特開 2024-148460 クロスローラ軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024148460

(43)【公開日】2024-10-18

(54)【発明の名称】クロスローラ軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/60 20060101AFI20241010BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20241010BHJP

【ＦＩ】

F16C33/60

F16C19/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023061624

(22)【出願日】2023-04-05

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】寺田 和晃

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 澄知

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA13

3J701AA26

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA53

3J701BA54

3J701BA55

3J701BA64

3J701BA69

3J701FA46

3J701GA24

3J701XB03

3J701XB24

(57)【要約】

【課題】省スペース化を図りつつ、一対の分割輪を正確に位置合わせすることができるクロスローラ軸受を提供する。
【解決手段】クロスローラ軸受１０の内輪２０は、軸方向中央で分割された一対の分割輪２１Ａ、２１Ｂと、一対の分割輪２１Ａ、２１Ｂの相対位置を位置決めするための２本の位置決めピン３５と、を備える。一方の分割輪２１Ａは、平面視で１８０°対角位置に形成された一対の第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂを備え、他方の分割輪２１Ｂは、第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂに対応して１８０°対角位置に形成された一対の第２の円筒穴部２５Ａ、２５Ｂを備える。２本の位置決めピン３５は、一対の第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂに隙間ばめで嵌合し、一対の第２の円筒穴部２５Ａ、２５Ｂに締りばめで嵌合する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面にＶ字状の軌道溝を有する外輪と、外周面にＶ字状の軌道溝を有する内輪と、前記外輪の軌道溝と前記内輪の軌道溝との間に回転軸の向きが交互にクロスするように交差して転動自在に配設される複数の円筒ころ、とを備えるクロスローラ軸受であって、
前記内輪又は外輪は、軸方向中央で分割された一対の分割輪と、前記一対の分割輪の相対位置を位置決めするための２本の位置決め部材と、を備え、
前記２本の位置決め部材は、一方の前記分割輪に形成された一対の第１の円筒穴部と、他方の前記分割輪に形成された一対の第２の円筒穴部とに嵌合する、
クロスローラ軸受。

【請求項2】

前記一対の第１の円筒穴部は、平面視で、前記一方の分割輪の中心軸を中心とする仮想円上の１８０°対角位置に形成され、
前記一対の第２の円筒穴部は、前記第１の円筒穴部に対応して１８０°対角位置に形成される、
請求項１に記載のクロスローラ軸受。

【請求項3】

前記位置決め部材は位置決めピンであり、
前記２本の位置決めピンは、前記一方の分割輪の一対の第１の円筒穴部と隙間ばめで嵌合し、前記他方の分割輪の一対の第２の円筒穴部と締りばめで嵌合する、
請求項１または２に記載のクロスローラ軸受。

【請求項4】

前記一対の分割輪は、円周方向に等間隔に配置された複数の締結ボルトによって互いに締結されており、
前記２本の位置決めピンは、円周方向に隣り合う前記締結ボルトの円周方向中間位置に配置されている、請求項３に記載のクロスローラ軸受。

【請求項5】

前記位置決め部材は、同芯に形成された円筒部及び雄ねじ部を備えるリーマボルトであり、
前記他方の分割輪には、前記一対の第２の円筒穴部及び雌ねじ部が形成され、
前記２本のリーマボルトの前記円筒部は、前記一方の分割輪の一対の第１の円筒穴部、及び前記他方の分割輪の一対の第２の円筒穴部と嵌合し、前記２本のリーマボルトの前記雄ねじ部は、前記他方の分割輪の雌ねじ部と螺合する、
請求項１または２に記載のクロスローラ軸受。

【請求項6】

前記一対の分割輪は、円周方向に等間隔に配置された複数の締結ボルトと前記２本のリーマボルトとによって互いに締結されている、請求項５に記載のクロスローラ軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クロスローラ軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、クロスローラ軸受は、一般産業用汎用モータや発電機用ジェネレータ（風力発電機等）、鉄道車両用主電動機、医療機器（ＣＴスキャナ装置等）の各種の装置に使用されており、用途に合わせて種々の形式のものが商品化されており、小形化、軽量化、高精度、製造コストの削減が要望されている。クロスローラ軸受は、軌道輪としての内輪及び外輪を備え、内輪と外輪との間に複数の転動体としての円筒ころが介装されている。

