JP2019199898A - 複列ころ軸受及びこれに用いる保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】ポケットへのころの組み付け作業の能率を向上させる。【解決手段】複列ころ軸受は、内輪２と、内輪２の径方向外側に配置された外輪１と、内輪２及び外輪１の径方向の間に２列に配置された複数のころ３と、各列の複数のころ３の周方向の間隔を保持する保持器５とを備え、内輪２又は外輪１が、径方向へ突出する環状のつば２３を軸方向の両端部に有しており、保持器５が、２列のころ３の軸方向の間に配置される環状体５０と、環状体５０から軸方向両側に延び、かつ軸方向の各側において周方向に間隔をあけて配置された複数の柱５１とを有しており、少なくとも軸方向一方側の複数の柱５１が、第１の柱５１ａと、第１の柱５１ａよりも軸方向の長さが短い少なくとも１つの第２の柱５１ｂとを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、複列ころ軸受及びこれに用いる保持器に関する。

複列ころ軸受としての自動調心ころ軸受は、例えば図９に示すように、内周に外軌道面１１１を有している外輪１０１と、外周に２列の内軌道面１２１を有している内輪１０２と、外軌道面１１１と２列の内軌道面１２１との間に２列で配置されている球面ころ１０３と、各列の複数の球面ころ１０３を保持している環状の保持器１０５とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

内輪１０２の内軌道面１２１の軸方向両外側には、径方向外方に突出するつば１２３が設けられ、このつば１２３によって各列の球面ころ１０３の軸方向外方への脱落が防止されている。
保持器１０５は、２列の球面ころ１０３の列間に位置する環状体１５０と、この環状体１５０から軸方向両外側に突出する複数の柱（つの）１５１とを有している。軸方向の各列において周方向で隣り合う柱１５１の間には、球面ころ１０３を収容するポケット１５３が形成され、各ポケット１５３は、球面ころ１０３が径方向外側へ脱落しないように、径方向外端部の幅が球面ころ１０３の外径よりも狭められている。

自動調心ころ軸受は、例えば次のように組み立てられる。まず、外輪１０１の径方向内側に保持器１０５及び内輪１０２を位置づけ、外輪１０１の軸心と保持器１０５及び内輪１０２の軸心とをほぼ直交させて、外輪１０１の軸方向外側に保持器１０５及び内輪１０２の一部を突出させる。そして、外輪１０１から突出した保持器１０５の一方の列のポケット１５３に順次球面ころ１０３を組み付け、その後、同様に他方の列のポケット１５３にも球面ころ１０３を組み付ける。

特開２００５−６１５９４号公報

内輪１０２の軸方向両端部にはつば１２３が形成され、かつ、ポケット１５３の径方向外端部の幅が球面ころ１０３の外径よりも狭められているので、ポケット１５３内に球面ころ１０３を組み付けるには、図１０（ａ）に示すように、ポケット１５３の両側の柱１５１を周方向及び径方向の外側にやや弾性変形させ、内輪１０２のつば１２３の外周面を乗り換えさせながら球面ころ１０３を両柱１５１の間に押し込む必要がある。しかし、各列の最後のポケット１５３に球面ころ１０３を組み付けるとき、その両隣にはすでに球面ころ１０３が組み付けられているので、柱１５１を弾性変形させ難く、球面ころ１０３を組み付けることが困難であった。

特許文献１記載の自動調心ころ軸受は、以上のような球面ころ１０３の組み付け作業性を高めるため、図１０（ｂ）に示すように、内輪１０２のつば１２３の周方向の一部にころ挿入溝１２３ａを形成している。そして、ころ挿入溝１２３ａを通過させながら球面ころ１０３をポケット１５３内に挿入することで柱１５１を弾性変形させることなく球面ころ１０３を組み付けることができるように構成されている。

しかしながら、特許文献１の技術では、ころ挿入溝１２３ａの位置に各ポケット１５３を順次合わせなければならないため、却って組み付け作業に時間がかかり作業能率が低下する可能性があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ポケットへの組み付け作業の能率を向上させることができる複列ころ軸受及びこれに用いる保持器を提供することを目的とする。

