JP2009236223A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】一方の軌道輪を２つの分割輪で構成した転がり軸受において、一方の軌道輪を軸又はハウジングに円滑に挿入できるように２つの分割輪を分離止めする。
【解決手段】一方の軌道輪１に２つの分割輪５、５を軸方向に貫通する孔９が形成されており、その孔９の内面に対して径方向の締め代をもった別部材１０が２つの分割輪５、５間に亘るように圧入されることにより該２つの分割輪５、５が分離止めされ、かつ径方向に位置決めされる。別部材１０は、孔９内にあり、軌道輪１の軸又はハウジングの嵌合部６に挿入する径面に食み出ておらず、その挿入時に軸又はハウジングの嵌合部６に引っ掛かることがない。
【選択図】図１

Description

この発明は、転動体と軌道面とが軸方向両側に接触する軌道輪を備えた転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受を組み立てる方法は、軌道輪の形式、保持器の有無、形態によって様々である。例えば、内外輪が、玉の両肩或いは両つば付き軌道輪のように、転動体を軸方向両側に受ける軌道輪とされている場合、内輪を外輪に偏心させて内外輪間に転動体を軸受中心軸回りの円周方向に配置可能なすき間を生じさせ、そのすき間に転動体を入れ込んだ状態で内輪を外輪と同心に配置することにより各転動体を内外輪間で円周方向に分離させ、その後、合せ保持器を突き合せたり、つの形保持器を押し込んで転動体を保持器のポケットに入れる組み立て方法が代表的である。この組み立て方法は、内輪の偏心で得られる内外輪間のすき間に限界があり、転動体を構成する転動体数が制限される。

そこで、４点接触玉軸受やＮＵＰ形やＮＨ形の円筒ころ軸受のように、転動体と軌道面とが軸方向両側に接する軌道輪を備え、この軌道輪が、上記転動体を軸方向両側から挟むように組み合わせる２つの分割輪からなり、これら２つの分割輪が、軸方向に分離止めされている転がり軸受がある。この種の転がり軸受は、保持器の各ポケットに転動体を入れて一方の軌道輪の軌道面上に配置した状態で、２つの分割輪を転動体に対して軸方向両側から接近させ、両分割輪を軸方向に分離止めすると、内外輪間に保持器及び転動体を組み込むことができる。このため、この種の転がり軸受は、内輪の偏心量によって転動体数が制限されず、内外輪間に組み込む転動体数を増やすことができる。

転がり軸受をハウジングと軸間に組み込んだ状態で、上記２つの分割輪は、ハウジングの肩、軸受ナット等で軸方向両側から位置決めされる。したがって、上記分離止めは、少なくとも軸受組み立て完了後、ハウジングと軸間に組み込むまでの間、転動体が２つの分割輪の合せ目から落下しないように要求される。

例えば、図４に示すように、内輪４１を軌道面と玉とが２点で接触する合せ軌道輪とし、内輪４１を構成する２つの分割輪４２、４２の内径面に円周溝４３、４３を形成し、両分割輪４２、４２を軸方向に突き合わせた状態で各分割輪４２の円周溝４３に入り込むスナップリング４４を取り付けることにより、２つの分割輪４２、４２が軸方向に分離止めされるようにした４点接触玉軸受がある（特許文献１）。

特開２００５−６１４３３号公報

しかしながら、上記従来例のように、スナップリングで２つの分割輪を分離止めした構成は、これら２つの分割輪を軸又はハウジングに挿入するときに、スナップリングが円周溝から食み出て軸又はハウジングに引っ掛かる恐れがあり、特に、一方の軌道輪と軸又はハウジングをしまりばめにするのに不向きである。

上記の事情に鑑み、この発明の課題は、転動体と軌道面とが軸方向両側に接する軌道輪を備え、上記軌道輪が、上記転動体を軸方向両側から挟むように組み合わせる２つの分割輪からなる転がり軸受において、上記軌道輪を軸又はハウジングに円滑に挿入できるように２つの分割輪を分離止めすることにある。

上記の課題を達成するこの発明は、転動体と軌道面とが軸方向両側に接触する軌道輪を備え、この軌道輪が、上記転動体を軸方向両側から挟むように組み合わせる２つの分割輪からなり、これら２つの分割輪が、結合部をもって結合されることで軸方向に分離止めされている転がり軸受を前提とする。上記のように転がり軸受の内外輪間に組み込む転動体数を増やすためである。

