WO2007108304A1 - 複合荷重用針状ころ軸受 - Google Patents

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WO2007108304A1
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inner ring
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rolling
bearing inner
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Susumu Teramoto
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Thk Co., Ltd.
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    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
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    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/10—Application independent of particular apparatuses related to size
    • F16C2300/14—Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm

Definitions

  • the present invention is used in, for example, a rotational motion part of an industrial robot, various machine tools, various medical devices, and the like, and an axial load acting in a direction parallel to the rotational axis, a direction perpendicular to the rotational axis.
  • the present invention relates to a needle roller bearing for compound loads capable of applying both radial loads acting on the roller.
  • roller bearings capable of applying both a radial load and an axial load between a bearing inner ring and a bearing outer ring include a cross roller bearing disclosed in JP-A-9-14271 and the like, and JP-A-5-44720. There are known double row cylindrical roller bearings disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-13540.
  • a rolling groove having a V-shaped cross section is formed on the inner peripheral surface of the bearing outer ring, while a rolling groove having a V-shaped cross section is also formed on the outer peripheral surface of the bearing inner ring.
  • These rolling grooves face each other to form a rolling path of cylindrical rollers as rolling elements.
  • a large number of cylindrical rollers are arranged in the rolling path, but these cylindrical rollers are composed of two group forces where the direction of the load intersects 90 degrees, and the cylindrical rollers of each group alternate in the rolling path. It is arranged.
  • the cross roller bearing can be loaded with an axial load acting in a direction parallel to the rotation axis of the bearing inner ring and the bearing outer ring, or a radial load acting from a direction perpendicular to the rotation axis.
  • the rolling elements used in these cross roller bearings and double row cylindrical roller bearings are cylindrical rollers.
  • the nominal length in the axial direction of the powerful cylindrical roller is Lw and the nominal diameter is Dw
  • LwZDw 3 or more and less than 10 (3 ⁇ LwZDw ⁇ 10 )
  • the force is also defined as a needle roller with Dw ⁇ 6mm.
  • Patent Document 1 JP-A-9-14271
  • Patent Document 2 JP-A-5-44720
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-13540
  • Non-Patent Document 1 Japanese Industrial Standard ZJIS B1506
  • the present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to provide a rotational torque required while applying a combined load in which a radial load and an axial load are combined. It is an object to provide a needle roller bearing for compound loads suitable for high-speed rotation applications.
  • the needle roller bearing for composite load of the present invention that achieves the above object includes a plurality of needle rollers, a bearing outer ring and a bearing inner ring each having a rolling surface on which these needle rollers roll. It is configured.
  • the bearing outer ring is formed with a pair of rolling surfaces inclined in different directions with respect to the rotation axis, while the bearing inner ring is formed with a pair of rolling surfaces facing the rolling surface of the bearing outer ring.
  • the needle rollers are arranged in two rows between the bearing inner ring and the bearing outer ring. Thus, when the bearing outer ring rotates relative to the bearing inner ring, the needle rollers revolve between the bearing inner ring and the bearing outer ring while rotating.
  • the axial load acting between the bearing outer ring and the bearing inner ring acts in a direction parallel to the rotational axis and the direction perpendicular to the rotational axis. It is possible to load both radial loads.
  • the diameter of the needle roller used as the rolling element can be set smaller than that of the cylindrical roller. Therefore, during the rolling of the needle roller, Even if slip occurs with the bearing outer ring, the friction torque acting on the rotation of the needle roller can be suppressed, and the bearing can be rotated lightly by that amount.
  • the pair of rolling surfaces formed on the bearing inner ring or the bearing outer ring can be formed as V-shaped grooves where these rolling surfaces intersect. That is, if a V-shaped groove is formed in the bearing inner ring or the bearing outer ring, a pair of rolling surfaces inclined in different directions with respect to the rotation axis can be formed at a time. In addition, if the V-shaped groove is formed using a grindstone having a predetermined shape by a rotary dresser, a pair of rolling surfaces can be accurately formed. It becomes possible.
  • V-shaped groove When a V-shaped groove is formed on the inner peripheral surface of the bearing outer ring, a pair of rolling surfaces are formed on the outer peripheral surface of the bearing inner ring and the V-shaped groove fits with the V-shaped groove of the bearing outer ring. A protrusion will be formed.
  • a V-shaped groove is formed on the outer peripheral surface of the bearing inner ring, a pair of rolling surfaces are formed on the inner peripheral surface of the bearing outer ring and fits the V-shaped groove of the bearing inner ring.
  • a V-shaped projection will be formed. This makes it possible to arrange the needle rollers in two rows between the bearing outer ring and the bearing inner ring. Formation of the V-shaped projections on the bearing inner ring or the bearing outer ring can be performed using a general mortar given a predetermined shape by a rotary dresser, similarly to the V-shaped groove.
  • these needle rollers When arranging a plurality of needle rollers between the bearing outer ring and the bearing inner ring, these needle rollers may be arranged without any gaps, and a circle disposed between the bearing inner ring and the bearing outer ring may be used. They can be arranged at predetermined intervals using an annular cage. When the cage is used, a constant interval is always formed between the adjacent needle rollers as compared with the case where the rolling elements are arranged without gaps. As a result, it is possible to reduce the agitation resistance of the lubricant enclosed in the powerful space, and to suppress the increase in rotational torque necessary for the rotation of the bearing, as well as the amount of lubricant enclosed. It becomes possible to increase the lubricant resupply interval.
  • the cage may be a thin metal plate formed into a predetermined shape by press molding or the like, as long as the needle rollers are aligned at a predetermined interval.
  • a predetermined shape may be given.
