TW202223257A - 滾輪軸承 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種滾輪軸承，其可提高額定負載及剛性。該滾輪軸承(5)，在形成於內輪(1)與外輪(2)各者的剖面V字形之軌道溝間，配置複數個滾輪(3)，且在相鄰之滾輪(3)間，配置間隔件(4)，其中，將規定相鄰之滾輪(3)之間隔的間隔件(4)之厚度，薄薄地設定在滾輪直徑之20%以下，為了防止間隔件(4)傾倒，將在側視中之間隔件(4)的對角尺寸，設定為大於滾輪直徑。

Description

滾輪軸承
本發明係關於一種滾輪軸承，其在形成於內輪與外輪各者的剖面V字形之軌道溝間，配置複數個滾輪，且在相鄰之滾輪間，配置間隔件。
習知，作為可支撐組合有徑向負載、軸向負載及力矩負載的複雜之負載的軸承，已知有一種滾輪軸承。滾輪軸承係具備有內輪、外輪、被配置在形成於內輪與外輪相互對向的面上而剖面呈V字形之軌道溝的複數個滾輪、及被配置在相鄰之滾輪間的間隔件。於間隔件形成有凹穴部，該凹穴部用以貯存塗佈於滾輪的油脂等之潤滑劑。藉由在相鄰之滾輪之間配置間隔件，則可防止滾輪之相互接觸，且可提高滾輪之潤滑性。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2003-206932號公報
(發明所欲解決之問題)
近年來，期望能更進一步提高滾輪軸承之額定負載及剛性。在具有此種期望的情形下，係不使用間隔件而利用全滾輪來進行對應。但是，若不使用間隔件，不僅滾輪彼此接觸，而且因不存在有間隔件所保持的潤滑劑而潤滑性會下降，因此有滾輪軸承早期破損的情形。作為防止該情形的對策，為採用縮短潤滑劑之加脂時間、或者利用油料進行強制潤滑。
本發明係有鑑於上述課題所完成者，其目的在於提供一種滾輪軸承，即使在相鄰之滾輪間配置間隔件，亦可提高額定負載及剛性。 (解決問題之技術手段)
為了解決上述課題，本發明之一個態樣，其提供一種滾輪軸承，其在形成於內輪與外輪各者的剖面V字形之軌道溝間，配置複數個滾輪，且在相鄰之滾輪間，配置間隔件，在該滾輪軸承中，將規定相鄰之滾輪之間隔的上述間隔件之厚度(t)，薄薄地設定在滾輪直徑(D w)之20%以下，為了防止上述間隔件傾倒的情形，則將在側視中之上述間隔件的對角尺寸(D)，設定為大於滾輪直徑(D w)。 (對照先前技術之功效)
根據本發明，藉由減薄間隔件，且增加滾輪之數量，則可提高滾輪軸承之額定負載及剛性。若減薄間隔件，則間隔件容易在內輪與外輪之軌道溝之滾動面間產生傾倒，但是由於將在側視中之間隔件的對角尺寸(D)設定為大於滾輪直徑(D w)(滾輪直徑D w係與滾動面間之距離相同)，因此可防止間隔件在滾動面間傾倒的情形。
以下參照附圖，對本發明之實施形態之滾輪軸承進行說明。惟，本發明之滾輪軸承可在各種形態加以具體化，並不被限定於本說明書所記載的實施形態。本實施形態係藉由充分地揭示說明書，可使該技術領域中具有通常知識之仕充分地理解本發明者。 (第一實施形態)
圖1(a)為本發明第一實施形態之滾輪軸承5的立體圖。圖1(b)為習知技術之滾輪軸承25的立體圖。1為內輪，2為外輪，3為滾輪，4為間隔件。在圖1(a)中，為了顯示被配置在內輪1與外輪2之間的滾輪3及間隔件4，將外輪2之一部分切開。
