JP2010091047A - 分割型転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】分割軌道輪同士を締結した際に、その軌道面に段差が生じないようにする。
【解決手段】周方向に２分割した分割内輪１ａ、１ｂを、両分割内輪１ａ、１ｂに介在するベース部７と、このベース部７を分割内輪１ａ、１ｂの周方向に付勢する一対の差込部材８ａ、８ｂ及びボルト９とからなる締結部材４で締結した分割転がり軸受けにおいて、分割内輪１ａ、１ｂの割り面２に、突き合わせた両割り面２、２に亘り、かつ軸心方向に長い溝状の凹部１３を形成する。この凹部１３は分割内輪１ａ、１ｂの幅面に開口しており、この開口部から円柱状の係止部材１４を挿入する。この係止部材１４の外周面は凹部１３の内周面と密接して、各分割内輪１ａ、１ｂが独立にこの分割転がり軸受の外径方向に変位するのを防止するため、両分割内輪１ａ、１ｂの軌道面に段差ｇが生じるのが防止される。
【選択図】図２

Description

この発明は、分割型転がり軸受の締結機構に関する。

例えば、建設機械、鉄鋼設備、風力発電機、一般産業用機械等は、その稼動の際に大きな軸力が作用するため、一般的用途の軸受と比較して大型の軸受を使用することが多い。この大型の軸受は、それを構成する軌道輪等の各構成部品も大型であるため、メンテナンスや各構成部品の交換作業等でこの構成部品を取り外す際に、その周辺部品を予め取り外して、作業スペースを確保した上で行う必要がある。このため、そのメンテナンス等が煩雑なものとなって、多大なコストと工数を要していた。

そこで、このメンテナンス等の作業に要するコスト等を削減するため、軸受の軌道輪を複数に分割し得るようにし、前記周辺部品を取り外さなくても前記作業を行い得るようにした分割型転がり軸受が実用化されている。

前記分割型転がり軸受の締結手段として、例えば、２分割した内輪の軸方向両端の外径面側に締結輪を設けたものがある。この締結輪を締め付けてその内径を縮径すると、この縮径に伴って両分割内輪が締結されるとともに、内輪と軸との間に嵌合力が生じて両者が固定される（例えば、特許文献１の図３を参照）。
特開２００２−１３９０３２号公報

この特許文献１に示す方法は、締結輪が軌道輪の軸心方向両端に設けられているので、この締結輪の分だけ、軸受の軸心方向の全長が長くなる。このため、軸受のコンパクト化を図る際にそれが支障となることがある。

そこで、出願人は本願出願時点において未公開ながら（特願２００８−１７２５２７）、分割型転がり軸受の締結機構として、図７乃至９に示すように周方向に分割した分割軌道輪１ａ、１ｂ同士を突き合わせ、その割り面２の内径面側又は外径面側の少なくとも一方に形成したキー溝３に、突き合わせた両分割軌道輪１ａ、１ｂに介在する締結部材４を設け、この締結部材４を締め付けることによって、両分割軌道輪１ａ、１ｂ同士を締結する構成を提案した。

この構成においては、両分割軌道輪１ａ、１ｂの割り面２に、隣接する割り面２に対面するように径方向に起立する壁部５が形成されている。その一方で、締結部材４は、両端に壁部５と逆方向に起立する突部６を形成したベース部７と、このベース部７と壁部５に介在するように一方の幅面側から差込む第１の差込部材８ａと、他方の幅面側から差込む第２の差込部材８ｂと、両差込部材８ａ、８ｂを連結するボルト９とからなる。

この両差込部材８ａ、８ｂには差込み方向に向かって細くなるテーパ面８ｔが形成されており、ボルト９をねじ込むと、両差込部材８ａ、８ｂがそれぞれの差込方向に移動する。それとともに、その差込部材８ａ、８ｂに形成したテーパ面８ｔと、壁部５に形成したテーパ面５ｔとが当接する。このテーパ面５ｔ、８ｔ同士の当接によって、ベース部７が分割軌道輪１ａ、１ｂの周方向にスライドし、このスライドに伴ってこのベース部７が分割軌道輪１ａ、１ｂ同士を締結する。

この構成によると、ベース部７の突部が壁部５の背面側に形成したキー溝３に収納された状態となって突出しないので、特許文献１に示す方法と異なり、この軸受をコンパクトなものとし得る。

