【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クロスローラ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クロスローラ軸受は、一般に、図６に示すように、内径面に互いに直交する２つの傾斜軌道面５１ａ、５１ｂを有し、両軌道面５１ａ、５１ｂの境界で軸方向に２分割された外輪５１と、外径面に互いに直交する２つの傾斜軌道面５２ａ、５２ｂを有する内輪５２と、これらの両軌道輪５１、５２の間に組み込まれた複数の円筒ころ５３とで構成されている。なお、両軌道輪が２分割されている場合や、外輪が一体で内輪が２分割されている場合もある。そして、単列のコンパクトな構造で、大きなラジアル荷重やスラスト荷重、モーメント荷重を支えることができる軸受として、工業用ロボットの関節部や旋回部、工作機械の旋回テーブル、医療機械、建設機械等に数多く使用されている。
【０００３】
しかしながら、構造上、ころ長さをころ径とほぼ同一の寸法にする必要があるため、建設機械等において低速かつ負荷の大きい条件で使用される場合には、図７に示すエッジロード（ころの両端近傍におけるころと軌道面との接触面圧のピーク）が特に高くなりやすく、ころの外周面や内外輪軌道面で転動疲労による亀裂や表層の剥離が早期に生じて、短寿命となることがある。
【０００４】
上記エッジロードを抑えるための対策としては、通常、ころの両端近傍部を端面に向かって徐々に小径とするクラウニング加工の幅および外径面のドロップ量を大きくする方法を採るが、ころ長さに制約のあるクロスローラ軸受では、クラウニング幅を大きく取ると、ころ外径面の平坦部の減少により接触面圧が全体的に大幅に上昇して、疲労寿命の低下につながる。また、ころ外径面の平坦部が減少すると、軸受運転時にころがふらついてスムーズに自転しない状態となり、摩耗の進展が早まったり、焼き付きが生じて、短寿命となることもある。
【０００５】
一方、ころと軌道輪との間の潤滑を良好に保つことにより、焼き付き等を防止して長寿命化を図ったクロスローラ軸受の提案がある。この軸受は、内外輪の両側面に切欠部を設け、これらの各切欠部に潤滑剤を内外輪間に密封するシール部材を嵌め込んでいる（特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２７０５５２号公報（図１）
【０００７】
上記の内外輪側面にシール部材を嵌め込んだクロスローラ軸受では、内外輪の両側面に切欠部があるため、軌道輪の側面に近い側のエッジロードは、各軌道輪の変形により、ある程度低減されると考えられる。しかし、その結果、２分割された外輪の２つの傾斜軌道面の境界に近い側のエッジロードは大きくなり、かえって転動疲労寿命の低下が生じやすくなる問題がある。これは、この軸受の内外輪の切欠部が、単にシール部材を嵌め込むためのものであって、エッジロードに対する考察なしに設けられているからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の課題は、クロスローラ軸受のエッジロードを確実に低減して軸受寿命を延長することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、内径面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する外輪と、外径面に互いに直交する２つの傾斜軌道面を有する内輪と、これらの両軌道輪の間に組み込まれた複数の円筒ころとから成り、前記両軌道輪の少なくとも一方がその２つの傾斜軌道面の境界で軸方向に２分割されているクロスローラ軸受において、前記外輪の両側面の内径近傍部、前記内輪の両側面の外径近傍部、および外輪外径面と内輪内径面のうちの軸方向に２分割された面の分割位置近傍部に、環状の逃げ溝を設けた構成を採用したのである。
【００１０】
すなわち、外輪および内輪の軌道面と反対側の面に、軌道面のエッジロードが作用する位置に対応させて環状の逃げ溝を設けることにより、外輪および内輪がころから荷重を受けたときに、逃げ溝を設けた部分がころ軸心から離れる方向に変形して、エッジロードが小さくなるようにしたのである。
【００１１】
ここで、前記逃げ溝の深さは、軸受が基本動定格荷重相当の荷重を受けて前記外輪および内輪が変形したときに、逃げ溝の底面がその逃げ溝を設けたもとの面から突出しないように設定することが好ましい。軌道輪の変形時に逃げ溝の底面が軸受支持部材や軸に接触して変形を拘束されると、エッジロード低減量が減少するからである。
【００１２】
一方、前記逃げ溝の幅は、逃げ溝の側面とその逃げ溝を設けたもとの面との境界から前記円筒ころの軸心に下ろした垂線が、ころの端面からころ長さの０．０７〜０．２１倍の位置でころ軸心に交わるように設定することが好ましい。また、前記逃げ溝の底面は、その逃げ溝を設けたもとの面と平行な平面とし、前記逃げ溝の側面とその逃げ溝を設けたもとの面とがなす角は、３０〜４５°とすることが好ましい。外輪および内輪が適度に変形してエッジロードがなるべく小さくなるように設計しやすいからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５に基づき、この発明の実施形態を説明する。このクロスローラ軸受は、図１に示すように、内径面に互いに直交する２つの傾斜軌道面１ａ、１ｂを有する外輪１と、外径面に互いに直交する２つの傾斜軌道面２ａ、２ｂを有する内輪２と、これらの両軌道輪１、２の間に、軸受の軸心に対して４５°傾いた状態で組み込まれた複数の円筒ころ３とで構成されている。外輪１および内輪２は、それぞれ２つの傾斜軌道面１ａ、１ｂおよび２ａ、２ｂの境界で軸方向に２分割されている。
