JPH05501294A - ラジアルコロ軸受 - 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】 ラ　ジ　ア　ル　コ　ロ　軸　受 この発明は、コロ部材を分離し、設計によっては案内をもするためのケージを備 えたラジアルコロ軸受に関する。この種の公知のラジアルコロ軸受では、ケージ は、その役割として通常他のコロ部材に属するすべり面に並べられ、たいていは コロ部材上か、内輪あるいは外輪のリム又はエツジ上に、時にはケージと軸受の リングの１つとの間のコロ部材のリングに並べられる。もしラジアルコロ軸受が エツジを具備していない、例えば針軸受のごとき場合には、ケージは連結部品の 適当な面によって案内される。

たいていの適用例ではそのような軸受はグリース、他の場合はたいていオイルで それぞれ潤滑され、２，３の極端な場合は固体の潤滑剤で潤滑され、そのあるも のはコーテイング材として軸受部品に適用される。グリースは使用しやすく最も 安価であるために、たいていの場合好ましい潤滑剤である。しかしグリースの潤 滑剤は熱を伝えず、これが高速のコロ軸受かオイルで潤滑される理由である。し かし冷却のために要求されるオイルはコロ軸受では高い負荷を生じ、これか逆に 高い軸受温度をもたらす。高速であるにもかかわらず低温であることを要求する 、例えば工作機械でのコロ軸受では、多くの方策が潤滑と冷却の作用を分離する ために用いられる。それによってその潤滑は最少量のオイルの正確に測定され連 続的な供給によって行なわれ、一方冷却かオイルにより移送される空気流によっ て達成される。

それから生じる熱か潤滑剤とは独立して、すなわち空気又は外部の水による冷却 によって伝えられるときには、特別なグリースがオイル潤滑コロ軸受の場合と同 じ高速の達成を可能にする。特にグリースが潤滑剤として用いられるときには、 達成れず、逆にあまりにも多くの摩擦熱を発生させ、しばしばコロ軸受の損傷に 至らしめるという事実によって制限される。このために、多数の特別なケージ材 料及びコーテイング材がそれらのすべり点での摩擦を減らすのに用いられている 。そのような手段がコロ軸受の限界速度の上昇を可能にするけれども、多くの適 用例では不十分である。

ＤＥ−ＰＳ　４５６８１及びＦＲ−ＰＳ　５８４−７１７は、ケージかそのケー ジとリングの１つとの間のコロ部材を貫通して並んだコロ軸受を開示している。

これはすべり摩擦を避けることにはなるけれども、コロ部材のリングはその役割 として、ケージを要し、それがむりやり不安定にし、かくしてすべりやすくなる 。加えて、低負荷によりコロ軸受のコロ部材は駆動されないという危険かある。

これはコロ軸受のきわめて高い温度と早い破損を伴うすべりをもたらす。更に、 これらのコロ部材のリングは、高速を達成するコロ軸受で強制的に起こる温度の 変動に起因するコロ軸受の種々の部品における寸法変化に非常に影響を受けやす い。このために、クリアランスかないか、内又は外輪に対して予負荷がかけられ ても、それらのコロ部材のリングを製造することは難しい。理由は実際の作動状 態ではこれがコロ軸受をオーバヒートさせ急に停止させるからである。

それは前述の２つの特許の実施品が実際にはうまくいかない理由である。

オイル又はグリース潤滑のコロ軸受の場合、ケージのすべりは達成可能な最大回 転速度を制限するもう工つの現像である。

かくしてこの発明の目的は現在の実施品の欠点を除く、はじめに述べたタイプの コロ軸受を作ることである。すなわち、現在の実施品の欠点を除きグリース又は オイル潤滑剤を使いながら、特に高い周速度を可能にするか、同じ作動条件で低 温で作動できるコロ軸受である。この発明によれば、この目的はコロ軸受のケー ジが、周囲に配置され、好ましくはボール装着支持ローラとして形成されたいく つかの小さな玉軸受によって一列に並べられる事実によって達成される。好まし くは、これらの軸受はケージの案内クリアランスを減するために予め負荷かかけ られるが、それらが内部ベアリングのクリアランスを示すことである。

