JP2014025529A - 自動調心ころ軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】自動調心ころ軸受における保持器のコストの低減を図ること、および、強度を高めることである。
【解決手段】外輪１１と内輪２１との間に複列の球面ころ３１を組込み、その球面ころ３１を保持する保持器Ｃ０を、各列毎の球面ころ３１を保持する２つの単列ころ用保持器Ｃ１とする。２つの単列ころ用保持器Ｃ１のそれぞれを、外輪案内される中央側環状体４１と、内輪案内される外側環状体４２と、その外側環状体４２と中央側環状体４１の対向部間に渡されて周方向に球面ころ３１の間隔をおいて設けられた複数の柱部４３とで形成して、隣接する柱部４３間にころ収容用のポケット４４が形成されたかご形とし、その２つの単列ころ用保持器を、中央側環状体４１が互いに対向する組込みとする。
【選択図】図１

Description

この発明は、振動スクリーンや鉱山機械、粉砕機等の回転荷重や振動衝撃荷重を受ける装置への使用に好適な自動調心ころ軸受に関する。
自動調心ころ軸受においては、外輪の内周に形成された球面軌道と内輪の外周に形成された複列の球面軌道の対向部間に複列の球面ころを組込み、その複列の球面ころを保持器により保持している。
ここで、複列の球面ころを保持する保持器として、外輪案内される環状体の軸方向一側面または両側面に軸方向に延びる複数の柱部を、球面ころの間隔をおいて設けた櫛形のものが従来から知られているが、この櫛形保持器においては、強度的に弱く、大きな回転荷重を受ける状態での使用において、球面ころの遅れ進みにより、その球面ころから柱部に衝撃力が負荷されて柱部が損傷する可能性がある。
また、環状体が外輪案内される１点支持であるため、保持器および球面ころの安定性が悪く、回転時に保持器にガタツキが生じて騒音を発生させる可能性がある。
さらに、球面ころが柱部の先端方向に脱落するのを防止するため、内輪の外周両端部に鍔部を設けて脱落を防止する必要があり、その鍔部が軸受内部への潤滑油の侵入を阻害し、潤滑不良が生じ易い。
そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載された自動調心ころ軸受においては、複列の球面ころの対向部間を通って外輪案内される中央環状体の軸方向両側面に軸方向に延びる複数の柱部を球面ころの間隔をおいて設け、その柱部の外端に外側環状体を一体化したポケット列が複列のかご形保持器によって球面ころを保持するようにしている。
上記のようなかご形保持器を採用することにより、球面ころの脱落を防止する鍔部の形成を不要とすることができるため、潤滑性に優れた自動調心ころ軸受を得ることができる。また、保持器はかご形であるため、櫛形保持器と比較して強度が高く、大きな回転荷重や振動衝撃荷重を受けることができる自動調心ころ軸受を得ることができる。
特開平９−３１７７６０号公報
ところで、上記特許文献１に記載の自動調心ころ軸受におけるかご形保持器においては、ポケット列が複列であるため、加工が困難であってコストが高く、そのコストを低減する上において改善すべき点が残されている。
また、保持器および球面ころの姿勢を安定させるため、複列の球面ころの対向端面を内輪側で接触させて、その球面ころの対向端面で外輪案内される中央環状体の両側面を支持する必要がある。このため、中央環状体は外周部から内周部に向けて厚みが次第に薄くなる断面Ｖ字状となって強度的に弱く、一方、外側環状体は、保持器の組込み上、内輪の最大外径より大きくしなければならないため、外側環状体の強度も低いものとなり、保持器の強度を高める上においても改善すべき点が残されている。
この発明の課題は、自動調心ころ軸受における保持器のコストの低減を図ること、および、強度を高めることである。
上記の課題を解決するため、この発明においては、球面軌道を内周に有する外輪と、複列の球面軌道を外周に有する内輪と、その内輪の複列の球面軌道のそれぞれと前記外輪の球面軌道間に組み込まれた複列の球面ころと、その複列の球面ころを保持する保持器とからなる自動調心ころ軸受において、前記保持器が、各列毎の球面ころを保持する２つの単列ころ用保持器からなり、その２つの単列ころ用保持器のそれぞれが、外輪案内される中央側環状体と、内輪案内される外側環状体と、その外側環状体と中央側環状体の対向部間に渡されて周方向に球面ころの間隔をおいて設けられた複数の柱部とで形成されて、隣接する柱部間にころ収容用のポケットが形成されたかご形とされ、その２つの単列ころ用保持器を、中央側環状体が互いに対向する組込みとした構成を採用したのである。
