JP2975904B2 - 旋回座軸受 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
部間に複数配設された曲面を有する転動体間に介在する
セパレータを備えた旋回座軸受に関する。
油圧ショベルなどの建設機械等の旋回する作業装置を回
転自在に支持する軸受として、例えば単列複式スラスト
軸受を備えたクロスローラ形の旋回座軸受が知られてい
る。
と環状の内輪部の内周面との間に、図7に示すような、
回転自在に外周面が挟持され軸方向が直交するように交
互に複数配設される円柱状のコロ51とこれらコロ51間に
介在されて距離を保持するプラスチックなどのセパレー
タ52とが配設されている。
向が交差するコロ51の外周面が当接する凹状彎曲面を有
した転動凹部53が反対方向に向けて開口するように形成
されている。
レータを用いた場合には、図7に示すように、平面視で
1点のみ接触する状態となり、この接触する箇所に大き
な負荷が掛かりセパレータ52の摩耗が進行し易くなり、
円滑な作業装置の旋回が損なわれるおそれがある。
公報および実開昭63−152023号公報に記載のよ
うに、転動凹部を球状の転動体の曲面状の外面に向けて
断面略V字状に拡開する平面状に形成し、転動体を面の
2箇所で受ける構成が知られている。
公昭46−12571号公報および実開昭63−152
023号公報に記載の面の2箇所で受ける転動凹部を有
する従来の構成では、転動体が当接する位置間の転動凹
部の略中央部分に引っ張り力が掛かり、転動体からの大
きな応力が掛かった際には、転動凹部の中央部分で裂け
るような破断などの損傷が生じるおそれがある。
で、転動体からの負荷が低減して割損することなく円滑
な旋回が長期間安定して得られる旋回座軸受を提供する
ことを目的とする。
受は、内周面が円筒状の外輪部と、この外輪部の内周側
に位置し外周面が前記外輪部の内周面に径小で対向する
内輪部と、前記外輪部および前記内輪部間に複数配設さ
れた周面を有する転動体と、これら隣り合う転動体間に
配設されこれら転動体が転動可能にこれら転動体の周面
が当接する複数の平面をそれぞれ有した一対の転動凹部
を備えた弾性変形可能なセパレータとを備え、前記転動
凹部は、前記転動体の周面が回転可能に当接し、平面方
向が隣接する転動体の隣接方向に対して略直交する第1
の平面部と、この第1の平面部の両側に位置し平面方向
が前記転動体の隣接方向に対して交差する一対の第2の
平面部とを有したものである。そして、外輪部および内
輪部間に複数配設される転動体間に、転動体の周面が回
転可能に、一対の転動凹部の転動体の隣接方向に対して
略直交する第1の平面部、および、第1の平面部の両側
に位置し転動体の隣接方向に対して平面方向が交差する
一対の第2の平面部に当接させてセパレータを介在させ
るため、転動体は、第1の平面部および一対の第2の平
面部にて支持され、転動体からセパレータに掛かる応力
が分散して負荷が低減し、円滑な旋回が長期間安定して
得られる。また、一対の第2の平面部にのみ負荷が掛か
ることにより、転動凹部の中央部分に働く大きな引っ張
り応力が生じて破断するなどの損傷が生じない。さら
に、仮に転動体の周面の曲率や第1の平面部および第2
の平面部の平面方向の角度誤差などにより、無負荷状態
では第1の平面部および一対の第2の平面部に転動体が
当接せずとも、負荷が生じた際にセパレータが弾性変形
することにより、第1の平面部および一対の第2の平面
部に当接して3箇所で支持する状態が得られるので、製
造性が向上し、歩留まりが向上する。
載の旋回座軸受において、第2の平面部の転動体の隣接
方向に対する角度は、50°以上70°以下であるもの
である。そして、第2の平面部の転動体の隣接方向に対
する角度を50°以上70°以下としたため、転動体か
らの応力により歪みが生じる第1の平面部および一対の
第2の平面部の転動体と接触する部分が、セパレータの
全体的に歪みが分散して平均化する位置となり、セパレ
ータが破断するなどの損傷がない。なお、第2の平面部
の転動体の隣接方向に対する角度が50°より小さくな