この発明は、上記前提において、上記２つの分割輪が、径方向の締め代をもって軸方向に分離止めされている構成を採用したものである。
ここで、上記軸方向とは、軸受中心軸に沿った方向をいう。上記径方向とは、軸受中心軸と直交する方向をいう。
上記の「締め代をもって」とは、２つの分割輪自体に締め代をもった結合部を形成する構成と、２つの分割輪のそれぞれと別部材とに締め代をもった結合部を形成する構成の２態様を含む意味である。

この発明の構成によれば、上記２つの分割輪は、径方向の締め代をもった結合部により軸方向に分離止めされる。このため、転動体が２つの分割輪の合せ目から落ちないように軌道輪を軸又はハウジングに挿入することができる。上記結合部は、径方向の締め代をもつため、スナップリングのように、上記軌道輪の軸又はハウジングに挿入する径面から径方向に食み出る心配がなく、軌道輪を軸又はハウジングに挿入する間、軸又はハウジングに引っ掛からない。
したがって、この発明は、上記軌道輪を軸又はハウジングに円滑に挿入できるように２つの分割輪を分離止めすることができる。

具体的構成として、上記結合部は、上記転動体を軸方向両側から挟む状態で上記２つの分割輪間に亘って連通するように上記軌道輪の側面に開放された孔の内面と、この孔の内面に対して上記２つの分割輪間に亘るように圧入される別部材である構成を採用することができる。
上記転動体を軸方向両側から挟む状態で、軌道輪の側面に開放する孔の内面に対して別部材を２つの分割輪間に亘るように圧入すれば、別部材と各分割輪の孔内面間の径方向の締め代により、２つの分割輪を軸方向に分離止めすることができる。上記孔が軌道輪の側面に開放するため、上記別部材を軌道輪の軸又はハウジングに挿入する径面から食み出ないように設けることができる。

また、別の具体的構成として、上記結合部は、上記２つの分割輪のそれぞれに形成された軸又はハウジング側の径面と、これら軸又はハウジング側の径面に対して圧入嵌合される筒部材であり、この筒部材の軸又はハウジング側の径面に、該軸又はハウジングに挿入する径面が形成されている構成を採用することができる。
２つの分割輪のそれぞれを、筒部材の軸又はハウジング側の径面と反対の径面に対して圧入嵌合すると、２つの分割輪を軸方向に分離止めし、かつ径方向に位置決めすることができる。筒部材の軸又はハウジング側の径面に、該軸又はハウジングに挿入する径面が形成されている。このため、上記の圧入嵌合によって筒部材上に上記軌道輪が構成された状態で、軌道輪を筒部材ごと軸又はハウジングに円滑に挿入することができる。

上記筒部材が上記分割輪より径方向に変形し易いものであれば、上記分割輪と筒部材との圧入嵌合時、筒部材側で弾性変形が大きく生じ、上記軌道面の変形を防止することができる。

また、別の具体的構成として、上記結合部は、上記２つの分割輪の相対する側面に形成されたインロー嵌合部からなり、上記２つの分割輪が、上記インロー嵌合部により径方向に位置決めされる構成を採用することができる。
インロー嵌合部は、２つの分割輪の相対する側面に形成されるため、上記転動体を軸方向両側から挟むように組み合わせることを利用して結合することができる。上記２つの分割輪に上記結合部を形成すれば、別部材を省略しても、２つの分割輪を軸方向に分離止めすることができる。２つの分割輪の相対する側面に形成されたインロー嵌合部は、軌道輪の軸又はハウジングに挿入する径面から径方向に食み出ないように設けることができる。

上記の解決手段は、上記軌道輪が、軸受中心軸と交差する平面で上記軌道面を軸方向に２分するように分割されている転がり軸受に好適である。
軸受中心軸と交差する平面で軌道面が分割されている構成を採用すると、２つの分割輪間の径方向の相対的なずれ量は、転動体の損傷防止や正常な転動が得られる範囲に収める必要があり、この種の転がり軸受をハウジング・軸間へ組み込むときは作業に慎重を要する。
この種の転がり軸受において、上記別部材に係る構成、上記筒部材に係る構成、上記インロー嵌合部に係る構成を採用すれば、上記２つの分割輪間の径方向の相対的なずれを、転動体と２つの分割輪の径方向接触だけでなく、さらに別部材やインロー嵌合部によっても防止することができる。

