JP2016138642A - クロスローラ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】隣り合うローラの間に間座が組み込まれたクロスローラ軸受の組立性を向上させる。
【解決手段】外輪１の傾斜軌道面１ａ、１ａと内輪２の傾斜軌道面２ａ、２ａとの間に、周方向に交互に傾斜方向が変わるように配される複数のローラ３と、隣り合うローラ３の間に配される円盤状の間座４が、いずれも磁性体である鋼材で形成されており、予め着磁された間座４がその磁気で軸受周方向の一側で隣接するローラ３と一体化された状態で外輪１と内輪２の間に組み込まれる構成とすることにより、従来のローラと間座を一つずつ交互に組み込んでいくものに比べて、ローラ３および間座４の組込工程の工数が半分ですみ、クロスローラ軸受の組立性の向上が図れるようにしたのである。
【選択図】図３

Description

本発明は、外輪と内輪の間に周方向に交互に傾斜方向が変わるようにローラを組み込んだクロスローラ軸受に関する。

クロスローラ軸受は、外輪の内周面に形成された互いに直交する２つの傾斜軌道面と、内輪の外周面に形成された互いに直交する２つの傾斜軌道面との間に、複数のローラを軸受周方向に交互に傾斜方向が変わるように配するとともに、隣り合うローラの間にローラどうしの間隔を一定に保持する間座（スペーサ）を配したもので、大きなラジアル荷重やスラスト荷重、モーメント荷重を支えることができる軸受として、産業機械等に広く使用されている。

このクロスローラ軸受には、外輪がその２つの傾斜軌道面の境界の位置で軸方向に２つの外輪部材に分割され、組立時には、一方の外輪部材と内輪との間にローラおよび間座を配列した後、他方の外輪部材を一方の外輪部材に分割面どうしが当接するように組み付けて、両外輪部材を結合するようにしたものが多い（例えば、特許文献１参照。）。なお、外輪と内輪をいずれも軸方向に分割したものや、外輪を一体に形成して内輪を軸方向に分割したものもある。また、外輪や内輪を分割する代わりに、外輪に内輪との間にローラおよび間座を導入するための導入孔を設けたものもある。

特開昭６２−２９２９１９号公報（第６図）

ところで、上記のようなクロスローラ軸受を組み立てる際には、外輪の傾斜軌道面と内輪の傾斜軌道面との間に、ローラと間座を一つずつ軸受周方向に交互に組み込んでいく工程があり、この工程に手間がかかることがクロスローラ軸受の組立性を低下させる一因となっている。

そこで、本発明は、隣り合うローラの間に間座が組み込まれたクロスローラ軸受の組立性を向上させることを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、内周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する外輪と、外周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する内輪と、前記外輪の傾斜軌道面と内輪の傾斜軌道面との間に、周方向に交互に傾斜方向が変わるように配される複数のローラと、隣り合うローラの間に配される間座とを備えたクロスローラ軸受において、前記各間座を、それぞれの隣接するローラと一体化された状態で組み込まれるものとした構成を採用した。

上記の構成によれば、軸受組立時にローラと間座を組み込む工程の工数が、従来のローラと間座を一つずつ交互に組み込んでいくものの半分以下になり、組立性の向上を図ることができる。

ここで、前記ローラが磁性体で形成されている場合には、前記間座として、磁性体でブロック（塊）状に形成されて着磁され、その磁気で隣接するローラと一体化された状態で組み込まれるものを採用することができる。この場合、ローラと間座の一体品を個別に組み込むようにしてもよいし、予め一体品どうしを間座の磁気で連結しておき、連結状態の一体品をシュート状の治具を用いる等の方法で組み込むようにしてもよい。そして、軸受組立後には間座を脱磁すればよい。

また、上記のように磁気でローラと間座を一体化する場合、前記間座が隣り合うローラの間に２つずつ配され、前記各ローラとそれぞれの両側の隣接する間座とが一体化された状態で組み込まれるようにすれば、そのローラと両側の間座の一体品に組込方向性がなくなるので、ローラと間座を一つずつ一体化したものを組み込むよりも効率よく組込作業ができるようになる。

一方、前記間座として、前記ローラを回転自在に保持する枠状に形成されたものを採用することもできる。

上記のように枠状に形成された間座を採用する場合、前記間座は、樹脂成分を主体とする磁性材料で形成されて着磁され、その磁気で隣接する間座と連結された状態で組み込まれるものとするか、あるいは、前記間座を複数個で一体成型して、その間座どうしの接合部を弾性的に湾曲可能とすることにより、ローラと間座の一体品を連結状態でシュート状の治具を用いる等の方法で組み込めるようになる。間座を着磁した場合は、軸受組立後に脱磁すればよい。

