JP4887538B2

JP4887538B2 - テーパロックベアリングアセンブリ

Info

Publication number: JP4887538B2
Application number: JP2007516906A
Authority: JP
Inventors: ハンセン，カート，リー; ヨーストン，ドナルド，グリモンド; クロウル，ロジャー，デイヴィッド
Original assignee: Timken Co
Current assignee: Timken Co
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: EP1747383A1; CA2565903C; RU2006145028A; JP2007538206A; CA2565903A1; CN1957188A; US20050259905A1; CN100462583C; WO2005111447A1; US7344313B2; EP1747383A4

Description

本発明は、ベアリング分野全般に係り、特に、クランプ構成及びシャフトをマウントするベアリングの組立に係る。

ベアリングアセンブリは、機械部分の回転動きが求められるとき、常に存在する。ベアリングアセンブリは、マウントされたベアリング、すなわち予め構成されたハウジングに設置されるベアリングとしてしばしば利用可能である。かかる構成は、機械設計を単純化する。何故なら、ベアリングの汚染及びベアリングのシャフトとの接触維持の問題が、機械設計者にとって解決されるからである。機械設計者は、ハウジングを備える市販のマウントされたベアリングパッケージを選択し且つ購入できるからである。ハウジングは、マウンティングホール、シール、ベアリング及びロッキングシステムを備えて、ベアリングをシャフトへ保持する。

発明者等に知られた従来のベアリングアセンブリ及びロッキングシステムの例を、以下の特許文献の項目に示す。

球面ころ軸受を実装するベアリングアセンブリが、アセンブリの好ましい形態である。球面ころ軸受アセンブリは、複数の円筒形のころを採用し、ころは、２つのレース間を回り、それにより各レースと関連する部品の相対的な回転を可能にする。球面ころ軸受の利点は、ラジアル荷重及びアキシャル荷重の両方を、高い荷重レベルで収容でき且つ幾つかの非整列をも許容することだ。これらの特徴により、マウントされた球面ころ軸受は、重荷重を低又は中程度の速度で扱わなければならない如何なる機械にとっても好ましい選択となる。マウントされた球面ころ軸受は、林業から製鋼業、自動車組立ライン及び食品加工まで、全ての重工業において見受けられる。マウントされた球面ころ軸受は、パワープラント、屑捨て場、鉱山、砂鉱及び砂利事業及び略全ての業界で用いられている。

マウントされたベアリングを設計するにあたって考えられる最大の問題の一つが、ベアリングを強固にシャフトへ確保するロッキングシステムである。球面ころ軸受は、アキシャル方向及びラジアル方向の両方においてスラスト荷重を許容するが、このことは、ベアリングが、アキシャル荷重が印加されたときシャフト上にスライドすると、メリットを失ってしまう。この問題に対する一つの解決法が、偏心のロックするつばを含んで、ベアリングハウジングをシャフトへ保持することである。偏心のロックするつばの欠陥は、つばがベアリングから取り外される必要があるとき、外見上わかってしまうことである。概して、偏心のロックするつばによって置かれたベアリングは、如何なる適当な期間でも動作していた場合、切断トーチによってしか取り外すことができない。このことは、ベアリングが、高価な機械であって保守又は修理のため分解を要する場合、重大な問題である。切断トーチによる取り外しはまた、ベアリングを損傷してしまう傾向にあるので、切断トーチを用いなければ動作可能なベアリングを、各保守作業中に取り替えなくてはならない。

テーパアダプタをマウントしたベアリングが、ベアリングハウジングをシャフトへロックする問題に対する異なった解決法である。これらのベアリングは、テーパアダプタを用いる。テ―パアダプタは、テーパスリーブを有し、テーパスリーブは、テーパボアを備えたベアリングハウジングへと押し引きされる。テーパスリーブ及びボアは、締まりくさび嵌めを作成して、ベアリングハウジングを、シャフトへロックする。スリーブがボアに深く挿入されればされるほど、締まり嵌めは固くなる。テーパアダプタがマウントされたベアリングは、ベアリングをテーパに対して逆に押すことによって、シャフトから比較的容易に取り外される。

