(57)【要約】【課題】  傾きを生じる回転軸を適切に支持可能な円錐ころ軸受を備える回転軸支持構造を提供する。【解決手段】  回転軸支持構造２１は、回転軸２２と、回転軸２２を回転自在に支持する円錐ころ軸受２３とを備え、円錐ころ軸受２３は、内輪２４と、外輪２５と、内輪２４および外輪２５の間に配置された円錐ころ２６とを有する。回転軸２２の静止時においては、コーンセンタＯは、軸受回転軸線上にあり、円錐ころ２６の円錐の頂点Ｏ´は、コーンセンタＯとずれた位置にある。そして、回転軸２２が円錐ころ２６の小端面側が持ち上がるように傾きながら回転する場合、内輪２４は回転軸２２に追従して傾くので、円錐の頂点Ｏ´とコーンセンタＯとが一致する。【選択図】      図１
2007024111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを備える回転軸支持構造であって、
前記円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪および前記外輪の間に配置された円錐ころとを備え、
前記円錐ころの円錐の頂点とコーンセンタとがずれたところに位置する、回転軸支持構造。
【請求項２】
前記回転軸が前記円錐ころの小端面側が持ち上がるように傾いた状態で、前記円錐ころの円錐の頂点と前記コーンセンタとが一致するように、ころ角度を前記内輪と前記外輪との軌道面角度より大きく設定する、請求項１に記載の回転軸支持構造。
【請求項３】
前記回転軸が前記円錐ころの大端面側が持ち上がるように傾いた状態で、前記円錐ころの円錐の頂点と前記コーンセンタとが一致するように、ころ角度を前記内輪と前記外輪との軌道面角度より小さく設定する、請求項１に記載の回転軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、傾きながら回転する回転軸を円錐ころ軸受で支持する回転軸支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸の回転時に撓みや傾きを生じることによって、不均等な荷重が負荷される環境で使用される軸受として、例えば、特開２００２−１４３９２８公報（特許文献１）に、図３に示すような円筒ころ軸受１が記載されている。
【０００３】
同公報によると、円筒ころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２および外輪３の間に配置された複数の円筒ころ４ａ〜４ｄとを備える。また、複数の円筒ころ４ａ〜４ｄは、ころ径が互いに異なっており、図３に示す円筒ころ軸受１では、左端の円筒ころ４ａが最もころ径が小さく、右端の円筒ころ４ｄが最もころ径が大きい。
【０００４】
上記構成の円筒ころ軸受１を回転軸に組み込む場合、荷重の大きい側に円筒ころ４ａを配置する。これにより、撓みや傾きによって生じた不均等な荷重を円筒ころ４ａ〜４ｄで均等に支持することができると記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１４３９２８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記と同様に回転時に撓みや傾きを生じる軸を支持する軸受として、円錐ころ軸受を採用する場合について図４を参照して検討する。
【０００６】
図４（ａ）は、回転軸１２を円錐ころ軸受１３で支持する回転軸支持構造１１であって、回転軸１２が静止している状態を示す図である。円錐ころ軸受１３は、内輪１４と、外輪１５と、内輪１４および外輪１５の間に配置された円錐ころ１６とを備え、内輪１４および外輪１５の軌道面の延長線と、円錐ころ１６の転動面の延長線とは、軸受回転軸線上の一点Ｏで交わる。このとき、内輪１４および外輪１５の軌道面と、円錐ころ１６の転動面との接触位置の中心は、円錐ころ１６の転動面の中央部付近に位置することとなり、円錐ころ１６は安定して回転することができる。
【０００７】
一方、図４（ｂ）に示すように、回転軸１２が円錐ころ１６の小端面側が持ち上がるように傾いた場合、ハウジングに固定されている外輪１５はそのままであるのに対して、内輪１４は回転軸１２に追従して傾くこととなるので、内輪１４および外輪１５の軌道面の延長線の交点がＯ´に移動する。その結果、内輪１４および外輪１５の軌道面と、円錐ころ１６の転動面との接触位置の中心は、円錐ころ１６の小端面側に移動することとなり、円錐ころ１６の円滑な回転を阻害する。また、これは、回転軸１２が円錐ころ１６の大端面側が持ち上がるように傾いた場合も同様である。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、傾きを生じる回転軸を適切に支持可能な円錐ころ軸受を備える回転軸支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る回転軸支持構造は、回転軸と、回転軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受とを備える回転軸支持構造である。円錐ころ軸受に注目すると、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置された円錐ころとを備え、円錐ころの円錐の頂点とコーンセンタとがずれたところに位置する。
【００１０】
上記構成とすることにより、回転軸が傾いた状態で内外輪の軌道面と円錐ころの転動面の接触が適正な状態となるので、円錐ころの円滑な回転を得ることができる。なお、本明細書中「コーンセンタ」とは、内輪および外輪の軌道面の母線の延長線の交点を指すものとする。
【００１１】
回転軸支持構造は、回転軸が円錐ころの小端面側が持ち上がるように傾いた状態で、円錐ころの円錐の頂点とコーンセンタとが一致するように、ころ角度を内輪と外輪との軌道面角度より大きく設定するのが好ましい。
