(57)【要約】【課題】ろくろ台の回転軸から受ける振れ回り荷重によって軸受の転動体や軌道面に生じるフレッチングを抑制する。【解決手段】ろくろ台１の縦向き回転軸２とハウジング３間にアンギュラ玉軸受４と深溝玉軸受５とを組み込み、上側のアンギュラ玉軸受４に下側の深溝玉軸受５よりも大きく下向きのアキシアル荷重が負荷され、下側の深溝玉軸受５に上側のアンギュラ玉軸受４よりも大きくラジアル荷重が負荷されるようにした。アンギュラ軸受４は、深溝玉軸受５よりもアキシアル負荷容量が大きいものとした。深溝玉軸受５は、上側に接触式のシール５ｄを備えたキャップ軸受とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろくろ台の縦向き回転軸とハウジング間に転がり軸受が上下に配列され、前記回転軸が前記上下の転がり軸受を介してハウジングに支持された電動ろくろ用軸受装置において、前記上側の転がり軸受に、下向きのアキシアル荷重が前記下側の転がり軸受よりも大きく負荷され、前記下側の転がり軸受に、ラジアル荷重が前記上側の転がり軸受よりも大きく負荷されることを特徴とする電動ろくろ用軸受装置。
【請求項２】
前記上下の転がり軸受は玉軸受からなる請求項１に記載の電動ろくろ用軸受装置。
【請求項３】
前記上側の転がり軸受のアキシアル負荷容量が前記下側の転がり軸受よりも大きい請求項２に記載の電動ろくろ用軸受装置。
【請求項４】
前記上側の転がり軸受はアンギュラ玉軸受からなる請求項３に記載の電動ろくろ用軸受装置。
【請求項５】
前記下側の転がり軸受は深溝玉軸受からなる請求項４に記載の電動ろくろ用軸受装置。
【請求項６】
前記上側の転がり軸受は、この軸受内部及びハウジング内部に充填されたグリースで潤滑される開放軸受からなり、前記下側の転がり軸受は、内輪の軌道面を内輪外径面に形成され、外輪の軌道面を外輪内径面に形成されたラジアル軸受からなり、下側の転がり軸受の内外輪の軌道面よりも上方で前記グリースの下降を防ぐ接触式のシールを備えている請求項１乃至５のいずれか１つに記載の電動ろくろ用軸受装置。
【請求項７】
前記シールは、前記下側の転がり軸受の内外輪一方に形成されたシール溝に固定され、内外輪他方のシール面まで延び、かつ該シール面にリップが接触するように設けられている請求項６に記載の電動ろくろ用軸受装置。
【請求項８】
前記回転軸は、前記上側の転がり軸受の内輪を下向きに突き当てる肩部を形成された段付軸からなる請求項１乃至７のいずれか１つに記載の電動ろくろ用軸受装置。
【請求項９】
前記回転軸は、同一外径部分に前記上側の転がり軸受の内輪、前記下側の転がり軸受の内輪、これら内輪間に介在する内輪間座を組み込むように設けられている請求項１乃至７のいずれか１つに記載の電動ろくろ用軸受装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１つに記載の軸受装置と、前記ろくろ台の回転源になる電動モータと、前記電動モータを格納するケーシングとを備え、前記ハウジングが前記ケーシングに固定された電動ろくろ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータで回転駆動されるろくろ台の回転軸を支持する電動ろくろ用軸受装置及び電動ろくろに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ろくろは、ろくろ台の回転源になる電動モータ、ろくろ台の縦向き回転軸を支持する電動ろくろ用軸受装置、モータ制御部、充電部等を格納するケーシング等を有している。この電動ろくろ用軸受装置は、回転軸を通す縦孔が形成されたハウジングと、このハウジングと回転軸間に組み込まれた上下の転がり軸受とからなる。ハウジングは、ケーシングに固定されている。回転軸は、上下の転がり軸受によりハウジングに対して支持されている。ろくろ台の回転速度は１分当り３００回転以下である。この極低速の使用条件から、上下の転がり軸受に開放軸受が採用され、ハウジング及び軸受内部に適量グリ−スが充填されている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０１５０８号公報（特に、図７、段落番号００１６）
【特許文献２】特開２００４−７４６０１号公報（特に、図２、段落番号００１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記ろくろ台上の坏土を製品に形成する間、上下の転がり軸受は、ろくろ台、坏土等の重量、成形のために坏土に付与される下向き荷重等に由来する下向きのアキシアル荷重を支持することになる。
