JP2017115979A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】二個の軌道輪の締結に用いる結合部材を軸受サイズごとに用意することが不要であって軌道輪の加工・組立作業が容易な結合手段にすると共に、結合部材の脱落を防止する。
【解決手段】結合手段は、第一の軌道輪７の側面１１で軸方向に開口している第一の格納部２１と、第一の格納部２１と軸方向に向き合うように第二の軌道輪８の側面１１に開口している第二の格納部２２と、第一の格納部２１に軸方向に圧入可能な第一の頭部２８及び第二の格納部２２に軸方向に圧入可能な第二の頭部２９をもった結合部材２３とからなる。両格納部２１，２２は、それぞれ軸方向に開口している穴２４，２５と、当該穴２４，２５と交差するように径方向に開口している空間２６，２７とによって形成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、複列（二列以上）の転がり軸受に関する。

従来、複列の転がり軸受においては、一列以上の軌道面をもった軌道輪同士を締結することによって、複列の軌道面をもった内輪又は外輪に組み立てるものがある。この種の転がり軸受は、軸受の装置への取付け、取り外し時に、当該内輪又は外輪を分離せずに一体的に取り扱えるので、取扱い性に優れる。

例えば、クレーンシーブ用軸受において、薄い金属製の締結環を内径面に沿ってローリングプレス加工で加締めすることにより、二個の軌道輪を締結するものがある。この結合手段には特殊な冶具が必要となると共に、サイズに合わせた締結環が必要となり、工程の複雑化やコストアップにつながる。

このような問題に対して、クリップ状の結合部材を用いた結合手段が提案されている（特許文献１）。

また、環状の本体部の軸方向両側において係止片とスリットとを周方向に交互に形成した締結環を用いた結合手段も提案されている（特許文献２）。

また、軌道輪の端面に内部に向かって広がった溝を形成し、溝に弾性体を挿入する結合手段も提案されている（特許文献３）。

特開２０１２−１９７８８３号公報 特開２００８−７５８３２号公報 特開２０１３−１３３８８１号公報

しかしながら、特許文献１のような結合手段は、クリップ状の結合部材の締め付けを厳密に管理しなければ、結合部材の脱落に至る懸念がある。

特許文献２のような結合手段は、軸受サイズに応じて軌道輪の周長が異なるので、サイズごとに締結環を用意しなければならない問題がある。

特許文献３のような結合手段は、軌道輪の端面に形成する溝が特殊な断面形状をもつため、専用の工具を要する問題がある。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、二個の軌道輪の締結に用いる結合部材を軸受サイズごとに用意することが不要であって軌道輪の加工・組立作業が容易な結合手段にすると共に、結合部材の脱落を防止することである。

上記の課題を達成するため、この発明は、第一の軌道輪と、第二の軌道輪と、前記第一の軌道輪と前記第二の軌道輪とを締結する結合手段とを備える転がり軸受において、前記結合手段が、前記第一の軌道輪の側面で軸方向に開口している第一の格納部と、前記第一の格納部と軸方向に向き合うように前記第二の軌道輪の側面に開口している第二の格納部と、前記第一の格納部に軸方向に圧入可能な第一の頭部及び前記第二の格納部に軸方向に圧入可能な第二の頭部をもった結合部材とからなり、前記第一の格納部及び前記第二の格納部が、それぞれ軸方向に開口している穴と、当該穴と交差するように径方向に開口している空間とによって形成されている、という構成を採用したものである。

