(57)【要約】【課題】自由に相対回転可能な複列偏心スラスト軸受において、軸受の偏心可能範囲に対して、レースの幅や軸受各部材間の隙間等をより適切とし、軸受の小型化や軽量化を可能とする。【解決手段】互いに同心で対向し且つ一体的に接合された円環状の二つの外側部材２と、この二つの外側部材相互間に同心で介在する円環状の内側部材３と、これらの間に挟持された複列の玉８とを有する複列偏心スラスト軸受である。外側部材２と内側部材３との間の径方向隙間により生ずる相対移動可能範囲が、玉８の径方向移動可能距離に略対応している。【選択図】      図１
2004308712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同心で対向し且つ一体的に接合された円環状の二つの外側部材と、
この二つの外側部材相互間に同心で介在する円環状の内側部材と、
を有し、
前記二つの外側部材のそれぞれは、円環状の外側ケース部と、この外側ケース部に取り付けられた円環板状の外レース部を備えており、
前記内側部材は、円環状の内側ケース部と、この内側ケース部から径方向に突出して延びる円環板状の内レース部を備えるとともに、
前記内レース部の両面と、これらに対向する前記二つの外レース部との間に複数の転動体が挟持された複列偏心スラスト軸受において、
前記外側部材と前記内側部材との間の径方向隙間により生ずる相対移動可能範囲が、前記転動体の径方向移動可能距離に略対応していることを特徴とする複列偏心スラスト軸受。
【請求項２】
前記複数の転動体は周方向に略均等間隔で配置されるとともに、この相対的位置関係を維持しつつ転動体を転動自在に保持する円環状の保持器を有し、この保持器と前記内側部材及び前記外側部材との間の径方向隙間により、転動体の前記径方向移動可能距離が確保されていることを特徴とする請求項１に記載の複列偏心スラスト軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複列の偏心スラスト軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複列偏心スラスト軸受は、一枚の内側レースと、この内側部材の両面に対して対向する２枚の外側レースと、これらレース間に介在する２列の転動体からなるものが公用されている。この複列偏心スラスト軸受では、２枚の外側レースを備え、２列の転動体がそれぞれ互いに逆方向のアキシャル荷重を支持することにより、両方向のアキシャル荷重を支持できるようになっている。また、かかる公用された偏心スラスト軸受には、内側レースと外側レースが自由に相対回転可能なものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来型の複列偏心スラスト軸受では、偏心するために設けられた内外部材間の隙間を、軸受の偏心可能範囲に対して適切に設定するという検討がなされていなかった。そのため、内外部材間の隙間やレース等が必要以上に大きくなり、軸受が必要以上に大型となっていた。このため、軸受の重量増やコスト高等を招来していた。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、自由に相対回転可能な複列偏心スラスト軸受において、軸受の偏心可能範囲に対して各部材間の隙間をより適切とすることにより、小型化や軽量化が可能となる軸受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明では、互いに同心で対向し且つ一体的に接合された円環状の二つの外側部材と、この二つの外側部材相互間に同心で介在する円環状の内側部材と、を有し、前記二つの外側部材のそれぞれは、円環状の外側ケース部と、この外側ケース部に取り付けられた円環板状の外レース部を備えており、前記内側部材は、円環状の内側ケース部と、この内側ケース部から径方向に突出して延びる円環板状の内レース部を備えるとともに、前記内レース部の両面と、これらに対向する前記二つの外レース部との間に複数の転動体が挟持された複列偏心スラスト軸受において、前記外側部材と前記内側部材との間の径方向隙間により生ずる相対移動可能範囲が、前記転動体の径方向移動可能距離に略対応していることを特徴とする複列偏心スラスト軸受としている。