上述したように、本発明のクロスローラ軸受は、隣り合うローラの間に配される間座が隣接するローラと一体化された状態で組み込まれるようにしたものであるから、軸受組立時にローラと間座を組み込む工程の工数が、従来のローラと間座を一つずつ交互に組み込んでいくものの半分以下になり、組立性の向上を図ることができる。

第１実施形態のクロスローラ軸受の縦断側面図 図１のローラと間座の配列を説明する展開図 図１のローラと間座の一体品を個別に組み込む作業を説明する縦断側面図 図１のローラと間座の一体品の連結方法の説明図 ａ、ｂは、それぞれ図１のローラと間座の一体品を連結して組み込むための治具の平面図および正面図 第２実施形態のクロスローラ軸受のローラと間座の配列を説明する展開図 図６のローラと間座の一体品の斜視図 第３実施形態のクロスローラ軸受の要部の縦断正面図 図８のローラと間座の配列を説明する展開図 ａ、ｂは、それぞれ図８のローラと間座の一体品の平面図および正面図 第４実施形態のクロスローラ軸受のローラと間座の一体品の正面図 図１１の上方から見た要部拡大展開図 第５実施形態のクロスローラ軸受の要部を径方向外側から見た展開図 図１３のローラと間座の一体品を組み込む作業を説明する正面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図５は第１の実施形態を示す。このクロスローラ軸受は、図１および図２に示すように、内周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面１ａ、１ａを有する外輪１と、外周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面２ａ、２ａを有する内輪２と、これらの両軌道輪１、２の傾斜軌道面１ａ、１ａ、２ａ、２ａの間に、軸受周方向に交互に傾斜方向が変わるように組み込まれた複数のローラ３と、隣り合うローラ３の間に配され、ローラ３どうしの間隔を一定に保持する円盤状の間座４とで構成されている。そして、軸受の回転精度を高めるため、外輪１および内輪２でローラ３に予圧を与えた状態、すなわち軸受組立時に外輪１および内輪２とローラ３との間の隙間が負となるよう予め内部応力を与えた状態で使用される。

前記外輪１は、後述するように内輪２との間にローラ３および間座４を組み込めるように、２つの軌道面１ａ、１ａの境界で軸方向に２つの外輪部材１ｂ、１ｂに分割されており、その両外輪部材１ｂ、１ｂが図示省略したボルトとナットで結合されるようになっている。

前記ローラ３と間座４は、いずれも磁性体である鋼材で形成されており、外輪１と内輪２の間に組み込まれる前に、予め着磁された間座４がその磁気で軸受周方向の一側で隣接するローラ３と一体化されるようになっている。

このクロスローラ軸受を組み立てる際は、図３に示すように、外輪１の一方の外輪部材１ｂをその分割面が上を向く姿勢で保持し、その径方向内側に内輪２を保持した状態で、ローラ３と間座４の一体品５を、一方の外輪部材１ｂの傾斜軌道面１ａと内輪２の傾斜軌道面２ａとの間に一つずつ組み込んでいき、ローラ３と間座４の配列が完了した後、他方の外輪部材１ｂを一方の外輪部材１ｂに分割面どうしが当接するように組み付けて、両外輪部材１ｂ、１ｂを結合させる。そして、組立後には、適切な脱磁方法によって各間座４の脱磁を行う。

このクロスローラ軸受は、上述したように、組立時に各ローラ３とそれぞれの一側の隣接する間座４とを一体化した状態で組み込むようにしたので、従来のローラと間座を一つずつ交互に組み込んでいくものに比べて、ローラ３および間座４の組込工程の工数が半分ですみ、組立性に優れたものとなっている。

また、図３では軸受組立時にローラ３と間座４の一体品５を個別に組み込んでいく方法について説明したが、図４に示すように、予め間座４の向きを揃えた一体品５どうしを間座４の磁気で連結しておき、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、連結状態の一体品５をＶ字形断面を有するシュート状の治具６を用いて組み込むようにしてもよい。このようにすれば、ローラ３と間座４を組み込む工程の工数をさらに減らすことができ、より効率よく組込作業を行えるようになる。

図６および図７は第２の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態の間座４を各ローラ３の一側に隣接する間座７と他側に隣接する間座８とに分割して、隣り合うローラ３の間に２つずつ間座７、８が配されるようにするとともに（図６参照）、組立時には、各ローラ３とそれぞれの両側の隣接する間座７、８とを各間座７、８の磁気で一体化した状態（図７参照）で組み込めるようにしたものである。

