JP5180869B2

JP5180869B2 - 一対のアンギュラローラ軸受

Info

Publication number: JP5180869B2
Application number: JP2009038230A
Authority: JP
Inventors: 章山本; 光拡田村
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: KR20100095374A; TW201031831A; KR101163993B1; JP2010190408A; DE102010008550A1; CN101813135A; TWI390123B; CN101813135B

Description

本発明は、一対のアンギュラローラ軸受に関する。

特許文献１の図１では、クロスローラ軸受が組み込まれている減速機が開示されている。

また、同文献の図４では、アンギュラローラ軸受が組み込まれている減速機が開示されている。

特開２００３−７４６４６号公報（図１、図４）

前記クロスローラ軸受とアンギュラローラ軸受は、機能的、構造的に別個のものであり、内外輪の形状も異なっているため、それぞれ個別に設計・製造されていた。そのため、生産コストが高くなっていた。

本発明は、クロスローラ軸受及びアンギュラローラ軸受を製造する場合の部品点数を低減し、低コストにクロスローラ軸受にも転用可能な一対のアンギュラローラ軸受を提供することを課題とする。

本発明は、クロスローラ軸受を形成可能な一対のアンギュラローラ軸受であって、前記クロスローラ軸受は、内輪と外輪との間に転動体を有しており、前記内輪と外輪の双方が該内輪と外輪の転動面で囲まれる空間の中心を通り被支持体の軸方向と垂直な面に沿ってそれぞれ分割された第１、第２内外輪で構成されると共に、前記第１、第２内外輪が前記転動面で囲まれる空間の中心を中心として点対称の断面形状とされているクロスローラ軸受であり、当該クロスローラ軸受の前記第１、第２内外輪のうち、前記転動面が対向する一対の内輪と外輪により内輪と外輪が構成され、且つそれぞれが前記転動体と同一形状の転動体を備えることにより、上記課題を解決したものである。

クロスローラ軸受に関し、内輪と外輪の双方が、該内輪と外輪の転動面で囲まれる空間の中心を通り被支持体の軸方向と垂直な面に沿ってそれぞれ分割された第１、第２内外輪で構成されるようにした。この結果、このクロスローラ軸受の対向する内外輪と転動体を使ってアンギュラローラ軸受を製造できるので当該軸受の製造コストを低減することができる。また、このクロスローラ軸受は、被支持体の寸法短縮が必要な場合には、内輪・外輪及び転動体の部品をクロスローラ軸受として用い、被支持体の剛性や容量を向上させる必要がある場合には、上記の部品により一対のアンギュラローラ軸受として用いることができる。

即ち、本発明によれば、クロスローラ軸受の内外輪及び転動体を一対のアンギュラローラ軸受に転用し、共通する少ない部品構成で前記被支持体の剛性、組み込みスペース等の要求される仕様に合わせて低コストに前記両軸受を使い分けることができる。

本発明により、クロスローラ軸受及びアンギュラローラ軸受を製造する場合の部品点数を低減し、低コストでクロスローラ軸受に転用可能な一対のアンギュラ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係る一対のアンギュラローラ軸受と、形成可能なクロスローラ軸受の縦断面図図１のクロスローラ軸受の内外輪の組み合せを示す概略断面図図１のクロスローラ軸受を組み込んだ減速機の縦断面図図１のクロスローラ軸受を一対のアンギュラローラ軸受として組み込んだ減速機の縦断面図図４に示す減速機Ｇ１のＡ部拡大図図５に示す減速機Ｇ２のＢ部拡大図

以下、本発明の実施形態の一例を図１に基づいて説明する。

まず、本発明の実施形態の一例に係る一対のアンギュラローラ軸受をベースにして転用したクロスローラ軸受１４について説明する。図１（ａ）は、クロスローラ軸受１４の縦断面図を示す。

クロスローラ軸受１４は、外輪１４Ｏｒと、内輪１４Ｉｒと、該外輪１４Ｏｒと内輪１４Ｉｒとの間に配置されたローラ（転動体）２５とを有する。

外輪１４Ｏｒの内周の軸方向中央には、該外輪１４Ｏｒ自身の内側に向けて互いに直交する転動面２１Ａ、２２Ａが形成されている。内輪１４Ｉｒの外周の軸方向中央には、該内輪１４Ｉｒ自身の内側に向けて互いに直交する転動面２３Ａ、２４Ａが形成されている。

外輪１４Ｏｒは、外輪１４Ｏｒと内輪１４Ｉｒの転動面２１Ａ〜２４Ａで囲まれる空間２６の中心２６Ａを通り、該クロスローラ軸受１４の内周側に挿入されて支持される被支持体（図示略）の軸方向Ｘと垂直な面Ｐに沿って第１、第２外輪２１、２２の２つに分割されている。第１、第２外輪２１、２２は、その軸方向Ｘと平行な断面（図１に現れている断面）において、正方形の１つの頂点を４５度にカットした面が、前記転動面２１Ａ、２２Ａとされた形状を有している。

