JP2007162918A - ころ軸受の組立て方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ころ間に間座を介在させたころ軸受を組み立てるにあたり、間座を弾性変形させることなく、あるいは、必要最小限の弾性変形量にて組み立てられるようにする。
【解決手段】隣り合うころ間に間座を介在させたころ軸受の組立て方法は、外輪の内周にころと間座を交互に配列していき、最後に組み込むころの両脇に位置する間座を、配列済みのころの転動面の軸受内径側に沿わせた状態で、前記最後に組み込むころを外輪に向かって挿入することにより、前記両脇に位置する間座をスライドさせつつ、ころを外輪の内周に組み込むことからなる。
【選択図】図１

Description

この発明はころ軸受、より詳しくは保持器に代えてころ間に間座を介在させたころ軸受の組立て方法に関する。
特許文献１に、隣り合うころ間に間座を介在させたころ軸受が例示されている。その組立て方法は、図６に示すように、外輪４の内周にころ６と間座８を交互に配列していき、最後の間座８をころ６間に内径側から外径側に押し込むというものである。その際、間座８を周方向に圧縮変形させながらころ６間の最も狭いすきまを越えさせて圧入を行う。
特許第３５４９５３０号公報
したがって、圧入しろの関係からころ６間の最小すきまを大きく上回る肉厚の間座８を使用することはできず、間座８の案内面（軌道輪と案内接触する面）が狭くなり面圧が上昇するため、軸受の発熱原因となったり、間座８の異常磨耗につながるおそれがある。
また、間座８をころ６間に圧入するには、圧入装置等の設備や治工具が必要となるほか、圧入時に間座８にクラックが入るおそれがある。
さらに、特許文献１には、間座８の圧入を容易にするため、その弾性変形域に、軸方向に伸びるスリット９を設ける手法が記載されている。しかし、間座８の材質を樹脂として射出成形によって製作する場合、そのようなスリット９はアンダーカット形状となるため、金型の形状および開閉制御が複雑となり、製造コストが高くなる。
この発明の主要な目的は、ころ間に間座を介在させたころ軸受を組み立てるにあたり、間座を弾性変形させることなく、あるいは、必要最小限の弾性変形量にて組み立てられるようにすることである。
この発明のころ軸受の組立て方法は、内輪軌道面と外輪軌道面との間に転動自在に介在する複数のころと、隣り合うころ間に位置する間座を具備するころ軸受において、前記間座をころ転動面上でスライドさせながらころを組み込むことを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、間座を弾性変形させることなく軸受を組み立てることができる。
すなわち、外輪の内周にころと間座を交互に配列していき、最後に組み込むころの両脇に位置する間座を、配列済みのころの転動面の軸受内径側に沿わせた状態で、前記最後に組み込むころを外輪に向かって挿入することで、前記両脇に位置する間座をスライドさせつつ、ころを外輪の内周に組み込むことができる。
したがって、隣り合うころ間のスペースにおいて、間座の形状および肉厚を自由に設定可能となるため、案内面の面積を十分に確保できるほか、組立て時に間座にクラックが生じにくくなる。また、間座を隣り合うころの転動面だけで案内する場合においても、間座の形状をころの転動面に沿った凹形状とすることができ、運転中の間座の挙動を安定させることができる。
さらに、前述の、間座を弾性変形させるためのスリットも不要となるため、間座を樹脂の射出成形によって製作する場合、その金型費および成形費を抑えることができる。
ただし、ころと間座とでキーストン効果を発揮させる場合は、間座を若干ながら弾性変形させる必要がある。しかし、その場合においても、間座をころ転動面上でスライドさせていく過程で若干の弾性（圧縮）変形を要するのみであり、従来技術のようなころ間のすきまに間座を圧入する方法に比べ、間座の弾性変形量をはるかに小さくすることができる。
