JP2011007289A - 分割軸受及び結合治具 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪肉厚の増大を抑制しつつ、簡便に分割外輪同士を締結する。
【解決手段】分割外輪２の外径面周方向に沿う架橋部６と、締結用のピン７とを備えた結合治具５で、この分割外輪２同士を締結する。この架橋部６とピン７の間にはピン用ばね８が介在して設けられている。分割外輪２の締結に際しては、この分割外輪２の周溝９に結合治具５の架橋部６を沿わせるように嵌め込み、ピン用ばね８の付勢力に抗してピン７を架橋部６内に収納した状態で、この結合治具５を周溝９に沿ってスライドさせる。そうすると、分割外輪２に形成した締結穴１０の位置と、ピン７の位置とが合ったときに、このピン用ばね８の付勢力によってピン７が自動的に締結穴１０に挿し込まれる。このため、分割外輪２の締結作業の作業性を大幅に向上し得る。
【選択図】図３

Description

この発明は、分割軌道輪及び分割保持器を採用した分割軸受及びその分割軌道輪を締結する結合治具に関し、特に大型のクランク軸、鉄鋼設備の転炉用等の大径の分割軸受に関する。

分割軸受は、例えば下記特許文献１の第３図に示すように、内外の軌道輪及び保持器を軸受の回転軸を含む面で２分割した形態を採用するのが一般的である。このように分割することで、回転軸の軸端からではなくその回転軸の上下から前記軌道輪等を設けることができる。このため、鉄鋼設備の転炉を回転させるトラニオン軸受等の大型の軸受のアセンブリが容易となって作業効率が高い。

この特許文献１に示す分割外輪は、例えば図１２に示すように、分割内輪１同士を締結輪１７及びボルト１８で締結（一体に）しつつ、この分割軸受を収納する軸箱１９の内面で分割外輪２、及び、ころ３を収納した分割保持器４を拘束して、これらがばらけないようにしている。すなわち、シールやスリンガ等の消耗品の交換等の定期点検の際に軸箱１９を取り外すと、この軸箱１９による拘束がなくなって、分解する必要のない分割外輪２及び分割保持器４が、ともにばらけた状態となってしまう。

このため、この軸箱１９の取り外しの際に、分割外輪２等に保持用の治具等を設けて、この分割外輪２等が一度にばらけるのを防止しつつ分解する必要があり、その作業に熟練が要求されるとともに時間を要する。この結果、この作業が煩雑なものとなって作業コストが上昇するという問題がある。

また、一旦軸箱１９を取り外した後に定期点検を行い、再びこの軸箱１９を組み立てる際においても、ばらけた分割外輪２等をアセンブリし直す必要があるため、一体型軸受と比較してその点検作業が一層煩雑なものとなる。

この煩雑さを解消すべく、例えば下記特許文献２の図１に示すように、両分割外輪に介在して設けたボルトを締め付けることによって、軸箱を取り外した際に、分割外輪がばらけるのを防止するようにした構成が開示されている。

実公昭６２−０００４２１号公報 特開２００６−１４４９８５号公報

上記のように、ボルトで分割外輪を締結する構成においては、ボルト穴を外輪の回転接線方向に形成するために、少なくとも、ボルト穴の直径と、ボルト長に相当する長さの外輪円弧部の径方向幅（外径方向への円弧の膨らみ）との和の分だけ外輪の肉厚が必要となる。この場合、外輪の肉厚が大きくなりがちであって、このように肉厚が大きいと、この軸受の定格荷重が減少して、トラニオン軸受等の大型用途に適用できなくなる恐れがある。

そこで、この発明は、外輪肉厚の増大を抑制しつつ、簡便に分割外輪同士を締結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、外径面又は幅面の少なくともいずれか一方に締結穴を形成するとともに周方向に分割した複数の分割外輪と、複数のピンを架橋部内に収納・突出自在に設けた結合治具とを備え、前記各分割外輪を組み合わせて円環状としつつ、この分割外輪同士の継ぎ目に前記結合治具を宛がい、各分割外輪にそれぞれ形成した前記締結穴の位置と、前記ピンの位置とが一致した際に前記ピンを突出させてこの締結穴に挿し込み、隣り合う分割外輪同士を締結する構成とした。

この締結穴へのピンの挿し込みによる両分割外輪の締結は、この両分割外輪がその周方向に相対的にずれる（離れる）のを防止するためのものなので、この締結穴にピンが挿し込まれてさえいれば、その挿し込み深さをそれほど深くすることなく分割外輪の締結作用を発揮できる。

