円筒ころ軸受及び円筒ころ軸受装置
【課題】円筒ころ軸受としての高い負荷容量を保持する一方、ある程度の自動調心性を持ち、しかも、研削加工によらずに製作できる円筒ころ軸受を提供することを課題とする。
【解決手段】外輪２２の両端部の外径面、内輪２３の両端部の内径面にそれぞれテーパ３５，３８面が形成され、前記外輪２２及び内輪２３の両端部に１個所以上の軸方向のスリット３６、３９が設けられ、外輪２２、内輪２３の各テーパ面３５、３８にそれぞれ外輪加圧手段２９の外輪加圧リング４２及び内輪加圧手段３１の内輪加圧リング４７が嵌合され、前記外輪加圧リング４２及び内輪加圧リング４７にそれぞれ外輪押圧部材４３Ａ及び内輪押圧部材４８Ａを作用させることにより外輪２２及び内輪２３の両端部を径方向に弾性変形させ、前記各加圧手段２９、３１によって各軌道面２７、２８を湾曲状態に維持した構成とした。
【解決手段】外輪２２の両端部の外径面、内輪２３の両端部の内径面にそれぞれテーパ３５，３８面が形成され、前記外輪２２及び内輪２３の両端部に１個所以上の軸方向のスリット３６、３９が設けられ、外輪２２、内輪２３の各テーパ面３５、３８にそれぞれ外輪加圧手段２９の外輪加圧リング４２及び内輪加圧手段３１の内輪加圧リング４７が嵌合され、前記外輪加圧リング４２及び内輪加圧リング４７にそれぞれ外輪押圧部材４３Ａ及び内輪押圧部材４８Ａを作用させることにより外輪２２及び内輪２３の両端部を径方向に弾性変形させ、前記各加圧手段２９、３１によって各軌道面２７、２８を湾曲状態に維持した構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円筒ころ軸受及び円筒ころ軸受装置に関し、特に内外輪の軌道面の形成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円筒ころ軸受は、転動体である円筒ころと軌道面が線接触しているため、ラジアル荷重の負荷能力が大きい特性がある一方、自動調心性はないため、ハウジングに対する取付誤差又は軸の撓みによって生じる内外輪の傾きが生じる部分に使用することはできない。
【０００３】
円筒ころ軸受の前記の特性を活かし、さらに自動調心性を付与した軸受として、調心輪付円筒ころ軸受が知られている（特許文献１）。この調心輪付円筒ころ軸受１は、図１２に示したように、外輪２と内輪３、これらの軌道面間に介在された円筒形の転動体４及び調心輪５とにより構成される。外輪２の外径面が凸球面に形成され、その外輪２が調心輪５の内径面に形成された凹球面に嵌合される。これらの各球面は軸受中心を中心とした同一の曲率半径を持つように形成される。
【０００４】
前記の調心輪付き円筒ころ軸受１は、円筒ころ軸受の特性を持つと同時に自動調心性も有するが、調心輪５を必要とするために、軸受の外径が大きくなることが避けられない。
【０００５】
一方、図１３に示したように、前記の調心輪５を用いることなく、ある程度の自動調心性を付与した円筒ころ軸受６が知られている（非特許文献１）。この円筒ころ軸受６の外輪７と内輪８の軌道面９、１０は、通常の自動調心ころ軸受の曲率半径の２倍程度の大きい曲率半径を持った球面に形成される。転動体１１は単列であり、軌道面９、１０に対応した緩やかな球面を持ったたる形に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８２４９５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】http：//www.skf.com/portal/skf_jp/home 製品情報「トロイダルころ軸受」の項
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の図１３に示した円筒ころ軸受６は、外輪７及び内輪８の幅、転動体１１の軸方向長さが通常の円筒ころ軸受より大きく形成されるため、高い負荷容量が得られ、また、軌道面９、１０が緩やかな球面に形成されているので、ある程度の自動調心性を具備する。
【０００９】
しかしながら、外輪７の軌道面９を加工する場合において、砥石形状をＲ形状のロータリドレッサーによって成形し、そのＲ形状に形成された砥石を外輪の一定位置に押し付けて研削加工する必要がある。
【００１０】
この場合、軸受幅以上の幅広の研削砥石が必要である。また、砥石をトラバースさせて研削加工する場合と比較し、発熱し易く、放熱が困難であり、かつ加工に多くの時間を要する。これらのことから、加工コストが高くなる可能性がある。内輪８の軌道面１０の加工においても、同様のことがいえる。
【００１１】
そこで、この発明は、円筒ころ軸受としての高い負荷容量を保持する一方、ある程度の自動調心性を持ち、しかも、前記のような研削加工によらずに製作できる円筒ころ軸受及び円筒ころ軸受装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するために、円筒ころ軸受に係る発明は、外輪と内輪の軌道面間に単列の円筒ころ形の転動体が介在され、前記転動体にクラウニングが施された円筒ころ軸受において、前記外輪と内輪はそれぞれ中間部から軸方向に延びた左右両端部を有し、外輪においてはその両端部の外径面、内輪においてはその両端部の内径面にそれぞれテーパ面が形成され、前記テーパ面が形成された外輪及び内輪の両端部に１個所以上の軸方向のスリットが設けられ、前記外輪及び内輪ごとに外輪加圧手段及び内輪加圧手段がそれぞれ設けられ、前記外輪加圧手段は前記外輪の各テーパ面に嵌合された一対の外輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する外輪押圧部材とにより構成され、前記内輪加圧手段は前記内輪の各テーパ面に嵌合された一対の内輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する内輪押圧部材とにより構成され、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材を操作することにより前記外輪及び内輪の両端部を径方向に弾性変形させ、前記外輪及び内輪の軌道面を前記転動体のクラウニングに沿うよう湾曲させ、その湾曲状態を前記各押圧部材によって維持した構成としたものである。
【００１３】
前記構成の円筒ころ軸受は、組立途中において、外輪押圧部材及び内輪押圧部材を操作することによって、外輪の両端部には縮径方向の荷重、内輪の両端部には拡径方向の荷重をそれぞれ加えて外輪及び内輪の軌道面を湾曲状態に弾性変形させる。その弾性変形した湾曲状態をそれぞれ外輪押圧部材及び内輪押圧部材によって維持し、その状態で使用に供される。
【００１４】
前記の外輪押圧部材及び内輪押圧部材を、複数本のボルト・ナットにより構成することができる。外輪側においては、ボルトを両側の外輪加圧リングに貫通させてナットを締め付けることにより外輪両端部に縮径方向の荷重を加える。また、内輪側においては、ボルトを両側の内輪加圧リングに貫通させてナットを締め付けることにより内輪両端部に拡径方向の荷重を加える。
【００１５】
また、ころ軸受装置に係る発明は、外輪と内輪の軌道面間に単列の円筒ころ形の転動体が介在され、前記転動体にクラウニングが施され、前記外輪が軸受箱に収納され、前記内輪が軸に嵌合された円筒ころ軸受装置において、前記外輪と内輪はそれぞれ中間部から軸方向に延びた左右両端部を有し、外輪においてはその両端部の外径面、内輪においてはその両端部の内径面にそれぞれテーパ面が形成され、前記テーパ面が形成された外輪及び内輪の両端部に１個所以上の軸方向のスリットが設けられ、前記外輪及び内輪ごとに外輪加圧手段及び内輪加圧手段がそれぞれ設けられ、前記外輪加圧手段は前記外輪の各テーパ面に嵌合された一対の外輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する外輪押圧部材とにより構成され、前記内輪加圧手段は前記内輪の各テーパ面に嵌合された一対の内輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する内輪押圧部材とにより構成され、前記外輪押圧部材は前記軸受箱の内径面に、前記内輪押圧部材は前記軸の外径面にそれぞれねじ結合され、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材を外部から操作することにより前記外輪及び内輪の両端部を径方向に弾性変形させ、前記外輪及び内輪の軌道面を前記転動体のクラウニングに沿うよう湾曲させ、その湾曲状態を前記各押圧部材によって維持した構成としたものである。
