JP5146129B2 - ピンタイプ保持器 - Google Patents

Description

本発明は、ピンタイプ保持器に関し、特に、風力発電機や鉄鋼圧延機に使用されるころ軸受に使用されれば好適なピンタイプ保持器に関する。

従来、ピンタイプ保持器としては、特開２００３−３４３５７４号公報に記載されているものがある。

このピンタイプ保持器は、第１リング、第２リング、および、第１リングと第２リングとを連結する複数のピンを備え、上記複数のピンは、第１リングの周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記第１リングは、周方向に等間隔に配置された複数の貫通穴を有する一方、第２リングは、周方向に等間隔に配置された複数のねじ穴を有している。

上記ピンの一端部は、第１リングの貫通穴に圧入された後、その一端部の軸方向の外方の部分が、溶接により上記第１リングに接合されている。一方、上記ピンの他端部の外周面は、雄ねじを有している。上記ピンの他端部の雄ねじを、第２リングのねじ穴に螺合して、上記ピンの他端部を、第２リングに固定している。

上記従来のピンタイプ保持器によると、上記溶接の溶け込みが不足するなどの原因で溶接部に十分な強度が得られずリングとピンとの係合強度が低下することがあった。
特開２００３−３４３５７４号公報（第１図）

そこで、本発明の課題は、リングとピンとが確実に係合された、信頼性が高いピンタイプ保持器を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のピンタイプ保持器は、
周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第１リングと、
上記第１リングに対して上記第１リングの軸方向に間隔をおいて位置すると共に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第２リングと、
ころの貫通穴に挿通され、かつ、一端部が、その一端部の外周面に周方向に延在する環状凹部を有する一方、他端部が、上記第２リングの上記貫通穴内に収容された状態で上記第２リングに固定されているピンと
を備え、
上記ピンの上記環状凹部は、上記第１リングの上記貫通穴内に配置され、
上記第１リングの上記貫通穴の内周面は、上記ピンの上記環状凹部に上記ピンの径方向に対向する箇所に環状凹部を有し、
ジャバラ状に上記径方向に広がって、上記ピンの上記環状凹部および上記第１リングの上記環状凹部の両方に係合することにより、上記ピンの上記環状凹部を上記第１リングの上記環状凹部に対して上記径方向に係止する環状の係止部を有する環状のブッシュを備えることを特徴としている。

尚、第１リングとピンの一端部のみが、環状のブッシュによって固定されるピンタイプ保持器が、本発明に含まれるのは勿論のこと、第１リングとピンの一端部および第２リングとピンの他端部の両方が、環状のブッシュによって固定されるピンタイプ保持器も、本発明に含まれる。

本発明によれば、上記ブッシュの係止部によって、ピンの上記環状凹部を第１リングの上記環状凹部に対して径方向に係止でき、上記環状のブッシュによって、上記ピンを第１リングの貫通穴に固定できるから、第１リングと、上記ピンとの固定に、必ずしも溶接を使用する必要がない。したがって、第２リングと、ピンとを、螺合や、環状のブッシュを用いる固定（第１リングと、上記ピンとの固定と同様の固定方法）等、溶接を使用しない固定方法で固定することによって、ピンタイプ保持器に、リングとピンとの係合強度の低下の原因となる溶接部が一切存在しないようにすることができる。したがって、保持器のリングとピンとが確実に係合されて、保持器の信頼性を格段に向上させることができて、保持器の寿命を長くすることができる。

本発明のピンタイプ保持器によれば、第１リングと、ピンとを、溶接を使用せずに、ブッシュによって固定できる。したがって、第２リングと、ピンとを、螺合や、ブッシュを用いる固定等、溶接を使用しない固定方法で固定することによって、ピンタイプ保持器に、リングとピンとの係合強度の低下の原因となる溶接部が一切存在しないようにすることができて、保持器のリングとピンとが確実に係合されて、保持器の信頼性を格段に向上させることができて、保持器の寿命を長くすることができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態のピンタイプ保持器の全体像を示す斜視図である。

図１に示すように、このピンタイプ保持器（以下、単に保持器という）は、第１リング１、第２リング２、複数のピン３および複数の環状のブッシュ（図１において図示せず）を備える。上記第１リング１の外周面の外径は、第２リング２の外周面の外径と略同じになっている。