上記構成によれば、結合部材の第一及び第二の頭部をそれぞれ対応の第一の格納部又は第二の格納部の穴から軸方向に圧入することによって、結合部材で第一の軌道輪と第二の軌道輪を締結することが可能である。
また、二個の軌道輪が結合部材で締結されると、穴から圧入された両頭部が第一の格納部及び第二の格納部に収まるので、これら軌道輪から結合部材が脱落できない状態となる。
また、結合部材が軌道輪の側面に開口している穴から格納部に軸方向に圧入するものなので、軌道輪の周長が結合部材の配置に及ぼす影響は小さい。このため、結合部材に対応の格納部を形成可能な径方向肉厚の軌道輪を備える他軸受であれば、軸受サイズが異なっていても同じ結合部材を用いることが可能である。したがって、結合部材を軸受サイズごとに用意することが不要になる。
また、各格納部の形成に際し、穴は、各軌道輪の側面から軸方向に開口する一般的な穴開け加工で形成し、空間は、各軌道輪の内周又は外周から径方向に開口する一般的な穴開け加工で形成することが可能である。すなわち、特殊な工具を用いた加工で軌道輪に格納部を形成することが不要になるので、軌道輪の加工が容易になる。

このように、この発明は、上記構成の採用により、二個の軌道輪の締結に用いる結合部材を軸受サイズごとに用意することが不要であって軌道輪の加工・組立作業が容易な結合手段にすると共に、結合部材の脱落を防止することができる。

この発明の第一実施形態に係る転がり軸受を示す断面図 図１に示す内輪が分解された状態を示す断面図 図２に示す軌道輪の格納部付近の斜視図 図１に示す結合部材の斜視図 この発明の第二実施形態に係る軌道輪を示す斜視図

以下、この発明の第一実施形態に係る転がり軸受を添付図面の図１〜図３に基づいて説明する。図１に示すように、この転がり軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１及び外輪２間で複列に介在する転動体３とを備える。この転がり軸受は、主として径方向の荷重を支持するラジアル軸受になっており、特に、クレーンシーブの支持用途に好適な総ころ形の複列円筒ころ軸受を例示している。

ここで、「径方向」とは、同心に配置された内輪１及び外輪２の中心軸に直角な方向のことをいい、「総ころ形」とは、転動体間のすきまの和が転動体の直径を超えていない（すなわち、各列の転動体数を最大化している。）軸受のことをいう。以下、前述の中心軸に沿った方向のことを単に「軸方向」といい、その中心軸周りの円周方向のことを単に「周方向」という。

外輪２は、一体に形成された環状部品からなる。外輪２は、径方向に面した軌道面４を内周に複列で有するラジアル軸受用のものとなっている。また、外輪２は、中つば５と、軸方向の外輪幅を規定する側面６とを有する。軌道面４は、円筒面状になっている。側面６は、径方向に沿った平坦面になっている。一列の転動体３を軸方向に外輪２の内方へ挿入可能とするため、外輪２の内周のうち、側面６から最寄りの軌道面４に至るまでの部分は、軌道面４以上の内径寸法に設定されている。

内輪１は、第一の軌道輪７と，第二の軌道輪８とを締結することによって構成されている。これら軌道輪７，８は、それぞれ一体に形成された環状部品からなる。第一の軌道輪７と第二の軌道輪８は、同形になっている。これら軌道輪７，８は、それぞれ径方向に面した単列の軌道面９を外周に有するラジアル軸受用のものとなっている。また、これら軌道輪７，８は、外周の両端部に形成されたつば１０と、それぞれ軸方向の軌道輪幅を規定する側面１１を有する。軌道面９は、円筒面状になっている。側面１１は、径方向に沿った平坦面になっている。

転動体３は、円筒ころからなる。転動体３は、つば１０や中つば５によって案内される。

これら軌道輪７，８を締結する結合手段は、図２、図３に示すように、第一の軌道輪７の図中右側の側面１１で軸方向に開口している第一の格納部２１と、第一の格納部２１と軸方向に向き合うように第二の軌道輪８の図中左側の側面１１に開口している第二の格納部２２と、第一の格納部２１及び第二の格納部２２に軸方向に圧入可能な結合部材２３とからなる。

第一の格納部２１及び第二の格納部２２は、それぞれ軸方向に開口している穴２４，２５と、穴２４，２５と交差するように径方向に開口している空間２６，２７とによって形成されている。これら格納部２１，２２は、軸方向（図中左右方向）に向き合うことが可能な対称形になっている。

穴２４，２５の内周は、それぞれ対応の側面１１から連続する円筒状になっている。このような穴２４，２５は、それぞれ対応の側面１１から軸方向に穴開け加工を行うことよって、簡単に形成することが可能である。

