(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円輪状の回転輪と、この回転輪の軸方向両側に配置した１対の固定輪と、この回転輪の両側面とこれら各固定輪との間に設けたスラストころ軸受とを備え、これら各固定輪はそれぞれ、内径側に設けた固定輪本体と外径側に設けた調心輪とから成り、このうちの各固定輪本体の外周面は、上記回転輪の中心点をその中心とする球状凸面とし、上記各調心輪の内周面はこの球状凸面と密接する球状凹面としており、上記各固定輪本体の内周面は、相手面との相対変位を自在とするラジアル軸受面としている、自動調心機能を有する複合型軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る自動調心機能を有する複合型軸受装置は、各種機械装置に組み込まれて各種方向に力を受ける軸を、回転方向に亙る変位並びに軸に直角方向に亙る若干の変位を自在に支持する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
各種機械装置を構成する軸のうちには、大きなスラスト荷重を受けつつ軸方向及び回転方向に変位するものがある。そして、この様な軸は、本来の軸方向及び回転方向だけでなく、軸と直角方向に関しても若干変位し、この変位の結果、上記スラスト荷重の分力としてラジアル荷重が発生する。従って、上記軸を支承する為の軸受装置には、次の▲１▼〜▲４▼の機能を持たせる必要がある。
▲１▼  回転軸に加わる両方向の大きなスラスト荷重を支承する機能。
▲２▼  回転軸の回転方向に亙る変位（例えば±４５度程度の揺動変位）を許容する機能。
▲３▼  回転軸が軸と直角方向に若干変位（例えば±３度程度の振れ変位）する事を許容する機能。
▲４▼  回転軸が軸と直角方向に若干変位した場合に、上記スラスト荷重の分力として発生する比較的小さなラジアル荷重を支承する機能。
この様な機能を有する軸受装置として従来から一般的に知られているものに、球面滑り軸受がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
球面滑り軸受の場合には、回転軸が軸と直角方向に変位する事は、比較的円滑に許容するが、この回転軸が回転する事に対する抵抗は大きい。この為、球面滑り軸受を、上述の様な回転軸の支承部分に組み込んだ場合には、この回転軸の回転が必ずしも円滑に行なわれないだけでなく、長期間に亙る使用に伴って摩耗が進み易く、必ずしも十分な耐久性を得られない。
本発明の自動調心機能を有する複合型軸受装置は、この様な不都合を解消すべく発明したものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動調心機能を有する複合型軸受装置は、円輪状の回転輪と、この回転輪の軸方向両側に配置した１対の固定輪と、この回転輪の両側面とこれら各固定輪との間に設けたスラストころ軸受とを備える。又、これら各固定輪はそれぞれ、内径側に設けた固定輪本体と外径側に設けた調心輪とから成る。そして、このうちの各固定輪本体の外周面は、上記回転輪の中心点をその中心とする球状凸面とし、上記各調心輪の内周面は、この球状凸面と密接する球状凹面としている。更に、上記各固定輪本体の内周面は、相手面との相対変位を自在とするラジアル軸受面としている。
【０００５】
【作用】
上述の様に構成する本発明の自動調心機能を有する複合型軸受装置の使用状態では、１対の固定輪の外径側に設けた各調心輪を、軸受装置を支持する為のハウジング等、固定の部分に支持固定すると共に、回転輪を回転軸の外周面に支持固定する。この状態でこの回転軸にスラスト荷重が加わると、このスラスト荷重は、上記回転輪から何れかのスラストころ軸受を介して何れかの固定輪に伝わり、上記固定部分に支承される。
【０００６】
又、上記回転軸が回転すると、１対の固定輪同士の間にスラストころ軸受により挟持された回転輪が、これら１対の固定輪同士の間で円滑に回転する。従って、上記回転軸の回転が、特に大きな抵抗を受ける事なく、円滑に行なわれる。
又、上記回転軸が軸と直角方向に若干変位する事は、上記各固定輪の内径側部分を構成する固定輪本体が、これら各固定輪の外径側部分を構成する調心輪の内側で変位する事により許容する。
