JP6602459B2 - 複列円筒コロ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、加工および組み立てが容易な高剛性の複列円筒コロ軸受に関する。

高剛性の円筒コロ軸受としては、特許文献１、２に記載されている複列アンギュラ円筒コロ軸受が知られている。複列アンギュラ円筒コロ軸受では、内外輪の間に２条のコロ軌道が形成されており、コロ軌道のそれぞれには、同一方向に４５度の角度で傾斜配置した円筒コロが転動可能な状態で挿入されている。一方のコロ軌道に挿入されている円筒コロと、他方のコロ軌道に挿入されている円筒コロの間においては、それらの傾斜方向が逆となっており、相互のコロ中心軸線が直交している。

複列アンギュラ円筒コロ軸受は、その軸受中心軸線に平行な方向に沿って作用するアキシャル荷重および軸受半径方向に沿って作用するラジアル荷重の双方を受けることができる。また、同一外径のクロスローラ軸受などに比べて、高剛性で負荷容量の大きいベアリングを実現できる。

特開平５−４４７２０号公報 国際公開第２００９／０２００８７号

複列アンギュラ円筒コロ軸受においては、内外輪に形成されるコロ軌道を規定している外輪側軌道面および内輪側軌道面が、軸受中心軸線に対して４５度傾斜している。したがって、２条のコロ軌道に円筒コロを挿入した状態では、左右のコロ軌道に挿入されている円筒コロは、外輪側軌道面および内輪側軌道面によって軸受中心軸線の方向から挟まれる。すなわち、２列の円筒コロは、それらの軸受中心軸線の方向の相対位置が拘束される。

したがって、円筒コロを挿入して内外輪を組み付けた状態において、一対の内輪側軌道面と一対の外輪側軌道面のそれぞれは、軸受中心軸線の方向において精度良く対峙している必要がある。このためには、内外輪の軌道面間の軸受中心軸線の方向のずれを、円筒コロのコロ径のバラツキレベルである数μｍ以内に収める必要がある。よって、内外輪の加工および組み付けを、高い精度で行う必要があり、製造コストも上昇する。

また、内外輪の加工誤差などに起因して、内輪側軌道面と外輪側軌道面との間の軸受中心軸線の方向のずれが、数μｍを超えてしまうと、軸受を組み立てることが困難になる、無理な力が軌道面あるいは円筒コロに掛かる、軌道面と円筒コロの転動面との間の摺動部分等の摩擦トルクが大きくなる、軸受性能の変動が大きくなる等の問題が発生する。

従来においては、このような問題を回避するために、同サイズのクロスローラベアリングの場合に比べて小径の円筒コロを採用している。このため、軸受の定格荷重が小さい。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、加工および組み立てが容易な高剛性の複列円筒コロ軸受を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の複列円筒コロ軸受では、一方の円筒コロ軸受にクロスローラ軸受を採用し、他方の円筒コロ軸受に平行円筒コロ軸受を採用している。クロスローラ軸受の側の円筒コロと、平行円筒コロ軸受の側の円筒コロとの間では、軸受中心軸線の方向の相対位置が拘束されない。

よって、内外輪の加工・組み立ての精度を円筒コロの公差レベルに上げる必要がなく、加工および組み立てが容易になり、コストダウンを図ることができる。また、内外輪の加工・組み立て誤差に起因する摩擦トルクの増加、軸受性能の変動などを抑制できる。さらに、円筒コロのサイズを下げる必要がないので、強度の低下を抑制できる。

本発明を適用した複列円筒コロ軸受を示す半断面図である。

以下に、図１を参照して本発明を適用した複列円筒コロ軸受の実施の形態を説明する。複列円筒コロ軸受１は、外輪２および内輪３と、外輪２および内輪３の間において、軸受中心軸線１ａの方向の一方の側に形成されているクロスローラ軸受部１０および他方の側に形成されている平行円筒コロ軸受部２０とを備えている。以下の説明においては、クロスローラ軸受部１０に配列されている円筒コロを第１の円筒コロ１１と呼び、平行円筒コロ軸受部２０に配列されている円筒コロを第２の円筒コロ２１と呼ぶ。

