JP4607044B2 - 円錐ころ軸受 - Google Patents

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Description

この発明は、円錐ころ軸受に関し、特に、外輪に設けられたスラスト方向の予圧機構に関する。
円錐ころ軸受を複列としてスラスト荷重を両側方向で受けることは、広く行われている。例えば、鉄鋼圧延ローラのローラ軸には、スラスト荷重のみを受ける複列円錐ころ軸受が設けられる。
円錐ころ軸受でスラスト荷重を受ける場合、外輪には、その背面側から正面側に向けてスラスト方向の定予圧が加えられる。
従来から、この定予圧を発生させる予圧機構としては、例えば、図３に示すように、外輪１の背面に形成された穴２内に設けられたものがある。予圧機構は、予圧ばね３と、この予圧ばね３を受けるプランジャ４と、このプランジャ４をその先端が外輪１の背面に突出する位置で抜け止めする止め輪５とからなる（特許文献１参照）。
特開平１０−１８４６７７号公報
しかしながら、図３のような円錐ころ軸受では、プランジャ４を抜け止めするのに止め輪５を用意する必要があり、面倒であった。また、止め輪５は着脱構造となっておらず、予圧ばね３が疲労してもこれを交換することができない点で不便であった。
そこで、この発明の第１の課題は、円錐ころ軸受の外輪の背面に形成した穴内に圧縮状態に予圧ばねを設置し、この予圧ばねを受けるプランジャを抜け止めするに際し、止め輪などの別部材を不要にすることにあり、第２の課題は、さらに予圧ばねを容易に交換可能にすることにある。
上記第１の課題を達成する手段は、外輪の背面に形成された穴内に圧縮状態に設置される予圧ばねと、この予圧ばねにより背面側に向けて付勢されるプランジャとを備え、このプランジャをその先端が前記外輪よりも背面方向に突出する位置で抜け止めした円錐ころ軸受において、前記穴の内周に突出部を形成し、前記予圧ばねを前記穴の背面側から前記突出部越しに挿入可能とし、前記プランジャの外周に前記穴の背面側から前記突出部を通過させられる係合部を設け、この係合部が前記突出部を通過したときに前記プランジャの先端が前記外輪よりも背面方向に突出する位置にあり、前記予圧ばねの付勢を受けたプランジャを前記突出部と前記係合部とが当ることで抜け止めするように設けたことを特徴とするものである。
具体的には、穴の内周に突出部を形成し、穴の背面側から、突出部越しに予圧ばねを挿入し、さらにプランジャの外周に設けた係合部を突出部よりも正面側まで通過させることで、予圧ばねが圧縮状態に設置されると共に、この予圧ばねの付勢を受けたプランジャの係合部と突出部の当り合いにより、プランジャがその先端を外輪よりも背面方向に突出させた位置で抜け止めされるようにした。
具体的な構成としては、上記係合部が、正面方向に向かって穴内側に傾く勾配をもったテーパ面で上記突出部と当り合う樹脂部からなり、前記係合部を、上記プランジャを背面側から正面方向に向けて押し込まれると弾性変形して前記突出部を通過するように設け、前記プランジャの押し込みにより上記予圧ばねが圧縮されるように設けた構成を採用することができる。
この構成では、予圧ばねを挿入した後、係合部と突出部とをテーパ面で接触させた状態でプランジャを正面側に向けて押し込むことで係合部が弾性変形させられる。その結果、係合部が突出部を通過した後に弾性回復し、予圧ばねの付勢により前記突出部と正背方向に当り合った状態となり、プランジャが抜け止めされる。
上記構成において、突出部は、穴の内周の全域または一部に設けることができ、係合部は、プランジャの外周の全域または一部に設けることができる。
上記構成において、上記プランジャの係合部を機械的または加熱等により破壊可能な樹脂製とすることにより、プランジャを抜き取ることができ、新たなプランジャを用意することで予圧ばねの交換が可能になる。
上記第２の課題を解決する手段は、上記構成において、上記突出部が雌ねじからなり、上記係合部が前記雌ねじに螺合するように上記プランジャの外周に形成された雄ねじからなり、前記係合部を、ねじ送りにより前記突出部を通過させるように設け、上記予圧ばねが前記係合部のねじ送りにより上記プランジャに圧縮されるように設けた構成を採用したものである。
