JP2008185063A - 複列円すいころ軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】良好な組立精度を有すると共に加工が容易で、且つ、予圧管理及び予圧再調整を容易に行なうことが可能な複列円すいころ軸受ユニットを提供する。
【解決手段】両外側内輪素子１４、１４は、内側外輪部材２２の軸方向両端部のうちの一方の端部の外周面に形成された外向フランジ状の鍔部３０と他方の端部に装着された抑え
環３１によって、軸方向両側から押圧される事により、外側軸受２の各円すいころ１６、１６に予圧を付与する。また、両内側内輪素子２４，２４は、軸部４０の軸方向一端側の外周面に形成された外向フランジ状の他の鍔部４１と軸部４２の他端側に螺着されるナット部材４３によって、軸方向両側から押圧力が作用する事により、内側軸受３の各円すいころに予圧を付与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複列円すいころ軸受ユニットに関し、特に、印刷機用シリンダや圧延機のローラの軸部（回転軸）等、各種産業機械の回転部材をフレーム等の固定部分に回転自在に支持する回転支持部に適用される複列円すいころ軸受ユニットに関する。

オフセット印刷機では、版胴、ゴム胴、圧胴が並設されており、印刷時には、ゴム胴は版胴と圧胴の外周面と接触し、版胴から転写された印刷イメージを、圧胴との間を通過する印刷用紙に転写して印刷している。また、印刷トラブル等により紙が詰まった場合には、これら３つの胴を各々離間して配置しなければならず、ゴム胴の軸心を版胴と圧胴の各軸心から離して、ゴム胴のインクが印刷用紙に転写されないようにし、詰まった紙の排出が行なわれる。

このようなゴム胴を回転自在に支持する装置としては、図６及び図７に示す二重構造の複列円すいころ軸受ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。図６及び図７に示す複列円すいころ軸受ユニット１００，１００´は、外側軸受１０１と内側軸受１０２とからなり、外側軸受１０１の内輪軌道面１０３と内側軸受１０２の外輪軌道面１０４を構成する中間輪１０５がゴム胴の軸心に対して偏心して形成されることで、上述したゴム胴の動作を許容すると共に高速回転を可能としている。また、外側軸受１０１と内側軸受１０２は、それぞれ背面組合せで構成されており、軸受剛性の向上を図っている。

図６に示す複列円すいころ軸受ユニット１００では、中間輪１０５は、軸方向の中央位置で二分割された一対の分割輪１０５ａ，１０５ｂによって構成されている。また、図７に示す複列円すいころ軸受ユニット１００´では、図８に示すように、中間輪１０５が一体構造である一方、外側軸受１０１の組立を容易にすべく、外輪１０６、及び円すいころ１０７が組み込まれた保持器１０８が周方向に二分割されている。
特開２００４−１０８５７２号公報

ところで、ゴム胴を支持する複列円すいころ軸受ユニット１００，１００´の予圧は、次のような理由により適正値に規制する必要がある。即ち、予圧が低過ぎて、複列円すいころ軸受ユニット１００，１００´の剛性が不足すると、印刷機のシリンダの変位が抑えられず、ショック目やダブりが発生する等、印刷の品質が悪化する。逆に、予圧が高過ぎると、内輪、外輪軌道及び円すいころの転動面の転がり疲れ寿命が低下し、複列円すいころ軸受ユニット１００，１００´の耐久性が不足してしまう。

図６及び図７に示す複列円すいころ軸受ユニット１００，１００´では、外輪の間座で調整しているので、幅の異なる間座を複数用意するか、間座を追加工する必要があり、予圧管理が非常に面倒であった。

また、図６に示す複列円すいころ軸受ユニット１００では、中間輪１０５が二分割して形成されているため、分割輪１０５ａ，１０５ｂの互いの突き合わせ面の精度が要求され、加工が煩雑となる。また、図７に示す複列円すいころ軸受ユニット１００´においても、外輪１０６及び保持器１０８は環状に形成した後に切断することで二分割とされており、加工が煩雑であると共に、外輪１０６のフレームへの組付け作業にも手間がかかる。

