(57)【要約】【課題】潤滑不良によるスラストプレート自体の摩耗を防止するスラストプレートを提供することを目的とする。【解決手段】スラストプレート１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介装され、一方のスラスト面１ａが遊星歯車と当接し、他方のスラスト面１ｂがキャリアと当接するものであって、両スラスト面１ａ、１ｂのそれぞれに溝２、３を有し、溝２、３内に繊維が植毛された植毛部５を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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介装されるスラストプレートであって、
前記スラストプレートは、少なくとも一方のスラスト面に溝を有し、
前記溝内に、繊維が植毛された植毛部を有することを特徴とするスラストプレート。
【請求項２】
前記繊維が、合成樹脂繊維であることを特徴とする請求項１記載のスラストプレート。
【請求項３】
前記繊維が、前記スラスト面から突出しないことを特徴とする請求項１または請求項２記載のスラストプレート。
【請求項４】
前記スラストプレートが、合成樹脂製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項記載のスラストプレート。
【請求項５】
前記合成樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項４記載のスラストプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車装置に使用可能な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】
特許文献１などの従来のスラストプレートでは、遊星歯車側やキャリア側のプレート面（スラスト面）は潤滑油によって潤滑されている。しかしながら、長時間の使用などによっては油膜切れなどの潤滑不良が発生し、それに伴いスラストプレート自体が摩耗してしまう場合がある。
【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、潤滑不良によるスラストプレート自体の摩耗を防止する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介装されるスラストプレートであって、上記スラストプレートは、少なくとも一方のスラスト面に溝を有し、該溝内に、繊維が植毛された植毛部を有することを特徴とする。
【０００８】
上記繊維が、合成樹脂繊維であることを特徴とする。また、上記繊維が、上記スラスト面から突出しないことを特徴とする。
【０００９】
上記スラストプレートが、合成樹脂製であることを特徴とする。上記合成樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
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介装され、少なくとも一方のスラスト面に溝を有し、該溝内に繊維が植毛された植毛部を有するので、遊星歯車装置の駆動時にはこの溝が潤滑溝となり、該溝がない場合と比較してスラスト面への潤滑油の供給性が向上する。また、この溝内に繊維が植毛された植毛部を有するので、植毛部の繊維間に潤滑油が保持され、スラスト面に持続的に潤滑油を供給できる。これにより、潤滑不良によるスラストプレート自体の摩耗を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】溝の断面形状を示す図である。
【図４】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】
【００１２】
本発明のスラストプレートを適用する遊星歯車装置の一例を図４に基づいて説明する。図４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４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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
本発明の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４参照）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、スラスト面１ａ、１ｂへの潤滑油の供給性が向上する。
【００１６】
本発明のスラストプレートは、図１および図２に示すように、溝２および溝３内のそれぞれに繊維が植毛された植毛部５を有する。植毛部５は、溝２および溝３の形状に沿って形成されている。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の数は同一（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。
【００１７】
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、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°となっている。これにより、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、合成樹脂製とする場合でも射出成形のみで高い平面精度とできる。
【００１８】
図２において、植毛部５は３本の溝２にそれぞれ形成されており、また、３本の溝３にそれぞれ形成されている。本発明では、スラストプレート１の溝２、３に植毛部５を設けることにより、溝２、３における潤滑油の保持性を向上させ、両スラスト面１ａ、１ｂに潤滑油を持続的に供給可能としている。
【００１９】
植毛部５に用いる繊維（短繊維）としては、植毛用短繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂繊維、（２）カーボン繊維、グラスファイバーなどの無機繊維、（３）レーヨン、アセテートなどの再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。油による膨潤や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、均質な繊維を多量に生産でき、安価に入手できるため、上記の中でも合成樹脂繊維を用いることが好ましい。
【００２０】
合成樹脂繊維の形状としては特に限定されないが、溝の深さを考慮して、その長さを決定することが好ましい。図３には、形状の異なる溝の断面拡大図を示す。溝の深さＤは、スラスト面（図３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。図３に示すように、植毛部５の繊維は、溝（図３では溝２）の溝底部に略垂直に植毛されている。ここで、スラストプレート１の軸方向断面において、植毛部５の繊維がスラスト面１ａから突出しないことが好ましい。つまり、植毛部５の繊維の長さＬは、溝の深さＤよりも小さいことが好ましい。そうすることで、植毛部５の繊維がスラスト面１ａの表面からはみ出さず、遊星歯車やキャリアとの摺動をスムーズにすることができる。なお、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。
【００２１】
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。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３（ｂ））または曲面（図３（ｃ））に形成されていることが好ましい。こうすることで、植毛部５を介したスラスト面１ａ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θ３は３０°以下が潤滑油の排出性に優れ好ましい。
【００２２】
このような繊維の具体的な形状としては、例えば、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが挙げられる。また、植毛部の繊維の密度としては、植毛した面積あたりに繊維の占める割合が１〜４０％が好ましい。また、繊維の形状としては、ストレートとベンド(繊維の先端が曲がっている)タイプのものがあり、また、断面形状は円状と多角断面状のものがある。多角形状断面の繊維を利用することで、円形断面の繊維よりも大きな表面積とすることができ、潤滑油などの保持性が向上する。
【００２３】
植毛部５は、繊維をスラストプレート１の溝の溝底部に、例えば植毛塗装することで形成できる。植毛塗装方法としては、吹き付けや静電植毛を採用できる。任意の箇所に多量の繊維を短時間で密に、垂直に植毛できることから、静電植毛を採用することが好ましい。静電植毛方法としては、公知の方法を採用できる。例えば、静電植毛方法として、（１）スラストプレート１の静電植毛を施す範囲（例えば溝２の溝底部）に接着剤を塗布する工程、（２）帯電させた繊維を溝２の溝底部に吹き付け静電気力により上記接着剤塗布面に略垂直に植毛する工程、（３）繊維が仮付着した表面を乾燥させて接着剤の硬化反応を十分に行ない、繊維を非接触面の表面に固着させる工程などを含む方法が挙げられる。
【００２４】
静電植毛に使用できる接着剤としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２５】
本発明において、溝の形成位置は、図２（両スラスト面）に限定されず、少なくとも一方のスラスト面に形成すればよい。例えば、スラストプレートをキャリアに対して回転不能な構成とする場合は、摺動面となる遊星歯車側のスラスト面にのみ溝を形成すればよい。また、各スラスト面における溝の数は図２（３本）に限定されず、任意の本数にできる。さらに、図２では、溝を円盤の内周から外周に貫通する凹部として放射状に形成したが、これに限定されず、例えば、周方向に沿った溝としてもよい。いずれの形態においても、スラスト面に形成された溝に植毛部を設けることで、潤滑油の保持性と、スラスト面への潤滑油の供給性を高めることができる。
【００２６】
本発明のスラストプレートの本体（植毛部以外）を合成樹脂製とする場合、合成樹脂としては、射出成形可能であり、使用温度以上の耐熱性を有するものであれば任意の樹脂を使用できる。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。
【００２７】
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。さらに、上記樹脂の中でもＰＡ樹脂を用いることが好ましい。また、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できる。
【００２８】
合成樹脂製のスラストプレートの本体は、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、スラスト面の射出成形と同時に形成されるようにする。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のスラストプレートは、潤滑不良によるスラストプレート自体の摩耗を防止できるので、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好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  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
５  植毛部
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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