JP2005061535A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型化を招くことなく軸受剛性の向上を図ると共に、高剛性を得るための予圧を正確且つ容易に付与でき、且つ組立作業の容易化を図る。
【解決手段】 内輪１１と外輪１２との間に該内輪１１に対して偏心配置された中間輪１３を有し、内輪１１と中間輪１３との間に円錐ころ列１５を配設して内側軸受とすると共に、外輪１２と中間輪１３との間に円錐ころ列１７を配設して外側軸受とした二重構造の転がり軸受において、内側軸受側の円錐ころ列１５を複列外向きとして該内側軸受を背面組合わせ構造とすると共に、外側軸受側の円錐ころ列１７を総円錐ころ列で複列外向きとして該外側軸受を背面組合せ構造とし、且つ複列外輪１２間に外輪間座１６を介装する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば印刷機械、圧延機、製紙機械等の各種機械装置に用いられる転がり軸受に関し、特に印刷機の胴サポート用軸受として用いるのに好適な転がり軸受に関する。

従来のこの種の転がり軸受としては、例えば図７に示すものが知られている。この転がり軸受は、内輪１と外輪２との間に該内輪１に対して偏心配置された中間輪３を有しており、内輪１と中間輪３との間に保持器４を介して円錐ころ列５を配設して内側軸受を構成すると共に、外輪２と中間輪３との間に保持器６を介して円錐ころ列７を配設して外側軸受を構成している。

内側軸受は円錐ころ列５が複列外向きとされて背面組合わせ構造とされ、外側軸受は円錐ころ列７が複列内向きとされて正面組合せ構造とされている。
この転がり軸受を例えばオフセット印刷機のゴム胴のサポート用軸受として用いる場合には、図８及び図９に示すように、中間輪３に揺動用のブラケット３ａが連結され、ゴム胴８ａの回転軸が内輪１で支持されるようになっている。

そして、印刷時には、ゴム胴８ａが版胴８ｂ及び圧胴８ｃに押し当てられた状態で高速回転し、インキローラ９ａによって版胴８ｂの版９ｂに塗布されたインクがゴム胴８を介して圧胴８ｃ側の印刷用紙９ｃに転写されて印刷され、また、印刷トラブルにより紙が詰まった場合等には、ブラケット３ａを操作して中間輪３を揺動させることにより、中間輪３と内輪１との間のカム作用によりゴム胴８ａを版胴８ｂ及び圧胴８ｃから離間移動させ、これにより、ゴム胴８ａのインクが圧胴８ｃ側の印刷用紙９ｃに転写されないようにし、また、詰まった紙の排出等を行う。

ところで、印刷機の胴サポート用軸受の場合、印刷時のインクのずれやむらが極力少なくなるようにゴム胴８ａの自由度を完全拘束する必要があるため、ゴム胴８ａの回転軸を支持する軸受には剛性が要求され、また、軸受には予圧が付与される。
しかしながら、上記従来の転がり軸受においては、内側軸受が荷重の作用点間距離が長い背面組合わせ構造とされ、外側軸受が荷重の作用点間距離が短い正面組合せ構造とされているため、内側軸受については剛性を確保するのに有利なものの、外側軸受については剛性面の点からは不利である。

軸受としての剛性は、内側軸受の剛性と外側軸受の剛性とのトータルで決定されるので、このような構造の軸受では剛性上の限界があり、昨今の印刷物の精度向上から現状の軸受寸法でさらなる軸受の剛性向上の要求が高まり、改善の必要があった。
なお、外側軸受の転動体にニードルを用いた転がり軸受が提案されているが、このような転がり軸受では、予圧を与えるために数種類の外径寸法を有するニードルを軸受組立て時に選択して組立を行う必要があるため、組立作業が煩雑になるという問題がある。

