JP4476286B2 - 複合転がり軸受 - Google Patents

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Description

本発明は、ラジアル方向とスラスト方向の荷重を受けることのできる複合転がり軸受に関するものである。特に、摩擦抵抗が小さく、製造が容易な複合転がり軸受に関するものである。

工作機械などの回転テーブル用の軸受としては、一般に、ラジアル方向とスラスト方向の双方の荷重を受けることのできる複合型の円筒ころ軸受が知られている。図5に示すように、複合円筒ころ軸受100は、円環状の外輪102と、この外輪102の両端面の内周側部分102a、102bおよび円形内周面102cに所定間隔で対峙する第1、第2および第3の受け面103a、103b、103cを備えた溝形断面の円環状の内輪103とを有している。外輪102の一方の端面内周側部分102aと内輪103の第1の受け面103aの間、および外輪102の他方の端面内周側部分102bと内輪103の第2の受け面103bの間には、それぞれ、スラスト荷重を受けるための複数個のスラスト軸受用のコロ104が介装されている。また、外輪102の円形内周面102cと内輪103の第3の受け面103cの間にはラジアル荷重を受けるための複数個のラジアル軸受用のコロ105が介装されている。

内輪103は、第2および第3の受け面103b、103cが形成された本体部分110と、第1の受け面103aが形成された円環状の板部材111とから構成されており、この板部材111はボルト112によって本体部分110に固定されている。

スラスト軸受用のコロ104は、リテーナ107によって転動自在の状態で、外輪102の一方の端面内周側部分102aと内輪103の第1の受け面103aの間、および外輪102の他方の端面内周側部分102bと内輪103の第2の受け面103bの間に保持されている。これに対して、ラジアル軸受用のコロ105は、内輪103の第3の受け面103cに形成した矩形断面の円環状凹部109によって、転動自在の状態で、外輪102の円形内周面102cと内輪103の第3の受け面103cの間に保持されている。また、当該円環状凹部109の両側の側面部分によって、スラスト方向(軸受100の中心線Lの方向)の位置決めが行われている。

この構成の複合円筒ころ軸受100では、ラジアル軸受用のコロ105が内輪103に形成した円環状凹部109によって保持されている。このため、内輪103が回転すると、当該ラジアル軸受用のコロ105が円環状凹部109に沿って自転しながら公転する。よって、コロ105と円環状凹部109の間には滑り摩擦力が働き、コロ105に大きな摩擦抵抗が作用するという問題がある。

また、内輪103の受け面103cに形成した円環状凹部109の底面および両側面はコロ105が転動する軌道面であるので、これらの面を精度良く形成する必要がある。円形外周面あるいは円形内周面を軌道面となるように加工する場合に比べて、このような円環状凹部109を精度良く加工することは困難である。円環状凹部109を精度良く仕上げることができないと、複合円筒ころ軸受100を工作機械などの回転テーブルに組み込んだ場合に、精度の高い位置決めを行うことができないなどの問題が発生する。

本発明の課題は、ラジアル軸受用の転動体を保持するための円環状凹部を形成する必要が無く、しかも、転動体の摩擦抵抗を低減可能な複合転がり軸受を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の複合転がり軸受は、
円形内周面、および当該円形内周面の両端に連続している端面部分を備え、前記円形内周面が、一方の前記端面部分から他方の前記端面部分に至るまで同一内径である第1の軌道輪と、
一方の前記端面部分に所定間隔で対峙している第1の受け面、他方の前記端面部分に所定間隔で対峙している第2の受け面、および前記円形内周面に所定間隔で対峙している第3の受け面を備えた溝形断面部分が形成され、前記第3の受け面が、前記第1の受け面から前記第2の受け面に至るまで同一外径の円形外周面によって規定されている第2の軌道輪と、
一方の前記端面部分と前記第1の受け面によって規定されるスラスト軸受用の第1の円環状軌道に挿入されたスラスト軸受用の複数個の第1の転動体と、
他方の前記端面部分と前記第2の受け面によって規定されるスラスト軸受用の第2の円環状軌道に挿入されたスラスト軸受用の複数個の第2の転動体と、
前記円形内周面と前記第3の受け面によって規定されるラジアル軸受用の第3の円環状軌道に挿入されたラジアル軸受用の複数個の第3の転動体と、
前記第1の転動体を、転動自在の状態で、前記第1の円環状軌道内に保持しているスラスト軸受用の第1のリテーナと、
前記第2の転動体を、転動自在の状態で、前記第2の円環状軌道内に保持しているスラスト軸受用の第2のリテーナと、
前記第1のリテーナおよび前記第2のリテーナの端から前記第3の円環状軌道内に延び、前記第3の転動体を転動自在の状態で当該軌道内に保持しているラジアル軸受用の第3のリテーナ部分とを有していることを特徴としている。

