JP2004108572A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内輪11と外輪12との間に該内輪11に対して偏心配置された中間輪13を有し、内輪11と中間輪13との間に円錐ころ列15を配設して内側軸受とすると共に、外輪12と中間輪13との間に円錐ころ列17を配設して外側軸受とした二重構造の転がり軸受において、内側軸受側の円錐ころ列15を複列外向きとして該内側軸受を背面組合わせ構造とすると共に、外側軸受側の円錐ころ列17を複列外向きとして該外側軸受を背面組合せ構造とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば印刷機械、圧延機、製紙機械等の各種機械装置に用いられる転がり軸受に関し、特に印刷機の胴サポート用軸受として用いるのに好適な転がり軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の転がり軸受としては、例えば図19に示すものが知られている。この転がり軸受は、内輪1と外輪2との間に該内輪1に対して偏心配置された中間輪3を有しており、内輪1と中間輪3との間に保持器4を介して円錐ころ列5を配設して内側軸受を構成すると共に、外輪2と中間輪3との間に保持器6を介して円錐ころ列7を配設して外側軸受を構成している。
【0003】
内側軸受は円錐ころ列5が複列外向きとされて背面組合わせ構造とされ、外側軸受は円錐ころ列7が複列内向きとされて正面組合せ構造とされている。
この転がり軸受をオフセット印刷機のゴム胴のサポート用軸受として用いる場合には、中間輪3に揺動用のブラケットが連結され、ゴム胴の回転軸が内輪1で支持されるようになっている。
【0004】
そして、印刷時には、ゴム胴が版胴及び圧胴に押し当てられた状態で高速回転し、版胴に塗布されたインクがゴム胴を介して圧胴側の印刷用紙に転写されて印刷され、また、印刷トラブルにより紙が詰まった場合等には、ブラケットを操作して中間輪3を揺動させることにより、中間輪3と内輪1との間のカム作用によりゴム胴を版胴及び圧胴から離間移動させ、これにより、ゴム胴のインクが圧胴側の印刷用紙に転写されないようにし、また、詰まった紙の排出等を行う(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−239952号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、印刷機の胴サポート用軸受の場合、印刷時のインクのずれやむらが極力少なくなるようにゴム胴の自由度を完全拘束する必要があるため、軸受には剛性が要求され、また、軸受には予圧が付与される。
しかしながら、上記従来の転がり軸受においては、内側軸受が荷重の作用点間距離が長い背面組合わせ構造とされ、外側軸受が荷重の作用点間距離が短い正面組合せ構造とされているため、内側軸受については剛性を確保するのに有利なものの、外側軸受については剛性面の点からは不利である。
【0007】
軸受としての剛性は、内側軸受の剛性と外側軸受の剛性とのトータルで決定されるので、このような構造の軸受では剛性上の限界があり、昨今の印刷物の精度向上からさらなる軸受の剛性向上の要求が高まり、改善の必要があった。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、内側軸受及び外側軸受共に荷重の作用点間距離を長くして剛性の向上を図ることができる転がり軸受を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、内輪と外輪との間に該内輪に対して偏心配置された中間輪を有し、前記内輪と前記中間輪との間に転動体列を配設して内側軸受とすると共に、前記外輪と前記中間輪との間に転動体列を配設して外側軸受とした二重構造の転がり軸受において、