【００１４】
前記外輪１は、その両側面の内径近傍部および外径面の軸方向分割位置の近傍部に、環状の逃げ溝４が設けられている。一方、前記内輪２は、その両側面の外径近傍部および内径面の軸方向分割位置の近傍部に、環状の逃げ溝５が設けられている。
【００１５】
図２に示すように、各軌道輪１、２の逃げ溝４、５の幅Ｂは、その側面と逃げ溝４、５を設けたもとの面との境界からころ３の軸心Ｃに下ろした垂線Ｘが、ころ３の端面からころ長さＬの０．０７〜０．２１倍の位置でころ軸心Ｃに交わるように設定されている。
【００１６】
また、図３に示すように、各逃げ溝４、５の底面は、溝４、５を設けたもとの面と平行な平面となっており、溝側面ともとの面とがなす角θは、３０〜４５°に設定されている。なお、各逃げ溝４、５の底面と側面との境界部分には、両者を滑らかに連続させる適度な曲率半径の円弧面が形成されている。そして、各逃げ溝４、５の深さＤは、０．０１〜０．５ｍｍの範囲で設定され、軸受が基本動定格荷重相当の荷重（この例では、ころと軌道面との接触面圧で４０００ＭＰａに相当）を受けて外輪１および内輪２が変形しても、溝底面がもとの面から突出しないようになっている。
【００１７】
このクロスローラ軸受は、上記の構成であり、外輪１および内輪２がころ３から荷重を受けたときに、逃げ溝４、５を設けた部分がころ軸心から離れる方向に適度に変形し、かつ図示省略した軸受支持部材や軸に接触することもないので、従来の軸受に比べてエッジロードが大幅に緩和される。従って、ころ３には大きなクラウニングを施す必要がなく、標準的な形状のものを使用することができ、ころ３の自転の安定性も確保される。
【００１８】
なお、この発明は、上述した実施形態のように内輪と外輪の両方が軸方向に２分割されている場合だけでなく、内輪と外輪のいずれか一方のみが２分割されている場合にも適用することができる。図４は外輪のみが分割された例を、図５は内輪のみが分割された例を示す。これらの例では、外輪外径面と内輪内径面のうちの分割された方の面の分割位置近傍部に、環状の逃げ溝が設けられる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、クロスローラ軸受の外輪および内輪の軌道面と反対側の面に、軌道面のエッジロードが作用する位置に対応させて環状の逃げ溝を設けたので、逃げ溝を設けた部分の変形によりエッジロードを緩和できるとともに、標準的な形状のころの使用によりころの自転の安定性も確保でき、厳しい荷重条件においても軸受寿命の延長を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のクロスローラ軸受の縦断正面図
【図２】図１の軸受の逃げ溝の幅の設定範囲を説明する要部拡大断面図
【図３】図１の軸受の逃げ溝の形状と深さ設定範囲を説明する要部拡大断面図
【図４】図１の軸受の内輪を一体とした場合の例を示す縦断正面図
【図５】図１の軸受の外輪を一体とした場合の例を示す縦断正面図
【図６】従来のクロスローラ軸受の縦断正面図
【図７】図６の軸受におけるころと軌道面との接触面圧分布の例を示す説明図
【符号の説明】
１ 外輪
１ａ、１ｂ 軌道面
２ 内輪
２ａ、２ｂ 軌道面
３ ころ
４、５ 逃げ溝[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cross roller bearing.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 6, the cross roller bearing generally has two inclined raceway surfaces 51a and 51b orthogonal to each other on an inner diameter surface, and an outer ring 51 divided into two in an axial direction at a boundary between the two raceway surfaces 51a and 51b. And an inner ring 52 having two inclined raceway surfaces 52a, 52b perpendicular to the outer diameter surface, and a plurality of cylindrical rollers 53 incorporated between the two raceways 51, 52. In some cases, both races may be divided into two parts, or the outer race may be integrated and the inner race may be divided into two parts. And as a bearing that can support large radial load, thrust load and moment load with a single row compact structure, it can be used for joints and turning parts of industrial robots, turning tables of machine tools, medical equipment, construction machinery, etc. Many are used.
