(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッカーアーム用の転がり軸受（１）であって、前記転がり軸受が、少なくとも部分的に円形の外側部分（２）、少なくとも部分的に円形の内側部分（３）、および前記外側部分（２）と前記内側部分（３）の間に嵌合された複数の転動体（５）を備え、前記複数の転動体（５）のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの断面で見て仮想の同一円（１０）の弧部を構成し、前記外側および内側の円形部分（２、３）とそれぞれ接触する面を構成する２つの対向する湾曲した側部面（６、７）と、上記仮想の円（１０）内にある少なくとも１つの側部面（８、９）とを有する転がり軸受において、
前記転動体（５）が、２つの側部面（８、９）を有し、前記側部面（８、９）は平らで、互いに対向し、側部面が、断面で見て前記仮想の円（１０）内の弦（１１、１２）を構成し、
前記転動体（５）の幅が前記外側円形部分（２）の近傍で最大となるように、前記２本の弦（１１、１２）がそれら弦の間でより小さな角度を成し、
前記転がり軸受は、前記転動体（５）の一部を置き換えるように前記２つの円形部分（２、３）の間に配置される環状要素（１５）を備え、
前記軸受が最大所要角度回転となる極限位置にあるときに隣接する前記転動体（５）との十分な接触を確保し、それによって自己ロック効果を確保するために、前記環状要素（１５）が、傾斜した端面（１６、１７）を有することを特徴とする、転がり軸受。
【請求項２】
前記環状要素（１５）が円周の約９０％までの領域にわたって延在し、前記環状要素（１５）と前記円形部分（２、３）の１つとの間に環状間隙ができるように半径方向の延出部を有するように、前記環状要素（１５）が構成されることを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
周方向における互いに関連した前記転動体（５）の位置を保つころ保持器を備えることを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項４】
セメント原料、セメントクリンカー、および同様の材料など、粒状材料を粉砕するためのローラーミル（２１）における、請求項１から３のいずれかに記載の転がり軸受の使用であって、前記ローラーミル（２１）がほぼ水平な粉砕台（２３）と、垂直軸（２５）のまわりを回転することができるローラーセットとを備え、前記ローラーセットが、ローラーシャフト（２６）の中心線（２２）を含む平面内におけるローラーの自由な上下の円運動を可能とするヒンジ連結部（２７）を介して前記垂直軸（２５）に連結するそれぞれのローラーシャフト（２６）のまわりを回転する複数のローラー（２４）を備え、前記ローラーセットは前記粉砕台と相互作用的に動作するように構成されており、そこで前記転がり軸受（１）が前記ヒンジ連結部（２７）の一部をなす、転がり軸受の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッカーアーム用の転がり軸受に関し、この転がり軸受は、少なくとも部分的に円形の外側部分、少なくとも部分的に円形の内側部分、およびその外側部分と内側部分の間に嵌合された複数の転動体を備える。
【０００２】
本発明はまた、セメント原料、セメントクリンカー、および同様の材料など、粒状材料を粉砕するためのローラーミル内の上述の転がり軸受の使用に関し、上記ローラーミルは、ほぼ水平な粉砕台と、垂直軸のまわりを回転することができるローラーセットとを備え、上記ローラーセットはそれぞれのローラーシャフトのまわりを回転する複数のローラーを備える。それぞれのローラーシャフトは、ローラーシャフトの中心線を含む平面内におけるローラーの自由な上下の円運動を可能とするヒンジ連結部を介して垂直軸に連結し、上記ローラーセットは粉砕台と相互作用的に動作するように構成されている。
【０００３】
本発明による転がり軸受は、ロッカーアームまたはロッカーシャフトが比較的小さな角度回転（ａｎｇｕｌａｒ  ｒｏｔａｔｉｏｎ）で前後に動く機能を有することが不可欠な状況で使用することができ、そのため、前述した既知の種類のローラーミル内のヒンジ連結部に関連した使用に特に適している。
【背景技術】
【０００４】
