JP2014122649A

JP2014122649A - ころ軸受

Info

Publication number: JP2014122649A
Application number: JP2012277964A
Authority: JP
Inventors: Takekata Morimoto; 健固森本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-07-03

Abstract

【課題】ピンの径を大きくすることなく、ピンの耐えられる曲げモーメントを大きくする。
【解決手段】リング状の外輪１１と、外輪１１の内周側に配置されるリング状の内輪２０と、外輪１１および内輪２０上を転動する複数のころ３０と、複数のころ３０を円周方向に間隔を空けて回転可能に保持する保持器４０とからなり、保持器４０は、ころ３０の軸方向の他方側に配置される第１環状部材５０と、ころ３０の軸方向の他方側に配置される第２環状部材５５と、第１環状部材５０および第２環状部材５５を連結し、ころ３０のピン穴３１に挿通されるピン６０とからなるころ軸受１０において、ピン６０の外周に圧縮応力を付与した圧縮応力付与層６５を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピンを介してころを回転可能に支持したころ軸受に関する。

例えば、図５（特許文献１）に示すような円すいころ軸受は、円すいころ１３０のピン穴１３１にピン１６０を挿入し、ピン１６０の両端を小径環状部材１５０および大径環状部材１５５に連結している。小径環状部材１５０には、挿通穴１５１が貫通して形成され、挿通穴１５１にピン１６０が挿通され、溶接部１７１によって小径環状部材１５０およびピン１６０が一体化されている。前記大径環状部材１５５には、固定ねじ穴１５６が貫通して形成され、固定ねじ穴１５６にピン１６０が螺合されている。

内輪および外輪上を複数の円すいころ１３０が転動するときに、負荷がかかるところに向けて円すいころ１３０の進み遅れが発生し、負荷がかかるところから離れると円すいころ１３０の進み遅れ戻しが発生する。円周方向に複数あるピン１６０の内、進み遅れ、進み遅れ戻しが発生したところにあるピン１６０がピン穴１３１に接触する。

実公平６−１３３８０号公報

小径環状部材１５０の円周方向の力がピン１６０を介して円すいころ１３０に伝えられたり、逆に円すいころ１３０の内輪の円周方向の力がピン１６０を介して小径環状部材１５０に伝えられたりする。この結果、ピン１６０に曲げモーメントが作用し、十分な曲げモーメントに耐えられるように、ピン１６０の径を大きくすると、転がり軸受全体が大型化する。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ピンの径を大きくすることなく、ピンの耐えられる曲げモーメントを大きくする。

上記課題を解決するころ軸受は、リング状の外輪と、前記外輪の内周側に配置されるリング状の内輪と、前記外輪および前記内輪上を転動する複数のころと、前記複数のころを円周方向に間隔を空けて回転可能に保持する保持器とからなり、前記保持器は、前記ころの軸方向の一方側に配置される第１環状部材と、前記ころの軸方向の他方側に配置される第２環状部材と、前記第１環状部材および前記第２環状部材を連結し、前記ころのピン穴に挿通されるピンとからなるころ軸受において、前記ピンの外周に圧縮応力を付与した圧縮応力付与層を設けたことを特徴とするものである。

この構成によれば、ピンに曲げモーメントが作用すると、ピンの一側に引っ張り荷重が作用する。圧縮応力付与層の圧縮された部分が引っ張りに付与されるので、ピンの径を大きくすることなく、ピンの耐えられる曲げモーメントを大きくすることができる。

上記課題を解決する請求項１に記載のころ軸受は、前記ピンを前記第１環状部材に溶接部を介して連結し、前記ピンを前記第２環状部材にねじ部を介して連結し、前記圧縮付与層を前記ピンの前記溶接部近傍の外周に設けたことを特徴とするものである。

この構成によれば、ピンに曲げモーメントが作用すると、ピンの一側に引っ張り荷重が作用する。圧縮応力付与層の圧縮された部分が引っ張りに付与されるので、ピンの径を大きくすることなく、ピンの耐えられる曲げモーメントを大きくすることができる。しかも、少ない圧縮応力付与層で最大限の効果を発揮することができる。

上記課題を解決する請求項１又は２に記載のころ軸受は、ショットピーニングによって前記圧縮応力付与層を設けたことを特徴とするものである。

この構成によれば、ピンに曲げモーメントが作用すると、ピンの一側に引っ張り荷重が作用する。圧縮応力付与層の圧縮された部分が引っ張りに付与されるので、ピンの径を大きくすることなく、ピンの耐えられる曲げモーメントを大きくすることができる。しかも、手軽に圧縮応力を付与することができる。

上記課題を解決する請求項１又は２に記載のころ軸受は、バニシングによって前記圧縮応力付与層を設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、ピンの径を大きくすることなく、ピンの耐えられる曲げモーメントを大きくすることができる。