さらに、何らかの理由により予圧の再調整が軸受を軸に取り付け後に必要となった場合には、図６の複列円すいころ軸受ユニット１００の場合にはばらし作業が必要で、図７の複列円すいころ軸受ユニット１００´の場合には間座を壊す必要があり、いずれも大変な作業となる。

本発明は、上述の様な事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な組立精度を有すると共に加工が容易で、且つ、予圧管理及び予圧再調整を容易に行なうことが可能な複列円すいころ軸受ユニットを提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１） 内周面にそれぞれが軸方向端部に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状である複列の外輪軌道を形成した一体型の外側外輪部材と、それぞれの外周面に部分円すい凸面状の内輪軌道を形成した１対の外側内輪素子を備える外側内輪部材と、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に転動自在に設けられる複数の円すいころと、を備える外側軸受と、
内周面にそれぞれが軸方向端部に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状である複列の他の外輪軌道を形成して偏心された一体型の内側外輪部材と、それぞれの外周面に部分円すい凸面状の他の内輪軌道を形成した１対の内側内輪素子を備える内側内輪部材と、前記他の両外輪軌道と前記他の両内輪軌道との間に転動自在に設けられる複数の円すいころと、を備える内側軸受と、
を備える二重構造の複列円すいころ軸受ユニットであって、
前記１対の外側内輪素子は、その前記両内輪軌道の外径が小さい側の端部同士を互いに対向させた状態で、前記内側外輪部材に外嵌されると共に、前記１対の内側内輪素子は、その前記他の両内輪軌道の外径が小さい側の端部同士を互いに対向させた状態で、軸部に外嵌可能であり、
前記両外側内輪素子は、前記内側外輪部材の軸方向両端部のうちの一方の端部の外周面に形成された外向フランジ状の鍔部と他方の端部に装着された抑え部材によって、又は、前記内側外輪部材の軸方向両端部に装着された一対の抑え部材によって、軸方向両側から押圧力が作用する事により、前記外側軸受の各円すいころに予圧を付与すると共に、
前記両内側内輪素子は、前記軸部の軸方向一端側の外周面に形成された外向フランジ状の他の鍔部と前記軸部の他端側に螺着されるナット部材によって、軸方向両側から押圧力が作用する事により、前記内側軸受の各円すいころに予圧を付与することを特徴とする複列円すいころ軸受ユニット。

本発明の複列円すいころ軸受ユニットによれば、外側外輪部材及び内側外輪部材は一体型に形成され、１対の外側内輪素子は内側外輪部材に外嵌され、両外側内輪素子は、内側外輪部材の軸方向両端部のうちの一方の端部の外周面に形成された外向フランジ状の鍔部
と他方の端部に装着された抑え部材によって、又は、前記内側外輪部材の軸方向両端部に装着された一対の抑え部材によって、軸方向両側から押圧力が作用する事により、外側軸受の各円すいころに予圧を付与するようにし、また、１対の内側内輪素子は軸部に外嵌可能で、前記両内側内輪素子は、前記軸部の軸方向一端側の外周面に形成された外向フランジ状の他の鍔部と前記軸部の他端側に螺着されるナット部材によって、軸方向両側から押圧力が作用する事により、内側軸受の各円すいころに予圧を付与するようにしたので、良好な組立精度を有すると共に加工が容易で、且つ、予圧管理を容易に行なうことができる。また、ナット部材を螺着する際の締め付け量によって、互いに嵌合する部材間の嵌めあい量を調整することができる。

