JP4174268B2 - 旋回軸受け - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋回軸受けに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の旋回軸受けとしては、例えば、クロスローラベアリングが知られている。
【０００３】
このクロスローラベアリングは、内輪と外輪との間に複数ローラが転動自在に設けられるもので、内外輪の対向面に形成された転走面間に前記ローラがその回転中心軸を交差させて交互に配列されている。また、各ローラはローラ間にスペーサリテーナを配置されることによって円周方向に等間隔に保持されている。
【０００４】
そして、軸の回転精度を高める目的や、剛性を増す目的でローラを負のすきまで使用して予圧を与えて利用されている。その方式としては、内外輪の隙間より大きな径を有するローラを用いる方法、いわゆる定位置予圧式の予圧付与方法により予圧を与えていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、回転速度が高い場合や滑りやスキューを伴ってローラが回転する場合などにローラと転走面間の摩擦熱が内外輪に伝わることになる。そのため、ハウジングのような剛性があり熱容量の大きな部材に固定されている外輪と異なり、内輪は熱膨張によって外輪側に膨張するので、予圧荷重が過度に増大し、回転寿命が大幅に減少するという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、過度の予圧荷重を吸収できるようにして長寿命化を図った旋回軸受けを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
外周に断面略Ｖ字状の第１の溝が形成された内輪と、
内周に前記第１の溝に対向して設けられた断面略Ｖ字状の第２の溝が形成された外輪と、
対向して設けられた前記第１及び第２の溝によって形成される転走面に転動自在に収容される複数の転動体と、
を備えた旋回軸受けであって、
前記外輪は、前記第２の溝の溝底で、該第２の溝の断面略Ｖ字状を構成する傾斜面をそれぞれ有する２部材に分割可能な旋回軸受けにおいて、
前記外輪は、前記傾斜面が前記転動体から力を受けた場合に、該傾斜面にかかる押圧力を吸収する吸収手段であって、前記外輪を構成する前記２部材を軸方向に移動可能に結合する結合手段と、前記結合手段に保持されて前記２部材のうち一方の部材を他方の部材側に付勢する弾性体と、を有する吸収手段を備え、
前記吸収手段は、前記傾斜面にかかる押圧力の軸方向の分力が、前記弾性体の前記一方の部材を前記他方の部材側に付勢する付勢力よりも大きくなった場合に、該傾斜面に押圧力を受けた前記２部材が該弾性体の付勢力に抗して離間することにより、該傾斜面にかかる押圧力を吸収することを特徴とする。
【０００８】
この旋回軸受けでは、回転速度が高い場合や滑りやスキューを伴ってローラが回転する場合などにローラと転走面間の摩擦熱が内外輪に伝わり、内輪が熱膨張によって外輪側に膨張した場合に、内輪の膨張による外輪の傾斜面を押圧する押圧力を吸収手段の弾性体によって吸収することができる。
【００１１】
ここで、外輪を構成する２部材のうち一方の部材と結合手段との間に弾性体を設け、一方の部材が他方の部材側に付勢されるように、弾性体，一方の部材及び他方の部材を間に介在させて結合手段により結合させるとよい。
【００１２】
そして、弾性体の付勢力は、軸の回転精度を高める目的や、剛性を増す目的で付与される予圧により一方の部材と他方の部材とを軸方向に離間させる力よりも大きく設定し、予圧よりも大きな荷重が内輪側から外輪の傾斜面にかかった場合に、その押圧力により一方の部材と他方の部材とを軸方向に離間させる力よりも小さく設定することにより、予圧量を管理する（略一定に保つ）ことができる。
【００１３】
なお、旋回軸受けには、軸の回転精度を高める目的や、剛性を増す目的で転動体を負のすきまで使用して予圧が与えられて利用されており、その方式としては、内外輪の隙間より大きな径を有するローラを用いる方法、いわゆる定位置予圧式の予圧付与方法により予圧が与えられている。
【００１４】
結合手段としては、例えばボルトとナットであるとよい。また、弾性体としては、例えばバネ部材であると好適である。