在本實施形態中，將間隔件4設定為較習知技術的間隔件24為薄，使相鄰的滾輪3之間隔縮小，增加被配置於內輪1與外輪2之間的滾輪3之數量。藉此，可提高額定負載及剛性。對相鄰的滾輪3之間隔加以規定的間隔件4之厚度t(參照圖4(b))被設定在滾輪直徑D w之20%以下，較佳為15%以下，更佳為10%以下。
如圖2所示，在內輪1之外周面，形成有朝圓周方向延伸且頂角為直角之剖面V字形的軌道溝6。軌道溝6具備有第一滾動面6a及第二滾動面6b。在外輪2之內周面，形成有朝圓周方向延伸且頂角為直角之剖面V字形的軌道溝7。軌道溝7具備有第一滾動面7a及第二滾動面7b。外輪2被2分割為上下。
內輪1之軌道溝6與外輪2之軌道溝7相互地對向。藉由軌道溝6及軌道溝7，被形成實質上剖面為正方形之循環道8。在循環道8內，以相鄰的滾輪3之軸心成為大致直角之方式交叉配置複數個滾輪3。滾輪3為圓筒狀。滾輪直徑D w被設定為略大於滾輪3之軸向長度L。
如圖1(a)所示，本實施形態之滾輪軸承5係交叉滾輪軸承。滾輪3被分類為朝上型滾輪3a及朝下型滾輪3b。朝上型滾輪3a，係以通過位於上方之虛擬中心點P1的線作為軸線，在內輪1之第二滾動面6b與外輪2之第二滾動面7b之間進行自轉及公轉。朝下型滾輪3b，係以通過位於下方之虛擬中心點P2的線作為軸線，在內輪1之第一滾動面6a與外輪2之第一滾動面7a之間進行自轉及公轉。
在相鄰之滾輪3之間，配置有個別之間隔件4。圖3為間隔件4之立體圖，圖4為間隔件4之詳細圖。再者，在以下之說明中，為了方便說明，使用從行進方向對間隔件4進行觀察時的方向，即圖3之上下、左右及前後的方向，對間隔件4之構成進行說明。
在前視中，間隔件4被形成為大致四邊形(參照圖4(a))。 於間隔件4之角部，形成有圓弧狀之倒角9。如圖3所示，在間隔件4之前後方向之兩端，形成有承接滾輪3的半圓筒狀之凹面10、11。凹面10與凹面11之延伸的方向為垂直狀。凹面10、11之剖面，係半徑為略大於滾輪3之半徑的圓弧狀。凹面10、11與滾輪3，係在凹面10、11之中央部接觸。在凹面10、11之兩緣，形成有倒角12。在凹面10之中央部，形成有用以貯存油脂等之潤滑劑的圓弧狀之凹穴部13。在凹面11之中央部，亦形成有未圖示之同樣的凹穴部。凹面10之凹穴部13與凹面11之凹穴部，係以可使潤滑劑在其等之間來回之方式藉由貫通孔14被連通。在間隔件4之上面、左右之側面、下面，形成有剖面圓弧狀之收縮部23。在收縮部23，貯存有潤滑劑。
如圖4(a)所示，在前視中，間隔件4之寬度為A。間隔件4之高度為B。如圖4(b)所示，規定相鄰之滾輪3之間隔的間隔件4之厚度為t。在側視中間隔件4之行進方向之長度為C。在側視中間隔件4之對角尺寸D，係以D=√(B 2+C 2)來表示。
若對間隔件4減薄，則C變小，間隔件4容易在內輪1之第一滾動面6a與外輪2的第一滾動面7a之間傾倒。在本實施形態中，設定為在側視中的間隔件4之對角尺寸D＞滾輪直徑D w，以防止間隔件4之傾倒。滾輪直徑D w等於內輪1之第一滾動面6a與外輪2之第一滾動面7a的距離。藉由設定對角尺寸D＞滾輪直徑D w，即使間隔件4將傾倒在既定角度以上，但是間隔件4之對角部分被卡在內輪1之第一滾動面6a與外輪2之第一滾動面7a，而可防止間隔件4之傾倒。
如上述，在本實施形態之間隔件4中，B、C係以滿足下式(1)之方式被設定。
(式1) D=√(B 2+C 2) ＞D w(1)
此外，如圖4(c)所示，為了防止間隔件4在內輪1之第二滾動面6b與外輪2之第二滾動面7b之間傾倒的情形，A、C係以滿足下式(2)之方式被設定。
