JP2007064436A - 円錐ころ軸受および円錐ころ軸受の組み込み方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易に組み込むことができる円錐ころ軸受および円錐ころ軸受の組み込み方法を提供する。
【解決手段】 外輪３４は、円錐ころ３３の大端面側の端面３６に、鍔部３７を含む。鍔部３７は、外輪３４の軌道面よりも内径側に突出しており、突出した部分のうち、円錐ころ３３が配置される側に位置する端面３８は、間座３５の大径側端面３９と当接する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、円錐ころ軸受を構成する部材を容易に組み込むことができる円錐ころ軸受および円錐ころ軸受の組み込み方法に関する。

円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪と内輪の間に配置される円錐ころと、円錐ころの間隔を保持する保持器とからなる。上記した保持器には、プレス保持器、成型保持器、揉みぬき保持器、ピン型保持器等、複数の種類があり、それぞれの特徴を活かし、使用用途や生産性、組み込み性等に応じて円錐ころ軸受に使用される保持器の種類が選択される。

ここで、保持器としてプレス保持器およびピン型保持器を使用した円錐ころ軸受の構成および組み込み方法について説明する。

図７は、プレス保持器１０５を表す図解的概略図である。図７を参照して、プレス保持器１０５は、内輪に組み込まれたときに内輪の小鍔側に配置される小径側環状部１０６と、内輪に組み込まれたときに内輪の大鍔側に配置される大径側環状部１０７と、円錐ころを収容するためのポケット１０８を形成するように、小径側環状部１０６と大径側環状部１０７とを連結する複数の柱部１０９とを有する。柱部１０９により、ポケット１０８に収容された円錐ころ１０３の間隔が保持される。ここで、内輪の形状に沿ってプレス保持器１０５が組み込まれるように、小径側環状部１０６の直径は、大径側環状部１０７の直径よりも小さく構成されている。

次に、上記したプレス保持器１０５を含む円錐ころ軸受１０１の構成について説明する。図８は、プレス保持器１０５を含む円錐ころ軸受１０１の断面図である。図８を参照して、円錐ころ軸受１０１は、内輪１０２と、外輪１０４と、内輪１０２と外輪１０４との間に配置された複数の円錐ころ１０３と、円錐ころ１０３の間隔を保持するプレス保持器１０５とを有する。円錐ころ軸受１０１は、円周方向に複数の円錐ころ１０３を有し、各円錐ころ１０３の間隔をプレス保持器１０５、具体的にはプレス保持器１０５の柱部が保持している。

ここで、円錐ころ軸受１０１を組み込む方法について説明する。まず、円錐ころ軸受１０１を構成する部材のうち、内輪１０２と円錐ころ１０３とプレス保持器１０５とを組み込む方法について説明すると、プレス保持器１０５の小径側環状部１０６の直径を、プレスおよび拡径用の金型を用いて拡大させる。次に、小径側環状部１０６の直径が拡大されたプレス保持器１０５の各ポケット１０８に、円錐ころ１０３をそれぞれ挿入する。円錐ころ１０３を挿入後、円錐ころ１０３を保持したプレス保持器１０５を、円錐ころ１０３の大端面が内輪１０２の大鍔に接するように、内輪１０２に取り付ける。その後、プレス保持器１０５の拡大された小径側環状部１０６の直径を、プレスおよび加締め用の金型を用いて加締めて、元の形状、すなわち、小径側環状部１０６の直径が拡大される前の直径に戻す。このようにして、内輪１０２と円錐ころ１０３とプレス保持器１０５とを組み込む。その後、組み込まれた内輪１０２と円錐ころ１０３とプレス保持器１０５の集合体と、外輪１０４とを組み込む。

次に、ピン型保持器を使用した円錐ころ軸受の構成および組み込み方法について説明する。図９は、ピン型保持器１１５を含む円錐ころ軸受１１１の断面図である。図９を参照して、円錐ころ軸受１１１は、内輪１１２と、外輪１１４と、内輪１１２と外輪１１４との間に配置される円錐ころ１１３と、円錐ころ１１３の間隔を保持するピン型保持器１１５とを有する。ピン型保持器１１５は、円錐ころ１１３に設けられた小端面から大端面に貫通する貫通穴に挿通するピン１１６と、小端面側に突出したピン１１６の小径側端部を保持する小径側側板１１７と、大端面側に突出したピン１１６の大径側端部を保持する大径側側板１１８とを含む。

