JP2015230068A - 軸受及び軸受メンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受軌道内の古いグリースを効率的に除去可能な軸受及び軸受メンテナンス方法を提供する。【解決手段】軸受１は、外輪軌道２１及び内輪軌道１１によって形成される空間Ａ内で保持器４０に回転可能に支持され、空間Ａの周方向断面形状と略同一形状の板状部材を含む回転部材６０と、空間Ａにグリースを供給する供給口２２と、空間Ａからグリースを排出する排出口５１と、を備える。板状部材は、前記外輪２０及び前記内輪１０の軸と同一の方向の中心軸に対して回転可能に保持器４０に支持される。【選択図】図１

Description

本発明は、軸受及び軸受メンテナンス方法に関し、詳しくは、効率よくグリースの交換作業ができる軸受及びグリースの交換方法に関する。

グリースは、外輪又は内輪と転動体が接触する部分における金属接触の防止、摩擦又は磨耗の低減、疲れ寿命の延長等を目的として、軸受内の外輪と内輪によって形成される空間に封入される。グリースは、外部から進入した水分や泥、酸化等が原因となって劣化するので、場合により、定期的に新しいものに交換するメンテナンスが必要である。

軸受内のグリースを交換する方法としては、外輪又は内輪に形成されたグリースの供給口から軸受内に新しいグリースを注入し、軸受内に残存する古いグリースをグリース排出口から押しだすことにより、グリースを新しいものと交換する方法がある（例えば、特許文献１）。このメンテナンス方法では、軸受の内部のグリースがある程度新しいものに置き換わると、グリース排出口から排出されるグリースが、徐々に古いものから新しいものに変わってくる。そのため、排出されるグリースが古いものから新しいものに変わった時点で、軸受の外輪と内輪によって形成される空間内が新しいグリースで充填されていると判断し、新しいグリースの供給を終了する。

特開２００７−１００９０２号公報

上述のグリース交換方法では、グリース排出口から排出されるグリースが古いものから新しいものになった時点で、内部が新しいグリースで充填されていると判断し、グリースの供給を終了する。そのため、例えば古いグリースが軸受の軌道面にこびりついている場合、新しいグリースで軌道面等にこびりついた古いグリースを押し出すことができず、軸受内に古いグリースが残ったままの状態になることがある。

上記の問題点を鑑みて、本発明は、グリース交換時に軸受軌道内の古いグリースを効率的に除去することができる軸受を提供することを目的とする。また、本発明は、軸受軌道内の古いグリースを効率的に除去可能な軸受メンテナンス方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の実施の形態に係る軸受は、内周に外輪軌道が形成された外輪と、外輪よりも内方（軸心方向）に配置され、外周に内輪軌道が形成された内輪と、外輪軌道及び内輪軌道によって形成される空間内で転動する複数の転動体と、空間内に配置され、複数の転動体を保持する保持器と、空間内で保持器に回転可能に支持され、空間の周方向断面形状と略同一形状の板状部材を含む回転部材と、を備える。板状部材は、外輪及び内輪の軸と同一の方向の中心軸に対して回転可能に保持器に支持される。

また、上記の課題を解決する本発明の実施の形態に係る軸受メンテナンス方法は、上記の軸受をメンテナンスする方法であって、回転部材を空間内で回転させ、板状部材の板面が外輪及び内輪の径方向に対して略平行となる位置に回転部材を配置する工程と、外輪及び内輪のうち一方を、他方に対して回転させる工程と、を備える。

本発明によれば、軸受が空間内で保持器に回転可能に支持され、空間の周方向断面形状と略同一形状の板状部材を含む回転部材を備えるので、板状部材の板面が外輪及び内輪の径方向に対して略平行となる位置に回転部材を回転させ、さらに、外輪及び内輪を相対的に回転させることによって、回転部材が外輪軌道や内輪軌道にこびりついた古いグリースを掻き出すことができる。従って、軸受軌道内の古いグリースを効率的に除去することができる。

図１は、軸受の平面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 図３は、回転部材の斜視図である。 図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 図５は、ロッドを回転させる操作の説明図である。 図６は、軸受のメンテナンス方法の説明図である。 図７は、変形例にかかる回転部材の側面図である。 図８は、変形例にかかる回転部材の正面図である。 図９は、変形例にかかる軸受の一部分を拡大して示す平面図である。

［実施の形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図中同一又は相当部分には、同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態による軸受１を示す。この明細書において、軸受１の回転中心軸方向（以下、単に「軸方向」とも称する。）が上下方向であるとして説明する。従って、図１は、軸受１の平面図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。

［軸受の全体構成］
軸受１は、いわゆる玉軸受である。軸受１は、例えば、空港で航空機の離発着を管制する航空管制用レーダーの主軸を支持する。軸受１は、外輪２０と、内輪１０と、複数の転動体３０と、保持器４０とを備える。