(式2) D=√(A 2+C 2) ＞D w(2) 只要滿足上述式(1)及式(2)，即使減薄間隔件4，亦可防止間隔件4傾倒的情形。再者，亦可設定為A=B或A≠B。
如上述，式(1)及式(2)係意味著，使A、B增大以防止間隔件4之傾倒。惟，若增大A、B，則間隔件4將會干涉軌道溝6、7。為了防止干涉，則有如下之方式規定A、B之上限的必要。
圖5(a)為顯示滾輪軸承5之節圓直徑的圖。編號3為滾輪，D pw為節圓直徑。節圓直徑D pw係連結被排列於循環道8的滾輪3之中心的圓之直徑。圖5(b)為從傾斜45度之方向(圖5(a)之箭頭V之方向，平行於內輪1之第一滾動面6a與外輪2之第一滾動面7a的方向)觀察的循環道8之放大圖。若將間隔件4之高度B增大至AB max，則間隔件4以一點N1與內輪1之第一滾動面6a接觸，且以2點N2、N3與外輪2之第一滾動面7a接觸。如圖5(c)所示，若從傾斜45度之方向觀察時，由於內輪1之第一滾動面6a與外輪2之第一滾動面7a皆為橢圓狀，因此可從下述之式(3)求出點M1與點M2之間的距離，即AB max。
(式3)
Figure 02_image001
其中，D pw為節圓直徑， D w為滾輪直徑。 藉由如式(4)將A、B設定為小於AB max，則可防止間隔件4與軌道溝6、7的干涉。 (式4)
Figure 02_image003
以上，已對本實施形態之滾輪軸承5之構成作說明。根據本實施形態之滾輪軸承5，其可獲得以下之功效。
由於將規定相鄰滾輪3之間隔的間隔件4之厚度t薄薄地設定為在滾輪直徑D w之20%以下，因此可提高滾輪軸承5之額定負載及剛性。若減薄間隔件4，則間隔件4容易在內輪1與外輪2之第一滾動面6a、7a之間及第二滾動面6b、7b之間傾倒，但是藉由將在側視中的間隔件4之對角尺寸D設定為大於滾輪直徑D w，則可防止間隔件4之傾倒。
藉由以滿足式(3)及式(4)之方式設定間隔件4之A、B及C尺寸，則可防止間隔件4與軌道溝6、7的干涉。
由於在間隔件4之行進方向兩端形成有承接滾輪3的凹面10、11，因此即使減薄間隔件4之厚度t，可增大C，亦可增大間隔件4之對角尺寸D。
只要將間隔件4之厚度t薄薄地設定為在滾輪直徑D w之15%以下，則可在許多型號的滾輪軸承5中增加滾輪3之數量。
本實施形態之間隔件4，適合於提高交叉滾輪軸承之額定負載及剛性，該交叉滾輪軸承之滾輪3被分類為朝上型滾輪3a及朝下型滾輪3b。
間隔件4係由玻璃纖維等之強化纖維被混合至尼龍等之樹脂的成形體所構成。如此，即使減薄間隔件4，仍可確保充分之強度。
如圖4(b)所示，在第一實施形態之間隔件4中，凹面10下端緣之中央部與凹面11下端緣之中央部之間的厚度a、及凹面10上端緣之中央部與凹面11上端緣之中央部之間的厚度b，在實質上被設定為相同(a=b)。若間隔件4之厚度t變薄，滾輪3之數量增加，則在俯視下，相鄰之滾輪3之軸線平行地接近。因此，即使設定為a=b，滾輪3仍可無障礙地移動。藉由設定a=b，其不需要對每個不同之節圓直徑來製作間隔件4，則間隔件4之成形亦容易。 (間隔件之其他之例子)
圖6顯示間隔件4之其他例。在本例中，將凹面10下端緣之中央部與凹面11下端緣之中央部之間的厚度a、及凹面10上端緣之中央部與凹面11上端緣之中央部之間的厚度b，設定為a＜b。凹面10與凹面11傾斜相當於角度θ。藉此，如圖1所示，朝上型滾輪3a之軸線變得容易朝向虛擬中心點P1，朝下型滾輪3b之軸線變得容易朝向虛擬中心點P2。間隔件4之其他構成，則與圖4所示之間隔件4相同。
