(57)【要約】【課題】熱板プレスによる平面形状の矯正を不要としながら使用可能な平面精度を有する合成樹脂製のスラストプレートを提供する。【解決手段】合成樹脂製スラストプレート１は、中空円盤状の合成樹脂製のスラストプレートであり、両スラスト面１ａ、１ｂのそれぞれに放射状の複数の溝２、３を円盤中心角で等角度間隔に有し、一方のスラスト面１ａの溝２と他方のスラスト面１ｂの溝３の数が同一であり、一方のスラスト面１ａの溝２と、他方のスラスト面１ｂの溝３とが、周方向で重ならないように配置されており、特に、一方のスラスト面１ａの溝２と、他方のスラスト面１ｂの溝３とが、円盤中心角で、同一側のスラスト面において隣り合う溝同士の角度間隔の１／２の角度のずれを有するように互い違いに配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円盤状の合成樹脂製のスラストプレートであって、
前記スラストプレートは、両スラスト面のそれぞれに放射状の複数の溝を円盤中心角で等角度間隔に有し、一方のスラスト面の溝と他方のスラスト面の溝の数が同一であり、
一方のスラスト面の溝と、他方のスラスト面の溝とが、周方向で重ならないように配置されていることを特徴とする合成樹脂製スラストプレート。
【請求項２】
一方のスラスト面の溝と、他方のスラスト面の溝とが、円盤中心角で、同一側のスラスト面において隣り合う前記溝同士の角度間隔の１／２の角度のずれを有するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製スラストプレート。
【請求項３】
前記スラストプレートは射出成形体であり、両スラスト面に射出成形によるスキン層を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の合成樹脂製スラストプレート。
【請求項４】
前記合成樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、およびポリイミド樹脂から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の合成樹脂製スラストプレート。
【請求項５】
前記スラストプレートは、厚みが１ｍｍ〜５ｍｍであり、外径が７０ｍｍをこえることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の合成樹脂製スラストプレート。
【請求項６】
前記スラストプレートは、遊星歯車装置に使用され、該装置を構成する遊星歯車とキャリアとの間に、一方のスラスト面が前記遊星歯車に他方のスラスト面が前記キャリアに当接するように配置され、中空部に遊星歯車軸が挿通されて使用されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の合成樹脂製スラストプレート。
【請求項７】
前記遊星歯車装置は、建設機械に用いられる遊星歯車装置であることを特徴とする請求項６記載の合成樹脂製スラストプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空円盤状の合成樹脂製のスラストプレートに関し、特に、遊星歯車装置に使用可能な合成樹脂製のスラストプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械である油圧ショベル、油圧クレーンなどの走行装置、旋回装置、油圧クレーン用ロープウィンチなどにおける減速機構として遊星歯車装置が利用されている。遊星歯車装置は、太陽歯車を中心として、複数の遊星歯車が自転しつつ公転する構造を有する。遊星歯車は、太陽歯車とリングギアとの間に配置され、これらと噛合する歯車であり、遊星歯車軸によりキャリアに回転自在に支持されている。また、キャリアは、遊星歯車の公転運動を拾う円環状の部材であり、略中央で太陽歯車の駆動軸を支持し、円環の外周側で略等間隔に遊星歯車軸を支持している。このような構造において、遊星歯車の端面とキャリアの座面の間に、スラストプレートを介在させている。このスラストプレートは、中空円盤状の摺動部材であり、遊星歯車とキャリアの摺接による摩耗を抑制するために設けられている。
【０００３】
