JP4097095B2 - ユニバ−サルジョイントの軸受装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ユニバ−サルジョイントにおける十字軸のトラニオン（十字軸を構成しているピン部分）に装着される軸受装置であって複数列のころを備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延ロ−ル装置等においては、ロ−ル回転用の駆動軸にユニバ−サルジョイントが設けられる。例えば、図４（特公平３−１５３１号）に示すように、一方の回転軸１の端部にはヨ−ク２が形成され、他方の回転軸（図示省略）にもヨ−ク４が形成され、これらのヨ−クの間に、十字軸５と軸受装置６と密封装置７とから成るユニバ−サルジョイント３が組み込まれる。尚、８は軸受装置６へグリ−スを供給するグリ−スニップルである。
【０００３】
前記軸受装置６は、軸受ケ−ス６２とスラストワッシャ６１と複数のころ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ等で構成され、十字軸５を構成する各トラニオン５１に装着される。該軸受ケ−ス６２は、前記一方の回転軸１のヨ−ク２と他方の回転軸のヨ−ク４の間にボルト９により係合連結されている。また、該トラニオン５１の基端部側に装着される密封装置７は、オイルシ−ル７１とスリンガ−７２とウオ−タ−シ−ル７３とで構成される。
【０００４】
前記各トラニオン５１には、図５に示すように、複数のころ６３ａ，６３ｂ，６３ｃが嵌合されているが、このように複数個のころを使用するのは次のような理由による。即ち、圧延ロ−ル用の駆動軸で用いられる上記構成のユニバ−サルジョイント３においては、十字軸５を構成する各トラニオン５１には回転トルク伝達に際して大きな負荷がかかる。若し、軸受ケ−ス６２とトラニオン５１の間に単一のころを使用すると、ころ自身に曲げモ−メントが作用して折損する恐れがあること、そしてころに曲げモ−メントがかかると変形により軸受寿命が短くなること、高精度の長いころを加工するのは困難であること、等によるものである。
【０００５】
上記するように、各トラニオン５１には、複数例のころを有する軸受装置６が使用されるが、一方の回転軸１から他方の回転軸に回転トルクを伝達する際、一方のヨ−ク２から軸受ケ−ス６２を介して十字軸５の２つのトラニオン５１に荷重が作用すると共に、該十字軸５の残り２つのトラニオン５１から軸受ケ−ス６２を介して他方のヨ−ク４に荷重が作用する。この場合、各トラニオン５１では、先端部の曲げ変位量（撓み量）が大きくなり、従ってトラニオン５１の基端部側のころ６３ａと中央部のころ６３ｂと先端部側のころ６３ｃとではかかる荷重に差が生じる。そこで、図６に示すように、トラニオン５１の基端部と先端部との各ころにかかる荷重が均等になるよう、即ち、当初トラニオン５１の曲げ変位量に応じたすき間ｃ₁ ，ｃ₂ が生じるように、これらのころ６３ａ，６３ｂ，６３ｃの径（ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ ）を異ならしめたユニバ−サルジョイントが提案されている（特公平３−１５３１号）。尚、実際の各ころ径の差は僅かであるが、図６では説明する上で明確に理解できるよう各ころ径の差を誇張して図示してある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのころ６３ａ，６３ｂ，６３ｃは、径が異なってもその差はミクロン（μｍ）単位の差異であり、且つ長さは等しくしてあるため、識別が困難となっている。そこでユニバ−サルジョイント組立の際には、組み込み間違いが生じないように工夫しているが、実際には基端部側で使用するころと、中央部で使用するころと、先端部で使用するころとを識別するためには刻印によるしか識別する方法はない。従って、これらのころ６３ａ，６３ｂ，６３ｃは組込性が悪く、また、刻印を打つ工数がかかり煩雑となっている。
【０００７】
この発明は上記する課題に対処するためになされたものであり、トラニオンの基端部側と中央部と先端部側とで使用されるミクロン単位の径の異なるころであっても刻印等が不要であり、その識別が簡単であり組込性も向上させることのできるユニバ−サルジョイントの軸受装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明は上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、十字軸（５）の各トラニオン（５１）の外周軌道面と回転軸の端部に形成されたヨークの一端側に連結される軸受ケ−ス（６２）自体に形成された内周軌道面との間の軸方向に複数列のころ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を配置して成るユニバ−サルジョイントの軸受装置において、