ここで、円錐ころ軸受１１１を組み込む方法について説明する。まず、円錐ころ１１３と、小径側側板１１７と、大径側側板１１８とを、内輪１１２の所定位置に配置する。その後、小径側側板１１７が位置する円錐ころ１１３の小端面側からピン１１６を挿入し、小径側側板１１７に設けられた貫通穴および円錐ころ１１３に設けられた貫通穴に挿通させる。挿通後、ピン１１６の大径側端部と大径側側板１１８に設けられたねじ穴とを螺合させ、保持する。その後、小端面側に突出しているピン１１６の小径側端部と小径側側板１１７に設けられた貫通穴とを溶接することにより、ピン１１６を固定し、保持する。その後、組み込まれた内輪１１２と円錐ころ１１３とピン型保持器１１５の集合体と、外輪１１４とを組み込む。なお、ピン１１６の小径側端部を溶接して小径側側板１１７に固定する際には、作業性を向上させる観点から、溶接面、すなわち小端面側を上方とし、かつ、平行な面とする必要がある。
実開平５−９２５３７号公報（段落番号０００７、図１）

上記したように、円錐ころ軸受の保持器にプレス保持器を使用する場合は、組み込み時において、小径側環状部の直径を拡径したり、加締めたりするプレスや金型が必要となり、組み込む際の設備が大掛かりになる。特に、大型の円錐ころ軸受に使用する場合には、プレスや金型も大型にする必要があり、問題がある。

また、ピン型保持器を使用する場合は、少なくともピン、小径側側板、大径側側板といった部品を揃えなければならず、部品点数が多くなる。また、組み込み方法においても、溶接工程や螺合工程も必要となるため、容易に組み込むことができない。

この発明は、容易に組み込むことができる円錐ころ軸受および円錐ころ軸受の組み込み方法を提供することを目的とする。

この発明に係る円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に配置される複数の円錐ころと、隣接する円錐ころの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころに当接する面の間隔が円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっている複数の間座を含み、この複数の間座が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える。ここで、外輪は、間座に当接して軸方向の移動を規制する鍔部を含む。

このように構成することにより、円錐ころおよび間座を外輪に組み込む際に、外輪に設けられた鍔部によって、間座の軸方向の移動が規制されるため、容易に円錐ころおよび間座を外輪に組み込むことができ、円錐ころ軸受を組み込むことができる。また、外輪に設けられた鍔部は、組み込み時だけではなく、軸の回転時においても、後述する間座のころ長さ方向の移動を規制する移動規制手段となる。

したがって、円錐ころ軸受を組み込む際に、プレス保持器を含む円錐ころ軸受のように、組み込む際にプレスや金型を使用することなく容易に組み込むことができる。また、ピン型保持器を含む円錐ころ軸受のように、組み込む際の溶接工程や螺合工程を要さず、容易に組み込むことができる。

なお、円錐ころ軸受ではないが、そのような分離型の間座を含む玉軸受に関する技術が、上記した実開平５−９２５３７号公報（特許文献１）に記載されている。しかし、特許文献１に記載されている分離型の間座は、玉軸受に使用されるものであるため、単純に上記した技術を円錐ころ軸受に適用できるものではない。円錐ころ軸受の場合、分離型の間座は、テーパー形状を有する円錐ころの間に配置されているため、たとえば、軸の回転等によって、円錐ころの大径側に移動させようとする力が働き、間座はころ長さ方向の大径側に移動してしまう。このような場合に、各間座のころ長さ方向の移動を規制する移動規制手段を備えることにより、安定して隣接する円錐ころの間に配置することができる。

また、上記した間座は、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころに当接する面の間隔が円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっているため、隣接する円錐ころの間に配置した場合に、円錐ころの転動面に沿うように配置することができ、円錐ころと間座とのころ長さ方向の間隔を一定に保つことができる。

