JPH11223215A - ころがり軸受 - Google Patents

ころがり軸受

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JPH11223215A
JPH11223215A JP33507598A JP33507598A JPH11223215A JP H11223215 A JPH11223215 A JP H11223215A JP 33507598 A JP33507598 A JP 33507598A JP 33507598 A JP33507598 A JP 33507598A JP H11223215 A JPH11223215 A JP H11223215A
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JP
Japan
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rolling
raceway
raceway surface
contact
rotating body
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Pending
Application number
JP33507598A
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English (en)
Inventor
Yasuo Ueno
上野康男
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/37Loose spacing bodies
    • F16C33/3713Loose spacing bodies with other rolling elements serving as spacing bodies, e.g. the spacing bodies are in rolling contact with the load carrying rolling elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/20Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows with loose spacing bodies, e.g. balls, between the bearing balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • F16C33/60Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
    • F16C33/605Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings with a separate retaining member, e.g. flange, shoulder, guide ring, secured to a race ring, adjacent to the race surface, so as to abut the end of the rolling elements, e.g. rollers, or the cage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全ての接触部分をころがり接触として滑り
摩擦を完全に無くし得るころがり軸受を提供することを
目的とするものである。 【構成】 第1の軌道面1を有する第1の軌道輪2の
側端部に側部材3,4を設け、該側部材3,4の周部に
前記第1の軌道面1と同心の円輪状の案内面5,6を設
け、第1の軌道面1と対向する同心の第2の軌道面7を
有する第2の軌道輪8と前記第1の軌道輪2との間に複
数個の転動体9を配列し、円周方向で隣接せる転動体9
同士間へ円周方向と直角に延びる回転体10を配列し、
該回転体10の端部に設けられた被案内部11,12の
円筒外周面を前記側部材3,4の案内面5,6に転動可
能に接触せしめた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に広く使用さ
れるころがり軸受に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般にころがり軸受といわれるも
のは、軌道輪たる外輪と内輪との間に複数個配列された
転動体のころがり運動によって摩擦係数の小さな軸受を
構成している。
【0003】しかし、転動体はそれを支持する保持器と
の間で、又は保持器を有しないいわゆるフルローラ形式
にあっては転動体同士の間で滑り運動が生じており、断
続的に摩擦力が発生する原因となっている。現在まで、
完全にころがり運動だけで負荷を支持して回転するころ
がり軸受は存在せず、滑り運動による摩擦力を完全に取
