(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面滑り軸受システムにおいて、
外輪と、
この外輪内に摺動自在に保持される内輪とを備え、
この内輪には、内部を通って外周面に抜ける給脂流路を有したピンが周方向に摺動自在に挿入されるとともに、当該ピンとの隙間および前記外輪との隙間を連通させる連通流路が設けられ、
前記給脂流路の出口は、前記ピンの軸方向に沿った前記内輪の幅方向の一方の端部近傍で前記内輪の幅内の位置に少なくとも１つ設けられ、
前記連通流路の入口は、前記内輪の内周面の幅方向の他方の端部近傍に設けられている
ことを特徴とする球面滑り軸受システム。
【請求項２】
請求項１記載の球面滑り軸受システムにおいて、
前記ピンと内輪との隙間における当該ピンの軸方向の両端部には、グリースが当該隙間から漏れるのを抑制する漏れ抑制手段が設けられている
ことを特徴とする球面滑り軸受システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の球面滑り軸受システムにおいて、
前記内輪の内周面の前記給脂流路の出口に対応する箇所に、周方向に沿って連続した溝が設けられている
ことを特徴とする球面滑り軸受システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の球面滑り軸受システムにおいて、
前記連通流路の出口は、前記ピンの軸方向に沿った前記内輪の幅方向略中央部の外周面に設けられている
ことを特徴とする球面滑り軸受システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内輪に対してピンが摺動自在に挿入される球面滑り軸受システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械においては、油圧シリンダやその他の構造体をピン接合によってフレーム等に接合することが行われており、ピン接合の場合、特に大型の建設機械においては、球面滑り軸受システムが用いられる（特許文献１）。
球面滑り軸受は、環状の外輪と、同じく環状に形成され、かつ外輪内に摺動自在に嵌め込まれた内輪とを備え、内輪にはピンが挿入され、このピンがフレームに固定される。【０００３】
また、建設機械に用いられるような大型の球面滑り軸受システムでは、外輪と内輪との間で任意の方向への回動運動を許容するように摺動を生じさせる他、内輪とピンとの間でも周方向に摺動が生じるようになっている。これは、内輪とピンとの間に所定の隙間を持たせているからであり、隙間を持たせることで内輪に対するピンの挿入を容易にし、重量部品となるピンの組込性を向上させている。【０００４】
ところで、摺動が外輪と内輪との間、および内輪とピンとの間のように、２つの隙間部分で行われる場合には、その両方の部分に給脂する必要が生じる。そして、給脂ラインとしては、前記特許文献に記載のように、グリースを外輪の外側から給脂する構造もあるが、球面滑り軸受が設けられる条件によっては、グリースをピンの内部を通して給脂する構造のものもある。【０００５】
ピン内部を通して給脂する構造では先ず、ピンの内部から外周面へと連通させた給脂流路からグリースを吐出させて当該ピンと内輪との間に給脂し、ここからさらに、内輪に設けられた連通流路を通してグリースを内輪と外輪との間に導いて給脂する。これにより、２つの隙間部分にグリースを充填し、摺動面間の潤滑を行う。【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１４１３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ピン内部を通して給脂する構造において、ピンおよび内輪間の隙間と、内外輪間の隙間とを比較すると、その構造上、内外輪間の隙間の方が大きく、ピンおよび内輪間の隙間の方が小さい。このため、初期の給脂においては、両方の隙間に満遍なく給脂されるものの、その後にグリースを補充するために行われる給脂では、流路抵抗の少ない方、すなわち隙間の大きい内外輪間に多く給脂されるようになる。【０００８】
