JPH0341217A - 旋回ベアリング - 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、工業用ロボットの旋回部、間接部、マニュブ
レーター回転部、医療機器等において多用されている旋
回ベアリングに関するものである。

［従来の技術］ 従来、旋回ベアリングとしては、内輪と外輪との間で荷
重を負荷しつつ転勤する転動体の種類や負荷すべき荷重
方向等に応じ、各種構造のものが提案されている。

このうち、転動体としてローラーを用いたものとしては
、二条の環状転走面が異なる傾斜角度で交わった９字状
溝を内周面に有する外輪と、上記環状転走面に相対面す
る二条の環状転走面からなる９字状溝を外周面に有する
内輪と、これら外輪及び内輪のＶ字状溝間に配列される
ローラーとから構成されたものが知られている。そして
、このように構成された旋回ベアリングにＪ５いて、上
記ローラーは、相対面する二相の転走面間を転勤すべく
、傾斜方向を交互に異ならせて配列されており、互いに
隣接する各ローラー間にはローラーの姿勢を規制し転勤
時における倒れ（スキュー）を防止するスペーサリテー
ナが介装されている。

このように構成された旋回ベアリングにおいては、上記
ローラー配列の特性からラジアル荷重、スラスト荷重及
びモーメント荷重等あらゆる方向の荷重を負荷すること
ができ、加えて、ボールを転動体として使用したベアリ
ングに比較して重荷重に耐えられるという利点を有して
いる。

［発明が解決しようとする課題］ このように構成された上記旋回ベアリングにおいて、各
ローラーは、外輪あるいは内輪の９字状溝を構成する二
条の転走面のうちいずれか一方の転走面に外周面を接触
させ転勤しているが、このときローラーｂの軸方向に位
置する一対の端面ば、第７図に示すように、外輪ａある
いは内輪Ｃの９字状溝を構成する他方の転走面ａｌ、ｃ
１に相対面している。そのため、ベアリングの円滑な回
転運動を得るには、ローラー端面ｂ１．ｂ２と転走面ａ
１．ＣＩとの間を潤滑油で確実に潤滑してやることが必
要である。

ところで、相対移動する二物体間の流体潤滑においては
、当該相対移動に伴い相対向する二面間に流体が流入し
て潤滑膜が形成され°Ｃいる。そして、この潤滑膜に生
じる膜圧力が二物体間に作用する荷重を負荷し、二物体
間の潤滑を行なう原理となっている。それ故、充分な膜
圧力を生じる領域の大きさが二物体間の潤滑膜を保持す
る上で重要な要因であると言える。

しかし、従来から使用されている円柱形状のローラーｂ
を転動体として用いた場合、そのローラー端面ｂ１の端
部ｂ３と外輪ａの転走面ａ１とは第８図に示すような位
置関係にあるため、ローラー端部ｂ３と外輪転走面ａ１
との間に形成される油膜０の長さ、すなわち充分な膜圧
力を生じていると考えられる領域の長さしは極端に短い
物となっている。

このため、従来の旋回へアリグは、当該間１１１０が外
輪転走面ａ１とローラー端面の端部ｂ３との間に作用す
る荷重を負荷できず、油膜０が破断して外輪転走面ａ１
とローラー端面の端部ｂ３が直接に接触してしまう可能
性が高く、油ｇＯの破断により、外輪転走面ａ１若しく
はローラーｂに異常な摩耗が生じ、ベアリング寿命が短
命化するという問題点を有していた。

又、ローラー端面ｂ１の端部ｂ３は、通常、第８図に示
すように曲率「の曲面に形成されており、ローラー端面
ｂ１と当該曲面との交わりにはエッチｂ４が存在してい
るが、ローラーｂの転がり方向はベアリング接線方向と
一致しているため、ローラーｂはエッチｂ４を外輪転走
面ａ１に当接させつつ環状軌道を転動しているといえる
。それ故、外輪転走面ａ１の油ｌｌｌ０をエッチｂ４が
掻きとってしまい、特に、回転方向の反転時にはローラ
ー姿勢の不安定からエッヂｂ４の転走面ａ１への当たり
が強くなるので、油１１ｏの破断が生じ易いという問題
点も有している。

