JP2005069350A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円すいころ軸受の小鍔輪の取付作業を簡単に行えるようにするとともに、小鍔輪の抜け止めをより確実なものとすることである。
【解決手段】内輪１の小径側の円筒部６とこれに焼き嵌めされる小鍔輪７のそれぞれの嵌め合い面に、環状の止め輪溝６ａ、７ａを互いに対向させて形成し、これらの両止め輪溝６ａ、７ａに係合するように止め輪８を組み込むことにより、小鍔輪７がころ３から衝撃荷重を受けても簡単には抜けないようにしたのである。また、これにより、小鍔輪７に従来のような突部を設ける必要がなくなるので、小鍔輪７を内輪円筒部６へ嵌め込むときの圧入荷重が小さくなり、小鍔輪７の取付作業が簡単になる。
【選択図】図１

Description

この発明は、主に鉄道車両の駆動装置用軸受として用いられる円すいころ軸受に関する。

円すいころ軸受は、大きなラジアル荷重とスラスト荷重を同時に支持するのに適した転がり軸受として広く使用されており、用途によっては、使用条件の過酷化への対応も進められている。例えば、鉄道車両の駆動装置用の円すいころ軸受では、車両の高速化に伴って、より大きな振動や衝撃が加わるようになり、特に保持器の疲労強度の向上が必要となってきたため、最近ではタフトライド（軟窒化）処理した鋼板製の保持器がよく採用されている。

一方、円すいころ軸受の組立方法においては、通常、円すいころを保持器で保持した状態で内輪に組み付ける際に、内輪の小径側に形成されたころ脱落防止用の小鍔輪ところとの干渉を避けるために、保持器の小径側を予め拡げておき（底拡げ）、ころおよび保持器を組み付けた後で保持器を元の形状に戻している。しかし、上記のタフトライド処理した鋼板製保持器を使用する場合は、保持器の表面硬度が高く、底拡げを行うと割れが発生しやすいため、小鍔輪を内輪と別体に形成して、ころを保持器とともに内輪に組み付けた後で、小鍔輪を内輪に取り付ける方法が採られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−２１００６９号公報

このような組立方法を採用した円すいころ軸受の一例を、図３（ａ）、（ｂ）に示す。この軸受は、内輪５１と、外輪５２と、これらの両軌道輪５１、５２の間に組み込まれる複数の円すいころ５３と、各ころ５３を転動自在に保持する保持器５４とから成る。内輪５１の大径側には大鍔輪５５が一体に形成され、内輪５１小径側の円筒部５６の外径面には小鍔輪５７が嵌め込まれ、大鍔輪５５と小鍔輪５７とで各ころ５３の脱落を防止している。

前記小鍔輪５７は、内径面に形成された環状の突部５７ａが内輪円筒部５６の環状溝５６ａと係合するとともに、突部５７ａを除いた部分で内輪円筒部５６に焼き嵌めされて、抜け止めされている。

しかしながら、上述した内輪に小鍔輪を取り付けるタイプの円すいころ軸受では、組立中、外輪を組み付ける前に搬送中の振動等によりころから小鍔輪に衝撃荷重が加わった場合には、小鍔輪が内輪円筒部から抜け落ちることがある。小鍔輪が抜けると、ころも保持器とともに内輪から脱落して、組立作業を最初からやり直すことが必要となり、組立工程の作業能率が大幅に低下する場合が多い。

これに対して、小鍔輪の突部の段差を大きくしたり、内輪円筒部との締め代を大きくすれば、小鍔輪をより抜けにくくすることができる。しかし、小鍔輪の突部を大きくすれば、内輪円筒部に圧入する際に、治具等を用いて大きな荷重を加えることが必要となり、小鍔輪の取付作業がかなり面倒なものとなる。また、締め代を大きくすると、焼き嵌めされた小鍔輪が、収縮するときに大きく変形して側面にうねりや反りを生じ、ころのスムーズな回転を妨げるようになって、保持器の破損等のトラブルを引き起こすおそれがある。

そこで、この発明の課題は、円すいころ軸受の小鍔輪の取付作業を簡単に行えるようにするとともに、小鍔輪の抜け止めをより確実なものとすることである。

上記の課題を解決するため、この発明は、内輪と、外輪と、これらの両軌道輪の間に組み込まれる複数の円すいころと、各円すいころを転動自在に保持する保持器とから成り、前記内輪の大径側に大鍔輪を一体に形成するとともに、内輪小径側の円筒部の外径面に内輪と別体の小鍔輪を嵌め込んで、前記各円すいころの脱落を防止した円すいころ軸受において、前記内輪の円筒部と小鍔輪のそれぞれの嵌め合い面に、環状の止め輪溝を互いに対向させて形成し、これらの両止め輪溝に係合するように止め輪を組み込んだ構成を採用したのである。