り除くことができない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記背景の
下に成立したものであり、ころがり軸受内における全て
の接触部分をころがり接触として滑り摩擦を完全に無く
したころがり軸受を提供することを目的とするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記目
的は、第1の軌道面を有する第1の軌道輪の側端部に側
部材を設け、該側部材の周部に前記第1の軌道面と同心
の円輪状の案内面を設け、第1の軌道面と対向する同心
の第2の軌道面を有する第2の軌道輪と前記第1の軌道
輪との間に複数個の転動体を配列し、円周方向で隣接せ
る転動体同士間へ円周方向に直角な方向に延びる回転体
を配列し、該回転体の端部に設けられた被案内部の円筒
外周面を前記側部材の案内面に転動可能に接触せしめた
ことにより達成される。
【0006】かかる構成の本発明のころがり軸受の作動
原理は次のごとくである。
【0007】第2の軌道輪を固定した状態で第1の軌道
輪が時計方向に回転するときには、第1の軌道面に接触
している転動体は、反時計方向に自転しながら時計方向
に公転運動を行う。また、転動体に接触している回転体
は時計方向に自転しながら時計方向に公転する。
【0008】このとき、回転体の端部に設けられた被案
内部の外周面での合成速度の方向は、第1の軌道輪に取
り付けられた側部材に形成された案内面の回転方向と同
方向である。したがって、従来のころがり軸受のように
保持器の静止したポケット面と転動体の回転運動面が直
接接触するごとき状態がなく滑らかに回転する。
【0009】ここで、好ましくは、回転体の端部に設け
られた被案内部の半径と回転体が転動体と接触する接触
部の半径との比を、側部材の案内面の半径と第1の軌道
輪が転動体と接触する接触面の半径との比に等しくする
ことによって、各々の部分での速度を一致させることが
でき、全ての接触点で完全なころがり運動とし、摩擦損
失を大幅に減少することができる。
【0010】このように設定することによって、転動体
と第1の軌道輪との間は完全なころがり運動のみで相互
の位置関係を保ちながら回転を続けることができる。し
たがって、第2の軌道輪が停止している状態での第1の
軌道輪の回転において、従来の保持器との間に見られる
ような滑り摩擦の発生はない。
【0011】また、本発明においては、転動体が球状で
あり、第1の軌道輪の第1の軌道面及び第2の軌道輪の
第2の軌道面の少なくとも一方は該転動体と2点で接触
する断面形状を有するようにすることができ、さらに
は、転動体が円筒状であり第1の軌道輪の第1の軌道面
及び第2の軌道輪の第2の軌道面は、軸線方向にて該転
動体と線状に接触する断面形状を有するようにすること
もできる。
【0012】さらに、本発明においては、第1の軌道面
と第2の軌道面とが軸線方向で互いに対面し、両軌道面
の間に配置された隣接せる転動体同士間に回転体が配さ
れ,該回転体は、回転中心軸線が転動体の中心よりやや
第2の軌道輪側に傾いており、該回転体の端部の2つの
被案内部は、軸受の回転中心から遠い側が近い側より大
径となるごとく形成されていることもできる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図について本発明の実施形
態を説明する。図1は、本発明の一実施形態のころがり
軸受の構造を示す軸受軸線を含む面での断面図、図2は
軸受軸線に直角な面での断面図である。
【0014】図1、図2において、円弧状断面を有し環
状溝をなす第1の軌道面1が形成された第1の軌道輪2
の両側面にフランジ状の側部材3,4が設けられてい
る。該側部材3,4の円筒状の外周部には前記軌道面1
と同心の円輪状の案内面5,6が形成されている。第1
の軌道面1と対向し円弧状断面の環状溝をなす第2の軌
道面7を有する第2の軌道輪8と前記第1の軌道輪2と
の間には、複数個の球状の転動体9が配列されている。
また、円周方向に隣接せる転動体9同士の間には、円周
方向に直角な方向に延びる回転体10が配置されてい
る。該回転体10は軸方向両端に被案内部としてのリン
グ部11,12が設けられており,回転体10は該リン
グ部11,12の円筒状外周面が前記側部材3,4の案
内面5,6に接触して転動可能に組み込まれている。こ
の回転体10は軸方向中間部の外周面に周溝部13が形
成されており,この周溝部13にて転動体9と接触して
いる。
【0015】尚、本実施形態においては、第1の軌道輪
2は軸受としての内輪を、第2の軌道輪8は外輪を形成
している。又、符号14は、シールド板を示す。
【0016】又、円弧状断面の第1の軌道面1及び第2
の軌道面7の少なくとも一方と球状の転動体9とは2点
A1,A2で接触していることが望ましい。図示の例で
は第2の軌道面7にて転動体9は2点接触している。
【0017】以上のごとく構成した本実施形態のころが
り軸受の作動を説明する。