現在のテーパアダプタがマウントされたベアリングはまた、以下の欠陥も有する。
１）テーパスリーブのベアリングハウジングのテーパボアへの挿入は、ベアリングのランニングクリアランスを低減する。ベアリングハウジングをシャフトにロックするため、クリアランスの低減によってベアリングの性能に悪影響を与えない範囲でテーパスリーブをどれほど深く挿入すればよいか、知ることは困難である。悪影響とは、たとえばベアリングの通常動作中の過熱である。現在、この問題を軽減するための最良の方法は、隙間ゲージを、ころとレースウェイとの間にベアリングをシャフト上に設置してクリアランスを観察するときに用いることである。
２）テーパアダプタは、シャフトを、高いラジアル荷重を有するアプリケーションにおいて良好に保持するよう役割を果たす。しかしながら、アキシャル荷重に関する性能は、それほど優秀ではない。テーパアダプタは、限られたアキシャル荷重のみを許容し、その後はシャフトに沿って滑りが起こってしまう恐れがある。
３）テーパアダプタの締め付けは、ベアリングが固く所定位置に保持された場合、ベアリングをアキシャル方向に予圧する。
米国特許第１，１１６，８４５号明細書米国特許第１，３８０，７０８号明細書米国特許第１，７５９，６４０号明細書米国特許第２，７６４，４３７号明細書米国特許第３，７０９，５７５号明細書米国特許第３，８０６，２１５号明細書米国特許第３，８１６，０１３号明細書米国特許第３，９１２，４１２号明細書米国特許第３，９１８，７７９号明細書米国特許第４，５９６，４７７号明細書米国特許第４，９１６，７５０号明細書米国特許第５，０１１，３０６号明細書米国特許第５，４８９，１５６号明細書米国特許５，５８２，４８２号明細書米国特許第５，６８５，６５０号明細書米国特許第５，８７６，１２７号明細書米国特許第５，９８７，２１４号明細書米国特許第６，１５２，６０４号明細書米国特許６，４２５，６９０号明細書米国特許出願公開第第２００２／００９４１８号明細書

本発明は、新規のクランプ構成及びベアリングアセンブリの提供を目的とし、ベアリングアセンブリは、一対のテーパアダプタを用いてＶ字型構成を有する環状面を画定して、ベアリングの内輪部材をシャフトへロックする。

それに応じて、本発明は、シャフトへロック可能なベアリングアセンブリを提供し、当該ベアリングアセンブリは：
第１テーパアダプタであり、シャフトを受ける第１アキシャルボアを画定し且つ該第１テーパアダプタから延在するスリーブ部分を備える外側環状テーパ面を有する、ところの第１テーパアダプタと；
第２テーパアダプタであり、第１アダプタのスリーブ部分を受ける第２アキシャルボアを画定し、且つ第１テーパアダプタのテーパ角度とは反対のテーパ角度で外側環状テーパ面を有する、ところの第２テーパアダプタと、
を有し、
それにより第１及び第２テーパアダプタはベアリングアセンブリの反対側から導入可能であり且つベアリング内輪部材内を互いへと移動可能であり、第１及び第２テーパアダプタが協働して、概ねＶ字型構成を有する外側環状面、該外側環状面の概ねＶ字型構成と係合する内面を有するベアリング内輪部材を画定するようにして、シャフトと、第１及び第２テーパアダプタと、ベアリング内輪部材の内面との間にロックする締まり嵌めを確立する。

本発明はまた、シャフトへとロック可能なベアリングアセンブリを提供し、当該ベアリングアセンブリは：
シャフトへロック可能なベアリングアセンブリであって：
第１テーパアダプタであり、シャフトを受ける第１アキシャルボアを画定し、且つ大径の外端から小径の内端へ先細りする外側環状テーパ面を、当該アダプタの小径の内端からアキシャル方向に延在するスリーブ部分と共に有する、ところの第１テーパアダプタと；
第２テーパアダプタであり、第１アダプタのスリーブ部分を受ける第２アキシャルボアを画定し、且つ第１テーパアダプタのテーパ角度とは反対のテーパ角度で大径の外端から小径の内端へ先細りする外側環状テーパ面を有し、第１及び第２テーパアダプタは協働して、大径の外端から隣接する小径の内端へ先細りする概ねＶ字型構成を有する外側環状面を画定するようにする、ところの第２テーパアダプタと；
ベアリング内輪部材であり、外面周りに内側レースウェイを画定し且つ内側アキシャルボアを有し、該内側アキシャルボアは、第１及び第２テーパアダプタによって画定される外側環状面と係合する内面を有する、ところのベアリング内輪部材と；
ベアリング外側レース部材であり、内面周りに外側レースウェイを画定し、且つ内側レースウェイのラジアル方向外側に且つ内側レースウェイと略アキシャル整列において位置付け可能である、ところのベアリング外側レース部材と；
複数のベアリングエレメントであり、ベアリング内側レースウェイとベアリング外側レースウェイとの間に配置されて、ベアリング外側レースウェイのベアリング内側レースウェイに関する相対的な動きを案内する複数のベアリングエレメントと；
ロッキング部材であり、第１テーパアダプタのスリーブ部分を係合する第１アキシャル部分及び第２テーパアダプタを係合する第２アキシャル部分を有して、第１及び第２テーパアダプタを接合して第１及び第２テーパアダプタ間の相対的なアキシャル運動をもたらすことで、シャフトと、第１及び第２アダプタと、該第１及び第２テーパアダプタを越えて嵌合されるベアリング内輪部材との間にロックする締まり嵌めを確立する、ところのロッキング部材と、
を有する。

