JP2002227852A - 分割型転がり軸受装置 - Google Patents

分割型転がり軸受装置

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    • F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
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    • F16C19/26—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボルト頭部と係合する座面と分割線との間の
肉厚を軸方向両側で均一化し、座部の強度アップを図
る。 【解決手段】 内側軌道面１２を有する内側軌道部材１
０は、軸心Ｌに対して傾斜した分割線ｍ、ｍ’により分
割した分割体１４、１６をボルト５０で締結することに
よって構成される。ボルト５０は、内側軌道面１２の軸
方向両側に配置する。この両締結部材５０の頭部５２と
係合する分割体１４、１６の座面６２を、分割線ｍ、
ｍ’を挟んでその両側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軌道面を有する軌
道部材を分割した分割型転がり軸受装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】鋼板等の連続鋳造設備に使用される圧延
ロール軸や大型発電機のタービン軸といった軸体の小径
ネック部に嵌着される転がり軸受装置は、一般に軸受部
品が二つ割り構造とされる。この種の転がり軸受装置
は、内輪、外輪、内・外輪間に介在する複数の円筒ころ
といった軸受部品で形成されるが、このうちの輪状部品
である内輪や外輪等が半割り状に二分割される。
【０００３】図４に示すように、例えば内輪２は、外周
面に軌道面２ｃを形成した輪体を、１８０°間隔で対向
した二つの分割線ｎで半輪状の分割体２ａ、２ｂに自然
割り分割したものである。そして、内側軌道部材２を小
径ネック部に嵌着するに際しては、分割体２ａ、２ｂを
小径ネック部に互いに反対側から嵌め着け、分割体２
ａ、２ｂの合わせ面同士を合わせた後、図５に示すよう
に、分割線ｎを跨いで形成した連結穴６にボルト５を挿
入し、ボルト５で締め付けることによって一体化する。
【０００４】従来では、内輪２の二つの分割線ｎを軸線
と平行にしたものが一般的であったが、これでは分割体
２ａ、２ｂ同士が軸方向に滑るために分割体同士の軸方
向の位置合わせが難しく、また、転動体が分割線ｎを一
気に通過するために潤滑油膜の破断も懸念される。その
ため、これらの問題点の解消を目的として、図６に示す
ように二つの分割線ｎを軸線に対して傾斜させ、かつそ
の傾斜方向を反対方向とした発明が提案されている（実
開平６−４０４５８号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記反対向きの傾斜状
分割線を形成した軸受装置では、その構造上、図７に示
すように、軸方向両側で、締結用ボルト５の頭部５ａと
係合する分割体２ａ、２ｂの座面２ｄと分割線ｎとの間
の距離（肉厚）Ｔ１、Ｔ２に差が生じる。そのため、肉
厚の薄い側（Ｔ１：図面左側）では、ボルト５の推力を
受ける座部２ｅでの最大応力が増大し、当該座部２ｅの
強度不足が懸念される。
【０００６】最大応力の低減を図るため、座部２ｅのす
みＲ（図５中のＲ１およびＲ２）を大きくする試みもな
されているが、十分な成果が得られていないのが実情で
ある。また、座面２ｄの位置を図５の矢印Ｐ方向にずら
して座部２ｅの肉厚Ｔを増やすことも考えられるが、こ
れではボルト頭部５ａが内輪２の外周から突出する等の
不具合を招くおそれがあり、座部２ｅの厚肉化には限度
がある。
【０００７】そこで、本発明は、肉厚の薄い座部の強度
アップを図り、さらに好ましくは座部の強度を軸方向両
側で均一化することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、軌道面を有する内側軌道部材および外
側軌道部材のうち、少なくとも何れか一方を軸心に対し
て傾斜した分割線により分割し、分割体を軌道面の軸方
向両側で締結部材により締結して輪状の軌道部材を形成
するものにおいて、両締結部材の頭部と係合する分割体
の座面を、分割線を挟んでその両側に配置した。
【０００９】このように両座面を分割線の両側に配置す
ることにより、薄肉側の座部でその肉厚を増すことが可
