JP2019002448A

JP2019002448A - 自動調心ころ軸受

Info

Publication number: JP2019002448A
Application number: JP2017116189A
Authority: JP
Inventors: 敏幸浅田; Toshiyuki Asada
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2019-01-10

Abstract

【課題】構造を大幅に変更することなく、所定のポケットにおけるころを容易に取外し及び挿入できるようにして、目視による内輪軌道面の外観確認及びＥＣＴ測定等の非破壊検査を容易に行うことができ、かつ、ころがポケットから脱落せずに、返し作業の作業性を向上することができる自動調心ころ軸受を提供する。
【解決手段】自動調心ころ軸受の保持器４では、少なくとも片列における１個以上のポケット９ａにおいて、柱部８の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置よりも外径側で、対向する円周方向側面同士の間隔が、ころＰＣＤ位置における円周方向側面同士の間隔以上となるように形成され、ころＰＣＤ位置よりも内径側で凹曲面形状に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動調心ころ軸受に関し、より詳細には、ハウジングの内側に回転軸を支承するため、各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込んだ状態で使用される自動調心ころ軸受に関する。

一般に、自動調心ころ軸受は、球面軌道の外輪と、複列軌道の内輪と、外輪と内輪間に介在する複数のたる形のころと、ころを円周方向等間隔に保持する保持器と、を備える。そして、自動調心ころ軸受は、外輪軌道の中心が軸受中心に一致するため、外輪と内輪とに傾きがある場合でも、外輪の内側で内輪が調心することで、傾きを補償して使用される。

例えば、特許文献１に記載の自動調心ころ軸受では、内輪部材の両端面に別体の鍔部材を備えることで、鍔部材を内輪に取り付ける前に、柱部に無理な力をかけずに、転動体を組み込むことができ、また、内輪に取り付けられた鍔部材によって、ころの脱落を防止している。

また、特許文献２に記載の自動調心ころ軸受では、保持器の対角２箇所以上のポケットでは、径方向外側からころを挿入できるように、柱部の径方向外縁に面取り部を形成している。そして、面取り部を形成したポケット以外のポケットにころを組み込んだ保持器を備えた内輪アッセンブリを外輪に組み込み、上記対角２箇所以上のポケットに残りのころを挿入することでころの組み込み性を向上させている。

特開２００４−３４６９７１号公報特開２０１０−９１００８号公報

通常、自動調心ころ軸受は非分離形の軸受であるため、組まれた状態では、内輪軌道面はころ及び保持器により覆われている。よって、自動調心ころ軸受の内輪軌道面において目視による外観確認や渦流探傷法（ＥＣＴ）等による非破壊診断を実施するためには、軸受を分解する必要があり、分解や再組立による作業性の低下や、内輪軌道面、ころ転動面、保持器の柱部の損傷という課題があった。

また、特許文献２に記載の自動調心ころ軸受では、非破壊診断等の際に、軸受を返すと面取り部を有する対角２箇所のポケットのうち一方のポケットからころが脱落する可能性がある。