本発明の一実施形態にかかる円すいころ軸受の断面図である。本発明の一実施形態にかかる円すいころ軸受の図１のＡ矢視図である。本発明の一実施形態における円すいころ軸受の図１のＢ矢視図である。本発明の一実施形態における図１の要部拡大断面図である。従来の円すいころ軸受の断面図である。

本発明の一実施形態について、図１乃至図４を参酌しつつ説明する。図１は、円すいころ軸受の断面図、図２は、円すいころ軸受の図１のＡ矢視図、図３は、円すいころ軸受の図１のＢ矢視図、図４は、図１の要部拡大断面図である。

図１に示すように、風力発電機は、ハウジング８０、８１と、ハウジング８０の内周に配置された一対の円すいころ軸受１０と、ハウジング８０、８１に一対の円すいころ軸受１０を介して回転可能に支持された図略の回転軸とを有する。

ハウジング８０は、円柱形状の嵌合穴と、他端で内径方向に延びるフランジ部とを有する。嵌合穴に一対の円すいころ軸受１０および間座８２が嵌合され、一対の円すいころ軸受１０間に間座８２が介挿されている。一対の円すいころ軸受１０および間座８２は、ハウジング８１およびハウジング８０のフランジ部の間で挟持されている。ハウジング８１は、円盤形状を有し、ハウジング８０の一端に固定される。

一対の円すいころ軸受１０は、大径側が背中合わせとなるように、ハウジング８０、８１に配置されている。一対の円すいころ軸受１０は、互いに同一形状を有し、同一の構成を有するので、一方の円すいころ軸受１０のみを説明し、他方の円すいころ軸受１０の説明を割愛する。

円すいころ軸受１０は、リング状の外輪１１と、外輪１１の内周側に配置されるリング状の内輪２０と、外輪１１および内輪２０間に配置されるリング状の保持器４０と、保持器４０の後述するピン６０に回転可能に支持される複数の円すいころ３０とからなっている。前記外輪１１、内輪２０、保持器４０、円すいころ３０は、いずれも金属製の材料で構成され、特に鉄系の材料がよく使われる。

前記外輪１１の内周には、外輪１１の軸線に対して傾斜した外輪側軌道面１２が形成されている。

前記内輪２０の外周には、内輪２０の軸線に対して傾斜した内輪側軌道面２３が形成されている。また内輪２０の外周には、内輪側軌道面２３を挟んで大径側に半径方向外方へ突出した大径側端部２５が形成され、内輪側軌道面２３を挟んで小径側に半径方向外方へ突出した小径側端部２１が形成されている。内輪２０の両端に、軸線と平行に摺動面２６が形成されている。

ハウジング８０、８１の内周には、内径方向へ突出したフランジ部が形成され、このフランジ部に当接する位置までハウジング８０、８１の内周にオイルシール７５が嵌合されている。ハウジング８０、８１にボルトを介してシール押さえ部材７６が固定され、前記フランジ部およびシール押さえ部材７６間でオイルシール７５が挟持されている。オイルシール７５の内周側のリップが摺動面２６に摺接する。

大径側端部２５の円すいころ３０側の端面には、円すいころ３０の大径側端面に接触する大径側内側端面２４が形成されている。小径側端部２１の円すいころ３０側の端面には、円すいころ３０の小径側端面に接触する小径側内側端面２２が形成されている。

図１乃至図３に示すように前記保持器４０は、リング状で小径の小径環状部材５０と、リング状で大径の大径環状部材５５と、前記小径環状部材５０および前記大径環状部材５５を連結するピン６０とからなっている。

前記小径環状部材５０には、ピン６０を挿通する挿通穴５１が貫通して形成されている。前記大径環状部材５５には、ピン６０を螺合する固定ねじ穴５６が貫通して形成されている。固定ねじ穴５６は、挿通穴５１に対応する位置に形成され、固定ねじ穴５６および挿通穴５１は円周方向に等間隔に複数形成されている。

前記ピン６０には、一端に工具が回転方向に係合する係合溝６１が形成され、他端に固定ねじ穴５６に螺合するおねじ６３が形成されている。ピン６０には、係合溝６１からおねじ６３にかけてピン穴３１に摺接する嵌合部６２が形成されている。挿通穴５１にピン６０が回転可能に支持されている。挿通穴５１およびピン６０の外周間には、溶接部７１が設けられ、この溶接部７１を介してピン６０は小径環状部材５０に固定されている。ピン６０は内輪２０の円周方向に等間隔に複数設けられ、各ピン６０は円すいころ３０の後述するピン穴３１に挿通されている。これによって、各ピン６０に円すいころ３０が回転可能に支持されている。