在此例之情形下，如圖6(b)所示，規定相鄰之滾輪3之間隔的間隔件4的厚度t，係凹面10之中央部與凹面11之中央部之間的厚度。對角尺寸D係2個對角尺寸中之較短側之對角尺寸。 (第二實施形態)
圖7及圖8為本發明之第二實施形態之滾輪軸承15的立體圖(包含局部剖面圖)。第一實施形態之滾輪軸承5為交叉滾輪軸承，相對於此，第二實施形態之滾輪軸承15為平行滾輪軸承。在第二實施形態之滾輪軸承15中，相鄰之滾輪3之軸線係以成為大致平行之方式被平行排列。滾輪3被分類為朝上型滾輪3a及朝下型滾輪3b。
如圖8所示，在內輪16之外周面，形成有上下2條滾動溝18、19。在外輪17之內周面，形成有上下2條與滾動溝18、19相對向的滾動溝20、21。在上側之滾動溝18與上側之滾動溝20之間，平行地排列有朝下型滾輪3b。在下側之滾動溝19與下側之滾動溝21之間，平行地排列有朝上型滾輪3a。如圖7所示，朝上型滾輪3a係以通過位於上方之虛擬中心點P1的線來作為軸線，在內輪16之滾動面19a與外輪17之滾動面21a之間進行自轉及公轉。朝下型滾輪3b係以通過位於下方之虛擬中心點P2的線來作為軸線，在內輪16之滾動面18a與外輪17之滾動面20a之間進行自轉及公轉。
圖9顯示在第二實施形態之滾輪軸承15中所被使用的間隔件22。間隔件22之構成，除了在凹面10、11之延伸的方向為平行地被形成之點以外，其餘與第一實施形態之間隔件4相同。如圖9(b)(c)所示，規定相鄰之滾輪3之間隔的間隔件22之厚度t，被薄薄地被設定在滾輪3之直徑之20%以下，較佳為15%以下，更佳為10%以下。此外，為了防止間隔件22傾倒的情形，如圖9(c)所示，將在側視中之間隔件22的對角尺寸D設定為大於滾輪直徑D w。藉此，可防止間隔件22在內輪16之滾動面19a與外輪17之滾動面21a之間、及內輪16之滾動面18a與外輪17之滾動面20a之間傾倒的情形。再者，在第二實施形態之間隔件22中，亦可使凹面10與凹面11左右對稱地僅傾斜θ。
本發明並不被限定於上述實施形態所具體化的內容，其可在不變更本發明之實質內容的範圍內具體化為其他之實施形態。
例如，針對滾輪，可取代圓筒狀之滾輪，而使用圓錐滾輪。圓錐滾輪亦可以相鄰之圓錐滾輪之軸線成為大致直角之方式被交叉排列，亦可以相鄰之圓錐滾輪之軸線成為大致平行之方式被平行排列。只要將圓錐滾輪之軸向的中央部之直徑視作為圓錐滾輪之直徑，且將間隔件之中央部的厚度t、間隔件之中央部之對角尺寸D，設定為與上述實施形態之間隔件同樣即可。
本說明書係根據2020年7月2日提出申請之日本專利申請案2020-114816。該內容皆被包含於本說明書中。
1:內輪 2:外輪 3:滾輪 3a:朝上型滾輪 3b:朝下型滾輪 4:間隔件 5:滾輪軸承 6:內輪之軌道溝 6a:第一滾動面 6b:第二滾動面 7:外輪之軌道溝 7a:第一滾動面 7b:第二滾動面 8:循環道 9:倒角 10:間隔件之一個凹面 11:間隔件之另一凹面 12:倒角 13:凹穴部 14:貫通孔 15:滾輪軸承 16:內輪 17:外輪 18、19:內輪之滾動溝 18a、19a:內輪之滾動面 20、21:外輪之滾動溝 20a、21a:外輪之滾動面 22:間隔件 23:收縮部 24:間隔件 25:滾輪軸承 A:高度 a:厚度 B:高度 b:厚度 D:間隔件的對角尺寸 D pw:節圓直徑 D w:滾輪直徑 P1:虛擬中心點 P2:虛擬中心點 t:厚度
