JP2012102754A - スラストころ軸受用保持器およびスラストころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】歪みが発生しにくくて、真円度に優れ、ころの案内性に優れるスラストころ軸受用保持器およびスラストころ軸受を提供すること。
【解決手段】環状部５０と、環状部５０から環状部５０の径方向の外方に延在すると共に、環状部５０の周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の柱部５１とを有する第１部材４０と、複数の円弧状の第２部材４１と、複数のボルト４２とで保持器３４を構成する。各第２部材４１を、一の柱部５１の径方向の外方側の端面のみに一箇所で固定する。複数の第２部材４１を、互いに相俟って略環状の部材を構成するように配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、スラストころ軸受用保持器およびスラストころ軸受に関する。

従来、スラストころ軸受用保持器としては、特開２００６−１５３２００号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

このスラストころ軸受用保持器（以下、単に保持器という）は、内側環状部と、外側環状部と、複数の柱部とを備え、外側環状部の中心軸は、内側環状部の中心軸と略一致し、外側環状部は、内側環状部の径方向の外方に位置している。

上記各柱部は、内側環状部の径方向に延在し、内側環状部と、外側環状部との間を連結している。上記複数の柱部は、内側環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置している。上記内側環状部と、外側環状部と、周方向に隣接する二つの柱部とで、ころを収容するポケットを画定している。

上記内側環状部と、上記複数の柱部とは、櫛型の一体の部材として成形されている。上記外側環状部と、上記各柱部の径方向の外方側の端面とを、スプリングピンで固定して、保持器を形成している。

上記従来の保持器は、二つの環状部材を、二つの環状部材にまたがる複数のスプリングピンで締結する構成であるから、保持器内にひずみが発生することを回避し難くて、保持器の真円度が低下することを避けがたいという問題がある。そして、特に、高い精度が要求される工作機械等に使用される場合には、要求されるころの案内特性を得られない場合がある。

特開２００６−１５３２００号公報（第９図）

そこで、本発明の課題は、歪みが発生しにくくて、真円度に優れ、ころの案内性に優れるスラストころ軸受用保持器およびスラストころ軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のスラストころ軸受用保持器は、
環状部と、上記環状部から上記環状部の径方向の外方に延在すると共に、上記環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の柱部とを有する一体の第１部材と、
複数の円弧状の第２部材と
を備え、
上記各第２部材は、一の上記柱部の上記径方向の外方側の端面のみに固定され、
上記複数の第２部材は、互いに相俟って略環状の部材を構成していることを特徴としている。

本発明によれば、上記各第２部材は、一の上記柱部の上記径方向の外方側の端面のみに固定され、第１部材と、各第２部材とが、複数箇所で固定されることがないから、第１部材に対する各第２部材の相対位置の自由度が大きくなって、保持器に生じる歪みが解放され易くなって、保持器に生じる歪みを大きく緩和することができる。したがって、保持器の真円度を優れたものにすることができて、保持器のころの案内特性を良好なものにすることができる。

また、本発明によれば、従来と異なり、二つの環状部のうちの一方が、複数の円弧状の部材で構成されるようになっているが、円弧状の部材は、環状部材と比較して、全体のゆがみが少ない状態で加工することができる。したがって、この理由からも保持器の真円度を優れたものにすることができる。環状部を分割した円弧状の部材の加工を行うようになっているから、環状部を一度に加工する場合と比較して、保持器の各部品を精度良く作製することができるのである。

また、本発明によれば、従来と比較して、固定箇所の数を増さないようにすることができ、かつ、円弧状の第２部材は、小型で量産性に優れるから、作業性を向上させることができる。

また、一実施形態では、
上記第２部材は、その第２部材の上記周方向の一方側の端部に係止部を有すると共に、その第２部材の上記周方向の他方側の端部に被係止部を有し、
上記各第２部材の係止部は、その第２部材に周方向に隣接する上記第２部材の被係止部に係止されている。

