JP2014139455A - 保持器及び保持器を備えたスラストころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】早期破損を防止できるとともにメンテナンスも容易な保持器を提供すること。
【解決手段】上記課題を解決する保持器５は、保持器セグメント５０を周方向に複数配列してなり、スラストころ軸受１に用いられる環状の保持器５である。各保持器セグメント５０は、円弧部５１と、円弧部５１から径方向内側に延出し、隣り合う円すいころ４同士の周方向の間隔を保持する柱部５２と、を備えている。円弧部５１の互いに周方向に対向する端面５１ａに、軸方向に沿った溝部５１ｂが形成されている。また、保持器５は、端面５１ａ間に、溝部５１ｂに挿入されて円弧部５１を周方向に付勢する板バネ５５が配設されており、板バネ５５により保持器セグメント５０同士が結合されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、粉砕機の圧砕部を回転自在に支承するスラストころ軸受に用いられる保持器及び当該保持器を備えたスラストころ軸受に関する。

岩石などの固体を細分化する粉砕機には、傘型の圧砕部を回転自在に支承するスラストころ軸受が用いられている。圧砕部には大きな圧砕荷重が負荷されるが、当該圧砕部を支承するスラストころ軸受として負荷容量の大きい総ころ軸受を採用することはできない。圧砕部は高速で回転するため、総ころ軸受を用いればころのスキューが発生するからである。

このため、上記スラストころ軸受には、隣り合うころ同士の周方向の間隔を保持する保持器が備えられている。
かかる保持器として、例えば、大径円環部と、当該大径円環部と同心の小径円環部と、当該大径円環部と小径円環部とを径方向に沿って接続する複数の柱部とで一体構成された黄銅製のもみ抜き保持器が用いられている。もみ抜き保持器は、柱部が隣り合うころの間に介在することによって当該ころ同士の周方向の間隔を保持する。

また、上記柱部に代えて、図４に示すような、ころ１０４の回転中心軸１０４ｒを貫通する貫通孔１０４ｈに挿通されて大径円環部１５１と小径円環部１５６とを接続する柱部（ピン）１５２を備えたピンタイプ保持器１０５が用いられることもある。ピンタイプ保持器１０５は、ころ１０４に挿通される柱部（ピン）１５２によってころ１０４同士の周方向間隔を保持することで、もみ抜き保持器よりも固定輪１０２と回転輪１０３の間にころ１０４を多く収容できる。その結果、負荷容量を大きくできるという利点がある。

上述の粉砕機の圧砕部には、圧砕による過酷な振動環境下において、大きな圧砕荷重が不均一に負荷される。したがって、圧砕部を支承するスラストころ軸受１０１に備えられた複数のころ１０４の一部に対し局所的に大きな荷重が負荷される場合がある。このため、大きな荷重が負荷された一部のころ１０４はその他のころ１０４に比べて転動し難くなる。その結果、当該一部のころ１０４を回転自在に保持する柱部（ピン）１５２に対して周方向に大きな負荷がかかり、柱部（ピン）１５２が折損し易くなるという問題があった。
また、粉砕機は圧砕部が消耗品であるため定期交換され、この交換時に軸受の点検及びメンテナンスが可能であるが、その際、軸受部品の交換が容易にできることが望ましい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、早期破損を防止できるとともにメンテナンスも容易な保持器及び当該保持器を備えたスラストころ軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、保持器セグメントを周方向に複数配列してなり、スラストころ軸受に用いられる環状の保持器であって、各保持器セグメントは、円弧部と、当該円弧部から径方向内側に延出し、隣り合うころ同士の周方向の間隔を保持する柱部と、を備えており、前記円弧部の互いに周方向に対向する端面に、軸方向に沿った溝部が形成されており、前記端面間に、前記溝部に挿入されて前記円弧部を周方向に付勢する弾性体が配設されており、当該弾性体により前記保持器セグメント同士が結合されていることを特徴とする。

この構成により、一部の柱部に対してころから周方向に大きな負荷荷重が作用しても、円弧部の互いに周方向に対向する端面間に備えられた弾性体が、柱部に作用する負荷荷重を受け止めることができるため、柱部の折損を抑制できる。したがって、保持器の早期破損を防止できる。また、保持器セグメント同士が弾性体により結合されているため、保持器が破損しても、破損個所の保持器セグメントのみを簡単に交換することができる。したがって、メンテナンスも容易にできる。