更に、上記回転軸が軸と直角方向に若干変位した場合に、上記スラスト荷重の分力として発生する比較的小さなラジアル荷重は、上記各固定輪本体の内周面が、上記回転軸の外周面等、相手面と摺動する事により支承する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。本発明の自動調心機能を有する複合型軸受装置１は、ＳＵＪ２の如き高炭素クロム軸受鋼等の硬質金属製で円輪状の回転輪２を有する。又、この回転輪２の軸方向両側に、それぞれが円輪状である、やはりＳＵＪ２の如き高炭素クロム軸受鋼等の硬質金属製の固定輪３、３を、１対配置している。尚、上記回転輪２の内径Ｒ2 はこれら各固定輪３、３の内径Ｒ3 よりも小さく（Ｒ2 ＜Ｒ3 ）、この回転輪２の外径Ｄ2 はこれら各固定輪３、３の外径Ｄ3 よりも小さい（Ｄ2 ＜Ｄ3 ）。従って、機械装置の回転支持部に本発明の複合型軸受装置１を組み付けた状態では、上記回転輪２の内径側部分が上記各固定輪３、３の内周面よりも直径方向内方に突出し、これら各固定輪３、３の外径側部分が上記回転輪２の外周面よりも直径方向外方に突出する。
【０００８】
そして、この回転輪２の軸方向両側面とこれら各固定輪３、３との間に、それぞれスラストころ軸受４、４を設けている。これら各スラストころ軸受４、４を構成する、それぞれ複数本ずつのころ５、５は、それぞれ保持器６、６により転動自在に保持して、これら各ころ５、５が、上記回転輪２と上記各固定輪３、３との間から、不用意に脱落する事がない様にしている。尚、少なくとも上記各ころ５、５の転動面と当接する軌道面としての役目を有する、上記回転輪２の両側面と上記各固定輪３、３の片面とは、それぞれ必要な硬さに焼き入れ硬化させている。
【０００９】
上記各固定輪３、３はそれぞれ、内径側に設けた固定輪本体７、７と、外径側に設けた調心輪８、８とから成る。そして、このうちの各固定輪本体７、７の外周面は、上記回転輪２の中心点Ｏをその中心とする球状凸面とし、上記各調心輪８、８の内周面は、この球状凸面と密接する球状凹面としている。従って、機械装置の回転支持部に本発明の複合型軸受装置１を組み付けた状態では、上記固定輪本体７、７の外周面及び上記各調心輪８、８の内周面が、単一球面上に存在する。尚、上記各固定輪３、３を構成する固定輪本体７、７と調心輪８、８とのうち、固定輪本体７、７は前述した様な硬質金属により造る必要があるが、調心輪８、８は、この硬質金属との滑り特性が良好な、銅、含油メタル等により構成しても良い。図示の例では、上記各調心輪８、８を硬質金属により造り、これら各調心輪８、８の内周面に、グリースを保持する為の凹溝を形成している。又、必要に応じて、上記固定輪本体７、７の外周面と上記各調心輪８、８の内周面とのうちの少なくとも一方の面（好ましくは両方の面）に、潤滑性を向上させる為の表面処理を施す事もできる。
【００１０】
更に、上記各固定輪本体７、７の内周面は、相手面である回転軸９の外周面或はスリーブ１０の外周面と摺接して、これら各外周面と上記各固定輪本体７、７の内周面との相対変位を自在とするラジアル軸受面としている。即ち、これら各固定輪本体７、７の内径Ｒ3 を、上記回転軸９及びスリーブ１０の外径よりも僅かに大きくすると共に、これら回転軸９及びスリーブ１０の外周面と上記各固定輪本体７、７の内周面とを円筒状の平滑面としている。そして、これら各外周面と各内周面とを摺接させて、ラジアル滑り軸受を構成する。このラジアル滑り軸受の抵抗を小さくし、且つ早期摩耗に結び付く様な損傷を防止する為に、上記各外周面と各内周面との一方又は双方に、摩擦抵抗を減少させる為の表面処理を施しても良い。更に、上記各外周面と各内周面との一方又は双方に、銅、アルミニウム、合成樹脂等、自己潤滑性を持ったり、或は摩擦抵抗が低い材料により造ったブッシュを嵌合させても良い。後述する様に、上記ラジアル滑り軸受に加わるラジアル荷重は限られたものであるから、上記ブッシュを銅、アルミニウム、合成樹脂などの比較的柔らかい材料により造っても、十分な耐久性及び信頼性を確保できる。
【００１１】
上述の様に構成する本発明の自動調心機能を有する複合型軸受装置１の使用状態では、１対の固定輪３、３の外径側に設けた各調心輪８、８を、軸受装置を支持する為のハウジング等、固定の部分に支持固定する。図示の例では、上記各調心輪８、８を、ハウジング１１に設けた断面円形の支持孔１２に内嵌すると共に、一方（図１の左方）の調心輪８の片面（図１の左面）を、この支持孔１２の内面に形成した段部２１に突き当てている。これに対して、他方（図１の右方）の調心輪８は、上記支持孔１２の内周面に形成した係止溝１３に係止した、欠円環状の止め輪１４により、上記一方の調心輪８から離れる方向への変位を阻止している。この止め輪１４と上記他方の調心輪８の片面（図１の右面）との間には円環状のスペーサ１５を挟持して、上記複合型軸受装置１の内部隙間を適正値に規制している。
