JP2009008236A - ピンタイプ保持器、ならびに、ピンタイプ保持器およびころの組立方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立ての作業性が良くて、量産性が高く、かつ、剛性が高いピンタイプ保持器を提供すること。
【解決手段】第１リング１０に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴２０を形成すると共に、第２リング１１に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴２１を形成する。また、ピン１３の外周に、ねじ部４０と、圧入部４３とを形成する。第２リング１１の貫通穴２１の最小の内径を、ピン１３において圧入部４３よりもねじ部４０側に位置する部分の最大の外径よりも大きく設定する。第１リング１０の貫通穴２０の最小の内径を、ピン１３においてあて部４２よりもねじ部４０側に位置する部分の最大の外径よりも大きく設定する。ピン１３のねじ部４０を、ナット１２のねじ穴２２に螺合させる一方、ピン１３の圧入部４３を、第２リング１１の貫通穴２１に締り嵌めする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ピンタイプ保持器に関し、特に、風力発電機や鉄鋼設備に使用されるころ軸受に好適なピンタイプ保持器に関する。

また、本発明は、ピンタイプ保持器およびころの組立方法に関する。

従来、ピンタイプ保持器としては、実開昭５６−１１１３１８号公報に記載されているものがある。

このピンタイプ保持器は、第１リング、第２リング、および、第１リングと第２リングとを連結する複数の棒状のピンを備え、上記複数のピンは、第１リングの周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記ピンの一端部は、第１リングに固定される一方、上記ピンの他端部は、第２リングに形成された円錐状の貫通穴に挿入されている。上記円錐状の貫通穴の内周面とピンの他端部の外周面との間に、円錐面状の外周面を有する環状のブッシュを圧入して、その後、ピンの他端部の先端と第２リングとを溶接して、ピンを第２リングに固定している。

上記従来のピンタイプ保持器は、上記円錐状の貫通穴の内周面と、ピンの他端部の外周面との間に、ブッシュを圧入しているから、衝撃や負荷が、溶接部に集中せず、溶接部の破損を防ぐことができるという利点を有している一方、ブッシュを圧入する必要があるから、ピンタイプ保持器の組み立ての作業性が悪くて、量産性が低くなる。

一方、ピンタイプ保持器の組み立ての作業性を向上させるために、ブッシュを省略して、ピンの他端部の先端と第２リングとを直接溶接するようにすると、ピンの他端部周辺の剛性が低くなると共に、衝撃や負荷が、溶接部に集中して、溶接部の破損が頻繁に発生する。
実開昭５６−１１１３１８号公報

そこで、本発明の課題は、組み立ての作業性が良くて、量産性が高く、かつ、剛性が高いピンタイプ保持器を提供することにある。

また、本発明の課題は、工数が低くて作業性および量産性に優れると共に、剛性が高いピンタイプ保持器を組み立てできるピンタイプ保持器およびころの組立方法を提供することにある。

この課題を解決するために、この発明のピンタイプ保持器は、
周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第１リングと、
上記第１リングに対して上記第１リングの軸方向に間隔をおいて位置すると共に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第２リングと、
上記第１リングの上記第２リング側とは反対側の上記軸方向の端面に当接すると共に、上記第１リングの上記貫通穴に連通するねじ穴を有するナットと、
ころの貫通穴に挿通されると共に、圧入部と、ねじ部と、上記圧入部と上記ねじ部との間に位置する嵌合部とを外周面に有する棒状のピンと
を備え、
上記第２リングの上記貫通穴の最小の内径は、上記ピンにおいて上記圧入部よりも上記ねじ部側に位置する部分の最大の外径よりも大きくなっており、
上記嵌合部は、上記第１リングの上記貫通穴にすきま嵌めされており、
上記ピンの上記ねじ部は、上記ナットの上記ねじ穴に螺合している一方、上記ピンの上記圧入部は、上記第２リングの上記貫通穴に締り嵌めされており、
上記ピンの上記圧入部が、上記第２リングの上記貫通穴から抜けることを防止する抜け防止部を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、上記ピンの上記圧入部が、上記第２リングの上記貫通穴に締り嵌めされているから、衝撃や負荷を、圧入部の外周面の全面で受けることができて、ピンと第２リングとの接合部の剛性を大きくすることができる。したがって、ピンタイプ保持器のピンに作用する荷重に対して剛性を大きくすることができる。