[0003]
However, due to the structure, the roller length needs to be approximately the same as the roller diameter. Therefore, when the roller is used in a construction machine or the like under conditions of low speed and large load, the edge load (roller roller) shown in FIG. The peak of the contact surface pressure between the roller and the raceway surface in the vicinity of both ends) tends to be particularly high, and cracks and surface layer peeling due to rolling fatigue occur early on the outer peripheral surface of the roller and the inner and outer raceway surfaces, resulting in a shorter life. Sometimes.
[0004]
As a countermeasure for suppressing the edge load, a method of increasing the width of the crowning process and the drop amount of the outer diameter surface to gradually reduce the diameter in the vicinity of both ends of the roller toward the end surface is usually adopted, but the roller length is In the case of a cross roller bearing which is limited by the above, if the crowning width is made large, the contact surface pressure is largely increased as a whole due to a decrease in the flat portion of the roller outer diameter surface, which leads to a reduction in fatigue life. Further, when the flat portion of the outer diameter surface of the roller is reduced, the roller fluctuates during the operation of the bearing and does not rotate smoothly, so that the progress of abrasion is accelerated or seizure occurs, resulting in a short life.
[0005]
On the other hand, there has been proposed a cross roller bearing in which the lubrication between the rollers and the bearing ring is kept good to prevent seizure and the like and extend the life. In this bearing, notches are provided on both side surfaces of the inner and outer rings, and a seal member for sealing the lubricant between the inner and outer rings is fitted into each of the notches (see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-270552 (FIG. 1)
[0007]
In the above-mentioned cross roller bearings in which seal members are fitted on the inner and outer ring side surfaces, the notches are provided on both side surfaces of the inner and outer rings, so that the edge load on the side closer to the side surfaces of the bearing rings is reduced to some extent by deformation of each bearing ring. It is thought to be done. However, as a result, there is a problem that the edge load near the boundary between the two inclined raceway surfaces of the two divided outer races becomes large, and the rolling fatigue life tends to be reduced. This is because the cutouts of the inner and outer races of this bearing are merely for fitting the seal member, and are provided without consideration for the edge load.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to reliably reduce the edge load of a cross roller bearing and extend the life of the bearing.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides an outer ring having two inclined raceways orthogonal to each other on an inner diameter surface, an inner ring having two inclined raceways orthogonal to each other on an outer diameter surface, and both of these races A plurality of cylindrical rollers incorporated between the two outer races, wherein at least one of the two races is axially divided into two at the boundary between the two inclined raceway surfaces. An annular relief groove is provided in the vicinity of the inner diameter, in the vicinity of the outer diameter on both side surfaces of the inner ring, and in the vicinity of the dividing position of the axially divided surface of the outer ring outer diameter surface and the inner ring inner diameter surface. It was adopted.
[0010]
That is, by providing an annular relief groove corresponding to the position on the raceway surface where the edge load acts on the surface opposite to the raceway surface of the outer ring and the inner ring, when the outer ring and the inner ring receive a load from the rollers, The portion provided with the relief groove is deformed in a direction away from the roller axis, so that the edge load is reduced.
[0011]
Here, the depth of the clearance groove is such that when the bearing receives a load equivalent to the basic dynamic load rating and the outer ring and the inner ring are deformed, the bottom surface of the clearance groove does not protrude from the surface on which the clearance groove is provided. It is preferable to set This is because, when the raceway is deformed, if the bottom surface of the clearance groove contacts the bearing support member or the shaft to restrict the deformation, the edge load reduction amount decreases.
