(57)【要約】【課題】長寿命のクロスローラ軸受を提供することである。【解決手段】クロスローラ軸受の一側へ傾けたころ３どうしの間に他側へ傾けたころ３を２本ずつ配し、本数の多い方のころ３が軸受に作用するモーメント荷重を増加させる方向のアキシャル荷重を負荷するように、すなわち、合計の負荷が大きい方のころ３の本数が多くなるように各種の機械に組み込むことにより、合計の負荷の大きい方のころ３の面圧を軽減して、軸受寿命の延長を図ったのである。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪との間に、軸受の一側へ傾けたころと他側へ傾けたころをそれぞれ所要数組み込んだクロスローラ軸受において、前記各ころのうちで軸受に作用するモーメント荷重を増加させる方向のアキシャル荷重を負荷するころの本数を、反対方向のアキシャル荷重を負荷するころの本数よりも多くしたことを特徴とするクロスローラ軸受。
【請求項２】
前記各ころの間に、両端面がそれぞれ対向するころの外周面に沿う凹状の円弧面をなすように形成された間座が介装されており、これらの各間座の円弧面の円弧方向縁部を面取りした請求項１に記載のクロスローラ軸受。
【請求項３】
前記各間座の円弧面の曲率半径をころ半径よりも大きくした請求項２に記載のクロスローラ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クロスローラ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クロスローラ軸受は、単列のコンパクトな構造で、大きなラジアル荷重やスラスト荷重、モーメント荷重を支えることができる軸受として、工業用ロボットの関節部や旋回部、工作機械の旋回テーブル、医療機械、建設機械等の大型重機械に数多く使用されている。このクロスローラ軸受の構造は、一般に、図５および図６に示すように、２つの外輪片５１ａ、５１ｂから成る外輪５１と内輪５２とがそれぞれ互いに直交する２つの軌道面を有しており、これらの外輪５１と内輪５２の軌道面の間に、複数のころ５３が交互に軸受の異なる側へ傾けられた状態で組み込まれている（例えば、非特許文献１参照。）。なお、図６では、説明上ころ配列を直線的に表現したが、実際のころ配列は円弧状である。
【０００３】
【非特許文献１】
綿林英一著「ＪＩＳ使い方シリーズ転がり軸受マニュアル」第１版、財団法人日本規格協会、１９９９年２月２０日、ｐ．３０２−３０３
【０００４】
また、図６および図７に示すように、隣り合うころ５３の間には、両端面がそれぞれ対向するころ５３の外周面に沿う凹状の円弧面５４をなすように形成された間座５５が介装されており、各ころ５３が互いに接触しないように保持されている。すなわち、各間座５５の両端の円弧面５４は、その軸心どうしが交差するように形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１２６２３３号公報（図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したクロスローラ軸受では、一方向のアキシャル荷重が一つおきの半数のころで支えられ、反対方向のアキシャル荷重は他の半数のころで支えられる。このため、軸受に作用するモーメント荷重を増加させる方向のアキシャル荷重を負荷するころの面圧が、反対方向のアキシャル荷重を負荷するころの面圧よりも高くなる。従って、設計上ラジアル荷重の作用方向を軸受中心からずらさざるをえない等、大きなモーメント荷重が作用するような条件で使用される場合は、面圧が高くなる方のころの外周面や、これと接触する内外輪軌道面で転動疲労による亀裂や表層の剥離が早まり、短寿命となることがある。
【０００７】
また、各ころ間に介装される間座は、通常、量産性の観点から合成樹脂の射出成形によって製作されている。このため、間座の円弧面の円弧方向縁部には応力集中による亀裂が生じやすく、この亀裂から間座が破断することによって軸受寿命が短くなることもある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、長寿命のクロスローラ軸受を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、外輪と内輪との間に、軸受の一側へ傾けたころと他側へ傾けたころをそれぞれ所要数組み込んだクロスローラ軸受において、前記各ころのうちで軸受に作用するモーメント荷重を増加させる方向のアキシャル荷重を負荷するころの本数を、反対方向のアキシャル荷重を負荷するころの本数よりも多くした構成を採用したのである。
【００１０】
すなわち、合計の負荷が大きい方のころの本数を増やすことにより、これらの各ころの面圧を軽減して、その外周面やこれと接触する内外輪軌道面における転動疲労による亀裂や表層の剥離の発生を抑えるようにしたのである。
【００１１】
また、前記各ころの間に、両端面がそれぞれ対向するころの外径面に沿う凹状の円弧面をなすように形成された間座が介装されている場合は、これらの各間座の円弧面の円弧方向縁部を面取りすることにより、この部分の応力集中を緩和して亀裂を生じにくくすることができる。
【００１２】