また、坏土を水平方向に押して変形させる際の成形力がろくろ台に伝わる。さらに、坏土の形状が変化するため、ろくろ台上の重心が回転中心から複雑に偏心する。前記成形力や偏心により、回転軸が振れ回りを生じる。このため、上下の転がり軸受は、下向きのアキシアル荷重だけでなく、振れ回りに起因するラジアル荷重（振れ回り荷重）をも負荷されることになる。その結果、非回転輪である外輪と転動体との接触部でびびり振動が発生し、転動体や軌道面の間にあったグリースがびびり振動により押し出されて潤滑膜が途切れ、転動体や軌道面にフレッチングを生じ易い特徴がある。
【０００５】
上記の事情に鑑み、この発明の課題は、ろくろ台の回転軸の振れ回り荷重によって軸受装置の転動体や軌道面におけるフレッチングを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を達成するため、この発明は、ろくろ台の縦向き回転軸とハウジング間に転がり軸受が上下に配列され、前記回転軸が前記上下の転がり軸受を介してハウジングに支持された電動ろくろ用軸受装置において、前記上側の転がり軸受に、下向きのアキシアル荷重が前記下側の転がり軸受よりも大きく負荷され、前記下側の転がり軸受に、ラジアル荷重が前記上側の転がり軸受よりも大きく負荷される構成を採用した。
【発明の効果】
【０００７】
回転軸の振れ回りは、下側ほど大きく軸振れを生じようとする。振れ回りの影響が小さい上側の転がり軸受に下向きのアキシアル荷重が大きく負荷されるようにすれば、振れ回りの影響が大きい下側の転がり軸受の負担を小さくすることができる。負担を小さくした下側の転がり軸受にラジアル荷重が大きく負荷されるようにすれば、上側で大きく負荷するよりも回転軸の軸振れを効果的に防止することができる。この防振によって上記のフレッチングを抑制することができる。
上述のように、この発明は、ろくろ台の回転軸から受ける振れ回り荷重によって軸受の転動体や軌道面に生じるフレッチングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例に係る軸受装置を備えた電動ろくろの全体構成を示す縦断正面図
【図２】図１の軸受装置の拡大図
【図３】図１の肩部に代えて内輪間座に変更した例を示す拡大図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の各実施形態を説明する。
【００１０】
前記上下の転がり軸受は玉軸受からなることが好ましい。
玉軸受は、ころ軸受と比して高回転精度を有する。上下の転がり軸受を玉軸受にすれば、回転軸の回転精度、ひいてはろくろ台の回転精度も比較的に高めることができる。ろくろ台の回転精度が高まれば、製品を高精度に製作することができる。
【００１１】
前記上側の転がり軸受のアキシアル負荷容量が前記下側の転がり軸受よりも大きいことが好ましい。
ここで、前記アキシアル負荷容量は、ＪＩＳ  Ｂ１５１８  「転がり軸受の動定格荷重と定格寿命の計算方法」に従った基本動アキシアル定格荷重のことをいう。
電動ろくろ用軸受装置においては、ろくろ台、坏土等の重量に由来する下向きのアキシアル荷重の方が、振れ回り荷重を含むラジアル荷重よりも過大である。上側の転がり軸受のアキシアル負荷容量を下側の転がり軸受よりも大きくすれば、軸受配列数を増すことなく、上側の転がり軸受に下向きのアキシアル荷重を大きく負荷することができる。
【００１２】
ここで、前記玉軸受として、アンギュラ玉軸受と深溝玉軸受とが挙げられる。アンギュラ玉軸受は、カウンタボアを有するため、主要寸法が同一の深溝玉軸受と比して玉数を多くし、アキシアル負荷容量を大きくすることができる。このことから、上側の転がり軸受のアキシアル負荷容量を下側の転がり軸受よりも大きくするときは、上側の転がり軸受にアンギュラ玉軸受を採用することが好ましい。
【００１３】
深溝玉軸受とアンギュラ玉軸受とを組み合わせて採用すれば、一方向にしかアキシアル負荷を支持できないアンギュラ玉軸受で下向きのアキシアル負荷を支持させ、上向きのアキシアル負荷を深溝玉軸受で支持させることができ、また、接触角が９０°付近で使用される深溝玉軸受は大きくラジアル負荷を支持させるのに好適である。
【００１４】
また、前記上側の転がり軸受は、この軸受内部及びハウジング内部に充填されたグリースで潤滑される開放軸受からなり、前記下側の転がり軸受は、内輪の軌道面を内輪外径面に形成され、外輪の軌道面を外輪内径面に形成されたラジアル軸受からなり、下側の転がり軸受の内外輪の軌道面よりも上方で前記グリースの下降を防ぐ接触式のシールを備えていることが好ましい。
【００１５】