【０００６】
この軸受は、内レース部及びこれに対向する二つの外レース部がいずれも円環状で円周方向に連続しているので、内側部材と外側部材との間で自由に相対回転が可能となっている。さらに、内側部材と外側部材の各ケース部やレース部が全て円環状であり且つそれらが同心で配置されているので、外側部材と内側部材との間の径方向隙間を全周に亘って一定距離設けることができる。よって、径方向の全方位について一定距離偏心する構成とすることができる。
【０００７】
加えて、外側部材と内側部材との間の径方向隙間により生ずる相対移動可能範囲が、転動体の径方向移動可能距離に略対応している。よって、外側部材と内側部材の間の径方向隙間が略無くなるまで偏心させると、その偏心方向において、転動体もレース上に設けられた径方向隙間が無くなるまで移動する。よって、余分な隙間が無くなるか、又は余分な隙間を最小限とすることができ、結果として、軸受を小型化しながら偏心可能範囲を大きくすることができる。
【０００８】
更に、前記複数の転動体は周方向に略均等間隔で配置されるとともに、この相対的位置関係を維持しつつ転動体を転動自在に保持する円環状の保持器を有し、この保持器と前記内側部材及び前記外側部材との間の径方向隙間により転動体の前記径方向移動可能距離が確保されている構成とするのが好ましい。このようにすると、軸受の支持点となる転動体が周方向に略均等に分配され、且つ保持器により転動体間の相対的位置関係が維持されるため、アキシャル荷重及びモーメント荷重をより安定的に支持できる。また、各転動体にかかる荷重を均等にすることができ、軸受全体としての負荷容量が増大する。また、保持器と前記内側部材及び前記外側部材との間の径方向隙間があるので、転動体が径方向に移動可能となる。さらに、この保持器により、各転動体をレース上の最適な位置に配置することが容易となる。即ち、転動体のレース上における位置を適切に調整するのは容易ではないが、軸受に軽予圧をかけた状態で径方向の全周について最大に偏心させることにより位置調整を容易に行うことができる。転動体の位置がずれている場合は、保持器が外側部材又は内側部材に当接して転動体と共にレース上を滑ることにより、転動体及びそれを収容する保持器の位置調整がなされる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第一実施形態の偏心スラスト軸受の分解斜視図であり、図２はこの軸受の断面図（軸心から下半分は記載省略）である。図１及び図２に示すように、この軸受１は、互いに対向し且つ一体的に接合された円環状の二つの外側部材２，２と、この二つの外側部材相互間に介在する円環状の内側部材３と、を有している。なお図２は、転動体である玉８が径方向のいずれにも動いていない中立の状態（以後、標準状態などという）における図である。
【００１０】
この二つの外側部材２，２のそれぞれは、円環状の外側ケース部４と、この外側ケース部４の対向面側に装着された円環板状の外レース部５からなる。外側ケース部４と外レース部５は別部材となっており、外側ケース部４の対向面側に設けられた凹部４ａに外レース部５が取り付けられている（図２参照）。また、二つの外側ケース部４，４は、その径方向外側の周縁部近傍において外側ねじ１１により一体的に接合されている（図２参照。図１において記載省略。）。内側部材３は、円環状の２つの内側ケース部６，６と、この二つの内側ケース部６，６から径方向外側に突出してフランジ状に延びる円環板状の内レース部７を備える。内側ケース部６，６と内レース部７はそれぞれ別体となっており、内レース部７が二つの内側ケース部６，６によって挟まれつつ、三者が内側ねじ１２で一体的に接合されている（図２参照。図１において記載省略。）。図２に示すように、内レース部７の軸方向中心は、軸受１の軸方向中心と一致しており、この中心を通り軸に垂直な平面に対して対称な構成の軸受１となっている。
【００１１】