【００１２】
または、回転軸が円錐ころの大端面側が持ち上がるように傾いた状態で、円錐ころの円錐の頂点とコーンセンタとが一致するように、ころ角度を内輪と外輪との軌道面角度より小さく設定するとよい。
【００１３】
上記の各構成のように、回転軸の傾きに合わせてころ角度を適切な値とすることにより、傾き等によって不均等な荷重が負荷される回転軸を適切に支持可能な回転軸支持構造を得ることができる。なお、本明細書中「ころ角度」とは、円錐ころの転動面の延長線がなす円錐の頂角を指すものとし、「軌道面角度」とは、内輪および外輪の転動面の延長線のなす角を指すものとする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、傾き等によって不均等な荷重が負荷される回転軸を適切に支持可能な回転軸支持構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照して、この発明の一実施形態に係る回転軸支持構造２１を説明する。
【００１６】
回転軸支持構造２１は、回転軸２２と、回転軸２２を回転自在に支持する円錐ころ軸受２３とを備え、円錐ころ軸受２３は、内輪２４と、外輪２５と、内輪２４および外輪２５の間に配置された円錐ころ２６とを有する。
【００１７】
図１（ａ）は、回転軸２２が静止している状態であり、この状態でコーンセンタＯは、軸受回転軸線上にある。一方、円錐ころ２６の円錐の頂点Ｏ´は、コーンセンタＯとずれた位置にある。このとき、ころ角度αは軌道面角度βより大きい。
【００１８】
次に、図１（ｂ）は、回転軸２２が回転している状態であり、回転軸２２が円錐ころ２６の小端面側が持ち上がるように傾きながら回転すると、内輪２４は回転軸２２に追従して傾くので、コーンセンタＯと円錐の頂点Ｏ´とが一致する。このとき、ころ角度αと軌道面角度βとは、α＝βとなる。
【００１９】
次に、図２は、この発明の他の実施形態に係る回転軸支持構造３１であって、基本構成は、図１に示す回転軸支持構造２１と同様である。
【００２０】
図２（ａ）は、回転軸３２が静止している状態であり、この状態でコーンセンタＯは、軸受回転軸線上にある。一方、円錐ころ３６の円錐の頂点Ｏ´は、コーンセンタＯとずれた位置にある。このとき、ころ角度αは軌道面角度βより小さい。
【００２１】
次に、図２（ｂ）は、回転軸３２が回転している状態であり、回転軸３２が円錐ころ３６の大端面側が持ち上がるように傾きながら回転すると、内輪３４は回転軸３２に追従して傾くので、コーンセンタＯと円錐の頂点Ｏ´とが一致する。このとき、ころ角度αと軌道面角度βとは、α＝βとなる。
【００２２】
上記の各構成のように、回転軸の傾いた状態で、コーンセンタＯと円錐の頂点Ｏ´とが一致するようにころ角度αを適切な値に設定することにより、回転時に内輪および外輪の軌道面と円錐ころの転動面との接触が適正な状態となるので、円錐ころの円滑な回転を得ることができる。その結果、傾き等によって不均等な荷重が負荷される回転軸を適切に支持可能な回転軸支持構造を得ることができる。
【００２３】
なお、上記の各実施形態において、コーンセンタＯと円錐ころの頂点Ｏ´とが相対的に近づくことにより、この発明の効果が得られると考えられることから、両者は厳密に一致することを要しないものとする。
【００２４】
また、上記の各実施形態においては、コーンセンタＯと円錐の頂点Ｏ´との位置関係について、回転軸の上側の軸受部分についてのみ説明したが、回転軸の下側の軸受部分については、回転軸の傾きに伴ってコーンセンタＯと円錐の頂点Ｏ´のずれが大きくなり、軸受の回転を阻害することが考えられる。しかし、ラジアル荷重が負荷される環境では、軸受の一方側に集中して荷重が負荷されることが一般的であることから、高負荷側の軸受部分にこの発明を適応することにより、全体として円滑な回転となると考えられる。
【００２５】
さらに、上記の各実施形態においては、単列の円錐ころ軸受を使用した回転軸支持構造の例を示したが、これに限ることなく、複列および多列の円錐ころ軸受を使用した回転軸支持構造にも適用可能である。この場合、円錐ころ軸受の各列について、回転軸の傾きに合わせた適切なころ角度の設定が必要となる。
【００２６】
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】
【００２７】
この発明は、傾きながら回転する回転軸を円錐ころ軸受で支持する回転軸支持構造に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の一実施形態に係る回転軸支持構造であって、（ａ）は静止時、（ｂ）は、回転時の状態を示す図である。
【図２】この発明の他の実施形態に係る回転軸支持構造であって、（ａ）は静止時、（ｂ）は、回転時の状態を示す図である。
【図３】各列に不均等な荷重が負荷される環境で使用される円筒ころ軸受を示す図である。
【図４】傾きながら回転する回転軸を従来の円錐ころ軸受で支持する回転軸支持構造であって、（ａ）は静止時、（ｂ）は、回転時の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  円筒ころ軸受、２，１４，２４，３４  内輪、３，１５，２５，３５  外輪、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  円筒ころ、１１，２１，３１  回転軸支持構造、１２，２２，３２  回転軸、１３，２３，３３  円錐ころ軸受、１６，２６，３６  円錐ころ。
【図１】
2007024111.tif 000003
【図２】
2007024111.tif 000004
【図３】
2007024111.tif 000005
【図４】
2007024111.tif 000006