【0003】

特許文献１には、内周面に略Ｖ字状の軌道溝を有する外輪と、外周面に略Ｖ字状の軌道溝を有する内輪と、外輪と内輪との軌道溝間に、回転軸の向きが交互にクロスするように転動自在に配置された複数のローラと、を備え、外輪は、軸方向中央で上部体と下部体とに分割された分割輪から構成されており、該上部体と下部体とがＵ字状の締結部材により締結されたクロスローラ軸受が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－３０３５１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のクロスローラ軸受では、細い針金をＵ字状に形成した締結部材を、近接配置された２つの穴に挿入して上部体と下部体を位置決めしているので、クロスローラ軸受が要求する位置合わせの精度を満足できない可能性がある。上部体と下部体との位置合わせ精度が低いと、クロスローラ軸受の滑らかな回転や寿命に影響する虞がある。

【0006】

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一対の分割輪を正確に位置合わせすることができるクロスローラ軸受を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

したがって、本発明の上記目的は、クロスローラ軸受に係る下記［１］の構成により達成される。
［１］ 内周面にＶ字状の軌道溝を有する外輪と、外周面にＶ字状の軌道溝を有する内輪と、前記外輪の軌道溝と前記内輪の軌道溝との間に回転軸の向きが交互にクロスするように交差して転動自在に配設される複数の円筒ころ、とを備えるクロスローラ軸受であって、
前記内輪又は外輪は、軸方向中央で分割された一対の分割輪と、前記一対の分割輪の相対位置を位置決めするための２本の位置決め部材と、を備え、
前記２本の位置決め部材は、一方の前記分割輪に形成された一対の第１の円筒穴部と、他方の前記分割輪に形成された一対の第２の円筒穴部とに嵌合する、
クロスローラ軸受。

【発明の効果】

【0008】

本発明のクロスローラ軸受によれば、省スペース化を図りつつ、一対の分割輪を正確に位置合わせすることができるクロスローラ軸受が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係るクロスローラ軸受の縦断面図である。

【図2】図２（ａ）は、図１に示す分割輪のＡ矢視図であり、図２（ｂ）は、図１に示す分割輪のＢ矢視図である。

【図3】図３（ａ）は、両分割輪に形成された第１及び第２の円筒穴部の断面図であり、図３（ｂ）は、位置決めピンの側面図である。

【図4】図４は、本発明の第２実施形態に係るクロスローラ軸受の縦断面図である。

【図5】図５（ａ）は、図４に示す分割輪のＣ矢視図であり、図５（ｂ）は、図４に示す分割輪のＤ矢視図である。

【図6】図６（ａ）は、一方の分割輪に形成された円筒穴部と、他方の分割輪に形成された他の円筒穴部及び雌ねじ部の断面図であり、図６（ｂ）は、リーマボルトの側面図である。

【図7】図７（ａ）は、本発明の変形例に係る、図２（ａ）に対応する図であり、図７（ｂ）は、変形例に係る図２（ｂ）に対応する図である。

【図8】図８（ａ）は、本発明の他の変形例に係る、図２（ａ）に対応する図であり、図８（ｂ）は、他の変形例に係る図２（ｂ）に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係るクロスローラ軸受の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のクロスローラ軸受１０は、内周面に略Ｖ字形の外輪軌道溝１１ａを有する外輪１１と、外周面に略Ｖ字形の内輪軌道溝２０ａを有する内輪２０と、外輪軌道溝１１ａ及び内輪軌道溝２０ａの間で転動可能に設けられた複数の円筒ころ４０とを有して構成されている。複数の円筒ころ４０は、直径が長さよりわずかに大きな略円筒状であり、軌道上偶数番目の回転軸と、軌道上奇数番目の回転軸が、互いに９０°で交差して軌道に装填されている。

【0011】

内輪２０は、軸方向中央で分割された２つの分割輪２１Ａ、２１Ｂで構成されており、後述する２本の位置決めピン３５（図３（ｂ）参照）により、一対の分割輪２１Ａ、２１Ｂの相対位置が位置決めされており、不図示の複数の締結ボルトによって、互いに締結されている。

