JP4178316B2

JP4178316B2 - Double row eccentric thrust bearing

Info

Publication number: JP4178316B2
Application number: JP2003100524A
Authority: JP
Inventors: 誠二多田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: CN1780992A; CN101429970A; CN101429970B; CN101429972A; CN101429972B; CN101429971B; JP2004308711A; CN100439730C; CN101429971A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複列の偏心スラスト軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複列偏心スラスト軸受として、一枚の内側レースと、この内側レースの両面に対して対向する２枚の外側レースと、これらレース間に介在する２列の転動体からなるものが公然実施されている。この複列偏心スラスト軸受では、２枚の外側レースを備え、２列の転動体がそれぞれ互いに逆方向のアキシャル荷重を支持することにより、両方向のアキシャル荷重を支持できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来型の複列偏心スラスト軸受では、レース部分が大きいため、レース軌道面の平面度を確保するのが困難となる等、その加工が極めて困難となる場合があり、軸受の大型化を行うのが容易でなかった。さらに、軸受鋼等の鉄系金属で作製されるレース部分が大きいため軸受が重くなり、軽量化が困難であるという問題もあった。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、レース部分を小さくすることにより、軸受の大型化と軽量化を容易とする複列偏心スラスト軸受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明では、互いに軸方向に対向して配置され且つ相互に一体的に接合した二つの円環状の外側ケースと、これらの外側ケース間に介在する円環状の内側ケースとを有し、前記二つの外側ケースは、同一形状で且つ前記内側ケースに対して対称の配置で対向し、前記内側ケースの両外側ケース対向面のそれぞれには、周方向に沿って分割して配置された３個以上の内レースが局所的に当該内側ケースと別体として設けられるとともに、前記二つの外側ケースのそれぞれには、前記各内レースに対向する位置に分割して配置された３個以上の外レースが局所的に当該外側ケースと別体として設けられ、前記各内外レースは全て同一径の円形形状であり、当該各内外レースは、一つの軸受軸心を中心とした同一ＰＣＤで全てが配置されるとともに、周方向に均等に分配されており、且つ対向した前記内レースと前記外レースとの間のそれぞれに転動体が挟持されており、前記分割して配置された各レースにおける前記各転動体の移動可能範囲は、全て互いに略等しく、前記各内外レースよりも転動体側に突出し、かつ、分割して配置された円形形状の前記各内外レースそれぞれの周囲に設けられたリング状の保持器ガイドを有していることを特徴とする複列偏心スラスト軸受としている。
【０００６】
このようにすると、レースが分割されて局所的に配置されているので、個々のレースを小さくすることができ、個々のレースの加工が容易となるので、軸受の大型化が容易となる。レースは周方向に沿って３個以上設けられており、各レース間に転動体が挟持されていることから、内側ケースと外側ケースは周方向に沿った３カ所以上で支持されることとなり、アキシャル荷重とモーメント荷重が支持可能となる。また、転動体と接触するレース以外の部分である内側ケース及び外側ケースは、レースと別体であるので、軸受鋼等の鉄系金属でなくアルミ合金等の低比重金属を使用でき軸受を軽量化できる。さらに、分割して局所的に配置された各レースにおける前記各転動体の移動可能範囲は、全て互いに略等しいので、任意の転動体が移動可能範囲全体亘って移動したとき、他の全ての転動体もほぼ移動可能範囲全体に移動することとなる。レースの大きさは転動体の移動可能範囲を決定する要素となるが、このように各転動体の移動可能範囲を全て互いに略等しくすることにより、複数のレースのうちの一部を不必要に大きくすることが無く、全てのレースを最小あるいは最小限とすることができる。また、以上のような構成とした場合、軸受の各部材が分離せず、組み立てられた軸受単体として供給することが可能である。
また、前記各内外レースは全て同一径の円形形状であり、且つ前記外側ケース及び内側ケースは円環状であるので、周方向に均等な構成の軸受となり、可動面内の全方位に対して一定幅で相対移動可能な軸受とすることができる。また、全ての内外レースが同一径の円形であるので、レース部材を共通化することができる。
【０００７】
この場合、前記内側ケースと前記外側ケースとの間の隙間により生ずる相対移動可能範囲が、前記転動体の移動可能範囲に略対応している構成とするのが好ましい。このようにすると、内側ケースと外側ケースの間の隙間が無くなるまで両者を相対移動させると、転動体もレース上に設けられた隙間が略無くなるまで移動することとなる。よって、余分な隙間が無くなるか又は最小限となり、結果として、軸受を小型化しながら偏心可能範囲を大きくすることができる。
【０００８】
前記内側ケース及び外側ケースの各面に設けられた各内外レースは、当該各面において全て同一ＰＣＤ（同一円周上）で配置されるとともに、周方向に均等に分配されているので、軸受の支持点となる転動体が周方向及び径方向に均等に分配されるので、両方向のアキシャル荷重、及び、アキシャル荷重の作用点が径方向で相違することにより生ずるモーメント荷重を、より安定的に支持できる。また各転動体にかかる負荷も均等化できるため、軸受全体としての負荷容量も大きくできる。
【０００９】