このような状態が継続されると、隙間の小さいピンおよび内輪間への給脂量が少なくなるため、その部分の潤滑が良好に行われなくなり、摺動面が加熱されてグリースの劣化が促進される。その結果、内外輪間にグリースを導くための連通流路にも、劣化した固体状のグリースが入り込んでしまうことがあり、こうなると、連通流路が詰まって内外輪間への給脂も良好に行われなくなり、軸受全体が加熱されて焼き付きを起こし、内輪が破損するという問題につながる。【０００９】
本発明の目的は、ピン内部を通して給脂する構造であっても、焼き付きを確実に防止して耐久性を向上させることができる球面滑り軸受システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係る球面滑り軸受システムは、外輪と、この外輪内に摺動自在に保持される内輪とを備え、この内輪には、内部を通って外周面に抜ける給脂流路を有したピン（軸）が周方向に摺動自在に挿入されるとともに、当該ピンとの隙間および前記外輪との隙間を連通させる連通流路が設けられ、前記給脂流路の出口は、前記ピンの軸方向に沿った前記内輪の幅方向の一方の端部近傍で前記内輪の幅内の位置に少なくとも１つ設けられ、前記連通流路の入口は、前記内輪の内周面の幅方向の他方の端部近傍に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る球面滑り軸受システムは、第１発明において、前記ピンと内輪との隙間における当該ピンの軸方向の両端部には、グリースが当該隙間から漏れるのを抑制する漏れ抑制手段が設けられていることを特徴とする。
第３発明に係る球面滑り軸受システムは、第１発明又は第２発明において、前記内輪の内周面の前記給脂流路の出口に対応する箇所に、周方向に沿って連続した溝が設けられていることを特徴とする。【００１２】
第４発明に係る球面滑り軸受システムは、第１発明乃至第３発明のいずれかの発明において、前記連通流路の出口は、前記ピンの軸方向に沿った前記内輪の幅方向略中央部の外周面に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上において、第１発明によれば、ピンの給脂流路の出口から吐出したグリースは、内輪との隙間から当該内輪に設けられた連通流路の入口に入り込むのであるが、この際にグリースは、隙間の略全長（ピンの軸方向に沿った長さ）にわたって流れた後に連通流路の入口に流入するので、この隙間にグリースが十分に行きわたって充填されるようになり、潤滑が良好に行われ、摺動面が加熱されることによる隙間内でのグリースの劣化が防止されるようになる。従って、内輪に設けられた連通流路が劣化したグリースによって詰まるようなことがなくなるから、グリースが内外輪間の隙間にも良好に行きわたるようになり、焼き付きが確実に防止されて耐久性が向上する。
また、給脂流路の出口を内輪の幅方向の一方の端部近傍で内輪の幅内の位置に少なくとも１つ設け、連通流路の入口を内輪の内周面の幅方向の他方の端部近傍に設けることにより、内輪の内周面とピンの外周面との隙間に一方の端部から他方の端部に向かってグリースが流れることとなるので、内輪の内周面とピンの外周面との隙間に確実にグリースを供給することができる。
【００１５】
第２発明によれば、ピンと内輪との隙間の軸方向の両端側にグリースの漏れ抑制手段を設けるので、この隙間を通ったグリースが内輪の連通流路に漏れなく流入するようになり、グリースの給脂が一層確実に行われるようになる。
第３発明によれば、給脂流路の出口に対応する箇所に周方向に沿って連続した溝が設けられていることにより、溝を介してグリースを内輪の内周面に一層良好に行きわたるようにすることができるので、焼き付きを一層確実に防止して耐久性をより向上させることができる。【００１６】
第４発明によれば、連通流路の出口を内輪の幅方向略中央部の外周面に設けることにより、グリースの流れを内側から外側に向かった流れとすることができるため、劣化したグリースを外側に排出することができ、連通流路に劣化したグリースが詰まることを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る球面滑り軸受が設けられた油圧シリンダの取付構造を示す斜視図。
【図２】油圧シリンダの全体図。
【図３】油圧シリンダの球面滑り軸受が設けられた部分を示す断面図。
【図４】油圧シリンダの球面滑り軸受が設けられた部分を示す正面図。
【図５】球面滑り軸受にピンが挿入された状態を示す断面図。
【図６】ピンを示す全体斜視図。