更なる態様において、本発明は、ベアリングをシャフトへ取り付けるクランプ構成であって：
第１テーパアダプタであり、シャフトを受ける第１アキシャルボアを画定し、且つ大径の外端から小径の内端へ先細りする外側環状テーパ面を、アダプタの小径の内端からアキシャル方向に延在するスリーブ部分と共に有する、ところの第１テーパアダプタと；
第２テーパアダプタであり、第１アダプタのスリーブ部分を受ける第２アキシャルボアを画定し、且つ第１テーパアダプタのテーパ角度とは反対のテーパ角度で大径の外端から小径の内端へ先細りする外側環状テーパ面を有し、第１及び第２テーパアダプタは協働して、大径の外端から隣接する小径の内端へ先細りする概ねＶ字型構成を有する外側環状面を画定するようにする、ところの第２テーパアダプタと；
ロッキング部材であり、第１テーパアダプタのスリーブ部分を係合する第１アキシャル部分及び第２テーパアダプタを係合する第２アキシャル部分を有して、第１及び第２テーパアダプタを接合して第１及び第２テーパアダプタ間の相対的なアキシャル運動をもたらすことで、シャフトと、第１及び第２アダプタと、ベアリング内輪部材の内面との間にロックする締まり嵌めを確立する、ところのロッキング部材と、
を有する。

好ましくは、第１及び第２テーパアダプタは、テーパ外面の対向する小径内端で形成された環状肩によって画定されたシャフトに沿った互いへのアキシャル移動において固定された制限を有する。複数の環状肩がＶ字型外側環状面の谷で相互係合するとき、ベアリングの内側レースウェイは、シャフトへロックされ且つベアリングは、クリアランスの計測を要することなく自動的に正しいクリアランスを有する。

ロッキング部材は、好ましくは２つのセグメントから形成されるスプリットナットである。複数のテーパアダプタを互いにベアリング内で引くことに加えて、スプリットナットの２つのセグメントは、テーパアダプタの締まりクランプ力に加えて更なるクランプ力を提供してベアリングを所定位置に確保するため、シャフト周りに締め付けできる。

本発明の他の特徴及び態様は、当業者が本発明の以下の詳細な複数の実施形態の説明を、添付の図面と併せて検討すれば、明らかになるであろう。

本発明の態様を、添付の図面に単に例示として図示する。

図１を参照すると、本発明によるベアリングアセンブリ２の第１実施形態が、シャフト３上の所定位置に設置され且つクランプされる破断面を伴った正面図が示される。クランプ構成は、図３に分離して示され、第１テーパアダプタ部材４及び第２テーパアダプタ部材６を含む。テーパアダプタ部材４、６は、夫々シャフト３にわたって嵌合し且つスプリットナット８の形をとったロッキング部材によって合わせて接合される。ベアリング構成９が、クランプ構成によってシャフト３上の所定位置に保持され、図２に分離して示される。ベアリング構成９は、ベアリング内輪部材１０、ベアリング外側レース部材１２、及び一組の転がりベアリング１４を含み、転がりベアリング１４は、部材１０、１２間にあって、外側レース部材１２の独立した回転動きを、内輪部材１０に関して可能にする。内輪部材１０は、シャフト３上にロックされている。

図３に最も良く示されているように、第１のテーパアダプタ部材４は、概ね円筒形の構造２０を含み、円筒形構造２０は、シャフト３を受けるための第１アキシャルボア２２を画定する。概ね円筒形の構造２０は、外側環状テーパ面２３を有する。外側環状テーパ面２３は、大径（greater diameter）の外端２６から小径（lesser diameter）の内端２８へ先細りするくさびエレメントを形成する。略円形のスリーブ部分２５が、アダプタ４の小径の内端２８からアキシャル方向に延在する。スリーブ部分２５は、複数の雄ねじ２７を含む。好ましくは、第１テーパアダプタ４は、ラジアルスロット３０と共に形成される。ラジアルスロット３０は、アダプタの長さに沿って延在してアダプタの変形を可能にするが、アダプタの変形は、圧縮されてシャフト３上へと締め付けられるとき直径を縮ませることを目的とする。

引き続き図３を参照すると、第２テーパアダプタ６が、示される。第２テーパアダプタ６は、第２の概ね円筒形の構造３２を含む。円筒形構造３２は、第１アダプタ４のスリーブ部分２５を受けるための第２アキシャルボア２２を画定する。第２アダプタ６はまた、外側環状テーパ面３５と共に形成され、外側環状テーパ面３５は、大径の外端３６から小径の内端３８へ先細りする。第２アダプタ６のテーパ角度は、第１アダプタ４のテーパ角度と反対である。第２アダプタ６はまた、好ましくはラジアルスロット４１と共に形成される。ラジアルスロット４１は、アダプタの長さに沿って延在する。