【0012】

図２（ａ）も参照して、一方の分割輪２１Ａには、円周方向に３０°間隔で１２個の貫通孔２３及びザクリ穴２４が等間隔で形成されている。また、一方の分割輪２１Ａには、平面視で、一方の分割輪２１Ａの中心軸（クロスローラ軸受の中心軸Ｘ）を中心とする仮想円上の１８０°対角位置で、円周方向に隣り合う貫通孔２３及びザクリ穴２４の円周方向中間位置且つ同心円上に、非貫通の一対の第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂが形成されている。

【0013】

図２（ｂ）も参照して、他方の分割輪２１Ｂには、一方の分割輪２１Ａの貫通孔２３に対応して、円周方向に３０°間隔で１２個の雌ねじ部２６が形成されている。また、他方の分割輪２１Ｂには、第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂにそれぞれ対応する１８０°対角位置に、非貫通の一対の第２の円筒穴部２５Ａ、２５Ｂが形成されている。

【0014】

図３（ａ）に示すように、第２の円筒穴部２５Ａ、２５Ｂの円筒部分の軸方向長さＬ２は、第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂの円筒部分の軸方向長さＬ１より長く形成されている。これは、位置決めピン３５を第２の円筒穴部２５Ａ、２５Ｂに嵌合（締りばめ）させたとき、位置決めピン３５が、一方の分割輪２１Ａの側面２８に当接する他方の分割輪２１Ｂの側面２７に対して安定して直立させるためである。

【0015】

また、第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂの穴径ｄ１は、位置決めピン３５の直径Ｄに対して、位置決めピン３５と隙間ばめで嵌合する大きさである。また、第２の円筒穴部２５Ａ、２５Ｂの穴径ｄ２は、位置決めピン３５の直径Ｄに対して、位置決めピン３５と締りばめで嵌合する大きさになっている。
また、位置決めピン３５の長さＬは、各円筒穴部２２Ａ，２２Ｂ，２５Ａ，２５Ｂの軸方向長さＬ１，Ｌ２より長く、且つ、第１の円筒穴部２２Ａ，２２Ｂの軸方向長さＬ１と第２の円筒穴部２５Ａ，２５Ｂの軸方向長さＬ２の合計Ｌ１＋Ｌ２より短く設定される。
なお、本実施形態では、位置決めピン３５は、直径Ｄが８ｍｍ、長さＬが１２ｍｍのものが使用されている。

【0016】

そして、クロスローラ軸受１０の組付け方法は、先ず、他方の分割輪２１Ｂの第２の円筒穴部２５Ａ、２５Ｂに、位置決めピン３５をそれぞれ締りばめで嵌合させた後、該他方の分割輪２１Ｂを外輪１１の内径側に配置する。次いで、外輪１１と他方の分割輪２１Ｂを寝かせた状態、即ち、クロスローラ軸受１０の中心軸Ｘを鉛直方向に向けた状態で、外輪１１の外輪軌道溝１１ａと他方の分割輪２１Ｂの内輪軌道溝２０ａとの間に、隣接する円筒ころ４０の回転軸が互いに９０°で交差するように配置しながら複数の円筒ころ４０を装填する。

【0017】

次いで、一方の分割輪２１Ａの第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂに、それぞれ位置決めピン３５を隙間ばめで嵌合させながら一方の分割輪２１Ａと他方の他方の分割輪２１Ｂの側面２７、２８同士を突き合せた後、不図示の複数の締結ボルトを一方の分割輪２１Ａの貫通孔２３に挿通し、他方の分割輪２１Ｂの雌ねじ部２６に螺合した固定して組み付ける。

【0018】

以上説明したように、本実施形態のクロスローラ軸受１０によれば、第２の円筒穴部２５Ａ、２５Ｂに締りばめで嵌合固定された一対の位置決めピン３５に、第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂを隙間ばめで嵌合させることで一方の分割輪２１Ａと他方の分割輪２１Ｂとを、複数の締結ボルトで固定するよりも前に位置決めが行われている。これにより、一方の分割輪２１Ａと他方の分割輪２１Ｂとを高い位置合わせ精度で、容易に組み付けることができる。また、一対の分割輪２１Ａ，２１Ｂの高い位置合わせ精度によって、回転トルクが小さい滑らかな回転が得られ、クロスローラ軸受を長寿命化できる。また、位置合わせ機能（円筒穴部と位置決めピン）と締結機能（締結ボルトと雌ねじ部）とを分離して構成したので、互いの機能を阻害することがない。

