JP2003083324A - Rotary support mechanism - Google Patents

Rotary support mechanism

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JP2003083324A
JP2003083324A JP2001272275A JP2001272275A JP2003083324A JP 2003083324 A JP2003083324 A JP 2003083324A JP 2001272275 A JP2001272275 A JP 2001272275A JP 2001272275 A JP2001272275 A JP 2001272275A JP 2003083324 A JP2003083324 A JP 2003083324A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary support mechanism always stably operable by restraining a change in a preload to a temperature change. SOLUTION: This rotary support mechanism has a housing 16 and a support shaft 15 mutually relatively rotatable via a bearing 11, and is characterized in that the rotary side housing 16 is formed of a lightweight material (aluminum) having a large thermal expansion coefficient, a bearing presser 19 for applying the preload to the bearing 11 is fastened and fixed to the housing 16 via a fixing bolt 20, a spot facing 23 having the prescribed depth is formed in an inserting part of the fixing bolt 20 in the housing 16, a section part of the spot facing 23 of the fixing bolt 20 is held in a noncontact state threadedly unengaged with the housing 16, and the bearing presser 19 and the fixing bolt 20 are formed of the same material as a constitutive material of the bearing 11.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、工業用ロボットや
マニピュレータ等の回転機構部に用いられる回転支持機
構に関する。 【0002】 【従来の技術】この種の回転支持機構はクロスローラ軸
受等の転がり軸受を用いて構成されている。 【0003】図5には、クロスローラ軸受を用いて構成
された従来の回転支持機構の構造を示してあり、クロス
ローラ軸受1は軌道輪としての内輪2および外輪3を備
え、これら内輪2と外輪3との間に複数の転動体として
の円筒ころ4が介装されている。そして外輪3は軸方向
に分割された一対の分割輪3a,3bとで構成されてい
る。 【0004】内輪2の内周には軸受結合部材としての支
軸5が嵌合され、外輪3の外周には軸受結合部材として
のハウジング6が嵌合され、これら二つの軸受結合部材
すなわち支軸5とハウジング6とがこのクロスローラ軸
受1を介して互いに相対的に回転するようになってい
る。図5の例では支軸5が固定され、ハウジング6が外
輪3と一体に回転するものとなっている。 【0005】支軸5の上端部には内輪用の軸受押え7が
設けられ、この軸受押え7は支軸5に螺挿された固定ボ
ルト8によりその支軸5に締結固定され、この軸受押え
7で内輪2が軸方向に押圧され、その圧力で内輪2が支
軸5に固定されている。 【0006】ハウジング6の下側には予圧付与機構とし
て外輪用の軸受押え9が設けられ、この軸受押え9はハ
ウジング6に螺挿された固定ボルト10によりそのハウ
ジング6に締結固定され、この軸受押え9で外輪3が軸
方向に押圧され、軸受1に対し予圧が付与されている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】このような回転支持機
構においては、その動作時に温度が上昇して各構成部材
が膨張する。軸受1や固定ボルト10の材料は一般に鉄
鋼材料であるが、ハウジング6が回転する部材である場
合、その軽量化のためにハウジング6の材料としてアル
ミニウム材料が用いられることが多い。 【0008】この場合、アルミニウム材料は鉄鋼材料に
比べその熱膨張係数が大きく、このため回転支持機構の
部分的な位置での熱膨張量に差が生じ、この熱膨張差で
軸受1にかかる予圧が変動してしまう。 【0009】すなわち、外輪用の軸受押え9とハウジン
グ6とが接触する部分での水平方向の中間点の位置を
A、固定ボルト10の中心軸の位置をB、軸受押え9と
軸受1の外輪3とが接触する部分での水平方向の中間点
の位置をCとし、これらA,B,Cの各位置での軸受1
の軸方向についての熱膨張量を考えると、ハウジング6