前記内レース部７の両面はいずれも軌道面となっており、この内レース部７の両面と、これに対向する二つの外レース部５，５との間に複数の転動体である玉８が挟持されている。よって、この軸受１は、複列構造の軸受となっている。玉８は一列あたり２４個、合計で４８個が使用されており、これらの玉８は各列においてそれぞれ周方向に略均等に配置されている。また、一列あたり一つ、合計二つのリング状保持器９，９が設けられており、このリング状保持器９に略等間隔に設けられたポケット孔９ａに玉８が個々に転動自在に収容されている。このリング状保持器９により、各玉８は互いに周方向に略等間隔な位置関係が維持されている。このように、軸受１の支持点となる複数の玉８が周方向に略等間隔に配置されていることにより、アキシャル荷重及びモーメント荷重が安定的に支持される。なお、玉８の数は、一列あたり最低三個必要であるが、負荷容量や軸受寸法に応じて適宜設定すればよい。
【００１２】
内外レース５，７はいずれも円環状の部材であるから周方向に連続した軌道面を形成する。よって玉８は公転が可能である。つまり、この軸受１は、外側部材２と内側部材３との間で自由に相対回転できる。なお、リング状保持器９は玉８に同調して動くこととなる。
【００１３】
軸受１の軸方向最外面には、薄い円環板状のシールド１３，１３が設けられている。図２に示すように、これらのシールド１３，１３は、内側ケース部６の軸方向外側端部に固定されており、そこから外側ケース部４の軸方向外側面に沿って径方向外側に向かって延在している。このシールド１３，１３は、外側ケース部４の軸方向外側面とわずかな隙間を介して重なるように配置されているので、軸受１内への異物の侵入を抑制するとともに、軸受１内の潤滑剤（潤滑油やグリース等）が外部に漏れることを防止するシール機能を有する。なお、軸受１内への水分侵入を避ける等、シール効果を高めるため、軸受１内を密封するシールをさらに追加することもできる。
【００１４】
転動体である玉８を除き、軸受１のすべての部材は径方向幅が全周に亘って一定の円環状であって、且つ標準状態においてすべて同心で配置されている。従って、標準状態において、内側部材３の径方向最外端面１５と外側部材２，２との間には、径方向で距離Ｍの隙間が周方向の全周に亘って存在している。また、同じく標準状態において、外側部材２，２の径方向最内端面１６と内側部材３との間には、径方向で距離Ｌの隙間が周方向の全周に亘って存在している。このように、軸受１は周方向の全周に亘って均等な隙間を有しているので、周方向全方位に対して一定距離偏心が可能となっている。これら外側部材２と内側部材３との間の径方向隙間によって、両者間の相対移動可能範囲が決定される。
【００１５】
一方、外レース部５，５は、所定の径方向幅を有する円環板状の部材であって、この径方向幅は全周に亘って同一となっている。このように外レース部５，５は径方向に幅を有しており、且つ内側ケース部６はこの外レース部５，５の径方向幅以上の径方向幅をもって外レース部５，５と対向しているので、玉８は径方向に移動する余地を有している。この軸受１では、玉８はリング状保持器９に収容されているので、玉８は、このリング状保持器９の内周面又は外周面が内側部材３又は外側部材２と当接するまで径方向に移動可能となる。この軸受１では、標準状態において、リング状保持器９の外周面と外側部材２との間に径方向で距離Ｒの隙間が周方向の全周に亘って存在しており、且つ、リング状保持器９の内周面と内側部材３との間に径方向で同じく距離Ｒの隙間が周方向の全周に亘って存在している（図２参照）。この隙間距離Ｒにより、玉８及びリング状保持器９は、径方向全方位について、距離Ｒの幅で移動することができる。
【００１６】
この軸受１では、前記距離Ｌは前記距離Ｒの２倍になっている。即ち、次の式
Ｌ＝２Ｒ
が成立している。これは、転動体である玉８の移動距離が内外レース部５，７の相対移動距離の半分（１／２）となることに対応させたものである。また、前記距離Ｍは距離Ｌと略同一とするのが好ましく、さらには同一とするのがより好ましい。また、Ｌ≧２Ｒとなっていればよい。
【００１７】
このように、軸受１においては、外側部材２と内側部材３との間の径方向隙間により生ずる相対移動可能範囲が、転動体である玉８の径方向移動可能距離に略対応している。従って、外側部材２と内側部材３との径方向隙間距離Ｌ（外側部材２，２の径方向最内端面１６と内側部材３との間の径方向隙間距離）が無くなるまで両者を偏心させると、転動体である玉８は、その偏心方向おける前記隙間距離Ｒが無くなるまで移動することとなる。したがって、外側部材２，２の径方向最内端面１６と内側部材３との間には余分な隙間が無く、且つ、玉８が径方向に移動するための内外レース５，７間にも余分な隙間が無い。その結果、軸受１を小型化しつつその偏心可能範囲を広くすることができる。