上記未公開出願のように、締結部材４（ベース部７、差込部材８、ボルト９）で分割軌道輪１ａ、１ｂ同士を締結する構成においては、キー溝３の形成によって、その分割軌道輪１ａ、１ｂの軌道面側に肉厚が薄い部分が存在する（図１０の符号１７を参照。以下、この部分を「最小肉厚部」と称する。）。この締結部材４で締結力を作用させると、この締結力がこの最小肉厚部１７に集中的に作用し、その結果、最小肉厚部１７付近を支点として割り面２の径方向への変位が生じる。

この締結方式においては、突き合わせた割り面２の一方側にのみ差込部材８を設ける構成であって、この差込部材８を設ける側の分割軌道輪１ａのキー溝３の周方向長さが長く、最小肉厚部１７の幅が他方側の分割軌道輪１ｂの最小肉厚部１７の幅よりも狭くなっている（図１０の符号ｔ１、ｔ２において、ｔ１＜ｔ２）。このため、前記変位量が対面する両割り面２、２で異なり、この変位の結果、軌道面に段差ｇが生じる。この段差ｇがあると、軸受の使用の際に振動や異音等の不具合が生じる。

そこで、この発明は、分割軌道輪同士を締結した際に、その軌道面に段差が生じないようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明は、一方の分割軌道輪の径方向への変位を、他方の分割軌道輪によって抑制するようにし、両分割軌道輪の軌道面に段差が生じないようにした。

この発明の構成としては、周方向に分割した分割軌道輪同士を突き合わせ、その割り面の内径面側又は外径面側の少なくとも一方に形成したキー溝に、突き合わせた両分割軌道輪に介在する締結部材を設け、この締結部材を締め付けることによって、前記分割軌道輪同士を締結するようにした分割型転がり軸受において、前記締結部材の締付け力によって、前記割り面の一方が、他方の割り面に対して径方向に変位し、この分割軌道輪の軌道面に段差が生じるのを防止する係止部を設けるようにする。

上述したように、この締結部材による締結機構は、突き合わせた両分割軌道輪のうち一方の分割軌道輪側のキー溝が他方よりも長めとなっている。このため、この一方の分割軌道輪の割り面の変位が生じやすいのに対し、他方の分割軌道輪の割り面の変位は生じにくい。このため、この一方の分割軌道輪の変位を他方の分割軌道輪が抑制するように作用する。

前記構成においては、前記係止部を、対面する割り面の双方に亘って形成した凹部と、その双方の凹部に嵌まり込む係止部材とで構成することができる。
この係止部材は両分割軌道輪の径方向の変位量を同一に保つように作用するため、両分割軌道輪の軌道面に段差が生じない。

前記凹部及び係止部材の形状は、両分割軌道輪の軌道面の段差発生を抑制し得るものであれば適宜選択し得るが、前記凹部が軸心方向に長い溝状であって、前記係止部材がその溝に嵌まり込む棒状とすることができる。

この凹部を軸心方向に長い溝状とすることによって、この分割転がり軸受のアセンブリの際に、両分割軌道輪の間に前記棒状の係止部材の直径程度のわずかな隙間を確保することによって、この係止部材を嵌め込むことができる。このため、このアセンブリの作業性が高い。

前記構成においては、その溝状の凹部がこの分割軌道輪の幅面の少なくとも一方に開口したものであって、この開口した凹部の一方側から前記棒状の係止部材を挿入するようにすることができる。

このようにすれば、分割転がり軸受のアセンブリが完了した後に前記係止部材を挿入すればよく、上記のように係止部材を嵌め込むための隙間を確保する必要はない。このため、そのアセンブリの作業性が一層高まる。

さらに前記構成において、前記溝状の凹部がこの分割軌道輪の幅面の双方に開口したものであって、この開口した凹部の双方から、前記棒状の係止部材をそれぞれ挿入するようにすることもできる。

この係止部材が１本の棒状の場合、その長さが長いため（最大でその分割転がり軸受の幅程度）、その挿入作業の際に凹部の内壁との摩擦によって、この係止部材が挿し込みにくいことがある。そこで、このように前記棒状の係止部材を凹部の双方から挿入するようにすれば、１本あたりの長さを短くし得ることから、その挿入作業を容易に行い得る。