次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は１番目の実施例の縦断面図及び横断面図を示す。

図３及び図４は図１及び図２に対応する実施例の一つの変化例を示す。

図５及び図６は図！ないし図４に対応する各実施例の一つの追加の変化例を示す 。

図７．８及び９は、２番目の実施例の縦断面図及び横断面図並びに上から見た図 を示す。

図１０及び１１は、図１及び２による表現での３番目の実施例を示す。

図１２及び１３は、図１及び３による表現での４番目の実施例を示す。

図１及び２ではコロ軸受の一部を示している。

コロ軸受は、外輪ｌと内輪２と複数のコロ部材３と、そのコロ部材３の仕切り（ 分離）とガイドの双方又はいずれかをしているケージ（保持器）４とから成る。

外輪ｌの両側は円筒状の内面を持つエツジ（ツバ）ｌａを有する。軸に平行な穴 ４Ｃはコロ部材３を仕切っているケージ４の少なくとも３個のうね４ｂにあけら れる。ラジアルスリット４ａは二つの前面付近にある穴位置４ｃにおいてケージ ４に切り込まれている。玉軸受は支持ローラを形成してこれらのストリット４ａ の中に挿入され、穴４ｃに三人されたビン６によって一列に並べられている。

支持ローラはリングエツジｌａの円筒内面をころがる。ケージ４か回転接触で一 列に並べられているのはそのためである。

支持ローラ５は玉軸受として形成され各ケージ５ｂを順次備えつけられている。

しかしながら、これらの支持ローラのケージ５ｂのすべり速度は軸受ケージ４に よって得られるすべり速度の１／２だけである。さらに、支持ローラ５はかすか に負荷されるだけであり、小さな値である。この理由のため、それらコロ部材、 好ましくは特殊な材質でできた玉軸受５ａを備えつけられてあり、そしてそれは 、潤滑の要求に関して、本来のコロ軸受に属するものよりも非常に多くの利点か ある。

ケージを一列に並べたこれらの小さなコロ軸受は非常に高回転を伴う適応例に対 してはこのように適当である。

小さいコロ軸受、例えば、５０−以下の軸径を存するものでは、支持ローラのコ ロ軸受は非常に小さい。このような場合、ピン６上の小さいすべりローラの助け で支持ローラの外輪をガイドすることか可能である。さらに、この場合、すべり 接触部のすべり速度は、ケージとそのガイド表面との間で生じる普通のコロ軸受 のそれのほんの少しだけである。ケージの決定的なローラの配列かそれにより変 えられない。この発明によるコロ軸受は、コロ軸受の転かり軌道上にそれを設け ているという事実の結果による最近のコロ軸受よりケージ４にかかる熱負荷か実 質的に低いという追加的な利点かある。これか高熱膨張係数を示すケージの材質 と外側のエツジの整列とかまた適切であるという理由である。

支持コロ５をバネで取付けて、支持コロ５とエツジＩａとの間にいつもスキマか ないようにケージを案内すれば特に良い状態が得られる。バネ特性は必要に応じ て選定し、使用時は手で最適に調整できるようにする。これは主としてケージの 振動を避け、制限速度を一層増加できるようにするためである。

このような解決策の１つを図３及び４による変化例で示す。

ここでは、適切に形成したスリット４ｄによりケージチーク４ｅから離れてバネ アーム４ｆを形成し、支持コロ５用のピン６をこのバネアームに圧入した。

図３の右側の図は同じ原理に基づく他の変化例を示している。

しかしながら、その図では、整列面１ｂの径は凹所１ｃに応じて大きくなってい る。これによりより大きな支持コロ５を保持することができ、その回転速度を減 することかできる。しかしながら、製造上と使用上とに関係した理由のため、支 持コロの外周の径は精々ケージの外径のほぼ１／３である。支持コロの回転速度 をより小さくすればその玉５ａにかかっている動的応力がそれだけ減じる。

この原理の可能なもう１つの実施例は、ケージを少しのたわみで取付けた接触圧 縮バネにより自在に動くようにしたものでなっている。その接触圧縮バネを図６ の追加実施例に関連させて示す。この変化例は、片側ごとにたった３個の支持コ ロ５がある場合や使用したケージの材料か低弾性値であるとき、例えば、ケージ が合成材料からなる場合などの適用例に特に適している。