［内輪］
内輪１０は、円環形状を有する。内輪１０には、例えば、航空管制用レーダーの主軸が挿入されて取り付けられる。内輪１０の中心軸線は、軸受１の回転中心軸線と一致する。

内輪１０は、内輪軌道面１１を含む。内輪軌道面１１は、内輪１０の外周面１０ａに形成されている。内輪軌道面１１は、略一定の幅寸法で回転中心軸周りの周方向（以下、単に「周方向」とも称する。）に連続して形成されている。つまり、内輪軌道面１１は、回転中心軸周りで全周に亘って形成されている。

［外輪］
外輪２０は、円環形状を有する。外輪２０は、例えば、航空管制用レーダーのハウジングに取り付けられる。外輪２０は、内輪１０に対して相対的に回転可能である。外輪２０は、回転中心軸線に直交する方向（以下、単に「径方向」とも称する。）において、内輪１０の外方に位置する。外輪２０の中心軸線は、軸受１及び内輪１０の回転中心軸線と一致する。

外輪２０は、外輪軌道面２１を含む。外輪軌道面２１は、外輪２０の内周面２０ａに形成される。外輪軌道面２１は、内輪軌道面１１と径方向で対向している。外輪軌道面２１は、略一定の幅寸法で周方向に連続して形成されている。つまり、外輪軌道面２１は、回転中心軸線周りで全周に亘って形成されている。

内輪軌道面１１と外輪軌道面２１によって形成される空間Ａは、後述する転動体３０及び保持器４０が配置される空間となる。

外輪２０には、軸受１の外部と空間Ａとを連通する供給口２２が形成されている。供給口２２は、軸受１の外部から空間Ａ内にグリースを供給する際に用いられる。供給口２２は、図示しないが、栓等により開閉可能となっている。

［転動体］
複数の転動体３０は、内輪１０と外輪２０との間に配置される。具体的には、複数の転動体３０は、空間Ａ、つまり、内輪軌道面１１と外輪軌道面２１とで形成される軌道内に配置される。複数の転動体３０は、保持器４０により、周方向に等間隔に配置される。

転動体３０は、球形の玉転動体である。

［保持器］
保持器４０は、空間Ａに配置される。保持器４０の全体としての中心軸線は、軸受１、内輪１０及び外輪２０の回転中心軸線と一致している。

保持器４０は、複数の転動体３０を保持する。具体的には、保持器４０は、複数のポケット４１を有する。複数のポケット４１は、周方向に等間隔に形成されている。複数のポケット４１の各々には、１つの転動体３０が収容される。その結果、複数の転動体３０は、図１に示すように、周方向で等間隔に配置される。

［シール材］
図１及び図２に示すように、内輪１０と外輪２０には、空間Ａを外部から封止する環状のシール材５０が設けられている。シール材５０は、軸受１の上面と下面の両方にそれぞれ設けられている。シール材５０は、内周端及び外周端のいずれか一方が内輪１０及び外輪２０のいずれか一方に固定され、他方が内輪１０及び外輪２０の他方に接触するように設けられている。例えば、図２においては、上方のシール材５０は、内周端５０ａが内輪１０の外周面１０ａに固定されている一方、外周端５０ｂが外輪２０の図２における上面２０ｂに接触している。また、図２の下方のシール材５０は、外周端５０ｃが外輪２０の内周面２０ａに固定されている一方、内周端５０ｄが内輪１０の図２における下面１０ｂに接触している。シール材５０がこのように設けられていることにより、外部から空間Ａに水や泥等が侵入するのが抑制される。シール材５０は、例えば、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）等の合成ゴム等の弾性体で形成されている。

シール材５０のうち、内輪１０または外輪２０に固定されないで接触している部分（図２における外周端５０ｂ、内周端５０ｄ）は、外力等を加えることによって、内輪１０または外輪２０と非接触となるように変形させることができる。シール材５０の一部を内輪１０または外輪２０と非接触となるように変形することにより、空間Ａと軸受１との外部とを連通する連通口が生じる。この連通口が、空間Ａから外部にグリースを排出する際に用いられる排出口５１（図５を参照。）となる。

［回転部材］
保持器４０の複数のポケット４１のうちの一つには、図１に示すように、転動体３０が配置される代わりに、回転部材６０が設けられている。図３は、回転部材６０の斜視図である。また、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。