このスラストプレートは、遊星歯車が回転した場合に、遊星歯車の端面のみでなく、キャリアの座面とも相対回転する。このため、相対回転の程度によっては、キャリアの座面の縁が摩耗するおそれがある。また、これを防止するためにスラストプレートのキャリアに対する相対回転を防止する構造を採用できるが、この場合は、キャリア側の摩耗を防止できるものの、遊星歯車側の摩耗は防止できないおそれがある。この問題を防止するスラストプレートとして、例えば、特許文献１には、プレート面の同一円周上に点状の突起または線状に延びる突起を有し、遊星歯車とキャリアのいずれに対しても適度に相対回転が可能であるスラストプレートが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５６０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、この種のスラストプレートとしては、合成樹脂製のスラストプレートが公知である。合成樹脂製スラストプレートは、射出成形された製品が使用されている。しかし、スラストプレートは薄円盤状であり、射出成形で薄く成形すると平面形状に歪み（湾曲）が生じるため、そのままでは使用困難であり、射出成形後に熱板プレスによって平面形状の矯正を行なっている。このため、製造時間が長くなり、低コスト化が困難である。特に外径が７０ｍｍをこえるスラストプレートを射出成形で製造すると、平面上に歪みが生じ易くなり、熱板プレスによる平面形状の矯正が必須となる。
【０００６】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、熱板プレスによる平面形状の矯正を不要としながら使用可能な平面精度を有する合成樹脂製のスラストプレートを提供することを目的とする。特に、外径が７０ｍｍをこえるスラストプレートであっても上記矯正を不要とすることができる合成樹脂製のスラストプレート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】
【０００７】
本発明の合成樹脂製スラストプレートは、中空円盤状の合成樹脂製のスラストプレートであって、上記スラストプレートは、両スラスト面のそれぞれに放射状の複数の溝を円盤中心角で等角度間隔に有し、一方のスラスト面の溝と他方のスラスト面の溝の数が同一であり、一方のスラスト面の溝と、他方のスラスト面の溝とが、周方向で重ならないように配置されていることを特徴とする。
【０００８】
特に、一方のスラスト面の溝と、他方のスラスト面の溝とが、円盤中心角で、同一側のスラスト面において隣り合う上記溝同士の角度間隔の１／２の角度のずれを有するように配置されていることを特徴とする。
【０００９】
上記スラストプレートは射出成形体であり、両スラスト面に射出成形によるスキン層を有することを特徴とする。
【００１０】
上記合成樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、およびポリイミド樹脂から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１１】
上記スラストプレートは、厚みが１ｍｍ〜５ｍｍであり、外径が７０ｍｍをこえることを特徴とする。
【００１２】
上記スラストプレートは、遊星歯車装置に使用され、該装置を構成する遊星歯車とキャリアとの間に、一方のスラスト面が上記遊星歯車に他方のスラスト面が上記キャリアに当接するように配置され、中空部に遊星歯車軸が挿通されて使用されることを特徴とする。特に、上記遊星歯車装置は、建設機械に用いられる遊星歯車装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の合成樹脂製スラストプレート（以下、単に「スラストプレート」と記すこともある。）は、中空円盤状の合成樹脂製のスラストプレートであり、両スラスト面のそれぞれに放射状の複数の溝を円盤中心角で等角度間隔に有し、一方のスラスト面の溝と他方のスラスト面の溝の数が同一であり、一方のスラスト面の溝と、他方のスラスト面の溝とが、周方向で重ならないように配置されているので、平面上の歪みが、一方のスラスト面の溝と他方のスラスト面の溝によって緩和され、射出成形した後であっても使用可能な状態が維持できる。それにより、熱板プレスでの形状の矯正が不要にできる。特に、一方のスラスト面の溝と他方のスラスト面の溝とが、円盤中心角で同一側のスラスト面において隣り合う溝同士の角度間隔の１／２の角度のずれを有するように配置されているので、平面上の歪みをより緩和することができる。
【００１４】
スラストプレートが射出成形体であり、両スラスト面に射出成形によるスキン層を有するので、合成樹脂にガラス繊維などの補強材を配合したとしても、この補強材が表面に出ないため、相手材への損傷を防止できる。
【００１５】
材料とする合成樹脂が、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、およびポリイミド樹脂から選ばれる少なくとも１つであるので、耐熱性、機械強度および摩擦摩耗特性に優れるスラストプレートを得ることができる。
【００１６】
