JPH03199712A - 複合軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は複数の内輪と複数の外輪とによって構成した複
合軸受に関するものである。

〈従来の技術〉 機械フレーム等に回転軸を装着する際に滑り軸受或いは
転がり軸受を用いることが一般に行われている。

前記転がり軸受としては、内輪と外輪との間にポール、
ローラ、ニードル等の転勤部材を設けたボールベアリン
グ、ローラベアリング　ニードルヘアリング等の種類が
あり、また内輪に嵌合した軸に作用する荷重の支持方式
に応じてラジアル軸受、スラスト軸受等の種類がある。

これ等の転がり軸受は、多くの機種が規格化されている
ため、機械を設計する際には最も適したものを選択して
用いている。

前記滑り軸受としては、鋼、鋳鉄１ｗＡ等の支持体上に
ホワイトメタル層を積層して構成したものや、含油合金
を積層し或いは埋設して構成したものがある。またスリ
ーブ状に形成した砲金２合成樹脂等によって構威したも
のもある。通常滑り軸受は、ラジアル荷重を支承するた
めの軸受、或いはスラスト荷重を支承するための軸受が
夫々別個に規格化されている。

〈発明が解決しようとした課則〉 上記従来の軸受に於いて、軸に作用するラジアル荷重が
大きい場合、或いは軸が片持梁である場合、これ等の軸
を支承する際に軸方向に複数の軸受を配列することが行
われている。

このように、複数の軸受を配列して軸を支承する際に、
転がり軸受を用いた場合には転勤材等の構成部品が多い
ことからコストが高いという問題がある。

また滑り軸受を用いた場合には軸の外周が軸受の内周と
滑り接触することから軸に磨耗が発生する虞がある。こ
のため、軸と軸受との摺動面に潤滑油を供給することが
好ましい。然し、従来の滑り軸受では軸の回転中に潤滑
油を円滑に供給することが困難であるものが多い。

また従来の軸受の機能は単に軸を支承するのみであって
、軸の回転数を検出する場合には、軸に固着した回転板
の回転を光電センサー等のセンサーによって検出するこ
とで軸の回転数を検出し得るよう構威している。このた
め、回転板を固着′するために軸を長くしたり、センサ
ーの取付ベース等が必要となり、構威が複雑となる虞が
ある。

本発明の目的は、複数の内輪と複数の外輪と軸方向に配
列して構成した複合軸受であって、支承すべき荷重に応
した内輪及び外輪の数を設定することが出来、また摺動
面に潤滑油を供給することが出来、且つ軸の回転数を検
出することが出来る複合軸受を提供するものである。

く課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するために本発明に係る複合軸受は、中
心に軸を嵌合するための軸孔を形成すると共に外周に前
記軸孔の軸心と平行な摺動面を形成し且つ側面に摺動部
を形成した複数の内輪と、内周に前記内輪に形成した摺
動面の長さと略等しい寸法を有する摺動面を形成した複
数の外輪とを有し、前記複数の内輪を前記複数の外輪に
嵌合して複数の単位軸受を構威すると共に該単位軸受を
軸方向に配列して構威されるものである。

また他の複合軸受は、前記複合軸受に於いて、軸方向に
配列された複数の外輪の内両端に配設された外輪の側面
に内輪の側面に形成した摺動部と接触する摺動部を形成
して構成されるものである。

また他の複合軸受は、前記各複合軸受に於いて、摺動面
に軸心と平行な溝と円周方向の溝を形成した内輪と、軸
心と直交する方向に貫通孔を形成した外輪とを有して構
威されるものである。

また他の複合軸受は、前記各複合軸受に於いて、摺動面
に穴を形成した内輪と、軸心と直交方向に前記内輪に形
成した穴と対向する孔を形成した外輪とを有して構威さ
れるものである。

