JP2004092687A

JP2004092687A - 複列アンギュラ玉軸受

Info

Publication number: JP2004092687A
Application number: JP2002251184A
Authority: JP
Inventors: Masashi Fukunaga; 福永　正史; Akiyoshi Honda; 本田　暁良
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】従来の複列アンギュラ玉軸受と同等又はそれ以上の剛性及び負荷容量を持ちながら、幅方向寸法を大幅に短縮できる複列アンギュラ玉軸受を提供する。
【解決手段】第１玉列のピッチ円直径Ｄ１１＞第２玉列のピッチ円直径Ｄ１２、かつ（第１玉列の玉１１の直径ｄ３＋第２玉列の玉１２の直径ｄ３）／２≧第１玉列と第２玉列の軸方向距離Ｐ１となるように第１玉列と第２玉列が配置されている。これにより、複数の玉列を半径方向及び軸方向に異なる位置に配置させることができ、複列アンギュラ玉軸受１０の幅Ｗ１を大幅に狭めることができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複列アンギュラ玉軸受に関し、詳しくは複数の玉列を半径方向かつ軸方向の異なる位置に配設し、従来の複列アンギュラ玉軸受と同等又はそれ以上の剛性及び負荷容量を持ちながら軸方向寸法が大幅に短縮され、減速機等の大型装置に適用するのに最適な複列アンギュラ玉軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に示したように、従来の複列アンギュラ玉軸受３は、同一ピッチ円直径Ｄ０上に配設した第１玉列１及び第２玉列２を軸方向に離間させて配置した構成となっている。そして、内側の内径部４に軸（図示せず）を圧入するとともに、外側の外径部５にハウジング（図示せず）を圧入して、軸とハウジングとが滑らかに相対回転するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の複列アンギュラ玉軸受３は、第１玉列１と第２玉列２の干渉を防止する必要性から、（第１玉列１の玉の直径ｄ１＋第２玉列２の玉の直径ｄ２）／２≦第１玉列１と第２玉列２の軸方向距離Ｐ０とならざるを得ず、結果として複列アンギュラ玉軸受３の幅Ｗ０が大きくなってしまい、該複列アンギュラ玉軸受３を組み込んだ各種装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００４】
複列アンギュラ玉軸受３の組立幅寸法を小さくする手段としては、玉の直径を小径とする方法もあるが、これによると軸受の負荷容量が低下し、適正な負荷容量を確保することが困難となってしまう。
また、軸受が組み込まれた装置の寸法を小さくするためには、単列玉軸受を使用することも考えられるが、上記同様に負荷容量が小さくなってしまうとともに、回転軸の振れが大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来の複列アンギュラ玉軸受と同等又はそれ以上の剛性及び負荷容量を持ちながら、幅方向寸法が大幅に短縮された複列アンギュラ玉軸受を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る上記課題は、軸方向に複数の玉列が配設された複列アンギュラ玉軸受において、
第１玉列のピッチ円直径＞第２玉列のピッチ円直径、かつ（前記第１玉列の玉の直径＋前記第２玉列の玉の直径）／２≧前記第１玉列と前記第２玉列の軸方向距離となるように前記第１玉列と前記第２玉列とを配置すると共に、
