JP2013160308A - 旋回軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は，外輪と内輪に形成される軌道溝の転走面の有効接触長さを最大限に確保して負荷能力を向上させながら，ローラ端面を案内する案内部の幅を縮小してローラ端面の接触抵抗を可及的に低減すると共にローラのスキューを防止することができる旋回軸受を提供する。
【解決手段】この旋回軸受は，外輪１の内周面８に形成した外側軌道溝６を境に内周面８に段差を形成すると共に，内輪２の外周面９に形成した内側軌道溝７を境に外周面９に段差を形成し，それによって，転走面１３，１５のローラ転動面１１との接触面積を大きく形成し，案内部１４，１６における案内面１７，１８とローラ端面１２との接触面積を小さく構成したものである。
【選択図】図５

Description

この発明は，例えば，半導体製造装置，精密機械，測定・検査装置，医療機器，各種ロボット，各種組立装置，搬送機械，工作機械，マイクロマシーン等の各種装置における旋回部に組み込んで使用される旋回軸受に関する。

また，従来知られている複列ローラ軸受は，内周面の周方向に沿って２条の外側転走溝が形成された外輪と，外輪の外側転走溝と対向する２条の内側転走溝が外周面の周方向に沿って形成された内輪と，これらの外側転走溝及び内側転走溝が互いに対向して形成された転走路に配列され且つ内輪又は外輪の回転に伴って転走路で荷重を負荷しながら循環する多数のローラとから構成されている。外側転走溝及び内側転走溝は，ローラが転走する転走面とローラの軸方向端面と微小隙間を介して対向するスキュー規制面とが交わって断面略Ｖ字状に形成されており，また，外側転走溝のスキュー規制面には，ローラの自転軸に対向する部位を挟んで一対の環状溝が外輪の内周面の周方向に沿って形成されている。また，内側転走溝のスキュー規制面には，ローラの自転軸に対向する部位を挟んで一対の環状溝が内輪の外周面の周方向に沿って形成されている。更に，外輪には，外側転走溝の最深部から半径方向に貫通する潤滑油の排出通路が設けられている（例えば，特許文献１参照）。

従来，組み立て作業が容易で小形化が可能なアンギュラコンタクト円筒ころ軸受として，本出願人が先に開発した図１５及び図１６に示されるものが知られている。該アンギュラコンタクト円筒ころ軸受は，図１５に示すように，外輪５１と内輪５２との間に円筒ころ５３の軌道路６０が複列で形成されており，各軌道路６０内に配列された円筒ころ５３の自転軸が外輪５１及び内輪５２の回転軸に対して傾斜しているタイプである。外輪５１には，円筒ころ５３を軌道路６０に組み込むために組込孔５５が形成されており，組込孔５５は蓋部材６７で閉鎖されている。外輪５１の内周面５８は，外側軌道溝５６の外側も内側も同じレベルで段差は形成されていない。同様に，内輪５２の外周面５９は，内側軌道溝５７の外側も内側も同じレベルで段差は形成されていない。外側軌道溝５６及び内側軌道溝５７は，断面Ｖ型形状であって，ころ転動面６１を受ける転動面６３，６５と，ころ端面６２を受ける案内部６４，６６とは同じ形状に形成されている。また，該アンギュラコンタクト円筒ころ軸受は，軌道溝５６，５７間に配列した円筒ころ５３間にセパレータ５４が組み込まれている（図１６）。セパレータ５４は，図１６に示すように，円筒ころ５３が転動する軌道のそれぞれの転動面６３，６５に僅かな隙間で対向する対向面で成る上面６８と下面６９，上面６８と下面６９とを連設された柱部７０，及び円筒ころ５３の端面６２側に面する軌道のそれぞれの案内面に僅かな隙間で対向する端面を有している。また，セパレータ５４の両側には円筒ころ５３を嵌入する凹部が対称に形成され，更に，セパレータ５４の両側面の凹部は中央部に向かって漸次膨出する凸状の円弧形状に形成され，円筒ころ５３がセパレータ５４の凹部の凸状部分に接触して回転案内されるものである（例えば，特許文献２参照）。

また，図１７に示すような複列旋回軸受が知られている。該複列旋回軸受は，外輪７１と内輪７２との間に設けられた複数列の転走路７４にローラ等の転動体７３が装填されたものである。該複列旋回軸受は，内周に複数列の転走溝７５が設けられた外輪７１と，外輪７１の内側に配置され且つ外周には外輪７１の転走溝７５に対応する複数列の転走溝７６が設けられた内輪７２と，内外輪の転走溝間に形成される転走路７４に装填される多数の転動体７３とを備えている。外輪７１又は内輪７２には，その半径方向に貫通して転走路７４への転動体７３の挿入を可能にする挿入孔７７が転走路７４毎に個別に設けられている（例えば，特許文献３参照）。