ここで、前記第2の軌道輪は、前記第1の受け面が形成された端面を備えた第1の円環状部材と、前記第2の受け面が形成された端面を備えた第2の円環状部材と、前記第1の円環状部材と前記第2の円環状部材の間に同軸状態に挟まれ、前記第3の受け面が形成された円形外周面を備えた第3の円環状部材とから構成することができる。

また、スラスト軸受用の前記第1および第2のリテーナは、円周方向に沿って一定の角度間隔で前記第1および第2の転動体を回転自在の状態で保持している保持穴(ポケット)を備えた構成とすることができる。

さらに、前記第1のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分の先端面と、前記第2のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分の先端面との間に、前記第3の転動体が保持された構成とすることができる。

この代わりに、前記第1のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分および前記第2のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分を、着脱可能な状態で相互に連結し、これらの間に、円周方向に沿って一定の角度間隔で前記第3の転動体を回転自在の状態で保持している保持穴を形成することもできる。

スラスト軸受およびラジアル軸受用の転動体としては円柱状のコロを用いることができる。

次に、本発明の複合転がり軸受は、
円形外周面、および当該円形外周面の両端に連続している端面部分を備え、前記円形外周面が、一方の前記端面部分から他方の前記端面部分に至るまで同一外径である第1の軌道輪と、
一方の前記端面部分に所定間隔で対峙している第1の受け面、他方の前記端面部分に所定間隔で対峙している第2の受け面、および前記円形外周面に所定間隔で対峙している第3の受け面を備えた溝形断面部分が形成され、前記第3の受け面が、前記第1の受け面から前記第2の受け面に至るまで同一内径の円形内周面によって規定されている第2の軌道輪と、
一方の前記端面部分と前記第1の受け面によって規定されるスラスト軸受用の第1の円環状軌道に挿入されたスラスト軸受用の複数個の第1の転動体と、
他方の前記端面部分と前記第2の受け面によって規定されるスラスト軸受用の第2の円環状軌道に挿入されたスラスト軸受用の複数個の第2の転動体と、
前記円形外周面と前記第3の受け面によって規定されるラジアル軸受用の第3の円環状軌道に挿入されたラジアル軸受用の複数個の第3の転動体と、
前記第1の転動体を、転動自在の状態で、前記第1の円環状軌道内に保持しているスラスト軸受用の第1のリテーナと、
前記第2の転動体を、転動自在の状態で、前記第2の円環状軌道内に保持しているスラスト軸受用の第2のリテーナと、
前記第1のリテーナおよび前記第2のリテーナの端から前記第3の円環状軌道内に延び、前記第3の転動体を転動自在の状態で当該軌道内に保持しているラジアル軸受用の第3のリテーナ部分とを有していることを特徴としている。

ここで、前記第2の軌道輪は、前記第1の受け面が形成された端面を備えた第1の円環状部材と、前記第2の受け面が形成された端面を備えた第2の円環状部材と、前記第1の円環状部材と前記第2の円環状部材の間に同軸状態に挟まれ、前記第3の受け面が形成された円形内周面を備えた第3の円環状部材とから構成することができる。