好ましくは、外輪の鍔部は、間座の軸方向端面に当接する当接面を含む。こうすることにより、鍔部に含まれる当接面と間座の軸方向の端面とが当接して、間座の軸方向の移動を適切に規制することができ、容易に間座および円錐ころを外輪に組み込むことができる。

また、外輪の鍔部と間座とが当接する部分には、互いに係合する凹凸部が設けられていてもよい。こうすることにより、間座および円錐ころを外輪に組み込む際に、外輪の鍔部と間座が当接する部分に設けられた凹部と凸部が係合し、間座の軸方向の移動を規制することができる。この場合、ころ大径側方向のみならず、ころ小径側方向にも移動が規制されることになり、より確実に組み込むことができる。

この発明の他の局面においては、円錐ころ軸受の組み込み方法は、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に配置される複数の円錐ころと、隣接する円錐ころの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころに当接する面の間隔が円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっている複数の間座を含み、この複数の間座が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える円錐ころ軸受の組み込み方法である。ここで、上記した各間座を、軸方向の移動を規制した状態で外輪の軌道面に沿うように位置させ、各円錐ころを外輪の内径側から隣接する間座の間に嵌め込む。

このような組み込み方法により、外輪の軌道面に沿うように位置させた、隣接する間座の間に、円錐ころを嵌め込んで組み込む場合に、間座が軸方向に移動することがないため、容易に隣接する間座の間に円錐ころを嵌め込むことができ、組み込むことができる。

この発明によれば、外輪に円錐ころおよび間座を組み込む際に、外輪に設けられた鍔部によって、間座は軸方向の移動が規制されるため、外輪に円錐ころおよび間座を組み込むことができ、容易に円錐ころ軸受を組み込むことができる。

また、上記した組み込み方法により、外輪の軌道面に沿うように位置させた、隣接する間座の間に、円錐ころを嵌め込んで組み込む場合に、間座が軸方向に移動することがないため、容易に隣接する間座の間に円錐ころを嵌め込むことができ、組み込むことができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受に含まれる間座型保持器に含まれる間座１１を示す図である。図２を参照して、間座１１は、隣接する円錐ころの間に配置されたときに、円錐ころの転動面に沿った曲面を有する案内面１２ａ、１２ｂを含む。隣接する円錐ころの間に配置されたときに、案内面１２ａ、１２ｂは、円錐ころを案内する。また、隣接する円錐ころの間に配置されたときに、ころピッチ円直径において隣接する円錐ころに当接する面である案内面１２ａと案内面１２ｂとの周方向の間隔は、小径側端面１３から大径側端面１４に向かって徐々に大きくなっている。こうすることにより、隣接する円錐ころの間に間座１１を配置したときに、円錐ころの転動面に沿うように配置することができ、円錐ころと間座とのころ長さ方向の間隔を一定に保つことができる。

図３は、図２に示した間座１１を含む間座型保持器を備える円錐ころ軸受２１を、間座１１を含む断面で表した断面図である。図４は、図３に表した円錐ころ軸受２１に備えられる円錐ころ２３ｂと、円錐ころ２３ｂに隣接する円錐ころ２３ａと、間座１１とを、円錐ころ２３ａ、２３ｂの小端面側から見た図である。図３および図４を参照して、円錐ころ軸受２１は、内輪２２と、外輪２４と、内輪２２と外輪２４の間に配置された複数の円錐ころ２３ａ、２３ｂと、隣接する円錐ころ２３ａ、２３ｂの間隔を保持する間座１１を含む間座型保持器とを備える。間座１１は、円錐ころ２３ａと円錐ころ２３ｂの間に、その案内面１２ａ、１２ｂが円錐ころ２３ａ、２３ｂの転動面とそれぞれ対面するように配置される。

ここで、間座１１は、それぞれ分離しているため、ころ長さ方向の移動を規制する必要があるが、間座１１のころ長さ方向の移動を規制する移動規制手段として、円錐ころ２３ａ、２３ｂの大端面を案内する内輪２２の大鍔面２５と、円錐ころ２３ａ、２３ｂの間に配置されたときに対面する間座１１の大径側端面１４とを当接状態にしたり、内輪２２の小鍔の最大外径を間座１１の下面１６よりも大きくして、間座１１のころ長さ方向の移動を規制してもよい。

