(57)【要約】【課題】転がり軸受が負荷する荷重が大きくて、かつ、荷重が負荷する向きが頻繁に変化する環境で使用したとしても、構成部材が焼付きにくくて、寿命が長い転がり軸受装置を提供すること。【解決手段】調心輪１と玉軸受３の外輪２０との間に、樹脂材料からなる環状の樹脂部材２を調心輪１に嵌合して固定する。樹脂部材２の球面状の内周面１２に対する外輪２０の球面状の外周面の相対位置を調整することにより、調心を行う。【選択図】図１
2009097616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調心輪と、
上記調心輪の内周面に当接する外周面を有すると共に、樹脂材料からなる環状の樹脂部材と、
上記樹脂部材の内周面に当接する外周面を有する外輪と、軸の外周面に嵌合される内輪と、上記外輪と上記内輪との間に配置された転動体とを有する転がり軸受と
を備え、
使用状態において、上記調心輪に対して上記樹脂部材が相対移動するか、または、上記樹脂部材に対して上記外輪が相対移動することによって、上記転がり軸受の中心軸が上記軸の軸心に略一致する状態になるように調心することを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置において、
上記調心輪と、上記樹脂部材とは、夫々嵌合部を有し、上記調心輪の上記嵌合部と上記樹脂部材の上記嵌合部とが互いに嵌合して、上記調心輪と上記樹脂部材とが固定されているか、または、上記樹脂部材と、上記外輪とは、夫々嵌合部を有し、上記樹脂部材の上記嵌合部と上記外輪の上記嵌合部とが互いに嵌合して、上記樹脂部材と上記外輪とが固定されていることを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受と、調心輪とを備える転がり軸受装置に関し、貧潤滑環境で使用されれば好適な転がり軸受装置に関する。また、本発明は、液晶板の偏向フィルムの製造装置内での使用のように、水中で使用されれば好ましい転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、調心機構を有する転がり軸受装置としては、実開平６−３２７３６号公報（特許文献１）に記載されたものがある。
【０００３】
この転がり軸受装置は、圧延機の一部をなしている。この転がり軸受装置は、球面状の内周面を有する調心輪と、球面状の外周面を有する外輪、内輪および転動体を有する円筒ころ軸受とを備える。この転がり軸受装置は、内輪が外嵌されている回転軸に荷重が負荷され、回転軸が傾いた場合に、調心輪に対して外輪が相対移動することによって、円筒ころ軸受の中心軸が、回転軸の軸心に略一致するように、調心するようになっている。
【０００４】
上記従来の転がり軸受を、圧延機内での使用のように、回転軸が負荷する荷重が大きくて、かつ、荷重が負荷する向きが頻繁に変化する環境で使用した場合、調心輪の内周面に対する外輪の外周面の摺動が激しくなって、調心輪の内周面や外輪の外周面が焼き付くことがある。
【特許文献１】実開平６−３２７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の課題は、転がり軸受が負荷する荷重が大きくて、かつ、荷重が負荷する向きが頻繁に変化する環境で使用したとしても、構成部材が焼付きにくくて、寿命が長い転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受装置は、
調心輪と、
上記調心輪の内周面に当接する外周面を有すると共に、樹脂材料からなる環状の樹脂部材と、
上記樹脂部材の内周面に当接する外周面を有する外輪と、軸の外周面に嵌合される内輪と、上記外輪と上記内輪との間に配置された転動体とを有する転がり軸受と
を備え、
