(57)【要約】【課題】構造がシンプルであり、製造コストの上昇を抑制しながら、反負荷側のアンギュラ玉軸受の予圧が抜けた場合でも、転動体及び保持器の損傷の発生を低減して、軸受の長寿命化を図ることができる組合せアンギュラ玉軸受を提供する。【解決手段】負荷側となる第１アンギュラ玉軸受３０の保持器３４の案内形式が転動体案内形式であり、反負荷側となる第２アンギュラ玉軸受４０の保持器４４の第１アンギュラ玉軸受３０側の内周部に径方向内方に突出する鍔部４４ａが設けられ、鍔部４４ａの軸方向内方側に傾斜面４４ｂが形成され、第２アンギュラ玉軸受４０の内輪４２の第１アンギュラ玉軸受３０側の外周部に、鍔部４４ａの傾斜面４４ｂに略平行する傾斜面４２ｂが、鍔部４４ａの傾斜面４４ｂに対峙するように形成され、第２アンギュラ玉軸受４０の保持器鍔部４４ａの傾斜面４４ｂと内輪４２の傾斜面４２ｂが面接触して、第２アンギュラ玉軸受４０の保持器４４の案内形式がこの面接触を介した内輪案内形式となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２アンギュラ玉軸受が軸方向に配列されてなる組合せアンギュラ玉軸受において、
前記第１及び前記第２アンギュラ玉軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪と間に転動自在に配置される複数の転動体と、前記外輪と前記内輪との間で前記複数の転動体を転動自在に保持する保持器と、をそれぞれ有し、
負荷側となる前記第１アンギュラ玉軸受の前記保持器の案内形式は、転動体案内形式であり、
反負荷側となる前記第２アンギュラ玉軸受の前記保持器には、前記第１アンギュラ玉軸受側の内周部に径方向内方に突出する鍔部が設けられ、前記鍔部の軸方向内方側に傾斜面が形成され、
前記第２アンギュラ玉軸受の前記内輪には、前記第１アンギュラ玉軸受側の外周部に、前記鍔部の前記傾斜面に略平行する傾斜面が、前記鍔部の前記傾斜面に対峙するように形成され、
前記第２アンギュラ玉軸受の、前記鍔部の前記傾斜面と前記内輪の前記傾斜面が面接触して、前記第２アンギュラ玉軸受の前記保持器の案内形式が前記面接触を介した内輪案内形式となることを特徴とする組合せアンギュラ玉軸受。
【請求項２】
前記第２アンギュラ玉軸受の、前記鍔部の前記傾斜面又は前記内輪の前記傾斜面の少なくとも一方に、突起部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の組合せアンギュラ玉軸受。
【請求項３】
前記第２アンギュラ玉軸受の前記転動体がセラミックス製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の組合せアンギュラ玉軸受。
【請求項４】
流体移送用ポンプの回転軸に装着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の組合せアンギュラ玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組合せアンギュラ玉軸受に関し、より詳細には、流体移送用のポンプに適用される組合せアンギュラ玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体移送用ポンプには複数の軸受が組み込まれており、この複数の軸受が、先端部にインペラが固定される回転軸を回転自在に支承している。これにより、回転軸が回転駆動されることにより、インペラが回転して流体移送用ポンプ内部に流れ込む流体を遠心力の作用によりインペラ周囲に送り出している。
【０００３】
ここで、図６及び図７を参照しながら、流体移送用ポンプの回転軸の支承構造の一般例について説明する。
この流体移送用ポンプ１１０は、図６に示すように縦軸タイプであり、回転軸１６０が重力方向に沿って配置される構造である。この回転軸１６０の先端部に固定されるインペラ１７０が、流体移送用ポンプ１１０の流路１８０内部を臨むように設けられる。そして、回転軸１６０は、不図示の回転駆動ユニット側（図６中の上側）の軸方向端部で固定側軸受としての組合せアンギュラ玉軸受１２０により支承されると共に、回転軸１６０の軸方向中央部で自由側軸受としての単列深溝型の玉軸受１５０により支承される。
【０００４】
組合せアンギュラ玉軸受１２０は、回転軸１６０の自重、駆動力などを支えるため、回転軸１６０に作用するラジアル荷重だけではなく、両方向（図６中では上下方向）のスラスト荷重を支承している。