前記内側軸受側の転動体列を複列外向きとして該内側軸受を背面組合わせ構造とすると共に、前記外側軸受側の転動体列を複列外向きの円錐ころ列として該外側軸受を背面組合せ構造としたことを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記中間輪を軸方向に複数に分割したことを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項2において、前記中間輪を軸方向に分割して得られた複数の分割輪の周方向の位置決めをなす位置決め手段と、該複数の分割輪を互いに結合して固定する固定手段とを備えたことを特徴とする。
【0010】
請求項4に係る発明は、請求項1において、前記外側軸受の円錐ころ列を周方向に転動可能に保持する保持器を備え、該保持器及び前記外輪を周方向に分割したことを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項4において、前記保持器と前記円錐ころとを分離できない構造としたことを特徴とする。
【0011】
請求項6に係る発明は、請求項1において、前記外側軸受の複列外輪間に間座が介装され、且つ各列の外輪間寸法<間座幅寸法とすると共に、前記間座を周方向に分割したことを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項6において、前記外側軸受の円錐ころ列を周方向に転動可能に保持する保持器を備え、該保持器の径方向外側から前記保持器に前記円錐ころを組み込み可能な構造としたことを特徴とする。
【0012】
請求項8に係る発明は、請求項6又は7において、前記保持器を周方向に分割したことを特徴とする。
請求項9に係る発明は、請求項6〜8のいずれか一項において、前記中間輪の外径側軌道面の軸方向外側に設けた大つばを該中間輪から分割したことを特徴とする。
請求項10に係る発明は、請求項9において、前記保持器がくし形構造であることを特徴とする。
請求項11に係る発明は、請求項6〜10のいずれか一項において、前記間座を前記各列の外輪間に介装する前に該各列の外輪間を軸方向外方に拡げるための治具が係合する係合部を前記各列の外輪に設けたことを特徴とする。
【0013】
請求項12に係る発明は、請求項6〜10のいずれか一項において、前記分割間座の周方向の端部側面を先端側に向けて次第に狭くなるテーパ形状とすると共に、前記各列の外輪の前記分割間座のテーパ側面が接する側面を該テーパ側面に対応する傾斜面としたことを特徴とする。
請求項13に係る発明は、請求項1において、前記中間輪を内筒部と該内筒部に外嵌される外筒部とで構成して、前記内筒部を前記内側軸受の外輪とすると共に、前記外筒部を前記外側軸受の内輪としたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態である転がり軸受を説明するための断面図、図2は図1の転がり軸受の外輪及び中間輪を分解した断面図、図3は一対の分割輪を互いに結合して中間輪とした状態を示す断面図、図4は図3のA−A線断面図、図5は本発明例の軸受を取り付けたロールと従来例の軸受を取り付けたロールのたわみ量を比較したグラフ図、図6〜図18は本発明の他の実施の形態を説明するための図である。
【0015】
本発明の第1の実施の形態である転がり軸受10は、図1に示すように、内輪11と外輪12との間に該内輪11に対して偏心配置された中間輪13を有しており、内輪11と中間輪13との間に保持器14を介して円錐ころ列15を配設して内側軸受を構成すると共に、外輪12と中間輪13との間に保持器16を介して円錐ころ列17を配設して外側軸受を構成している。
【0016】
ここで、この実施の形態では、内側軸受側の円錐ころ列15を複列外向きとして該内側軸受を荷重の作用点間距離が長い背面組合わせ構造とすると共に、外側軸受側の円錐ころ列17も同様に複列外向きとして該外側軸受を荷重の作用点間距離が長い背面組合せ構造としている。
また、外側軸受を背面組合せ構造としたことから、該外側軸受側の円錐ころ列17の組み込みを容易にすべく、図2に示すように、中間輪13を軸方向の中央位置で二分割して一対の分割輪13a,13bとしている。
【0017】
