JP6387254B2 - Bearing device and roll device - Google Patents

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Description

本発明は、球面軸受に関し、特にロールを非接触で支持するロール装置の軸受装置に好適な球面軸受に関する。   The present invention relates to a spherical bearing, and more particularly to a spherical bearing suitable for a bearing device of a roll device that supports a roll in a non-contact manner.

球面を備えた支持対象を、この球面によって定義される球体の中心に対して回動自在に支持する球面軸受が知られている。例えば、特許文献1には、シャフトを保持するための挿入孔が形成された内部保持具(支持対象)の凸球面状滑り面(支持対象面)が一様なTiAlN化合物の薄膜層で形成され、外部保持具(球面軸受)の凹球面状滑り面(軸受面)がポリテトラフルオロエチレン系ライナーで形成された軸受装置が開示されている。外部保持具が内部保持具をこの内部保持具の凸球面状滑り面によって定義される球体の中心に対して回動自在に支持することにより、この内部保持部に挿入穴に挿入されたシャフトが傾斜かつ回転自在に保持される。   There is known a spherical bearing that supports a support object having a spherical surface so as to be rotatable with respect to a center of a sphere defined by the spherical surface. For example, in Patent Document 1, the convex spherical sliding surface (support target surface) of the internal holder (support target) in which the insertion hole for holding the shaft is formed is formed of a thin film layer of a uniform TiAlN compound. A bearing device in which a concave spherical sliding surface (bearing surface) of an external holder (spherical bearing) is formed of a polytetrafluoroethylene-based liner is disclosed. The outer holder supports the inner holder in a rotatable manner with respect to the center of the sphere defined by the convex spherical sliding surface of the inner holder, so that the shaft inserted into the insertion hole is inserted into the inner holder. Inclined and rotatably held.

また、テープ、シート、フィルム等の搬送に、ロールおよびロールの両端を回転自在に支持する一対の軸受装置を備えたロール装置が用いられている。このようなロール装置において、ロールの両端部を支持する一対の軸受装置として、特許文献1に記載の球面軸受を用いた軸受装置が好適である。特許文献1に記載の球面軸受を用いた軸受装置は、内部保持部の挿入穴に挿入されたロールのシャフトを傾斜かつ回転自在に保持するため、軸受装置間の設置位置のずれ、ロールの撓み等を吸収することができる。   Moreover, the roll apparatus provided with a pair of bearing apparatus which supports the both ends of a roll and a roll rotatably is used for conveyance of a tape, a sheet | seat, a film, etc. In such a roll device, a bearing device using a spherical bearing described in Patent Document 1 is suitable as a pair of bearing devices that support both ends of the roll. Since the bearing device using the spherical bearing described in Patent Document 1 holds the shaft of the roll inserted into the insertion hole of the internal holding portion in an inclined and rotatable manner, the displacement of the installation position between the bearing devices and the deflection of the roll Etc. can be absorbed.

特開2005−30492号公報JP 2005-30492 A

しかしながら、特許文献1に記載の軸受装置において、球面軸受である外部保持具は滑り軸受であり、軸受面である凹球面状滑り面が支持対象である内部保持部の支持対象面である凸球面状滑り面と摺接する。このため、外部保持具の凹球面状滑り面と支持対象の凸球面状滑り面との間に摩擦力が発生し、ロールの円滑な回転を阻害する。   However, in the bearing device described in Patent Document 1, the external holder that is a spherical bearing is a sliding bearing, and a concave spherical sliding surface that is a bearing surface is a convex spherical surface that is a support target surface of an internal holding portion that is a support target. In sliding contact with the sliding surface. For this reason, a frictional force is generated between the concave spherical sliding surface of the external holder and the convex spherical sliding surface to be supported, thereby hindering smooth rotation of the roll.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、支持対象を傾斜かつ回転自在に非接触で支持可能な軸受装置、およびこの軸受装置を用いたロール装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is supported available-bearing device in inclination and rotatably non-contact support object, and to provide a roll apparatus using the bearing device is there.

上記課題を解決するために、本発明の軸受装置では、凹球面状軸受面を多孔質焼結層で形成し、この多孔質焼結層に圧縮気体を供給することにより、圧縮気体を凹球面状軸受面の全面から噴出させる一対の球面軸受により、外周面に凸球面状支持対象面が形成された球面ブッシュ非接触で支持するとともに、この球面ブッシュにシャフトが挿入されることにより、シャフトを傾斜かつ回転自在に保持する。 In order to solve the above problems, in the bearing device of the present invention, the concave spherical bearing surface is formed of a porous sintered layer, and the compressed gas is supplied to the porous sintered layer, whereby the compressed gas is supplied to the concave spherical surface. A spherical bush having a convex spherical support target surface formed on the outer peripheral surface thereof is supported in a non-contact manner by a pair of spherical bearings ejected from the entire surface of the cylindrical bearing surface, and the shaft is inserted into the spherical bush so that the shaft Is held tilted and rotatable.

