３つに分割したものは外輪に対する内輪の圧入代が非分割外輪に対する圧入代よりも小さくすることができる。

これにより、サイズの大きい球面滑り軸受についても内輪を組み付けることが可能になっている。

ところが、外輪を円周方向に２分割したものは、図１１〜図１３に示すように、分割体
Ｓｂの各々を締結部品１１（図１１の締結部品１１はスチールバンド、図１２の締結部品１１はスプリングバンド、図１３の締結部品１１は締結輪）を用いて分離しないように締結する必要があり、製品の重量増やコストアップなどを招いて好ましくない。

外輪を幅方向（その外輪の軸心の長手方向）に分割したものも、分割体の各々を分離しないように締結するための策を必要とする。その締結を例えば溶接で行なうと、球面滑り軸受の生産性の悪化や溶接に伴うコストアップが避けられない。

また、ハウジングなどによる締結では、全体のサイズや重量が大きくなることから使用規制などを受け易くなる。

そこで、この発明は、球面滑り軸受の外輪の分割の仕方を工夫することで、締結部品を用いずに分割体を締結できるようにして、大サイズ球面滑り軸受で問題となっている生産性の悪化や重量増、コストアップを解消することを目的とする。

上記の課題を解決するため、この発明は、凹状球面の滑り面を有する外輪と凸状球面の滑り面を有する内輪を組み合わせた球面滑り軸受を以下の通りに構成した。
即ち、前記外輪に、その外輪の主体部から取り外せる分割部が含まれており、その分割部は、互いに向き合う２つの分割面を周方向途中に有し、前記外輪の内部において当該外輪と前記内輪の軸心が９０°交差する向きに前記内輪を回転させた状態下で、前記内輪と干渉しない位置（内輪から離反した位置）に前記分割面が存在し、その分割面間の内径側の幅寸法が外径側の幅寸法よりも大きく、さらに、その分割面間の幅寸法最小部の幅が前記内輪の幅よりも大に設定されたものにした。

かかる球面滑り軸受は、前記分割部の２つの分割面が、当該分割部を幅方向（円周方向）に２等分する中心線に対して傾きを有する斜面で構成され、その２つの分割面が前記中心線を基準にして対称形状をなすものや、前記分割部の前記２つの分割面が、径方向途中に段差部を有する段差付き面でそれぞれ構成され、その２つの分割面が前記中心線を基準にして対称形状をなすものなどが好ましい。

前記分割部の分割面が、径方向途中に段差部を有する段差付き面で構成されているものについては、前記分割面の前記段差部を境にした外径側の面と内径側の面の少なくとも片方が前記中心線と平行な面であるものが考えられる。

また、前記外輪の滑り面が、外輪の内周部に貼着された滑り部材で構成されて、摩擦係数の低減が図られたものも考えられる。

この発明の球面滑り軸受は、前記分割部を外輪の主体部（分割部を除いた残りの部分）から取り外し、主体部の周方向途中に生じる開口部から主体部の内側に内輪を挿入する。

その挿入は、内輪と外輪の軸心が同一平面内にある状況下で内輪を外輪の主体部に対して９０°回転させ、その内輪の幅方向を前記開口部の幅方向と一致させて行なう。

次に、前記主体部の内側に内輪を挿入し終えたら、内輪を、その内輪の軸心が外輪の軸心と直交する向きとなる方向に９０°回転させる。

これにより、外輪の主体部の前記開口部に対して前記分割部を嵌め込むことが可能になる。そこで、前記分割部を外輪の軸心が延びている方向に移動させて前記開口部に挿入する。

そしてこの後に、内輪をその内輪の軸心が外輪の軸心と同心になるまで回転させて外輪の内側に戻す。

前記外輪の主体部の開口に嵌めた分割部は、互いに向き合う分割面間の内径側幅寸法が外径側幅寸法よりも大きいため、内輪が嵌め込まれた状態では、径方向外側、内側のどちらにも抜き出ることができない。

また、外輪の凹状球面の滑り面に内輪の凸状球面の滑り面が入り込んでいるため、内輪も外輪から軸方向に抜け出ることができない。これにより、締結部品がなくても外輪を分解しないように一体化することが可能になる。

その締結部品無しでの外輪の一体化により、大サイズ球面滑り軸受の生産性の悪化、重量増及びコストアップが回避される。

この発明の球面滑り軸受の一例（第１形態）を示す斜視図である。 図１の球面滑り軸受の端面図である。 図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 図１の球面滑り軸受の外輪の主体部を示す斜視図である。 図４の外輪の主体部に対する内輪の組み付け状態を示す斜視図である。 図４の外輪の主体部に対する外輪の分割部の組み付け状態を示す斜視図である。 この発明の球面滑り軸受の他の例（第２形態）を示す端面図である。 この発明の球面滑り軸受のさらに他の例（第３形態）を示す端面図である。 この発明の球面滑り軸受のさらに他の例の一部を示す断面図である。 従来の球面滑り軸受の一例（外輪を円周方向に２等分した軸受）を示す斜視図である。 図１０の球面滑り軸受の一部を示す拡大断面図である。 図１０の球面滑り軸受の分割体締結部材の他の例を示す断面図である。 図１０の球面滑り軸受の分割体締結部材の他の例を示す断面図である。