【図７】球面滑り軸受でのグリースの流れを説明するための第１参考例を示す模式図。
【図８】本発明の第２参考例を示す模式図。
【図９】本発明の実施形態を示す模式図。
【図１０】本発明の第３参考例を示す模式図。
【符号の説明】
【００１９】
１０…球面滑り軸受、１１…外輪、１２…内輪、１３，１５…隙間、１６…漏れ抑制手段であるシール、１８…連通流路、１８Ａ…入口、２０…ピン、２３…給脂流路、２３Ａ…出口、３６…漏れ抑制手段であるＯリング。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２において、油圧シリンダ１は、比較的大型の建設機械（例えば、油圧ショベルのブーム駆動用）に用いられるものであり、油圧が供給されるシリンダ本体３と、シリンダ本体３に対して進退するロッド４とを備えている。シリンダ本体３のボトム側端部と、ロッド４の先端部とには揺動側ボス５が設けられ、これらの揺動側ボス５に球面滑り軸受１０が組み込まれている。そして、シリンダ本体３側が建設機械の車両フレーム２に対してピン接合され、ロッド４側が図示略のブーム等にピン接合されている。
【００２１】
シリンダ本体３側において、球面滑り軸受１０は車両フレーム２に設けられた一対の固定側ボス６間に配置され、各固定側ボス６および球面滑り軸受１０には円柱状の軸であるピン２０が挿入される。ピン２０の基端側にはフランジ２１が設けられ、フランジ２１と一片の固定側ボス６とが図示略のボルトによって固定される。また、フランジ２１には回り止め２２が設けられており、回り止め２２が車両フレーム２側の係止部７に嵌め込まれ、止め部材８で固定されるようになっている。ロッド４側でも略同様な取付構造である。【００２２】
図３、図４において、球面滑り軸受１０は、揺動側ボス５に保持され、かつ内周面が凹状の球面に形成された外輪１１と、外周面が凸状の球面に形成され、かつ外輪１１内に嵌め込まれて任意の方向の回動運動を許容するように摺動する内輪１２とを備えている。外輪１１と内輪１２との隙間１３（図７）は、図５にも示すように、ピン２０の軸方向の両側において、環状のシール１４にてシールされ、このシール１４がシールハウジング１４Ａで保持されている。また、図５において、内輪１２とこれに挿入されるピン２０との隙間１５（図７）も、ピン２０の軸方向の両端側において、同様なシール１６にてシールされ、シール１６がシールハウジング１６Ａで保持されている。【００２３】
これらのシール１４，１６は、例えばポリウレタン製の合成樹脂からなり、径寸法は異なるが、断面形状が同一とされている。また、外輪１１と内輪１２との隙間１３をシールする大径のシール１４において、そのリップ（内周縁）は隙間１３の外側に向けて付勢されており、隙間１３からグリースが排出される際の抵抗を小さくしている。反対に、ピン２０と内輪１２との隙間１５をシールする小径のシール１６において、そのリップ（内周縁）は隙間１５の内側に向けて付勢され、その隙間１５からグリースが漏れるのを抑制している。すなわち、このシール１６が本発明の漏れ抑制手段として機能する。【００２４】
内輪１２の内周面には、周方向に沿って連続した３条の溝１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが設けられている。また、内輪１２の外周面には、周方向に沿った溝１２Ｄが、ピン２０の軸方向に沿った幅方向略中央に設けられている。
さらに、内輪１２の内部には、中央の溝１２Ａ，１２Ｄに対応した位置に等周間隔で複数（本実施形態では４つ）の連通流路１８が設けられている。各連通流路１８は、径方向に沿って貫通して穿設されており、ピン２０と内輪１２との隙間１５、および外輪１１と内輪１２との隙間１３を連通させている。つまり、連通流路１８の入口１８Ａが内周面で開口し、出口１８Ｂが外周面に開口しており、ピン２０と内輪１２との隙間１５を流れるグリースが入口１８Ａから流入し、出口１８Ｂから流出して外輪１１と内輪１２との隙間１３に導かれるのである。【００２５】
一方、図５、図６において、ピン２０の内部には、外部の給脂ラインが接続される給脂流路２３が設けられている。この給脂流路２３は、軸方向に沿って伸びた導入部２４と、径方向に沿った一対の分岐部２５とで形成され、分岐部２５の先端開口である給脂流路２３の出口２３Ａは、ピン２０の外周面で開口し、ピン２０と内輪１２との隙間１５にグリースを給脂可能とされている。この際、一対の出口２３Ａは、内輪１２の両側の溝１２Ｂ，１２Ｃに対応するように、軸方向に間隔をあけて穿設されている。【００２６】
