(57)【要約】【課題】円すいころの組付け作業の時間を短縮し、また労力を軽減することが可能なクロステーパードローラ軸受を提供することを目的とする。【解決手段】クロステーパードローラ軸受１００は、隣り合う円すいころ１０６ａ、１０６ｂの向きが交差して配列されていて、内輪１０２または外輪１０４のうち一方の軌道輪がアキシアル方向に分割されていて、分割された軌道輪（内輪１０２ａ、１０２ｂ）の間に配置される環状のスペーサ１１０を備え、スペーサ１１０の円すいころ側の端１１４が、分割された内輪１０２ａ、１０２ｂからラジアル方向に突出し、アキシアル方向において円すいころ１０６ａの端面１１６に重なっていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う円すいころの向きが交差して配列されているクロステーパードローラ軸受であって、
内輪または外輪のうち一方の軌道輪がアキシアル方向に分割されていて、
前記分割された軌道輪の間に配置される環状のスペーサを備え、
前記スペーサの前記円すいころ側の端が、前記分割された軌道輪からラジアル方向に突出し、アキシアル方向において該円すいころの端面に重なっていることを特徴とするクロステーパードローラ軸受。
【請求項２】
前記スペーサは、鋼材から成ることを特徴とする請求項１に記載のクロステーパードローラ軸受。
【請求項３】
前記スペーサの円すいころ側の端は、断面形状が三角形に尖っていることを特徴とする請求項１または２に記載のクロステーパードローラ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロステーパードローラ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クロステーパードローラ軸受は、隣り合う円すいころの向きが交差して配列されている軸受である。主なクロステーパードローラ軸受では、外輪または内輪のうち一方の軌道輪がアキシアル方向に分割されていて、他方の軌道輪（特に回転精度が重視される側）が一体形になっている。クロステーパードローラ軸受は、ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重などのあらゆる荷重を単独で受けることができ、設置する装置の簡潔化に役立つため、例えば周辺部品の軽減による軽量化やコンパクト化、および組立工数の縮減などを図ることが可能になる。
【０００３】
クロステーパードローラ軸受は、マシニングセンタや研削盤などの精密機械に使用されることが多く、各精密機械に合せたより適切な回転精度が求められる。そのため、クロステーパードローラ軸受は、円すいころに予圧がかけられる。多くの場合、予圧の付与は、組付け時において、分割された軌道輪を締め付けることによって調節される。
【０００４】
一方、例えば特許文献１に記載のクロスローラ軸受には、予圧を与えるための部品として着座リング１０が備えられている。着座リング１０は、バネ材で構成された断面Ｕ字状の部品であり、弾性変形の復帰力によって円錐ローラ７、８に予圧を与えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クロステーパードローラ軸受には、組付け作業にかかる時間と手間の低減が求められている。例えば、平面に寝かせた軌道輪に２つの向きの円すいころを挿入していくと、上側に位置する列の円すいころは運転時における位置よりも下に落ちた状態となる。そこでまず、クロステーパードローラ軸受は、分割された軌道輪を締め込む前に、なじみ回転が行われる。このなじみ回転によって、円すいころも回転しながら次第に運転時の位置まで上がっていく。円すいころが運転時の位置になった後は、分割された軌道輪をさらに締め付けることで、円すいころに適切な予圧をかける。しかしながら、このなじみ回転には数十回転を要するため、作業に時間と手間がかかる要因にもなっている。
【０００７】
加えて、より適切な予圧をかけるためには、精密機械に実際に組んだ状態で、分割されている軌道輪のさらなる繊細な締付け調節が必要となっていて、この点もまた組付け作業に時間と手間がかかる要因となっている。
【０００８】
上述した特許文献１の技術では、着座リング１０は分割されたアウターレース４（外輪）を締め付けることによってたわみ、円錐ローラ７、８に向かって膨らんで接触する。したがって、運転時には円錐ローラ７、８に予圧を与えることはできるものの、組み付け開始時には円錐ローラ７、８の姿勢の保持には役立たないため、やはりなじみ回転が必要である。また、特許文献１においても、適切な予圧を与えるために、現場で分割された軌道輪の締め付け具合を調節する必要がある点において変わりがない。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、円すいころの組付け作業の時間を短縮し、また労力を軽減することが可能なクロステーパードローラ軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明にかかるクロステーパードローラ軸受の代表的な構成は、隣り合う円すいころの向きが交差して配列されているクロステーパードローラ軸受であって、内輪または外輪のうち一方の軌道輪がアキシアル方向に分割されていて、分割された軌道輪の間に配置される環状のスペーサを備え、スペーサの円すいころ側の端が、分割された軌道輪からラジアル方向に突出し、アキシアル方向において円すいころの端面に重なっていることを特徴とする。