く作用〉 上記第１の手段によれば、中心に軸孔を形成し外周に摺
動面を形成し更に側面に摺動部を形成した複数の内輪と
、内周に内輪に形成した摺動面の長さと略等しい寸法を
有する摺動面を形成した外輪とを形成し、前記内輪を前
記外輪に嵌合することで複数の単位軸受を構威し、この
単位軸受を軸方向に複数配列することで複合軸受を構成
したので、軸に作用するラジアル荷重の値に応して所定
数の内輪と外輪とを設定して用いることが出来る。

上記第２の手段によれば、前記複合軸受を構成するに際
し、該複合軸受の両端に配設される外輪に内輪の側面に
形成した摺動部と接触する摺動部を形成したので、これ
等の摺動部によって軸に作用するスラスト荷重を支承す
ることが出来る。

上記第３の手段によれば、外輪に形成した孔に潤滑油を
供給することによって、供給された潤滑油を内輪に形成
した溝を介して外輪及び内輪に形成した摺動面に供給す
ることが出来る。このため、摺動面に於ける摺動抵抗を
低減することが出来る。

上記第４の手段によれば、内輪に形成した穴に被検出体
を設けると共に外輪に形成した孔にセンサーを設けるこ
とで、内輪に嵌合した軸の回転数を検出することが出来
る。

〈実施例〉 以下上記手段を適用した軸受の実施例について図を用い
て説明する。

〔第１実施例］ 第１図は第１実施例に係る複合軸受の断面説明図、第２
図は内輪の説明図、第３図は外輪の説明図、第４図は使
用状態の説明図である。

図に於いて、複合軸受（以下、単にＶ軸受１という）Ａ
は複数の内輪ｎ　（ｎ＋−ｎ３）を夫々複数の外輪ｍ　
（ｍｌ−＋１１３）に嵌合して構成した単位軸受Ａｎ（
Ａｌ−Ａ３）を軸方向に配列することによって構成され
ている。

内輪ｎは金属１合成樹脂等の材料によって形成すること
が可能である。本実施例に於いて、内輪ｎはアルミナ或
いはＰＳＺ等の酸化物系セラミック原ネ４を成形型に充
填してプレス成形し、成形されたものを約１５００°Ｃ
〜１６００°Ｃで坑底して形成されている。

第２図に示すように内輪ｎの中心には、軸を嵌合するた
めの軸孔１が形成されている。軸孔１は該軸孔ｌに嵌合
する軸の径に応して所定の嵌め合い公差を持って形成さ
れている。

尚、２は軸孔ｌの軸心であり、軸受Ａの軸心と一敗した
ものである。

内輪ｎの外周には軸心２と平行に摺動面３が形成されて
いる。前記摺動面３は後述する外輪ｍに形成した摺動面
５と滑り接触して軸に作用するラジアル荷重を外輪ｍに
伝達するものである。このため摺動面３は軸心２と正確
な平行度を持って形成されている。

内輪ｎの両側面には、摺動部として軸心２と略直角な平
面４が形成されている。前記平面４は、複数の内輪ｎを
軸方向に配列して軸受Ａを横取する際に、互いに他の内
輪（ｎｌ、　ｎｚ）に形成した平面４と当接するもので
ある。また前記平面４は後述する第２実施例に於いて外
輪ｍｓ、　ｍ５に形成した平面１０ａと接触して軸に作
用するスラスト荷重を外輪ｍに伝達するものである。

このように内輪ｎは円筒状に形成されている。

外輪ｍは金属２合成樹脂等の材料を用いることが可能で
ある０本実施例に於いて、外輪ｍは内輪ｎと同様にアル
ミナ或いはＰＳＺ等の酸化物系セラ５ツク原料を成形型
に充填してプレス成形したものを約１５００°Ｃ〜１６
００″Ｃで坑底して形成されている。