  • the strong cage is composed of a plurality of holding plates, and these are assembled to the bearing inner ring or the bearing outer ring to hold the two rows of needle rollers. It is preferable to be a finished product.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a compound load needle roller bearing of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the needle roller bearing shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded view of the needle roller bearing shown in FIG. 1, and shows a first example of assembling the cage to the bearing inner ring.
  • FIG. 4 is a view showing an arrangement example of needle rollers in a cage.
  • FIG. 5 shows a second example of assembly of the cage to the bearing inner ring.
  • FIG. 6 shows a third example of assembling the cage to the bearing inner ring.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the compound load needle roller bearing of the present invention. Explanation of symbols
  • FIG. 1 and FIG. 2 are a perspective view and a sectional view showing a first embodiment of a compound load needle roller bearing to which the present invention is applied.
  • This compound load needle roller bearing is composed of a bearing outer ring 1, a bearing inner ring 2, and a large number of needle rollers 3 arranged between the bearing outer ring 1 and the bearing inner ring 2.
  • the outer ring 1 of the bearing and the inner ring 2 of the bearing are rotatably combined by the rolling of the roller 3.
  • a rolling groove 10 having a substantially V-shaped cross section is formed on the inner peripheral surface of the bearing outer ring 1.
  • This rolling groove 10 is formed by two rolling surfaces 10a and 10b intersecting at right angles to each other, and each rolling surface 10a and 10b is inclined by 45 degrees with respect to the rotational axis of the bearing outer ring 1. .
  • the bearing outer ring 1 is divided into two in the axial direction of the convenience of assembly described later, and has a dividing surface 11 corresponding to the deepest portion of the rolling groove 10. Therefore, the bearing outer ring 1 is completed by abutting the pair of split rings 12 and 12 on the split surface 11 and then connecting them with the bolts 13 penetrating the split rings 12.
  • rolling protrusions 20 having a substantially V-shaped cross section are formed on the outer peripheral surface of the bearing inner ring 2.
  • This rolling protrusion 20 is formed by a pair of rolling surfaces 20a, 20b intersecting at right angles to each other, and each rolling surface 20a, 20b is inclined by 45 degrees with respect to the rotational axis of the bearing inner ring 2. .
  • the rolling protrusions 20 are formed so as to fit with the rolling grooves 10 of the bearing outer ring 1 with a certain distance.
  • the rolling protrusion 20 of the bearing inner ring 2 and the rolling groove 10 of the bearing outer ring 1 face each other to form a rolling path 30 having a substantially V-shaped cross section.
  • the needle rollers 3 are arranged in this rolling path 30.
  • the needle rollers 3a in one row are composed of the rolling surface 10a of the bearing outer ring 1 and the bearing inner ring 2.
  • the roller rollers 3b in the other row roll between the rolling surface 10b of the bearing outer ring 1 and the rolling surface 20b of the bearing inner ring 2.
  • the load acting directions on the needle rollers 3a and 3b are orthogonal to each other, and the load acting directions on the needle rollers 3a and 3b are relative to the rotation shafts of the bearing outer ring 1 and the bearing inner ring 2. It is inclined by 45 degrees. Therefore, in this needle roller bearing, there are various axial loads such as an axial load acting along the rotation axis of the bearing outer ring 1 and the bearing inner ring 2 and a radial load acting from a direction perpendicular to the forceful rotation axis. It is configured so that a load acting on the bearing outer ring 1 or the bearing inner ring 2 can be applied from the direction.
  • the rolling groove 10 of the bearing outer ring 1 and the rolling protrusion 20 of the bearing inner ring 2 are formed by grinding. That is, when adjusting the shape of the overall shape stone using a rotary dresser, the shape of the overall shape stone is given a shape opposite to the rolling groove 10 or the rolling protrusion 20, and this shape shape stone is used for V, Thus, the inner peripheral surface of the bearing outer ring 1 or the outer peripheral surface of the bearing inner ring 2 is ground to form the rolling groove 10 in the bearing outer ring 1 or the rolling protrusion 20 in the bearing inner ring 2. Therefore, the bearing outer ring 1 and the bearing inner ring 2 can be manufactured using the same processing equipment by replacing the dressing stone of the rotary dresser.
  • a cage 4 is interposed between the bearing outer ring 1 and the bearing inner ring 2, and the needle-like rollers 3 are arranged in the cage 4.
  • the cage 4 is formed in an annular shape surrounding the bearing inner ring 2 and has a V-shaped cross-sectional shape that matches the cross-sectional shape of the rolling path 30.
  • the cage 4 is provided between the bearing inner ring 2 and the bearing outer ring 1 so as to cover the rolling protrusion 20 of the bearing inner ring 2.
  • the cage 4 that can be easily assembled is composed of a combination of a pair of holding plates 4a and 4b.
  • Fig. 3 shows a state in which the bearing outer ring 1, cage 4 and bearing inner ring 2 are disassembled into parts.
  • the cage 4 is divided into a pair of holding plates 4a and 4b that sandwich the bearing inner ring 2 from above and below.
  • One holding plate 4a is a cylinder
  • One opening end 40 is formed to have a smaller diameter than the other opening end 41, and has a shape that covers the rolling surface 20a of the bearing inner ring.
  • a large number of holding holes for accommodating the needle rollers 3 are arranged in the holding plate 4a, and each of the needle rollers 3 is accommodated in the holding holes so as to be able to roll.
  • the other holding plate 4b is also formed in exactly the same shape as the holding plate 4a !, but is arranged facing the holding plate 4a so as to cover and cover the rolling surface 20b of the bearing inner ring 2. ing.