既知のローラーミルでは、ローラーシャフトと垂直軸を連結するヒンジ連結部は、典型的には、適切な潤滑剤によって潤滑化することができる従来の滑り軸受で構成されている。ローラーミルの動作中に、粉砕台上に堆積した材料層の高さの変化に対して複数のローラーが互いに独立して確実に従動できるようにすることがこのヒンジ連結部の機能である。方向と大きさに関しては、ヒンジ連結部によって吸収される力は軸受ジャーナルに対して実質的に一定であり、そのジャーナルの角度回転は材料層の厚さの変化によってもたらされ、典型的には、±０．５度〜５度の間隔内で維持される。この軸受ジャーナルの角度回転の振動数は、典型的には０．５Ｈｚ〜１Ｈｚの間隔内である。既知のローラーミルが、セメント原料、セメントクリンカー、および同様の材料など、粒状材料を粉砕するために使用された場合、ヒンジ連結部は比較的高い圧力を受け、この圧力により、このヒンジ連結部の各部分の間の摩擦力が原因となって、潤滑剤では直ちに減少させることができない望ましくない発熱を引き起こすこととなる。これは、一方向に一定の応力負荷がかかること、並びに、軸受ジャーナルの前後への角度回転は非常に小さく、負荷がかかる区域に潤滑剤を引き入れるには十分でないことによる。他の市販の軸受としては動圧滑り軸受が挙げられるが、これは軸受ジャーナルが連続的に回転せず、そのため流体潤滑膜の形成を妨げるため、使用することができない。また、静圧ラジアル軸受も挙げられるが、これは技術的な観点から言うと、静的状態でも回転状態下でも完全な支持を行う完全な軸受の解決法であるが、しかし、複雑で、扱いに注意を要し、高価であるという欠点がある。外輪と内輪、およびそれらの間に嵌合された円筒ころを備えた従来の転がり軸受もまた、この用途に適しているとは考えられない。というのも、１つには、角度回転が小さいために、ころが潤滑剤を負荷がかかる区域に引き入れることができないからであり、また１つには、ころが円筒形状をしていることにより、軸受内に限られた数の支持用ころしか組み込むことができず、その結果、それぞれの支持用ころにかなりの負荷比率をもたらすからである。したがって、従来の市販のいずれの種類の軸受も、重大な欠点をもたらさずに、ここで説明した負荷状態にそのまま適するものとは見なされないことには変わりがない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、前述の欠点を取り除く、または大幅に減じる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これは冒頭で述べた種類の転がり軸受によって達成され、この転がり軸受は、複数の転動体のうちの少なくとも１つが、少なくとも一方の断面で見て仮想の同一円の弧部を構成し、外側および内側の円形部分とそれぞれ接触する面を構成する２つの対向する湾曲した側部面と、前述した仮想の円内にある少なくとも１つの側部面とを有することを特徴とする。
【０００７】
これによって、軸受内の転動体の数を増加させることができ、それによって全負荷比率を有する単一の各転動体の負荷を減じ、軸受の全体的な荷重負担能力を向上させることが実現する。これは、往復の角度回転が小さいために、軸受の外側または内側部分と接触しない従来の円形ころの表面の少なくとも一部がなくなり、それによって、軸受の周方向において各転がり軸受によって占められている空間を大幅に削減するためである。
【０００８】
仮想の円内にある転動体の少なくとも１つの側部面は、湾曲形状、平面形状など、任意の適切な形状とすることもできる。しかし、この側部面は平らであり、かつ仮想の断面円内の弦を構成することが好ましい。側部面が平らでない場合、対向する側部面同士は、軸受が極限位置にあると２つの隣接する転動体間で十分な接触面を得るために、この状態において補完的なものとなるべきである。
【０００９】
軸受の周方向において転動体によって占められている空間を最小にするには、転動体が２つの対向する平らな側部面を有し、各側面部が、断面で見て仮想の円内の弦を構成していることが好ましい。これらの２本の弦は平行であってもよい。しかし、軸受が最大所要角度回転となっている極限位置にあるときに２つの隣接する転動体間で良好な接触面を形成し、それにより自己ロック効果をもたらすために、これらの２本の弦は、それら弦の間でより小さな角度を成し、それにより各転動体の幅が外側円形部分の近傍で最大となるようになっていることが好ましい。これらの弦の間の角度の大きさは、主として軸受内の転動体の数によって決まり、この数は軸受の最大所要角度回転によって決まる。軸受の所要角度回転が小さくなると、外側および内側の円形部分のそれぞれに接触する転動体の曲面の弧部が短くなる必要があり、収容可能な転動体の数が多くなる。例えば、所要の角度回転をプラス／マイナス３度とした一実施形態では、転動体の数を従来の転がり軸受に対して２倍にすることができる。