【0019】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のクロスローラ軸受１０について図４～図６を参照して説明する。
本実施形態のクロスローラ軸受１０の内輪２０は、第１実施形態の内輪２０と同様に、軸方向中央で分割された２つの分割輪２１Ａ、２１Ｂを備える。

【0020】

一方の分割輪２１Ａには、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、平面視で、一方の分割輪２１Ａの中心軸Ｘを中心とする仮想円上の１８０°対角位置に、一対の第１の円筒穴部２９Ａ、２９Ｂ及びザグリ穴２４が形成される。また、一対の第１の円筒穴部２９Ａ、２９Ｂの周囲には、円周方向に３０°間隔で１０個の貫通孔２３及びザクリ穴２４が等間隔で同心円上に形成されている。

【0021】

他方の分割輪２１Ｂには、図５（ｂ）及び図６（ａ）に示すように、一対の第１の円筒穴部２９Ａ、２９Ｂにそれぞれ対応する１８０°対角位置に、第２の円筒穴部３０Ａ、３０Ｂ及び雌ねじ部２６が形成されている。また、一方の分割輪２１Ａの貫通孔２３に対応して、第２の円筒穴部３０Ａ、３０Ｂの周囲には円周方向に３０°間隔で１０個の雌ねじ部２６が同心円上に形成されている。

【0022】

一方の分割輪２１Ａ及び他方の分割輪２１Ｂは、図６（ｂ）に示すリーマボルト３６が一対の第１の円筒穴部２９Ａ、２９Ｂ及び第２の円筒穴部３０Ａ、３０Ｂに挿通して組み付けられる。即ち、リーマボルト３６の円筒部３７が一方の分割輪２１Ａの一対の第１の円筒穴部２９Ａ、２９Ｂ、及び他方の分割輪２１Ｂの一対の第２の円筒穴部３０Ａ、３０Ｂに嵌合して一方の分割輪２１Ａと他方の分割輪２１Ｂとを位置合わせする。

【0023】

そして、リーマボルト３６の雄ねじ部３９を他方の分割輪２１Ｂの雌ねじ部２６に螺合して組み付ける。さらに、不図示の複数の締結ボルトを一方の分割輪２１Ａの貫通孔２３に挿通し、他方の分割輪２１Ｂの雌ねじ部２６に螺合して一方の分割輪２１Ａと他方の分割輪２１Ｂとを固定する。
したがって、一対の分割輪２１Ａ，２１Ｂは、円周方向に等間隔に配置された複数の締結ボルトと２本のリーマボルト３６とによって互いに締結されている。

【0024】

このように、リーマボルト３６の円筒部３７が、一方の分割輪２１Ａの一対の第１の円筒穴部２９Ａ、２９Ｂ及び他方の分割輪２１Ｂの第２の円筒穴部３０Ａ、３０Ｂに嵌合して、一方の分割輪２１Ａと他方の分割輪２１Ｂが位置合わせされるので、一対の第１の円筒穴部２９Ａ、２９Ｂ及び第２の円筒穴部３０Ａ、３０Ｂとリーマボルト３６の円筒部３７との嵌合は、すきま嵌めの寸法公差に設定することが望ましい。これにより、組み付けの容易性と、適正な位置合わせ精度を両立させることができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のクロスローラ軸受１０と同様であるので、同一部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0025】

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記の実施形態では、クロスローラ軸受の内輪を分割輪によって構成したが、これに限定されず、外輪を分割輪によって構成することもできる。

【0026】

例えば、上記実施形態では、本発明の位置決め部材である位置決めピン３５及びリーマボルト３６は、さらなる省スペース化や一対の分割輪の均等な位置合わせの観点から、一対の第１の円筒穴部２２Ａ、２２Ｂ、２９Ａ、２９Ｂ及び一対の第２の円筒穴部２５Ａ、２５Ｂ、３０Ａ、３０Ｂによって、分割輪２１Ａ、２１Ｂの中心軸Ｘを中心とする仮想円上の１８０°対角位置に配置されている。しかしながら、本発明の２本の位置決め部材の配置は、上記仮想円上の１８０°対角位置に限定されない。例えば、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、２本の位置決めピン３５は、複数の締結ボルト２６が配置される同一円周上（上記仮想円上）の１８０°対角位置から外れて配置されてもよい。

