JP2957009B2 - ラジアルコロ軸受 - Google Patents

ラジアルコロ軸受

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JP2957009B2 JP3510516A JP51051691A JP2957009B2 JP 2957009 B2 JP2957009 B2 JP 2957009B2 JP 3510516 A JP3510516 A JP 3510516A JP 51051691 A JP51051691 A JP 51051691A JP 2957009 B2 JP2957009 B2 JP 2957009B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、コロ部材を分離し、設計によっては案内
をもするためのケージを備えたラジアルコロ軸受に関す
る。この種の公知のラジアルコロ軸受では、ケージは、
その役割として通常他のコロ部材に属するすべり面に並
べられ、たいていはコロ部材上か、内輪あるいは外輪の
リム又はエッジ上に、時にはケージと軸受のリングの1
つとの間のコロ部材のリングに並べられる。もしラジア
ルコロ軸受がエッジを具備していない、例えば針軸受の
ごとき場合には、ケージは連結部品の適当な面によって
案内される。
たいていの適用例ではそのような軸受はグリース、他
の場合はたいていオイルでそれぞれ潤滑され、2,3の極
端な場合は固体の潤滑剤で潤滑され、そのあるものはコ
ーティング材として軸受部品に適用される。グリースは
使用しやすく最も安価であるために、たいていの場合好
ましい潤滑剤である。しかしグリースの潤滑剤は熱を伝
えず、これが高速のコロ軸受がオイルで潤滑される理由
である。しかし冷却のために要求されるオイルはコロ軸
受では高い負荷を生じ、これが逆に高い軸受温度をもた
らす。高速であるためにもかかわらず低温であることを
要求する、例えば工作機械でのコロ軸受では、多くの方
策が潤滑と冷却の作用を分離するために用いられる。そ
れによってその潤滑は最少量のオイルの正確に測定され
連続的な供給によって行なわれ、一方冷却がオイルによ
り移送される空気流によって達成される。
それから生じる熱が潤滑剤とは独立して、すなわち空
気又は外部の水による冷却によって伝えられるときに
は、特別なグリースがオイル潤滑コロ軸受の場合と同じ
高速の達成を可能にする。特にグリースが潤滑剤として
用いられるときには、達成可能な回転速度は、ケージの
すべり接触の適当な潤滑が保証されず、逆にあまりにも
多くの摩擦熱を発生させ、しばしばコロ軸受の損傷に至
らしめるという事実によって制限される。このために、
多数の特別なケージ材料及びコーティング材がそれらの
すべり点での摩擦を減らすのに用いられている。そのよ
うな手段がコロ軸受の限界速度の上昇を可能にするけれ
ども、多くの適用例では不十分である。
DE−PS 45681及びFR−PS 584−717は、ケージがそ
のケージとリングの1つとの間のコロ部材を貫通して並
んだコロ軸受を開示している。これはすべり摩擦を避け
ることにはなるけれども、コロ部材のリングはその役割
として、ケージを要し、それがむりやり不安定にし、か
くしてすべりやすくなる。加えて、低負荷によりコロ軸
受のコロ部材は駆動されないという危険がある。これは
コロ軸受のきわめて高い温度と早い破損を伴うすべりを
もたらす。更に、これらのコロ部材のリングは、高速を
達成するコロ軸受で強制的に起こる温度の変動に起因す
るコロ軸受の種々の部品における寸法変化に非常に影響
を受けやすい。このために、クリアランスかないか、内
又は外輪に対して予負荷がかけられても、それらのコロ
部材のリングを製造することは難しい。理由は実際の作
動状態ではこれがコロ軸受をオーバーヒートさせ急に停
止させるからである。
それは前述の2つの特許の実施品が実際にはうまくい
かない理由である。
オイル又はグリース潤滑のコロ軸受の場合、ケージの
すべりは達成可能な最大回転速度を制限するもう1つの
現像である。
かくしてこの発明の目的は現在の実施品の欠点を除
く、はじめに述べたタイプのコロ軸受を作ることであ
る。すなわち、現在の実施品の欠点を除きグリース又は
オイル潤滑剤を使いながら、特に高い周速度を可能にす
るか、同じ作動条件で低温で作動できるコロ軸受であ
