JP2017137879A

JP2017137879A - 円すいころ軸受の保持器

Info

Publication number: JP2017137879A
Application number: JP2016016903A
Authority: JP
Inventors: 直太山本; Naota Yamamoto
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-08-10

Abstract

【課題】組立時に円すいころが脱落し難く、しかも運転時に、円すいころとポケットとの間での異常発熱を回避できる保持器を提供する。【解決手段】複数の保持器セグメント２０を連結部３０、３１によって環状に連結し、円周方向に円すいころ１５を収容するポケット１６が配列された円すいころの保持器において、保持器セグメント２０を互いに連結する連結部３０、３１が、組立て時には円すいころが円すいころの自重によって脱落しない程度の締付け力を有し、その締め付け力が運転時の遠心力又は発熱により緩み、環状に連結された保持器セグメント２０間の隙間ａが大きくなるようにした。【選択図】図９

Description

この発明は、円すいころ軸受の保持器に関するものである。

円すいころ軸受は、内輪と、その外周に同芯状態に配置された外輪と、これら内輪及び外輪との間に配設される円すいころと、円すいころを周方向に一定間隔で保持する保持器とにより構成される。

前記保持器は、同軸上に配置された大径側縁部と小径側縁部との間に軸方向の柱部を多数設け、その柱部相互間に、円すいころを収容するポケットを形成したものである。この保持器は、一般に、鉄板のプレス成形品又は切削加工品、あるいは樹脂成形品によって形成される。

従来のプレス成形品は、その製作時にプレス用の金型が必要となり、また軸受の組立て時には、円すいころを保持器のポケットに組込むために、組立て用の金型を使用して保持器を拡径し、円すいころを組込んだ後に、拡径した保持器を加締める必要がある。さらに、円すいころと保持器の当たり具合の管理や、円すいころと保持器を内輪に強制嵌合する量、いわゆるかち込み量の管理が必要となる。

このように、従来のプレス成形による金属製の保持器は、製作時や組込み時において種々の問題があり、コスト高の原因となっていた。

このような金属製の保持器の問題を解決するために、環状の保持器を複数の保持器セグメントに分割し、保持器セグメントを環状に連結するようにした円すいころ軸受の保持器が提案されている（特許文献１）。

特開２０１１−１３７５３０号公報

ところで、複数の保持器セグメントを連結部によって環状に連結した保持器を使用して円すいころ軸受を組立てる際に、保持器のポケットに収容した円すいころの自重により、保持器セグメントが広がると、円すいころが脱落するおそれがあるため、円すいころが脱落しないように、円すいころと保持器のポケットの間の隙間をできるだけ詰め、また、保持器セグメントが互いに広がらないように、保持器セグメントの連結部を強固に連結している。

特に、樹脂製の保持器セグメントは、弾力性があるため、円すいころと保持器のポケットの間の隙間をできるだけ小さくして、組立て時における円すいころの脱落を防止するようにしている。

ところが、円すいころと保持器のポケットの間の隙間が小さいと、円すいころの運転時に、円すいころと保持器のポケットとの間の摩擦力が大きく、異常発熱を起こす恐れがある。

そこで、この発明は、円すいころ軸受の組立時に円すいころが脱落し難く、しかも運転時に、円すいころと保持器との間での異常発熱を回避できるようにすることを課題とするものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、複数の保持器セグメントを連結部によって環状に連結し、円周方向に円すいころを収容するポケットが配列された円すいころの保持器において、保持器セグメントを互いに連結する連結部が、組立て時には円すいころが円すいころの自重によって脱落しない程度の締付け力を有し、その締め付け力が運転時の遠心力又は発熱により緩み、環状に連結された保持器セグメント間の隙間が大きくなるようにしたものである。

以上のように、この発明では、組立て時において、円すいころが自重によって脱落しないように、ポケットと円すいころとの間の隙間を小さくしていても、運転時の遠心力や発熱によって、隣り合う保持器セグメントの突き合わせ面が開き、ポケットと円すいころとの間の隙間が大きくなるので、円すいころとポケットとの間の隙間への潤滑油の流通が良くなり、円すいころとポケットとの間の発熱を防止できる。

この発明の第１の実施形態に係る保持器を使用する円すいころ軸受の断面図である。図１の円すいころ軸受の外輪を外した状態の斜視図である。図１の円すいころ軸受の一部の保持器セグメントを分解した状態を示す斜視図である。この発明の第１の実施形態に係る保持器に使用されている保持器セグメントの斜視図である。図４の保持器セグメントを小径側端面から見た正面図である。図５のVI−VI線における断面図である。保持器セグメントの連結状態を示す斜視図である。連結した保持器セグメントに円すいころを嵌め入れた状態を示す斜視図である。連結した保持器セグメントが遠心力又は発熱によって円周方向に広がって、保持器セグメントの突き合わせ面に隙間ができた状態を示す斜視図である。この発明の第１の実施形態に係る保持器を半円弧状に組立てたものを２個突き合わせて円形の保持器を組立てる状態を示す斜視図である。この発明で使用する保持器セグメントの変形例を示す斜視図である。図１１の保持器セグメントを２個連結した状態を示す斜視図である。この発明の他の実施形態に係る保持器を使用する円すいころ軸受の断面図である。図１３の円すいころ軸受の外輪を外し、環状ワイヤを固定する前の状態を示す分解斜視図である。図１３の円すいころ軸受の外輪を外した状態の部分拡大図である。図１３の実施形態に係る保持器に使用されている保持器セグメントの斜視図である。図１３の保持器セグメントを小径側端面から見た正面図である。図１７のXVII−XVII線における断面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、この発明に係る保持器１７を使用した円すいころ軸受１の断面図であり、図２は、外輪１２を外した状態の円すいころ軸受の斜視図である。図３は、円すいころ軸受１の一部の保持器セグメント２０を分解した状態を示す斜視図である。