【００１６】
この場合は、外輪押圧部材及び内輪押圧部材を押し進める構成として、前者は軸受箱の内径面に、また後者は軸の外径面にそれぞれねじ結合させた構成を採用したところに前記のころ軸受と相違点がある。また、軸受箱及び軸が発明の構成要素となることから、装置の発明となっている。
【００１７】
なお、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材の具体的な構成としては、それぞれ外輪押圧ねじリング及び内輪押圧ねじリングにより構成され、前記外輪押圧ねじリングはその外径面に雄ねじ、前記内輪押圧リングはその内径面に雌ねじがそれぞれ形成された構成をとることができる。
【発明の効果】
【００１８】
円筒ころ軸受及び円筒ころ軸受装置のいずれの発明においても、組立途中において外輪押圧部材及び内輪押圧部材を外部から操作することによって外部から荷重を加え、外輪及び内輪の軌道面を湾曲状態に弾性変形させ、その変形状態を維持するようにしている。
【００１９】
このため、研削加工によることなく、湾曲形状をもった軌道面を形成することができる。また、軌道面の曲率半径の大きさを押圧部材の押圧力の調整により容易にコントロールすることができる。
【００２０】
また、その軌道面及び転動体のクラウニングの曲率半径は、ある程度の大きさの曲率半径を持った湾曲面に形成されるので、軸受の取付誤差、軸撓みに対し調心性を有し、かつ、軸方向変位を可能とし自由側軸受としての信頼性が向上する。さらに、同一断面寸法の従来の自動調心ころ軸受と比べ、同等以上の負荷容量を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施形態１の円筒ころ軸受の組立途中における一部省略断面図である。
【図２】図２は、図１のＸ１−Ｘ１線の断面図である。
【図３】図３は、図１のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図４】図４は、実施形態１の円すいころ軸受の組立完了後における一部省略断面図である。
【図５】図５（ａ）は、同上の外輪の斜視図、図５（ｂ）は外輪の断面図である。
【図６】図６（ａ）は、同上の内輪の斜視図、図６（ｂ）は内輪の断面図である。
【図７】図７は、実施形態２の円筒ころ軸受装置の組立途中における一部省略断面図である。
【図８】図８は、図７のＸ３−Ｘ３線の断面図である。
【図９】図９は、図７のＸ４−Ｘ４線の断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、外輪押圧ねじリングの斜視図、図１０（ｂ）は、内輪押圧ねじリングの斜視図である。
【図１１】図１１は、実施形態２の円すいころ軸受装置の組立完了後における一部省略断面図である。
【図１２】図１２は、従来例の円筒ころ軸受一部省略断面図である。
【図１３】図１３は、他の従来例の円筒ころ軸受一部省略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１から図６は実施形態１に関し、図７から図１１は実施形態２に関する。
[実施形態１]
【００２３】
図１から図３は実施形態１の円筒ころ軸受２１の組立途中の状態を示し、図４は組立完了後の状態を示している。
【００２４】
この円筒ころ軸受２１は、外輪２２と内輪２３及びこれらの間に介在された円筒ころ形の転動体２４及びその転動体２４の保持器２５を有する。外輪２２と内輪２３の軌道面２７、２８は変形前の円筒状態にある。
【００２５】
また、前記外輪２２及び内輪２３に強制的に荷重を加え、それらの軌道面２７、２８を湾曲状態に変形させる外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１、その他外輪荷重受けリング３２、内輪荷重受けリング３３を有する。外輪２２及び内輪２３の素材は軸受鋼である。
【００２６】
前記の外輪２２は、図５（ａ）（ｂ）に示したように、中間部３４が円筒状に形成され、その中間部３４の左右両端部３０の外径面にテーパ面３５が形成される。前記外輪２２の両端部３０において、それぞれ端面からテーパ面３５の範囲内において軸方向のスリット３６が形成される。このスリット３６は、図示の場合、周方向等配位置の４個所に形成したものを示しているが、1個所以上複数個所に形成すればよい。また、各スリット３６の終端部は部分的に中間部３４に入る場合もある。
【００２７】
前記の内輪２３も、図６（ａ）（ｂ）に示したように、外輪２２と同様に、中間部３７が円筒状に形成され、両端部４０の内径面にテーパ面３８が形成される。また、両端部４０において、それぞれの端面からテーパ面３８の範囲内において、軸方向のスリット３９が形成される。このスリット３９も、周方向等配位置の４個所に形成したものを示しているが、1個所以上複数個所に形成すればよい。また、各スリット３９の終端部は部分的に中間部３７に入る場合もある。
【００２８】
前記の転動体２４は、その外周面の全体にクラウニング４１（図１参照）が施されたものである。転動体２４は、外輪２２の内径面に形成された円筒状の軌道面２７及び内輪２３の外径面に形成された円筒状の軌道面２８に対して、中間部が接触するが、それ以外の部分はすき間を生じている。
【００２９】
後述のように、外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１の作用によって、各軌道面２７、２８が湾曲状態に変形され、前記のすき間は組立完了状態においては狭くなるか又は密着する（図４参照）。
【００３０】
前記の外輪加圧手段２９は、左右一対の外輪加圧リング４２と外輪押圧部材４３Ａ（図１、図４参照）とにより構成される。図示の場合、外輪押圧部材４３Ａは複数本のボルト４３及びナット４４により構成される。外輪加圧リング４２の内径は、外輪２２の内径と同程度の大きさに形成され、またその外輪加圧リング４２の外径は、外輪２２の外径より大きく形成される。左右の外輪加圧リング４２の対向面の内径側のコーナ部に、そのコーナ部をそぎ落とす形状のテーパ面４５が形成される。そのテーパ面４５の角度は、外輪２２のテーパ面３５に合致する角度に設定される。
【００３１】
左右の外輪加圧リング４２のテーパ面４５を外輪２２のテーパ面３５に合致させた状態で、各外輪加圧リング４２の外径面は外輪２２の外径面より大きく外径方向に突き出す。
【００３２】
前記の左右の外輪加圧リング４２の間において、外輪２２の中間部３４の外径面に外輪荷重受けリング３２が嵌合される。この外輪荷重受けリング３２の外径は、外輪加圧リング４２の外径に一致する。また、各外輪加圧リング４２のテーパ面４５を外輪２２のテーパ面３５に押し当てた状態（図１の状態）で、各外輪加圧リング４２と外輪荷重受けリング３２との間に軸方向の一定の間隔ｄが存在する。
【００３３】
各外輪加圧リング４２が外輪２２の外径側へ突き出した部分と、前記外輪荷重受けリング３２に前記ボルト４３が軸方向に貫通される。ボルト４３は、周方向の等配位置の複数個所において同様に貫通され、端部にナット４４がねじ止めされる。
【００３４】
一方、内輪加圧手段３１も、前記の場合と同様に、左右一対の内輪加圧リング４７と内輪押圧部材４８Ａとによって構成される。図示の場合、内輪押圧部材４８Ａは複数本のボルト４８及びナット４９により構成される。内輪加圧リング４７の外径は、内輪２３の外径と同程度の大きさに形成され、また内輪加圧リング４７の内径は、内輪２３の内径より大きく形成される。左右の内輪加圧リング４７の対向面の外径側のコーナ部に、そのコーナ部をそぎ落とす形状のテーパ面５１が形成される。そのテーパ面５１の角度は、内輪２３のテーパ面３８に合致する角度に設定される。