前記第１玉列の外輪軌道面が設けられた外輪の内周部に前記第２玉列の外輪軌道面を配設し、前記第１玉列の内輪軌道面が形成された第１内輪の内径寸法と前記第２玉列の内輪軌道面が形成された第２内輪の内径寸法とを同一寸法としたことを特徴とする複列アンギュラ玉軸受によって解決することができる。
【０００７】
上記構成の複列アンギュラ玉軸受によれば、第１玉列のピッチ円直径＞第２玉列のピッチ円直径、かつ（第１玉列の玉の直径＋第２玉列の玉の直径）／２≧第１玉列と第２玉列の軸方向距離　となるように第１玉列と第２玉列を配置したので、第１玉列の玉と第２玉列の玉とが干渉することなく複列アンギュラ玉軸受の幅方向寸法を大幅に狭めることができる。また、これによって複列アンギュラ玉軸受を組み込んだ装置を小型化することができる。
【０００８】
更に、ピッチ円直径の大きな第１玉列の玉数を、従来より多く配置して、該第１玉列の負荷容量を大きくすることができ、複列アンギュラ玉軸受全体の負荷容量を増大させて軸受寿命を長寿命化することができる。
また、片側の列に作用する負荷が大きい偏心荷重が作用する装置にあっては、大きな負荷が作用する側に、負荷容量の大きな第１玉列を配置することにより、バランスの取れた軸受配置を可能とすることができる。
【０００９】
また、第１玉列の外輪軌道面が設けられた外輪の内周部に、第２玉列の外輪軌道面を配設したので、個別に外輪を設ける必要がなく、複列アンギュラ玉軸受を構成する部品点数を削減することができる。
【００１０】
また、上記課題は、上記複列アンギュラ玉軸受であって、好ましくは前記第１玉列の玉の直径が前記第２玉列の玉の直径より小径であり、前記第１玉列及び前記第２玉列の夫々の前記玉列の負荷容量が同じ大きさになるように構成されていることを特徴とする複列アンギュラ玉軸受によって解決できる。
【００１１】
前記構成の複列アンギュラ玉軸受によれば、第１玉列の玉の直径を第２玉列の玉の直径より小径としたので、外輪の半径方向厚さをより肉厚として強度を向上させ、軸受の長寿命化を図ることができる。また、外輪の半径方向厚さを肉厚化させずに、複列アンギュラ玉軸受の径方向寸法を小さくすることで、小型化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の複列アンギュラ玉軸受の実施形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の複列アンギュラ玉軸受の第１実施形態を示す要部縦断面図、図２は本発明の複列アンギュラ玉軸受の第２実施形態を示す要部縦断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の第１実施形態である複列アンギュラ玉軸受１０は、第１玉列の玉１１と、第２玉列の玉１２と、外輪１３と、第１内輪１４と、第２内輪１５とから構成されている。
第１玉列の玉１１と第２玉列の玉１２は同一の外径寸法ｄ３を有し、第２玉列の玉１２は第２ピッチ円直径Ｄ１２上に複数個が配列されている。また、第１玉列の玉１１は、第２ピッチ円直径Ｄ１２より大きい直径を有する第１ピッチ円直径Ｄ１１上に複数個が配列されている。
また、（第１玉列の玉の直径ｄ３＋第２玉列の玉の直径ｄ３）／２≧第１玉列と第２玉列の軸方向距離Ｐ１　となるように第１玉列の玉１１と第２玉列の玉１２とが配置されている。
なお、本実施形態では、玉１１と玉１２の保持器を有しない複列アンギュラ玉軸受１０を例示したが、保持器を有するものであってもよい。
【００１４】
第１ピッチ円直径Ｄ１１と第２ピッチ円直径Ｄ１２の差は、外輪１３及び第１内輪１４の肉厚を確保できるように、少なくとも玉１１，１２の外径寸法ｄ３の３倍以上、好ましくは４倍程度とするのがよい。
