JP2004084849A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】両軸方向に受ける荷重大きさの差異が大きいという使用条件において、コンパクト・長寿命をもつラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられる軸受を提供することを目的とする。
【解決手段】夫々二つの軌道面を有する外輪１と内輪２の間に複数の転動体５，５′…が組み込まれ、外内輪は、転動体５，５′の半径より大径状の軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・２ｂを有し、各転動体５，５′は、転がり接触面となる外径が軸方向にも曲率を持ち、かつ円周上にて隣り合う転動体５，５′が交互に交差状に配されると共に、各転動体の外径が、常に相対する一方の軌道輪の軌道面と他方の軌道輪の軌道面にて一点ずつ合計二点で接触しており、円周上交差状に配される一方の向きの転動体５と内外輪軌道面１ａ・２ｂとの接触角の値が、他方の向きの転動体５′と内外輪軌道面１ｂ・２ａとの接触角の値と異なるようにする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられる転がり軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一つの軸受でラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられるものとしては、従来、クロスローラ軸受（図１２）や、４点接触玉軸受（図１３）、３点接触玉軸受（図示省略）が知られている。
クロスローラ軸受では、転動体３００がころであり、転動体３００と軌道輪１００，２００が２ヵ所で線接触するので、モーメント剛性大の長所を持つ一方、トルク及びトルク変動が大きい問題がある。
４点接触玉軸受又は３点接触玉軸受では、転動体３００が玉であり、転動体３００と軌道輪１００，２００と４ヵ所又は３ヵ所で点接触するので、低トルク、作動円滑の長所を持つ一方、モーメント剛性が小さく、また、玉のスピンが大きく、小さなスピン摩耗性能は得られない問題がある。
以上の従来技術の問題点に鑑み、本発明者は、低トルク、高モーメント剛性、高耐スピン摩耗特性を有するラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられる優れた転がり軸受（図１４）を発明し、先に出願した（例えば特開２００１−５０２４６）。
この軸受は、一対の軌道輪１，２間に複数の転動体５が組み込まれ、上記各軌道輪１，２は、転動体５の半径より大径状の二つの軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・２ｂからなる軌道溝をそれぞれ有し、上記各転動体５は、転がり接触面となる外径５ａが軸方向にも曲率を持ち、円周上にそれぞれ交互に交差状に配されると共に、各転動体５の外径５ａが、常に相対する一方の軌道輪１の軌道面１ａ（１ｂ）と他方の軌道輪２の軌道面２ｂ（２ａ）にてそれぞれ一点ずつ合計二点で接触しているとした新規有用な技術的構造を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記軸受の構造では、交差状に配されている各転動体５と、内外輪軌道面１ａ（１ｂ），２ａ（２ｂ）との夫々の接触角は、片方の転動体における値が他の片方の転動体における値と同じであった。よって、両軸方向に受ける荷重大きさの差異が大きいという使用条件下において使用される場合、片方の転動体の負荷能力が不十分で、他の片方の転動体の負荷能力が余裕を持っているような状態となり得る。従って、このような場合において、軸受の負荷能力を満足するためには、より大きいサイズの軸受が使用されることとなり、結局軸受装置のコンパクト化が図れない問題がある。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、両軸方向に受ける荷重大きさの差異が大きいという使用条件において、コンパクト・長寿命をもつラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられる軸受を提供することを目的とする。
【０００４】
