(57)【要約】【課題】主ころの外周面および反転ころの外周面にエッジロードが生じることを防止でき、耐久性の向上を図ることができる旋回座軸受を提供する。【解決手段】旋回座軸受10は、断面略Ｖ字状の外輪溝部21を内周面側に有する外輪11と、断面略Ｖ字状の内輪溝部31を外周面側に有する内輪12とを備える。外輪11および内輪12間には、主ころ13および反転ころ14を交互に配設する。外輪溝部21は、第１軌道面23および第２軌道面24を有し、これら軌道面23，24の上下両端部にはカットクラウニング面23a，23b，24a，24bを形成する。内輪溝部31は、第３軌道面33および第４軌道面34を有し、これら軌道面33，34の上下両端部にはカットクラウニング面33a，33b，34a，34bを形成する。【選択図】図２
2010151152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軌道面および第２軌道面が形成された断面略Ｖ字状の外輪溝部を内周面側に有する外輪と、
この外輪の内方に配設され、第３軌道面および第４軌道面が形成された断面略Ｖ字状の内輪溝部を外周面側に有する内輪と、
前記外輪溝部と前記内輪溝部との間に回転可能に配設され、外周面が前記第１軌道面および前記第４軌道面に接触し、主負荷が作用する複数の主ころと、
前記外輪溝部と前記内輪溝部との間に回転可能に配設され、外周面が前記第２軌道面および前記第３軌道面に接触し、反転側負荷が作用する複数の反転ころとを備え、
前記外輪は、
内周面のうち前記外輪溝部より上方の部分に形成された円筒状の径小内周面と、
内周面のうち前記外輪溝部より下方の部分に形成され、前記径小内周面より径大な円筒状の径大内周面とを有し、
前記内輪は、
外周面のうち前記内輪溝部より上方の部分に形成された円筒状の径小外周面と、
外周面のうち前記内輪溝部より下方の部分に形成され、前記径小外周面より径大な円筒状の径大外周面とを有し、
前記第１軌道面、前記第２軌道面、前記第３軌道面および前記第４軌道面の各々には、上下両端部にカットクラウニング面が形成されている
ことを特徴とする旋回座軸受。
【請求項２】
主ころおよび反転ころの各々は、外周面が略截頭円錐状に形成された円錐ころである
ことを特徴とする請求項１記載の旋回座軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外輪と内輪との間に主ころおよび反転ころを配設した旋回座軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１に記載された旋回座軸受が知られている。
【０００３】
この従来の旋回座軸受は、第１軌道面（上側軌道面）および第２軌道面（下側軌道面）が形成された断面略Ｖ字状の外輪溝部を内周面側に有する外輪と、外輪の内方に配設され第３軌道面（上側軌道面）および第４軌道面（下側軌道面）が形成された断面略Ｖ字状の内輪溝部を外周面側に有する内輪とを備えている。
【０００４】
また、この従来の旋回座軸受は、外輪溝部と内輪溝部との間に回転可能に配設され外周面が第１軌道面および第４軌道面に接触し主負荷が作用する略円柱状の複数の主ころと、外輪溝部と内輪溝部との間に回転可能に配設され外周面が第２軌道面および第３軌道面に接触し反転側負荷が作用する略円柱状の複数の反転ころとを備えている。
【０００５】
そして、外輪の内周面上部には円筒状の径小内周面が形成され、外輪の内周面下部には径小内周面より径大な円筒状の径大内周面が形成され、これら径小内周面と径大内周面との間に外輪溝部が位置している。また、内輪の外周面上部には円筒状の径小外周面が形成され、内輪の外周面下部には径小外周面より径大な円筒状の径大外周面が形成され、これら径小外周面と径大外周面との間に内輪溝部が位置している。