  • Each holding plate 4a, 4b can be manufactured from a thin metal plate or a synthetic resin.
  • the opening end 40 is narrowed by punching the metal thin plate into a ring shape by pressing, forming the holding hole, and further drawing.
  • the holding plates 4a and 4b having a shape can be formed. Further, by adjusting the shape of the periphery of the holding hole at the time of pressing, it is possible to prevent the needle roller 3 pushed into the holding hole from coming out of the holding hole.
  • the holding plates 4a and 4b are made of synthetic resin, injection molding can be used.
  • injection molding can be used.
  • the opening width of the holding hole slightly narrower than the diameter of the needle roller 3
  • the needle roller 3 pushed into the holding hole is prevented from coming out of the holding hole force. It is possible.
  • the procedure for assembling the needle roller bearing is as follows. First, the needle rollers 3 are accommodated in the holding holes of the pair of holding plates 4a and 4b, and then the holding plates 4a and 4b are arranged above and below the bearing inner ring 2 to roll the holding plate 4a. The holding plate 4b is placed on the rolling surface 20b on the surface 20a. Next, the large-diameter opening end 41 of the holding plate 4a is coupled to the large-diameter opening end 41 of the holding plate 4b, and the cage 4 is completed and the bearing inner ring 2 is wrapped by the cage 4. Thereafter, a pair of split rings 12 and 12 constituting the bearing outer ring 1 are put on the holding plates 4a and 4b, respectively, and the split rings 12 and 12 are coupled by bolts 13. Thus, the compound load needle roller bearing of the present invention is completed.
  • each holding plate 4a, 4b is formed of a thin metal plate, a technique such as welding, brazing, adhesion, etc. Can be used.
  • the female engaging portion or the male fitting portion to be fitted to each other is provided with a large-diameter opening of each holding plate 4a and 4b.
  • a pair of holding plates 4a and 4b can be joined by forming them at the end 41 and fitting them together.
  • each holding plate 4a, 4b is made of a synthetic resin, it is possible to bond these holding plates 4a, 4b by welding.
  • FIG. 4 shows a linear development of the rolling path 30 of the needle roller 3 formed between the bearing inner ring 2 and the bearing outer ring 1.
  • the pair of holding plates 4a and 4b do not necessarily need to be coupled to each other, and even if one holding plate 4a rotates in the rolling path without interlocking with the other holding plate 4b, the present invention As a combined load needle roller bearing, the function can be sufficiently exerted.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the cage 4.
  • the cage 4 is composed of a pair of semicircular holding plates 4c and 4d.
  • Each holding plate 4c, 4d has a substantially V-shaped cross section, and needle rollers 3 corresponding to the rolling surfaces 20a, 20b of the bearing inner ring 2 are arranged in two rows.
  • the bearing inner ring 2 is sandwiched from the radial direction by using the pair of holding plates 4c and 4d formed in this manner, and the end portions in the circumferential direction of the holding plates 4c and 4d are joined to each other to thereby form the bearing inner ring 2
  • Each of the holding plates 4c and 4d shown in FIG. 5 can also be manufactured by applying a pressing force to the metal thin plate or by injection molding a synthetic resin.
  • a belt-like holding plate 4 e is formed of a highly flexible material such as synthetic resin, for example, and this holding plate 4 e is placed inside the bearing. After winding around the ring 2, both ends of the holding plate 4e may be joined. In this way, the holding plate 4e can be continuously formed into a belt shape by extrusion molding or the like, which can be used after being cut to a length corresponding to the outer diameter of the bearing inner ring 2. Can be reduced.
  • the cage 4 may be formed of a shape memory alloy or a shape memory resin.
  • the retainer 4 having a substantially V-shaped cross section covering the rolling protrusion 20 of the bearing inner ring 2 is formed, and an external force is formed on the retainer 4 to form a substantially cylindrical shape.
  • the bearing inner ring 2 is covered so as to cover the outer force.
  • the retainer 4 can be heated to the shape recovery temperature to give the strong retainer 4 an original shape having a substantially V-shaped cross section.
  • the shape recovery temperature may be a temperature slightly higher than room temperature.
  • the cage 4 can be put on the rolling protrusions 20 of the bearing inner ring 2 without being divided into holding plates. Also, when forming the cage 4 using shape memory grease, after forming the cage 4 having a substantially V-shaped cross section covering the rolling protrusion 20 of the bearing inner ring 2, an external force is applied while heating the cage 4. Then, it is deformed into a substantially cylindrical shape and cooled to room temperature while maintaining the deformed state. As a result, the shape of the cage 4 is maintained in a substantially cylindrical shape, and the powerful cage 4 can be easily put on the outside of the bearing inner ring 2. When the cage 4 placed on the bearing inner ring 2 is heated, the cage 4 is restored to the original V-shaped cross section, and the bearing inner ring 2 rolls without dividing the cage 4 into holding plates. It is possible to cover the protrusion 20.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of the compound load needle roller bearing of the present invention.
  • the needle roller bearing of the second embodiment also includes a bearing outer ring 5, a bearing inner ring 6, a large number of needle rollers 7 as rolling elements, and a cage 8 that aligns these needle rollers at predetermined intervals. It is composed of
  • the V-shaped rolling groove 10 is formed on the inner peripheral surface of the bearing outer ring 1, while the V-shaped rolling protrusion 20 is formed on the outer peripheral surface of the bearing inner ring 2.
  • the shapes of the bearing outer ring 5 and the bearing inner ring 6 are reversed. That is, a V-shaped rolling groove 60 was formed on the outer peripheral surface of the bearing inner ring 6, while a V-shaped rolling protrusion 50 was formed on the inner peripheral surface of the bearing outer ring 5.
