JP2009144743A - 転がり軸受の内輪 - Google Patents

Abstract

【課題】第１部材および第２部材が誤って取り付けられることがなくて、内輪の割り面が欠損しにくい転がり軸受の内輪を提供すること。
【解決手段】互いに相俟って環状部材を構成する第１部材２および第２部材３を、杵型ロール１０の外周面の所定の位置に正確に取り付けた状態で、転がり軸受の内輪１の外周面４０において、円筒軌道面１４の軸方向の一方の側のみに、周方向に略全周に亘って延在する溝５が存在するようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受の内輪に関し、特に、杵型ロール用転がり軸受の内輪として使用されれば好ましい転がり軸受の内輪に関する。

従来、転がり軸受の内輪としては、特開平１１−２１８１３７（特許文献１）に記載されている杵型ロール用転がり軸受の内輪がある。
特開平１１−２１８１３７号公報

本発明者は、杵型ロール用転がり軸受において、想定された寿命よりも寿命が極端に短い個体が、一定割合発生することを見出し、寿命が短い個体について、寿命が短くなる理由について調査した。

その結果、次に示す原因で寿命が短くなっている場合が多々存在することを突きとめた。

以下、杵型ロール用転がり軸受の内輪（所謂二分割内輪）の説明を行うと共に、この説明に基づいて、本発明者が発見した杵型ロール用転がり軸受の寿命が短くなる理由について説明する。

杵型ロール用転がり軸受の内輪は、第１外周面、その第１外周面の軸方向の一方の側に位置し、かつ、上記第１外周面よりも大きな外形を有する第２外周面、および、上記第１外周面の軸方向の他方の側に位置し、かつ、上記第１外周面よりも大きな外形を有する第３外周面を有する杵型のロールにおいて、上記第１外周面に配置されるものである。

このことから、杵型ロール用転がり軸受の内輪は、上記第１外周面への組み付けを可能にするために、略半環状の第１部材と、略半環状の第２部材とを組み合わせて、環状の内輪を構成するようになっている。

ここで、製造コストの低減を目的として、上記第１部材と、上記第２部材とを、次のように簡易に形成することが殆どである。

図２は、上記第１部材と第２部材の元になる環状部材を示す斜視図である。

図２に示すように、上記第１部材と第２部材の元になる環状部材は、円筒軌道面１１０、その円筒軌道面１１０の軸方向の一方の側に位置する第１軌道肩部１１１、その円筒軌道面１１０の軸方向の他方の側に位置する第２軌道肩部１１２、および、軸方向の他方の側の環状の端面１１５に形成されたノッチ１１３を有し、上記ノッチ１１３は、環状の端面１１５の中心を通過する直線上に形成されている。

この環状部材から上記第１部材および第２部材を製造する際には、上記円筒部材のノッチ１１３に、先端が尖った治具を噛み合わせた後、治具からノッチ１１３に衝撃を加えて割り加工を行って、図３に示すように、上記環状部材を二つに分割して、第１部材１２０および第２部材１２１を同時に製造する。

尚、図２および図３において、１１４は、第１部材１２０および第２部材１２１を、軸に配置する際、第１部材１２０および第２部材１２１を固定して一体にする締結ボルトの頭が当接する座面を示している。

第１部材１２０および第２部材１２１の製造でのこのような背景において、本発明者は、次の課題が存在することを見出した。

すなわち、第１部材１２０および第２部材１２１は、上述のように割り加工によって一体の環状部材から形成されるから、当然に両部材の割り面１３０,１３１（図３参照）に小さな凹凸が発生する。

このため、杵型ロール用転がり軸受の内輪を軸に取り付ける際には、割り面１３０,１３１の短期間での欠損を防止するため、割り前を再現する方向に、すなわち、第１部材１２０の割り面１３０の凹凸と、第２部材１２１の割り面１３１の凹凸とがぴったり適合するように、軸に、第１部材１２０および第２部材１２１を取り付ける必要がある。

ここで、杵型ロール用転がり軸受の内輪は、杵型ロール用転がり軸受の工場出荷時において、第１部材１２０および第２部材１２１を締結ボルトで仮留めして客先へ納品し、客先の連鋳セグメント整備場等で締結ボルトを外して、その後、杵型ロールへ組み込むようになっている。