【００１１】
上記のスペーサは端が軌道輪から突出しているため、組付け時において上側の円すいころの端面を支え、円すいころの落ち込みを防ぐことができる。そして、円すいころを運転時に近い姿勢で保持して組み付けることが可能なため、少ないなじみ回転で円すいころの位置を早期に安定させることができ、組み付け作業の時間を短縮することができる。また、スペーサを予圧に合わせた厚みにしておくことによって、現場で締め付け具合を調節する必要がなくなり、単に分割された軌道輪にスペーサを挟ませて締め込めばよいため、組付け作業の労力も軽減することが可能である。
【００１２】
上記のスペーサは、鋼材から成るとよい。鋼材であれば剛性が高く、厚みの精密な調節も可能になるため、上述したスペーサを好適に具現化することが可能になる。
【００１３】
上記のスペーサの円すいころ側の端は、断面形状が三角形に尖っていてもよい。この構成であれば、組み付け時に円すいころに接触する面積が大きくなるため、円すいころを安定して支えることができる。なお、運転時には円すいころはスペーサから離間するため、スペーサが円すいころの回転に干渉するおそれはない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、円すいころの組み付け作業の時間を短縮し、また労力を軽減することが可能なクロステーパードローラ軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態にかかるクロステーパードローラ軸受の概要を示した斜視図である。
【図２】クロステーパードローラ軸受を分解して示した図である。
【図３】クロステーパードローラ軸受を組み付ける過程を示した図である。
【図４】スペーサの端の拡大図である。
【図５】本実施例のクロステーパードローラ軸受の性能試験を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示または説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態にかかるクロステーパードローラ軸受１００の概要を示した斜視図である。図１では片方の内輪１０２ｂを分離させた状態で示している。このように、本実施形態のクロステーパードローラ軸受１００は内輪分割型であって、内輪１０２がアキシアル方向に２つに分割され（内輪１０２ａおよび内輪１０２ｂ）、外輪１０４が一体形になっている。
【００１８】
図２は、クロステーパードローラ軸受１００を分解して示した図である。クロステーパードローラ軸受１００は、向きの異なる２つの列の円すいころ１０６ａ、１０６ｂを有している。これら２列の円すいころ１０６ａ、１０６ｂは、内輪１０２ａ、１０２ｂと外輪１０４の間に、隣り合う円すいころ同士の向きが相互に交差するようにして配列される。
【００１９】
保持器１０８は、円筒状であって複数備えられていて、各円すいころの間に配置され、各円すいころの姿勢を保持し、摩擦を低減する。
【００２０】
本実施形態では、分割された内輪１０２ａ、１０２ｂの間に、環状のスペーサ１１０が配置される。スペーサ１１０は、分割された内輪１０２ａ、１０２ｂの間の距離を適正に保つ部品であり、軌道輪と同心の構造になっている。スペーサ１１０は、分割された内輪１０２ａ、１０２ｂと共に、複数のボルト１１２によって締結される。
【００２１】
スペーサ１１０は、当該クロステーパードローラ軸受１００の組付け時において、円すいころ１０６ａ、１０６ｂの位置を保持する機能を有していて、作業時間の短縮や労力の軽減に貢献することが可能になっている。以下、図３を参照して、スペーサ１１０の作用および効果について説明する。
【００２２】
図３は、クロステーパードローラ軸受１００を組み付ける過程を示した図である。図３（ａ）のように、まず、クロステーパードローラ軸受１００は、平面に寝かせた一方側の内輪１０２ａと外輪１０４との間に、この内輪１０２ａが軌道面となる一方の円すいころ１０６ａの列を挿入する。そして、スペーサ１１０を乗せる。
【００２３】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態にさらに他方の円すいころ１０６ｂの列を挿入した様子である。ここで、本実施形態では、スペーサ１１０の円すいころ１０６ａ、１０６ｂ側の端１１４が、分割された内輪１０２ａ、１０２ｂからラジアル方向に突出する構成となっている。詳しくは、スペーサ１１０の外径側の端１１４が、分割された内輪１０２ａ、１０２ｂの小径側よりもラジアル方向に突出するよう設定している。
【００２４】