（１）本発明は、内輪と、前記内輪の径方向外側に配置された外輪と、前記内輪及び前記外輪の径方向の間に２列に配置された複数のころと、各列の前記複数のころの周方向の間隔を保持する保持器とを備え、前記内輪又は前記外輪が、径方向へ突出する環状のつばを軸方向の両端部に有しており、前記保持器が、２列の前記ころの軸方向の間に配置される環状体と、前記環状体から軸方向両側に延びかつ軸方向の各側において周方向に間隔をあけて配置された複数の柱とを有しており、少なくとも軸方向一方側の前記複数の柱が、第１の柱と、前記第１の柱よりも軸方向の長さが短い少なくとも１つの第２の柱とを含む。

以上の構成を有する複列ころ軸受によれば、保持器における、少なくとも軸方向一方側の複数の柱が、第１の柱と、第１の柱よりも軸方向の長さが短い少なくとも１つの第２の柱とを含むので、第２の柱とつばとの間隔が広くなり、第２の柱を含む２つの柱によって形成されるポケットにころを組み付けやすくなる。したがって、当該ポケットに最後のころを組み付けるようにすれば、迅速かつ容易にころの組み付け作業を行うことができる。

（２）好ましくは、前記第２の柱は、前記環状体から前記ころの軸心方向の中央を越えて軸方向に延びている。
このような構成によって、第２の柱によるころの保持機能を十分に確保することができる。

（３）好ましくは、軸方向の両側における複数の柱が、前記第１の柱と前記第２の柱とを有しており、軸方向の各側の、前記第２の柱を含む２つの柱によって形成されるポケット同士が、互いに軸方向に重ならない位置に配置されている。
第２の柱は、第１の柱よりも軸方向に短く形成されているので、２つの第１の柱によって形成されるポケット（以下、「第１のポケット」ともいう）よりも、第２の柱を含む２つの柱によって形成されるポケット（以下、「第２のポケット」ともいう）の方がころを保持する機能が低下する。そして、このような第２のポケットが軸方向において互いに重なるように配置されると、保持器の周方向の一部で、ころの保持機能が低下する部分が集中することになる。このため、本発明では、上記のように軸方向一方側の第２のポケットと軸方向他方側の第２のポケットとを軸方向に重ならない位置に配置することで、ころの保持機能が低下する部分を周方向に分散し、保持器の周方向の全体で可及的に安定してころを保持することができる。

（４）本発明の複列ころ軸受用の保持器は、複列ころ軸受における複列のころの軸方向の間に配置される環状体と、前記環状体から軸方向両側に延び、かつ軸方向の各側において周方向に間隔をあけて配置された複数の柱とを有しており、少なくとも軸方向一方側の前記複数の柱が、第１の柱と、前記第１の柱よりも軸方向の長さが短い少なくとも１つの第２の柱とを含む。

以上の構成によれば、保持器における、少なくとも軸方向一方側の複数の柱が、第１の柱と、第１の柱よりも軸方向の長さが短い少なくとも１つの第２の柱とを含むので、第２の柱と、複列ころ軸受の内輪又は外輪に設けられたつばとの間隔を広くすることができ、第２の柱を含む２つの柱によって形成されるポケットにころを組み付けやすくなる。したがって、当該ポケットに最後のころを組み付けるようにすれば、迅速かつ容易にころの組み付け作業を行うことができる。

本発明によれば、ポケットへの組み付け作業の能率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る複列ころ軸受の縦断面図である。 保持器の斜視図である。 保持器の一部及び球面ころを径方向外側から見た図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 ポケットに球面ころを組み付ける様子を示す断面説明図である。 ポケットに球面ころを組み付ける様子を示す断面説明図である。 球面ころを組み付けるときの外輪及び内輪の状態を説明する斜視図である。 他の実施形態に係る複列ころ軸受の縦断面図である。 従来技術に係る複列ころ軸受の縦断面図である。 従来技術においてポケットに球面ころを組み付ける様子を示す断面説明図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る複列ころ軸受を示す縦断面図である。
本実施形態の複列ころ軸受１０は、自動調心ころ軸受である。自動調心ころ軸受１０は、外輪１と、内輪２と、球面ころ３と、保持器５と、案内輪６とを備えている。

