JP2024031198A - クロステーパードローラ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】転動体である円すいころを用いる場合におけるＮＲＲＯを低減することができ、それに起因する不具合の発生を抑制することが可能なクロステーパードローラ軸受を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかるクロステーパードローラ軸受（軸受１００）の構成は、向きの異なる二列の円すいころを組み合わせたクロステーパードローラ軸受であって、円すいころは、所定の径を有する第１ころ１２０ａ、１３０ａと、第１ころ１２０ａ、１３０ａに対して所定の公差を有する第２ころ１２０ｂ、１３０ｂを含み、二列の円すいころのうち、一方の列をＡ列１２０、他方の列をＢ列１３０としたとき、Ａ列１２０とＢ列１３０のいずれもが、第１ころ１２０ａ、１３０ａと第２ころ１２０ｂ、１３０ｂとが共通の規則性を有して配列されていることを特徴する。【選択図】図２

Description

本発明は、向きの異なる二列の円すいころを組み合わせたクロステーパードローラ軸受に関するものである。

クロステーパードローラ軸受は、隣り合う円すいころの向きが交差して配列されている軸受である。主なクロステーパードローラ軸受では、外輪または内輪のうち一方の軌道輪がアキシアル方向に分割されていて、他方の軌道輪（特に回転精度が重視される側）が一体形になっている。クロステーパードローラ軸受は、ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重などのあらゆる荷重を単独で受けることができ、設置する装置の簡潔化に役立つため、例えば周辺部品の軽減による軽量化やコンパクト化、および組立工数の縮減などを図ることが可能になる。

例えば特許文献１には、「隣り合う円すいころの向きが交差して配列されているクロステーパードローラ軸受」が開示されている。特許文献１のクロステーパードローラ軸受は、「内輪または外輪のうち一方の軌道輪がアキシアル方向に分割されていて、前記分割された軌道輪の間に配置される環状のスペーサを備え、前記スペーサの前記円すいころ側の端が、前記分割された軌道輪からラジアル方向に突出し、アキシアル方向において該円すいころの端面に重なっている」ことを特徴としている。

特開２０１９－７０３９５号公報 実用新案登録第３２０７４１０号公報

軸受の回転精度は、ＲＲＯ（回転同期振れ）とＮＲＲＯ（回転非同期振れ）とに分けて定義される。それらのうちＮＲＲＯについては軸が１回転した際に外内輪・転動体の位置関係が元の位置に戻らない、すなわち軸回転に同期しない振れのことである。このＮＲＲＯにより、軸受を取り付けた旋削盤にてワーク加工時に縞目のビビりが発生するという不具合が稀に生じてしまう。

ＮＲＲＯを低減する方法としては、転動体として玉を用いる玉軸受では、特許文献２に示されるように転動体を保持する保持器の寸法を調整することにより転動体の円周方向の不等配を抑制する手法が知られている。これに対しクロステーパードローラ軸受では、サイズの異なるスペーサを組み合わせて円周方向の隙間を調整する。またスペーサを省いた総ころ型もある。したがってころの配置を等配にすることは極めて困難であり、特許文献１に記載の手法を転用することができない。

本発明は、このような課題に鑑み、転動体である円すいころを用いる場合におけるＮＲＲＯを低減することができ、それに起因する不具合の発生を抑制することが可能なクロステーパードローラ軸受を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明にかかるクロステーパードローラ軸受の代表的な構成は、向きの異なる二列の円すいころを組み合わせたクロステーパードローラ軸受であって、円すいころは、所定の径を有する第１ころと、第１ころに対して所定の公差を有する第２ころを含み、二列の円すいころのうち、一方の列をＡ列、他方の列をＢ列としたとき、Ａ列とＢ列のいずれもが、第１ころと第２ころとが共通の規則性を有して配列されていることを特徴する。

上記Ａ列とＢ列では、第１ころと第２ころが交互に配列されているとよい。

本発明によれば、転動体である円すいころを用いる場合におけるＮＲＲＯを低減することができ、それに起因する不具合の発生を抑制することが可能なクロステーパードローラ軸受を提供することができる。

本発明の実施形態にかかる軸受の全体斜視図である。 図１の軸受の分解斜視図である。 実施例１の軸受の振れの隣接差および周期性を説明する図である。 実施例２の軸受の振れの隣接差および周期性を説明する図である。 比較例の軸受の振れの隣接差および周期性を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態にかかる軸受１００の全体斜視図である。図１では片方の内輪１０２ｂを分離させた状態で示している。本実施形態の軸受１００は内輪分割型であって、内輪１０２がアキシアル方向に２つに分割され（内輪１０２ａおよび内輪１０２ｂ）、外輪１０４が一体形になっている。

図２は、図１の軸受１００の分解斜視図である。軸受１００は、向きの異なる二列の円すいころ（以下、二列の円すいころのうち、一方の列をＡ列１２０、他方の列をＢ列１３０と称する）を組み合わせて構成される。換言すれば軸受１００は、図２に示すように複数の円すいころからなる２つの環状の列（Ａ列１２０およびＢ列１３０）が、円すいころの向きが相互に交差するように組み合わさって配置される。複数の円すいころは、各円すいころにそれぞれ配置されるスペーサ１０８によって保持されている。スペーサ１０８は、各円すいころの姿勢を保持し、摩擦を低減する。

本実施形態の軸受１００の特徴として、Ａ列１２０およびＢ列１３０の複数の円すいころは、所定の径を有する第１ころ１２０ａ、１３０ａと、これらに対して所定の公差を有する第２ころ１２０ｂ、１３０ｂを含んで構成される。そしてＡ列１２０とＢ列１３０のいずれもが、第１ころ１２０ａ、１３０ａと第２ころ１２０ｂ、１３０ｂとが共通の規則性を有して配列される。なお図示の都合上、図１および図２では第２ころ１２０ｂ、１３０ｂにハッチングを付している。