以下、この発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。
図１は、第１の実施形態に係る転がり軸受を構成する内外輪の一方の縦断正面を示している。
図１に示すように、第１実施形態に係る転がり軸受は、単列の多点接触玉軸受として構成されている。内外輪の一方の軌道輪１は、曲率中心の異なる２つの円弧線から断面ゴシックアーチ状に形成された軌道面２と、この軌道面２の両脇に形成された肩３、３とを有し、玉からなる転動体４と軌道面２とを軸方向両側に接触可能に設けられている。純ラジアル荷重の下で、負荷された転動体４は、軌道面２の幅中央を挟んだ両側に接触点Ｐ１、Ｐ２を有するようになっている。

なお、第１の実施形態に係る他方の軌道輪、保持器等（図示省略）は、周知の多点接触玉軸受用のものを適宜に採用することができる。例えば、他方の軌道輪は、玉と軌道面とが軸方向一方にのみ接触する片肩落としのアンギュラ玉軸受用のものや、軌道輪１と同様に軌道面の幅中央を挟んだ両側に接触点を有するものを用いることができる。

軌道輪１は、この幅中央を通るラジアル平面で２分割され、その結果、軌道面２もこの幅中央で軸方向に２分されている。転動体４と軌道面２の合せ目の間にすきまが設定されており、設計上、転動体４が軌道面２の合せ目に触れて転動することがないようになっている。

各分割輪５の一方の径面７は、軸又はハウジングの嵌合部６に挿入する嵌合用の径面になっている。各分割輪５の他方の径面に、軌道面２の片側を構成する軌道部８、及び肩３が形成されている。各分割輪５は、軸方向内側の軌道部８を転動体４に向けて近づけることにより、転動体４を軸方向両側から挟むように組み合わせることができる。２つの分割輪５、５の互いの分割面を突き合わせると、軌道輪１が構成され、両軌道部８、８により形成された軌道面２に転動体４が接触させられる。

上記軌道輪１は、２つの分割輪５、５間に亘って連通するように両側面に開放する孔９が形成されている。このため、２つの分割輪５、５が軌道輪１を構成する状態で、いずれか一方の側面から孔９の内面に対して別部材１０を圧入することができる。

孔９は、少なくとも一方の側面に開放させればよい。第１実施形態では、孔９が、軌道輪１を軸方向に貫通するように形成されている。これは、軌道輪１をこの幅中央を通るラジアル平面に関して対称形状とし、一種の分割輪５のみで軌道輪１を構成するためである。

孔９は、丸孔とされ、別部材１０は、丸棒状のピンとされている。これらの構成は、孔９を穿設により簡単に形成するために採用されている。別部材１０の素材は、特に限定されない。

各分割輪５は、圧入された別部材１０と孔９の内面の摩擦により軸方向へのずれ動きが防止されている。これら別部材１０と孔９の内面とからなる、径方向の締め代をもった結合部により、２つの分割輪５、５が軸方向に分離止めされ、かつ径方向に位置決めされている。

なお、別部材１０や孔９の内面に表面粗さを意図的に低くした領域を形成したり、別部材１０と孔９の内面に軸方向に引っ掛かる凹凸係合部を形成したりすることにより、上記分離止めを強化することが可能である。

上記孔９の配置は、軌道輪１の円周方向に１箇所又は複数個所に形成することができる。孔９を円周方向の複数個所に形成する方が、円周方向の１箇所の場合と比して、各孔９と別部材１０間の締め代を緩くすることができ、軌道面２の変形防止を図りながら分離止め強度を得易くなる。

内外輪の他方の軌道輪に保持器を挿入し、保持器の各ポケットに転動体４を入れた状態で、２つの分割輪５、５を、他方の軌道輪及び保持器の軸方向両側でこれらと同心に配置する。この状態で、２つの分割輪５、５を、転動体４の軸方向両側から挟むように突き合せ、孔９の内面に対して別部材１０を圧入すると、転がり軸受が組み立てられる。なお、他方の軌道輪、保持器、転動体をアセンブリにするため、各ポケットに抜け止めを有する保持器を採用することは勿論、抜け止めの無い保持器であっても、治具等の使用により各ポケットに転動体を入れた状態で保持して２つの分割輪を突き合せることができる限り採用することが可能である。

第１の実施形態に係る転がり軸受は、別部材１０と孔９の内面との摩擦により２つの分割輪５、５を分離止めし、かつ径方向に位置決めした状態で、軌道輪１の一方の径面７を軸又はハウジングの嵌合部６に挿入することができる。この挿入時、孔９の内面に対して軸方向に圧入された別部材１０は、軌道輪１の径面７、７から食み出ておらず、軸又はハウジングの嵌合部６に引っ掛からない。したがって、第１実施形態に係る転がり軸受は、軌道輪１を軸又はハウジングの嵌合部６に円滑に挿入することができる。