また、本発明によれば、ナットを回転させるだけで、上記ねじ部を上記ねじ穴に螺合できると共に、上記圧入部を上記貫通穴に圧入することができる。したがって、ブッシュがピンの外周面と第２リングの貫通穴との間に圧入されている構成と比較して、作業性を格段に向上させることができると共に、生産のサイクルタイムを短くできて、量産性を向上させることができる。

また、本発明によれば、ナットを回転させることによって、ピンを第２リングから第１リングの方へ移動させるから、ピンを回転させずに第２リングから第１リングの方に移動させることができる。したがって、圧入部を第２リングの貫通穴の内周面に圧入するときに、ピンの回転に起因する動摩擦が存在しないから、ピンに回転力を付加してピンを回転させながら第２リングから第１リングの方に移動させる構成と比較して、圧入部の外周面と、第２リングの貫通穴の内周面との締め代を大きくすることができる。したがって、ピンと第２リングとの接合部の剛性を更に大きくすることができて、ピンタイプ保持器のピンに作用する荷重に対して剛性を更に大きくすることができる。

また、本発明のピンタイプ保持器およびころの組立方法は、
貫通穴を有する第１リングと、貫通穴を有する第２リングと、貫通穴を有するころと、ねじ穴を有するナットと、ねじ部、圧入部、上記ねじ部と上記圧入部との間に位置する嵌合部を有して、上記圧入部の外径が上記第２リングの上記貫通穴の最小の内径よりも大きい一方、上記圧入部よりも上記ねじ部側に位置する部分の最大の外径が上記第２リングの上記貫通穴の最小の内径よりも小さく、かつ、上記嵌合部の上記圧入部側の端よりも上記ねじ部側に位置する部分の最大の外径が上記第１リングの上記貫通穴の最小の内径よりも小さい棒状のピンとを用意し、
上記ピンの上記ねじ部側の端部を、上記第２リングの上記貫通穴を挿通させた後、上記ころの上記貫通穴を挿通させ、その後、上記第１リングの上記貫通穴に挿通させ、続いて、上記ピンの上記ねじ部側の端を、上記ナットの上記ねじ穴の開口に挿入し、
その後、上記第１リングに対する上記第２リングの相対位置を、所定の相対位置に維持した状態で、上記ナットを回転させることにより、上記ピンを、上記第２リングから上記第１リングの方に移動させて、上記ピンの上記ねじ部を上記ナットの上記ねじ穴に螺合させると共に、上記ピンの上記圧入部を上記第２リングの上記貫通穴に圧入することを特徴としている。

本発明によれば、ナットを回転させるだけで、上記ねじ部を上記ねじ穴に螺合できると共に、上記圧入部を上記貫通穴に圧入することができる。したがって、ブッシュをピンの外周面と第２リングの貫通穴との間に圧入する方法と比較して、作業性を格段に向上させることができると共に、ピンタイプ保持器の生産のサイクルタイムを短くでき、量産性を向上させることができる。

また、本発明によれば、ナットを回転させる構成であるから、ピンを回転させずに、ピンを第２リングから第１リングの方に移動させることができる。したがって、圧入部を第２リングの貫通穴の内周面に圧入するときに、ピンの回転に起因する動摩擦が存在しないから、ピンに回転力を付加してピンを回転させながら第２リングから第１リングの方に移動させる構成と比較して、圧入部の外周面と、第２リングの貫通穴の内周面との締め代を大きくすることができる。したがって、ピンと第２リングとの接合部の剛性を更に大きくすることができて、剛性が大きいピンタイプ保持器を簡易に組み立てることができる。