ると、第2の平面部の転動体と接触する部分が転動凹部
の肉薄となる縁側に近付く状態となり、第1の平面部と
第2の平面部との平面方向の成す角度が小さくなって、
転動凹部の縁部分が外側に向けて変形するモーメント力
により、特に第1の平面部と第2の平面部との間にてセ
パレートが破断するなどの損傷するおそれが生じる。ま
た、第2の平面部の転動体の隣接方向に対する角度が7
0°より大きくなると、第2の平面部の転動体が接触す
る部分と第1の平面部の転動体が接触する部分とが近付
く状態となり、転動凹部の中央部分に負荷が集中する状
態となって、良好にセパレータ全体に負荷が分散され
ず、円滑な旋回が長期間安定して得られなくなるおそれ
がある。このため、第2の平面部の転動体の隣接方向に
対する角度を50°以上70°以下に設定する。
の一形態を図面を参照して説明する。
で、この旋回座軸受1は、例えばクレーンなどの物揚機
械や油圧ショベルなどの建設機械である図示しない作業
装置を車両や船舶などの本体に回転自在に取り付け作業
装置を旋回可能に軸支するように作業装置および本体間
に介在して取り付けられる。
2と、この外輪部2の内周側に外輪部2の内周面に外周
面が対向して位置して配設された略環状の内輪部3と、
外輪部2および内輪部3間に挟持され外輪部2および内
輪部3を相対的に回転自在に連結保持する複数の円柱状
の転動体であるコロ4a,4bとを備えている。
周面が円筒状である略環状に形成され、作業装置を取り
付ける図示しないボルトなどの取付部材が挿通される軸
方向に沿った挿通孔6が複数設けられている。さらに、
外輪部2の内周面には、略中央に周方向に沿って内輪部
3の外周面に向けて拡開する略V字溝状の外輪溝部7が
設けられている。
よび第2の傾斜面9にて内方に拡開するように略V字溝
状に形成されている。なお、第1の傾斜面8および第2
の傾斜面9は、垂線が上下方向である軸方向に対して所
定の角度、例えば略45°に傾斜して形成されている。
また、外輪溝部7の第1の傾斜面8および第2の傾斜面
9との間には、環状に凹溝状の逃げ部10が設けられてい
る。
に貫通する円形の投入口14が開口形成され、この投入口
14を閉塞して図示しないボルトまたはノックピンなどで
固定される蓋体15が設けられている。さらに、外輪部2
の内周面には、内輪部3の一縁に当接する環状の外輪シ
ール部材16が突設されている。
ば硬質鋼材にて外周面が円筒状である略環状に形成さ
れ、車両や船舶などの本体に取り付ける図示しないボル
トなどの取付部材が挿入される軸方向に沿った挿通孔20
が複数設けられている。さらに、内輪部3の外周面に
は、略中央に周方向に沿って外輪部2の外輪溝部7に対
向する外輪部2の内周面に向けて拡開する略V字溝状の
内輪溝部21が設けられている。
よび第4の傾斜面23にて外方に拡開するように略V字溝
状に形成されている。なお、第4の傾斜面23は、外輪溝
部7の第1の傾斜面8に平行に対向、すなわち垂線が上
下方向である軸方向に対して所定の角度、例えば略45
°に傾斜して形成されている。また、第3の傾斜面22
は、第2の傾斜面9に平行に対向、すなわち垂線が上下
方向である軸方向に対して所定の角度、例えば略45°
に傾斜して形成されている。さらに、内輪溝部21の第3
の傾斜面22および第4の傾斜面23との間には、外輪溝部
7と同様に環状に凹溝状の逃げ部24が設けられている。
一縁に当接する環状の内輪シール部材28が突設され、外
輪シール部材16とにて転動体4a,4bを封入するようにな
っている。さらに、内輪部3の内周面には、作業装置に
設けられた図示しない駆動手段の歯車が噛み合うギヤ29
が形成されている。
すように、外輪部2および内輪部3と同様に例えば硬質
鋼材にて端部縁が面取りされて略円柱状に形成されてい
る。そして、コロ4a,4bは、外周面が外輪溝部7の第1
の傾斜面8および内輪溝部21の第4の傾斜面23に当接す
る回転軸aの状態と、外周面が外輪溝部7の第2の傾斜
面9および内輪溝部21の第3の傾斜面22に当接する回転
軸bの状態とが、回転軸aおよび回転軸bを直交するよ
うに交互に位置して、対向する外輪溝部7および内輪溝