すなわち、内輪円筒部と小鍔輪との嵌め合い面に形成した止め輪溝に止め輪を組み込むことにより、小鍔輪がころから衝撃荷重を受けたような場合も小鍔輪の抜けを確実に防止できるようにしたのである。しかも、小鍔輪には従来のような突部を設ける必要がなくなるので、小鍔輪を内輪円筒部へ嵌め込むときの圧入荷重が小さくなり、小鍔輪の内輪への取付作業が簡単になる。

上記の構成において、前記内輪の円筒部の止め輪溝を前記止め輪の断面高さ以上の深さに形成することにより、小鍔輪の内輪円筒部への圧入時に、止め輪全体を内輪側の止め輪溝内に入り込むように縮径させることができ、圧入荷重をさらに小さくすることができる。

また、前記小鍔輪の止め輪溝を前記止め輪の断面高さよりも浅くするとともに、小鍔輪の止め輪溝の内径を止め輪の無負荷時の外径よりも小さくして、前記止め輪がその拡径方向の弾性復元力により前記小鍔輪の止め輪溝の底面に押し付けられた状態で組み込まれるようにすれば、止め輪は小鍔輪を介して荷重を負荷されても拡径することがなくなり、小鍔輪がより抜けにくくなる。

さらに、前記内輪の円筒部と小鍔輪との嵌め合いは、締まり嵌めとすることもできる。この場合、小鍔輪は止め輪によって抜け止めされているので、締め代は小鍔輪ががたつきなく保持される程度の僅かな量でよい。従って、小鍔輪の嵌め込み後の変形は小さく、変形に起因するトラブルが発生するおそれがない。

以上のように、この発明は、円すいころ軸受の内輪の円筒部と小鍔輪との嵌め合い面に止め輪溝を形成して止め輪を組み込むようにしたので、小鍔輪を従来より確実に抜け止めすることができ、軸受組立工程の途中での小鍔輪の抜けによる作業能率の低下を防止することができる。しかも、小鍔輪には従来のような突部を設ける必要がなくなり、小鍔輪を内輪円筒部へ嵌め込むときの圧入荷重が小さくなるため、小鍔輪の内輪への取付作業が簡単になる。さらに、小鍔輪と内輪円筒部との嵌め合いを締まり嵌めとする場合も、締め代は僅かな量でよいので、小鍔輪の嵌め込み後の変形は小さく、変形に起因するトラブルが発生するおそれもない。

以下、図１および図２に基づき、この発明の実施形態を説明する。この円すいころ軸受は、鉄道車両の駆動装置に使用されるもので、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、内輪１と、外輪２と、これらの両軌道輪１、２の間に組み込まれる複数の円すいころ３と、各円すいころ３を転動自在に保持する保持器４とで構成されている。保持器４は、鋼板製で、疲労強度向上のためにタフトライド処理を施されている。

前記内輪１は、その大径側に大鍔輪５が一体に形成され、小径側の円筒部６の外径面には小鍔輪７が嵌め込まれており、これらの大鍔輪５と小鍔輪７とで各円すいころ３の脱落を防止している。また、内輪円筒部６と小鍔輪７のそれぞれの嵌め合い面には、環状の止め輪溝６ａ、７ａが互いに対向するように形成されており、これらの両止め輪溝６ａ、７ａに係合するように組み込まれた穴用同心止め輪８により、小鍔輪７が抜け止めされている。なお、小鍔輪７内径面のころ３側の端部にはテーパ面７ｂが形成され、後述するように小鍔輪７を内輪円筒部６に差し込んでいくときに、このテーパ面７で内輪円筒部６の止め輪溝６ａに嵌め込んだ止め輪８をスムーズに縮径させるようになっている。

ここで、内輪円筒部６の止め輪溝６ａは、止め輪８の断面高さより僅かに深く形成され、一方、小鍔輪７の止め輪溝７ａは、止め輪８の断面高さよりも浅く、かつ止め輪８の無負荷時の外径よりも小さい内径に形成されている。これにより、止め輪８は、その拡径方向の弾性復元力により小鍔輪７の溝７ａ底面に押し付けられた状態で、内輪円筒部６の止め輪溝６ａとも係合している。