さらに、そのようなケージは重さか非常に軽く質重力がより小さいといった重要 な利点かある。

弾性であることから生じる静的な力とは別に、さらに動的な力が、ケージを案内 するため外周に支持コロを育している全ての実施例において、内輪やピンの遠心 加速度の作用で生じる。

高速回転速度の場合には、これらの付加的な力により、コロ軸受は非常に大きな 応力を受ける。図５及び６に示す実施例はそのような適用例に適している。

図５に示す実施例は各１個のロッカー（ゆり子）１４にピン１６で取付けた支持 コロ５が少なくとも３個あることを特徴としている。その部品であるロッカー１ ４はポルト１６を中心として回動し、他端には等量の重り１７を有している。支 持コロ５は、バネ１５とロッカー１４を介して、外輪の案内面１ｂに押えつけら れている。コロ軸受が回転しているとき、付加的な遠心力は、ポルト６、内輪及 び等置型り１７との質量力の作用で、ロッカー１４に作用する。等置型りＩ７は 、いかなる作用状態でも支持コロに最適な応力がかかるように自動調整するよう に選ばなければならない。減衰要素１８は振動を一層減じるために用いている。

等置型りに関する原理は図６による実施例のケージに用いられてあり、図中では 、ケージの弾性により支持コロに予負荷を与えている。最初は丸いケージ４が支 持コロ５の作用の結果多角形になっている。等置型り１７は支持コロ５の間でケ ージ１４に取付けられている。等置型りは、コロ軸受が回転しているときに生じ る遠心力の結果、ケージに応力を与えてたわませる作用をする。これは支持コロ の内輪とピン６がケージに及ぼす遠心力の効果を補正している。支持コロにはこ のようにして速度に関係なく最適に負荷がかかる。

この設計によるケージは通常、高度の自己減衰能力を示す合成材料でできており 、そのためこの実施例のケージ自身は振動しない。

特殊な適用例では、例えば、非常に高い温度を伴う場合、低い自己減衰特性を存 する金属のケージが必要となる。このような場合、支持コロ５の間に異なる方法 でケージチーク４ｅの各々の部品（セクション）を設けるように設計することと それらに重量を付加させることの双方またはいずれかが得策である。

こうすると、各部品は、それ自身の固有振動数に達し、全ケージの自動振動の発 生を効果的に防ぐ。

この実施例が図６に凹所４ｇと穴４とをもって示されている。

先端部４ｊは追加的な独立振動系を形成し、破損の原因となるケージの自励振動 をかなり減じる。

図７ないし９はこの発明の追加の実施例を示し、図中ではケージはコロ部材上に １列に並んでいる。この実施例では、３個のコロ部材はサポートペグ（支持梁） ３ａを備えている。２個の支持コロ５、好ましくは玉軸受は、各々これらのピン の円筒包絡面上をころがる。玉軸受はケージ４に取付けられて回転し、円筒コロ ３上を回転接触しながらケージ４を案内している。

コロ部材３とケージ４との間の点３ｂにおけるすべり摩擦は軸受輪のエツジ！ａ 上をころがるコロで案内されたケージ（図２）ではアナログ的に消去することが できる。しかしながら、経験では、回転しているコロ部材に通ずる潤滑の泪意に より、このすべり点では、案内エツジ内の正規のケージのすべり速度よりもっと 高い速度が許される。それ故、この点でのコロ接触は、エツジで案内されたケー ジに対しては経済的な理由で避けられている。

図１０及び１１による実施例は、外輪１が挿入されている要素１２の円筒穴１１ の中にある外輪１の両前面上の２個のセンタートリング（同心リング）１３を示 している。少くとも３個の支持コロ５の各々は、また、玉軸受として形成され、 前記リング１３に回転可能に支持されている。支持コロ５はバンド８上をころが る。

この図では、支持コロ５が外輪ｌを保持していることを示している。しかしなが ら、この発明は、また支持コロ５が内輪２を保持するように実施することもでき る。

さらに、ケージの中のコロ軸受は、軸受輪のエツジ上よりもむしろ、連結構造物 の適当な表ｆを保持することによって作用させることもできる。

一般に、支持コロ５に対する案内面は、標準の多量生産の軸受輪の型に合うよう に、円百梨になっている。しかしなから、縦断面での案内面の輪郭か、例えば、 円弧またはいわゆるゴシックアークに合うように、案内面を上段りに造ることも またできる。

