(57)【要約】【課題】対称ころの挙動を常に安定させることができる自動調心ころ軸受を提供する。【解決手段】自動調心ころ軸受２１は、内輪２２と、外輪２３と、内輪２２の軌道面２５ａおよび外輪２３の軌道面２５ｂに沿う球面状の転動面１４を有し、最大径がころ長さ方向の中央にあり、内輪２２と外輪２３との間に複列で配置される複数の対称ころ１１と、案内輪２４とを備える。ここで、対称ころ１１と内輪２２の軌道面２５ａが接触する接触点２６ａのころ長さ方向の位置、および対称ころ１１と外輪２３の軌道面２５ｂが接触する接触点２６ｂのころ長さ方向の位置は、対称ころ１１のころ長さ方向の中央よりも、軸受外側である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右複列であって、球面の軌道面を有する内輪と、
前記軌道面に対面する球面の軌道面を有する外輪と、
前記内輪の軌道面および前記外輪の軌道面に沿う球面状の転動面を有し、最大径がころ長さ方向の中央にあり、前記内輪と前記外輪との間に複列で配置される複数の対称ころと、
環状であって、複列で配置された左右の前記対称ころの間に配置され、前記対称ころの一方の端面と接触する案内輪とを備える自動調心ころ軸受であって、
前記対称ころと前記内輪の軌道面が接触する接触点のころ長さ方向の位置、および前記対称ころと前記外輪の軌道面が接触する接触点のころ長さ方向の位置は、前記対称ころのころ長さ方向の中央よりも、軸受外側である、自動調心ころ軸受。
【請求項２】
前記対称ころのころ長さの寸法公差をＬｗとし、前記対称ころの最大径の寸法をＤｗとすると、０＜Ｌｗ＜０．００４Ｄｗである、請求項１に記載の自動調心ころ軸受。
【請求項３】
前記案内輪が左右の前記対称ころと接触する接触点の幅の寸法公差をＢとし、前記案内輪の外径寸法をＤｇとすると、０＜Ｂ＜０．００１Ｄｇである、請求項１または２に記載の自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動調心ころ軸受に関し、特に、最大径がころ長さ方向の中央に位置する対称ころを備える自動調心ころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械や鉄鋼設備、一般産業機械に使用される軸受において、調心性が要求される箇所には、自動調心ころ軸受が使用される。従来における複列の自動調心ころ軸受の構成について、簡単に説明する。
【０００３】
図５は、従来における複列の自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。図５を参照して、自動調心ころ軸受１０１は、内輪１０２と、外輪１０３と、複列に配列された複数の球面ころ１０４ａ、１０４ｂと、複数の球面ころ１０４ａ、１０４ｂを保持する保持器１０５ａ、１０５ｂと、複列に配置された球面ころ１０４ａ、１０４ｂの間に配置される案内輪１０６とを備える。複列に配置された球面ころ１０４ａ、１０４ｂは、案内輪１０６によって、適切に転動することができる。
【０００４】
外輪１０３の軌道面１０８は、自動調心ころ軸受１０１の軸受中心を中心として、球面状である。球面ころ１０４ａ、１０４ｂの転動面１０９ａ、１０９ｂは、この球面状の軌道面１０８上を転動可能なように、球面状で構成されている。内輪１０２の軌道面１０７は、転動面１０９ａ、１０９ｂに対応するように、球面状である。このように構成することにより、軸受中心に対し、外輪１０３が傾いても、転動面１０９ａ、１０９ｂと軌道面１０７、１０８とが適切に接触することができる。したがって、調心性を確保することができる。
【０００５】