【００１２】
一方、前記回転輪２は、前記回転軸９の外周面に支持固定する。図示の例では、この回転軸９は、端部に小径部１７を有し、この小径部１７の外周面を、この小径部１７の基端部に形成した段部１８により、他の部分と連続させている。又、この小径部１７の先半部には雄ねじ部１９を設けている。上記回転輪２はこの様な小径部１７にがたつきなく外嵌し、片面（図１の左面）の内径寄り部分を、上記段部１８に突き当てている。又、上記小径部１７の中間部に前記スリーブ１０を外嵌し、このスリーブ１０の一端面（図１の左端面）を、上記回転輪２の他面（図１の右面）内周寄り部分に突き当てている。更に、上記雄ねじ部１９に螺合したナット２０を緊締する事により、上記回転輪２を、上記段部１８とスリーブ１０との間で挟持固定する。
【００１３】
前記複合型軸受装置１を、上述の様に回転軸９とハウジング１１との間に組み付けた状態で、この回転軸９にスラスト荷重が加わると、このスラスト荷重は、上記回転輪２から何れかのスラストころ軸受４を介して何れかの固定輪３に伝わり、ハウジング１１に支承される。例えば、上記回転軸９に図１で左向きのスラスト荷重が加わると、このスラスト荷重は、上記回転輪２から図１の左側のスラストころ軸受４を介して同じく左側の固定輪３から前記段部２１に伝わり、ハウジング１１に支承される。反対に、上記回転軸９に図１で右向きのスラスト荷重が加わると、このスラスト荷重は、上記回転輪２から図１の右側のスラストころ軸受４を介して同じく右側の固定輪３に伝わり、更に前記スペーサ１５及び止め輪１４を介して前記係止溝１３に伝わって、ハウジング１１に支承される。
【００１４】
又、上記回転軸９が回転すると、１対の固定輪３、３同士の間にスラストころ軸受４、４により挟持された回転輪２が、これら１対の固定輪３、３同士の間で円滑に回転する。従って、上記回転軸９の回転が、特に大きな抵抗を受ける事なく、円滑に行なわれる。この様に上記回転軸９が回転する際、この回転軸９にスラスト荷重が加わっていても、何れかのスラストころ軸受４が、このスラスト荷重を支承しつつ、上記回転軸９を円滑に回転させる。
【００１５】
又、上記回転軸９が軸と直角方向に若干変位する事は、上記各固定輪３、３の内径側部分を構成する固定輪本体７、７が、これら各固定輪３、３の外径側部分を構成する調心輪８、８の内側で変位する事により許容する。本発明の複合型軸受装置１を、前述の様に回転軸９とハウジング１１との間に組み付けた状態では、上記固定輪本体７、７の外周面及び上記各調心輪８、８の内周面とが、単一球面上に存在する為、上記各固定輪本体７、７の変位は円滑に行なわれる。従って、上記回転軸９が軸と直角方向に若干変位する傾向になっても、構成各部に無理な力が加わる事はない。
【００１６】
更に、上記回転軸９が軸と直角方向に若干変位した場合に、上記スラスト荷重の分力として発生する比較的小さなラジアル荷重は、上記各固定輪本体７、７の内周面が、相手面である、上記回転軸９及び前記スリーブ１０の外周面と摺動する事により支承する。この回転軸９の変位は、一般的に±３度程度の僅かなものである為、上記スラスト荷重の分力として発生するラジアル荷重も小さなものである。従って、このラジアル荷重を滑り軸受により支承した場合でも、上記回転軸９の回転に要する力が特に大きくなる事はない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、回転軸の回転を円滑に行なって、長期間に亙る使用による摩耗も抑える事ができ、十分な耐久性を得られる、自動調心機能を有する複合型軸受装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１    複合型軸受装置
２    回転輪
３    固定輪
４    スラストころ軸受
５    ころ
６    保持器
７    固定輪本体
８    調心輪
９    回転軸
１０    スリーブ
１１    ハウジング
１２    支持孔
１３    係止溝
１４    止め輪
１５    スぺーサ
１７    小径部
１８    段部
１９    雄ねじ部
２０    ナット
２１    段部
【図１】
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