内輪１４Ｉｒは、外輪１４Ｏｒと内輪１４Ｉｒの転動面２１Ａ〜２４Ａで囲まれる空間２６の中心２６Ａを通り、被支持体（図示略）の軸方向Ｘと垂直な面Ｐに沿って第１、第２内輪２３、２４の２つに分割されている。第１、第２内輪２３、２４も、その軸方向Ｘと平行な断面（図１に現れている断面）において、正方形の１つの頂点を４５度にカットした面が、前記転動面２３Ａ、２４Ａとされた形状を有している。

即ち、第１、第２外輪２１、２２及び第１、第２内輪２３、２４は、それぞれの軸方向Ｘと平行な断面が、転動面２１Ａ〜２４Ａで囲まれる空間２６の中心２６Ａを中心として点対称の形状とされている。

ローラ（転動体）２５は、直径と高さ（転動体２５の軸方向長さ）が同一（厳密には直径の方が高さより僅かだけ小さい）の円筒形で構成され、１個おきに９０度向きを変えて組み込まれている。

次に、このクロスローラ軸受１４を一対のアンギュラローラ軸受１６、１８として活用する場合について図１（ｂ）を用いて説明する。なお、図１（ｂ）では、図１（ａ）のクロスローラ軸受１４の部品と対応する部品（同一の部品）については同一の番号を付している。

一方のアンギュラローラ軸受１６は、図１（ａ）のクロスローラ軸受１４の第１、第２内外輪２１〜２４のうち、前記転動面２１Ａ、２４Ａが対向する第１外輪２１及び第２内輪２４と、ローラ２５とで構成される。ローラ２５は、クロスローラ軸受１４を構成していたローラ２５と同一のものがすべて同じ向き（斜め軸方向Ｚ１と直角の向き）に組み込まれている。

もう一方のアンギュラローラ軸受１８は、図１（ａ）のクロスローラ軸受１４の第１、第２内外輪２１〜２４のうち、前記転動面２２Ａ、２３Ａが対向する第２外輪２２及び第１内輪２３と、ローラ２５とで構成される。ローラ２５は、クロスローラ軸受１４を構成していたローラ２５と同一のものがすべて同じ向き（斜め軸方向Ｚ２と直角の向き）に組み込まれている。

上述したクロスローラ軸受１４と一対のアンギュラローラ軸受１６、１８の部品の兼用により、両軸受１４、（１６、１８）の部品点数を削減し、低コストにクロスローラ軸受１４及びアンギュラローラ軸受１６、１８を提供することができる。また、内輪２３、２４と外輪２１、２２の転動面２１Ａ〜２４Ａで囲まれる空間２６の中心２６Ａを通り被支持体の軸方向Ｘと垂直な面Ｐに沿ってそれぞれ分割された第１、第２内外輪２１〜２４と転動体２５とによりクロスローラ軸受１４を製造し、第１、第２内外輪２１〜２４のうち、転動面２１Ａ〜２４Ａが対向する一対の内輪２４、２３と外輪２１、２２と転動体２５とによりアンギュラローラ軸受１６、１８を製造することを特徴とするクロスローラ軸受１４とアンギュラローラ軸受１６、１８の製造方法を確立することができる。

以下で、クロスローラ軸受１４を構成する第１、第２内外輪２１〜２４の形状の組合せについて説明する。

図２には、クロスローラ軸受１４の第１、第２内外輪２１〜２４の組み合せ例に係る概略断面図を示す。

図２に示すサンプル（ａ）〜（ｇ）について説明する。

図２（ａ）では、第１、第２内外輪２１ａ〜２４ａの断面形状における半径方向の長さｌ２が、軸方向の長さｌ１より長い形状となっている。また、第１、第２外輪２１ａ、２２ａの外側角部が丸み（Ｒ）を帯びていることを特徴とする。

図２（ｂ）では、内外輪２１ｂ〜２４ｂの断面形状における軸方向の長さｌ３が、半径方向の長さｌ４より長い形状となっている。また、第１、第２外輪２１ｂ、２２ｂの外側角部が丸みを帯びていることを特徴とする。

図２（ｃ）では、図２（ｂ）と同様に第２内外輪２２ｃ、２４ｃにおける軸方向の長さｌ３が、半径方向の長さｌ４より長い形状となっている。また、第１、第２外輪２１ｃ、２２ｃの外側角部が丸みを帯びていることを特徴とする。しかし、第１内外輪２１ｃ、２３ｃの軸方向の長さｌ５が、第２内外輪２２ｃ、２４ｃの軸方向の長さｌ３より長いことで実施形態（ｂ）と異なる。

