(57)【要約】【課題】加工時に歯の精度を確保し、製作時間を短縮し、製作コストを下げるとともに、材料の不均一性や加工歪、熱歪等による歯の精度の低下を抑制して、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上したベアリングユニットを提供すること。【解決手段】内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車１５０と噛み合う歯１１１およびベアリングを形成するフランジ１３２を有する円筒歯車１１０からなるベアリングユニット１００において、円筒歯車１１０が複数の歯車モジュール１２０、１３０、１４０を軸方向に複数の層に重ねて固定されて形成されていること。【選択図】図１
2011112120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットにおいて、
前記円筒歯車が、内周あるいは外周に他の歯車と噛み合う歯を有する複数の歯車モジュールを軸方向に複数の層に重ねて固定されて形成されていることを特徴とするベアリングユニット。
【請求項２】
前記複数の歯車モジュールが、すべての層で周方向に複数に分割されてなり、
前記円筒歯車が、複数の歯車モジュールの分割位置の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベアリングユニット。
【請求項３】
前記円筒歯車が、複数の歯車モジュールの歯の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベアリングユニット。
【請求項４】
前記ベアリングを形成するフランジが、前記複数の歯車モジュールのうちの少なくとも軸方向の一つの層の歯車モジュールの外周あるいは内周に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のベアリングユニット。
【請求項５】
前記歯車モジュールの歯が、少なくとも他の歯車モジュールの歯と隣接する側の端縁に凹状溝部を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のベアリングユニット。
【請求項６】
前記歯車モジュールが、一般的な歯車材料で形成され熱処理が施されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベアリングユニット。
【請求項７】
前記歯車モジュールが、耐摩耗性鋼板で形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベアリングユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットに関し、特に建設機械やクレーン等の大型機械の旋回部に適用するのに好適なベアリングユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットが周知である。
周知のベアリングユニットは、一つの素材から歯切り盤等の工作機械によって加工されて製作される（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６１５７４号（第５頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記周知のベアリングユニットは、大型で歯の軸方向の長さも長いため、加工時に歯の精度を確保することが困難であるとともに、製作時間も長くなり、製作コストも非常に高くなるという問題があった。
また、材料の不均一性、加工による歪、あるいは、熱処理等の後処理における歪の影響によっても歯の精度が低いため、運転時の騒音や回転むらの原因となるとともに、摩耗や破損等の虞があり耐久性に問題があった。
【０００５】
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、加工時に歯の精度を確保し、製作時間を短縮し、製作コストを下げるとともに、材料の不均一性や加工歪、熱歪等による歯の精度の低下を抑制して、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上したベアリングユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本請求項１に係る発明は、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットにおいて、前記円筒歯車が、内周あるいは外周に他の歯車と噛み合う歯を有する複数の歯車モジュールを軸方向に複数の層に重ねて固定されて形成されていることにより、前記課題を解決するものである。
【０００７】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記複数の歯車モジュールが、全ての層で周方向に複数に分割されてなり、前記円筒歯車が、複数の歯車モジュールの分割位置の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【０００８】
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記円筒歯車が、複数の歯車モジュールの歯の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【０００９】
本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記ベアリングを形成するフランジが、前記複数の歯車モジュールのうちの少なくとも軸方向の一つの層の歯車モジュールの外周あるいは内周に形成されていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１０】
本請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記歯車モジュールの歯が、少なくとも他の歯車モジュールの歯と隣接する側の端縁に凹状溝部を有していることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１１】
本請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記歯車モジュールが、一般的な歯車材料で形成され熱処理が施されたものであることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１２】