【００１５】
すなわち、また、外輪を構成する２部材を貫通させたボルトにバネ部材を介在させた状態で、ナットを締結させるとよい。
【００１６】
また、バネ部材を介在させたボルトを、外輪を構成する２部材に貫通させた状態で、ナットを締結させてもよい。
【００１７】
また、外輪を構成する２部材のうち一方の部材にネジ部を設けておき、バネ部材を介在させたボルトを、他方の部材を貫通させてから、一方の部材のネジ部と締結させてもよい。
【００２１】
前記転動体は、対向して設けられた前記第１及び第２の溝によって形成される前記転走面に、異なる回転軸を有して転動自在に収容されるローラであることも好適である。
【００２２】
従って、旋回軸受けとして、クロスローラベアリングに好適に適用することが可能となる。
【００２３】
なお、転動体はローラに限らず、例えばボールであってもよい。
【００２４】
本発明によれば、転動体への過大負荷を吸収することができ、すなわち、予圧量を管理する（略一定に保つ）ことができるので、過度の荷重による転動体の摩耗を抑制して旋回軸受けの長寿命化を図ることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態１に係る旋回軸受けの一例として好適に用いられるクロスローラベアリングについて説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態に係るクロスローラベアリングを模式的に示す一部破断斜視図であり、図２は本発明の実施の形態１に係るクロスローラベアリングを模式的に示す断面図であり、図３は本発明の実施の形態１に係るクロスローラベアリングの使用状態を模式的に示す要部の断面図である。
【００２８】
図１乃至図３に示すように、クロスローラベアリング１は、概略、内輪２と、内輪２と略同軸状に組み付けられる外輪３と、これら内輪２と外輪３との間に転動自在に設けられる複数の転動体としてのローラ４と、これらローラ４を所定間隔に保持するスペーサリテーナ５と、を備えている。
【００２９】
内輪２の外周面２ａには、軸方向略中央部に断面略Ｖ字状の溝２ｂが形成されている。この溝２ｂは、互いに対峙する一対の円錐面２ｃからなる。これら円錐面２ｃは内輪２の中心軸線Ｌに対して４５度の傾きをなしている。
【００３０】
外輪３は、略同一形状の一対のリング部材６，６が結合されて構成されている。
【００３１】
リング部材６の内周面６ａには、中心軸線Ｌに対して４５度の傾きをなす円錐面６ｃが形成されており、一対のリング部材６，６が互いに結合されることにより、２つの円錐面６ｃにより断面略Ｖ字状の溝６ｂが形成される。
【００３２】
そして、内輪２と外輪３とが、同一軸上に配置されて、各々の溝２ｂ，６ｂ同士が対向することにより、ローラ４が転動自在に収容される断面略正方形の環状の転走面７が形成される。
【００３３】
ローラ４は、断面略正方形となる円柱形状をなしており、転走面７内に並べて収容されている。
【００３４】
そして、転走面７内において各ローラは、１つずつ交互に傾斜方向を変えて並べられており、ローラの回転中心は内輪２，外輪３の中心軸線Ｌに対して４５度傾斜して設けられている。すなわち、隣り合うローラの回転軸は９０度の角度をもって交差している。
【００３５】
なお、本実施の形態においてローラ４の配列は、１つずつ交互に傾斜方向を変えて並べられているが、これに限らず、例えば２つおきや３つおきに傾斜方向を変えて並べてもよく、種々の配列が可能である。
【００３６】
以下に、本実施の形態の特徴的な構成について説明する。
【００３７】
本実施の形態では、一対のリング部材６，６を結合する結合手段として、ボルト８及びナット９を備えており、さらに、リング部材を結合するボルト８に締結されるナット９とリング部材６との間に弾性体としてのコイルバネ１０を設けている。
【００３８】
ここで、リング部材６の側面（径方向面）には、軸方向にボルト８が貫通する孔６ｄと、孔６ｄよりも径が大きく設けられコイルバネ１０やボルト８の頭部やナット９が収容される大径孔６ｅが設けられている。そして、孔６ｄと大径孔６ｅとの間には、ボルト８の頭部やコイルバネ１０が規制される段部６ｆが設けられている。リング部材６，６は同一の部材であってもよいが、同一の機能を有する同様の部材であってもよく、本実施の形態では図２に示すように、リング部材６のうちコイルバネ１０を収容する側のリング部材の大径孔６ｅの軸方向の長さを長く設定している。