以下、本発明の各実施形態に係る複列円すいころ軸受ユニットについて図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る複列円すいころ軸受ユニットを示す。複列円すいころ軸受ユニット１は、従来のものと同様、ゴム胴のような印刷機のシリンダの軸部を、円筒状の内周面を有するフレームの内径側で回転自在に支持しており、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重が加わる（ラジアル方向及びスラスト方向の剛性を十分に高くする必要がある）回転支持部を構成する。

複列円すいころ軸受ユニット１は、それぞれ背面組合せの外側軸受２と内側軸受３とを備えた二重構造に構成されている。外側軸受２は、図示しないフレームに内嵌され、内周面にそれぞれが軸方向端部に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状
である複列の外輪軌道１１、１１を形成した一体型の外側外輪部材１２と、それぞれの外周面に部分円すい凸面状の内輪軌道１３、１３を形成した１対の外側内輪素子１４、１４を備える外側内輪部材１５と、前記両外輪軌道１１、１１と前記両内輪軌道１３、１３との間に転動自在に設けられる複数の円すいころ１６、１６と、上記各円すいころ１６、１６を転動自在に保持する保持器１７、１７と、を備える。

１対の外側内輪素子１４、１４は、各内輪軌道１３、１３の小径側端部同士を対向させた状態で軸方向に隙間を持って配置されており、これら両内輪素子１４、１４の小径側端部外周面には小径側鍔部１８が、大径側端部外周面には大径側鍔部１９が、それぞれ上記内輪軌道１３を軸方向両側から挟む状態で形成されている。

尚、上記外輪部材１２の軸方向中間部で上記複列の外輪軌道１１、１１の間部分には、上記複列円すいころ軸受ユニット１内に潤滑油を送り込む為の潤滑油流路が設けられてもよい。

内側軸受３は、内周面にそれぞれが軸方向端部に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状である複列の他の外輪軌道２１、２１を形成して偏心された一体型の内側外輪部材２２と、シリンダと同心に突設された軸部４０に外嵌され、それぞれの外周面に部分円すい凸面状の他の内輪軌道２３、２３を形成した１対の内側内輪素子２４、２４を備える内側内輪部材２５と、他の両外輪軌道２１、２１と他の両内輪軌道２３、２３との間に転動自在に設けられる複数の円すいころ２６、２６と、上記各円すいころ２６、２６を転動自在に保持する保持器２７、２７と、を備える。

１対の内側内輪素子２４、２４も、各他の内輪軌道２３、２３の小径側端部同士を対向させた状態で組み合わせて配置されており、これら両内輪素子２４、２４の小径側端部外周面には小径側鍔部２８が、大径側端部外周面には大径側鍔部２９が、それぞれ上記他の内輪軌道２３を軸方向両側から挟む状態で形成されている。また、内側外輪部材２２は、従来の中間輪と同様、シリンダの軸部４０の軸心を変動させるべく、肉厚を円周方向に亙って変化させており、外周面は軸部４０の軸心に対して偏心して形成されている。

従って、複列円すいころ軸受ユニット１は、シリンダの回転を外側軸受２と内側軸受３とで支持することで高速回転を可能とし、外側軸受２と内側軸受３は、それぞれ背面組合せで構成されるため、軸受剛性の向上を図ることができる。

１対の外側内輪素子１４、１４は、その両内輪軌道１３、１３の外径が小さい側の端部同士を互いに対向させた状態で、内側外輪部材２２に外嵌される。また、外側軸受２の各円すいころ１６、１６に予圧を付与する為、内側外輪部材２２の軸方向両端部のうちの一方（図１の左方）の端部の外周面に外向フランジ状の鍔部３０が形成される。又、他方（図１の右方）の端部には、抑え部材が装着される。この抑え部材として、本実施形態の場合には、内側外輪部材２２の他方の端面に複数のねじ３３によってねじ止め固定した抑え環３１が使用されている。抑え環３１が他端寄りの外側内輪素子１４を押圧する量は、抑え環３１が内側外輪部材２２の他方の端面に当接することで規制されている。