なお、案内輪の代わりに中鍔を有し、同様の構成の自動調心ころ軸受が、特開２００２−１４７４４９号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１４７４４９号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動調心ころ軸受に備えられる球面ころには、最大径がころ長さ方向の中央に位置しない非対称ころと、ころ長さ方向の中央に位置する対称ころとがある。非対称ころと対称ころとは、用途に応じて使い分けられている。図６に非対称ころを、図７に対称ころを示す。図６を参照して、ころ長さ方向の最大径の位置を線１１３で表すと、非対称ころ１１１においては、一方の端面１１２ａから線１１３までのころ長さ方向の寸法Ｘ１は、他方の端面１１２ｂから線１１３までのころ長さ方向の寸法Ｘ２と異なる。一方、図７を参照して、ころ長さ方向の最大径の位置を線１２３で表すと、対称ころ１２１においては、一方の端面１２２ａから線１２３までのころ長さ方向の寸法Ｘ３は、他方の端面１２２ｂから線１２３までのころ長さ方向の寸法Ｘ４と同じである。
【０００７】
ここで、図６に示す非対称ころ１１１を備える自動調心ころ軸受の構成について、簡単に説明する。図８は、非対称ころ１１１を備える自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。図８を参照して、自動調心ころ軸受１１４の基本的な構成は、上記した図５に示す自動調心ころ軸受１０１と同じである。なお、内輪１１６には、案内輪１０６の代わりに、内輪１１６の一部が外径側に突出した中鍔１１５が設けられている。
【０００８】
非対称ころ１１１は、線１１３からの寸法が短い側の端面１１２ｂを軸受内側、すなわち、中鍔１１５側となるように配置される。非対称ころ１１１は、内輪１１６および外輪１１７と接触点１１８ａ、１１８ｂにおいて接触する。非対称ころ１１１は、内輪１１６および外輪１１７からそれぞれ、荷重Ｙ１、Ｙ２を受ける。荷重Ｙ１、Ｙ２はそれぞれ接触点１１８ａ、１１８ｂにおける接線１１９ａ、１１９ｂと垂直な方向である。ころ長さ方向において、接触点１１８ａ、１１８ｂの位置は、線１１３よりも軸受外側であるため、荷重Ｙ１、Ｙ２が合わされた誘起スラスト荷重Ｙ３の方向は、軸受内側となる。そうすると、この誘起スラスト荷重Ｙ３により、端面１１２ｂと中鍔１１５とが常に接触することになる。また、接線１１９ａ、１１９ｂの延長線を、自動調心ころ軸受１１４の軸受中心軸線上で一致させることにより、非対称ころ１１１のスキューを防止している。その結果、非対称ころ１１１の挙動を常に安定させることができる。
【０００９】
次に、図７に示す対称ころ１２１を備える自動調心ころ軸受の構成について、簡単に説明する。図９は、対称ころ１２１を備える自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。図９を参照して、自動調心ころ軸受１２４の基本的な構成は、上記した図５に示す自動調心ころ軸受と同じである。対称ころ１２１は、一方の端面１２２ｂが案内輪１２５側となるように配置される。対称ころ１２１は、内輪１２６および外輪１２７と接触点１２８ａ、１２８ｂにおいて接触する。接触点１２８ａ、１２８ｂにおける接線１２９ａ、１２９ｂの延長線は、自動調心ころ軸受１２４の中心軸線上で一致しないため、左右の対称ころ１２１の間に案内輪１２５を配置させることにより、対称ころ１２１のスキューを防止している。また、上記と同様に、対称ころ１２１は、内輪１２６および外輪１２７からそれぞれ、荷重Ｙ４、Ｙ５を受ける。荷重Ｙ４、Ｙ５はそれぞれ接線１２９ａ、１２９ｂと垂直な方向である。ころ長さ方向において、接触点１２８ａ、１２８ｂの位置は、理論的には最大径の位置である線１２３上となるため、ころ長さ方向の誘起スラスト荷重は発生しない。
【００１０】
しかし、対称ころ１２１であっても、軸受の取付けや使用条件、製造誤差等により、非対称ころ１１１と同様に、内輪および外輪との接触点がころ長さ方向の中央からずれて、ころ長さ方向に誘起スラスト荷重が発生する恐れがある。
【００１１】
ここで、ころ長さ方向に発生した誘起スラスト荷重が軸受内側に向いている場合には、対称ころ１２１の軸受内側に位置する案内輪１２５によって誘起スラスト荷重を受けることができる。したがって、対称ころ１２１の挙動を安定させることができる。
