JP2006046465A

JP2006046465A - 円錐ころ軸受

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Publication number: JP2006046465A
Application number: JP2004227192A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nakano; 裕司中野; Yu Suzuki; 佑鈴木; Etsuro Irie; 悦郎入江
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-08-03
Filing date: 2004-08-03
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】十分な強度を確保しつつ、コーンの運搬や組み立て時に於ける作業性を著しく改善すること。
【解決手段】内輪の小径側鍔１１ａの側端面に、吊り用凹溝１が設けてある。この吊り用凹溝１は、その開き角度（α）は、好適には、７０度〜１６０度であり、その深さ（β）は、好適には、２ｍｍ〜６ｍｍである。吊り用凹溝１は、全周にわたって設けてあってもよく、又は、円周上の一部に設けてあってもよい。吊り具Ｈにより、円錐ころ１３を取り付けた内輪１１の側端面を吊持することができる。この際、吊り具Ｈの先端係止部Ｈａは、吊り用凹溝１に係止した状態となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般産業用機械装置に使用される大型の円錐ころ軸受に関する。

従来、鉄鋼用、風力発電機主軸用など一般産業用機械装置に使用される大型の円錐ころ軸受では、内輪の側端面に、吊り用ネジ穴が設けてあり、これにより、コーンの運搬や組み立て時に於ける軸受の持ち運びを容易にしている（特許文献１、及び、非特許文献１及び２参照）。

例えば、図７は、従来例に係り、吊り具Ｈにより大型の円錐ころ軸受を吊した状態の模式的・断面図である。このように、３本の吊り具Ｈの先端係止部Ｈａにより、円錐ころ１３を取り付けた内輪１１の側端面を吊持している。なお、吊り具Ｈの先端係止部Ｈａと、吊り具Ｈの本体Ｈｂとのなす角度は、鈍角になっている。

また、大型の円錐ころ軸受の保持器には、ピンタイプが多いため、このピンタイプの保持器の場合には、保持器に、吊り用ネジ穴を設けて、コーンの持ち運びを容易にしている。
実公平６−２０２８号公報（２頁左上段、図５）日本精工株式会社ロールネック用軸受取扱い説明書８頁図１．５ＦＡＧ社転がり軸受標準プログラム１９９０年版７８６頁

ところで、大型の円錐ころ軸受が使用されることが多い鉄鋼用軸受では、内輪と軸の嵌め合いは、ルーズであることから、内輪の側端面に、吊り用ネジ穴を穿設しても特に支障はない。

しかしながら、その他の一般産業用機械、例えば、風力発電機主軸用軸受では、内輪と軸との嵌め合いは、タイトで用いている（締まり嵌めにしている）。

従って、内輪と軸との嵌め合いが締まり嵌めである場合には、内輪の側端面に、吊り用ネジ穴を穿設すると、フープ応力によって、内輪が割れる可能性があり、慎重な設計・検討が必要である。

また、大型の円錐ころ軸受が使用されることが多い鉄鋼用軸受では、潤滑として、油潤滑が多いため、ピンタイプ保持器でピンの摩耗の問題は少ない。

しかしながら、その他の一般産業用機械、例えば、風力発電機主軸用軸受では、潤滑として、グリースを用いているので、潤滑上、ピン摩耗の可能性があり、慎重な設計・検討が必要である。

以上から、内輪と軸との嵌め合いが締まり嵌めであり、内輪の側端面に吊り用ネジ穴を穿設することができない場合、又は、保持器に吊り用ネジ穴を穿設できるピンタイプ保持器を採用することができない場合には、治具により内輪を吊って、コーンを持ち上げる作業をしなければならない。

しかしながら、吊り上げる際には、吊り具が外れないように、作業に注意しなければならず、作業性が悪いという問題点がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、十分な強度を確保しつつ、コーンの運搬や組み立て時に於ける作業性を著しく改善することができる大型の円錐ころ軸受を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る円錐ころ軸受は、内輪と、外輪と、当該内・外輪の間に転動自在に保持した複数の円錐ころと、を備えた円錐ころ軸受において、
内輪の小鍔側の端面に、吊り用凹溝が設けてあることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る円錐ころ軸受は、前記内輪と軸との嵌め合いは、締まり嵌めに設定してあることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る円錐ころ軸受は、前記円錐ころを転動自在に保持する、かご型保持器又はスタッド型保持器を、更に具備することを特徴とする。