【００１８】
玉８が径方向に移動するための内外レース５，７間に余分な隙間が無いということは、隙間距離Ｒを定める要素となる外レース部５及び内レース部７の径方向幅が最小限とされていることをも意味する。よって、内外レース部５，７が小さくなり、軸受１の小型化や軽量化、コストダウンが可能となる。なお、内レース部７の径方向幅は外レース部５の径方向幅よりも広くなっているが、これは内レース部７と内側ケース部６，６とを接合するために、内側ケース部６，６に挟まれる挟み代を設けたためであって、内レース部７の径方向幅が不必要に大きくなっているわけではない。
【００１９】
さらに、この第一実施形態に係る軸受１では、距離Ｌは距離Ｍ（内側部材３の径方向最外端面１５と外側部材２，２との間の径方向隙間距離）とを略同一としている。即ち、距離Ｍは距離Ｒ（転動体である玉８の移動可能距離）の略２倍となっている。よって、内側部材３の径方向最外端面１５と外側部材２，２との間の径方向隙間も最小限となっている。したがって、外側部材２の外径を小さくすることができ、軸受１を小型化することができる。
【００２０】
距離Ｌと距離Ｍを略同一としていることから、ある径方向において距離Ｌが無くなるまで内側部材３と外側部材２を相対移動即ち偏心させると、その径方向において距離Ｍも略無くなることとなる。隙間距離Ｌと隙間距離Ｍとの差が大きい場合は、これらのうち距離の小さい方の隙間によって軸受１の偏心可能範囲が制約されてしまうが、両者を略同一としたことにより、軸受１を小型化しながら軸受１の偏心可能範囲を最大限とすることができる。
【００２１】
なお、シールド１３，１３は、軸受１の偏心可能範囲を制約しないように工夫されている。即ち、図２に示すように、標準状態においてシールド１３，１３の径方向外側末端から、外側ケース部４の外面に設けられ且つシールド１３，１３の面厚さと略同じ深さを有するシールド用段差１４までの径方向距離Ｓは、距離Ｌよりも若干長くなっている。なお、標準状態においてシールド１３，１３と外側ケース部４の外面が重なった部分の径方向長さＴは、距離Ｌよりも若干長くされており、軸受１の偏心可能範囲の全てにおいて軸受１の内部を隠蔽するようにされている。
【００２２】
各玉８及びリング状保持器９を図２のような位置、即ち、標準状態において外レース部５の径方向中心位置に配置するには、予圧付加用ねじ等で内外部材間に軽予圧を与えた状態で軸受１を相対移動可能範囲の全体、即ち、全周に亘って偏心可能範囲の限界まで動かせばよい。このようにすると、リング状保持器９の外周面又は内周面が外側部材２又は内側部材３と適宜当接して、玉８及びリング状保持器９が内外レース部５，７上を適宜滑ることにより位置調整がなされる。その後規定のトルクで予圧付加用ねじを締結すればよい。このように、リング状保持器９により、玉８を外レース部５の径方向中心位置に配置することが極めて容易となる。
【００２３】
転動体である玉８に偏荷重が作用した場合、一部の玉８がレースから浮く等して位置ズレを起こす恐れがあるが、リング状保持器９を設けておくことにより一部の玉８が移動して玉８の相対的位置関係が乱れることがない。一方、リング状保持器９の位置がずれてしまう場合がある。つまり、リング状保持器９は径方向位置がガイドされていないので、標準状態においてリング状保持器９の軸心が軸受１の軸心とずれてしまうことがありうる。このような位置ズレを抑制し、各玉８のＰＣＤを維持するためには、予圧付加用ねじ等により内外部材間に予圧を与えて、転動体である各玉８と内外レース５，７間の滑りを抑えるようにしておくのがよい。また、リング状保持器９の位置がずれた場合は、前述のように軸受１を組み立てた状態のまま極めて簡便に位置修正が可能である。
【００２４】