がアルミニウム材料で、軸受1および軸受押え9が鉄鋼
材料である場合、A点の位置での熱膨張量ΔとB点の
位置での熱膨張量Δとはほぼ同じで、C点の位置での
熱膨張量Δはそれより小さくなる(Δ≒Δ
Δ)。 【0010】この結果、軸受1にかかる予圧(C点の位
置に加わる力)が変動(この場合では減少)してしま
う。そして予圧が変動すると、軸受1の起動トルクが変
化し、動作が不安定となってしまう。 【0011】すなわち、予圧が変動すると、回転支持機
構の回転摩擦トルクが変化し、スムーズに回転させるこ
とができなくなり、特に回転支持機構が複数同軸上に配
された状態では、温度が変化すると互いの回転摩擦トル
クの変化で影響を及ぼし合う結果となり、さらに動作が
不安定となってしまう。 【0012】また、温度変化があまりない場合でも、軸
受としてクロスローラ軸受を用いている場合、回転支持
機構の回転トルクのばらつきが大きくなりやすいという
問題がある。これは、クロスローラ軸受は剛性が高くコ
ンパクトである点で回転支持機構で用いるのに好適であ
るが、回転トルクの絶対値が大きいため、各部材の寸法
の狂い等によって回転トルクの値に大きな影響を及ぼす
ためである。 【0013】本発明はこのような点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、常に安定して所望の
予圧を得ることができる回転支持機構を提供することに
ある。 【0014】 【課題を解決するための手段】本発明の回転支持機構に
おいては、軌道輪およびこの軌道輪に沿って配列する複
数の転動体を備える転がり軸受と、この転がり軸受を介
して互いに相対的に回転可能な二つの軸受結合部材と、
前記二つの軸受結合部材のうちの転がり軸受の構成材料
とは熱膨張係数の異なる材料で形成された一方の軸受結
合部材に取り付けられた前記転がり軸受に対する予圧付
与機構とを具備し、前記予圧付与機構は、前記転がり軸
受の軌道輪を軸方向に押圧する軸受押えを有し、この軸
受押えは前記一方の軸受結合部材に螺挿された固定ボル
トによりその軸受結合部材に締結され、前記一方の軸受
結合部材には前記固定ボルトの挿入部分に所定の深さの
切欠部が形成され、前記固定ボルトは前記切欠部の区間
では前記一方の軸受結合部材と螺合しない非接触状態に
保持され、前記固定ボルトが前記一方の軸受結合部材の
構成材料と異なる熱膨張係数の材料で形成されているこ
とを特徴としている。 【0015】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図1ないし図4を参照して説明する。 【0016】図1には第1の実施形態を示してあり、こ
の実施形態は転がり軸受としてクロスローラ軸受を用い
た回転支持機構の例である。クロスローラ軸受11は軌
道輪としての内輪12および外輪13を備え、これら内
輪12と外輪13との間に複数の転動体としての円筒こ
ろ14が介装されている。 【0017】外輪13はその軸方向に分離する一対の分
割輪13a,13bにより構成され、また円筒ころ14
は交互にほぼ90°ずつその軸方向の向きを変えるクロ
ス配置状態に配列され、図示しない環状の保持器で互い
に所定の間隔を保つように支持されている。 【0018】このクロスローラ軸受11は前記円筒ころ
14のクロス配置によりラジアル荷重およびスラスト荷
重の複合荷重に対して有効に対応することができる構造
となっている。 【0019】内輪12の内周には軸受結合部材としての
円筒状の支軸15が嵌合され、外輪13の外周には軸受
結合部材としての円環状のハウジング16が嵌合されて
いる。そしてこの実施形態においては、ハウジング16
が外輪13と一体に回転する部材で、このハウジング1
6がその軽量化のためにアルミニウム材料で形成されて
いる。 【0020】支軸15の上端部には内輪用の軸受押え1
7が設けられ、この軸受押え17は支軸15に螺挿され
た固定ボルト18によりその支軸15に締結固定され、
この軸受押え17で内輪12が軸方向に押圧され、その
圧力で内輪12が支軸15に固定されている。 【0021】ハウジング16の下側には予圧付与機構と
して外輪用の軸受押え19が設けられ、この軸受押え1
9はハウジング16に螺挿された固定ボルト20により
そのハウジング16に締結固定されている。 【0022】固定ボルト20は軸受11の軸方向に沿っ
てハウジング16に螺挿され、この固定ボルト20で締
結された前記軸受押え19で外輪13が軸方向に押圧さ
れ、予圧が付与されている。 【0023】ハウジング16には固定ボルト20を挿入
するための切欠部、例えば座ぐり23が形成され、この
座ぐり23の深さ方向の先方に固定ボルト20を螺合さ
せるためのねじ孔24が形成されている。座ぐり23の
内径は固定ボルト20の外径より大きく、固定ボルト2
0はこの座ぐり23を遊挿してねじ孔24に螺挿されて
いる。 【0024】すなわちこの固定ボルト20は、座ぐり2
3の区間ではハウジング16と螺合しない非接触状態に
保たれ、ねじ孔24に螺合する部分のみがハウジング1
6に接触する状態となっている。 【0025】軸受11の外輪13の下端面は、ハウジン
グ16の下端面より僅かにその下方側に突出している。
そして前記軸受押え19はハウジング16の下端面に接
触する第1の接触部19aと、外輪13の下端面に接触
する第2の接触部19bとを有し、これら第1の接触部
19aと第2の接触部19bとの間の位置に固定ボルト
20が挿入されている。 【0026】ハウジング16はその軽量化のためにアル
ミニウム材料で形成されているが、前記軸受11、軸受
押え19、固定ボルト20の材料はその強度上の点から
鉄鋼材料により形成されている。 【0027】したがって、温度が上昇したときの軸受1