次に、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受３１について説明する。図１は、円錐ころ軸受３１に含まれる外輪３４の端面３６に鍔部３７が設けられた場合の断面図である。図１を参照して、外輪３４は、円錐ころ３３の大端面側の端面３６に、鍔部３７を含む。鍔部３７は、外輪３４の軌道面よりも内径側に突出しており、突出した部分のうち、円錐ころ３３が配置される側に位置する端面３８は、間座３５の大径側端面３９と当接する。

ここで、この発明の一実施形態に係る円錐ころ軸受の組み込み方法について説明すると、まず、外輪３４に設けられた鍔部３７の端面３８と、間座３５の大径側端面３９とを当接させ、間座３５の軸方向の移動を規制させる。この状態で、外輪３４の軌道面に沿うように、各間座３５を配置させ、隣接する各間座３５の間に円錐ころ３３を嵌め込んで組み込む。

こうすることにより、間座３５および円錐ころ３３を外輪３４に組み込む際に、間座３５の大径側端面３９を鍔部３７の端面３８に当接させることにより、間座３５の軸方向の移動を規制することができる。したがって、容易に間座３５および円錐ころ３３を外輪３４に組み込むことができる。ここで、間座３５と円錐ころ３３とが組み込まれた外輪３４を内輪３２に組み込むことにより、円錐ころ軸受３１が組み立てられる。

この場合、組み込み時において、円錐ころ３３と内輪３２の小鍔とが干渉するおそれがあるが、組み込み時の円錐ころ３３の最小内径を内輪３２の小鍔の最大外径よりも大きく構成することにより、円錐ころ３３と内輪３２の小鍔との干渉を避けるようにしてもよい。なお、鍔部３７は、外輪３４と一体であっても、外輪３４から取り外すことができるようにしてもよい。

なお、隣接する各間座３５の間に円錐ころ３３を嵌め込んでいく際に、最後の円錐ころ３３を挿入するときには、最後の円錐ころ３３をかち込むように、すなわち、径方向内側から押し込むようにして挿入してもよい。

図５は、最後の円錐ころ４３を間座４２ａ、４２ｂの間に挿入する状態を示す概略図である。図５を参照して、複数の間座４１、４２ａ、４２ｂおよび円錐ころ４３が、外輪４６の軌道面に沿って配置されている。ここで、最後の円錐ころ４３を隣接する間座４２ａ、４２ｂの間にかち込むことになるが、この場合、径方向内側から矢印Ａの方向に円錐ころ４３を押圧して挿入する。そうすると、案内面４５ａ、４５ｂの内径側の壁を乗り越えて、間座４２ａ、４２ｂの間に円錐ころ４３が配置される。

こうすることにより、間座４２ａ、４２ｂの案内面４５ａ、４５ｂと円錐ころ４３の転動面４４が対面して沿うような状態で、円錐ころ４３が間座４２ａ、４２ｂとの間に配置される。また、最後の円錐ころ４３を嵌め込んだ後においては、隣接する円錐ころ４３と間座４１、４２ａ、４２ｂとが、互いに円周方向に突っ張った状態で外輪４６の軌道面上に位置する。したがって、間座４１、４２ａ、４２ｂおよび円錐ころ４３が外輪４６から脱落するおそれがない。なお、最後の円錐ころ４３をかち込みやすくするように、最後の円錐ころ４３の両隣の間座４２ａ、４２ｂの寸法を、他の間座４１と異なるようにしてもよい。

このようにして円錐ころ軸受を組み込むことにより、円錐ころ軸受を組み込む際に、プレス保持器のように、底拡げ用、加締め用のプレスや金型を要することなく、また、ピン型保持器のように、螺合工程および溶接工程を経ることなく、容易に円錐ころ軸受を組み込むことができる。

なお、外輪の鍔部と間座とが当接する部分には、互いに係合する凹凸部が設けられていてもよい。

図６は、この場合の円錐ころ軸受５１の断面図である。図６を参照して、間座５５に備えられた突出部５７には、外径側の方向に凸部５８が設けられている。また、外輪５４の鍔部５６の内径面５９側には、凸部５８に対向する位置に、凸部５８に係合する凹部６０が設けられている。凸部５８と凹部６０は組み込む際に互いに係合することができる。