これら上記問題点を考慮した旋回ベアリングとしては、
第９図に示すように、ローラーｂの軸方向に位置する両
端面ｂｌ、ｂ２のうち一方の端面ｂ１を凸曲面として形
成し、この凸曲面が外輪側転走面ａ１に相対面するよう
にローラーｂを内外輪ａ、Ｃの間に配列したものが提案
されている。

これによれば、上記した前者のローラーに比較して、膜
圧力を生じる領域の長さを長く設定できるのでその分油
膜の破断が生じ難く、加えて、エッチの外輪転走面への
接触を避けることができ、上記した問題点をある程度ま
で改善することができた。

しかし、上記形状を有するローラーｂは姿勢を保持する
ための基準面を持たないため、転勤時におけるローラー
ｂのスキューを増長させるといった新たな問題点を有し
ていた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、潤滑性がより面上しベアリ
ング寿命の延命化を図ることが可能な旋回ベアリングを
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明の旋回ペアリングは、
ローラーが転走する二条の環状転走面から構成される９
字状溝を内周面に有する外輪と、上記環状転走面に相対
面する二条の環状転走面から構成される９字状溝を外周
面に有する内輪と、上記外輪側Ｖ字状溝と内輪側Ｖ字状
溝との間に交互に傾斜方向を変えて配列され、相対面す
る環状転走面間で荷重を負荷する多数のローラーとから
なり、外輪の環状転走面と相対面する上記ローラーの端
面ば、外輪転走面の曲率と同一あるいはこれより大きな
曲率を有する凸状曲面に形成され、且つ、当該凸状曲面
の中央部が上記外輪転走面の曲率と同一あるいはこれよ
り小ざな曲率を有する曲面に形成されたことを特徴とす
るものである。

このような技術的手段において、上記ローラーとしては
、少なくとも一方の軸方向端面が上記した条件に合致す
る形状に形成されるものであれば、上記凸状曲面の曲率
と凸状曲面中央部（すなわちローラー端面中央部）の曲
率とを任意に選定し組合せて差支えない。但し、外輪転
走面への油膜の形成を促進するという観点からすれば、
凸状曲面中央部の形状を外輪転走面の曲率よりも小さな
曲率を右する曲面あるいは平坦面として、外輪転走面と
凸状四面中央部との間にオイルポケットとなる隙間を設
けるのが好ましい。又、凸状曲面の曲率としては外輪転
走面の曲率と同一あるいはそれより大きなものであれば
、ローラー直径に応じその曲率を適宜選択して差支えな
いが、必要以上に大きな萌率を選択することはローラー
のスキューの起因となるので避ける必要がある。

［作　用］ 上記技術的手段は次のよう、に作用づる。

外輪転走面と相対面するローラー端面を上記形状に成形
することにより、ローラー配列時にＪ３いて当該ローラ
ー端面の周縁部Ｂ１と外輸転走面へ１とは、第６図に示
すような位置関係に保持され、滑り軸受けにおける滑り
面の形態〈ジャーナル軸受においては軸とブツシュとの
、スラスｌ〜軸受に３３いてはパッドとカラーとの滑り
面の形態）に類似したものとなる。その１こめ、ローラ
ーＢと外輪へとの相対移動に伴いローラー端面の周縁部
Ｂ１と外輪転走面Ａ１との間に充分な膜圧力を有する油
膜０が形成されると共に、上記油膜０の形成長ざＬを従
来のローラーに比較して長く設けることができるので、
当該油膜０が外輪転走面Ａ１とローラー端面の周縁部Ｂ
１との間に作用する荷重を充分に負荷可能となり、油１
１１Ｏの破断が防止される。