玉軸受はこの発明によるコロ軸受の重要な実施例である。図１２及び１３による 実施例は、外輪１′か挿入された要素１２の円筒穴１１の中にある外輪１′の両 前面上の２個のセンタートリング１３と、玉３′　とを育する玉軸受を示してい る。

少なくとも３個の支持コロ５の各々は、また、玉軸受として形成され、前記リン グ１３に回転可能に支持されている。支持コロ５はバンド８上をころがる。

最後に、図３による実施例の表示は、いくつかの変化例を一つの図中に含めるこ とができるように、非対称、すなわち、右側にのみ示された支持コロか大きいと いうことは注意すべきである。

要　約　書 このラジアルコロ軸受は外輪（１）、内輪（２）、いくつかのコロ部材（３）、 及びケージ（４）から成る。

ケージ（４）は、例えば、玉軸受の形状でその円周のまわりに配置されたいくつ かの支持コロ（５）を介して、外輪（１）のエツジ（１ａ）上に案内されている 。これはケージ（４）に対するすべり案内になることを避けることとスキマなく ケージを案内することとを可能にしており、それ故このコロ軸受は高い制限速度 を得ることができる。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．複数のコロ部材（３）を、それらのコロ部材（３）相互を分離するためのケ ージ（４）と共に具備したラジアルコロ軸受であって、ケージが周囲に設置され た複数の玉軸受によって案内され、それらの玉軸受の直径がケージ（４）の外径 の１／３以下であるラジアルコロ軸受。
2. ２．少なくとも３個の支持コロ（５）がケージ（４）と共軸である案内面（１ａ ）をころがり、支持コロ（５）がケージ（４）上を旋回する請求の範囲第１項の コロ軸受。
3. ３．支持コロ（５）がコロ軸受上に装着された請求の範囲第２項のコロ軸受。
4. ４．支持コロ（５）が案内面（１ａ）に対するバネのごとく予負荷された請求の 範囲第２項又は第３項のコロ軸受。
5. ５．支持コロ（５）を予負荷するためのバネ（４ｆ）がケージ（４）と一体に形 成された請求の範囲第４項のコロ軸受。
6. ６．ケージ（４）が支持コロ（５）を予負荷するためのバネのごとき作動を示す 請求の範囲第４項のコロ軸受。
7. ７．ケージが硬質材料で作られたリング伏インサート（８）を示し、そのインサ ートからケージ（４）を並べるのを補助するコロ（５）がころがる（図１０）請 求の範囲第１項のコロ軸受。
8. ８．ケージ（４）がコロ軸受に装着された少なくとも３個の支持コロ（５）をこ ろがす（図１０〜１３）請求の範囲第７項のコロ軸受。
9. ９．コロ部材（３）の少なくとも３個が支持コロ（５）上に案内される少なくと も１つのケージ（４）と関連して作動する共軸で円筒状のピン（３ａ）を示す請 求の範囲第１〜８項のいずれか１つのコロ軸受。
10. １０．案内面（１ａ）、コロ軸受の外輪（１）もしくは内輪（２）のエッジ上か 、コロ軸受を受承すべく形成された構成要素（１２）の開口か、又はコロ軸受に よって案内されたシャフト上に形成された請求の範囲第２〜６項のいずれか１つ のコロ軸受。
11. １１．要素（１７）が支持コロ（５）上に作用する力を遠心力の作用に変化させ る請求の範囲第２〜６項のいずれか１つのコロ軸受。
12. １２．支持コロ（５）がそれぞれ１つのロッカー（１４）に装着され、ケージ（ ４）内で回転し、支持コロ（５）をバネ（１５）の作動及び等量重りによって生 じた遠心力の作用で案内面（１ａ）に押圧する請求の範囲第１１項のコロ軸受。
13. １３．減衰要素（１８）がロッカー（１４）とケージ（４）との間に装着された 請求の範囲第１２項のコロ軸受。
14. １４．等量重り（１７）が、支持コロ（５）に対し押圧するバネとして作用する 弾性ケージ上に装着され、更に等量重りによって生じた遠心力が、支持コロ（５ ）が案内面（１ａ）に真上からある速度で押圧される方法でケージ（４）上に圧 力を働かせる請求の範囲第６項及び第１１項のコロ軸受。