この円すいころ軸受１は、図１に示すように、内輪１１、外輪１２、これらの軌道面１３、１４の間に配列される多数の円すいころ１５及び各円すいころ１５を一定間隔に保持するポケット１６を備えた保持器１７を主要な構成要素としている。

内輪１１の軌道面１３の小径側には、小つば部１８、大径側には大つば部１９がそれぞれ形成され、これらの両方のつば部１８、１９によって円すいころ１５の軸方向の移動を案内している。

保持器１７は、図２及び図３に示すように、円周方向に複数に分割された保持器セグメント２０が環状に配列されることにより構成される。保持器セグメント２０は、円すい台形のかご形保持器をその中心線を含む分割面で等分割した形状である。各保持器セグメント２０を環状に組み合わせることによって、軸方向の一端に小径側端面２１、他端に大径側端面２２を有する円すい台形のかご形の分割形保持器が構成される。

図４は、保持器セグメント２０単体の斜視図である。図５は、保持器セグメント２０単体を小径側端面２１から見た正面図、図６は図５のVI−VI線における断面図である。

保持器セグメント２０は、金属あるいは樹脂で構成されており、リングを周方向に分断した弧状の側板部２３、２９が軸方向に並んで平行に配置され、柱状部２４が両側板部２３、２９を接続したような形状である。柱状部２４は、この実施形態では、１つの保持器セグメントに１つが設けられ、図７に示すように、２つの保持器セグメント２０が突き合わされて当該柱状部２４の間に円すいころを収納するポケット１６が形成される。隣り合う柱状部２４の対向面には弧状のころ案内面１６ａと、案内面１６ａの上方に円すいころ１５の脱落を防止する凸部１６ｂが設けられている。

図８に示すように、保持器１７のポケット１６に、円すいころ１５を外径側から内径側に向かって圧入すると、円すいころ１５が軸を中心として回転自在にポケット内に嵌り込む。

円周上に配置される保持器セグメント２０には、隣り合う保持器セグメント２０を連結するために、側板部２３、２９の両端面のそれぞれに連結部３０、３１が設けられている。

側板部２３、２９の両端面の連結部３０、３１は、連結凸部３０ａ、３１ａと連結凹部３０ｂ、３１ｂとからなる。側板部２３の連結凸部３０ａ、連結凹部３０ｂと、側板部２９の連結凸部３１ａ、連結凹部３１ｂとは、それぞれ対象位置に設けられている。

側板部２３の連結凸部３０ａと連結凹部３０ｂとの嵌め合い、及び側板部２９の連結凸部３１ａと連結凹部３１ｂとの嵌め合いは、組立て時に、ポケット１６に収納した円すいころ１５が脱落しないように、円すいころ１５の自重によっては、図８に示すように、隣り合う保持器セグメント２０の突き合わせ面が開かない程度の結合力が得られるように設定され、この結合力は、運転時における遠心力や発熱によって緩み、図９に示すように、環状に連結された保持器セグメント２０間の突き合わせ面が開いて、隙間ａが形成されるように設定されている。

このように、隣り合う保持器セグメント２０を互いに連結する連結部３０、３１の結合力を、運転時における遠心力や発熱によって緩み、図９に示すように、環状に連結された保持器セグメント２０間の突き合わせ面の隙間ａが大きくなるように設定すると、組立て時において、ポケット１６と円すいころ１５との間の隙間を小さくして、円すいころ１５が脱落しないようにしていても、運転時の遠心力や発熱によって、隣り合う保持器セグメント２０の突き合わせ面が開き、ポケット１６と円すいころ１５との間の隙間ａが大きくなるので、円すいころ１５とポケット１６との間の隙間への潤滑油の流通が良くなり、円すいころ１５とポケット１６との間の発熱を防止できる。

前記環状に連結された保持器セグメント２０間に形成される隙間ａの大きさを、大径側の側板部２９間に形成される隙間の方を、小径側の側板部２３間に形成される隙間ａよりも小さくすることにより、円すいころ１５の挙動を安定化させることができる。