【００３５】
左右の内輪加圧リング４７のテーパ面５１を内輪２３のテーパ面３８に重ねた状態で、各内輪加圧リング４７の内径面は内輪２３の内径面より大きく内径方向に突き出す。
【００３６】
図示の場合、左右の内輪加圧リング４７の間において、内輪２３の中間部３７の外径面に内輪荷重受けリング３３が嵌合される。この内輪荷重受けリング３３の外径は、内輪加圧リング４７の外径に一致する。また、各内輪加圧リング４７のテーパ面５１を内輪２３のテーパ面３８に押し当て、軸方向内側に最も押し込んだ図１の状態で、各内輪加圧リング４７と内輪荷重受けリング３３との間に軸方向に一定の間隔ｄが存在する。
【００３７】
左右の内輪加圧リング４７が内輪２３の内径側へ突き出した部分と、前記内輪荷重受けリング３３に前記ボルト４８が軸方向に貫通される。ボルト４８は、周方向の等配位置の複数個所において軸方向に貫通され、端部にナット４９がねじ止めされる。
【００３８】
図１は、ボルト４３、４８を貫通し、ナット４４、４９をねじ止めした仮組状態を示す。この状態から、各ボルト４３、４８のナット４４、４９を順次均等に締め付けることにより、外輪加圧リング４２及び内輪加圧リング４７を相互に接近する方向に推し進める（図１の白抜き矢印参照）。これにより、外輪２２側においてはそのテーパ面３５に縮径方向の荷重が加えられる。同様に、内輪２３側においては、内輪２３のテーパ面３８に拡径方向の荷重が加えられる。
【００３９】
その結果、外輪２２においては、両端部３０のスリット３６によって分割された部分が縮径し、その縮径に伴い中間部３４も若干縮径する。これによって外輪２２の軌道面２７は、全体に湾曲状態に弾性変形する（図４、図５（ｂ）の二点鎖線参照）。同様に、内輪２３においても、両端部４０のスリット３９によって分割された部分が拡径し、その拡径に伴い中間部３７も若干拡径する。これによって内輪２３の軌道面２８が全体に湾曲状態に弾性変形する（図４、図６（ｂ）の二点鎖線参照）。
【００４０】
各軌道面２７、２８の曲率半径の大きさは、ナット４４、４９の締付け具合によってコントロールされる。通常、転動体２４のクラウニング４１の曲率半径より若干大きい程度の曲率半径を持つようにコントロールされ、図４の組立完了状態となる。組立完了状態において、前記のすき間ｄは、当初より小さくなるが、一定の大きさを保持している。
【００４１】
軌道面２７、２８の湾曲変形は弾性変形であるので、この円筒ころ軸受２１は、前記のような外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１を装着したまま軸受として使用に供される。軌道面２７、２８の弾性変形状態は、外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１によって維持される。
【００４２】
なお、以上の説明では、転動体２４を保持器２５によって等間隔に配列保持したものを示しているが、保持器を用いず転動体相互を接触させて配列した、いわゆる総ころタイプのものであってもよい。
【００４３】
実施形態１に係る円筒ころ軸受２１は、以上のようなものであり、外輪２２及び内輪２３の軌道面２７、２８は、組立の途中において湾曲状態に弾性変形され、その変形状態を維持するようにしているので、研削加工によることなく、湾曲形状をもった軌道面２７、２８が形成される。その軌道面２７、２８及び転動体２４のクラウニング４１の曲率半径は、ある程度の大きさの曲率半径を持った湾曲面に形成することができるので自動調心性を有する。
【００４４】
軸に作用するラジアル荷重は、内輪荷重受けリング３３及び一対の内輪加圧リング４７を介して内輪２３、転動体２４に伝達され、さらに外輪２２、外輪荷重受けリング３２及び一対の外輪加圧リング４２を介して軸受箱に負荷される。
【００４５】
この円筒ころ軸受２１の用途としては、アキシアル荷重の作用しない部分、例えば、製紙機械の主ロール（サクションクーチロール、プレスロール、ドライヤーロール、カレンダーロールなど）の自由側（操作側をいう。以下、同じ）軸受、風力発電機の主軸軸受における自由側軸受等がある。
[実施形態２]
【００４６】
次に、図７から図１１に示した実施形態２は、円筒ころ軸受装置５２に関するものである。実施形態１の場合と比べ、外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１の構成において相違があり、これらの加圧手段２９、３１が軸受箱５３及び軸５４を利用することから、単なる円筒ころ軸受ではなく、円筒ころ軸受装置５２を構成している。
【００４７】
即ち、実施形態２に係る円筒ころ軸受装置５２は、前記の場合と同様に、外輪２２と内輪２３及びこれらの間に介在された円筒ころ形の転動体２４及び転動体２４の保持器２５を有する。また、前記外輪２２及び内輪２３に強制力を加えてその円筒形の軌道面２７、２８を湾曲させる外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１、外輪荷重受けリング３２、内輪荷重受けリング３３を有する。
【００４８】
前記の外輪２２、内輪２３、転動体２４の具体的な構成は実施形態１の場合と同様であるので、図面上、同一部分には同一符号を付して示すにとどめその説明を省略し、以下主として相違する部分について詳述する。
【００４９】
外輪加圧手段２９は、左右一対の外輪加圧リング４２と、外輪押圧部材としての外輪押圧ねじリング５５により構成される。外輪押圧ねじリング５５の内外径は、外輪加圧リング４２のそれと一致し、外輪押圧ねじリング５５は外輪加圧リング４２の外端面に軸方向内向きに押し当てられる。また、外輪押圧ねじリング５５の外径面に雄ねじ５６が形成される（図１０（ａ）参照）。前記外輪押圧ねじリング５５の外端面には、周方向の複数個所にスパナ掛け穴５７が設けられる。
【００５０】
軸受箱５３の内径面において、左右の外輪押圧ねじリング５５をねじ結合するための雌ねじ５８が設けられ、各外輪押圧ねじリング５５の雄ねじ５６がその雌ねじ５８にねじ結合される。スパナ掛け穴５７にスパナを掛けて回し、外輪押圧ねじリング５５を外輪加圧リング４２の外端面に押し当てる。
【００５１】
また、内輪加圧手段３１は、左右一対の内輪加圧リング４７と、内輪押圧部材としての内輪押圧ねじリング５９とにより構成される。
【００５２】
内輪押圧ねじリング５９の内外径は、内輪加圧リング４７のそれと一致し、内輪押圧ねじリング５９は内輪加圧リング４７の外端面に軸方向内向きに押し当てられる。また、内輪押圧ねじリング５９の内径面に雌ねじ６０が形成される（図１０（ｂ）参照）。前記内輪押圧ねじリング５９の外端面には、周方向の複数個所にスパナ掛け穴６１が設けられる。
【００５３】
軸５４の外径面において、左右の内輪押圧ねじリング５９をねじ結合するための雄ねじ６２が設けられ、各内輪押圧ねじリング５９の雌ねじ６０が軸５４の雄ねじ６２にねじ結合される。スパナ掛け穴６１にスパナを掛けて回し、内輪押圧ねじリング５９を内輪加圧リング４７の外端面に押し当てる。
【００５４】
以上のように組み立てることにより、図７に示したように、外輪２２側においては外輪加圧リング４２と外輪荷重受けリング３２の間に間隔ｄが生じ、同様に、内輪２３側においては内輪加圧リング４７と内輪荷重受けリング３３の間に間隔ｄを生じた仮組状態となる。
【００５５】
前記の仮組状態から、外輪押圧ねじリング５５及び内輪押圧ねじリング５９の各スパナ掛け穴５７、６１にスパナを掛けてこれらのねじリング５５、５９を介してそれぞれ外輪加圧リング４２及び内輪加圧リング４７を押し進める（図７の白抜き矢印参照）。これにより、外輪２２のテーパ面３５に縮径方向の荷重を加える。同様に、内輪２３側においては、内輪２３のテーパ面３８に拡径方向の力を加える。
【００５６】
その結果、外輪２２においては、両端部のスリット３６によって分割された部分が縮径し、その縮径に伴い中間部３４も若干縮径する。これによって外輪２２の軌道面２７は、全体に湾曲状態に弾性変形する（図５（ｂ）の二点鎖線参照）。同様に、内輪２３においても、両端部のスリット３９によって分割された部分が拡径し、その拡径に伴い中間部３７も若干拡径する。これによって内輪２３の軌道面２８が全体に湾曲状態に弾性変形する（図６（ｂ）の二点鎖線参照）。