【特許文献１】特開平１０−２２０４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来の旋回座軸受を製造する際に、例えば図８に示すように、内輪１の外周面のうち第４軌道面２の下端と径大外周面３の上端との間の部分にこれら第４軌道面２と径大外周面３とを滑らかに連続させる湾曲外周面５を形成した場合、第４軌道面２の湾曲外周面５分だけ中に入った位置Ａ付近と第４軌道面２の上端位置Ｂ付近とで、円筒ころである主ころ４の外周面にエッジロード（極端な面圧）が生じる問題がある。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、主ころの外周面および反転ころの外周面にエッジロードが生じることを防止でき、耐久性の向上を図ることができる旋回座軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の旋回座軸受は、第１軌道面および第２軌道面が形成された断面略Ｖ字状の外輪溝部を内周面側に有する外輪と、この外輪の内方に配設され、第３軌道面および第４軌道面が形成された断面略Ｖ字状の内輪溝部を外周面側に有する内輪と、前記外輪溝部と前記内輪溝部との間に回転可能に配設され、外周面が前記第１軌道面および前記第４軌道面に接触し、主負荷が作用する複数の主ころと、前記外輪溝部と前記内輪溝部との間に回転可能に配設され、外周面が前記第２軌道面および前記第３軌道面に接触し、反転側負荷が作用する複数の反転ころとを備え、前記外輪は、内周面のうち前記外輪溝部より上方の部分に形成された円筒状の径小内周面と、内周面のうち前記外輪溝部より下方の部分に形成され、前記径小内周面より径大な円筒状の径大内周面とを有し、前記内輪は、外周面のうち前記内輪溝部より上方の部分に形成された円筒状の径小外周面と、外周面のうち前記内輪溝部より下方の部分に形成され、前記径小外周面より径大な円筒状の径大外周面とを有し、前記第１軌道面、前記第２軌道面、前記第３軌道面および前記第４軌道面の各々には、上下両端部にカットクラウニング面が形成されているものである。
【０００９】
請求項２記載の旋回座軸受は、請求項１記載の旋回座軸受において、主ころおよび反転ころの各々は、外周面が略截頭円錐状に形成された円錐ころであるものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、第１軌道面、第２軌道面、第３軌道面および第４軌道面の各々には上下両端部にカットクラウニング面が形成されているため、主ころの外周面および反転ころの外周面にエッジロードが生じることを防止でき、耐久性の向上を図ることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、主ころおよび反転ころの各々は外周面が略截頭円錐状に形成された円錐ころであるため、耐久性の向上をより一層図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の旋回座軸受の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１および図２において、10は大型の旋回座軸受で、この旋回座軸受10は、例えばトラッククレーンや油圧ショベル等の大型の作業装置に使用される略円形環状のクロスローラ型軸受型旋回座（交差ころ軸受型旋回座）である。
【００１４】
旋回座軸受10は、この旋回座軸受10の中心を通る上下方向の旋回中心軸線を中心として旋回して作業をする旋回作業部（図示せず）とこの旋回作業部を支持する支持部（図示せず）との間に配設され、支持部が旋回作業部を旋回座軸受10を介して旋回中心軸線を中心として旋回可能に支持する。
【００１５】
旋回座軸受10は、旋回作業部の旋回中心軸線を中心とする略円形環状の外輪11と、この外輪11の内方に外輪11と同軸状に配設され旋回作業部の旋回中心軸線を中心とする略円形環状の内輪12とを備えている。
【００１６】
また、旋回座軸受10は、外輪11と内輪12との間に回転中心軸線ａを中心として回転可能に配設され旋回作業部による作業時（負荷作用時）に主負荷が外周面に作用する略円柱状の複数のローラである主ころ13と、外輪11と内輪12との間に回転中心軸線ａと交差（例えば直交）する回転中心軸線ｂを中心として回転可能に配設され旋回作業部による作業時に反転負荷が外周面に作用する略円柱状の複数のローラである反転ころ14とを備えている。
【００１７】
