JP2002054641A - 回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予圧力を加わえる軸受を挟んで回転体と固定
体が相対的に回転する回転装置において軸受の剛性を高
くし軸受寿命を長くする。 【解決手段】 この回転装置１０は、固定体１１と、回
転体１２と、固定体１１と回転体１２との間に設けられ
内輪１６と外輪１５とを有する軸受１３と、固定体また
は回転体に設けられ軸受の当接端面１６ｅに当接して軸
受に予圧力を与える止め部材１８とを備える。内輪及び
外輪の少なくとも止め部材と当接する当接端面の角部１
６ｂをアール部１６ｃまたは面取り部１６ｇに構成し、
アール部または面取り部を１ｍｍ以下の止め部材と当接
しない非当接部（距離Ｔ）とした。止め部材が変形し難
くなりまた破損しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予圧力を加える軸
受を挟んで回転体と固定体が相対的に回転する回転装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、減速機等の回転伝達機能を有する
装置は、固定軸に対し回転体が軸受を介して回転自在に
設けられた回転装置を備えるが、かかる回転装置の従来
例を図３に示す。図３の従来の回転装置は、固定軸１に
対し回転体２がアンギュラコンタクト玉軸受３を介して
回転可能であり、玉軸受３は外輪５と内輪６との間にボ
ール４を挟み、外輪５は当て部材７と回転体２との間で
固定され、内輪６は固定軸１の溝９内にはめ込まれた止
め輪８により固定されている。止め輪８により内輪６が
図の軸方向左側に押し付けられて軸受３に予圧力が与え
られている。このように予圧力を与えるアンギュラコン
タクト玉軸受３では外輪５と内輪６の端部のアールが２
ｍｍ以上と大きい。この理由は、軸受の製造上の必要、
または、軸受組付部の応力集中を緩和するため組付部の
隅のアール寸法よりも端部のアールを大きくする必要が
あるからであるが、この場合、次のような問題が生じる
ことが本発明者らの検討及び研究により判明した。

【０００３】図３の上方からのラジアル荷重や回転体２
の軸方向への移動によりアキシャル荷重が発生し、内輪
６から止め輪８に固定軸１の内面１ａからの高さｈで軸
方向に力ｆが加わり、また溝９の上端（内面１ａ）で力
ｆと反対方向の力ｆ’が加わる。この力ｆの作用点の高
さｈは内輪６の端部のアール部６ａの始端（直線部分か
らカーブし始める部分）に対応し比較的高いので、止め
輪８に作用するモーメントが大きくなってしまい、止め
輪８が変形したりまた破損し易くなってしまう。また、
止め輪の厚さ調整で予圧力の調整を行うため、溝９の幅
は止め輪８の厚さより大きく、大きなモーメントが止め
輪８に作用することと相俟って止め輪８が軸受３の端面
３ａから離れて大きく傾いてしまう。このような事情か
ら回転装置の軸受の剛性が低下してしまい、摩耗等が発
生するため軸受寿命が短くなってしまう。このため、特
に大径軸受において大きな予圧力を与えて剛性を高く
し、軸受寿命の延長を図っても限界があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来技術の問題に鑑み、予圧力を加わえる軸受を挟ん
で回転体と固定体が相対的に回転する回転装置において
軸受の剛性を高くし軸受寿命を長くすることを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による回転装置は、第１の部材と、第２の部
材と、前記第１の部材と前記第２の部材との間に設けら
れ内輪と外輪とを有する軸受と、前記第１の部材または
前記第２の部材に設けられ前記軸受の端面に当接して前
記軸受に予圧力を与える止め部材と、を備え、前記第１
の部材または前記第２の部材を回転させる回転装置であ
って、前記内輪及び前記外輪の少なくとも前記止め部材
と当接する端面の角部をアール部または面取り部に構成
し、前記アール部または面取り部を１ｍｍ以下の前記止
め部材と当接しない非当接部としたことを特徴とする。

【０００６】この回転装置によれば、止め部材と当接す
る内輪または外輪の端面の角部のアール部または面取り
部を１ｍｍ以下の非当接部としたので、止め部材に作用
する軸方向の力の作用点が低くなり、止め部材に対する
モーメントが小さくなる結果、止め部材が変形し難くな
り破損しないとともに、止め部材の軸受端面に対する傾
きも小さくなる。従って、軸受の予圧力を大きくでき、
軸受の剛性を高くできるので、摩耗等の発生が減少し軸
受寿命を長くすることが可能となる。