この軸受において、前記各内外レースの周囲に設けられた保持器ガイドを有する構成とするので転動体の位置調整が容易となる。即ち、転動体の位置をレース上の最適位置に調整するのは容易ではないが、軸受に軽予圧をかけた状態で径方向全体（全周）に亘って最大に相対移動させることにより、位置ズレした転動体は保持器ガイドに係止されレース上を適宜滑りつつ位置調整がなされる。よって、転動体をレース上の最適な位置に配置することが容易となる。また、対向するレース間への異物の侵入や、潤滑油やグリース等の潤滑剤の流出を抑制できるため、軸受全体のシール機能も有する。
また、前記内側ケースは、板状の基部と、この基部の外周縁部から両軸方向に向かって延びるフランジと、このフランジの軸方向末端から径方向内側に向かって延びるように設けられた円環状の板からなるシールドとを有し、前記シールドは、前記外側ケースの軸方向の外面に重なっているのが好ましい。
また、前記各内外レースは鉄系金属であり、前記内側ケース及び前記外側ケースは軽金属であるのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、この実施形態の軸受１の斜視図である。図２は、この軸受１の断面図（軸心から下半分は記載を省略）であり、その周方向位置は転動体である玉６の中心を通る位置としている。図３は、図２のＡ−Ａ断面の位置から矢印方向に軸受を見た要部正面図（１／４周分の図）である。
【００１１】
図１及び図２に示すように、この軸受１は、互いに軸方向に対向して配置された二つの円環状の外側ケース２，２と、これら二つの外側ケース２，２の間に介在する円環状の内側ケース３とを有している。従って、内側ケース３の軸方向両側面に二つの外側ケース２，２がそれぞれ対向している。二つの外側ケースは同一形状で且つ内側ケース３に対して対称な向きに対向し、且つその内周側の縁部近傍において、周方向に等間隔をおいて設けられた複数個のねじ１１で一体的に接合されている。外側ケース２，２の内側面と対向する内側ケース３の両面（両外側ケース対向面）にはそれぞれ６枚の円形形状の内レース５が装着されている。これらの内レース５は、内側ケース３の両外側ケース対向面の各面において同一ＰＣＤ（同一円周上）で、且つ周方向に均等に（即ち周方向に６０度おきに）分割して局所的に配置されている。また、二つの外側ケース２の内側面にはそれぞれ６枚の円形形状の外レース４が局所的に設けられている。これらの外レース４は、外側ケース２の内側面の各面において同一ＰＣＤ（同一円周上）で、且つ周方向に均等に（即ち周方向に６０度おきに）分割して局所的に配置されている。また、全ての内レース５及び外レース４は同一径の円形形状とされている。
【００１２】
なお図１では、各部材の構成を見やすくするため、外側ケース２の上側半周分を切除し、且つこの切除部分に装着された外レース４も適宜除外し、さらに外側ケース２を内側ケース３に対して図面下方奥側に相対移動した図としている。また、外側ケースの外側面の一部を覆うように設けられた後述のシールド１０（図２参照）も除外した図としている。また図２及び図３では、図１と異なり、玉６がいずれの方向にも移動していない中立の状態（以下、標準状態などという）における断面図である。
【００１３】
そして、図２に示すように、標準状態では各内レース５と各外レース４がそれぞれ同一位置で軸方向に対向している。また、内側ケース３の裏表両面（両外側ケース対向面）で内レース５の配置位置（位相）は同一としている。よって、二つの外側ケース２，２相互間における外レース４の設置位置（位相）も同一である。なお、図２及び図１に示すように、円板状の内外レース４，５は、その周縁にレース段差１３を設けることにより軸方向外側面を凸状とする一方、各外側ケース２及び内側ケース３には、この凸部に対応する凹部を設け、これら凹凸を組み合わせることにより内外レース４，５を外側ケース２及び内側ケース３に取り付けている。
【００１４】
標準状態では、円形の各内外レース５，４の中心に転動体である玉６が配置される。玉６は各内外レース対に対して１個づつ、合計１２個が使用され、同一平面上に６個づつ２列に配置された複列の軸受を構成する。各玉６は個々に円筒形の保持器７に収容されており、また各内レース５及び外レース４にはそれぞれリング状の保持器ガイド８が外嵌しており、かつこの保持器ガイド８は各内外レース４，５の軌道面よりも各玉６側に突出して設けられている。この保持器ガイド８があると、玉６を標準状態において円形の各内外レース５，４の中心に位置させることが容易となる。即ち、軸受１に予圧付加用ねじ（図示しない）等により軽予圧をかけた状態で径方向全体（全周）に亘って最大に相対移動させると、位置ズレした転動体は保持器ガイド８に係止されレース上を適宜滑りつつ位置調整がなされる。このように、保持器ガイド８により軸受１を組み立てたままの状態で、極めて簡便に各玉６の位置を調整できる。
【００１５】
内外レース４，５は、玉６の各配置位置に分割して局所的に配置されているので、分割しない場合と比較して個々のレースを小さくすることができる。そうすると、レースの加工がしやすくなるので、軸受の大型化が容易となる。また、玉６と接触するレース部分は軸受鋼等の鉄系金属とする一方、内側ケース及び外側ケースはアルミ合金等の軽金属を使用できるため軸受を軽量化できる。
【００１６】
標準状態において、内外レース４，５は全て同一円周１５上（図３参照）に配置されＰＣＤが同一となっており、さらに周方向に角度α（図３参照）おきに均等に分配されている。本実施形態では角度αは６０度である。このようにすると、軸受１の支持点となる玉６が周方向及び径方向に均等に分配されるので、両方向のアキシャル荷重、及びモーメント荷重をより安定的に支持でき、また、転動体である各玉６にかかる負荷を均等化することができる。
【００１７】
また、標準状態において、内外レース４，５は全て同一円周１５上（図３参照）に配置されＰＣＤが同一となっており、さらに、内外レース４，５は全て同一径の円形形状であるので、分割して局所的に配置された各内外レース４，５における各玉６の移動可能範囲は、全て互いに等しくなっている。即ち、任意の各玉６がその移動可能範囲全体に亘って移動したとき、他の全ての玉６もそれぞれの移動可能範囲全体に亘って移動することとなる。このように、本実施形態では、複数の内外レース４，５の全ての大きさを最小としている。
【００１８】