これにより、両外側内輪素子１４、１４は、内側外輪部材２２の外向フランジ状の鍔部３０と抑え環３１によって、軸方向両側から互いに近付く方向に押圧力が作用する事により、各円すいころ１６、１６に所望の予圧（用途に応じた適切な予圧）を付与する。

なお、１対の外側内輪素子１４、１４は、内側外輪部材２２にすきま嵌めで外嵌された後、抑え環３１をねじ止め固定して外側内輪素子１４、１４に押圧力が作用する事によって締まり嵌めで固定される。

又、抑え部材として抑え環３１を使用する場合には、ねじ穴３２を内側外輪部材２２の軸方向端面に加工する必要があるため、このねじ穴加工による割れを防止する必要がある。このため、内側外輪部材２２が軸受鋼である場合、他の外輪軌道２１、２１及び外周面、又は、ねじ穴３２以外の部分には、高周波焼入れ処理が施されてもよく、或は、内側外輪部材２２はずぶ焼入れ後にねじ穴３２を研摩してもよい。一方、内側外輪部材２２が浸炭鋼である場合、ねじ穴３２のみに浸炭処理されないように防炭処理が施される。

さらに、１対の内側内輪素子２４、２４は、その両内輪軌道２３、２３の外径が小さい側の端部同士を互いに対向させた状態で、軸部４０に外嵌される。また、内側軸受３の各円すいころ２６、２６に予圧を付与する為、軸部４０の軸方向一端側（図１の左方）の外周面に形成された外向フランジ状の他の鍔部４１が形成される。又、軸部４０の他端側（図１の右方）の外周面には、ねじ溝４２が形成されており、このねじ溝４２にナット部材４３が螺着される。

これにより、両内側内輪素子２４、２４は、軸部４０の外向フランジ状の他の鍔部４１とナット部材４３によって、軸方向両側から互いに近付く方向に押圧力が作用する事により、各円すいころ２６、２６に所望の予圧（用途に応じた適切な予圧）を円周方向に亙ってより均一に付与する。

１対の内側内輪素子２４、２４は、軸部４０に外嵌された後、ナット部材４３を軸部４０に締め付けて内側内輪素子２４、２４に押圧力が作用する事によって締まり嵌めで固定される。なお、１対の内側内輪素子２４，２４は、軸部４０にすきま嵌めで予め外嵌されてもよいが、本実施形態の場合には、締まり嵌めで予め外嵌されている。ここで、ナット部材４３を締め付けて１対の内側内輪素子２４，２４同士が近接することで、内側軸受３の円すいころ２６，２６に予圧が付与されると共に、内側外輪素子２２にも径方向外方に向かって押圧力が作用する。この内側外輪素子２２に作用した押圧力は、１対の外側内輪素子１４，１４、円すいころ１６，１６、外側外輪素子１２にも径方向外方に向けて作用する。外側外輪素子１２は、その取付け性を容易にするため、図示しないフレームとの間にすきまを有しているが、このナット部材４３の締め付けによる押圧力によって膨張することで、フレームとすきま無く固定され、ガタツキを抑えると共に、ラジアル剛性を向上している。さらに、外側外輪素子１２がフレームに拘束されると、この押圧しようとする力は、互いに嵌合する部材間、即ち、外側外輪素子１２とフレームとの間、１対の外側内輪素子１４と内側外輪素子２２との間、内側内輪素子２４と軸部４０との間の嵌めあい量を調整する。

ここで、抑え輪３１による、外側外輪素子１２とフレームとの間、及び１対の外側内輪素子１４と内側外輪素子２２との間の嵌めあい量は、内側外輪素子２２にねじ止めされたときの抑え輪３１と外側内輪素子１４との突き当て位置で決定されるため、その調整量はわずかである。しかしながら、上記ナット部材４３を締め付けることで、締め付け量に応じてこれら部材間の嵌めあい量を十分に調整することができる。