本発明のスラストプレートは、厚みが１ｍｍ〜５ｍｍであり、外径が７０ｍｍをこえる大きさであっても、上記構造により平面上の歪みを十分に緩和でき、射出成形後における熱板プレスでの形状の矯正を不要にできる。
【００１７】
また、本発明のスラストプレートは、遊星歯車装置に使用され、該装置を構成する遊星歯車とキャリアとの間に、一方のスラスト面が遊星歯車に他方のスラスト面がキャリアに当接するように配置され、中空部に遊星歯車軸が挿通されて使用されるスラストプレートとして好適に利用できる。特に、油圧ショベル、油圧クレーンなどの走行装置、旋回装置、油圧クレーン用ロープウィンチなどの建設機械に用いられる遊星歯車装置におけるスラストプレートとして好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のスラストプレートの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のスラストプレートの平面図および断面図である。
【図３】本発明のスラストプレートの他の例を示す平面図などである。
【図４】溝の断面形状を示す図である。
【図５】遊星歯車機構の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の合成樹脂製スラストプレートを適用する遊星歯車装置の一例を図５に基づいて説明する。図５は、建設機械の走行装置に用いられる遊星歯車装置においてその遊星歯車近傍の断面図である。図５に示すように、遊星歯車装置１１は、太陽歯車１２と、複数の遊星歯車１３と、この遊星歯車１３を支持するキャリア１４と、リングギア（図示省略）とを備えている。遊星歯車１３は、太陽歯車１２とリングギアとの間に配置され、これらと噛合する。キャリア１４は、遊星歯車１３を支持する円環状の部材であり、円環の外周側において略等間隔で遊星歯車１３を支持している。遊星歯車１３の遊星歯車軸１６は、キャリア１４の軸孔１４ｂに挿嵌され、ニードル軸受１５を介して回転自在に支持されている。また、キャリア１４は、略中央で遊星歯車１３の駆動軸を支持している。この構造において、遊星歯車１３は、太陽歯車１２を中心として、キャリア１４に支持されて自転しつつ太陽歯車１２とリングギアとの間で公転する。
【００２０】
ここで、遊星歯車１３の端面１３ａとキャリア１４の座面１４ａとの間に、スラストプレート１が介在させられている。このスラストプレート１が本発明の合成樹脂製スラストプレートである。スラストプレート１の一方のスラスト面が遊星歯車１３の端面１３ａと、他方のスラスト面がキャリア１４の座面１４ａと、それぞれ当接する。また、スラストプレート１の中空部に遊星歯車軸１６が挿通されている。このスラストプレート１により、遊星歯車１３とキャリア１４の直接的な摺接による摩耗を防止できる。
【００２１】
遊星歯車装置１１は、例えば油浴潤滑で潤滑がなされる。この遊星歯車装置１１が駆動されると、上述のとおり、キャリア１４によって支持された複数の遊星歯車１３が自転しつつ公転する。油浴潤滑では、この際に遊星歯車１３が油槽中の潤滑油に出入りし、油に浸かったときに、遊星歯車軸１６に設けられた油孔などから油が流入される。これにより、遊星歯車１３のニードル軸受１５やスラストプレート１の摺接面となる平面部に潤滑油が供給される。
【００２２】
本発明のスラストプレート１の厚みは１ｍｍ〜５ｍｍであり、内径と外径は（内径：外径）＝（２５ｍｍ：４５ｍｍ）〜（１２０ｍｍ：２００ｍ）である。特に、外径７０ｍｍをこえるスラストプレートを射出成形で製造すると、平面（スラスト面）上に歪みが生じ易くなる。建設機械に用いられる遊星歯車装置は、比較的大型であり、外径７０ｍｍをこえるスラストプレートなども採用されている。このような外径７０ｍｍをこえるスラストプレートであっても本発明を採用することで、スラスト面の熱板プレスでの形状の矯正なく、射出成形のみで高い平面精度で製造できる。また、外径７０ｍｍ未満のスラストプレートでは平面上の歪みが生じ難いが、本発明を採用することでさらに平面精度が高くなる。
【００２３】
本発明の合成樹脂製スラストプレートの一実施例を図１および図２に基づいて説明する。図１はスラストプレートの斜視図であり、図２（ａ）は図１のスラストプレートの正面図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。図１に示すように、この形態のスラストプレート１は、中空円盤状（円環平板状）の部材であり、スラスト面１ａとその反対面であるスラスト面１ｂとが平面形状である。スラストプレート１は、合成樹脂の成形体であり、射出成形可能な合成樹脂を材料とし、射出成形によって該形状に製造される。また、スラストプレート１は、円盤の外周の一部を切り欠いた回り止め部４を有する。この回り止め部４をキャリア（図５参照）の一部に係合させることで、スラストプレート１のキャリアに対する相対回転を防止することができる。ここで、スラストプレート１は、両スラスト面に放射状の３本の溝２、３を有する。この放射状の溝２、３は、それぞれのスラスト面において、円盤の内周から外周に貫通する凹部として形成されている。遊星歯車装置の駆動時には、これらの溝が潤滑溝となり、該溝がない場合と比較して、平面部への潤滑油の供給性が向上する。