る。この発明によれば、この目的はコロ軸受のケージ
が、周囲に配置され、好ましくはボール装着支持ローラ
として形成されたいくつかの小さな玉軸受によって一列
に並べられる事実によって達成される。好ましくは、こ
れらの軸受はケージの案内クリアランスを減ずるために
予め負荷がかけられるが、それらが内部ベアリングのク
リアランスを示すことである。
次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1及び図2は1番目の実施例の縦断面図及び横断面
図を示す。
図3及び図4は図1及び図2に対応する実施例の一つ
の変化例を示す。
図5及び図6は図1ないし図4に対応する各実施例の
一つの追加の変化例を示す。
図7,8及び9は、2番目の実施例の縦断面図及び横断
面図並びに上から見た図を示す。
図10及び11は、図1及び2による表現での3番目の実
施例を示す。
図12及び13は、図1及び3による表現での4番目の実
施例を示す。
図1及び2ではコロ軸受の一部を示している。
コロ軸受は、外輪1と内輪2と複数のコロ部材3と、
そのコロ部材3の仕切り(分離)とガイドの双方又はい
ずれかをしているケージ(保持器)4とから成る。外輪
1の両側は円筒状の内面を持つエッジ(ツバ)1aを有す
る。軸に平行な穴4cはコロ部材3を仕切っているケージ
4の少なくとも3個のうね4bにあけられる。ラジアルス
リット4aは二つの前面付近にある穴位置4cにおいてケー
ジ4に切り込まれている。玉軸受は支持ローラを形成し
てこれらのスリット4aの中に挿入され、穴4cに圧入され
たピン6によって一列に並べられている。
支持ローラはリングエッジ1aの円筒内面をころがる。
ケージ4が回転接触で一列に並べられているのはそのた
めである。支持ローラ5は玉軸受として形成され各ケー
ジ5bを順次備えつけられている。しかしながら、これら
の支持ローラのケージ5bのすべり速度は軸受ケージ4に
よって得られるすべり速度の1/2だけである。さらに、
支持ローラ5はかすかに負荷されるだけであり、小さな
値である。この理由のため、それらコロ部材、好ましく
は特殊な材質でできた玉軸受5aを備えつけられてあり、
そしてそれは、潤滑の要求に関して、本来のコロ軸受に
属するものよりも非常に多くの利点がある。
ケージを一列に並べたこれらの小さなコロ軸受は非常
に高回転を伴う適応例に対してはこのように適当であ
る。
小さいコロ軸受、例えば、50mm以下の軸径を有するも
のでは、支持ローラのコロ軸受は非常に小さい。このよ
うな場合、ピン6上の小さいすべりローラの助けで支持
ローラの外輪をガイドすることが可能である。さらに、
この場合、すべり接触部のすべり速度は、ケージとその
ガイド表面との間で生じる普通のコロ軸受のそれのほん
の少しだけである。ケージの決定的なローラの配列がそ
れにより変えられない。この発明によるコロ軸受は、コ
ロ軸受の転がり軌道上にそれを設けているという事実の
結果による最近のコロ軸受よりケージ4にかかる熱負荷
が実質的に低いという追加的な利点がある。これが高熱
膨脹係数を示すケージの材質と外側のエッジの整列とが
また適切であるという理由である。
支持コロ5をバネで取付けて、支持コロ5とエッジ1a
との間にいつもスキマがないようにケージを案内すれば
特に良い状態が得られる。バネ特性は必要に応じて選定
し、使用時は手で最適に調整できるようにする。これは
主としてケージの振動を避け、制限速度を一層増加でき
るようにするためである。
このような解決策の1つを図3及び4による変化例で
示す。ここでは、最適に形成したスリット4dによりケー
ジチーク4eから離れてバネアーム4fを形成し、支持コロ
5用のピン6をこのバネアームに圧入した。
図3の右側の図は同じ原理に基づく他の変化例を示し
ている。しかしながら、その図では、整列面1bの径は凹
所1cに応じて大きくなっている。これによりより大きな
支持コロ5を保持することができ、その回転速度を減ず
ることができる。しかしながら、製造上と使用上とに関
係した理由のため、支持コロの外周の径は精々ケージの
外径のほぼ1/3である。支持コロの回転速度をより小さ
くすればその玉5aにかかっている動的応力がそれだけ減
じる。
この原理の可能なもう1つの実施例は、ケージを少し
のたわみで取付けた接触圧縮バネにより自在に動くよう