第３図に示すように外輪ｍの内部には、内輪ｎの外周に
形成した摺動面３と所定の公差を持って形成された摺動
面５が形成されている。前記摺動面５は内輪ｎに形成し
た摺動面３の長さと略等しい寸法を持って形成されてお
り、摺動面３と滑り接触すると共に、内輪ｎを介して軸
に作用するラジアル荷重が伝達されるものである。この
ため、摺動面５は軸心２と平行な面により構成されてい
る。

外輪ｍの外周６は軸心５と平行に形成されている。また
外輪ｍの両端は軸心２と略直角な平面による端面７とし
て形成されている。

このように外輪ｍは円筒状に形成されており、外周６及
び端面７は、第４図に示すように軸受Ａを機械フレーム
或いはケーシング等に装着する際の嵌合部となるもので
ある。

内輪ｎに於ける軸孔１．摺動面３．平面４、及び外輪ｍ
に於ける摺動面５．端面７等は、内輪ｎ外輪ｍをプレス
成形する際に同時に成形される。

前記成形に於いて、内輪ｎ、外輪ｍに対する寸法精度は
、各部分の設定寸法±０．００５　ｒｔｒｍ程度を得る
ことが可能であり、また表面粗さとしてＲＡＯ６８程度
を得ることが可能である。

上記の如く構成した内輪ｎ及び外輪ｍによって軸受Ａを
構成するには、内輪ｎｌ＋　外輪町、内輪ｎ２゜外輪ｈ
、内輪ｎ、外輪−１のように夫々対応する内輪ｎと外輪
ｍとを嵌合することで単位軸受Ａ１〜＾３を構成し、こ
れ等の単位軸受Ａ１〜Ａ、を軸方向に配列することで軸
受Ａを構成することが可能である。

外輪ｍに内輪ｎを嵌合して軸受Ａを構成するに際し、内
輪ｎの摺動面３及び外輪ｍの摺動面５に対し、この軸受
Ａに要求される精度に応して夫々別個に研磨加工を施す
ことが可能である。

また外輪ｍに内輪ｎを嵌合した後、摺動面３５の接触面
をラッピングすることも可能である。

このランピングは、前記接触面にダイヤモンドパウダー
等の研磨剤を与えると共に相対的な回転を与えることで
実施することが可能である。

このように内輪ｎ、外輪山を別個に研磨し、或いはラッ
ピングすることによって、軸受Ａをより円滑に回転させ
ることが可能となる。

上記の如く構成した軸受Ａの使用状態を第４図により説
明する。

図に於いて、８は内輪ｎの軸孔ｌに嵌合された軸であり
、ラジアル荷重が単独で作用するものである。また９は
機械フレームであり、軸受Ａを保持するための保持穴９
ａが形成されている。前記保持穴９ａには複数の単位軸
受Ａ１〜＾、が互いに接触して嵌合されており、これ等
の単位軸受Ａ１〜Ａ３によって軸受Ａが構成されている
。

上記の如く機械フレーム９に軸受Ａを装着すると共に、
軸受Ａにより軸８を支承することで、軸８に作用するラ
ジアル荷重は各内輪ｎ１〜ｎ、の摺動面３．各外輪町〜
鵬、の摺動面５を介して機械フレーム９に伝達され、該
フレーム９によって支承される。

本実施例に係る軸受Ａにあっては、軸８に作用するラジ
アル荷重を複数の単位軸受＾、〜Ａ、によって支承する
ことが可能である。従って、軸８に作用するラジアル荷
重の大きさに応じて単位軸受Ａ〜Ａ、を適宜増減するこ
とで、この荷重を合理的に支承することが可能となる。

（第２実施例） 第５図は第２実施例に係る軸受Ｂの説明図、第６図は軸
受Ｂの両側に配設される外輪の説明図、第７図は軸受Ｂ
の使用状態の説明図である。尚、図に於いて前述の実施
例と同一部分及び同一機能を有する部分には同一の符号
を付して説明を省略する。