この第２実施形態のクロスローラ軸受を組み立てる際は、まず、第１実施形態と同様に外輪１の一方の外輪部材１ｂの径方向内側に内輪２を保持した状態で（図４参照）、図７に示したローラ３と間座７、８の一体品９を一方の外輪部材１ｂの傾斜軌道面１ａと内輪２の傾斜軌道面２ａとの間に一つずつ組み込んでいく。このとき、第１実施形態ではローラ３と間座４の一体品５を一定の方向で組み込んでいく必要があるのに対して、この第２実施形態では、組み込み前のローラ３と両側の間座７、８の一体品９に組込方向性がないので、第１実施形態よりも効率よく組込作業ができる。そして、ローラ３と間座７、８の配列が完了した後、一方の外輪部材１ｂに他方の外輪部材１ｂを結合させ、各間座７、８の脱磁を行えばよい。

また、図５に示した方法と同様に、予め一体品９どうしを間座７、８の磁気で連結しておき、連結状態の一体品９をＶ字形断面のシュート状治具６で組み込むようにすることにより、ローラ３および間座７、８の組込作業がより効率よく行えるようになる。

なお、上記第１、第２実施形態のクロスローラ軸受では、組立後に間座４、７、８の脱磁作業を行うことになるが、組立後のローラ３は予圧を受けるように外輪１および内輪２と隙間なく接触しているので、軸受に振動を与えるような脱磁方法を採っても、ローラ３の外周面や外輪１および内輪２の軌道面１ａ、２ａが損傷したりすることはなく、使用時の軸受性能に影響はない。また、脱磁の対象物に振動を与えない脱磁方法を採用すれば、予圧のない状態で使用されるクロスローラ軸受に対しても、本発明を脱磁の影響なく適用することができる。

また、第１、第２実施形態では円盤状の間座４、７、８を用いたが、間座の形状はこれに限定されるものではなく、使用中にローラ３どうしの間隔を一定に保持できるブロック状のものであればよい。例えば、第１実施形態の間座４の代わりに、軸受周方向両側の側面がそれぞれ対向するローラ３の外周面に沿う凹円弧面をなすように形成されたものを採用することができるし、その２つの凹円弧面を有する間座を軸受周方向で２分割したものを、第２実施形態の間座７、８に代えて用いることもできる。

図８乃至図１０は第３の実施形態を示す。この実施形態は、図８および図９に示すように、第１、第２実施形態のブロック状の間座４、７、８に代えて、ローラ３を回転自在に保持する枠状に形成された間座１０を用いたものである。なお、間座１０の材質は、第１、第２実施形態と異なり、内側にローラ３を嵌め込めるだけの弾性変形が可能な樹脂等を採用する。

図８および図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、前記間座１０は、それぞれ一対の短辺部１０ａと長辺部１０ｂとからなる略矩形の枠状のもので、そのうちの各短辺部１０ａが内側に溝部１０ｃを有する断面コの字状に形成され、各長辺部１０ｂが断面半円形に形成されている。そして、各短辺部１０ａの溝部１０ｃにローラ３の端面と外周面との境界部が挿入されて、各短辺部１０ａの一方の溝縁部にローラ３の端面が、他方の溝縁部にローラ３の外周面がそれぞれ摺動することにより、ローラ３を間座１０に対して傾斜した状態で回転自在に保持するようになっている。

すなわち、ローラ３を間座１０に対して傾斜した状態で間座１０の内側に挿入し、間座１０を弾性変形させてその両方の短辺部１０ａの溝部１０ｃにローラ３の端面と外周面との境界部を押し込むことにより、ローラ３と間座１０を外輪１と内輪２の間に組み込む前に一体化できるようになっている。

この第３実施形態のクロスローラ軸受を組み立てる際は、第１実施形態と同様に、一方の外輪部材１ｂの傾斜軌道面１ａと内輪２の傾斜軌道面２ａとの間に図１０に示したローラ３と間座１０の一体品１１を一つずつ組み込んでいき、ローラ３と間座１０の配列が完了した後、一方の外輪部材１ｂに他方の外輪部材１ｂを結合させればよい。

したがって、この第３実施形態でも、ローラ３および間座１０の組込工程の工数が、従来のローラと間座を一つずつ交互に組み込んでいくものの半分となり、組立性の向上が図れる。また、ローラ３と間座１０の一体品１１に組込方向性がないので、第２実施形態と同じく、効率よく組込作業ができる。

