JP2006144829A - 非分離型転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受部品が容易に分解しない程度の十分な強度を特って結合でき、容易に組立作業をすることができ、また、品質的にも安定して、組立時の作業性も確保すること。
【解決手段】 一対の軸受部品１，２は、夫々、貫通孔１ａ，２ａを有しており、これらの貫通孔１ａ，２ａには、中空・円筒状の結合部材３が挿入してある。この結合部材３の一方の端部３ａは、予め（即ち、貫通孔１ａ，２ａへの挿入前に）、径方向外方に拡大して、掛かり代として形成してある。結合部材３の他方の端部３ｂは、貫通孔１ａ，２ａへの挿入後、径方向外方に拡大して、掛かり代として形成することによって、軸受部品１，２同士を結合して、非分離状態にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主として一般産業用機械に使用する非分離型転がり軸受に関する。

外輪一体型の複列円錐ころ軸受の場合、内輪は、各列ごとにそれぞれ分離してある。内輪の小鍔側の内径面には、溝（締結溝）を設け、コの字断面のＣ型形状のスナップリングを挿入して分解不能としたものがある。

例えば、特許文献１に開示してあり、また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、複列円錐ころ軸受２０は、円錐内面状に傾斜した軌道面２２，２２を内径面に一対有する一つの外輪２１と、円錐外面状に傾斜した軌道面２４を外径面にそれぞれ有する二つの内輪２３，２３と、外輪２１の軌道面２２，２２と内輪２３，２３の軌道面２４，２４との間に複数配置された転動体である円錐台形状の円錐ころ２５，２５とを備えている。なお、図７（ａ）は、従来に係る非分離型複列円錐ころ軸受の半断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した締結環の斜視図である。

円錐ころ２５は、外輪２１と内輪２３，２３との間に組み込まれた環状の保持器２６，２６によって、周方向に一定の間隔を隔てて保持されている。

内輪２３，２３には、軌道面２４，２４に隣接して正面側に、小鍔部２７，２７が形成され、背面側に、大鍔部２８，２８が形成されている。

また、一対の内輪２３，２３のそれぞれの正面側における内径面には、締結溝３１，３２が形成され、コの字断面の締結環３４（Ｃ型形状のスナップリング）が取り付けられている。

即ち、このコの字断面の締結環３４は、隣接する一対の内輪２３、２３同士を内径面側で締結してそれらが分離するのを防止している。この複列円錐ころ軸受２０は、一対の内輪２３，２３が締結されているため、軸等への組み込みが容易である。

さらに、クロスローラ軸受の場合、内輪または外輪軌道輪が２分割となっているが、そのままだと分解して転動体や保持器がばらばらになってしまうため、２分割された軌道輪リベットやねじ止めによって結合し非分離としている。

例えば、特許文献２では、クロスローラ軸受の内輪と外輪との間には、複数のころが配置されている。クロスローラ軸受では、外輪が第一の分割輪及び第二の分割輪からなっている。複数のころを隣り合うころ同士が直交になるように両分割輪と内輪の軌道面で構成される空間に配置した後、両分割輪は、両分割輪に形成した複数のリベット用穴に挿入したリベットにより締結されて外輪となる。なお、リベットの代わりに埋め込みボルトやボルト・ナットを用いて、第一の分割輪と第二の分割輪を締結する方法もある。

さらに、特許文献３では、外輪一体型の複列円錐ころ軸受に於いて、２つの内輪は、それぞれ軸方向の一端に、衝合部、すなわち環状の鍔部を有している。鍔部は、軸方向の端面を備えており、端面が互いにつき合わせられて衝合するように、内輪は、組み付けられる。鍔部の半径方向の外周面には、軸方向に所定距離延在するネジの切られた螺刻部が設けられている。この螺刻部には、螺刻された内周面を有する螺合部材、すなわちナット部材が螺合する。このような構成により外輪一体型の複列円錐ころ軸受を組み立てるには、所定の内部隙間を軸方向寸法調整により設定した後、一対の内輪の鍔部の外周面の螺刻部と、一方の内輪の鍔部の螺刻部に、締結用のナット部材を螺合し固定する。その後、他方の内輪を相対的に回転させてナット部材にねじ込み、２組の内輪の組み立て部を締結する。このような構成により、二つの内輪をナット部材で締結できるので、内輪の軸方向へのずれを規制できる。