上記第１リング１は、複数の貫通穴を有している。上記複数の貫通穴は、第１リング１の周方向に互いに間隔をおいて配置されている。一方、上記第２リング２は、複数のねじ穴を有する。上記複数のねじ穴は、第２リング２の周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記各ピン３の一端部は、第１リング１の貫通穴に収容されている一方、各ピン３の他端部の外周面には、雄ねじが切られている。上記各ピン３の他端部は、第２リング２のねじ穴に螺合によって固定されている。

上記各ブッシュは、各ピン３の一端部の外周面と、第２リング２の貫通穴の内周面とを係合している（詳細は以下に説明）。

尚、詳述しないが、この保持器は、軸中心に沿った貫通穴を有する円筒ころ（図示せず）を保持するようになっている。この保持器は、ピン３を、上記円筒ころの貫通穴に挿通することによって、ピン３で、上記円筒ころの周方向および径方向の移動を制限する一方、第１リング１および第２リング２で、上記円筒ころを軸方向に挟み付けることによって、第１リング１および第２リング２で、上記円筒ころの軸方向の移動を制限するようになっている。

図２は、上記第１実施形態の保持器において、第１リング１にピン３を固定する途中の状態における図であり、第１リング１の貫通穴１２の中心軸と、ピン３の軸中心とが略一致している状態におけるピン３の軸中心を含む模式拡大断面図である。

図２に示すように、上記第１リング１の貫通穴１２の内周面は、環状凹部１３を有する。また、上記ピン３の外周面の軸方向の一端部は、第１円筒部４０と、第２円筒部４１とを有し、第１円筒部４０は、段部４２を介して第２円筒部４１に連なっている。上記第１円筒部４０は、第２円筒部４１よりも軸方向の外方に位置している。上記第１円筒部４０の外径は、第２円筒部４１の外径よりも小さくなっている。上記第１円筒部４０は、環状凹部３１を有している。

図２に示すように、上記ピン３の環状凹部３１は、第１リング１の貫通穴１２内に配置されている。上記ピン３の軸方向の外方の端面の軸方向の位置が、第１リング１の軸方向の外方の端面の軸方向の位置に一致している状態で、上記第１リング１の貫通穴１２の環状凹部１３は、ピン３の環状凹部３１にピン３の径方向に対向している。

図３は、第１リング１とピン３とが、環状のブッシュ５によって固定されている状態での図２の模式断面図の一部に対応する拡大断面図である。

上記ブッシュ５は、変形可能な金属材料からなっている。詳しくは、上記ブッシュ５は、金属において硬度が低い方の材料であって、かつ、変形し易い材質であるアルミニウム、銅、ニッケル等からなっている。上記ブッシュ５は、係止部７１を有し、この係止部７１は、ピン３の環状凹部３１と第１リング１の環状凹部１３とで形成される環状空間５０内に位置している。図３に示すように、上記係止部７１は、ジャバラ状に径方向に広がって、ピン３の環状凹部３１および第１リング１の環状凹部１３の両方に係合している。

上記ブッシュ５は、上記環状空間５０に配置する前に、筒状の形状を有している。上記ブッシュ５は、次のようにして、第１リング１およびピン３を係合する。先ず、図２に矢印Ａに示す方向に、筒状の形状を有する変形前のブッシュ５を、ピン３の軸方向の外方から軸方向の内方に、ブッシュ５の軸方向の一端が、ピン３の上記段部４２に当接するまで挿入する。

その後、ブッシュ５の軸方向の他端が、第１リング１の貫通穴１２内に位置するまで、ブッシュ５を更に上記段部４２の方に押圧して、図３に示すように、ブッシュ５において環状空間５０内に位置する部分を、ピン３の径方向にジャバラ状に変形させる。このようにして、上記係止部７１を、ピン３の環状凹部３１および第１リング１の環状凹部１３の両方に係合させ、ブッシュ５を用いて、ピン３を第１リング１に係合する。

図４は、変形前のブッシュ５の係止部７１の形状を詳細に示すブッシュ５の軸方向の一部の断面図である。このブッシュ５は、第１リング１に対して図４に矢印Ｃに示す方向に、相対移動させられ、第１リング１に組み込まれるようになっている。

図４に示すように、変形前の係止部７１は、略筒状の形状を有し、その外周面に複数の環状の切欠き８１を有する一方、その内周面に複数の環状の切欠き９１を有する。

上記複数の環状の切欠き８１は、ブッシュ５の軸方向に長さＡの間隔で等間隔に配置されている。上記各環状の切欠き８１は、ブッシュ５の周方向に延在している。

また、図４に示すように、各環状の切欠き８１は、ブッシュ５の軸方向の断面において、断面略直角三角形状の形状を有している。その直角三角形は、図４の断面において、軸方向に延在する辺と、径方向に延在する辺と、矢印Ｃに行くにしたがって中心軸との距離が小さくなる斜辺とからなっている。