また、内輪円筒部６と小鍔輪７との嵌め合いは締まり嵌めとされ、その締め代は、小鍔輪７ががたつきなく保持される程度の僅かな量に設定されている。

この円すいころ軸受は、上記の構成であり、内輪円筒部６に嵌め込まれた小鍔輪７が止め輪８で抜け止めされているうえ、この止め輪８が拡径を拘束された状態で組み込まれているので、ころ３から小鍔輪７に衝撃荷重が加えられても小鍔輪７が抜けるおそれがない。また、内輪円筒部６と小鍔輪７との締め代が小さいため、小鍔輪７の嵌め込み後の変形は小さく、変形に起因するトラブル発生の心配もない。

次に、この円すいころ軸受の組立方法について説明する。まず、各円すいころ３を保持器４で保持した状態で内輪１に組み付ける。なお、このときは、まだ内輪１に小鍔輪７が取り付けられていないので、保持器４の底拡げは不要である。そして、内輪円筒部６の止め輪溝６ａに止め輪８を嵌め込んだ後、小鍔輪７を内輪円筒部６に焼き嵌めする。

小鍔輪７の焼き嵌めは、加熱した小鍔輪７を、図２（ａ）に示すように、内輪円筒部６の側端から差し込んでいく。小鍔輪７の差込側のテーパ面７ｂが内輪円筒部６に嵌め込まれた止め輪８と接触してからは、小鍔輪７に荷重をかけて圧入し、図２（ｂ）に示すように、止め輪８全体を縮径させて円筒部６の溝６ａ内に押し込む。このとき、止め輪８は、前述のように、小鍔輪７のテーパ面７ｂによりスムーズに溝６ａ内に押し込まれる。そして、図２（ｃ）に示すように、小鍔輪７の止め輪溝７ａが円筒部６の溝６ａと対向する位置に達するまで圧入すると、止め輪８がその拡径方向の弾性復元力により小鍔輪７の溝７ａの底面に押し付けられ、小鍔輪７が止め輪８により抜け止めされるので、この状態で小鍔輪７が内輪円筒部６を締め付けるようになるまで冷却する。

このようにして一体化された内輪１ところ３と保持器４の半組立品に外輪２を組み付けることにより、軸受の組み立てが完了する。

上記の組立方法では、小鍔輪７の内輪円筒部６への圧入の際に、小鍔輪７に従来のような突部がないこと、および止め輪８がその断面高さ以上の深さを有する円筒部６の止め輪溝６ａに全部入り込むことにより、圧入荷重が従来よりも大幅に減少するので、小鍔輪７の取付作業を簡単に行うことができる。

ａは実施形態の円すいころ軸受の正面断面図、ｂはａの要部拡大断面図 ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図１の軸受の小鍔輪取付作業の説明図 ａは従来の円すいころ軸受の正面断面図、ｂはａの要部拡大断面図

符号の説明

１ 内輪
２ 外輪
３ 円すいころ
４ 保持器
５ 大鍔輪
６ 円筒部
６ａ 止め輪溝
７ 小鍔輪
７ａ 止め輪溝
７ｂ テーパ面
８ 止め輪

Claims (4)

1. 内輪と、外輪と、これらの両軌道輪の間に組み込まれる複数の円すいころと、各円すいころを転動自在に保持する保持器とから成り、前記内輪の大径側に大鍔輪を一体に形成するとともに、内輪小径側の円筒部の外径面に内輪と別体の小鍔輪を嵌め込んで、前記各円すいころの脱落を防止した円すいころ軸受において、前記内輪の円筒部と小鍔輪のそれぞれの嵌め合い面に、環状の止め輪溝を互いに対向させて形成し、これらの両止め輪溝に係合するように止め輪を組み込んだことを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記内輪の円筒部の止め輪溝を前記止め輪の断面高さ以上の深さに形成したことを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
3. 前記小鍔輪の止め輪溝を前記止め輪の断面高さよりも浅くするとともに、小鍔輪の止め輪溝の内径を止め輪の無負荷時の外径よりも小さくして、前記止め輪がその拡径方向の弾性復元力により前記小鍔輪の止め輪溝の底面に押し付けられた状態で組み込まれるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
4. 前記内輪の円筒部と小鍔輪との嵌め合いを締まり嵌めとしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の円すいころ軸受。

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