以下、この発明の球面滑り軸受の実施の形態を、添付図面の図１〜図９に基づいて説明する。図１〜図３は、この発明の球面滑り軸受の第１形態を示している。この第１形態の球面滑り軸受１は、外輪２と内輪３の２者で構成されている。

この球面滑り軸受１は、使用時には外輪２がハウジング（図示せず）などに組み付けられ、内輪３の中心の軸穴３ａに、傾動支持が要求される軸体（これも図示せず）が通されて保持される。

外輪２は、凹状球面の滑り面４を有しており、内輪３は、滑り面４に対応した凸状球面の滑り面５を有している。滑り面５の円弧半径は、滑り面４の円弧半径よりも僅かに小さい。

また、外輪２は、主体部２ａと、その主体部２ａから切り離された分割部２ｂとを備えている。分割部２ｂは、互いに向き合う２つの分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２を有している。分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２は、分割部２ｂを幅方向に２等分する中心線Ｃを基準にして対称形状をなしている。

分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２は、図６に示すように、外輪２の内部において外輪２と内輪３の軸心Ａｃ１，Ａｃ２が９０°交差する向きに内輪３を回転させた状態下で、その内輪３と干渉しない位置（図では内輪３よりも上側）にある。

その分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２は、相反する向きに傾いた面になっており、両分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２間の内径側の幅寸法Ｗ１は、外径側の幅寸法Ｗ２よりも大きい。

さらに、分割部２ｂの分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２間の幅寸法最小部の幅（図のそれは外径側の幅寸法Ｗ２）は、内輪３の幅（軸心が延びる方向寸法）Ｗ３よりも大きい。

このように構成された例示の球面滑り軸受１は、図４に示すように、外輪２の主体部２ａから分割部２ｂを外して内輪３を外輪２の内側に組み付ける。

その組み付けの方法は、図５に示すように、分割部２ｂの取り外しによって主体部２ａの周方向途中に生じた開口部６から主体部２ａの内側に内輪３を挿入する。

そのとき、内輪３を、その内輪３のＡｃ２が外輪２の軸心Ａｃ１と同一平面内にある状況下で外輪２の主体部２ａに対して９０°回転させ、図５のように、その内輪３の幅方向を開口部６の幅方向と一致させ、この状態で落とし込むようにして主体部２ａの内側に入れる。

こうして主体部２ａの内側に内輪３を挿入したら、図６に示すように、その内輪３を、当該内輪３の軸心Ａｃ２が外輪２の軸心Ａｃ１と直交する向きとなる方向に９０°回転させる。

これにより、開口部６に対して分割部２ｂを嵌め込むことが可能になる。そこで、分割部２ｂを図６に示すように、外輪２の軸心Ａｃ１が延びている方向に移動させて開口部６に挿入する。

その後、内輪３を、その内輪３の軸心Ａｃ２が外輪２の軸心Ａｃ１と同心になるまで回転させ、図１に示すように、外輪２の内側に戻す。外輪２の滑り面４と内輪３の滑り面５は、共に球状であるので、外輪２の分割部２ｂを主体部２ａに組み付けた状態で内輪３を外輪２の内側において自由に回転させることができる。

以上で、外輪２に対する内輪３の組み付けが完了する。組み付けが完了した球面滑り軸受１は、分割部２ｂの分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２間の内径側幅寸法Ｗ１が外径側幅寸法Ｗ２よりも大きいため、径方向外側へは抜きとることができない。

また、内輪３が障害物となるため径方向内側へも抜きとることができず、締結部品が無くても分割部２ｂを有する外輪２が分解しないように一体化される。

この状態では、内輪３も、外輪２の凹状球面の滑り面４に凸状球面の滑り面５が入り込んでいるため、外輪２から軸方向に抜け出ることができない。

これにより、従来採用されている締結部品の使用や溶接などの一体化策が不要になり、大サイズ球面滑り軸受の生産性の悪化、重量増、並びにコストアップの回避や使用規制の緩和が可能になる。

なお、外輪２の分割部２ｂは、図７の第２形態や図８の第３形態に示すようなものも考えられる。図７及び図８の球面滑り軸受１は、分割部２ｂの２つの分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２が、径方向途中に段差部Ｓを有する段差付き面でそれぞれ構成されている。

その径方向途中に段差部Ｓを有する２つの分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２は、分割部２ｂを幅方向に２等分する中心線Ｃを基準にして対称形状なす。

図７の第２形態は、段差部Ｓを除く箇所の面が中心線Ｃと平行な面になっているが、段差部Ｓを境にした分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２の外径側の面と内径側の面の双方が中心線Ｃと非平行な斜面であるものも考えられる。

また、図８に示すように、段差部Ｓを境にした分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２の外径側の面と内径側の面の少なくとも片方の面が中心線Ｃと平行であるものや、非平行な斜面であるものも考えられる。