ただし、上述した非分離にする手段は、軸受を装置に組み込むまで、軸受が分解しないようにする仮止めの役目であるから、あまり強固である必要はないが、ハンドリングの際に、分解しないだけの結合が得られればよい場合が多い。
特開２００３−１９４０７０号公報 特開２００２−２１３４６２号公報 特開平９−２１７７５０号公報

複列円錐ころ軸受などで用いられるコの字断面のＣ型形状のスナップリングの場合、ハンドリングの際の振動や衝撃で比較的容易に外れる。特に、薄肉かつ径の大きい形状になると、スナップリングの自重により撓みを生じ、挿入した掛かり溝から外れて軸受が分解してしまう場合がある。特に、旋回輪などの超大形サイズの軸受になると、転動体だけでも数Ｎ以上あるため、軸受が簡単に分解する構造では、装置への組み込み作業において煩雑である。

ボルトによって軌道輪同士を締結する場合、一方の軌道輪にねじ孔を加工する必要があるが、軸受材料として一般的に用いられる軸受鋼は、ねじの加工がしづらく、応力集中しやすい形状であるから、熱処理割れや、装置への組み込み後も同様に煩雑である。浸炭鋼を用いた場合でも、ねじ穴部は防炭処置をしておかないと、浸炭処理の際に、オーバーチャージによって脆くなり、やはり割れの虞れがある。

ねじ山の形状を避けるため、軌道輪にストレートな貫通穴を設け、ボルト・ナットにより軌道輪同士を挟み込んで結合する方法もあるが、ボルトの頭部およびナット締め付けに要する工具の入る座ぐりスペースを軌道輪に設ける必要がある。また、ナットのゆるみ止めの処置も必要である。

リベット止めによって結合する場合も、同様に、加締め工具およびリベット受けの入る座ぐりのスペースを設けなくてはならない。また、リベットが長く、リベット径に対してリベットの穴径が大きい場合には、加締めの際に、リベットが座屈して、頭部の形状が正常に形成できないことがある。

軸受の固定に関して、特に超大形サイズの旋回装置の用途において、軸受は軌道輪に貫通した穴にボルトを通し、装置に設けられた平面にねじ止めで固定されるのが一般的である。これら軸受固定用の穴は、軌道輪同士の結合用の穴とは、それぞれ独立して設けられているため、軸受上に穴数相当のスペースが必要となる。

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、軸受部品が容易に分解しない程度の十分な強度を特って結合でき、容易に組立作業をすることができ、また、品質的にも安定して、組立時の作業性も確保することができる、非分離型転がり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に係る非分離型転がり軸受は、外輪と、内輪と、外輪と内輪の間に介装した複数の転動体とからなる転がり軸受において、
中空・円筒状の結合部材の端部を、その径方向外方に拡大して、掛かり代を形成することによって、軸受部品同士を結合して非分離状態にすることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る非分離型転がり軸受は、前記結合部材の中空部に、当該軸受を装置に固定するためのネジが挿通してあることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る非分離型転がり軸受は、円錐内面状に傾斜した一対の軌道面を内径面に有する一つの外輪と、円錐外面状に傾斜した各軌道面をそれぞれ外径面に有する一対の内輪と、外輪の一対の軌道面と一対の内輪の一対の軌道面との間に配置した複数の円錐ころと、を備える複列円錐ころ軸受であり、
前記一対の内輪に形成した貫通孔に、前記結合部材が挿入してあり、当該結合部材の中空部に、前記複列円錐ころ軸受を装置に固定するためのネジが挿通してあることを特徴とする。

本発明によれば、中空・円筒状の結合部材の端部を、その径方向外方に拡大して、掛かり代を形成することによって、軸受部品同士を結合して非分離状態にすることから、軸受部品が容易に分解しない程度の十分な強度を特って結合でき、容易に組立作業をすることができ、また、品質的にも安定して、組立時の作業性も確保することができる。