図１に最も良く示されるように、第１テーパアダプタ４及び第２テーパアダプタ６は、シャフト３上に合わせて組み立てられる。アダプタ４、６は、協働して外側環状面３９を画定する。外側環状面３９は、概ねＶ字型構成を有し、中央環状谷４０で大径の外端２６、３６から隣接する小径の内端２８、３８へ先細りする。

概ねＶ字型の外面３９は、組み立てられたベアリングにおいてベアリング内輪部材１０と係合する。ベアリング内輪部材１０は、その外面４４周りに内側レースウェイを画定し、且つ内側アキシャルボア４６を有し、内側アキシャルボア４６は、第１及び第２テーパアダプタ４、６によって画定された外側環状面３９と係合する内面を有する。慣習的に、複数のベアリングエレメント１４は、ベアリング内側レースウェイとベアリング外側レース部材１２との間に配置されて、外側レースウェイの回転を可能にする。例示的な実施形態において、ベアリングエレメント１４は、複数のころであり、複数のころは、好ましくは保持器４７に確保（hold）される。当業者であれば、他の種類のベアリングエレメントを本発明のクランプ構成と共に使用できることが、明らかであろう。ベアリング外側レース部材１２は、内面周りに外側レースウェイ４８を画定し、外側レースウェイ４８は、内側レースウェイのラジアル方向外側に且つ内側レースウェイと略アキシャル整列において位置付け可能であり、それによりベアリング内輪部材１０に関してベアリングの外側レース部材１２の相対的な動き（relative motion）を可能にするが、これは、内輪部材１０が、クランプ構成の作用によってシャフトへロックされるときである。

第１テーパアダプタ４及び第２テーパアダプタ６は、シャフト３上における所定位置にロッキング部材によって固定される。ロッキング部材は、好ましくはナット８の形をとる。ベアリングアセンブリ２の端面図である図１ａに最もよく示されているように、ナット８は、好ましくはスプリットナットであって、少なくとも２つのナットセグメント８ａ及び８ｂから形成される。ナットセグメント８ａ及び８ｂは、合わせて締結可能であり、締結には、従来の構成であるねじ部品５０を用いる。ねじ部品５０は、整列されたねじ切りされた複数の開口へと締め付け可能であり、複数の開口は、２つのナットセグメントを通って延在し、開口の１つは、締結具５０と係合するようねじを切られる。以下により詳細に説明するように、ナット８は、第１テーパアダプタ４及び第２テーパアダプタ６を合わせて接合するために作用し、それにより第１テーパアダプタ４と第２テーパアダプタ６との間の相対的なアキシャル運動（axial movement）をもたらす。テーパアダプタ４、６のシャフトに沿った互いに対するアキシャル運動は、シャフト３と、第１アダプタ４及び第２アダプタ６のテーパ部分によって形成されたＶ字型構成の外側環状面３９と、ベアリング内輪部材１０の内側アキシャルボア４６との間にロックする締まり嵌め（locking interference fit）を確立するために必要である。

図３に最も良く示されるように、スプリットナット８は、第１アキシャル部分５１を含む。第１アキシャル部分５１は、第１テーパアダプタ４のスリーブ部分２５と係合する。第１アキシャル部分５１は、複数の雌ねじ５２と共に形成される。複数の雌ねじ５２は、スリーブ部分２５上に形成された複数の雄ねじ２７へ係合するよう適合されるので、組み立てられたナットの回転が作用することによって、第１テーパアダプタ４をシャフト３に沿ってアキシャル方向に移動させる。ナット８はまた、第２アキシャル部分５３を含み、第２アキシャル部分５３は、第２テーパアダプタ６と係合する。例示された実施形態において、第２アキシャル部分５３は、環状溝５５と共に形成される。環状溝５５は、相補的な環状フランジ５６へ係合し且つ保持するよう適合される。環状フランジ５６は、第２テーパアダプタ６上に形成される。当業者であれば、フランジ５６及び溝５５の位置を逆にしてもよいことが、明白である。溝５５におけるフランジ５６の係合は、ナット８及び第２テーパアダプタ６を、シャフト３に沿ったアキシャル運動に関して合わせてロックするよう作用すると同時に、２つの部品の相対的な回転を依然として可能にする。

図１に示すように、２つのテーパアダプタ４、６及びナット８が、シャフト３上に組み立てられるとき、ナット８の回転が、内側ナットねじ５２を第１テーパアダプタ４の複数の雄ねじ２７内にねじを切るよう作用して、それにより第１アダプタ４を、第２アダプタに関してシャフト３に沿ってアキシャル方向に移動させる。ナット８は、第２アダプタ６に関してアキシャル方向に固定されるが、上述したフランジ５６及び溝５５構成のおかげで第２アダプタに対して回転可能である。したがって、ナット８の回転を用いて、テーパアダプタ４、６の、夫々反対に角度付けられた外側テーパ面２３、３５を、合わせてベアリング内に引き入れることができる。その目的は、ベアリングの内輪部材１０内に締まりくさび嵌めを作成して、ベアリングをシャフト３へロックすることである。更に、スプリットナット８の締結具５０は、追加の定着力を提供するよう続けて更に締め付けられて、第１テーパアダプタ４及び第２テーパアダプタ６をシャフト３へ確保して、シャフト３に沿ったアキシャル運動を防ぐ。この追加の定着力は、複数のテーパ面の締まり嵌めによって生成された定着力との組み合わせにより、本発明のベアリングアセンブリのシャフトに沿った増加したアキシャル荷重に耐えることを可能にする。予測されることは、本発明のベアリングアセンブリ２のアキシャル荷重の耐久力により、アキシャル荷重の定格（axial load rating）が引き上げられて、ベアリングが許容できる最大荷重と等しくなることである。

