JP2010101363A - フォロア軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】耐焼付き性に優れたフォロア軸受を提供する。
【解決手段】フォロア軸受１は、外周にフォロア面１７を有し内周に外側軌道面１３を有する外輪１１と、外側軌道面１３に対面する内側軌道面１４を有する軸と、これら外側軌道面１３と内側軌道面１４との間を転走するころ１５とを備える。そして、軸１２は、外径方向に突出したフランジ形状の側方部材１８，１９を内側軌道面よりも軸線方向一方と軸線方向他方にそれぞれ有するとともに、軸１２の外周のうちこれら２個の側方部材１８，１９の間には全周に延びて側方部材１８，１９の軸線方向間隔よりも幅狭の環状溝２０が形成され、外輪１１の内径は、側方部材１８，１９の外径よりも小さく、内側軌道面１４は、環状溝２０の溝底面に設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、カムフォロアおよびローラフォロアなど、外輪の外周がフォロア面を有するフォロア軸受に関する。

フォロア軸受としては従来、図４および図５に示すように、外輪１１を軸１２に設けたフランジ部１８および側板１９といった２個の側方部材の間で案内することが常套である。このため、外輪１１の軸線方向端面と側方部材とが滑り接触して、アキシャル荷重が発生した場合には滑り接触面の面圧が大きくなることにより摩耗が発生し、焼付きが懸念された。この結果、フォロア軸受の実用上の寿命は外輪と側方部材との摩耗および焼付きに支配され、フォロア軸受のラジアル荷重から計算される寿命よりも短くなるという問題があった。

そこでこのような問題を改善するため例えば、実用新案登録第２５１３１５８号公報（特許文献１）に記載のごとき技術が知られている。特許文献１に記載のスタッド形トラックローラ軸受につき説明すると、外輪の側面が平坦な同一面であり、軸のフランジ部の外径が外輪の外径より僅かに小さく、外輪の側面と軸のフランジ部との間に、自己潤滑性のあるスラストワッシャを介挿し、スラストワッシャの外径をフランジ部の直径と略同一もしくは僅かに小さくするというものである。かかる従来技術によれば、外輪の側面とスラストワッシャとの接触面積が大きくなり、単位面積当たりのアキシャル荷重を小さくなり、耐焼付き性が向上するというものである。
実用新案登録第２５１３１５８号公報

しかし、上記従来のようなフォロア軸受にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、スラストワッシャを介挿することから、部品点数が増加してしまう。また、潤滑剤とスラストワッシャとの相性等が問題になる場合がある。

本発明は、上述の実情に鑑み、係るスラストワッシャを用いることなく耐焼付き性を向上させることができるフォロア軸受を提案することを目的とする。

この目的のため本発明によるフォロア軸受は、外周にフォロア面を有し内周に外側軌道面を有する外輪と、外側軌道面に対面する内側軌道面を有する軸と、これら外側軌道面と内側軌道面との間を転走するころとを備え、軸は、外径方向に突出したフランジ形状の側方部材を内側軌道面よりも軸線方向一方と軸線方向他方にそれぞれ有するとともに、軸の外周のうちこれら２個の側方部材の間には全周に延びて側方部材の軸線方向間隔よりも幅狭の環状溝が形成され、外輪の内径は、側方部材の外径よりも小さく、内側軌道面は、環状溝の溝底面に設けられる。

かかる本発明によれば、軸の外周のうち２個の側方部材の間には全周に延びて側方部材の軸線方向間隔よりも幅狭の環状溝が形成され、内側軌道面は環状溝の溝底面に設けられることから、環状溝の溝深さ分、内側軌道面を従来よりも内径側に設けることが可能になる。したがって、外側軌道面も、従来よりも内径側に設けることができ、外輪の径方向厚みを大きくして、外輪の側面と側方部材との接触面積を大きくすることができる。これにより、スラストワッシャを用いることなく耐焼付き性を向上させることができる。

本発明は一実施形態に限定されるものではないが、外輪は、軸線方向両端面の内周部分に軸線方向に窪んだ環状の段差部をそれぞれ有し、該段差部は側方部材の外周部分を受容してもよい。かかる実施形態によれば、軸線方向両端面の外周部分同士の軸方向寸法を内周部分同士の軸方向寸法よりも大きくすることが可能になり、外輪のフォロア面を広くすることができる。