一方、上記複数の環状の切欠き９１は、ブッシュ５の軸方向に間隔Ａの距離で等間隔に配置されている。上記各環状の切欠き９１は、ブッシュ５の周方向に延在している。上記複数の環状の切欠き９１のうちの幾つかは、軸方向において、軸方向に隣接する環状の切欠き８１の中点付近に位置している。

また、図４に示すように、各環状の切欠き９１は、ブッシュ５の軸方向の断面において、断面略直角三角形状の形状を有している。その直角三角形は、図４の断面において、軸方向に延在する辺と、径方向に延在する辺と、矢印Ｃに行くにしたがって中心軸との距離が大きくなる斜辺とからなっている。

上記ブッシュ５の軸方向の一端が、ピン３の上記段部４２に当接した状態で、更に、ブッシュ５を押圧して、係止部７１が変形するとき、ブッシュ５の外周面に位置する環状の切欠き８１が、径方向の内方に移動する一方、ブッシュ５の内周面に位置する環状の切欠き９１が、径方向の外方に移動するようになっている。このように、上記ブッシュ５の係止部７１を、ジャバラ状に径方向に拡張させて、係止部７１を、ピン３の環状凹部３１および第１リング１の環状凹部１３の両方に係合することによって、ピン３を、第１リング１に係止して固定するようになっている。

軸方向に隣接する切欠き８１の間の長さＡは、ピン３と第１リング１の隙間の幅方向に応じて適切に調整されている。このようにして、変形したブッシュ５が、ピン３および第１リング１の両方に相対移動することがないようにし、ピン３を第１リング１に対して安定的に係合している。

尚、変形前のブッシュ５の径方向の肉厚は、第１リング１の貫通穴１２の最大内径から、ピン３において第１リング１の貫通穴１２に配置されている部分の最大外径を引いた値の１／２よりも小さくなっている。このようにして、変形前のブッシュ５を、第１リング１とピン３との間に容易に挿入できるようにしている。

上記第１実施形態の保持器によれば、上記ブッシュ５の係止部７１によって、ピン３の環状凹部３１を第１リング１の環状凹部１３に対して径方向に係止し、かつ、第２リング２と、ピン３とが、螺合によって固定されているから、保持器に、リングとピンとの係合強度の低下の原因となる溶接部が存在しない。したがって、保持器のリングとピンとが確実に係合されて、保持器の信頼性を格段に向上させることができて、保持器の寿命を長くすることができる。

尚、上記第１実施形態の保持器では、第１リング１とピン３の一端部とをブッシュ５を用いて係合して固定する一方、第１リング１とピン３の他端部とを螺合を用いて固定したが、この発明では、第１リングとピンの一端部とをブッシュを用いて係合して固定する一方、第１リングとピンの他端部とを、圧入や、ナットを用いたねじ止め等で、固定しても良い。

また、この発明では、第１リングとピンの一端部とをブッシュを用いて固定すると共に、第２リングとピンの他端部とをブッシュを用いて固定しても良い。

また、上記第１実施形態の保持器は、上記第１リング１の外周面の外径が第２リング２の外周面の外径と略同じであるが、この発明では、第１リングの外周面の外径が第２リングの外周面の外径よりも小さくて、第１リングと第２リングが大径リングと小径リングとからなっていて、小径リングを円錐ころ軸受の内輪の円錐軌道面の小径側に配置するものであっても良い。

また、上記第１実施形態の保持器では、変形前のブッシュ５の径方向の肉厚が、第１リング１の貫通穴１２の最大内径から、ピン３において第１リング１の貫通穴１２に配置されている部分の最大外径を引いた値の１／２よりも小さくなっていたが、この発明では、ブッシュの軸方向の挿入側とは反対側の端部の径方向の肉厚が、第１リングの貫通穴の最大内径から、ピンにおいて第１リングの貫通穴に配置されている部分の最大外径を引いた値の１／２よりも大きくても良い。言い換えれば、ブッシュの軸方向の挿入側とは反対側の端部が、第１リングの貫通穴とピンの外周面との間の間隔に対して締め代を有するようにしても良い。そして、このようにすると、ブッシュの軸方向の外方の端部を、第１リングの貫通穴とピンの外周面との間に圧入によって固定でき、ブッシュの軸方向の抜け止めを行うことができる。