本発明によれば、内輪の小鍔側の端面に、吊り用凹溝が設けてあることから、吊り具が抜け難くなり、作業性を改善することができる。

また、円錐ころ軸受では、従来、外輪とコーンを組む時、組み傷が発生することがある。本発明では、この組み傷の問題を解決するため、コーンの吊り上げの作業性を改善することは、極めて重要であり、本発明は、組み傷の対策して極めて有効であると考えられる。

さらに、吊り用凹溝は、小鍔側の端面であるため、軸受の使用時において、力がかからないため、強度上の問題は発生しない。

以下、本発明の実施の形態に係る円錐ころ軸受を図面を参照しつつ説明する。

（実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る大型の円錐ころ軸受の半・断面図であり、（ｂ）は、吊り用凹溝の拡大図である。

図２（ａ）は、吊り具により大型の円錐ころ軸受を吊した状態の模式的・斜視図であり、（ｂ）は、吊り具により大型の円錐ころ軸受を吊した状態の模式的・側面・断面図である。

図３は、吊り具により大型の円錐ころ軸受を吊した状態の模式的・断面図である。

図１（ａ）に示すように、円錐ころ軸受１０は、軌道面１１ｃの両側に小径側鍔１１ａ及び大径側鍔１１ｂが設けられた内輪１１と、外輪１２と、軌道面１１ｃ上に複数配置された円錐ころ１３と、複数の円錐ころ１３を周方向に等間隔をあけて保持する、かご型保持器１４とを備えている。かご型保持器１４には、複数の等脚台形状のポケット部１５（図５）が設けられており、そこに円錐ころ１３が収納保持されている。

なお、好適には、外輪１２を固定して、内輪１１と円錐ころ１３を保持したかご型保持器１４を一体として、外輪１２に上から降ろして組み立てる。この際、外輪１２をほぼ水平にして組み立てる。

さて、図１（ａ）に示すように、本実施の形態では、内輪の小径側鍔１１ａの側端面に、吊り用凹溝１が設けてある。

図１（ｂ）に示すように、この吊り用凹溝１は、その開き角度（α）は、好適には、７０度〜１６０度であり、その深さ（β）は、好適には、２ｍｍ〜６ｍｍである。

吊り用凹溝１は、全周にわたって設けてあってもよく、又は、円周上の一部に設けてあってもよい。一部に設けてある場合、吊り用凹溝１の個数は、２箇所以上均等に設け、内輪１１の荷重がバランスよく均等にかかるようにする。より望ましくは、吊り用凹溝１の個数は、３箇所以上設ける。また、吊り用凹溝１の形状は、Ｖ字状凹溝であってもよく、又は、Ｕ字状凹溝であってもよい。さらに、吊り用凹溝１の断面形状は、対称でなくてもよい。

吊り用凹溝１は、内輪の小径側鍔１１ａの側端面に設けてある。大径側鍔１１ｂ側に荷重がかかるので、小径側鍔１１ａに、吊り用凹溝１を設けても、応力の影響が小さい。なお、吊り用凹溝１は、鍛造工程において形成する。

以上のように構成してあることから、図２（ａ）（ｂ）及び図３に示すように、吊り具Ｈにより、円錐ころ１３を取り付けた内輪１１の側端面を吊持することができる。この際、吊り具Ｈの先端係止部Ｈａは、上述した吊り用凹溝１に係止した状態となっている。なお、吊り用凹溝１に係止している吊り具Ｈの先端係止部Ｈａと、吊り具Ｈの本体Ｈｂとのなす角度（γ）は、鋭角になっている。

以上から、本実施の形態では、内輪の小径側鍔１１ａの側端面に、吊り用凹溝１が設けてあることから、吊り具Ｈが抜け難くなり、作業性を改善することができる。

また、円錐ころ軸受１０では、従来、外輪とコーンを組む時、組み傷が発生することがある。本実施の形態では、この組み傷の問題を解決するため、コーンの吊り上げの作業性を改善することは、極めて重要であり、本実施の形態は、組み傷の対策して極めて有効であると考えられる。

さらに、吊り用凹溝１は、小径側鍔１１ａの端面であるため、軸受の使用時において、力がかからないため、強度上の問題は発生しない。

さらに、内輪１１と軸（図示略）との嵌め合いは、締まり嵌めに設定してある。この場合には、円錐ころ軸受１０は、例えば、風力発電機主軸用軸受として使用することができ、その際、吊り作業性にも支障がない。

（かご型保持器）
次に、加締め工程を必要としないかご型保持器１４について以下に説明するが、本発明では、加締め工程を必要とするものも包含されるものとする。また、かご型保持器１４に代えて、スタッド型保持器を用いてもよい。