又、ローラーＢが端面周縁部Ｂ１の二箇所で外輪転走面
と滑り領域を形成するので、転勤時におけるローラーの
姿勢が安定する。

更に、外輪転走面Ａ１とこれに相対面するローラー端面
の中央部Ｂ２との間に隙間を形成することにより、この
隙間がオイルポケットの役割を果し転走面の油膜形成が
促進される。

尚、第６図においては、ローラー端面が外輪転走面より
大きな曲率を有する凸状曲面に形成されると共に、ロー
ラー端面中央部と外輪転走面との間に隙間が形成された
例を示したが、これに限らず、ローラー端面の全域が外
輪転走面と同一の曲率に形成されている場合も同一の作
用を生じるものである。

［実施例］ 以下、添附図面に基づいて本弁明を詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明の第一実施例に係る旋回ベア
リングを示すものであり、内周面の円周方向に沿って二
条のローラー転走面１１を有する外輪１と、これら転走
面１１に相対面する二条の転走面２１を有する内輪２と
、相対面する二組の転走面間に配列される多数のローラ
ー３とから構成されている。

先ず、上記外輪１は、一対の環状部材１ａ、１ｂから構
成されてＪ３す、各環状部材１ａ、　１ｂの内周面側の
一端には夫々異なる方向に４５°の角度に傾斜して環状
転走面１１が設けられている。そして、これら環状部材
１ａ、　Ｉｂを軸方向に重ね合せてボルト等（図示せず
）で固定することにより、二条の転走面１１が９０’の
角度で拡開する９字状溝を形成している。また、上記内
輪２には、外輪側転走面１１に相対面する二条の転走面
２１が同じ＜９０°に拡開した９字状溝が形成されてお
り、これら内輪２及び外輪１の９字状溝を相対向させて
、ローラー３の転勤する環状軌道を構成している。

一方、上記ローラー３は略円柱形状のローラーであり、
軸方向の一方の端面３１は、通常のローラーと同様、平
坦面に形成されているが、他方の端面ば、第４図及び第
５図に示すように、中央部３２ａが周縁部３２ｂに比較
して微小に隆起した凸状曲面３２となっている。また、
この凸状曲面３２の中央部３２ａは平坦面に形成されて
おり、上記外輪１の環状転走面１１と相対面した際、こ
の中央部３２ａと転走面１１との間に隙間が形成される
ものである。

尚、このときの凸状曲面３２の隆起量としては、第５図
に示すように、ローラー外周面３３から上記中央部３２
ａ平坦面の端までの長さをし、隆起はをｔとすると、例
えば、ローラー直径を約３Ｉｎ１１〜６Ｍとしたとき、
Ｌ＝１＃１ｌｌＩでｔ＝　　５．０ｕＴｒＬ　〜１０．
０μｙｙｌ！度、ローラー直径を約８ｍ〜１５Ｍとした
とき、ｌ−２ｕｓｔ−ｔ　＝２０．０μ汎程度である。

このように構成された本実施例の旋回ベアリングは、そ
の組立てに当たって、先ず、外輪１を構成する環状部材
１ａ又は１ｂのいずれか一方を内輪２と組合せてローラ
ー３の転動する環状軌道を形成する。次に、この環状軌
道内にローラー３を配列づるが、この際、互いに隣接づ
るローラー３は９０°づつ傾斜方向を異ならせると共に
、各ローラ３はその凸状曲面を有する端面３２が外輪１
の転走面１１と相対向するように配列される（第３図参
照）。又、各ローラー３間にはスキュー防止とローラー
３の相互接触防止を図るためスペーサリテーナ４が介装
される。そして、最後に他方の環状部材１ｂ又は１ａを
上記環状部材１ａ又は１ｂに重ね合せて環状軸道内に配
列したローラー３封じ込め、対の環状部材１ａ、　１ｂ
をボルト（図示せず）で結合することにより旋回ベアリ
ングが完成する。