使用状態において、上記調心輪に対して上記樹脂部材が相対移動するか、または、上記樹脂部材に対して上記外輪が相対移動することによって、上記転がり軸受の中心軸が上記軸の軸心に略一致する状態になるように調心することを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、転がり軸受に径方向の外方または内方から荷重が作用した際に、上記転がり軸受の中心軸が上記軸の軸心に略一致する状態になるように調心するのに、上記調心輪に対して樹脂製の樹脂部材が相対移動するか、または、樹脂製の樹脂部材に対して上記外輪が相対移動することになるから、金属製の調心輪に対して金属製の外輪が摺動することによって調心する従来の転がり軸受装置と比較して、調心を行う二つの部材が互いに摺動するときの動摩擦を、格段に小さくすることができる。したがって、転がり軸受が負荷する荷重が大きくて、かつ、荷重が負荷する向きが頻繁に変化する環境で使用したとしても、調心を行う二つの部材の夫々の摺動面が焼付きにくく、樹脂部材を有さない従来の転がり軸受装置と比較して、寿命を長くすることができる。
【０００８】
また、一実施形態では、上記調心輪と、上記樹脂部材とは、夫々嵌合部を有し、上記調心輪の上記嵌合部と上記樹脂部材の上記嵌合部とが互いに嵌合して、上記調心輪と上記樹脂部材とが固定されているか、または、上記樹脂部材と、上記外輪とは、夫々嵌合部を有し、上記樹脂部材の上記嵌合部と上記外輪の上記嵌合部とが互いに嵌合して、上記樹脂部材と上記外輪とが固定されている。
【０００９】
上記実施形態によれば、調心を行わない調心輪と樹脂部材との間、または、調心を行わない樹脂部材と外輪との間を、互いに嵌合して固定できる。したがって、樹脂部材の転がり軸受装置からの離脱を確実に防止できると共に、所定の場所で所望の調心（意図した調心）を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の転がり軸受装置によれば、転がり軸受が負荷する荷重が大きくて、かつ、荷重が負荷する向きが頻繁に変化する環境で使用したとしても、構成部材が焼付きにくくて、従来と比較して、寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１実施形態の転がり軸受装置の軸方向の断面図である。
【００１３】
この転がり軸受装置は、液晶装置（図示せず）の回転軸を、液晶装置のハウジングに対して回転自在に支持しており、水中に配置されている。この転がり軸受装置は、調心輪１と、環状の樹脂部材２と、転がり軸受の一例としての玉軸受３とを備える。
【００１４】
上記調心輪１は、その内周面の２箇所に調心輪１の軸方向に延在する入れ溝１０を有している。上記各入れ溝１０は、調心輪１の軸方向の一方の端面から所定寸法ａだけ軸方向に延在している。
【００１５】
上記樹脂部材２は、樹脂材料からなっており、好ましくは、ナイロン（ポリアミド樹脂）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）等のフッ素樹脂、または、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）等の潤滑性を有する樹脂材料からなっている。上記樹脂部材２は、球面状の外周面１１と、球面状の内周面１２とを有し、更に、球面状の外周面１１から径方向の外方に突出する突出部１４を有している。上記突出部１４は、上記外周面１１の軸方向の中央部から突出している。
【００１６】
上記玉軸受３は、外輪２０、内輪２１および転動体としての複数の玉２２を有する。上記外輪２０は、球面状の外周面３１を有すると共に、内周面に軌道溝３２を有している。上記外輪２０の球面状の外周面３１は、樹脂部材２の球面状の内周面１２に対応する形状であり、その内周面１２に当接するようになっている。
【００１７】
上記内輪２１は、上記回転軸に外嵌されて固定されている。上記内輪２１は、その外周面に軌道溝３４を有している。上記複数の玉２２は、外輪２０の軌道溝３２と、内輪２１の軌道溝３４との間に、樹脂製の冠形保持器３７によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００１８】