図２では、Ａ列１２０およびＢ列１３０それぞれに第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂが交互に規則的に配列されている構成を例示している。ただし図２に示す構成は例示にすぎず、これに限定するものではない。Ａ列１２０およびＢ列１３０を構成する第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂは、規則的に配置されていれば、例えば１：２、２：３等、配列比率が異なっていてもよい。

以下、図３、図４および図５を参照し、第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの配置による軸受の振れの隣接差（１周ごとのぶれ（差分））および周期性について説明する。

図３は、実施例１の軸受の振れの隣接差および周期性を説明する図である。図３（ａ）は、実施例１における第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの配置および第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの公差について説明する図である。図３（ａ）に示すように実施例１では、第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの公差は０．５μｍである。Ａ列およびＢ列において第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂは２：１で規則的に配列されている。

図３（ｂ）は、実施例１の軸受のラジアル振れにおける隣接差と回転回数との関係を例示する図である。図３（ｃ）は、実施例１の軸受のアキシアル振れにおける隣接差と回転回数との関係を例示する図である。図３（ｂ）および（ｃ）に示すように第１実施例では、ラジアル振れおよびアキシアル振れのいずれにおいても回転回数が増加していっても顕著な周期性は認めらない。また最大振幅は、ラジアル振れでは１．４μｍであり、アキシアル振れでは１．６μｍと小さい。

図４は、実施例２の軸受の振れの隣接差および周期性を説明する図である。図４（ａ）は、実施例２における第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの配置および第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの公差について説明する図である。図４（ａ）に示すように実施例２では、第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの公差は図３の２倍の１．０μｍである。Ａ列およびＢ列において第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂは１：１で規則的に配列されている。

図４（ｂ）は、実施例２の軸受のラジアル振れにおける隣接差と回転回数との関係を例示する図である。図４（ｃ）は、実施例２の軸受のアキシアル振れにおける隣接差と回転回数との関係を例示する図である。図４（ｂ）および（ｃ）に示すように第２実施例では、ラジアル振れおよびアキシアル振れのいずれにおいても回転回数が増加していっても顕著な周期性は認めらない。また最大振幅は、ラジアル振れでは１．８μｍであり、アキシアル振れでは２．８μｍであり、公差を大きくしたことに準じて最大振幅も大きくなっていることがわかる。

なお第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの公差は、第１ころ１２０ａ、１３０ａの径の±１．０μｍ以内であるとよい。これにより、ラジアル振れおよびアキシアル振れにおける最大振幅を好適に低減することができる。

図５は、比較例の軸受の振れの隣接差および周期性を説明する図である。図５（ａ）は、比較例における第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの配置および第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの公差について説明する図である。図５（ａ）に示すように比較例では、第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの公差は０．５μｍである。Ａ列およびＢ列において第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂは無作為に挿入してあり、不規則に配列されている。

図５（ｂ）は、比較例の軸受のラジアル振れにおける隣接差と回転回数との関係を例示する図である。図５（ｃ）は、比較例の軸受のアキシアル振れにおける隣接差と回転回数との関係を例示する図である。図５（ｂ）および（ｃ）に示すように比較例では、アキシアル振れにおいては顕著な周期性が認められないが、ラジアル振れにおいては周期性が確認される。

このことから、図３（ａ）の実施例１および図４（ａ）の実施例２のようにＡ列１２０およびＢ列１３０において第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂを規則的に配置する構成によれば、軸受回転時の周期性の発生を抑制可能であることが理解できる。したがって、本実施形態の軸受１００によれば、ＮＲＲＯを低減し、それに起因する不具合の発生を好適に防ぐことが可能となる。

また図５（ｂ）および（ｃ）に示すように比較例の最大振幅は、ラジアル振れでは２．８μｍであり、アキシアル振れでは３．８μｍであり、いずれも実施例１の最大振幅よりも大きい。したがって、第２ころ１２０ｂ、１３０ｂの公差が同一である場合には、Ａ列１２０およびＢ列１３０において第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂを不規則に配列した場合に比して、第１ころ１２０ａ、１３０ａおよび第２ころ１２０ｂ、１３０ｂを規則的に配列する場合の方が軸受回転時の隣接差の低減には効果的であることが理解できる。

なお、上記実施形態で説明した軸受１００は内輪分割型であったが、本発明の技術的思想は外輪分割型のクロステーパード軸受としても実施可能である。その場合、分割された外輪から、環状のスペーサの内径側の端が円すいころに向かって突出する構成となる。この構成によっても、上側に位置する円すいころの端面を支え、円すいころを運転時に近い位置で組み付けることが可能になる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、向きの異なる二列の円すいころを組み合わせたクロステーパードローラ軸受に利用することができる。

１００…軸受、１０２ａ…内輪、１０２ｂ…内輪、１０４…外輪、１０８…スペーサ、１２０…Ａ列、１３０…Ｂ列、１２０ａ、１３０ａ…第１ころ、１２０ｂ、１３０ｂ…第２ころ

Claims (2)

1. 向きの異なる二列の円すいころを組み合わせたクロステーパードローラ軸受であって、
   前記円すいころは、所定の径を有する第１ころと、前記第１ころに対して所定の公差を有する第２ころを含み、
   前記二列の円すいころのうち、一方の列をＡ列、他方の列をＢ列としたとき、
   前記Ａ列と前記Ｂ列のいずれもが、前記第１ころと前記第２ころとが共通の規則性を有して配列されていることを特徴するクロステーパードローラ軸受。
2. 前記Ａ列と前記Ｂ列では、前記第１ころと前記第２ころが交互に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のクロステーパードローラ軸受。

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