これら主ころ13および反転ころ14は、外輪11と内輪12との間に周方向に沿って交互に並設され、主ころ13の回転中心軸線ａと反転ころ14の回転中心軸線ｂとが周方向に見て互いに交差、例えば直交している。また、周方向に隣接する主ころ13および反転ころ14間にはセパレータ等の間隔保持部材（図示せず）が配設され、各間隔保持部材にて各ころ13，14間の間隙が一定に保持されている。
【００１８】
なお、主ころ13の回転中心軸線ａと水平方向の線（旋回座軸受10の径方向に沿った線）とのなす角度αおよび反転ころ14の回転中心軸線ｂと水平方向の線とのなす角度βは、いずれも例えば４５°である。
【００１９】
ここで、外輪11は、図２および図３等に示されるように、この外輪11の周方向に沿って位置しこの外輪11の径方向内方に向って開口する断面略Ｖ字状の外輪溝部21を内周面側に有している。外輪溝部21の上側には主ころ13が転動する上側軌道面である第１軌道面23が形成され、外輪溝部21の下側には反転ころ14が転動する下側軌道面である第２軌道面24が形成されている。外輪溝部21の溝底部には、略円弧状の逃げ溝部25が形成されている。
【００２０】
また、外輪11の内周面のうち外輪溝部21より上方の部分である内周面上部には円筒状の径小内周面26が形成され、外輪11の内周面のうち外輪溝部21より下方の部分である内周面下部には径小内周面26より径大な円筒状の径大内周面27が形成されている。
【００２１】
そして、第１軌道面23の上下両端部には、端縁側に向ってドロップ量が直接的に大きくなるカットクラウニングが施されることにより傾斜面状のカットクラウニング面23a，23bがそれぞれ形成されている。また、第１軌道面23のうちカットクラウニング面23a，23bが形成されていない平坦な部分が平坦軌道面23cとなっており、断面図で見た場合にカットクラウニング面23a，23bの平坦軌道面23cに対する傾斜角度θは例えば略２度である。なお、第１軌道面23の上端部のカットクラウニング面23aの上端は、湾曲面状の湾曲内周面である上側湾曲内周面（チャンファ面）28を介して径小内周面26の下端に滑らかに繋がっている。
【００２２】
同様に、第２軌道面24の上下両端部には、端縁側に向ってドロップ量が直接的に大きくなるカットクラウニングが施されることにより傾斜面状のカットクラウニング面24a，24bがそれぞれ形成され、この第２軌道面24のうちカットクラウニング面24a，24bが形成されていない平坦な部分が平坦軌道面24cとなっている。また、断面図で見た場合にカットクラウニング面24a，24bの平坦軌道面24cに対する傾斜角度は、前記傾斜角度θと同じ角度で、例えば略２度である。なお、第２軌道面24の下端部のカットクラウニング面24bの下端は、湾曲面状の湾曲内周面である下側湾曲内周面（チャンファ面）29を介して径大内周面27の上端に滑らかに繋がっている。
【００２３】
また、外輪11には周方向に間隔をおいて並んで位置する複数の貫通孔30が上下面に貫通して形成されている。各貫通孔30にボルト等の取付部材（図示せず）が挿通され、これら取付部材にて作業装置の旋回作業部が外輪11に固定して取り付けられる。
【００２４】
さらに、外輪11にはころ投入用貫通孔（図示せず）が内外周面に貫通して形成され、組立て時にころ投入用貫通孔からころ13，14が投入され、投入後そのころ投入用貫通孔は閉塞部材にて閉塞される。
【００２５】
内輪12は、この内輪12の周方向に沿って位置しこの内輪12の径方向外方に向って開口し外輪溝部21と離間対向する断面略Ｖ字状の内輪溝部31を外周面側に有している。内輪溝部31の上側には反転ころ14が転動する上側軌道面である第３軌道面33が形成され、内輪溝部31の下側には主ころ13が転動する下側軌道面である第４軌道面34が形成されている。内輪溝部31の溝底部には、略円弧状の逃げ溝部35が形成されている。
【００２６】
また、内輪12の外周面のうち内輪溝部31より上方の部分である外周面上部には径小内周面26と間隙41を介して離間対向する円筒状の径小外周面36が形成され、内輪12の外周面のうち内輪溝部31より下方の部分である外周面下部には径大内周面27と間隙42を介して離間対向し径小外周面36より径大な円筒状の径大外周面37が形成されている。なお、内輪12の径大外周面37の径寸法は、外輪11の径小内周面26の径寸法より大きい。