1の軸方向についての伸びを考えるとき、ハウジング1
6に座ぐり23がなく、固定ボルト20のハウジング1
6に挿入された全長部分がハウジング16に対して螺合
している場合には、前述の通り、軸受押え19の第1の
接触部19aの水平方向の中間点のA点の位置での熱膨
張量Δと、固定ボルト20の中心軸上のB点の位置で
の熱膨張量Δと、第2の接触部19bの水平方向の中
間点のC点の位置での熱膨張量Δとの関係は、Δ
Δ>Δとなる。 【0028】これに対し、本実施形態においては、ハウ
ジング16に対する固定ボルト20の挿入部分に座ぐり
23が形成されており、このためこの座ぐり23の深さ
の部分での固定ボルト20の熱膨張量は座ぐり23がな
い場合と比べて小さくなるので、B点の位置での熱膨張
量Δが前記の場合より小さくなり、Δ>Δ>Δ
の関係となる。 【0029】そしてこの関係により、軸受押え19に加
わるB−C間での曲げ応力の減少が小さくなり、したが
って軸受11に対する予圧の変動(減少)を小さく抑え
ることができる。 【0030】さらに説明すると、 A−B間の距離L B−C間の距離L 座ぐり23の深さをH ハウジング16の下端面と軸受11の上端面との間の距
離H 第1の接触部19aの第2の接触部19bに対する突出
の高さH ハウジング16(アルミニウム材料)の熱膨張係数ρ 軸受11(鉄鋼材料)の熱膨張係数ρ 軸受押え19(鉄鋼材料)の熱膨張係数ρ 固定ボルト20(鉄鋼材料)の熱膨張係数ρ 温度変化量t としたときに、 A点の位置での熱膨張量Δは、 Δ=H・ρ・t+H・ρ・t B点の位置での熱膨張量Δは、 Δ=(H−H)・ρ・t+(H+H)・ρ
・t C点の位置での熱膨張量Δは、 Δ=(H+H)・ρ・t となる。 【0031】ここで、軸受11の外輪13を押圧する力
(予圧)を一定にするためには、軸受押え19の固定ボ
ルト20を隔てた両側の熱膨張量がバランスの取れた状
態に保たれればよいから、 L:L=(Δ−Δ):(Δ−Δ) となる。 【0032】したがって、このL:L=(Δ−Δ
):(Δ−Δ)の条件を満たすように、座ぐり2
3の深さHを定めれば、温度の変化に対する軸受11
の予圧の変動をほぼなくすことができるので、より好ま
しい。 【0033】すなわち、L、L、H、H
ρ、ρ、ρ、ρが既知の値で、Hのみが未知
の値であるとすると、 H={L・H・ρ−L・(H+H)・ρ
−L・H・ρ +(L+L)・H・ρ
/{(L+L)・(ρ−ρ)} となり、Hがこれを満足すれば、軸受押え19が外輪
13を押圧する力(予圧)は温度が変化しても変わらな
いことになる。 【0034】例えば、 ρ=ρ ρ=ρ=ρ=ρ H=0 H=H L=L=L である場合においては、 H=(L・H・ρ−L・H・ρ)/{(2・L)・(ρ−ρ)} =L・H・(ρ−ρ)/{(2・L)・(ρ−ρ)} =H/2 となる。 【0035】一方、本実施形態においては、転がり軸受
としてクロスローラ軸受11を用いている。このクロス
ローラ軸受11は、ラジアル方向(径方向)およびスラ
スト方向(軸方向)の荷重を共に支持でき、しかも転動
体として円筒ころ14を使用しているから剛性が高く、
さらにコンパクトであるという利点がある。 【0036】しかし、製造工程上、外輪13の分割輪1
3a,13bの外周面の軸心と、その各分割輪13a,
13bの内側の軌道面13a′,13b′の軸心とを同
時に完全に一致させることは困難である。 【0037】このため二つの分割輪13a,13bの外
周面を共にハウジング16の内周面に密着させると、両
分割輪13a,13bの軌道面13a′,13b′が互
いにずれて一致しなくなりやすく、これが起動トルクの
ばらつきの原因となる。 【0038】そこで、本実施形態においては、一対の分
割輪13a,13bの一方の分割輪13aの外周面のみ
をハウジング16の内周面に密着させて拘束し、他方の
分割輪13bは外周面をハウジング16の内周面に密着
させずにその間に僅かな隙間Sを設けて非拘束状態に保
持し、これにより一方の分割輪13aの軌道面13a′
の軸心と他方の分割輪13bの軌道面13b′の軸心と
が一致するようにしてある。 【0039】一方の分割輪13aの外周面をハウジング
16の外周面に密着させるのは、ハウジング16の回転
中心を軸受11の回転中心に一致させるための基準面と
するためであるが、そのために要求される精度は、両分
割輪13a,13bの軌道面13a′,13b′同士の
軸心合わせに要求される精度より緩やかである。 【0040】本発明は前記実施形態に限らず、図2に第
2の実施形態として示すように、ハウジング16の固定
ボルト挿入部に座ぐり23を形成すると共に、さらに転
がり軸受11の内輪12に嵌合した支軸15において
も、固定ボルト挿入部に座ぐり23を形成し、この座ぐ
り23を通してねじ孔24に螺挿された固定ボルト18
で内輪用の軸受押え17を支軸15に締結固定し、この
軸受押え17で軸受11の内輪12を押圧して固定する
ような構成とすることも可能である。このような構造に
よれば、温度が変化したときの内輪12を押圧する力の
変動も抑えることができる。 【0041】また、図3に第3の実施形態として示すよ
うに、転がり軸受として玉軸受、例えば組合せ玉軸受1
1aを用いるような場合であってもよい。この玉軸受1
1aは軌道輪としての内輪12および外輪13と、転動
体としての複数の玉14aとで構成されている。 【0042】そして外輪13の外周に嵌合したハウジン
グ16に固定ボルト20を介して軸受押え19が締結固
定され、この軸受押え19により玉軸受11aの外輪1
3が軸方向に押圧され、予圧が付与されている。 【0043】前記各実施形態においては、ハウジング1