上記のように、複列の球面ころを保持する保持器を各列毎の球面ころを支持する２つの単列ころ用保持器とし、その単列ころ用保持器のそれぞれに外輪案内される中央側環状体と内輪案内される外側環状体とを設けることにより、単列ころ用保持器のそれぞれは軸方向の２箇所で支持されることになって姿勢が安定し、ガタツキを生じるようなことはない。
また、単列ころ用保持器は、中央側環状体と外側環状体の対向部間に複数の柱部を周方向に設け、隣接する柱部間に球面ころを収容するポケットを設けたポケット列が単列のかご形であるため、ポケット列を複列とするかご形保持器に比較して容易に加工することができる。
さらに、２つの単列ころ用保持器のそれぞれをポケット列が単列のかご形とすることによって、複列の球面ころの対向端面を接触させる必要がなくなり、その複列の球面ころの対向面間に広い収容空間を確保することができ、その収容空間に収容される中央側環状体を厚みのあるものとすることができる。また、外側環状体を内輪案内するようにしているため、外側環状体の内径を内輪の最小外径とほぼ等しい径の小さなものとすることができる。
このように、中央側環状体を厚みのあるものとすることができ、一方、外側環状体は、内径を小さくすることができるため、強度の高い耐久性に優れた保持器とすることができる。
ここで、柱部のポケットと対向する側面に、ポケット内に収容された球面ころが保持器径方向の外側に抜け落ちるのを防止する複数の抜止め突部を柱部の長さ方向に間隔をおいて設けると、両端部から長さ方向の中央部に向けて幅寸法が次第に小さくなる柱部の周方向幅の広い部分で球面ころの抜け止めとすることができるため、柱部の損傷防止に効果を挙げることができる。また、球面ころの動きを効果的に抑制することができる。
また、柱部に保持器外径側に折れ曲がる複数の屈曲部を設けると、柱部の強度を高めることができ、耐久性に優れた保持器を得ることができる。また、柱部の外周に球面を形成すると、柱部を太くすることができ、強度的に強い耐久性に優れた保持器を得ることができる。
さらに、２つの単列ころ用保持器における中央側環状体の互いに接触する状態で相対回転する外側面に保持器径方向に延びる油溝を設けると、その油溝によって軸受内部に供給される潤滑油を保持することができ、その潤滑油によって中央側環状体の互いに接触して相対回転する外側面を潤滑することができるため、外側面の摩耗を抑制することができる。
この発明に係る自動調心ころ軸受において、単列ころ用保持器の素材を黄銅とすると、保持器の加工が容易となってコストの低減を図り、自己潤滑性によって摩耗やかじりを抑制することができる。
単列ころ用保持器を鉄製とすると、強度の高い保持器を得ることができる。その鉄製の単列ころ用保持器に、軟窒化処理、ショットブラスト処理、ダイヤモンドライクカーボン(ＤＬＣ)皮膜処理、硬質クロムめっき処理等の表面硬化処理を行うと、より強度の高い保持器を得ることができる。
また、鉄製の単列ころ用保持器にリン酸塩処理または銀メッキ処理等の潤滑性処理を行うと、摩耗やかじりを抑制することができる。
この発明においては、上記のように、外輪と内輪間に組み込まれた複列の球面ころを保持する保持器を、各列毎の球面ころを支持する２つの単列ころ用保持器とし、その単列ころ用保持器のそれぞれに、外輪案内される中央側環状体と内輪案内される外側環状体とを設けたことにより、単列ころ用保持器のそれぞれは軸方向の２箇所で支持されることになってガタツキが生じるようなことのない安定した組込み状態を得ることができる。
また、単列ころ用保持器は、中央側環状体と外側環状体の対向部間に複数の柱部を周方向に設け、隣接する柱部間に球面ころを収容するポケットを設けたポケット列が単列のかご形としたことにより、ポケット列を複列とするかご形保持器に比較して加工が容易であり、コストの安い保持器を得ることができる。
さらに、２つの単列ころ用保持器のそれぞれをポケット列が単列のかご形とすることによって、中央側環状体を厚みのあるものとすることができると共に、外側環状体は、内径を小さくすることができるため、強度の高い耐久性に優れた保持器とすることができる。