以上の球面滑り軸受１０にピン２０が挿入された状態を図７に第１参考例として模式的に示した。この図において、隙間１３，１５等は誇張して描かれている。また、外輪１１および内輪１２においては、中央の軸線に対して一方側のみが示されている。後述する図９、図１０でも同様である。
【００２７】
図７中に矢印で示すように、ピン２０の給脂流路２３に供給されたグリースは、導入部２４から各分岐部２５を通って隙間１５の軸方向の両側近傍に流入する。隙間１５内に流入したグリースは先ず、溝１２Ｂ、１２Ｃを通って隙間１５の周方向に沿って流れ、溝１２Ｂ，１２Ｃを満たした後、軸方向に沿って両側から中央に向かって流れる。そして、中央の溝１２Ａで合流して溝１２Ａを満たし、さらに、溝１２Ａから連通流路１８の入口１８Ａに流入する。
つまり、グリースは、隙間１５をピン２０の軸方向に沿って略全長にわたって流れた後、連通流路１８の入口１８Ａに流入するのであり、このような流れとなるように、給脂流路２３の一対の出口２３Ａと連通流路１８の入口１８Ａとの位置関係が決められているのである。【００２８】
連通流路１８の出口１８Ｂから流出したグリースは、外周側の溝１２Ｄに沿って周方向に流れ、この溝１２Ｄを満たした後に隙間１３の軸方向両側に向かって流れ、隙間１３内に充填される。過度に充填されたグリース、あるいは新たなグリースの補充により押し出される古いグリースは、隙間１３を塞ぐシール１４との間を通って外部に排出される。【００２９】
以上によれば、以下の効果がある。
（１）すなわち、油圧シリンダ１に組み込まれた球面滑り軸受１０において、挿入されるピン２０には給脂流路２３の出口２３Ａが軸方向に間隔をあけて一対設けられ、内輪１２側の連通流路１８の入口１８Ａが軸方向の中央に設けられているので、出口２３Ａから流出したグリースを、隙間１５の軸方向の略全長にわたって流した後、連通流路１８の入口１８Ａに流入させることができ、隙間１５内では、グリースの充填が不十分となったり、古いグリースが滞留するような箇所をなくすことができ、隙間１５内でのグリースの劣化を防止できる。従って、連通流路１８が劣化したグリースによって詰まる心配もなく、グリースを外輪１１と内輪１２との隙間１３にも良好に行きわたらせることができ、摺動部分の焼き付きを確実に防止して耐久性を大幅に向上させることができる。
【００３０】
（２）また、隙間１５はシール１６によって塞がれているが、このシール１６のリップは、隙間１５の内側に向けて付勢されているので、シール１６内の内圧に良好に対抗でき、隙間１５のシールを確実に行ってグリースが漏れ出すのを防止できる。このため、隙間１５内を通るグリースを、連通流路１８を通して隙間１３側により確実に給脂できる。【００３１】
（３）シール１４，１６は、内周縁を付勢させる向きを変えることでシール性に違いを持たせており、断面形状等は同じになっているので、シール１４，１６の設計を径寸法に応じて行えばよく、設計を容易にできる。また、シール１４，１６の断面形状が同一であるから、保持するためのシールハウジング１４Ａ，１６Ａの設計も簡略化できる。【００３２】
なお、本発明は、前記に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【００３３】
〔第２参考例〕
図８には、本発明の第２参考例が示されている。この第２参考例では、給脂流路２３の出口２３Ａが、ピン２０の軸方向に沿った内輪１２の幅方向の略中央の溝１２Ａに対応して１箇所にのみ設けられている点、および連通流路１８がピン２０の軸方向に沿った内輪１２の幅方向の両側を入口１８Ａとして２系統設けられ、各連通流路１８が溝１２Ｄに対応して設けられた出口１８Ｂで合流する点が、前記第１参考例とは大きく異なる。そして、このような連通流路１８は、周方向に等周間隔で複数箇所（例えば４箇所）設けられている。
【００３４】
この第２参考例によれば、ピン２０と内輪１２との隙間１５内には、グリースが軸方向の中央から流入して溝１２Ａを満たし、この後に溝１２Ａから両側に流れ、隙間１５内を軸方向の略全長にわたって流れる。そして、隙間１５の両側の入口１８Ａから連通流路１８に流入し、それぞれの連通流路１８を通って隙間１３側に流れる。隙間１３側では先ず、グリースが出口１８Ａで合流し、溝１２Ｄに沿って周方向に流れる。この後、前記第１実施形態と同様に、溝１２Ｄから両側に流れ出し、隙間１３内に充填される。