【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がなした技術的手段は、一対の軌道輪間に複数の転動体が組み込まれ、上記各軌道輪は、転動体の半径より大径状の軌道面からなる軌道溝をそれぞれ有し、その中に少なくとも一つの軌道輪は二つの軌道面からなり、上記各転動体は、転がり接触面となる外径が軸方向にも曲率を持ち、かつ円周上にて隣り合う任意複数箇所の転動体が交差状に配されると共に、各転動体の外径が、常に相対する一方の軌道輪の軌道面と他方の軌道輪の軌道面にてそれぞれ一点ずつ合計二点で接触している転がり軸受において、円周上交差状に配される一方の向きの転動体と内外輪軌道面との接触角の値が、他方の向きの転動体と内外輪軌道面との接触角の値と異なるようにする。
例えば、大きい軸方向荷重を負荷する転動体と内外輪軌道面との接触角の値が、小さい軸方向荷重を負荷する転動体との接触角の値よりも大きい。さらに詳しくは、例えば、大きい軸方向荷重を負荷する転動体と内外輪軌道面との接触角が、小さい軸方向荷重を負荷する転動体との接触角の二倍とする。また、例えば、上記転動体は、円周上に配される全ての転動体が、それぞれ交互に交差状に配されている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図に基いて説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず何等これに限定されるものではない。図中Ａは転がり軸受、５，５′は転動体を示す。
【０００６】
転がり軸受Ａは、図１に示すように、軸受軌道輪（軸受外輪）１の内径と、軸受軌道輪（軸受内輪）２の外径間に形成される軌道溝３に、複数の転動体５，５′…が組み込まれて構成されている。
転がり軸受Ａは、一方の軌道輪（外輪）１の内径および他方の軌道輪（内輪）２の外径に形成される夫々の軌道面によって所望形状の軌道溝３が形成されており、本実施形態では、軌道輪（外輪）１が幅方向の中央で軸方向に二分割されており、軌道輪（内輪）２は一体のものとした。
なお、軌道輪１，２のいずれか一方あるいは双方共が幅方向の中央で軸方向に二分割されているタイプや、いずれの軌道輪１，２も分割されていないタイプを用いることも本発明の範囲内で可能である。また、二分割タイプは、ボルト・リベット等で一体に組み立てられるものもある。さらに、軌道輪１，２はフランジ付きか否か限定されず、一方又は双方共にフランジ付きとすることも可能である。軌道溝３は、転動体５（５′）の半径よりも大きな半径の軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・２ｂにより形成されている。また、少なくともいずれか一方の軌道輪の軌道溝が、二つの軌道面から構成されているものであればよく本発明の範囲内で適宜選択される。
各軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・２ｂの形状は、転動体５の転がりに適切な形状を有しているものであれば、断面アーチ状あるいはＶ字状等任意で、また曲線状あるいは直線状等のいずれであってもよく特に限定されるものではないが、例えば本実施形態ではゴシックアーチが適用される。
【０００７】
転動体５（５′）は、転がり接触面となる外径５ａ（５′ａ）が軸方向に曲率を持ち、かつ軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・２ｂの夫々の半径よりも小径の半径を有する任意形状で、該転動体は、隣り合う一方の向きの転動体５と他方の向きの転動体５′が夫々交互に交差状に配されると共に、各転動体５，５′の外径５ａ，５′ａが、常に一方の軌道輪１の軌道面１ａ・１ｂと他方の軌道輪２の軌道面２ｂ，２ａにて二点接触している。
ここで、円周上交差状に配される転動体５，５′と内外輪軌道面１ａ・２ｂ，１ｂ・２ａとの接触角は、一方の向きの転動体５と内外輪軌道面１ａ・２ｂとの接触角の値と、他方の向きの転動体５′と内外輪軌道面１ｂ・２ａとの接触角の値とが異なるようにする（図１参照）。
例えば、大きい軸方向荷重を負荷する転動体５′と内外輪軌道面１ｂ，２ａとの接触角の値が、小さい軸方向荷重を負荷する転動体５と内外輪軌道面１ａ，２ｂとの接触角の値よりも大きいものとする。さらに詳しくは、例えば、大きい軸方向荷重を負荷する転動体５′と内外輪軌道面１ｂ，２ａとの接触角が、小さい軸方向荷重を負荷する転動体５と内外輪軌道面１ａ，２ｂとの接触角の二倍とする。