一対の分割輪13a,13bは、偏心位置を合わせるために位置決めピン(位置決め手段)18によって周方向の位置決めがなされ、また、両分割輪13a,13bの結合は締結ボルト及びナット(固定手段、図示せず)によって行われる。図3及び図4において符号19は一対の分割輪13a,13bに形成された締結ボルト用のボルト挿通穴、20は締結ボルトの頭部又はナットのざぐり穴である。これにより、一対の分割輪13a,13bを同一形状とすることができ、一種類の分割輪を製作すればよいことになる。
【0018】
転がり軸受の組立手順の一例としては、外輪12に、円錐ころ列17及び保持器16が外径側に組み込まれた一対の分割輪13a,13bを軸方向の外側から組み込んで、位置決めピン18で周方向の位相を合わせた後に両分割輪13a,13bを締結ボルト及びナットを用いて結合し、次に、中間輪13の内径側に、内輪11、円錐ころ列15及び保持器14のアッセンブリを軸方向の外側から組み込んで軸受を完成させる。
【0019】
このようにこの実施の形態では、内側軸受及び外側軸受共に荷重の作用点間距離が長い背面組合わせ構造とされているため、内側軸受の剛性と外側軸受の剛性とのトータルで決定される軸受剛性の向上を図ることができ、この結果、オフセット印刷機のゴム胴のサポート用軸受として用いた場合に印刷物の精度向上を実現することができる。
【0020】
図5に、内側軸受及び外側軸受共に背面組合せ構造とした本発明例の転がり軸受と、内側軸受を背面組合せ構造とし、外側軸受を正面組合せ構造とした従来例の転がり軸受とについて、ロールのサポート用軸受として用いた場合のロールの撓み量を比較した結果を示す。なお、外側軸受の組合せ構造以外の条件は本発明例及び従来例共に同一とした。
【0021】
図5から明らかなように、本発明例は従来例に比べてロールの撓み量が小さく、軸受剛性が20%ほど向上することが確認できた。
次に、図6及び図7を参照して、本発明の第2の実施の形態である転がり軸受を説明する。なお、上記第1の実施の形態と重複する部分については各図に同一符号を付して説明する。
【0022】
本発明の第2の実施の形態である転がり軸受は、図6及び図7に示すように、中間輪13が一体構造とされたもので、背面組み合わせ構造の外側軸受の組立を容易にすべく、外輪12及び円錐ころ列17が組み込まれた保持器16を周方向に二分割している。この場合、保持器16と円錐ころ列17とを分離できない構造、例えばパチンを設けた保持器、あるいはピンタイプ保持器とすることで、作業効率を上げることができる。その他の構成及び作用効果については、上記第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0023】
次に、図8〜図10を参照して、本発明の第3の実施の形態である転がり軸受を説明する。なお、上記第1の実施の形態と重複する部分については各図に同一符号を付して説明を省略する。
本発明の第3の実施の形態である転がり軸受は、図8(e)に示すように、中間輪13が一体構造とされており、外側軸受の複列外輪12間に間座12aが介装され、且つ各列の外輪間寸法<間座幅寸法とされると共に、間座12aが周方向に二分割されている。
【0024】
そして、この実施の形態では、背面組み合わせ構造の外側軸受を次のようにして組み立てている。
まず、図8(a)に示すように、中間輪13の二列の外径軌道面の一方の列に円錐ころ17が組み込まれた保持器16及び外輪12を組み込み、次いで、図8(b)に示すように、他方の列の外輪12を他端側から中間輪13に外挿して一方の列の外輪12に近接配置する。
【0025】
次に、図8(c)に示すように、他方の列に円錐ころ17が組み込まれた保持器16を組み込んだ後、図8(d)に示すように、他方の列の外輪12を他端側に移動して円錐ころ17及び保持器16に被せ、次いで、両列の外輪12の間に分割された間座12aを挿入し、これにより、軸受を完成させる(図8(e)参照)。
【0026】
なお、この実施の形態での外側軸受の組立方法では、かご形保持器のような加締めは非効率で、治具も複雑になる。そこで、保持器の外径側から円錐ころが組込める保持器を用いることで組立ての効率化が図れる。保持器の外径側から円錐ころが組込める保持器としては、例えば、図9に示すように、ボケット内径部にパチン代16aを設けた保持器16にすればよく、プレス保持器の場合には、保持器が内輪軌道面に案内される内輪案内方式保持器、また、弾性に富んだ樹脂による保持器などを採用することが考えられる。