【００１０】
軸受が一方的な応力負荷を受けている場合の使用に特に適した本発明による転がり軸受の特定の一実施形態では、転動体の一部を環状要素で置き換えることができ、この環状要素は適切な手段によって外側または内側の円形部分に取り付けることができ、あるいは、この環状要素をこれら２つの円形部分の１つと一体化した部分とすることができる。この環状要素は、円周の約９０％までの領域にわたって延在するように構成することができ、また環状要素と円形部分の１つとの間に環状間隙ができるように半径方向の延出部を有して構成することもできる。軸受が最大所要角度回転となる極限位置にあるときに隣接する転動体との望ましい接触を確保し、それによって自己ロック効果を確保するために、環状要素を傾斜した端面をさらに有して形成すると有利であろう。
【００１１】
転動体は、周方向における互いに関連した転動体の位置を保つためのころ保持器をさらに備えると有利であろう。
【００１２】
ここで、本発明を概略的な図面を参照してさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】側部から見た本発明による転がり軸受を示す断面図である。
【図２】本発明による転がり軸受用の転動体を示す図である。
【図３】軸受が最大所要角度回転となる極限位置にある本発明による転がり軸受の一部分を示す図である。
【図４】本発明による軸受の特定の一実施形態を示す図である。
【図５】ローラーミル内の本発明による軸受の応用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１では、外側円形部分２、内側円形部分３、およびその外側部分２と内側部分３の間に嵌合された複数の転動体５を備えた、本発明による転がり軸受１が示されている。
【００１５】
図２で最も良く説明されているように、図示された本発明の実施形態では、転動体５が複数の棒として形成されており、それらの棒のそれぞれは４つの側部面６、７、８、および９を有する。それら４つの側部面のうち、対向する２つの面である湾曲した側部面６および７は、仮想の同一円１０の弧部を構成し、転がり軸受において、外側および内側の円形部分２、３とそれぞれ接触する面を形成する。また、上記４つの側部面のうち他の対向する２つの側部面８および９は、上述の仮想の円１０内にあり、平面状であって、特に図１で示すように隣接する各転動体５に面している。
【００１６】
断面で見ると、平らな側部面８および９のそれぞれは、仮想の円１０内の弦１１、１２を表している。図２を参照すると、転動体５は、別言すると円１０によって示される仮想の円形断面を有する円筒ころとして形成されたものとして示されている。ここで、弦１１と１２、および円１０の弧部によってそれぞれ画定される２つの対向する円筒構成部分１３および１４は切り取られている。これらの２本の弦は平行であってもよい。しかし、図３で示すように、軸受が最大所要角度回転となる極限位置にあるときに２つの隣接する転動体５の間で良好な接触面を形成し、それにより自己ロック効果をもたらすようにするために、これらの２本の弦１１、１２は、それら弦の間でより小さな角度を成し、それにより各転動体の幅が外側円形部分２の近傍で最大となるようになっている。これらの弦１１と１２の間の角度の大きさは、主として軸受内の転動体５の数によって決まり、この数は軸受の最大所要角度回転によって決まる。軸受の所要角度回転が小さくなると、外側および内側の円形部分２、３のそれぞれに接触する転動体５の曲面の弧部が短くなる必要があり、収容可能な転動体の数が多くなる。
【００１７】
軸受の一方的な応力負荷に関連した応用例に特に適した、本発明による転がり軸受について図４に示す実施形態では、転動体５の一部が環状要素１５で置き換えられており、図示した実施形態ではこの環状要素は内側円形部分３と一体化した部分を構成する。図示のように、環状要素１５は、２つの円形部分２と３の間の距離より短い半径方向延出部を有して構成され、それにより、環状要素１５と外側円形部分２との間に環状間隙が与えられる。この環状要素はまた、傾斜した端面１６、１７を有して形成され、それにより、軸受が最大所要角度回転となる極限位置にあるときに隣接する転動体５が確実に環状要素１５と良好な接触状態となるようにし、それにより軸受の自己ロック効果が確保される。
【００１８】