前記各構成のように凹部を軸心方向の溝状とする代わりに、この凹部をこの軌道輪の周方向に掘られた穴状とし、前記係止部材がその穴に嵌まり込む棒状であるように構成することもできる。

この構成の場合、穴に嵌まり込んだ係止部材は、この穴の内壁に支持されて直立状態を維持する。この状態において、この係止部材に径方向の力（軌道面に段差を生じさせる力）が作用しても、径方向の変位（係止部材の傾き）はほとんど生じない。このため、軌道面における段差発生の抑制効果が一層顕著なものとなる。

前記各構成においては、係止部材は分割軌道輪とは別部材としたが、この係止部材を、突き合わせた前記割り面の少なくとも一方に、その割り面と一体に形成するようにすることもできる。

このように一体化することによって、アセンブリの途中又は最後に前記係止部材を挿入する必要がないので、その作業が一層簡便なものとなる。

前記各構成のように係止部材を設けることによって、変位を防止する構成とする代わりに、前記係止部を、対面する割り面の双方に形成した段差によって構成し、一方の割り面が径方向に変位しようとした際に、その一方の割り面に形成した段差が、他方の割り面に形成した段差に当接し、この当接によって、前記一方の割り面の径方向への変位を抑制し得るようにすることもできる。

上述したように、前記変位は、対面する両割り面のうち最小肉厚部の厚さが小さい分割軌道輪に属する割り面（以下、「一方の割り面」と称す。）側で顕著に生じる。また、この一方の割り面の変位の方向は、例えば内径側に締結部材を設けた場合においては、その締結力の反力によって外径側となる。この場合は、この一方の割り面の内径側に、対面する割り面（以下、「他方の割り面」と称す。）側に突出する段差を形成する一方で、この他方の割り面の外径側に、一方の割り面側に突出し、かつこの一方の割り面の外径側と当接する段差を形成する。このようにすると、この当接によって一方の割り面の外径側への変位が抑制され、軌道面における段差の発生が防止できる。

このように両割り面に段差を形成する代わりに、前記係止部を、対面する割り面の双方に形成したテーパ面によって構成し、一方の割り面が径方向に変位しようとした際に、その一方の割り面に形成したテーパ面が、他方の割り面に形成したテーパ面に当接し、この当接によって、前記一方の割り面の径方向への変位を抑制し得るようにすることもできる。

上述したように、一方の割り面の内径側に締結部材を設けた場合においては、この一方の割り面の変位方向は、その締結部材の締結力の反力によって外径側となる。この場合は、一方の割り面側に、内径側で他方の割り面側に突出するテーパ面を形成するとともに、他方の割り面側に、外径側で一方の割り面側に突出するテーパ面を形成する。このようにすると、この両テーパ面の当接によって一方の割り面の外径側への変位が抑制され、軌道面における段差の発生が防止できる。

前記各構成においては、前記分割軌道輪に焼入れ等の硬化処理を施して材料硬度を高め、両分割軌道輪同士を突き合わせた際の変位量を小さくするようにすることができる。
この硬化処理は、少なくとも最小肉厚部近傍に行えば、変位量を小さくする効果を発揮し得る。

この発明によると、両分割軌道輪を締結部材で締結した際に、その締結力に起因して分割軌道輪の割り口が径方向に変位して、その軌道面に段差が生じにくい。このため、この分割転がり軸受の使用の際に、振動や異音が発生するのを防止することができる。

この発明に係る分割転がり軸受を図１に、その要部を図２乃至６に示す。この分割転がり軸受は、複列式の自動調心ころ軸受であって、周方向に２分割した分割内輪１ａ、１ｂと、外輪１０と、内外輪１、１０間に介在する保持器１１及び転動体１２とで構成される。この分割内輪１ａ、１ｂには、両分割内輪１ａ、１ｂに介在するベース部７と、このベース部７を分割内輪１ａ、１ｂの周方向に付勢する一対の差込部材８ａ、８ｂ及びボルト９が設けられている。

この分割内輪１ａ、１ｂの各割り面２には、それぞれ異なる形状の係止部が設けられている。この係止部によって、割り面２の一方が他方の割り面２に対して径方向に変位し、この分割内輪１ａ、１ｂの軌道面に段差が生じるのを防止している。
以下、各係止部の作用について詳細に説明する。なお、この締結機構については、従来技術において説明したものと同じなので、その説明は省略する。