本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、内側軸受及び外側軸受共に荷重の作用点間距離を長くして大型化を招くことなく剛性の向上を図ることができると共に、高剛性を得るための予圧を正確且つ容易に付与することができ、且つ組立作業の容易化を図ることができる転がり軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内輪と外輪との間に該内輪に対して偏心配置された中間輪を有し、前記内輪と前記中間輪との間に転動体列を配設して内側軸受とすると共に、前記外輪と前記中間輪との間に転動体列を配設して外側軸受とした二重構造の転がり軸受において、
前記内側軸受側の転動体列を複列外向きとして該内側軸受を背面組合わせ構造とすると共に、前記外側軸受側の転動体列を複列外向きの総円錐ころ列として該外側軸受を背面組合せ構造とし、更に、複列外輪の間に外輪間座を介装したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記中間輪の外径側軌道面の軸方向両端にある大つば部の外径ＤＩを前記複列外輪の最小内径ｄｅより小径としたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記外輪間座を取り外した状態で、前記複列外輪の内の一方の列の前記外輪を他方の列の前記外輪側に移動させ、この状態で一方の列の前記円錐ころを前記中間輪の外径側軌道面に配置可能にしたことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記外輪間座を周方向に複数に分割したことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４において、前記外輪間座を構成する複数の分割部品を互いに締結手段を介して締結したことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項において、前記複列外輪の間に前記外輪間座を介装したときに、該外輪間座で前記複列外輪をそれぞれ軸方向外方に押圧して前記外側軸受に予圧を付与することを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか一項において、前記外輪間座の外径は、前記複列外輪の外径と同等か小さいことを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか一項において、前記外輪の背面側端部に前記外輪間座の周方向の位置決めをなす段部を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、内側軸受及び外側軸受共に荷重の作用点間距離が長い背面組合わせ構造としているので、内側軸受の剛性と外側軸受の剛性とのトータルで決定される軸受剛性、特に、モーメント荷重に対する剛性を軸受の大型化を招くことなく向上させることができ、この結果、印刷機胴サポート用軸受として好適な転がり軸受を提供することができる。
また、外側軸受の転動体列を総円錐ころ列としているので、保持器を用いた場合に比べて、円錐ころの数を増やすことができ、この結果、軸受の負荷容量がアップして軸受剛性の更なる向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である転がり軸受を説明するための断面図、図２は図１に示す転がり軸受の外側軸受の組立手順の一例を説明するための断面図、図３及び図４は分割間座の締結例を説明するための図、図５は本発明の他の実施の形態である転がり軸受を説明するための断面図、図６は本発明例の軸受を取り付けた軸と従来例の軸受を取り付けた軸のたわみ量を比較したグラフ図である。
本発明の実施の形態の一例である転がり軸受１０は、図１に示すように、内輪１１と外輪１２との間に該内輪１１に対して偏心配置された中間輪１３を有しており、内輪１１と中間輪１３との間に保持器１４を介して円錐ころ列１５を配設して内側軸受を構成すると共に、外輪１２と中間輪１３との間に総円錐ころ列１７を配設して外側軸受を構成している。

ここで、この実施の形態では、内側軸受側の円錐ころ列１５を複列外向きとして該内側軸受を荷重の作用点間距離が長い背面組合わせ構造とすると共に、外側軸受側の総円錐ころ列１７についても同様に複列外向きとして該外側軸受を荷重の作用点間距離が長い背面組合せ構造とし、且つ複列に組合わせた外輪１２の間に外輪間座１６を介装している。
ところで、図７に示す従来の転がり軸受のように、外側軸受の円錐ころ７を鋼板製プレス保持器６で加締めて該円錐ころ７の脱落を防止する構造を採用した場合、外側軸受の円錐ころ７を外向きの複列にしようとすると、構造上組み込みが困難になる。

この場合、外向き複列の軌道面を有する中間輪を軸方向に左右に分割してそれぞれの分割輪に鋼板製プレス保持器を介して円錐ころを配置した後、組み立て時、左右別体の分割輪をボルト等で締結することも考えらえるが、分割輪自体、円周上に偏心性を出すために肉厚差（偏心輪量）があり、その精度を維持しつつ左右別体の分割輪を同位置でその偏心輪量を確保しつつ締結することは容易なことではない。

そこで、これら問題を解決しつつ外向き複列の外側軸受を実現するために、この実施の形態では、外側軸受は保持器を使用せず総円錐ころ軸受とすると共に、中間輪１３の外径側軌道面の軸方向両端にある大つば部３０の外径ＤＩを複列外輪１２の最小内径ｄｅより小径としている。
また、中間輪１３は左右列一体とし、外輪間座１６を取り外した状態で、複列外輪１２，１２の内の一方の列の外輪１２を他方の列の外輪１２側に移動させて各外輪１２の背面同士を接触（又は近接配置）させ、この状態で一方の列の円錐ころ１７を中間輪１３の外径側軌道面に配置することができる外輪間座寸法とし、更に、左右列別々に円錐ころ１７を中間輪１３の軌道面と外輪１２の軌道面との間に配置した後、円周上２つ以上に分割可能な外輪間座１６を左右列の外輪１２の背面の間に装着した構造とする。