図８に示した分割部２ｂは、段差部Ｓを境にした分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２の外径側の面が
中心線Ｃと平行、段差部Ｓを境にした分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２の内径側の面が中心線Ｃに対して非平行な斜面になっているが、段差部Ｓを境にした分割面Ｓｆ１、Ｓｆ２の外径側の面と内径側の面の双方が中心線Ｃと平行であってもよいし、その双方が中心線Ｃ対して傾いた斜面であってもよい。

要するに、分割部２ｂは、外輪２の内径側における幅寸法Ｗ１が外径側における幅寸法Ｗ２よりも大きければ、締結部品を用いなくても主体部２ａに対する組み付けた状態を維持することができる。

なお、外輪２と内輪３には、外部から供給される潤滑油を滑り面の摺動部に導入する径方向に貫通した油孔７や、導入した潤滑油を全周に行き渡らせる環状油溝８を設けることができる。

例示の球面滑り軸受については、図１、３に示すように、外輪２と内輪３の双方について、油孔７を周方向に一定間隔をあけて複数設けている。また、環状油溝８は内輪３の外周面と内周面の幅方向中央部にそれぞれ設けている。

球面滑り軸受については、図１２に示すように、必要に応じて外輪２の凹状球面にポリイミド樹脂などで構成される摩擦係数低減用の滑り部材９を貼着してその滑り部材９の表面を滑り面４となすことが従来から行なわれており、この発明の球面滑り軸受１も、図９に示すように、外輪２の滑り面４を前記滑り部材９で構成することができる。

また、球面滑り軸受については、これも必要に応じて、図１２に示すように、潤滑油の漏出防止や異物の侵入防止のために、滑り面４、５間の界面の入口部をシール部材１０を設けて封止することが行なわれており、この発明の球面滑り軸受１も、図９に示すように、外輪２の両端部にシール部材１０を設けて滑り面４、５間の界面の入口部を封止することができる。

１ 球面滑り軸受
２ 外輪
２ａ 主体部
２ｂ 分割部
Ｓｆ１，Ｓｆ２ 分割面
Ｓ 段差部
３ 内輪
３ａ 軸穴
４，５ 滑り面
６ 開口部
７ 油孔
８ 環状油溝
９ 滑り部材
１０ シール部材
１１ 締結部品
Ｓｂ 外輪を円周方向に２等分した分割体
Ａｃ１ 外輪の軸心
Ａｃ２ 内輪の軸心
Ｗ１ 外輪の分割部の分割面間の内径側の幅寸法
Ｗ２ 外輪の分割部の分割面間の外径側の幅寸法
Ｗ３ 内輪の幅
Ｃ 外輪の分割部を幅方向に２等分する線

Claims (5)

1. 凹状球面の滑り面（４）を有する外輪（２）と凸状球面の滑り面（５）を有する内輪（３）を組み合わせた球面滑り軸受であって、前記外輪（２）に、その外輪（２）の主体部（２ａ）から取り外せる分割部（２ｂ）が含まれており、その分割部（２ｂ）は、互いに向き合う２つの分割面（Ｓｆ１、Ｓｆ２）を周方向途中に有し、前記外輪（２）の内部において当該外輪（２）と前記内輪（３）の軸心が９０°交差する向きに前記内輪（３）を回転させた状態下で、内輪（３）と干渉しない位置に前記分割面（Ｓｆ１、Ｓｆ２）が存在し、その分割面（Ｓｆ１、Ｓｆ２）間の内径側幅寸法（Ｗ１）が外径側幅寸法（Ｗ２）よりも大きく、さらに、その分割面（Ｓｆ１、Ｓｆ２）間の幅寸法最小部の幅が前記内輪（３）の幅（Ｗ３）よりも大に設定された球面滑り軸受。
2. 前記分割部（２ｂ）の前記２つの分割面（Ｓｆ１、Ｓｆ２）が、前記分割部（２ｂ）を幅方向に２等分する中心線（Ｃ）に対して相反する方向の傾きを有する斜面で構成され、その２つの分割面（Ｓｆ１、Ｓｆ２）が前記中心線（Ｃ）を基準にして対称形状をなしている請求項１に記載の球面滑り軸受。
3. 前記分割部（２ｂ）の前記２つの分割面（Ｓｆ１、Ｓｆ２）が、径方向途中に段差部（Ｓ）を有する段差付き面でそれぞれ構成され、その２つの分割面（Ｓｆ１、Ｓｆ２）が、前記分割部（２ｂ）を幅方向に２等分する中心線（Ｃ）を基準にして対称形状をなしている請求項１に記載の球面滑り軸受。
4. 前記段差付き分割面の前記段差部（Ｓ）を境にした外径側の面と内径側の面の少なくとも片方が、前記分割部（２ｂ）を幅方向に２等分する中心線（Ｃ）と平行である請求項３に記載の球面滑り軸受。
5. 前記外輪（２）の滑り面（４）が、外輪の内周部に貼着された滑り部材で構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の球面滑り軸受。

Images