本請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載されたベアリングユニットの構成に加えて、前記歯車モジュールが、耐摩耗性鋼板で形成されたものであることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本請求項１に係る発明のベアリングユニットは、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットにおいて、円筒歯車が、内周あるいは外周に他の歯車と噛み合う歯を有する複数の歯車モジュールを軸方向に複数の層に重ねて固定されて形成されていることにより、個々の歯車モジュールの歯の軸方向長さが短くなることで、加工時に歯の精度の確保が可能となるとともに、製作時間を短縮し、製作コストを下げることができる。
【００１４】
また、個々の歯車モジュール毎に交換が可能となるため、ベアリングユニットの一部に破損や欠陥が生じた場合でも、破損や欠陥のある歯車モジュールのみを交換、補修することが可能となるため、メンテナンスのコストを下げることができる。
【００１５】
また、個々の歯車モジュールが小さくなり、厚みも薄くなることで、材料の不均一性や加工歪、熱歪等による歯の精度の低下が抑制され、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができる。
【００１６】
本請求項２に係る発明のベアリングユニットは、請求項１に係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、複数の歯車モジュールが全ての層で周方向に複数に分割されてなり、円筒歯車が、複数の歯車モジュールの分割位置の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることにより、円周状の歯車モジュールや固定用の円周部材を使用する必要がないため、さらに製作コストを下げることができるとともに、周方向の分割点が分散され、さらに運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができる。
【００１７】
本請求項３に係る発明のベアリングユニットは、請求項１または請求項２に係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、円筒歯車が、複数の歯車モジュールの歯の位相をずらして軸方向に重ねて固定されて形成されていることにより、運転時の他の歯車との噛み合いが円滑となり、さらに運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができる。
【００１８】
本請求項４に係る発明のベアリングユニットは、請求項１乃至請求項３のいずれかに係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、ベアリングを形成するフランジが、複数の歯車モジュールのうちの少なくとも軸方向の一つの層の歯車モジュールの外周あるいは内周に形成されていることにより、ベアリングを形成するフランジを必要な厚さ分のみ確保すればよく、全体が小型化し加工個所も少なくなることで、さらに製作時間を短縮し、製作コストを下げることができる。
【００１９】
本請求項５に係る発明のベアリングユニットは、請求項１乃至請求項４のいずれかに係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、歯車モジュールの歯が、少なくとも他の歯車モジュールの歯と隣接する側の端縁に凹状溝部を有していることにより、歯車の軸方向中間部に潤滑油を保持する空間を設けることができるため、さらに運転時の他の歯車との噛み合いが円滑となり、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができる。
【００２０】
本請求項６に係る発明のベアリングユニットは、請求項１乃至請求項５のいずれかに係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、歯車モジュールが一般的な歯車材料で形成され熱処理が施されたものであることにより、耐久性、耐摩耗性を低下させることなく、製作時間を短縮し、製作コストを下げるとともに運転時の騒音や回転むらを防止することができる。
【００２１】
本請求項７に係る発明のベアリングユニットは、請求項１乃至請求項５のいずれかに係るベアリングユニットが奏する効果に加えて、歯車モジュールが耐摩耗性鋼板で形成されたものであることにより、加工が容易で熱処理を必要とせず、さらに製作時間を短縮し、製作コストを下げるとともに、運転時の騒音や回転むらを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例のベアリングユニットの斜視図。
【図２】本発明の一実施例のベアリングユニットの断面図。
【図３】本発明の一実施例のベアリングユニットの一部断面説明図。
【図４】本発明の一実施例のベアリングユニットの歯の拡大図。
【図５】本発明の一実施例のベアリングユニットの歯の合わせ部の断面図。
【図６】本発明の他の実施例のベアリングユニットの斜視図。
【図７】本発明の第２実施例のベアリングユニットの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、内周あるいは外周に、それぞれ他の歯車と噛み合う歯およびベアリングを形成するフランジを有する円筒歯車からなるベアリングユニットにおいて、前記円筒歯車が、内周あるいは外周に他の歯車と噛み合う歯を有する複数の歯車モジュールを軸方向に複数の層に重ねて固定されて形成されており、加工時に歯の精度の確保が可能となるとともに、製作時間を短縮し、製作コストを下げ、材料の不均一性や加工歪、熱歪等による歯の精度の低下が抑制され、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上するものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【００２４】
すなわち、本発明のベアリングユニットの歯車モジュールの個数は、個々の歯車モジュールが加工時に歯の精度の確保が可能となり、製作時間を短縮し、製作コストを下げるものであれば、何個であっても良い。
また、複数の歯車モジュールの固定は、ボルトやナット等で固定されても良く、いかなる方法で固定されても良い。
【実施例１】
【００２５】