クロスローラ軸受部１０では、外輪２の円形内周面にＶ形軌道溝１２が形成されている。Ｖ形軌道溝１２は、軸受中心軸線１ａに対して４５度の角度で逆向きに傾斜し、相互に直交する傾斜軌道面１３、１４によって規定されている。同様に、内輪３の円形外周面にＶ形軌道溝１５が形成されている。Ｖ形軌道溝１５は、軸受中心軸線１ａに対して４５度の角度で逆向きに傾斜し、相互に直交する傾斜軌道面１６、１７によって規定されている。

第１の円筒コロ１１は、傾斜軌道面１３、１４、１６、１７に沿って、コロ中心軸線が交互に直交する状態に配列されている。一方の側に傾斜している第１の円筒コロ１１（コロ中心軸線が一点鎖線１１ａの方向に延びる第1の円筒コロ）は、傾斜軌道面１４、１６に沿って転動する。他方の側に傾斜している第１の円筒コロ１１（コロ中心軸線が一点鎖線１１ｂの方向に延びている第１の円筒コロ）は、傾斜軌道面１３、１７に沿って転動する。

平行円筒コロ軸受部２０では、外輪２の円形内周面に一定深さの矩形軌道溝２２が形成されている。矩形軌道溝２２の溝底面に、軸受中心軸線１ａに平行な平行軌道面２３が形成されている。同様に、内輪３の円形外周面に一定深さの矩形軌道溝２４が形成されており、矩形軌道溝２４の溝底面に、軸受中心軸線１ａに平行な平行軌道面２５が形成されている。第２の円筒コロ２１は、一対の平行軌道面２３、２５に沿って、それらのコロ中心軸線２１ａが軸受中心軸線１ａに平行な状態に配列されている。

クロスローラ軸受部１０は、総コロ形のクロスローラ軸受、あるいは、各第１の円筒コロ１１を一定の間隔に保持するためのリテーナ（図示せず）を備えたクロスローラ軸受とすることができる。同様に、平行円筒コロ軸受部２０は、総コロ形の円筒コロ軸受、あるいは、各第２の円筒コロ２１を一定の間隔に保持するためのリテーナ（図示せず）を備えた円筒コロ軸受とすることができる。

本例の平行円筒コロ軸受部２０においては、外輪２および内輪３に形成されている矩形軌道溝２２、２４は、外輪２および内輪３の端面２ａ、３ａに開口している。内輪３の円環状端面３ａには、一定厚さの円環状のコロ押さえ４（リテーナ押さえ）が取り付けられている。コロ押さえ４の外周縁部分４ａは、内輪３の矩形軌道溝２４における端面３ａに露出している溝開口２４ａの半径方向の内周側の部分を覆っている。コロ押さえ４によって、第２の円筒コロ２１（あるいはリテーナ）が矩形軌道溝２２、２４から軸受中心軸線１ａの方向に抜け出ることを防止している。

また、クロスローラ軸受部１０においては、組み付け状態において、外輪２および内輪３の間は軸受中心軸線１ａの方向に微与圧の状態とされる。これに対して、平行円筒コロ軸受部２０においては、第２の円筒コロ２１の外周面と、平行軌道面２３あるいは平行軌道面２５との間に、半径方向に微小な隙間（ラジアル隙間）が形成されるようになっている。すなわち、第２の円筒コロ２１の外径寸法に比べて、組み付け状態における外輪側の平行軌道面２３と内輪側の平行軌道面２５との間の間隔がわずかに大きくなるように設定されている。