なお、両方接触角の具体的な差異は特に限定されず、必要により適宜の数値を選定することが可能である。
また、本実施形態では、全ての転動体５，５′…が円周上交互に交差状に配されているが、本発明はこのような形態に限定されるものではなく、円周上任意箇所の隣り合う転動体が交差状に配されているものであれば本発明の範囲内である。すなわち、転動体５若しくは５′の交差状に配される方式は、特に限定されず、例えば、転動体５と５′が１ヶ毎に交差してもよく、２ヶずつ交差あるいは２ヶ１ヶ１ヶ２ヶ等のように交差していてもよくいずれも本発明の範囲内である。
【０００８】
転動体５（５′）は、例えば本実施形態では図２に開示しているように、一組の相対面（平面ともいう。以下同じ。）５ｂ，５ｂ（５′ｂ，５′ｂ）を有する上下切断状玉（玉の上下部分を切断して相対面５ｂ，５ｂ（５′ｂ，５′ｂ）を形成した構造のものをいう。以下同じ。）で、該相対面５ｂ，５ｂ（５′ｂ，５′ｂ）に垂直する自転中心軸５ｃ（５′ｃ）が夫々交差状となるように夫々の転動体５，５′…が組込まれると共に、各転動体５（５′）の外径５ａ（５′ａ）が、常に一方の軌道輪１の軌道面１ａ，１ｂと他方の軌道輪２の軌道面２ｂ，２ａにて二点接触している。
転動体５（５′）は、その上下の切断幅は特に限定されず、また上下の切断割合は、均等あるいは均等でないものであってもよく、本発明の範囲内で任意に選択可能である。すなわち、本実施形態では、相対面５ｂ，５ｂ（５′ｂ，５′ｂ）は対称としたが、転動体５（５′）の相対面５ｂ，５ｂ（５′ｂ，５′ｂ）は、対称であっても非対称であってもよくいずれも本発明の範囲内である。例えば、図３に示すように、非対称の相対面５ｂ，５ｄ（５′ｂ，５′ｄ）を有する転動体（上下切断状玉）５（５′）を使用することも可能である。この場合、大端側の相対面５ｄ（５′ｄ）が軸受の内輪２に向くように配することで、転動体５（５′）の回転がより安定し、より低トルクを実現することができる。
尚、転動体５（５′）の全体形状、相対面５ｂ，５ｂ（５′ｂ，５′ｂ）の有無や、外径５ａ（５′ａ）における軸方向の曲率の大小等は、上記具体的形状に何等限定されるものではなく、本発明の範囲内において任意に変更可能である。すなわち、例えば、相対面５ｂ，５ｂ（５′ｂ，５′ｂ）に代えて、非平行状の両面（二平面）を備えるものとしてもよい。
また、転動体５（５′）は、図４に示すように、玉の片側をカット（切断）して一平面（切断面）を設けた片側切断状玉としたものであってもよい。この片側切断状玉とする転動体形態の場合、切断面５ｅ（５′ｅ）が内輪２側に向く形態と、外輪１側に向く形態のいずれもが本発明の範囲内である。
さらに、外径５ａ（５′ａ）と相対面５ｂ（５′ｂ）、５ｄ（５′ｄ）若しくは切断面５ｅ（５′ｅ）との繋ぎ部５ｆ（５′ｆ）はエッジがあっても、エッジを無くして丸くＲ状に形成したものであってもよい。
【０００９】
また、軌道輪１，２の軌道溝半径の値は特に限定されないが、転動体５（５′）の直径の５０．４％〜５６％が好ましい。また、軌道溝の半径の値は同じでも、夫々異なっていても良く特に限定されない。
転動体５（５′）の精度値は特に限定されないが、鋼球等級Ｇ６０以上に相当することが好ましい。
【００１０】
転動体５，５′…は、隣り合う転動体５，５′における各相対面５ｂ・５ｂ，５′ｂ・５′ｂに垂直する自転中心軸５ｃ，５′ｃが交互に交差状で、かつ夫々の転動体５，５′が内外輪軌道面１ａ・２ｂ，１ｂ・２ａと上述した通り所望接触角をもって保持案内される保持部７…を円周方向に設けてなる円環状保持器１４を介して組み込まれる（図１、図５）。
円環状保持器１４の形状は、上記せるように夫々の転動体５，５′を所望角度で保持案内できる構造を有しているものであれば特に限定されるものではなく、任意に設計変更可能である。また、保持器１４の案内方式は、内輪案内でも、外輪案内でも、転動体案内でもよい。さらに、保持器１４は、一体型でも、幾つかの部分から形成したものでも良い。
また、本実施形態では、円周方向に交互に交差状に転動体５，５′が保持案内されるが、転動体５，５′は交互に交差する形態に限られないため、上述した通り２ヶずつ交差あるいは２ヶ１ヶ１ヶ２ヶ等のように交差転動体の配される方式に応じた保持部７が形成される。
【００１１】
また、図６乃至図１０に示す新規有用な転動体保持スペーサ（セパレータともいう）６を隣り合う転動体５，５′間に配して保持案内することもできる。