図５では、本発明による軸受の使用に関する一例が示されている。図５は、水平な粉砕台２３と、その粉砕台と相互作用的に動作するローラーセット２４を備えるローラーミル２１の断面図を示し、このローラーセット２４は垂直軸２５に接続し、そのまわりを回転している。それらのローラー２４は、ヒンジ連結部２７を介して垂直軸２５に連結するそれぞれのローラーシャフト２６のまわりを回転し、それによって、ローラー２４がそのヒンジ連結部のまわりを回転する場合に、そのローラーシャフトの中心線２２を含む平面内を上下に移動することができるようになる。図示のように、ヒンジ連結部２７は本発明による転がり軸受１を備える。
【００１９】
ここで行った説明では、軸受の外側部分２と内側部分３、および転動体５が、それぞれの長さ方向全体にわたって同一の寸法を有するものとして説明している。しかし、本発明の枠組内で、代替実施形態も考えられることは当然の帰結である。例えば、軸受の外側部分２と内側部分３、および転動体５は、それぞれの長手方向に円錐形にまたは球状に成形することができる。
以上説明したように、本願発明は、以下の形態を有する。
［形態１］
ロッカーアーム用の転がり軸受（１）であって、前記転がり軸受が、少なくとも部分的に円形の外側部分（２）、少なくとも部分的に円形の内側部分（３）、および前記外側部分（２）と前記内側部分（３）の間に嵌合された複数の転動体（５）を備えた転がり軸受において、前記複数の転動体（５）のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの断面で見て仮想の同一円（１０）の弧部を構成し、前記外側および内側の円形部分（２、３）とそれぞれ接触する面を構成する２つの対向する湾曲した側部面（６、７）と、上記仮想の円（１０）内にある少なくとも１つの側部面（８、９）とを有することを特徴とする、転がり軸受。
［形態２］
前記仮想の円（１０）内にある前記転動体（５）の前記側部面（８、９）が平らであり、各側部面が前記仮想の断面円（１０）内の弦（１１、１２）を構成することを特徴とする、形態１に記載の転がり軸受。
［形態３］
前記転動体（５）が２つの対向する平らな側部面（８、９）を有し、各側部面が、断面で見て前記仮想の円（１０）内の弦（１１、１２）を構成することを特徴とする、形態２に記載の転がり軸受。
［形態４］
前記転動体（５）の幅が前記外側円形部分（２）の近傍で最大となるように、前記２本の弦（１１、１２）がそれら弦の間でより小さな角度を成すことを特徴とする、形態３に記載の転がり軸受。
［形態５］
前記転動体（５）の一部を置き換えるように前記２つの円形部分（２、３）の間に配置される環状要素（１５）を備えることを特徴とする、形態１に記載の転がり軸受。
［形態６］
前記環状要素（１５）が円周の約９０％までの領域にわたって延在し、前記環状要素（１５）と前記円形部分（２、３）の１つとの間に環状間隙ができるように半径方向の延出部を有するように、前記環状要素（１５）が構成されることを特徴とする、形態５に記載の転がり軸受。
［形態７］
前記軸受が最大所要角度回転となる極限位置にあるときに隣接する前記転動体（５）との十分な接触を確保し、それによって自己ロック効果を確保するために、前記環状要素（１５）が、傾斜した端面（１６、１７）を有することを特徴とする、形態６に記載の転がり軸受。
［形態８］
周方向における互いに関連した前記転動体（５）の位置を保つころ保持器を備えることを特徴とする、形態１に記載の転がり軸受。
［形態９］
セメント原料、セメントクリンカー、および同様の材料など、粒状材料を粉砕するためのローラーミル（２１）における、形態１から８のいずれかに記載の転がり軸受の使用であって、前記ローラーミル（２１）がほぼ水平な粉砕台（２３）と、垂直軸（２５）のまわりを回転することができるローラーセットとを備え、前記ローラーセットが、ローラーシャフト（２６）の中心線（２２）を含む平面内におけるローラーの自由な上下の円運動を可能とするヒンジ連結部（２７）を介して前記垂直軸（２５）に連結するそれぞれのローラーシャフト（２６）のまわりを回転する複数のローラー（２４）を備え、前記ローラーセットは前記粉砕台と相互作用的に動作するように構成されており、そこで前記転がり軸受（１）が前記ヒンジ連結部（２７）の一部をなす、転がり軸受の使用。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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