更に、本実施形態では、外側ケース２及び内側ケース３はいずれも円環状でかつ同心に配置したので、フランジ内周面３ｃと外側ケース２の外周面２ｃとの隙間は、全周で均一な幅を有する円環状となっている。加えて、各玉６の移動可能範囲も各内外レース４，５の円形形状に応じて円形範囲とされている。従って、この軸受１は、可動面内の全方位に対して一定幅の相対移動が可能となっており、また周方向に均等な構成の軸受１となっている。また、全ての内外レース４，５が同一径の円形であるので、各内外レース４，５を同一のレース部材とすることにより、全ての内外レース４，５が共通部材とされている。
【００１９】
内側ケース３の外周縁部には、略板状の基部３ａから両軸方向に向かって延びるフランジ３ｂ，３ｂが設けられている（図２参照）。このフランジ３ｂ，３ｂの軸方向末端には、この末端から径方向内側に向かって延びる円環状のシールド１０が設けられている。このシールド１０は円環状の薄い板であり、その軸方向位置は、外側ケース２の外面に対してほとんど隙間が無い状態で重なるような位置となっている。このシールド１０は内側ケース３のフランジ３ｂの軸方向末端に固定されており、外側ケース２とは固定されていない。よってシールド１０は、外側ケース２の外側面と略隙間なく重なる状態を保ちながら互いに可動面内で相対移動が可能であり、軸受１内に異物が侵入するのを抑制するのに役立つ。また、フランジ３ｂの軸方向末端位置を外側ケース２の外側面の軸方向位置と略一致させることにより、シールド１０を設けることが可能となっている。
【００２０】
このように、内側ケース３のフランジ３ｂの軸方向末端位置と、外側ケース２の外側面の軸方向位置が略一致しているので、内側ケース３のフランジ３ｂの内周面であるフランジ内周面３ｃと外側ケース２の外周面２ｃとは径方向で互いに対向している部分をもつ。従って、軸受の相対移動距離が大きくなれば互いに接触しうる位置関係にある。図２に示すように、このフランジ内周面３ｃと外側ケース２の外周面２ｃとの間には、標準状態において径方向に距離Ｌの隙間が全周に亘って存在する。また、円環状である内側ケース３の最も径方向内側に位置する内周面３ｄと、外側ケース２の連結部外周面２ａとについても、軸受の相対移動距離が大きくなれば互いに接触しうる状態にある。図２に示すように、これらの間には標準状態で径方向に距離Ｍの隙間が全周に亘って存在する。この距離Ｍは前記距離Ｌと略同一であり、ねじ１１が挿通されるボルト穴の誤差分だけ距離Ｍは距離Ｌより若干長くなっている。これらの内側ケースと外側ケースの間の隙間により、相対移動可能範囲が生じている。
【００２１】
一方、図２に示すように、標準状態において、玉６を収容する保持器７の外周面と、レースに外嵌する保持器ガイド８の内周面との間には、玉６を中心とした全周に距離Ｒの幅の隙間が存在する。この隙間の範囲により転動体である玉６の移動可能範囲が決まる。即ち、本実施形態では、内レース５及び外レース４の直径、玉６及び保持器７の外径、保持器ガイド８の内径等が、転動体である各玉６の移動可能範囲を決める要素となっている。
【００２２】
本実施形態では、前記距離Ｒが、前記距離Ｌの半分となっている。即ち、次の式が成立している。
Ｌ＝２Ｒ
これは、レースの相対移動距離に対して玉の移動距離が半分となることに対応させたものである。このように、本実施形態では、分割して配置された内外レース４，５における各玉６のそれぞれの移動可能範囲は、外側ケース２と内側ケース３との間の隙間生ずる前述の相対移動可能範囲に略対応させている。この結果、軸受１の偏心可能範囲は、外側ケース２と内側ケース３との間の隙間により生ずる相対移動可能範囲と一致する。このようにすると、隙間距離Ｌが無くなるまで外側ケース２と内側ケース３とを相対移動させると、各玉６は隙間距離Ｒが無くなるまで移動することとなる。したがって、外側ケース２の外周面２ｃと内側ケース３との間に余分な隙間が無く、且つ、玉６が移動するための内外レース４，５間にも余分な隙間が無い。その結果、軸受１を小型化することができる。
【００２３】
また、本実施形態では、距離Ｌと距離Ｍを略同一としていることから、ある径方向において距離Ｌが無くなるまで内側ケース３と外側ケース２とを相対移動させると、その径方向における距離Ｍも略無くなることとなる。隙間距離Ｌと隙間距離Ｍとの差が大きい場合は、これらのうち隙間距離が小さい方の隙間よって軸受１の偏心可能範囲が制約されてしまうが、両者を略同一としたことにより、軸受１を小型化しながら軸受１の偏心可能範囲を最大あるいは最大限とすることができる。しかも、距離Ｍを小さくできるので、円環状の外側ケース３の内径を大きくすることができ、軸受１をさらに軽量化することができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、内側ケース３のうち内レース５の存在しない位置に、円形の貫通孔９を設けている。このような貫通孔９を設けることにより内側ケース３が更に軽量化でき、軸受１をより軽量化することができる。また、本実施形態では、内外レース４，５を全て同一円周１５上（図３参照）に配置してＰＣＤを同一とし、且つ周方向均等に分配しているので、これに対応して、貫通孔９も、同一円周上に且つ周方向に均等に分割して設けている。また、全ての貫通孔９は同一径としている。このようにすると、内レース５の存在しない位置に、貫通孔９を周方向及び径方向に均等に設けることができるので、内側ケース３の剛性を周方向に均等としつつ軽量化することができる。
【００２５】
本実施形態において、略ドーナツ状円板のシールド１０は、軸受１の偏心可能範囲を狭くしないよう工夫されている。つまり、図２に示すように、シールド１０の内周面から、外側ケース２の径方向内側付近に設けられたシールド用段差１２までの径方向距離Ｔは、前記距離Ｌよりも大とされている。このようにすると、軸受１の偏心可能範囲がシールド１０により規制されることがない。なお、シールド用段差１２は、シールド１０の厚みと略同一の深さとしており、軸受１の軸方向厚みが必要以上に大きくならないようにしている。
【００２６】