能となるので、当該座部の強度不足を解消することがで
きる。このように座部を厚肉化した場合でも、当該座面
と軌道部材の外周との間の距離（締結部材の軸心上での
距離）を十分に確保できるため、締結部材の頭部が軌道
部材の外周から突出する事態も確実に回避できる。
【００１０】座面から分割線までの距離を等しくするこ
とにより、軸方向の両側で座部の強度を均一化すること
ができ、軸受装置全体での寿命向上が図られる。
【００１１】以上に述べた分割型転がり軸受装置は、例
えば圧延ロール等の軸体の小径ネック部に装着されるも
のとして特に好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、圧延ロール７の
小径ネック部８に装着される転がり軸受装置に適用し、
その一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００１３】図１に示すように、この実施形態の軸受装
置は、内側軌道面１２を有する内側軌道部材１０と、外
側軌道面２２を有する外側軌道部材２０と、両軌道面１
２、２２間に介在する複数の転動体、例えば円筒ころ３
０と、軸受内部を密封するシール装置４０とを主要な要
素として構成される。図3に示すように、この種の軸受
装置は、基本的に保持器を用いない総転動体形式（総こ
ろ形式）で使用されるが、使用条件によっては保持器を
使用する場合もある。
【００１４】この軸受装置において、輪状の軸受部品で
ある内側軌道部材１０および外側軌道部材２０は、小径
ネック部８に装着される関係上、何れも二つ割り構造に
なっている。
【００１５】図２および図３に示すように、輪状の内側
軌道部材１０（内輪）は、１８０°間隔で対向した二つ
の分割線ｍ、ｍ'に沿って、半輪状の分割体１４、１６
に自然割り分割されている。二つの分割線ｍ、ｍ'は、
図６に示す分割線ｎと同様にそれぞれ軸線Ｌに対して角
度θだけ互いに逆方向に傾斜している。
【００１６】内側軌道部材１０には、締結部材５０とし
ての例えばボルトを挿入するための連結穴６０が直接形
成される。連結穴６０は軌道面１２を挟む軸方向両側の
外周に形成され、各連結穴６０の入口側には、ボルト５
０の頭部５２と係合する座面６２が形成される。この座
面６２は、分割体１４、１６の外周を部分的に切欠くこ
とにより略半径方向に延びる平坦面状に形成される。連
結穴６０に挿入するボルト５０の向きは軸方向両側でそ
れぞれ逆向きとされ、これに対応して軸方向両側の座面
６２は、そのうちの一方が一方の分割体１４に形成さ
れ、他方が他方の分割体１６に形成される。また、詳細
な図示は省略するが、半径方向断面において１８０°対
向位置に挿入されるボルト５０の向きも逆向きとされる
（図１参照）。
【００１７】分割体１４、１６は、ロール７の半径方向
両側から小径ネック部８に装着される。そして、分割体
１４、１６の合わせ面同士を合わせた後、図５と同様に
連結穴６０にボルト５０を挿入して捻じ込むことによ
り、分割体１４、１６が一体に締結されて輪状の内側軌
道部材１０が形成される。この際、分割線ｍ、ｍ'が軸
線Ｌに対して互いに逆向きに角度θだけ傾斜しており、
円周方向の１８０°対向位置で分割体１４、１６の合わ
せ面同士が軸方向逆向きに係合するため、合わせ面同士
の軸方向の位置ずれを規制することができる。また、転
動時、円筒ころ３は内側軌道面１２上における傾斜状分
割線ｍ、ｍ'の片端から他端へと順次に通過してゆくこ
とになるので、分割線ｍ、ｍ'部分の微小なすきま、段
差等によって潤滑油膜が切断されるといった弊害が防止
され、円筒ころ３０の良好な転動状態が確保される。
【００１８】ボルトの締め込みに伴い、座面６２と分割
線ｍ、ｍ’の間の座部６４には、ボルト推力によって応
力が作用する。その際、上述のように軸方向両側でボル
ト５０の捻じ込み方向を逆向きとし、座面６２を分割線
ｍ、ｍ’の両側に形成しているので、従来では片側が薄
肉となる座部６４で、両側共に十分な肉厚Ｓを確保する
ことができ、当該座部６４の強度アップが図られる。ま
た、このように座部６４を厚肉化した場合でも、ボルト
５０の軸線上で座面６２と内側軌道部材１０の外周との
間の距離を十分に確保できるため、ボルト頭部５２の内
側軌道部材１０外周からの突出を確実に回避することが
でき、設計自由度が高まる。
【００１９】特に図２に示すように座面６２から分割線
ｍ、ｍ’までの距離Ｓを軸方向両側で等しくすることに
より、両座部６４の強度を軸方向両側でバランスさせる