【0027】

また、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、２本の位置決めピン３５は、上記仮想円上の１８０°対角位置とする一方、複数の締結ボルト２６が配置される同一円周上から径方向にオフセットして配置されてもよい。
さらに、図７（ａ）及び（ｂ）、図８（ａ）及び（ｂ）の２本の位置決めピン３５の配置は、第２実施形態の２本のリーマボルト３６にも適用可能である。

【0028】

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 内周面にＶ字状の軌道溝を有する外輪と、外周面にＶ字状の軌道溝を有する内輪と、前記外輪の軌道溝と前記内輪の軌道溝との間に回転軸の向きが交互にクロスするように交差して転動自在に配設される複数の円筒ころ、とを備えるクロスローラ軸受であって、
前記内輪又は外輪は、軸方向中央で分割された一対の分割輪と、前記一対の分割輪の相対位置を位置決めするための２本の位置決め部材と、を備え、
前記２本の位置決め部材は、一方の前記分割輪に形成された一対の第１の円筒穴部と、他方の前記分割輪に形成された一対の第２の円筒穴部とに嵌合する、
クロスローラ軸受。
この構成によれば、省スペース化を図りつつ、一対の分割輪の正確な位置合わせが可能なクロスローラ軸受が得られる。

【0029】

（２） 前記一対の第１の円筒穴部は、平面視で、前記一方の分割輪の中心軸を中心とする仮想円上の１８０°対角位置に形成され、
前記一対の第２の円筒穴部は、前記第１の円筒穴部に対応して１８０°対角位置に形成される、
（１）に記載のクロスローラ軸受。
この構成によれば、２本の位置決め部材の配置箇所を特定することで、省スペース化を図りつつ、一対の分割輪の正確な位置合わせが可能なクロスローラ軸受が得られる。

【0030】

（３） 前記位置決め部材は位置決めピンであり、
前記２本の位置決めピンは、前記一方の分割輪の一対の第１の円筒穴部と隙間ばめで嵌合し、前記他方の分割輪の一対の第２の円筒穴部と締りばめで嵌合する、
（１）または（２）に記載のクロスローラ軸受。
この構成によれば、位置決め部材として位置決めピンを用いて、省スペース化を図りつつ、一対の分割輪の正確な位置合わせが可能なクロスローラ軸受が得られる。

【0031】

（４） 前記一対の分割輪は、円周方向に等間隔に配置された複数の締結ボルトによって互いに締結されており、
前記２本の位置決めピンは、円周方向に隣り合う前記締結ボルトの円周方向中間位置に配置されている、（３）に記載のクロスローラ軸受。
この構成によれば、一対の分割輪を円周方向に均等に締結できる。

【0032】

（５） 前記位置決め部材は、同芯に形成された円筒部及び雄ねじ部を備えるリーマボルトであり、
前記他方の分割輪には、前記一対の第２の円筒穴部及び雌ねじ部が形成され、
前記２本のリーマボルトの前記円筒部は、前記一方の分割輪の一対の第１の円筒穴部、及び前記他方の分割輪の一対の第２の円筒穴部と嵌合し、前記２本のリーマボルトの前記雄ねじ部は、前記他方の分割輪の雌ねじ部と螺合する、
（１）または（２）に記載のクロスローラ軸受。
この構成によれば、位置決め部材としてリーマボルトを用いて、省スペース化を図りつつ、一対の分割輪の正確な位置合わせが可能なクロスローラ軸受が得られる。

【0033】

（６） 前記一対の分割輪は、円周方向に等間隔に配置された複数の締結ボルトと前記２本のリーマボルトとによって互いに締結されている、（５）に記載のクロスローラ軸受。
この構成によれば、一対の分割輪を円周方向に均等に締結できる。

【符号の説明】

【0034】

１０ クロスローラ軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道溝（外輪の軌道溝）
２０ 内輪
２０ａ 内輪軌道溝（内輪の軌道溝）
２１Ａ、２１Ｂ 分割輪
２２Ａ、２２Ｂ 第１の円筒穴部
２５Ａ、２５Ｂ 第２の円筒穴部
２６ 雌ねじ部
２９Ａ、２９Ｂ 第１の円筒穴部
３０Ａ、３０Ｂ 第２の円筒穴部
３５ 位置決めピン（位置決め部材）
３６ リーマボルト（位置決め部材）
３７ リーマボルトの円筒部
３９ リーマボルトの雄ねじ部
４０ 円筒ころ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】