部21間に挟持されるように配設されている。そして、こ
れら外輪溝部7、内輪溝部21およびコロ4a,4bにて単列
複式スラスト軸受30が構成されている。
輪溝部7および内輪溝部21に負荷が掛かった状態で当接
しないように若干の間隙が設けられて配設されている。
の間隔を保持してコロ4a,4bをがたつきなく外輪溝部7
および内輪溝部21間に配設する6−6ナイロンなどの合
成樹脂やガラス繊維などが混合された強化プラスチック
などにて形成された間隙保持部材であるセパレータ31が
配設されている。
図4に示すように、直方体の対向する一対の側面が、軸
方向が交差するコロ4a,4bの外周に沿うように複数の平
面にて構成された凹状に転動凹部32が一対切り欠き形成
された形状に形成されている。これら転動凹部32,32
は、略中央部にコロ4a,4bの隣接する方向に平面が直交
する第1の平面部33と、この第1の平面部33の両縁側に
位置し平面方向がコロ4a,4bの隣接する方向に対して、
所定の角度、例えば50°以上70°以下となる一対の
第2の平面部34,34とが設けられている。そして、これ
ら第1の平面部33および一対の第2の平面部34,34にコ
ロ4a,4bの外周面が当接してコロ4a,4bが3箇所で支持
されるように、コロ4a,4b間にセパレータ31が介在され
てコロ4a,4bが回転可能に配設されている。また、セパ
レータ31が介在されてコロ4a,4bが軸方向を交差した状
態で配設されることにより、外輪部2および内輪部3が
相対的に回転自在に連結保持されている。
面8、第2の傾斜面9、第3の傾斜面22および第4の傾
斜面23に接触せず、若干の間隙を介して対向するように
なっている。
内輪部3のギヤ29に噛み合う駆動手段の歯車が内輪部3
の内周側を転動して、本体に取り付け固定された内輪部
3に対して外輪部2とともに作業装置が回転して旋回す
る。
み立て動作を説明する。
部3を同軸上に位置させ、外輪部2の投入口14からコロ
4a,4bおよびセパレータ31を外輪溝部7および内輪溝部
21間に交互に投入する。このコロ4a,4bおよびセパレー
タの投入の際、コロ4a,4bは、回転軸aの状態および回
転軸bの状態が交互に位置するように投入する。そし
て、外輪溝部7および内輪溝部21内にコロ4a,4bおよび
セパレータ31を配設後、蓋体15を図示しないボルトまた
はノックピンなどにて投入口14を閉塞のために外輪部2
に取り付け、旋回座軸受1を組み立てる。
入口14から投入する際、セパレータ31の対角線寸法Tが
コロ4a,4bの径寸法、すなわち、対向する外輪溝部7お
よび内輪溝部21とにて構成されるコロ4a.4bおよびセパ
レータ31が配設されるチューブ状の部分の幅寸法である
第1の傾斜面8と第4の傾斜面23との対向距離、およ
び、第2の傾斜面9と第3の傾斜面22との対向距離より
長い寸法となるようになっている。このため、セパレー
タ31が外輪溝部7および内輪溝部21の対向するチューブ
状部分内で倒れ込むことにより転動凹部32内にコロ4a,
4bが挿入した状態が得られなくなることを防止できる。
作用を説明する。
ベルなどの建設機械である図示しない作業装置を、旋回
座軸受1の径方向が水平方向となるように配設して旋回
可能に取り付けた場合について説明する。
どにより、微視的にコロ4a,4bがセパレータ31に食い込
むように当接する。このコロ4a,4bの食い込むセパレー
タ31の弾性変形は、図1および図5に示すように、転動
凹部32,32の第1の平面部33および第2の平面部34,34
のコロ4a,4bが当接する箇所にコロ4a,4bの当接方向に
沿ってそれぞれ変形δとして生じる。
変形δは、各第1の平面部33および第2の平面部34,34
の垂直方向に対する力Pn と略比例することから、第1
の平面部33における垂直方向の力P1 は、 P1 =δsinθ=δsin90°=δ となる。このため、第2の平面部34,34における垂直方
向の力P2 は、 P2 =δsinθ=P1 sinθ となる。したがって、第2の平面部34,34におけるコロ