例えば、本発明の軸受装置は、シャフトを支持する軸受装置であって、
前記シャフトに装着され、外周面に凸球面状支持対象面が形成された球面ブッシュと、
前記球面ブッシュの前記凸球面状支持対象面と対面する凹球面状軸受面を有し、前記球面ブッシュを非接触で支持する一対球面軸受と、を備え
前記一対の球面軸受は、
それぞれの前記凹球面状軸受面が同じ球体の球面を構成するように互いに対面し、
それぞれ、
前記凸球面状支持対象面と対面する前記凹球面状軸受面を有する多孔質焼結層と、
前記多孔質焼結層に圧縮気体を供給する通気路が形成された前記多孔質焼結層の台金と、を有し、
前記台金には、貫通穴が形成されており、
前記多孔質焼結層は、前記台金の貫通穴の内壁面上に形成されており、
前記球面ブッシュは、
前記一対の球面軸受の前記凹球面状軸受面間に配置されている。
For example, the bearing device of the present invention is a bearing device that supports a shaft,
A spherical bush mounted on the shaft and having a convex spherical support target surface formed on the outer peripheral surface;
A concave spherical bearing surface that faces the convex spherical support target surface of the spherical bush, and a pair of spherical bearings that support the spherical bush in a non-contact manner ,
It said pair of ball surface bearings,
The concave spherical bearing surfaces face each other so as to form a spherical surface of the same sphere,
Each,
A porous sintered layer having the concave spherical bearing surface facing the convex spherical support target surface;
A base metal of the porous sintered layer in which a ventilation path for supplying compressed gas to the porous sintered layer is formed, and
A through hole is formed in the base metal,
The porous sintered layer is formed on the inner wall surface of the through hole of the base metal,
The spherical bush is
The pair of spherical bearings are disposed between the concave spherical bearing surfaces.

また、本発明のロール装置では、ロールに連結されたシャフトを前記軸受装置の球面ブッシュの挿入穴に挿入して、ロールを非接触で傾斜かつ回転自在に保持する。   Moreover, in the roll apparatus of this invention, the shaft connected with the roll is inserted in the insertion hole of the spherical bush of the said bearing apparatus, and a roll is hold | maintained so that inclination and rotation are possible without contact.

例えば、本発明のロール装置は、ロールを非接触で支持するロール装置であって、
前記ロールに連結されたシャフトと、
前記シャフトを支持する前記軸受装置と、を備える。
For example, the roll device of the present invention is a roll device that supports a roll in a non-contact manner,
A shaft coupled to the roll;
And the bearing device for supporting the shaft.

本発明によれば、凹球面状軸受面を多孔質焼結層で形成し、この多孔質焼結層に圧縮気体を供給して、圧縮気体を凹球面状軸受面の全面から噴出させることにより、凹球面状軸受面と対面する凸球面状支持対象面を有する支持対象を非接触で支持することができる。このため、凹球面状軸受面と凸球面状支持対象面との間に摩擦力は発生せず、支持対象の円滑な回転を実現できる。したがって、支持対象にシャフトを保持させることにより、シャフトを傾斜かつ回転自在に保持することができ、ロールを非接触で支持するロール装置の軸受装置に好適な球面軸受を提供できる。   According to the present invention, the concave spherical bearing surface is formed of a porous sintered layer, compressed gas is supplied to the porous sintered layer, and the compressed gas is ejected from the entire surface of the concave spherical bearing surface. The support target having the convex spherical support target surface facing the concave spherical bearing surface can be supported in a non-contact manner. For this reason, no frictional force is generated between the concave spherical bearing surface and the convex spherical support target surface, and smooth rotation of the support target can be realized. Therefore, by holding the shaft on the object to be supported, the shaft can be held in an inclined and rotatable manner, and a spherical bearing suitable for a bearing device of a roll device that supports the roll in a non-contact manner can be provided.

図1は、本発明の一実施の形態に係るロール装置1の一部省略かつ一部断面とした正面図である。FIG. 1 is a front view in which a part of a roll apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is omitted and partially cut. 図2は、図1に示すロール装置1の側面図である。FIG. 2 is a side view of the roll apparatus 1 shown in FIG. 図3は、ロール2の一部省略した正面図である。FIG. 3 is a front view in which a part of the roll 2 is omitted. 図4(A)は、軸受装置3の平面図であり、図4(B)は、図4(A)に示す軸受装置のA−A断面図である。4A is a plan view of the bearing device 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA of the bearing device shown in FIG. 4A. 図5(A)は、円筒ブッシュ5が装着された球面ブッシュ4の平面図であり、図5(B)は、図5(A)に示す円筒ブッシュ5が装着された球面ブッシュ4のB−B断面図である。FIG. 5A is a plan view of the spherical bush 4 to which the cylindrical bush 5 is attached, and FIG. 5B is a B− of the spherical bush 4 to which the cylindrical bush 5 shown in FIG. 5A is attached. It is B sectional drawing. 図6(A)は、第一球面軸受6aの平面図であり、図6(B)は、図6(A)に示す第一球面軸受6aのC−C断面図である。6A is a plan view of the first spherical bearing 6a, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the first spherical bearing 6a shown in FIG. 図7(A)は、第二球面軸受6bの平面図であり、図7(B)は、図7(A)に示す第二球面軸受6bのD−D断面図である。FIG. 7A is a plan view of the second spherical bearing 6b, and FIG. 7B is a DD cross-sectional view of the second spherical bearing 6b shown in FIG. 7A. 図8(A)は、ハウジング7の正面図であり、図8(B)は、図8(A)に示すハウジング7のE−E断面図である。8A is a front view of the housing 7, and FIG. 8B is an EE cross-sectional view of the housing 7 shown in FIG. 8A. 図9は、図1のF部拡大図であり、軸受装置3への給気中におけるロール2の支持状態を模式的に示した図である。FIG. 9 is an enlarged view of the F part in FIG. 1, and is a diagram schematically showing a support state of the roll 2 during supply of air to the bearing device 3.