  • the cage 8 is V-shaped opposite to the cage 4 of the first embodiment in accordance with the cross-sectional shape of the rolling path of the needle roller 7 formed between the bearing outer ring 5 and the bearing inner ring 6. It has a cross section.
  • the bearing inner ring having the V-shaped rolling groove 60 is a pair of split rings 61, 61. It is composed of.
  • the structure of the cage 8 and the method of assembling the cage outer ring 5 are substantially the same as those of the cage 4 of the first embodiment.
  • the combined load needle roller bearing described above uses the needle roller 3 as a rolling element, the conventional cross roller bearing using a cylindrical roller is compared with a composite cylindrical roller bearing.
  • the friction torque acting on the rotation of the needle roller 3 is reduced, and the rotational torque necessary for the rotation of the bearing outer ring 1 relative to the bearing inner ring 2 can be suppressed to a small value.
  • the needle roller bearing according to the present invention can rotate easily while applying both an axial load and a radial load while suppressing an increase in required rotational torque, and is suitable for high-speed rotation applications. It has become a thing.
  • the bearing outer ring 1 is composed of a pair of split rings
  • the bearing inner ring 6 is composed of a pair of split rings
  • the needle roller is formed of a bearing inner ring and a bearing outer ring.
  • bearing outer rings and bearing inner rings having V-shaped rolling grooves or rolling protrusions can be produced by using the conventional cross roller bearing processing equipment, and are produced at low cost. It is possible.

Abstract

　ラジアル荷重及びアキシアル荷重が組み合わされた複合荷重を負荷しつつも、必要とする回転トルクの上昇を抑えて軽快に回転することができ、高速回転用途に適した複合荷重用針状ころ軸受であって、複数の針状ころ(3)と、これら針状ころ(3)が転走する転走面を備えた軸受外輪(1)及び軸受内輪(2)とから構成され、前記軸受外輪(1)には回転軸心に対して異なる方向へ傾斜した一対の転走面が形成される一方、前記軸受内輪(2)には軸受外輪(1)の転走面(10a,10b)と対向する一対の転走面(20a,20b)が形成され、これら軸受外輪(1)と軸受内輪(2)との間には前記針状ころ(3)が２列に配列されている。

Description

明 細 書
複合荷重用針状ころ軸受
技術分野
[0001] 本発明は、例えば産業用ロボット、各種工作機械、医療用各種装置等の回転運動 部分に使用され、回転軸心と平行な方向に作用するアキシアル荷重、回転軸心と直 交する方向に作用するラジアル荷重の双方を負荷することが可能な複合荷重用針 状ころ軸受に関する。
背景技術
[0002] 軸受内輪と軸受外輪との間でラジアル荷重及びアキシアル荷重の双方を負荷可能 なころ軸受としては、特開平 9— 14271号公報等に開示されるクロスローラ軸受や、 特開平 5— 44720号公報、特開 2002— 13540号公報等に開示される複列円筒こ ろ軸受が知られている。
[0003] 前記クロスローラ軸受では、軸受外輪の内周面に断面 V字状の転走溝が形成され る一方、軸受内輪の外周面にも断面 V字状の転走溝が形成されており、これらの転 走溝が互いに対向することにより転動体としての円筒ころの転走路が形成されている 。転走路内には多数の円筒ころが配列されているが、これら円筒ころは荷重の作用 方向が 90度交差した 2つのグループ力 構成されており、各グループの円筒ころが 転走路内に交互に配列されている。これにより、クロスローラ軸受では軸受内輪及び 軸受外輪の回転軸心と平行な方向に作用するアキシアル荷重や、かかる回転軸心と 直交する方向から作用するラジアル荷重を負荷できるようになつている。