すなわち、特許文献２の発明の構成では、上述したように、外輪の肉厚を所定以上とする必要があるのに対し、本願発明の構成では、一般的な肉厚の外輪であれば、その肉厚でもって問題なくこの締結穴を形成することができる。このため、外輪肉厚の増大に起因する定格荷重不足の問題が生じる恐れは低い。

また、この締結穴を外径面又は幅面に形成するのは、これらの面に結合治具を設けたとしても、転動体等の軸受の回転部材と干渉せず、その回転に悪影響を及ぼさないためである。この結合治具は、前記各面の少なくともいずれか一方に設ければよいが、両方に設けてもよい。そうすることで、一層確実な締結作用が期待できるためである。

さらに、結合治具の架橋部内にピンを収納・突出自在に設けているので、分割外輪の締結作業の際に、予め収納されたピンをこの架橋部から突出させるだけで分割外輪同士の締結がなされる。このため、その作業効率を大幅に改善し得る。

この架橋部に収納するピンの数は、隣り合う分割外輪同士を締結するためには少なくとも２本必要であるが、３本以上としてもよい。このようにピンの数を増やすことによって、このピンによる締結を一層確実なものとし得るからである。

前記構成においては、前記結合治具の架橋部とピンとの間に弾性部材を介在させ、このピンを前記分割外輪に当接させつつ前記結合治具を前記分割外輪に押し当てた際に、前記弾性部材の付勢力に抗して前記ピンが前記架橋部内に収納される一方で、前記ピンの位置と前記締結穴の位置とを一致させた際に、前記弾性部材の付勢力によって、前記架橋部からの前記ピンの突出がなされるようにすることもできる。

この結合治具は、その架橋部を分割外輪上でスライドさせて（少しずつ位置をずらして）、ピンと締結穴の位置合わせを行うのが一般的である。そのスライドの際、ピンは架橋部に収納された状態となっているため、作業者がそのピンを直接視認できない。そのため、ピンと締結穴の位置合わせの状態が分からず、両位置がきちんと合っているにも関わらず、作業者がそれに気付かないことが多い。また、締結穴が下側軸箱側に位置する場合、分割外輪をずらして位置合わせを行わなければならない。その結果、ピンの挿し込み作業に多くの時間を要することとなりやすい。
そこで、上述したようにピンに弾性部材を設けると、ピンと締結穴の位置合わせを行うだけで、前記弾性部材の付勢力によってピンが締結穴に自動的に挿し込まれるので、その作業性が大幅に向上する。

さらに、このピンに、このピンを収納・突出方向に自在にスライドさせるつまみを設けることもできる。
このようにつまみを設けることによって、前記架橋部とピンとの間に弾性部材を設けない場合であっても、このつまみの操作によって容易にこのピンの収納・突出を行うことができるためである。さらに、弾性部材の付勢力でピンを挿し込んだ場合において、そのピンの抜き取り作業を容易に行い得るためでもある。

このつまみは、軸受を支持する下部プランマブロックよりも高い位置に設けるようにするのが好ましい。
このようにすると、上部プランマブロックを取り外した際にこのつまみが、この上部プランマブロック側に露出するので、このつまみを容易に操作でき、分割外輪の締結・分解作業を容易に行うことができるためである。

さらに、このつまみ及び前記架橋部の双方にねじを形成し、この架橋部につまみをねじ込むことによって前記ピンの挿し込み量の調節がなされるようにすることもできる。
このようにすると、単に締結穴にピンを挿し込んだ場合と比較して、このピンの抜け止め作用が発揮され、一層確実な締結作用が期待できるためである。

また、このピンの外径面には滑り止め加工部を形成するのが好ましい。
この滑り止め加工として、例えばローレット加工を採用することができる。このように滑り止め加工部を形成することによって、締結穴の内面とピンとの間の摩擦が大きくなるので、このピンの抜け止め作用が発揮され、一層確実な締結作用が期待できるためである。

さらに、このピンに、その径方向外側に突出、及び、ピン内に収納自在に突起を形成するとともに、前記締結穴のピン挿し込み口側に縮径部、奥側に前記縮径部よりも内径の大きい拡径部を形成しつつ、この縮径部と拡径部の境目に段差部を形成し、この締結穴にピンを挿し込んで、前記拡径部において前記突起を突出させた状態で、このピンを引き抜く力が作用した際に、前記突起と前記段差部とが当接して前記ピンの抜け止めがなされるようにすることもできる。

このように突起をピン内に収納し得るようにすることで、実質的にピン外径が増大するのを防止でき、このピンをスムーズに締結穴に挿し込むことができる一方で、前記抜け止め作用による確実な締結作用を得ることができる。