本発明の重要な特徴は、第１アダプタ及び第２アダプタの２つの部分からなるテーパ面が、ベアリングの正確なクリアランスを自動的に作成することであり、それは、上述した特別に形成されたベアリング内輪部材１０及び適切な直径のシャフトと併せて用いられるときである。第１テーパアダプタ４及び第２のテーパアダプタ６の小径の内端は、各々がラジアル方向に延在する肩と共に形成され、肩は、第１及び第２テーパアダプタ４、６のシャフト３上の互いへのアキシャル移動の制限を、肩の相互係合によって画定する。肩同士が接触するとき、複数のテーパ面及びベアリング内輪部材１０は、ベアリングアセンブリをシャフト３へ確実にロックするのに十分な締まり嵌めを生成するよう設計され且つ必要な大きさにされると同時に、内輪部材１０の内側レースウェイを、シャフトから正確なベアリングクリアランスを達成する距離に自動的に位置付ける。この構成はまた、複数のベアリングの予圧をも回避する。

テーパベアリングを設計するとき、設計者等が、ベアリングが放棄する（シャフトの軸線に対して横軸の）ランニングクリアランスの量と、テーパアダプタ及び内側レースウェイ間の完全接触が成された後にテーパアダプタがボアへと（シャフトの軸線に沿って）移動する距離との間に、比率を確立することが可能である。したがって、テーパアダプタのどれだけのアキシャル運動が、ベアリングのラジアルクリアランスの一定の低減を招くか求めることが可能である。ベアリングがランニングクリアランスの範囲にわたって十分に動作できるならば、本発明のテーパアダプタ４、６のアキシャル運動は、シャフト直径の範囲にわたって十分に働く。本発明のテーパベアリングは、テーパアダプタ４、６のアキシャル運動に制限を設け、制限は、２つの対向するテーパアダプタ４、６が、夫々ベアリングの反対側から互いに係合して停止位置を作成することで成される。このことは、従来のテーパベアリングにはなく、従来のテーパベアリングには、ベアリングボアを通じたテーパアダプタのアキシャル運動に制限がなかった。

本発明のウェッジ構成はまた、ベアリングの予圧が起こらないという利点も提供する。ベアリングの反対側からベアリング内輪部材１０へと引き入れられている２つの対向するテーパ面は、ベアリングのアキシャル方向の予圧を防ぐ。従来のテーパベアリングでは、ベアリングを精確にシャフト上の特定の場所に置くことが困難である。何故なら、テーパアダプタを締め付けるとき、ベアリングを、シャフトに沿ってアキシャル方向にアダプタのナットへと引く傾向があるからである。ベアリングハウジングが固定された位置にある場合、アダプタの締め付けは次に、従来のテーパベアリング設計を有するベアリングのアキシャル方向の予圧を招く。本発明の設計は、反対側から反対方向においてベアリングへ入る複数のテーパアダプタを有することで、この問題を回避する。

図４は、本発明のベアリングアセンブリの代替的な実施形態を示し、本実施形態は、一対のロッキングナットを採用してシャフト上のアセンブリを保持する。第２実施形態において、第１実施形態の部品と同一の部品は、第１実施形態と同一に表記されている。第２実施形態は、変更された第１テーパアダプタ７４を採用する。第１テーパアダプタ７４では、第２スリーブ部分７５が、第１スリーブ部分２５と反対にあるアダプタの大径の外端２６から延在する。第２スリーブ部分７５は、第２ロッキング部材７８を受けるよう適合され、第２ロッキング部材７８は、第２スリーブ部分７５上にクランプ力を作用させてシャフト３上のベアリングアセンブリの保持を助ける。好ましくは、第２ロッキング部材７８は、第２スプリットナット８０であり、第２スプリットナット８０は、複数の雌ねじ８２を備えたアキシャル部分を有し、複数の雌ねじ８２は、第２スリーブ部分７５上に形成された複数の雄ねじ７７と係合する。第２スプリットナット８０は、少なくとも２つのナットセグメントから形成され、ナットセグメントは、シャフト周りに合わせて締め付け可能である。締め付けには、ナットセグメント間に横方向に延在する複数の締結具を使用し、それにより追加の定着力をもたらして、ベアリングアセンブリ２をシャフト３へ確保する。例示された実施形態において第２スプリットナット８０は、第２スプリットナットもまた溝５５を含む限り、第１実施形態の第１スプリットナット８と同一である。実際には、第２スプリットナットにおいてこの溝５５は、不必要であり且つ用いられず、２つのスプリットナット８０は、複数の異なった部品を低減させるために好ましくは同一であることを強調するために示されている。第２スプリットナット８０は、好ましくは複数のねじ７７上の所定位置へと回転されて、（都合の良い停止場所を画定する）ベアリングハウジングへ接触するが、それは、第２スプリットナットの複数のナットセグメントが、シャフト３上のクランプ効果のため合わせて締め付けられる以前に行われる。