以下、本発明の一実施の形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.

図1は、本実施の形態に係るロール装置1の一部省略かつ一部断面とした正面図であり、図2は、図1に示すロール装置1の側面図である。   FIG. 1 is a front view in which a part of the roll device 1 according to the present embodiment is omitted and partially cut away, and FIG. 2 is a side view of the roll device 1 shown in FIG.

図示するように、本実施の形態に係るロール装置1は、ロール2と、ロール2を支持する一対の軸受装置3と、各軸受装置3を保持する一対のハウジング7と、各軸受装置3の各ハウジング7からの抜け落ちを防止する一対のストッパ8と、を備えている。   As illustrated, the roll device 1 according to the present embodiment includes a roll 2, a pair of bearing devices 3 that support the roll 2, a pair of housings 7 that hold the respective bearing devices 3, and each bearing device 3. And a pair of stoppers 8 for preventing the housing 7 from falling off.

図3は、ロール2の一部省略した正面図である。   FIG. 3 is a front view in which a part of the roll 2 is omitted.

図示するように、ロール2は、テープ、シート、フィルム等の被搬送物を搬送するためのロール本体20と、ロール本体20の両端面22に一体的に形成されたシャフト21と、を備えている。シャフト21は、ロール本体20と同軸に、ロール本体20の両端面22から突出するように形成されている。シャフト21は、根元部(ロール本体20の端面22との連結部分)23が先端部24よりも大径の段付きシャフトとなっており、このため、シャフト21の根元部23と先端部24との連結部分には段差面25が形成されている。   As shown in the figure, the roll 2 includes a roll body 20 for transporting a transported object such as a tape, a sheet, and a film, and shafts 21 integrally formed on both end faces 22 of the roll body 20. Yes. The shaft 21 is formed so as to protrude from both end faces 22 of the roll body 20 coaxially with the roll body 20. The shaft 21 is a stepped shaft having a root portion (connecting portion with the end surface 22 of the roll body 20) 23 having a diameter larger than that of the tip portion 24. For this reason, the root portion 23 and the tip portion 24 of the shaft 21 A stepped surface 25 is formed at the connecting portion.

図4(A)は、軸受装置3の平面図であり、図4(B)は、図4(A)に示す軸受装置のA−A断面図である。   4A is a plan view of the bearing device 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA of the bearing device shown in FIG. 4A.

図示するように、軸受装置3は、ロール2のシャフト21の先端部24が摺動自在に挿入される円筒ブッシュ5が装着された球面ブッシュ4と、球面ブッシュ5を非接触で支持する第一球面軸受6aおよび第二球面軸受6bと、を備えている。   As shown in the drawing, the bearing device 3 includes a spherical bush 4 to which a tip end 24 of a shaft 21 of a roll 2 is slidably inserted and a spherical bush 4 that is mounted in a non-contact manner. A spherical bearing 6a and a second spherical bearing 6b are provided.

図5(A)は、円筒ブッシュ5が装着された球面ブッシュ4の平面図であり、図5(B)は、図5(A)に示す円筒ブッシュ5が装着された球面ブッシュ4のB−B断面図である。   FIG. 5A is a plan view of the spherical bush 4 to which the cylindrical bush 5 is attached, and FIG. 5B is a B− of the spherical bush 4 to which the cylindrical bush 5 shown in FIG. 5A is attached. It is B sectional drawing.

図示するように、球面ブッシュ4は、円筒ブッシュ5が装着された貫通穴40を有する。なお、本実施の形態では、二つの円筒ブッシュ5が球面ブッシュ4の貫通穴40に装着されているが、少なくとも一つの円筒ブッシュ5が球面ブッシュ4の貫通穴40に装着されていればよい。また、球面ブッシュ4の外周面41には、貫通穴40の軸心O上の任意の点(好ましくは貫通穴40の中央に位置する軸心O上の点)を中心とする球体の一部を構成する凸球面状支持対象面42が形成されている。   As illustrated, the spherical bush 4 has a through hole 40 in which the cylindrical bush 5 is mounted. In this embodiment, the two cylindrical bushes 5 are mounted in the through holes 40 of the spherical bush 4, but it is sufficient that at least one cylindrical bush 5 is mounted in the through holes 40 of the spherical bush 4. Further, on the outer peripheral surface 41 of the spherical bush 4, a part of a sphere centering on an arbitrary point on the axis O of the through hole 40 (preferably a point on the axis O located at the center of the through hole 40). A convex spherical support target surface 42 is formed.