にしたものでなっている。その接触圧縮バネを図6の追
加実施例に関連させて示す。この変化例は、片側ごとに
たった3個の支持コロ5がある場合や使用したケージの
材料が低弾性値であるとき、例えば、ケージが合成材料
からなる場合などの適用例に特に適している。
さらに、そのようなケージは重さが非常に軽く質重力
がより小さいといった重要な利点がある。
弾性であることから生じる静的な力とは別に、さらに
動的な力が、ケージを案内するため外周に支持コロを有
している全ての実施例において、内輪やピンの遠心加速
度の作用で生じる。高速回転速度の場合には、これらの
付加的な力により、コロ軸受は非常に大きな応力を受け
る。図5及び6に示す実施例はそのような適用例に適し
ている。
図5に示す実施例は各1個のロッカー(ゆり子)14に
ピン16で取付けた支持コロ5が少なくとも3個あること
を特徴としている。その部品であるロッカー14はボトル
16を中心として回動し、他端には等量の重り17を有して
いる。支持コロ5は、バネ15とロッカー14を介して、外
輪の案内面1bに押えつけられている。コロ軸受が回転し
ているとき、付加的な遠心力は、ボトル6、内輪及び等
量重り17との質量力の作用で、ロッカー14に作用する。
等量重り17は、いかなる作用状態でも支持コロに最適な
応力がかかるように自動調整するように選ばなければな
らない。減衰要素18は振動を一層減じるために用いてい
る。
等量重りに関する原理は図6による実施例のケージに
用いられてあり、図中では、ケージの弾性により支持コ
ロに予負荷を与えている。最初は丸いケージ4が支持コ
ロ5の作用の結果多角形になっている。等量重り17は支
持コロ5の間でケージ14に取付けられている。等量重り
は、コロ軸受か回転しているときに生じる遠心力の結
果、ケージに応力を与えてたわませる作用をする。これ
は支持コロの内輪とピン6がケージに及ぼす遠心力の効
果を補正している。支持コロにはこのようにして速度に
関係なく最適に負荷がかかる。
この設計によるケージは通常、高度の自己減衰能力を
示す合成材料でできており、そのためこの実施例のケー
ジ自身は振動しない。
特殊な適用例では、例えば、非常に高い温度を伴う場
合、低い自己減衰特性を有する金属のケージが必要とな
る。このような場合、支持コロ5の間に異なる方法でケ
ージチーク4eの各々の部品(セクション)を設けるよう
に設計することとそれらに重量を付加させることの双方
またはいずれかが得策である。こうすると、各部品は、
それ自身の固有振動数に達し、全ケージの自励振動の発
生を効果的に防ぐ。
この実施例が図6に凹所4gと穴4とをもって示されて
いる。先端部4jは追加的な独立振動系を形成し、破損の
原因となるケージの自励振動をかなり減じる。
図7ないし9はこの発明の追加の実施例を示し、図中
ではケージはコロ部材上に1列に並んでいる。この実施
例では、3個のコロ部材はサポートぺグ(支持梁)3aを
備えている。2個の支持コロ5、好ましくは玉軸受は、
各々これらのピンの円筒包絡面上をころがる。玉軸受は
ケージ4に取付けられて回転し、円筒コロ3上を回転接
触しながらケージ4を案内している。
コロ部材3とケージ4との間の点3bにおけるすべり摩
擦は軸受輪のエッジ1a上をころがるコロで案内されたケ
ージ(図2)ではアナログ的に消去することができる。
しかしながら、経験では、回転しているコロ部材に通ず
る潤滑の用意により、このすべり点では、案内エッジ内
の正規のケージのすべり速度よりもっと高い速度が許さ
れる。それ故、この点でのコロ接触は、エッジで案内さ
れたケージに対しては経済的な理由で避けられている。
図10及び11による実施例は、外輪1が挿入されている
要素12の円筒穴11の中にある外輪1の両前面上の2個の
センタードリング(同心リング)13を示している。少く
とも3個の支持コロ5の各々は、また、玉軸受として形
成され、前記リング13に回転可能に支持されている。支
持コロ5はバンド8上をころがる。
この図では、支持コロ5が外輪1を保持していること
を示している。しかしながら、この発明は、また支持コ
ロ5が内輪2を保持するように実施することもできる。
さらに、ケージの中のコロ軸受は、軸受輪のエッジ上
よりもむしろ、連結構造物の適当な表面を保持すること
によって作用させることもできる。
一般に、支持コロ5に対する案内面は、標準の多量生