この構成においては、前記突起に、前記ピンの先端側ほど縮径するテーパを形成するのが好ましい。
このピンに形成する突起は、上述したように、ピンの挿し込み時に一旦ピン内に収納する必要がある。そこで、前記テーパを形成すると、前記締結穴の挿し込み口と前記テーパが当接し、その当接によって突起がピン内に押し込まれて収納される。このため、例えば手でこの突起を収納した状態にしつつピンを挿し込む煩わしさがなく、このピンの挿し込み作業をスムーズになし得る。

また、前記突起と前記ピンとの間、又は、前記突起同士の間に弾性部材を介在させ、前記ピンを前記締結穴に挿し込む際に前記弾性部材の付勢力に抗して前記突起が前記ピン内に収納される一方、前記ピンの挿し込みが完了した際に、前記弾性部材の付勢力によって、前記突起が前記ピンの外径側に突出するようにすることもできる。

この突起の収納・突出はこのピンへの突起取り付け部の有する弾性によってなすこともできるが、このように弾性部材を介在することによって、一旦収納した突起の突出が確実になされ、分割外輪の一層確実な締結作用が期待できるためである。この弾性部材としては、例えば、ばねを用いることができる。

前記各構成に示した結合治具は、これらの分割軸受の分割外輪締結用としてのみ用いるだけなく、例えば、分割内輪、分割保持器等のように軸受の他部材にも適用することができる。分割外輪に適用した場合と同様に、確実な締結作用を発揮し得るためである。

この発明によると、外輪肉厚の増大を抑制しつつ、簡便に分割外輪同士を締結することができる。このため、軸受の定格荷重が確保され、この軸受の幅広い適用が期待できる。さらに、定期点検作業が容易となるので、作業コストも低減することができる。

この発明に係る分割軸受の一実施形態を示す要部正面断面図 同実施形態に用いる外輪の側面断面図 同実施形態に用いる結合治具の側面断面図 結合治具の作用を示す要部側面断面図であって、（ａ）は結合治具を周溝内でスライドさせている状態、（ｂ）は結合治具で分割外輪を締結した状態 この発明に係る分割軸受の他の実施形態を示す要部正面断面図 結合治具の他の態様を示す側面断面図であって、（ａ）はピンが収納された状態、（ｂ）はピンを突出した状態 結合治具のさらに他の態様を示す側面断面図であって、（ａ）はピンが収納された状態、（ｂ）はピンを突出した状態 結合治具のさらに他の態様を示す側面断面図 結合治具のさらに他の態様を示す要部側面断面図 結合治具のさらに他の態様を示す要部側面断面図 結合治具のさらに他の態様を示す要部側面断面図 従来技術に係る分割軸受の一実施形態を示す要部正面断面図

この発明に係る分割軸受を図１に、この分割軸受の分割外輪の締結状態を図２にそれぞれ示す。この分割軸受は、軸受の軸心を含む平面で均等に２分割された分割内輪１、分割外輪２、ころ３を組み込んだ分割保持器４を有し、この分割内輪１を回転軸に設けるとともに、図示しない締結輪及びボルトで分割内輪１を締結し、分割保持器４を図示しない締結部材で締結し、分割外輪２を結合治具５で締結している。

この結合治具５は、図３に示すように、分割外輪２の外径面周方向に沿う架橋部６と、締結用のピン７とを備えている。そして、この架橋部６とピン７の間にはピン用ばね８が介在して設けられており、このピン用ばね８の付勢力によって、架橋部６からピン７が突出した状態となっている。

その一方、分割外輪２の外径面には、油溝を兼ねる周溝９がこの分割外輪２の全周に亘って形成されている。そして、この周溝９内には、油孔を兼ねる締結穴１０が形成されている。

この分割外輪２の締結に際しては、図４（ａ）に示すように、分割外輪２の周溝９に結合治具５の架橋部６を沿わせるように嵌め込む。そうすると、ピン７が周溝９底面に当接し、この当接によってピン７が架橋部６内に収納される（押し込まれる）。さらに、このピン７が収納された状態のまま、この結合治具５を周溝９の周方向に少しずつスライドさせる。このスライドの途中で、周溝９内に形成した締結穴１０の位置とピン７の位置とが一致すると、同図（ｂ）に示すように、ピン用ばね８の付勢力によってピン７が締結穴１０内に挿し込まれる。