図２を参照して、図１に示す転がり軸受の外側軸受の組立手順の一例を説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、中間輪１３の二列の外径軌道面の左側の列に総円錐ころ列１７及び外輪１２を組み込み、次いで、図２（ｂ）に示すように、右側の列の外輪１２を右端側から中間輪１３に外挿して左側の列の外輪１２側に移動させ、各外輪１２の背面同士を接触（又は近接配置）させる。

次に、この状態で、図２（ｃ）に示すように、中間輪１４の右側の列の軌道面に総円錐ころ列１７を配置する。このとき、中間輪１３の右端側大つば部３０の内側面と右側列の外輪１２の正面との間の寸法ａと、円錐ころ１７の組み込み時の軸受の軸方向（水平方向）の最大寸法ｌとの関係は、ｌ≦ａとなるのが好ましい。但し、ｌがａより若干大きくても円錐ころ列１７を押し込むことで組込可能であるため、必ずしもｌ≦ａとする必要はない。

次に、図２（ｄ）に示すように、右側の列の外輪１２を右端側に移動して右側列の円錐ころ１７に被せ、次いで、両列の外輪１２，１２の間に分割された外輪間座１６を挿入し、これにより、軸受を完成させる（図２（ｅ）参照）。
予圧を付与する構造としては、外輪間座１６の軸方向寸法を、図２（ｄ）に示すように、左右列それぞれの外輪１２と中間輪１３の間に総円錐ころ列１７を配置して、各外輪１２を総円錐ころ列１７との間に隙間がないように押し付けた後の各外輪１２の背面間の寸法より大きくした値とすることで実現できる。

即ち、左右列に外輪１２と中間輪１３との間に総円錐ころ列１７を配置した状態で、各外輪１２を中間輪１３側へ押し付けて隙間を０とし、各外輪１２の背面間寸法を直接測定する。
又は、図２（ｄ）を参照して、左列の外輪１２と中間輪１３との間に総円錐ころ列１７を配置して、該外輪１２を中間輪１３側へ押し付けて隙間を０とし、この状態の左列の外輪１２の背面と中間輪１３の左端面までの寸法Ｌ１を測定し、次に、右列の外輪１２と中間輪１３との間に総円錐ころ列１７を配置して、該外輪１２を中間輪１３側へ押し付けて隙間を０とし、この状態の右列の外輪１２の背面と中間輪１３の右端面までの寸法Ｌ２を測定し、更に、中間輪１３の軸方向寸法（幅寸法）の測定値Ｗから先の２つの測定値を引くことで、隙間０の各外輪１２の背面間の寸法Ｘが求められる（Ｘ＝Ｗ−（Ｌ１＋Ｌ２））。

そして、上記隙間０の各外輪１２の背面間の寸法Ｘに所定の予圧に一致する値を足した値を外輪間座１６の軸方向寸法として該外輪間座１６を加工する。このとき、上述したように、円周上２分割以上（この実施の形態では２分割）できる外輪間座１６を用い、外輪間座１６を円周方向に２分割して得られた分割間座１６ａを、図３に示すように、締結手段としてのボルト３１を介して互いに締結した状態で軸方向寸法の加工を施し、その後、分解し、各外輪１２の背面間を治具等を用いて軸方向外方に押し広げておき、この状態で各外輪１２の背面間に２つの分割間座１６ａを挿入し、次いで、各分割間座１６ａ同士を再度ボルト３１で締結する。これにより、高剛性を得るための予圧を正確且つ容易に付与することができ、且つ組立作業の容易化を図ることができる。

なお、分割間座１６ａがハウジングケース等によりずれを生じない場合には、図４に示すように、各分割間座１６ａ同士を締結手段としてのロールピン３２で締結することもできる。また、ロールピン自身を省略して用いることも可能である。
また、各外輪１２の背面間に挿入された外輪間座１６は外輪１２の外径面より飛び出ていてはいけない（外輪間座１６の外径が、各外輪１２の外径と同等か小さい）ので、外輪間座１６の円周方向の位置決めのため、図５に示すように、各外輪１２の背面側端面に外輪間座１６を案内する段部３３を設けた構造としてもよい。