また、軸方向距離Ｐ１には、特に制限はないが、第１玉列の玉１１と第２玉列の玉１２とを軸方向に接近させる程、軸方向距離Ｐ１が小さくなり、複列アンギュラ玉軸受１０の幅Ｗ１を狭くすることができる。
【００１５】
外輪１３は、玉１１，１２の共通の外輪であって、断面略コの字形のリングとして形成されており、外周側には第１玉列の玉１１の外輪軌道面１３ａが形成され、内周部には第２玉列の玉１２の外輪軌道面１３ｂが形成されている。
【００１６】
第１内輪１４は、外周部１４ａの幅が、内周部１４ｂの幅より広く、断面略Ｌ字形のリングとして形成されており、外周部１４ａには第１玉列の玉１１の内輪軌道面１４ｃが形成されている。また、第２内輪１５は、従来の内輪と同様の形状をしており、外周部には第２玉列の玉１２の内輪軌道面１５ａが形成されている。
また、第１内輪１４の内周部１４ｂと第２内輪１５とは、同一内径寸法Ｄ１３となっており、互いの端面１４ｄ，１５ｂを密着させて軸方向に並列して配設されている。また、第１内輪１４と外輪１３との間には、干渉を防止するために所定の隙間ｓが設けられている。
【００１７】
次に、本実施形態の複列アンギュラ玉軸受の作用を説明する。
図１に示したように、第１実施形態の複列アンギュラ玉軸受１０は、第１内輪１４及び第２内輪１５の内径部に軸（図示せず）が圧入され、外輪１３の外周部にハウジング（図示せず）が圧入される。そして、玉１１，１２が夫々外輪軌道面１３ａ，１３ｂ及び内輪軌道面１４ｃ，１５ａ上を自転しながら公転して、回転軸中心ＣＬ１を中心として滑らかに回転するようになっている。
【００１８】
玉１１及び玉１２は、（第１玉列の玉１１の直径ｄ３＋第２玉列の玉１２の直径ｄ３）／２≧第１玉列と第２玉列の軸方向距離Ｐ１　となるように配設されているが、大きさの異なる第１ピッチ円直径Ｄ１１と第２ピッチ円直径Ｄ１２上に配設され、かつ半径方向に離間しているので、互いに干渉することはない。
【００１９】
また、第１玉列の玉１１は、大きな直径を有する第１ピッチ円直径Ｄ１１上に配設されているので、同一ピッチで配列しても第２玉列の玉１２より多くの玉数の玉１１を配置することができる。
従って、第１玉列の負荷容量は、第２玉列の負荷容量より大きくすることができる。特に、片側の負荷が大きい偏心荷重が作用する装置においては、大きな負荷が作用する側に、大きな負荷容量を有する第１玉列を配置することによって、全体にバランスの取れた理想的な軸受配置とすることができる。
【００２０】
また、従来の複列アンギュラ玉軸受と同等又はそれ以上の負荷容量を有し、かつ幅方向の寸法を従来軸受の６５％程度の寸法に小型化することができ、該複列アンギュラ玉軸受１０を組み込んだ装置も性能を低下させることなく、小型化することができる。
【００２１】
次に、本実施形態の複列アンギュラ玉軸受と従来の複列アンギュラ玉軸受との比較試験の結果を説明する。すなわち、本実施形態の複列アンギュラ玉軸受は、玉の外径、第２ピッチ円直径、内輪の内周部直径を同一寸法とし、軸受の幅を従来軸受の６５％とした。
そして、本実施例の複列アンギュラ玉軸受と従来軸受との定格疲れ寿命及びモーメント剛性を比較した結果、従来の複列アンギュラ玉軸受の定格疲れ寿命及びモーメント剛性を１としたとき、本実施例の複列アンギュラ玉軸受１０の定格疲れ寿命は１．４であり、モーメント剛性は１．１となって、何れも本実施例の複列アンギュラ玉軸受１０の方が優れていることが証明された。
【００２２】
次に、本発明の第２実施形態である複列アンギュラ玉軸受２０について説明する。図２に示すように、本実施形態の複列アンギュラ玉軸受２０は、第１玉列の玉２１と、第２玉列の玉２２と、外輪２３と、第１内輪２４と、第２内輪２５とから構成されている。