また、この発明では、変形前のブッシュの径方向の肉厚が、第１リングの貫通穴の最大内径から、ピンにおいて第１リングの貫通穴に配置されている部分の最大外径を引いた値の１／２よりも小さくなっていて、かつ、ブッシュの軸方向の挿入側とは反対側の端部を、ピンおよび第１リングにかしめによって固定しても良い。

また、この発明では、変形前のブッシュの径方向の肉厚が、第１リングの貫通穴の最大内径から、ピンにおいて第１リングの貫通穴に配置されている部分の最大外径を引いた値の１／２よりも小さくなっていて、ブッシュの軸方向の挿入側とは反対側の端部が、ピンおよび第１リングに溶接によって固定されていても良い。このようにすると、保持器の信頼性を向上させることができる。尚、この場合、溶接部の強度が十分でなくても、ブッシュでピンを第１リングに係止できるから、溶接部の強度不足が保持器の寿命の低下に直結することがないことは言うまでもない。

また、上記第１実施形態の保持器では、変形前の係止部７１が、略筒状の形状を有し、その外周面が複数の断面直角三角形状の環状の切欠き８１を有する一方、その内周面が複数の断面直角三角形状の環状の切欠き９１を有していたが、この発明では、変形前のブッシュの形状は、以下の図５および図６に示すような形状であっても良い。

尚、上記第１実施形態の保持器は、軸中心に沿った貫通穴を有する円筒ころを保持するようになっていた。しかしながら、この発明の保持器は、軸中心に沿った貫通穴を有する円錐ころ、または、軸中心に沿った貫通穴を有する樽形ころ（凸面ころ）等、軸中心に沿った貫通穴を有するころを保持できることは言うまでもない。

図５は、第２実施形態の保持器のブッシュ１０５の係止部１７１の図４に対応する変形前の模式図である。

図５に示すように、この発明では、変形前の略筒状のブッシュ１０５の係止部１７１は、その外周面に複数の断面略半円状の環状の切欠き１９１を有すると共に、その内周面に複数の断面略半円状の環状の切欠き１８１を有していても良い。

また、図６は、第３実施形態の保持器のブッシュ２０５の係止部２７１の図４に対応する変形前の模式図である。

図６に示すように、この発明では、変形前の略筒状のブッシュ２０５の係止部２７１は、その外周面に複数の断面略二等辺三角形状の環状の切欠き２９１を有すると共に、その内周面に複数の断面略二等辺三角形状の環状の切欠き２８１を有していても良い。

図７は、第４実施形態の保持器のブッシュ３０５の係止部３３１の図４に対応する図である。

第４実施形態の保持器のブッシュ３０５は、第１筒状部材３６０と第２筒状部材３７０とからなる。また、ブッシュ３０５の係合部３３１は、第１筒状部材３６０の係止部３６１と、第２筒状部材３７０の係止部３７１とからなる。

上記第１筒状部材３６０の係止部３６１は、円筒外周面３６２と、内周面３６３とを有する。上記内周面３６３は、円筒内周面３６４と、複数の断面略二等辺三角形状の環状の切欠き３８１とを有する。

上記複数の切欠き３８１は、第１筒状部材３６０の軸方向に互いに間隔をおいて位置している。軸方向に隣接する二つの切欠き３８１の距離は、全て略同一になっている。

上記第２筒状部材３７０の係止部３７１は、円筒内周面３７２と、外周面３７３とを有する。上記外周面３７３は、円筒外周面３７４と、複数の断面略二等辺三角形状の環状の切欠き３９１とを有する。

上記複数の切欠き３９１は、第２筒状部材３７０の軸方向に互いに間隔をおいて位置している。軸方向に隣接する二つの切欠き３９１の距離は、全て略同一になっている。

図７に示すように、第１筒状部材３６０における円筒外周面３６２と円筒内周面３６４との距離は、第２筒状部材３７０における円筒内周面３７２と円筒外周面３７４との距離と略等しくなっている。上記第１筒状部材３６０の係止部３６１の切欠き３８１の形状および大きさは、第２筒状部材３７０の係止部３７１の切欠き３９１の形状および大きさと略同一になっている。また、上記第１筒状部材３６０の係止部３６１の切欠き３８１の数は、第２筒状部材３７０の係止部３７１の切欠き３９１の数と同一になっている。

上記第１筒状部材３６０の切欠き３８１と第２筒状部材３７０の切欠き３９１とが径方向に略対向する位置において、第１筒状部材３６０の円筒外周面３６２は、第２筒状部材３７０の円筒内周面３７２に締まり嵌めされて、固定されている。