【００２７】
そして、第３軌道面33の上下両端部には、端縁側に向ってドロップ量が直接的に大きくなるカットクラウニングが施されることにより傾斜面状のカットクラウニング面33a，33bがそれぞれ形成され、この第３軌道面33のうちカットクラウニング面33a，33bが形成されていない平坦な部分が平坦軌道面33cとなっている。また、断面図で見た場合にカットクラウニング面33a，33bの平坦軌道面33cに対する傾斜角度は、前記傾斜角度θと同じ角度で、例えば略２度である。なお、第３軌道面33の上端部のカットクラウニング面33aの上端は、湾曲面状の湾曲外周面である上側湾曲外周面（チャンファ面）38を介して径小外周面36の下端に滑らかに繋がっている。
【００２８】
同様に、第４軌道面34の上下両端部には、端縁側に向ってドロップ量が直接的に大きくなるカットクラウニングが施されることにより傾斜面状のカットクラウニング面34a，34bがそれぞれ形成され、この第４軌道面34のうちカットクラウニング面34a，34bが形成されていない平坦な部分が平坦軌道面34cとなっている。また、断面図で見た場合にカットクラウニング面34a，34bの平坦軌道面34cに対する傾斜角度は、前記傾斜角度θと同じ角度で、例えば略２度である。なお、第４軌道面34の下端部のカットクラウニング面34bの下端は、湾曲面状の湾曲外周面である下側湾曲外周面（チャンファ面）39を介して径大外周面37の上端に滑らかに繋がっている。
【００２９】
また、内輪12に周方向に間隔をおいて並んで位置する複数の貫通孔40が上下面に貫通して形成されている。各貫通孔40にボルト等の取付部材（図示せず）が挿通され、これら取付部材にて作業装置の支持部が内輪12に固定して取り付けられる。さらに、内輪12の内周面には、作業装置の駆動手段（旋回用モータ等）の出力歯車が噛み合うギア部43が形成されている。
【００３０】
主ころ13および反転ころ14は、いずれも同一の形状のもので、例えば外周面が略円筒状に形成され軸方向両端側にクラウニング面を有しない円筒ころ（クラウニング無しのストレートころ）である。そして、主ころ13は、外輪溝部21と内輪溝部31とで挟持され、外周面が第１軌道面23および第４軌道面34に線状に接触し、下方側の軸方向端面が第２軌道面24に面状に接触する。また、反転ころ14は、外輪溝部21と内輪溝部31とで挟持され、外周面が第２軌道面24および第３軌道面33に線状に接触し、下方側の軸方向端面が第４軌道面34に面状に接触する。さらに、各ころ13，14の外周面の軸方向両端部には湾曲面状、例えば円弧面状のチャンファ面（面取り面）51が形成され、この各ころ13，14の外周面のうちチャンファ面51が形成されていない部分が円筒状の円筒外周面53となっている。
【００３１】
なお、図３に示されるように、主ころ13の一方のチャンファ面51は第１軌道面23のカットクラウニング面23aと間隙51aを介して離間対向し、主ころ13の他方のチャンファ面51は第４軌道面34のカットクラウニング面34bと間隙51aを介して離間対向している。また各カットクラウニング面23a，23bの軸方向長さ（例えば６ｍｍ）は、平坦軌道面23cの軸方向長さ（例えば１８ｍｍ）の略３分の１が好ましい。他のカットクラウニング面24a，24b，33a，33b，34a，34bの軸方向長さに関しても同様である。
【００３２】
そして、主ころ13に主負荷が作用した状態時、つまり旋回作業部による作業時には、図３に示すように、主ころ13の外周面に作用する面圧は軸方向略全長にわたって略一定で、主ころ13の外周面にエッジロードが生じない。またこのとき、反転ころ14には反転側負荷が作用するが、反転ころ14についても主ころ13と同様、反転ころ14の外周面に作用する面圧は軸方向略全長にわたって略一定で、反転ころ14の外周面にエッジロードが生じない。
【００３３】