ＷＯ２００９／０２００８７号公報 特開２０００−３１４４１８号公報 特開２００２−１３５４０号公報

ところで，従来の複列ローラ軸受は，転走溝における転走面とローラ端面の案内部とが連続する位置に逃がし溝が形成されている。該逃がし溝は，転走溝の転走面と案内面を正確な形状に研削加工できるようにするために，ある程度の幅を持たせている。また，複列ローラ軸受は，内輪の外周面と外輪の内周面とが幅方向において半径方向に同一位置で外周面と内周面とがそれぞれ形成しており，そのため，ローラ端面の案内部であるスキュー規制面を形成するためその周方向両側に環状溝を形成した構造に構成されている。また，逃がし溝は，転走溝を研削加工するときに，研削加工時に砥石から離脱した砥粒が排出され，転走溝の形状が転写された砥石の隅部の形状が僅かに崩れても，転走溝の転走面には研削加工の残りが発生することなく必要な形状が形成されるという機能を果たす。しかしながら，従来の複列ローラ軸受では，逃がし溝は，転走面側にも形成されており，ローラ転動面の有効接触長さに対して，内輪及び外輪の転走面側の有効接触長さが小さくなっていた。その結果，複列ローラ軸受の荷重の負荷能力が低下するという問題がある。また，内輪の案内面は，従来の複列旋回軸受では，ローラ端面の直径方向の幅寸法範囲にわたりすべり接触する構造に形成されており，ローラ端面の接触面積が広くなり，摩擦抵抗が大きくなるという問題があった。

この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，二条列の軌道溝を備えた外輪と内輪，前記軌道溝間に形成された軌道路に配設される荷重を負荷して循環する多数のローラ，及び前記ローラ間で軌道路に配設されるセパレータから構成された旋回軸受において，二条列の前記軌道溝がローラ転動面が転動する転走面とローラ端面を受ける案内部とで断面略Ｖ字形状に形成され，前記案内部が前記ローラ端面をガイドする案内面と研削時の砥石の逃がし溝とで構成されており，前記外輪の内周面には前記軌道溝を境に幅方向に段差が形成され，前記内輪の外周面には前記軌道溝を境に幅方向に段差が形成され，それによって，前記ローラ転動面が転動する前記転走面を前記ローラ転動面の全域を受けて定格荷重（負荷容量）が最大限になるように構成し，前記ローラ端面をガイドする前記案内面を可及的に小さく構成して接触抵抗を低減させることができる旋回軸受を提供することである。

この発明は，内周面に沿って二条列の断面略Ｖ字形状の外側軌道溝が形成された外輪，外周面に沿って前記外輪の前記外側軌道溝に対向する二条列の断面略Ｖ字形状の内側軌道溝が形成された内輪，前記外側軌道溝と前記内側軌道溝で形成される軌道路に配設され且つ前記外輪と前記内輪の相対回転に伴って前記軌道路で荷重を負荷して循環する多数のローラ，及び前記ローラ間に位置して前記軌道路に配設されたセパレータから成る旋回軸受において，
前記外輪の前記外側軌道溝は，前記外輪の内側に位置してローラ転動面が転動する転走面と前記外輪の外側に位置し且つ一方のローラ端面を旋回摺動する案内部から構成され，前記内輪の前記内側軌道溝は，前記内輪の外側に位置して前記ローラ転動面が転動する転走面と前記内輪の内側に位置し且つ他方のローラ端面を旋回摺動する案内部から構成され，前記外側軌道溝と前記内側軌道溝との前記案内部は，前記ローラの前記端面を案内し且つ前記外輪の前記内周面と前記内輪の前記外周面にそれぞれ形成された案内面と，前記案内面から前記外側軌道溝と前記内側軌道溝との底部まで延びる逃がし溝とからそれぞれ構成され，前記外輪は，前記転走面を前記ローラ転動面の有効接触長さより大きく形成して前記案内部を前記転走面より幅寸法を小さく形成するため，前記転走面側の前記内周面が前記案内面側の前記内周面より内径側に突出して前記内周面が前記外側軌道溝を境に段差に形成され，前記内輪は，前記転走面を前記ローラ転動面の有効接触長さより大きく形成して前記案内部を前記転走面より幅寸法を小さく形成するため，前記転走面側の前記外周面が前記案内面側の前記外周面より外径側に突出して前記外周面が前記内側軌道溝を境に段差に形成されていることを特徴とする旋回軸受に関する。

また，前記外輪と前記内輪との前記転走面は，前記逃がし溝と連続して逃がし溝形状の前記転走面側の始点が前記ローラの面取り形状の開始位置より前記ローラ端面側に位置してローラ端部の面取り部の寸法範囲内であり，前記転走面の前記案内部側において前記転走面の有効接触部分の端部位置は，前記ローラ転動面における前記面取り部の開始位置よりも前記ローラ端面側の位置になっている。

また，前記外輪と前記内輪との前記案内面と前記逃がし溝とで構成される前記案内部の前記幅寸法は，前記ローラの半径寸法よりも大きく，前記ローラの直径よりも小さいものである。

また，前記外輪と前記内輪との前記逃がし溝は，前記案内部と前記転走面とを研削加工するために，前記案内部の前記転走面側に断面形状くさび状で前記転走面との交点位置がＲ形状に且つ前記案内面よりも大きく傾斜したテーパ面に形成されており，前記ローラの半径以下の幅寸法に形成されている。更に，前記外輪と前記内輪との前記案内部における前記案内面は，前記ローラのスキューを防止するために，前記ローラの回転中心に跨がって前記ローラの半径以下の幅寸法で前記ローラの回転中心に対して直角方向に傾斜したテーパ面に形成されている。