上記実施形態によれば、各第２部材の係止部が、その第２部材に周方向に隣接する第２部材の被係止部に係止されているから、各第２部材に対するその第２部材に周方向に隣接する第２部材の相対移動を規制できる。したがって、複数の第２部材は、環状に配置されているから、上記環状の部材からの第２部材の離脱を防止でき、複数の第２部材の位置決めを精度よく行うことができ、真円度を更に優れたものにすることができる。

尚、係止部と、被係止部との係止は、隙間を有した状態での係止であると、歪みの解放を促進できて好ましいが、係止部と、被係止部との係止は、隙間を有さない状態での係止であっても良い。この場合でも、被係止部が係止部に対して相対移動することが可能であって、歪みを吸収できるからである。

また、本発明のスラストころ軸受は、
第１軌道面を有する第１軌道盤と、
第２軌道面を有する第２軌道盤と、
上記第１軌道面と、上記第２軌道面との間に配置された複数のころと、
上記複数のころを保持する本発明のスラストころ軸受用保持器と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、本発明のスラストころ軸受用保持器を備えるから、保持器の真円度を優れたものにすることができて、保持器によるころの案内性能を向上させることができる。そして、回転軸が高速回転し、各部材の高い精度が要求される工作機械に使用される場合であっても、ころの円滑な転動を維持することができる。

本発明のスラストころ軸受用保持器によれば、第１部材と、各第２部材とが、複数箇所で固定されることがないから、保持器に生じる歪みが解放され易くなって、保持器に生じる歪みを大きく緩和することができる。したがって、保持器の真円度を優れたものにすることができて、保持器のころの案内特性を良好なものにすることができる。

また、本発明のスラストころ軸受用保持器によれば、従来と異なり、二つの環状部のうちの一方が、複数の円弧状の部材で構成されるようになっている。したがって、円弧状の部材は、環状部材と比較して、全体のゆがみが少ない状態で加工することができるから、この理由からも保持器の真円度を優れたものにすることができる。

また、本発明のスラストころ軸受用保持器によれば、従来と比較して、固定箇所の数を増さないようにすることができる一方、円弧状の第２部材は、小型で量産性に優れる。したがって、作業性を向上させることができる。

本発明の一実施形態のテーブルの模式断面図である。 保持器の一部を、保持器の軸方向の一方側から見たときの図である。 保持器のポケットの中心を通過する径方向の断面図である。 保持器の第２部材を径方向の外方側から見たときの図である。 上記第２部材を、保持器の軸方向から見たときの図である。 周方向に隣接する二つの第２部材の係合の変形例を示す図である。 周方向に隣接する二つの第２部材の係合の変形例を示す図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態のテーブルの模式断面図である。

このテーブルは、回転台１と、環状の回転台受け２と、入力軸３と、出力軸４と、円錐ころ軸受５と、スラスト円筒ころ軸受６とを備える。

上記回転台１は、環状部材であって、円形状の加工材載置面１０と、内側円筒部１１と、外側円筒部１２とを有する。上記加工材載置面１０は、回転台１の軸方向の一方側の端面を構成し、平面部からなっている。上記加工材載置面１０には、加工材が取り付けられるようになっている。

一方、上記内側円筒部１１と、外側円筒部１２とは、回転台１の軸方向の他方側の端部から軸方向の他方側に突出している。上記外側円筒部１２の中心軸は、内側円筒部１１の中心軸と略一致している。上記外側円筒部１２は、内側円筒部１１の径方向の外方に位置している。

上記回転台受け２は、環状部材であって、軸方向の断面において、略山字状の断面形状を有し、軸部２１と、円筒部２２と、円板状の土台部２３とを有し、円筒部２２は、軸部２１の径方向の外方に位置している。上記軸部２１の中心軸と、円筒部２２の中心軸とは、略一致している。上記土台部２３は、軸部２１の軸方向の一端部と、円筒部２２の軸方向の一端部とを連結している。上記土台部２３の軸方向の軸部２１側とは反対側の端面は、回転台受け２を水平面に載置する載置面２４になっている。