【００５７】
前記の実施形態１の場合と同様に、軌道面の湾曲状態は、外輪押圧ねじリング５５及び内輪押圧ねじリング５９の締付け具合によってコントロールされる。通常、転動体２４のクラウニング４１の曲率半径より若干大きい程度の曲率半径を持つようにコントロールされ、図１１の組立完了状態となる。組立完了状態において、前記のすき間ｄは、当初より小さくなるが、一定の大きさを保持している。
【００５８】
軌道面２７、２８の湾曲変形は弾性変形であるので、外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１である軸受箱５３及び軸５４を含んだ円筒ころ軸受装置５２として使用に供され、軌道面２７、２８の湾曲変形状態が維持される。
【００５９】
実施形態２に係る円筒ころ軸受装置５２は、以上のようなものであり、前述の実施形態１に係る円筒ころ軸受２１と同様に、外輪２２及び内輪２３の軌道面２７、２８は、組立の途中において湾曲状態に弾性変形され、その変形状態を維持するようにしているので、研削加工によることなく、湾曲形状を持った軌道面２７、２８が形成される。その軌道面２７、２８及び転動体２４のクラウニング４１の曲率半径は、ある程度の大きさの曲率半径を持った湾曲面に形成することができるので自動調心性を有する。
【００６０】
なお、この円筒ころ軸受装置５２の用途としては、前記の場合と同様に、アキシアル荷重の作用しない部分、例えば、製紙機械の主ロール（サクションクーチロール、プレスロール、ドライヤーロール、カレンダーロールなど）の自由側軸受、風力発電機の主軸軸受における自由側軸受等がある。
【符号の説明】
【００６１】
２１ 円筒ころ軸受
２２ 外輪
２３ 内輪
２４ 転動体
２５ 保持器
２７ 軌道面
２８ 軌道面
２９ 外輪加圧手段
３０ 端部
３１ 内輪加圧手段
３２ 外輪荷重受けリング
３３ 内輪荷重受けリング
３４ 中間部
３５ テーパ面
３６ スリット
３７ 中間部
３８ テーパ面
３９ スリット
４０ 端部
４１ クラウニング
４２ 外輪加圧リング
４３Ａ 外輪押圧部材
４３ ボルト
４４ ナット
４５ テーパ面
４７ 内輪加圧リング
４８Ａ 内輪押圧部材
４８ ボルト
４９ ナット
５１ テーパ面
５２ 円筒ころ軸受装置
５３ 軸受箱
５４ 軸
５５ 外輪押圧ねじリング
５６ 雄ねじ
５７ スパナ掛け穴
５８ 雌ねじ
５９ 内輪押圧ねじリング
６０ 雌ねじ
６１ スパナ掛け穴
６２ 雄ねじ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円筒ころ軸受及び円筒ころ軸受装置に関し、特に内外輪の軌道面の形成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
円筒ころ軸受は、転動体である円筒ころと軌道面が線接触しているため、ラジアル荷重の負荷能力が大きい特性がある一方、自動調心性はないため、ハウジングに対する取付誤差又は軸の撓みによって生じる内外輪の傾きが生じる部分に使用することはできない。
【０００３】
円筒ころ軸受の前記の特性を活かし、さらに自動調心性を付与した軸受として、調心輪付円筒ころ軸受が知られている（特許文献１）。この調心輪付円筒ころ軸受１は、図１２に示したように、外輪２と内輪３、これらの軌道面間に介在された円筒形の転動体４及び調心輪５とにより構成される。外輪２の外径面が凸球面に形成され、その外輪２が調心輪５の内径面に形成された凹球面に嵌合される。これらの各球面は軸受中心を中心とした同一の曲率半径を持つように形成される。
【０００４】
前記の調心輪付き円筒ころ軸受１は、円筒ころ軸受の特性を持つと同時に自動調心性も有するが、調心輪５を必要とするために、軸受の外径が大きくなることが避けられない。
【０００５】
一方、図１３に示したように、前記の調心輪５を用いることなく、ある程度の自動調心性を付与した円筒ころ軸受６が知られている（非特許文献１）。この円筒ころ軸受６の外輪７と内輪８の軌道面９、１０は、通常の自動調心ころ軸受の曲率半径の２倍程度の大きい曲率半径を持った球面に形成される。転動体１１は単列であり、軌道面９、１０に対応した緩やかな球面を持ったたる形に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８２４９５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】http：//www.skf.com/portal/skf_jp/home 製品情報「トロイダルころ軸受」の項
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の図１３に示した円筒ころ軸受６は、外輪７及び内輪８の幅、転動体１１の軸方向長さが通常の円筒ころ軸受より大きく形成されるため、高い負荷容量が得られ、また、軌道面９、１０が緩やかな球面に形成されているので、ある程度の自動調心性を具備する。
【０００９】
しかしながら、外輪７の軌道面９を加工する場合において、砥石形状をＲ形状のロータリドレッサーによって成形し、そのＲ形状に形成された砥石を外輪の一定位置に押し付けて研削加工する必要がある。
【００１０】
この場合、軸受幅以上の幅広の研削砥石が必要である。また、砥石をトラバースさせて研削加工する場合と比較し、発熱し易く、放熱が困難であり、かつ加工に多くの時間を要する。これらのことから、加工コストが高くなる可能性がある。内輪８の軌道面１０の加工においても、同様のことがいえる。
【００１１】
そこで、この発明は、円筒ころ軸受としての高い負荷容量を保持する一方、ある程度の自動調心性を持ち、しかも、前記のような研削加工によらずに製作できる円筒ころ軸受及び円筒ころ軸受装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の課題を解決するために、円筒ころ軸受に係る発明は、外輪と内輪の軌道面間に単列の円筒ころ形の転動体が介在され、前記転動体にクラウニングが施された円筒ころ軸受において、前記外輪と内輪はそれぞれ中間部から軸方向に延びた左右両端部を有し、外輪においてはその両端部の外径面、内輪においてはその両端部の内径面にそれぞれテーパ面が形成され、前記テーパ面が形成された外輪及び内輪の両端部に１個所以上の軸方向のスリットが設けられ、前記外輪及び内輪ごとに外輪加圧手段及び内輪加圧手段がそれぞれ設けられ、前記外輪加圧手段は前記外輪の各テーパ面に嵌合された一対の外輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する外輪押圧部材とにより構成され、前記内輪加圧手段は前記内輪の各テーパ面に嵌合された一対の内輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する内輪押圧部材とにより構成され、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材を操作することにより前記外輪及び内輪の両端部を径方向に弾性変形させ、前記外輪及び内輪の軌道面を前記転動体のクラウニングに沿うよう湾曲させ、その湾曲状態を前記各押圧部材によって維持した構成としたものである。
【００１３】
前記構成の円筒ころ軸受は、組立途中において、外輪押圧部材及び内輪押圧部材を操作することによって、外輪の両端部には縮径方向の荷重、内輪の両端部には拡径方向の荷重をそれぞれ加えて外輪及び内輪の軌道面を湾曲状態に弾性変形させる。その弾性変形した湾曲状態をそれぞれ外輪押圧部材及び内輪押圧部材によって維持し、その状態で使用に供される。
【００１４】
前記の外輪押圧部材及び内輪押圧部材を、複数本のボルト・ナットにより構成することができる。外輪側においては、ボルトを両側の外輪加圧リングに貫通させてナットを締め付けることにより外輪両端部に縮径方向の荷重を加える。また、内輪側においては、ボルトを両側の内輪加圧リングに貫通させてナットを締め付けることにより内輪両端部に拡径方向の荷重を加える。