前記トラニオン（５１）の外周軌道面は軸方向に段差のない面であり、前記軸受ケ−ス（５２）の内周軌道面は軸方向に段差のない面であり、前記複数列のころ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）は隣接する列のころと端面どうしが接触するように配設され、前記トラニオン（５１）の基端部側から先端部側にかけて配置される前記各列のころ（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の径（ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ ）を、基端部側から先端部側にかけて順次小さくなるよう配設すると共に、前記各列のころの長さ（Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ ）を基端部側から先端部側にかけて順次小さくなるように配設し、前記各列のころの長さの差を目視によって一目瞭然となるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明のユニバ−サルジョイントの軸受装を構成する十字軸のトラニオン部分の一部断面図であり、図２は図１の一部を更に拡大した断面図である。尚、これら図１と図２及び次に説明する図３等は分かりやすくするため寸法差を少し誇張して示してある。また、重複記載を避けるため同一の構成要素には従来技術で説明したものと同一の符号を用いて説明する。
【００１０】
図１に示すように、十字軸５のトラニオン５１には軸受ケ−ス６２が嵌め込まれるが、該軸受ケ−ス６２とトラニオン５１との間には軸方向に３列（但し、３列に限らず２列或いは４列以上としてもよい）のころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃが配置される。そして図２に示すように、前記トラニオン５１の基端部側に配置するころ１１ａの径ｄ₁ は中間部に配置するころ１１ｂの径ｄ₂ より大きく設定し、該中間部に配置するころ１１ｂの径ｄ₂ はトラニオン５１の先端部に配置するころ１１ｃの径ｄ₃ よりも少し大きく設定してある。すなわち、各ころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの径ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ は、順次ｄ₁ ＞ｄ₂ ＞ｄ₃ の関係となるように設定してある。例えば、前記トラニオン５１の基端部側に配置するころ１１ａの径ｄ₁ は２４ｍｍ＋３５μｍとし、中間部に配置するころ１１ｂの径ｄ₂ は２４ｍｍ＋２５μｍとし、先端部側に配置するころ１１ｃの径ｄ₃ は２４ｍｍとする。
【００１１】
前記各ころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの径を上記する関係とすることにより、トラニオン５１との間に先端部側に少しすき間ｃ₁ 、ｃ₂ が生じることになるが、これらのすき間ｃ₁ 、ｃ₂ は後述するように、回転トルク伝達時トラニオン５１の撓み量に応じたすき間となるようにするものである。なお、これらのころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの径ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ の差はミクロン（μｍ）単位の差異であり、従ってすき間ｃ₁ 、ｃ₂ もこれらのころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの寸法に応じたミクロン単位のすき間となる。
【００１２】
次に、前記各ころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの長さＬ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ に関しては、トラニオン５１の基端部側に配置するころ１１ａの長さＬ₁ は、中間部に配置するころ１１ｂの長さＬ₂ より大きく設定し、該中間部に配置するころ１１ｂの長さＬ₂ はトラニオン５１の先端部に配置するころ１１ｃの長さＬ₃ よりも少し大きく設定してある。即ち、各ころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの長さＬ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ は、順次Ｌ₁ ＞Ｌ₂ ＞Ｌ₃ の関係となるように設定してある。例えば、トラニオン５１の基端部側に配置するころ１１ａの長さＬ₁ を４８ｍｍとし、中間位置に配置するころ１１ｂの長さＬ₂ を４４ｍｍとし、先端部側に配置するころ１１ｃの長さＬ₃ を４２ｍｍとしてある。
【００１３】
前記各ころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれの長さＬ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ を上記する関係とすることにより、作業者がトラニオン５１と軸受ケ−ス６２との間に組み込むころの位置を間違えることはなくなる。即ち、これらのころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを立てて並べると、これらのころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの長さの差は作業者にとって目視によって一目瞭然となる。従って、トラニオン５１と軸受ケ−ス６２との間にころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを組み込む場合、トラニオン５１の基端部側に配置するころ１１ａと中間部に配置するころ１１ｂと先端部側に配置するころ１１ｃとを間違えることなく、また、ころの選択に際して煩雑となることもなく、正確に組み込むことが可能となる。