また，前記外輪の前記外側軌道溝に位置する側の前記ローラ端面は前記案内面に対して両端側の２箇所で接触ガイドされ，前記内輪の前記内側軌道溝に位置する側の前記ローラ端面は前記案内面に対してローラ回転中心の１箇所で接触ガイドされる。また，前記外輪又は前記内輪には，前記ローラと前記セパレータとを前記軌道路に組み込むための組込孔が形成されており，前記組込孔の前記軌道路側の開口部は，前記転走面の全域と前記案内部の前記逃がし溝とに開口して前記案内面から偏倚している。

この発明による旋回軸受は，上記のように構成されているので，２つの軌道溝に挟まれた外輪の内側内周面と軸受の取付面側である外輪の外側内周面とに段差が形成され，同時に，２つの軌道溝に挟まれた内輪の外周面と軸受の取付面側の内輪の外周面とに段差が形成され，外輪と内輪に形成される軌道溝の転走面の有効接触長さを最大限に確保しながら，内輪におけるローラ端面を案内する案内部の幅を縮小してローラ端面の接触抵抗を可及的に低減すると共にローラのスキューを防止することができ，外輪内周面や内輪外周面に段差を形成することで，軸受の外部から軌道溝への異物が入り込み難くなって，内部に潤滑剤の保持できる空間を形成することもできる。即ち，この旋回軸受は，従来構造に比べて内側軌道溝と外側軌道溝との転走面のローラ転動面に対する有効接触長さを長くして，軸受の定格荷重を向上でき，軌道溝への異物が入り込み難いので，ローラが異物を噛み込むことを予防でき，段差による空間が油溜まりとなって潤滑性能が向上する。内輪及び外輪は，案内部の幅を縮小してローラ案内面を縮小でき，ローラ端面と滑り接触する面積が小さくでき，接触摩擦抵抗を低減でき，内輪と外輪とはスムーズに相対回転できる。

また，この旋回軸受は，外輪の内側内周面が両外側内周面よりも軌道路を転走するローラの中心位置に接近し，また，内輪の両外側軌道溝が内側軌道溝よりも軌道路を転走するローラの中心位置に接近しているので，逃がし溝形状の転走面側の始点がローラの面取り形状の開始位置よりローラ端面側に位置してローラ端部の面取り部の寸法範囲に位置し，転走面の有効接触部分の端部位置は，ローラ転動面における面取り部の開始位置よりもローラ端面側の位置になるように構成され，軌道溝の転走面の有効接触長さをローラの有効接触長さよりも長く設定でき，従来の旋回軸受に比べて，軌道溝の転走面の有効接触長さが長くなり，軸受の定格荷重を最大限に構成することができ，負荷能力が向上する。また，この旋回軸受は，案内面と逃がし溝で構成される案内部の幅寸法は，ローラの半径寸法よりも大きく，ローラの直径よりも小さく形成されており，案内面でローラ端面を確実に案内しながら，ローラ端面の外周面側が案内面と接触しないので，滑り接触するローラ端面と案内面の面積を低減して，接触摩擦抵抗を減らすことができ，外輪と内輪とがスムーズに相対回転できる。

また，この旋回軸受は，逃がし溝が案内面の転走面側に形成され，その断面形状がくさび状で転走面との交点位置がＲ形状になり，逃がし溝の幅寸法がローラの半径以下で且つ逃がし溝が案内面に対して更に傾斜したテーパ面に形成されているので，外輪側の軌道溝の案内面は，必ずローラ端面と接触する構造であり，ローラ進行方向の直径両端位置が内輪側の軌道溝では，ローラ端面の外周側位置と逃がし溝が対向する。ローラが回転しながら軌道溝を転走するとき，ローラ端面の外周側の位置は，案内面に対して相対回転速度が大きくなる。ローラ端面の外周側に対向する案内面側には逃がし溝が形成されて，ローラ端面との滑り接触が発生せず，その結果，接触摩擦抵抗が小さくスムーズに相対回転できる。更に，内輪の外側軌道溝と外輪の内側軌道溝とにおける転走面と案内部の案内面及び逃がし溝とは，砥石で同時に研削加工することができる。また，前記外輪又は前記内輪に形成された組込孔の前記軌道路側の開口部は，前記転走面の全域と前記案内部の前記逃がし溝とに開口して前記案内面から偏倚しているので，ローラの転動時には，ローラ端面が組込孔の開口に引っ掛かったり落ち込んだりすることがなく，ローラはスムーズに転動できる。

この発明による旋回軸受である一実施例の複列アンギュラローラベアリングを示す外観図である。 図１の複列アンギュラローラベアリングのＡ−Ａ’断面位置を示す断面図である。 図１の複列アンギュラローラベアリングのＢ−Ｏ−Ｃ断面位置に示し，２つの軌道溝に対して1 つの組込孔が形成されている実施形態を示す断面図である。 図３の符号Ｄの領域を示す拡大断面図である。 図４の符号Ｋの領域におけるローラと，外輪の内側軌道溝と内輪の外側軌道溝から成る軌道路とを示す拡大断面図である。 図５の符号Ｅの領域を拡大して示す説明図である。 外輪の内側軌道溝と内輪の外側軌道溝との間の軌道路を転動するローラを示す斜視図である。 ローラ間に配設されるセパレータの実施形態を示す斜視図である。 図８のセパレータを示す正面図である。 図９のＨ−Ｈ断面位置におけるセパレータを示す拡大断面図である。 ローラに接触するセパレータの端面を示す正面図である。 図１１のＪ−Ｊ断面におけるセパレータの貫通孔方向から見たローラとセパレータとの配列状態を示す説明図である。 ローラが端面両側に位置するセパレータの別の例を示す斜視図である。 図１３と同様な位置でのセパレータの更に別の例を示す斜視図である。 外輪の内側軌道溝と内輪の外側軌道溝とから成る軌道路にローラを配設したたローラを従来の複列ローラ軸受を示す断面図である。 図１５の複列ローラ軸受におけるローラ間に配設されたセパレータを示す斜視図である。 転動体を組み込む挿入孔が軌道路毎に設けられた従来の複列旋回軸受を示す断面図である。