この図１〜図９の実施形態のように、側板部２３の連結凸部３０ａと連結凹部３０ｂとの嵌め合い、及び側板部２９の連結凸部３１ａと連結凹部３１ｂとの嵌め合いによって連結する場合、図３に示すように、保持器セグメント２０を環状に順次組み立てると、組立ての最終段階において、連結凸部３０ａ、３１ａを嵌め入れるスペースがなくなり、組立てが困難になる。このため、保持器１７を組立てる際には、図１０に示すように、まず、保持器セグメント２０を半円弧状に組立て、半円弧状に組立てた保持器セグメント２０同士を左右から突き合わせると、組立てが容易になる。

この発明は、運転時における遠心力や発熱により、隣り合う保持器セグメント２０の連結部３０、３１が緩むようにして、円すいころ１５とポケット１６との間の発熱を防止している。この連結部３０、３１の緩みは、上記のように、連結凸部３０ａ、３１ａと連結凹部３０ｂ、３１ｂとの嵌め合いを調整する以外に、保持器セグメント２０を樹脂製にして、連結凸部３０ａ、３１ａを樹脂よりも線膨張係数の小さい金属製にしておくことにより、発熱の際の線膨張係数の差により、連結部３０、３１に緩みを生じさせるようにしてもよい。

また、図１１及び図１２の実施形態は、保持器セグメント２０の連結部３０、３１を構成する連結凸部３０ａ、３１ａの先端に、抜け止め用突起３０ｃ、３１ｃを設け、この抜け止め用突起３０ｃ、３１ｃが嵌る抜け止め凹部（図示省略）を連結凹部３０ｂ、３１ｂに設けることにより、組立てた保持器の組立て強度を高めた例である。その他の構成は、図１〜図１０に示す実施形態と同一であるから、共通する部分は同一の符号を付して説明は省略する。

次に、図１３〜図１８に示す実施形態は、隣り合う保持器セグメント２０を連結する連結部３０、３１を、環状に組合された保持器セグメント２０の外周面に嵌めこまれる環状ワイヤ３２、３３によって形成した例である。この実施形態において、図１〜図１０に示す実施形態と同一の部分は、同一の符号を付して説明は省略する。

この実施形態の保持器セグメント２０には、図１３、図１６及び図１８に示すように、保持器セグメント２０の側板部２３、２９の外周面に、環状ワイヤ３２、３３を嵌め入れる嵌合溝３４、３５を設けている。

環状ワイヤ３２、３３は、嵌合溝３４、３５に嵌め入れられ、図１５に示すように、両端部が加締め部材３６、３７によって連結されている。

環状ワイヤ３２、３３による保持器セグメント２０の締め付け力は、組立て時において、ポケット１６と円すいころ１５との間の隙間を小さくして、円すいころ１５が脱落しないよう程度の締め付け力で、運転時の遠心力や発熱によって環状ワイヤ３２、３３の締め付け力が緩み、隣り合う保持器セグメント２０の突き合わせ面が開き、ポケット１６と円すいころ１５との間の隙間が大きくなる程度の締め付け力に設定されている。

環状ワイヤ３２、３３は、例えば、金属ワイヤあるいはナイロン糸などによって形成することができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１：円すいころ軸受
１１：内輪
１２：外輪
１３：軌道面
１４：軌道面
１５：えんすいころ
１６：ポケット
１６ａ：案内面
１６ｂ：凸部
１７：保持器
１８：小つば部
１９：大つば部
２０：保持器セグメント
２１：小径側端面
２２：大径側端面
２３：側板部
２４：柱状部
２９：側板部
３０：連結部
３０ａ：連結凸部
３０ｂ：連結凹部
３０ｃ：抜け止め用突起
３１：連結部
３１ａ：連結凸部
３１ｂ：連結凹部
３１ｃ：抜け止め用突起
３２：環状ワイヤ
３３：環状ワイヤ
３４：嵌合溝
３５：嵌合溝
３６：加締め部材
３７：加締め部材

Claims

複数の保持器セグメントを連結部によって環状に連結し、円周方向に円すいころを収容するポケットが配列された円すいころの保持器において、保持器セグメントを互いに連結する連結部が、組立て時には円すいころが円すいころの自重によって脱落しない程度の締付け力を有し、その締め付け力が運転時の遠心力又は発熱により緩み、環状に連結された保持器セグメント間の隙間が大きくなるようにしたことを特徴とする円すいころ軸受の保持器。
隣り合う保持器セグメントを連結する連結部が、互いに嵌り合う連結凸部と連結凹部とによって形成されている請求項１記載の円すいころ軸受の保持器。
前記連結凸部の先端に抜け止め突起を設け、この抜け止め突起が嵌る抜け止め凹部を前記連結凹部に設けたことを特徴とする請求項２記載の円すいころ軸受の保持器。
隣り合う保持器セグメントを連結する連結部が、環状に組合された保持器セグメントの外周面に嵌めこまれる環状ワイヤによって形成されている請求項１記載の円すいころ軸受の保持器。
前記複数の保持器セグメントを連結部によって環状に連結した組立て時において、環状に連結された保持器セグメントの大径側と小径側に形成される隙間が、大径側の方が小径側よりも小さく設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の円すいころ軸受の保持器。