第１玉列の玉２１の直径ｄ４は、第２玉列の玉２２の直径ｄ５より小径となっており、第２玉列の玉２２は第２ピッチ円直径Ｄ２２上に複数個が配列されている。また、第１玉列の玉２１は第２ピッチ円直径Ｄ２２より大きい直径を有する第１ピッチ円直径Ｄ２１上に複数個が配列されている。
また、（第１玉列の玉２１の直径ｄ４＋第２玉列の玉２２の直径ｄ５）／２≧第１玉列と第２玉列の軸方向距離Ｐ２　となるように第１玉列の玉２１と第２玉列の玉２２とが配置されている。
【００２３】
本実施形態の複列アンギュラ玉軸受２０は、前記第１実施形態の複列アンギュラ玉軸受１０と比較して、玉２２の直径、外輪２３及び第１内輪２４の肉厚等を、複列アンギュラ玉軸受１０の玉１２の直径、外輪１３及び第１内輪１４の肉厚と同じ寸法としたので、第１玉列の玉２１の直径ｄ４が小径となる。従って、複列アンギュラ玉軸受２０の外径寸法が小さくなる。
なお、本実施形態では、玉２１と玉２２の保持器を有しない複列アンギュラ玉軸受２０を例示したが、保持器を有するものであってもよい。
【００２４】
第１ピッチ円直径Ｄ２１と第２ピッチ円直径Ｄ２２との差は、外輪２３及び第１内輪２４の肉厚を確保することができるように、少なくとも玉２２の外径寸法ｄ５の３倍以上、好ましくは４倍程度とするのがよい。
また、軸方向距離Ｐ２は、特に制限はないが、第１玉列の玉２１と第２玉列の玉２２とを軸方向に接近させる程、軸方向距離Ｐ２が小さくなり、複列アンギュラ玉軸受２０の幅Ｗ２を狭くすることができる。
【００２５】
外輪２３は、玉２１，２２の共通の外輪であって、第１実施形態の複列アンギュラ玉軸受１０と同様に断面略コの字形のリングとして形成されており、外周側には第１玉列の玉２１の外輪軌道面２３ａが形成され、内周部には第２玉列の玉２２の外輪軌道面２３ｂが形成されている。
【００２６】
第１内輪２４は、外周部２４ａの幅が内周部２４ｂの幅より広く、断面略Ｌ字形のリングとして形成されており、外周部２４ａには第１玉列の玉２１の内輪軌道面２４ｃが形成されている。
また、第２内輪２５は、従来の内輪形状と同様の形状をしており、外周部には第２玉列の玉２２の内輪軌道面２５ａが形成されている。また、第１内輪２４の内周部２４ｂと第２内輪２５は、同一内径寸法Ｄ２３となっており、互いの端面２４ｄ，２５ｂを密着させて軸方向に並列して配設されている。
また、第１内輪２４と外輪２３との間には、干渉を防止するために所定の隙間ｓが設けられている。
【００２７】
次に、本実施形態の複列アンギュラ玉軸受の作用を説明する。
図２に示したように、本実施形態の複列アンギュラ玉軸受２０は、第１内輪２４及び第２内輪２５の内径部に軸（図示せず）が圧入され、外輪２３の外周部にハウジング（図示せず）が圧入される。そして、玉２１，２２が夫々外輪軌道面２３ａ，２３ｂ及び内輪軌道面２４ｃ，２５ａ上を自転しながら公転して、回転軸中心ＣＬ２を中心として滑らかに回転するようになっている。
また、玉２１及び玉２２は、（第１玉列の玉２１の直径ｄ４＋第２玉列の玉２２の直径ｄ５）／２≧第１玉列と第２玉列の軸方向距離Ｐ２　となるように配設されているが、大きさの異なる第１ピッチ円直径Ｄ２１と第２ピッチ円直径Ｄ２２上に配設され、かつ半径方向に離間しているので、互いに干渉することはない。
【００２８】
また、大きな直径を有する第１ピッチ円直径Ｄ２１上に配設される第１玉列の玉数は、第２玉列の玉数よりも多く配設することができ、第１玉列の玉２１と第２玉列の玉２２の負荷容量が同じ大きさとなるように、第１玉列の玉２１の直径は、第２玉列の玉２２の直径より小径となっている。従って、複列アンギュラ玉軸受２０の外径寸法を小さくすることができ、幅方向だけでなく、径方向にも小型化を図ることができる。