当業者であれば、第２ロッキング部材７８は、ねじ切りされていない第２スリーブ部分７５と係合するホースクランプ等のような従来のクランプ部材であってもよいことが明らかである。

本発明のベアリングアセンブリ２の設置は、第１アダプタ４の挿入を伴い、第１アダプタ４は、内輪部材１０の内側ボアを通ってシャフト３にわたって位置付けられる。第１テーパアダプタ４の円筒形スリーブ２５は、ベアリングの反対側から突出するよう必要な大きさにされ、その距離は、複数の外側スレッド２７をスプリットナット８の複数の内側スレッド５２と係合可能に位置付けるのに十分な距離である。第２テーパアダプタ６は、次にスリーブ２５にわたってベアリングの反対側から内輪部材１０の内側ボア内の所定位置へと、シャフト３に沿ってスライドする。スプリットナット８のナットセグメント８ａ及び８ｂは、次にシャフト３周りに設置されるので、溝５５は、第２アダプタのフランジ５６と係合する。複数の締結具５０は、締め付けられて、スプリットナット８を単一ユニットに形成する。スプリット８は次に、ナットの雌ねじ５２が第１アダプタの雄ねじ２７と係合するよう回転されるので、複数のアダプタのテーパ面を、合わせてベアリングの内輪部材１０内に引き入れる役割を果たす。ナット８は、複数のテーパアダプタの内側肩が互いに接触するまで回転される。接触は、テーパ面が位置付けられて、内輪部材とシャフトとの間に締まり嵌めを作成する時点であり、ベアリングアセンブリを確実に所定位置にロックし、且つ同時に内輪部材を、シャフトから正確なベアリングクリアランスを達成する距離に位置付ける。締結具５０は、更に締め付けられることができ、それによりベアリングアセンブリをシャフト上の所定位置に維持する追加のクランピング力を提供する。

図４の第２実施形態の場合において、設置は、第１実施形態の設置と同一であり、同一でないところは、第２ロッキング部材を第１テーパアダプタの第２スリーブ部分へ適用し且つシャフト周りの所定位置にクランプする追加のステップだけである。

ベアリングアセンブリの取り外しは、第２実施形態の場合おいて第２ロッキング部材を緩めることを伴う。次に、スプリットナット８は、締結具５０を緩めることによって解放され、且つナット８を回転させて複数のテーパアダプタを引き離す。

図４の第２実施形態の場合において、第１テーパアダプタ４の抜き取りは、第２スプリットナット８０の使用により助けられることができる。図５は、詳細図であり、第２ナット８０が、好ましくは第１テーパアダプタ４の大径の外端２６を飛び越えるよう（clear）必要な大きさにされて、内側レース部材１０へ直接係合される様子を示す。第１ロッキングナット８が第２テーパアダプタ６から取り外された後、第２ナット８０は、第１テーパアダプタ７４の第２スリーブ７５の複数のねじ７７上に回転されることができ、それによりナットを、矢印１００によって示されている方向に移動させる。この結果、ナット８０の内面９８及び内側ナットねじ８２が、内側軸道部材１０とテーパアダプタ７４との間の相対的なアキシャル運動を招く力を印加する。印加された力は、第１テーパアダプタ７４を内側レース部材からシャフト３に沿って抜き取るよう作用する。何故なら、ナット８０は複数のねじ７７に沿って進むからである。

本発明は、明瞭さ及び理解のために例示として幾つかの詳細を述べてきたが、添付の請求項の範囲内で一定の変化及び変更が実施されてもよいことが、明らかである。

破断面を有する組み立てられた側面図であり、ロッキングナットの形をとった単一のロッキング部材を用いた、本発明のベアリングアセンブリの第１実施形態を示す。図１のアセンブリの左側からの端面図であり、本発明と共に使用できるロッキングナットを示す。ベアリングの内側及び外側レースウェイを通じてシャフトへ定着される断面図である。本発明のベアリングアセンブリの分解図であり、第１テーパアダプタ、第２テーパアダプタ及びロッキングナットを示す。破断された断面を有する組み立てられた側面図であり、２つのロッキングナットを用いた本発明のベアリングアセンブリの第２実施形態を示す。第２ロッキングナットが、第１テ―パアダプタ及び内側レース部材と共に使用でき、それにより第１テーパアダプタをベアリングから取り外す手助けをするやり方を示す詳細図である。