各玉６を図２のような位置、即ち、標準状態において内外レース部４，５の中心位置に配置するには、予圧付加用ねじ等で外側ケース２と内側ケース３との間に軽予圧を与えた状態で、軸受１を偏心可能範囲の全体に亘って限界まで相対移動させればよい。このようにすると、位置がずれている玉６は、保持器ガイド８によって滑り位置調整がなされる。その後、所定のトルクで予圧付加用ねじを締結すればよい。本発明では、各局在位置における玉６等の転動体がそれぞれＰＣＤ（ピッチ円径）を変えることなく、標準状態において内外レース４，５の中心に位置しているのが好ましい。しかし、アキシャル荷重等により転動体に偏荷重が作用して、一部の転動体がレースから浮いてしまう等により特定の玉６が位置ズレすることもありうる。この場合でも、保持器ガイド８を設けることにより、前述のように軸受１を組み立てたままの状態で各玉６の位置を修正することができる。また、標準状態における各玉６のＰＣＤを維持するためには、予圧付加用ねじ等により内外部材間に予圧を与えて、転動体である各玉６と内外レース４，５間の滑りを抑えるようにしておくのがよい。
【００２７】
保持器７及び保持器ガイド８は本発明では必ずしも必要ではないが、本実施形態のように、各玉６を収容する保持器７を用いると、転動体周辺の潤滑油やグリース等の潤滑剤の流出を抑制できる。前述のように、保持器ガイド８により玉６の位置調整が容易となるが、さらに、保持器７を設けることによりこの位置調整が確実となる。即ち、保持器７の外周面と保持器ガイド８の内周面とが当接することにより、位置調整の際により確実に玉６を滑らすことができる。また、保持器ガイド８により対向するレース４，５間への異物の侵入を抑制することが可能となる。
【００２８】
本発明では、転動体の形状は問わないが、すべての転動体を玉６とすれば、軌道面の全方位に対して転がり抵抗の少ない軸受とすることができる点で好ましい。また、転動体の数は特に限定されず、一組の内外レース４，５あたり複数の転動体を設けてもよいし、本実施形態のように、一組の内外レース４，５あたり一個の転動体としてもよい。一組の内外レース４，５あたり一個の転動体が最低限必要である。
【００２９】
本発明では、各外側ケース２および内側ケース３の両外側ケース対向面のそれぞれにおいて、内外レース４，５はそれぞれ周方向に沿って３カ所以上に分割して局所的に配置する。従って、内側ケース３の表裏で同一位置に設けた内レース５を表裏一体とすることなく、本実施形態のように、内側ケース３の両外側ケース対向面にそれぞれ別個の内レース５を設けた場合には、内レース５は合計６個以上必要である。これらの内外レース４，５相互間のそれぞれに玉６等の転動体が挟持されているので、内側ケース３及び外側ケース２はそれぞれ周方向に沿った３点以上で支持されるため、両方向のアキシャル荷重及びモーメント荷重を安定的に支持できる。
【００３０】
本実施形態では、各内外レース４，５および各玉６は周方向の全周にわたって分散しているが、本発明はこのような構成に限定されない。ただし、内外レース４，５を、各外側ケース２，２の内側面及び内側ケース３の両外側ケース対向面のそれぞれにおいて、周方向で１８０度（半円）よりも大きい周方向範囲に３カ所以上に分散させて設けると、アキシャル荷重やモーメント荷重をより安定的に支持できる。特に、大きなモーメント荷重を支持するには、このような実施形態が好ましい。
【００３１】
本実施形態では、外側ケース２及び内側ケース３のそれぞれ６カ所に内外レース４，５を設けているが、特に本実施形態のように、内外レース４，５を全て同一ＰＣＤ（図３に記載の面内における同一円周上）とし且つ周方向に均等に分配する場合には、内側ケース３及び外側ケース２のそれぞれにおいて、内外レース４，５を３個〜８個程度に分割して局所的に配置するのが好ましい。２個以下では外側ケース２を安定的に支持できず、多すぎると各レースの大きさが小さくなって転動体の移動可能範囲が小さくなりすぎる場合がある他、部材の点数が増加し且つ構造が複雑化する傾向となってコストが高くなる。
【００３２】
本実施形態では、距離Ｌを距離Ｒの２倍とし、且つ、距離Ｍも距離Ｒの略２倍としたが、距離Ｍを距離Ｒの略２倍としない場合でも、距離Ｌを距離Ｒの略２倍とすると、各玉６の移動可能範囲が軸受１の偏心可能範囲と略対応し、各内外レース４，５の大きさを最小限とすることができる。且つ、内側ケース３の外径を最小限とすることができる。
【００３３】
本実施形態では、図２に示すように、内側ケース３の両外側ケース対向面に設けられた内レース５，５は、内側ケース３の表裏において同一の位置（同一の位相）となるように設けられている。その結果、これら内レース５，５に対向する二つの外側ケース２，２に設けられた外レース４も、標準状態においては、これら内レース５，５と同一の位置（同一の位相）で揃った構成となっている。本発明はこのような構成に限定されず、内レース５の位置（位相）が内側ケース３の表裏で異なっていてもよい。
【００３４】
軸受１がアセンブル部材として軸受１以外の他の外部装置に取り付けられて使用された場合に、この外部装置において例えばゴムやバネ等の反力を用いて軸受１の相対移動範囲を制約する手段があり、これにより制約される範囲が軸受１の偏心可能範囲より狭い範囲であれば、軸受１は各構成部品間で互いに干渉することがない。
【００３５】
なお、本発明の軸受は、外側ケース又は内側ケースが円形（円環状）のものに限定されず、例えば多角形であってもよい。多角形の場合、本願にいう径方向及び周方向とは、この多角形の外接円における径方向及び周方向を意味するものとする。
【００３６】
【発明の効果】
上述の通り、本発明により、レース部分を小さくすることができ、軸受の大型化と軽量化を容易とする複列偏心スラスト軸受を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の軸受の斜視図（一部欠截図）である。
【図２】本発明の実施形態の軸受の断面図である。
【図３】本発明の実施形態の軸受において、図２のＡ−Ａ断面の位置から矢印方向に軸受を見た要部正面図である。
【符号の説明】
１軸受
２外側ケース
３内側ケース
４外レース
５内レース
６玉
７保持器
８保持器ガイド
９貫通孔
１０シールド
１１ねじ
Ｌ内側ケースのフランジの内周面と外側ケースの外周面との間の径方向距離
Ｍ内側ケースの内周面と外側ケースの連結部外周面との間の隙間距離
Ｒ保持器の外周面と保持器ガイドの内周面との間の隙間距離[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a double row eccentric thrust bearing.
