JP2019173859A - 複列ころ軸受とそれを用いた軸受アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】複列ころ軸受の組み立ての容易化、機械への組み込みの容易化、組み込み後の予圧またはすきまの設定の容易化を可能ならしめることを目的としている。【解決手段】複列ころ軸受を、２条の転走面２ａ、２ｂ及びスキュー規制面２ｄ，２ｄを備えた中鍔２ｃを外径部に有する内輪２と、前記転走面２ａ、２ｂとの間にころ軌道５−１，５−２を作り出す転送面３ａ，３ｂを有している２個の分割外輪３−１，３−２からなる外輪３と、各ころ軌道５−１，５−２に組み込まれるころ４−１，４−２とを有し、ころ４−１，４−２の外輪３に対する接触角θが３５°以上、４５°以下であり、２個の分割外輪３−１，３−２が軸受の中心軸線Ｃ方向に間隔をあけて同軸上に配置されたものにした。【選択図】図１

Description

この発明は、組み立て及び機械への組み込みと、組み込み後の予圧又はすきまの設定を容易化した複列ころ軸受とそれを用いた軸受アセンブリに関する。

高剛性の円筒ころ軸受の従来技術として、例えば、下記特許文献１〜３に記載されたものなどがある。

特許文献１〜３に記載された軸受は、いずれも複列アンギュラ円筒ころ軸受である。複列アンギュラ円筒ころ軸受では、内外輪の間に２条のころ軌道（ころの転送路）が形成されており、ころ軌道のそれぞれには、同一方向に４５°の角度で傾斜配置された円筒ころ（転動体）が転動可能な状態で挿入されている。

一方のころ軌道に挿入されている円筒ころと、他方のころ軌道に挿入されている円筒ころは、それらの傾斜方向が正反対になっており、双方の円筒ころは、中心軸線が直交している。

このように構成された複列アンギュラ円筒ころ軸受は、その軸受の中心軸線に平行な方向に沿って作用するアキシャル荷重及び軸受半径方向に作用するラジアル荷重の双方を受けることができ、同一外径のクロスローラ軸受などに比べて、高剛性で負荷容量が大きい。

ＷＯ２０１７／１６８６１０号公報 特開平０５−０４４７２０号公報 ＷＯ２００９／０２００８７号公報 特開２０１５−１２１３１１号公報 ＷＯ２０１３／０５１４２２号公報

特許文献１に示された円筒ころ軸受は、円筒ころの傾斜方向が正反対になっている第１、第２の円筒ころ軸受を、その両者間に間隔調整用のシム板を介在して同軸上に並列に配置し、その第１、第２の円筒ころ軸受を軸受ケースに圧入固定した組合せ円筒ころ軸受である。

特許文献１の組合せ円筒ころ軸受は、前記シム板の厚みを変えることで前記第１、第２の円筒ころ軸受の内輪が互いに接近・離反し、そのために、ころに付与する予圧の管理を適切に行うことができる。

しかしながら、前記第１、第２の円筒ころ軸受の内輪が共に一体成形品であるので、内外輪間のころ軌道に対するころ（転動体）の組み込みは、外輪にころを挿入するための入れ溝を設けるか、特許文献２のように、内輪を内輪の外径面に設けられている２条の断面Ｖ字状の軌道溝の溝底部において軸方向に分割する必要があり、軸受の内部隙間の管理が難しい。

なお、前記特許文献４が紹介している単列の円錐ころ軸受や、特許文献５が紹介している単列の円筒ころ軸受は、各々が傾斜した転走面を有する内輪と外輪との間に保持器付きころを挟み込む構造になっているので、組み立てや機械への組み付けはし易いが、予圧の大きさを左右する内部隙間の軸受単体での管理が、内部隙間の大きさの判断基準になるものが無いためにできない。

そこで、この発明は、複列ころ軸受の組み立ての容易化、機械への組み込みの容易化、組み込み後の予圧又はすきまの設定の容易化を可能ならしめることを目的としている。

上記の課題の解決を解決するため、この発明においては、
相反する方向、かつ、外径側で互いに接近する方向に傾いた２条の転走面及びその２条の転走面間に設けられる、相反する向きに傾いたスキュー規制面を備えた中鍔を外径部に有する内輪と、
各々が前記２条の転走面との間にころ軌道を個別に作り出す転送面を内径側に有している２個の分割外輪からなる外輪と、
前記ころ軌道の各々に組み込まれる２組のころとを有し、
前記２組のころの前記外輪に対する接触角が３５°以上、４５°以下に設定され、
前記２個の分割外輪が軸受の中心軸線方向に間隔をあけて同軸上に配置された複列ころ軸受を提供する。