6に切欠部として座ぐり23を形成し、この座ぐり23
で固定ボルト20の所定の区間をハウジング16と螺合
しない非接触状態に保持するようにしたが、その座ぐり
23に代えて図4に第4の実施形態として示すように、
ハウジング16に切欠部として段差状に凹む凹部23a
を形成し、この凹部23aにより固定ボルト20の所定
の区間をハウジング16と螺合しない非接触状態に保持
するようにしてもよい。 【0044】図5に示す構成の従来品と、図1〜図4に
示す構成の本発明品とをそれぞれ複数ずつ製作し、常温
(25℃)と高温(60℃)の状態のもとでの回転起動
トルクを測定したところ、従来品では各温度状態のもと
での1台ごとの起動トルクのばらつきが大きく、また常
温と高温との間での起動トルクの変化が小さいものもあ
ったが大きいものもあり、所望のトルク値を得ることが
困難であった。 【0045】本発明品においては、各温度状態のもとで
の1台ごとの起動トルクのばらつきが小さく、所望のト
ルク値を得ることができ、また常温と高温との間での起
動トルクの変化を抑制することができた。 【0046】なお、前記各実施形態においては、転がり
軸受の外輪13がその外周に嵌合した軸受結合部材(ハ
ウジング16)と一体に回転する場合の例であるが、外
輪13の外周に嵌合した一方の軸受結合部材(ハウジン
グ16)を固定し、内輪12に嵌合した他方の軸受結合
部材(支軸15)を回転させる場合であってもよい。 【0047】この場合には、その回転する部材である支
軸15を軽量化のために例えばアルミニウム材料とし、
固定の部材であるハウジング16を軸受11と同じ鉄鋼
材料とする。そしてアルミニウム材料からなる支軸15
の熱膨張を考慮してその支軸15に座ぐりや段差状の凹
部等からなる切欠部を形成する。 【0048】また、転がり軸受としてクロスローラ軸受
11を用いる場合、図1、図2、図3においてはその外
輪13を分割構造としているが、内輪12を分割構造と
し、その分割構造の内輪12を予圧付与機構で押圧する
ように構成することも可能である。 【0049】この場合、内輪12の分割輪のいずれか一
方の内周面のみを支軸の外周面に密着させて拘束し、他
方は非拘束状態にすると、起動トルクのばらつきを抑え
ることができる。そしてより好ましいのは外輪を分割構
造とする場合と同様とする場合である。 【0050】さらに、転がり軸受の軌道輪としての内輪
12および外輪13は単体の部品として構成する場合に
限らず、例えば内輪12とこれに結合する部材(支軸)
とが同じ材料のときにはその部材(支軸)の一部で内輪
12を構成したり、あるいは外輪13とこれに結合する
部材(ハウジング16)とが同じ材料のときにはその部
材(ハウジング16)の一部で外輪13を構成するよう
にしてもよい。 【0051】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、転
がり軸受を介して互いに相対的に回転可能な二つの軸受
結合部材のうちの転がり軸受の構成材料と異なる熱膨張
係数の材料で形成された一方の軸受結合部材に座ぐりや
凹部等の切欠部を形成し、この切欠部を通して固定ボル
トを前記一方の軸受結合部材に螺挿し、この固定ボルト
で予圧付与用の軸受押えを前記軸受結合部材に締結して
固定するようにしたから、温度の変化に対する軸受の予
圧の変動を抑えて常に安定して動作させることが可能と
なる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] TECHNICAL FIELD The present invention relates to an industrial robot and
Rotation support machine used for rotation mechanism such as manipulator
About construction. [0002] 2. Description of the Related Art This type of rotation support mechanism is a cross roller shaft.
It is configured using a rolling bearing such as a bearing. FIG. 5 shows a configuration using cross roller bearings.
The structure of the conventional rotation support mechanism is shown,
The roller bearing 1 has an inner ring 2 and an outer ring 3 as race rings.
A plurality of rolling elements between the inner ring 2 and the outer ring 3
Cylindrical roller 4 is interposed. And the outer ring 3 is axial
And a pair of divided wheels 3a and 3b divided into
You. A support as a bearing coupling member is provided on the inner periphery of the inner ring 2.
The shaft 5 is fitted, and a bearing coupling member is provided on the outer periphery of the outer ring 3.