[0002]
[Prior art]
Conventional double row eccentric thrust bearings are publicly implemented by one inner race, two outer races facing both sides of the inner race, and two rows of rolling elements interposed between the races. Has been. In this double row eccentric thrust bearing, two outer races are provided, and the two rows of rolling elements support axial loads in opposite directions to support axial loads in both directions.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional double-row eccentric thrust bearing, since the race portion is large, it is difficult to ensure the flatness of the race track surface, and the machining of the bearing may be extremely difficult. It was not easy to increase the size. Further, since the race portion made of iron-based metal such as bearing steel is large, there is a problem that the bearing becomes heavy and it is difficult to reduce the weight.
[0004]
This invention is made | formed in view of this situation, Comprising: It aims at providing the double row eccentric thrust bearing which makes the enlargement and weight reduction of a bearing easy by reducing a race part.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the present invention, two annular outer cases that are arranged opposite to each other in the axial direction and integrally joined to each other, and an annular inner case interposed between these outer cases are provided. The two outer cases have the same shape and are opposed to each other in a symmetrical arrangement with respect to the inner case, and each of the two outer case facing surfaces of the inner case is divided along the circumferential direction. Three or more inner races arranged locally are provided separately from the inner case, and each of the two outer cases is divided and arranged at a position facing each inner race. Three or more outer races are locally provided separately from the outer case, and each of the inner and outer races has a circular shape with the same diameter, and each of the inner and outer races has the same center around one bearing axis. PCD With all are disposed, circumferentially it is uniformly distributed, and the opposing said inner race rolling elements are sandwiched respectively between said outer race, each race disposed to the divided movable range of the rolling elements are all substantially equal to each other Ku, the projecting rolling element side of the inner and outer races and, provided around said each of the inner and outer race of a circular shape arranged divided in A double-row eccentric thrust bearing characterized by having a ring-shaped cage guide .
[0006]
In this case, since the races are divided and locally arranged, the individual races can be made small, and the processing of the individual races is facilitated, so that the bearings can be easily enlarged. Three or more races are provided along the circumferential direction, and since the rolling elements are sandwiched between the races, the inner case and the outer case are supported at three or more locations along the circumferential direction. Axial load and moment load can be supported. Also, the inner case and outer case, which are parts other than the race that come into contact with the rolling elements, are separate from the race, so low specific gravity metals such as aluminum alloys can be used instead of ferrous metals such as bearing steel, making the bearing lighter Can be Furthermore, since the movable ranges of the rolling elements in the races divided and locally arranged are all substantially equal to each other, when any rolling element moves over the entire movable range, all the other rolling elements are arranged. A moving body will also move to the whole movable range. The size of the race is an element that determines the movable range of the rolling elements, but by making the movable ranges of the respective rolling elements substantially equal to each other, some of the races are unnecessary. All races can be minimized or minimized without increasing the size. Moreover, when it is set as the above structures, each member of a bearing is not isolate | separated but it is possible to supply as an assembled bearing single-piece | unit.
Further, since each of the inner and outer races has a circular shape with the same diameter, and the outer case and the inner case have an annular shape, the bearings have a uniform configuration in the circumferential direction, and are constant with respect to all directions in the movable surface. The bearing can be moved relative to the width. Moreover, since all the inner and outer races are circular with the same diameter, the race members can be shared.
[0007]
In this case, it is preferable that the relative movable range generated by the gap between the inner case and the outer case substantially corresponds to the movable range of the rolling elements. If it does in this way, if both are moved relatively until the clearance gap between an inner side case and an outer side case is lose | eliminated, a rolling element will also move until the clearance gap provided on the race is substantially lose | eliminated. Therefore, the extra gap is eliminated or minimized, and as a result, the eccentricity possible range can be increased while downsizing the bearing.
[0008]
Each inner and outer races provided on each side of the inner casing and the outer casing, together are arranged in all the same PCD (on the same circumference) in the respective surfaces, it is equally distributed in the circumferential direction Runode, bearing Since the rolling elements that serve as support points are evenly distributed in the circumferential direction and radial direction, the axial load in both directions and the moment load generated by the difference in the acting point of the axial load in the radial direction can be supported more stably. it can. Moreover, since the load applied to each rolling element can be equalized, the load capacity of the entire bearing can be increased.
[0009]
In this bearing, the adjustment of the position of the rolling elements so configured to have a cage guide disposed around each inner and outer race becomes easy. In other words, it is not easy to adjust the position of the rolling element to the optimum position on the race, but the position of the rolling element can be adjusted by maximally moving it over the entire radial direction (entire circumference) with light preload applied to the bearing. The displaced rolling element is locked to the cage guide and adjusted in position while sliding on the race as appropriate. Therefore, it becomes easy to arrange a rolling element in the optimal position on a race. In addition, since the entry of foreign matter between the opposing races and the outflow of lubricant such as lubricating oil and grease can be suppressed, it also has a sealing function for the entire bearing.
The inner case includes a plate-like base, a flange extending in the both axial directions from the outer peripheral edge of the base, and a circle provided to extend radially inward from the axial end of the flange. Preferably, the shield is formed of an annular plate, and the shield overlaps the outer surface in the axial direction of the outer case.
Each of the inner and outer races is preferably made of an iron-based metal, and the inner case and the outer case are preferably light metals.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a bearing 1 of this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the bearing 1 (the lower half of the shaft center is not shown), and its circumferential position is a position that passes through the center of the ball 6 that is a rolling element. FIG. 3 is a front view of a main part when the bearing is viewed in the direction of the arrow from the position of the AA cross section of FIG.
[0011]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the bearing 1 is interposed between two annular outer cases 2 and 2 that are arranged to face each other in the axial direction, and the two outer cases 2 and 2. It has an annular inner case 3. Accordingly, the two outer cases 2 and 2 are opposed to both side surfaces of the inner case 3 in the axial direction. The two outer cases have the same shape and are opposed to the inner case 3 in a symmetrical direction, and are provided with a plurality of screws 11 provided at equal intervals in the circumferential direction in the vicinity of the inner peripheral edge portion. They are joined together. Six circular inner races 5 are mounted on both surfaces of the inner case 3 (both outer case facing surfaces) facing the inner surfaces of the outer cases 2 and 2, respectively. These inner races 5 are divided by the same PCD (on the same circumference) on each surface of the inner case 3 on both sides of the outer case, and evenly in the circumferential direction (that is, every 60 degrees in the circumferential direction). Are arranged. Further, six circular outer races 4 are locally provided on the inner side surfaces of the two outer cases 2 respectively. These outer races 4 are locally arranged on the inner surface of the outer case 2 with the same PCD (on the same circumference) and equally in the circumferential direction (that is, every 60 degrees in the circumferential direction). Has been. All the inner races 5 and the outer races 4 have a circular shape with the same diameter.
