(57)【要約】【課題】軌道輪を弾性変形させること無く多数の転動体を挿入することにより、各種の荷重に対する高い負荷を維持することが可能な転がり軸受を提供する。【解決手段】互いに相対回転可能に対向配置された軌道輪(内輪１６及び外輪１８)と、内外輪間に転動自在に配列された複数の転動体２０と、これら各転動体を所定間隔で回転自在に保持する保持器２２とを備えており、各転動体は、球体の一部を切り欠いた円形の切欠面２０ａと、切欠面の中心を通る回転軸Ｒの周りに回転する転動面２０ｂとを有する。【選択図】    図１
2006144895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転可能に同心円状に対向配置された軌道輪と、軌道輪の軌道溝間に転動自在に配列された複数の転動体と、これら各転動体を所定間隔で回転自在に保持する保持器とを備えており、
各転動体は、球体の一部を切り欠いた円形の切欠面と、切欠面の中心を通る回転軸周りに回転する転動面とを有することを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
円形の切欠面は、転動面の両側に対向して設けられてい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】
各転動体は、軌道輪を弾性変形させること無く、軌道輪相互の隙間から挿入されて軌道輪の軌道溝間に組み込まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
円形の切欠面により規定される各転動体の厚さ寸法は、同心円状に対向配置された軌道輪相互の隙間寸法よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項５】
転動面の両側に対向して設けられた円形の切欠面は、互いに同一の形状に構成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項６】
転動面の両側に対向して設けられた円形の切欠面は、互いに異なる形状に構成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道輪を弾性変形させること無く多数の転動体を挿入することにより、各種の荷重に対する高い負荷を維持することが可能な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から種々の装置の回転機構や旋回機構には、各種の転がり軸受が設けられており、互いに相対回転する部品間に働く荷重を負荷しながら転がり運動するように構成されている。かかる転がり軸受としては、主としてラジアル荷重を負荷するラジアル軸受と、主としてアキシアル荷重を負荷するスラスト軸受とが知られている。
【０００３】
いずれの軸受も例えば図３(ａ)〜(ｃ)に示すように、互いに相対回転可能に同心円状に対向配置された一対の軌道輪(内輪２及び外輪４)と、内外輪2,4間に転動自在に配列された複数の転動体６と、これら各転動体６を所定間隔で回転自在に保持する保持器８とを備えている。なお、同図(ａ)〜(ｃ)には、一例として深溝タイプのラジアル玉軸受の構成例が示されており、同図(ａ)の保持器８は一体成形品であり、同図(ｂ)の保持器８は例えば波形保持器や合せ保持器を想定し、２つの保持器部品(図示しない)をリベット１０で接合して構成されている。そして、特に同図(ｃ)の保持器８は合せ保持器を想定し、２つの環状部品(図示しない)をステー１２で接合して構成されていると共に、内外輪2,4間に転動体６を挿入するための入れ溝１４が形成されている。
【０００４】
このようなラジアル玉軸受において、複数の転動体(玉)６は例えば図４(ａ)〜(ｃ)の工程を経て内外輪2,4間に組み込まれる。まず例えば内輪２を外輪４側に寄せた状態で、内外輪2,4間の隙間に複数の転動体６を順次挿入していく(同図(ａ))。次に内外輪2,4を弾性変形させながら双方の中心を合わせて位置決めする(同図(ｂ))。そして各転動体６を円周方向に沿って等間隔に配列し保持器８を取り付ける。これにより複数の転動体(玉)６が内外輪2,4間に組み込まれる(例えば、特許文献１参照)。なお、特許文献１では、同図(ｂ)の工程において外輪を弾性変形させている。
【０００５】
ところで転がり軸受には、その運転状態において各種の荷重(例えば、ラジアル荷重、アキシアル荷重)が作用する。なお、荷重としては、基本静定格荷重と基本動定格荷重とが想定され、基本静定格荷重は内外輪2,4の相対回転速度がゼロの状態で軸受に作用する荷重であり、また、基本動定格荷重は内外輪2,4が相対的に回転している状態で軸受に作用する荷重である。
【０００６】
この場合、かかる荷重を充分に且つ安定して負荷するためには、内外輪2,4間に組み込まれる転動体６の数を増やすことが好ましい。しかしながら、上述したような従来の転がり軸受では、内輪２を外輪４側に寄せた際に内外輪2,4間に形成される隙間から転動体６を順次挿入しているため(図４(ａ)〜(ｃ))、挿入可能な転動体６の数に限界がある。
【０００７】