Of the two bearing coupling members
That is, the support shaft 5 and the housing 6 are
It rotates relative to each other via the receiver 1
You. In the example of FIG. 5, the support shaft 5 is fixed and the housing 6 is
It rotates integrally with the wheel 3. [0005] At the upper end of the support shaft 5, a bearing retainer 7 for the inner ring is provided.
The bearing retainer 7 is provided with a fixing bolt screwed into the support shaft 5.
The bearing retainer is fastened and fixed to the support shaft 5 by a bolt 8.
7, the inner race 2 is pressed in the axial direction, and the inner race 2 is supported by the pressure.
It is fixed to the shaft 5. A preloading mechanism is provided below the housing 6.
A bearing retainer 9 for the outer ring is provided.
The housing 6 is fixed by a fixing bolt 10 screwed into the housing 6.
The outer ring 3 is fixed to the ring 6
And a preload is applied to the bearing 1. [0007] SUMMARY OF THE INVENTION Such a rotary support machine
In the construction, the temperature rises during operation and each component
Expands. The material of the bearing 1 and the fixing bolt 10 is generally iron
If it is a steel material but the housing 6 is a rotating member
In this case, aluminum is used as the material of the housing 6 to reduce the weight.
Minium materials are often used. In this case, the aluminum material is replaced by a steel material.
The thermal expansion coefficient is larger than that of the
There is a difference in the amount of thermal expansion at a partial position.
The preload applied to the bearing 1 fluctuates. That is, the bearing retainer 9 for the outer ring and the housing
Position of the horizontal middle point at the point where
A, the position of the center axis of the fixing bolt 10 is B, and the bearing retainer 9 is
Horizontal midpoint at the point where the bearing 1 contacts the outer ring 3
Of the bearing 1 at each of these positions A, B and C.
Considering the amount of thermal expansion in the axial direction of the housing 6,
Is aluminum material, bearing 1 and bearing retainer 9 are steel
If it is a material, the thermal expansion amount Δ at the point A1And point B
Thermal expansion Δ at position2Is almost the same as
Thermal expansion Δ3Is smaller than that (Δ1≒ Δ2>
Δ3). As a result, the preload (bearing point C)
(In this case, decrease).
U. When the preload changes, the starting torque of the bearing 1 changes.
And the operation becomes unstable. That is, when the preload fluctuates, the rotation supporting machine
The rotational friction torque of the structure changes, and
In particular, multiple rotation support mechanisms are coaxially arranged.
In this condition, when the temperature changes, each other's rotational friction torque
Changes can affect each other,
It becomes unstable. Further, even when the temperature does not change much,
When a cross roller bearing is used as a bearing,
It is said that the fluctuation of the rotation torque of the mechanism tends to increase
There's a problem. This is because the cross roller bearing has high rigidity and
It is suitable for use in a rotary support mechanism because it is compact.
However, since the absolute value of the rotational torque is large,
Has a large effect on the value of the rotational torque
That's why. The present invention has been made in view of such points.
The purpose is always stable and desired
To provide a rotation support mechanism that can obtain preload
is there. [0014] According to the present invention, there is provided a rotary support mechanism according to the present invention.
In this case, the race and the array arranged along the race
Rolling bearings with a number of rolling elements, and
Two bearing coupling members rotatable relative to each other,
Material of the rolling bearing of the two bearing coupling members
Is one of the bearings made of materials with different coefficients of thermal expansion.
With preload for the rolling bearing attached to the joint member
And the preload applying mechanism is provided with the rolling shaft
The bearing has a bearing presser that presses the bearing ring in the axial direction.
The receiving retainer is a fixed bolt screwed into the one bearing coupling member.
The one bearing
The connecting member has a predetermined depth at the insertion portion of the fixing bolt.
A notch is formed, and the fixing bolt is located in a section of the notch.
In the non-contact state that does not screw with the one bearing coupling member
Is held, and the fixing bolt is attached to the one bearing coupling member.
It must be made of a material with a different coefficient of thermal expansion from that of the constituent materials.
It is characterized by. [0015] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a first embodiment.
Embodiment uses a cross roller bearing as a rolling bearing
It is an example of a rotating support mechanism. Cross roller bearing 11 is a rail
An inner ring 12 and an outer ring 13 as road wheels are provided.
A cylindrical cylinder as a plurality of rolling elements is provided between the ring 12 and the outer ring 13.
Filter 14 is interposed. The outer ring 13 has a pair of components separated in its axial direction.
Splitting wheels 13a and 13b are provided.
Are alternately rotated by approximately 90 ° in the axial direction.
And arranged in a ring arrangement (not shown).
At a predetermined interval. The cross roller bearing 11 is provided on the cylindrical roller.
Radial load and thrust load by 14 cross arrangements
Structure capable of effectively responding to heavy composite loads
It has become. On the inner periphery of the inner ring 12, a bearing coupling member
A cylindrical support shaft 15 is fitted, and a bearing
An annular housing 16 as a connecting member is fitted
I have. In this embodiment, the housing 16
Is a member that rotates integrally with the outer ring 13.