一方、空間２６，２７は、それぞれ対応の軌道輪７の外周端部（図示例において図中右側のつば１０の外径面）又は軌道輪８の外周端部（図示例において図中左側のつば１０の外径面）から連続する径方向の穴状に形成されている。空間２６，２７の内周は、それぞれ対応の穴２４，２５の穴軸線と同じ周方向位置に径方向の穴軸線をもった円筒状になっている。このような空間２６，２７は、それぞれ対応の外周端部（つば１０の外径面）から径方向に穴開け加工を行うことによって、簡単に形成することが可能である。

格納部２１，２２は、軌道面９と転動体３の接触方向の延長上に存在せず、つば１０と径方向に連続する範囲内に限って形成されている。これは、軸受荷重の負荷時における軌道面９の剛性低下を避けるためである。

図１、図２、図４に示すように、結合部材２３は、格納部２１，２２への圧入に耐えると共に二個の軌道輪７，８の締結に要する強度をもった一体の部材になっている。結合部材２３の図中左端部は、第一の格納部２１に軸方向に圧入可能な第一の頭部２８になっている。結合部材２３の図中右端部は、第二の格納部２２に軸方向に圧入可能な第二の頭部２９になっている。これら頭部２８，２９は、概ね球状になっている。結合部材２３は、これら頭部２８，２９間に連なる柱部３０をもっている。柱部３０は、軸方向に沿った円柱状になっている。

ここで、穴２４，２５の径をＤ１とする。また、空間２６，２７の径をＤ２とする。また、頭部２８，２９のうちの径方向で最大となる位置で測った径方向の寸法を、最大径：Ｄ３とする。また、柱部３０の径をＤ４とする。また、頭部２８の最大径Ｄ３の位置と、頭部２９の最大径Ｄ３の位置間の距離をＬとする。また、空間２６，２７から対応の側面１１までの距離をＴとする。空間２６，２７の断面高さをＨとする。なお、断面高さＨは、内輪１の中心軸を含む仮想平面での断面（図１、図２に示す断面も該当する。）上において、穴２４，２５の軸方向延長上から内径側及び外径側へ均等に頭部２８，２９の収容空間を取れる範囲の径方向長さである。

空間２６，２７は、頭部２８，２９の最大径Ｄ３よりも大きな断面高さＨに設定されており、空間２６，２７の径Ｄ２は、頭部２８，２９の球径よりも大きく設定されている。すなわち、空間２６，２７により、対応の頭部２８又は頭部２９の収容空間が形成されている。

頭部２８，２９の最大径Ｄ３、柱部３０の径Ｄ４及び穴２４，２５の径Ｄ１については、径Ｄ３＞径Ｄ１＞径Ｄ４に設定されており、距離Ｌと距離Ｔについては、距離Ｌ＞２×距離Ｔに設定されている。これら設定により、頭部２８，２９を穴２４，２５から軸方向に空間２６，２７へ圧入して第一の格納部２１及び第二の格納部２２に収容すること、及び、空間２６，２７に収容された頭部２８，２９と、軌道輪７，８の距離Ｔを規定する肉厚部との軸方向の接触によって第一の軌道輪７と第二の軌道輪８の軸方向への分離を阻止することが可能となっている。

特に、穴２４，２５の径Ｄ１＞柱部３０の径Ｄ４の設定により、第一の格納部２１と第二の格納部２２との間に周方向の位置ずれが生じている状態で結合部材２３の圧入工程が実施された場合であっても、結合部材２３が穴２４，２５に対して傾斜して挿入されることを許しつつ、第一の軌道輪７に対する第二の軌道輪８の偏心を防止することが可能となっている。

結合部材２３の材料は特に限定されないが、結合部材２３を第一の格納部２１及び第二の格納部２２に圧入すること、多数の軸受型番に対して一種類の結合部材２３を使用可能にすること等の理由から、弾性変形性、大量生産性、機械的強度に優れた材料を採用することが好ましい。