また、結合部材は、中空となっていることから、ネジを通して、軸受を装置に固定する穴としても利用できるため、軸受に設ける穴数を減らし、全体にコンパクトな設計とすることができる。

さらに、軌道輪を結合するためのネジやリベットなどの結合部材の占めるスペースが小さくなることで、軸受の省スペース化や軽量化を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る非分離型転がり軸受を図面を参照しつつ説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係り、二つの部品同士を結合する場合の模式的断面図である。

本第１実施の形態は、本発明における結合構造の基本形態であって、結合部材は、中空・円筒形状をしている。この中空・円筒状の結合部材の両端部は、その径方向外方に拡大して、掛かり代を形成することによって、部品同士を結合して、非分離状態にする。

図１に示すように、一対の軸受部品１，２は、夫々、貫通孔１ａ，２ａを有しており、これらの貫通孔１ａ，２ａには、中空・円筒状の結合部材３が挿入してある。

この結合部材３の一方の端部３ａは、予め（即ち、貫通孔１ａ，２ａへの挿入前に）、径方向外方に拡大して、掛かり代として形成してある。

結合部材３の他方の端部３ｂは、貫通孔１ａ，２ａへの挿入後、径方向外方に拡大して、掛かり代として形成することによって、軸受部品１，２同士を結合して、非分離状態にする。

以上から、本実施の形態では、軸受部品１，２が容易に分解しない程度の十分な強度を特って結合でき、容易に組立作業をすることができ、また、品質的にも安定して、組立時の作業性も確保することができる。さらに、軌道輪を結合するためのネジやリベットなどの結合部材の占めるスペースが小さくなることで、軸受の省スペース化や軽量化を実現することができる。

（第２実施の形態）
図２は、本発明の第２実施の形態に係り、二つの部品同士を結合する場合の模式的断面図であり、（ａ）は、加締め加工前の状態を示し、（ｂ）は、その加締め加工状態を示し、（ｃ）は、その加締め加工後を示す。

本第２実施の形態は、結合部材３に金属材料を用いた場合で、大略的には、一方の端部３ａを、予め径方向外方に拡大して掛かり代として形成してあり、結合する一対の軸受部品１，２に設けた貫通孔１ａ，２ａに挿入した後に、もう一方の端部３ｂを、プレス型などで加締めることで径方向外方に拡大して、軸受部品１，２同士を結合して非分離状態に結合する。

すなわち、図２（ａ）に示すように、金属製材料からなる中空・円筒状の結合部材３を、一対の貫通孔１ａ，２ａに挿入する。

この際、結合部材３の一方の端部３ａは、予め（即ち、貫通孔１ａ，２ａへの挿入前に）、径方向外方に拡大して、掛かり代として形成してある。

図２（ｂ）に示すように、結合部材３の端部３ｂ側に、加締め型４を挿入して、端部３ｂを径方向外方に拡大する加締め加工を行う。

この際、受け型５を結合部材３の中空内部に挿入することにより、結合部材３を座屈せずに、端部３ｂの加締め加工を良好にしている。

加締め加工後には、図２（ｃ）に示すように、加締め加工した端部３ｂを掛かり代として、軸受部品１，２同士を結合して非分離状態にする。

以上から、本実施の形態に於いても、軸受部品１，２が容易に分解しない程度の十分な強度を特って結合でき、容易に組立作業をすることができ、また、品質的にも安定して、組立時の作業性も確保することができる。さらに、軌道輪を結合するためのネジやリベットなどの結合部材の占めるスペースが小さくなることで、軸受の省スペース化や軽量化を実現することができる。

（第３実施の形態）
図３は、本発明の第３実施の形態に係り、二つの部品同士を結合する場合の模式的断面図であり、（ａ）は、溶解加工前の状態を示し、（ｂ）は、その溶解加工後を示す。

本第３実施の形態は、結合部材３に樹脂材料を用いた場合で、大略的には、結合部材３を貫通孔１ａ，２ａに挿入した後で、端部３ｂを熱で溶解して成型し、径方向外方に拡大して、軸受部品１，２同士を結合して非分離状態に結合する。