例えば、図６に示す転動体保持スペーサ６は、転動体５（５′）の直径よりも小径の短尺円柱状に本体６ａが形成され、円周方向に隣り合う転動体５，５′を交差状となるように保持する保持部（本実施形態では凹状円弧溝）７，７が、本体の相対面８，８に交差状に形成されている。そして、該本体６ａの外周に鍔状案内部９が突状に設けられている。なお、本体６ａの全体形状はこのような短尺円柱状に限定されず本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
このように転動体保持スペーサ６を使用する場合にあっても、交差状の転動体５，５′を保持する保持部７，７の角度は、夫々設定された内外輪軌道面１ａ・２ｂ，１ｂ・２ａとの接触角に合うように夫々の転動体５，５′を傾斜保持し得るように構成されている。
この転動体保持スペーサ６によれば、各転動体５，５′がその中心円周運動軌跡の接線を軸として生じた回転は、軸受外輪内径面１ｃと内輪外径面２ｃとの間に設置された転動体保持スペーサ６の外周に突状に設けた鍔状案内部９によって制限され、それにより転動体５，５′の接触角の変動が許容範囲に抑えられるというものである。なお、鍔状案内部９を備えていない周知形状の転動体保持スペーサ（図示省略）を用いることも本発明の範囲内で勿論可能である。
【００１２】
本実施形態では本体６ａの外周面相対向位置に鍔状案内部９，９が一対設けられている両鍔タイプとしている。鍔状案内部９の突状形状は、特に限定されないが、外輪内径面１ｃと内輪外径面２ｃとの間の空間に遊挿される程度の幅Ｗ１（軸受径方向幅）とされる。厚みＷ２も本体８ａの厚みと同一としているが、これに限定されず本体８ａの厚みより薄厚としてもよい。また、突出長さＷ３も特に限定はされないが、本発明の作用効果上適宜な長さが設定される。
鍔状案内部９の母線形状は特に限定せず、例えば、直線でも、曲線でもよい。鍔状案内部の厚みＷ２方向での断面母線形状は特に限定せず、直線でも、曲線でもよい。すなわち、側面視四角形状などの多角形状や円形状（真円形状・楕円形状など）等任意であり限定はされない。なお、曲線の場合、外径側曲線と内径側曲線が、夫々異方向若しくは同一方向に湾曲しているもののいずれであってもよい。
【００１３】
また、軸受内の全ての転動体５，５′が交互に交差状に組み込まれる実施の形態の場合、隣り合う転動体保持スペーサ６，６は、いうまでもなく夫々のスペーサ６，６が相対する面８，８（転動体を挟持する面）にある夫々の保持部７，７が同一方向に向いている必要がある。従って、このような使用形態において使用される転動体保持スペーサ６は、相対面８，８の保持部７，７の交差状態が異なるものを二種類用意する必要がある。
図１の軸受形態を参照して詳しく説明する。例えば、図１の円環状保持器１４を転動体保持スペーサ６に替えた場合として説明すると、手前側の転動体５（一方の向きの転動体）を、内外輪軌道面１ａ・２ｂと所望な接触角をもって傾斜状に保持するため、スペーサ６の手前側の面８には、外輪軌道面１ａ側に傾斜した保持部７を設け、奥側の面８には奥側の転動体５′（他方の向きの転動体）を、内外輪軌道面１ｂ・２ａと所望な接触角をもって傾斜状に保持するため、外輪軌道面１ｂ側に傾斜した保持部７を設ける。よって、これと隣り合う奥側の転動体保持スペーサ（図示せず）は、これとは逆のパターンの交差状態である保持部７を相対面８に有している必要がある。すなわち、奥側の転動体５′を保持するため手前側の面８には外輪軌道面１ｂ側に傾斜した保持部７を設け、奥側の面８にはそれと交差状とする外輪軌道面１ａ側に傾斜した保持部７を設けた構造とする。また、隣り合う転動体５（５′）が交差状でなく、同一方向の傾斜状態で配される部位が円周方向に数箇所設けられる使用形態の場合であって、その部位に使用される転動体保持スペーサ６は、その相対面８，８に設けられる保持部７，７が交差状ではなく同一方向の傾斜状態とするのはいうまでもない。例えば、上述した転動体の組み込みパターンのように、２ヶずつ交差あるいは２ヶ１ヶ１ヶ２ヶ等のように交差して組み込まれる場合や、後述する図１１に示した円周上に交差状に配される一方の向きの転動体５の数と、他方の向きの転動体５′の数とが異なるように配される場合が該当する。
従って、夫々の転動体組み込み形態に応じて、夫々に合う保持部構成の転動体保持スペーサが適宜選択使用される。
また、本実施形態の転動体保持スペーサ６で案内保持される転動体５，５′は、上述した通り種々の形状が考えられるため、夫々の転動体形状に合う保持部７形状が適宜本体８ａの相対面８に形成されることはいうまでもない。