ここで好ましくは、側方部材の一方は軸の先端と一体結合し、軸は側方部材の他方から軸線方向へ延びるスタッド部を有する。かかる実施形態によれば、スタッド部を有するカムフォロアにおいて、スラストワッシャを用いることなく耐焼付き性を向上させることができる。

あるいは、側方部材の一方は軸の一端に設けられ、側方部材の他方は軸の他端に設けられてもよい。かかる実施形態によれば、軸の両端に側方部材を有するローラフォロアにおいて、スラストワッシャを用いることなく耐焼付き性を向上させることができる。

好ましくは、外輪と軸との間に形成された環状空間に複数のころを整列する保持器をさらに備える。かかる実施形態によれば、保持器付きのフォロア軸受において、スラストワッシャを用いることなく耐焼付き性を向上させることができる。

あるいは、複数のころは総ころ形式で配置される。かかる実施形態によれば、総ころ形式のフォロア軸受において、スラストワッシャを用いることなく耐焼付き性を向上させることができる。

好ましくは、外輪のフォロア面は、軸線を含む平面で断面としたときに軸線方向両端から中央に向かうほど外径方向へ突出する円弧状となるよう形成される。かかる実施形態によれば、フォロア面は、軸線を含む平面で断面としたときに軸線方向両端から中央に向かうほど外径方向へ突出する円弧状となるよう形成されることから、フォロア面の長寿命化に資する。

あるいは、外輪のフォロア面は、軸線を含む平面で断面としたときに直線状となるよう形成されてもよい。かかる実施形態によれば、フォロア面をカム部材と均一に接触させることができる。

好ましくは、軸は、内側軌道面に潤滑油を供給する油路を有する。かかる実施形態によれば、軸は、内側軌道面に潤滑油を供給する油路を有することから、フォロア軸受の摩擦係数を小さくして長寿命化を図ることができる。

好ましくは、側方部材と外輪との間に環状のシール材を備える。かかる実施形態によれば、側方部材と外輪との間に環状のシール材を備えることから、外側軌道面および内側軌道面に金属粉などの塵が侵入することを防止することが可能になる。したがって、塵が多い使用環境など、用途に応じてフォロア軸受の長寿命化を図ることができる。

このように本発明は、軸の外周のうち２個の側方部材の間には全周に延びて側方部材の軸線方向間隔よりも幅狭の環状溝が形成され、内側軌道面は環状溝の溝底面に設けられることから、環状溝の溝深さ分、内側軌道面を従来よりも内径側に設けることが可能になる。したがって、外側軌道面も、従来よりも内径側に設けることができ、外輪の径方向厚みを大きくして、外輪の側面と側方部材との接触面積を大きくすることができる。これにより、単位接触面積当たりのアキシャル荷重を小さくすることが可能になり、スラストワッシャを用いることなく耐焼付き性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。図１は、本実施例になるフォロア軸受の全体を一部断面にして示す側面図である。図２は、同実施例の一方端部を拡大して示す図である。

実施例１のフォロア軸受１は、厚肉の金属製部材であって円筒形状の外輪１１と、外輪の中央孔に挿通された金属製部材の軸１２と、外輪１１と軸１２との間に形成された環状空間を転走する複数のころ１５とを備える。外輪１１は外周にフォロア面１７を有し、フォロア面１７は図示しないカム部材等と転がり接触する。図１および図２に示すようにフォロア面１７は、軸線を含む平面で断面としたときに直線状となるよう形成される。また外輪１１は内周に外側軌道面１３を有し、ころ１５が外側軌道面１３上を転走する。

外輪１１と軸１２との間に形成された環状空間には、複数のころ１５を整列する保持器２４を配置する。保持器２４は、１対の円環部と、これら１対の円環部を連結する複数の柱部を有する公知のものであればよい。

軸１２は外周１６に内側軌道面１４を有し、金属製のころ１５が内側軌道面１４上を転走する。軸１２はその外周１６から外径方向に突出したフランジ部１８を有する。フランジ部１８は、内側軌道面１４よりも軸線方向一方、具体的には軸１２の先端と一体結合した側方部材である。外輪１１の内径は、フランジ部１８の外径よりも小さい。

また軸１２はその外周１６から外径方向に突出した側板１９を有する。側板１９は、リング形状の金属製部材であり、内側軌道面１４よりも軸線方向他方、具体的には内側軌道面１４よりも軸線方向根元側に圧入固定される。フランジ部１８および側板１９は、内側軌道面１４の軸線方向一方と軸線方向他方に位置する側方部材である。外輪１１の内径は、側板１９の外径よりも小さい。