6 is made of aluminum material for its light weight
I have. At the upper end of the support shaft 15, a bearing retainer 1 for the inner ring is provided.
7, and the bearing presser 17 is screwed into the support shaft 15.
Is fixed to the support shaft 15 by the fixing bolt 18,
The inner ring 12 is pressed in the axial direction by the bearing retainer 17,
The inner ring 12 is fixed to the support shaft 15 by pressure. On the lower side of the housing 16, a preload applying mechanism is provided.
As a result, a bearing retainer 19 for the outer ring is provided.
9 is provided by a fixing bolt 20 screwed into the housing 16.
It is fastened and fixed to the housing 16. The fixing bolt 20 extends along the axial direction of the bearing 11.
Screwed into the housing 16 and tightened with the fixing bolt 20.
The outer ring 13 is pressed in the axial direction by the
And a preload is applied. A fixing bolt 20 is inserted into the housing 16.
A notch, for example, a spot facing 23, is formed for
The fixing bolt 20 is screwed into the counterbore 23 in the depth direction.
Screw holes 24 are formed. Counterbore 23
The inner diameter is larger than the outer diameter of the fixing bolt 20 and the fixing bolt 2
No. 0 has this counterbore 23 loosely inserted and screwed into the screw hole 24
I have. That is, the fixing bolt 20 is
In the section 3, it is in a non-contact state that does not screw with the housing 16.
Only the part that is retained and screwed into the screw hole 24 is the housing 1
6. The lower end surface of the outer ring 13 of the bearing 11 is
The projection 16 projects slightly below the lower end surface of the projection 16.
The bearing retainer 19 contacts the lower end surface of the housing 16.
The first contact portion 19a to be touched and the lower end surface of the outer ring 13
And the second contact portion 19b
Fixing bolt at a position between the first contact portion 19a and the second contact portion 19b.
20 has been inserted. The housing 16 is made of aluminum to reduce its weight.
The bearing 11 is made of a minium material.
The material of the presser foot 19 and the fixing bolt 20 is based on their strength.
It is formed of a steel material. Therefore, when the temperature rises, the bearing 1
When considering the extension in the axial direction of the housing 1, the housing 1
6 has no counterbore 23 and the housing 1 of the fixing bolt 20
6 is screwed into the housing 16
If so, as described above, the first
Thermal expansion at the point A at the horizontal intermediate point of the contact portion 19a
Tension Δ1And at the position of point B on the center axis of the fixing bolt 20
Thermal expansion Δ2In the horizontal direction of the second contact portion 19b
Thermal expansion Δ at point C at the intermediate point3Is related to Δ1
Δ2> Δ3It becomes. On the other hand, in the present embodiment, the how
Counterbore at the insertion part of the fixing bolt 20 to the jing 16
23 are formed, and the depth of the counterbore 23
The amount of thermal expansion of the fixing bolt 20 at the part
Thermal expansion at point B
Quantity Δ2Is smaller than the above case, Δ1> Δ2> Δ 3
It becomes the relationship. According to this relationship, the bearing retainer 19 is
The decrease in bending stress between B and C becomes smaller,
The fluctuation (decrease) of the preload on the bearing 11
Can be To explain further, Distance L between AB1 Distance L between BC2 The depth of the spotbore 23 is H1 Distance between the lower end surface of housing 16 and the upper end surface of bearing 11
Release H2 Projection of first contact portion 19a with respect to second contact portion 19b
Height H3 Thermal expansion coefficient ρ of housing 16 (aluminum material)1 Thermal expansion coefficient ρ of bearing 11 (steel material)2 Thermal expansion coefficient ρ of bearing retainer 19 (steel material)3 Thermal expansion coefficient ρ of fixing bolt 20 (steel material)4 Temperature change amount t And when Thermal expansion Δ at point A1Is Δ1= H2・ Ρ1・ T + H3・ Ρ3・ T Thermal expansion Δ at point B2Is Δ2= (H2-H1) ・ Ρ1・ T + (H1+ H3) ・ Ρ
4・ T Thermal expansion Δ at point C3Is Δ3= (H2+ H3) ・ Ρ2・ T It becomes. Here, the force for pressing the outer ring 13 of the bearing 11
In order to keep the (preload) constant, the fixing
The amount of thermal expansion on both sides of the bolt 20 is balanced
It just needs to be kept in shape, L1: L2= (Δ1−Δ2): (Δ2−Δ3) It becomes. Therefore, this L1: L2= (Δ1−Δ
2): (Δ2−Δ3Counterbore 2 so as to satisfy condition
3 depth H1, The bearing 11 with respect to a change in temperature
Preload fluctuations can be almost eliminated, so
New That is, L1, L2, H2, H3,
ρ1, Ρ2, Ρ3, Ρ4Is a known value and H1Only unknown
Is the value of H1= {L1・ H2・ Ρ1-L1・ (H2+ H3) ・ Ρ
2-L2・ H3・ Ρ 3+ (L1+ L2) ・ H3・ Ρ4
/ {(L1+ L2) ・ (Ρ1−ρ4)} And H1If this is satisfied, the bearing retainer 19
The force (preload) pressing 13 does not change even if the temperature changes.