また、スラスト軸受用の前記第1および第2のリテーナは、円周方向に沿って一定の角度間隔で前記第1および第2の転動体を回転自在の状態で保持している保持穴(ポケット)を備えた構成とすることができる。

さらに、前記第1のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分の先端面と、前記第2のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分の先端面との間に、前記第3の転動体が保持された構成とすることができる。

この代わりに、前記第1のリテーナおよび第2のリテーナに形成されているラジアル軸受用の前記第3のリテーナ部分を、着脱可能な状態で相互に連結し、これらの間に、円周方向に沿って一定の角度間隔で前記第3の転動体を回転自在の状態で保持している保持穴を形成することもできる。

さらにまた、スラスト軸受およびラジアル軸受用の転動体としては円柱状のコロを用いることができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した複合転がり軸受を説明する。

(実施の形態1)
図1は本発明に係る複合転がり軸受の断面図であり、図2はその分解斜視図である。これらの図に示すように、本例の複合転がり軸受1は、円形内周面2c、および当該円形内周面2cの両端に連続している端面部分2a、2bを備えた円環状の外輪(第1の軌道輪)2と、端面部分2aに所定間隔で対峙している第1の受け面3a、他方の端面部分2bに所定間隔で対峙している第2の受け面3b、および円形内周面2cに所定間隔で対峙している第3の受け面3cを備えた溝形断面部分が形成された円環状の内輪(第2の軌道輪)3とを有している。

外輪2の端面部分2aと内輪3の第1の受け面3aによってスラスト軸受用の第1の円環状軌道が規定され、ここには、スラスト軸受用の複数個の円柱状のコロ4(第1の転動体)が挿入されている。同様に、外輪2の他方の端面部分2bと内輪3の第2の受け面3bによってスラスト軸受用の第2の円環状軌道が規定されており、ここにも、スラスト軸受用の複数個の円柱状のコロ4(第2の転動体)が挿入されている。これに対して、外輪2の円形内周面2cと内輪3の第3の受け面3cによってラジアル軸受用の第3の円環状軌道が規定されており、ここにも、ラジアル軸受用の複数個の円柱状のコロ5(第3の転動体)が挿入されている。本例では、負荷容量の向上およびスキュー対策のために、総コロ型のラジアル軸受が構成されている。

また、スラスト軸受用の第1の円環状軌道内にはスラスト軸受用の第1のリテーナ6が挿入されている。第1のリテーナ6には円周方向に沿って一定の角度間隔でコロ保持穴6aが形成されており、コロ4が各コロ保持穴6a内に転動自在の状態で保持されている。同様に、他方のスラスト軸受用の第2の円環状軌道内にもスラスト軸受用の第2のリテーナ7が挿入されており、ここにも、円周方向に沿って一定の角度間隔でコロ保持穴7aが形成されている。各コロ保持穴7aには、コロ4が転動自在の状態で保持されている。

ここで、第1のリテーナ6の内端には、ラジアル軸受用の第3の円環状軌道内に向けて円環状に突出したスラスト軸受用の第3のリテーナ部分8aが一体形成されている。同様に、他方の第2のリテーナ7の内端にも、第3の円環状軌道内に向けて円環状に突出したスラスト軸受用の第3のリテーナ部分8bが一体形成されている。これらの第3のリテーナ部分8a、8bによって、ラジアル軸受用のコロ5のスラスト方向(軸受中心線Lの方向)の位置が規定されており、これらの間において、各コロ5が転動自在の状態に保持されている。

次に、内輪3は、第1の受け面3aが形成されている大径の第1の円環状部材9と、この円環状部材9と同径で第2の受け面3bが形成されている第2の円環状部材10と、これら円環状部材9、10に挟まれた小径の第3の円環状部材11から構成されている。第3の円環状部材11の円形外周面が第3の受け面3cとされている。これら円環状部材9〜11の中心には同軸状態に同径の軸孔12、13、14が形成されている。また、各円環状部材9〜11は、締結用ボルト16によって締結固定されている。