本実施例に係る軸受Ｂは、ラジアル荷重とスラスト荷重
とが同時に作用する軸を支承することが可能なように構
成されたものである。

図に於いて、内輪ｎ　（ｎ＋〜ｎ、）は第１実施例に於
ける内輪ｎと同様の形状に形成されている。また軸方向
両端に配設される外輪ｍａｒ　ｍ％以外の外輪ｍは第１
実施例に於ける外輪ｍと同様の形状に形成されている。

前記外輪＋ｗａ、　ＩＩｓは同一形状を有しており、第
６図に示すように、内周に形成した摺動面５の一方の端
部に軸心２の方向にフランジ状の壁ｌＯが形成されてい
る。前記壁１０は軸心２に対し略直角に形成されており
、この壁１０の内側である摺動面５側に形成された平面
１０ａが内輪ｎの側面に形成した平面４と接触する摺動
部となるものである。また壁１０の外側の面１０ｂは、
後述するように軸受Ｂを機械フレーム９に装着する際に
機械フレーム９又は押板１１との当接面となるものであ
る。

上記構造を有する外輪＋１’４＋　”Ｓを軸方向両端に
配設した軸受Ｂの使用状態を第７図により説明する。

図に於いて、機械フレーム９には軸受Ｂを保持するため
の保持穴９ａと軸８を挿入するための孔９ｂが形成され
ている。前記保持穴９ａには一方側（第７図に於ける右
側）から複数の単位軸受ＡｎがＡ、、　Ａ、、　Ａ、の
順序で嵌合されている。また軸８には単位軸受Ａ５．　
Ａｚ、　Ａａを構成する内輪ｎ３．ｎｔｎｌに嵌合され
ている。

機械フレーム９の保持穴９ａに嵌合された軸受Ｂは押板
１１によって保持されている。即ち、押板１１を機械フ
レーム９に複数のボルト１２によって固着したとき、こ
の押板１１に形成した突起が保持穴９ａに嵌合された軸
受Ｂの端部にある単位軸受Ａ４の外輪ｍ、の面ｆｏｂと
当接し、これにより軸受Ｂを押板１１によって保持する
ものである。

上記の如く構成した軸受Ｂに於いて、軸８に作用するラ
ジアル荷重は、内輪ｎの摺動面３から外輪ｍの摺動面５
を介して機械フレーム９に伝達され、この機械フレーム
９によって支承される。また軸８に作用するスラスト荷
重は、軸８から内輪ｎ３の平面４に伝達される。そして
内輪ｎ３に伝達されたスラスト荷重は、内輪ｎ１の平面
４から外輪−４の平面１０ａを介して押板１１に伝達さ
れ、機械フレ−ム９によって支承される。

このように、本実施例に係る軸受Ｂにあっては前述の第
１実施例に於けると同様に、軸８に作用するラジアル荷
重を複数の単位軸受Ａａ、　Ａｔ、　Ａｓによって支承
することが可能である。従って、軸８に作用するラジア
ル荷重の大きさに応じて単位軸受Ａｎを適宜増減するこ
とで、この荷重を合理的に支承することが可能となる。

〔第３実施例〕 第８図（Ａ）　、　（Ｂ）は他の実施例に係る単位軸受
Ａ。

八７の説明図、第９図（＾）、　（Ｂ）は単位軸受Ａｈ
、　Ａｔを用いて構成した軸受Ｂの説明図である。

第８図（Ａ）に於いて、単位軸受＾６は外輪ａ６に内輪
ｎ６を嵌合して構成されている。外輪−６の軸方向略中
火には、軸心２と直交方向に孔１３が貫通して形成され
ている。また内輪ｎ、の摺動面３には複数の溝１４ａが
軸心２と平行に形成されており、これ等の溝１４ａを連
続させて円周方向に溝１４ｂが形成されている。満１４
ｂは外輪麟、に形成した孔１３と対向する位置に形成さ
れている。