[0012]
In FIG. 1, in order to make the configuration of each member easy to see, the upper half circumference of the outer case 2 is excised, and the outer race 4 attached to the excised portion is also appropriately excluded. On the other hand, it is a figure relatively moved to the lower back side of the drawing. In addition, a shield 10 described later (see FIG. 2) provided so as to cover a part of the outer surface of the outer case is also excluded. 2 and 3 are cross-sectional views in a neutral state (hereinafter referred to as a standard state) in which the ball 6 does not move in any direction, unlike FIG.
[0013]
As shown in FIG. 2, in the standard state, the inner races 5 and the outer races 4 face each other in the axial direction at the same position. In addition, the arrangement position (phase) of the inner race 5 is the same on both the front and back surfaces of the inner case 3 (both outer case facing surfaces). Therefore, the installation position (phase) of the outer race 4 between the two outer cases 2 and 2 is also the same. 2 and 1, the disk-shaped inner and outer races 4 and 5 are provided with a race step 13 on the periphery thereof to make the outer surface in the axial direction convex, while the outer case 2 and the inner race The case 3 is provided with a concave portion corresponding to the convex portion, and the inner and outer races 4 and 5 are attached to the outer case 2 and the inner case 3 by combining these irregularities.
[0014]
In the standard state, a ball 6 that is a rolling element is arranged at the center of each of the circular inner and outer races 5 and 4. A total of 12 balls 6 are used, one for each inner / outer race pair, and constitute a double row bearing arranged in two rows of 6 on the same plane. Each ball 6 is individually accommodated in a cylindrical cage 7, and a ring-shaped cage guide 8 is fitted on each of the inner race 5 and the outer race 4, and the cage guide 8 Are provided so as to protrude from the raceway surfaces of the inner and outer races 4 and 5 toward the balls 6. With this cage guide 8, it becomes easy to position the ball 6 at the center of each of the circular inner and outer races 5, 4 in the standard state. That is, when the bearing 1 is subjected to light preload by a preload application screw (not shown) or the like and moved relative to the entire radial direction (entire circumference) to the maximum, the displaced rolling element is moved to the cage guide 8. The position is adjusted while properly sliding on the race. In this way, the position of each ball 6 can be adjusted very easily while the bearing 1 is still assembled by the cage guide 8.
[0015]
Since the inner and outer races 4 and 5 are divided and arranged locally at the respective positions where the balls 6 are arranged, the individual races can be made smaller than in the case where the balls are not divided. Then, since it becomes easy to process the race, it is easy to increase the size of the bearing. Moreover, while the race part which contacts the ball 6 is made of an iron-based metal such as bearing steel, the inner case and the outer case can use a light metal such as an aluminum alloy, so the weight of the bearing can be reduced.
[0016]
In the standard state, the inner and outer races 4 and 5 are all arranged on the same circumference 15 (see FIG. 3), have the same PCD, and are evenly distributed in the circumferential direction at every angle α (see FIG. 3). Yes. In the present embodiment, the angle α is 60 degrees. In this way, since the balls 6 that serve as support points of the bearing 1 are evenly distributed in the circumferential direction and the radial direction, the axial load and the moment load in both directions can be more stably supported, and the rolling element is also a rolling element. The load applied to each ball 6 can be equalized.
[0017]
In the standard state, the inner and outer races 4 and 5 are all arranged on the same circumference 15 (see FIG. 3) and have the same PCD, and the inner and outer races 4 and 5 are all circular with the same diameter. Therefore, the movable range of each ball 6 in each of the inner and outer races 4 and 5 that are divided and locally arranged is all equal to each other. That is, when any ball 6 moves over the entire movable range, all the other balls 6 also move over the entire movable range. Thus, in this embodiment, all the sizes of the plurality of inner and outer races 4 and 5 are minimized.
[0018]
Further, in the present embodiment, since the outer case 2 and the inner case 3 are both annular and concentrically arranged, the gap between the flange inner peripheral surface 3c and the outer peripheral surface 2c of the outer case 2 is uniform over the entire circumference. It has an annular shape with a width. In addition, the movable range of each ball 6 is also a circular range according to the circular shape of each of the inner and outer races 4 and 5. Therefore, the bearing 1 is capable of relative movement with a constant width with respect to all directions in the movable surface, and is a bearing 1 having a uniform configuration in the circumferential direction. Since all the inner and outer races 4 and 5 are circular with the same diameter, all the inner and outer races 4 and 5 are made common members by making the inner and outer races 4 and 5 the same race member.
[0019]
Flange 3b, 3b extended toward both axial directions from the substantially plate-shaped base 3a is provided in the outer periphery part of the inner side case 3 (refer FIG. 2). An annular shield 10 extending from the end toward the inside in the radial direction is provided at the end in the axial direction of the flanges 3b, 3b. The shield 10 is an annular thin plate, and its axial position is such that it overlaps the outer surface of the outer case 2 with almost no gap. This shield 10 is fixed to the axial end of the flange 3 b of the inner case 3 and is not fixed to the outer case 2. Therefore, the shield 10 can move relative to each other within the movable surface while maintaining a state in which the shield 10 overlaps the outer surface of the outer case 2 with substantially no gap, and helps to prevent foreign matter from entering the bearing 1. Further, the shield 10 can be provided by making the axial end position of the flange 3 b substantially coincide with the axial position of the outer surface of the outer case 2.