すなわち、図３（ａ）に示すように、樹脂製材料からなる中空・円筒状の結合部材３を、一対の貫通孔１ａ，２ａに挿入する。

この際、結合部材３の一方の端部３ａは、予め（即ち、貫通孔１ａ，２ａへの挿入前に）、樹脂成型により、径方向外方に拡大して、掛かり代として形成してある。

図３（ｂ）に示すように、結合部材３の端部３ｂを熱で溶解して成型し、径方向外方に拡大して、軸受部品１，２同士を結合して非分離状態に結合する。

以上から、本実施の形態に於いても、軸受部品１，２が容易に分解しない程度の十分な強度を特って結合でき、容易に組立作業をすることができ、また、品質的にも安定して、組立時の作業性も確保することができる。さらに、軌道輪を結合するためのネジやリベットなどの結合部材の占めるスペースが小さくなることで、軸受の省スペース化や軽量化を実現することができる。

次に、図４は、本発明の第３実施の形態の変形例に係り、二つの部品同士を結合する場合の模式的断面図である。

本変形例では、軸受部品１，２に形成した一対の貫通孔１ａ，２ａに、樹脂の射出成形により、樹脂を充填し、これにより、結合部材３を成型すると同時に、端部３ａ，３ｂを掛かり代として成型し、その結果、軸受部品１，２同士を結合して非分離状態にする。その他の構成、作用、及び効果は、上述した第３実施の形態と同様である。

（第４実施の形態）
図５は、本発明の第４実施の形態に係る非分離型転がり軸受であって、クロスローラ軸受の半断面図である。

クロスローラ軸受１０の内輪１１と外輪１２との間には、複数のころ１３が配置されている。クロスローラ軸受では、外輪１２が第１分割輪１２ａと第２分割輪１２ｂとからなっている。

一対の第１及び第２分割輪１２ａ，１２ｂは、夫々、貫通孔１２ｃ，１２ｄを有しており、これらの貫通孔１２ｃ，１２ｄには、中空・円筒状の結合部材３が挿入してある。

この結合部材３の一方の端部３ａは、予め（即ち、貫通孔１２ｃ，１２ｄへの挿入前に）、径方向外方に拡大して、掛かり代として形成してある。

結合部材３の他方の端部３ｂは、貫通孔１２ｃ，１２ｄへの挿入後、径方向外方に拡大して、掛かり代として形成することによって、一対の第１及び第２分割輪１２ａ，１２ｂを結合して、非分離状態にする。

以上から、本実施の形態に於いても、軸受部品（一対の第１及び第２分割輪１２ａ，１２ｂ）が容易に分解しない程度の十分な強度を特って結合でき、容易に組立作業をすることができ、また、品質的にも安定して、組立時の作業性も確保することができる。さらに、軌道輪を結合するためのネジやリベットなどの結合部材の占めるスペースが小さくなることで、軸受の省スペース化や軽量化を実現することができる。

なお、本発明は、内輪分割の場合も同様にして、適用可能である。

（第５実施の形態）
図６は、本発明の第５実施の形態に係る非分離型転がり軸受であって、外輪一体型の複列円錐ころ軸受の半断面図である。

外輪一体型の複列円錐ころ軸受２０は、円錐内面状に傾斜した軌道面２２，２２を内径面に一対有する一つの外輪２１と、円錐外面状に傾斜した軌道面２４を外径面にそれぞれ有する二つの内輪２３，２３と、外輪２１の軌道面２２，２２と内輪２３，２３の軌道面２４，２４との間に複数配置された転動体である円錐台形状の円錐ころ２５，２５とを備えている。

円錐ころ２５は、外輪２１と内輪２３，２３との間に組み込まれた環状の保持器２６，２６によって、周方向に一定の間隔を隔てて保持されている。また、一対の内輪２３，２３の間には、間座２９が介装してある。

外輪２１側では、所定の装置の大径部材４１に、外輪２１が嵌合してあり、リング部材４２から外輪２１にボルト４３を挿通して、外径部材４１に締結してあり、外輪２１は、ボルト４３により所定の装置に固定してある。