上記入力軸３は、図示しないモータに接続されて、モータから回転動力を受けて、図１に矢印Ａ方向に回転するようになっている。また、上記出力軸４には、ギヤによる噛合によって、入力軸３からの動力が伝達されるようになっており、回転台１の外側円筒部１２の外周円筒面には、ギヤによる噛合によって、出力軸４からの動力が伝達されるようになっている。

上記円錐ころ軸受５は、回転台１の内側円筒部１１の内周面と、回転台受け２の軸部２１の外周面との間に配置されている。上記円錐ころ軸受５は、回転台１を静止している回転台受け２に対して回転自在に支持している。

上記スラスト円筒ころ軸受６は、回転台１の外側円筒部１２の軸方向の端面と、回転台受け２の円筒部２２の軸方向の土台部２３側とは反対側の端面との間に配置されている。上記スラスト円筒ころ軸受６は、第１軌道盤としての上側軌道盤３１と、第２軌道盤としての下側軌道盤３２と、複数の円筒ころ３３と、スラストころ軸受用保持器（以下、単に、保持器という）３４とを有する。

上記上側軌道盤３１と、下側軌道盤３２とは、上側軌道盤３１の軸方向に対向配置されている。上側軌道盤３１の軸方向の下側軌道盤３２側の端面は、上側軌道盤３１の軌道面３５を構成し、下側軌道盤３２の軸方向の上側軌道盤３１側の端面は、下側軌道盤３２の軌道面３６を構成している。上記複数の円筒ころ３３は、上側軌道盤３１の軌道面３５と、下側軌道盤３２の軌道面３６との間に保持器３４によって配置された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記外側円筒部１２の軸方向の端面は、径方向の外方側に円筒状の突出部３７を有し、その突出部３７の円筒内周面に、上側軌道盤３１の径方向の外方の円筒外周面を内嵌して固定している。また、上記回転台受け２の円筒部２２の軸方向の端面は、径方向の内方側に円筒状の突出部３８を有し、その突出部３８の円筒外周面に、下側軌道盤３２の径方向の内方の円筒内周面を外嵌して固定している。このようして、上側軌道盤３１や下側軌道盤３２の径方向の位置決めを行っている。

上記保持器３４は、円筒内周面を有し、その円筒内周面は、回転台受け２の上記突出部３８の円筒外周面に案内されている。このようにして、上記保持器３４の径方向の位置決めを行っている。上記スラスト円筒ころ軸受６は、回転台１からのアキシアル荷重を負荷するようになっている。

このテーブルは、入力軸３の回転動力を、ギヤを介して出力軸４に伝達して、出力軸４の回転速度を適切に調整した後、適切に調整された出力軸４の回転動力を、ギヤを介して回転台１に伝達して、回転台１を矢印Ｂで示す方向に回転させるようになっている。そして、テーブルに取り付けた加工材を回転させて、回転している加工材の切削や穴あけなどを行うようになっている。

図２は、上記保持器３４の一部を、保持器３４の軸方向の一方側から見たときの図である。

図２に示すように、この保持器３４は、環状の第１部材４０と、複数の円弧状の第２部材４１と、複数のボルト４２とを有する。

上記第１部材４０は、環状部５０と、複数の略同一の柱部５１とを有し、各柱部５１は、環状部５０の径方向の外方側の端部から径方向の外方に延在している。上記柱部５１は、環状部５０の周方向に略等間隔毎に配置されている。

上記複数の柱部５１は、互いに相俟って略環状の部材を構成している。図２に示すように、上記第２部材４１は、各柱部５１の周方向の中心からその柱部５１に周方向に隣接する柱部５１の周方向の中心までの距離の２倍の周方向の距離を有している。上記第２部材４１の数は、柱部５１の数の半分になっている。