【００３９】
そして、クロスローラベアリング１の組立時においては、ボルト８は一対のリング部材６，６の孔６ｄ，６ｄを貫通した後、コイルバネ１０が通された状態で、ナット９と締結される。
【００４０】
従って、ボルト８及びナット９により一対のリング部材６，６は結合され、さらにボルト８により貫通されてナット９とリング部材６の段部６ｆとの間に介在するコイルバネ１０により、一対のリング部材６，６は軸方向に移動可能に保持されている。
【００４１】
ここで、ボルト８，ナット９及びコイルバネ１０は、吸収手段を構成している。
【００４２】
以下に、外輪３の動作について説明する。
【００４３】
一対のリング部材６，６は、ボルト８及び，ナット９及びコイルバネ１０によって軸方向に移動可能に結合されているので、一対のリング部材６，６のそれぞれの円錐面６ｃに内輪２側からローラ４を介して外径方向へ押圧力が働いた場合には、円錐面６ｃにかかる押圧力の軸方向の分力の大きさによって、軸方向であって一対のリング部材６，６が離間する方向に移動する。
【００４４】
すなわち、円錐面６ｃに働く押圧力の軸方向の分力がコイルバネ１０の弾性力よりも大きくなった場合には、リング部材６がコイルバネ１０の弾性力に抗して軸方向に移動し、コイルバネ１０は弾性変形して縮むことにより、一対のリング部材６，６は図２に示す矢印方向に移動して軸方向に離れ、一対のリング部材６，６間が軸方向に開くこととなる。コイルバネ１０は、その後、内輪２側からの押圧力の大きさに応じて伸縮する。
【００４５】
このようにして、一対のリング部材６，６とボルト８とナット９とコイルバネ１０とを備える外輪３は、内輪２側からの押圧力を吸収することができる。
【００４６】
以上のように構成されるクロスローラベアリング１は、外輪３が固定台５１側にボルト５２及び固定具５３にて締結されて固定され、一方、内輪２が可動テーブル５４にボルト５５及び固定具５６にて締結されて固定されて、内輪２と外輪３とで形成される転走面７に収容されローラ４が転動することにより、可動テーブル５４が固定台５１に対して回転可能となるものであり、アキシアル荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重などの全方向からの荷重を同時に受けることができ、これらの複合荷重に対する耐負荷性能を向上させたもので、軽量で剛性の高い支持構造である。
【００４７】
そして、クロスローラベアリング１は、軸の回転精度を高める目的や、剛性を増す目的でローラを負のすきまで使用して予圧を与えて利用されている。
【００４８】
その方式としては、内外輪の隙間より大きな径を有するローラを用いる（転走面７の間隔に対して、転走面７に収容されるローラ４のローラ径を大きくする）方法、いわゆる定位置予圧式の予圧付与方法により予圧を与えていた。
【００４９】
ここで、ローラ回転時においては、特に滑りながら回転する場合の摩擦熱が内外輪に伝わってしまい、ハウジング等に固定されていない内輪２が熱膨張によって外輪３側に膨張する場合がある。
【００５０】
本実施の形態のクロスローラベアリング１においては、外輪３を構成している一対のリング部材６，６をボルト８，ナット９及びコイルバネ１０によって軸方向に移動可能に設けているので、内輪２が外輪３側に膨張してローラ４が外輪３を押圧した場合、コイルバネ１０が縮むことにより、一対のリング部材６，６間が軸方向に開くこととなる。
【００５１】
すなわち、ボルト８とナット９とコイルバネ１０とにより構成される吸収手段により、内輪２側からの押圧力を吸収することができる。
【００５２】
従って、内輪の熱膨張等により発生するローラへの過大負荷を吸収することができ、すなわち、予圧量を管理する（略一定に保つ）ことができるので、回転寿命を長くすることが可能となる。
【００５３】
なお、組立状態におけるコイルバネ１０の弾性力の大きさは、コイルバネ自体の弾性力の大きさと、コイルバネ１０が設置されるナット９及びリング部材６の段部６ｆ間の距離とにより決まるが、軸受けに付与される予圧の大きさや使用条件によって内輪２側から外径方向へ働く力の大きさに応じて適宜設定されればよい。