[0012]
On the other hand, the width of the clearance groove is such that a perpendicular drawn from the boundary between the side surface of the clearance groove and the original surface provided with the clearance groove to the axis of the cylindrical roller is 0.07 to less than the roller length from the end face of the roller. It is preferable to set so as to intersect the roller axis at a position of 0.21 times. Further, the bottom surface of the clearance groove is a plane parallel to the original surface provided with the clearance groove, and the angle formed between the side surface of the clearance groove and the original surface provided with the clearance groove is 30 to 45 °. Is preferred. This is because it is easy to design such that the outer ring and the inner ring are appropriately deformed to reduce the edge load as much as possible.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, this cross roller bearing has an outer ring 1 having two inclined raceway surfaces 1a and 1b orthogonal to each other on an inner diameter surface, and two inclined raceway surfaces 2a and 2b orthogonal to each other on an outer diameter surface. It comprises an inner ring 2 and a plurality of cylindrical rollers 3 installed between the two races 1 and 2 at an angle of 45 ° with respect to the axis of the bearing. The outer race 1 and the inner race 2 are each bisected in the axial direction at the boundary between two inclined raceway surfaces 1a, 1b and 2a, 2b.
[0014]
The outer race 1 is provided with annular relief grooves 4 in the vicinity of the inner diameter on both side surfaces and in the vicinity of the split position in the axial direction on the outer diameter surface. On the other hand, the inner ring 2 is provided with annular relief grooves 5 in the vicinity of the outer diameter on both side surfaces and in the vicinity of the split position in the axial direction on the inner diameter surface.
[0015]
As shown in FIG. 2, the width B of the clearance grooves 4 and 5 of each of the races 1 and 2 is lowered to the axis C of the roller 3 from the boundary between the side surface and the original surface where the clearance grooves 4 and 5 are provided. The perpendicular X is set so as to cross the roller axis C at a position 0.07 to 0.21 times the roller length L from the end face of the roller 3.
[0016]
As shown in FIG. 3, the bottom surface of each of the clearance grooves 4 and 5 is a plane parallel to the original surface on which the grooves 4 and 5 are provided, and the angle θ between the groove side surface and the original surface is: It is set to 30 to 45 °. An arcuate surface having an appropriate radius of curvature is formed at the boundary between the bottom surface and the side surface of each of the escape grooves 4 and 5 to smoothly connect the two. The depth D of each of the clearance grooves 4 and 5 is set in the range of 0.01 to 0.5 mm, and the bearing is loaded with a load equivalent to the basic dynamic load rating (in this example, the contact surface pressure between the rollers and the raceway surface). Even when the outer ring 1 and the inner ring 2 are deformed in response to a pressure of 4000 MPa, the groove bottom surface does not protrude from the original surface.
[0017]
This cross roller bearing has the above configuration, and when the outer ring 1 and the inner ring 2 receive a load from the roller 3, the portion provided with the relief grooves 4, 5 is appropriately deformed in a direction away from the roller axis, In addition, since there is no contact with a bearing support member or a shaft not shown, the edge load is greatly reduced as compared with the conventional bearing. Accordingly, the roller 3 does not need to be subjected to a large crowning, a roller having a standard shape can be used, and the rotation stability of the roller 3 is also ensured.
[0018]
The present invention is applied not only to the case where both the inner ring and the outer ring are divided into two in the axial direction as in the above-described embodiment, but also to the case where only one of the inner ring and the outer ring is divided into two. can do. FIG. 4 shows an example in which only the outer ring is divided, and FIG. 5 shows an example in which only the inner ring is divided. In these examples, an annular relief groove is provided in the vicinity of the division position of the divided surface of the outer ring outer diameter surface and the inner ring inner diameter surface.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides an annular relief groove on the surface of the cross roller bearing opposite to the raceway surfaces of the outer ring and the inner ring in correspondence with the position where the edge load of the raceway surface acts, The edge load can be alleviated by deformation of the portion provided with, and the stability of the rotation of the rollers can be secured by using rollers having a standard shape, and the life of the bearing can be extended even under severe load conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of a cross roller bearing according to an embodiment; FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part explaining a setting range of a width of a relief groove of the bearing of FIG. 1; FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional front view showing an example in which the inner ring of the bearing of FIG. 1 is integrated; FIG. 5 is an integrated sectional view of the bearing of FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional front view of a conventional cross roller bearing. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a contact surface pressure distribution between a roller and a raceway surface in the bearing of FIG. ]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring 1a, 1b Track surface 2 Inner ring 2a, 2b Track surface 3 Roller 4, 5 Relief groove