【００１５】
また、ころ軸受装置に係る発明は、外輪と内輪の軌道面間に単列の円筒ころ形の転動体が介在され、前記転動体にクラウニングが施され、前記外輪が軸受箱に収納され、前記内輪が軸に嵌合された円筒ころ軸受装置において、前記外輪と内輪はそれぞれ中間部から軸方向に延びた左右両端部を有し、外輪においてはその両端部の外径面、内輪においてはその両端部の内径面にそれぞれテーパ面が形成され、前記テーパ面が形成された外輪及び内輪の両端部に１個所以上の軸方向のスリットが設けられ、前記外輪及び内輪ごとに外輪加圧手段及び内輪加圧手段がそれぞれ設けられ、前記外輪加圧手段は前記外輪の各テーパ面に嵌合された一対の外輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する外輪押圧部材とにより構成され、前記内輪加圧手段は前記内輪の各テーパ面に嵌合された一対の内輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する内輪押圧部材とにより構成され、前記外輪押圧部材は前記軸受箱の内径面に、前記内輪押圧部材は前記軸の外径面にそれぞれねじ結合され、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材を外部から操作することにより前記外輪及び内輪の両端部を径方向に弾性変形させ、前記外輪及び内輪の軌道面を前記転動体のクラウニングに沿うよう湾曲させ、その湾曲状態を前記各押圧部材によって維持した構成としたものである。
【００１６】
この場合は、外輪押圧部材及び内輪押圧部材を押し進める構成として、前者は軸受箱の内径面に、また後者は軸の外径面にそれぞれねじ結合させた構成を採用したところに前記のころ軸受と相違点がある。また、軸受箱及び軸が発明の構成要素となることから、装置の発明となっている。
【００１７】
なお、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材の具体的な構成としては、それぞれ外輪押圧ねじリング及び内輪押圧ねじリングにより構成され、前記外輪押圧ねじリングはその外径面に雄ねじ、前記内輪押圧リングはその内径面に雌ねじがそれぞれ形成された構成をとることができる。
【発明の効果】
【００１８】
円筒ころ軸受及び円筒ころ軸受装置のいずれの発明においても、組立途中において外輪押圧部材及び内輪押圧部材を外部から操作することによって外部から荷重を加え、外輪及び内輪の軌道面を湾曲状態に弾性変形させ、その変形状態を維持するようにしている。
【００１９】
このため、研削加工によることなく、湾曲形状をもった軌道面を形成することができる。また、軌道面の曲率半径の大きさを押圧部材の押圧力の調整により容易にコントロールすることができる。
【００２０】
また、その軌道面及び転動体のクラウニングの曲率半径は、ある程度の大きさの曲率半径を持った湾曲面に形成されるので、軸受の取付誤差、軸撓みに対し調心性を有し、かつ、軸方向変位を可能とし自由側軸受としての信頼性が向上する。さらに、同一断面寸法の従来の自動調心ころ軸受と比べ、同等以上の負荷容量を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施形態１の円筒ころ軸受の組立途中における一部省略断面図である。
【図２】図２は、図１のＸ１−Ｘ１線の断面図である。
【図３】図３は、図１のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図４】図４は、実施形態１の円すいころ軸受の組立完了後における一部省略断面図である。
【図５】図５（ａ）は、同上の外輪の斜視図、図５（ｂ）は外輪の断面図である。
【図６】図６（ａ）は、同上の内輪の斜視図、図６（ｂ）は内輪の断面図である。
【図７】図７は、実施形態２の円筒ころ軸受装置の組立途中における一部省略断面図である。
【図８】図８は、図７のＸ３−Ｘ３線の断面図である。
【図９】図９は、図７のＸ４−Ｘ４線の断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、外輪押圧ねじリングの斜視図、図１０（ｂ）は、内輪押圧ねじリングの斜視図である。
【図１１】図１１は、実施形態２の円すいころ軸受装置の組立完了後における一部省略断面図である。
【図１２】図１２は、従来例の円筒ころ軸受一部省略断面図である。
【図１３】図１３は、他の従来例の円筒ころ軸受一部省略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１から図６は実施形態１に関し、図７から図１１は実施形態２に関する。
[実施形態１]
【００２３】
図１から図３は実施形態１の円筒ころ軸受２１の組立途中の状態を示し、図４は組立完了後の状態を示している。
【００２４】
この円筒ころ軸受２１は、外輪２２と内輪２３及びこれらの間に介在された円筒ころ形の転動体２４及びその転動体２４の保持器２５を有する。外輪２２と内輪２３の軌道面２７、２８は変形前の円筒状態にある。
【００２５】
また、前記外輪２２及び内輪２３に強制的に荷重を加え、それらの軌道面２７、２８を湾曲状態に変形させる外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１、その他外輪荷重受けリング３２、内輪荷重受けリング３３を有する。外輪２２及び内輪２３の素材は軸受鋼である。
【００２６】
前記の外輪２２は、図５（ａ）（ｂ）に示したように、中間部３４が円筒状に形成され、その中間部３４の左右両端部３０の外径面にテーパ面３５が形成される。前記外輪２２の両端部３０において、それぞれ端面からテーパ面３５の範囲内において軸方向のスリット３６が形成される。このスリット３６は、図示の場合、周方向等配位置の４個所に形成したものを示しているが、1個所以上複数個所に形成すればよい。また、各スリット３６の終端部は部分的に中間部３４に入る場合もある。
【００２７】
前記の内輪２３も、図６（ａ）（ｂ）に示したように、外輪２２と同様に、中間部３７が円筒状に形成され、両端部４０の内径面にテーパ面３８が形成される。また、両端部４０において、それぞれの端面からテーパ面３８の範囲内において、軸方向のスリット３９が形成される。このスリット３９も、周方向等配位置の４個所に形成したものを示しているが、1個所以上複数個所に形成すればよい。また、各スリット３９の終端部は部分的に中間部３７に入る場合もある。
【００２８】
前記の転動体２４は、その外周面の全体にクラウニング４１（図１参照）が施されたものである。転動体２４は、外輪２２の内径面に形成された円筒状の軌道面２７及び内輪２３の外径面に形成された円筒状の軌道面２８に対して、中間部が接触するが、それ以外の部分はすき間を生じている。
【００２９】
後述のように、外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１の作用によって、各軌道面２７、２８が湾曲状態に変形され、前記のすき間は組立完了状態においては狭くなるか又は密着する（図４参照）。
【００３０】
前記の外輪加圧手段２９は、左右一対の外輪加圧リング４２と外輪押圧部材４３Ａ（図１、図４参照）とにより構成される。図示の場合、外輪押圧部材４３Ａは複数本のボルト４３及びナット４４により構成される。外輪加圧リング４２の内径は、外輪２２の内径と同程度の大きさに形成され、またその外輪加圧リング４２の外径は、外輪２２の外径より大きく形成される。左右の外輪加圧リング４２の対向面の内径側のコーナ部に、そのコーナ部をそぎ落とす形状のテーパ面４５が形成される。そのテーパ面４５の角度は、外輪２２のテーパ面３５に合致する角度に設定される。
【００３１】
左右の外輪加圧リング４２のテーパ面４５を外輪２２のテーパ面３５に合致させた状態で、各外輪加圧リング４２の外径面は外輪２２の外径面より大きく外径方向に突き出す。
【００３２】