円筒ブッシュ5の内周面50には、滑り軸受面51が形成されている。滑り軸受面51は、円筒ブッシュ5に挿入されたロール2のシャフト21の先端部24の外周面26と摺接する。   A sliding bearing surface 51 is formed on the inner peripheral surface 50 of the cylindrical bush 5. The sliding bearing surface 51 is in sliding contact with the outer peripheral surface 26 of the distal end portion 24 of the shaft 21 of the roll 2 inserted into the cylindrical bush 5.

図6(A)は、第一球面軸受6aの平面図であり、図6(B)は、図6(A)に示す第一球面軸受6bのC−C断面図である。   6A is a plan view of the first spherical bearing 6a, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the first spherical bearing 6b shown in FIG. 6A taken along the line C-C.

図示するように、第一球面軸受6aは、多孔質焼結層60aと、多孔質焼結層60aの台金(バックメタル)61aと、を備えている。   As shown in the figure, the first spherical bearing 6a includes a porous sintered layer 60a and a base metal (back metal) 61a of the porous sintered layer 60a.

台金61aは、円板状に形成されており、内壁614aに環状溝615aが形成された円錐台状の貫通穴610aを備えている。この貫通穴610aの小径開口側に位置する台金61aの端面である小径開口側端面611aには、この貫通穴610aの大径開口側に位置する台金61aの端面である大径開口側端面612aを貫く座繰り貫通穴613aが等間隔に複数形成されている。また、台金61aには、小径開口側端面611aから貫通穴610aの内壁614aに形成された環状溝615aおよび大径開口側端面612aに繋がる通気路616aが形成されている。   The base 61a is formed in a disc shape and includes a truncated cone-shaped through hole 610a in which an annular groove 615a is formed in the inner wall 614a. A small diameter opening side end surface 611a which is an end surface of the base metal 61a located on the small diameter opening side of the through hole 610a has a large diameter opening side end surface which is an end surface of the base metal 61a located on the large diameter opening side of the through hole 610a. A plurality of counterbore through holes 613a penetrating 612a are formed at equal intervals. Further, the metal base 61a is formed with an annular groove 615a formed in the inner wall 614a of the through hole 610a from the small diameter opening side end surface 611a and a ventilation path 616a connected to the large diameter opening side end surface 612a.

多孔質焼結層60aは、台金61aの貫通穴610aの内壁614a上に形成されており、多孔質焼結層60aの表面600aには、第一球面軸受6aおよび第二球面軸受6bによって非接触で支持される球面ブッシュ4の外周面41に形成された凸球面状支持対象面42を構成する球体と同心の球体(凸球面状支持対象面42を構成する球体よりも僅かに大径の球体)の一部を構成する凹球面状軸受面601aが形成されている。この凹球面状軸受面601aは、例えば、円錐台状に形成された貫通穴610aの内壁614a上に多孔質焼結層60aを均一な厚さで形成し、この多孔質焼結層60aの表面600aを切削加工することにより形成される。   The porous sintered layer 60a is formed on the inner wall 614a of the through hole 610a of the base metal 61a, and the surface 600a of the porous sintered layer 60a is not covered by the first spherical bearing 6a and the second spherical bearing 6b. A sphere that is concentric with the sphere that forms the convex spherical support target surface 42 formed on the outer peripheral surface 41 of the spherical bush 4 supported by contact (slightly larger in diameter than the sphere that forms the convex spherical support target surface 42) A concave spherical bearing surface 601a constituting a part of a sphere) is formed. The concave spherical bearing surface 601a is formed, for example, by forming a porous sintered layer 60a with a uniform thickness on an inner wall 614a of a through hole 610a formed in a truncated cone shape, and the surface of the porous sintered layer 60a. It is formed by cutting 600a.

図7(A)は、第二球面軸受6bの平面図であり、図7(B)は、図7(A)に示す第二球面軸受6bのD−D断面図である。   FIG. 7A is a plan view of the second spherical bearing 6b, and FIG. 7B is a DD cross-sectional view of the second spherical bearing 6b shown in FIG. 7A.

図示するように、第二球面軸受6bも、第一球面軸受6aと同様、多孔質焼結層60bと、多孔質焼結層60bの台金(バックメタル)61bと、を備えている。   As illustrated, the second spherical bearing 6b also includes a porous sintered layer 60b and a base metal (back metal) 61b of the porous sintered layer 60b, like the first spherical bearing 6a.

台金61bは、台金61aと略同径の円板状に形成されており、内壁614bに環状溝615bが形成された円錐台状の貫通穴610bを備えている。この貫通穴610bの大径開口側に位置する台金61bの端面である大径開口側端面612bにおいて、第一球面軸受6aの台金61aの大径開口側端面612aにおける各座繰り貫通穴613aに対応する位置には、座繰り貫通穴613aに挿入されたボルト8と螺合するネジ穴613bが形成されている。また、台金61bの大径開口側端面612bにおいて、第一球面軸受6aの台金61aの大径開口側端面612aにおける通気路616aに対応する位置には、貫通穴610bの内壁614bに形成された環状溝615bに繋がる通気路616bが形成されている。   The base 61b is formed in a disk shape having substantially the same diameter as the base 61a, and includes a truncated cone-shaped through hole 610b in which an annular groove 615b is formed in the inner wall 614b. In the large-diameter opening side end surface 612b, which is the end surface of the base metal 61b located on the large-diameter opening side of the through hole 610b, each countersink through-hole 613a in the large-diameter opening side end surface 612a of the base metal 61a of the first spherical bearing 6a. A screw hole 613b that is screwed into the bolt 8 inserted into the counterbore through hole 613a is formed at a position corresponding to. Further, in the large diameter opening side end surface 612b of the base metal 61b, the inner wall 614b of the through hole 610b is formed at a position corresponding to the air passage 616a in the large diameter opening side end surface 612a of the base metal 61a of the first spherical bearing 6a. An air passage 616b connected to the annular groove 615b is formed.