【００３５】
以上のような構成であるから、隙間１５内では、その軸方向の全長にわたってグリースが流れるようになり、グリースの充填不足や滞留を防止でき、その劣化を防止できる。このため、劣化したグリースによる各連通流路１８の詰まり、および隙間１３への充填不足も防止でき、前記第１実施形態と同様に、摺動部分の潤滑を良好に行って耐久性を向上させることができる。
また、前記第１参考例と同様な構成により、前述した効果を同様に得ることができる。
【００３６】
〔本発明の実施形態〕
図９には、本発明の実施形態が示されている。本発明の実施形態では、給脂流路２３の出口２３Ａが隙間１５のピン２０の軸方向に沿った内輪１２の幅方向の一方側、つまり、内輪１２の溝１２Ｃに対応して１箇所のみに設けられている点、および連通流路１８の入口１８Ａが前記給脂流路２３の出口２３Ａとはピン２０の軸方向に沿った内輪１２の幅方向の反対側に設けられている点が、前記第１参考例や第２参考例とは大きく異なる。
【００３７】
本発明の実施形態によれば、グリースは、隙間１５の一端側（軸方向の一端側）から流入し他端側に向かい、略全長にわたって流れる。この後、当該他端側から連通流路１８を通って隙間１３の中央から流出し、溝１２Ｄを満たした後に隙間１３全体に充填される。
【００３８】
このような本発明の実施形態でも、隙間１５内でのグリースの充填不足や滞留を防止できる構成であるため、前記第１参考例および第２参考例と同様な効果を得ることができ、本発明の目的を達成できる。
【００３９】
〔第３参考例〕
図１０には、本発明の第３参考例が示されている。前記においては、図７〜図９に示されるように、シールハウジング１６Ａの下端にリップ状のシール１６が設けられ、このシール１６が本発明にいう漏れ抑制手段として機能していた。
これに対して、第３参考例では、内輪１２のピン２０に対向する内周面にリング状の溝１２Ｅを形成し、この溝１２Ｅ内にＯリング３６を装着して、Ｏリング３６を漏れ防止手段として機能させている点が異なる。Ｏリング３６の材質としては、弾性のある材料を採用するのが好ましく、例えば、ＮＢＲ硬度３０°以上のＮＢＲを使用することが可能であり、ＮＢＲの他、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を採用することができる。
【００４０】
このような第３参考例によれば、第１参考例と同様な効果を得ることができる他、Ｏリング３６という極めて簡単な構成で漏れ防止手段を構成することができるため、球面滑り軸受システムの構造の簡素化を図ることができる。
【００４１】
〔その他の変形例〕
本発明のグリースの漏れ抑制手段としては、前記第１参考例で説明したシール１６に限定されず、例えば、隙間１５の軸方向の両側において、当該隙間１５のクリアランス量が小さくなるような絞りを設け、この絞りを漏れ抑制手段としてもよい。要するに、隙間１５からのグリースの漏れを抑制し、グリースが隙間１５から連通流路１８を通って隙間１３側に確実に流れる構成であれば、その具体的な形状等は任意である。
【００４２】
また、漏れ抑制手段としてシールを使用する場合でも、その断面形状等は、前記第１参考例のように、隙間１３を塞ぐシール１４と同形状である必要はなく、実施にあたって適宜決められてよい。ただし、断面形状を同一にすることにより、前述した効果を得ることができるので、そうすることが好ましい。
【００４３】
さらに、本発明の球面滑り軸受としては、建設機械の油圧シリンダ１０に組み込まれるものに限らず、ピンとの相対的な傾きを許容する必要のある任意の部材に組み込むことができる。【００４４】
そして、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、例えば、建設機械の他、各種産業機械、建築物での免震構造部分などに好適に用いられる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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