したがって外輪１１は、これらフランジ部１８と側板１９との間に軸線方向位置を規制される。そして外輪１１の外側軌道面１３は、軸１２の内側軌道面１４と対面する。なお、側板１９の外径はフランジ部１８の外径と等しいものであってもよい。

軸１２の外周１６のうちフランジ部１８と側板１９との間には、全周に延びる環状溝２０が形成される。環状溝２０の溝幅、すなわち軸線方向幅、はフランジ部１８と側板１９との軸線方向間隔よりも小さい。また、環状溝２０の溝幅はころ１５の軸長よりも僅かに大きい。そして、内側軌道面１４は環状溝２０の溝底面に設けられる。したがってころ１５は環状溝２０の溝内を転走する。これに対し、保持器２４の軸線方向幅は環状溝２０の溝幅よりも大きく、保持器２４の１対の円環部は、環状溝２０よりもフランジ部１８側と、側板１９側にそれぞれ配置される。また保持器２４の１対の円環部は、外輪１１の内周と軸１２の外周１６との間に形成される環状空間に配置される。

外輪１１は、軸線方向両端面の内周部分に軸線方向に窪んだ環状の段差部２１，２２をそれぞれ有する。段差部２１の内径は、フランジ部１８の外径よりも大きく、段差部２１はフランジ部１８の外周部分を受容する。また、段差部２２の内径は、側板１９の外径よりも大きく、段差部２２は側板１９の外周部分を受容する。

軸１２は側板１９から軸線方向へ延びるスタッド部２３を有する。スタット部２３の先端部外周には雄ねじ２５が刻設される。スタッド部２３は図示しないカム機構に取り付けられて、外輪１１等を備えるフォロア軸受１の先端側を支持する。

根元側になるスタッド部２３から先端側になるフランジ部１８にかけて、軸１２には、軸線方向に貫通する油路２６が設けられる。油路２６は軸１２の先端側で油路２７に分岐する。油路２７は、軸１２の径方向に延びて、内側軌道面１４に出口２８を有する。外輪１１の回転時には、潤滑油が油路２７，２８を経て内側軌道面１４に供給され、外輪１１と内輪１２との間の環状空間を潤滑する。

実施例１の作用を、環状溝２０を有しない従来のフォロア軸受と比較しつつ説明する。図４は、従来のフォロア軸受の全体を一部断面にして示す側面図である。図５は、従来のフォロア軸受の一方端部を拡大して示す図である。従来のフォロア軸受１０１にあっても、図４および図５に示すように、実施例１と同一の外輪１１、軸１２、外側軌道面１３、内側軌道面１４、ころ１５、フォロア面１７、フランジ部１８、側板１９、段差部２１，２２、スタッド部２３、および雄ねじ２５を備えるが、軸１２の外周のうちフランジ部１８と側板１９との間には、環状溝が形成されず、軸１２の外周がそのまま内側軌道面１４を有する。

このため図５に示すように、フランジ部１８と外輪１１とが接触するリング形状の部分は径方向幅Ｄ_１しかなく、単位接触面積あたりのアキシャル荷重が大きなものであり、焼付きの懸念があった。

これに対し、実施例１では、軸１２の外周のうちフランジ部１８と側板１９との間には、環状溝２０が形成され、内側軌道面１４は環状溝２０の溝底面に設けられる。

このため、図２に示すようにころ１５のピッチ円半径が小さくなる。つまり、内側軌道面１４の外径が軸１２の外周１６の外径よりも小さくなって外輪１１を肉厚に形成することが可能になり、フランジ部１８と外輪１１とが接触するリング形状の部分を径方向幅Ｄ_２と大きくすることができる。したがって接触面積が増大し、単位接触面積あたりのアキシャル荷重を小さくして耐焼付き性が向上する（Ｄ_１＜Ｄ_２）。

さらに実施例１によれば、環状溝２０がころ１５を案内することから、ころ１５のスキューが発生し難くなって軸線方向のアキシャル荷重の発生そのものを抑制することができる。したがって外輪１１の端面と側方部材との間で作用するアキシャル荷重が減少し、単位接触面積あたりのアキシャル荷重を一層低減することが可能になる。