また保持部７は、その形状により転動体５（５′）と１ヵ所で接触しても、２ヵ所以上で接触しても良く、いずれも本発明の範囲内である。
また、転動体保持スペーサ６で案内保持する円周方向に隣り合う転動体５，５′の形状が対称でない場合、保持部７の形状も非対称となる。
転動体保持スペーサ６の案内方式は、特に限定されず、内輪案内でも、外輪案内でも、転動体案内でもよく、いずれも本発明の範囲内である。
転動体保持スペーサ６の材質としては、特に限定されず、例えば銀、黄銅、鉄、ステンレス鋼などの金属や、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリアミド６６（ナイロン６６）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、芳香族ポリイミド（ＰＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、芳香族ポリエステル（ＬＣＰ）および各種含ふっ素樹脂などの合成樹脂が本発明の範囲内で選ばれる。また含油樹脂も使って良い。
【００１４】
図７に示す形態の転動体保持スペーサ６は、鍔状案内部９を一個とした点以外は図６形態に示した転動体保持スペーサ６と同じである。
また、この転動体保持スペーサ６は、夫々の鍔状案内部９を同一方向または異方向に向けて組み込まれ、夫々隣り合う転動体５，５′を案内保持する。
その他の構成および作用効果は図６形態と同様である。
図８に示す形態の転動体保持スペーサ６は、鍔状案内部９の母線形状を円弧状とした点以外、基本的には図６形態の転動体保持スペーサ６と同様の両鍔タイプである。本実施形態の転動体保持スペーサ６を使用することにより、転動体保持スペーサ６の鍔状案内部９の外周は、図６形態よりさらに優れた潤滑状況を実現できる。
なお、図７形態の転動体保持スペーサ６の鍔状案内部９の母線形状を、本実施形態と同様に円弧状とすることも可能で本発明の範囲内である。
その他の構成および作用効果は図６形態と同様である。
図９に示す形態の転動体保持スペーサ６は、鍔状案内部９の厚み方向での断面母線形状を楕円状とした点以外、基本的には図６形態の転動体保持スペーサ６と同様の両鍔タイプである。なお、図７形態の転動体保持スペーサ６の鍔状案内部９の厚みＷ２方向での断面母線形状を、本実施形態と同様に楕円状とすることも可能で本発明の範囲内である。
その他の構成および作用効果は図６形態と同様である。
図１０に示す形態の転動体保持スペーサ６は、図に示すように本体６ａの中心部に潤滑剤の流通を促進する貫通穴１３を設けた実施の一形態である。転動体保持スペーサ６は、このように貫通穴１３を設けた点以外、基本的には図６形態の転動体保持スペーサ６と同様の両鍔タイプである。なお、図７形態の転動体保持スペーサ６、図８形態の転動体保持スペーサ６、図９形態の転動体保持スペーサ６のいずれかの本体６ａ中心部に、本実施形態に示したような貫通穴１３を設けるものとすることも勿論可能で本発明の範囲内である。
なお、特に図示しないが、軸受外輪内径面１ｃと内輪外径面２ｃとに、転動体保持スペーサ６の鍔状案内部９をガイドする周方向溝を設けた形態も採用できる。なお、この周方向溝の形状は特に限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。また、本形態は、図６形態乃至図１０形態の転動体保持スペーサ６を使用する形態にて採用することが可能である。
【００１５】
さらに、図１１では、円周上に交差状に配される一方の向きの転動体５の数と、他方の向きの転動体５′の数とが異なるように配した場合の実施の一形態を示す。すなわち、両軸方向に受ける荷重大きさの差異が大きいという使用条件下においては、一方の転動体の負荷能力が不十分で、他方の転動体の負荷能力が余裕を持っているということにもなり得る。このような状況下において軸受の負荷能力を満足するためには、より大きいサイズの軸受を使用することが考えられるが、これでは軸受サイズのコンパクト化が図れない。そこで、コンパクト・長寿命を持つラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられる軸受を提供するために、このような構成を採用することが好ましい。そして、この実施形態において、上述のように転動体と内外輪軌道面との接触角を異にする構成を採用するとさらに好ましい。