図４は、スペーサ１１０の端１１４の拡大図である。上述したスペーサ１１０の端１１４は、内輪１０２ａ、１０２ｂからラジアル方向へと突出していて、アキシアル方向において円すいころ１０６ａ、１０６ｂの端面（例えば円すいころ１０６ｂの端面１１６）に重なっている。そのため、スペーサ１１０は、上側に位置する円すいころ１０６ｂの端面１１６を支え、この円すいころ１０６ｂが下に落ち込むのを防ぐことができる。この状態において、他方側の内輪１０２ｂ（図３（ｂ）参照）を乗せ、ボルト１１２を締結する。これによって、円すいころ１０６ａ、１０６ｂを運転時の位置により近い状態で組み付けることができる。
【００２５】
図４に示すように、スペーサ１１０の円すいころ側の端１１４は、断面形状が三角形に尖っていると好適である。この構成であると、円すいころ１０６ｂの端面１１６に接触する面積が大きくなるため、円すいころ１０６ｂを安定して支えることができる。なお、運転時には円すいころ１０６ｂはスペーサ１１０から離間するため、スペーサ１１０が円すいころ１０６ｂの回転に干渉するおそれはない。
【００２６】
図３（ｃ）は、図３（ｂ）のボルト１１２を締めた状態を示した図である。クロステーパードローラ軸受１００は、内輪１０２ａ、１０２ｂを締め切る前に、なじみ回転が行われる。これによって、円すいころ１０６ｂは回転とともにスペーサ１１０から離間し、運転時の位置まで上がっていく。このとき、スペーサ１１０によって円すいころ１０６ｂが運転時の位置に近い状態で支えられているため、従来よりも少ないなじみ回転で円すいころの位置を早期に安定させることができる。そして、円すいころ１０６ｂが運転時の位置になった後は、内輪１０２ａ、１０２ｂをさらに締め付けることで、適切な予圧が円すいころ１０６ａ、１０６ｂにかけられる。
【００２７】
スペーサ１１０は、分割された内輪１０２ａ、１０２ｂのすきま、いわゆる予圧すきまの調節にも役立っている。従来、予圧すきまは、現場にて内輪１０２ａ、１０２ｂの締め付け具合を調節することで管理されていた。しかし、本実施形態では、予めスペーサ１１０を予圧すきまに合せた厚みにしておくことで、単に内輪１０２ａ、１０２ｂを締め込むだけで円すいころ１０６ａ、１０６ｂに適切な予圧をかけることが可能になっている。この構成によって、現場で内輪１０２ａ、１０２ｂの締め付け具合を調節する必要がなくなっていて、組付け作業の労力も軽減されている。
【００２８】
スペーサ１１０は、材質に鋼材が用いられていると好適である。鋼材であれば剛性が高く、厚みの精密な調節も可能であるため、スペーサ１１０による予圧すきまの管理をより効率よく行うことが可能である。
【００２９】
図５は、本実施例のクロステーパードローラ軸受１００の性能試験を示す図である。図５（ａ）は、性能試験の様子を模した図である。当該試験は、内輪１０２をスタビライザ１２０によって３点で支持し、外輪１０４を回転させて外輪１０４のアキシアル振れを電気マイクロメータで測定して行った。使用する軸受の寸法は、外径φ609.6ｍｍ、内径φ457.2ｍｍ、幅63.5ｍｍであった。
【００３０】
図５（ｂ）は、試験結果を示すグラフである。試験は、上述したスペーサ１１０（図２参照）を備える実施例と、スペーサ１１０を備えない比較例とを対象に行った。グラフの横軸は外輪の回転数（回）であり、縦軸は外輪のアキシアル振れ（μｍ）である。このグラフからは、比較例では外輪アキシアル振れが落ち着くまでに外輪を３０回以上回転させる必要があるのに対し、実施例では外輪アキシアル振れが初期状態から既に比較例を３０回転させたときと同じ程度に落ち着いていることが分かる。また、３０回転させたときでは、実施例のほうが比較例よりも外輪アキシアル振れが半分以下に減っていることが分かる。
【００３１】
以上のことから、上記スペーサ１１０を備える本実施例では、円すいころ１０６ｂ（図３（ｂ）等参照）を運転時に近い姿勢で保持して組み付けることができるため、少ないなじみ回転で円すいころ１０６ａ、１０６ｂの位置が早期に安定することが分かった。また、高い回転精度も発揮でき、これらによって組付け作業の時間短縮や品質向上が確認された。
【００３２】
なお、上記実施形態で説明したクロステーパード軸受１００は内輪分割型であったが、本発明の技術的思想は外輪分割型のクロステーパード軸受としても実施可能である。その場合、分割された外輪から、環状のスペーサの内径側の端が円すいころに向かって突出する構成となる。この構成によっても、上側に位置する円すいころの端面を支え、円すいころを運転時に近い位置で組み付けることが可能になる。
【００３３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明はクロステーパードローラ軸受に利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１００…クロステーパードローラ軸受、１０２…内輪、１０２ａ…一方の内輪、１０２ｂ…他方の内輪、１０４…外輪、１０６ａ…一方の列の円すいころ、１０６ｂ…他方の列の円すいころ、１０８…保持器、１１０…スペーサ、１１２…ボルト、１１４…スペーサの端、１１６…円すいころの端面、１２０…スタビライザ
【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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