外輪１は、円環状であり、左右対称に形成されている。外輪１の内周には単一の外軌道面１１が形成されている。外軌道面１１は凹曲面からなる。外軌道面１１は、自動調心ころ軸受１０の図示しない軸心上の点（自動調心ころ軸受１０の中心点）から所定の半径を有する球面（球面の一部）に沿った形状である。このため、図１に示すように、自動調心ころ軸受１０の軸心を含む断面、つまり、縦断面において、外軌道面１１の形状は円弧となる。

内輪２も、円環状であり、左右対称に形成されている。内輪２は、外輪１の径方向内側に外輪１と同心状に配置されている。内輪２の外周には２列の内軌道面２１が形成されている。内軌道面２１は凹曲面からなる。図１に示すように、自動調心ころ軸受１０の縦断面において、各内軌道面２１の形状は円弧となる。この円弧は、外輪１の外軌道面１１を形成する前記球面（球面の一部）の半径と同じ半径を有している。

また、内輪２の外周面には、２列の内軌道面２１，２１の間に円筒面２２が形成されている。円筒面２２は、自動調心ころ軸受１０の軸線に平行な面である。さらに、内輪２は、内軌道面２１の軸方向外側に、球面ころ３の脱落を防止するつば２３を有している。

球面ころ３は樽形であり、凸曲面からなる外周面３２を有している。球面ころ３は、外軌道面１１及び内軌道面２１を転動する。球面ころ３は、外輪１の外軌道面１１と内輪２の２列の内軌道面２１との間に２列で配置されており、各列に周方向に沿って複数設けられている。

案内輪６は、環状に形成され、保持器５と内輪２との間であって２列の球面ころ３の列間に設けられている。
なお、本実施形態において、外輪１、内輪２、及び球面ころ３は軸受鋼等からなる。案内輪６は鋳鉄製であるが、その他の金属製であってもよい。また、次に説明する保持器５は、黄銅製であるが、鋳鉄製やその他の金属製であってもよい。

図２は、保持器５の斜視図である。図３は、保持器５の一部及び球面ころ３を径方向外側から見た図である。
保持器５は、全体として環状であり、環状体５０と、複数の柱（つの）５１とを有している。環状体５０は、円環状に形成されている。環状体５０は、２列の球面ころ３の列間に位置している。また、環状体５０は、案内輪６の径方向外側に配置されている。

複数の柱５１は、環状体５０から軸方向一方側と軸方向他方側とに延びている。環状体５０の軸方向一方側において、複数の柱５１は、周方向に所定間隔（ピッチ）Ｐをあけて配設されている。また、環状体５０の軸方向他方側において、複数の柱５１は、軸方向一方側の柱５１と同様の間隔で、周方向に所定間隔Ｐをあけて配設されている。軸方向一方側の柱５１と他方側の柱５１とは同数である。周方向に隣り合う柱５１の間は、球面ころ３を収容するポケット５３となっている。したがって、各ポケット５３に収容された複数の球面ころ３も、周方向に所定間隔（ピッチ）をあけて配設される。

環状体５０の軸方向一方側の柱５１と、軸方向他方側の柱５１とは、周方向に半ピッチ位相をずらして配置されている。したがって、軸方向の各側のポケット５３に収容された複数の球面ころ３も周方向に半ピッチ位相をずらして配置されている。

図４は、図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
柱５１の周方向両側の側面５２、すなわちポケット５３を形成する柱５１の側面５２は、球面ころ３の外周面３２にほぼ沿った形状に形成されている。また、ポケット５３の径方向外端部の幅Ｗ、すなわち、周方向に隣り合う２つの柱５１の径方向外端部の間隔Ｗは、球面ころ３の直径Ｄよりも狭くなっている。そのため、柱５１の径方向外端部５１ｃは、ポケット５３に収容された球面ころ３に径方向外側から係止する係止部を構成している。したがって、ポケット５３に収容された球面ころ３は、係止部５１ｃによって径方向外方への移動が制限され、ポケット５３からの脱落が防止されている。