ここで、間座１０の材質として樹脂成分を主体とする磁性材料を用いれば、組込前の間座１０を着磁して、その磁気で複数の間座１０どうし（ローラ３と間座１０の一体品１１どうし）を連結し、連結状態の一体品１１を図５と同じＶ字形断面のシュート状治具６で組み込むようにすることにより、組込作業をさらに効率よく行うことができる。なお、この場合も、第１、第２実施形態と同じく、軸受組立後に間座１０の脱磁を行っても、その脱磁作業が使用時の軸受性能に影響することはない。

図１１および図１２は第４の実施形態を示す。この実施形態では、第３実施形態の間座１０を樹脂で複数個まとめて一体成型し、その間座１０どうしの接合部１２を間座１０よりも薄く形成して弾性的に湾曲可能とすることにより、ローラ３と間座１０の一体品１３を連結状態でシュート状治具６等を用いて外輪１と内輪２の間に組み込めるようにしている。このようにすれば、第３実施形態の間座１０を樹脂成分が主体の磁性材料で形成する場合に比べて、間座１０の材料コストを低減できるし、間座１０の着磁および脱磁を行う必要がなく、軸受組立作業全体の効率化が図れる。

上述した第１乃至第４の実施形態では、外輪１をその２つの軌道面１ａ、１ａの境界で２つの外輪部材１ｂ、１ｂに分割しておき、外輪１と内輪２との間にローラ３と間座４、７、８、１０の一体品５、９、１１を組み込んだ後、両外輪部材１ｂ、１ｂを結合するようにしたが、外輪を一体に形成して内輪を軸方向に２分割してもよいし、外輪と内輪をいずれも軸方向に２分割するようにしてもよい。

一方、図１３および図１４に示す第５の実施形態では、第３実施形態をベースとし、軸方向に２分割された外輪１に代えて、径方向に貫通する導入孔１４ａが設けられた一体の外輪１４を用い、この外輪１４の導入孔１４ａから外輪１４と内輪２の間にローラ３と間座１０の一体品１１を導入して組み込めるようにしている。

したがって、ローラ３と間座１０の一体品１１を組み込んだ後に外輪部材１ｂ、１ｂどうしの結合が必要となる第３実施形態に比べて、組立工数が少なく、効率よく組立作業を行えるし、部品点数が少なくなる利点もある。

なお、図１３および図１４の例では、第３実施形態と同じローラ３と間座１０の一体品１１を複数個連結した状態で組み込む場合を示したが、この第５実施形態の外輪１４を用いれば、第１、第２実施形態のローラ３と間座４、７、８の一体品５、９を個別にあるいは連結した状態で組み込むこともできるし、第３実施形態のローラ３と間座１０の一体品１１を個別に組み込んだり、第４実施形態の複数個のローラ３と一体成型した間座１０の一体品１３を組み込んだりすることもできる。

１ 外輪
１ａ 軌道面
１ｂ 外輪部材
２ 内輪
２ａ 軌道面
３ ローラ
４、７、８ 間座
５、９ ローラと間座の一体品
６ 治具
１０ 間座
１０ａ 短辺部
１０ｂ 長辺部
１０ｃ 溝部
１１ ローラと間座の一体品
１２ 接合部
１３ ローラと間座の一体品
１４ 外輪
１４ａ 導入孔

Claims (6)

1. 内周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する外輪と、外周面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する内輪と、前記外輪の傾斜軌道面と内輪の傾斜軌道面との間に、周方向に交互に傾斜方向が変わるように配される複数のローラと、隣り合うローラの間に配される間座とを備えたクロスローラ軸受において、
   前記各間座が、それぞれの隣接するローラと一体化された状態で組み込まれるものであることを特徴とするクロスローラ軸受。
2. 前記ローラが磁性体で形成されており、前記間座は、磁性体でブロック状に形成されて着磁され、その磁気で隣接するローラと一体化された状態で組み込まれるものであることを特徴とする請求項１に記載のクロスローラ軸受。
3. 前記間座が隣り合うローラの間に２つずつ配され、前記各ローラとそれぞれの両側の隣接する間座とが一体化された状態で組み込まれることを特徴とする請求項２に記載のクロスローラ軸受。
4. 前記間座が、前記ローラを回転自在に保持する枠状に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のクロスローラ軸受。
5. 前記間座が、樹脂成分を主体とする磁性材料で形成されて着磁され、その磁気で隣接する間座と連結された状態で組み込まれるものであることを特徴とする請求項４に記載のクロスローラ軸受。
6. 前記間座を複数個で一体成型して、その間座どうしの接合部を弾性的に湾曲可能としたことを特徴とする請求項４に記載のクロスローラ軸受。

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