本発明のピンタイプ保持器によれば、組み立ての作業性を向上でき、量産性を高くできる。また、高い剛性を確保できる。

また、本発明のピンタイプ保持器およびころの組立方法によれば、作業性および量産性を向上させることができる。また、剛性が大きいピンタイプ保持器を簡易に組み立てることができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態のピンタイプ保持器を有する円錐ころ軸受の全体像を示す斜視図である。なお、図１においては、構成を明確に示すため、円錐ころ軸受の一部を除去して、円錐ころ軸受の軸方向の断面を示すようにしている。

この円錐ころ軸受は、外輪１、内輪２、転動体としての複数の円錐ころ３、および、本発明の一実施形態のピンタイプ保持器５（以下、単に保持器という）を備える。

上記外輪１は、内周円錐面を有する一方、内輪２は、外周円錐面を有している。また、上記複数の円錐ころ３は、外輪１の内周円錐面と、内輪２の外周円錐面との間に、保持器５によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記保持器５は、第１リング１０、第２リング１１、ナット１２および複数の棒状のピン１３を有し、複数のピン１３は、第１リング１０の周方向に互いに間隔をおいて配置されている。上記第１リング１０は、第２リング１１に対して軸方向に間隔をおいて位置している。第１リング１０の中心軸は、略第２リング１１の中心軸の延長線上に位置している。上記第１リング１０の内周面の内径は、第２リング１１の内周面の内径よりも大きくなっている。上記ナット１２は、第１リング１０の第２リング１１側とは反対側の端面に当接している。

上記各円錐ころ３は、略円錐ころ３の中心軸上を延在する貫通穴を有している。円錐ころ３の貫通穴には、ピン１３が挿通され、ピン１３は、第１リング１０と、第２リング１１とを通過している。ピン１３の第１リング１０の第２リング側１１とは反対側の一端部は、ナット１２に固定されている。一方、ピン１３の他端部は、第２リング１１に固定されている。このようにして、保持器５と、複数の円錐ころ３とが一体化されている。周方向に隣接する二つのピン１３の周方向の距離は、周方向に隣接する円錐ころ３が接触しない距離に設定されている。

図２は、上記実施形態の保持器５の構造を詳細に示す保持器の一部の斜視図である。

図２に示すように、第１リング１０は、複数の貫通穴２０を有し、その複数の貫通穴２０は、第１リング１０の周方向に互いに間隔をおいて位置していている。一方、第２リング１１は、複数の貫通穴２１を有し、その複数の貫通穴２１は、第２リング１１の周方向に互いに間隔をおいて位置している。各貫通穴２１は、第１円筒面部３０と、第２円筒面部３１とを有している。第１円筒面部３０は、貫通穴２１の第１リング側１０に位置し、第２円筒面部３１は、第１円筒面部３０の第１リング１０側とは反対側の端につながっている。第１円筒面部３０の内径は、第２円筒面部３１の内径よりも小さくなっている。第１円筒面部３０は、第２リング１１の第１リング１０側の端面に開口する一方、第２円筒面部３１は、第２リング１１の第１リング１０側とは反対側の端面に開口している。

上記ナット１２は、第１リング１０の貫通穴２０の数と同一の数存在している。上記ナット１２は、上述のように、第１リング１０の第２リング１１側とは反対側の端面に当接している。上記ナット１２は、ねじ穴２２を有している。上記ナット１２のねじ穴２２は、第１リング１０の貫通穴２０に連通している。