[0004] 一方、前記複列円筒ころ軸受では、軸受外輪の内周面には断面 V字状の転走溝 が 2列形成される一方、軸受内輪の外周面にも断面 V字状の転走溝が 2列形成され ており、これらの転走溝が互いに対向することにより円筒ころの転走路が軸受内輪と 軸受外輪との間に 2条形成されている。軸受内輪と軸受外輪が相対的に回転するこ とにより、前記円筒ころは転走路内を自転しながら公転するが、各転走路に配列され た円筒ころの自転軸は軸受内輪及び軸受外輪の回転軸に対して 45度の角度で傾 斜しており、また、一方の転走路に配列された円筒ころの自転軸と他方の転走路に 配列された円筒ころの自転軸は互いに直交している。これにより、この複列円筒ころ 軸受ではアキシアル荷重及びラジアル荷重を負荷できるようになって!/、る。
[0005] また、これらクロスローラ軸受ゃ複列円筒ころ軸受で使用されている転動体は円筒 ころであり、力かる円筒ころの軸方向の呼び長さを Lw、呼び直径を Dwとした場合に 、主に LwZDw= lの円筒ころが使用されている。尚、日本工業規格 (JIS)では呼び 長さ Lwと呼び直径 Dwの比が 3未満（LwZDwく 3)のころを円筒ころと定義し、 Lw ZDwが 3以上、 10未満（3≤LwZDw≤10)であって、し力も Dw≤ 6mmのころを 針状ころと定義している。
特許文献 1 :特開平 9— 14271号公報
特許文献 2 :特開平 5— 44720号公報
特許文献 3：特開 2002— 13540号公報
非特許文献 1 :日本工業規格 ZJIS B1506
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] しかし、これらクロスローラ軸受ゃ複列円筒ころ軸受では、軸受内輪と軸受外輪との 間に配列された円筒ころの自転軸が軸受の回転軸心に対して傾斜していることから、 力かる円筒ころが転走路内を転動すると、円筒ころが軸受内輪及び軸受外輪とに対 して完全には転動せず、円筒ころと軸受内輪及び軸受外輪との間に滑りが生じてし まう。この滑りは円筒ころの自転に対して摩擦トルクとして作用し、転走路内における 円筒ころの転動を妨げる要因となる。特に従来のクロスローラ軸受ゃ複列円筒ころ軸 受の円筒ころとしては、主に LwZDw= lのものが使用されていることから、かかる円 筒ころの自転に対して作用する摩擦トルクが大きくなり易ぐ必然的に軸受内輪に対 して軸受外輪を回転させる際に大きな回転トルクが必要となる傾向にある。このため、 前述したクロスローラ軸受ゃ複列円筒ころ軸受では回転運動の高速ィヒにおいて不利 であり、用途に応じてはその使用が制限される懸念があった。
[0007] また、前記クロスローラ軸受においては、円筒ころの軸方向の端面が軸受内輪また は軸受外輪と摺接することから、この点においても軸受の回転に対して大きな回転ト ルクが必要となる他、転走路内における円筒ころのスキューが発生し易ぐ軸受の回 転の円滑性が損なわれ易いといった問題点があった。
[0008] 更に、前記複列円筒ころ軸受では、軸受内輪及び軸受外輪の夫々に対して断面 V 字状の転走溝を 2列形成する必要があり、軸受そのものが大型化し易い他、軸受内 輪及び軸受外輪の加工に手間が力かるといった問題点もあった。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ラジ アル荷重及びアキシアル荷重が組み合わされた複合荷重を負荷しつつも、必要とす る回転トルクの上昇を抑えて軽快に回転することが可能であり、高速回転用途に適し た複合荷重用針状ころ軸受を提供することにある。
[0010] 前記目的を達成する本発明の複合荷重用針状ころ軸受は、複数の針状ころと、こ れら針状ころが転走する転走面を備えた軸受外輪及び軸受内輪とから構成されてい る。前記軸受外輪には回転軸心に対して異なる方向へ傾斜した一対の転走面が形 成される一方、前記軸受内輪には軸受外輪の転走面と対向する一対の転走面が形 成され、前記針状ころはこれら軸受内輪と軸受外輪との間で 2列に配列されて 、る。 これにより、軸受内輪に対して軸受外輪が回転すると、前記針状ころは自転しながら 軸受内輪と軸受外輪との間を公転する。
[0011] このような構成により、本発明の針状ころ軸受では、軸受外輪と軸受内輪との間で、 回転軸心と平行な方向に作用するアキシアル荷重及び回転軸心と直交する方向に 作用するラジアル荷重の双方を負荷することが可能となっている。また、転動体として 用いた針状ころは円筒ころに比べて直径を小さく設定することができるので、針状こ ろの転動中に、力かる針状ころと軸受内輪、あるいは針状ころと軸受外輪との間に滑 りが生じても、針状ころの自転に対して作用する摩擦トルクを抑えることができ、その 分だけ軸受を軽快に回転させることができるものである。
[0012] 前記軸受内輪又は軸受外輪に形成される一対の転走面は、これら転走面が交わつ た V字状溝として形成することができる。すなわち、軸受内輪又は軸受外輪に V字状 溝を形成すれば、回転軸心に対して異なる方向へ傾斜する一対の転走面を一度に 形成することができる。また、ロータリドレッサによって所定の形状を与えられた総形 砥石を用いて前記 V字状溝を形成すれば、一対の転走面を精度良く形成することが 可能となる。
[0013] 軸受外輪の内周面に V字状溝を形成する場合、軸受内輪の外周面には一対の転 走面が交わって形成されると共に軸受外輪の V字状溝に適合する V字状突起を形成 することになる。これとは逆に、軸受内輪の外周面に V字状溝を形成する場合、軸受 外輪の内周面には一対の転走面が交わって形成されると共に軸受内輪の V字状溝 に適合する V字状突起を形成することになる。これにより、軸受外輪と軸受内輪との 間に針状ころを 2列に配列することが可能となる。前記軸受内輪又は軸受外輪に対 する V字状突起の形成は、前記 V字状溝と同様に、ロータリドレッサによって所定の 形状を与えられた総形砲石を用いて行うことが可能である。