本発明者は、連鋳セグメント整備場等での組込の際に、割り面１３０,１３１の適合方向が間違った状態で、二分割内輪が締結ボルトで締結されて一体にされることが頻繁に発生し、内輪の組み込み時の組み込み不足によって内輪の割り面が欠損して、軸受が使用不可能になることを見出した。

上記第１部材１２０および第２部材１２１の適合方向の誤った取り付けは、上記割り面１３０,１３１の凹凸が、非常に小さくて、目視でも判別が難しいことや、連鋳セグメント整備場等の取付環境が、薄暗いことが多い等の事情から、何等対策をしなければ、今後も発生することが予想される。

そこで、本発明の課題は、第１部材および第２部材が誤って取り付けられることがなくて、内輪の割り面が欠損しにくい転がり軸受の内輪を提供することにある。

この課題を解決するために、この発明の転がり軸受の内輪は、
第１部材および第２部材を備え、
上記第１部材および上記第２部材は、
互いに相俟って環状部材を構成し、
上記第１部材および上記第２部材は、
上記第１部材および上記第２部材を軸の外周面の所定の位置に取り付けた状態で、外周面を形成し、
この外周面は、
環状の軌道面と、
この軌道面の軸方向の一方の側のみに位置すると共に、周方向に略全周に亘って延在する溝と
を有していることを特徴としている。

尚、上記「略全周に亘って延在する」という文言には、全周に亘って延在する場合が含まれるものとする。

本発明によれば、上記第１部材および上記第２部材を、軸の外周面の所定の位置に取り付けた状態で、軌道面の軸方向の一方の側のみに位置すると共に、周方向に略全周に亘って延在する溝を有する外周面を有しているから、取り付け状態において、溝が軸方向において略同じ位置に位置しているか否かを確認するだけで、第１部材および第２部材が正確に取り付けられるか否かを瞬時かつ正確に判断することができる。したがって、第１部材および第２部材が誤って取り付けられることがなくて、内輪組み込み時の組込み不足による内輪の割り面の欠損を防止できる。

また、上記第１部材および上記第２部材が、正確に取り付けられている状態で、上記溝が、周方向の略全周に亘って延在していることから、例えば、連鋳セグメント整備場等で、この内輪を杵型ロールに取り付ける場合、杵型ロールに対して、内輪の取り付け作業を行っている人の反対側に存在している人（例えば、上記整備場等で、別の作業をしている人）も、第１部材および第２部材が正確に取り付けられているか否かを判断することができる。したがって、上記第１部材２および第２部材３が正確に取り付けられているか否かを複数の人で確認できるから、第１部材および第２部材が誤って取り付けられることを略完全に防止することができる。

本発明の転がり軸受の内輪によれば、取り付け状態において、溝が軸方向において略同じ位置に位置しているか否かを確認するだけで、第１部材および第２部材が正確に取り付けられるか否かを瞬時かつ正確に判断することができる。したがって、第１部材および第２部材が誤って取り付けられることがなくて、内輪の組込み時の組み込み不足による内輪の割り面の欠損を防止できる。

また、本発明の転がり軸受の内輪によれば、上記第１部材および上記第２部材が、正確に取り付けられている状態で、上記溝が、周方向の略全周に亘って延在していることから、内輪が取り付けられるロールに対して、内輪の取り付け作業を行っている人が存在する側とは反対側に存在している人も、第１部材および第２部材が正確に取り付けられているか否かを判断することができる。したがって、上記第１部材２および第２部材３が正確に取り付けられているか否かを複数の人で確認できるから、第１部材および第２部材が誤って取り付けられることを略完全に防止することができる。

以下、この発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、杵型ロール１０に正確に配置された状態の、本発明の一実施形態の転がり軸受の内輪１の第１部材２および第２部材３を示す図である。

上記杵型ロール１０は、以下に詳細に説明する内輪１が取り付けられた第１円筒外周面、第２円筒外周面２１および第３円筒外周面２２を有し、第２円筒外周面２１は、上記第１円筒外周面の軸方向の一方の側に位置する一方、第３円筒外周面２２は、上記第１円筒外周面の軸方向の他方の側に位置している。図１に示すように、上記第２および第３円筒外周面２１,２２の外径は、上記第１円筒外周面の外径よりも大きくなっている。