この転がり軸受装置は、上記回転軸にモーメント荷重が作用して、回転軸が、樹脂部材２の中心軸に対して傾くと、樹脂部材２に対して外輪２０が相対移動することによって、玉軸受３の中心軸が上記回転軸の軸心に略一致する状態になるように、調心するようになっている。このようにして、上記回転軸の撓みを吸収するようにしている。
【００１９】
図２は、上記調心輪１の斜視図であり、図３は、上記調心輪１を、調心輪１の軸方向の一方の側の外方から見たときの平面図である。
【００２０】
図２および図３に示すように、上記調心輪１の内周面の２箇所に設けられた入れ溝１０,１０は、互いに調心輪１の径方向に対向している。図２および図３に示すように、上記調心輪１は、その内周面の軸方向の中央部に、周方向に延在する樹脂部材取付溝５０を有している。この樹脂部材取付溝５０は、調心輪１の周方向において、入れ溝１０,１０が存在していない箇所に形成されている。
【００２１】
図４は、上記樹脂部材２を、樹脂部材２の径方向の外方から見たときの図である。
【００２２】
上記樹脂部材２の外径側に位置する上記突出部１４は、環状形状を有し、樹脂部材２の周方向に、周方向の全周に亘って延在している。上記樹脂部材２の環状の突出部１４が、調心輪１の樹脂部材取付溝５０（図２および図３参照）に嵌り込むことにより、調心輪１（図１〜３参照）に樹脂部材２が内嵌されて固定されるようになっている。上記樹脂部材取付溝５０は、調心輪１の嵌合部を構成し、突出部１４は、樹脂部材２の嵌合部を構成している。図４にｂで示す樹脂部材２の球面状の外周面１１の軸方向の寸法は、図３にｃで示す入れ溝１０の周方向の寸法に略一致している。
【００２３】
図５は、上記樹脂部材２を、樹脂部材２の軸方向の一方の側の外方から見たときの端面図である。
【００２４】
図５に示すように、樹脂部材２は、その周方向の第１箇所および第２箇所に外輪組込用の入れ溝６５,６５を有している。上記二つの入れ溝６５,６５は、互いに樹脂部材２の径方向に対向している。上記各入れ溝６５,６５は、樹脂部材２の軸方向の端面から、樹脂部材の軸方向の寸法の略１／２の寸法だけ軸方向に延在している。
【００２５】
尚、図５において、６０は、入れ溝６５が形成されていない樹脂部材２の内周面の部分における入れ溝６５側の軸方向の端を示す線である。また、６１は、樹脂部材２において、入れ溝６５に軸方向に重なる、入れ溝６５が形成されていない内周面の部分における軸方向の入れ溝６５側とは反対側（軸方向の外方側）の端を示す線である。
【００２６】
図６において中心線７０に対する左半分の部分は、図５のＡＡ線断面図における矢視図であり、図６において中心軸７０に対する右半分の部分は、樹脂部材２の右側面図である。
【００２７】
図６の中心軸７０に対する左半分の部分に示された断面図に、斜線が存在しないことからも明らかなように、入れ溝６５は、径方向の内方および外方と、軸方向の一方の外方とに開口している。
【００２８】
上記構成の転がり軸受装置を、例えば、次のように組み立てる。
【００２９】
先ず、調心輪１に樹脂部材２を冷し嵌めする。詳しくは、先ず、上記環状の樹脂部材２の中心軸が調心輪１の中心軸に略直交している状態で、冷やされて収縮している状態の樹脂部材２を、調心輪１の入れ溝１０に調心輪１の軸方向に挿入する。その後、環状の樹脂部材２の中心軸が、調心輪１の中心軸に一致するように、樹脂部材２を９０°回転させて、調心輪１の樹脂部材取付溝５０に、樹脂部材２の環状の突出部１４を嵌め込んで、調心輪１に樹脂部材２を嵌合して固定する。
【００３０】
次に、樹脂部材２に外輪２０を固定する。詳しくは、先ず、上記外輪２０の中心軸が樹脂部材２の中心軸に略直交している状態で、外輪２０を、樹脂部材２の入れ溝６５に樹脂部材２の軸方向に挿入する。その後、外輪２０の中心軸が、樹脂部材２の中心軸に一致するように、外輪２０を９０°回転させて、樹脂部材２に外輪２０を固定する。
【００３１】
最後に、調心輪１および樹脂部材２と一体にされた外輪２０と、内輪２１と、複数の玉２２と、冠形保持器３７とを組み付けて、転がり軸受装置の組み立てを完了する。
【００３２】