更に、弾性体の周方向への付勢力により保持器セグメント同士がばらけることを防止できる。また、保持器セグメントの円弧部に周方向の寸法誤差がある場合であっても、この寸法誤差を弾性体により調整することができる。また、保持器セグメントは一体型の保持器に比べて小型であるため、成形の型費等を削減できる。

前記保持器セグメントは、前記柱部を１つだけ備えていることが好ましい。
この場合、１つの柱部に対して周方向に作用する負荷荷重のみを１つの弾性体が直接
的に受け止めればよいため、保持器セグメントが複数の柱部を備えている場合に比べて、柱部の折損を最も良く抑制できる。したがって、保持器の早期破損を確実に防止できる。

また、前記保持器セグメントは、前記円弧部と前記柱部とで構成される片持ち構造であることが好ましい。
この場合、保持器セグメントが円弧部と柱部に加え、柱部の径方向内側に第２の円弧部を備えた両持ち構造である場合に比べて、ころ本数を増やすことができ、スラストころ軸受の負荷容量を増大させることができる。また、柱部の径方向内側部分が細くなり過ぎて成形加工が困難になることを回避できる。

また、前記柱部は、隣り合うころ同士の間に配設され、前記円弧部は、固定輪の径方向外側部分に形成された環状の鍔部に支持されるように形成されていることが好ましい。
この場合、保持器セグメントの荷重が、ころの他に固定輪の鍔部にも負荷するため、保持器セグメントの荷重のころへの負荷分を軽減することができる。その結果、ころを覆っている潤滑油が柱部によって掃かれることを抑制でき、潤滑油によりころを円滑に転動させることができる。

また、前記保持器セグメントは、合成樹脂製の一体成形品であることが好ましい。
この場合、保持器セグメントを射出成形等により容易に製造することができる。また、黄銅などの金属製の保持器セグメントに比べて、保持器セグメントの軽量化を図ることができる。

また、本発明は、環状の固定側転動面を有し、当該固定側転動面の径方向外側にころを位置保持する環状の鍔部が形成された固定輪と、前記固定側転動面に対して軸方向に対向する環状の回転側転動面を有し、前記固定輪に対して相対回転可能な回転輪と、前記固定側転動面と前記回転側転動面との間に転動自在に配置された複数のころと、上述の保持器と、を備えたことを特徴とするスラストころ軸受である。

本発明によれば、早期破損を防止できるとともにメンテナンスも容易な保持器及び当該保持器を備えたスラストころ軸受を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るスラスト軸受の断面説明図である。 本発明の一実施形態に係る保持器と複数のころの一部を示す平面説明図である。 上記保持器を構成する保持器セグメント及び板バネの説明図である。 従来のスラスト軸受の端面図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るスラスト軸受１の断面説明図である。図２は、本発明の一実施形態に係る保持器５と複数の円すいころ４の一部を示す平面説明図である。図３（ａ）は、保持器５を構成する保持器セグメント５０と板バネ５５の斜視説明図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ線拡大端面図である。

スラスト軸受１は、例えば、圧砕機（クラッシャーミル装置）の主軸である、搖動しながら垂直軸Ｒまわりに回転する傘型の圧砕部（軸体）を回転自在に支承するスラスト円すいころ軸受１である。スラスト軸受１は、図１に示すように、互いに対向する固定輪２（ハウジング軌道盤）及び回転輪３（軸軌道盤）と、固定輪２と回転輪３との間に転動可能に配置された複数の転動体としての円すいころ４と、複数の円すいころ４を所定間隔だけ隔てて保持するための保持器５とから構成されている。

固定輪２は、円環状に形成されており、スラスト軸受１において下方側に配置されている。固定輪２の外周面２ｂは、ハウジング（図示省略）に嵌合され、下面２ａはハウジングの段部に当接している。固定輪２の上面には、円すいころ４を転動させる円環状の面からなる固定側転動面２ｃが形成されている。固定側転動面２ｃは、径方向外側（図１の左側）へ向かうにつれて下方へと傾斜する傾斜面である。また、固定側転動面２ｃの径方向外側部分には鍔部２ｄが円環状に形成されており、この鍔部２ｄに円すいころ４の大径側端面４ａを摺動させて、円すいころ４の回転中心軸４ｒ方向に作用する荷重を受け止めている。