図２（ｄ）では、クロスローラ軸受１４の軸方向の長さが、（第１外輪２１ｄの軸方向の長さｌ７）＜（第２内外輪２２ｄ、２４ｄの軸方向の長さｌ６）＜（第１内輪２３ｄの軸方向の長さｌ５）の関係にある。また、第１、第２外輪２１ｄ、２２ｄの外側角部が丸みを帯びていることを特徴とする。

図２（ｅ）では、クロスローラ軸受１４の軸方向の長さが、（第１内輪２３ｅの軸方向の長さｌ７）＜（第２内外輪２２ｅ、２４ｅの軸方向の長さｌ６）＜（第１外輪２１ｅの軸方向の長さｌ５）の関係にある。また、第１、第２外輪２１ｅ、２２ｅの外側角部が丸みを帯びていることを特徴とする。

図２（ｆ）では、第１内輪２３ｆにおける半径方向の長さｌ８は、軸方向の長さｌ７より長い。その他の内外輪２１ｆ、２２ｆ、２４ｆは、半径方向の長さｌ７と軸方向の長さｌ７がともに同一である。また、第１、第２外輪２１ｆ、２２ｆの外側角部が丸みを帯びていることを特徴とする。

図２（ｇ）では、第１外輪２１ｇにおける半径方向の長さｌ８は、軸方向の長さｌ７より長い。第２外輪２２ｇ、第１、第２内輪２３ｇ、２４ｇの半径方向の長さｌ７と軸方向の長さｌ７がともに同一である。また、第１、第２外輪２１ｇ、２２ｇの外側角部が丸みを帯びていることを特徴とする。

このように、クロスローラ軸受１４ａ〜１４ｇのそれぞれの第１、第２内外輪２１ａ〜２４ａ、２１ｂ〜２４ｂ、…、２１ｇ〜２４ｇの大きさや形状は、クロスローラ軸受１４ａ〜１４ｇ（あるいは、該クロスローラ軸受の部品を使用して構成されるアンギュラローラ軸受）が減速機等に組み込まれるときの周辺の部材との関係で、適宜に変更されてよい。ただし、これらのクロスローラ軸受１４ａ〜１４ｇを一対のアンギュラローラ軸受（図示略）として転用することを可能とするために、それぞれの第１、第２内外輪２１ａ〜２４ａ、２１ｂ〜２４ｂ、…、２１ｇ〜２４ｇは、いずれもそれぞれの内輪と外輪の転動面で囲まれる空間２６ａ〜２６ｇの中心２６Ａａ〜２６Ａｇを通り、被支持体の軸方向Ｘと垂直な面Ｐａ〜Ｐｇに沿って分割されていることが必要である。

これにより、図示はしないが、各クロスローラ軸受１４ａ〜１４ｇは、転動面が対向する第１外輪２１ａ〜２１ｇ及び第２内輪２４ａ〜２４ｇを含むアンギュラローラ軸受として転用できる。また、同じクロスローラ軸受１４ａ〜１４ｇを、転動面が対向するもう一方の第２外輪２２ａ〜２２ｇ及び第１内輪２３ａ〜２３ｇを含むアンギュラローラ軸受として転用できる。

次に、図１で示したクロスローラ軸受１４またはアンギュラローラ軸受１６、１８を減速機Ｇ１、Ｇ２に組み込んだ例について説明する。

図３に、クロスローラ軸受１４が組み込まれた減速機Ｇ１の縦断面図を示す。

減速機Ｇ１のクランク軸（入力軸）４１には、位相差１２０°の３つの偏心体４２（４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ）が一体に形成されている。クランク軸４１は一対の軸受５５、５６を介してキャリヤ４８及びケーシング５０に回転自在に支持されている。

各偏心体４２には、ころ４３（４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ）を介して３つの遊星歯車４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）が取り付けられている。この遊星歯車４０は、内歯歯車４４にそれぞれ内接噛合している。

なお、内歯歯車４４は、ケーシング５０の内周側に一体的に組み込まれた構成とされている。

遊星歯車４０には、軸方向に複数の内ローラ孔４５（４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ）が形成され、内ローラ４６及び内ピン４７が挿入されている。この内ピン４７は、その軸方向の一端側においてキャリヤ４８と連結されている。キャリヤ４８は、クロスローラ軸受１４によりケーシング５０に対して回転支持されている（後に図５を用いて詳述）。

上述した構成により、各遊星歯車４０の揺動成分は、各々の遊星歯車４０の内ローラ孔４５と内ローラ４６との遊嵌によって吸収され、内歯歯車４４を固定したときの遊星歯車４０の自転成分相当の回転をキャリヤ４８から取り出すことができる。また、遊星歯車４０の自転を規制したときの内歯歯車４４の回転を出力として取り出すこともできる。