4a,4bの当接方向に沿った分圧P3 は、 P3 =(P1 sinθ)sinθ=P1 sin2 θ となり、これらの総和がコロ4a,4bからセパレータ31に
掛かる応力Pとなる、すなわち、 P=P1 +2P1 sin2 θ となる。そして、第1の平面部33における垂直方向の力
P1 をPにて表すと、 P1 =P/(1+2sin2 θ) となる。
a,4bの当接方向に沿った分圧P3 に直交する分圧P4
は、 P4 =(P1 sinθ)cosθ=P1 sinθcos
θ となる。
4a,4bの当接方向となるコロ4a,4bの隣接する方向に対
して70°に設定した場合、第1の平面部33における垂
直方向の力P1 は、 P1 =P/(1+2sin2 θ) =P/(1+2sin2 70°) =0.362P となる。また、第2の平面部34,34においては、垂直方
向の力P2 は、 P2 =P1 sinθ =0.362Psin70° =0.340P コロ4a,4bの当接方向に沿った分圧P3 は、 P3 =P1 sin2 θ =0.362Psin2 70° =0.320P コロ4a,4bの当接方向に直交する分圧P4 は、 P4 =P1 sinθcosθ =0.362Psin70°cos70° =0.116P となる。
a,4bの当接方向となるコロ4a,4bの隣接する方向に対
して50°に設定した場合、第1の平面部33における垂
直方向の力P1 は、 P1 =P/(1+2sin2 θ) =P/(1+2sin2 50°) =0.460P となる。また、第2の平面部34,34においては、垂直方
向の力P2 は、 P2 =P1 sinθ =0.460Psin50° =0.352P コロ4a,4bの当接方向に沿った分圧P3 は、 P3 =P1 sin2 θ =0.460Psin2 50° =0.270P コロ4a,4bの当接方向に直交する分圧P4 は、 P4 =P1 sinθcosθ =0.460Psin50°cos50° =0.227P となる。
掛かる応力が約三等分に分散されて各接触点で負荷が低
減し、円滑な旋回が長期間安定して得られる。
ロ4a,4bの隣接する方向に対して50°より小さくなる
と、第2の平面部34,34のコロ4a,4bと接触する部分が
転動凹部32,32の肉薄となる縁側に近付く状態となり、
第1の平面部33と第2の平面部34,34との平面方向の成
す角度が小さくなるとともに、第1の平面部33と第2の
平面部34,34との境界部分から第2の平面部34,34のコ
ロ4a,4bと接触する部分までの距離Lが長くなる。そし
て、上述したように、コロ4a,4bの当接方向に直交する
分圧P4 が大きくなる。
面部34の垂直方向の応力P2 によりモーメント力が増大
する傾向となり、特に第1の平面部33と第2の平面部3
4,34との境界部分で裂けるように破断や割損などの損
傷が生じるおそれがある。
ロ4a,4bの隣接する方向に対して70°より大きくなる
と、第2の平面部34,34のコロ4a,4bが接触する部分と
第1の平面部33のコロ4a,4bが接触する部分とが近付
き、従来の1箇所でコロと接触する場合と近似した状態
となり、転動凹部32,32の中央部分に負荷が集中して、
セパレータ31全体に負荷を良好に分散できず、円滑な旋
回が長期間安定して得られなくなるおそれがある。この
ため、第2の平面部34,34のコロ4a,4bの隣接方向に対
する角度を50°以上70°以下に設定することが好ま
しい。
じたり、第1の平面部33および第2の平面部34,34の幅
寸法や平面方向の成す角度に誤差が生じるなどにより、
第1の平面部33および一方の第2の平面部34のみ、ある
いは、一対の第2の平面部34,34のみにコロ4a,4bの外
周面が当接する状態となっても、合成樹脂を基材として
弾性変形可能に形成されたセパレータ31が、コロ4a,4b
が当接する第1の平面部33あるいは第2の平面部34の受
ける応力により、転動凹部32,32が広がるまたは狭まる
ように若干変形する。この変形により、他方の第1の平
面部33あるいは第2の平面部34がコロ4a,4bの外周面に
当接し、所定の3箇所で支持する状態が得られる。
間に複数配設されるコロ4a,4b間に、コロ4a,4bの曲面