以下に、本発明の一実施例であるベアリングユニットについて、図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例であるベアリングユニット１００は、図１乃至図３に示すように、内周側に他の歯車１５０と噛み合う歯１１１を有し、外周側にベアリングを形成するフランジ１３２を有する円筒歯車１１０からなる。
【００２６】
円筒歯車１１０は、軸方向（歯幅方向）および周方向に、複数の歯車モジュール１２０、１３０、１４０に分割されており、上方の層を形成する上方歯車モジュール１２０、中央の層を形成する中央歯車モジュール１３０および下方の層を形成する下方歯車モジュール１４０が、その周方向の分割位置の位相をずらしてそれぞれの歯車モジュール１２０、１３０、１４０に設けられたボルト孔１２３、１３３、１４３にボルト(図示せず)を挿通して一体に固定される。
【００２７】
中央歯車モジュール１３０の外周側は、他の歯車モジュール１２０、１４０より大径に形成されたフランジ１３２が設けられており、該フランジ１３２の上下にスラストベアリング１０１、外周側にラジアルベアリング１０２が当接することでベアリングを形成している。
【００２８】
また、図４、図５に一部示すように、中央歯車モジュール１３０の歯１３１、下方歯車モジュール１４０の歯１４１のそれぞれの上方の端縁、および、上方歯車モジュール１２０の歯１２１、中央歯車モジュール１３０の歯１３１のそれぞれの下方の端縁には、それぞれ凹状溝部１２４、１３４、１４４が設けられている。
【００２９】
そして、上方歯車モジュール１２０、中央歯車モジュール１３０および下方歯車モジュール１４０を重ねて固定した際には、それぞれの歯１２１、１３１、１４１の端縁の境界部に凹状溝部１２４、１３４、１４４により空間が構成され、該空間に潤滑油が保持される。
【００３０】
以上のように構成されたベアリングユニット１００によれば、各歯車モジュール１２０、１３０、１４０の歯１２１、１３１、１４１を、汎用の工作機械で加工可能で、材料の不均一性や加工歪、熱歪等の影響の少ない厚みとすることが可能となる。
また、各歯車モジュール１２０、１３０、１４０をＨＡＲＤＯＸ（登録商標)等の耐摩耗性鋼板とすることが可能となり、機械加工後の熱処理を省略することも可能となる。
【００３１】
このことで、加工時に歯１１１の精度の確保が可能となり、製作時間を短縮し、製作コストを下げることができるとともに、歯１１１の精度の低下が抑制されることで、運転時の騒音や回転むらが防止され、摩耗や破損等が抑制され耐久性が向上する。
【００３２】
また、個々の歯車モジュール１２０、１３０、１４０毎に交換が可能となるため、ベアリングユニットの一部に破損や欠陥が生じた場合でも、破損や欠陥のある歯車モジュール１２０、１３０，１４０のみを交換、補修することが可能となるため、メンテナンスのコストを下げることができる。
【００３３】
また、凹状溝部１２４、１３４、１４４により構成された空間が、歯１１１全体の軸方向中間部に潤滑油を保持する空間として機能するため、潤滑油の供給が円滑となることで、さらに、運転時の騒音が防止され、摩耗や破損等が抑制され耐久性が向上する。
【００３４】
さらに、各歯車モジュール１２０、１３０、１４０の歯１２１、１３１、１４１の位相をずらしても良く、それに対応した歯型の歯車１５０を噛み合わせることで、歯１２１、１３１、１４１の噛み合い開始点を分散させることができ、運転時の他の歯車１５０との噛み合いが円滑となり、さらに運転時の騒音や回転むらが防止され、摩耗や破損等が抑制され耐久性が向上する。
【実施例２】
【００３５】
本発明の他の実施例であるベアリングユニット２００は、図６、図７に示すように、外周側に他の歯車と噛み合う歯２１１を有し、内周側にベアリングを形成するフランジ２３２を有する円筒歯車２１０からなる。
【００３６】
前述の実施例と同様に、円筒歯車２１０は、軸方向（歯幅方向）および周方向に、複数の歯車モジュール１２０、１３０、１４０に分割されており、上方歯車モジュール２２０、中央歯車モジュール２３０および下方歯車モジュール２４０が、その周方向の分割位置の位相をずらしてそれぞれの歯車モジュール２２０、２３０、２４０に設けられたボルト孔２２３、２３３、２４３にボルト(図示せず)を挿通して固定され、中央歯車モジュール２３０の内周側は、他の歯車モジュール２２０、２４０より小径に形成されたフランジ２３２が設けられており、該フランジ２３２の上下にスラストベアリング、内周側にラジアルベアリングが当接することでベアリングを形成している。
【００３７】
以上説明したように、本発明によれば、加工時に歯の精度の確保が可能となるとともに、製作時間を短縮し、製作コストを下げることができるとともに、材料の不均一性や加工歪、熱歪等による歯の精度の低下が抑制され、運転時の騒音や回転むらを防止し、耐久性を向上することができるなど、その効果は甚大である。
【００３８】
なお、上記実施例では、歯車モジュールの軸方向の層を３層とし、中央の歯車モジュールにベアリングを形成するフランジを設けたが、歯車モジュールを２層あるいは４層以上としても良く、ベアリングを形成するフランジは、最上部、最下部の層の歯車モジュールを含んでいずれの層の歯車モジュールに設けても良い。
【００３９】
また、歯車モジュールの周方向の分割数は、加工が容易となる大きさに分割できれば、いかなる数に分割されても良く、全ての層で同一の分割数でも異なる分割数でも良い。
また、いずれかの層の歯車モジュールを周方向に分割せずに円周状としても良く、歯を持たない固定用の円周リング層を設けても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１００、２００  ・・・ベアリングユニット
１０１          ・・・スラストベアリング
１０２          ・・・ラジアルベアリング
１１０、２１０  ・・・円筒歯車
１２０、２２０  ・・・上方歯車モジュール
１２１、２２１  ・・・歯
１２３、２２２  ・・・ボルト孔
１３０、２３０  ・・・中央歯車モジュール
１３１、２３１  ・・・歯
１３２、２３２  ・・・フランジ
１３３          ・・・ボルト孔
１３４          ・・・凹状溝部
１４０、２４０  ・・・下方歯車モジュール
１４１、２４１  ・・・歯
１４３          ・・・ボルト孔
１４４          ・・・凹状溝部
１５０          ・・・歯車
【図１】
2011112120.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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