上記第１実施形態の転がり軸受装置によれば、玉軸受３に径方向の外方または内方から荷重が作用した際に、玉軸受３の中心軸が上記回転軸の軸心に略一致する状態になるように調心するのに、調心輪１に対して、潤滑性を有する樹脂材料からなる樹脂部材２が相対移動することになるから、金属製の調心輪に対して金属製の外輪が摺動することによって調心する従来の転がり軸受装置と比較して、調心を行う二つの部材が互いに摺動するときの動摩擦を、格段に小さくすることができる。したがって、玉軸受３が負荷する荷重が大きくて、かつ、荷重が負荷する向きが頻繁に変化する環境で使用したとしても、互いに摺動する部材である調心輪１および樹脂部材２のそれぞれの摺動面が焼付きにくく、樹脂部材を有さない従来の転がり軸受装置と比較して、寿命を長くすることができる。
【００３３】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置によれば、上記調心輪１と、樹脂部材２とは、夫々嵌合部を有し、調心輪１の嵌合部と樹脂部材２の嵌合部とを嵌合させることにより、調心輪１と樹脂部材２とが固定されるようになっているから、調心を行わない調心輪１と樹脂部材２との間を、互いに嵌合して固定できる。したがって、樹脂部材２の転がり軸受装置からの離脱を確実に防止できると共に、所定の場所で所望の調心（意図した調心）を行うことができる。
【００３４】
尚、上記第１実施形態の転がり軸受では、調心輪１の嵌合部が、周方向に延在する樹脂部材取付溝５０であると共に、樹脂部材２の嵌合部が、環状の突出部１４であったが、この発明では、調心輪の嵌合部が、調心輪の内周面に周方向に所定間隔で配置された複数の凹部（ディンプル等の穴等）であると共に、樹脂部材の嵌合部が、調心輪の凹部に対応する形状を有すると共に、樹脂部材の外周面に周方向に所定間隔で配置された複数の突出部であっても良い。
【００３５】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置では、転がり軸受が玉軸受３であったが、この発明では、転がり軸受は、円筒ころ軸受や円錐ころ軸受等、玉軸受以外の転がり軸受であっても良い。
【００３６】
また、上記第１実施形態では、調心輪１に樹脂部材２を冷し嵌めで固定したが、この発明では、調心輪に樹脂部材を焼嵌めで固定しても良い。
【００３７】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置は、液晶装置で使用され、水中で使用されたが、この発明の転がり軸受装置は、必ずしも水中で使用される必要はなく、圧延機での使用等、水中でない如何なる環境においても、使用されることができる。この転がり軸受装置は、水中や貧潤滑環境下で使用されると、転がり軸受装置が有する作用効果を顕著に発揮できて特に好ましい。
【００３８】
図７は、本発明の第２実施形態の転がり軸受装置の樹脂部材８０および外輪８１の軸方向の断面図である。
【００３９】
第２実施形態の転がり軸受装置では、第１実施形態の転がり軸受装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の転がり軸受装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【００４０】
尚、図７において、８０は、第１実施形態に記載した樹脂材料のいずれかからなる樹脂部材であり、８１は、外輪である。また、８３は、図示しない玉が転動する軌道溝であり、８４は、外輪８１の外周面に形成されると共に、周方向に全周に亘って延在する環状溝である。
【００４１】
第２実施形態の転がり軸受装置では、環状の樹脂部材８０と、外輪８１とを、射出成形により一体に形成し、樹脂部材８０と図示しない調心輪との間で調心を行うようになっている。詳しくは、樹脂部材８０の外周面が、球面状の形状を有すると共に、調心輪の内周面が、樹脂部材８０の外周面に対応する球面状の形状を有し、樹脂部材８０の外周面が、調心輪の内周面に対して、相対移動することによって、調心を行うようになっている。