このように構成された複合転がり軸受1は、例えば、外輪2を工作機械の回転テーブルの軸受部に固定し、内輪3を回転テーブルの回転軸に固定して使用される。本例の複合転がり軸受1では、スラスト軸受用のコロ4を保持している第1および第2のリテーナの一部を利用して、ラジアル軸受用のコロ5を保持するようにしている。よって、従来のように、ラジアル軸受用の軌道面(受け面3c)にコロを保持するための円環状凹部を形成する必要がない。よって、内輪3の受け面3cを単なる円形外周面にすることができるので、加工が容易になる。この結果、当該受け面3cを高精度に仕上げることができ、加工コストを抑えることができる。

また、ラジアル軸受用のコロ5は、第1および第2のリテーナ6、7に形成した第3のリテーナ部分8a、8bによって保持されている。これらのリテーナ6、7の回転速度とコロ5の公転速度は近い値であるので、内輪3に形成した円環状凹部にコロ5を保持する場合に比べて、コロ5の滑り摩擦抵抗を低減できる。

なお、転動体として円柱状のコロを用いているが、他の形状の転動体を用いることも可能である。

また、リテーナ部分8a、8bによって、ラジアル軸受用のコロ5の保持穴を形成することも可能である。例えば、図3に示すように、一方のリテーナ部分8bの先端面8cから一定間隔で櫛歯状に突起8dを形成する。また、各突起8dの先端に係合突起8eを形成する。他方のリテーナ部分8aの先端面には、係合突起8eが嵌り込む係合溝8fを形成しておく。双方のリテーナ部分8a、8bを相互に連結することにより、コロ5の保持穴8gが形成される。

(実施の形態2)
図4は、複合転がり軸受1の別の例を示す断面図である。本例の複合転がり軸受1Aは、円環状の内輪(第1の軌道輪)3Aと、この内輪3Aの両端面の外周側部分3d、3eおよび円形外周面3fに対して所定の間隔を開けて対峙する第1、第2および第3の受け面2d、2e、2fを備えている溝形断面の円環状の外輪2A(第2の軌道輪)とを有している。

また、内輪3Aの一方の端面外周側部分3dと外輪2Aの第1の受け面2dの間、および内輪3Aの他方の端面外周側部分3eと外輪2Aの第2の受け面2eの間には、スラスト荷重を支持可能な複数のスラスト軸受用のコロ4が介装されており、内輪3Aの円形外周面3fと外輪2Aの第3の受け面2fの間にはラジアル荷重を支持可能な複数のラジアル軸受用のコロ5が介装されている。これらのコロ4およびコロ5は、一対のリテーナ6、7によって転動自在の状態で保持されている。

本例の外輪2Aは、第1の受け面2dが形成された第1の円環状部材24と、第2の受け面2eが形成された第2の円環状部材25と、これら円環状部材24、25に挟まれている第3の円環状部材26とから構成されており、第3の円環状部材26の円形内周面が第3の受け面2fとして機能する。これら円環状部材24〜26の外径寸法は同一とされている。また、円環状部材24、25の中心の貫通孔27、28の直径は、内輪3Aの軸孔29の直径よりも大きく形成されている。円環状部材24〜26は締結ボルト30によって積層固定されている。

スラスト軸受用の第1および第2のリテーナ6A、7Aの外端には、ラジアル軸受用の第3のリテーナ部分8a、8bが形成されており、これらのリテーナ部分8a、8bによって、コロ5のスラスト方向の位置が規定されている。

本例の複合転がり軸受1Aを用いても、上記の複合転がり軸受1を用いる場合と同様な作用効果が得られる。

なお、転動体として円柱状のコロを用いているが、他の形状の転動体を用いることも可能である。

本発明の複合転がり軸受では、スラスト軸受用の第1および第2のリテーナの端に、ラジアル軸受用の第3のリテーナ部分を形成してある。したがって、従来のように、軌道輪の軌道面に、ラジアル軸受用の転動体のスラスト方向の位置決めを行うための円環状凹部を形成する必要がない。