上記の説明から明らかなように、この実施の形態では、内側軸受及び外側軸受共に荷重の作用点間距離が長い背面組合わせ構造としているので、内側軸受の剛性と外側軸受の剛性とのトータルで決定される軸受剛性、特に、モーメント荷重に対する剛性を軸受を大型化することなく向上させることができ、この結果、印刷機胴サポート用軸受として好適な転がり軸受を提供することができる。

また、外側軸受の転動体列を総円錐ころ列１７としているので、保持器を用いた場合に比べて、円錐ころの数を増やすことができ、この結果、軸受の負荷容量がアップして軸受剛性の更なる向上を図ることができる。
図６に、内側軸受及び外側軸受共に背面組合せ構造とした本発明例の転がり軸受と、内側軸受を背面組合せ構造とし、外側軸受を正面組合せ構造とした従来例の転がり軸受とについて、印刷機ゴム胴部シリンダー軸をモデル化し、軸各部のたわみ量を計算した結果を示す。なお、外側軸受の組合せ構造以外の条件は本発明例及び従来例共に同一とした。

図６から明らかなように、本発明例は軸受剛性がアップしているため、従来例に比べて軸各部でのたわみ量が減少していることがわかる。
なお、本発明の転がり軸受の内輪、外輪、中間輪、内側軸受側の転動体列、間座、大つば部等の構成は上記各実施の形態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。
また、上記各実施の形態では、内側軸受を円錐ころ軸受とした場合を例に採ったが、必ずしもこのようにする必要はなく、例えば内側軸受としてアンギュラ玉軸受などの玉軸受や円筒ころ軸受など他の形式の軸受を用いても本発明を適用できるのは勿論である。

本発明の実施の形態の一例である転がり軸受を説明するための断面図である。 図１に示す転がり軸受の外側軸受の組立手順の一例を説明するための断面図である。 分割間座の締結方法の一例を説明するための図で、（ａ）は締結後の外輪間座を径方向外方から見た図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。 分割間座の締結方法の他の例を説明するための図で、（ａ）は締結後の外輪間座を径方向外方から見た図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。 本発明の他の実施の形態である転がり軸受を説明するための断面図である。 本発明例の軸受を取り付けた軸と従来例の軸受を取り付けた軸のたわみ量を比較したグラフ図である。 従来の転がり軸受を説明するための要部断面図である。 図７の側面図である。 オフセット印刷機の概略を示す図である。

符号の説明

１０ 転がり軸受
１１ 複列内輪
１２ 複列外輪
１３ 中間輪
１５ 円錐ころ列（転動体列）
１６ 外輪間座
１６ａ 分割間座
１７ 総円錐ころ列
３０ 大つば部
３１ ボルト（締結手段）
３２ ロールピン（締結手段）
３３ 段部

Claims (8)

1. 内輪と外輪との間に該内輪に対して偏心配置された中間輪を有し、前記内輪と前記中間輪との間に転動体列を配設して内側軸受とすると共に、前記外輪と前記中間輪との間に転動体列を配設して外側軸受とした二重構造の転がり軸受において、
   前記内側軸受側の転動体列を複列外向きとして該内側軸受を背面組合わせ構造とすると共に、前記外側軸受側の転動体列を複列外向きの総円錐ころ列として該外側軸受を背面組合せ構造とし、更に、複列外輪の間に外輪間座を介装したことを特徴とする転がり軸受。
2. 前記中間輪の外径側軌道面の軸方向両端にある大つば部の外径ＤＩを前記複列外輪の最小内径ｄｅより小径としたことを特徴とする請求項１に記載した転がり軸受。
3. 前記外輪間座を取り外した状態で、前記複列外輪の内の一方の列の前記外輪を他方の列の前記外輪側に移動させ、この状態で一方の列の前記円錐ころを前記中間輪の外径側軌道面に配置可能にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載した転がり軸受。
4. 前記外輪間座を周方向に複数に分割したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載した転がり軸受。
5. 前記外輪間座を構成する複数の分割部品を互いに締結手段を介して締結したことを特徴とする請求項４に記載した転がり軸受。
6. 前記複列外輪の間に前記外輪間座を介装したときに、該外輪間座で前記複列外輪をそれぞれ軸方向外方に押圧して前記外側軸受に予圧を付与することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載した転がり軸受。
7. 前記外輪間座の外径は、前記複列外輪の外径と同等か小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載した転がり軸受。
8. 前記外輪の背面側端部に前記外輪間座の周方向の位置決めをなす段部を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載した転がり軸受。

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