一方、従来の自動調心ころ軸受では、保持器ポケットの外径面における円周方向寸法はころ最大径よりも小さいため、ころを外径側に取り外すことができず、ころを保持器から取り外す作業が煩雑となっていた。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、構造を大幅に変更することなく、所定のポケットにおけるころを容易に取外し及び挿入できるようにして、目視による内輪軌道面の外観確認及びＥＣＴ測定等の非破壊検査を容易に行うことができ、かつ、ころがポケットから脱落せずに、返し作業の作業性を向上することができる自動調心ころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）球状凹面である外輪軌道をその内周面に形成する外輪と、前記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道をその外周面に形成する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間の両列毎に、複数個ずつ転動自在に配置される球面ころと、前記球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器と、を備え、
前記保持器は、前記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部を前記リム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合すると共に、それぞれの先端部を自由端とした複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を上記各ポケットとし、
少なくとも片列における１個以上の前記ポケットにおいて、前記柱部の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置よりも外径側で、対向する円周方向側面同士の間隔が、前記ころＰＣＤ位置における前記円周方向側面同士の間隔以上となるように形成され、前記ころＰＣＤ位置よりも内径側で凹曲面形状に形成されることを特徴とする自動調心ころ軸受。
（２）前記少なくとも片列における１個以上のポケットにおいて、前記ころＰＣＤ位置よりも外径側における前記柱部の円周方向側面は、前記ころＰＣＤ位置における円周方向側面同士の最大間隔を持った互いに平行な平面であることを特徴とする（１）に記載の自動調心ころ軸受。
（３）前記少なくとも片列における１個以上のポケットに収容される前記球面ころの端面には、識別マークが施されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の自動調心ころ軸受。
（４）前記少なくとも片列における１個のポケットにおいて、前記柱部の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置よりも外径側で、対向する円周方向側面同士の間隔が、前記ころＰＣＤ位置における前記円周方向側面同士の間隔以上となるように形成され、前記ころＰＣＤ位置よりも内径側で凹曲面形状に形成されることを特徴とする（１）に記載の自動調心ころ軸受。

なお、柱部の円周方向側面において、ころＰＣＤ位置よりも「外径側」とは、球面ころの回転軸に直交する方向において径方向外側を意味し、ころＰＣＤ位置よりも「内径側」とは、球面ころの回転軸に直交する方向において径方向内側を意味する。

本発明の自動調心ころ軸受によれば、前記保持器は、少なくとも片列における１個以上の前記ポケットにおいて、前記柱部の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置よりも外径側で、対向する円周方向側面同士の間隔が、前記ころＰＣＤ位置における前記円周方向側面同士の間隔以上となるように形成され、前記ころＰＣＤ位置よりも内径側で凹曲面形状に形成される。これにより、構造を大幅に変更することなく、所定のポケットにおけるころを容易に取外し及び挿入できるようにして、目視による内輪軌道面の外観確認及びＥＣＴ測定等の非破壊検査を容易に行うことができ、かつ、球面ころがポケットから脱落せずに、返し作業の作業性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の断面図である。挿脱自在ポケットと残りのポケットを表す、図１の保持器の正面図である。残りのポケットに球面ころが保持されている状態を示す部分拡大斜視図である。残りのポケットを示す保持器の部分拡大上面図である。残りのポケットを示す図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。挿脱自在ポケットに球面ころが保持されている状態を示す部分拡大斜視図である。（ａ）は、挿脱自在ポケットを示す保持器の部分拡大上面図であり、（ｂ）は、挿脱自在ポケットにおける、球面ころが最大直径となる軸方向位置での部分拡大断面図である。挿脱自在ポケットから球面ころが取り外される状態を示す部分拡大斜視図である。挿脱自在ポケットの変形例を示す保持器の部分拡大上面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の自動調心ころ軸受は、外輪１と、内輪２と、複数個の球面ころ３と、保持器４と、を備える。外輪１の内周面には、単一の中心を有する球面状凹面である外輪軌道５が形成されている。また、内輪２の外周面の幅方向両側には、それぞれが外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６が形成されている。また、複数の球面ころ３は、その最大径部が各球面ころの軸方向長さの中央部にある対称形で、外輪軌道５と内輪軌道６との間の両列毎に、複数個ずつ転動自在に配置されている。各球面ころ３の転動面の母線形状の曲率半径は、外輪軌道５及び内輪軌道６の母線形状の曲率半径より僅かに小さい。

保持器４は、両列の球面ころ３同士の間に配置された円環状のリム部７と、それぞれの基端部をリム部７の軸方向側面の円周方向複数個所に結合すると共に、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部８とを備えたもみ抜き保持器である。そして、保持器４は、円周方向に隣り合う柱部８同士の間に、球面ころ３を転動自在に保持する複数のポケット９ａ、９ｂを備える。ポケット９ａ、９ｂ内の球面ころ３は、保持器４の径方向に対して傾斜した状態で配置されている。