図４は、本発明の実施の形態の要部断面図である。図５は、図４に示した保持器の要部斜視図である。図６は、本発明の実施の形態における内輪組込みを説明する図である。

円錐ころ軸受１０は、軌道面１１ｃの両側に小径側鍔１１ａ及び大径側鍔１１ｂが設けられた内輪１１と、図示しない外輪と、軌道面１１ｃ上に複数配置された円錐ころ１３と、複数の円錐ころ１３を周方向に等間隔をあけて保持する、かご型保持器１４とを備えている。かご型保持器１４には、複数の等脚台形状のポケット部が設けられており、そこに円錐ころ１３が収納保持されている。

図５に、かご型保持器１４を内側から見た部分斜視図を示す。かご型保持器１４は、大径側リング部１６と、小径側リング部１８と、大径側リング部１６及び小径側リング部１８を接続する柱部１７とを備え、それらによってポケット部１５が囲まれている。小径側リング部１８の端部には、内径側に突出するフランジ１８ａが設けられている。柱部１７のポケット面（ポケット部１５を形成する面）の、内径側の箇所は支持面１７ａになっており、組立完了後には、支持面１７ａが円錐ころの外周面に略平行に対向して、円錐ころの周方向への移動を規制する。柱部１７のポケット面の、外径側の箇所は抜き面（プレス成形型によって抜かれた面）１７ｂになっている。支持面１７ａは抜き面１７ｂに対して傾斜しており、支持面１７ａは、内径側に向かうほど抜き面１７ｂの仮想延長面から離れる方向に傾斜している。

柱部１７のポケット面の、小径側リング部１８近傍の箇所には、柱部にげ１７ｃが設けられている。柱部にげ１７ｃは、ここでは柱部１７のポケット面の内径側に設けられており、柱部にげ１７ｃが設けられた箇所における柱部１７のポケット面の外径側は、前述と同一の抜き面１７ｂになっている。ここでは、柱部にげ１７ｃは、抜き面１７ｂに対して傾斜したにげ面によって提供されており、小径側リング部１８に近づくほど、柱部にげ１７ｃが深く（大きく）なっている。組立完了後には、柱部にげ１７ｃを提供するにげ面が、所定のすきまを介して円錐ころの外周面に対向する。

小径側リング部１８のポケット面の、内径側にはリング部にげ１８ｃが設けられている。小径側リング部１８のポケット面の外径側は、抜き面１８ｂになっている。この抜き面１８ｂは、組立後はころの支持面として機能する。このことについては後述する。リング部にげ１８ｃは、抜き面１８ｂに対して傾斜したにげ面によって提供されており、小径側リング部１８のポケット面の内径側の箇所の全域にわたって設けられている。にげ面は、内径側に向かうほど抜き面１８ｂの仮想延長面から離れる方向に傾斜している。にげ面の幅Ｗは、かご型保持器１４の板厚の３／４以下に設定する。

大径側リング部１６のポケット面の、外径側にはリング部にげ１６ｃが設けられている。大径側リング部１６のポケット面の内径側は、抜き面１６ｂになっている。この抜き面１６ｂは、小径側リング部１８の抜き面１８ｂと略平行になっており、この抜き面１６ｂも支持面として機能する。リング部にげ１６ｃは、抜き面１６ｂに対して傾斜したにげ面によって提供されており、大径側リング部１６のポケット面の外径側の箇所の全域にわたって設けられている。にげ面は、外径側に向かうほど抜き面１６ｂの仮想延長面から離れる方向に傾斜している。このにげ面の幅も、かご型保持器１４の板厚の３／４以下に設定できる。

柱部にげ１７ｃ、リング部にげ１６ｃ，１８ｃの成形は、例えば、ポケット部１５の穴抜き加工後、抜き面に型を押し当てて行ってもよいし（プレス加工によって行ってもよいし）、切削などの除去加工によって行ってもよい。プレス加工により成形する場合、にげ成形のための変形分の体積が大きく、押しきれないこともあるので、予めにげの形状に近い形状に抜いておいてから、押し型で成形してもよい。また、押し型により、円錐ころ１３転動面と接する部位（支持面）の成形とにげの成形を同時に行ってもよい。リング部にげ１６ｃ，１８ｃのにげ面は、例えば型による破断面をそのまま利用したものであってもよいし、押し型をあてて成形したものであってもよい。