【００５４】
また、本実施の形態においては、一対のリング部材６，６に設けられた孔６ｄ及び大径孔６ｅ内にボルト８，ナット９及びコイルバネ１０を収容しているので、軸受け自体の大きさを変えることなく、すなわち大型化することなく、予圧を管理することが可能となる。
【００５５】
また、本実施の形態においては、ボルト８は、一対のリング部材６，６の孔６ｄ，６ｄを貫通した後、コイルバネ１０が通された状態で、ナット９と締結されるが、先にコイルバネをボルトに通してボルトの頭部にコイルバネを保持した状態で、一対のリング部材６，６の孔６ｄ，６ｄを貫通させてナット９と締結してもよい。
【００５６】
また、本実施の形態においては、ボルト８とナット９とにより一対のリング部材６，６を結合しているが、一対のリング部材６，６のうち一方のリング部材にネジ部を設け、他方のリング部材に設けられた孔に、コイルバネを保持させたボルトを貫通させた後に該ネジ部に締結する構成としてもよい。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、転動体としてローラについて説明したが、これに限らず、例えばボールであってもよい。
【００５８】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るクロスローラベアリングを模式的に示す断面図である。
【００５９】
上記実施の形態１では、ボルト８とナット９とコイルバネ１０とにより吸収手段を構成していたが、本実施の形態では、外輪３を構成する一対のリング部材にスリットを設けることにより、リング部材自体を弾性体とし、吸収手段として機能させるものである。なお、実施の形態１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。特に、外輪３を構成する一対のリング部材１６，１６は、実施の形態１のリング部材６，６に対応するものであり、ローラ４が収容される転走面７の構成については、実施の形態１と同一の符号を付している。
【００６０】
以下に、本実施の形態の特徴的な構成について説明する。
【００６１】
外輪３を構成する一対のリング部材１６，１６には、図４に示すように、軸方向に略直交する径方向面である両側面１６ｇ，１６ｈにおいて、軸方向に延びるスリット１６ｉ，１６ｊが設けられている。
【００６２】
スリット１６ｉ，１６ｊを、それぞれ軸心からの距離が異なる位置に設け、例えばリング部材を断面略蛇腹状とすることにより好適に弾性体として機能させることができる。
【００６３】
なお、スリット１６ｉ，１６ｊは、全周にわたって環状に設けられていることが好ましいが、これに限らず、例えば略渦状であったり、または環状ではなく所定間隔おきに設けられていてもよい。また、スリットの方向も軸方向に限るものではない。また、スリット１６ｉ，１６ｊ内に弾性部材が設けられていてもよい。
【００６４】
また、一対のリング部材１６，１６には、ボルトの取り付け部１６ｄ，１６ｄが設けられており、一対のリング部材１６，１６は、ボルト１８及びナット１９により締結される。
【００６５】
以上のように構成されるクロスローラベアリング１は、外輪３が固定台５１側にボルト５２及び固定具５３にて締結されて固定され、一方、内輪２が可動テーブル５４にボルト５５及び固定具５６にて締結されて固定されて、内輪２と外輪３とで形成される転走面７に収容されローラ４が転動することにより、可動テーブル５４が固定台５１に対して回転可能となるものであり、アキシアル荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重などの全方向からの荷重を同時に受けることができ、これらの複合荷重に対する耐負荷性能を向上させたもので、軽量で剛性の高い支持構造である。
【００６６】
そして、クロスローラベアリング１は、軸の回転精度を高める目的や、剛性を増す目的でローラを負のすきまで使用して予圧を与えて利用されている。
【００６７】
その方式としては、内外輪の隙間より大きな径を有するローラを用いる（転走面７の間隔に対して、転走面７に収容されるローラ４のローラ径を大きくする）方法、いわゆる定位置予圧式の予圧付与方法により予圧を与えていた。
【００６８】