圖1(a)為本發明之第一實施形態之滾輪軸承的立體圖，圖1(b)為習知技術之滾輪軸承的立體圖。 圖2為本實施形態之滾輪軸承之剖面圖。 圖3為本實施形態之滾輪軸承之間隔件的立體圖。 圖4為上述間隔件之詳細圖(圖4(a)為前視圖，圖4(b)為圖4(a)之b-b線剖面圖，圖4(c)為圖4(a)之c-c線剖面圖)。 圖5(a)為顯示本實施形態之滾輪軸承之節圓直徑的圖，圖5(b)、(c)為從傾斜45度之方向觀察之循環道的放大圖。 圖6為顯示本實施形態之滾輪軸承之間隔件之其他之例子的圖(圖6(a)為前視圖，圖6(b)為圖6(a)之b-b線剖面圖)。 圖7為本發明之第二實施形態之滾輪軸承的立體圖(包含局部剖面圖)。 圖8為圖7之VII部放大圖。 圖9為本發明之第二實施形態之滾輪軸承之間隔件的詳細圖(圖9(a)為前視圖，圖9(b)為圖9(a)之b-b線剖面圖，圖9(c)為圖9(a)之c-c線剖面圖)。
1:內輪
2:外輪
3:滾輪
3a:朝上型滾輪
3b:朝下型滾輪
4:間隔件
5:滾輪軸承
24:間隔件
25:滾輪軸承
P1:虛擬中心點
P2:虛擬中心點

Claims (10)

  1. 一種滾輪軸承，其在形成於內輪與外輪各者的剖面V字形之軌道溝間，配置複數個滾輪，且在相鄰之滾輪間，配置間隔件； 其特徵在於： 規定相鄰滾輪之間隔的上述間隔件之厚度(t)，薄薄地被設定在滾輪直徑(D w)之20%以下， 為了防止上述間隔件傾倒，在側視中之上述間隔件的對角尺寸(D)，被設定為大於滾輪直徑(D w)。
  2. 如請求項1之滾輪軸承，其中，將前視中之上述間隔件之寬度設為A、將前視中之上述間隔件之高度設為B、及將側視中之上述間隔件之行進方向之長度設為C時，以下式(3)及式(4)成立，
    Figure 03_image005
    (式3) AB max=                                                          (3) 其中，D pw為上述滾輪軸承之節圓直徑， D w為滾輪直徑， (式4) A＜AB max、B＜AB max(4)。
  3. 如請求項1或2之滾輪軸承，其中，於上述間隔件之行進方向兩端，形成有承接滾輪的凹面。
  4. 如請求項1或2之滾輪軸承，其中，上述間隔件之厚度(t)，薄薄地被設定在滾輪直徑(D w)之15%以下。
  5. 如請求項1或2之滾輪軸承，其中，在上述軌道溝間以相鄰之滾輪之軸心成為直角之方式相互不同地配置上述複數個滾輪。
  6. 如請求項1或2之滾輪軸承，其中，上述間隔件係由強化纖維被混合至樹脂的成形體所構成。
  7. 如請求項3之滾輪軸承，其中，上述間隔件之厚度(t)薄薄地被設定在滾輪直徑(D w)之15%以下。
  8. 如請求項3之滾輪軸承，其中，在上述軌道溝間使相鄰之滾輪之軸心成為直角之方式相互不同地配置上述複數個滾輪。
  9. 如請求項4之滾輪軸承，其中，在上述軌道溝間使相鄰之滾輪之軸心成為直角之方式相互不同地配置上述複數個滾輪。
  10. 如請求項3之滾輪軸承，其中，上述間隔件係由強化纖維被混合至樹脂的成形體所構成。
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