この転がり軸受の内輪１は、第１部材２、第２部材３および図示しない二本の締結ボルトを備える。上記第１部材２および第２部材３は、相俟って環状部材３０を構成している。

上記環状部材３０の外周面４０は、軌道面の一例としての円筒軌道面１４、第１軌道肩部１５および第２軌道肩部１６を有する。上記第１軌道肩部１５は、円筒軌道面１４の軸方向の一方の側に位置する一方、第２軌道肩部１６は、円筒軌道面１４の軸方向の他方の側に位置している。

上記第１軌道肩部１５における第１部材２に位置する部分は、第１締結ボルト挿入穴８を有する一方、第２軌道肩部１６における第１部材２に位置する部分は、第２締結ボルト挿入穴９を有する。

上記内輪１の外周面４０は、円筒軌道面１４の軸方向の一方の側のみに、周方向に略全周に亘って延在する溝５を有している。具体的には、上記円筒軌道面１４の軸方向の両側に位置する軌道肩部１５,１６において、一方の第２軌道肩部１６のみが、周方向に略全周に亘って延在する溝５を有している。詳しくは、一方の軌道肩部である第２軌道肩部１６のみにおいて、第２締結ボルト挿入穴９が存在していない部分の周方向の全範囲には、溝５が形成されている。

この発明の内輪１は、溝５が、略全周に亘って延在するように、第１部材２および第２部分３を、杵型ロール１０の上記第１円筒外周面に配置した上、第１締結ボルト挿入穴８および第２締結ボルト挿入穴９に、締結ボルト（図示せず）を、その締結ボルトの頭部とは反対側の先端部から挿入して、その後、上記締結ボルトを締め付けることにより、杵型ロール１０の上記第１円筒外周面に取り付けられるようになっている。

尚、第１軌道肩部１５における第２部材３に位置する部分、及び、第２軌道肩部１６における第２部分３に位置する部分、に第１部材２と第２部材３とが互いに正常に締結されているか否かを判断するために、例えばタップ穴などの締結ボルト確認穴（図示せず）を形成しても良い。すなわち、締結ボルト確認穴を設けると、各締結ボルトが所定の箇所に位置しているかどうかを各締結ボルト確認穴から目視することができるので、第１部材２と第２部材３とが互いに正常に締結されているか否かを判断することができる。

尚、図１において、４は、割り加工に使用するノッチを示し、６は、第１軌道肩部１５の面取部を示し、７は、第２軌道肩部１６の面取部を示し、１８は、割り部を示している。

上記第１部材２および第２部材３は、円筒軌道面１４と、この円筒軌道面１４の軸方向の片側のみに位置すると共に、周方向に略全周に亘って延在する溝５を有する一体の環状部材を、ノッチ４を利用した割り加工により二分割することによって、形成されている。

尚、この発明では、第１部材および第２部材は、円筒軌道面と、この円筒軌道面の軸方向の片側のみに位置すると共に、周方向に略全周に亘って延在する溝を有する一体の環状部材を、ノッチを利用した割り加工により形成された二つの部材に、コーティングや研磨等の後加工を施して形成されていても良い。

上記実施形態の転がり軸受の内輪１によれば、第１部材２および第２部材３を、軸の外周面の所定の位置の一例としての杵型ロール１０の上記第１円筒外周面に正確に取り付けた状態で、内輪１の外周面４０が、円筒軌道面１４の軸方向の一方の側のみに位置すると共に、周方向に略全周に亘って延在する溝５を有するようになっているから、取り付け状態において、溝５が軸方向の同じ位置に位置しているか否かを確認するだけで、第１部材２および第２部材３が正確に取り付けられているか否かを容易に瞬時にかつ正確に判断することができる。したがって、上記第１部材２および第２部材３が誤って取り付けられることがなくて、内輪１の割り面の組み込み時の欠損を確実に防止できる。

また、上記第１部材２および第２部材３が、正確に取り付けられている状態で、溝５が、周方向の略全周に亘って延在するようになっているから、内輪１が取り付けられる杵型ロール１０に対して、内輪１の取り付け作業を行っている人が存在する側とは反対側に存在している人（他の作業等を行っている人等）も、第１部材２および第２部材３が正確に取り付けられているか否かを判断することができる。したがって、第１部材２および第２部材３が正確に取り付けられているか否かを複数の人で確認できるから、第１部材２および第２部材３が誤って取り付けられることを略完全に防止することができる。