【００２４】
図１および図２に示すように、一方のスラスト面１ａの溝２と、他方のスラスト面１ｂの溝３の数が同一（３本）である。また、スラスト面１ａにおいて、３本の溝２は、円盤中心角で等角度間隔に設けられている。すなわち、隣り合う溝同士の角度間隔θ１は１２０°である。また、溝の位置は、円盤中心から溝の周方向略中央を通る線の位置とする。スラスト面１ｂにおいても同様に、３本の溝３は、円盤中心角で等角度間隔（１２０°毎）に設けられている。本発明のスラストプレート１では、このような構成において、スラスト面１ａの溝２と、スラスト面１ｂの溝３とが、円盤の周方向で重ならないように、スラスト面の裏と表で互い違いに配置されていることを特徴とする。この構成により、平面（スラスト面１ａ、１ｂ）上の歪みが、スラスト面１ａの溝２とスラスト面１ｂの溝３によって緩和され、射出成形した後であっても使用可能な状態が維持できる。それにより、スラスト面の熱板プレスでの形状の矯正が不要にできる。
【００２５】
また、図２に示す例では、スラスト面１ａの溝２と、スラスト面１ｂの溝３とが、円盤中心角で６０°のずれを有するように配置されている。スラスト面１ａの溝２とスラスト面１ｂの溝３とが、スラスト面の裏と表で互い違いに配置されており、これを円盤直上からみると隣り合う角度間隔θ２が６０°である。すなわち、同一側のスラスト面において隣り合う溝同士の角度間隔（１２０°）の１／２の角度のずれを有するように配置されている。これにより、一方のスラスト面の溝同士の間の周方向中央に、他方のスラスト面の溝が配置されることになる。この構成により、平面（スラスト面１ａ、１ｂ）上の歪みが、より緩和される。このため、外径が大きく、例えば外径７０ｍｍをこえるスラストプレートであっても、スラスト面の熱板プレスでの形状の矯正なく、射出成形のみで高い平面精度で製造できる。
【００２６】
本発明の合成樹脂製スラストプレートの他の実施例を図３に基づいて説明する。図３（ａ）は該スラストプレートの正面図であり、図３（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。図３に示すように、この形態のスラストプレート１は、溝の数および配置以外は、図１のスラストプレートと同様である。スラストプレート１は、両スラスト面に放射状の４本の溝２、３を有する。図３に示すように、一方のスラスト面１ａの溝２と、他方のスラスト面１ｂの溝３の数が同一（４本）である。また、スラスト面１ａにおいて、４本の溝２は、円盤中心角で等角度間隔に設けられている。すなわち、隣り合う溝同士の角度間隔θ３は９０°である。スラスト面１ｂにおいても同様に、４本の溝３は、円盤中心角で等角度間隔（９０°毎）に設けられている。この構成において、スラスト面１ａの溝２と、スラスト面１ｂの溝３とが、円盤の周方向で重ならないように、スラスト面の裏と表で互い違いに配置されている。
【００２７】
図３に示す例では、スラスト面１ａの溝２と、スラスト面１ｂの溝３とが、円盤中心角で４５°のずれを有するように配置されている。スラスト面１ａの溝２とスラスト面１ｂの溝３とが、スラスト面の裏と表で互い違いに配置されており、これを円盤直上からみると隣り合う角度間隔θ４が４５°である。この構成により、図２の場合と同様に、一方のスラスト面の溝同士の間の周方向中央に、他方のスラスト面の溝が配置され、平面（スラスト面１ａ、１ｂ）上の歪みが、スラスト面１ａの溝２とスラスト面１ｂの溝３によって緩和され、図２の場合と同様の効果が得られる。
【００２８】
本発明において、片面のスラスト面における溝の数は図２（３本）や図３（４本）に限定されないが、３本以上であることが好ましい。なお、いずれの本数であっても両面同じ本数とする。溝の数は最大で８本までとする。溝の数を最低３本（図２）とするのは、２本では平面上の歪みが十分に消えないためであり、最大８本とする理由は、溝の面積が多くなることで摺動面積が小さくなり、面圧が高くなるためである。最も好ましいのは、図３に示す片面４本の場合である。
【００２９】