ここで、ローラ回転時においては、特に滑りながら回転する場合の摩擦熱が内外輪に伝わってしまい、ハウジング等に固定されていない内輪２が熱膨張によって外輪１３側に膨張する場合がある。
【００６９】
本実施の形態のクロスローラベアリング１１においては、内輪２が外輪３側に膨張してローラ４が外輪３を押圧した場合、スリットが設けられた一対のリング部材１６，１６自体が弾性体として弾性変形することにより吸収手段として機能し、内輪２側からの押圧力を吸収することができる。
【００７０】
ここで、スリットは、あらかじめ付与される予圧に対しては変形せず、予圧よりも大きな荷重がかかった場合に、その押圧力により弾性変形するように設けられている。
【００７１】
従って、内輪の熱膨張等により発生するローラへの過大負荷を吸収することができ、すなわち、予圧量を管理する（略一定に保つ）ことができるので、回転寿命を長くすることが可能となる。
【００７２】
これにより、外輪を構成する２部材自体を弾性体とすることができ、吸収手段として機能させることができる。
【００７３】
また、部品点数を増やすことなく、簡易な構成で上述した効果を得ることができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内輪の膨張により外輪の傾斜面が押圧される押圧力を吸収手段によって吸収することができるので、ローラへの過大負荷を吸収することができる。
【００７５】
従って、予圧量を管理することができ、過度の荷重によるローラの摩耗を抑制して軸受けの長寿命化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るクロスローラベアリングを模式的に示す一部破断斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るクロスローラベアリングを模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るクロスローラベアリングの使用状態を模式的に示す要部の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るクロスローラベアリングを模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１，１１ クロスローラベアリング
２ 内輪
２ａ 外周面
２ｂ 溝
２ｃ 円錐面
３ 外輪
４ ローラ
５ スペーサリテーナ
６，１６ リング部材
６ａ 内周面
６ｂ 溝
６ｃ 円錐面
６ｄ 孔
６ｅ 大径孔
６ｆ 段部
７ 転走面
８，１８ ボルト
９，１９ ナット
１０ コイルバネ
１６ｇ，１６ｈ 側面
１６ｉ，１６ｊ スリット
５１ 固定台
５２ ボルト
５３ 固定具
５４ 可動テーブル
５５ ボルト
５６ 固定具

Claims (2)

1. 外周に断面略Ｖ字状の第１の溝が形成された内輪と、
   内周に前記第１の溝に対向して設けられた断面略Ｖ字状の第２の溝が形成された外輪と、
   対向して設けられた前記第１及び第２の溝によって形成される転走面に転動自在に収容される複数の転動体と、
   を備えた旋回軸受けであって、
   前記外輪は、前記第２の溝の溝底で、該第２の溝の断面略Ｖ字状を構成する傾斜面をそれぞれ有する２部材に分割可能な旋回軸受けにおいて、
   前記外輪は、前記傾斜面が前記転動体から力を受けた場合に、該傾斜面にかかる押圧力を吸収する吸収手段であって、前記外輪を構成する前記２部材を軸方向に移動可能に結合する結合手段と、前記結合手段に保持されて前記２部材のうち一方の部材を他方の部材側に付勢する弾性体と、を有する吸収手段を備え、
   前記吸収手段は、前記傾斜面にかかる押圧力の軸方向の分力が、前記弾性体の前記一方の部材を前記他方の部材側に付勢する付勢力よりも大きくなった場合に、該傾斜面に押圧力を受けた前記２部材が該弾性体の付勢力に抗して離間することにより、該傾斜面にかかる押圧力を吸収することを特徴とする旋回軸受け。
2. 前記転動体は、対向して設けられた前記第１及び第２の溝によって形成される前記転走面に、異なる回転軸を有して転動自在に収容されるローラであることを特徴とする請求項１に記載の旋回軸受け。

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