下側の転がり軸受を前記のラジアル軸受にすると、内外輪間の環状空間が上下方向を向く。上側の転がり軸受を軸受内部及びハウジング内部に適量充填されたグリースで潤滑するとき、下側の転がり軸受に開放軸受を採用すると、そのグリースが上方から転動体と内外輪の軌道面間に入り込む。
坏土は、非常に細かい粒子の粘土を主成分にする。このため、ハウジングの上側の軸通孔内周と回転軸間に何らかのシールを設けても、前記グリースへの坏土混入を完全に防ぐことはできない。使用時間の経過に伴って顕著に黒化したグリースは、びびり振動で潤滑膜が途切れ易い。このため、振れ回りの影響を受け易い下側の転がり軸受が黒化したグリースで潤滑されることは、フレッチング防止の点で好ましくない。
したがって、下側の転がり軸受の内外輪の軌道面よりも上方で前記グリースの下降を防ぐ接触式のシールを備えていることが好ましい。これにより、転動体と内外の軌道面間に黒化したグリースが入り込み難くなり、フレッチングを防止することができる。
【００１６】
特に、前記シールは、前記下側の転がり軸受の内外輪一方に形成されたシール溝に固定され、内外輪他方のシール面まで延び、かつ該シール面にリップが接触するように設けられていることが好ましい。この種のシールが設けられた転がり軸受はキャップ軸受として一般的であり、簡単に前記シールを設けることができる。
【００１７】
また、前記回転軸は前記上側の転がり軸受の内輪を下向きに突き当てる肩部を形成された段付軸からなることが好ましい。
上側の転がり軸受の内輪が回転軸の肩部で下方変位を規制されるため、内輪間座を用いる場合と比して、電動ろくろ用軸受装置の部品数を削減することができる。
【００１８】
内輪間座を採用すれば、回転軸に段部を削り出す必要がなくなるので、素材の強度を優先して回転軸の剛性を高め、振れ回りを防止するのに好適である。
【実施例】
【００１９】
以下、この発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
図１、図２に示すように、実施例に係る電動ろくろ用軸受装置は、ろくろ台１の縦向き回転軸２と、回転軸２を通す縦孔が形成されたハウジング３と、回転軸２とハウジング３間に組み込まれた転がり軸受４、５とからなり、回転軸２が上下の転がり軸受４、５を介してハウジング３に支持されたものである。
【００２０】
ハウジング３は、回転軸２を通す縦孔が形成されている。ハウジング３は、ろくろ台１の回転源になる電動モータ６、モータ制御部７、充電部等を格納するケーシング８に固定されている。
【００２１】
回転軸２は、電動モータ６のロータ６ａと結合されている。電動モータ６の出力軸と回転軸２とを別体に設け、モータ出力が伝達機構を介してろくろ台１や回転軸２に伝わる間接ドライブ方式にすることもできる。
【００２２】
回転軸２は、上側の転がり軸受４の内輪４ａを嵌合する小径部と、下側の転がり軸受５の内輪５ａを嵌合する大径部と、これら大小径部間を繋ぐ肩部２ａとを形成された段付軸からなる。内輪４ａは、回転軸２の肩部２ａに突き当てることができ、この状態で下方変位を規制される。
【００２３】
なお、図３に変更例を示すように、内輪間座９を用いて内輪４ａ、５ａ間に組み込んで内輪４ａの下方変位を規制することもできる。
【００２４】
図１、図２に示すように、上下に配列された転がり軸受４、５は、回転軸２の肩部２ａに加えて、適宜にハウジング３等によりラジアル方向及びアキシアル方向に位置決めされている。回転軸２は、ハウジング３及び転がり軸受４、５によりケーシング８等の静止側に対してラジアル方向及びアキシアル方向に位置決めされている。
【００２５】
ろくろ台１の回転速度は１分当り３００回転以下であり、回転軸２、及び回転軸２に固定された内輪４ａ、５ａも同速度で回転するようになっている。転がり軸受４、５の外輪４ｂ、５ｂは静止輪とされている。
【００２６】
上側の転がり軸受４は、内輪４ａの軌道面を内輪外径面に形成され、外輪４ｂの軌道面を外輪内径面に形成された単列アンギュラ玉軸受からなる。
【００２７】
下側の転がり軸受５は、内輪５ａの軌道面を内輪外径面に形成され、外輪５ｂの軌道面を外輪内径面に形成された単列深溝玉軸受からなる。
【００２８】
上下の転がり軸受４、５に対するアキシアル荷重及びラジアル荷重の負荷配分は、ハウジング３に対してすきま嵌めとした外輪４ｂの下方変位を規制し、転がり軸受５の下方変位を自由にすることにより、次のように設定されている。すなわち、上側の転がり軸受４は、下側の転がり軸受５と比して、下向きのアキシアル荷重が大きく負荷され、かつラジアル荷重が小さく負荷される。下側の転がり軸受５は、上側の転がり軸受４と比して、ラジアル荷重が大きく負荷され、下向きのアキシアル荷重が小さく負荷される。なお、転がり軸受４、５の固定側、自由側の設定に代えて、又は組み合わせて接触角、軸受内部すきま等の設定によって前記の負荷配分を行うこともできる。