具体的に説明すると、従来の組み込み方法では、同図(ａ)の状態から内外輪2,4間に転動体６を順次挿入し、先に挿入された転動体６を内外輪2,4が互いに寄せられた側に移動させるが、このとき挿入する転動体６の数は、その後の工程(同図(ｂ))で内外輪2,4を弾性変形させることが可能な範囲に限定されてしまう。この場合、挿入する転動体６の数を過剰にすると、同図(ｂ)の工程で内外輪2,4を弾性変形させるための空間的な余裕を内外輪2,4間に残すことができなる。このため、転動体６の数は内外輪2,4の弾性変形可能な範囲に限定されてしまうことになる。
【０００８】
転動体６の数が限定されてしまう要因としては、従来の転がり軸受の転動体６が球体を成しているため、内外輪2,4を弾性変形する際に(同図(ｂ))、転動体６の直径に相当する空間的な余裕を内外輪2,4間に確保しなければならないことにある。このような問題を解消するためには、内外輪2,4を弾性変形させること無く転動体６を内外輪2,4間に挿入できれば良いが、現在そのような転動体６を有する転がり軸受は知られていない。
【特許文献１】特開２００４−６８９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、軌道輪を弾性変形させること無く多数の転動体を挿入することにより、各種の荷重に対する高い負荷を維持することが可能な転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の転がり軸受は、互いに相対回転可能に同心円状に対向配置された軌道輪と、軌道輪の軌道溝間に転動自在に配列された複数の転動体と、これら各転動体を所定間隔で回転自在に保持する保持器とを備えており、各転動体は、球体の一部を切り欠いた円形の切欠面と、切欠面の中心を通る回転軸周りに回転する転動面とを有する。
この発明において、円形の切欠面は、転動面の両側に対向して設けられており、各転動体は、軌道輪を弾性変形させること無く、軌道輪相互の隙間から挿入されて軌道輪の軌道溝間に組み込まれる。この場合、円形の切欠面により規定される各転動体の厚さ寸法は、同心円状に対向配置された軌道輪相互の隙間寸法よりも小さく設定されている。また、転動面の両側に対向して設けられた円形の切欠面は、互いに同一の形状で構成しても良いし或いは互いに異なる形状で構成しても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の転がり軸受によれば、転動体の形状を球体の一部を切り欠いた円形の切欠面と切欠面の中心を通る回転軸周りに回転する転動面とで構成することにより、軌道輪を弾性変形させること無く多数の転動体を挿入することができ、各種の荷重に対する高い負荷を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受について添付図面を参照して説明する。なお、転がり軸受としては、深溝タイプの軸受を想定する。
図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施の形態の転がり軸受は、互いに相対回転可能に同心円状に対向配置された軌道輪(内輪１６及び外輪１８)と、内外輪16,18の軌道溝16s,18s間に転動自在に配列された複数の転動体２０と、これら各転動体２０を所定間隔で回転自在に保持する保持器２２とを備えている。
【００１３】
本実施の形態では、内外輪16,18を弾性変形させること無く多数の転動体２０を挿入することを目的としており、この目的を達成するためには、球体の転動体６(図３)の厚さを薄くすれば良い。そこで、各転動体２０は、球体の一部を切り欠いた円形の切欠面２０ａと、切欠面２０ａの中心を通る回転軸Ｒの周りに回転する転動面２０ｂとを有して構成されている。
【００１４】
この場合、円形の切欠面２０ａは少なくとも１つあれば良いが、本実施の形態では一例として、転動面２０ｂの両側に対向して設けられている。なお、図面に表された切欠面２０ａは平坦面を成しているが、これに限定されることは無く、外方又は内方に湾曲した切欠面２０ａであっても良い。また、各切欠面２０ａは、互いに同一の大きさで構成しても良いし(図１(ｃ))、或いは互いに異なる大きさで構成しても良い(図１(ｄ))。
【００１５】
転動面２０ｂは球体を成しており、内外輪16,18間に組み込まれた状態で、回転軸Ｒ周りに内外輪16,18の軌道溝16s,18sに滑らかに摺接しながら転動するように形成されている(図１(ａ),(ｂ))。
このような転動体２０において、円形の切欠面２０ａにより規定される転動体２０の厚さ寸法Ｗ１は、同心円状に対向配置された状態の内外輪16,18相互の隙間寸法Ｗ２よりも小さく設定されている。
【００１６】
ここで、複数の転動体２０を内外輪16,18間に組み込む方法について説明する。
例えば図１(ａ)に示すように、まず各転動体２０の転動面２０ｂを内外輪16,18相互の隙間Ｇに正対させた後、当該隙間Ｇに沿って挿入する。続いて転動体２０を軌道溝16s,18s間に位置付けた状態で約９０°回転し、ラジアル方向Ｒｄに沿って起立(倒立)させる。このとき転動体２０の転動面２０ｂは軌道溝16s,18sに対して摺接状態に位置付けられ、転動体２０が内外輪16,18の軌道溝16s,18s間に組み込まれる。この後、各転動体２０を円周方向に沿って等間隔に配列し保持器２２を取り付けることにより、本実施の形態の転がり軸受を完成させることができる(図１(ｂ))。