具体的には、プランジャを回転させることにより、係合部が突出部を通過するまでねじ送りされると、予圧ばねの付勢により係合部のねじ山と突出部のねじ山とが正背方向に当り合い、プランジャが抜け止めされるようし、また、プランジャを逆回転させるだけで抜き取ることができるようにした。このため、予圧ばねの交換を容易に行うことができる。
上記第１および上記第２の課題解決手段においては、予圧ばねの背面側端をプランジャに埋め込みこれらを一体に設けることもできる。
上述のように、この発明は、円錐ころ軸受の外輪の背面に形成した穴内に圧縮状態に予圧ばねを設置し、この予圧ばねを受けるプランジャを抜け止めするに際し、穴の内周に形成した突出部とプランジャの外周に設けた係合部とでプランジャを抜け止めできるようにしたため、止め輪などの別部材を不要にすることができる。
また、この発明は、上記突出部が雌ねじからなり、上記係合部が前記雌ねじに螺合するように上記プランジャの外周に形成された雄ねじからなり、前記係合部を、ねじ送りにより前記突出部を通過させるように設け、上記予圧ばねが前記係合部のねじ送りにより上記プランジャに圧縮されるように設けたことにより、予圧ばねを容易に交換可能にすることができる。
以下、この発明の第１実施形態に係る円錐ころ軸受を添付図面に基づいて説明する。第１実施形態に係る円錐ころ軸受は、図３に示した複列円錐ころ軸受と同様に２分割された外輪１を有する複列円錐ころ軸受であり、例えば、鉄鋼圧延ローラのローラ軸にスラスト荷重のみを受けるように設置されるものである。図１は、外輪１の背面１ａに形成された穴２の部分を拡大した断面図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る円錐ころ軸受は、穴２内に圧縮状態に設置される予圧ばね１１と、この予圧ばね１１により背面側に向けて付勢されるプランジャ１２とを備えたものである。
穴２の内周には、その開口端から正面側に向けて穴内側に傾く勾配をもった突出部２ａが形成されている。突出部２ａの正面側には、開口端と同内径に拡がったプランジャ設置部２ｂが設けられており、このプランジャ設置部２ｂの正面側には、突出部２ａの勾配先端と同内径に縮まったばね受部２ｃが設けられている。
上記予圧ばね１１には、コイルばねが採用されているが、他の種のばねを用いることができる。予圧ばね１１の外径は、突出部２ａの勾配先端の内径と概ね同一になっている。このため、予圧ばね１１は、穴２の背面側から突出部２ａ越しにばね受部２ｃまで挿入することができる。ばね受部２ｃは、挿入された予圧ばね１１を倒れないように支える。挿入された予圧ばね１１は、その背面側端がプランジャ設置部２ｂに位置する長さとされている。
プランジャ１２は、予圧ばね１１の背面側の端部を受け、その外周が穴２の背面側から前記突出部２ａを通過させられる円盤状の係合部１２ａと、係合部１２ａの中央部から背面側に突出する軸部１２ｂとを有する。プランジャ１２は、全体として樹脂からなり、軸部１２ｂには、樹脂よりも剛性の高い芯材１２ｃがインサートされている。なお、予圧ばね１１の背面側端部をプランジャ１２とを一体にすることもできる。
係合部１２ａの外周は、正面方向に向かって穴内側に傾く勾配をもったテーパ面とされており、上記突出部２ａに形成されたテーパ面と背面側から当り合うようになっている。この係合部１２ａは、軸部１２ｂを背面側から正面方向に押されると、この押圧を受けて弾性変形し、ばね受部２ｃに挿入された予圧ばね１１を圧縮しつつ前記突出部２ａを通過し、プランジャ設置部２ｂに達するようになっている。なお、プランジャ設置部２ｂの正背方向の幅Ａは、プランジャ１２の振動を考慮して係合部１２ａの正背方向の幅Ｂよりも幅広に設けられている。
係合部１２ａが突出部２ａを通過したとき、前記予圧ばね１１が前記プランジャ１２の係合部１２ａにより圧縮された状態にある。また、プランジャ１２の先端である軸部１２ｂの先端が前記外輪１の背面１ａよりも背面方向に突出する位置にある。予圧ばね１１の付勢を受けた係合部１２ａのテーパ面外縁は、速やかに弾性回復するため、プランジャ１２の押し込みがなくなると、プランジャ設置部２ｂの内周で正背方向に案内され、前記突出部２ａの正面側壁面と正背方向に当り合う。この当り合いにより、係合部１２ａの背面方向動が規制される結果、プランジャ１２が抜け止めされる。この状態では、軸部１２ｂの先端が前記外輪１の背面１ａよりも背面方向に突出するから、各穴２から突出する軸部１２ｂの先端が、例えば、ローラ軸に設けられた固定側を押すと、外輪１には正面側に向けて純粋なスラスト方向の定予圧が加えられる。