【００１４】
なお、各ころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃは基端部側から先端部側に向けてＬ₁ ＞Ｌ₂ ＞Ｌ₃ の関係にあると説明したが、これに限定されるものではなく、先端部側から基端部側に向けてＬ₃ ＞Ｌ₂ ＞Ｌ₁ としてもよく、さらには中間のころ１１ｂの長さＬ₂ を最長にしてもよく、要は各ころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの長さが大中小関係にあればよい。
【００１５】
この発明のユニバ−サルジョイントの軸受装置は以上のような構成としてあるが、次に回転トルク伝達時のトラニオン５１の変位量と該トラニオン５１ところ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの間のすき間との関係について説明する。
図３（Ａ）は、この発明のユニバ−サルジョイントの軸受装置の十字軸５のトラニオン５１に荷重がかかっていない状態の一部断面図である。この状態ではトラニオン５１の中間部位置に配置されるころ１１ｂと該トラニオン５１との間及び先端部側に配置されるころ１１ｃと該トラニオン５１との間には僅かなすき間ｃ₁ ，ｃ₂ がある。そして一方の回転軸から他方の回転軸に回転トルクを伝達する場合、トラニオン５１の先端部ほど撓み量が大きくなるが、基端部のころ１１ａと中間部のころ１１ｂと先端部側のころ１１ｃとはその径が異なり、これらのころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃとトラニオン５１との間のすき間は先端部側が順次大きくなるようにしてあるため、図３（Ｂ）に示すように、該トラニオン５１の撓み量に応じて接触する。こうして回転トルクの伝達時トラニオン５１に荷重がかかっても、各ころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃとトラニオン５１との間のすき間は、その撓み量に応じたすき間としてあるため各ころ１１ａ，１１ｂ，１１ｃには均等な荷重がかかることになる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように，この発明のユニバ−サルジョイントの軸受装置によれば、ユニバ−サルジョイントの軸受装置の組み立てに際して、異径のころの識別が容易となるため組込作業性は向上する。また、多数の各ころに一々刻印を打つ煩雑な工程が不要となるため工数を削減することができる。更に、回転トルク伝達に際してトラニオンと軸受の各ころにかかる荷重が均等になるので軸受の寿命も長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のユニバ−サルジョイントの軸受装を構成する十字軸のトラニオン部分の一部断面図である。
【図２】図１の一部を更に拡大した断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、この発明のユニバ−サルジョイントの軸受装置の十字軸のトラニオンに荷重がかかっていない状態の一部断面図であり、図３（Ｂ）は回転トルク伝達時荷重がかかっている状態の一部断面図である。
【図４】ユニバ−サルジョイントの構成を示す分解斜視図である。
【図５】従来のユニバ−サルジョイントの十字軸及び軸受装置部分を示す一部断面図である。
【図６】従来のユニバ−サルジョイントの十字軸及び軸受装置分の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
３ ユニバ−サルジョイント
５ 十字軸
５１ トラニオン
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ ころ
ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ ころの径
Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ ころの長さ

Claims (1)

1. 十字軸の各トラニオンの外周軌道面と回転軸の端部に形成されたヨークの一端側に連結される軸受ケ−ス自体に形成された内周軌道面との間の軸方向に複数列のころを配置して成るユニバ−サルジョイントの軸受装置において、
   前記トラニオンの外周軌道面は軸方向に段差のない面であり、前記軸受ケ−スの内周軌道面は軸方向に段差のない面であり、前記複数列のころは隣接する列のころと端面どうしが接触するように配設され、前記トラニオンの基端部側から先端部側にかけて配置される前記各列のころの径を、基端部側から先端部にかけて順次小さくなるよう配設すると共に、前記各列のころの長さを基端部側から先端部側にかけて順次小さくなるように配設し、前記各列のころの長さの差を目視によって一目瞭然となるようにしたことを特徴とするユニバ−サルジョイントの軸受装置。

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