JP5334640B2

JP5334640B2 - 軸受

Info

Publication number: JP5334640B2
Application number: JP2009076551A
Authority: JP
Inventors: 尚樹越野; 勇太小林
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: JP2010230053A

Description

この発明は、外輪に内輪を組み込むとともに、これら内輪および外輪間に転動体を組み込んだ軸受に関する。

この種の軸受として、特許文献１に開示されたものが従来から知られている。この従来の軸受の構造を示したのが図４，５である。
この従来の軸受は、外輪１内に内輪２をはめ合わせるとともに、これら外輪１及び内輪２間にころからなる転動体３を介在させている。
上記転動体３は、外輪１に形成した転動体挿入孔４から一つずつ挿入するが、転動体３を挿入し終わったら、この転動体挿入孔４は蓋部材５でふさがれる。このようにして挿入された転動体３は、図５に示すように、内輪２に形成したＶ字状のトラック６とこのトラック６と対向する図示していない外輪１のトラックとの間で転動することになる。

上記のようにした外輪１のＶ字状のトラックを形成する過程では、上記転動体挿入孔４に蓋部材５をあらかじめ圧入するとともに、このときには外輪１と蓋部材５との相対位置を固定化するためにピン８を圧入しておく。このように蓋部材５を転動体挿入孔４に圧入して固定化したら、外輪１のＶ字状の上記トラックと蓋部材５のＶ溝７とを一体的に旋削加工をする。

上記のように蓋部材５のＶ溝７と外輪１のトラックとを一体形成するのは、これらＶ溝７を外輪１のトラックと面一に連続させるためである。もし、このＶ溝７と上記トラックとの間に段差などができてしまうと、転動体３のスムーズな転動が損なわれるので、上記したように蓋部材５を転動体挿入孔４に圧入した状態で、外輪１とともに蓋部材５を一体的に旋削加工して、外輪１のトラックと上記Ｖ溝７とを面一に連続させるようにしている。

上記のように外輪１のトラックと蓋部材５のＶ溝７とを一体加工したら、蓋部材５を転動体挿入孔４に圧入したまま、外輪１に焼入れなどの熱処理を施す。これによって、外輪１とともに蓋部材５のＶ溝７の部分にも焼入れが施される。
また、上記転動体挿入孔４を開放したまま熱処理を施せば、外輪１の転動体挿入孔４の周辺とその他の部分との間で熱による変形量が多少異なるので、それが外輪１にひずみを発生させる原因になるが、上記のように蓋部材５を圧入しておくことによって、ひずみの発生量を小さくできる。

上記のように外輪１を熱処理してそれを常温に戻したら、再び、転動体挿入孔４から蓋部材５を抜き取り、外輪１に内輪２を入れるとともに、上記転動体挿入孔４から転動体３を挿入する。転動体３を挿入し終えたら、転動体挿入孔４を蓋部材５でふさぐとともに、ピン８を再び圧入して外輪１と蓋部材５との相対位置を固定化する。
なお、図中符号９，１０は挿入された転動体３の傾きを保つためのガイド溝である。

また、熱処理が終了した外輪１を常温に戻すと、外輪１と蓋部材５との間で収縮量に差が生じる。そのために、転動体挿入孔４に対して蓋部材５の外径を大きくして締め代を確保しておいても、外輪１の外径が３００ｍｍを超えるような大径の軸受では、その熱処理変形で、転動体挿入孔４が相対的に大きくなり、蓋部材５が転動体挿入孔４内でガタ付いてしまう。

蓋部材５が転動体挿入孔４内でガタ付くと次のような問題が発生する。
１．ガタ付いている蓋部材５の部分で転動体３がスムーズに転動しなくなるので、外輪１と内輪２との円滑な相対回転に支障が生じるだけでなく、回転トルクもバラ付いてしまう。また、転動体３がスムーズに転動しなくなると、外輪１と内輪２との間で、正確な位置決めができなくなることもある。
２．蓋部材５がガタ付いてＶ溝７と外輪１のトラックとに段差ができると、転動体３がその段差に引っかかって偏磨耗すると寿命が短くなるとともに、転動体３が段差に当たったときの衝撃で騒音が発生する。
３．蓋部材５のＶ溝７が、外輪１のトラックから退避していると、転動体３が蓋部材５の部分で浮いた状態になるので、荷重を受けられなくなる。そのために、全体的にも荷重を受けるバランスが崩れて、モーメント荷重等が作用したときには、荷重作用点等での位置決め精度に支障が出たり、定格荷重が低下したりする。