このとき本実施例の旋回ベアリングにおいては、外輪側
転走面１１に相対面するローラー端面が凸状ｄｈ面３２
に、且つ、凸状曲面３２の中央部３２ａが平坦面に形成
されているので、第４図に示すように、端面周縁部３２
ｂと外輪転走面１１との接触状態が滑り軸受における滑
り面の形態に酷似したものとなる。

従って、端面周縁部３２ｂと外輪転走面１１との間に充
分な膜圧力を有する油膜が形成されると共に、その油膜
長さが充分に長く形成されるので、当該油膜が負荷可能
な荷重の大きざが増大して、油膜の破断が可及的に防止
されるものである。

又、ローラーの端面中央部３２ａと外輪転走面１１との
間に形成される隙間内に潤滑油が溜るので、ローラー端
面３２と外輪転走面１１との間の肋膜形成が促進される
ものである。

更に、ローラー３は端面周縁部３２ｂの三領域で外輪転
走面１１と滑り接触するので、ローラー３の姿勢が安定
することとなる。

尚、上記実施例においては、ローラー３を配列する際に
スペーサリテーナ４を介装してローラー３の姿勢保持を
図ったが、内輪２と外輪１との間に介装される板状保持
器を用いてローラー３を配列しても良く、その場合にも
本実施例と同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明の旋回ベアリングによれ
ば、ローラー端面と外輪転走面との間に形成される油膜
が、ローラーから外輪へ、あるいは外輪からローラーへ
と作用する荷重を十分に負荷可能となり、油膜破断の発
生が可及的に防止されるので、ローラー及び転走面の摩
耗を抑えベアリングの長寿命化を図ることが可能である
。

又、ローラーの端面と外輪転走面との接触関係からロー
ラーの姿勢が安定するので、ローラーのスキューを積極
的に防止することができ、内外輪の円滑な回転運動を得
ることが可能である。

更に、請求項２記載の旋回ベアリングによれば、外輪転
走面とローラー端面中央部との間に形成される隙間がオ
イルポケットとして機能するので、外輪転走面とローラ
ー端面との間の油膜の形成が促進され、より円滑なロー
ラー転動を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における旋回ベアリングの第一実施例を
示り一断面図、第２図は第一実施例に係る旋回ベアリン
グにおいてその一部を切り欠いた平面図、第３図は第−
実施例におけるローラーの配列状態を示す断面図、第４
図は第一実施例にお＋−するローラーと内外輪転走面と
の接触状態を示す断面図、第５図はローラーの端面形状
を説明する拡大断面図、第６図は本発明における基本的
作用を説明する説明図、第７図は従来の旋回ベアリング
におけるローラーと内外輪転走面との接触状態を示す断
面図、第８図は従来の旋回ベアリングにおける油膜形成
状態を示す断面図、第９図は従来の旋回ベアリングにお
ける他のローラーの一例を示す断面図である。 ［符号説明］ １：外輪　　　　　２：内輪 ３：ローラー ＋１，２１：転走面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ローラーが転走する二条の環状転走面から構成さ
   れるＶ字状溝を内周面に有する外輪と、上記環状転走面
   に相対面する二条の環状転走面から構成されるＶ字状溝
   を外周面に有する内輪と、上記外輪側Ｖ字状溝と内輪側
   Ｖ字状溝との間に交互に傾斜方向を変えて配列され、相
   対面する環状転走面間で荷重を負荷する多数のローラー
   とからなる旋回ベアリングにおいて、外輪の環状転走面
   と相対面する上記ローラーの端面は、外輪転走面の曲率
   と同一あるいはこれより大きな曲率を有する凸状曲面に
   形成され、且つ、当該凸状曲面の中央部が上記外輪転走
   面の曲率と同一あるいはこれより小さな曲率を有する曲
   面に形成されたことを特徴とする旋回ベアリング。
2. （２）ローラー端面の中央部は、外輪転走面の曲率より
   も小さな曲率を有する曲面あるいは平坦面に形成され、
   外輪転走面との間に隙間を有することを特徴とする請求
   項１記載の旋回ベアリング。