なお実施例１のフォロア軸受１はスタッド部２３を有するカムフォロアであるが、実施例１の他、軸１２の両端に側方部材を有するローラフォロアであってもよく、かかるローラフォロアの耐焼付き性を向上させることができる。あるいは、保持器２４を備えない総ころ形式であってもよいことは勿論である。

実施例１によれば、フォロア面１７は、軸線を含む平面で断面としたときに直線状となるよう形成されることから、フォロア面１７をカム部材と均一に接触させることができる。

また軸１２は、内側軌道面１４に潤滑油を供給する油路２７を有することから、フォロア軸受１の摩擦係数を小さくして長寿命化を図ることができる。

なお図には示さなかったが、フランジ部１８と外輪１１との間、および側板１９と外輪１１との間に環状のシール材を備えてもよい。これにより、外側軌道面１３および内側軌道面１４に金属粉などの塵が侵入することを防止することが可能になり、塵が多い使用環境など、用途に応じてフォロア軸受１の長寿命化を図ることができる。

次に本発明の実施例２を説明する。図３は、実施例２になるフォロア軸受を拡大して示す一部縦断面図である。実施例２につき、上述した実施例１と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。実施例２では、フォロア面１７が、軸線を含む平面で断面としたときに軸線方向両端から中央に向かうほど外径方向へ突出する半径Ｒの円弧状となるよう形成される。これにより、外輪１１を一層肉厚にしてフォロア面１７の長寿命化に資する。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

実施例１のフォロア軸受の全体を一部断面にして示す側面図である。 同実施例を拡大して示す図である。 従来例のフォロア軸受の全体を一部断面にして示す側面図である。 同実施例を拡大して示す図である。 実施例２のフォロア軸受を示す縦断面図である。

符号の説明

１ フォロア軸受、１１ 外輪、１２ 軸、１３ 外側軌道面、１４ 内側軌道面、１５ ころ、１６ 軸の外周、１７ フォロア面、１８ フランジ部（側方部材）、１９ 側板（側方部材）、２０ 環状溝、２１，２２ 段差部、２３ スタッド部、２４ 保持器、２５ 雄ねじ、２６，２７ 油路、２８ 出口。

Claims (10)

1. 外周にフォロア面を有し内周に外側軌道面を有する外輪と、前記外側軌道面に対面する内側軌道面を有する軸と、これら外側軌道面と内側軌道面との間を転走するころとを備え、
   前記軸は、外径方向に突出したフランジ形状の側方部材を前記内側軌道面よりも軸線方向一方と軸線方向他方にそれぞれ有するとともに、軸の外周のうちこれら２個の側方部材の間には全周に延びて側方部材の軸線方向間隔よりも幅狭の環状溝が形成され、
   前記外輪の内径は、前記側方部材の外径よりも小さく、
   前記内側軌道面は、前記環状溝の溝底面に設けられる、フォロア軸受。
2. 前記外輪は、軸線方向両端面の内周部分に軸線方向に窪んだ環状の段差部をそれぞれ有し、該段差部は前記側方部材の外周部分を受容する、請求項１に記載のフォロア軸受。
3. 前記側方部材の一方は前記軸の先端と一体結合し、前記軸は側方部材の他方から軸線方向へ延びるスタッド部を有する、請求項１または２に記載のフォロア軸受。
4. 前記側方部材の一方は前記軸の一端に設けられ、前記側方部材の他方は前記軸の他端に設けられる、請求項１または２に記載のフォロア軸受。
5. 前記外輪と前記軸との間に形成された環状空間に前記複数のころを整列する保持器をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載のフォロア軸受。
6. 前記複数のころは総ころ形式で配置される、請求項１〜４のいずれかに記載のフォロア軸受。
7. 前記外輪のフォロア面は、軸線を含む平面で断面としたときに軸線方向両端から中央に向かうほど外径方向へ突出する円弧状となるよう形成される、請求項１〜６のいずれかに記載のフォロア軸受。
8. 前記外輪のフォロア面は、軸線を含む平面で断面としたときに直線状となるよう形成される、請求項１〜６のいずれかに記載のフォロア軸受。
9. 前記軸は、前記内側軌道面に潤滑油を供給する油路を有する、請求項１〜８のいずれかに記載のフォロア軸受。
10. 前記側方部材と前記外輪との間に環状のシール材を備える、請求項１〜９のいずれかに記載のフォロア軸受。

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