上記各第２部材４１は、一つのみのねじ穴を有し、そのねじ穴は、第２部材４１の弧の延在方向の中央に位置している。上記ねじ穴は、弧状の第２部材４１の延在方向に垂直な方向に延在して、第２部材４１を貫通している。図２に示すように、上記ボルト４２を、ねじ穴に挿通した後、第２部材４１から突出したボルト４２の軸部を、柱部５１の周方向の略中央に螺合して、第２部材４１を第１部材４０にねじ固定している。上記第１部材４０と、第２部材４１との固定状態において、ボルト４２は、保持器３４の略径方向に延在している。上記各第２部材４１と、柱部５１とは、一の箇所のみで固定されている。

図２に示すように、上記柱部５１は、一つおきに第２部材４１にねじ固定されている。上記第１部材４０の環状部５０と、周方向に隣接する二つの柱部５１,５１と、第２部材４１とで、円筒ころ３３（図１参照）を収容するポケット５７を画定している。

図２に示すように、各第２部材４１は、周方向において、一の柱部５１の周方向の全範囲と、その一の柱部５１の周方向の一方側の柱部５１の周方向の略半分の領域と、その一の柱部５１の周方向の他方側の柱部５１の周方向の略半分の領域と、周方向に隣接する二つのポケット５７の夫々の径方向の開口とを覆っている。

図３は、保持器３４のポケット５７の中心を通過する径方向の断面図である。図３に示すように、第１部材４０の環状部５０は、軸方向の一方に突出する突出部６０を有している。上記突出部６０の軸方向の下側軌道盤３２（図１参照）側の端面６１は、下側軌道盤３２の上面に案内されている。

図４は、上記第２部材４１を径方向の外方側から見たときの図である。

尚、図４において、参照番号９５は、第２部材４１のねじ穴の開口を示し、参照番号９６は、ボルトの頭部の縁を示し、参照番号９７は、ボルトの軸部の外周面を示している。

図４に示すように、上記第２部材４１は、周方向の一方側の端部において、軸方向の一端から中央までに断面矩形状の切欠き８０が存在し、周方向の他方側の端部において、軸方向の他端から中央までに断面矩形状の切欠き８１が存在している。換言すれば、上記第２部材４１は、周方向の一方側の端部において、軸方向の中央から他端までに周方向に突出する断面矩形状の突出部９０を有し、周方向の他方側の端部において、軸方向の中央から一端までに周方向に突出する断面矩形状の突出部９１を有する。

上記第２部材４１の周方向の一方側の切欠き８０の形状は、第２部材４１の周方向の他方側の切欠き８１の形状と、略同一であり、第２部材４１の周方向の一方側の突出部９０の形状は、第２部材４１の周方向の他方側の突出部９１の形状と、略同一になっている。

上記各第２部材４１の周方向の一端部に存在する切欠き（凹部）８０,８１に、その第２部材４１の周方向に隣接する第２部材４１の突出部（凸部）９０,９１を若干の隙間を有している状態で係止するようになっている。このようにして、切欠きおよび突出部がなくて、平面同士で当接する構成である場合に発生するおそれがあるエッジ当たりを抑制するようにしている。

また、上記各第２部材４１で、周方向の一方側と他方側とで、突出部８０,８１が存在する軸方向の位置が、周方向に重ならないように、突出部８０,８１を、軸方向の一方側と他方側とで、互い違いに配置して、複数の第２部材４１が相俟って略環状の部材を構成した際、軸方向の一方側と他方側の両側の移動が規制されるようにして、各第２部材４１がその略環状の部材から離脱しにくくなるようにしている。上記各第２部材４１において、突出部９０,９１は、係止部を構成し、切欠き８０,８１は、被係止部を構成している。