が回転可能に、一対の転動凹部32,32のコロ4a,4bの隣
接方向に対して鋭角な平面方向の第1の平面部33、およ
び、第1の平面部33の両側に位置しコロ4a,4bの隣接方
向に対して鋭角に交差する一対の第2の平面部34,34に
当接させてセパレータ31を介在させるため、コロ4a,4b
は、第1の平面部33および一対の第2の平面部34,34に
て支持され、コロ4a,4bからセパレータ31に掛かる応力
が分散して負荷が低減し、円滑な旋回が長期間安定して
得られる。
4bを支持する場合では、1面で受ける応力に対する負荷
の割合が増大して、セパレータ31のさらなる寿命の向上
が図れないとともに、転動凹部32,32の中央部分に働く
裂けるような引っ張り応力が大きくなり、大きな応力が
掛かった際にセパレータ31が破断するなどの損傷が生じ
るおそれがあるが、上記実施の形態によれば、3箇所で
コロ4a,4bを支持するため、1箇所で受ける応力に対す
る負荷が低減し、セパレータ31の摩耗などの損傷を低減
して寿命を増大でき、長期に亘って安定した旋回が得ら
れるとともに、従来の傾斜する2面で受ける場合に比し
て転動凹部32,32の中央部分、特に2箇所ある第1の平
面部33および第2の平面部34,34との境界部分に働く裂
けるような引っ張り応力が大きく低減でき、セパレータ
31が破断や割損などの損傷が生じない。
ロ4a,4bの外周面が当接しない面が生じても、負荷が生
じた際にセパレータ31が弾性変形することにより、第1
の平面部33および一対の第2の平面部34,34に当接して
3箇所で支持する状態が得られ、誤差を許容でき、製造
性が向上して歩留まりを向上でき、コストを低減でき
る。
隣接方向に対する角度を50°以上70°以下に設定し
たため、コロ4a,4bからの応力により歪みが生じる第1
の平面部33および一対の第2の平面部34,34のコロ4a,
4bと接触する部分が、近付き過ぎず、歪みがセパレータ
31の全体的に分散して平均化するため、コロ4a,4bが円
滑に回転でき、安定した旋回が得られるとともに、セパ
レータ31が破断するなどの損傷を防止できる。
として円柱状のコロ4a,4bを軸方向を交差させて交互に
配設する構成について説明したが、周方向に線状の周面
となる曲面を有した球状のもの、円錐状のもの、樽型な
ど、いずれのものでもよく、軸方向が交差しないもので
も同様の効果が得られる。
に形成したが、外輪部2の外周側および内輪部3の内周
側の構成は、利用態様により適宜設定される。
34とを隣接させて説明したが、例えば第1の平面部33お
よび第2の平面部34との境界部分に円弧状に彎曲する面
を介して隣接するようにしてもよい。この構成によれ
ば、第1の平面部33および第2の平面部34の境界部分に
働く裂けるような負荷が分散されて、大きな応力が掛か
っても境界部分で裂けるような破断が確実に防止でき
る。
て、蓋体15にて閉塞される投入口14から投入する場合に
限らず、例えば図6に示す構成の旋回座軸受41のよう
に、外輪部42を2分割し、2分割された第1の外輪部43
および第2の外輪部44を合わせつつコロ4a,4bを配設す
るなど、いずれの構成でもよい。
対の転動凹部の転動体の隣接方向に対して略直交する第
1の平面部、および、第1の平面部の両側に位置し転動
体の隣接方向に対して平面方向が交差する一対の第2の
平面部に当接させてセパレータを転動体間に介在させる
ため、第1の平面部および一対の第2の平面部にて支持
される転動体からのセパレータに掛かる応力が分散して
負荷が低減し、転動凹部の中央部分に大きな引っ張り応
力が生じず破断などの損傷を防止でき、セパレータの弾
性変形にて確実に転動体を第1の平面部および一対の第
2の平面部に当接させて3箇所で支持でき、円滑な旋回
が長期間安定して得られるとともに、寸法誤差の許容量
が増大して、製造性および歩留まりを向上でき、コスト
を低減できる。
項1記載の旋回座軸受の効果に加え、第2の平面部の転
動体の隣接方向に対する角度を50°以上70°以下と
したため、転動体からの応力により歪みが生じる第1の
平面部および一対の第2の平面部の転動体と接触する部