前記各間座の円弧面の曲率半径をころ半径よりも大きくすることにより、円弧面の円弧方向縁部に作用する応力をさらに減少させ、より亀裂が生じにくいようにすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４に基づき、この発明の実施形態を説明する。このクロスローラ軸受は、図１に示すように、２つの外輪片１ａ、１ｂから成る外輪１と内輪２とがそれぞれ互いに直交する２つの軌道面を有しており、これらの外輪１と内輪２の軌道面の間に、複数のころ３が軸受の中心軸に対して４５°傾いた状態で組み込まれている。
【００１４】
前記２つの外輪片１ａ、１ｂは、図２にも示すように、外周面の周方向の２箇所に設けた半環状溝４ａ、４ｂの位置を合わせ、環状となった溝４にＯリング等の結合リング５を嵌め込むことにより、外輪１として一体化されるようになっている。そして、外輪１と内輪２の間にころ３を組み込んだ状態で両外輪片１ａ、１ｂを一体化することにより、軸受全体を一体に各種の機械に組み込めるようになるので、内輪２、ころ３、各外輪片１ａ、１ｂを別々に順次組み込んでいく場合に比べて、軸受組込作業を極めて簡単に行うことができる。
【００１５】
なお、外輪と内輪がいずれも２つ割りとなっている場合にも、もちろん本発明を適用することができる。
【００１６】
前記各ころ３の配列は、図３に示すように、軸受の一側へ傾けたころ３どうしの間に他側へ傾けたころ３を２本ずつ配している。なお、図３では、説明上ころ配列を直線的に表現したが、実際のころ配列は円弧状である。
【００１７】
また、図３に示したように、隣り合うころ３の間には、両端面がそれぞれ対向するころ３の外周面に沿う凹状の円弧面６をなすように形成された間座７ａ、７ｂが介装され、各ころ３が互いに接触しないように保持されている。すなわち、傾き方向の異なるころ３どうしの間には、従来と同じく、両端の円弧面６をその軸心どうしが交差するように形成した間座７ａが介装されており、一方、傾き方向が同じころ３どうしの間には、両端の円弧面６をその軸心どうしが平行となるように形成した間座７ｂが介装されている。
【００１８】
これらの各間座７ａ、７ｂは、合成樹脂の射出成形によって製作されており、図４に示すように、その円弧面６の曲率半径がころ３半径よりも５〜４０％程度大きくなるように形成されるとともに、円弧面６の円弧方向の縁部８が肉薄部分を面取り加工により取り除かれている。
【００１９】
なお、この実施形態では、隣り合うころの間に介装した間座で各ころを互いに接触しないように保持したが、各間座に代えて一体の保持器を組み込むこともできる。
【００２０】
このクロスローラ軸受は、上記の構成であり、本数の多い方のころが軸受に作用するモーメント荷重を増加させる方向のアキシャル荷重を負荷するように、すなわち、合計の負荷が大きい方のころの本数が多くなるように、各種の機械に組み込まれる。これにより、従来のように傾き方向の異なるころが同数配列されている場合に比べて、合計の負荷の大きい方のころの面圧が軽減され、各ころの面圧のバランスが改善されるので、ころ外周面や内外輪軌道面における転動疲労による亀裂や表層の剥離の発生が抑えられ、短寿命のおそれが少なくなる。
【００２１】
なお、合計の負荷の大きい方のころと小さい方のころの本数の割合は、必ずしも図３の例のように２：１とする必要はなく、軸受に作用する荷重の大きさと方向に応じて決めればよい。このとき、ころの径や長さを適切に設計することにより、軸受に必要とされる負荷容量を確保しつつ、上記ころの本数割合がなるべく簡単な整数比となるようにすることができる。
【００２２】
また、各ころ間に介装される間座は、両端の円弧面の曲率半径がころ半径よりも大きく、その円弧方向縁部が面取りされているので、円弧方向縁部への応力の集中が緩和され、亀裂が発生しにくい。そのうえ、円弧方向縁部ところ外周面の隙間が大きくなることから、グリース等の潤滑剤の巻き込み性が良くなり、両端面の摩耗の進展も抑制される。従って、間座の破損や摩耗が軸受寿命を短くするおそれも少ない。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、クロスローラ軸受のモーメント荷重を増加させる方向のアキシャル荷重を負荷するころの本数を、反対方向のアキシャル荷重を負荷するころの本数よりも多くしたので、従来に比べて各ころの面圧のバランスを改善して、各ころの外周面や内外輪軌道面における転動疲労による亀裂や表層の剥離の発生を抑えることができ、軸受寿命を延長することができる。
【００２４】
また、前記各ころの間に間座が介装されている場合は、各間座の両端の円弧面の円弧方向縁部を面取りしたり、円弧面の曲率半径がころ半径よりも大きくなるようにすることにより、円弧方向縁部の応力集中を緩和して亀裂の発生や摩耗の進展を抑え、軸受寿命が短くなるおそれを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のクロスローラ軸受の縦断正面図
【図２】図１の矢印Ａ方向からの矢視図
【図３】図１のクロスローラ軸受のころ配列の説明図
【図４】図１のクロスローラ軸受の間座の端面形状の説明図
【図５】従来のクロスローラ軸受の縦断正面図
【図６】図５のクロスローラ軸受のころ配列の説明図
【図７】図５のクロスローラ軸受の間座の端面形状の説明図
【符号の説明】
１  外輪
１ａ、１ｂ  外輪片
２  内輪
３  ころ
４  環状溝
４ａ、４ｂ  半環状溝
５  結合リング
６  円弧面
７ａ、７ｂ  間座
８  縁部
【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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