こうすることにより、外輪５４に間座５５および円錐ころ５３を組み込む際に、間座５５の突出部５７に設けられた凸部５８と、鍔部５６に設けられた凹部６０を係合させて、間座５５の軸方向の移動を規制することができる。なお、ここでは、間座５５の突出部５７に凸部５８、外輪５４の鍔部５６に凹部６０を設けることとしたが、これに限らず、突出部５７に凹部、鍔部５６に凸部を設けることにしてもよい。

この場合、ころ大径側のみならず、ころ小径側への軸方向の移動についても規制できるので、より安定して軸方向の移動を規制でき、容易に組み込むことができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明に係る円錐ころ軸受および円錐ころ軸受の組み込み方法を使用することにより、円錐ころ軸受を容易に組み込むことができるため、特に大型の円錐ころ軸受や高負荷容量が要求される円錐ころ軸受を組み込む際に有効に利用できる。

この発明の一実施形態に係る、外輪３４に鍔部３７を設けた円錐ころ軸受３１の断面図である。 円錐ころ軸受に備えられる間座型保持器に含まれる間座１１を示す図である。 図２に示す間座１１を含む間座型保持器を備える円錐ころ軸受２１を示す断面図である。 円錐ころ２３ａ、２３ｂと間座１１を小端面側から見た図である。 最後の円錐ころ４３を間座４２ａ、４２ｂの間にかち込む状態を示した図である。 この発明の他の実施形態に係る、間座５５の突出部５７に設けられた凸部５８と、鍔部５６の内径面５９に設けられた凹部６０とが係合した状態の円錐ころ軸受５１の断面図である。 従来におけるプレス保持器１０５の図解的概略図である。 従来におけるプレス保持器１０５を含む円錐ころ軸受１０１を表した断面図である。 従来におけるピン型保持器１１５を含む円錐ころ軸受１１１を表した断面図である。

符号の説明

１１，３５，４１，４２ａ，４２ｂ，５５ 間座、１２ａ，１２ｂ，４５ａ，４５ｂ 案内面、１３ 小径側端面、１４，３９ 大径側端面、１５ 上面、１６ 下面、２１，３１，５１ 円錐ころ軸受、２２，３２，５２ 内輪、２３ａ，２３ｂ，４３，５３ 円錐ころ、２４，３４，４６，５４ 外輪、２５ 大鍔面、３６，３８ 端面、３７，５６ 鍔部、４４ 転動面、５７ 突出部、５８ 凸部、５９ 内径面、６０ 凹部。

Claims (4)

1. 外輪と、
   内輪と、
   前記外輪と前記内輪との間に配置される複数の円錐ころと、
   隣接する前記円錐ころの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する前記円錐ころに当接する面の間隔が前記円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっている複数の間座を含み、この複数の間座が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える円錐ころ軸受であって、
   前記外輪は、前記間座に当接して軸方向の移動を規制する鍔部を含む、円錐ころ軸受。
2. 前記外輪の鍔部は、前記間座の軸方向端面に当接する当接面を含む、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
3. 前記外輪の鍔部と前記間座とが当接する部分には、互いに係合する凹凸部が設けられている、請求項１に記載の円錐ころ軸受。
4. 外輪と、
   内輪と、
   前記外輪と前記内輪との間に配置される複数の円錐ころと、
   隣接する前記円錐ころの間に配置され、ころピッチ円直径において隣接する前記円錐ころに当接する面の間隔が前記円錐ころの小径側端面から大径側端面に向かって徐々に大きくなっている複数の間座を含み、この複数の間座が互いに分離して設けられている間座型保持器とを備える円錐ころ軸受の組み込み方法であって、
   前記各間座を、軸方向の移動を規制した状態で前記外輪の軌道面に沿うように位置させ、前記各円錐ころを前記外輪の内径側から隣接する前記間座の間に嵌め込む、円錐ころ軸受の組み込み方法。
   

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