Will be. For example,     ρ1= Ρa     ρ2= Ρ3= Ρ4= Ρ     H3= 0     H2= H     L1= L2= L If     H1= (L ・ H ・ ρa−L · H · ρ) / {(2 · L) · (ρa−ρ)}        = L ・ H ・ (ρa−ρ) / {(2 · L) · (ρa−ρ)}        = H / 2 It becomes. On the other hand, in the present embodiment, the rolling bearing
The cross roller bearing 11 is used as the first embodiment. This cross
The roller bearing 11 has a radial (radial) and
Can support both the load in the strike direction (axial direction) and rolling
Since the cylindrical roller 14 is used as the body, the rigidity is high,
There is an advantage that it is more compact. However, due to the manufacturing process, the split ring 1 of the outer ring 13
The axis of the outer peripheral surface of 3a, 13b,
The center of the raceways 13a 'and 13b' inside 13b is
Sometimes it is difficult to make a perfect match. For this reason, the outside of the two split wheels 13a, 13b
When both the peripheral surfaces are brought into close contact with the inner peripheral surface of the housing 16,
The track surfaces 13a ', 13b' of the split wheels 13a, 13b are
It is easy to get out of alignment and this is the starting torque
It causes variation. Therefore, in this embodiment, a pair of components
Only the outer peripheral surface of one of the split wheels 13a, 13b
To the inner peripheral surface of the housing 16 for restraint.
The outer peripheral surface of the split wheel 13b is in close contact with the inner peripheral surface of the housing 16.
A small gap S is provided between the two
And thus the raceway surface 13a 'of one of the split wheels 13a
And the axis of the raceway surface 13b 'of the other split wheel 13b
Are matched. The outer peripheral surface of one split wheel 13a is
The rotation of the housing 16 is brought into close contact with the outer peripheral surface of the housing 16.
A reference plane for matching the center to the rotation center of the bearing 11
However, the accuracy required for that purpose is
Between the raceway surfaces 13a 'and 13b' of the split wheels 13a and 13b.
It is looser than the accuracy required for axis alignment. The present invention is not limited to the above-described embodiment.
Fixing of the housing 16 as shown in the second embodiment
A counterbore 23 is formed in the bolt insertion portion, and
In the support shaft 15 fitted to the inner ring 12 of the ball bearing 11
Also, a counterbore 23 is formed in the fixing bolt insertion portion,
Fixing bolt 18 screwed into the screw hole 24 through the screw 23
The bearing retainer 17 for the inner ring is fastened and fixed to the support shaft 15 with
The inner ring 12 of the bearing 11 is pressed and fixed by the bearing retainer 17.
Such a configuration is also possible. In such a structure
According to this, the force of pressing the inner ring 12 when the temperature changes
Fluctuations can also be suppressed. FIG. 3 shows a third embodiment.
As described above, a ball bearing such as a combination ball bearing 1 is used as a rolling bearing.
1a may be used. This ball bearing 1
Reference numeral 1a denotes an inner ring 12 and an outer ring 13 as race rings, and rolling
It is composed of a plurality of balls 14a as a body. The housing fitted on the outer periphery of the outer ring 13
The bearing retainer 19 is fastened to the bracket 16 via the fixing bolt 20.
The outer ring 1 of the ball bearing 11a is
3 is pressed in the axial direction, and a preload is applied. In each of the above embodiments, the housing 1
A counterbore 23 is formed as a notch in
Screw a predetermined section of the fixing bolt 20 with the housing 16
Not to be kept in a non-contact state, but the counterbore
As shown in FIG. 4 as a fourth embodiment instead of 23,
A recessed portion 23a which is recessed in a stepped manner as a cutout portion in the housing 16.
Is formed, and a predetermined fixing bolt 20 is formed by the concave portion 23a.
Section is kept in a non-contact state that does not screw with the housing 16
You may make it. A conventional product having the structure shown in FIG.
Manufacture a plurality of the products of the present invention having the configuration shown
(25 ° C) and rotation start under high temperature (60 ° C)
When the torque was measured, the conventional product under each temperature condition
Start-up torque varies greatly between
In some cases, the change in starting torque between high and high temperatures is small.
However, some of them are large, and it is possible to obtain the desired torque value.
It was difficult. In the product of the present invention, under each temperature condition
The variation in the starting torque of each of the
Lux value and can be started between room temperature and high temperature.
The change in dynamic torque could be suppressed. In each of the above embodiments, the rolling
A bearing coupling member (c) in which the outer ring 13 of the bearing is fitted around its outer periphery
This is an example of the case of rotating together with the housing 16).