【０００５】
この組合せアンギュラ玉軸受１２０は、図７に示すように、第１及び第２アンギュラ玉軸受１３０，１４０が軸方向に配列されて構成される。そして、第１及び第２アンギュラ玉軸受１３０，１４０は、外輪１３１，１４１、内輪１３２，１４２、複数の玉（転動体）１３３，１４３、保持器１３４，１４４をそれぞれ備える。外輪１３１，１４１は、内周面に外輪軌道面１３１ａ，１４１ａを有する。内輪１３２，１４２は、外周面に内輪軌道面１３２ａ，１４２ａを有する。複数の玉１３３，１４３は、これら外輪軌道面１３１ａ，１４１ａと内輪軌道面１３２ａ，１４２ａとの間にそれぞれ転動自在に配置される。保持器１３４，１４４は、外輪１３１，１４１と内輪１３２，１４２との間で複数の玉１３３，１４３を転動自在に保持する。
【０００６】
なお、図６及び図７に示す例では、第１及び第２アンギュラ玉軸受１３０，１４０は、背面組合せ型で配列される。
【０００７】
この種の流体移送用ポンプ１１０では、駆動させると回転軸１６０に上から下へ向かう方向の力が作用して、第１アンギュラ玉軸受１３０が負荷側となり、第２アンギュラ玉軸受１４０が反負荷側となる。そして、このような組合せアンギュラ玉軸受１２０では、使用条件によっては、第２アンギュラ玉軸受１４０で予圧が抜けてしまうことがある。これにより、第２アンギュラ玉軸受１４０において、例えば、保持器１４４の案内形式が転動体案内形式である場合には、保持器１４４の自重により玉１４３が拘束されて、内輪１４２の回転速度に見合った速度で自転したり公転したりすることができなくなり、過大な滑りが発生してしまうことがある。この結果、玉１４３及び保持器１４４の損傷が生じる可能性がある。
【０００８】
また、従来技術として、流体移送用ポンプにおいて、複列アンギュラ玉軸受を採用して、各列の玉を一体的に保持すべく保持器を一体型にして、これにより、複列の玉を同期公転させて、反負荷側の列の玉を適切な速度で公転させ、玉及び保持器の破損を防止するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、保持器に油受壁を設け、この油受壁に給油装置のノズルを近接配置して潤滑油を噴射して反負荷側の保持器を強制的に回転させて、これにより、玉の自転滑りを防止するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１４４９００号公報
【特許文献２】特開２００６−０９０４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１の一体型の保持器は軸方向で２分割される構造であり、組立時に、合わせ面にそれぞれ設けられた凹部や凸部をそれぞれ係合させて保持器を一体化するものである。即ち、この一体型の保持器は構造が複雑であり、また、この一体型の保持器を組合せアンギュラ玉軸受に適用しようとすると、組合せアンギュラ玉軸受は単列軸受の組合せで構成されるものであるため、組立時に、その凹部や凸部を係合させるため、周方向の位置を調整する必要がある。さらに、組合せアンギュラ玉軸受では、軌道輪がそれぞれ独立しているため、移送の際などにおいて、少しの振動で外れて分解してしまう可能性がある。このように、上記特許文献１の保持器を組合せアンギュラ玉軸受に適用しようとすると、製造コスト上昇及び生産性悪化を招く可能性があった。
【００１１】
また、上記特許文献２では、反負荷側の保持器を効率よく回転させるために、油受壁の形状として羽根車形状等の突起部を設ける必要ある。また、潤滑油を勢い良く噴射するため、特殊なノズルや潤滑油の回収回路なども設ける必要があり、構造が複雑且つ大型になり適用範囲は限定される。このように、上記特許文献２も、構造が複雑であり、また製造コスト上昇を招く可能性があった。