請求項２の発明は、請求項１のころ軸受の組立て方法において、前記間座のころ転動面と向き合う面を、ころ転動面を受け入れる凹形状としたことを特徴とするものである。このような構成を採用することで、間座をころ転動面上でスムーズにスライドさせることができる。
間座の形状を凹形状としない場合、極端に言えば間座の軸方向に対して垂直な断面が、上面から下面までストレートで形成されている場合、最後のころを挿入する際に両脇の間座がスライドせずにその場で回転しようとするため、スムーズな組込みが困難となる。前記凹形状の曲率または形状を、ころ転動面の曲率に近づけるほど、間座はスムーズにスライドする。
請求項３の発明は、請求項１または２のころ軸受の組立て方法において、前記間座の軸方向に対して垂直な断面において、間座のスライド方向前方の肉厚Ｔを次式の範囲内としたことを特徴とするもので、間座をころ転動面上でスムーズにスライドさせることができる。
Ｔ≧３×｛Ｄｐｗ×（１８０／Ｚ）−Ｄｗ｝
ここに、
Ｄｐｗ：ころピッチ円径
Ｚ：ころ本数
Ｄｗ：ころ径
上式は、間座のころ転動面と向き合う面を、ころ転動面を受け入れる凹形状とするだけでなく、間座のスライド方向前方に一定以上の肉厚を与えることで、間座がよりスムーズにスライドすることを指している。上式は前記の肉厚Ｔが、隣り合うころ間の最小すきまの３倍以上であれば、間座がスムーズにスライドすることを指す実験式である。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかのころ軸受の組立て方法において、前記間座の軸方向両端にころ端面と接触する拡張部を設けたことを特徴とするもので、軸受の組立てが容易になる。すなわち、最後に組み込むころの両脇に位置する間座を、配列済みのころ転動面の手前側（軸受内径側）に沿わせる際に、間座の前記拡張部をころ端面に引っ掛けておくことができ、また、スライド中の間座の軸方向へのずれも防止することができる。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかのころ軸受の組立て方法において、前記拡張部の最大長さＬが、ころ径をＤｗとしたとき０．２Ｄｗ≦Ｌ≦０．９Ｄｗの範囲内であることを特徴とするものである。下限を０．２Ｄｗとしたのは、拡張部をころ端面の面取りを避けた平坦部と接触させるためであり、上限を０．９Ｄｗとしたのは、隣り合う間座が互いに干渉しないようにするためである。
この発明によれば、ころ間に間座を介在させたころ軸受において、隣り合うころ間のスペースにおいて、間座の形状および肉厚を自由に設定することができ、間座の案内面の面積を十分に確保できるほか、組立て時に間座にクラックを生じる可能性を低減することができる。さらに、間座を樹脂の射出成形によって製作する場合、その金型費および成形費を抑えることができる。
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
図１に示すように、円筒ころ軸受に適用した場合を例にとって説明する。図１は円筒ころ軸受の組立て過程を示している。組み立て手順は、外輪１４の内周に、ころ１６と間座１８を交互に配列していき、最後に組み込むころ１６の両脇に位置すべき間座１８を、配列済みのころ１６の転動面１６ａの軸受内径側に沿わせた上で、最後のころ１６を外輪１４に向かって押し込むことにより、両脇の間座１８をスライドさせつつ、ころ１６を組み込む。
間座１８のころ転動面１６ａと向き合う面すなわちころ接触面１８ｂはころ転動面１６ａを受け入れる凹形状である。ここでは、図１に示す間座１８の長手方向に対して垂直な断面すなわち横断面において、ころ転動面１６ａと向き合う面が、ころ転動面１６ａが内接円となるような、鈍角をなす二つの平坦面で構成されている。このように、間座１８のころ転動面１６ａと向き合う面を、ころ転動面１６ａを受け入れる凹形状とすることで、間座１８がころ転動面１６ａ上でスムーズにスライドすることができる。
間座１８が凹形状でなく、極端に言えば間座１８のころ転動面１６ａと向き合う面が単一の平坦面である場合（図２参照）、最後のころ１６を挿入する際に両脇の間座１８がスライドせずにその場で回転しようとするため、スムーズな組込みが困難となる。前記凹形状の曲率または形状をころ転動面１６ａの曲率に近づけるほど、間座１８はスムーズにスライドする。