上記構成において、係合部１２ａを機械的に破壊し、または樹脂を加熱等で軟化させることによりプランジャ１２を穴２から抜き取り可能に設けると、予圧ばね１１を交換することができる。
次に、この発明の第２実施形態に係る円錐ころ軸受を説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同符号を付すのみとし、その説明を省略する。図２は、第２実施形態に係る円錐ころ軸受のうち、外輪１の背面１ａに形成された穴２の部分を拡大した断面図である。
図２に示すように、第２実施形態に係る円錐ころ軸受は、穴２に形成された突出部２ａが雌ねじからなる。また、プランジャ１２の係合部１２ａは、円盤部の外周に前記雌ねじに螺合するように形成された雄ねじからなる。
プランジャ１２の軸部１２ｂには六角穴１２ｅが形成されている。係合部１２ａは、プランジャ１２がレンチで回転されることにより、前記突出部２ａを通過し、プランジャ設置部２ｂに達するまでねじ送りされるようになっている。ばね受部２ｃに挿入された予圧ばね１１は、係合部１２ａのねじ送りにより圧縮される。なお、係合部１２ａのねじ山ｍ１と突出部２ａのねじ山ｍ２は、プランジャ１２が傾かないように当り合う。
係合部１２ａは、前記突出部２ａを通過すると、プランジャ設置部２ｂに達し、予圧ばね１１の付勢により係合部１２ａのねじ山ｍ１と突出部２ａのねじ山ｍ２とが正背方向に当り合って係合部１２ａの背方向動が規制される結果、プランジャ１２が抜け止めされる。また、プランジャ１２は、逆回転させることにより穴２から抜き取ることができる。このため、係合部１２ａの破壊が不要であり、予圧ばね１１の交換を容易に行うことができる。
（ａ）は第１実施形態の外輪の背面に形成した穴付近の拡大断面図、（ｂ）は穴の突出部にプランジャを通過させた状態を示す拡大断面図 （ａ）は第２実施形態の外輪の背面に形成した穴付近の拡大断面図、（ｂ）は穴の突出部にプランジャを通過させた状態を示す拡大断面図 従来例の外輪の背面に形成した穴付近の拡大断面図
符号の説明
１ 外輪
１ａ 背面
２ 穴
２ａ 突出部
１１ 予圧ばね
１２ プランジャ
１２ａ 係合部
１２ｂ 軸部
１２ｃ 芯材
１２ｅ 六角穴
ｍ１、ｍ２ ねじ山

Claims (1)

  1. 外輪の背面に形成された穴内に圧縮状態に設置される予圧ばねと、この予圧ばねにより背面側に向けて付勢されるプランジャとを備え、このプランジャをその先端が前記外輪よりも背面方向に突出する位置で抜け止めした円錐ころ軸受において、前記穴の内周に突出部を形成し、前記予圧ばねを前記穴の背面側から前記突出部越しに挿入可能とし、前記プランジャの外周に前記穴の背面側から前記突出部を通過させられる係合部を設け、この係合部が前記突出部を通過したときに前記プランジャの先端が前記外輪よりも背面方向に突出する位置にあり、前記予圧ばねの付勢を受けたプランジャを前記突出部と前記係合部とが当ることで抜け止めするように設け、上記突出部が雌ねじのねじ山からなり、上記係合部が前記雌ねじに螺合するように上記プランジャの外周に形成された雄ねじのねじ山からなり、前記係合部を、前記螺合するねじ送りにより前記突出部を通過させるように設け、上記予圧ばねが前記係合部の前記ねじ送りにより上記プランジャに圧縮されるように設け、前記プランジャを回転させることにより、前記係合部が前記突出部を通過するまで前記ねじ送りされると、前記予圧ばねの付勢により前記係合部のねじ山と前記突出部のねじ山とが正背方向に当り合って前記プランジャが抜け止めされるようし、また、前記プランジャを逆回転させるだけで抜き取ることができるようにしたことを特徴とする円錐ころ軸受。
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