【００４２】
図７に示すように、環状の樹脂部材８０は、外輪８１の環状溝８４に対応する形状を有する突出部８９を有している。突出部８９は、樹脂部材８０の軸方向の中央部に形成されている。上記突出部８９は、樹脂部材８０の球面状の内周面から径方向の内方に突出すると共に、樹脂部材８０の周方向に全周に亘って延在している。上記外輪８１の環状溝８４は、外輪８１の嵌合部を構成し、樹脂部材８０の環状の突出部８９は、樹脂部材８０の嵌合部を構成している。
【００４３】
外輪８１の嵌合部である環状溝８４と、樹脂部材８０の嵌合部である環状の突出部８９とは、樹脂部材８０を外輪８１に固定する役割を果たすのは勿論のこと、使用によって樹脂部材８０と外輪８１との嵌合が弱くなった場合において、樹脂部材８０に対して外輪８１が軸方向に回ることを防止する役割を果たしている。
【００４４】
上記第２実施形態の転がり軸受装置によれば、射出成形によって、樹脂部材８０と外輪８１とが、一体に形成されるから、樹脂部材８０と外輪８１とを、互いに簡易に嵌合して固定できる。
【００４５】
尚、上記第２実施形態の転がり軸受装置によれば、上記外輪８１の環状溝８４と、樹脂部材８０の環状の突出部８９とで、嵌合を行って、外輪８１を樹脂部材８０に固定したが、この発明では、外輪において、周方向の位置によって、溝の深さが異なる環状溝を採用しても良く、この場合、使用によって樹脂部材と外輪との嵌合が弱くなった場合において、樹脂部材に対して外輪が軸方向に回ることを防止できると共に、樹脂部材に対して外輪が周方向に回ることを防止できる。また、この発明では、外輪において、溝を周方向の全周に亘って形成せずに、周方向において、部分的に形成しても良く、この場合においても、使用によって樹脂部材と外輪との嵌合が弱くなった場合において、樹脂部材に対して外輪が軸方向に回ることを防止できると共に、樹脂部材に対して外輪が周方向に回ること防止できる。
【００４６】
また、上記第１および第２実施形態では、転がり軸受装置が、調心輪、樹脂部材および外輪のうちの二つの部材が、嵌合部を有して、二つの嵌合部で嵌合を行って、二つの部材を互いに固定したが、この発明の転がり軸受装置では、調心輪、樹脂部材および外輪のうちのどの部材も、嵌合部を有さず、調心輪、樹脂部材および外輪のうちのどの部材も、互いに固定されていなくても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態の転がり軸受装置の軸方向の断面図である。
【図２】第１実施形態の転がり軸受装置が有する調心輪の斜視図である。
【図３】第１実施形態の転がり軸受装置が有する調心輪を、調心輪の軸方向の一方の側の外方から見たときの平面図である。
【図４】第１実施形態の転がり軸受装置が有する樹脂部材を、樹脂部材の径方向の外方から見たときの図である。
【図５】第１実施形態の転がり軸受装置が有する樹脂部材を、樹脂部材の軸方向の一方の側の外方から見たときの端面図である。
【図６】中心線に対する左半分の部分は、図５のＡＡ線断面図における矢視図であり、図６において中心軸に対する右半分の部分は、樹脂部材の右側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の転がり軸受装置の樹脂部材および外輪の軸方向の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１,８０  調心輪
２  樹脂部材
３  玉軸受
１４  突出部
２０,８１  外輪
２１  内輪
２２  玉
５０  樹脂部材取付溝
８４  外輪の環状溝
８９  樹脂部材の突出部
【図１】
2009097616.tif 000003
【図２】
2009097616.tif 000004
【図３】
2009097616.tif 000005
【図４】
2009097616.tif 000006
【図５】
2009097616.tif 000007
【図６】
2009097616.tif 000008
【図７】
2009097616.tif 000009