まず、図２について説明する。この分割転がり軸受を構成する分割内輪１ａ、１ｂの割り面２には、突き合わせた両割り面２、２に亘り、かつ軸心方向に長い溝状の凹部１３が形成されている。この凹部１３は分割内輪１ａ、１ｂの幅面に開口しており、この開口部から円柱状の係止部材１４を挿入する。この係止部材１４の外周面は凹部１３の内周面と密接して、各分割内輪１ａ、１ｂが独立にこの分割転がり軸受の外径方向に変位するのを防止する。このため、両分割内輪１ａ、１ｂの軌道面に段差が生じるのを防止し得る。

次に、図３について説明する。この分割転がり軸受を構成する分割内輪１ａ、１ｂの割り面２には、突き合わせた両割り面２、２に亘り、穴状の凹部１３が形成されている。この凹部１３に、円柱状の係止部材１４を嵌め込むと、図２に示した構成と同様に、係止部材１４の外周面と凹部１３の内周面とが密接して、各分割内輪１ａ、１ｂが独立してこの分割転がり軸受の外径方向に変位するのを防止する。このため、両分割内輪１ａ、１ｂの軌道面に段差が生じるのを防止し得る。

図２及び３においては、分割内輪１ａ、１ｂと係止部材１４とを別部材としたが、図４に例示するように一方の分割内輪１ａ、１ｂと係止部材１４とを一体に形成してもよい。このようにすることで、分割軸受のアセンブリの途中又は最後にこの係止部材１４を挿入する必要がないので、その作業を簡便なものとし得る。

また、この係止部材１４は分割外輪にも適用し得る。分割軌道輪同士を締結した際に、軌道面に段差が生じる問題は、当然この分割外輪にも発生し得るからである。このように分割外輪に適用する場合においては、外径側に係止部材１４を設けるが、この場合も内径側に係止部材１４を設けた場合と同様に、段差発生の抑制効果を発揮し得る。

また、図２及び３の構成では、円柱状の係止部材１４を採用したが、この係止部材１４の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、特定の方向性を有さない球状とすることもできる。この球状の係止部材１４においても、両分割軌道輪に亘って形成した凹部１３にきっちりと嵌め込まれることによって、両分割内輪１ａ、１ｂが独立に径方向に変位して軌道面に段差が生じるのを防止し得るからである。

次に、図５について説明する。この分割転がり軸受を構成する分割内輪１ａ、１ｂの割り面２のうち、最小肉厚部１７の厚さが小さい分割内輪１ａに属する割り面（以下、「一方の割り面」と称す。）の内径側に、対面する割り面２（以下、「他方の割り面」と称す。）側に突出する段差１５ａを形成する一方で、この他方の割り面２の外径側に、一方の割り面２側に突出し、かつ、この一方の割り面２の外径側と当接する段差１５ｂを形成している。

締結部材４の締結による締結力によって、一方の割り面２が外径方向に変位しようとした場合（同図中の白抜き矢印を参照）、他方の割り面２に形成した段差１５ｂが、一方の割り面２に形成した段差１５ａに当接して、その変位を防止する。

さらに、図６について説明する。この分割転がり軸受を構成する分割内輪１ａ、１ｂの割り面２のうち、一方の割り面２側に、内径側で他方の割り面２側に突出するテーパ面１６ａを形成するとともに、他方の割り面２側に、外径側で一方の割り面２側に突出するテーパ面１６ｂを形成している。

この構成においても、図５において説明したように、締結部材４の締結による締結力によって、一方の割り面２が外径方向に変位しようとした場合（同図中の白抜き矢印を参照）、他方の割り面２に形成したテーパ面１６ａが、一方の割り面２に形成したテーパ面１６ｂに当接して、その変位を防止する。

図２乃至６に示した分割内輪に対し、周知の焼入れ等の硬化処理を施すことによって材料硬度を高め、両分割内輪１ａ、１ｂ同士を突き合わせた際の変位量を小さくすることもできる。この硬化処理は、この分割内輪１ａ、１ｂの全体に行うのが好ましいが、前記変位の支点となる最小肉厚部１７近傍において局所的に行うだけでも、変位を抑制する効果を発揮し得る。