図５は、上記第２部材４１を、保持器３４の軸方向から見たときの図である。

図５に示すように、突出部９０の周方向の寸法は、切欠き８１の周方向の寸法と略同一になっている。

上記実施形態の保持器３４によれば、上記各第２部材４１は、一の柱部５１の径方向の外方側の端面のみに一箇所のみで固定され、第１部材４０と、各第２部材４１とが、複数箇所で固定されることがないから、第１部材４０に対する各第２部材４１の相対位置の自由度が大きくなって、保持器３４に生じる歪みが解放され易くなって、保持器３４に生じる歪みを大きく緩和することができる。したがって、保持器３４の真円度を優れたものにすることができて、保持器３４のころの案内特性を良好なものにすることができる。

また、上記実施形態の保持器３４によれば、従来と異なり、二つの環状部のうちの一方が、複数の円弧状の第２部材４１で構成されるようになっているが、円弧状の部材は、環状部材と比較して、全体のゆがみが少ない状態で加工することができる。したがって、この理由からも保持器３４の真円度を優れたものにすることができる。環状部を分割した円弧状の第２部材４１の加工を行うようになっているから、環状部を一度に加工する場合と比較して、保持器３４の各部品を精度良く作製することができるのである。

また、上記実施形態の保持器３４によれば、従来と比較して、固定箇所の数が増さないようにすることができ、かつ、円弧状の第２部材４１は、小型で量産性に優れるから、作業性を向上させることができる。

また、上記実施形態の保持器３４によれば、各第２部材４１の突出部９０,９１が、その第２部材４１に周方向に隣接する第２部材４１の切欠き８０,８１に係止されているから、各第２部材４１に対するその第２部材４１に周方向に隣接する第２部材４１の相対移動を制限できる。したがって、上記複数の第２部材４１は、環状に配置されているから、複数の第２部材４１の位置決めを精度よく行うことができて、真円度を更に優れたものにすることができる。

尚、上記実施形態の保持器３４では、円弧状の第２部材４１の延在方向（保持器の周方向）の長さが、周方向に隣接する二つの柱部５１間の周方向の長さの略２倍であって、柱部５１が一つおきに第２部材４１とねじ固定されるようになっていた。しかしながら、この発明では、円弧状の第２部材の延在方向（保持器の周方向）の長さが、周方向に隣接する二つの柱部間の周方向の長さの略４倍であって、周方向に隣接するねじ固定された二つの柱部の周方向の間に、ねじ固定されていない柱部が三つ存在する構成であっても良い。

また、上記実施形態の保持器３４では、第２部材４１と、第１部材４０の柱部５１とがねじ固定されていたが、この発明では、第２部材が凸部を有する一方、第１部材の柱部が、凹部を有し、第２部材の凸部を第１部材の柱部の凹部に嵌合固定（例えば、圧入）することによって、第２部材を第１部材に固定するようになっていても良い。また、第２部材が凹部を有する一方、第１部材の柱部が、凸部を有し、第１部材の柱部の凸部を第２部材の凹部に嵌合固定（例えば、圧入）することによって、第１部材を第２部材に固定するようになっていても良い。

また、上記実施形態の保持器３４では、複数の第２部材４１の周方向の長さが全て同一であったが、この発明では、少なくとも二つの第２部材の周方向の長さが異なっていても良い。要は、複数の第２部材が相俟って略環状の部材を構成すると共に、その複数の第２部材と、第１部材とで、ポケットを構成できさえすれば良い。この発明では、ねじ固定等の固定は、周方向に等間隔に行われなくても良いのである。

また、上記実施形態の保持器３４では、係止部である突出部９０,９１と、被係止部である切欠き８０,８１とを、隙間を有した状態で係止したが、この発明では、係止部と、被係止部とを、隙間が存在しない状態で係止しても良い。この場合でも、一体の連続構造との比較において、被係止部が係止部に対して相対移動することが可能であって、歪みを吸収できるからである。尚、上記実施形態のように、係止部と、被係止部とを、隙間が存在する状態で係止すると、歪みを効果的に吸収できて、真円度が高い保持器を容易に形成できて、好ましい。