また、外径寸法を小さくせず、外輪２３、第１内輪２４及び第２内輪２５の肉厚を厚くして剛性を向上させることによって、軸受寿命を長寿命化することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載の複列アンギュラ玉軸受によれば、第１玉列のピッチ円直径＞第２玉列のピッチ円直径、かつ（第１玉列の玉の直径＋第２玉列の玉の直径）／２≧第１玉列と第２玉列の軸方向距離　となるように第１玉列と第２玉列を配置したので、第１玉列の玉と第２玉列の玉とが干渉することなく複列アンギュラ玉軸受の幅を大幅に狭めることができる。
従って、複列アンギュラ玉軸受を組み込んだ装置自体の小型化を図ることができる。
【００３０】
また、ピッチ円直径の大きな第１玉列の玉数を従来より多く配置して、該第１玉列の負荷容量を大きくすることができ、複列アンギュラ玉軸受全体の負荷容量を増大させて軸受寿命を長寿命化することができる。
また、片側の負荷が大きい偏心荷重が作用する装置にあっては、大きな負荷が作用する側に、負荷容量の大きな第１玉列を配置することで、バランスの取れた軸受配置を実現でき、該複列アンギュラ玉軸受が組み込まれた装置を長期間にわたって安定して作動させることができる。
【００３１】
また、第１玉列の外輪軌道面が設けられた外輪の内周部に、第２玉列の外輪軌道面を配設したので、第１玉列及び第２玉列に個別に外輪を設ける必要がなくなり、複列アンギュラ玉軸受を構成する部品点数を削減することができる。
【００３２】
また、請求項２記載の複列アンギュラ玉軸受によれば、第１玉列の玉の直径を第２玉列の玉の直径より小径としたので、外輪の半径方向厚さをよりとして強度を向上させ、軸受の長寿命化を図ることができる。
また、外輪の半径方向厚さを肉厚化させなければ、複列アンギュラ玉軸受の径方向寸法を小さくすることができ、軸受の幅方向及び径方向の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の複列アンギュラ玉軸受の要部縦断面図である。
【図２】
本発明の第２実施形態の複列アンギュラ玉軸受の要部縦断面図である。
【図３】従来の複列アンギュラ玉軸受の要部縦断面図である。
【符号の説明】
１０　　複列アンギュラ玉軸受
１１　　第１玉列の玉
１２　　第２玉列の玉
１３　　外輪
１３ａ　外輪軌道面
１３ｂ　外輪軌道面
１４　　第１内輪
１４ｃ　内輪軌道面
１５　　第２内輪
１５ａ　内輪軌道面
２０　　複列アンギュラ玉軸受
２１　　第１玉列の玉
２２　　第２玉列の玉
ｄ３　　第１玉列の玉及び第２玉列の玉の直径
ｄ４　　第１玉列の玉の直径
ｄ５　　第２玉列の玉の直径
Ｄ１１　第１玉列のピッチ円直径
Ｄ１２　第２玉列のピッチ円直径
Ｄ１３　第１内輪と第２内輪の内径寸法
Ｐ１　　第１玉列と第２玉列の軸方向距離

Claims

軸方向に複数の玉列が配設された複列アンギュラ玉軸受において、
第１玉列のピッチ円直径＞第２玉列のピッチ円直径、かつ
（前記第１玉列の玉の直径＋前記第２玉列の玉の直径）／２≧前記第１玉列と前記第２玉列の軸方向距離
となるように前記第１玉列と前記第２玉列とを配置すると共に、
前記第１玉列の外輪軌道面が設けられた外輪の内周部に前記第２玉列の外輪軌道面を配設し、
前記第１玉列の内輪軌道面が形成された第１内輪の内径寸法と前記第２玉列の内輪軌道面が形成された第２内輪の内径寸法とを同一寸法としたことを特徴とする複列アンギュラ玉軸受。
前記第１玉列の玉の直径が前記第２玉列の玉の直径より小径であり、前記第１玉列及び前記第２玉列の夫々の前記玉列の負荷容量が同じ大きさになるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の複列アンギュラ玉軸受。