溝の形状について、図４に基づいて説明する。なお、図４ではスラスト面１ａの溝２を図示して説明するが、スラスト面１ｂの溝３の場合も同じである。溝の深さＤは、スラストプレートの厚さの６／１００〜４／１０の範囲に設定することが好ましい。ただし、スラストプレートの厚さが１ｍｍ〜２ｍｍの場合は、スラストプレートの最薄部が０．７ｍｍ以上を確保する必要がある。また、スラストプレートの厚さが２ｍｍ以上のものは溝深さ０．５ｍｍ以上を確保する必要がある。いずれも、この範囲外であれば、スラストプレートの平面上の歪みを除くことが困難である。なお、溝の深さＤは、スラスト面（図４ではスラスト面１ａ）から溝底部までの深さであり、溝底が傾斜面などである場合には、最深部までの深さである。
【００３０】
溝の幅Ｗは、スラストプレートの外径寸法の１／２０〜１／１０の範囲に設定することが好ましい。具体的には、４ｍｍ〜１５ｍｍに設定することが好ましい。また、溝の半径方向の断面形状は、平面部であるスラスト面１ａと溝２とのエッジ部がテーパ（図４（ｂ））または曲面（図４（ｃ））に形成されていることが好ましい。こうすることで、平面部への潤滑油の供給がスムーズに行えるようになる。溝の断面形状をテーパや曲面とする場合における上述の溝の幅Ｗは、このテーパ部や曲面部を含めた幅とする。なお、テーパまたは曲面のスラスト面に対する角度θ５は３０°以下が潤滑油の排出性に優れ好ましい。
【００３１】
また、複数の溝は、そのすべてが円盤の内周から外周へかけて一様に等しい幅、等しい深さ、等しい溝断面形状に形成されることが好ましい。上述の図２と図３の場合は、このような形状とされている。溝が、スラスト面の裏と表で互い違いに等間隔で配置され、かつ、すべて等しい形状とされることで、平面上の歪みがより緩和される。
【００３２】
本発明のスラストプレートを形成する合成樹脂は、射出成形可能であり、使用温度以上の耐熱性を有す合成樹脂であれば任意のものを使用できる。例えば、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、およびフェノール（ＰＦ）樹脂などが挙げられる。油圧ショベル、油圧クレーンなどの走行装置、旋回装置、油圧クレーン用ロープウィンチなどに用いられる遊星歯車装置の遊星歯車とキャリア間に配置し、遊星歯車軸を挿通させて使用されるスラストプレートであれば、８０℃以上の耐熱性が求められる。上記例示した樹脂であれば、この用途にも好適に利用できる。また、この合成樹脂には、必要に応じて、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維などの繊維状補強材や、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、ウォラストナイトなどの無機充填材を配合することができる。
【００３３】
本発明のスラストプレートは、上記合成樹脂を材料とし、射出成形によって所定形状に製造される。スラストプレートの両スラスト面は、射出成形によって仕上げられている。そのため、両スラスト面の表面はスキン層が形成されている。スキン層は樹脂成分がリッチな状態（樹脂成分比率が高い状態）になるため、合成樹脂に配合される補強材などが表出し難く、ガラス繊維などの補強材を配合しても相手材を攻撃し難い。なお、溝も後加工ではなく、両スラスト面の射出成形と同時に形成されるようにする。射出成形時において、ゲートの位置および個数は適宜設定できるが、ゲート痕や、成形時に溶融樹脂が合流する領域に形成されるウェルド部が、スラストプレートの溝の部分に位置することを回避するように設計することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の合成樹脂製スラストプレートは、熱板プレスによる平面形状の矯正を不要とすることができるので、低コストなスラストプレートとして広く利用できる。主に、油圧クレーンなどの走行装置、旋回装置、油圧クレーン用ロープウィンチなどの建設機械に用いられる遊星歯車装置において、遊星歯車とキャリアとの間に介在させるスラストプレートとして利用でき、特に外径が７０ｍｍをこえるようなスラストプレートとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  合成樹脂製スラストプレート
２  溝（一方のスラスト面）
３  溝（他方のスラスト面）
４  回り止め部
１１  遊星歯車装置
１２  太陽歯車
１３  遊星歯車
１４  キャリア
１５  ニードル軸受
１６  遊星歯車軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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