また、上記実施形態の保持器３４では、切欠き８０,８１および突出部９０,９１の夫々が、第２部材４１の周方向の端部かつ軸方向の端部に存在したが、この発明では、図６に示すように、切欠き１８０および突出部１９０の夫々は、第２部材１４１の周方向の端部かつ軸方向の中央部に存在しても良い。また、この発明では、係止部および被係止部の夫々は、第２部材の周方向の端部であれば、如何なるところに存在しても良い。

また、上記実施形態の保持器３４では、切欠き８０,８１および突出部９０,９１の夫々の形状が、断面矩形の形状であったが、この発明では、図７に示すように、第２部材２４１の切欠き（凹部）２８０および突出部２９０の夫々の形状は、断面三角形の形状であっても良い。また、切欠きおよび突出部の夫々の形状は、断面半円状の形状や断面半楕円状の形状等であっても良い。この発明では、切欠きおよび突出部の形状は、欠きおよび突出部の形状が互いに対応する形状であれば、如何なる形状であっても良い。

また、上記実施形態の保持器３４では、第２部材４１の係止部としての突出部９０を、第２部材４１の被係止部としての切欠き８０,８１に係止して、複数の第２部材が相俟ってできる略環状の部材からの各第２部材４１の離脱を防止するようにしたが、この発明では、第２部材が、係止部および被係止部のいずれも有さなくても良い。

また、上記実施形態の保持器３４は、下側軌道盤３２にガイドされるようになっていたが、この発明では、保持器３４は、上側軌道盤にガイドされるようになっていても良い。

また、上記実施形態の保持器３４は、その径方向の内方側の端面が、土台部２３の環状の突出部にガイドされるようになっていたが、この発明では、保持器の径方向の外方の端面が、土台部の環状の突出部にガイドされるようになっていても良い。

また、上記実施形態の保持器３４は、第２部材４１を柱部５１の端面に当接させてねじ固定していたが、第２部材の内周面に凹部を形成し、この凹部に柱部が入り込むようにしても良い。あるいは、第２部材の内周面と柱部の端面とのいずれか一方に凸部を形成し、他方にこの凸部が入り込む凹部を形成しても良い。

また、上記実施形態の保持器３４は、円筒ころ３３を保持するようになっていたが、この発明の保持器は、円筒ころ、凸面ころ（球面ころ）等、円筒ころ以外のころを収容するようになっていても良い。

３１ 上側軌道盤
３２ 下側軌道盤
３３ 円筒ころ
３４ 保持器
３５ 上側軌道盤の軌道面
３６ 下側軌道盤の軌道面
４０ 第１部材
４１,１４１,２４２ 第２部材
４２ ボルト
５０ 環状部
５１ 柱部
８０,８１,１８０,２８０ 切欠き
９０,９１,１９０,２９０ 突出部

Claims (3)

1. 環状部と、上記環状部から上記環状部の径方向の外方に延在すると共に、上記環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の柱部とを有する第１部材と、
   複数の円弧状の第２部材と
   を備え、
   上記各第２部材は、一の上記柱部の上記径方向の外方側の端面のみに固定され、
   上記複数の第２部材は、互いに相俟って略環状の部材を構成していることを特徴とするスラストころ軸受用保持器。
2. 請求項１に記載のスラストころ軸受用保持器において、
   上記第２部材は、その第２部材の上記周方向の一方側の端部に係止部を有すると共に、その第２部材の上記周方向の他方側の端部に被係止部を有し、
   上記各第２部材の係止部は、その第２部材に周方向に隣接する上記第２部材の被係止部に係止されていることを特徴とするスラストころ軸受用保持器。
3. 第１軌道面を有する第１軌道盤と、
   第２軌道面を有する第２軌道盤と、
   上記第１軌道面と、上記第２軌道面との間に配置された複数のころと、
   上記複数のころを保持する請求項１または２に記載のスラストころ軸受用保持器と
   を備えることを特徴とするスラストころ軸受。

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