このようなかご型保持器１４のポケット部１５に、かご型保持器内側から円錐ころを入れ、その状態のかご型保持器１４に、図６に示すように内輪１１を組み込んでいく。内輪１１の小径側鍔１１ａが円錐ころ１３の外周面に接すると、柱部にげ１７ｃ（図５参照）及びリング部にげ１８ｃ，１６ｃを利用して円錐ころ１３が傾けられる。すなわち、複数の円錐ころ１３の転動面小径側端部をつないでなる最小内接円径Ｄ２が、小径側鍔外径Ｄ１以上になる。これにより、小径側鍔１１ａが円錐ころ１３を乗り越えるまで内輪１１を図中右方に押し進めることができる。

最小内接円径Ｄ２が小径側鍔外径Ｄ１より大きければ、内輪１１を挿入できるが、比較的簡単に分解してしまう。そこで、最小内接円径Ｄ２を小径側鍔外径Ｄ１と同じあるいはそれ以下になるように設定し、かご型保持器１４の弾性変形内でかご型保持器１４を変形させつつ内輪１１を組み込めば、組立完了後は小径側鍔外径Ｄ１よりも最小内接円径Ｄ２が小さくなり、分解不可能になる。

内輪１１を組み込む際、図６に示すように、小径側リング部１８のリング部にげ１８ｃを提供するにげ面は、円錐ころ１３の小径側端面に略平行に対向しつつその端面を支持し、大径側リング部１６のリング部にげ１６ｂを提供するにげ面は、円錐ころ１６の大径側端面に略平行に対向した状態となる。

内輪１１の組み込みが完了した状態を図４に示す。この状態では、小径側リング部１８の抜き面１８ｂが円錐ころ１３の小径側端面に略平行に対向しつつその端面を支持し、大径側リング部１６の抜き面１６ｂが円錐ころ１３の大径側端面に略平行に対向しつつその端面を支持する。ポケット部の高さ方向のあそびは、従来例に比べて小さく設定することができる。

上記構成の円錐ころ軸受１０によれば、組立時には、柱部にげ１７ｃだけでなくリング部にげ１６ｃ，１８ｃも利用して円錐ころ１３の端面を逃がすことができる。そして、組立完了後に円錐ころ１３が軌道面１１ｃに接する姿勢になったときには、円錐ころ１３端面を、小径側リング部１８や大径側リング部１６のリング部にげ１６ｃ，１８ｃ以外の箇所（支持面１６ｂ，１８ｂ）で支持できる。したがって、組立完了後における円錐ころ１３の軸方向のあそびを小さくすることができ、円錐ころ１３の十分な姿勢制御が可能となり、簡単には分解できなくなる。さらに上記構成によれば、かご型保持器１４の形状精度が向上し、従来よりもころとかご型保持器のすきまが小さく、軸受の回転性能を向上させることができる。また、加締め工程を省略できるので、加工コストの削減が可能である。なお、かご型保持器１４の製作に関しては、成形加工の工数も従来と変わらない。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例えば、リング部にげは、小径側リング部１４と大径側リング部１６とのいずれか一方のみに設けられてもよい。例えば、かご型保持器１４は樹脂成形されてもよい。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係る大型の円錐ころ軸受の半・断面図であり、（ｂ）は、吊り用凹溝の拡大図である。（ａ）は、吊り具により大型の円錐ころ軸受を吊した状態の模式的・斜視図であり、（ｂ）は、吊り具により大型の円錐ころ軸受を吊した状態の模式的・側面・断面図である。吊り具により大型の円錐ころ軸受を吊した状態の模式的・断面図である。本発明の実施の形態の要部断面図である。図４に示した保持器の要部斜視図である。本発明の実施の形態における内輪組込みを説明する図である。従来例に係り、吊り具Ｈにより大型の円錐ころ軸受を吊した状態の模式的・断面図である。

符号の説明

１吊り用凹溝
１０円錐ころ軸受
１１内輪
１１ａ小径側鍔
１１ｂ大径側鍔
１１ｃ軌道面
１２外輪
１３円錐ころ
１４かご型保持器
１５ポケット部
１６大径側リング部
１６ｂ，１８ｂ抜き面（支持面）
１６ｃ，１８ｃリング部にげ
１７柱部
１７ｃ柱部にげ
１８小径側リング部
Ｈ吊り具
Ｈａ先端係止部
Ｈｂ吊り具本体

Claims

内輪と、外輪と、当該内・外輪の間に転動自在に保持した複数の円錐ころと、を備えた円錐ころ軸受において、
内輪の小鍔側の端面に、吊り用凹溝が設けてあることを特徴とする円錐ころ軸受。
前記内輪と軸との嵌め合いは、締まり嵌めに設定してあることを特徴とする請求項１に記載の円錐ころ軸受。
前記円錐ころを転動自在に保持する、かご型保持器又はスタッド型保持器を、更に具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の円錐ころ軸受。