【0027】
また、保持器は、外側軸受の内部に挿入するには、保持器内径が中間輪13の外径側軌道面の軸方向外側に設けた大つば30(図8(a)参照)の外径より大きい必要があるが、寸法的にその条件を満たす設計をすることはほぼ不可能であるため、図10に示すように、保持器16を周方向に分割することにより、保持器16が大つば30を越える必要が無くなり、分割された保持器16の内径側から円錐ころ17を組込んだ後に、分割された保持器16を組合せて完成させることが可能となる。
【0028】
なお、保持器16の分割箇所は接続されることが望ましいが、外側軸受が極低速の揺動で回転ではない場合には、前記分割箇所が接続されない構造でも使用時の問題にはならない。また、保持器にケージアンドローラになるようなパチンを設けるか、あるいはピンタイプ保持器とすることにより、さらに組立てが容易になる。その他の構成及び作用効果については、上記第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0029】
次に、図11を参照して、本発明の第4の実施の形態である転がり軸受を説明する。なお、上記第1の実施の形態と重複する部分については各図に同一符号を付して説明を省略する。
本発明の第4の実施の形態である転がり軸受は、図11に示すように、中間輪13の大つば30を該中間輪13から分割して中間輪13に対して取付け、取外し可能にしている。これにより、大つば30を取り外した状態で、円錐ころ17が組み込まれた保持器16を分割することなく中間輪13に組込んだ後、大つば30を中間輪13に取付け、次いで、上記第3の実施の形態と同様にして外側軸受を組み込むことにより、軸受を完成させる。
【0030】
この実施の形態では、大つば30と中間輪13との間にシムを挟む構造とすることで、組立現場で、例えばハウジングの出来具合により外側軸受の微妙な予圧の再調整が必要となった場合に、その調整が可能となる。
なお、保持器16は、中間輪13の外径側から組込める構造でもよいが、くし形構造の保持器とすることにより、円錐ころ17を中間輪13の外径側軌道に沿って滑らせるように組入れることが可能となる。こうすることによって、組立てがさらに容易になる。
【0031】
また、この実施の形態では、間座12a、外輪12を組込んだ後の状態でも円錐ころ17を挿入することが可能となり、間座幅寸法、外輪間寸法等に設計上の制約を設ける必要を無くすこともできる。その他の構成及び作用効果については、上記第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
ここで、上述した第3及び第4の実施の形態において、複列の外輪12間に分割間座12aを挿入する際には、外側軸受予圧に相当するアキシアルすきま分、外輪間寸法<間座幅寸法の関係があり、各列の外輪12間を拡げないと分割間座12aを組入れることはできない。そこで、図12及び図13に示すように、各外輪12の外径部に冶具係合部31を設けることで、この係合部31に冶具を引掛けて、ねじ、油圧等により、各外輪12間を拡げることができ、分割間座12aを組入れることが可能となる。
【0032】
なお、幅寸法の異なる間座を複数個用意するか、あるいは間座幅寸法を追加工して調整することにより、組立現場で、例えばハウジングの出来具合により外側軸受の微妙な予圧の再調整が必要となった場合に、その調整が可能となる。
また、他の例として、図14に示すように、分割間座12aの周方向の端部側面を先端側に向けて次第に狭くなるテーパ形状とすると共に、各列の外輪12の分割間座12aのテーパ側面32が接する側面を該テーパ側面32に対応する傾斜面33とすることで、分割間座12aを、両列の外輪12間にくさび効果で押込める向きに挿入し、円周方向に押込むことで両列の外輪12を押し広げ、分割間座12aを所定の予圧を得る位置に収めることが可能となる。
【0033】
なお、図14において、外輪12の端面は、分割間座12aの端面形状と合致する傾斜面33とされているが、必ずしも傾斜面にする必要はなく、ストレート面であってもよい。