また、図４に示すように、主ころ13の外周面と第４軌道面34との有効接触長さLe1は、従来の有効接触長さLe2に比べてδ分だけ長くなっている。なお同様に主ころ13の外周面と第１軌道面34との有効接触長さLe1も従来の有効接触長さLe2に比べてδ分だけ長くなっている。
【００３４】
次に、旋回座軸受10の作用等を説明する。
【００３５】
旋回座軸受10を備えた作業装置を使用して旋回作業部で作業をする場合、旋回座軸受10には主にアキシアル荷重およびモーメントが負荷され、旋回座軸受10の各ころ13，14には図５に矢印で示す荷重分布が生じる。
【００３６】
この場合、モーメント前方では、外輪11が上側軌道面である第１軌道面23で、内輪12が下側軌道面である第４軌道面34で主ころ13の荷重を受ける。モーメント後方では、外輪11が持ち上げられ下側軌道面である第２軌道面24で、内輪12が上側軌道面である第３軌道面33で反転ころ14の荷重を受ける。そして、前方部の主ころ13はQ1の最大荷重を受け、後方部の反転ころ14はQ2の最大荷重を受ける。このように、主負荷が作用する主ころ13は大きな荷重を受けるが、反転側負荷が作用する反転ころ14は小さな荷重しか受けない。このため、旋回座軸受10の許容荷重は、大きな荷重を受ける主ころ13で決定される。
【００３７】
また、旋回作業部による作業時において旋回座軸受10にアキシアル荷重およびモーメントが負荷されても、各ころ13，14の外周面にはエッジロード（局部荷重）が生じない。
【００３８】
そして、このように旋回座軸受10によれば、第１軌道面23、第２軌道面24、第３軌道面33および第４軌道面34の各々には上下両端部にカットクラウニング面23a，23b，24a，24b，33a，33b，34a，34bが形成されているため、旋回作業部による作業時（負荷作用時）に主ころ13の外周面および反転ころ14の外周面にエッジロードが生じることを防止でき、耐久性の向上を図ることができる。
【００３９】
また、旋回作業部による作業時に主ころ13の外周面が有効接触長さLe1（＞Le2）をもって外輪11の第１軌道面23および内輪12の第４軌道面34に対して接触するため、従来に比べて負荷作用時の許容荷重を高めることができる。
【００４０】
さらに、クラウニング無しのころ13，14をエッジロードなしに使用できるため、ころ13，14に特殊な機械で手間のかかるクラウニング加工を行う必要がなく、各軌道面23，24，33，34に一般の機械で容易にクラウニング加工ができ、製造性も良好で、製造コストの低減を図ることができる。
【００４１】
なお、上記一実施の形態では、各ころ13，14は、外周面が略円筒状に形成された円筒ころである場合について説明したが、例えば図６に示すように、外周面が略截頭円錐状に形成されたクラウニング無し円錐ころであってもよい。
【００４２】
つまりこの図６に示す截頭略円錐状の各ころ13，14は、いずれも同一の形状のもので、外周面の軸方向両端部に湾曲面状、例えば円弧面状のチャンファ面（面取り面）51が形成され、外周面のうちチャンファ面51が形成されていない部分が截頭円錐状の円錐外周面54となっている。
【００４３】
また、主ころ13の大径側の端面（一方の端面）である大端面56は第３軌道面33と対向し、主ころ13の小径側の端面（他方の端面）である小端面57は第２軌道面24と対向している。反転ころ14の大径側の端面（一方の端面）である大端面58は第１軌道面23と対向し、反転ころ14の小径側の端面（他方の端面）である小端面59は第４軌道面34と対向している。なお、ころ13，14の大端面56，58は、非常に大きなＲ面または円錐面となっている。
【００４４】
図６に示す一例のころ13，14の寸法は、例えば外径（大）φ３０ｍｍ、外径（小）φ２８ｍｍ、全幅２９ｍｍ、円筒外周面54の軸方向長さ２７ｍｍ、チャンファ面51の軸方向長さ１ｍｍである。
【００４５】