[0014] 複数の針状ころを前記軸受外輪と軸受内輪との間に配列するに当たっては、これら を隙間なく連ねて配列しても差し支えないし、軸受内輪と軸受外輪との間に配置され る円環状の保持器を用いて所定の間隔で配列しても差し支えな ヽ。保持器を用いた 場合には、転動体を隙間なく連ねて配列した場合と比較して、互いに隣接する針状 ころの間に一定の間隔が常に形成される。その結果、力かる空間に封入される潤滑 剤の攪拌抵抗を小さくすることができ、軸受の回転に必要な回転トルクの上昇を抑え ることが可能となる他、封入される潤滑剤の量も増大し、潤滑剤の再供給間隔を長め に設定することが可能となる。
[0015] 前記保持器は針状ころを所定の間隔で整列させるものであれば、金属薄板をプレ ス成形などして所定形状に仕上げたものであってもよ 、し、合成樹脂の射出成形な どによって所定形状を与えたものであってもよい。また、前記保持器を軸受内輪又は 軸受外輪に組み付ける手間を考慮すると、力かる保持器は複数の保持プレートから 構成され、これらを軸受内輪又は軸受外輪に組み付けることで 2列の針状ころを保持 する完成体となるのが好まし 、。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]本発明の複合荷重用針状ころ軸受の第 1の実施形態を示す斜視図である。
[図 2]図 1に示す針状ころ軸受の要部断面図である。
[図 3]図 1に示す針状ころ軸受の分解図であり、軸受内輪に対する保持器の組み付 けの第 1の例を示すものである。 [図 4]保持器における針状ころの配置例を示す図である。
[図 5]軸受内輪に対する保持器の組み付けの第 2の例を示すものである。
[図 6]軸受内輪に対する保持器の組み付けの第 3の例を示すものである。
[図 7]本発明の複合荷重用針状ころ軸受の第 2の実施形態を示す断面図である。 符号の説明
[0017] 1…軸受外輪、 2…軸受内輪、 3…針状ころ、 4…保持器、 10…転走溝、 20…転走 突起、 30· · ·転走路
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、添付図面を用いて本発明の複合荷重用針状ころ軸受を詳細に説明する。
[0019] 図 1及び図 2は本発明を適用した複合荷重用針状ころ軸受の第 1の実施形態を示 す斜視図及び断面図である。この複合荷重用針状ころ軸受は、軸受外輪 1と、軸受 内輪 2と、これら軸受外輪 1と軸受内輪 2との間に配列された多数の針状ころ 3とから 構成されており、前記針状ころ 3の転動によって軸受外輪 1と軸受内輪 2が相対的に 回転自在に組み合わされて 、る。
[0020] 前記軸受外輪 1の内周面には断面略 V字状の転走溝 10が形成されている。この転 走溝 10は 2つの転走面 10a, 10bが互いに直角に交わることによって形成されており 、各転走面 10a, 10bは軸受外輪 1の回転軸心に対して 45度傾斜している。また、軸 受外輪 1は後述する組立ての都合力 軸心方向に 2分割されており、前記転走溝 10 の最深部に対応して分割面 11を有している。従って、一対の分割輪 12, 12を前記 分割面 11で突き合わせた後に、これら分割輪 12を貫通するボルト 13で結合すること により、前記軸受外輪 1が完成するようになっている。
[0021] 一方、前記軸受内輪 2の外周面には断面略 V字状の転走突起 20が形成されてい る。この転走突起 20は一対の転走面 20a, 20bが互いに直角に交わることにより形成 されており、各転走面 20a, 20bは軸受内輪 2の回転軸心に対して 45度傾斜してい る。そして、この転走突起 20は軸受外輪 1の転走溝 10に対して一定の間隔を保って 適合するように形成されて ヽる。
[0022] 軸受内輪 2の転走突起 20と軸受外輪 1の転走溝 10は互いに対向して断面略 V字 状の転走路 30を形成している。前記針状ころ 3はこの転走路 30に配列されており、 軸受外輪 1と軸受内輪 2とが相対的に回転すると、前記転走路 30内を自転しながら 公転する。転走路 30内には自転軸方向を 90度異ならせた針状ころ 3が 2列で配列さ れており、一方の列の針状ころ 3aは軸受外輪 1の転走面 10aと軸受内輪 2の転走面 20aとの間を転走し、他方の列の針状ころ 3bは軸受外輪 1の転走面 10bと軸受内輪 2の転走面 20bの間を転走する。このため、針状ころ 3a及び針状ころ 3bに対する荷 重作用方向は互いに直交しており、また、各針状ころ 3a, 3bに対する荷重作用方向 は軸受外輪 1及び軸受内輪 2の回転軸に対して 45度ずつ傾斜している。従って、こ の針状ころ軸受では、軸受外輪 1及び軸受内輪 2の回転軸心に沿って作用するアキ シアル荷重や、力かる回転軸心と直交する方向から作用するラジアル荷重等、あらゆ る方向から軸受外輪 1又は軸受内輪 2に作用する荷重を負荷し得るように構成されて いる。
[0023] 前記軸受外輪 1の転走溝 10及び軸受内輪 2の転走突起 20は研削加工によって形 成される。すなわち、ロータリドレッサを用いて総形砲石の形状を整える際に、かかる 総形砲石に前記転走溝 10又は転走突起 20と逆の形状を与え、この総形砲石を用 V、て軸受外輪 1の内周面又は軸受内輪 2の外周面を研削することで、軸受外輪 1に 転走溝 10又は軸受内輪 2に転走突起 20を形成するのである。従って、軸受外輪 1及 び軸受内輪 2は、ロータリドレッサのドレス砲石を交換することにより、同じ加工設備を 使用して製作することが可能である。
[0024] また、前記軸受外輪 1と軸受内輪 2との間には保持器 4が介装されており、各針状こ ろ 3はこの保持器 4に配列されている。かかる保持器 4は前記軸受内輪 2の周囲を取 り巻く環状に形成されると共に、前記転走路 30の断面形状に合致して V字状の断面 形状を有している。