【0018】図1、図2に示す本実施形態のころがり軸
受は、いま、第2の軌道輪8を固定した状態で第1の軌
道輪2が図2にて時計方向に回転するときには、第1の
軌道輪2の軌道面1に接触している複数の転動体9は、
反時計方向に自転しながら時計方向に公転運動を行う。
また、転動体9と周溝部13で接触している回転体10
は時計方向に自転しながら時計方向に公転する。このと
き、回転体10の両端に設けられた被案内部としてのリ
ング部11,12の外周面での合成速度は、該リング部
11,12の半径と回転体10の周溝部13の半径との
比の設定により、第1の軌道輪2に取り付けられた側部
材3,4のの案内面5,6の回転速度に等しくなる。こ
のように設定することによって転動体9と第1の軌道輪
2との間は完全なころがり運動のみで相互の位置関係を
保ちながら回転を続けることができる。したがって、第
2の軌道輪8が停止している状態での第1の軌道輪2の
回転において、従来の保持器との間に見られるような滑
り摩擦の発生はない。又、球状の転動体9と第2の軌道
面7とが2点A1,A2で接触してれば、軸受にラジア
ル荷重のほかにスラスト荷重が加わって、第1の軌道面
1と転動体9との接触点A0が僅かにずれることがあっ
ても転動体9にはいわゆるスピン(正規回転と回転軸の
異なる回転)が生じることがないので回転体10との間
にも滑り運動が生じることを防止することができる。
【0019】したがって、この運動によって生ずる摩擦
力は極めて小さく従来のころがり軸受の数10〜数10
00分の1になり得る。
【0020】尚、リング部11,12の半径R1は、第
1の軌道面1と転動体9との接触点A0の軸受中心から
の半径をR2、回転体10の周溝部13の半径をR3、
側部材3,4の案内面5,6の半径をR4とすると、軸
受の回転中心が移動せず回転体10の位置が変わらずに
回転する状態を考えると、全ての部材は回転のみを行な
っていることとなり、転動体9を介して接触回転すると
きの各部の速度は、R1上の速度はR4の部分の速度に
等しく、R2上の速度はR3上の速度に等しければよ
い。したがって各部の半径の比は R1/R4=R3/R2 となりこの関係から、 R1=(R3・R4)/R2 として求めることができる。
【0021】図3は本発明の他の実施形態のころがり軸
受を示す軸受軸線を含む面での断面図である。
【0022】図3に示される本実施形態おいては、転動
体29は円筒ころであり、第1の軌道輪22及び第2の
軌道輪28にそれぞれ形成された第1の軌道面21及び
第2の軌道面27は、前記転動体29と線状に接触する
ごとき断面を有する。
【0023】図3に示されているような円筒ころ軸受の
場合は、転動体29と回転体30の接触も線状となって
いる。この形式のころがり軸受は、転動体と軌道面の接
触も線状となっていて、大きなラジアル荷重を受けるこ
とができ、本来の特性に見合った負荷性能を保つことが
できる。
【0024】図4は、本発明のさらに他の実施形態のこ
ろがり軸受を示す軸受軸線を含む面での断面図、図5は
該軸線に直角な面での断面図である。
【0025】図4、図5において、第1の軌道輪42の
第1の軌道面41と第2の軌道輪48の第2の軌道面4
7とが軸受の軸方向で互いに対面している。両軌道面4
1,47の間には複数の転動体49が周方向に配置され
ている。隣接せる転動体49同士間に回転体50が配さ
れ、該回転体50は回転中心軸線が転動体49の中心よ
りやや第2の軌道輪48側に傾いており、該回転体50
の両端の被案内部としての2つのリング部51,52は
軸受の回転中心から遠い側51が近い側52より大径と
なるごとく形成されている。既述の実施形態での側部材
に相当するフランジ部材44は軌道輪42の内径部に、
フランジ部材43は外径部にそれぞれ設けられている。
リング部51,52の半径の決定方法は、図4において
回転体50の周溝部53の、転動体49と接触部との接
触点と転動体49の回転面の中心Oを結ぶ直線P上に、
前記被案内部51,52の外径が一致することが望まし
い条件となるが、これに限定するものではない。
【0026】尚、第1の軌道面41と転動体49とは転
動体49の回転面の中心Oを通る直線Q上の2点A4
1、A42を通るごとく形成することが転動体49の回
転を安定させ、摩擦力を軽減する上で望ましい。
【0027】図4、図5に示すごとき実施形態の場合
は、主にスラスト荷重を支持する上で有効である。特
に、スラスト方向の荷重を受ける使用状態においては、
常時、各転動体に荷重が等しく加わっており、従来は一
旦、隣り合う転動体が保持器の壁を介して接触した状態
になると、これを解除する機会がなく、連続した接触摩
擦が発生する。これに対して本実施形態の軸受は、前記
の転動体と保持器との接触面がころがり接触であり相対
速度が等しいので摩擦距離が0に近く、摩擦損失が極め
て少ないのでその優位性は極めて高い。すなわち、摩擦
損失は接触部の摩擦力と摩擦相対移動距離との積として