【０００７】また、本発明による他の回転装置は、第１
の部材と、第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の
部材との間に設けられ内輪と外輪とをそれぞれ有する一
対の軸受と、前記第１の部材に設けられ前記一方の軸受
の内輪または外輪の端面に当接して前記一方の軸受に予
圧力を与える第１の止め部材と、前記第２の部材に設け
られ前記他方の軸受の外輪または内輪の端面に当接して
前記他方の軸受に予圧力を与える第２の止め部材とを備
え、前記第１の部材または前記第２の部材を回転させる
回転装置であって、前記各内輪及び前記各外輪の少なく
とも前記第１の止め部材または前記第２の止め部材と当
接する端面の角部をアール部または面取り部に構成し、
前記アール部または面取り部を１ｍｍ以下の前記止め部
材と当接しない非当接部としたことを特徴とする。

【０００８】この回転装置によれば、第１止め部材また
は第２の止め部材と当接する内輪及び外輪の端面の角部
のアール部または面取り部を１ｍｍ以下の非当接部とし
たので、各止め部材に作用する軸方向の力の作用点が低
くなり、各止め部材に対するモーメントが小さくなる結
果、各止め部材が変形し難くなり破損しないとともに、
各止め部材の各軸受端面に対する傾きも小さくなる。従
って、各軸受の予圧力を大きくでき、各軸受の剛性を高
くできるので、摩耗等の発生が減少し両方の軸受寿命を
長くすることが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による第１及び第２
の実施の形態について図面を用いて説明する。

【００１０】図１は、第１の実施の形態による回転装置
を回転軸方向に切断してみた断面図（ａ）、要部拡大図
（ｂ）及び変形例の要部拡大図（ｃ）である。

【００１１】図１（ａ）に示すように、回転装置１０
は、第１の部材としての固定体１１と、固定体１１に対
し回転軸ｐを中心に回転する第２の部材としての回転体
１２と、固定体１１と回転体１２との間に配置され回転
体１２を回転可能に支持する軸受１３と、固定体１１の
内面１１ａの周囲に環状に形成された溝１９内にはめ込
まれる止め輪やスナップリング等から構成される止め部
材１８とを備える。溝１９は厚さの異なる止め部材をは
め込むことができるように止め部材１８の厚さよりも幅
広になっている。

【００１２】軸受１３は、回転部材１２の内面１２ａと
内面１２ａに固定された中間当て部材１７とに当接して
固定された外輪１５と、固定部材１１の内面１１ａと止
め部材１８とに当接して固定された内輪１６と、外輪１
５のボール当接面１５ａと内輪１６のボール当接面１６
ａとの間に回転自在に配置されたボール１４とを備え
る。

【００１３】図１（ａ），（ｂ）に示すように、軸受１
３の内輪１６は、回転軸ｐに平行な当接面１６ｆが固定
部材１１の内面１１ａに当接し、回転軸ｐに直交する方
向の当接端面１６ｅが止め部材１８に当接している。当
接面１６ｆと当接端面１６ｅが直交する部分に存在する
角部１６ｂは、半径Ｒのアール部１６ｃに構成されてい
る。このアール部１６ｃは、当接端面１６ｅで図１
（ｂ）の始端部１６ｄからカーブしており当接面１６ｆ
の延長線から始端部１６ｄまでの最短距離はＴであり、
この距離Ｔの部分が止め部材１８に当接しない非当接部
となっている。ここで、アール部１６ｃの半径Ｒは１ｍ
ｍ以下とされており、距離Ｔと等しいので、非当接部の
距離Ｔは１ｍｍ以下である。なお、アール部１６ｃの半
径Ｒは１ｍｍ以上であってもよく、非当接部の距離Ｔが
１ｍｍ以下であればよい。