以下，図面を参照して，この発明による旋回軸受の一実施例について説明する。この発明による旋回軸受は，図１〜図４に示すように，概して，外輪１，内輪２，及びそれらの間に形成された軌道路１０に配設されたローラ３とローラ３間に配設されたセパレータ４（図８）から構成されている。外輪１又は内輪２のいずれか一方に即ち実施例では外輪１に，円筒ころのローラ３とセパレータ４を組み込むための組込孔５が形成されて，断面Ｖ溝状の軌道溝６，７を複数列（図では２条列）を有する複列のアンギュラコンタクト円筒ころ軸受である。外輪１には，内周面８に断面Ｖ溝状の外側軌道溝６が形成され，また，内輪２には，外周面９に断面Ｖ溝状の内側軌道溝７が形成されている。また，この実施例では，外側軌道溝６と内側軌道溝７との作用線Ｆと軸受半径方向との成す角，即ち，転動体荷重が負荷される方向と軸受の中心軸に垂直な平面とのなす角の接触角αは，図４に示されるように，４５°の角度に形成されている。従って，外側軌道溝６と内側軌道溝７の各条列から延びる作用線Ｆの延長線の交差する交差角βは，互いに直交して９０°の角度に形成されている。外輪１及び内輪２には，ベース，機器等の他の部材に取り付けて固定されるためにザグリ状の取付け用孔３０，３１が形成されている。このアンギュラコンタクト円筒ころ軸受の軌道溝６，７の配列は，背面配列構造又は正面配列構造に構成され，本実施例では，背面配列構造に構成されている。背面配列状態では，図４に示すように，外側軌道溝６の転走面１３の中央部間距離ａよりも，内側軌道溝７の転走面１５の中央部間距離ｂが大きくなっている。また，外側軌道溝６と内側軌道溝７とから成る軌道路１０を転動するローラ３のローラ荷重の作用線Ｆ同士は，ローラ３のピッチ円の外側で互いに交差している。背面配列状態は，ローラ荷重の作用点間の距離が大きく，モーメント荷重に対する負荷能力が高くなる。

この旋回軸受の仕様は，本実施例では，例えば，内輪１の内周面寸法，即ち内径寸法が１６０ｍｍ，外輪１の外周面３２の寸法，即ち外径寸法が２９５ｍｍ，外輪１と内輪２との幅寸法が３５ｍｍに形成されている。ローラ３は，例えば，直径Ｄａと長さＬｒの比率が略１：１に形成されているが，詳しくは，直径Ｄａの寸法はφ６ｍｍであり，長さＬｒは直径寸法よりも僅かに小さく形成されている。この旋回軸受は，その軸方向両端側には，防じん部品としてシールが設けられるように，外輪１と内輪２との間の端面側にシール溝４１が設けられている。外輪１には，油孔２４が形成されており，本実施例では，４箇所に形成されており，油孔２４同士は，例えば，互いに外輪１の周方向に９０°隔置するように形成されている。油孔２４は，例えば，直径φ２ｍｍの貫通孔であり，外輪１の外周面３２側に管用テーパ雌ねじが形成されている。この旋回軸受では，ローラ３及びセパレータ４の軌道路１０への組み込むための組込孔５は，本実施例では外輪１に１箇所形成され，油孔２４と干渉しない位置に形成されている。この旋回軸受では，組込孔５を通じて複数の転動体のローラ３及びローラ３間にセパレータ４が組み込まれる。また，組込孔５は，蓋部材２５で閉鎖される。蓋部材２５は，例えば，特開２０１０−２３００５３号公報に開示されているものを使用することができる。蓋部材２５の軌道溝６側の端部は，軌道溝６の形状に対応した形状に形成されている。蓋部材２５は，外周面に軸方向に形成されたスリット２８と，スリット２８の端部付近に周方向に形成されたスリットを有する。蓋部材２５の他方の端部にはねじ孔２９Ｈが形成されている。ねじ孔２９Ｈの口元は，対応した頭部形状の止めねじ２９を締めこむことによって，スリット２８が広がり蓋部材２５の外形が拡径して，組込孔５に対して蓋部材２５が固定されるようになる。蓋部材２５の他方の端部は，外輪１の外周面３２よりも凹んだ位置になっている。