前記２組のころは、円すいころ、円筒ころのどちらであってもよい。この発明の複列ころ軸受には、これらのころを保持する保持器を含ませることができる。

前記内輪の中鍔は、前記ころの内輪外径側の端面の直径の１／２以下の領域に前記スキュー規制面が接してころの傾き規制がなされるものにしておくのがよい。

この発明は、上述した複列ころ軸受と、前記２個の分割外輪のうちの一方の分割外輪の中心軸線方向外側の端面と前記２個の分割外輪の外径面とに接して２個の分割外輪を固定保持する第１支持部材と、他方の分割外輪の中心軸線方向外側の端面に接する第２支持部材と、前記第１支持部材と第２支持部材が備える互いに対向した平行な平面間に介在される予圧又はすきま調整用シムとを組み合わせた複列ころ軸受アセンブリも併せて提供する。

この発明の複列ころ軸受は、外輪が２つに分かれているので、
１）一方の分割外輪を設定位置に固定。
２）片方のころ軌道に組み込むころを前記一方の分割外輪の転送面上に配置。
３）内輪を設定位置に固定。
４）他方のころ軌道に組み込むころを内輪の転送面上に配置。
５）他方の分割外輪を設定位置に固定。
の手順によって、組み立てと、機械への組み付けを容易に行うことができる。

また、前記２個の分割外輪が軸受の中心軸線方向に間隔をあけて同軸上に配置されたものになっているため、分割外輪間の距離を調整の基準にして予圧の大きさを容易に正確に調整することができる。

予圧又はすきまの調整は、２個の分割外輪間の距離（隙間）を変化させるだけでよい。その距離と予圧又はすきまの大きさの関係を予め求めておけば、距離の調整によって予圧又はすきまの大きさを調整することができる。

保持器を備える複列ころ軸受は、保持器ところを予め組み立てて取り扱うことができ、その軸受の組み立てがより簡単になる。また、保持器の設置により回転トルクの低減や高速性の向上も図れる。

この発明の複列ころ軸受アセンブリは、第１支持部材と第２支持部材の対向した平面間に介在する予圧又はすきま調整用シムの厚みによって第１支持部材と第２支持部材間の距離を管理することができ、これにより、機械への組み込み後の予圧又はすきまの設定が容易になる。

この発明の複列ころ軸受の一例の要部を示す断面図である。 この発明の複列ころ軸受の他の例の要部を示す断面図である。 この発明の複列ころ軸受のさらに他の例の要部を示す断面図である。 図３の複列ころ軸受を用いた複列ころ軸受アセンブリの一例の要部を示す断面図である。

以下、添付図面の図１〜図４に基づいて、この発明の複列ころ軸受と複列ころ軸受アセンブリの実施の形態を説明する。

図１の複列ころ軸受１は、内輪２と、２個の分割外輪３_−１，３_−２からなる外輪３と、２組のころ４_−１，４_−２とで構成されている。

内輪２は、相反する向きに傾いた２条の転走面２ａ、２ｂと、２条の転走面２ａ、２ｂ間に設けられる中鍔２ｃを外径部に有する。

２個の分割外輪３_−１，３_−２も内輪２の転走面２ａ、２ｂとの間に、相反する向きに傾いた２条の互いに独立したころ軌道５_−１，５_−２を作り出す転送面３ａ、３ｂを内径側のコーナ部に有している。

分割外輪３_−１，３_−２の転送面３ａ、３ｂの傾き角（軸受の中心軸線Ｃに対して直交する径方向仮想線Ｌとのなす角）は、外輪３（分割外輪３_−１，３_−２）に対するころ４_−１，４_−２の接触角θが３５°以上、４５°以下になるように設定される。例示の複列ころ軸受１の接触角θは４５°である。

内輪２の中鍔２ｃは、相反する向きに傾いた２つのスキュー規制面２ｄを有しており、そのスキュー規制面２ｄが、２組のころ４_−１，４_−２の内輪外径側の端面に接してころ４_−１，４_−２の傾き規制がなされるものになっている。