【００１４】上述のような回転装置１０では、組立時に
止め部材１８を溝１９内にはめ込んで固定すると、軸受
１３の内輪１６に予圧力が回転軸ｐと平行な方向ｍに加
わる。そして、回転装置１０の使用中に図１（ａ）の上
方からラジアル荷重が回転体１２に加わったりまた回転
体１２が軸方向へ移動することにより方向ｍと反対方向
にアキシャル荷重が発生すると、内輪１６から止め部材
１８に軸方向の力Ｆが固定体１１の内面１１ａからの高
さＨで加わり、また溝１９の上端（内面１１ａ）で力Ｆ
と反対方向の力Ｆ’が加わる。止め部材１８に加わる軸
方向の力Ｆの内輪１６側の作用点は図１（ｂ）のアール
部１６ｃの始端部１６ｄの近傍になるから、軸方向の力
Ｆの作用点の高さＨはアール部１６ｃの非当接部の距離
Ｔとほぼ等しい。

【００１５】従って、距離Ｔは上述のように１ｍｍ以下
と小さいので、軸方向の力Ｆにより止め部材１８に加わ
るモーメントが小さくなり、止め部材１８が変形し難く
なりまた破損しないとともに、止め部材１８の軸受１３
の当接端面１６ｅに対する傾きも小さくなる。この関係
は、止め部材１８の厚さを厚くし、軸受１３に対し方向
ｍへ予圧力を大きくした場合でも同様であるので、軸受
１３の予圧力を大きくできるとともに軸受１３の剛性を
高くできるので、摩耗等の発生が減少し軸受１３の寿命
が長くなる。

【００１６】次に、図１（ｃ）により軸受１３の内輪１
６の角部１６ｂの変形例を説明する。この例は、角部１
６ｂにおいて当接端面１６ｅ側で距離ｔ及び当接面１６
ｆ側で距離ｔ’だけ切り欠くように面取りすることによ
って角部１６ｂを平面状の面取り部１６ｇに構成し、距
離ｔ、ｔ’を等しくし、１ｍｍ以下としたものである。
このように角部１６ｂを平面状の面取り部１６ｇとし、
１ｍｍ以下の距離ｔの部分を止め部材１８に当接しない
非当接部とすることによって、図１（ａ），（ｂ）と同
様の効果を得ることができる。なお、当接面１６ｆ側の
距離ｔ’は１ｍｍ以上であってもよい。

【００１７】次に、図２により第２の実施の形態による
回転装置について説明する。図２は、第２の実施の形態
による回転装置を回転軸方向に切断してみた断面図であ
る。

【００１８】図２に示すように、回転装置２０は、第１
の部材としての固定体２１と、固定体２１に対し回転軸
ｐを中心に回転する第２の部材としての回転体２２と、
固定体２１と回転体２２との間に配置され回転体２２を
回転可能に支持する一対の軸受２３，３３と、固定体２
１の内面２１ａの周囲に環状に形成された溝２９内には
め込まれる止め輪やスナップリング等から構成される第
１の止め部材２８と、回転体２２の内面２２ａの周囲に
環状に形成された溝３９内にはめ込まれる止め輪やスナ
ップリング等から構成される第２の止め部材３８とを備
える。溝２９，３９は厚さの異なる止め部材をはめ込む
ことができるように止め部材２８，３８の厚さよりも幅
広になっている。

【００１９】一対の軸受２３，３３は、回転軸ｐの方向
に中間当て部材２７を挟んで離れて位置し、一対のアン
ギュラコンタクト玉軸受の背面あわせ構造を形成してい
る。軸受２３は、回転部材２２の内面２２ａと内面２２
ａに固定された中間当て部材２７とに当接して固定され
た外輪２５と、固定部材２１の内面２１ａと第１の止め
部材２８とに当接して固定された内輪２６と、外輪２５
のボール当接面２５ａと内輪２６のボール当接面２６ａ
との間に回転自在に配置されたボール２４とを備える。

【００２０】軸受３３は、回転部材２２の内面２２ａと
第２の止め部材３８と中間当て部材２７とに当接して固
定された外輪３５と、固定部材２１の内面２１ａに当接
して固定された内輪３６と、外輪３５のボール当接面３
５ａと内輪３６のボール当接面３６ａとの間に回転自在
に配置されたボール３４とを備える。