特開２００２−１３５４０号公報

上記のように従来の軸受は、蓋部材５のガタ付を押さえる手段はピン８しかないので、ピン８で蓋部材５を正確に位置決めしてガタ付を押さえようとすると、そのピン８を挿入するピン孔に対してピン自体をぴったりとはめいれなければならない。しかし、ピン孔にピン８をぴったりとはめ入れるためには、ピン孔の形成位置も含めて、それらの寸法精度を厳密に管理しなければならないが、それは非常に難しく、しかも、コストがかかるという問題があった。
この発明の目的は、蓋部材のガタ付を、低コストで確実に押えることができる軸受を提供することである。

第１の発明は、外輪に内輪を組み合わせ、これら外輪および内輪間に転動体を組み込むとともに、外輪あるいは内輪のいずれか一方に転動体挿入孔を形成し、この転動体挿入孔に、先端に上記外輪あるいは内輪のトラックに連続する溝が形成された蓋部材を挿入した軸受において、上記蓋部材の転動体挿入孔に対する挿入方向後端面にはねじ孔を形成し、このねじ孔には、上記ねじ孔の軸線方向に沿うとともに上記トラックに連続する溝の底部に直交する方向に沿った第１スリットを形成し、上記ねじ孔にねじ部材をねじ込んで第１スリットを押し開き、蓋部材の外径を拡大する構成にするとともに、上記第１スリットが押し開かれて蓋部材の外径が拡大するときの拡大起点になる位置に、上記蓋部材の円周方向に伸びる第２スリットを形成した点に特徴を有する。

第２の発明は、上記転動体をころにするとともに、これらころを互いにクロスさせてクロスローラ型にした点に特徴を有する。

第１、２の発明によれば、蓋部材に形成したねじ孔にねじ部材をねじ込むことによって、蓋部材をその第１スリットから拡大させられるので、外輪あるいは内輪の熱処理後に、外径を事後的に拡大した蓋部材が、上記ねじ孔に圧入されたと同じになる。
したがって、熱処理後に、蓋部材の外径が転動体挿入孔の内径よりも小さくなったとしても、転動体挿入孔に蓋部材を、圧入状態でぴったりと挿入することができ、当該蓋部材の位置決めをすることができる。
しかも、上記したように蓋部材は、上記のように事後的に圧入状態を維持できるので、その寸法精度を厳密にしなくてもよく、その分、コストダウンを図ることができる。

さらに、第１スリットに加えて、蓋部材の円周方向に伸びる第２スリットを形成したので、第１スリットがさらに開きやすくなり、その分、小さな力で蓋部材の外径を拡大することができる。

外輪に内輪を組み付けた状態の部分断面図である。蓋部材とピンとを示した斜視図である。蓋部材とねじ部材とを示した斜視図である。従来の軸受を示すもので、外輪と内輪とを組み合わせた状態の斜視図である。従来の軸受を示すもので、外輪に内輪を組み付けた状態の部分断面図である。

図１〜図３は、この発明の実施形態を示すものであるが、その外輪１内に内輪２をはめ合わせるとともに、これら外輪１及び内輪２間に転動体であるころ３を介在させる。
さらに、上記外輪１に転動体挿入孔４を形成するとともに、この転動体挿入孔４から上記ころ３を一つずつ挿入するが、ころ３を挿入し終わったら、この転動体挿入孔４は蓋部材５でふさがれる。

このようにして挿入されたころ３は、図１に示すように、内輪２に形成したＶ字状のトラック６とこのトラック６と対向する図示していない外輪１のトラックとの間で転動することになる。
なお、上記ころ３は、それらの回転中心線を互いにクロスさせてクロスローラ型にしている。

そして、上記蓋部材５には蓋部材５を貫通するピン圧入孔１１を形成するとともに、外輪１にも上記転動体挿入孔４の軸線に直交する方向のピン圧入孔１２を貫通させている。
さらに、上記蓋部材５であって、転動体挿入孔４に対する挿入方向後端面にはねじ孔１３を形成しているが、このねじ孔１３に図３に示したねじ部材１４をねじ込むようにしている。なお、上記ねじ孔１３の開口部には外に向かって拡大するテーパー面１３ａを形成するとともに、このねじ部材１４はその頭部端面に向かって徐々に外径を大きくしたテーパー部１４ａを形成している。