次に、図15及び図16を参照して、本発明の第5の実施の形態である転がり軸受を説明する。なお、上記第1の実施の形態と重複する部分については各図に同一符号を付して説明を省略する。
【0034】
本発明の第5の実施の形態である転がり軸受は、背面組合せ構造の外側軸受の組み込みを容易にすべく、中間輪13を内筒部41と該内筒部41の軸方向両端部に外嵌される二列の外筒部42とで構成して、内筒部41を内側軸受の外輪とすると共に、外筒部42を外側軸受の内輪としている。内筒部41と外筒部42は、例えば嵌め合い構造で組み合せることが可能である。
【0035】
内筒部41と外筒部42を組み合わせる構造の場合には、軸受の予圧設定に重要な影響を及ぼすことが考えられる。特に組み合わされた後の中間輪13の真円度精度が悪い場合には、印刷時(内側軸受回転時)の回転精度に影響が出て印刷物の質が悪くなる虞れがあるが、本軸受のような予圧での使用条件では、解析により、この構造による真円度への影響が無いことが確認できた。また、内筒部41と外筒部42との嵌め合いが不充分な場合には、嵌め合い部でずれが生じ予圧抜けの発生が懸念されるが、本軸受の使用される条件の予圧と嵌め合い部の嵌合力では、嵌合力>予圧荷重であるので問題無いことが確認できた。なお、内筒部41と外筒部42とを組み合せる方法は、嵌め合い以外にも例えばボルトによる固定も考えられる。
【0036】
また、内筒部41と外筒部42とを組み合わせて構成される中間輪13は外側軌道と内側軌道が偏心しているため、内筒部41、外筒部42のいずれかのリングを偏心させて製作する必要がある。仮に、偏心させる方を内筒部41とすると、外筒部42は、通常の単列円錐ころ軸受の内輪と基本的に同じ形状となり、工場での工程を同じにすることが可能となり、設備の新たな準備は不要である。内筒部41は偏心形状となるが、現状の中間輪と同じ工程で作成することが可能である。その他の構成及び作用効果については、上記第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。なお、この構造で、内筒部41のつば43がなくてもよく、その場合には、外筒部42の押し込み量を加減することで、外側軸受の組立現場で予圧の調整が可能となる。
【0037】
なお、本発明の転がり軸受の内輪、外輪、中間輪、保持器、内側軸受側の転動体列、間座、治具係合部、内筒部及び外筒部等の構成は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
また、上記各実施の形態では、内側軸受を円錐ころ軸受とした場合を例に採ったが、必ずしもこのようにする必要はなく、例えば内側軸受としてアンギュラ玉軸受などの玉軸受や円筒ころ軸受など他の形式の軸受を用いても本発明を適用できるのは勿論である。
【0038】
更に、上記各実施の形態では、内側軸受及び外側軸受共に、円錐ころ列を保持器で保持した場合を例に採ったが、これに限定されず、円錐ころ間に樹脂製等のスペーサを介装するようにしてもよい。
更に、上記実施の形態では、両外輪12の間に間座12aを介装しているが、これに代えて、図17に示すように、一体型の外輪52を用いてもよいし、図18に示すように、単列外輪62の突き合わせとしてもよい。
【0039】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、内側軸受及び外側軸受共に荷重の作用点間距離が長い背面組合わせ構造としているので、内側軸受の剛性と外側軸受の剛性とのトータルで決定される軸受剛性の向上を図ることができ、この結果、印刷機胴サポート用軸受として好適な転がり軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態である転がり軸受を説明するための断面図である。
【図2】図1の転がり軸受の外輪及び中間輪を分解した断面図である。
【図3】一対の分割輪を互いに結合して中間輪とした状態を示す断面図である。
【図4】図3のA−A線断面図である。
【図5】本発明例の軸受を取り付けたロールと従来例の軸受を取り付けたロールのたわみ量を比較したグラフ図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態である転がり軸受の外輪及び保持器を分解した断面図である。