また、間座１８の横断面において、間座１８のスライド方向前方の肉厚Ｔを次式の範囲内とすることにより、間座１８をころ転動面１６ａ上でスムーズにスライドさせることができる。
Ｔ≧３×｛Ｄｐｗ×（１８０／Ｚ）−Ｄｗ｝
ここに、
Ｄｐｗ：ころピッチ円径
Ｚ：ころ本数
Ｄｗ：ころ径
上式は、間座１８のころ転動面１６ａと向き合う面を、ころ転動面１６ａを受け入れる凹形状とするだけでなく、間座１８のスライド方向前方に一定以上の肉厚を与えることで、間座１８がよりスムーズにスライドすることを表している。上式は前記肉厚Ｔが、隣り合うころ１６間の最小すきまの３倍以上であれば、間座１８がスムーズにスライドすることを表す実験式である。たとえば、隣り合うころ１６間の最小すきまが１．８ｍｍのとき、間座１８のスライド方向前方の肉厚Ｔをその約４倍の７ｍｍに設定する。
図３に、ころ１６と間座１８とでキーストン効果を発揮させる円筒ころ軸受に適用した場合を示す。すなわち、図示するように１個のころ１６とその両脇に位置すべき間座１８とを除いた残りのすべてのころ１６と間座１８を外輪１４の内周に配列した状態で、符号Ｓで表される寸法と、符号Ａで表される寸法とが、Ｓ＜Ａという関係にある。この場合、最後のころ１６と間座１８が図中の寸法Ｓを乗り越える際に間座１８の弾性変形を要するものの、組立て手順は上記と同様である。
図４に示す実施の形態は、間座１８の軸方向両端にころ１６の端面１６ｂと向かい合う面をもった拡張部１８ａを設けたものである。この場合、組立て手順は上述の実施の形態と同様であるが、組立てが容易になる。すなわち、拡張部１８ａがころ１６に引っ掛かっているため、最後のころ１６を外輪１４に向かって挿入する際に、スライドさせる両脇の間座１８が軸方向にずれることがなく作業性が著しく向上する。この、間座１８の軸方向へのずれを防止するという作用は、組立て過程だけでなく組立て後も、軸受運転中も持続する。
図５に示すように、拡張部１８ａの最大長さＬが、ころ径をＤｗとしたとき０．２Ｄｗ≦Ｌ≦０．９Ｄｗの範囲内であるのが好ましい。下限を０．２Ｄｗとしたのは、拡張部１８ａをころ１６の端面１６ｂのうち、面取りを避けた平坦部と接触させるためである。上限を０．９Ｄｗとしたのは、隣り合う間座１８の拡張部１８ａどうしが干渉しないようにするためである。
この発明の実施の形態を示す平面図 説明のための比較例を示す平面図 別の実施の形態を示す平面図 さらに別の実施の形態を示す斜視図 図４に示すころ軸受の平面図 従来の技術を示す平面図
符号の説明
１２ 内輪
１４ 外輪
１６ ころ
１６ａ 転動面
１６ｂ 端面
１８ 間座
１８ａ 拡張部
１８ｂ ころ接触面（ころ転動面と向き合う面）

Claims (5)

  1. 隣り合うころ間に間座を介在させたころ軸受の組立て方法であって、外輪の内周にころと間座を交互に配列していき、最後に組み込むころの両脇に位置する間座を、配列済みのころの転動面の軸受内径側に沿わせた状態で、前記最後に組み込むころを外輪に向かって挿入することにより、前記両脇に位置する間座をスライドさせつつ、ころを外輪の内周に組み込むことからなる、ころ軸受の組立て方法。
  2. 前記間座のころ転動面と向き合う面を、ころ転動面を受け入れる凹形状とした請求項１のころ軸受の組立て方法。
  3. 前記間座の軸方向に垂直な断面において、間座のスライド方向前方の肉厚Ｔが次式の範囲である請求項１または２のころ軸受の組立て方法。
    Ｔ≧３×｛Ｄｐｗ×（１８０／Ｚ）−Ｄｗ｝
    ここに、
    Ｄｐｗ：ころピッチ円径
    Ｚ：ころ本数
    Ｄｗ：ころ径
  4. 前記間座の軸方向両端にころ端面と接触する拡張部を設けた請求項１ないし３のいずれかのころ軸受の組立て方法。
  5. 前記拡張部の最大長さＬが、ころ径をＤｗとしたとき０．２Ｄｗ≦Ｌ≦０．９Ｄｗの範囲内である請求項３のころ軸受の組立て方法。
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