分が、セパレータの全体的に歪みが分散して平均化する
位置関係となり、セパレータの破断などの損傷を防止で
き、長期間安定した旋回が得られる。
とセパレータの関係を示す説明図である。
である。
図である。
である。
部を切り欠いた断面図である。
を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 内周面が円筒状の外輪部と、 この外輪部の内周側に位置し外周面が前記外輪部の内周
面に径小で対向する内輪部と、 前記外輪部および前記内輪部間に複数配設された周面を
有する転動体と、 これら隣り合う転動体間に配設されこれら転動体が転動
可能にこれら転動体の周面が当接する複数の平面をそれ
ぞれ有した一対の転動凹部を備えた弾性変形可能なセパ
レータとを備え、 前記転動凹部は、前記転動体の周面が回転可能に当接
し、平面方向が隣接する転動体の隣接方向に対して略直
交する第1の平面部と、この第1の平面部の両側に位置
し平面方向が前記転動体の隣接方向に対して交差する一
対の第2の平面部とを有したことを特徴とする旋回座軸
受。 - 【請求項2】 第2の平面部の転動体の隣接方向に対す
る角度は、50°以上70°以下であることを特徴とし
た請求項1記載の旋回座軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9057334A JP2975904B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 旋回座軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9057334A JP2975904B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 旋回座軸受 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10252748A JPH10252748A (ja) | 1998-09-22 |
JP2975904B2 true JP2975904B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=13052682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9057334A Expired - Lifetime JP2975904B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 旋回座軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2975904B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10101054B4 (de) * | 2000-01-11 | 2004-09-23 | Nsk Ltd. | Halteteil |
JP5451988B2 (ja) * | 2008-05-27 | 2014-03-26 | 日本トムソン株式会社 | 超薄形クロスローラ軸受 |
DE102014117306B4 (de) * | 2014-11-26 | 2016-09-22 | Hiwin Technologies Corp. | Rollenlager mit sich kreuzenden Rollen und Abstandshaltern |
JP7245808B2 (ja) * | 2020-07-02 | 2023-03-24 | Thk株式会社 | ローラ軸受 |
-
1997
- 1997-03-12 JP JP9057334A patent/JP2975904B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10252748A (ja) | 1998-09-22 |
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