具体的には次の通りである。
上記一方の向きの転動体５は軸方向に大きい荷重を負荷する第一領域Ｌ１…を構成し、他方の向きの転動体５′は軸方向に小さい荷重を負荷する第二領域Ｌ２…を構成する（図１１参照）。
そして、上記第一領域Ｌ１と第二領域Ｌ２とが円周方向に交互に交差状に設けられ、第一領域Ｌ１に組み込まれる転動体５の数が、第二領域Ｌ２に組み込まれる転動体５′の数よりも多いものとする。
本実施形態では、図１１に示すように、第一領域Ｌ１に組み込まれる転動体５の数を２個、第二領域Ｌ２に組み込まれる転動体５′の数を１個として、第一領域Ｌ１に組み込まれる転動体５の数を、第二領域Ｌ２に組み込まれる転動体５′の数の２倍とした。
また、第一領域Ｌ１に組み込まれる転動体５の数と第二領域Ｌ２に組み込まれる転動体５′の数は、［第一領域Ｌ１の転動体数＞第二領域Ｌ２の転動体数］の式を満足するものであれば特に限定して解釈されるものではない。
すなわち、上記式を満足できるものであれば、第一領域Ｌ１の転動体５数が第二領域Ｌ２の転動体５′数の３倍・４倍等であってもよく、また第二領域Ｌ２に組み込まれる転動体５′の組み込み数を複数個とすることも可能で本発明の範囲内で任意設計変更可能である。
このように、軸方向に大きい荷重を負荷する領域に組み込まれる転動体の数を、軸方向に小さい荷重を負荷する領域に組み込まれる転動体の数よりも多くすることで、各転動体に負荷される荷重を均等にすることができ、軸受のサイズ・材質を変えることなく、軸受のコンパクト化と長寿命を実現することができる。
【００１６】
転動体と軌道面との間における予圧の付与される状態は特に限定されず、すなわち、製造段階で予圧が付与されても付与されなくてもよくいずれも本発明の範囲内である。
密封板１０は接触シール若しくは非接触シール、あるいはシールに代えてシールドを用いることもできる。シール，シールドの材質は限定されないが、ニトリルゴムまたはステンレスが好ましい。なお、本実施形態では両側に密封板１０，１０を配設しているが、いずれか一方のみに密封板を配設することもできる。また、上述した転動体保持スペーサ６を使用する場合、密封板配設スペースＳが軸受内スペースで取られるため、軸受コンパクト化を図るには、軸受内スペースの広狭にもよるが、必要に応じて鍔状案内部の突出長さを長短調整する。
なお、密封板は配設してもしなくても本発明の範囲内で、特に限定されるものではない。
【００１７】
これら軸受の軌道輪１，２と転動体５の材質としては、通常軸受鋼が用いられるが、使用環境に応じて、浸炭鋼、ステンレス鋼、Ｍ５０などの耐熱鋼、セラミックス等が適宜選択される。ステンレス鋼の成分は特に限定されず、オステンナイト系ステンレス鋼でも、マルテンサイト系ステンレス鋼でも、析出硬化系ステンレス鋼でもよく本発明の範囲内で適宜選択可能である。また、セラミックス材の種類は特に限定されず、アルミナ系、ジルコニア系、窒化ケイ素系、炭化ケイ素系など構造用セラミックス材は選定可能である。
さらに、軌道輪１，２、転動体５はすべて同じ材質からなるものに限定されず、必要により、夫々異なる材質を使うことでも良く（ハイブリット）任意である。例えば、軌道輪１，２の材質を軸受鋼、転動体５の材質をセラミックスと選定することもできる。
軌道輪１，２、転動体５の表面処理については特に限定されず任意であり、浸炭，窒化など表面強化処理してもよい。また、軌道輪１，２、転動体５の表面被膜についても限定されず任意であり、被膜材としては金属、金属化合物やセラミック被膜などが適宜選択される。被膜は単一被膜でも、複合被膜でもよい。
また、軸受の潤滑剤は特に限定されず、グリースでもオイルでも良い。
【００１８】
本実施形態によれば、一般的に言えば同じサイズの場合、軸受に使用された各転動体間の相互差は、ころより玉の方が小さくて高精度が達成し易い。また、加工コストもころより玉の方が低い。転動体５の転走面は真球状の外径面５ａであるため、従来のクロスローラ軸受に使われたころより小さな転動体相互差を容易に達成でき、回転出力軸の端面振れが抑制され、高回転精度を実現することができる。転動体５の外径５ａが相対する外輪１の軌道面１ａと内輪２の軌道面２ｂに夫々点接触（接触点を１１，１１で示す）し、隣接する転動体５′が外輪１の軌道面１ｂと内輪２の軌道面２ａに夫々点接触（接触点を１２，１２で示す）する。転動体５，５の接触角交互に交差するので、一つの軸受でラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けることができる。