例示の複列ころ軸受１の内輪の中鍔２ｃは、既述の特許文献１〜３などに示された軸受の内輪の中鍔に比べて高さが低く設定されており、その中鍔２ｃに設けられたスキュー規制面２ｄは、ころ４_−１，４_−２の内輪外径側の端面４ａの直径の１／２以下の領域に接するものになっている。

そのために、ころ４_−１，４_−２は、スキュー規制面２ｄの接触による影響を大きく受けることなく転がることができる。

分割外輪３_−１，３_−２は、機械への組み付け状態において互いの間に隙間６ができるように、軸受の中心軸線方向に間隔をあけて同軸上に配置される。

例示の複列ころ軸受１に採用されたころ４_−１，４_−２は、円すいころであり、内輪外径側の端面４ａが大径面となって内輪２の外径側にある向きに配置されている。

例示の複列ころ軸受１は、円すいころを上記の向きに配置しているので、ころ４_−１，４_−２の小径側の端面を支えるスキュー規制面が存在しない図示の構造でも、ころ軌道５_−１，５_−２におけるころ４_−１，４_−２の安定保持がなされる。

ころ４_−１，４_−２は、円すいころに代えて外径の一定した円筒ころを用いることができる。その外径の一定した円筒ころを用いる場合には、ころの安定保持のために、図２に示すように、ころ４_−１，４_−２の内輪内径側の端面４ｂを支えるスキュー規制面７を内輪２などに設けるとよい。

次に、ころ４_−１，４_−２として、保持器付きころを採用した複列ころ軸受１の一例を図３に示す。図３の８が保持器である。

保持器８は、周方向に定ピッチで配列されたポケット８ａを有しており、そのポケット８ａに、ころ４_−１，４_−２がそれぞれ組み込まれて保持されている。

図３の複列ころ軸受１は、保持器８を追設した点が図１の複列ころ軸受１と相違し、その他の構成は、図１の複列ころ軸受１と同じである。従って、図１と同一要素については、同一の符号を付して説明を省く。

保持器８を備える図３の複列ころ軸受１は、組み立て、機械への組み付け及び予圧又はすきまの調整の容易化のほかに、回転トルクの低減や高速性の向上も図れる。

保持器８を有する複列ころ軸受１も、ころ４_−１，４_−２として外径の一定した円筒ころを採用することができる。保持器８があれば、図２に示したスキュー規制面７が無くても、ころ軌道５_−１，５_−２内における円筒ころの安定保持が可能である。

図４は、図３の複列ころ軸受１を用いた複列ころ軸受アセンブリの一例を示している。
この複列ころ軸受アセンブリ１０は、保持器付きころを有する図３に示した複列ころ軸受１と、第１支持部材１１と、第２支持部材１２と、予圧又はすきま調整用シム１３を組み合わせたものになっている。

第１支持部材１１は、複列ころ軸受１の２個の分割外輪３_−１，３_−２のうち、片方の分割外輪（図のそれは分割外輪３_−１）の軸受中心軸線方向外側の端面ｆ１（軸受の一端面となる面）と、２個の分割外輪３_−１，３_−２の外径面とに接して２個の分割外輪３_−１，３_−２を固定保持する部材である。

第２支持部材１２は、他方の分割外輪（図のそれは分割外輪３_−２）の軸受中心軸線方向外側の端面ｆ２（軸受の他端面となる面）に接する部材である。

その第１支持部材１１と第２支持部材１２は、軸受の中心軸線Ｃの方向に向き合う平行な対向面１１ａ、１２ａを有しており、その対向面１１ａ、１２ａ間に平板の予圧又はすきま調整用シム１３が介在されている。

第１支持部材１１と第２支持部材１２は、予圧又はすきま調整用シム１３を間に挟んだ位置で相対位置が固定される。この第１支持部材１１と第２支持部材１２は、複列ころ軸受１を採用する機械の一部であってもよいし、機械とは別加工されて機械に後付される部品であってもよい。

図４の複列ころ軸受アセンブリ１０は、この発明の複列ころ軸受１を用いているので、その複列ころ軸受１の特徴である、組み立て、機械への組み付け、及び予圧又はすきまの調整の容易化が図れる。