【００１２】
しかし、ころ長さ方向に発生した誘起スラスト荷重が軸受外側に向いている場合、この誘起スラスト荷重を案内輪１２５やその他の部材によって受けることができない。そうすると、対称ころの挙動が不安定となる恐れがある。
【００１３】
この発明の目的は、対称ころの挙動を常に安定させることができる自動調心ころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る自動調心ころ軸受は、左右複列であって、球面の軌道面を有する内輪と、軌道面に対面する球面の軌道面を有する外輪と、内輪の軌道面および外輪の軌道面に沿う球面状の転動面を有し、最大径がころ長さ方向の中央にあり、内輪と外輪との間に複列で配置される複数の対称ころと、環状であって、複列で配置された左右の対称ころの間に配置され、対称ころの一方の端面と接触する案内輪とを備える。ここで、対称ころと内輪の軌道面が接触する接触点のころ長さ方向の位置、および対称ころと外輪の軌道面が接触する接触点のころ長さ方向の位置は、対称ころのころ長さ方向の中央よりも、軸受外側である。
【００１５】
このように構成することにより、対称ころに発生するころ長さ方向の誘起スラスト荷重を常に軸受内側向きにすることができる。そうすると、対称ころの軸受内側に配置される案内輪によって、対称ころに発生する誘起スラスト荷重を常に受けることができる。したがって、対称ころの挙動を常に安定させることができる。
【００１６】
ここで、案内輪は、内輪と別部材としたが、これに限らず、内輪に設けられ、軌道面から外径側に突出し、左右の対称ころの間に配置される内輪中鍔も含むものとする。
【００１７】
好ましくは、対称ころのころ長さの寸法公差をＬｗとし、対称ころの最大径の寸法をＤｗとすると、０＜Ｌｗ＜０．００４Ｄｗである。こうすることにより、対称ころのころ長さの寸法公差を常に０よりも大きくすることができる。そうすると、接触点の位置を、常にころ長さ方向の中央よりも軸受外側にすることができる。また、Ｌｗ＜０．００４Ｄｗとすることにより、ころ長さ方向の寸法公差と最大径との寸法関係を適切に保って、誘起スラスト荷重が過大になるのを防止することができる。したがって、さらに対称ころの挙動を安定させることができる。
【００１８】
さらに好ましくは、案内輪が左右の対称ころと接触する接触点の幅の寸法公差をＢとし、案内輪の外径寸法をＤｇとすると、０＜Ｂ＜０．００１Ｄｇである。こうすることにより、案内輪が左右の対称ころと接触する接触点の幅の寸法公差を常に０よりも大きくすることができる。そうすると、接触点の位置を、常にころ長さ方向の中央よりも軸受外側にすることができる。また、Ｂ＜０．００１Ｄｇとすることにより、接触点の幅の寸法公差と最大径との寸法関係を適切に保って、誘起スラスト荷重が過大になるのを防止することができる。したがって、さらに対称ころの挙動を安定させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、対称ころに発生するころ長さ方向の誘起スラスト荷重を常に軸受内側向きにすることができる。そうすると、対称ころの軸受内側に配置される案内輪によって、対称ころに発生する誘起スラスト荷重を常に受けることができる。したがって、対称ころの挙動を常に安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受に備えられる対称ころを示す図である。図２を参照して、対処ころ１１の転動面１４は、球面状である。また、最大径が、対称ころ１１のころ長さ方向の中央を示す中央線１３上に位置する。すなわち、中央線１３から一方の端面１２ａまでのころ長さ方向の寸法をＬ１とし、中央線１３から他方の端面１２ｂまでのころ長さ方向の寸法をＬ２とすると、Ｌ１＝Ｌ２の関係にある。ここで、対称ころ１１のころ長さ方向の寸法公差をＬｗとすると、端面１２ａ、１２ｂ側の寸法公差はそれぞれ、Ｌｗ／２となる。なお、図２中、対称ころ１１のころ長さ方向の寸法公差を含まない外形形状は、点線で示されている。