嵌合部６２の外周には、溶接部７１を除く挿通穴５１に対応する位置およびピン穴３１の小径環状部材５０側に対応する位置で圧縮応力付与層６５が設けられている。圧縮応力付与層６５は、ショッコピーニングによって圧縮応力が付与された層である。圧縮応力付与層６５に引っ張り荷重が作用すると、圧縮されていた部分が解けてノーマルな状態となり、さらに引っ張り荷重が作用すると、引っ張られた状態となる。つまり、圧縮されている分だけ、耐えられる引っ張り荷重が大きくなり、この結果、耐えられる曲げ荷重が大きくなる。曲げモーメントによって、圧縮応力付与層６５の一側に引っ張り荷重が作用し、圧縮応力付与層６５の他側に圧縮荷重が作用する。圧縮荷重が作用する他側において、圧縮応力付与層６５を設けることは、逆にデメリットとなるが、引っ張り荷重よりも圧縮荷重の方が耐えられる荷重が大きいので、先程のデメリットは余り問題とならない。

前記円すいころ３０は、円すい形状から頂部を除去した形状を有するもので、前記外輪側軌道面１２と前記内輪側軌道面２３上を転動する転動面と、小径側の端面に形成された小径側端面と、大径側の端面に形成された大径側端面を有する。円すいころ３０には、ピン６０を挿通するピン穴３１が軸方向に形成されている。

続いて上述した構成にもとづいて、円すいころ軸受１０の作用について説明する。

内輪２０に図略の回転軸を嵌合させて使用する。外輪１１に対して回転軸および内輪２０が回転すると、円すいころ３０は外輪側軌道面１２上と内輪側軌道面２３上を転動しながら内輪２０の回転方向と同方向に移動する。ピン６０同士を小径環状部材５０および前記大径環状部材５５を介して内輪２０の円周方向に連結しているため、保持器４０は内輪２０と同方向に回転する。回転軸および内輪２０の荷重が外輪１１に作用する。回転軸の回転方向において、回転軸および内輪２０の荷重等の負荷がかかるところに向けて円すいころ３０の進み遅れが発生し、負荷がかかるところから離れると進み遅れ戻しが発生し、円周方向に複数あるピン６０の内、進み遅れ、進み遅れ戻しが発生したところにあるピン６０がピン穴３１に接触する。

円周方向に複数あるピン６０の内、進み遅れが発生したところにあるピン６０には、小径環状部材５０の円周方向の力が伝えられる。円周方向に複数あるピン６０の内、進み遅れ戻しが発生したところにあるピン６０は、内輪２０の円周方向の力を小径環状部材５０に伝える。この結果、ピン６０には曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントによって、圧縮応力付与層６５の一側に引っ張り荷重が作用し、他側に圧縮荷重が作用する。圧縮応力付与層６５に引っ張り荷重が作用すると、圧縮されていた部分が解けてノーマルな状態となり、さらに引っ張り荷重が作用すると、引っ張られた状態となる。つまり、圧縮されている分だけ、耐えられる引っ張り荷重が大きくなり、この結果、耐えられる曲げ荷重が大きくなる。圧縮荷重が作用する他側において、圧縮応力付与層６５を設けることは、逆にデメリットとなるが、引っ張り荷重よりも圧縮荷重の方が耐えられる荷重が大きいので、先程のデメリットは余り問題とならない。

内輪２０に軸方向のスラスト力が作用すると、円すいころ３０の大径側端面が大径側内側端面２４に接触し、さらに円すいころ３０を介して外輪１１に前記スラスト力が作用する。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、ショットピーニングによって圧縮応力付与層６５を設けた。他の実施形態として、バニシングによって圧縮応力付与層を設けても良い。

上述した実施形態は、円すいころ軸受のピンに圧縮応力付与層６５を設けた。他の実施形態として、ころ軸受のピンに圧縮応力付与層を設けても良い。

上述した実施形態は、小径環状部材５０の挿通穴５１に直接ピン６０を挿通した。他の実施形態として、小径環状部材５０の挿通穴５１にリングを圧入嵌合し、リングにピンを挿通しても良い。

１０：円すいころ軸受（ころ軸受）、３０：円すいころ（ころ）、３１：ピン穴、４０：保持器、５０：小径環状部材（第１環状部材）、５１：挿通穴、５５：大径環状部材（第２環状部材）、５６：固定ねじ穴、６０：ピン、６５：圧縮応力付与層

Claims

リング状の外輪と、前記外輪の内周側に配置されるリング状の内輪と、前記外輪および前記内輪上を転動する複数のころと、前記複数のころを円周方向に間隔を空けて回転可能に保持する保持器とからなり、前記保持器は、前記ころの軸方向の一方側に配置される第１環状部材と、前記ころの軸方向の他方側に配置される第２環状部材と、前記第１環状部材および前記第２環状部材を連結し、前記ころのピン穴に挿通されるピンとからなるころ軸受において、前記ピンの外周に圧縮応力を付与した圧縮応力付与層を設けたことを特徴とするころ軸受。
前記ピンを前記第１環状部材に溶接部を介して連結し、前記ピンを前記第２環状部材にねじ部を介して連結し、前記圧縮付与層を前記ピンの前記溶接部近傍の外周に設けたことを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
ショットピーニングによって前記圧縮応力付与層を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のころ軸受。
バニシングによって前記圧縮応力付与層を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のころ軸受。