尚、上記実施形態の転がり軸受の内輪１では、一方の軌道肩部である第２軌道肩部１６のみにおいて、第２締結ボルト挿入穴９が存在していない部分の周方向の全範囲に、溝５を形成し、一方の第２軌道肩部１６のみに、周方向に略全周に亘って延在する溝５を形成したが、この発明では、溝は、軌道面の軸方向の一方の側において、締結ボルト挿入穴にかからないところに形成されていても良く、内輪の外周面が、軌道面の軸方向の一方の側のみに、周方向に全周に亘って延在する環状の溝を有していても良い。

また、上記実施形態の転がり軸受の内輪１では、軌道面は、円筒ころ（図示せず）が転動する円筒軌道面１４であったが、この発明では、軌道面は、玉が転動する軌道溝、円錐ころが転動する円錐軌道面または球面ころが転動する凹面状の軌道面等であっても良い。

尚、上記実施形態の転がり軸受の内輪１は、杵型ロールにおいて両側よりも小径の外周面に取り付けられたが、この発明の転がり軸受の内輪１は、単なる円筒状の軸の外周面等、杵型ロールにおいて両側よりも小径の外周面以外の外周面に取り付けられても良いことは、言うまでもない。

図４は、本発明の転がり軸受の内輪を備えた二つ割型転がり軸受ユニットの軸方向の断面図である。

この二つ割型転がり軸受ユニットは、軸心に沿って二分割された外輪５２と、軸心に沿って二分割されかつ両端部に転動体案内用鍔部５３,５４が形成された本発明の内輪５１と、内輪５１と外輪５２との間に配置された転動体５５とを備える。上記内輪５１の一部である半円リング状の第１部材６１ａおよび半円リング状の第２部材６１ｂは、締結ボルト５６で一体に締結されている。上記締結ボルト５６は、内輪５１の鍔部５３,５４に配置されている。

上記内輪５１は、中央部外周面に、転動体５５が転動する軌道面５７と、両端部外周面に転動体５５を案内する鍔部５３,５４とを有している。また、内輪５１は、鍔部５３の外周面に、軌道面５７の軸方向の一方の側のみに、周方向に全周に亘って延在する環状溝６８を有している。上記内輪５１の本体部（内輪５１においてボルト５６を除いた部分）は、軸心に沿って二つの部材、すなわち、第１部材６１ａおよび第２部材６１ｂに分割されることが可能になっている。上記内輪５１の内周面には、その中央部にネック軸５８に嵌合されて接触する軸方向幅Ａを有する嵌合接触面部５９と、両端部が非嵌合接触面部となる円弧面６０が形成されている。上記嵌合接触面部５９は、略鍔部５３,５４の転動体案内面５３ａ,５４ａの近傍まで延びている。

上記内輪５１の嵌合接触面部５９上に位置しない鍔部５３,５４の位置には、二つの部材である第１部材６１ａおよび第２部材６１ｂに跨って締結ボルト５６用の締結穴６１が形成され、締結ボルト５６にて二つの第１および第２部材６１ａ，６１ｂが一体的にネック軸５８に固定されている。

杵型ロールに正確に配置された状態の、本発明の一実施形態の転がり軸受の内輪の第１部材および第２部材を示す図である。 比較例の内輪において、第１部材と第２部材の元になる環状部材を示す斜視図である。 比較例の内輪において、第１部材および第２部材を示す図である。 本発明の転がり軸受の内輪を備えた二つ割型転がり軸受ユニットの軸方向の断面図である。

符号の説明

１,５１ 内輪
２,６１ａ 第１部材
３,６１ｂ 第２部材
５,６８ 溝
１０ 杵型ロール
１４ 円筒軌道面
１６ 第２軌道肩部
４０ 外周面

Claims (1)

1. 第１部材および第２部材を備え、
   上記第１部材および上記第２部材は、
   互いに相俟って環状部材を構成し、
   上記第１部材および上記第２部材は、
   上記第１部材および上記第２部材を軸の外周面の所定の位置に取り付けた状態で、外周面を形成し、
   この外周面は、
   環状の軌道面と、
   この軌道面の軸方向の一方の側のみに位置すると共に、周方向に略全周に亘って延在する溝と
   を有していることを特徴とする転がり軸受の内輪。

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