第４実施形態のブッシュ３０５は、軸方向の一端が、ピンの段部（第１実施形態の説明参照）に当接した状態で、更に、ブッシュ３０５を押圧して、係止部３３１が変形するとき、第１筒状部材３６０において軸方向に隣接する切欠き３８１の間に位置する部分が、図７に矢印ｄ,ｅ,ｆに示すように、径方向の内方に屈曲する一方、第２筒状部材３７０において軸方向に隣接する切欠き３９１の間に位置する部分が、図７に矢印ａ,ｂ,ｃに示すように、径方向の外方に屈曲して、第２筒部材３７０の屈曲した部分が、ピンの環状凹部および第１リングの貫通穴の環状凹部に係合するようになっている。

図８は、第５実施形態の保持器における図２に対応する図である。

第５実施形態の保持器のピン４０３は、第１円筒外周面４８１および第２円筒外周面４８２を有する。上記第１円筒外周面４８１の外径は、第２円筒外周面４８２の外径よりも大きくなっている。上記第１円筒外周面４８１は、第２円筒外周面４８２に径方向に延在する段部４８３を介して連なっている。

また、保持器の第１リング４０１の貫通穴４３１の内周面は、第１円筒内周面４７１および第２円筒内周面４７２を有する。上記第１円筒内周面４７１の内径は、第２円筒内周面４７２の内径よりも小さくなっている。上記第１円筒内周面４７１は、第２円筒内周面４７２に径方向に延在する段部４７３を介して連なっている。

上記ピン４０３の第１円筒外周面４８１は、第１リング４０１の第１円筒外周面４７１に締まり嵌めにより内嵌されて固定されている。

図８に示すように、上記ピン３の軸方向の外方の端面４２０の軸方向の位置が、第１リング４０１の軸方向の外方の端面４５０の軸方向の位置に一致している状態で、ピン４０３の段部４８３の軸方向の位置は、第１リング４０１の段部４７３の軸方向の位置と同一になっている。

上記第５実施形態の保持器によれば、第１リング４０１の貫通穴４３１の内周面の一部である第１円筒内周面４７１にピン４０３の外周面の一部である第１円筒外周面４８１が締まり嵌めにより内嵌されて固定されているから、第１リング４０１に対してピン４０３を安定的に固定することができて、ピン４０３が第１リング４０１に対してがたつくことを防止できる。

本発明の第１実施形態のピンタイプ保持器の全体像を示す斜視図である。 第１実施形態の保持器において、第１リングにピンを固定する途中の状態において、第１リングの貫通穴の中心軸と、ピンの軸中心とが略一致している状態におけるピンの軸中心を含む模式拡大断面図である。 第１リングとピンとが、環状のブッシュによって固定されている状態での図２の模式断面図の一部に対応する拡大断面図である。 変形前のブッシュの係止部の形状を詳細に示すブッシュの軸方向の一部の断面図である。 第２実施形態の保持器のブッシュの係止部の図４に対応する変形前の模式図である。 第３実施形態の保持器のブッシュの係止部の図４に対応する変形前の模式図である。 第４実施形態の保持器のブッシュの係止部の図４に対応する変形前の模式図である。 第５実施形態の保持器における図２に対応する図である。

１,４０１ 第１リング
２ 第２リング
３,４０３ ピン
５,１０５,２０５,３０５ 係止部
１２ 第１リングの貫通穴
１３ 第１リングの環状凹部
３１ ピンの環状凹部
７１,１７１,２７１,３３１ 係止部

Claims (1)

1. 周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第１リングと、
   上記第１リングに対して上記第１リングの軸方向に間隔をおいて位置すると共に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第２リングと、
   ころの貫通穴に挿通され、かつ、一端部が、その一端部の外周面に周方向に延在する環状凹部を有する一方、他端部が、上記第２リングの上記貫通穴内に収容された状態で上記第２リングに固定されているピンと
   を備え、
   上記ピンの上記環状凹部は、上記第１リングの上記貫通穴内に配置され、
   上記第１リングの上記貫通穴の内周面は、上記ピンの上記環状凹部に上記ピンの径方向に対向する箇所に環状凹部を有し、
   ジャバラ状に上記径方向に広がって、上記ピンの上記環状凹部および上記第１リングの上記環状凹部の両方に係合することにより、上記ピンの上記環状凹部を上記第１リングの上記環状凹部に対して上記径方向に係止する環状の係止部を有する環状のブッシュを備えることを特徴とするピンタイプ保持器。

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