この軸受１の素材は特に限定しない。ただし、軸受１を軽量化する観点からは、外側ケース部４と内側ケース部６はアルミ合金等の軽金属や樹脂とし、内レース部７と外レース部５は軸受用鋼やステンレス合金、セラミック材料等とするのが好ましい。このようにすると、外側部材２及び内側部材３のうち、転動体である玉８との接点となる内外レース部５，７のみを、硬度が高く耐摩耗性や耐疲労性に優れた軸受用鋼等の材料とする一方で、外側ケース部４及び内側ケース部６をアルミ合金等の軽い材料として、軸受１を軽量化できる。なお通常、リング状保持器９は樹脂等で作製され、玉８は軸受用鋼等により作製される。シールド１３はステンレス鋼あるいは樹脂等で作製することが可能である。
【００２５】
図３は、本発明の第二実施形態に係る軸受２０の断面図（軸心から下半分は記載を省略）である。この軸受２０では、第一実施形態の軸受１と異なり、内側部材３が一体となっている。即ち、内レース部７と内側ケース部６とが一体とされている。このようにすると、部品点数が少なくなり、また軸受２０の軸方向厚みを薄くできる点において好ましい。ただしこの場合、内レース部７を軸受用鋼等とすると内側部材３全体が軸受用鋼等となるため、軽量化の観点からは不利である。即ち、軽量化の観点からは、第一実施形態に係る軸受１のように、内レース部７と内側ケース部６は別体とするのが好ましい。
【００２６】
図４は、本発明の第三実施形態に係る軸受３０の断面図（軸心から下半分は記載を省略）である。この軸受３０では、第二実施形態に係る軸受２０と同様に内側部材３が一体となっているのに加えて、外側部材２が一体となっている。即ち、外側ケース部４と外レース部５とが一体とされている。このようにすると更に部品点数が少なくなり、また軸受の軸方向厚みを薄くできる点においてより好ましい。ただし、前述のように軽量化の観点からは不利である。即ち、軽量化の観点からより好ましいのは、第一実施形態に係る軸受１のように、内レース部７と内側ケース部６を別体とし且つ外側ケース部４と外レース部５を別体とするのがよい。
【００２７】
なお、本発明にかかる軸受がアセンブル部材として軸受以外の他の外部装置に取り付けられて使用された場合に、この外部装置において例えばゴムやバネ等の反力を用いて軸受の偏心範囲を制約する手段があり、これにより制約される範囲が軸受の偏心可能範囲よりも狭い範囲であれば、軸受の各構成部品間で互いに干渉することがない。
【００２８】
なお、上記の実施形態では、外側部材２を径方向外側に配し、内側部材３を外側部材２の径方向内側に配する例を示したが、逆に、外側部材２を径方向内側に配し、内側部材３を外側部材２の径方向外側に配しても良い。この場合、内側部材３の円環状の内レース部７は、内側ケース部６から径方向内側に突出して設けられる。
【００２９】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、自由に相対回転可能な複列偏心スラスト軸受において、軸受の偏心可能範囲に対して各部材間の隙間をより適切とすることにより、小型化や軽量化が可能となる軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る偏心スラスト軸受の分解斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る偏心スラスト軸受の断面図である
【図３】本発明の第二実施形態に係る偏心スラスト軸受の断面図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る偏心スラスト軸受の断面図である。
【符号の説明】
１    軸受
２    外側部材
３    内側部材
４    外側ケース部
５    外レース部
６    内側ケース部
７    内レース部
８    玉
９    リング状保持器
１３  シールド
１５  内側部材の径方向最外端面
１６  外側部材の径方向最内端面
２０  軸受
３０  軸受
Ｍ    内側部材の径方向最外端面と外側部材との間の径方向隙間距離
Ｌ    外側部材の径方向最内端面と内側部材との間の径方向隙間距離
Ｒ    玉の径方向移動可能距離
【図１】
2004308712.tif 000003
【図２】
2004308712.tif 000004
【図３】
2004308712.tif 000005
【図４】
2004308712.tif 000006