この結合治具５をスライドさせる際には、ピン７が架橋部６内に収納された状態となっているので、作業者が、締結穴１０の位置とピン７の位置とが一致したかどうかを直接視認することができない。ところが、このようにピン用ばね８を架橋部６とピン７との間に介在して設けると、両者の位置が合ったときに、このピン用ばね８の付勢力によってこのピン７が自動的に締結穴１０に挿し込まれるため、その作業性が大幅に向上する。

この結合治具５は、図１に示したように分割外輪２の外径面の軸方向中心に設けることができ、さらに締結の信頼性を高めるために、図５に示すように軸方向の両端側に偏って２本設けることもできる。あるいは、この分割外輪２の幅面に設けることもできる。いずれの場合も、取り付け位置によらず確実な締結作用を発揮し得るからである。

また、この結合治具５を分割外輪２に宛がったときに、この結合治具５の外径側からピン７を収納・突出方向に自在にスライドさせるために、図６に示すようにつまみ１１を設けることもできる。同図は、架橋部６とピン７との間にピン用ばね８を設けない構成における適用例を示したが、図３等に示したようなピン用ばね８を設ける構成にも適用することができる。

すなわち、このピン用ばね８を設けない構成においては、このつまみ１１でもって、ピン７の収納・突出の両方を容易に行うことができ、ピン用ばね８を設ける構成においては、このピン用ばね８の付勢力によって締結穴１０に挿し込まれたピン７の引き抜きを容易に行うことができる。

このつまみ１１は、図６に示したように複数のピン７と連動するようにしてもよいが、図７に示すように、各ピン７にそれぞれ設けるようにしてもよい。このように各ピン７に設けることにより、つまみ１１のスライド方向と、ピン７の収納・突出方向とが一致し、その収納・突出を一層スムーズに行うことができるからである。

また、図８に示すように、このつまみ１１を円柱状とするとともにその円柱面にねじ部１２を形成し、さらに、架橋部６にもねじ部１２を形成し、この架橋部６につまみ１１をねじ込むことによってピン７の挿し込み量の調節がなされるようにすることもできる。このようにすることにより、締結穴１０に挿し込んだピン７は、つまみ１１を回してピン７の挿し込みを解除しないと抜けないので、この結合治具５による締結の信頼性が一層向上する。

また、図９に示すように、ピン７の外径面にローレット加工を施したローレット加工部１３を形成することもできる。このローレット加工は前記外径面に凹凸模様を刻んだものであって、このピン７を締結穴１０に挿し込むと、締結穴１０の内面とローレット加工部１３とが当接して両者の間に高い摩擦力が生じる。このため、ピン７の引き抜きに大きな力が必要となって、高い抜け止め作用を発揮し得る。

このローレット加工以外にも、例えば粗面処理のように、締結穴１０の内面とピン７との間の摩擦力を高め得る滑り止め加工を適宜採用することができる。また、この滑り止め処理は、締結穴１０の内面と、ピン７の双方に施してもよい。そうすることによって、前記摩擦力を一層高め得るからである。

また、図１０に示すように、このピン７に、その外径方向に突出、及び、ピン７内に収納自在に２本の突起１４、１４を形成するとともに、締結穴１０のピン挿し込み口側に縮径部１０ａ、奥側に縮径部１０ａよりも内径の大きい拡径部１０ｂを形成しつつ、この縮径部１０ａと拡径部１０ｂの境目に段差部１０ｃを形成するようにすることができる。この両突起１４、１４には突起用ばね１５を介在して設けてあって、この突起用ばね１５の付勢力によってこの突起１４の突出がなされる。その一方で、前記付勢力に抗して両突起１４、１４を押し込むことによってピン７内に収納される。

このピン７を締結穴１０に挿し込む際は、両突起１４、１４を締結穴１０の縮径部１０ａ内面に当接させ、その当接によって収納をなす。そして、さらに挿し込みが完了すると、この締結穴１０の拡径部１０ｂにおいて両突起１４、１４が突出する。この突起１４が突出した状態でこのピン７を引き抜く力が作用すると、この突起１４と段差部１０ｃが当接する。そうすると、この当接によってピン７を引き抜くことができなくなって、抜け止め作用が発揮される。

このピン７に形成する突起１４の数は、同図に示したように２本とすると抜け止め作用が均等になされるので好ましいが、この抜け止め作用を発揮し得るのであれば、例えば１本とすることもできる。なお、その場合は、ピン７と突起１４との間に突起用ばね１５を設ける。また、この突起１４をピン７に直接弾性的に設けた場合にあっては、突起用ばね１５を設けることなく前記収納・突出作用をなすこともできる。