回転輪３は、固定輪２と略同径の円環状に形成されており、固定輪２と同心となるようにスラスト軸受１における上方側に配置されている。回転輪３の内周面３ｂは、圧砕部（図示省略）に嵌合され、上面３ａは圧砕部の段部に当接している。回転輪３の下面には、円すいころ４を転動させる円環状の水平面からなる回転側転動面３ｃが固定側転動面２ｃに対して軸方向に互いに対向するように形成されている。

円すいころ４は、中実であり、軸方向断面が台形状に形成されており、その小径側がスラスト軸受１の径方向の内側（図１の右側）、大径側がスラスト軸受１の径方向の外側（図１の左側）に位置するように配設されている。円すいころ４は、固定輪２と回転輪３との間に配設された状態で平面視した際に、その軸がスラスト軸受１の径方向に沿うように配設されている。また、円すいころ４は、スラスト軸受１の周方向に沿って等間隔に複数配置されている。

保持器５は、図２に示すように、保持器セグメント５０が周方向に複数配列されており、環形状を呈している。保持器セグメント５０は、円弧部５１と、当該円弧部５１から径内方に延出し、隣り合う円すいころ４同士の周方向の間隔を保持する柱部５２とで構成される片持ち構造となっている。１つの保持器セグメント５０は、柱部５２を１つだけ備えている。また、保持器セグメント５０は、合成樹脂製の一体成形品であり、射出成形によって製造される。

円弧部５１は、図３（ａ）に示すように、軸方向に一定の高さを有する平面視円弧状に形成にされている。円弧部５１は、固定輪２の鍔部２ｄと略同径かやや小径となるように形成されている。円弧部５１は、周方向の両端面５１ａ、すなわち、保持器セグメント５０を周方向に配列した際に互いに周方向に対向する端面５１ａに、軸方向に沿って凹状の溝部５１ｂが形成されている。円弧部５１は、保持器セグメント５０をスラスト軸受１に配設した状態において、その下面５１ｃが鍔部２ｄの上面２ｄ１に接するような形状に形成されている（図１参照）。

柱部５２は、隣り合う円すいころ４同士を仕切るために形成されている。柱部５２は、円弧部５１の内周側の周方向中央部分から径内方に延出しており、周方向の幅が径方向内側に向かうにつれて狭くなるように形成されている。柱部５２は、図３（ｂ）に示すように、隣り合う円すいころ４の間に上から乗りかかるようにして当該円すいころ４の間に介在できるように、横断面略Ｔ字状に形成されている。詳しくは、柱部５２の横断面は、その上部５２ａが、平坦面であり、その中間部５２ｂが、隣り合う円すいころ４の外周面４ｂに沿った形状であり、その下部５２ｃが、隣り合う円すいころ４間の隙間の最小幅よりも狭い周方向幅を有し、軸方向に細長い方形状に形成されている。また、保持器５は、溝部５１ｂへ挿入され得るＶ字状に形成された金属製の板バネ５５を備えている。

保持器セグメント５０同士は、保持器セグメント５０が固定輪２の円環状の鍔部２ｄに沿って配列されるとともに、板バネ５５が溝部５１ｂに挿入されて、円弧部５１の互いに対向する端面５１ａ間において板バネ５５が円弧部５１を周方向に付勢することにより、互いに結合される。保持器セグメント５０は、スラスト軸受１の使用状態において、円弧部５１の下面５１ｃが鍔部２ｄの上面２ｄ１と摺接して当該鍔部２ｄに支持される。

本実施形態に係る保持器５は、円弧部５１の端面５１ａ間に、溝部５１ｂに挿入されて円弧部５１を周方向に付勢する板バネ５５が配設されており、かかる板バネ５５により保持器セグメント５０同士が結合されている。
この構成により、一部の柱部５２に対して円すいころ４から周方向に大きな負荷荷重が作用しても、円弧部５１の互いに周方向に対向する端面５１ａ間に備えられた板バネ５５が、柱部５２に作用する負荷荷重を受け止めることができるため、柱部５２の折損を抑制できる。したがって、保持器５の早期破損を防止できる。また、保持器セグメント５０同士が板バネ５５により結合されているため、保持器５が破損しても、破損個所の保持器セグメント５０だけを簡単に交換することができる。したがって、メンテナンスも容易にできる。

更に、板バネ５５の周方向への付勢力により保持器セグメント５０同士がばらけることを防止できる。また、保持器セグメント５０の円弧部５１に寸法誤差がある場合であっても、この寸法誤差を板バネ５５により調整することができる。また、保持器セグメント５０は一体型の保持器に比べて小型であるため、成形の型費等を削減できる。