一方、内輪側２３では、内輪２３，２３と間座２９とに、それぞれ、貫通孔２３ａ，２３ａ，２９ａが形成してあり、これら貫通孔２３ａ，２３ａ，２９ａに、結合部材３が挿入してあり、この結合部材３の中空内部に、ボルト５３が挿通してある。

即ち、所定の装置の小径部材５１に、内輪２３，２３と間座２９とが嵌合してあり、貫通孔２３ａ，２３ａ，２９ａに、結合部材３が挿入してあり、次いで、リング部材５２から結合部材３にボルト４３を挿通して、小径部材５１に締結してある。内輪２３，２３と間座２９との３個の軸受部品は、結合部材３とボルト５３により、所定の装置に固定してある。

以上から、内輪２３，２３と間座２９が容易に分解しない程度の十分な強度を特って結合でき、容易に組立作業をすることができ、また、品質的にも安定して、組立時の作業性も確保することができる。

また、結合部材３は、中空となっていることから、ボルト５３を通して、軸受を装置に固定する穴としても利用できるため、軸受に設ける穴数を減らし、全体にコンパクトな設計とすることができる。

さらに、内輪２３，２３と間座２９を結合するためのネジやリベットなどの結合部材の占めるスペースが小さくなることで、軸受の省スペース化や軽量化を実現することができる。

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。

本発明の第１実施の形態に係り、二つの部品同士を結合する場合の模式的断面図である。 本発明の第２実施の形態に係り、二つの部品同士を結合する場合の模式的断面図であり、（ａ）は、加締め加工前の状態を示し、（ｂ）は、その加締め加工状態を示し、（ｃ）は、その加締め加工後を示す。 本発明の第３実施の形態に係り、二つの部品同士を結合する場合の模式的断面図であり、（ａ）は、溶解加工前の状態を示し、（ｂ）は、その溶解加工後を示す。 本発明の第３実施の形態の変形例に係り、二つの部品同士を結合する場合の模式的断面図である。 本発明の第４実施の形態に係る非分離型転がり軸受であって、クロスローラ軸受の半断面図である。 本発明の第５実施の形態に係る非分離型転がり軸受であって、外輪一体型の複列円錐ころ軸受の半断面図である。 （ａ）は、従来に係る非分離型複列円錐ころ軸受の半断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した締結環の斜視図である。

符号の説明

１，２ 軸受部品
１ａ，２ａ 貫通孔
３ 結合部材
３ａ，３ｂ 端部
４ 加締め型
５ 受け型
１０ クロスローラ軸受
１１ 内輪
１２ 外輪
１２ａ 第１分割輪
１２ｂ 第２分割輪
１２ｃ，１２ｄ 貫通孔
１３ ころ
２０ 複列円錐ころ軸受
２１ 外輪
２２ 軌道面
２３ 内輪
２３ａ 貫通孔
２４ 軌道面
２５ 円錐ころ
２６ 保持器
２７ 小鍔部
２８ 大鍔部
２９ 間座
２９ａ 貫通孔
３１，３２ 締結溝
３４ 締結環
４１ 大径部材
４２ リング部材
４３ ボルト
５１ 小径部材
５２ リング部材
５３ ボルト

Claims (3)

1. 外輪と、内輪と、外輪と内輪の間に介装した複数の転動体とからなる転がり軸受において、
   中空・円筒状の結合部材の端部を、その径方向外方に拡大して、掛かり代を形成することによって、軸受部品同士を結合して非分離状態にすることを特徴とする非分離型転がり軸受。
2. 前記結合部材の中空部に、当該軸受を装置に固定するためのネジが挿通してあることを特徴とする請求項１に記載の非分離型転がり軸受。
3. 円錐内面状に傾斜した一対の軌道面を内径面に有する一つの外輪と、円錐外面状に傾斜した各軌道面をそれぞれ外径面に有する一対の内輪と、外輪の一対の軌道面と一対の内輪の一対の軌道面との間に配置した複数の円錐ころと、を備える複列円錐ころ軸受であり、
   前記一対の内輪に形成した貫通孔に、前記結合部材が挿入してあり、当該結合部材の中空部に、前記複列円錐ころ軸受を装置に固定するためのネジが挿通してあることを特徴とする請求項２に記載の非分離型転がり軸受。

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