この発明による旋回軸受は，特に，外輪１の内周面８に形成した外側軌道溝６を境に内周面８に段差を形成すると共に，内輪２の外周面９に形成した内側軌道溝７を境に外周面９に段差を形成し，転走面１３，１５のローラ転動面１１との接触面積を大きく，案内部１４，１６のローラ端面１２との接触面積を小さく構成したことを特徴としている。特に，図４及び図５に示すように，外輪１の外側軌道溝６は，断面略Ｖ字形状の一面が転走面１３に形成され，他面が案内部１４に形成されている。案内部１４は，研削加工のための砥石（図示せず）用の逃がし溝１９と，ローラ端面１２をガイドする案内面１７とで構成されている。同様に，内輪２の内側軌道溝７は，断面Ｖ溝状の一面が転走面１５に形成され，他面が案内部１６に形成されている。案内部１６は，研削加工のための砥石（図示せず）用の逃がし溝２０と，ローラ端面１２をガイドする案内面１８とで構成されている。更に，外輪１の外側軌道溝６は，外輪１の軸方向内側に位置してローラ転動面１１が転動する転走面１３と外輪１の軸方向外側に位置し且つ一方のローラ端面１２を旋回摺動する案内面１７を備えた案内部１４から構成されている。また，内輪２の内側軌道溝７は，内輪２の軸方向外側に位置してローラ転動面１１が転動する転走面１５と内輪２の軸方向内側に位置し且つ他方のローラ端面１２を旋回摺動する案内面１８を備えた案内部１６から構成されている。また，外側軌道溝６と内側軌道溝７との案内部１４，１６は，ローラ端面１２を案内し且つ外輪１の内周面８と内輪２の外周面９にそれぞれ形成された案内面１７，１８と，案内面１７，１８から外側軌道溝６と内側軌道溝７との底部まで延びる逃がし溝１９，２０とからそれぞれ構成されている。

この旋回軸受については，特に，外輪１は，転走面１３をローラ転動面１１の有効接触長さより大きく形成して案内部１４を転走面１３より幅寸法を小さく形成するため，転走面１３側の内周面８が案内面１７側の内周面８より内径側に突出して内周面８が外側軌道溝６を境に段差に形成されると共に，内輪２は，転走面１５をローラ転動面１１の有効接触長さより大きく形成して案内部１６を転走面１５より幅寸法を小さく形成するため，転走面１５側の外周面９が案内面１８側の外周面９より外径側に突出して外周面９が内側軌道溝７を境に段差に形成されていることを特徴としている。外側軌道溝６の転走面１３はテーパ面２１に，また，内側軌道溝７の転走面１５はテーパ面２２に形成されている。また，外輪１の内側の内周面８は，外輪１の外側の内周面８よりも，軌道溝６を転走するローラ３の中心Ｏ位置に接近している。また，内輪２の外側の外周面９は，内輪２の内側の外周面９よりも，軌道溝６を転走するローラ３の中心Ｏ位置に接近している。それ故に，外輪１の取付面側に位置する内周面８と２つの軌道溝６の内側に位置する内周面８では，半径方向にｔｏの段差が生じており，また，内輪２の取付面側に位置する外周面９と２つの軌道溝７の内側に位置する外周面９では，半径方向にｔｉの段差が生じている。

また，組込孔５の軌道路１０側の開口部５Ａは，外輪１の転走面１３の全域と案内部１４の逃がし溝１９とに開口して，開口部５Ａの縁部は逃がし溝１９の範囲内に形成されて案内面１７から外れるように偏倚しており，それによって，組込孔５に蓋部材２５が嵌入された場合に，蓋部材２５の軌道路１０側の先端部がローラ端面１２に当接することがなく，ローラ３が開口部５Ａに落ち込んだり引っ掛かったりすることがない。また，外側軌道溝６と内側軌道溝７との転走面１３，１５の有効接触長さＬｔ１寸法は，ローラ３の有効接触長さＬｒ１よりも長く形成されている。軌道溝６，７の案内部１４，１６の幅寸法は，ローラ３の半径Ｄａ／２よりも長く，直径Ｄａよりも短く形成されている。しかも，外輪１と内輪２との案内部１４，１６における案内面１７，１８は，ローラ３のスキューを防止するに十分な長さであってローラ３の回転中心Ｏに跨がって，ローラの半径Ｄａ／２以下の幅寸法に形成され，ローラ３の回転中心Ｏに対して直角方向に傾斜したテーパ面４２に形成されている。

この旋回軸受は，軌道溝６，７や防じん部品の組込位置を除き，外輪１の内周面８と内輪２の外周面９との間の距離ｔは，外輪１と内輪２との幅方向において等しい長さに形成されている。外側軌道溝６と内側軌道溝７との逃がし溝１９，２０は，案内面１７，１８の転走面１３，１５側に周面全周に形成されている。逃がし溝１９，２０のローラ直径方向の幅寸法は，ローラ半径Ｄａよりも小さく形成されている。ローラ３が軌道路１０に組み込まれている状態で，軸受半径方向の断面位置から見た時の逃がし溝１９，２０とローラ３のローラ転動面１１とで形成される断面形状は，くさび状に形成されている。逃がし溝１９，２０の傾斜面は，図６に示すように，案内面１７，１８に対して，ローラ端面１２との間に角度θを成すように傾斜している。即ち，外輪１と内輪２との逃がし溝１９，２０は，案内部１４，１６と転走面１３，１５とを同時研削加工するために，案内部１４，１６の転走面１３，１５側に断面形状くさび状で転走面１３，１５との交点位置がＲ形状に且つ案内面１７，１８よりも大きく傾斜したテーパ面４３に形成されており，ローラ３の半径Ｄａ／２以下の幅寸法に形成されている。本実施例では，角度θは１２°である。逃がし溝１９，２０と転走面１３，１５との交差位置は，図６に示すように，例えば，円弧形状で，半径寸法Ｒｎの最大値は０. ５ｍｍになっている。案内面１７，１８に対する逃がし溝１９，２０の深さは，ローラ直径Ｄａの１０％未満の７．５％であって，０. ４５ｍｍに形成されている。この旋回軸受は，別の実施例として，複数の軌道溝が正面合せ構造にも構成することができる。