【００１２】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、構造がシンプルであり、製造コストの上昇を抑制しながら、反負荷側のアンギュラ玉軸受の予圧が抜けた場合でも、転動体及び保持器の損傷の発生を低減して、軸受の長寿命化を図ることができる組合せアンギュラ玉軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）第１及び第２アンギュラ玉軸受が軸方向に配列されてなる組合せアンギュラ玉軸受において、第１及び第２アンギュラ玉軸受は、外輪と、内輪と、外輪と内輪と間に転動自在に配置される複数の転動体と、外輪と内輪との間で複数の転動体を転動自在に保持する保持器と、をそれぞれ有し、負荷側となる第１アンギュラ玉軸受の保持器の案内形式は、転動体案内形式であり、反負荷側となる第２アンギュラ玉軸受の保持器には、第１アンギュラ玉軸受側の内周部に径方向内方に突出する鍔部が設けられ、鍔部の軸方向内方側に傾斜面が形成され、第２アンギュラ玉軸受の内輪には、第１アンギュラ玉軸受側の外周部に、鍔部の傾斜面に略平行する傾斜面が、鍔部の傾斜面に対峙するように形成され、第２アンギュラ玉軸受の、鍔部の傾斜面と内輪の傾斜面が面接触して、第２アンギュラ玉軸受の保持器の案内形式が面接触を介した内輪案内形式となることを特徴とする組合せアンギュラ玉軸受。
（２）第２アンギュラ玉軸受の、鍔部の傾斜面又は内輪の傾斜面の少なくとも一方に、突起部が設けられることを特徴とする（１）に記載の組合せアンギュラ玉軸受。
（３）第２アンギュラ玉軸受の転動体がセラミックス製であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の組合せアンギュラ玉軸受。
（４）流体移送用ポンプの回転軸に装着されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つに記載の組合せアンギュラ玉軸受。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の組合せアンギュラ玉軸受によれば、負荷側となる第１アンギュラ玉軸受の保持器の案内形式が転動体案内形式であり、反負荷側となる第２アンギュラ玉軸受の保持器には、第１アンギュラ玉軸受側の内周部に径方向内方に突出する鍔部が設けられ、この鍔部の軸方向内方側に傾斜面が形成され、第２アンギュラ玉軸受の内輪には、第１アンギュラ玉軸受側の外周部に、鍔部の傾斜面に略平行する傾斜面が、鍔部の傾斜面に対峙するように形成され、第２アンギュラ玉軸受の、鍔部の傾斜面と内輪の傾斜面が面接触して、第２アンギュラ玉軸受の保持器の案内形式がこの面接触を介した内輪案内形式となるため、例え、第１アンギュラ玉軸受側からスラスト荷重が加わって、反負荷側となる第２アンギュラ玉軸受で予圧が抜けたとしても、第２アンギュラ玉軸受の、鍔部の傾斜面と内輪の傾斜面が面接触して、保持器の自重による転動体の拘束は発生せず、且つ内輪の回転が保持器側に伝わり転動体を適切に回転させることができる。これにより、反負荷側のアンギュラ玉軸受の予圧が抜けた場合でも、転動体及び保持器の損傷の発生を低減して、軸受の長寿命化を図ることができる。また、保持器及び内輪に傾斜面を設けるだけであるので、構造がシンプルであり、製造コストの上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る組合せアンギュラ玉軸受の一実施形態が装着された流体移送用ポンプを説明する縦断面図である。
【図２】図１に示す組合せアンギュラ玉軸受を説明する拡大断面図である。
【図３】図２に示す第２アンギュラ玉軸受の内輪及び保持器の分解図である。
【図４】第２アンギュラ玉軸受の保持器鍔部及び内輪の傾斜面に設けられる突起部を説明する模式図である。
【図５】第２アンギュラ玉軸受の保持器鍔部及び内輪の傾斜面に設けられる突起部を説明する別の模式図である。
【図６】流体移送用ポンプに関する回転軸の支承構造の一般例を説明する拡大縦断面図である。
【図７】図６に示す組合せアンギュラ玉軸受を説明する拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る組合せアンギュラ玉軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態の流体移送用ポンプ１０は、図１に示すように、縦軸タイプであり、回転軸６０が重力方向に沿って配置される構造である。この流体移送用ポンプ１０は、組合せアンギュラ玉軸受２０及び単列深溝型の玉軸受５０を備え、これら軸受２０，５０により回転軸６０が回転自在に支承される。より具体的には、回転軸６０は、軸方向一端部（図１中の上側）で組合せアンギュラ玉軸受２０により回転自在に支承されると共に、回転軸６０の軸方向中央部で玉軸受５０により回転自在に支承される。
【００１８】