図２に示すように、環状体５０の軸方向一方側及び軸方向他方側の各側において、複数の柱５１は、第１の柱５１ａと第２の柱５１ｂとを含む。第２の柱５１ｂは、軸方向の長さが第１の柱５１ａよりも短く形成されている。本実施形態では、軸方向の各側において、複数の柱５１のうち１本だけが第２の柱５１ｂとされ、他は全て第１の柱５１ａとされている。図１に示すように、第１及び第２の柱５１ａ，５１ｂは、いずれも環状体５０から球面ころ３の軸心方向の中央Ｘを超えて軸方向外方へ延びている。

図２に示すように、環状体５０の軸方向一方側に設けられた第２の柱５１ｂと、軸方向他方側に設けられた第２の柱５１ｂとは、環状体５０の中心（自動調心ころ軸受１０の軸心）回りに１８０°位相をずらして配置されている。

本実施形態では、互いに隣り合う２つの第１の柱５１ａの間に形成されたポケット５３ａを「第１のポケット」ともいう。また、互いに隣り合う第１の柱５１ａと第２の柱５１ｂとの間に形成されたポケット５３ｂ、言い換えると第２の柱５１ｂを含む２つの柱５１ａ，５１ｂによって形成されたポケット５３ｂを「第２のポケット」ともいう。したがって、保持器５の軸方向の各側には、２つの第２のポケット５３ｂが隣接して設けられ、この２つの第２のポケット５３ｂ以外が全て第１のポケット５３ａとなっている。

図５は、ポケットに球面ころを組み付ける様子を示す説明図である。
図５（ａ）は、第１のポケット５３ａに球面ころ３を組み付ける様子を示し、図５（ｂ）は、第２のポケット５３ｂに球面ころ３を組み付ける様子を示している。
球面ころ３は、例えば図７に示されるように、外輪１の径方向内側に内輪２及び保持器５を配置し、外輪１の軸心に対して内輪２及び保持器５の軸心をほぼ直交させた状態で保持器５のポケット５３に組み付けられる。具体的に、球面ころ３は、外輪１から当該外輪１の軸方向に突出した保持器５のポケットのうち、当該保持器５の軸方向一方側の列のポケット５３に順番に組み付けられ、その後、当該保持器５の軸方向他方側の列のポケット５３に対しても順番に組み付けられる。

また、図２に示すように、軸方向の各列のポケット５３においては、一方の第２のポケット５３ｂ以外の第１のポケット５３ａ及び他方の第２のポケット５３ｂに球面ころ３が組み付けられた後、最後に当該一方の第２のポケット５３ｂに球面ころ３が組み付けられる。
図５（ａ）に示すように、第１のポケット５３ａにおいては、第１の柱５１ａとつば２３との間隔Ｌ１が狭くなっているので、より大きく柱５１ａを周方向及び径方向の外側へ弾性変形させる必要がある。各列の最後の１つの球面ころ３を第１のポケット５３ａに組み付ける場合、その両隣にはすでに球面ころ３が組み付けられているので、柱５１ａを弾性変形させることが困難となり、当該第１のポケット５３ａに球面ころ３を組み付け難い。

一方、第２のポケット５３ｂは、図５（ｂ）に示すように、第２の柱５１ｂとつば２３との間隔Ｌ２が、前記間隔Ｌ１よりも広くなっている。そのため、当該第２の柱５１ｂを周方向及び径方向の外側へ大きく弾性変形させなくても球面ころ３を容易に組み付けることができる。したがって、本実施形態では、最後の１つの球面ころ３を第２のポケット５３ｂに組み付けるようにすることで、球面ころ３の組み付け作業を短時間で能率よく行うことができる。

なお、双方の列に球面ころ３が組み付けられていない状態では、図６に示されるように、保持器５を内輪２に対して矢印Ｂ方向にずらし、柱５１の先端とつば２３との間隔Ｌ３を広げることができるので、球面ころ３をポケット５３に容易に組み付けることが可能となる。そのため、最初に球面ころ３を組み付ける軸方向一方側の列には第２の柱５１ｂが設けられていなくてもよい。言い換えると、第２の柱５１ｂは、保持器５の少なくとも軸方向一方側のみに設けられていればよい。