また、ナット部材４３を螺着する際のナット部材４３の締め付け量は、ナット部材４３の回転数や実際の予圧量を測定することで決定してもよいが、一対の内側内輪素子２４、２４間に内輪間座を配置して、ナット部材４３の締め付け量を規制し、且つ、１対の内側内輪素子２４、２４の姿勢を良好に保つようにしてもよい。

従って、本実施形態では、両外側内輪素子１４、１４は、内側外輪部材２２の軸方向両端部のうちの一方の端部の外周面に形成された外向フランジ状の鍔部３０と他方の端部に装着された抑え環（抑え部材）３１によって、軸方向両側から押圧される事により、外側軸受２の各円すいころ１６、１６に予圧を付与し、また、両内側内輪素子２４，２４は、軸部４０の軸方向一端側の外周面に形成された外向フランジ状の他の鍔部４１と軸部４０の他端側に螺着されるナット部材４３によって、軸方向両側から押圧力が作用する事により、内側軸受３の各円すいころ２６，２６に予圧を付与するようにしたので、複列円すいころ軸受ユニット１の組立性、予圧管理の容易性、回転精度の向上や構成各部材の加工容易性の向上を図る事ができる。

加えて、ナット部材４３を螺着する際の締め付け量によって、互いに嵌合する部材間の嵌めあい量を調整することができる。

特に、本実施形態の複列円すいころ軸受ユニット１は、従来の複列円すいころ軸受ユニット１００，１００´と比べて、外側外輪部材や内側外輪部材（中間輪）は一体型で分割して形成する必要がなく、また、偏心して形成される内側外輪部材２２の外周面に軌道面を形成する必要がないため、組立性、予圧管理の容易性、加工性において優れたものとなる。

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の複列円すいころ軸受ユニットを示す。本実施形態の複列円すいころ軸受ユニット１ａの場合には、１対の外側内輪素子１４の各内周面と、内側外輪素子２２の対向する外周面とがそれぞれ軸方向一端側（図２の左方）から他端側（図２の右方）に向けて縮径するようにテーパ形状に形成されている。また、一対の内側内輪素子２４，２４の各内周面と、軸部４０の対向する外周面とがそれぞれ軸方向一端側から他端側に向けて縮径するようにテーパ形状に形成されている。

これにより、抑え輪３１がねじ止め固定されることで、１対の外側内輪素子１４の各内周面が内側外輪素子２２の外周面に強く押し付けられ、互いにがたつきなく嵌合されて、ラジアル剛性を大きくすることができる。同様に、ナット部材４３を締め付けることで、一対の内側内輪素子２４，２４の各内周面が軸部４０の外周面に強く押し付けられ、互いにがたつきなく嵌合されて、ラジアル剛性を大きくすることができる。
その他の部分の構成及び作用は、第１実施形態の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態の複列円すいころ軸受ユニットを示す。本実施形態の複列円すいころ軸受ユニット１ｂの場合には、内側外輪部材２２の軸方向両端部に一対の抑え部材（抑え環）３１を装着して、両内輪素子１４、１４が軸方向両側から押圧される事により、各円すいころ１６、１６に予圧を付与している。
その他の部分の構成及び作用は、第１実施形態の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

なお、第１〜第３実施形態の場合、複列円すいころ軸受ユニット１，１ａ，１ｂを軸部４０に取り付け後に予圧再調整が必要な場合には、抑え環３１と外側内輪素子１４間にシムを挿入することで調整してもよい。

（第４実施形態）
図４は、第４実施形態の複列円すいころ軸受ユニットを示す。本実施形態の複列円すいころ軸受ユニット１ｃの場合には、一対の外側内輪素子１４、１４間に内輪間座５１が配置されている。