ことができ、分割型転がり軸受装置全体で寿命向上が達
成される。
【００２０】コンピュータによる有限要素法解析を使用
し、従来品と本発明品との間で座面６２に発生する最大
応力の比較を行ったところ、以下の結果が得られた。解
析モデルとしては、解析の便宜上、図７に示す内側軌道
部材１０を使用し、このうち薄い肉厚Ｔ１の座面２ｄ
（図面左側）を従来品として取り扱い、厚い肉厚Ｔ２の
座面２ｄ（図面右側）を本発明品として取り扱った。解
析モデルは、図７の内側継手部材１０で内径１００ｍ
ｍ、外径１４５ｍｍ、幅１５４ｍｍとし、かつ分割線の
傾斜角度θを２°としたものである。ボルトの軸方向の
間隔は１２８ｍｍとした。また、ボルトの推力を１４７
００Ｎと仮定し、これを座金が座面２ｄと接触する面積
に分布荷重として負荷した。
【００２１】解析の結果から、最大応力値は従来品で２
７３０ＭＰａとなる一方、本発明品では、１３２０ＭＰ
ａとなり、座面での発生応力を約５０％軽減できること
が確認された。
【００２２】以上の説明では、内側軌道部材１０を例に
挙げたが、内側軌道部材１０と同じく二つ割りされる外
側軌道部材２０についても同様に本発明を適用すること
ができる。図１では、図３に示すように、外側軌道部材
２０を半輪状の外輪２４とハウジング２６との突き合わ
せで構成し、外輪２４の内周とハウジング２６の内周と
で外側軌道面２２を形成する場合を例示しているが、そ
れぞれの内周に外側軌道面２２を有する半輪状の外輪２
４同士を突き合わせて外側軌道部材２０を構成すること
もできる。
【００２３】なお、軌道部材１０，２０の分割手段は自
然割り分割に限らず、機械切断等の機械分割等でも良
い。さらに、軸受装置の形式は、円筒ころ軸受装置に限
らず、広く転がり軸受装置一般に適用することができ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、薄肉側の
座部の肉厚を増やすことができるので、当該座部の強度
不足を解消することができ、分割型転がり軸受装置全体
の寿命向上が達成される。この際、締結部材の頭部が分
割体の外周よりも突出することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる分割型転がり軸受装置の軸方向
断面図であり、図２中のＡ−Ａ断面を表す。
【図２】上記分割型転がり軸受装置で使用する内側軌道
部材の平面図である。
【図３】上記分割型転がり軸受装置の半径方向断面図で
ある。
【図４】従来の内側軌道部材の斜視図である。
【図５】分割線でのボルト締結構造を示す半径方向の拡
大断面図である。
【図６】従来の内側軌道部材を簡略化して表す斜視図で
ある。
【図７】従来の内側軌道部材の平面図である。
【符号の説明】
１０ 軌道部材（内側） １２ 軌道面 １４ 分割体 １６ 分割体 ２０ 軌道部材（外側） ２２ 軌道面 ２４ 分割体（外輪） ２６ 分割体（ハウジング） ３０ 転動体（円筒ころ） ５０ 締結部材（ボルト） ６０ 連結穴 ６２ 座面 ６４ 座部 ｍ、ｍ’分割線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平澤 義光 三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 エヌ ティエヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J101 AA13 AA24 AA34 AA42 AA52 AA62 BA53 BA64 FA31 FA32 GA34

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軌道面を有する内側軌道部材、および外
    側軌道部材のうち、少なくとも何れか一方を軸心に対し
    て傾斜した分割線により分割し、分割体を軌道面の軸方
    向両側で締結部材により締結して輪状の軌道部材を形成
    するものにおいて、 両締結部材の頭部と係合する分割体の座面を、分割線を
    挟んでその両側に配置したことを特徴とする分割型転が
    り軸受装置。
  2. 【請求項２】 両座面から分割線までの距離を等しくし
    た請求項１記載の分割型転がり軸受装置。
  3. 【請求項３】 軸体の小径ネック部に装着される請求項
    １または２記載の分割型転がり軸受装置。
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