JP2019173860A - 複列ころ軸受 - 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、組み込み後の予圧又はすきま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、相反する方向に傾いた２条の転走面２ａ、２ｂを内径側に有する外輪２と、各々が前記転走面２ａ、２ｂとの間にころ軌道６−１，６−２を作り出す転送面３ａ、３ｂとスキュー規制面３ｅを備えた大鍔３ｃ、３ｄを有している分割内輪３−１，３−２を組み合わせた内輪３と、ころ軌道６−１，６−２に組み込まれる２組のころ４−１，４−２と、分割内輪３−１，３−２間に介在する間隔調整部材５とで構成され、ころ４−１，４−２の外輪２に対する接触角θが、３５°以上、４５°以下に設定されたものにした。【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（以下では予圧管理と言う）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、
各々が相反する方向、かつ、内径側で互いに接近する方向に傾いた２条の転走面を内径側に有する外輪と、
各々が軸受の中心軸線方向両端部の外周に大鍔を有し、その大鍔が、前記外輪の２条の転走面との間にころ軌道を個別に作り出す、相反する向きに傾いた転送面と、スキュー規制面とを備える分割内輪を２個有し、その２個の分割内輪を組み合わせた内輪と、
前記２条のころ軌道の各々に組み込まれる２組のころと、
前記２個の分割内輪間に介在する間座又はシムからなる間隔調整部材とで構成され、
前記ころの前記外輪に対する接触角が３５°以上、４５°以下に設定された複列ころ軸受を提供する。

前記ころは、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。

また、前記外輪の軸方向両端に、その外輪と分割内輪との間に形成される内部空間の入口を塞ぐ封止部材（シールやシールド）を設置することもできる。

この発明の複列ころ軸受は、内輪が２つに分かれているので、例えば、
１）外輪を設定位置に固定。
２）２条のころ軌道に組み込むころを前記外輪の転送面上に配置。
３）分割内輪の各々を、２個の分割内輪間に前記間隔調整部材を挿入して相反する方向から設定位置に固定。
の手順、或いは、
１）一方の分割内輪を設定位置に固定。
２）固定した分割内輪の転走面上に片方の組のころを配置。
３）外輪を設定位置に固定。
４）前記間隔調整部材を装着。
５）外輪の開放している転送面上にもう１組のころを配置。
６）他方の分割内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個の分割内輪が、両者間に間座やシムの間隔調整部材を介在して同軸上に配置されたものになっているため、前記間隔調整部材の厚みを変えるだけで予圧又はすきまの大きさを容易に正確に調整することができる。

間隔調整部材の厚みは２個の分割内輪の距離を決定し、その間座やシムの厚みと予圧又はすきまの大きさの関係を予め求めておけば、間隔調整部材の厚み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４の封止部材として用いるシールの一例を示す断面図である。 図４の封止部材として用いるシールドの一例を示す断面図である。

以下、添付図面の図１〜図６に基づいて、この発明の複列ころ軸受の実施の形態を説明する。

図１の複列ころ軸受１は、単一の外輪２と、２個の分割内輪３_−１，３_−２によって構成される内輪３と、２組のころ４_−１，４_−２と、間隔調整部材５とで構成されている。

外輪２は、各々が相反する方向、かつ、内径側で互いに接近する方向に傾いた２条の転走面２ａ、２ｂを内径側に有する。

内輪３を構成する２個の分割内輪３_−１，３_−２は、軸受の中心軸方向両端部の外周に大鍔３ｃ，３ｄを有し、その大鍔３ｃ，３ｄに、相反する向きに傾いた転送面３ａ、３ｂと、スキュー規制面３ｅを有する。

転送面３ａ、３ｂは、外輪２の２条の転走面２ａ、２ｂとの間にころ軌道６_−１，６_−２を個別に作り出す。そのころ軌道６_−１，６_−２に、ころ４_−１，４_−２が組み込まれる。

スキュー規制面３ｅは、ころ４_−１，４_−２の内輪外径側の端面４ａに接し、そのスキュー規制面３ｅにより、ころ４_−１，４_−２の傾き規制がなされるものになっている。

外輪２の転送面２ａ、２ｂ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。

間隔調整部材５は、図１の複列ころ軸受１においては、シムが採用されているが、図３に示すような間座であってもよい。

間隔調整部材５としてシムを用いる場合には、図１に示すように、分割内輪３_−１，３_−２の互いに対向する小径側の端面３ｆ、３ｆを、軸受の中心軸線Ｃに対して直角に交わる平行な平面にし、その端面３ｆ、３ｆ間にシムを挟み込むとよい。

間隔調整部材５として間座を用いる場合には、図３に示すように、分割内輪３_−１，３_−２の内径面と小径側の端面３ｆとが交わったコーナ部に環状座溝３ｇを設けてその環状座溝３ｇに間座を嵌め込むとよい。