[0020]
Thus, since the axial end position of the flange 3b of the inner case 3 and the axial position of the outer surface of the outer case 2 substantially coincide with each other, the inner peripheral surface of the flange that is the inner peripheral surface of the flange 3b of the inner case 3 The surface 3c and the outer peripheral surface 2c of the outer case 2 have portions that face each other in the radial direction. Therefore, if the relative movement distance of the bearing is increased, the bearings are in a positional relationship that can contact each other. As shown in FIG. 2, a gap of a distance L exists in the radial direction over the entire circumference between the flange inner peripheral surface 3 c and the outer peripheral surface 2 c of the outer case 2 in the standard state. Further, the inner peripheral surface 3d located on the innermost radial direction of the annular inner case 3 and the connecting portion outer peripheral surface 2a of the outer case 2 can also come into contact with each other if the relative movement distance of the bearing is increased. It is in. As shown in FIG. 2, there is a gap having a distance M in the radial direction over the entire circumference between them. This distance M is substantially the same as the distance L, and the distance M is slightly longer than the distance L by the error of the bolt hole through which the screw 11 is inserted. A relative movable range is generated by the gap between the inner case and the outer case.
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 2, in the standard state, the ball 6 is centered between the outer peripheral surface of the cage 7 that accommodates the ball 6 and the inner peripheral surface of the cage guide 8 that is externally fitted to the race. There is a gap having a width of distance R around the entire circumference. The movable range of the ball 6 that is a rolling element is determined by the range of the gap. In other words, in this embodiment, the diameters of the inner race 5 and the outer race 4, the outer diameters of the balls 6 and the cage 7, the inner diameter of the cage guide 8, and the like determine the movable range of each ball 6 that is a rolling element. It has become.
[0022]
In the present embodiment, the distance R is half of the distance L. That is, the following formula is established.
L = 2R
This corresponds to the movement distance of the ball being halved relative to the relative movement distance of the race. As described above, in the present embodiment, the movable range of each ball 6 in the inner and outer races 4 and 5 arranged in a divided manner is the above-described relative movement in which the gap between the outer case 2 and the inner case 3 is generated. It corresponds to the range. As a result, the eccentric range of the bearing 1 coincides with the relative movable range generated by the gap between the outer case 2 and the inner case 3. In this way, when the outer case 2 and the inner case 3 are moved relative to each other until the gap distance L is eliminated, each ball 6 moves until the gap distance R is eliminated. Therefore, there is no extra gap between the outer peripheral surface 2c of the outer case 2 and the inner case 3, and there is no extra gap between the inner and outer races 4 and 5 for moving the balls 6. As a result, the bearing 1 can be reduced in size.
[0023]
In the present embodiment, since the distance L and the distance M are substantially the same, when the inner case 3 and the outer case 2 are relatively moved until the distance L disappears in a certain radial direction, the distance M in the radial direction is also increased. It will be almost lost. When the difference between the gap distance L and the gap distance M is large, the eccentricity range of the bearing 1 is restricted by the gap having the smaller gap distance, but the bearing 1 is made substantially the same. It is possible to maximize or maximize the eccentricity range of the bearing 1 while reducing the size of the bearing 1. Moreover, since the distance M can be reduced, the inner diameter of the annular outer case 3 can be increased, and the weight of the bearing 1 can be further reduced.
[0024]
In the present embodiment, a circular through hole 9 is provided in the inner case 3 at a position where the inner race 5 does not exist. By providing such a through hole 9, the inner case 3 can be further reduced in weight, and the bearing 1 can be further reduced in weight. Further, in this embodiment, the inner and outer races 4 and 5 are all arranged on the same circumference 15 (see FIG. 3), the PCD is made the same, and the circumferential direction is evenly distributed. The through holes 9 are also provided on the same circumference and equally divided in the circumferential direction. All the through holes 9 have the same diameter. If it does in this way, since the through-hole 9 can be provided equally in the circumferential direction and radial direction in the position where the inner race 5 does not exist, it can be reduced in weight while equalizing the rigidity of the inner case 3 in the circumferential direction. .
[0025]
In this embodiment, the substantially donut-shaped disk shield 10 is devised so as not to narrow the eccentric range of the bearing 1. That is, as shown in FIG. 2, the radial distance T from the inner peripheral surface of the shield 10 to the shield step 12 provided in the vicinity of the radially inner side of the outer case 2 is made larger than the distance L. Yes. In this way, the eccentric range of the bearing 1 is not restricted by the shield 10. The step 12 for shielding is substantially the same depth as the thickness of the shield 10 so that the axial thickness of the bearing 1 does not become larger than necessary.
[0026]
In order to place each ball 6 at the position shown in FIG. 2, that is, at the center position of the inner and outer race portions 4 and 5 in the standard state, a light preload is applied between the outer case 2 and the inner case 3 with a preloading screw or the like. In this state, the bearing 1 may be relatively moved to the limit over the entire range where eccentricity is possible. If it does in this way, the ball | bowl 6 which the position has shifted | deviated will be made a slip position adjustment with the holder | retainer guide 8. Thereafter, the preload application screw may be fastened with a predetermined torque. In the present invention, it is preferable that the rolling elements such as the balls 6 at the respective localized positions are positioned at the centers of the inner and outer races 4 and 5 in the standard state without changing the PCD (pitch circle diameter). However, the specific ball 6 may be displaced due to an eccentric load acting on the rolling elements due to an axial load or the like, and a part of the rolling elements floating from the race. Even in this case, by providing the cage guide 8, the position of each ball 6 can be corrected while the bearing 1 is assembled as described above. Further, in order to maintain the PCD of each ball 6 in the standard state, a preload is applied between the inner and outer members by a preloading screw or the like to suppress slippage between each ball 6 which is a rolling element and the inner and outer races 4 and 5. It is good to keep it.
[0027]
The cage 7 and the cage guide 8 are not necessarily required in the present invention. However, when the cage 7 that accommodates each ball 6 is used as in this embodiment, a lubricant such as lubricating oil or grease around the rolling elements is used. Can be controlled. As described above, the position adjustment of the ball 6 is facilitated by the cage guide 8, but the position adjustment is ensured by providing the cage 7. That is, when the outer peripheral surface of the retainer 7 and the inner peripheral surface of the retainer guide 8 are in contact with each other, the ball 6 can be slid more reliably during the position adjustment. In addition, the cage guide 8 can prevent foreign matter from entering between the opposing races 4 and 5.