この旋回軸受では，図６に示すように，転走面１３，１５の有効接触長さＬｔ１は，ローラ３の有効接触長さＬｒ１よりも長く形成されている。即ち，ローラ３の有効接触長さをＬｒ１，転走面１３，１５の有効接触長さをＬｔ１，ローラ３の面取部２３の軸方向長さをＬｒ２とすると，Ｌｒ１＜Ｌｔ１，Ｌｔ１＜Ｌｒ１＋２×Ｌｒ２になっている。また，案内部１４，１６側における転走面１３，１５の有効接触部分の端部位置ＲＥは，ローラ端部の面取り部２３の開始位置ＲＳよりもローラ端面１２側の位置にあって面取り部２３の寸法範囲内になっている。ローラ３の面取り部２３の形状の開始位置ＲＳから，転走面１３，１５の有効接触部の端部位置ＲＥまでの長さをＬｔ２とすると，Ｌｔ２＜Ｌｒ２になっている。即ち，外輪１と内輪２との転走面１３，１５は，逃がし溝１９，２０と連続して逃がし溝形状の転走面１３，１５側の始点である端部位置ＲＥがローラ３の面取り部２３の形状の開始位置ＲＳよりローラ端面１２側に位置してローラ端部の面取り部２３の寸法範囲内である。また，図５及び図７に示されるように，外輪１の外側軌道溝６に位置する外輪１側のローラ端面１２は，案内面１７に対して直径方向の両周端の２箇所の接触位置Ｔ１でほぼ点接触状態で接触ガイドされる。また，内輪２の内側軌道溝７に位置する内輪２側のローラ端面１２は，案内面１８に対してローラ回転中心Ｏを通る直径方向の１箇所の接触位置Ｔ２でほぼ線接触状態で接触ガイドされることになる。

この旋回軸受において，セパレータ４は，種々の形状のものを使用することができ，例えば，一例が図８〜図１２，別の例が図１３，更に別の例が図１４に示されている。
まず，図８及〜図１２に示されたセパレータ４を説明する。セパレータ４は，外輪１の外側軌道溝６と内輪２の内側軌道溝７とで形成される軌道路１０に組込孔５から装填されて両端面４Ｓがローラ３間に配設される。セパレータ４は，移動方向にローラ３を隔置するための両端面４Ｓで幅を有した外周面３３が４つの辺３３Ｓから成る略四角形状に形成され，中心部に貫通孔３７が形成されている。即ち，セパレータ４は, ローラ３のローラ転動面１１と対向する凹部３５側から見た形状が略四角形である。セパレータ４は，外周面３３の各辺３３Ｓに溝部３４が形成されている。また，セパレータ４は，ローラ３に対向する面には，各辺３３Ｓ間であるローラ転動方向に延び且つローラ３のローラ転動面１１に対応する断面円弧状の凹部３５が直交（９０°）して十字状に形成されており，４隅には平面の凸部３６が形成されている。セパレータ４の外周面３３は，外輪１と内輪２の軌道溝６，７の案内部１４，１６と転走面１３，１５に対向して軌道路１０に配設されている。言い換えれば，セパレータ４は，外周面３３の転走面１３，１５側同士の間に円弧状の凹部３５が形成されている。また，セパレータ４の貫通孔３７の縁部で，セパレータ４の中心と凸部３６とを結ぶ４箇所には，セパレータ４の軸方向に突出するローラ３と接触する接触凸部３９が形成されている。セパレータ４の凹部３５は，ローラ転動面１１に対応して断面が円弧状であり，特に，図１１と図１２に示すように，凹部３５でローラ３の軸方向中央付近の狭い範囲に接触した状態でローラ３を回転案内する。