また、リム部７の内周面と内輪２の中間部外周面との間に案内輪１１を設け、案内輪１１の外周面をリム部７の内周面に、案内輪１１の内周面を内輪２の中間部外周面に、それぞれ近接対向させて、保持器４の径方向の位置決めを（内輪案内方式により）図っている。

さらに、保持器４では、少なくとも片列における１個以上（本実施形態では、片列の１箇所）のポケット９ａを、球面ころ３が外径側から容易に取外し及び挿入できるように形成する（挿脱自在ポケットとも呼ぶ）。

一方、図３〜図５に示すように、ポケット９ｂでは、各柱部８は、保持器４の軸方向に亘って円筒形状の凹曲面部１２を有する。この為、各ポケット９ｂ内に保持された各球面ころ３は、最も径の大きくなった軸方向中間部外周面で各柱部８ａの凹曲面部１２に当接し、また、これら凹曲面部１２と各球面ころ３の外周面の軸方向両端寄り部分では隙間が存在する状態となる。

図１に戻って、内輪２の両端部外周面には、それぞれ外向フランジ状のつば部１０が形成されており、各球面ころ３が、外輪１の内周面と内輪２の外周面との間の空間から軸方向外方に抜け出ないようにしている。

一方、ポケット９ａは、図６及び図７に示すように、柱部８の円周方向側面が、ころＰＣＤ位置Ｐよりも外径側では、対向する円周方向側面同士の間隔が、ころＰＣＤ位置Ｐにおける柱部８間の円周方向同士の最大間隔Ｗ（即ち、球面ころ３の最大直径とポケット隙間の合計：Ｄ＋２ｔ）を持った、互いに平行な平面１５で形成される点において、ポケット９ｂと異なる。

即ち、ポケット９ｂでは、柱部８の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置Ｐの内径側及び外径側で円筒形状の凹曲面部１２で構成される。一方、ポケット９ａでは、ころＰＣＤ位置Ｐよりも内径側での柱部８の円周方向側面１７ａは、円筒形状の凹曲面部１２で構成されるのに対し、ころＰＣＤ位置Ｐよりも外径側での柱部８の円周方向側面１７ｂは、上述した互いに平行な平面１５で構成される。

このようにポケット９ａを形成することで、球面ころ３は、図８に示すように、柱部８を弾性変形することなく、ポケット９ａの外径側から容易に取外し、及び挿入することができる。

したがって、保持器４に保持された複数の球面ころ３が内輪２に組み付けられた組立体２０を外輪１に対して円周方向に回転させる、返し作業を行った際、ポケット９ａから球面ころ３を外径側に容易に抜くことができる。よって、内輪軌道、ころ転動面、及び保持器４の柱部８を損傷することなく球面ころ３の取外しができるため、目視による内輪軌道面の外観確認及びＥＣＴ測定等の非破壊検査を容易に行うことができる。

また、非破壊検査の完了後は、同様に各部品に損傷を生じることなく、球面ころ３をポケット９ａに容易に挿入することができ、作業性の向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、弾性変形なく球面ころ３を挿脱可能なポケット９ａを１つとしたが、本発明はこれに限らず、複数としてもよい。ただし、複数のポケット９ａは、上述した返し作業によって球面ころ３が脱落するのを防止するため、円周方向位相において、９０°の範囲内に配置されることが好ましい。
また、非破壊検査を一対の内輪軌道面の両方で実施するため、ポケット９ａは両列に設けられることが好ましい。

したがって、返し作業において、軸受を返す際にポケット９ａが上部に来るように注意をすることで、球面ころ３が脱落することが防止できる。また、ポケット９ａの位置を外観から容易に判断できるように、ポケット９ａに挿入される球面ころ３の端面にエアマーキングや刻印等により識別マーク１６を施しても良い（図６参照）。

また、このような保持器４は、例えば、すべてのポケットを、残りのポケット９ｂの形状で加工した後に、少なくとも片列における１個以上のポケット９ａを、ころＰＣＤ位置Ｐより外径側が平面１５となるようにさらに加工することで、容易に形成される。したがって、軸受の機能低下、及びコストアップにおける懸念がない。