【００２９】
前記の負荷配分を考慮し、上側の転がり軸受４のアキシアル負荷容量は、下側の転がり軸受５よりも大きくなっている。転がり軸受４は、下向きのアキシアル荷重を全部負荷されるように設けることもできる。また、転がり軸受４にスラスト玉軸受を用い、ラジアル荷重が負荷されないように設けることもできる。
【００３０】
なお、転がり軸受５は、外輪５ｂの上方変位を規制することにより、上向きのアキシアル荷重の全部が負荷されるようになっている。これは、転がり軸受４にラジアル荷重が作用したときのアキシアル分力を転がり軸受５で受けさせ、転がり軸受４の内部すきまの変化を防止するためである。
【００３１】
上側の転がり軸受４は、開放軸受になっている。このため、転がり軸受４内、及びハウジング３内の軸受外に適量グリースが充填されている。なお、回転軸２とハウジング３の上側軸通孔内周間は、すきまシールとされている。
【００３２】
下側の転がり軸受５は、内外輪５ａ、５ｂ間の上下両側に接触式のシール５ｄを備えたキャップ軸受になっている。転がり軸受５内は、軸受内部に充填された適量グリースで潤滑される。
【００３３】
シール５ｄは、外輪５ｂに形成されたシール溝に固定され、内輪５ａの肩部外径に形成されたシール面まで延び、かつ該シール面にリップが接触するように設けられている。上側のシール５ｄのリップは、内輪５ａの上側の肩部外径に形成されたシール面に接触している。このため、ハウジング３内で黒化したグリースが内外輪５ａ、５ｂの軌道面まで達することは防止される。下側のシール５ｄは、転がり軸受５内に充填されたグリースの漏洩を防止する。ハウジング３に下蓋を備えるときは、下側のシール５ｄを省略することができる。
【００３４】
上記構成を有する実施例によれば、回転軸２の振れ回りの影響が小さい上側の転がり軸受４に下向きのアキシアル荷重が大きく負荷されるため、振れ回りの影響が大きい下側の転がり軸受５の負担を小さくすることができる。負担を小さくした転がり軸受５にラジアル荷重が大きく負荷されるため、上側で大きく負荷するよりも回転軸２の軸振れを効果的に防止することができる。この防振により、実施例は、ろくろ台１の回転軸２から受ける振れ回り荷重によって内外輪４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの軌道面や転動体４ｃ、５ｃに生じるフレッチングを抑制することができる。
【００３５】
また、実施例は、上側の転がり軸受４のアキシアル負荷容量が下側の転がり軸受５よりも大きいため、単列から軸受配列数を増すことなく、転がり軸受４に下向きのアキシアル荷重を大きく負荷することができる。
【００３６】
また、実施例は、上側の転がり軸受４がアンギュラ玉軸受からなり、下側の転がり軸受５が玉軸受からなるため、転がり軸受４のアキシアル負荷容量及び回転軸２の回転精度を高めることができる。
【００３７】
また、実施例は、下側の転がり軸受５を上側に接触式のシール５ｄを備えたキャップ軸受としたため、黒化したグリースが転動体５ｃと内外輪５ａ、５ｂの軌道面間に達することを簡単に阻止することができる。
【００３８】
また、実施例は、回転軸２が上側の転がり軸受４の内輪４ａを下向きに突き当てる肩部２ａを形成された段付軸からなるため、図３のような内輪間座９を無くすことができる。
【００３９】
図３の変更例においては、回転軸２は、同一外径部分に上側の転がり軸受４の内輪４ａ、下側の転がり軸受５の内輪５ａ、これら内輪４ａ、５ａ間に介在する内輪間座９を組み込むように設けられている。内輪４ａ、５ａ間のアキシアル方向間隔を保つ内輪間座９を採用したので、回転軸２に段部を削り出す必要がなくなるので、工具鋼等で回転軸２を形成して回転軸２の剛性を高め、振れ回りを防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  ろくろ台
２  回転軸
２ａ  肩部
３  ハウジング
４、５  転がり軸受
４ａ、５ａ  内輪
４ｂ、５ｂ  外輪
４ｃ、５ｃ  転動体
５ｄ  シール
６  電動モータ９  内輪間座
【図１】
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【図２】
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【図３】
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