また，セパレータ４については，凹部３５は，貫通孔３７を中心に十字方向に対称に形成されており，セパレータ４がどちら向きに軌道路１０に装填されてもローラ３に対して同じ接触状態になるように形成されている（図９参照）。更に，セパレータ４の凹部３５には，その略中央付近に向けて円弧形状に漸次膨出する膨出部３８が形成されている。凹部３５における膨出部３８は，ローラ転動面１１に対するセパレータ４の当接状態，例えば，ローラ３とセパレータ４との相対的な傾斜接触状態で異なるが，ローラ３の周方向に点接触，軸方向に点接触する状態となって，ローラ３に対して面接触状態を避けることができ，接触摩擦抵抗を低減できる接触状態となる機能を有している。また，セパレータ４の外周面３３の各辺３３Ｓに形成された溝部３４の断面形状は，円弧形状に形成されている。セパレータ４には，中心部に貫通孔３７が形成されており，貫通孔３７は，潤滑剤溜まり孔の機能を果たし，断面形状がザグリ孔状に段付きに端側の直径が大きく形成され，潤滑剤が保持される。それ故に，セパレータ４は，外周面３３に形成された溝部３４と貫通孔３７によって，潤滑剤が流動し易くなっている。ローラ転動面１１は，セパレータ４の凹部３５の貫通孔３７付近で接触するようになっている（図１１，図１２参照）。セパレータ４のローラ嵌入面の凹部３５から見た正面形状は，例えば，略四角形の各辺３３Ｓが５. ９５ｍｍに形成されており，外周面３３に形成される4 つの円弧状溝部３４は同一の大きさであって，例えば，半径寸法が１. ５ｍｍに形成されている。また，ローラ３を嵌入する面である互いに直交する円弧状の凹部３５は，例えば，半径方向寸法が３. １ｍｍに形成されている。また，貫通孔３７は，段付き形状であって，例えば，中央部の直径がφ１．５ｍｍであって，周囲端部の直径がφ２. ５ｍｍに形成されている。また，セパレータ３の正面の４隅が凸部３６に形成され，凸部３６の先端は平面に形成され，円弧状の凹部３５が直交していることによって，凹部３５は，辺３３Ｓ側が長く且つ貫通孔３７側が短い略三角形状が4 つに形成される（図９参照）。従って，セパレータ４の凹部３５の外周側がローラ転動面１１に対向する面が広く，ローラ転動面１１の中央位置よりもローラ端面１２側の位置で対向面積が広くなり，ローラ端面１２側ではセパレータ４との対向面寸法に近い広さに形成されている。

次に，別の例のセパレータ４４を図１３を参照して説明する。セパレータ４４は，上記例のセパレータ４に形成された凹部３５が十字状に延びていたが，ローラ３のローラ転動面１１に対向して接触する凹部４５が一方向に延びているタイプであり，その他の点については実質的に同様な形状に形成されている。セパレータ４４は，移動方向にローラ３を隔置するための幅を有した外周面４６が４つの辺４６Ｓから成る略四角形状に形成され，中心部に貫通孔４７が形成されている。セパレータ４４は，外周面４６の各辺４６Ｓに溝部４８が形成され，ローラ転動面１１側即ち軌道溝６，７の転走面１３，１５側には大きなサイズの溝部４８Ｌが形成され，ローラ端面１２側即ち軌道溝６，７の案内部１４，１６側には小さなサイズの溝部４８Ｓが形成されている。

次に，更に別の例のセパレータ４９を図１４を参照して説明する。セパレータ４９は，上記例のセパレータ４に形成された凹部３５が十字状に延びていたが，ローラ３のローラ転動面１１に対向して接触する凹部４５が一方向に延びているタイプであり，その他の点については実質的に同様な形状に形成されている。セパレータ４９は，移動方向にローラ３を隔置するための幅を有した外周面４６が４つの辺４６Ｓから成る略四角形状に形成され，中心部に貫通孔４７が形成されている。セパレータ４９は，外周面４６の各辺４６Ｓに溝部５０が形成され，ローラ転動面１１側即ち軌道溝６，７の転走面１３，１５側には大きなサイズの溝部５０Ｌが形成され，ローラ端面１２側即ち軌道溝６，７の案内部１４，１６側には小さなサイズの溝部５０Ｓが３個形成されている。

この発明による旋回軸受は，半導体製造装置，精密機械，測定・検査装置，医療機器，各種ロボット，各種組立装置，搬送機械，工作機械，マイクロマシーン等の各種装置における旋回部に組み込んで利用して好ましいものである。

１ 外輪
２ 内輪
３ ローラ
４，４４，４９ セパレータ
５ 組込孔
５Ａ 組込孔の開口部
６ 外側軌道溝
７ 内側軌道溝
８ 内周面
９ 外周面
１０ 軌道路
１１ ローラ転動面
１２ ローラ端面
１３，１５ 転走面
１４，１６ 案内部
１７，１８ 案内面
１９，２０ 逃がし溝
４２，４３ テーパ面
Ｄａ ローラ直径
ＲＥ 転走面の有効接触部分の端部位置
ＲＳ ローラ面取り部の開始位置
Ｌｔ１ 転走面の有効接触長さ
Ｏ ローラの中心位置
ｔｏ，ｔｉ 段差寸法
Ｔ１，Ｔ２ 接触位置

また，この旋回軸受は，外輪の内側内周面が両外側内周面よりも軌道路を転走するローラの中心位置に接近し，また，内輪の両外側外周面が内側外周面よりも軌道路を転走するローラの中心位置に接近しているので，逃がし溝形状の転走面側の始点がローラの面取り形状の開始位置よりローラ端面側に位置してローラ端部の面取り部の寸法範囲に位置し，転走面の有効接触部分の端部位置は，ローラ転動面における面取り部の開始位置よりもローラ端面側の位置になるように構成され，軌道溝の転走面の有効接触長さをローラの有効接触長さよりも長く設定でき，従来の旋回軸受に比べて，軌道溝の転走面の有効接触長さが長くなり，軸受の定格荷重を最大限に構成することができ，負荷能力が向上する。また，この旋回軸受は，案内面と逃がし溝で構成される案内部の幅寸法は，ローラの半径寸法よりも大きく，ローラの直径よりも小さく形成されており，案内面でローラ端面を確実に案内するので，滑り接触するローラ端面と案内面の面積を低減して，接触摩擦抵抗を減らすことができ，外輪と内輪とがスムーズに相対回転できる。