回転部材６０は、板状部材であり、外輪軌道面１１及び内輪軌道面１２によって形成される空間Ａの周方向断面形状と略相似の形状である。つまり、回転部材６０は、略円形の板状部材である。また、回転部材６０の直径の大きさは、転動体３０の直径の大きさとほぼ同一である。すなわち、回転部材６０は、空間Ａの周方向断面と略同一形状である。ただし、ここでの「略同一形状」は、空間Ａの周方向断面形状よりもわずかに小さい相似形状であることを意味する。具体的には、例えば、回転部材６０の直径が、空間Ａの断面形状の径よりも、０．１〜１ｍｍ程度小さい相似形状となっている。

回転部材６０は、例えば、金属で形成されている。回転部材６０を構成する金属としては、例えば、ＳＰＣＣ、ＳＵＳ等が挙げられる。なお、回転部材６０が、ポリアミド６６（ナイロン６６）等の樹脂等で形成されていてもよい。ただし、回転部材６０に所定の剛性を付与する観点からは、回転部材６０は金属で構成されていることが好ましい。

回転部材６０の内輪１０及び外輪２０の軸と同一方向の中心軸に沿って、ロッド６１（回転軸）が回転部材６０を貫通している。つまり、ロッド６１は、内輪１０及び外輪２０の軸方向に延びている。ロッド６１は、回転部材６０に固定されている。ロッド６１は、図４に示すように、ロッド長さ方向を軸として回転可能なように、保持器４０に支持されている。

図３に示すように、ロッド６１の軸方向の一方の端面には、溝６２（凹部）が形成されている。溝６２は、ロッド６１の径方向に延びるように形成されている。溝６２は、例えばマイナスドライバーの先端部分を係合可能な大きさである。

なお、図３ではロッド６１が回転部材６０に対して貫通した状態を示しているが、回転部材を回転できるように設けられていれば貫通している必要はない。例えば、ロッド６１が回転部材６０の上面に接着されていてもよい。また、ロッド６１の端面の溝６２は、ロッド６１の一方の端部だけではなく、ロッド６１の両方の端部に形成されていてもよい。

上記説明した軸受１は、供給口２２から空間Ａにグリースを注入して空間Ａ内をグリースで充填させた状態で用いられる。この軸受１の作動時には、回転部材６０は、図１に示すように、周方向に沿った状態に維持されている。

［軸受のメンテナンス方法］
軸受１のメンテナンスとして、定期的に、グリースを新しいものに交換するメンテナンスが必要である。軸受１の使用に伴って、空間Ａに封入されたグリースが劣化すると、グリースの潤滑性が低下し、空間Ａを構成する内輪軌道面１１や外輪軌道面２１が磨耗してしまう等の問題が生じるからである。

グリースの交換は、以下の手順によって行う。

まず、図５に示すように、軸受１の上面及び下面の２つのシール材５０のうち、ロッド６１の端面に溝６２が形成されている方に設けられたシール材５０の一部を捲り上げ、内輪１０又は外輪２０と非接触の状態にする。そして、シール材５０を捲り上げてできた隙間に、マイナスドライバー７０を挿入し、ロッド６１の溝６２に噛み合わせる。なお、環状のシール材５０のうちのどの部分にロッド６１が存在するかは、シール材５０を捲り上げてできた隙間から目視によって確認する。なお、シール材５０を捲り上げてできた隙間に挿入可能であって、且つ溝６２に係合可能な形状を有する部材であれば、マイナスドライバー７０以外を用いてもよい。

溝６２にマイナスドライバー７０を噛み合わせた後、ドライバー７０を回して、ロッド６１及び回転部材６０を回転させる。この操作により、回転部材６０は、図６に示すように、内輪１０及び外輪２０の径方向に対して略平行となる。つまり、回転部材６０が空間Ａを２分するように位置づけられる。

続いて、内輪１０と外輪２０を、相対的に少なくとも１回転するように、外輪２０に対して内輪１０を回転させる。このとき、回転部材６０の外縁部が内輪軌道面１１及び外輪軌道面２１に接触した状態で、内輪１０を外輪２０に対して相対回転することとなる。そのため、内輪軌道面１１及び外輪軌道面２１にこびりついた古いグリースが、回転部材６０の周縁部分で掻き取られる。なお、外輪２０のハウジングへの固定を解除した状態でメンテナンスを行っている場合は、内輪１０を外輪２０に対して回転させることによって内輪１０と外輪２０とを相対的に回転させてもよい。

内輪軌道面１１及び外輪軌道面２１にこびりついた古いグリースを掻き取った後は、再びマイナスドライバー７０を用いてロッド６１を回転させ、回転部材６０が周方向に沿って配置されるように調整する（図１及び図６を参照。）。そして、供給口２２から新しいグリースを注入する。新しいグリースを注入するのに伴って、古いグリースが押し出され、排出口５１を通って、空間Ａから外部に排出される。グリース交換の工程においては、シール材５０は空間Ａから押し出されるグリースによって捲り上げられる。古いグリースの排出と共に、前工程において掻き出された、内輪軌道面１１及び外輪軌道面２１にこびりついていたグリースも、排出口５１から空間Ａの外部に押し出されることとなる。