図１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が大径面となって分割内輪３_−１，３_−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１のような構造でも、ころ軌道６_−１，６_−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３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。

その保持器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を追設した点と、間隔調整部材５としてシムに代えて間座を用いた点が図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６_−１，６_−２内における円筒ころの安定保持が可能である。

間隔調整部材５として用いるシムは、厚みの異なるものと差し替えることができる。間隔調整部材５として用いる間座も、軸方向寸法（軸受の中心軸線Ｃの長手方向の寸法）を異ならせたものと差し替えることができる。

その差し替えにより、分割内輪３_−１，３_−２の離間距離を任意に変化させることができる。このため、予圧又はすきまの調整は、分割内輪３_−１，３_−２の離間距離を実測せずに行える。

このように、間隔調整部材５として用いるシムの厚みや、間座の軸方向寸法によって第分割内輪３_−１，３_−２間の距離を管理することができ、そのために、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。

図４は、この発明の複列ころ軸受１のさらに他の例を示している。図４の複列ころ軸受１は、図１の複列ころ軸受１に、外輪２と２個の分割内輪３_−１，３_−２との間にできた内部空間９の入口を塞ぐ封止部材１０を追設したものになっている。

封止部材１０は、図５に示したシールや、図６に示したシールドである。図５のシールは芯金１０ａとシールリップ１０ｃのついたゴム１０ｂを組み合わせたものである。また、図６のシールドは金属のシールド板である。

封止部材１０は、外輪２の軸方向両端に設置される。その封止部材１０は、一般的な軸受においては、シール、シールドのどちらも、図５、図６に示すように、外輪２に固定して用いられる。

シールは、図５のように、シールリップ１０ｃを分割内輪（図のそれは分割内輪３_−２）に接触させない非接触形、分割内輪に接触させる接触形（これは図示せず）のどちらであってもよい。

シールドは、素材が金属であるので、分割内輪３_−１，３_−２に対して非接触に配置する。

封止部材１０を備える図４の複列ころ軸受１は、内部空間９の潤滑用のグリースを封入してころ４_−１，４_−２や、外輪２及び分割内輪３_−１，３_−２の転走面２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ
の摩耗・焼付きの低減、寿命延長などを図ることができる。

また、封止部材１０の働きにより、内部空間９への異物の侵入を防止することができる。

１ 複列ころ軸受
２ 外輪
２ａ，２ｂ 転走面
３ 内輪
３_−１，３_−２ 分割内輪
３ａ，３ｂ 転走面
３ｃ，３ｄ 大鍔
３ｅ スキュー規制面
３ｆ 分割内輪の小径側の端面
３ｇ 環状座溝
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 間隔調整部材
６_−１，６_−２ ころ軌道
７ スキュー規制面
８ 保持器
８ａ ポケット
９ 内部空間
１０ 封止部材
１０ａ 芯金
１０ｂ ゴム
１０ｃ シールリップ
Ｃ 軸受の中心軸線
Ｌ 中心軸線Ｃに対して直交する径方向仮想線
θ 接触角

Claims (5)

1. 各々が相反する方向、かつ、内径側で互いに接近する方向に傾いた２条の転走面（２ａ、２ｂ）を内径側に有する外輪（２）と、
   各々が軸受の中心軸線方向両端部の外周に大鍔（３ｃ，３ｄ）を有し、その大鍔（３ｃ，３ｄ）が、前記外輪（２）の２条の転走面（２ａ、２ｂ）との間にころ軌道（６_−１，６_−２）を個別に作り出す、相反する向きに傾いた転送面（３ａ、３ｂ）と、スキュー規制面（３ｅ）とを備えた分割内輪を２個有し、その２個の分割内輪（３_−１，３_−２）を組み合わせた内輪（３）と、
   前記２条のころ軌道（６_−１，６_−２）の各々に組み込まれる２組のころ（４_−１，４_−２）と、
   前記２個の分割内輪（３_−１，３_−２）間に介在する間座又はシムからなる間隔調整部材（５）とで構成され、
   前記２組のころ（４_−１，４_−２）の前記外輪（２）に対する接触角（θ）が、３５°以上、４５°以下に設定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）を含ませた請求項１に記載の複列ころ軸受。
3. 前記外輪（２）の軸方向両端に、その外輪（２）と前記２個の分割内輪（３_−１，３_−２）との間に形成される内部空間（９）の入口を塞ぐ封止部材（１０）を備える請求項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）が円すいころであり、その円すいころの内輪外径側の端面（４ａ）が大径面となって前記スキュー規制面（３ｅ，３ｅ）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（６_−１，６_−２）に組み込まれた請求項１〜３のいずれかに記載の複列ころ軸受。
5. 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（３ｅ，３ｅ）が接する向きに前記ころ（４_−１，４_−２）が前記ころ軌道（６_−１，６_−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１〜３のいずれかに記載の複列ころ軸受。

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