上記ピンは、ねじ部４０、嵌合部４１、あて部４２、および、圧入部４３を有している。

上記ねじ部４０は、ピン１３の一端部の外周面に形成され、ナット１２のねじ穴２２に適合する形状を有している。上記ピン１３のねじ部４０は、ナット１２のねじ穴２２に螺合している。上記嵌合部４１は、ねじ部４０につながっている。上記嵌合部４１は、第１リング１０の貫通穴２０に隙間嵌めされている。上記あて部４２は、嵌合部４１のねじ部４０側とは反対側につながっている。上記あて部４２は、段部であり、あて部４２の外径は、嵌合部４１の外径よりも大きくなっている。上記あて部４２は、第１リング１０の第２リング１１側の端面に当接している。あて部４２と、第１リング１０の第２リング１１側の端面との間に生じる圧力は、所定以上の圧力になっている。

上記圧入部４３は、上記あて部４２に、略円柱状の部分を介してつながっている。上記圧入部４３は、あて部４２の嵌合部４１側とは反対側に位置している。上記ピン１３が、第２リング１１に接触していない状態で、圧入部４３の外径は、第１円筒面部３０の内径よりも大きくなっている。上記圧入部４３は、第１円筒面部３０に圧入により締り嵌めされている。

図示はしないが、この保持器５は、抜け防止部としての溶接部を備えている。溶接部は、第２円筒面部３１の内周面と、ピン１３の圧入部４３よりも他端部側の部分（ピン１３において圧入部４３の嵌合部４１側とは反対側の部分）５０の外周面との間に配置されている。溶接部は、圧入部４３が第１円筒面部３０から抜けることを防止する役割を果たすと共に、ピン１３と第２リング１１との接合部の剛性を大きくする役割を果たしている。

図１には、保持器５と、円錐ころ３とが組み立てられている状態が示されている。以下、主に図２を用いて、本発明の一実施形態の保持器およびころの組立方法を説明する。

先ず、貫通穴１７を有する円錐ころ３（図１参照）と、図２に図示されている部材とを用意する。図２を用いて具体的に説明すると、貫通穴１７を有する円錐ころ３と、貫通穴２０を有する第１リング１０と、貫通穴２１を有する第２リング１１と、ねじ穴２２を有するナット１２と、棒状のピン１３とを用意する。

ここで、図２に示すように、上記ピン１３は、ねじ部４０、嵌合部４１および圧入部４３を外周面に有している。また、上記圧入部４３を貫通穴２１に挿通していない状態で、第２リング１１の貫通穴２１の最小の内径（第１円筒面部３０の内径）は、圧入部４３の外径よりも小さくなっている一方、第１円筒面部３０の内径は、ピン１３において圧入部４３よりもねじ部４０側に位置する部分の最大の外径よりも大きくなっている。また、第１リング１０の貫通穴２０の最小の内径は、ピン１３においてあて部４２よりもねじ部４０側に位置する部分の最大の外径よりも大きくなっている。

次に、治具等により第１リング１０と第２リング１１とを所定の位置に固定することにより、第１リング１０に対する第２リング１１の相対位置を所定の相対位置にする。その後、第１リング１０に対する第２リング１１の相対位置を上記所定の相対位置に維持した状態で、ピン１３のねじ部４０側の端部を、第２リング１１の貫通穴２１を挿通させた後、円錐ころ３の貫通穴１７（図１参照）を挿通させ、続いて、第１リング１０の貫通穴２０を通過させる。その後、ピン１３のねじ部４０側の端を、ナット１２のねじ穴２２の開口に挿入する。

その後、ナット１２に回転力を付与することにより、ナット１２を回転させて、ピン１３を、ピン１３が回転してない状態でピン１３の軸方向に移動させる。このようにして、ピン１３のねじ部４０をナット１２のねじ穴２２に螺合させると共に、ピン１３の軸力（推進力）によって圧入部４３を貫通穴２１に圧入する。

最後に、第２リング１１の貫通穴２１の第２円筒面部３１の内周面と、ピン１３において圧入部４３よりも他端部側に位置する部分５０の外周面との間に溶融している金属材料を注入して、冷却することにより、抜け防止部の一例としての溶接部（図示せず）を形成し、保持器５と円錐ころ３との組み付けを完了する。