この発明に係る自動調心ころ軸受の断面図 図１に示す２つの単列ころ用保持器の一部を示す平面図 図１のIII−III線に沿った断面図 自動調心ころ軸受の他の例を示す断面図 自動調心ころ軸受のさらに他の例を示す断面図 自動調心ころ軸受のさらに他の例を示す断面図
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、この発明に係る自動調心ころ軸受の実施の形態を示す。この自動調心ころ軸受Ａは、外輪１１と、その外輪１１の内側に組み込まれた内輪２１と、その両輪１１、２１間に組み込まれた球面ころ３１およびその球面ころ３１を保持する保持器Ｃ０とからなる。
外輪１１は、球面軌道１２を内周に有し、外径面からその球面軌道１２に貫通する給油孔１３が形成されている。一方、内輪２１は、複列の球面軌道２２を外周に有し、その複列の球面軌道２２のそれぞれと外輪１１の球面軌道１２間に周方向に等間隔に並ぶ複数の球面ころ３１が複列に組み込まれ、各列の複数の球面ころ３１が保持器Ｃ０で保持されている。
保持器Ｃ０は、各列毎の球面ころ３１を保持する２つの単列ころ用保持器Ｃ１、Ｃ１からなる。２つの単列ころ用保持器Ｃ１、Ｃ１のそれぞれは、中央側環状体４１と外側環状体４２の対向部間に軸方向に延びる複数の柱部４３を球面ころ３１の間隔をおいて周方向に等間隔に設け、隣接する柱部４３間に球面ころ３１を収容するポケット４４を形成したかご形とされている。
中央側環状体４１は、外輪案内される案内面４５を外周に有し、一方、外側環状体４２は、内輪案内される案内面４６を内周に有している。
柱部４３には、ポケット４４と対向する側面に抜止め突部４７が設けられ、その抜止め突部４７は、隣接する柱部４３の側面に形成された抜止め突部４７と保持器周方向で対向し、その対向面間の間隔は球面ころ３１の長さ方向中央部での直径より小さくされて、球面ころ３１が保持器外径側に抜け出るのを防止している。
上記２つの単列ころ用保持器Ｃ１、Ｃ１は、中央側環状体４１が互いに対向する組込みとされて軸方向の側面が互いに接触している。また、その組み込み状態で、中央側環状体４１の外周の案内面４５が外輪１１の球面軌道１２で案内され、外側環状体４２の内周の案内面４６が内輪２１の球面軌道２２で案内されるようになっている。
中央側環状体４１の互いに接触する側面には、径方向に延びる複数の油溝４８が周方向に間隔をおいて形成され、外輪１１に形成された給油孔１３から軸受内に供給される潤滑油はその油溝４８で保持されて、中央側環状体４１の互いに接触して相対回転する側面を潤滑するようになっている。
実施の形態で示す自動調心ころ軸受は上記の構造からなり、その自動調心ころ軸受においては、上記のように、複列の球面ころ３１を保持する保持器Ｃ０を、各列毎の球面ころ３１を支持する２つの単列ころ用保持器Ｃ１として、その単列ころ用保持器Ｃ１のそれぞれに、外輪案内される中央側環状体４１と内輪案内される外側環状体４２とを設けているため、単列ころ用保持器Ｃ１のそれぞれは軸方向の２箇所で支持されて安定している。
このため、軸受の回転時に、単列ころ用保持器Ｃ１のそれぞれがガタついて騒音を発生させるという不都合の発生はない。
また、単列ころ用保持器Ｃ１は、中央側環状体４１と外側環状体４２の対向部間に複数の柱部４３を周方向に設け、隣接する柱部４３間に球面ころ３１を収容するポケット４４を設けたポケット列が単列のかご形であるため、複列の球面ころ３１は対向端面を接触させる必要がなく、中央側環状体４１に厚みを持たせて強度を高めることができる。
一方、外側環状体４２は内輪案内されるため、外側環状体４２の内径を内輪２１の最小外径にほぼ等しい径の小さな強度の高いものとすることができる。
このように、中央側環状体４１および外側環状体４２に強度をもたせることができるため、単列ころ用保持器Ｃ１を強度の高い損傷することの少ない耐久性に優れたものとすることができ、きわめて大きな回転荷重や振動衝撃荷重を受けることのできる自動調心ころ軸受を得ることができる。
また、単列ころ用保持器Ｃ１は、ポケット列が単列のかご形であるため、ポケット列が複列のかご形保持器に比較して、加工が容易であり、コストの低減を図ることができる。