One of the bearing coupling members (housing
16) and the other bearing fitted to the inner ring 12
The member (support shaft 15) may be rotated. In this case, the support, which is the rotating member,
The shaft 15 is made of, for example, aluminum material for weight reduction,
The housing 16 which is a fixed member is made of the same steel as the bearing 11.
Materials. And a support shaft 15 made of aluminum material
In consideration of the thermal expansion of the shaft, a counterbore or a step
A notch formed of a portion or the like is formed. A cross roller bearing is used as a rolling bearing.
In the case where 11 is used, in FIGS. 1, 2 and 3,
Although the ring 13 has a divided structure, the inner ring 12 has a divided structure.
Then, the inner ring 12 having the divided structure is pressed by the preload applying mechanism.
Such a configuration is also possible. In this case, any one of the split wheels of the inner ring 12 is used.
Only the inner surface of one side is tightly attached to the outer surface of the spindle,
The non-constrained state reduces the variation of the starting torque
Can be More preferably, the outer ring is divided into two parts.
This is the same as the case where the structure is made. Further, an inner ring as a bearing ring of a rolling bearing
When the outer ring 12 and the outer ring 13 are configured as a single component,
Not limited to, for example, the inner ring 12 and a member (support shaft) connected to the inner ring 12
When the material is the same, a part of the member (support shaft)
12 or to be connected to the outer ring 13
When the member (housing 16) is made of the same material,
A part of the material (housing 16) forms the outer race 13
It may be. [0051] According to the present invention as described above,
Two bearings rotatable relative to each other via ball bearings
Thermal expansion different from the material of the rolling bearing of the coupling member
One of the bearing coupling members made of
A notch such as a recess is formed, and the fixing bolt is inserted through this notch.
Screw into the one bearing coupling member, and
By fastening the bearing retainer for applying preload to the bearing coupling member
The bearing is fixed, so the bearing
It is possible to always operate stably by suppressing pressure fluctuation
Become.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施形態を示す断面図。 【図2】本発明の第2の実施形態を示す断面図。 【図3】本発明の第3の実施形態を示す断面図。 【図4】本発明の第4の実施形態を示す断面図。 【図5】従来技術を示す断面図。 【符号の説明】 11…クロスローラ軸受(転がり軸受) 11a…玉軸受(転がり軸受) 12…内輪(軌道輪) 13…外輪(軌道輪) 14…円筒ころ(転動体) 14a…玉(転動体) 15…支軸(軸受結合部材) 16…ハウジング(軸受結合部材) 19…軸受押え 20…固定ボルト 23…座ぐり(切欠部) 23a…凹部(切欠部) 24…ねじ孔[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view showing a conventional technique. [Explanation of symbols] 11 Cross roller bearing (rolling bearing) 11a Ball bearings (rolling bearings) 12 ... Inner ring (track ring) 13 ... Outer ring (track ring) 14: Cylindrical roller (rolling element) 14a ... ball (rolling element) 15. Support shaft (bearing coupling member) 16 Housing (bearing coupling member) 19 ... Bearing retainer 20 ... fixing bolt 23 ... counterbore (notch) 23a recess (notch) 24 ... Screw hole

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】軌道輪およびこの軌道輪に沿って配列する
複数の転動体を備える転がり軸受と、この転がり軸受を
介して互いに相対的に回転可能な二つの軸受結合部材
と、前記二つの軸受結合部材のうちの転がり軸受の構成
材料とは熱膨張係数の異なる材料で形成された一方の軸
受結合部材に取り付けられた前記転がり軸受に対する予
圧付与機構とを具備し、 前記予圧付与機構は、前記転がり軸受の軌道輪を軸方向
に押圧する軸受押えを有し、この軸受押えは前記一方の
軸受結合部材に螺挿された固定ボルトによりその軸受結
合部材に締結され、前記一方の軸受結合部材には前記固
定ボルトの挿入部分に所定の深さの切欠部が形成され、
前記固定ボルトは前記切欠部の区間では前記一方の軸受
結合部材と螺合しない非接触状態に保持され、前記固定
ボルトが前記一方の軸受結合部材の構成材料と異なる熱
膨張係数の材料で形成されていることを特徴とする回転
支持機構。
Claims: 1. A rolling bearing comprising a bearing ring and a plurality of rolling elements arranged along the bearing ring, and two bearing coupling members rotatable relative to each other via the rolling bearing. And a preload applying mechanism for the rolling bearing attached to one of the bearing coupling members formed of a material having a different coefficient of thermal expansion from the constituent material of the rolling bearing of the two bearing coupling members, The preload applying mechanism has a bearing retainer that presses the bearing ring of the rolling bearing in the axial direction, and the bearing retainer is fastened to the bearing coupling member by a fixing bolt screwed into the one bearing coupling member. A notch of a predetermined depth is formed in one of the bearing coupling members at the insertion portion of the fixing bolt,
The fixing bolt is held in a non-contact state in which it is not screwed with the one bearing coupling member in the section of the notch, and the fixing bolt is formed of a material having a different thermal expansion coefficient from a material of the one bearing coupling member. A rotation supporting mechanism.
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