この突起１４の先端には、図１１に示すように、ピン７の先端側ほど縮径するテーパ１６を形成してもよい。このテーパ１６を形成すると、締結穴１０の挿し込み口とこのテーパ１６とが当接し、その当接によって突起１４がピン７内に押し込まれて収納される。このため、図１０に示した形態の突起１４と比較して、その収納がスムーズになされるというメリットがある。

上述の各実施形態においては、分割外輪の外径面側に結合治具を設ける構成を示したが、外径面側に設ける代わりに、又は、外径面側に設けるとともに、分割外輪の幅面側にこの結合治具を設けてもよい。同じように分割外輪の締結効果を発揮できるからである。

１ 分割内輪
２ 分割外輪
３ ころ
４ 分割保持器
５ 結合治具
６ 架橋部
７ ピン
８ ピン用ばね（弾性部材）
９ 周溝
１０ 締結穴
１０ａ 縮径部
１０ｂ 拡径部
１０ｃ 段差部
１１ つまみ
１２ ねじ部
１３ ローレット加工部
１４ 突起
１５ 突起用ばね（弾性部材）
１６ テーパ

Claims (10)

1. 外径面又は幅面の少なくともいずれか一方に締結穴（１０）を形成するとともに周方向に分割した複数の分割外輪（２）と、複数のピン（７）を架橋部（６）内に収納・突出自在に設けた結合治具（５）とを備え、
   前記各分割外輪（２）を組み合わせて円環状としつつ、この分割外輪（２）同士の継ぎ目に前記結合治具（５）を宛がい、各分割外輪（２）にそれぞれ形成した前記締結穴（１０）の位置と、前記ピン（７）の位置とが一致した際に前記ピン（７）を突出させてこの締結穴（１０）に挿し込み、隣り合う分割外輪（２）同士を締結するようにした分割軸受。
2. 前記結合治具（５）の架橋部（６）とピン（７）との間に弾性部材（８）を介在させ、このピン（７）を前記分割外輪（２）に当接させつつ前記結合治具（５）を前記分割外輪（２）に押し当てた際に、前記弾性部材（８）の付勢力に抗して前記ピン（７）が前記架橋部（６）内に収納される一方で、前記ピン（７）の位置と前記締結穴（１０）の位置とを一致させた際に、前記弾性部材（８）の付勢力によって、前記架橋部（６）からの前記ピン（７）の突出がなされるようにした請求項１に記載の分割軸受。
3. 前記ピン（７）に、このピン（７）を収納・突出方向に自在にスライドさせるつまみ（１１）を設けた請求項１又は２に記載の分割軸受。
4. 前記つまみ（１１）を、軸受を支持する下部プランマブロックよりも高い位置に設けた請求項３に記載の分割軸受。
5. 前記つまみ（１１）及び前記架橋部（６）の双方にねじ（１２）を形成し、この架橋部（６）につまみ（１１）をねじ込むことによって前記ピン（７）の挿し込み量の調節がなされるようにした請求項３又は４に記載の分割軸受。
6. 前記ピン（７）の外径面に滑り止め加工部（１３）を形成した請求項１乃至５のいずれか一つに記載の分割軸受。
7. 前記ピン（７）に、その径方向外側に突出、及び、ピン（７）内に収納自在に突起（１４）を形成するとともに、前記締結穴（１０）のピン挿し込み口側に縮径部（１０ａ）、奥側に前記縮径部（１０ａ）よりも内径の大きい拡径部（１０ｂ）を形成しつつ、この縮径部（１０ａ）と拡径部（１０ｂ）の境目に段差部（１０ｃ）を形成し、
   この締結穴（１０）にピン（７）を挿し込んで、前記拡径部（１０ｂ）において前記突起（１４）を突出させた状態で、このピン（７）を引き抜く力が作用した際に、前記突起（１４）と前記段差部（１０ｃ）とが当接して前記ピン（７）の抜け止めがなされるようにした請求項１乃至６のいずれか一つに記載の分割軸受。
8. 前記突起（１４）に、前記ピン（７）の先端側ほど縮径するテーパ（１６）を形成した請求項７に記載の分割軸受。
9. 前記突起（１４）と前記ピン（７）との間、又は、前記突起（１４）同士の間に弾性部材（１５）を介在させ、前記ピン（７）を前記締結穴（１０）に挿し込む際に、前記弾性部材（１５）の付勢力に抗して前記突起（１４）が前記ピン（７）内に収納される一方、前記ピン（７）の挿し込みが完了した際に、前記弾性部材（１５）の付勢力によって、前記突起（１４）が前記ピン（７）の外径側に突出するようにした請求項７又は８に記載の分割軸受。
10. 請求項１乃至９のいずれか一つに記載の分割軸受に使用する結合治具。

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