【００２１】図２に示すように、軸受２３の内輪２６
は、回転軸ｐに平行な当接面２６ｆが固定部材２１の内
面２１ａに当接し、回転軸ｐに直交する方向の当接端面
２６ｅが第１の止め部材２８に当接している。当接面２
６ｆと当接端面２６ｅが直交する部分に存在する角部２
６ｂは、図１（ｂ）と同様に半径Ｒ（１ｍｍ以下）のア
ール部に構成され非当接部の距離Ｔが１ｍｍ以下とされ
ているが、図１（ｃ）のような面取り部（非当接部の距
離ｔが１ｍｍ以下）に構成してもよい。同様に、軸受３
３の外輪３５は、回転軸ｐに平行な当接面３５ｆが回転
部材２２の内面２２ａに当接し、回転軸ｐに直交する方
向の当接端面３５ｅが第２の止め部材３８に当接してい
る。当接面３５ｆと当接端面３５ｅが直交する部分に存
在する角部３５ｂは、図１（ｂ）と同様に半径Ｒ（１ｍ
ｍ以下）のアール部に構成され非当接部の距離Ｔが１ｍ
ｍ以下とされているが、図１（ｃ）のような面取り部
（非当接部の距離ｔが１ｍｍ以下）に構成してもよい。

【００２２】上述のような回転装置２０では、組立時に
第１の止め部材２８を溝２９内にはめ込んで固定する
と、軸受２３の内輪２６に予圧力が回転軸ｐと平行な方
向ｍに加わり、また第２の止め部材３８を溝３９内には
め込んで固定すると、軸受３３の外輪３５に予圧力が回
転軸ｐと平行な方向ｎに加わる。そして、回転装置２０
の使用中に図３の上方からラジアル荷重が回転体２２に
加わったりまた回転体２２が軸方向へ移動することによ
り、軸受２３で方向ｍと反対方向にアキシャル荷重が発
生すると、内輪２６から第１の止め部材２８に図１
（ａ）と同様に軸方向に力が加わり、また溝２９の上端
（内面２１ａ）で反対方向の力が加わる。この場合、図
１（ａ）と同様に、第１の止め部材２８に加わる軸方向
の力の内輪２６側の作用点はアール部の非当接部の距離
Ｔとほぼ等しく、距離Ｔは１ｍｍ以下と小さいので、軸
方向の力により第１の止め部材２８に加わるモーメント
が小さくなり、止め部材２８が変形し難くなりまた破損
しないとともに、止め部材２８の軸受２３の当接端面２
６ｅに対する傾きも小さくなる。この関係は、止め部材
２８の厚さを厚くし、軸受２３に対し方向ｍへ予圧力を
大きくした場合でも同様であるので、軸受２３の予圧力
を大きくできるとともに軸受２３の剛性を高くできるの
で、摩耗等の発生が減少し軸受２３の寿命が長くなる。

【００２３】また、同様に、軸受３３で方向ｎと反対方
向にアキシャル荷重が発生すると、外輪３５から第２の
止め部材３８に軸方向の力が加わり、また溝３９の上端
（内面２２ａ）で反対方向の力が加わる。この場合、図
１（ａ）と同様に、第２の止め部材３８に加わる軸方向
の力の外輪３５側の作用点はアール部の非当接部の距離
Ｔとほぼ等しく、距離Ｔは１ｍｍ以下と小さいので、軸
方向の力により第２の止め部材３８に加わるモーメント
が小さくなり、止め部材３８が変形し難くなりまた破損
しないとともに、第２の止め部材３８の軸受３３の当接
端面３５ｅに対する傾きも小さくなる。この関係は、第
２の止め部材３８の厚さを厚くし、軸受３３に対し方向
ｎへ予圧力を大きくした場合でも同様であるので、軸受
３３の予圧力を大きくできるとともに軸受３３の剛性を
高くできるので、摩耗等の発生が減少し軸受３３の寿命
が長くなる。