リテーナによってラジアル軸受用の転動体が保持されており、リテーナの回転速度は転動体の公転速度に近い。よって、軌道面に形成した円環状凹部に転動体を保持する場合に比べて、転動体に作用する滑り摩擦抵抗を小さくすることができる。また、ラジアル軸受用の軌道面に円環状凹部を追加工する必要がないので、製造が容易になる。

本発明に係る複合転がり軸受の断面図である。 図1の複合転がり軸受の分解斜視図である。 (a)〜(c)は、リテーナの別の例を示す部分平面展開図、b−b線で切断した部分の断面図およびc−c線で切断した部分の断面図である。 複合転がり軸受の別の形態を示す断面図である。 従来の複合転がり軸受の断面図である。

符号の説明

1、1A 複合転がり軸受、2 外輪(第1の軌道輪)
2a、2b 端面、2c 円形内周面
2A 外輪(第2の軌道輪)、2d 第1の受け面
2e 第2の受け面、2f 第3の受け面
3 内輪(第2の軌道輪)、3a 第1の受け面
3b 第2の受け面、3c 第3の受け面
3A 内輪(第1の軌道輪)、3d、3e 端面
3f 円形外周面、4 コロ、5 コロ
6、6A、7、7A リテーナ、8a、8b リテーナ部分
9 第1の円環状部材、10 第2の円環状部材
11 第3の円環状部材、17 円環状端板部分
18 円形内周板部分、24 第1の円環状部材
25 第2の円環状部材、26 第3の円環状部材

Claims (12)