前記の左右の外輪加圧リング４２の間において、外輪２２の中間部３４の外径面に外輪荷重受けリング３２が嵌合される。この外輪荷重受けリング３２の外径は、外輪加圧リング４２の外径に一致する。また、各外輪加圧リング４２のテーパ面４５を外輪２２のテーパ面３５に押し当てた状態（図１の状態）で、各外輪加圧リング４２と外輪荷重受けリング３２との間に軸方向の一定の間隔ｄが存在する。
【００３３】
各外輪加圧リング４２が外輪２２の外径側へ突き出した部分と、前記外輪荷重受けリング３２に前記ボルト４３が軸方向に貫通される。ボルト４３は、周方向の等配位置の複数個所において同様に貫通され、端部にナット４４がねじ止めされる。
【００３４】
一方、内輪加圧手段３１も、前記の場合と同様に、左右一対の内輪加圧リング４７と内輪押圧部材４８Ａとによって構成される。図示の場合、内輪押圧部材４８Ａは複数本のボルト４８及びナット４９により構成される。内輪加圧リング４７の外径は、内輪２３の外径と同程度の大きさに形成され、また内輪加圧リング４７の内径は、内輪２３の内径より大きく形成される。左右の内輪加圧リング４７の対向面の外径側のコーナ部に、そのコーナ部をそぎ落とす形状のテーパ面５１が形成される。そのテーパ面５１の角度は、内輪２３のテーパ面３８に合致する角度に設定される。
【００３５】
左右の内輪加圧リング４７のテーパ面５１を内輪２３のテーパ面３８に重ねた状態で、各内輪加圧リング４７の内径面は内輪２３の内径面より大きく内径方向に突き出す。
【００３６】
図示の場合、左右の内輪加圧リング４７の間において、内輪２３の中間部３７の外径面に内輪荷重受けリング３３が嵌合される。この内輪荷重受けリング３３の外径は、内輪加圧リング４７の外径に一致する。また、各内輪加圧リング４７のテーパ面５１を内輪２３のテーパ面３８に押し当て、軸方向内側に最も押し込んだ図１の状態で、各内輪加圧リング４７と内輪荷重受けリング３３との間に軸方向に一定の間隔ｄが存在する。
【００３７】
左右の内輪加圧リング４７が内輪２３の内径側へ突き出した部分と、前記内輪荷重受けリング３３に前記ボルト４８が軸方向に貫通される。ボルト４８は、周方向の等配位置の複数個所において軸方向に貫通され、端部にナット４９がねじ止めされる。
【００３８】
図１は、ボルト４３、４８を貫通し、ナット４４、４９をねじ止めした仮組状態を示す。この状態から、各ボルト４３、４８のナット４４、４９を順次均等に締め付けることにより、外輪加圧リング４２及び内輪加圧リング４７を相互に接近する方向に推し進める（図１の白抜き矢印参照）。これにより、外輪２２側においてはそのテーパ面３５に縮径方向の荷重が加えられる。同様に、内輪２３側においては、内輪２３のテーパ面３８に拡径方向の荷重が加えられる。
【００３９】
その結果、外輪２２においては、両端部３０のスリット３６によって分割された部分が縮径し、その縮径に伴い中間部３４も若干縮径する。これによって外輪２２の軌道面２７は、全体に湾曲状態に弾性変形する（図４、図５（ｂ）の二点鎖線参照）。同様に、内輪２３においても、両端部４０のスリット３９によって分割された部分が拡径し、その拡径に伴い中間部３７も若干拡径する。これによって内輪２３の軌道面２８が全体に湾曲状態に弾性変形する（図４、図６（ｂ）の二点鎖線参照）。
【００４０】
各軌道面２７、２８の曲率半径の大きさは、ナット４４、４９の締付け具合によってコントロールされる。通常、転動体２４のクラウニング４１の曲率半径より若干大きい程度の曲率半径を持つようにコントロールされ、図４の組立完了状態となる。組立完了状態において、前記のすき間ｄは、当初より小さくなるが、一定の大きさを保持している。
【００４１】
軌道面２７、２８の湾曲変形は弾性変形であるので、この円筒ころ軸受２１は、前記のような外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１を装着したまま軸受として使用に供される。軌道面２７、２８の弾性変形状態は、外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１によって維持される。
【００４２】
なお、以上の説明では、転動体２４を保持器２５によって等間隔に配列保持したものを示しているが、保持器を用いず転動体相互を接触させて配列した、いわゆる総ころタイプのものであってもよい。
【００４３】
実施形態１に係る円筒ころ軸受２１は、以上のようなものであり、外輪２２及び内輪２３の軌道面２７、２８は、組立の途中において湾曲状態に弾性変形され、その変形状態を維持するようにしているので、研削加工によることなく、湾曲形状をもった軌道面２７、２８が形成される。その軌道面２７、２８及び転動体２４のクラウニング４１の曲率半径は、ある程度の大きさの曲率半径を持った湾曲面に形成することができるので自動調心性を有する。
【００４４】
軸に作用するラジアル荷重は、内輪荷重受けリング３３及び一対の内輪加圧リング４７を介して内輪２３、転動体２４に伝達され、さらに外輪２２、外輪荷重受けリング３２及び一対の外輪加圧リング４２を介して軸受箱に負荷される。
【００４５】
この円筒ころ軸受２１の用途としては、アキシアル荷重の作用しない部分、例えば、製紙機械の主ロール（サクションクーチロール、プレスロール、ドライヤーロール、カレンダーロールなど）の自由側（操作側をいう。以下、同じ）軸受、風力発電機の主軸軸受における自由側軸受等がある。
[実施形態２]
【００４６】
次に、図７から図１１に示した実施形態２は、円筒ころ軸受装置５２に関するものである。実施形態１の場合と比べ、外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１の構成において相違があり、これらの加圧手段２９、３１が軸受箱５３及び軸５４を利用することから、単なる円筒ころ軸受ではなく、円筒ころ軸受装置５２を構成している。
【００４７】
即ち、実施形態２に係る円筒ころ軸受装置５２は、前記の場合と同様に、外輪２２と内輪２３及びこれらの間に介在された円筒ころ形の転動体２４及び転動体２４の保持器２５を有する。また、前記外輪２２及び内輪２３に強制力を加えてその円筒形の軌道面２７、２８を湾曲させる外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１、外輪荷重受けリング３２、内輪荷重受けリング３３を有する。
【００４８】
前記の外輪２２、内輪２３、転動体２４の具体的な構成は実施形態１の場合と同様であるので、図面上、同一部分には同一符号を付して示すにとどめその説明を省略し、以下主として相違する部分について詳述する。
【００４９】
外輪加圧手段２９は、左右一対の外輪加圧リング４２と、外輪押圧部材としての外輪押圧ねじリング５５により構成される。外輪押圧ねじリング５５の内外径は、外輪加圧リング４２のそれと一致し、外輪押圧ねじリング５５は外輪加圧リング４２の外端面に軸方向内向きに押し当てられる。また、外輪押圧ねじリング５５の外径面に雄ねじ５６が形成される（図１０（ａ）参照）。前記外輪押圧ねじリング５５の外端面には、周方向の複数個所にスパナ掛け穴５７が設けられる。
【００５０】
軸受箱５３の内径面において、左右の外輪押圧ねじリング５５をねじ結合するための雌ねじ５８が設けられ、各外輪押圧ねじリング５５の雄ねじ５６がその雌ねじ５８にねじ結合される。スパナ掛け穴５７にスパナを掛けて回し、外輪押圧ねじリング５５を外輪加圧リング４２の外端面に押し当てる。
【００５１】
また、内輪加圧手段３１は、左右一対の内輪加圧リング４７と、内輪押圧部材としての内輪押圧ねじリング５９とにより構成される。
【００５２】
内輪押圧ねじリング５９の内外径は、内輪加圧リング４７のそれと一致し、内輪押圧ねじリング５９は内輪加圧リング４７の外端面に軸方向内向きに押し当てられる。また、内輪押圧ねじリング５９の内径面に雌ねじ６０が形成される（図１０（ｂ）参照）。前記内輪押圧ねじリング５９の外端面には、周方向の複数個所にスパナ掛け穴６１が設けられる。
【００５３】
軸５４の外径面において、左右の内輪押圧ねじリング５９をねじ結合するための雄ねじ６２が設けられ、各内輪押圧ねじリング５９の雌ねじ６０が軸５４の雄ねじ６２にねじ結合される。スパナ掛け穴６１にスパナを掛けて回し、内輪押圧ねじリング５９を内輪加圧リング４７の外端面に押し当てる。