【００２１】
ここで、対称ころ１１の最大径の寸法をＤｗとすると、０＜Ｌｗ＜０．００４Ｄｗとする。このように構成することにより、対称ころ１１のころ長さの寸法公差を常に０よりも大きくすることができる。また、対称ころ１１の最大径の寸法Ｄｗと、ころ長さの寸法公差Ｌｗの寸法関係を適切にすることができる。そうすると、後述するように、対称ころ１１の挙動を常に安定させることができる。
【００２２】
図１は、図２に示す対称ころ１１を備える自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。図１を参照して、自動調心ころ軸受２１は、内輪２２と、外輪２３と、対称ころ１１と、保持器（図示せず）と、案内輪２４とを備える。自動調心ころ軸受２１は、複列の自動調心ころ軸受であるが、一方の列を省略して図示している。内輪２２は、左右複列であって、球面の軌道面２５ａを有する。外輪２３は、軌道面２５ａに対面する球面の軌道面２５ｂを有する。対称ころ１１の転動面１４は、軌道面２５ａ、２５ｂに沿う球面状である。対称ころ１１は、内輪２２と外輪２３との間に、複列で配置される。対称ころ１１は、保持器によって保持されている。案内輪２４は、環状である。案内輪２４は、左右に配列された対称ころ１１の間に配置される。対称ころ１１の一方の端面１２ｂは、案内輪２４と対面する。
【００２３】
対称ころ１１は、接触点２６ａにおいて、内輪２２と接触する。同様に、接触点２６ｂにおいて、外輪２３と接触する。ここで、上記したようにＬｗ＞０であると、Ｌｗ／２も、常に０よりも大きいため、接触点２６ａの位置を、中央線１３よりも軸受外側とすることができる。同様に、接触点２６ｂの位置についても、中央線１３よりも軸受外側とすることができる。ここで、対称ころ１１が内輪２２から受ける荷重Ｆ１は、接触点２６ａにおける軌道面２５ａの接線２７ａと垂直な方向である。また、対称ころ１１が外輪２３から受ける荷重Ｆ２は、接触点２６ｂにおける軌道面２５ｂの接線２７ｂと垂直な方向である。そうすると、これらの荷重Ｆ１、Ｆ２が合わされた誘起スラスト荷重Ｆ３は、常に軸受内側向きになる。したがって、対称ころ１１は、内輪２２および外輪２３から軸受内側に向かって常に誘起スラスト荷重を受けることになる。このような誘起スラスト荷重により、常に端面１２ｂが、案内輪２４と接触することになる。その結果、対称ころ１１のスキューを制御することができ、対称ころ１１の姿勢を安定させて、対称ころ１１の挙動を常に安定させることができる。
【００２４】
ここで、寸法公差Ｌｗの値が大きすぎると、発生する誘起スラスト荷重が過大になり、案内輪２４が摩耗または損傷する恐れがある。したがって、対称ころ１１の最大径の寸法Ｄｗとの関係において、Ｌｗ＜０．００４Ｄｗとする。こうすることにより、誘起スラスト荷重が過大になるのを防止して、案内輪２４の摩耗および損傷を防止することができる。
【００２５】
なお、上記の実施の形態においては、対称ころ１１の寸法関係を規定することにより、接触点２６ａ、２６ｂを中央線１３よりも軸受外側となるようにしたが、これに限らず、案内輪２４の寸法関係を規定することにより、接触点２６ａ、２６ｂを中央線１３よりも軸受外側となるようにしてもよい。
【００２６】
図３は、この場合の案内輪の一部を示す図である。図３を参照して、案内輪３１の構成は、図１に示す自動調心ころ軸受２１に備えられる案内輪２４と基本的に同じである。なお、図３中、案内輪３１の寸法公差を含まない外形形状は、点線で示されている。案内輪３１は、環状であり、接触点３２ａ、３２ｂで左右に配置された対称ころと接触する。ここで、接触点３２ａ、３２ｂ間の幅の寸法公差をＢとすると、接触点３２ａ、３２ｂ側の寸法公差はそれぞれ、Ｂ／２となる。
【００２７】
ここで、案内輪３１の外径寸法をＤｇとすると、０＜Ｂ＜０．００１Ｄｇとする。このように構成することにより、後述するように、左右の接触点３２ａ、３２ｂ間の幅の寸法公差を常に０よりも大きくすることができる。また、案内輪３１の外径寸法Ｄｇと、接触点３２ａ、３２ｂ間の幅の寸法公差Ｂとの寸法関係を適切にすることができる。そうすると、案内輪３１の摩耗および損傷を防止することができる。