軸方向一方側の第２の柱５１ｂと、軸方向他方側の第２の柱５１ｂとは、柱５１の配設ピッチＰを超える周方向の間隔をあけて配置されている。そのため、各列の第２のポケット５３ｂ同士が軸方向に並ぶ（重なる）ことがない。第２のポケット５３ｂは、一方の柱５１ｂが短く形成されるので、第１のポケット５３ａよりも球面ころ３を保持する機能がわずかながら低下する。そして、このような第２のポケット５３ｂが軸方向に並ぶと、保持器５の周方向の一部で、球面ころ３の保持機能が低下する部分が集中することになる。このため、本実施形態では、軸方向一方側の第２のポケット５３ｂと軸方向他方側の第２のポケット５３ｂとを軸方向に重ならない位置に配置することによって、球面ころ３の保持機能が低下する部分を周方向に分散し、保持器５の周方向の全体で可及的に安定して球面ころ３を保持することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、保持器５の第２の柱５１ｂは、軸方向の各列において２つ以上設けられていてもよい。ただし、第２の柱５１ｂによって形成される第２のポケット５３ｂは、第１の柱５１ａのみによって形成される第１のポケット５３ａよりも球面ころ３の保持機能が若干低下するため、第２の柱５１ｂの数は、必要最小限（１つ又は２つ程度）とすることが好ましい。各列に第２の柱５１ｂを２つ以上設ける場合、これらは隣同士に配置されていてもよいし、周方向に離れた位置に配置されていてもよい。第２の柱５１ｂが互いに隣同士に配置されている場合には、２つの第２の柱５１ｂによって形成される第２のポケット５３ｂに最後の球面ころ３を組み付けるようにすることが、球面ころ３の組み付け作業性を高めるうえで好適である。

本発明は、自動調心ころ軸受だけでなく、他の形式の複列ころ軸受にも適用することができる。例えば、図８に示すような、複列円筒ころ軸受にも適用することができる。この複列円筒ころ軸受は、内輪２ではなく、外輪１の軸方向両端部につば１３が設けられている。また、保持器５のポケット５３は、ころ３が径方向内側へ脱落しないように形成されている。ただし、この複列円筒ころ軸受においても、上記実施形態と同様に内輪２につばが設けられていてもよい。

１：外輪、２：内輪、３：球面ころ、５：保持器、２３：つば、５０：環状体、５１：柱、５１ａ：第１の柱、５１ｂ：第２の柱

Claims (4)

1. 内輪と、前記内輪の径方向外側に配置された外輪と、前記内輪及び前記外輪の径方向の間に２列に配置された複数のころと、各列の前記複数のころの周方向の間隔を保持する保持器とを備え、
   前記内輪又は前記外輪が、径方向へ突出する環状のつばを軸方向の両端部に有しており、
   前記保持器が、２列の前記ころの軸方向の間に配置される環状体と、前記環状体から軸方向両側に延びかつ軸方向の各側において周方向に間隔をあけて配置された複数の柱とを有しており、
   少なくとも軸方向一方側の前記複数の柱が、第１の柱と、前記第１の柱よりも軸方向の長さが短い少なくとも１つの第２の柱とを含む、複列ころ軸受。
2. 前記第２の柱は、前記環状体から前記ころの軸心方向における中央を越えて軸方向に延びている、請求項１に記載の複列ころ軸受。
3. 軸方向の両側における複数の柱が、前記第１の柱と前記第２の柱とを有しており、軸方向の各側の、前記第２の柱を含む２つの柱によって形成されるポケット同士が、互いに軸方向に重ならない位置に配置されている、請求項１又は２に記載の複列ころ軸受。
4. 複列ころ軸受における複列のころの軸方向の間に配置される環状体と、前記環状体から軸方向両側に延びかつ軸方向の各側において周方向に間隔をあけて配置された複数の柱とを有しており、
   少なくとも軸方向一方側の前記複数の柱が、第１の柱と、前記第１の柱よりも軸方向の長さが短い少なくとも１つの第２の柱とを含む、複列ころ軸受用の保持器。