なお、本実施形態では、ころＰＣＤ位置Ｐよりも外径側での柱部８の円周方向側面１７ｂを、対向する円周方向側面同士の間隔が、ころＰＣＤ位置における柱部８間の円周方向同士の最大間隔Ｗを持った、互いに平行な平面１５としている。
しかしながら、本発明では、ポケット９ａにおける、ころＰＣＤ位置よりも外径側での柱部８の円周方向側面１７ｂは、球面ころ３をポケット９ａの外径側から容易に取外し、及び挿入することができる形状であればよい。即ち、保持器４は、少なくとも片列における１個以上のポケット９ａにおいて、柱部８の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置よりも外径側で、対向する円周方向側面同士の間隔が、ころＰＣＤ位置における円周方向側面同士の間隔以上となるように形成されればよく、ころＰＣＤ位置よりも内径側で凹曲面形状に形成されればよい。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

なお、本実施形態では、柱部８の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置よりも外径側で、対向する円周方向側面１７ｂ同士の間隔が、ころＰＣＤ位置Ｐにおける柱部８間の円周方向同士の最大間隔Ｗを持った互いに平行な平面１５としているが、これに限定されるものでなく、柱部８の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置Ｐよりも外径側で、対向する円周方向側面１７ｂ同士の間隔が、ころＰＣＤ位置における円周方向側面同士の間隔以上となるように形成されればよい。例えば、ころＰＣＤ位置Ｐよりも外径側での柱部８の円周方向側面１７ｂは、対向する円周方向側面同士の間隔が、外径側に向かって徐々に広がるテーパ面であってもよい。また、図９に示すように、ころＰＣＤ位置Ｐよりも外径側での柱部８の円周方向側面１７ｂは、対向する円周方向側面同士の間隔が、球面ころ３が最大直径となる軸方向位置よりも柱部８の基端部側で狭くなるように形成されてもよい。

また、上記実施形態では、案内輪１１を用いて保持器４を内輪案内方式としているが、本発明の保持器４の案内方式は、これに限定されず、外輪案内方式であっても、転動体案内方式であってもよい。従って、自動調心ころ軸受は、案内輪１１を有しない構成であってもよい。

１外輪
２内輪
３球面ころ
４保持器
７リム部
８柱部
９ａ、９ｂポケット
１２凹曲面部
１５平面

Claims

球状凹面である外輪軌道をその内周面に形成する外輪と、前記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道をその外周面に形成する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間の両列毎に、複数個ずつ転動自在に配置される球面ころと、前記球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器と、を備え、
前記保持器は、前記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部を前記リム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合すると共に、それぞれの先端部を自由端とした複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を上記各ポケットとし、
少なくとも片列における１個以上の前記ポケットにおいて、前記柱部の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置よりも外径側で、対向する円周方向側面同士の間隔が、前記ころＰＣＤ位置における前記円周方向側面同士の間隔以上となるように形成され、前記ころＰＣＤ位置よりも内径側で凹曲面形状に形成されることを特徴とする自動調心ころ軸受。
前記少なくとも片列における１個以上のポケットにおいて、前記ころＰＣＤ位置よりも外径側における前記柱部の円周方向側面は、前記ころＰＣＤ位置における円周方向側面同士の最大間隔を持った互いに平行な平面であることを特徴とする請求項１に記載の自動調心ころ軸受。
前記少なくとも片列における１個以上のポケットに収容される前記球面ころの端面には、識別マークが施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動調心ころ軸受。
前記少なくとも片列における１個のポケットにおいて、前記柱部の円周方向側面は、ころＰＣＤ位置よりも外径側で、対向する円周方向側面同士の間隔が、前記ころＰＣＤ位置における前記円周方向側面同士の間隔以上となるように形成され、前記ころＰＣＤ位置よりも内径側で凹曲面形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の自動調心ころ軸受。