【００２８】
図４は、図３に示す案内輪３１を備えた自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。図４を参照して、自動調心ころ軸受３５の基本的な構成は、図１に示す自動調心ころ軸受２１と同じである。
【００２９】
ここで、上記したようにＢ＞０とすると、Ｂ／２も常に０よりも大きいため、対称ころ３６と内輪２２の軌道面２５ａとが接触する接触点３７ａの位置、および対称ころ３６と外輪２３の軌道面２５ｂとが接触する接触点３７ｂの位置を、常に中央線３８よりも軸受外側とすることができる。そうすると、対称ころ３６が内輪２２および外輪２３から受ける荷重Ｆ４、Ｆ５が合わされた誘起スラスト荷重Ｆ６は、常に軸受内側向きになる。したがって、対称ころ３６は、内輪２２および外輪２３から軸受内側に向かって常に誘起スラスト荷重を受けることになる。その結果、対称ころ３６のスキューを制御することができ、対称ころ３６の姿勢を安定させて、対称ころ３６の挙動を常に安定させることができる。
【００３０】
ここで、寸法公差Ｂの値が大きすぎると、これも上記と同様に、発生する誘起スラスト荷重が過大になり、案内輪３１が摩耗または損傷する恐れがある。したがって、案内輪３１の外径寸法Ｄｇとの関係において、Ｂ＜０．００１Ｄｇとすることにより、誘起スラスト荷重が過大になるのを防止して、案内輪３１の摩耗および損傷を防止することができる。
【００３１】
なお、上記の実施の形態においては、対称ころの寸法公差や案内輪の寸法公差の規定等により、対称ころと内輪等との接触点を中央線よりも軸受外側に位置させることにしたが、これに限らず、他の部材の寸法関係を規定することにより、接触点を中央線よりも軸受外側に位置させることにしてもよい。
【００３２】
また、上記の実施の形態においては、自動調心ころ軸受は、保持器を備えることにしたが、これに限らず、保持器を含まない総ころタイプの自動調心ころ軸受についても、適用される。
【００３３】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明に係る自動調心ころ軸受は、対称ころの挙動を常に安定させることができるため、長寿命が要求される場合に有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受に備えられる対称ころを示す図である。
【図３】この発明の他の実施形態に係る自動調心ころ軸受に備えられる案内輪の一部を示す断面図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係る自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。
【図５】従来における自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。
【図６】非対称ころを示す図である。
【図７】対称ころを示す図である。
【図８】非対称ころを備える自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。
【図９】対称ころを備える自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１，３６  対称ころ、１２ａ，１２ｂ  端面、１３，３８  中央線、１４  転動面、２１，３５  自動調心ころ軸受、２２  内輪、２３  外輪、２４，３１  案内輪、２５ａ，２５ｂ  軌道面、２６ａ，２６ｂ，３２ａ，３２ｂ，３７ａ，３７ｂ  接触点、２７ａ，２７ｂ  接線、３３  外径面。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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