多孔質焼結層60bは、台金61bの貫通穴610bの内壁614b上に形成されており、多孔質焼結層60bの表面600bには、第一球面軸受6aの多孔質焼結層60aの表面600aに形成された凹球面状軸受面601aとともに、第一球面軸受6aおよび第二球面軸受6bによって非接触で支持される球面ブッシュ4の外周面41に形成された凸球面状支持対象面42を構成する球体と同心の球体(凸球面状支持対象面42を構成する球体よりも僅かに大径の球体)の一部を構成する凹球面状軸受面601bが形成されている。この凹球面状軸受面601bは、例えば、円錐台状に形成された貫通穴610bの内壁614b上に多孔質焼結層60bを均一な厚さで形成し、この多孔質焼結層60bの表面600bを切削加工することにより形成される。   The porous sintered layer 60b is formed on the inner wall 614b of the through hole 610b of the base metal 61b, and the surface 600b of the porous sintered layer 60b has the porous sintered layer 60a of the first spherical bearing 6a. The convex spherical support target surface 42 formed on the outer peripheral surface 41 of the spherical bush 4 supported in a non-contact manner by the first spherical bearing 6a and the second spherical bearing 6b together with the concave spherical bearing surface 601a formed on the surface 600a. Concave spherical bearing surface 601b that forms part of a spherical body that is concentric with the spherical body that constitutes (a spherical body that is slightly larger in diameter than the spherical body that constitutes the convex spherical surface to be supported 42) is formed. The concave spherical bearing surface 601b is formed, for example, by forming a porous sintered layer 60b with a uniform thickness on an inner wall 614b of a through hole 610b formed in a truncated cone shape, and the surface of the porous sintered layer 60b. It is formed by cutting 600b.

円筒ブッシュ5が装着された球面ブッシュ4の外周面41に形成された凸球面状支持対象面42が、第一球面軸受6aの多孔質焼結層60aの表面600aに形成された凹球面状軸受面601aおよび第二球面軸受6bの多孔質焼結層60bの表面600bに形成された凹球面状軸受面601bのそれぞれと対面するように、第一球面軸受6aと第二球面軸受6bとの間にこの球面ブッシュ4を挟み込み、第一球面軸受6aの大径開口側端面612aと第二球面軸受6bの大径開口側端面612bとを重ね合わせて、第一球面軸受6aの台金61aに形成された座繰り貫通穴613aにボルト8を挿入して、第二球面軸受6bの台金61bに形成されたネジ穴613bにボルト8を螺合させ、第一球面軸受6aおよび第二球面軸受6bを連結することにより、軸受装置3は、図4に示すように組み立てられる。   A concave spherical bearing in which the convex spherical support target surface 42 formed on the outer peripheral surface 41 of the spherical bush 4 to which the cylindrical bush 5 is mounted is formed on the surface 600a of the porous sintered layer 60a of the first spherical bearing 6a. Between the first spherical bearing 6a and the second spherical bearing 6b so as to face each of the concave spherical bearing surface 601b formed on the surface 601a and the surface 600b of the porous sintered layer 60b of the second spherical bearing 6b. The spherical bush 4 is sandwiched between the large spherical opening side end surface 612a of the first spherical bearing 6a and the large spherical opening side end surface 612b of the second spherical bearing 6b so that they are formed on the base metal 61a of the first spherical bearing 6a. The bolt 8 is inserted into the countersunk through hole 613a, and the bolt 8 is screwed into the screw hole 613b formed in the base 61b of the second spherical bearing 6b, and the first spherical bearing 6a and the second spherical bearing 6b. Concatenate The Rukoto, the bearing device 3 is assembled as shown in FIG.

図8(A)は、ハウジング7の正面図であり、図8(B)は、図8(A)に示すハウジング7のE−E断面図である。   8A is a front view of the housing 7, and FIG. 8B is an EE cross-sectional view of the housing 7 shown in FIG. 8A.