予圧又はすきま調整用シム１３は、厚みの異なるものとの差し替えが可能である。そのシム１３を厚みの異なるものと差し替えることで分割外輪３_−１，３_−２の離間距離を任意に変化させることができる。
従って、予圧又はすきまの調整は、分割外輪３_−１，３_−２の離間距離の測定をせずに行える。

このように、予圧又はすきま調整用シム１３の厚みによって第１支持部材１１と第２支持部材１２間の距離を管理することができるので、機械への組み込み後の予圧設定がより容易に行える。

１ 複列ころ軸受
２ 内輪
２ａ，２ｂ 転走面
２ｃ 中鍔
２ｄ スキュー規制面
３ 外輪
３_−１，３_−２ 分割外輪
３ａ，３ｂ 転走面
ｆ１ 片方の分割外輪の軸受中心軸線方向外側の端面
ｆ２ 他方の分割外輪の軸受中心軸線方向外側の端面
Ｃ 軸受の中心軸線
Ｌ 径方向仮想線
θ 接触角
４_−１，４_−２ ころ
４ａ ころの内輪外径側の端面
４ｂ ころの内輪内径側の端面
５_−１，５_−２ ころ軌道
６ 分割外輪間の隙間
７ スキュー規制面
８ 保持器
８ａ ポケット
１０ 複列ころ軸受アセンブリ
１１ 第１支持部材
１１ａ 対向面
１２ 第２支持部材
１２ａ 対向面
１３ 予圧又はすきま調整用シム

Claims (5)

1. 相反する向きに傾いた２条の転走面（２ａ、２ｂ）及びその２条の転走面（２ａ、２ｂ）間に設けられる、相反する向きに傾いたスキュー規制面（２ｄ，２ｄ）を備えた中鍔（２ｃ）を外径部に有する内輪（２）と、
   各々が前記２条の転走面（２ａ、２ｂ）との間にころ軌道（５_−１，５_−２）を個別に作り出す転送面（３ａ，３ｂ）を内径側に有している２個の分割外輪（３_−１，３_−２）からなる外輪（３）と、
   前記ころ軌道（５_−１，５_−２）の各々に組み込まれる２組のころ（４_−１，４_−２）とを有し、
   前記２組のころ（４_−１，４_−２）の前記外輪（３）に対する接触角（θ）が３５°以上、４５°以下に設定され、
   前記２個の分割外輪（３_−１，３_−２）が軸受の中心軸線（Ｃ）方向に間隔をあけて同軸上に配置された複列ころ軸受。
2. 前記２組のころ（４_−１，４_−２）を個別に保持する保持器（８）を備えた請求項１に記載の複列ころ軸受。
3. 前記２組のころ（４_−１，４_−２）が円すいころであり、その円すいころの大径側の端面が前記スキュー規制面（２ｄ，２ｄ）に接する向きに前記２組のころ（４_−１，４_−２）が前記ころ軌道（５_−１，５_−２）に組み込まれた請求項１又は２に記載の複列ころ軸受。
4. 前記２組のころ（４_−１，４_−２）が外径の一定した円筒ころであり、その円筒ころの内輪外径側の端面（４ａ）に前記スキュー規制面（２ｄ，２ｄ）が接する向きに前記ころ（４_−１，４_−２）が前記ころ軌道（５_−１，５_−２）に組み込まれ、前記円筒ころの内輪内径側の端面（４ｂ）を支えるスキュー規制面（７）をさらに備える請求項１に記載の複列ころ軸受。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の複列ころ軸受（１）と、前記２個の分割外輪（３_−１，３_−２）のうちの一方の分割外輪の軸受中心軸線方向外側の端面（ｆ１）と前記２個の分割外輪（３_−１，３_−２）の外径面とに接して２個の分割外輪（３_−１，３_−２）を固定保持する第１支持部材（１１）と、他方の分割外輪の軸受中心軸線方向外側の端面（ｆ２）に接する第２支持部材（１２）と、前記第１支持部材（１１）と第２支持部材（１２）が備える前記軸受の中心軸線（Ｃ）方向に向き合った平行な対向面（１１ａ，１２ａ）間に介在される予圧又はすきま調整用シム（１３）とを組み合わせた複列ころ軸受アセンブリ。

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