【図7】図6の側面図である。
【図8】本発明の第3の実施の形態である転がり軸受の組立工程を説明するための断面図である。
【図9】保持器の径方向外側から該保持器に円錐ころを組み込んだ状態を示す説明図である。
【図10】保持器を周方向に分割した図である。
【図11】本発明の第4の実施の形態である転がり軸受の分解図である。
【図12】各列の外輪に設けた治具係合部を説明するための斜視図である。
【図13】図12の治具係合部を外輪の径方向外方から見た図である。
【図14】各列の外輪間に分割間座のテーパ側面を押し込む様子を説明するための説明図である。
【図15】本発明の第5の実施の形態である転がり軸受の断面図である。
【図16】図15の転がり軸受の分解図である。
【図17】外輪の変形例を示す図である。
【図18】外輪の変形例を示す図である。
【図19】従来の転がり軸受を説明するための断面図である。
【符号の説明】
10…転がり軸受
11…内輪
12…外輪
12a…分割間座
13…中間輪
13a,13b…分割輪
15…円錐ころ列(内側軸受の転動体列)
16…保持器
17…円錐ころ列(外側軸受の転動体列)
18…位置決めピン(位置決め手段)
30…大つば
31…治具係合部
32…テーパ側面
33…傾斜面
41…内筒部
42…外筒部
Claims (13)
- 内輪と外輪との間に該内輪に対して偏心配置された中間輪を有し、前記内輪と前記中間輪との間に転動体列を配設して内側軸受とすると共に、前記外輪と前記中間輪との間に転動体列を配設して外側軸受とした二重構造の転がり軸受において、
前記内側軸受側の転動体列を複列外向きとして該内側軸受を背面組合わせ構造とすると共に、前記外側軸受側の転動体列を複列外向きの円錐ころ列として該外側軸受を背面組合せ構造としたことを特徴とする転がり軸受。 - 前記中間輪を軸方向に複数に分割したことを特徴とする請求項1記載の転がり軸受。
- 前記中間輪を軸方向に分割して得られた複数の分割輪の周方向の位置決めをなす位置決め手段と、該複数の分割輪を互いに結合して固定する固定手段とを備えたことを特徴とする請求項2記載の転がり軸受。
- 前記外側軸受の円錐ころ列を周方向に転動可能に保持する保持器を備え、該保持器及び前記外輪を周方向に分割したことを特徴とする請求項1記載の転がり軸受。
- 前記保持器と前記円錐ころとを分離できない構造としたことを特徴とする請求項4記載の転がり軸受。
- 前記外側軸受の複列外輪間に間座が介装され、且つ各列の外輪間寸法<間座幅寸法とすると共に、前記間座を周方向に分割したことを特徴とする請求項1記載の転がり軸受。
- 前記外側軸受の円錐ころ列を周方向に転動可能に保持する保持器を備え、該保持器の径方向外側から前記保持器に前記円錐ころを組み込み可能な構造としたことを特徴とする請求項6記載の転がり軸受。
- 前記保持器を周方向に分割したことを特徴とする請求項6又は7記載の転がり軸受。
- 前記中間輪の外径側軌道面の軸方向外側に設けた大つばを該中間輪から分割したことを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記保持器がくし形構造であることを特徴とする請求項9記載の転がり軸受。
- 前記間座を前記各列の外輪間に介装する前に該各列の外輪間を軸方向外方に拡げるための治具が係合する係合部を前記各列の外輪に設けたことを特徴とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記分割間座の周方向の端部側面を先端側に向けて次第に狭くなるテーパ形状とすると共に、前記各列の外輪の前記分割間座のテーパ側面が接する側面を該テーパ側面に対応する傾斜面としたことを特徴とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記中間輪を内筒部と該内筒部に外嵌される外筒部とで構成して、前記内筒部を前記内側軸受の外輪とすると共に、前記外筒部を前記外側軸受の内輪としたことを特徴とする請求項1記載の転がり軸受。
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