  1. 円形内周面(2c)、および当該円形内周面(2c)の両端に連続している端面部分(2a、2b)を備え、前記円形内周面(2c)が、一方の前記端面部分(2a)から他方の前記端面部分(2b)に至るまで同一内径である第1の軌道輪(2)と、
    一方の前記端面部分(2a)に所定間隔で対峙している第1の受け面(3a)、他方の前記端面部分(2b)に所定間隔で対峙している第2の受け面(3b)、および前記円形内周面(2c)に所定間隔で対峙している第3の受け面(3c)を備えた溝形断面部分が形成され、前記第3の受け面(3c)が、前記第1の受け面(3a)から前記第2の受け面(3b)に至るまで同一外径の円形外周面によって規定されている第2の軌道輪(3)と、
    一方の前記端面部分(3a)と前記第1の受け面(2a)によって規定されるスラスト軸受用の第1の円環状軌道に挿入されたスラスト軸受用の複数個の第1の転動体(4)と、
    他方の前記端面部分(3b)と前記第2の受け面(2b)によって規定されるスラスト軸受用の第2の円環状軌道に挿入されたスラスト軸受用の複数個の第2の転動体(4)と、
    前記円形内周面(2c)と前記第3の受け面(3c)によって規定されるラジアル軸受用の第3の円環状軌道に挿入されたラジアル軸受用の複数個の第3の転動体(5)と、
    前記第1の転動体(4)を、転動自在の状態で、前記第1の円環状軌道内に保持しているスラスト軸受用の第1のリテーナ(6)と、
    前記第2の転動体(4)を、転動自在の状態で、前記第2の円環状軌道内に保持しているスラスト軸受用の第2のリテーナ(7)と、
    前記第1のリテーナ(6)および前記第2のリテーナ(7)の端から前記第3の円環状軌道内に延び、前記第3の転動体(5)を転動自在の状態で当該軌道内に保持しているラジアル軸受用の第3のリテーナ部分(8a、8b)とを有している複合転がり軸受(1)
  2. 請求項1において、
    前記第2の軌道輪は、
    前記第1の受け面が形成された端面を備えた第1の円環状部材と、
    前記第2の受け面が形成された端面を備えた第2の円環状部材と、
    前記第1の円環状部材と前記第2の円環状部材の間に同軸状態に挟まれ、前記第3の受け面が形成された円形外周面を備えた第3の円環状部材とから構成されている複合転がり軸受。
  3. 請求項1において、
    前記第1および第2のリテーナは、円周方向に沿って一定の角度間隔で前記第1および第2の転動体を回転自在の状態で保持している保持穴を備えている複合転がり軸受。
  4. 請求項1において、
    前記第1のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分の先端面と、前記第2のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分の先端面との間に、前記第3の転動体が保持されている複合転がり軸受。
  5. 請求項1において、
    前記第1のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分および前記第2のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分は着脱可能な状態で相互に連結されており、これらの間には、円周方向に沿って一定の角度間隔で前記第3の転動体を回転自在の状態で保持している保持穴が形成されている複合転がり軸受。
  6. 請求項1において、
    前記第1、第2および第3の転動体は円柱状のコロである複合転がり軸受。
  7. 円形外周面(3f)、および当該円形外周面(3f)の両端に連続している端面部分(3d、3e)を備え、前記円形外周面(3f)が、一方の前記端面部分(3d)から他方の前記端面部分(3e)に至るまで同一外径である第1の軌道輪(3A)と、
    一方の前記端面部分(3d)に所定間隔で対峙している第1の受け面(2d)、他方の前記端面部分(3e)に所定間隔で対峙している第2の受け面(2e)、および前記円形外周面(3f)に所定間隔で対峙している第3の受け面(2f)を備えた溝形断面部分が形成され、前記第3の受け面(2f)が、前記第1の受け面(2d)から前記第2の受け面(2e)に至るまで同一内径の円形内周面によって規定されている第2の軌道輪(2A)と、
    一方の前記端面部分(3d)と前記第1の受け面(2d)によって規定されるスラスト軸受用の第1の円環状軌道に挿入されたスラスト軸受用の複数個の第1の転動体(4)と、
    他方の前記端面部分(3e)と前記第2の受け面(2e)によって規定されるスラスト軸受用の第2の円環状軌道に挿入されたスラスト軸受用の複数個の第2の転動体(4)と、
    前記円形外周面(3f)と前記第3の受け面(2f)によって規定されるラジアル軸受用の第3の円環状軌道に挿入されたラジアル軸受用の複数個の第3の転動体(5)と、
    前記第1の転動体(4)を、転動自在の状態で、前記第1の円環状軌道内に保持しているスラスト軸受用の第1のリテーナ(6)と、
    前記第2の転動体(5)を、転動自在の状態で、前記第2の円環状軌道内に保持しているスラスト軸受用の第2のリテーナ(7)と、
    前記第1のリテーナ(6)および前記第2のリテーナ(7)の端から前記第3の円環状軌道内に延び、前記第3の転動体(5)を転動自在の状態で当該軌道内に保持しているラジアル軸受用の第3のリテーナ部分(7a、8a)とを有している複合転がり軸受(1A)
  8. 請求項7において、
    前記第2の軌道輪は、
    前記第1の受け面が形成された端面を備えた第1の円環状部材と、
    前記第2の受け面が形成された端面を備えた第2の円環状部材と、
    前記第1の円環状部材と前記第2の円環状部材の間に同軸状態に挟まれ、前記第3の受け面が形成された円形内周面を備えた第3の円環状部材とから構成されている複合転がり軸受。
  9. 請求項7において、
    前記第1および第2のリテーナは、円周方向に沿って一定の角度間隔で前記第1および第2の転動体を回転自在の状態で保持している保持穴を備えている複合転がり軸受。
  10. 請求項7において、
    前記第1のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分の先端面と、前記第2のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分の先端面との間に、前記第3の転動体が保持されている複合転がり軸受。
  11. 請求項7において、
    前記第1のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分および前記第2のリテーナに形成されている前記第3のリテーナ部分は着脱可能な状態で相互に連結されており、これらの間には、円周方向に沿って一定の角度間隔で前記第3の転動体を回転自在の状態で保持している保持穴が形成されている複合転がり軸受。
  12. 請求項7において、
    前記第1、第2および第3の転動体は円柱状のコロである複合転がり軸受。
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