【００２４】上述のように、固定体２１と回転体２２と
の間に一対の軸受２３，３３を一対のアンギュラコンタ
クト玉軸受の背面あわせ構造を形成するように配置した
場合にも、各軸受２３，３３の止め部材に当接する当接
端面２６ｅ，３５ｅの角部２６ｂ、３５ｂをアール部ま
たは面取り部に構成し、その非当接部を１ｍｍ以下とす
ることにより、両軸受２３，３３において剛性を高くで
き、摩耗等の発生が減少し、寿命を長くすることができ
る。なお、当接端面の角部２６ｂ、３５ｂの各アール部
の半径は１ｍｍ以上であってもよく、非当接部の距離Ｔ
が１ｍｍ以下であればよい。また、当接端面２６ｅ，３
５ｅの角部２６ｂ、３５ｂを面取り部にした場合、距離
ｔ’は１ｍｍ以上であってもよい。

【００２５】また、図１及び図２で説明した構成は、比
較的大径の軸受の場合に特に効果的であり、例えば、軸
受外径が１５０ｍｍ以上であり、軸受内径が１００ｍｍ
以上の回転装置に適用すると有効である。

【００２６】以上のように本発明を実施の形態により説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能であ
る。例えば、図１及び図２において回転体側を固定し、
固定体側を回転可能にしてもよい。また、図１におい
て、止め部材を外輪に当接するように（図２の第２の止
め部材３８のように）配置してもよい。また、図２にお
いて、一対の軸受の各外輪と各内輪の位置をそれぞれ変
えて正面合わせ構造を形成するようにしてもよい。ま
た、本発明の回転装置は減速機に適用できるが、その他
の回転伝達装置に適用してもよいことは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】本発明の回転装置によれば、予圧力を加
わえる軸受を挟んで第１の部材または第２の部材が回転
する回転装置において軸受の剛性が高くなり摩耗等が減
少し、軸受寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による回転装置を回
転軸方向に切断してみた断面図（ａ）、軸受角部の拡大
図（ｂ）及び変形例の軸受角部の拡大図（ｃ）である。

【図２】本発明の第２の実施の形態による回転装置を回
転軸方向に切断してみた断面図である。

【図３】従来の回転装置を回転軸方向に切断してみた断
面図である。

【符号の説明】 １０，２０ 回転装置 １１，２１ 固定体 １１ａ，２１ａ 固定体の内面 １２，２２ 回転体 １３，２３，３３ 軸受 １４，２４，３４ ボール １５，２５，３５ 外輪 １６，２６，３６ 内輪 １６ｂ，２６ｂ，３５ｂ 角部 １６ｃ アール部 １６ｅ，２６ｅ，３５ｅ 軸受の当接端面（端面） １６ｇ 面取り部 １７ 当て部材 １８ 止め部材 １９，２９，３９ 溝 ２７ 中間当て部材 ２８ 第１の止め部材 ３８ 第２の止め部材 Ｔ，ｔ 非当接部の距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J012 AB04 BB03 BB05 CB03 CB10 FB10 3J101 AA02 AA42 AA54 AA62 BA53 BA54 BA56 FA41

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の部材と、第２の部材と、前記第１
   の部材と前記第２の部材との間に設けられ内輪と外輪と
   を有する軸受と、前記第１の部材または前記第２の部材
   に設けられ前記軸受の端面に当接して前記軸受に予圧力
   を与える止め部材と、を備え、前記第１の部材または前
   記第２の部材を回転させる回転装置であって、 前記内輪及び前記外輪の少なくとも前記止め部材と当接
   する端面の角部をアール部または面取り部に構成し、前
   記アール部または面取り部を１ｍｍ以下の前記止め部材
   と当接しない非当接部としたことを特徴とする回転装
   置。
2. 【請求項２】 第１の部材と、第２の部材と、前記第１
   の部材と前記第２の部材との間に設けられ内輪と外輪と
   をそれぞれ有する一対の軸受と、前記第１の部材に設け
   られ前記一方の軸受の内輪または外輪の端面に当接して
   前記一方の軸受に予圧力を与える第１の止め部材と、前
   記第２の部材に設けられ前記他方の軸受の外輪または内
   輪の端面に当接して前記他方の軸受に予圧力を与える第
   ２の止め部材とを備え、前記第１の部材または前記第２
   の部材を回転させる回転装置であって、 前記各内輪及び前記各外輪の少なくとも前記第１の止め
   部材または前記第２の止め部材と当接する端面の角部を
   アール部または面取り部に構成し、前記アール部または
   面取り部を１ｍｍ以下の前記止め部材と当接しない非当
   接部としたことを特徴とする回転装置。