また、回転軸６０の下端部にはインペラ７０が固定され、このインペラ７０が流体移送用ポンプ１０の流路８０の内部を臨むように設けられる。そして、回転軸６０のインペラ７０の上端部には、不図示の回転駆動ユニットが取り付けられており、この回転駆動ユニットが回転駆動することにより回転軸６０を介してインペラ７０が回転する。
【００１９】
そして、本実施形態に係る組合せアンギュラ玉軸受２０は、図１及び図２に示すように、第１及び第２アンギュラ玉軸受３０，４０が軸方向に配列されて構成される。第１及び第２アンギュラ玉軸受３０，４０は、外輪３１，４１と、内輪３２，４２と、複数の玉（転動体）３３，４３と、保持器３４，４４と、をそれぞれ有する。外輪３１，４１は、内周面に外輪軌道面３１ａ，４１ａを有する。内輪３２，４２は、外周面に内輪軌道面３２ａ，４２ａを有する。複数の玉３３，４３は、これら外輪軌道面３１ａ，４１ａと内輪軌道面３２ａ，４２ａとの間にそれぞれ転動自在に配置される。保持器３４，４４は、それぞれ円環状に形成され、外輪３１，４１と内輪３２，４２との間で複数の玉３３，４３を転動自在に保持する。また、少なくとも第２アンギュラ玉軸受４０の玉４３はセラミック製である。
【００２０】
そして、第１及び第２アンギュラ玉軸受３０，４０の外輪３１，４１は、ハウジング１１に固定される円筒部材１２に内嵌され、さらに、円筒部材１２の内周面に設けられる段部１２ａと止め輪１３により軸方向両側から挟持されて固定される。また、内輪３２，４２は回転軸６０に外嵌し、さらに、回転軸６０の外周面に設けられる段部６０ａとナット部材１４により軸方向両側から挟持されて固定される。また、本実施形態では、第１及び第２アンギュラ玉軸受３０，４０は、それぞれの玉３３，４３の接触角の方向が互いに交差するように背面組合せ型で配列される。
【００２１】
このように配置された組合せアンギュラ玉軸受２０は、流体移送用ポンプ１０の回転軸６０に固定設置されて、回転軸６０のラジアル荷重に加えて、上下方向のスラスト荷重を支承する。
【００２２】
第１アンギュラ玉軸受３０の外輪３１は、外輪軌道面３１ａを挟む両方の外輪内周面のうち、第２アンギュラ玉軸受４０側の、外輪内周面での厚さ（径方向寸法）が大きくなるように形成される。また、内輪３２は、内輪軌道面３２ａを挟む両方の内輪外周面のうち、第２アンギュラ玉軸受４０とは反対側の、内輪外周面での厚さが大きくなるように形成される。そして、保持器３４は、外輪３１及び内輪３２のいずれにも案内されないように、柱部が軸線方向に対して傾斜して形成され、案内形式が転動体案内形式とされる。
【００２３】
第２アンギュラ玉軸受４０の外輪４１は、外輪軌道面４１ａを挟む両方の外輪内周面のうち、第１アンギュラ玉軸受３０側の、外輪内周面での厚さ（径方向寸法）が大きくなるように形成される。また、内輪４２は、内輪軌道面４２ａを挟む両方の内輪外周面での厚さがいずれも略同一となるように形成される。そして、保持器４４は、柱部が軸線方向と平行に形成される。
【００２４】
そして、第２アンギュラ玉軸受４０の保持器４４には、図３に示すように、第１アンギュラ玉軸受３０側の内周部に径方向内方に突出する保持器鍔部（鍔部）４４ａが設けられ、この保持器鍔部４４ａの軸方向内方側に傾斜面４４ｂが形成される。さらに、保持器４４は、保持器鍔部４４ａとは反対側の内周部分で内輪４２の外周面に案内されるように設けられており、案内形式が内輪案内形式とされる。
【００２５】
さらに、第２アンギュラ玉軸受４０の内輪４２には、図１〜図３に示すように、第１アンギュラ玉軸受３０側の外周部に保持器鍔部４４ａの傾斜面４４ｂに対し略平行する傾斜面４２ｂが、保持器鍔部４４ａの傾斜面４４ｂに対峙するように形成される。
【００２６】
また、内輪４２の傾斜面４２ｂ及び保持器鍔部４４ａの傾斜面４４ｂには、溝が軸方向に沿ったローレット加工が施されて、突起部４５，４６がそれぞれ形成されている［図４（ａ）参照］。なお、本実施形態では、傾斜面４２ｂ，４４ｂの両方に突起部４５，４６がそれぞれ形成されているが、傾斜面４２ｂ，４４ｂの片方にだけ突起部が形成されていてもよい。
【００２７】