Claims

シャフトへロック可能なベアリングアセンブリであって、
第１テーパアダプタであり、前記シャフトを受ける第１アキシャルボアを定め、且つ、大径の外端から小径の内端へ先細りする外側環状テーパ面を、当該アダプタの小径の内端からアキシャル方向に延在するスリーブ部分と共に有するところの第１テーパアダプタと、
第２テーパアダプタであり、前記第１アダプタの前記スリーブ部分を受ける第２アキシャルボアを定め、且つ、前記第１テーパアダプタのテーパ角度とは反対のテーパ角度で大径の外端から小径の内端へ先細りする外側環状テーパ面を有し、前記第１及び第２テーパアダプタは協働して、大径の外端から隣接する小径の内端へ先細りする概ねＶ字型構成を有する外側環状面を定めるようにするところの第２テーパアダプタと、
ベアリング内輪部材であり、外面周りに内側レースウェイを定め且つ内側ボアを有し、該内側ボアは、前記第１及び第２テーパアダプタによって定められる前記外側環状面と係合する内面を有するところのベアリング内輪部材と、
ベアリング外側レース部材であり、内面周りに外側レースウェイを定め、且つ、前記内側レースウェイのラジアル方向外側に並びに前記内側レースウェイと略アキシャル整列において位置付け可能であるところのベアリング外側レース部材と、
複数のベアリングエレメントであり、前記ベアリング内側レースウェイと前記ベアリング外側レースウェイとの間に配置されて、前記ベアリング内側レースウェイに対する前記ベアリング外側レースウェイの相対的な動きを案内する複数のベアリングエレメントと、
ロッキング部材であり、前記第１テーパアダプタの前記スリーブ部分を係合する第１アキシャル部分及び前記第２テーパアダプタを係合する第２アキシャル部分を有して、前記第１及び第２テーパアダプタを接合して前記第１及び第２テーパアダプタ間の相対的なアキシャル運動をもたらすことで、前記シャフトと、前記第１及び第２アダプタと、前記ベアリング内輪部材の内面との間にロックする締まり嵌めを確立するところのロッキング部材とを含み、
前記第１テーパアダプタの前記小径の内端及び前記第２テーパアダプタの前記小径の内端は、前記小径の内端の間の接触後に、前記シャフト上での前記第１及び第２テーパアダプタの互いへのアキシャル移動の制限を定め、当該ベアリングアセンブリの適切なセッティングをもたらす、
ベアリングアセンブリ。
前記ロッキング部材はナットであり、該ナットは、前記第１アキシャル部分に形成される雌ねじを有し、且つ、前記第１テーパアダプタの前記スリーブ部分は、前記雌ねじと係合可能な雄ねじと共に形成され、前記ナットの回転が、作用して前記第１テーパアダプタをシャフトに沿ってアキシャル方向に前記ナットに関して移動するようにする、請求項１記載のベアリングアセンブリ。
前記ナットの前記第２アキシャル部分及び前記第２テーパアダプタのうち一方はフランジと共に形成され且つ他方は相補的な溝と共に形成され、前記フランジは、前記溝において係合可能であり、前記ナット及び前記第２テーパアダプタを合わせて前記シャフトに沿ったアキシャル運動に関してロックする一方で相対的な回転を可能にする、請求項２に記載のベアリングアセンブリ。
前記ナットは、少なくとも２つのナットセグメントから形成されて前記シャフト周りに合わせて締め付け可能なスプリットナットであり、前記第１及び第２アダプタを前記シャフトへ確保するため追加の定着力を提供して前記シャフトに沿ったアキシャル運動を防ぐ、請求項２に記載のベアリングアセンブリ。
少なくとも前記第１テーパアダプタは、該第１テーパアダプタの長さに沿ってアキシャル方向に延在するスロットと共に形成される、請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
前記第２テーパアダプタは、該第２テーパアダプタの長さに沿ってアキシャル方向に延在するスロットと共に形成される、請求項５に記載のベアリングアセンブリ。
前記第１テーパアダプタは、前記アダプタの大径の外端から延在する第２スリーブ部分及び前記第１テーパアダプタの前記第２スリーブ部分を係合するアキシャル部分を有する第２ロッキング部材を含む、請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
前記第２ロッキング部材は、前記第１アキシャル部分に形成される雌ねじを有する第２ナットであり、且つ、前記第１テーパアダプタの前記第２スリーブ部分は、前記第２ロッキング部材の前記雌ねじと係合可能な雄ねじと共に形成される、請求項７に記載のベアリングアセンブリ。
前記第２ナットは、少なくとも２つのナットセグメントから形成されて前記シャフト周りに合わせて締め付け可能な第２スプリットナットである、請求項８に記載のベアリングアセンブリ。