[0028]
In the present invention, the shape of the rolling elements is not limited. However, if all the rolling elements are balls 6, it is preferable in that the bearing can have a low rolling resistance with respect to all directions of the raceway surface. Further, the number of rolling elements is not particularly limited, and a plurality of rolling elements may be provided per set of inner and outer races 4 and 5, or one set per inner and outer races 4 and 5 as in this embodiment. It is good also as a rolling element. At least one rolling element is required for each set of inner and outer races 4 and 5.
[0029]
In the present invention, the inner and outer races 4 and 5 are locally divided into three or more locations along the circumferential direction on the outer case facing surfaces of the outer case 2 and the inner case 3, respectively. Therefore, the inner race 5 provided at the same position on the front and back of the inner case 3 is not integrated with the front and back, and the separate inner races 5 are provided on both outer case facing surfaces of the inner case 3 as in this embodiment. In some cases, a total of 6 or more inner races 5 are required. Since rolling elements such as balls 6 are sandwiched between the inner and outer races 4 and 5, the inner case 3 and the outer case 2 are supported at three or more points along the circumferential direction. Axial load and moment load can be supported stably.
[0030]
In the present embodiment, the inner and outer races 4 and 5 and the balls 6 are dispersed over the entire circumference in the circumferential direction, but the present invention is not limited to such a configuration. However, the inner and outer races 4 and 5 are arranged at three locations in the circumferential range larger than 180 degrees (semicircle) in the circumferential direction on each of the inner side surfaces of the outer cases 2 and 2 and both outer case facing surfaces of the inner case 3. When dispersed in the above manner, axial loads and moment loads can be supported more stably. In particular, such an embodiment is preferable for supporting a large moment load.
[0031]
In the present embodiment, the inner and outer races 4 and 5 are provided at six locations on the outer case 2 and the inner case 3, respectively. However, as in the present embodiment, the inner and outer races 4 and 5 are all the same PCD (described in FIG. 3). If the inner case 3 and the outer case 2 are divided evenly in the inner case 3 and the outer case 2, the inner and outer races 4 and 5 are divided into about three to eight pieces. Is preferably arranged. If the number is two or less, the outer case 2 cannot be stably supported. If the number is too large, the size of each race may be reduced, and the movable range of the rolling elements may become too small. Tends to become more complicated and the cost increases.
[0032]
In the present embodiment, the distance L is twice the distance R and the distance M is also approximately twice the distance R. However, even if the distance M is not approximately twice the distance R, the distance L is equal to the distance R. If it is approximately double, the movable range of each ball 6 substantially corresponds to the eccentric range of the bearing 1, and the size of each of the inner and outer races 4, 5 can be minimized. In addition, the outer diameter of the inner case 3 can be minimized.
[0033]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the inner races 5, 5 provided on both outer case facing surfaces of the inner case 3 are in the same position (same phase) on the front and back of the inner case 3. Is provided. As a result, the outer races 4 provided in the two outer cases 2 and 2 facing the inner races 5 and 5 are also aligned at the same position (same phase) as the inner races 5 and 5 in the standard state. It becomes the composition. The present invention is not limited to such a configuration, and the position (phase) of the inner race 5 may be different between the front and back of the inner case 3.
[0034]
When the bearing 1 is used as an assembly member attached to another external device other than the bearing 1, means for limiting the relative movement range of the bearing 1 using a reaction force such as rubber or a spring in the external device is used. Yes, if the range restricted by this is a range narrower than the eccentricity possible range of the bearing 1, the bearing 1 does not interfere with each other between the components.
[0035]
The bearing of the present invention is not limited to a circular (annular) outer case or inner case, and may be, for example, a polygon. In the case of a polygon, the radial direction and the circumferential direction referred to in the present application mean the radial direction and the circumferential direction in the circumscribed circle of the polygon.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a double row eccentric thrust bearing capable of reducing the race portion and facilitating an increase in size and weight of the bearing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view (partially missing view) of a bearing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a bearing according to an embodiment of the present invention.
3 is a main part front view of the bearing according to the embodiment of the present invention when the bearing is viewed in the direction of an arrow from the position of the AA cross section of FIG. 2; FIG.
[Explanation of symbols]
1 Bearing 2 Outer Case 3 Inner Case 4 Outer Race 5 Inner Race 6 Ball 7 Cage 8 Cage Guide 9 Through Hole 10 Shield 11 Screw L Diameter between the inner peripheral surface of the inner case flange and the outer peripheral surface of the outer case Directional distance M Gap distance R between the inner peripheral surface of the inner case and the outer peripheral surface of the connecting portion of the outer case Gap distance between the outer peripheral surface of the cage and the inner peripheral surface of the cage guide

Claims

Two annular outer cases that are axially opposed to each other and integrally joined to each other, and an annular inner case interposed between these outer cases,
The two outer cases have the same shape and are opposed to each other in a symmetrical arrangement with respect to the inner case,
Each of the outer case facing surfaces of the inner case is locally provided with three or more inner races that are divided and disposed along the circumferential direction, and are provided separately from the inner case. Each of the cases is provided with three or more outer races that are divided and arranged at positions facing each of the inner races, and are locally provided separately from the outer case, and each of the inner and outer races has the same diameter. Each of the inner and outer races has a circular shape, and all of the inner and outer races are arranged with the same PCD centered on one bearing axis, and are evenly distributed in the circumferential direction. Rolling elements are sandwiched between each of the
Movable range of the rolling elements in each race disposed to the division is substantially equal Ku all together,
It has ring-shaped retainer guides that are provided around each of the inner and outer races in a circular shape that protrude from the inner and outer races to the rolling element side and are arranged separately. Double row eccentric thrust bearing.

The double row eccentric thrust bearing according to claim 1, wherein a relative movable range generated by a gap between the inner case and the outer case substantially corresponds to a movable range of the rolling elements.

The inner case includes a plate-like base, a flange extending in the axial direction from the outer peripheral edge of the base, and an annular shape provided so as to extend radially inward from the axial end of the flange. A shield made of a plate,
The double-row eccentric thrust bearing according to claim 1 , wherein the shield overlaps an outer surface in the axial direction of the outer case.

4. The double-row eccentric thrust bearing according to claim 1 , wherein each of the inner and outer races is made of an iron-based metal, and the inner case and the outer case are light metals.