上記の如く構成した単位軸受＾６は、孔１３を介して潤
滑油を供給することが可能である。即ち、供給された潤
滑油は、溝１４ａ、１４ｂから内輪ｎ６の摺動面３．外
輪−１の摺動面６に供給され、摺動面３６に於ける摺動
抵抗を減少させることが可能となる。

第９図（Ａ）は第７図に於ける単位軸受Ａ２に代えて、
上記構成の単位軸受＾６を配設して構成した軸受Ｂの説
明図である。

図に於いて、機械フレーム９には単位軸受Ａ６に形成し
た孔１３と対向する位置に潤滑油の供給孔１５ａが形成
されており、この供給孔１５ａの延長位置には潤滑油の
排出孔１５ｂが形成されている。尚、１６は潤滑油の供
給弁である。

上記の如く構成された軸受Ｂにあっては、供給弁１６か
ら潤滑油を供給すると、この潤滑油は供給孔１５ａ、外
輪ゎに形成した孔１３を通って内輪ｎ、の摺動面３に形
成した溝１４ａ、１４ｂに供給される。

そして単位軸受れに於ける摺動面３．５を温情すると共
に、溝１４ａから隣接する単位軸受Ａ４．＾、に供給さ
れ、これ等の単位軸受Ａ４＋　１１．の摺動面３゜５を
潤滑することが可能となる。

溝１４ａ、１４ｂに供給された潤滑油は、機械フレーム
９に形成した排出孔１５ｂから外部に排出される。

第８図（Ｂ）に於いて、単位軸受Ａ、は外輪ｍ、に内輪
ｎ、を嵌合して構成されている。外輪−１には軸心２と
直交方向に孔１６が貫通して形成されている。

また内輪ｎ、の摺動面３には盲穴１７が形成されている
。

上記の如く構成した単位軸受Ａ、にあっては、外輪…、
に形成した孔１６に光電センサー、磁気センサー等の非
接触センサーを設けると共に、内輪ｎ、に形成した穴１
７に反射材１Ｍｉ性体等を設けることによって外輪ｍ、
に対する内輪ｎ、の回転数、即ち、軸８の回転数を検出
することが可能である。

第９図（Ｂ）は第７図に於ける単位軸受Ａ２に代えて、
上記構成の単位軸受Ａ、を配設して構成した軸受Ｂの説
明図である。

図に於いて、外輪−１に形成した孔１６には磁気センサ
ー１８が設けられており、内輪ｎ、に形成した穴１７に
は磁性体１９が設けられている。機械フレーム９には孔
２０が形成されており、この孔２０にセンサー１８の導
線１８ａが配設されている。

上記の如く構成した軸受Ｂにあっては、軸受Ｂに嵌合さ
れた軸８の回転を磁気センサー１８によって検出するこ
とが可能である。

前記各軸受Ａ、Ｂに於いて、内輪ｎ及び外輪ｍが夫々セ
ラミックスによって形成した場合には、素材の摩擦係数
が小さく摩擦による損失が小さい。

このため、摺動面３．５に対する潤滑が不要である。ま
た滑りによって発熱した場合であっても、セラごソクス
の熱膨張係数が約８〜ｌｌＸｌ０−６／’Ｃ程度である
ため、内輪ｎ及び外輪ｍに熱膨張による過大な熱応力が
発生することが無い。更に、セラミックスの耐熱温度が
約６００°ｃ−ｔｏｏｏ°Ｃ程度であることから、前記
発熱により内輪ｎ及び外輪ｍが劣化する虞も無い。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明に係る複合軸受は、
中心に軸孔を形成し外周に摺動面を形成し更に側面に摺
動部を形成した複数の内輪と、内周に内輪に形成した摺
動面の長さと略等しい寸法を有する摺動面を形成した外
輪とを形成し、これ等の内輪を外輪に嵌合することで複
数の単位軸受を構成すると共にこの単位軸受を軸方向に
配列して構成したので、軸に作用するラジアル荷重の値
に応して所定数の内輪と外輪とを設定して用いることが
出来る。