また軸方向に大きい荷重を負荷する側の転動体と内外輪軌道面との接触角は、小さい荷重を負荷する側の転動体と内外輪軌道面との接触角より大きいので、軸方向に大きい荷重を負荷する側の各転動体の軸方向負荷能力は、軸方向に小さい荷重を負荷する側の各転動体の軸方向負荷能力より大きい。
従って、軸受のサイズと材質は変えなくても、大きな軸方向の荷重を負荷することができる。
また、接触角の変更による片側のラジアル負荷能力の低減が他の片側のラジアル負荷能力の増加に補助され、軸受全体のラジアル負荷能力はほとんど変わらないこととなり、軸受のコンパクト化と長寿命を実現することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、外内輪の間には、転動体が円周上に交互に交錯するように配されるので、一つの軸受でラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられる。また軸方向に大きい荷重を負荷する側の転動体と内外輪軌道面との接触角は、小さい荷重を負荷する側の転動体と内外輪軌道面との接触角より大きいので、軸方向に大きい荷重を負荷する側の各転動体の軸方向負荷能力は、軸方向に小さい荷重を負荷する側の各転動体の軸方向負荷能力より大きい。よって、軸受のサイズと材質は変えなくても、大きな軸方向の荷重を負荷することができ、また、接触角の変更による片側のラジアル負荷能力の低減が他の片側のラジアル負荷能力の増加に補助され、軸受全体のラジアル負荷能力はほとんど変わらないこととなり、軸受のコンパクト化と長寿命を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明転がり軸受の第一実施形態を示す概略断面図。
【図２】転動体の一実施形態を示す斜視図。
【図３】転動体の他の実施形態を示す斜視図。
【図４】転動体の他の実施形態を示す斜視図。
【図５】円環状保持器の一実施形態を示す斜視図。
【図６】転動体保持スペーサの一実施形態を示す斜視図。
【図７】転動体保持スペーサの他の実施形態を示す斜視図。
【図８】転動体保持スペーサの他の実施形態を示す斜視図。
【図９】転動体保持スペーサの他の実施形態を示す斜視図。
【図１０】転動体保持スペーサの他の実施形態を示す斜視図。
【図１１】転動体の組み込み形態の他の実施形態を示す概略図。
【図１２】従来例で、クロスローラ軸受の縦断面図。
【図１３】従来例で、４点接触玉軸受の縦断面図。
【図１４】先行技術の転がり軸受を示す縦断面図。
【符号の説明】
１：外輪
２：内輪
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ：軌道面
５，５′：転動体
６：転動体保持スペーサ
７：保持部
８：相対面
９：鍔状案内部
１４：円環状保持器

Claims (4)

1. 一対の軌道輪間に複数の転動体が組み込まれ、上記各軌道輪は、転動体の半径より大径状の軌道面からなる軌道溝をそれぞれ有し、その中に少なくとも一つの軌道輪は二つの軌道面からなり、上記各転動体は、転がり接触面となる外径が軸方向にも曲率を持ち、かつ円周上にて隣り合う任意複数箇所の転動体が交差状に配されると共に、各転動体の外径が、常に相対する一方の軌道輪の軌道面と他方の軌道輪の軌道面にてそれぞれ一点ずつ合計二点で接触している転がり軸受において、
   円周上交差状に配される一方の向きの転動体と内外輪軌道面との接触角の値が、他方の向きの転動体と内外輪軌道面との接触角の値と異なることを特徴とする転がり軸受。
2. 大きい軸方向荷重を負荷する転動体と内外輪軌道面との接触角が、小さい軸方向荷重を負荷する転動体との接触角よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 大きい軸方向荷重を負荷する転動体と内外輪軌道面との接触角が、小さい軸方向荷重を負荷する転動体との接触角の二倍であることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受。
4. 円周上に配される全ての転動体が、それぞれ交互に交差状に配されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転がり軸受。

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