ハウジング7には、一方の面71から他方の面72に貫通した軸受装置3保持用の貫通穴70と、一方の面71側に形成されたストッパ8取付用のネジ穴73と、が形成されている。ハウジング7の貫通穴70は、軸受装置3抜け止め用の段差74を有する段付き穴であり、円環状のストッパ8の内径より大径の大径部75を有する。軸受装置3を、ハウジング7の一方の面71から貫通穴70に挿入して、この段差74と当接させることにより貫通穴70の大径部75に収容するとともに、ハウジング7の一方の面71にストッパ8を配置し、このストッパ8を介してボルト92をストッパ8取付用のネジ穴73に螺合させて、ストッパ8をハウジング7の一方の面71に取り付けることにより、貫通穴70の大径部75に収容された軸受装置3はハウジング7に固定される。   The housing 7 is formed with a through hole 70 for holding the bearing device 3 penetrating from one surface 71 to the other surface 72 and a screw hole 73 for attaching the stopper 8 formed on the one surface 71 side. ing. The through hole 70 of the housing 7 is a stepped hole having a step 74 for preventing the bearing device 3 from coming off, and has a large diameter portion 75 larger in diameter than the inner diameter of the annular stopper 8. The bearing device 3 is inserted into the through hole 70 from one surface 71 of the housing 7 and brought into contact with the step 74 to be accommodated in the large diameter portion 75 of the through hole 70, and at the same time, the one surface 71 of the housing 7. The stopper 8 is disposed on the stopper 8, the bolt 92 is screwed into the screw hole 73 for attaching the stopper 8 through the stopper 8, and the stopper 8 is attached to the one surface 71 of the housing 7. The bearing device 3 accommodated in the diameter portion 75 is fixed to the housing 7.

以上のようにしてハウジング7に固定された軸受装置3の円筒ブッシュ5には、ロール2のシャフト21の先端部24が挿入される。ロール2のロール本体20の両端面22から突出したシャフト21のそれぞれの先端部24がハウジング7に固定された軸受装置3の円筒ブッシュ5に挿入されることにより、ロール2は、図1に示すように一対の軸受装置3によって支持される。   The tip 24 of the shaft 21 of the roll 2 is inserted into the cylindrical bush 5 of the bearing device 3 fixed to the housing 7 as described above. The respective ends 24 of the shaft 21 projecting from the both end faces 22 of the roll body 20 of the roll 2 are inserted into the cylindrical bush 5 of the bearing device 3 fixed to the housing 7, whereby the roll 2 is shown in FIG. In this way, it is supported by the pair of bearing devices 3.

つぎに、上記構成のロール装置1において、軸受装置3への給気中におけるロール2の支持状態を説明する。   Next, in the roll device 1 having the above-described configuration, the support state of the roll 2 during supply of air to the bearing device 3 will be described.

図9は、図1のF部拡大図であり、軸受装置3への給気中におけるロール2の支持状態を模式的に示した図である。   FIG. 9 is an enlarged view of the F part in FIG. 1, and is a diagram schematically showing a support state of the roll 2 during supply of air to the bearing device 3.

図示するように、ロール装置1において、ポンプ(不図示)から、軸受装置3の第一球面軸受6a内に形成された通気路616aに圧縮気体が供給されると、第一球面軸受6aの台金61aの貫通穴610aの内壁614aに形成された環状溝615aを介して、多孔質焼結層60aの凹球面状軸受面601aから圧縮気体が均一に放出される。また、第一球面軸受6aの台金61a内に形成された通気路616aに供給された圧縮気体は、軸受装置3の第二球面軸受6bの台金61b内に形成された通気路616bに供給され、第二球面軸受6bの台金61bの貫通穴610bの内壁614bに形成された環状溝615bを介して、多孔質焼結層60bの凹球面状軸受面601bから均一に放出される。その結果、第一球面軸受6aの多孔質焼結層60aの凹球面状軸受面601aおよび第二球面軸受6bの多孔質焼結層60bの凹球面状軸受面601bと、球面ブッシュ4の凸球面状支持対象面42との間の隙間Δtに圧縮気体膜が形成される。これにより、第一球面軸受6aおよび第二球面軸受6bは、この圧縮気体膜を介して球面ブッシュ4を、球面ブッシュ4の凸球面状支持対象面42によって定義される球体の中心に対して回動自在に非接触で支持する。このため、球面ブッシュ4の貫通穴40に装着された円筒ブッシュ5に挿入されたロール2のシャフト21は、傾斜かつ回転自在に保持される。また、第一球面軸受6aの多孔質焼結層60aの凹球面状軸受面601aおよび第二球面軸受6bの多孔質焼結層60bの凹球面状軸受面601bと、球面ブッシュ40の凸球面状支持対象面42との間に摩擦力は発生せず、ロール2の円滑な回転を実現できる。   As shown in the figure, in the roll device 1, when compressed gas is supplied from a pump (not shown) to the air passage 616a formed in the first spherical bearing 6a of the bearing device 3, the base of the first spherical bearing 6a. The compressed gas is uniformly discharged from the concave spherical bearing surface 601a of the porous sintered layer 60a through the annular groove 615a formed in the inner wall 614a of the through hole 610a of the gold 61a. The compressed gas supplied to the air passage 616a formed in the metal base 61a of the first spherical bearing 6a is supplied to the air passage 616b formed in the metal base 61b of the second spherical bearing 6b of the bearing device 3. Then, it is uniformly discharged from the concave spherical bearing surface 601b of the porous sintered layer 60b through the annular groove 615b formed in the inner wall 614b of the through hole 610b of the base 61b of the second spherical bearing 6b. As a result, the concave spherical bearing surface 601a of the porous sintered layer 60a of the first spherical bearing 6a, the concave spherical bearing surface 601b of the porous sintered layer 60b of the second spherical bearing 6b, and the convex spherical surface of the spherical bush 4 are obtained. A compressed gas film is formed in the gap Δt with the surface to be supported 42. As a result, the first spherical bearing 6a and the second spherical bearing 6b rotate the spherical bush 4 through the compressed gas film with respect to the center of the sphere defined by the convex spherical support target surface 42 of the spherical bush 4. Support in a non-contact manner. For this reason, the shaft 21 of the roll 2 inserted into the cylindrical bush 5 mounted in the through hole 40 of the spherical bush 4 is held so as to be inclined and rotatable. Further, the concave spherical bearing surface 601a of the porous sintered layer 60a of the first spherical bearing 6a, the concave spherical bearing surface 601b of the porous sintered layer 60b of the second spherical bearing 6b, and the convex spherical shape of the spherical bush 40 are provided. A friction force is not generated between the support target surface 42 and the roll 2 can be smoothly rotated.