【００５４】
以上のように組み立てることにより、図７に示したように、外輪２２側においては外輪加圧リング４２と外輪荷重受けリング３２の間に間隔ｄが生じ、同様に、内輪２３側においては内輪加圧リング４７と内輪荷重受けリング３３の間に間隔ｄを生じた仮組状態となる。
【００５５】
前記の仮組状態から、外輪押圧ねじリング５５及び内輪押圧ねじリング５９の各スパナ掛け穴５７、６１にスパナを掛けてこれらのねじリング５５、５９を介してそれぞれ外輪加圧リング４２及び内輪加圧リング４７を押し進める（図７の白抜き矢印参照）。これにより、外輪２２のテーパ面３５に縮径方向の荷重を加える。同様に、内輪２３側においては、内輪２３のテーパ面３８に拡径方向の力を加える。
【００５６】
その結果、外輪２２においては、両端部のスリット３６によって分割された部分が縮径し、その縮径に伴い中間部３４も若干縮径する。これによって外輪２２の軌道面２７は、全体に湾曲状態に弾性変形する（図５（ｂ）の二点鎖線参照）。同様に、内輪２３においても、両端部のスリット３９によって分割された部分が拡径し、その拡径に伴い中間部３７も若干拡径する。これによって内輪２３の軌道面２８が全体に湾曲状態に弾性変形する（図６（ｂ）の二点鎖線参照）。
【００５７】
前記の実施形態１の場合と同様に、軌道面の湾曲状態は、外輪押圧ねじリング５５及び内輪押圧ねじリング５９の締付け具合によってコントロールされる。通常、転動体２４のクラウニング４１の曲率半径より若干大きい程度の曲率半径を持つようにコントロールされ、図１１の組立完了状態となる。組立完了状態において、前記のすき間ｄは、当初より小さくなるが、一定の大きさを保持している。
【００５８】
軌道面２７、２８の湾曲変形は弾性変形であるので、外輪加圧手段２９及び内輪加圧手段３１である軸受箱５３及び軸５４を含んだ円筒ころ軸受装置５２として使用に供され、軌道面２７、２８の湾曲変形状態が維持される。
【００５９】
実施形態２に係る円筒ころ軸受装置５２は、以上のようなものであり、前述の実施形態１に係る円筒ころ軸受２１と同様に、外輪２２及び内輪２３の軌道面２７、２８は、組立の途中において湾曲状態に弾性変形され、その変形状態を維持するようにしているので、研削加工によることなく、湾曲形状を持った軌道面２７、２８が形成される。その軌道面２７、２８及び転動体２４のクラウニング４１の曲率半径は、ある程度の大きさの曲率半径を持った湾曲面に形成することができるので自動調心性を有する。
【００６０】
なお、この円筒ころ軸受装置５２の用途としては、前記の場合と同様に、アキシアル荷重の作用しない部分、例えば、製紙機械の主ロール（サクションクーチロール、プレスロール、ドライヤーロール、カレンダーロールなど）の自由側軸受、風力発電機の主軸軸受における自由側軸受等がある。
【符号の説明】
【００６１】
２１ 円筒ころ軸受
２２ 外輪
２３ 内輪
２４ 転動体
２５ 保持器
２７ 軌道面
２８ 軌道面
２９ 外輪加圧手段
３０ 端部
３１ 内輪加圧手段
３２ 外輪荷重受けリング
３３ 内輪荷重受けリング
３４ 中間部
３５ テーパ面
３６ スリット
３７ 中間部
３８ テーパ面
３９ スリット
４０ 端部
４１ クラウニング
４２ 外輪加圧リング
４３Ａ 外輪押圧部材
４３ ボルト
４４ ナット
４５ テーパ面
４７ 内輪加圧リング
４８Ａ 内輪押圧部材
４８ ボルト
４９ ナット
５１ テーパ面
５２ 円筒ころ軸受装置
５３ 軸受箱
５４ 軸
５５ 外輪押圧ねじリング
５６ 雄ねじ
５７ スパナ掛け穴
５８ 雌ねじ
５９ 内輪押圧ねじリング
６０ 雌ねじ
６１ スパナ掛け穴
６２ 雄ねじ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪の軌道面間に単列の円筒ころ形の転動体が介在され、前記転動体にクラウニングが施された円筒ころ軸受において、前記外輪と内輪はそれぞれ中間部から軸方向に延びた左右両端部を有し、外輪においてはその両端部の外径面、内輪においてはその両端部の内径面にそれぞれテーパ面が形成され、前記テーパ面が形成された外輪及び内輪の両端部に１個所以上の軸方向のスリットが設けられ、前記外輪及び内輪ごとに外輪加圧手段及び内輪加圧手段がそれぞれ設けられ、前記外輪加圧手段は前記外輪の各テーパ面に嵌合された一対の外輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する外輪押圧部材とにより構成され、前記内輪加圧手段は前記内輪の各テーパ面に嵌合された一対の内輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する内輪押圧部材とにより構成され、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材を外部から操作することにより前記外輪及び内輪の両端部を径方向に弾性変形させ、前記外輪及び内輪の軌道面を前記転動体のクラウニングに沿うよう湾曲させ、その湾曲状態を前記各押圧部材によって維持したことを特徴とする円筒ころ軸受。
【請求項２】
前記外輪押圧部材が複数のボルトとナットによって構成され、前記ボルトが両側の外輪加圧リングの前記外輪より大径の部分に貫通され、その貫通したボルト端部に前記ナットがねじ結合され、当該ナットを締め付けることにより前記外輪加圧リングを外輪のテーパ面に押し当て外輪を縮径方向に加圧するようにした請求項１に記載の円筒ころ軸受。
【請求項３】
前記外輪加圧リングは、前記外輪のテーパ面に合致するテーパ面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の円筒ころ軸受。
【請求項４】
前記外輪の外径面において、前記両側の外輪加圧リングの大径部分の間に外輪荷重受けリングが軸方向に所定の間隔をおいて介在され、前記外輪加圧手段を構成するボルトが前記外輪荷重受けリングにも貫通されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項５】
前記内輪押圧部材が、複数のボルトとナットによって構成され、前記ボルトが両側の内輪加圧リングの前記内輪内径より小径の部分に貫通され、その貫通したボルト端部に前記ナットがねじ結合され、前記ナットを締め付けることにより前記内輪加圧リングを内輪のテーパ面に押し当て拡径方向に加圧するようにした請求項１から４のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項６】
前記内輪加圧リングは、前記内輪のテーパ面に合致するテーパ面を有することを特徴とする請求項５に記載の円筒ころ軸受。
【請求項７】
前記内輪の内径面において、前記両側の内輪加圧リングの小径部分の間に内輪荷重受けリングが軸方向に所定の間隔をおいて介在され、前記内輪加圧手段を構成するボルトが前記内輪荷重受けリングにも貫通されたことを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項８】
前記外輪及び内輪の湾曲後の軌道面における曲率半径が、前記円筒ころのクラウニングの曲率半径と等しいか、これより大であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項９】