結合部材２３は、樹脂材料によって形成されている。樹脂材料を採用すると、良好な弾性変形性を得ることが可能であると共に、結合部材２３を射出成型等により安価で大量生産することが可能である。前述の樹脂材料としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）のようなエンジニアリングプラスチックや、繊維強化樹脂が挙げられる。

また、結合部材２３は、金属によって形成されているものでもよい。金属を採用すると、結合部材２３の機械的強度を確保することが容易である。前述の金属としては、例えば、鋼、アルミニウム合金，銅合金，鋳鉄が挙げられる。

第一実施形態に係る転がり軸受は、上述のようなものであり、結合部材２３を二個の軌道輪７，８によって軸方向両側から挟み込むように両頭部２８，２９を対応の穴２４，２５から空間２６，２７へ圧入することにより、両頭部２８、２９が第一の格納部２１及び第二の格納部２２に収容される。この収容状態では、これら軌道輪７，８から結合部材２３が脱落できない。このため、結合部材２３及び両格納部２１，２２からなる結合手段によって、これら軌道輪７，８同士が実質的に分離できないように軸方向に締結されている内輪１の形態に維持される。

また、結合部材２３が軌道輪７，８の側面１１に開口している穴２４，２５から格納部２１，２２に軸方向に圧入するものなので、軌道輪７，８の周長が結合部材２３の配置に及ぼす影響は小さい。このため、第一実施形態に係る転がり軸受は、結合部材２３に対応の格納部２１，２２を形成可能な径方向肉厚の軌道輪を備える他軸受であれば、軸受サイズが異なっていても同じ結合部材２３を用いることが可能である。図示例においては、結合部材２３の各部の寸法は穴２４，２５の径Ｄ１、頭部２８，２９の最大径Ｄ３及び空間２６，２７の断面高さＨ、距離Ｔによって決まるが、全ての寸法は内輪１の内径によらず設計可能なため、軸受サイズに関係なく結合部材２３を兼用することができる。したがって、第一実施形態に係る転がり軸受は、結合部材２３を軸受サイズごとに用意することが不要になる。

また、格納部２１，２２の形成に際し、穴２４，２５は、各軌道輪７，８の側面１１から軸方向に開口する一般的な穴開け加工で形成し、空間２６，２７は、各軌道輪７，８の内周又は外周から径方向に開口する一般的な穴開け加工で形成することが可能である。すなわち、特殊な断面形状を持たない穴２４，２５や空間２６，２７は、一般的に使用されるドリルやバイトによって軌道輪７，８に加工可能である。したがって、第一実施形態に係る転がり軸受は、特殊な工具を用いた加工で軌道輪７，８に格納部２１，２２を形成することが不要になるので、軌道輪７，８の加工が容易になる。

このように、第一実施形態に係る転がり軸受は、二個の軌道輪７，８の締結に用いる結合部材２３を軸受サイズごとに用意することが不要であって軌道輪７，８の加工・組立作業が容易な結合手段にすると共に、結合部材２３の脱落を防止することができる。

また、第一実施形態に係る転がり軸受において、結合部材２３が樹脂材料によって形成されているものは、結合部材２３の頭部２８，２９を格納部２１，２２に圧入する際の弾性変形性、結合部材２３の大量生産性に優れる。

また、第一実施形態に係る転がり軸受において、結合部材２３が金属によって形成されているものは、結合部材２３の機械的強度に優れる。

なお、第一実施形態においては球状の頭部２８，２９を例示したが、前述の各部の寸法（径Ｄ１，最大径Ｄ３等）の関係を満足するならば、球状に限られず、対応の穴２４，２６に向かって先細な錐状にしてもよい。球状の頭部２８，２９や錐状の頭部は、穴２４，２６の穴縁に押し当てる圧入初期において穴２４，２６と同心な位置へ案内可能な利点がある。