このため、抑え環３１をねじ止め固定する複数のねじ３３の締め付け力にばらつきがあった場合でも、内輪間座５１により抑え環３１が傾いて固定されることが防止でき、各円すいころ１６、１６に所望の予圧（用途に応じた適切な予圧）を円周方向に亙って均一に付与することができ、回転精度をより向上することができる。
その他の部分の構成及び作用は、第１実施形態の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

なお、本発明の複列円すいころ軸受ユニットは、本実施形態のものに限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。

本実施形態の抑え部材は、各円すいころ１６、１６に予圧を付与するものであればよく、抑え環３１の他に、図５に示すように、内側外輪部材２２ａの他端寄り端部６１の外周面にねじ溝６２を形成して抑えナット６０を螺着するようにしてもよい。或は、止め輪とシム板を使用して、止め輪を内側外輪部材２２の外周面他端寄り部分の係止溝に係止させ、止め輪と一方の内輪素子１４との間にシム板を配置してもよい。

本発明の第１実施形態に係る複列円すいころ軸受ユニットの断面図である。 本発明の第２実施形態に係る複列円すいころ軸受ユニットの断面図である。 本発明の第３実施形態に係る複列円すいころ軸受ユニットの断面図である。 本発明の第４実施形態に係る複列円すいころ軸受ユニットの断面図である。 本発明の変形例に係る複列円すいころ軸受ユニットの断面図である。 従来の複列円すいころ軸受ユニットの断面図である。 他の従来の複列円すいころ軸受ユニットの断面図である。 図７の複列円すいころ軸受ユニットの分解図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 複列円すいころ軸受ユニット
２ 外側軸受
３ 内側軸受
１１ 外輪軌道
１２ 外側外輪部材
１３ 内輪軌道
１４ 外側内輪素子
１５ 外側内輪部材
１６ 円すいころ
２１ 外輪軌道
２２ 内側外輪部材
２３ 他の内輪軌道
２４ 内側内輪素子
２５ 内側内輪部材
２６ 円すいころ
３０ 鍔部
３１ 抑え環（抑え部材）
４０ 軸部
４１ 他の鍔部
４３ ナット部材
５１ 内輪間座

Claims (1)

1. 内周面にそれぞれが軸方向端部に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状である複列の外輪軌道を形成した一体型の外側外輪部材と、それぞれの外周面に部分円すい凸面状の内輪軌道を形成した１対の外側内輪素子を備える外側内輪部材と、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に転動自在に設けられる複数の円すいころと、を備える外側軸受と、
   内周面にそれぞれが軸方向端部に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状である複列の他の外輪軌道を形成して偏心された一体型の内側外輪部材と、それぞれの外周面に部分円すい凸面状の他の内輪軌道を形成した１対の内側内輪素子を備える内側内輪部材と、前記他の両外輪軌道と前記他の両内輪軌道との間に転動自在に設けられる複数の円すいころと、を備える内側軸受と、
   を備える二重構造の複列円すいころ軸受ユニットであって、
   前記１対の外側内輪素子は、その前記両内輪軌道の外径が小さい側の端部同士を互いに対向させた状態で、前記内側外輪部材に外嵌されると共に、前記１対の内側内輪素子は、その前記他の両内輪軌道の外径が小さい側の端部同士を互いに対向させた状態で、軸部に外嵌可能であり、
   前記両外側内輪素子は、前記内側外輪部材の軸方向両端部のうちの一方の端部の外周面に形成された外向フランジ状の鍔部と他方の端部に装着された抑え部材によって、又は、前記内側外輪部材の軸方向両端部に装着された一対の抑え部材によって、軸方向両側から押圧力が作用する事により、前記外側軸受の各円すいころに予圧を付与すると共に、
   前記両内側内輪素子は、前記軸部の軸方向一端側の外周面に形成された外向フランジ状の他の鍔部と前記軸部の他端側に螺着されるナット部材によって、軸方向両側から押圧力が作用する事により、前記内側軸受の各円すいころに予圧を付与することを特徴とする複列円すいころ軸受ユニット。

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