[0025] 図 2から明らかなように、前記保持器 4は軸受内輪 2の転走突起 20に被さるようにし て軸受内輪 2と軸受外輪 1との間に設けられるので、この針状ころ軸受の組立てを容 易なものとすべぐかかる保持器 4は一対の保持プレート 4a, 4bの組み合わせ力 構 成されている。図 3は、軸受外輪 1、保持器 4及び軸受内輪 2を各部品に分解した状 態を示すものである。この図に示されるように、前記保持器 4は軸受内輪 2を上下から 挟み込む一対の保持プレート 4a, 4bに分割されている。一方の保持プレート 4aは筒 状に形成されており、一方の開口端 40が他方の開口端 41よりも小径に形成され、軸 受内輪の転走面 20aに覆いかぶさる形状を有している。この保持プレート 4aには針 状ころ 3を収容するための多数の保持孔が配列されており、各針状ころ 3は前記保持 孔内に転動自在に収容されている。また、他方の保持プレート 4bも前記保持プレー ト 4aと全く同一形状に形成されて!、るが、軸受内輪 2の転走面 20bに覆 、かぶさるよ う、保持プレート 4aと向かい合わせに配置されている。
[0026] 各保持プレート 4a, 4bは金属薄板や合成樹脂から製作することが可能である。金 属薄板で各保持プレート 4a, 4bを製作する場合は、プレス加工によって金属薄板を リング状に打ち抜くと共に、前記保持孔を形成し、更に絞り加工を行うことで、開口端 40が窄まった形状の保持プレート 4a, 4bを形成することができる。また、プレス加工 時に保持孔の周辺形状を整えることで、保持孔内に押し込まれた針状ころ 3が該保 持孔カも抜け出すのを防止することが可能である。
[0027] 一方、合成樹脂によって各保持プレート 4a, 4bを製作する場合は、射出成形を利 用することができる。この場合、前記保持孔の開口幅を針状ころ 3の直径よりも僅かに 狭く設定しておくことで、保持孔内に押し込まれた針状ころ 3が該保持孔力 抜け出 すのを防止することが可能である。
[0028] この針状ころ軸受の組立て手順は以下の通りである。先ずは、一対の保持プレート 4a, 4bの各保持孔に対して針状ころ 3を収容し、次にこれら保持プレート 4a, 4bを軸 受内輪 2の上下に配置し、保持プレート 4aを転走面 20aに、保持プレート 4bを転走 面 20bに被せる。次に、保持プレート 4aの大径開口端 41を保持プレート 4bの大径開 口端 41と結合し、保持器 4を完成させると共に軸受内輪 2を該保持器 4で包み込む。 この後、軸受外輪 1を構成する一対の分割輪 12, 12を各保持プレート 4a, 4bの夫々 の上に被せ、これら分割輪 12, 12をボルト 13で結合する。これにより、本発明の複合 荷重用針状ころ軸受が完成する。
[0029] この組立て手順において、一対の保持プレート 4a, 4b同士を結合させる手段として は、各保持プレート 4a, 4bが金属薄板で形成されているのであれば、溶接、ろう接、 接着等の手法を用いることが可能である。また、保持プレート 4a, 4bのプレス力卩ェの 際に、互いに嵌合する雌係合部又は雄嵌合部を各保持プレート 4a, 4bの大径開口 端 41に形成しておき、これらを嵌合させることで一対の保持プレート 4a, 4b同士の結 合を行うようにすることも可能である。更に、各保持プレート 4a, 4bが合成樹脂から形 成されているのであれば、溶着によりこれら保持プレート 4a, 4b同士を結合させること も可能である。
[0030] このように一対の保持プレート 4a, 4b同士を結合する際には、図 4に示すように、軸 受内輪の転走面 20aを転走する針状ころ 3と転走面 20bを転走する針状ころ 3との間 に位相差 uを設けるのが好ましい。図 4は軸受内輪 2と軸受外輪 1との間に形成され た針状ころ 3の転走路 30を直線状に展開したものである。この位相差 uを設けること で、 2列の針状ころ 3が断面略 V字状の転走路 30内で千鳥状に配列されることになり 、各針状ころ 3に対する荷重の分散が促進され、軸受内輪 2に対する軸受外輪 1の回 転を円滑ィ匕することができる。
[0031] 尚、一対の保持プレート 4a, 4bは必ずしもこれらを互いに結合する必要はなぐ一 方の保持プレート 4aが他方の保持プレート 4bと連動することなく転走路内を回転して も、本発明の複合荷重用針状ころ軸受としては十分にその機能を発揮することができ る。
[0032] また、図 5は前記保持器 4の他の態様を示すものである。この図 5では保持器 4を一 対の半円状保持プレート 4c, 4dから構成している。各保持プレート 4c, 4dはその断 面が略 V字状に形成されており、軸受内輪 2の転走面 20a, 20bに対応した針状ころ 3が 2列に配列されている。そして、このように形成された一対の保持プレート 4c, 4d を用いて軸受内輪 2を径方向から挟み込み、これら保持プレート 4c, 4dの周方向の 端部同士を結合することにより、軸受内輪 2に対して保持器 4を被せることが可能とな つている。この図 5に示す各保持プレート 4c, 4dも、金属薄板にプレス力卩ェを施し、あ るいは合成樹脂を射出成形することにより、製作することが可能である。
[0033] 更に、前記保持器 4としては、図 6に示すように、例えば合成樹脂等のように可撓性 の大きな材料でベルト状の保持プレート 4eを形成し、この保持プレート 4eを軸受内 輪 2に巻き付けた後に、保持プレート 4eの両端を結合するようにしても良い。このよう に保持プレート 4eは押し出し成形等によってベルト状に連続成形することができ、そ れを軸受内輪 2の外径に応じた長さに切断して使用することが可能となり、製造コスト の低減ィ匕を図ることができる。