特に、２つの分割輪５、５の径方向の相対的なずれは、別部材１０によっても防止される。このため、第１実施形態に係る転がり軸受は、軌道面２を形成する両軌道部８、８の合せ目や軌道輪１の径面７、７におけるずれ発生を防止することができ、その結果、転がり軸受を軸・ハウジング間に容易に組み込むことができる。

なお、軌道輪１の円周方向の複数個所に別部材１０を圧入すれば、上記の分離止め及びずれ防止を確実に図ることができる。このとき、別部材１０等を円周方向に等配すれば、全周に亘ってバランスよく得ることができる。

丸孔の孔９を円周方向の１箇所に形成した場合、孔９及び別部材１０と軸受中心軸を結ぶ直線に沿った方向の２つの分割輪５、５の相対移動は別部材１０により防止されるが、丸棒状の別部材１０回りで両分割輪５、５が相対移動することを防止し難い。孔９を角孔とし、別部材１０を角ピンとすれば、上記別部材１０回りの相対移動の防止を図ることができる。

次に、この発明の第２の実施形態を図２に基づいて説明する。
図２は、第２の実施形態に係る転がり軸受を構成する内外輪のうち一方の軌道輪の縦断正面を示している。
図２に示すように、一方の軌道輪２１は、上記第１の実施形態と比して、上記孔９（図１を参照のこと）が形成されていない点で相違するものとなっている。

第２の実施形態に係る転がり軸受は、軌道輪２１を構成する２つの分割輪２２、２２のそれぞれに形成された軸又はハウジング側の径面２４、２４に対して圧入嵌合される筒部材２３を備えている。筒部材２３と各分割輪２２の径面２４、２４間に設けられた径方向の締め代により、２つの分割輪２２、２２が軸方向に分離止めされ、かつ径方向に位置決めされている。ここで、締め代を緩く設定する程に好ましい。これは、軌道輪２１の軌道面の変形を防止するためである。

筒部材２３は、合成樹脂製の円筒状スリーブとされ、分割輪２２より径方向の肉厚が薄肉になっている。このため、筒部材２３は、一般に金属製やセラミックス製とされる分割輪２２より径方向に変形し易い。軌道輪２１と筒部材２３間の締め代による弾性変形は、筒部材２３側で大きく生じ、軌道輪２１の軌道面の変形を防止することができる。

筒部材２３の軸又はハウジング側の径面２５は、軸又はハウジングの嵌合部６に挿入する嵌合用の径面を形成されている。したがって、第２の実施形態に係る転がり軸受は、筒部材２３上に軌道輪２１が構成された状態で、軌道輪２１を筒部材２３ごと軸又はハウジングの嵌合部６に円滑に挿入することができる。

特に、第２の実施形態に係る転がり軸受は、２つの分割輪２２、２２が筒部材２３に圧入嵌合されるため、２つの分割輪２２、２２間の径方向の相対的なずれを筒部材２３により防止することができる。

なお、上記のように転がり軸受を組み込むとき、他方の軌道輪のはめあい面がハウジング又は軸の嵌合部を軸方向に摺動する結果、転動体２６を介して一方の軌道輪２１が軸方向負荷を受けることがある。このとき、負荷方向側の分割輪２２が筒部材２３上を滑らないようにする。これは、分割輪２２及び筒部材２３を軸方向に同時押しすることで対応可能である。より簡単に上記滑りを防止したい場合は、分割輪２２と筒部材２３間の摩擦力を、他方の軌道輪のはめあい面とハウジング又は軸の嵌合部間の摩擦力より大きくすればよい。これを実現するには、筒部材２３と軸又はハウジングの嵌合部６をしまりばめとすることにより、分割輪２２と筒部材２３のはめあい面間の摩擦力を大きくし、他方の軌道輪とハウジング又は軸の嵌合部をすきまばめとしてこの間の摩擦力を小さくすることが好ましい。

次に、この発明の第３の実施形態を図３に基づいて説明する。
図３は、第３の実施形態に係る転がり軸受を構成する内外輪のうち一方の軌道輪の縦断正面を示している。
図３に示すように、第３の実施形態に係る一方の軌道輪３１は、断面ゴシックアーチ状の軌道面３２がこの幅中央で２分されるように分割され、一方の軌道輪３１を構成する２つの分割輪３３、３３がそれぞれ軌道部３４と肩３５とを有する点で上記第１の実施形態と共通する。