このように構成された、本実施形態の組合せアンギュラ玉軸受２０によれば、負荷側となる第１アンギュラ玉軸受３０の保持器３４の案内形式が転動体案内形式であり、反負荷側となる第２アンギュラ玉軸受４０の保持器４４の保持器鍔部４４ａの軸方向内方側に、傾斜面４４ｂが形成され、第２アンギュラ玉軸受４０の内輪４２の第１アンギュラ玉軸受３０側の外周部に、傾斜面４２ｂが保持器鍔部４４ａの傾斜面４４ｂに対峙するように形成され、第２アンギュラ玉軸受４０の保持器鍔部４４ａの傾斜面４４ｂと内輪４２の傾斜面４２ｂが面接触して、第２アンギュラ玉軸受４０の保持器４４の案内形式が、この面接触を介した内輪案内形式となるため、例え、第１アンギュラ玉軸受３０側からスラスト荷重が加わって、反負荷側となる第２アンギュラ玉軸受４０で予圧が抜けたとしても、第２アンギュラ玉軸受４０の、保持器鍔部４４ａの傾斜面４４ｂと内輪４２の傾斜面４２ｂが面接触して、保持器４４の自重による玉４３の拘束は発生せず、且つ内輪４２の回転が保持器４４側に伝わり玉４３を適切に回転させることができる。これにより、反負荷側のアンギュラ玉軸受４０の予圧が抜けた場合でも、玉４３及び保持器４４の損傷の発生を低減して、軸受の長寿命化を図ることができる。また、保持器４４及び内輪４２に傾斜面４２ｂ，４４ｂを設けるだけであるので、構造がシンプルであり、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００２８】
また、本実施形態の組合せアンギュラ玉軸受２０によれば、第２アンギュラ玉軸受４０の保持器鍔部４４ａの傾斜面４４ｂ及び内輪４２の傾斜面４２ｂの両方に、突起部４５，４６が設けられるため、内輪４２の駆動力をより伝えやすくすることができる。
【００２９】
また、本実施形態の組合せアンギュラ玉軸受２０によれば、第２アンギュラ玉軸受４０の玉４３はセラミックス製であるため、より一層回転しやすくなり、玉４３及び保持器４４の損傷の発生をより一層低減することができる。また、玉４３をセラミック製にしたので、その重量を鋼材のものより半分程度に減らせることができるだけではなく、硬度を高めることができるため、玉４３の損傷の発生をより一層低減することができる。
【００３０】
なお、本実施形態の突起部４５，４６は、図４に示すように、溝が斜めのローレット加工［図４（ｂ）、図４（ｃ）］、溝が斜めクロスのローレット加工［図４（ｄ）］、溝が周方向に沿ったローレット加工［図４（ｅ）］、溝が周方向に沿った波状のローレット加工［図４（ｆ）］、溝が格子状のローレット加工［図４（ｇ）］、そして、これらのローレット加工の間隔を密にしたもの［図４（ｈ）〜図４（ｎ）］で形成されていてもよい。
【００３１】
また、本実施形態の突起部４５，４６はディンプルで形成されていてもよい。具体的には、楕円形状のディンプルがその長手方向が周方向に沿うように且つハニカム状に複数配置されたもの［図５（ａ）］、円形状のディンプルが市松状に複数配置されたもの［図５（ｂ）］、円形状のディンプルがハニカム状に複数配置されたもの［図５（ｃ）］、楕円形状のディンプルがその長手方向が周方向に対して斜めに向くように且つ市松状に複数配置され、加えて楕円形状の向きが各列交互に反転するもの［図５（ｄ）］、楕円形状のディンプルがその長手方向が周方向に対して斜めに向くように且つハニカム状に複数配置されたもの［図５（ｅ）］などを挙げることができる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、互いに当接する組合せアンギュラ玉軸受に本発明を適用した場合を例示したが、これに限定されず、間座を用いて回転軸上に離間して配置される組合せアンギュラ玉軸受に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
２０    組合せアンギュラ玉軸受
３０    第１アンギュラ玉軸受
３１    外輪
３２    内輪
３３    玉（転動体）
３４    保持器
４０    第２アンギュラ玉軸受
４１    外輪
４２    内輪
４２ｂ  傾斜面
４３    玉（転動体）
４４    保持器
４４ａ  保持器鍔部（鍔部）
４４ｂ  傾斜面
４５    突起部
４６    突起部
６０    回転軸
【図１】
2013130275.tif 000003
【図２】
2013130275.tif 000004
【図３】
2013130275.tif 000005
【図４】
2013130275.tif 000006
【図５】
2013130275.tif 000007
【図６】
2013130275.tif 000008
【図７】
2013130275.tif 000009