算出されるもので、摩擦により失われる仕事量をいう
が、ころがり接触の場合、この摩擦相対移動距離が、す
べり摩擦の状態に比べて極めて小さいので、結果的に摩
擦損失が小さいことになる。尚、この摩擦損失を回転速
度で除したものが摩擦トルクである。
【0028】尚、図4、図5における実施形態におい
て、転動体49をテーパーローラー状にして、回転体5
0の周溝部43が転動体49と接触する接触部もこれに
合わせたテーパー状とし、第1の軌道面41及び第2の
軌道面47もこれに適合せる断面形状として、テーパー
状の転動体49と直線状に接するごとくしても本発明の
主旨に外れるものでない。
【0029】更に、図示していないが、図1、図2と図
4、図5の実施形態の中間にあるいわゆるアンギュラー
コンタクト形式の軸受についても同様の構造が実施し得
ることは言うまでも無い。
【0030】
【発明の効果】以上の説明で明らかなごとく、本発明に
よるころがり軸受は接触部での運動が全てころがり運動
なので回転中の滑り摩擦がなく回転が滑らかであるほ
か、ラジアル軸受及びスラスト軸受のどちらにも実施可
能なため、応用分野が広く機械製品の性能の向上の上
で、その効果は極めて著しい。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のころがり軸受を示す軸線
を含む面での断面図である。
【図2】図1のころがり軸受を示す軸線に直角な面での
断面図である。
【図3】本発明の他の実施形態のころがり軸受を示す軸
線を含む面での断面図である。
【図4】本発明のさらに他の実施形態のころがり軸受を
示す軸線を含む面での断面図である。
【図5】本発明のさらに他の実施形態のころがり軸受を
示す軸線に直角な面での断面図である。
【符号の説明】
1;21;41 第1の軌道面 2;22;42 第1の軌道輪 3,4;23,24;43,44 側部材 5,6;25,26;45,46 案内面 7;27;47 第2の軌道面 8;28;48 第2の軌道輪 9;29;49 転動体 10;30;50 回転体 11,12;31,32;51,52 被案内部
(リング部) 13;33;53 周溝部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の軌道面を有する第1の軌道輪の側
    端部に側部材を設け、該側部材の周部に前記第1の軌道
    面と同心の円輪状の案内面を設け、第1の軌道面と対向
    する同心の第2の軌道面を有する第2の軌道輪と前記第
    1の軌道輪との間に複数個の転動体を配列し、円周方向
    で隣接せる転動体同士間へ円周方向に直角な方向に延び
    る回転体を配列し、該回転体の端部に設けられた被案内
    部の円筒外周面を前記側部材の案内面に転動可能に接触
    せしめたことを特徴とするころがり軸受。
  2. 【請求項2】 回転体の端部に設けられた被案内部の半
    径と回転体が転動体と接触する接触部の半径との比は、
    側部材の案内面の半径と第1の軌道輪が転動体と接触す
    る接触部の半径との比に等しいこととする請求項1に記
    載のころがり軸受。
  3. 【請求項3】 転動体が球状であり、第1の軌道輪の第
    1の軌道面と第2の軌道輪の第2の軌道面の少なくとも
    一方は該転動体と2点で接触する断面形状を有すること
    とする請求項1に記載のころがり軸受。
  4. 【請求項4】 転動体が円筒状であり第1の軌道輪の第
    1の軌道面及び第2の軌道輪の第2の軌道面は、軸線方
    向にて該転動体と線状に接触する断面形状を有すること
    とする請求項1に記載のころがり軸受。
  5. 【請求項5】 第1の軌道面と第2の軌道面とが軸線方
    向で互いに対面し、両軌道面の間に配置された隣接せる
    転動体同士間に回転体が配され,該回転体は回転中心軸
    線が転動体の中心よりやや第2の軌道輪側に傾いてお
    り、該回転体の端部の2つの被案内部は、軸受の回転中
    心から遠い側が近い側より大径となるごとく形成されて
    いることとする請求項1に記載のころがり軸受。
JP33507598A 1997-11-27 1998-11-26 ころがり軸受 Pending JPH11223215A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33507598A JPH11223215A (ja) 1997-11-27 1998-11-26 ころがり軸受

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34083897 1997-11-27
JP9-340838 1997-11-27
JP33507598A JPH11223215A (ja) 1997-11-27 1998-11-26 ころがり軸受

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