産の軸受輪の型に合うように、円筒型になっている。し
かしながら、縦断面での案内面の輪郭が、例えば、円弧
またはいわゆるゴシックアークに合うように、案内面を
上反りに造ることもまたできる。
玉軸受はこの発明によるコロ軸受の重要な実施例であ
る。図12及び13による実施例は、外輪1′が挿入された
要素12の円筒穴11の中にある外輪1′の両前面上の2個
のセンタードリング13と、玉3′とを有する玉軸受を示
している。
少なくとも3個の支持コロ5の各々は、また、玉軸受
として形成され、前記リング13に回転可能に支持されて
いる。支持コロ5はバンド8上をころがる。
最後に、図3による実施例の表示は、いくつかの変化
例を一つの図中に含めることができるように、非対称、
すなわち、右側にのみ示された支持コロが大きいという
ことは注意すべきである。

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のコロ部材(3)を、それらのコロ部
    材(3)相互を分離するためのケージ(4)と共に具備
    したラジアルコロ軸受であって、ケージが周囲に設置さ
    れた複数の玉軸受によって案内され、それらの玉軸受の
    直径がケージ(4)の外径の1/3以下であるラジアルコ
    ロ軸受。
  2. 【請求項2】少なくとも3個の支持コロ(5)がケージ
    (4)と共軸である案内面(1a)をころがり、支持コロ
    (5)がケージ(4)上を旋回する請求の範囲第1項の
    コロ軸受。
  3. 【請求項3】支持コロ(5)がコロ軸受上に装着された
    請求の範囲第2項のコロ軸受。
  4. 【請求項4】支持コロ(5)が案内面(1a)に対するバ
    ネのごとく予負荷された請求の範囲第2項又は第3項の
    コロ軸受。
  5. 【請求項5】支持コロ(5)を予負荷するためのバネ
    (4f)がケージ(4)と一体に形成された請求の範囲第
    4項のコロ軸受。
  6. 【請求項6】ケージ(4)が支持コロ(5)を予負荷す
    るためのバネのごとき作動を示す請求の範囲第4項のコ
    ロ軸受。
  7. 【請求項7】ケージが硬質材料で作られたリング状イン
    サート(8)を示し、そのインサートからケージ(4)
    を並べるのを補助するコロ(5)がころがる(図10)請
    求の範囲第1項のコロ軸受。
  8. 【請求項8】ケージ(4)がコロ軸受に装着された少な
    くとも3個の支持コロ(5)をころがす(図10〜13)請
    求の範囲第7項のコロ軸受。
  9. 【請求項9】コロ部材(3)の少なくとも3個が支持コ
    ロ(5)上に案内される少なくとも1つのケージ(4)
    と関連して作動する共軸で円筒状のピン(3a)を示す請
    求の範囲第1〜8項のいずれか1つのコロ軸受。
  10. 【請求項10】案内面(1a)、コロ軸受の外輪(1)も
    しくは内輪(2)のエッジ上か、コロ軸受を受承すべく
    形成された構成要素(12)の開口か、又はコロ軸受によ
    って案内されたシャフト上に形成された請求の範囲第2
    〜6項のいずれか1つのコロ軸受。
  11. 【請求項11】要素(17)が支持コロ(5)上に作用す
    る力を遠心力の作用に変化させる請求の範囲第2〜6項
    のいずれか1つのコロ軸受。
  12. 【請求項12】支持コロ(5)がそれぞれ1つのロッカ
    ー(14)に装着され、ケージ(4)内で回転し、支持コ
    ロ(5)をバネ(15)の作動及び等量重りによって生じ
    た遠心力の作用で案内面(1a)に押圧する請求の範囲第
    11項のコロ軸受。
  13. 【請求項13】減衰要素(18)がロッカー(14)とケー
    ジ(4)との間に装着された請求の範囲第12項のコロ軸
    受。
  14. 【請求項14】等量重り(17)が、支持コロ(5)に対
    し押圧するバネとして作用する弾性ケージ上に装着さ
    れ、更に等量重りによって生じた遠心力が、支持コロ
    (5)が案内面(1a)に真上からある速度で押圧される
    方法でケージ(4)上に圧力を働かせる請求の範囲第6
    項及び第11項のコロ軸受。
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