また、球面ブッシュ4の貫通穴40に装着された円筒ブッシュ5の内周面50には滑り軸受面51が形成されており、ロール2のシャフト21の先端部24の外周面26が円筒ブッシュ5の滑り軸受面51と摺接するので、ロール2の撓み等によるシャフト21のスラスト方向の変動を許容することができ、これにより、ロール2のより円滑な回転を実現できる。   Further, a sliding bearing surface 51 is formed on the inner peripheral surface 50 of the cylindrical bush 5 mounted in the through hole 40 of the spherical bush 4, and the outer peripheral surface 26 of the tip 24 of the shaft 21 of the roll 2 is formed on the cylindrical bush 5. Therefore, the shaft 21 can be allowed to vary in the thrust direction due to the bending of the roll 2, and thereby the roll 2 can be rotated more smoothly.

以上、本発明の一実施の形態について説明した。   The embodiment of the present invention has been described above.

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, Many deformation | transformation are possible within the range of the summary.

例えば、上記の実施の形態において、円筒ブッシュ5を省略してもよい。この場合、球面ブッシュ4の貫通穴40の内壁に滑り軸受面を形成して、この滑り軸受面とロール2のシャフト21の先端部24の外周面26とを摺接させることが好ましい。なお、ロール2の尺が短く、このためロール2の撓み等によるシャフト21のスラスト方向の変動を考慮する必要がない場合には、球面ブッシュ4の貫通穴40の内壁に滑り軸受面を形成することなく、シャフト21をこの貫通穴40に挿入して、球面ブッシュ4をシャフト21に装着させてもよい。   For example, in the above embodiment, the cylindrical bush 5 may be omitted. In this case, it is preferable that a sliding bearing surface is formed on the inner wall of the through hole 40 of the spherical bush 4 and the sliding bearing surface is brought into sliding contact with the outer peripheral surface 26 of the tip 24 of the shaft 21 of the roll 2. When the length of the roll 2 is short and, therefore, it is not necessary to consider the change in the thrust direction of the shaft 21 due to the bending of the roll 2 or the like, a sliding bearing surface is formed on the inner wall of the through hole 40 of the spherical bush 4. Instead, the spherical bush 4 may be attached to the shaft 21 by inserting the shaft 21 into the through hole 40.

また、上記の実施の形態では、軸受装置3をロール装置1に用いた場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の軸受装置は、回転体を傾斜かつ回転自在に非接触で支持する装置に広く適用できる。また、上記の実施の形態では、第一球面軸受6aおよび第二球面軸受6bを軸受装置3に用いた場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の球面軸受は、凸球面状支持対象面を有する支持対象を非接触で支持するものであればよい。   In the above embodiment, the case where the bearing device 3 is used for the roll device 1 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The bearing device of the present invention can be widely applied to devices that support a rotating body in an inclined and rotatable manner without contact. In the above embodiment, the case where the first spherical bearing 6a and the second spherical bearing 6b are used in the bearing device 3 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The spherical bearing of this invention should just support the support target which has a convex spherical surface support target surface in non-contact.