そして、この図６の円錐ころ型クロスローラ旋回座（旋回座軸受10）であっても、第１軌道面23、第２軌道面24、第３軌道面33および第４軌道面34の各々には上下両端部にカットクラウニング面23a，23b，24a，24b，33a，33b，34a，34bが形成されているため、旋回作業部による作業時（負荷作用時）に主ころ13の外周面および反転ころ14の外周面にエッジロードが生じることを防止でき、耐久性の向上を図ることができる等、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４６】
しかもこの図６の構成では、主ころ13および反転ころ14の各々は外周面が略截頭円錐状に形成された円錐ころであるため、エッジ当たり等によるかじりが起こりにくく、耐久性の向上をより一層図ることができる。
【００４７】
つまり、図７（ａ）ではカットクラウニング面がない場合を示すが、内輪12および外輪11の荷重pi、poによって主ころ13が大径側に荷重fで押され、主ころ13の大端面56が内輪12の第３軌道面33に押し付けられ、エッジeで応力集中が起きる。これに対し、図７（ｂ）に示すように、内輪13の第３軌道面33にカットクラウニング面33b（カットクラウニング部分a2）があると、エッジでの当たりが発生せず、エッジ当たり等によるかじりが起こりにくい。図７（ｂ）中のa1、a2、c1、c2はカットクラウニング部分であり、bとdはストレート部分である。主ころ13の大端面56が非常に大きなＲ面または円すい面であっても同じ効果が期待できる、なお、反転ころ14に関しても同様であり、外輪11の第１軌道面23にカットクラウニング面23bがあると、エッジでの当たりが発生せず、エッジ当たり等によるかじりが起こりにくい。
【００４８】
また、上記各実施の形態では、主ころ13と反転ころ14とが同一形状である場合について説明したが、例えば主ころ13と反転ころ14とが異なる形状であってもよく、例えば主ころ13の全幅が反転ころ14の全幅より短い場合や、逆に主ころ13の全幅が反転ころ14の全幅より長い場合でもよい。
【００４９】
さらに、水平方向に対する回転中心軸線ａ，ｂの角度α，βは４５°には限定されず、例えば４５°より小さくてもよい。
【００５０】
また、各ころ13，14を外輪11および内輪12間に周方向に沿って１列配列した構成には限定されず、例えば周方向に沿って上下に複数段状（例えば２段）に配列した構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る旋回座軸受の断面図である。
【図２】同上旋回座軸受の部分断面図である。
【図３】同上旋回座軸受の部分断面図である。
【図４】同上旋回座軸受の主ころの軌道面への接触状態を示す図である。
【図５】同上旋回座軸受のころに生じる荷重分布を示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る旋回座軸受の部分断面図である。
【図７】（ａ）はカットクラウニング面がない場合における大端面の軌道面への接触状態を示す図であり、（ｂ）はカットクラウニング面がある場合における大端面の軌道面への接触状態を示す図である。
【図８】従来の主ころの軌道面への接触状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
10    旋回座軸受
11    外輪
12    内輪
13    主ころ
14    反転ころ
21    外輪溝部
23    第１軌道面
23a，23b    カットクラウニング面
24    第２軌道面
24a，24b    カットクラウニング面
26    径小内周面
27    径大内周面
31    内輪溝部
33    第３軌道面
33a，33b    カットクラウニング面
34    第４軌道面
34a，34b    カットクラウニング面
36    径小外周面
37    径大外周面
【図１】
2010151152.tif 000003
【図２】
2010151152.tif 000004
【図３】
2010151152.tif 000005
【図４】
2010151152.tif 000006
【図５】
2010151152.tif 000007
【図６】
2010151152.tif 000008
【図７】
2010151152.tif 000009
【図８】
2010151152.tif 000010