また他の複合軸受は前記複合軸受を構成するに際し、該
複合軸受の両端に配設される外輪に内輪の側面に形成し
た摺動部と接触する摺動部を形成したので、これ等の摺
動部によって軸に作用するスラスト荷重を支承すること
が出来る。従って、ラジアル荷重とスラスト荷重とが同
時に作用する軸を支承することが出来る。

また他の複合軸受は、外輪に軸心と直交方向に貫通孔を
形成すると共に、内輪の摺動面に軸心と平行な溝及び円
周方向の溝を形成したので、外輪と内輪の摺動面に対し
潤滑油を供給することが出来る。このため、摺動抵抗を
低減することが出来る。

また他の複合軸受は、内輪の摺動面に盲穴を形成すると
共に、外輪の前記穴と対向する位置に孔孔を形成したの
で、前記穴に被検出体を設けると共に、外輪にセンサー
を設けることによって、軸の回転数を検出することが出
来る。

また外輪と内輪との二部材番こよって軸受を構成するこ
とが出来るので、部品点数を少なくし、軸受のコストを
低減することが出来る。

また外輪と内輪とを滑り接触させることで軸を支承する
ことが出来るため、内輪と軸との間には相対的な滑りが
発生しない。このため、軸が摩耗する虞が無く、軸の寿
命を長くすることが出来る等の特徴を有するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例に係る複合軸受の断面説明図、第２
図は内輪の説明図、第３図は外輪の説明図、第４図は使
用状態の説明図、第５図は第２実施例に係る軸受Ｂの説
明図、第６図は軸受Ｂの両側に配設される外輪の説明図
、第７図は軸受Ｂの使用状態の説明図、第８図（＾）、
（Ｂ）は他の実施例に係る単位軸受Ａｈ、　Ａ？の説明
図、第９図（１）　、　（Ｂ）は単位軸受Ａｈ、　Ａ７
を用いて構成した軸受Ｂの説明図である。 Ａ、Ｂは軸受、ｎ、ｎｌ−ｎ１は内輪、ｍ、　ｌｌｌ＋
〜＋１１５は外輪、１は軸孔、２は軸心、３，５は摺動
面、４、ｌｏａは平面、６は外周、７は端面、８は軸、
９は機械フレーム、９ａは保持穴、１０は壁、１１は押
板、Ｉ２はボルト、１３．１６．２０は孔、１４ａ、１
４ｂは溝、１５ａは供給孔、１５ｂは排出孔、１７は穴
、１日は磁気センサー、１９は磁性体である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）中心に軸を嵌合するための軸孔を形成すると共に
   外周に前記軸孔の軸心と平行な摺動面を形成し且つ側面
   に摺動部を形成した複数の内輪と、内周に前記内輪に形
   成した摺動面の長さと略等しい寸法を有する摺動面を形
   成した複数の外輪とを有し、前記複数の内輪を前記複数
   の外輪に嵌合して複数の単位軸受を構成すると共に該単
   位軸受を軸方向に配列して構成したことを特徴とした複
   合軸受。
2. （２）軸方向に配列された複数の外輪の内両端に配設さ
   れた外輪の側面に内輪の側面に形成した摺動部と接触す
   る摺動部を形成したことを特徴とした請求項（１）記載
   の複合軸受。
3. （３）摺動面に軸心と平行な溝と円周方向の溝を形成し
   た内輪と、軸心と直交する方向に貫通孔を形成した外輪
   とを有することを特徴とした請求項（１）又は（２）記
   載の複合軸受。
4. （４）摺動面に穴を形成した内輪と、軸心と直交方向に
   前記内輪に形成した穴と対向する孔を形成した外輪とを
   有することを特徴とした請求項（１）乃至（３）何れか
   に記載の複合軸受。