また、第一実施形態においては軌道輪７，８の側面１１に穴２４，２６が周方向の一箇所だけに形成されている例を示したが、穴２４，２６を周方向の複数個所に形成し、複数の結合部材２３で二個の軌道輪７，８を締結するようにしてもよい。この場合、例えば、穴２４，２６を周方向等配に配置することにより、二個の軌道輪７，８を周方向にバランスよく締結することができる。

また、第一実施形態においては軌道輪７，８の外周から径方向に穴開けする止め穴状の空間２６，２７を例示したが、空間２６，２７は軌道輪７，８の内周から穴開けしてもよく、また、軌道輪７，８の内外周間を径方向に貫通する穴にしてもよい。

また、第一実施形態においては丸穴状の穴２４，２５や空間２６，２７を例示したが、ドリルや旋盤等のバイトのように、工具又はワーク（軌道輪）間の単純な相対回転によって加工可能な形状の穴２４，２５や空間２６，２７にすればよい。その一例としての第二実施形態を図５に基づいて説明する。以下、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

第二実施形態に係る軌道輪４０，４１の格納部４２，４３は、それぞれ軸方向に貫通している穴４４と、周方向の溝状になっている空間４５とによって形成されている。空間４５は、軌道輪４０，４１の全周に亘っている。このような空間４５は、例えば、一般的な旋盤で簡単に加工することが可能である。第二実施形態のように周方向の溝状の空間４５は、周方向の複数個所に穴４４を形成する場合に、これら複数の穴４４に交差する空間４５を共通化して一工程で形成することができる。また、必要に応じて軌道輪４０，４１に穴４４を当初の数から増やし、二個の軌道輪４０，４１の結合箇所を増やすことも可能となる。なお、穴４４は、格納部４２，４３に圧入された結合部材（図示省略）の周方向位置及び径方向位置を保持するため、周方向の溝状にすることはできない。

第二実施形態の場合、空間４５の形成に伴い、つば４６の軸方向の肉厚は全周に亘って反対側のつば１０よりも薄くなるが、図１の外輪１の中つば５によっても図５のつば４６と同側のころ端面を案内可能なため（図１参照）、つば４６が全周に亘って薄肉化されても問題ない。

前述の第一実施形態や第二実施形態ではラジアル軸受を例示したが、スラスト軸受に形成する場合でも、同様に結合手段を構成することが可能である。

また、前述の第一実施形態や第二実施形態では内輪を二個の軌道輪で構成する例を示したが、外輪を二個の軌道輪で構成する場合でも同様に結合手段を構成することが可能である。

また、前述の第一実施形態や第二実施形態では円筒ころ軸受を例示したが、円すいころ軸受、玉軸受等、他形式の軸受にも同様に結合手段を構成することが可能である。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 内輪
２ 外輪
３ 転動体
４，９ 軌道面
７，４０ 第一の軌道輪
８，４１ 第二の軌道輪
１１ 側面
２１，４２ 第一の格納部
２２，４３ 第二の格納部
２３ 結合部材
２４，２５，４４ 穴
２６，２７，４５ 空間
２８ 第一の頭部
２９ 第二の頭部

Claims (6)

1. 第一の軌道輪と、第二の軌道輪と、前記第一の軌道輪と前記第二の軌道輪とを締結する結合手段とを備える転がり軸受において、
   前記結合手段が、前記第一の軌道輪の側面で軸方向に開口している第一の格納部と、前記第一の格納部と軸方向に向き合うように前記第二の軌道輪の側面に開口している第二の格納部と、前記第一の格納部に軸方向に圧入可能な第一の頭部及び前記第二の格納部に軸方向に圧入可能な第二の頭部をもった結合部材とからなり、
   前記第一の格納部及び前記第二の格納部が、それぞれ軸方向に開口している穴と、当該穴と交差するように径方向に開口している空間とによって形成されていることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記空間が径方向の穴状になっている請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記空間が周方向の溝状になっている請求項１に記載の転がり軸受。
4. 前記結合部材が樹脂材料によって形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
5. 前記結合部材が金属によって形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
6. 前記第一の軌道輪及び前記第二の軌道輪が、それぞれラジアル軸受用のものである請求項１から５のいずれか１項に記載の転がり軸受。

Images