ベアリングをシャフトへ取り付けるクランプ構成であって、
第１テーパアダプタであり、前記シャフトを受ける第１アキシャルボアを定め、且つ、大径の外端から小径の内端へ先細りする外側環状テーパ面を、当該アダプタの小径の内端からアキシャル方向に延在するスリーブ部分と共に有するところの第１テーパアダプタと、
第２テーパアダプタであり、前記第１アダプタの前記スリーブ部分を受ける第２アキシャルボアを定め、且つ、前記第１テーパアダプタのテーパ角度とは反対のテーパ角度で大径の外端から小径の内端へ先細りする外側環状テーパ面を有し、前記第１及び第２テーパアダプタは協働して、大径の外端から隣接する小径の内端へ先細りする概ねＶ字型構成を有する外側環状面を定めるようにするところの第２テーパアダプタと、
ベアリング内輪部材であり、該ベアリング内輪部材の外面周りに内側レースウェイを定め且つ内側ボアを有し、該内側ボアは、前記第１及び第２テーパアダプタによって定められる前記外側環状面と係合する相補的なＶ字型構成と共に形成される内面を有するところのベアリング内輪部材と、
ロッキング部材であり、前記第１テーパアダプタの前記スリーブ部分を係合する第１アキシャル部分及び前記第２テーパアダプタを係合する第２アキシャル部分を有して、前記第１及び第２テーパアダプタを接合して前記第１及び第２テーパアダプタ間の相対的なアキシャル運動をもたらすことで、前記シャフトと、前記第１及び第２アダプタと、該第１及び第２テーパアダプタを越えて嵌合される前記ベアリング内輪部材との間にロックする締まり嵌めを確立する、ところのロッキング部材とを含み、
前記第１テーパアダプタの前記小径の内端及び前記第２テーパアダプタの前記小径の内端は、前記小径の内端の間の接触後に、前記シャフト上での前記第１及び第２テーパアダプタの互いへのアキシャル移動の制限を定め、当該ベアリングアセンブリの適切なセッティングをもたらす、
クランプ構成。
シャフトへロック可能なベアリングアセンブリであって、
第１テーパアダプタであり、前記シャフトを受ける第１アキシャルボアを定め且つ該第１テーパアダプタから延在するスリーブ部分を備える外側環状テーパ面を有する、ところの第１テーパアダプタと、
第２テーパアダプタであり、前記第１アダプタの前記スリーブ部分を受ける第２アキシャルボアを定め、且つ前記第１テーパアダプタのテーパ角度とは反対のテーパ角度で外側環状テーパ面を有する、ところの第２テーパアダプタとを含み、
それにより前記第１及び第２テーパアダプタは、前記ベアリングアセンブリの反対側から導入可能であり、且つ、ベアリング内輪部材内を互いへと移動可能であり、前記第１及び第２テーパアダプタが協働して、概ねＶ字型構成を有する外側環状面、該外側環状面の前記概ねＶ字型構成と係合する内面を有する前記ベアリング内輪部材を定めるようにして、前記シャフトと、前記第１及び第２テーパアダプタと、前記ベアリング内輪部材の前記内面との間にロックする締まり嵌めを確立し、
前記第１及び第２テーパアダプタは、大径の外端から小径の内端へと先細り、前記第１テーパアダプタは、前記小径の端部からアキシャル方向に延在するスリーブ部分を有し、前記小径の内端は、停止面を定め、該停止面は、前記小径の内端が互いに当接するとき、前記第１及び第２テーパアダプタのアキシャル運動を制限し、当該ベアリングアセンブリの適切なセッティングをもたらす、
ベアリングアセンブリ。
ロッキング部材であり、前記第１テーパアダプタの前記スリーブ部分を係合する第１アキシャル部分、及び、前記第２テーパアダプタを係合する第２アキシャル部分を有して、前記第１及び第２テーパアダプタを接合して前記第１及び第２テーパアダプタ間の相対的なアキシャル運動をもたらす、請求項１１に記載のベアリングアセンブリ。
前記ベアリング内輪部材であり、外面周りに内側レースウェイを定め且つ内側ボアを有し、該内側ボアは、前記第１及び第２テーパアダプタによって定められる前記外側環状面と係合する内面を有する、請求項１１に記載のベアリングアセンブリ。
ベアリング外側レース部材であり、内面周りに外側レースウェイを定め、且つ、前記内側レースウェイのラジアル方向外側に且つ前記内側レースウェイと略アキシャル整列において位置付け可能であるところのベアリング外側レースウェイ部材と、
複数のベアリングエレメントであり、前記ベアリング内側レースウェイと前記ベアリング外側レースウェイとの間に配置されて、前記ベアリング外側レースウェイの前記ベアリング内側レースウェイに関する相対的な動きを案内する複数のベアリングエレメントとを含む、
請求項１３に記載のベアリングアセンブリ。