ここで、単列ころ用保持器Ｃ１は、黄銅製のものであってもよく、鉄製のものであってもよい。単列ころ用保持器Ｃ１を黄銅製のものとすると、保持器の加工をより容易とすることができ、コストをさらに低減することができると共に、自己潤滑性によって摩耗やかじりを抑制することができる。
一方、単列ころ用保持器Ｃ１を鉄製とすると、強度の高い保持器を得ることができる。その鉄製の単列ころ用保持器Ｃ１に、軟窒化処理、ショットブラスト処理、ダイヤモンドライクカーボン(ＤＬＣ)皮膜処理、硬質クロムめっき処理等の表面硬化処理を施すと、保持器Ｃ１の強度をより高めることができる。
また、鉄製の単列ころ用保持器Ｃ１にリン酸塩処理または銀メッキ処理等の潤滑性処理を施すと、摩耗やかじりの抑制の効果を挙げることができる。
図２においては、柱部４３の長さ方向の中央部に抜止め突部４７を設けたが、図４に示すように、柱部４３のポケット４４と対向する側面に複数の抜止め突部４７を柱部４３の長さ方向に間隔をおいて設けると、両端部から長さ方向の中央部に向けて幅寸法が次第に小さくなる柱部４３の周方向幅の広い部分で球面ころ３１の抜け止めとすることができるため、柱部４３の損傷防止に効果を挙げることができると共に、球面ころ３１の動きを効果的に抑制することができる。
図５においては、柱部４３に保持器外径側に折れ曲がる複数の屈曲部４９を設けている。その屈曲部４９の形成によって柱部４３の強度を高めることができ、耐久性に優れた保持器を得ることができる。
図６においては、柱部４３の内周を傾斜角度が異なる複数の傾斜面５０で形成して、その傾斜面５０の交差部に複数の屈曲部５１を設け、柱部４３の外周に凸形球面５２を形成している。
上記のように、柱部４３の外周に凸形の球面５２を形成すると、柱部４３を太くすることができ、強度的に強い耐久性に優れた保持器Ｃ１を得ることができる。
１１ 外輪
１２ 球面軌道
２１ 内輪
２２ 球面軌道
３１ 球面ころ
Ｃ０ 保持器
Ｃ１ 単列ころ用保持器
４１ 中央側環状体
４２ 外側環状体
４３ 柱部
４４ ポケット
４７ 抜止め突部
４８ 油溝
４９ 屈曲部
５２ 球面

Claims (9)

  1. 球面軌道を内周に有する外輪と、複列の球面軌道を外周に有する内輪と、その内輪の複列の球面軌道のそれぞれと前記外輪の球面軌道間に組み込まれた複列の球面ころと、その複列の球面ころを保持する保持器とからなる自動調心ころ軸受において、
    前記保持器が、各列毎の球面ころを保持する２つの単列ころ用保持器からなり、その２つの単列ころ用保持器のそれぞれが、外輪案内される中央側環状体と、内輪案内される外側環状体と、その外側環状体と中央側環状体の対向部間に渡されて周方向に球面ころの間隔をおいて設けられた複数の柱部とで形成されて、隣接する柱部間にころ収容用のポケットが形成されたかご形とされ、その２つの単列ころ用保持器を、中央側環状体が互いに対向する組込みとしたことを特徴とする自動調心ころ軸受。
  2. 前記柱部のポケットと対向する側面に、ポケット内に収容された球面ころが保持器径方向の外側に抜け落ちるのを防止する複数の抜止め突部を柱部の長さ方向に間隔をおいて設けた請求項１に記載の自動調心ころ軸受。
  3. 前記柱部が、保持器外径側に折れ曲がる複数の屈曲部を有してなる請求項１又は２に記載の自動調心ころ軸受。
  4. 前記柱部が、保持器外径側に折れ曲がる複数の屈曲部を内周に有し、外周に球面が設けられた請求項１又は２に記載の自動調心ころ軸受。
  5. 前記２つの単列ころ用保持器における中央側環状体の互いに接触する状態で相対回転する外側面に保持器径方向に延びる油溝が設けられた請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動調心ころ軸受。
  6. 前記単列ころ用保持器が、黄銅製とされた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動調心ころ軸受。
  7. 前記単列ころ用保持器が、鉄製とされた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動調心ころ軸受。
  8. 前記単列ころ用保持器が、表面硬化処理された請求項７に記載の自動調心ころ軸受。
  9. 前記単列ころ用保持器が、潤滑性処理された請求項７に記載の自動調心ころ軸受。
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