クロスローラ軸受部１０はラジアル荷重、アキシャル荷重およびモーメント荷重を負担でき、平行円筒コロ軸受部２０はラジアル荷重およびモーメント荷重を負担できる。本例においては、上記のように、平行円筒コロ軸受部２０における第２の円筒コロ２１と平行軌道面２３あるいは２５との間にはラジアル隙間が形成される。したがって、荷重分担は主としてクロスローラ軸受部１０によって行われる。すなわち、軽荷重時には主としてクロスローラ軸受部１０が作用荷重を受ける。ラジアル荷重、モーメント荷重が大きい重荷重時には、クロスローラ軸受部１０の部分が変形して、平行円筒コロ軸受部２０においてもラジアル荷重、モーメント荷重を分担する。

この構成の複列円筒コロ軸受１では、クロスローラ軸受部１０において、第１の円筒コロ１１は、内外輪に形成されているＶ形軌道溝１２、１５を規定している傾斜軌道面１３、１４、１６、１７によって軸受中心軸線１ａの方向の位置が拘束される。これに対して、平行円筒コロ軸受部２０の第２の円筒コロ２１は、内外輪に形成されている平行軌道面２３、２５に沿って軸受中心軸線１ａの方向には移動可能であり、軸受中心軸線１ａの方向には拘束されない。このため、第１、第２の円筒コロ１１、２１の軸受中心軸線１ａの方向の相対位置関係が固定されない（図１におけるコロ中心間距離Ｄが固定されない）。内外輪に形成されるＶ形軌道溝１２、１５および矩形軌道溝２２、２４の軸受中心軸線１ａの方向の寸法公差は、第１、第２の円筒コロ１１、２１に要求される寸法公差と同一程度にする必要がなくなり、一般公差でよい。

よって、加工および組み立てが容易な高剛性の軸受を廉価に実現できる。また、組み付け状態において、第１、第２の円筒コロ１１、２１に不要な力が作用することが防止あるいは抑制され、摺動部分の摩擦トルクが低減され、軸受性能が安定化する。さらに、加工・組み立ての容易性、摩耗トルクの低減などのために、使用する第１、第２の円筒コロのサイズを下げる必要もない。

Claims (2)

1. 外輪および内輪と、
   前記外輪および前記内輪の間において、軸受中心軸線の方向の一方の側に形成されているクロスローラ軸受部および他方の側に形成されている平行円筒コロ軸受部と、
   前記クロスローラ軸受部に配列されている複数個の第１の円筒コロと、
   前記平行円筒コロ軸受部に配列されている複数個の第２の円筒コロと、
   を有しており、
   前記クロスローラ軸受部では、前記外輪および前記内輪のそれぞれにＶ形軌道溝が形成されており、前記Ｖ形軌道溝のそれぞれは、前記軸受中心軸線に対して４５度の角度で逆向きに傾斜し、相互に直交する傾斜軌道面によって規定されており、前記第１の円筒コロは、前記傾斜軌道面に沿って、それらのコロ中心軸線が交互に直交する状態に配列されており、
   前記平行円筒コロ軸受部では、前記外輪および前記内輪のそれぞれに矩形軌道溝が形成されており、前記矩形軌道溝のそれぞれの溝底面に、前記軸受中心軸線に平行な平行軌道面が形成されており、前記第２の円筒コロは、前記平行軌道面に沿って、それらのコロ中心軸線が軸受中心軸線に平行な状態に配列されており、
   前記クロスローラ軸受部では、組み付け状態において、前記外輪および前記内輪の間は軸受中心軸線の方向に与圧が与えられた状態とされており、
   前記平行円筒コロ軸受部の前記第２の円筒コロの外周面と前記平行軌道面の間にはラジアル隙間が形成されている複列円筒コロ軸受。
2. 請求項１において、
   前記外輪および前記内輪における前記平行円筒コロ軸受部の側の端面には、前記矩形軌道溝が開口しており、
   前記内輪の前記端面には、前記矩形軌道溝から前記第２の円筒コロが前記軸受中心軸線の方向に抜け出ることを防止するためのコロ押さえが取り付けられている複列円筒コロ軸受。

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