外輪と内輪の軌道面間に単列の円筒ころ形の転動体が介在され、前記転動体にクラウニングが施され、前記外輪が軸受箱に収納され、前記内輪が軸に嵌合された円筒ころ軸受装置において、前記外輪と内輪はそれぞれ中間部から軸方向に延びた左右両端部を有し、外輪においてはその両端部の外径面、内輪においてはその両端部の内径面にそれぞれテーパ面が形成され、前記テーパ面が形成された外輪及び内輪の両端部に１個所以上の軸方向のスリットが設けられ、前記外輪及び内輪ごとに外輪加圧手段及び内輪加圧手段がそれぞれ設けられ、前記外輪加圧手段は前記外輪の各テーパ面に嵌合された一対の外輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する外輪押圧部材とにより構成され、前記内輪加圧手段は前記内輪の各テーパ面に嵌合された一対の内輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する内輪押圧部材とにより構成され、前記外輪押圧部材は前記軸受箱の内径面に、前記内輪押圧部材は前記軸の外径面にそれぞれねじ結合され、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材を外部から操作することにより前記外輪及び内輪の両端部を径方向に弾性変形させ、前記外輪及び内輪の軌道面を前記転動体のクラウニングに沿うよう湾曲させ、その湾曲状態を前記各押圧部材によって維持したことを特徴とする円筒ころ軸受装置。
【請求項１０】
前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材はそれぞれ外輪押圧ねじリング及び内輪押圧ねじリングにより構成され、前記外輪押圧ねじリングはその外径面に雄ねじ、前記内輪押圧リングはその内径面に雌ねじがそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項９に記載の円筒ころ軸受装置。
【請求項１１】
前記外輪の外径面において、前記両側の外輪加圧リングの大径部分の間に外輪荷重受けリングが軸方向に所定の間隔をおいて介在され、前記内輪の内径面において、前記両側の内輪加圧リングの小径部分の間に内輪荷重受けリングが軸方向に所定の間隔をおいて介在されたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の円筒ころ軸受装置。
【請求項１】
外輪と内輪の軌道面間に単列の円筒ころ形の転動体が介在され、前記転動体にクラウニングが施された円筒ころ軸受において、前記外輪と内輪はそれぞれ中間部から軸方向に延びた左右両端部を有し、外輪においてはその両端部の外径面、内輪においてはその両端部の内径面にそれぞれテーパ面が形成され、前記テーパ面が形成された外輪及び内輪の両端部に１個所以上の軸方向のスリットが設けられ、前記外輪及び内輪ごとに外輪加圧手段及び内輪加圧手段がそれぞれ設けられ、前記外輪加圧手段は前記外輪の各テーパ面に嵌合された一対の外輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する外輪押圧部材とにより構成され、前記内輪加圧手段は前記内輪の各テーパ面に嵌合された一対の内輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する内輪押圧部材とにより構成され、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材を外部から操作することにより前記外輪及び内輪の両端部を径方向に弾性変形させ、前記外輪及び内輪の軌道面を前記転動体のクラウニングに沿うよう湾曲させ、その湾曲状態を前記各押圧部材によって維持したことを特徴とする円筒ころ軸受。
【請求項２】
前記外輪押圧部材が複数のボルトとナットによって構成され、前記ボルトが両側の外輪加圧リングの前記外輪より大径の部分に貫通され、その貫通したボルト端部に前記ナットがねじ結合され、当該ナットを締め付けることにより前記外輪加圧リングを外輪のテーパ面に押し当て外輪を縮径方向に加圧するようにした請求項１に記載の円筒ころ軸受。
【請求項３】
前記外輪加圧リングは、前記外輪のテーパ面に合致するテーパ面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の円筒ころ軸受。
【請求項４】
前記外輪の外径面において、前記両側の外輪加圧リングの大径部分の間に外輪荷重受けリングが軸方向に所定の間隔をおいて介在され、前記外輪加圧手段を構成するボルトが前記外輪荷重受けリングにも貫通されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項５】
前記内輪押圧部材が、複数のボルトとナットによって構成され、前記ボルトが両側の内輪加圧リングの前記内輪内径より小径の部分に貫通され、その貫通したボルト端部に前記ナットがねじ結合され、前記ナットを締め付けることにより前記内輪加圧リングを内輪のテーパ面に押し当て拡径方向に加圧するようにした請求項１から４のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項６】
前記内輪加圧リングは、前記内輪のテーパ面に合致するテーパ面を有することを特徴とする請求項５に記載の円筒ころ軸受。
【請求項７】
前記内輪の内径面において、前記両側の内輪加圧リングの小径部分の間に内輪荷重受けリングが軸方向に所定の間隔をおいて介在され、前記内輪加圧手段を構成するボルトが前記内輪荷重受けリングにも貫通されたことを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項８】
前記外輪及び内輪の湾曲後の軌道面における曲率半径が、前記円筒ころのクラウニングの曲率半径と等しいか、これより大であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項９】
外輪と内輪の軌道面間に単列の円筒ころ形の転動体が介在され、前記転動体にクラウニングが施され、前記外輪が軸受箱に収納され、前記内輪が軸に嵌合された円筒ころ軸受装置において、前記外輪と内輪はそれぞれ中間部から軸方向に延びた左右両端部を有し、外輪においてはその両端部の外径面、内輪においてはその両端部の内径面にそれぞれテーパ面が形成され、前記テーパ面が形成された外輪及び内輪の両端部に１個所以上の軸方向のスリットが設けられ、前記外輪及び内輪ごとに外輪加圧手段及び内輪加圧手段がそれぞれ設けられ、前記外輪加圧手段は前記外輪の各テーパ面に嵌合された一対の外輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する外輪押圧部材とにより構成され、前記内輪加圧手段は前記内輪の各テーパ面に嵌合された一対の内輪加圧リングと各加圧リングを相互に接近する方向に押圧する内輪押圧部材とにより構成され、前記外輪押圧部材は前記軸受箱の内径面に、前記内輪押圧部材は前記軸の外径面にそれぞれねじ結合され、前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材を外部から操作することにより前記外輪及び内輪の両端部を径方向に弾性変形させ、前記外輪及び内輪の軌道面を前記転動体のクラウニングに沿うよう湾曲させ、その湾曲状態を前記各押圧部材によって維持したことを特徴とする円筒ころ軸受装置。
【請求項１０】
前記外輪押圧部材及び内輪押圧部材はそれぞれ外輪押圧ねじリング及び内輪押圧ねじリングにより構成され、前記外輪押圧ねじリングはその外径面に雄ねじ、前記内輪押圧リングはその内径面に雌ねじがそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項９に記載の円筒ころ軸受装置。
【請求項１１】
前記外輪の外径面において、前記両側の外輪加圧リングの大径部分の間に外輪荷重受けリングが軸方向に所定の間隔をおいて介在され、前記内輪の内径面において、前記両側の内輪加圧リングの小径部分の間に内輪荷重受けリングが軸方向に所定の間隔をおいて介在されたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の円筒ころ軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−９７８００（Ｐ２０１２−９７８００Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４５３１１（Ｐ２０１０−２４５３１１）
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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