軌道輪３１は、２つの分割輪３３、３３の相対する側面にインロー嵌合部が形成されるように分割されている。具体的には、一方の分割輪３３は、他方の分割輪３３の側面に向かって軸方向に突き出たインロー部３６を有している。他方の分割輪３３は、上記インロー部３６に嵌合する凹部３７を有している。インロー部３６と凹部３７の内面とからなるインロー嵌合部は、軌道輪３１の軸又はハウジングに挿入する径面３８、３８から食み出ない。

インロー部３６と凹部３７の内面間に、径方向の締め代が設定されている。２つの分割輪３３、３３は、その締め代により軸方向に分離止めされ、かつ径方向に位置決めされている。したがって、第３の実施形態に係る転がり軸受は、軌道輪３１を軸又はハウジングに円滑に挿入することができる。

特に、第３の実施形態に係る転がり軸受は、インロー部３６と凹部３７の内面の嵌合により、２つの分割輪３３、３３の径方向の相対的なずれを互いに嵌合部分で防止することができる。

２つの分割輪３３、３３の分離止めの強度を高めるため、インロー部３６と凹部３７の内面を接着剤で固着したり、インロー部３６と凹部３７を溶接したりすることもできる。

上記のように、２つの分割輪３３、３３の相対する側面にインロー嵌合部３６、３７を設けると、軌道輪３１の幅面に合せ目が生じない。軌道輪３１の幅面に合せ目があることは好ましくない。これは、その幅面に水滴が付着したとき、合せ目に浸水する恐れがあるためである。

なお、分割輪３３の分割態様としては、図３に示すような構成に代えて、一方の分割輪３３の分割面の径方向の一端部にインロー部が突き出た構成でもよい。

上記第１乃至第３の実施形態に係る転がり軸受においては、多点接触玉軸受を例示したが、深溝玉軸受において一方の軌道輪を分割し、転動体数を増やす場合にも同じように適用することができる。
また、一方の軌道輪は、転動体が転がり接触する軌道面において２分されている必要はない。例えば、ＮＵＰ形やＮＨ形の円筒ころ軸受のように、一方の軌道輪が、つば輪と、軌道面が形成された片つば付き分割輪とで構成されたころ軸受において、つば輪と片つば付き分割輪とを分離止めする場合にも同じように適用することができる。

第１の実施形態に係る転がり軸受の一方の軌道輪の縦断正面図 第２の実施形態に係る転がり軸受の一方の軌道輪の縦断正面図 第３の実施形態に係る転がり軸受の一方の軌道輪の縦断正面図 従来例の縦断正面図

符号の説明

１、２１、３１ 軌道輪
２、２２、３２ 軌道面
３、３５ 肩
４、２６ 転動体
５、２２、３３ 分割輪
６ 嵌合部
７、２４、２５、３８ 径面
８、３４ 軌道部
９ 孔
１０ 別部材
３２ 筒部材
３６ インロー部
３７ 凹部

Claims (6)

1. 転動体と軌道面とが軸方向両側に接触する軌道輪を備え、この軌道輪が、上記転動体を軸方向両側から挟むように組み合わせる２つの分割輪からなり、これら２つの分割輪が、結合部をもって結合されることで軸方向に分離止めされている転がり軸受において、上記２つの分割輪が、径方向の締め代をもって軸方向に分離止めされていることを特徴とする転がり軸受。
2. 上記結合部は、上記転動体を軸方向両側から挟む状態で上記２つの分割輪間に亘って連通するように上記軌道輪の側面に開放された孔の内面と、この孔の内面に対して上記２つの分割輪間に亘るように圧入される別部材であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 上記結合部は、上記２つの分割輪のそれぞれに形成された軸又はハウジング側の径面と、これら軸又はハウジング側の径面に対して圧入嵌合される筒部材であり、この筒部材の軸又はハウジング側の径面に、該軸又はハウジングに挿入する径面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
4. 上記筒部材が上記分割輪より径方向に変形し易いものである請求項３に記載の転がり軸受。
5. 上記結合部は、上記２つの分割輪の相対する側面に形成されたインロー嵌合部からなり、上記２つの分割輪が、上記インロー嵌合部により径方向に位置決めされることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
6. 上記軌道輪が、軸受中心軸と交差する平面で上記軌道面を軸方向に２分するように分割されている請求項２から５のいずれか１つに記載の転がり軸受。

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