1:ロール装置、 2:ロール、 3:軸受装置、 4:球面ブッシュ、 5:円筒ブッシュ、 6a:第一球面軸受、 6b:第二球面軸受、 7:ハウジング、 8:ストッパ、 20:ロール本体、 21:シャフト、 22:ロール本体の端面、 23:シャフトの根元部、 24:シャフトの先端部、 25:シャフトの段差面、 26:シャフトの先端部の外周面、 40:球面ブッシュの貫通穴、 41:球面ブッシュの外周面、 42:凸球面状支持対象面、 50:円筒ブッシュの内周面、 51:滑り軸受面、 60a、60b:多孔質焼結層、 61a、61b:台金、 70:ハウジングの貫通穴、 71、72:ハウジングの面、 73:ネジ穴、 74:ハウジングの貫通穴の段差、 75:ハウジングの貫通穴の大径部、 600a、600b:多孔質焼結層の表面、 601a、601b:凹球面状軸受面、 610a、610b:台金の貫通穴、 611a、611b:小径開口側端面、 612a、612b:大径開口側端面、 613a:座繰り貫通穴、 613b:ネジ穴、 614a、614b:台金の貫通穴の内壁、 615a、615b:環状溝、 616a、616b:通気路
1: Roll device, 2: Roll, 3: Bearing device, 4: Spherical bush, 5: Cylindrical bush, 6a: First spherical bearing, 6b: Second spherical bearing, 7: Housing, 8: Stopper, 20: Roll body 21: shaft, 22: end face of roll body, 23: shaft root, 24: tip of shaft, 25: stepped surface of shaft, 26: outer peripheral surface of tip of shaft, 40: through hole of spherical bush 41: outer peripheral surface of spherical bush, 42: convex spherical support target surface, 50: inner peripheral surface of cylindrical bush, 51: sliding bearing surface, 60a, 60b: porous sintered layer, 61a, 61b: base metal, 70: Housing through-hole 71, 72: Housing surface 73: Screw hole 74: Step difference in housing through-hole 75: Large diameter portion of housing through-hole 600a, 600b: Porous 601a, 601b: concave spherical bearing surface, 610a, 610b: through hole of base metal, 611a, 611b: end surface on the small diameter opening side, 612a, 612b: end surface on the large diameter opening side, 613a: counterbore Through hole, 613b: Screw hole, 614a, 614b: Inner wall of through hole of base metal, 615a, 615b: annular groove, 616a, 616b: air passage

Claims (6)

シャフトを支持する軸受装置であって、
前記シャフトに装着され、外周面に凸球面状支持対象面が形成された球面ブッシュと、
前記球面ブッシュの前記凸球面状支持対象面と対面する凹球面状軸受面を有し、前記球面ブッシュを非接触で支持する一対球面軸受と、を備え、
前記一対の球面軸受は、
それぞれの前記凹球面状軸受面が同じ球体の球面を構成するように互いに対面し、
それぞれ、
前記凸球面状支持対象面と対面する前記凹球面状軸受面を有する多孔質焼結層と、
前記多孔質焼結層に圧縮気体を供給する通気路が形成された前記多孔質焼結層の台金と、を有し、
前記台金には、貫通穴が形成されており、
前記多孔質焼結層は、前記台金の貫通穴の内壁面上に形成されており、
前記球面ブッシュは、
前記一対の球面軸受の前記凹球面状軸受面間に配置されている
ことを特徴とする軸受装置。
A bearing device for supporting a shaft,
A spherical bush mounted on the shaft and having a convex spherical support target surface formed on the outer peripheral surface;
A concave spherical bearing surface that faces the convex spherical support target surface of the spherical bush, and a pair of spherical bearings that support the spherical bush in a non-contact manner,
It said pair of ball surface bearings,
The concave spherical bearing surfaces face each other so as to form a spherical surface of the same sphere,
Each,
A porous sintered layer having the concave spherical bearing surface facing the convex spherical support target surface;
A base metal of the porous sintered layer in which a ventilation path for supplying compressed gas to the porous sintered layer is formed, and
A through hole is formed in the base metal,
The porous sintered layer is formed on the inner wall surface of the through hole of the base metal,
The spherical bush is
The bearing device is disposed between the concave spherical bearing surfaces of the pair of spherical bearings.
請求項に記載の軸受装置であって、
前記台金の前記貫通穴の内壁面は、円錐台状に形成されている
ことを特徴とする軸受装置
The bearing device according to claim 1 ,
An inner wall surface of the through hole of the base metal, the bearing apparatus being characterized in that it is formed in a truncated cone shape.
請求項に記載の軸受装置であって、
前記凹球面状軸受面は、
前記台金の貫通穴の円錐台状の内壁面上に形成された前記多孔質焼結層の表面を加工することにより形成されている
ことを特徴とする軸受装置
The bearing device according to claim 2 ,
The concave spherical bearing surface is:
A bearing device , wherein the bearing device is formed by processing a surface of the porous sintered layer formed on a frustoconical inner wall surface of the through hole of the base metal.
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の軸受装置であって、
前記球面ブッシュは、
前記シャフトを装着するための挿入孔の内壁に、前記シャフトの外周面と摺接する軸受面を有する
ことを特徴とする軸受装置。
The bearing device according to any one of claims 1 to 3 ,
The spherical bush is
A bearing device having a bearing surface in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft on an inner wall of an insertion hole for mounting the shaft.
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の軸受装置であって、
前記球面ブッシュは、
前記シャフトを装着するための挿入孔に挿入された円筒ブッシュを有し、
前記シャフトは、
前記円筒ブッシュに挿入されている
ことを特徴とする軸受装置。
The bearing device according to any one of claims 1 to 3 ,
The spherical bush is
A cylindrical bush inserted into an insertion hole for mounting the shaft;
The shaft is
The bearing device is inserted into the cylindrical bush.
ロールを非接触で支持するロール装置であって、
前記ロールに連結されたシャフトと、
前記シャフトを支持する請求項ないしのいずれか一項に記載の軸受装置と、を備える
ことを特徴とするロール装置。
A roll device for supporting a roll in a non-contact manner,
A shaft coupled to the roll;
Roll apparatus characterized in that it comprises a bearing device according to any one of claims 1 to 5 for supporting the shaft.
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