上記実施形態の保持器５によれば、ピン１３の圧入部４３が、第２リング１１の貫通穴２１に締り嵌めされているから、衝撃や負荷を、圧入部４３の外周面の全面で受けることができて、ピン１３と第２リング１１との接合部の剛性を大きくすることができる。したがって、保持器５のピンに作用する荷重に対する剛性を大きくすることができる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、ナット１２を回転させるだけで、ピン１３のねじ部４０をナット１２のねじ穴２２に螺合できると共に、圧入部４３を第２リング１１の貫通穴２１に圧入することができる。したがって、ブッシュがピンの外周面と第２リングの貫通穴との間に圧入されている構成と比較して、作業性を格段に向上させることができると共に、生産のサイクルタイムを短くできて、量産性を向上させることができる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、ナット１２を回転させることによって、ピン１３を第２リング１１から第１リング１０の方へ移動させるから、ピン１３を回転させずに第２リング１１から第１リング１０の方に移動させることができる。したがって、圧入部４３を第２リング１１の貫通穴２１の内周面に圧入するときに、ピンの回転に起因する動摩擦が存在しないから、ピンに回転力を付加してピンを回転させながら第２リングから第１リングの方に移動させる構成と比較して、圧入部４３の外周面と、第２リング１１の貫通穴２１の内周面との締め代を大きくすることができる。したがって、ピン１３と第２リング１１との接合部の剛性を更に大きくすることができて、保持器５のピンに作用する荷重に対する剛性を更に大きくすることができる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、ピン１３があて部４２を有しているから、ピンに、ぬすみや切欠きを形成することによってピンの軸方向の移動を止める場合と比較して、ピン１３が破損することがないと共に、ねじ部４０をねじ穴２２に大きなトルクで締め付けることができて、ピン１３と第１リング１０との係合部の剛性を大きくすることができる。

また、上記実施形態の保持器５およびころ３の組立方法によれば、ナット１２を回転させるだけで、ピン１３のねじ部４０をナット１２のねじ穴２２に螺合できると共に、圧入部４３を第２リング１１の貫通穴２１に圧入することができる。したがって、ブッシュをピンの外周面と第２リングの貫通穴との間に圧入する方法と比較して、作業性を格段に向上させることができると共に、保持器５の生産のサイクルタイムを短くでき、量産性を向上させることができる。

また、上記実施形態の保持器５およびころ３の組立方法によれば、ナット１２を回転させる構成であるから、ピン１３を回転させずに、ピン１３を第２リング１１から第１リング１０の方に移動させることができる。したがって、圧入部４３を第２リング１１の貫通穴２１の内周面に圧入するときに、ピンの回転に起因する動摩擦が存在しないから、ピンに回転力を付加してピンを回転させながら第２リングから第１リングの方に移動させる構成と比較して、圧入部４３の外周面と、第２リング１１の貫通穴２１の内周面との締め代を大きくすることができる。したがって、ピン１３と第２リング１１との接合部の剛性を更に大きくすることができて、剛性が大きい保持器５を簡易に組み立てることができる。

尚、上記実施形態の保持器５では、抜け防止部が溶接部であったが、この発明の保持器では、抜け防止部は、かしめによって変形したピンの圧入部よりも他端側の一部分であっても良い、また、抜け防止部は、ピンの圧入部よりも他端側に打ち込まれた棒部材（例えば小さなピン）であっても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、ピン１３があて部４１を有していたが、この発明では、ピンにあて部を形成するかわりに、ピンにぬすみや切欠きを形成しても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、第２リング１１の貫通穴２１が、第１円筒面部３０と、この第１円筒面部３０よりも内径が大きい第２円筒面部３１とを有していたが、第２円筒面部は存在しなくても良く、貫通穴は、その内径が全て同一であっても良い。