また，この旋回軸受は，逃がし溝が案内面の転走面側に形成され，その断面形状がくさび状で転走面との交点位置がＲ形状になり，逃がし溝の幅寸法がローラの半径以下で且つ逃がし溝が案内面に対して更に傾斜したテーパ面に形成されているので，外輪側の軌道溝の案内面は，ローラ端面と接触する構造であり，ローラ進行方向の直径両端位置が内輪側の軌道溝では，ローラ端面の外周側位置と逃がし溝が対向する。ローラが回転しながら軌道溝を転走するとき，ローラ端面の外周側の位置は，案内面に対して相対回転速度が大きくなる。ローラ端面の外周側に対向する案内面側には，逃がし溝が形成されて，ローラ端面との滑り接触が発生せず，その結果，接触摩擦抵抗が小さくスムーズに相対回転できる。更に，内輪の外側軌道溝及び外輪の内側軌道溝における転走面と案内部の案内面及び逃がし溝とは，砥石で同時に研削加工することができる。また，前記外輪又は前記内輪に形成された組込孔の前記軌道路側の開口部は，前記転走面の全域と前記案内部の前記逃がし溝とに開口して前記案内面から偏倚しているので，ローラの転動時には，ローラ端面が組込孔の開口に引っ掛かったり，落ち込んだりすることがなく，ローラは，スムーズに転動できる。

Claims (7)

1. 内周面に沿って二条列の断面略Ｖ字形状の外側軌道溝が形成された外輪，外周面に沿って前記外輪の前記外側軌道溝に対向する二条列の断面略Ｖ字形状の内側軌道溝が形成された内輪，前記外側軌道溝と前記内側軌道溝で形成される軌道路に配設され且つ前記外輪と前記内輪の相対回転に伴って前記軌道路で荷重を負荷して循環する多数のローラ，及び前記ローラ間に位置して前記軌道路に配設されたセパレータから成る旋回軸受において，
   前記外輪の前記外側軌道溝は，前記外輪の内側に位置してローラ転動面が転動する転走面と前記外輪の外側に位置し且つ一方のローラ端面を旋回摺動する案内部から構成され， 前記内輪の前記内側軌道溝は，前記内輪の外側に位置して前記ローラ転動面が転動する転走面と前記内輪の内側に位置し且つ他方のローラ端面を旋回摺動する案内部から構成され，
   前記外側軌道溝と前記内側軌道溝との前記案内部は，前記ローラの前記端面を案内し且つ前記外輪の前記内周面と前記内輪の前記外周面にそれぞれ形成された案内面と，前記案内面から前記外側軌道溝と前記内側軌道溝との底部まで延びる逃がし溝とからそれぞれ構成され，
   前記外輪は，前記転走面を前記ローラ転動面の有効接触長さより大きく形成して前記案内部を前記転走面より幅寸法を小さく形成するため，前記転走面側の前記内周面が前記案内面側の前記内周面より内径側に突出して前記内周面が前記外側軌道溝を境に段差に形成され，
   前記内輪は，前記転走面を前記ローラ転動面の有効接触長さより大きく形成して前記案内部を前記転走面より幅寸法を小さく形成するため，前記転走面側の前記外周面が前記案内面側の前記外周面より外径側に突出して前記外周面が前記内側軌道溝を境に段差に形成されていることを特徴とする旋回軸受。
2. 前記外輪と前記内輪との前記転走面は，前記逃がし溝と連続して逃がし溝形状の前記転走面側の始点が前記ローラの面取り形状の開始位置より前記ローラ端面側に位置してローラ端部の面取り部の寸法範囲内であり，前記転走面の前記案内部側において前記転走面の有効接触部分の端部位置は，前記ローラ転動面における前記面取り部の開始位置よりも前記ローラ端面側の位置になっていることを特徴とする請求項１に記載の旋回軸受。
3. 前記外輪と前記内輪との前記案内面と前記逃がし溝とで構成される前記案内部の前記幅寸法は，前記ローラの半径寸法よりも大きく，前記ローラの直径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の旋回軸受。
4. 前記外輪と前記内輪との前記逃がし溝は，前記案内部と前記転走面とを研削加工するために，前記案内部の前記転走面側に断面形状くさび状で前記転走面との交点位置がＲ形状に且つ前記案内面よりも大きく傾斜したテーパ面に形成されており，前記ローラの半径以下の幅寸法に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋回軸受。
5. 前記外輪と前記内輪との前記案内部における前記案内面は，前記ローラのスキューを防止するために，前記ローラの回転中心に跨がって前記ローラの半径以下の幅寸法で前記ローラの回転中心に対して直角方向に傾斜したテーパ面に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の旋回軸受。
6. 前記外輪の前記外側軌道溝に位置する側の前記ローラ端面は前記案内面に対して両端側の２箇所で接触ガイドされ，前記内輪の前記内側軌道溝に位置する側の前記ローラ端面は前記案内面に対してローラ回転中心の１箇所で接触ガイドされることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の旋回軸受。
7. 前記外輪又は前記内輪には，前記ローラと前記セパレータとを前記軌道路に組み込むための組込孔が形成されており，前記組込孔の前記軌道路側の開口部は，前記転走面の全域と前記案内部の前記逃がし溝とに開口して前記案内面から偏倚していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の旋回軸受。

Images