次に、図１で示したアンギュラローラ軸受１６、１８を組み込んだ減速機Ｇ２を図４に示す。

クランク軸２４１に連結された遊星歯車２４０の端には、第１、第２キャリヤ２４８（２４８Ａ、２４８Ｂ）が備えられている。

このクランク軸２４１は、一対の軸受２５５、２５６によりキャリヤ２４８に対して回転自在に支持されている。また、このキャリヤ２４８は、一対のアンギュラローラ軸受１６、１８によりケーシング２５０に対して回転自在に支持されている（後に図６を用いて詳述）。

その他の構成については、前記クロスローラ軸受１４を用いた減速機Ｇ１の構造（図３）と基本的に同一であるため、図３と対応する部分（機能的に同様の部分）に下２桁が同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。

ここで、前記減速機Ｇ１、Ｇ２に組み込んだクロスローラ軸受１４、アンギュラローラ軸受１６、１８について拡大図（図５、図６）を用いてより詳細に説明する。

図５には、図３のＶで囲んだ部分の拡大図を示し、図６には、図４のＶＩで囲んだ部分の拡大図を示す。

なお、図５、６では、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すクロスローラ軸受１４、アンギュラローラ軸受１６、１８の部品と対応する同一の部品を同一の番号で示す。

図５に示すキャリヤ（被支持体）４８を支持するクロスローラ軸受１４は、第１、第２内輪２３、２４と第１、第２外輪２１、２２との間にローラ２５を有する。

第１、第２内輪２３、２４と第１、第２外輪２１、２２の双方が、該内・外輪の転動面２１Ａ〜２４Ａで囲まれる空間２６の中心を通りキャリヤ（被支持体）４８の軸方向Ｘと垂直な面Ｐに沿ってそれぞれ分割された第１、第２内外輪２１〜２４で構成される。

この第１、第２内外輪２１〜２４は、転動面２１Ａ〜２４Ａで囲まれる空間２６の中心を中心として点対称の断面形状である。

図６に示すアンギュラローラ軸受１６の内外輪は、上記のクロスローラ軸受１４の第１、第２内外輪２１〜２４のうち、キャリヤ（被支持体）２４８Ａ、２４８Ｂの軸方向断面において転動面２１ａ、２４ａが対向する第１外輪２１と第２内輪２４同士により構成される。

アンギュラローラ軸受１８の内外輪も同様に、クロスローラ軸受１４の第１、第２内外輪２１〜２４のうち、転動面２２ａ、２３ａが対向する第１内輪２３と第２外輪２２同士により構成される。

それぞれの内外輪２１〜２４の転動面２１Ａ〜２４Ａの間には、クロスローラ軸受１４に用いたローラ２５と同一形状のローラ２５が介在される。

以上のことから、クロスローラ軸受１４の内外輪２１〜２４及びローラ２５をアンギュラローラ軸受１６、１８に転用することができる。

即ち、クロスローラ軸受１４及びアンギュラローラ軸受１６、１８を製造する場合の部品点数を低減し、低コストにクロスローラ軸受１４及びアンギュラローラ軸受１６、１８を提供することができる。また、両軸受１４、（１６、１８）の部品を兼用する製造方法も確立することができる。

これにより、減速機Ｇ１の寸法短縮が必要な場合には、クロスローラ軸受１４として使用することができる。また、減速機Ｇ２の剛性や容量を向上させる必要がある場合には、一対のアンギュラローラ軸受１６、１８として組み合わせて使用することができる。

１４…クロスローラ軸受
１４Ｏｒ…外輪
１４Ｉｒ…内輪
１６、１８…アンギュラローラ軸受
２１、２２…第１、第２外輪
２３、２４…第１、第２内輪
２１Ａ〜２４Ａ…転動面
２５…ローラ（転動体）
２６…空間
２６Ａ…空間の中心
Ｘ…軸方向
Ｐ…軸方向と垂直な面

Claims

クロスローラ軸受を形成可能な一対のアンギュラローラ軸受であって、
前記クロスローラ軸受は、内輪と外輪との間に転動体を有しており、前記内輪と外輪の双方が該内輪と外輪の転動面で囲まれる空間の中心を通り被支持体の軸方向と垂直な面に沿ってそれぞれ分割された第１、第２内外輪で構成されると共に、前記第１、第２内外輪が前記転動面で囲まれる空間の中心を中心として点対称の断面形状とされているクロスローラ軸受であり、
当該クロスローラ軸受の前記第１、第２内外輪のうち、前記転動面が対向する一対の内輪と外輪により内輪と外輪が構成され、且つそれぞれが前記転動体と同一形状の転動体を備える
ことを特徴とする一対のアンギュラローラ軸受。