また、図２に示すように、上記実施形態の保持器５では、圧入部４３と、ねじ部４０とを、略円柱状の部分で連結したが、ピンにおいて圧入部のねじ部側に位置する部分は、圧入部の外周面の延長面が画定する領域の内部に位置していて、その部分が第２リングの貫通穴を通過する際に第２リングの貫通穴に接触しない形状であれば、如何なる形状であっても良い。また、同様に、ピンにおいて嵌合部の圧入部側の端よりもねじ部側に位置する部分は、その部分が第１貫通穴を通過する際または内嵌される際に第１リングの貫通穴に接触しない形状であれば如何なる形状であっても良い。

また、上記実施形態の保持器５は、円錐ころ３を保持していたが、この発明の保持器は、円筒ころや球面ころを保持するのに使用されても良い。

本発明の一実施形態のピンタイプ保持器を有する円錐ころ軸受の全体像を示す斜視図である。 上記実施形態の保持器の構造を詳細に示す保持器の一部の斜視図である。

符号の説明

１ 外輪
２ 内輪
３ 円錐ころ
５ 保持器
１０ 第１リング
１１ 第２リング
１２ ナット
１３ ピン
１７ 円錐ころの貫通穴
２０ 第１リングの貫通穴
２１ 第２リングの貫通穴
２２ ナットのねじ穴
４０ ねじ部
４１ 嵌合部
４２ あて部
４３ 圧入部

Claims (2)

1. 周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第１リングと、
   上記第１リングに対して上記第１リングの軸方向に間隔をおいて位置すると共に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第２リングと、
   上記第１リングの上記第２リング側とは反対側の上記軸方向の端面に当接すると共に、上記第１リングの上記貫通穴に連通するねじ穴を有するナットと、
   ころの貫通穴に挿通されると共に、圧入部と、ねじ部と、上記圧入部と上記ねじ部との間に位置する嵌合部とを外周面に有する棒状のピンと
   を備え、
   上記第２リングの上記貫通穴の最小の内径は、上記ピンにおいて上記圧入部よりも上記ねじ部側に位置する部分の最大の外径よりも大きくなっており、
   上記嵌合部は、上記第１リングの上記貫通穴にすきま嵌めされており、
   上記ピンの上記ねじ部は、上記ナットの上記ねじ穴に螺合している一方、上記ピンの上記圧入部は、上記第２リングの上記貫通穴に締り嵌めされており、
   上記ピンの上記圧入部が、上記第２リングの上記貫通穴から抜けることを防止する抜け防止部を備えていることを特徴とするピンタイプ保持器。
2. 貫通穴を有する第１リングと、貫通穴を有する第２リングと、貫通穴を有するころと、ねじ穴を有するナットと、ねじ部、圧入部、上記ねじ部と上記圧入部との間に位置する嵌合部を有して、上記圧入部の外径が上記第２リングの上記貫通穴の最小の内径よりも大きい一方、上記圧入部よりも上記ねじ部側に位置する部分の最大の外径が上記第２リングの上記貫通穴の最小の内径よりも小さく、かつ、上記嵌合部の上記圧入部側の端よりも上記ねじ部側に位置する部分の最大の外径が上記第１リングの上記貫通穴の最小の内径よりも小さい棒状のピンとを用意し、
   上記ピンの上記ねじ部側の端部を、上記第２リングの上記貫通穴を挿通させた後、上記ころの上記貫通穴を挿通させ、その後、上記第１リングの上記貫通穴に挿通させ、続いて、上記ピンの上記ねじ部側の端を、上記ナットの上記ねじ穴の開口に挿入し、
   その後、上記第１リングに対する上記第２リングの相対位置を、所定の相対位置に維持した状態で、上記ナットを回転させることにより、上記ピンを、上記第２リングから上記第１リングの方に移動させて、上記ピンの上記ねじ部を上記ナットの上記ねじ穴に螺合させると共に、上記ピンの上記圧入部を上記第２リングの上記貫通穴に圧入することを特徴とするピンタイプ保持器およびころの組立方法。

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