また、保持器セグメント５０は、柱部５２を１つだけ備えており、１つの柱部５２に対して周方向に作用する負荷荷重だけを１つの板バネ５５が直接的に受け止めればよい。このため、保持器セグメントが複数の柱部５２を備えている場合に比べて、柱部５２の折損を最も良く抑制できる。したがって、保持器５の早期破損を確実に防止できる。

また、保持器セグメント５０は、円弧部５１と柱部５２とで構成される片持ち構造である。このため、保持器セグメントが円弧部５１と柱部５２に加え、柱部５２の径方向内側に第２の円弧部を備えた両持ち構造である場合に比べて、ころ本数を増やすことができ、スラスト軸受１の負荷容量を増大させることができる。また、柱部５２の径方向内側部分が細くなり過ぎて成形加工が困難になることを回避できる。

また、柱部５２は、隣り合う円すいころ４同士の間に配設され、円弧部５１は、固定輪２の径方向外側部分に形成された環状の鍔部２ｄに支持されるように形成されている。このため、保持器セグメント５０の荷重が、円すいころ４の他に固定輪２の鍔部２ｄにも負荷することで、保持器セグメント５０の荷重の円すいころ４への負荷分を軽減することができる。その結果、円すいころ４の外周面４ｂを覆っている潤滑油が柱部５２によって掃かれることを抑制でき、潤滑油により円すいころ４を円滑に転動させることができる。

また、保持器セグメント５０は、合成樹脂製の一体成形品である。このため、保持器セグメント５０を射出成形により容易に製造することができる。また、黄銅などの金属製の保持器セグメント５０に比べて、保持器セグメント５０の軽量化を図ることができる。

更に、柱部５２は、横断面略Ｔ字状に形成されている。このため、保持器５の組み立てや交換の際に、隣り合う円すいころ４の間に上から柱部５２を挿入することで保持器セグメント５０を容易に配置することができる。また、円すいころ４は、中実のころであるので、貫通孔が形成されているころに比べて、製造コストの低減を図ることができる。

なお、本発明の保持器は上述の実施形態に限られない。例えば、保持器を構成する保持器セグメントは、大径円弧部と、小径円弧部と、これらに接続する柱部とで構成された両持ち構造であってもよい。また、円すいころ４に回転中心を貫通する貫通孔が形成されており、保持器セグメントは、大径円弧部と小径円弧部とを備えており、上記柱部５２の代わりに、当該貫通孔に挿通されているとともに大径円弧部と小径円弧部に固定されているピンを備えている構成でもよい。

１：スラスト軸受（スラストころ軸受）、２：固定輪、２ｃ：固定側転動面、２ｄ：鍔部、３：回転輪、３ｃ：回転側転動面、４：円すいころ（ころ）、５：保持器、５０：保持器セグメント、５１：円弧部、５１ａ：端面、５１ｂ：溝部、５２：柱部、５５：板バネ（弾性体）

Claims (6)

1. 保持器セグメントを周方向に複数配列してなり、スラストころ軸受に用いられる環状の保持器であって、
   各保持器セグメントは、円弧部と、当該円弧部から径方向内側に延出し、隣り合うころ同士の周方向の間隔を保持する柱部と、を備えており、
   前記円弧部の互いに周方向に対向する端面に、軸方向に沿った溝部が形成されており、
   前記端面間に、前記溝部に挿入されて前記円弧部を周方向に付勢する弾性体が配設されており、当該弾性体により前記保持器セグメント同士が結合されていることを特徴とする保持器。
2. 前記保持器セグメントは、前記柱部を１つだけ備えている請求項１に記載の保持器。
3. 前記保持器セグメントは、前記円弧部と前記柱部とで構成される片持ち構造である請求項１又は２に記載の保持器。
4. 前記柱部は、隣り合うころ同士の間に配設され、
   前記円弧部は、固定輪の径方向外側部分に形成された環状の鍔部に支持されるように形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の保持器。
5. 前記保持器セグメントは、合成樹脂製の一体成形品である請求項１〜４のいずれか一項に記載の保持器。
6. 環状の固定側転動面を有し、当該固定側転動面の径方向外側にころを位置保持する環状の鍔部が形成された固定輪と、
   前記固定側転動面に対して軸方向に対向する環状の回転側転動面を有し、前記固定輪に対して相対回転可能な回転輪と、
   前記固定側転動面と前記回転側転動面との間に転動自在に配置された複数のころと、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の保持器と、
   を備えたことを特徴とするスラストころ軸受。

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