この発明に係る分割型転がり軸受の一実施形態を示す正面断面図 同実施形態の要部を示す側面図 他の実施形態の要部を示す側面図 他の実施形態の要部を示す側面図 他の実施形態の要部を示す側面図 他の実施形態の要部を示す側面図 締結部材による分割内輪の締結を示す側面図 締結部材による分割内輪の締結を示す斜視図 締結部材の作用を示す図であって、（ａ）は締結前の側面図、（ｂ)は締結後の側面図、(ｃ)は要部の斜視図 従来技術に係る分割内輪の不具合を示す側面図

符号の説明

１（１ａ、１ｂ） 分割軌道輪（分割内輪）
２ 割り面
３ キー溝
４ 締結部材
５ 壁部
５ｔ （壁部の）テーパ面
６ 突部
７ ベース部
８（８ａ、８ｂ） （第１、第２の）差込部材
８ｔ （差込部材の）テーパ面
９ ボルト
１０ 外輪
１１ 保持器
１２ 転動体
１３ 凹部
１４ 係止部材
１５（１５ａ、１５ｂ） 段差
１６（１６ａ、１６ｂ） （割り面の）テーパ面
１７ 最小肉厚部

Claims (10)

1. 周方向に分割した分割軌道輪（１ａ、１ｂ）同士を突き合わせ、その割り面（２）の内径面側又は外径面側の少なくとも一方に形成したキー溝（３）に、突き合わせた両分割軌道輪（１ａ、１ｂ）に介在する締結部材（４）を設け、この締結部材（４）を締め付けることによって、前記分割軌道輪（１ａ、１ｂ）同士を締結するようにした分割型転がり軸受において、
   前記締結部材（４）の締付け力によって、前記割り面（２）の一方が、他方の割り面（２）に対して径方向に変位し、この分割軌道輪（１ａ、１ｂ）の軌道面に段差（ｇ）が生じるのを防止する係止部を設けたことを特徴とする分割型転がり軸受。
2. 前記係止部が、対面する割り面（２）の双方に亘って形成した凹部（１３）と、その双方の凹部（１３）に嵌まり込む係止部材（１４）とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の分割型転がり軸受。
3. 前記凹部（１３）が軸心方向に長い溝状であって、前記係止部材（１４）がその溝に嵌まり込む棒状であることを特徴とする請求項２に記載の分割型転がり軸受。
4. 前記溝状の凹部（１３）がこの分割軌道輪（１ａ、１ｂ）の幅面の少なくとも一方に開口したものであって、この開口した凹部（１３）の一方側から前記棒状の係止部材（１４）を挿入するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の分割型転がり軸受。
5. 前記溝状の凹部（１３）がこの分割軌道輪（１ａ、１ｂ）の幅面の双方に開口したものであって、この開口した凹部（１３）の双方から、前記棒状の係止部材（１４）をそれぞれ挿入するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の分割型転がり軸受。
6. 前記凹部（１３）がこの分割軌道輪（１ａ、１ｂ）の周方向に掘られた穴状であって、前記係止部材（１４）がその穴に嵌まり込む棒状であることを特徴とする請求項２に記載の分割型転がり軸受。
7. 前記係止部材（１４）が、突き合わせた前記割り面（２）の少なくとも一方に、その割り面（２）と一体に形成されていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一つに記載の分割型転がり軸受。
8. 前記係止部が、対面する割り面（２）の双方に形成した段差（１５ａ、１５ｂ）によって構成され、一方の割り面（２）が径方向に変位しようとした際に、その一方の割り面（２）に形成した段差（１５ａ）が、他方の割り面（２）に形成した段差（１５ｂ）に当接し、この当接によって、前記一方の割り面（２）の径方向への変位を抑制し得るようにしたことを特徴とする請求項２に記載の分割型転がり軸受。
9. 前記係止部が、対面する割り面（２）の双方に形成したテーパ面（１６ａ、１６ｂ）によって構成され、一方の割り面（２）が径方向に変位しようとした際に、その一方の割り面（２）に形成したテーパ面（１６ａ）が、他方の割り面（２）に形成したテーパ面（１６ｂ）に当接し、この当接によって、前記一方の割り面（２）の径方向への変位を抑制し得るようにしたことを特徴とする請求項２に記載の分割型転がり軸受。
10. 前記分割軌道輪（１ａ、１ｂ）に焼入れ等の硬化処理を施して材料硬度を高め、両分割軌道輪（１ａ、１ｂ）同士を突き合わせた際の変位量を小さくしたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の分割型転がり軸受。

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