[0034] また更に、前記保持器 4としては、これを形状記憶合金又は形状記憶榭脂によって 形成しても良い。例えば形状記憶合金を用いて保持器 4を形成する場合、先ずは軸 受内輪 2の転走突起 20に被さる断面略 V字状の保持器 4を形成し、これに外力をカロ えて略円筒状に変形させて力 軸受内輪 2を外側力 覆うように被せる。この後、保 持器 4を形状回復温度に加熱することにより、力かる保持器 4に断面略 V字状の元の 形状を与えることができる。この場合、前記形状回復温度は室温よりも若干高い温度 であれば良い。これにより、保持器 4を保持プレートに分割することなく軸受内輪 2の 転走突起 20に被せることが可能となる。また、形状記憶榭脂を用いて保持器 4を形 成する場合、軸受内輪 2の転走突起 20に被さる断面略 V字状の保持器 4を形成した 後、これを加熱しながら外力を加えて略円筒状に変形させ、変形した状態を維持した まま室温まで冷却する。これにより保持器 4の形状は略円筒状に維持されるようになり 、力かる保持器 4を容易に軸受内輪 2の外側に被せることができる。そして、軸受内輪 2に被せた保持器 4を加熱すると、当該保持器 4は元の断面略 V字状の形状に復元 し、保持器 4を保持プレートに分割することなく軸受内輪 2の転走突起 20に被せるこ とが可能となる。
[0035] 図 7は、本発明の複合荷重用針状ころ軸受の第 2の実施形態を示すものである。こ の第 2の実施形態の針状ころ軸受も、軸受外輪 5と、軸受内輪 6と、転動体としての多 数の針状ころ 7と、これら針状ころを所定間隔で整列させる保持器 8とから構成されて いる。
[0036] 前述した第 1の実施形態では軸受外輪 1の内周面に V字状の転走溝 10を形成する 一方、軸受内輪 2の外周面に V字状の転走突起 20を形成したが、この第 2の実施形 態では軸受外輪 5と軸受内輪 6の形状が逆転している。すなわち、軸受内輪 6の外周 面に V字状の転走溝 60を形成する一方、軸受外輪 5の内周面に V字状の転走突起 50を形成した。また、前記保持器 8は軸受外輪 5と軸受内輪 6との間に形成される針 状ころ 7の転走路の断面形状に合わせ、第 1の実施形態の保持器 4とは逆の V字状 断面を有している。更に、この第 2の実施形態では軸受外輪 5に対する軸受内輪 6の 組み付けを考慮し、 V字状の転走溝 60を有する軸受内輪が一対の分割輪 61, 61か ら構成されている。
[0037] この第 2の実施形態において、保持器 8の構造及び軸受外輪 5に対する組み付け 方は第 1の実施形態の保持器 4と略同じである。
[0038] そして、以上説明してきた複合荷重用針状ころ軸受では、転動体として針状ころ 3 を使用することから、円筒ころを用いていた従来のクロスローラ軸受ゃ複合円筒ころ 軸受と比較して、針状ころ 3の自転に対して作用する摩擦トルクが小さくなり、軸受内 輪 2に対する軸受外輪 1の回転に必要な回転トルクを小さく抑えることができる。この ため、本発明の針状ころ軸受はアキシアル荷重及びラジアル荷重の双方を負荷しな がら、必要とする回転トルクの上昇を抑えて軽快に回転することが可能であり、高速 回転用途に適したものとなっている。
[0039] また、第 1の実施形態では軸受外輪 1が、第 2の実施形態では軸受内輪 6がー対の 分割輪から構成されており、また、針状ころは軸受内輪と軸受外輪との間で V字状に 2列で配列されているので、前記分割輪の分割面を平面研削することで、軸受内輪と 軸受外輪との間を転動する針状ころに対して任意の予圧を付与することが可能であ り、軸受内輪に対する軸受外輪の回転精度を高めることが可能となる。
[0040] 更に、 V字状の転走溝または転走突起を有する軸受外輪、軸受内輪は、従来のク ロスローラ軸受の加工設備を利用して生産することが可能であり、低コストで生産する ことが可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の針状ころ (3)と、これら針状ころが転走する転走面を備えた軸受外輪 (1,5)及び 軸受内輪 (2,6)とから構成され、
前記軸受外輪 (1)には回転軸心に対して異なる方向へ傾斜した一対の転走面 (10a, 1 Ob)が形成される一方、前記軸受内輪 (2)には軸受外輪 (1)の転走面 (10a,10b)と対向 する一対の転走面 (20a,20b)が形成され、前記針状ころ (3)はこれら軸受外輪 (1,5)と軸 受内輪 (2,6)との間で 2列に配列され、
これら軸受外輪 (1,5)と軸受内輪 (2,6)との間で、回転軸心と平行な方向に作用するス ラスト荷重、回転軸心と直交する方向に作用するアキシアル荷重の双方を負荷する ことが可能な複合荷重用針状ころ軸受。
[2] 前記軸受外輪 (1)は一対の転走面 (10a, 10b)が交わって形成された V字状の転走溝 (1
0)を有する一方、前記軸受内輪 (2)は一対の転走面 (20a,20b)が交わって形成されると 共に前記軸受外輪の転走溝 (10)に適合する V字状の転走突起 (20)を有することを特 徴とする請求項 1記載の複合荷重用針状ころ軸受。
[3] 前記軸受内輪 (6)は一対の転走面が交わって形成された V字状の転走溝 (60)を有す る一方、前記軸受外輪 (5)は一対の転走面が交わって形成されると共に前記軸受内 輪の転走溝 (60)に適合する V字状の転走突起 (50)を有することを特徴とする請求項 1 記載の複合荷重用針状ころ軸受。
[4] 前記軸受外輪と軸受内輪との間には、前記針状ころを所定間隔で整列させる円環状 の保持器 (4)が設けられていることを特徴とする請求項 1記載の複合荷重用針状ころ 軸受。
[5] 前記保持器 (4)は複数の保持プレート (4a,4b,4c,4d)力も構成されていることを特徴とす る請求項 4記載の複合荷重用針状ころ軸受。
[6] 外輪又は内輪のいずれか一方が一対の転走面の間に分割面を有することを特徴と する請求項 1記載の複合荷重用針状ころ軸受。
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