【００１７】
以上、本実施の形態によれば、転動体２０の厚さ寸法Ｗ１は内外輪16,18相互の隙間寸法Ｗ２よりも小さく設定されているため、転動体２０を隙間Ｇに沿って滑らかに(スムーズに)挿入することができる。この場合、内外輪16,18相互の隙間寸法Ｗ２は、内外輪16,18を同心円状に対向配置した状態で計測した値であり(図１(ｂ))、かかる状態のまま転動体２０を隙間Ｇに沿って挿入することができる。
【００１８】
具体的に説明すると、従来の組み込み方法(図４(ａ)〜(ｃ))では、内輪２を外輪４側に寄せた状態で転動体６を順次挿入した後、内外輪2,4を弾性変形させながら双方の中心を合わせて位置決めするため、挿入可能な転動体６の数に限界があった。これに対して、本実施の形態の組み込み方法(図１(ａ),(ｂ))では、内外輪16,18を同心円状に対向配置した状態で、且つ、内外輪16,18を弾性変形させること無く、転動体２０を内外輪16,18相互の隙間から挿入することができる。この結果、従来に比べて多数の転動体２０を挿入することができるため、各転動体２０相互の間隔を密にして軌道溝16s,18s間に組み込むことが可能となる。
【００１９】
図１(ｅ)には、従来における転動体６の配列状態と本実施の形態における転動体２０の配列状態とを比較した構成図が示されており、単位周長Ｌ当たりにおいて、本実施の形態の転動体２０の配列状態は従来に比べて密になっている。この場合、本実施の形態の転がり軸受は従来に比べて、各種の荷重(特にラジアル荷重に基づく基本静定格荷重及び基本動定格荷重)に対して高い負荷を維持することができる。これにより、各種の荷重の影響を受けること無く円滑且つ安定して回転する転がり軸受を実現することができる。なお、本実施の形態の深溝タイプの転がり軸受は、ラジアル荷重だけで無くアキシアル荷重に対しても比較的高い負荷を維持することができることは言うまでも無い。
【００２０】
また、上述した実施の形態では、特にラジアル荷重に対する負荷を考慮した深溝タイプの転がり軸受について図示して説明したが、ラジアル荷重とアキシアル荷重の双方に対して高い負荷を維持する転がり軸受にも本発明を適用することができる。例えば図２には、転動体２０を交互にクロスさせて配列した転がり軸受の構成例が示されている。なお、この構成において、各転動体２０は軌道溝16s,18sに対して所定の傾斜角度で組み込まれているが、かかる傾斜角度は転がり軸受の大きさや使用目的及び使用環境に応じて任意に設定することができるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００２１】
また、上述した実施の形態において、転がり軸受の材質については特に言及しなかったが、内外輪16,18や転動体２０の材料としては、例えば記号SUJ2〜SUJ4で示す高炭素クロム軸受鋼やステンレス鋼(SUS)などを適用することができる。また、保持器２２の材料としては、例えば冷間圧延鋼板(SPCC)やステンレス鋼(SUS)、或いは合成樹脂(ナイロン６６、塩化ビニル、ウレタン、エポキシ)などを適用することができる。
【００２２】
また、上述した実施の形態において、転がり軸受の密封装置については特に言及しなかったが、密封装置としては、例えばシールやシールドを使用目的に応じて任意に選択することができ、これにより潤滑剤(例えば、グリース、油)が軸受外部に漏洩したり、異物(例えば、水、塵埃)が軸受内部に浸入するのを防止することができる。
また、転がり軸受としては、上述した実施の形態の構成(図１(ａ)、図２)に限定されることは無く、例えば図３(ａ)〜(ｃ)に示されたような各種の転がり軸受に対して本発明を適用することができることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受の構成を示す断面図、(ｂ)は、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受の構成を示す平面図、(ｃ)は、切欠面が互いに同一の大きさで構成された転動体の斜視図、(ｄ)は、切欠面が互いに異なる大きさで構成された転動体の斜視図、(ｅ)は、本実施の形態の転がり軸受に組み込まれた転動体の配列状態と従来の転動体の配列状態とを比較した構成図。
【図２】複数の転動体を交互にクロスさせて配列した転がり軸受の構成例を示す断面図。
【図３】(ａ)は、一体成形された保持器を備えた転がり軸受の構成例を示す断面図、(ｂ)は、リベットで接合された保持器を備えた転がり軸受の構成例を示す断面図、(ｃ)は、ステーで接合された保持器を備えた転がり軸受の構成例を示す断面図。
【図４】転動体(玉)を内外輪間に組み込む工程を示す図であって、(ａ)は、内外輪間に複数の転動体を順次挿入する工程図、(ｂ)は、内外輪を弾性変形させて位置決めする工程図、(ｃ)は、各転動体を円周上に等間隔に配列する工程図。
【符号の説明】
【００２４】
１６  内輪
１８  外輪
16s,18s  軌道溝
２０  転動体
２０ａ  切欠面
２０ｂ  転動面
２２  保持器
Ｒ  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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