古いグリースの外部への押し出しが完了したら、新しいグリースの注入を停止する。これにより、グリースの交換が完了となる。なお、古いグリースの押し出しが完了したことは、排出口５１から押し出されるグリースの色が古いグリースの色から新しいグリースの色に変化することを目視で確認して判断することができる。

上記の構成の軸受において軸受のメンテナンス（グリースの交換）を行うと、従来、外部に排出することが非常に困難であった掻き出すことができなかった内輪軌道面１１及び外輪軌道面２１にこびりついた古いグリースを、容易に、空間Ａの外部に排出することができる。

［変形例］
上記の実施形態では、回転部材６０が平坦な板状部材であると説明したが、特にこれに限定されない。例えば、図７に示す側面図のように、回転部材の周縁部分６３に向かうにつれて厚みが増した形状であってもよい。周縁部分６３に向かうにつれて回転部材６０の厚みが増す形状とすることで、周縁部分６３がやや鋭角となり、内輪軌道面１１及び外輪軌道面２１にこびりついた古いグリースを効率よく掻き出すことができる。

また、上記の実施形態では、回転部材６０が単一の材料で形成されていると説明したが、特にこれに限定されない。例えば、図８に示すように、回転部材６０の周縁部分６０Ａとその内側の部分６０Ｂとが別の材料で形成されていてもよい。その場合、周縁部分６０Ａが樹脂で、内側部分６０Ｂが金属で形成されていることが好ましい。内輪軌道面１１及び外輪軌道面２１に接触する周縁部分６０Ａを樹脂とすることで、回転部材６０Ａと内輪軌道面１１及び外輪軌道面２１との接触による磨耗を抑制することができる。また、内側部分６０Ｂを金属で形成することにより、回転部材６０の剛性を維持することができる。

上記の実施形態では、シール材５０の一部を捲り上げてできた隙間にマイナスドライバー７０を挿入し、ロッド６１を回転させるとして説明したが、特にこれに限定されない。例えば、図９に示すように、シール材５０の一部に開閉可能な穴５２を設けた構成としておいてもよい。この場合、穴５２を開放してロッド６１と位置合せをし、穴５２から挿入したマイナスドライバー７０を溝６２と噛み合わせることとしてもよい。

上記の実施形態では、ロッド６１の先端に形成された溝６２が径方向に延びるように形成されていると説明したが、特にこれに限定されない。例えば、ロッド６１の先端に、十字状の溝が形成されていてもよく、六角レンチを係合可能な六角形の凹部が形成されていてもよい。

以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

本発明は、軸受及びそのメンテナンス方法について有用であり、詳しくは、効率よくグリースの交換作業ができる軸受及びグリースの交換方法について有用である。

Ａ 空間
１０ 内輪
１１ 内輪軌道面
２０ 外輪
２１ 外輪軌道面
２２ 供給口
３０ 転動体
４０ 保持器
５１ 排出口
６０ 回転部材
６１ ロッド（回転軸）
６２ 溝（凹部）

Claims (4)

1. 内周に外輪軌道が形成された外輪と、
   前記外輪よりも内方に配置され、外周に内輪軌道が形成された内輪と、
   前記外輪軌道及び前記内輪軌道によって形成される空間内で転動する複数の転動体と、
   前記空間内に配置され、前記複数の転動体を保持する保持器と、
   前記空間内で前記保持器に回転可能に支持され、前記空間の周方向断面形状と略同一形状の板状部材を含む回転部材と、
   前記空間にグリースを供給する供給口と、
   前記空間からグリースを排出する排出口と、
   を備え、
   前記板状部材は、前記外輪及び前記内輪の軸と同一の方向の中心軸に対して回転可能に前記保持器に支持される軸受。
2. 請求項１に記載の軸受であって、さらに、
   前記回転部材は、前記外輪及び前記内輪の軸方向に延びる回転軸、
   を備え、
   前記回転軸が前記保持器に回転可能に支持される軸受。
3. 請求項２に記載の軸受であって、
   前記回転軸は、
   前記回転軸の軸方向の一方の端面に凹部、
   を有する軸受。
4. 請求項１に記載の軸受をメンテナンスする方法であって、
   前記回転部材を前記空間内で回転させ、前記板状部材の板面が前記外輪及び前記内輪の径方向に対して略平行となる位置に前記回転部材を配置する工程と、
   前記外輪及び前記内輪のうち一方を、他方に対して回転させる工程と、
   前記供給口から前記空間にグリースを供給する工程と、
   前記排出口からグリースを排出する工程と、
   を備える軸受メンテナンス方法。

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