また、この蓋部材５には上記ねじ孔の軸線方向に沿うとともに、上記Ｖ溝７の底部であるガイド溝９に直交する方向に沿った第１スリット１５を形成するとともに、この第１スリット１５が押し開かれて蓋部材５の外径が拡大するときの拡大起点になる位置に、蓋部材５の円周方向に伸びる第２スリット１６を形成している。

上記のようにした蓋部材５は、そのねじ孔１３にねじ部材１４をねじ込むと、このねじ部材１４のテーパー部１４ａがねじ孔１３のテーパー面１３ａに圧入されることになるが、そのときのくさび効果で第１スリット１５が押し開かれる。そして、第１スリット１５が押し開かれて蓋部材５の外径が拡大するときの拡大起点になる位置に第２スリット１６が形成されているので、上記ねじ孔１３にそれほど大きな力が作用しなくても、第１スリット１５が押し開かれることになる。

次に、外輪１および内輪２の加工および組み合わせ工程を説明する。
先ず、従来と同様に外輪１の旋削加工時に転動体挿入孔４内に蓋部材５を圧入して、外輪１のトラックとともに、蓋部材５にＶ溝７を一体に旋削加工する。なお、この旋削加工時には、ピン８をピン圧入孔１１，１２に圧入して転動体挿入孔４と蓋部材５との相対位置を固定化しておく。

上記のように外輪１のトラックとともに蓋部材５のＶ溝７を形成したら、その状態を保ちながら外輪１および蓋部材５に焼入れ等の熱処理を施す。そして、熱処理が終了したら、ピン８を抜くとともに蓋部材５を転動体挿入孔４から抜き取る。このように蓋部材５を抜き取った状態で、外輪１に内輪２をはめ合わせるとともに、上記転動体挿入孔４からころ３を一つずつ、それらの回転中心線を交互にクロスさせながら挿入する。

ころ３を挿入し終えたら、上記転動体挿入孔４に蓋部材５を挿入するとともに、外輪１のピン孔１２と蓋部材５のピン孔１１とを一致させて、それらにピン８を再び圧入して、外輪１と蓋部材５との相対位置を特定する。このようにピン８を圧入して、外輪１と蓋部材５との相対位置を特定するのは、蓋部材５のＶ溝７と外輪１のトラックとの相対位置を特定するのが目的である。

そして、上記の状態では、前記したように外輪１と蓋部材５との熱収縮率の相違により、蓋部材５は転動体挿入孔４に対して多少ガタ付いているが、この段階で蓋部材５の位置を微調整して、ねじ部材１４をねじ孔１３にねじ込む。このようにねじ孔１３にねじ部材１４をねじ込むことによって、そのときのくさび効果で第１スリット１５が押し開かれ、蓋部材５が転動体挿入孔４に圧入された状態を事後的に実現できる。

したがって、この実施形態によれば、ピン８は、蓋部材５と外輪１との相対的な位置関係を特定できればよく、厳密な寸法管理は要求されない。しかも、蓋部材５を転動体挿入孔４に圧入した状態を事後的に実現できるので、この状態では蓋部材５がガタ付いたりしない。

なお、上記実施形態では皿ねじ状のねじ部材１４を用いたが、第１スリット１５を押し開く力を作用させられるものであれば、テーパーねじ等どのようなねじ部材を用いてもよい。
また、このねじ部材１４を締め付けるのに、レンチを用いてもよいし、ドライバーを用いてもよい。したがって、ねじ部材１４の頭部には、レンチやドライバーなどの工具に応じて多角形穴やプラスあるいはマイナス溝が形成される。あるいはこの頭部が多角形であってもよい。ただし、ねじ部材１４を締め付けるトルクを調整して、蓋部材の外径の拡大量を調整して外輪１にひずみ等が生じないように考慮しなければならない。
さらに、蓋部材５のねじ部にはロックタイト等の緩み止めをしてもよいし、蓋部材５の外径ないし転動体挿入孔４に接着剤を塗布してもよい。

ターンテーブル等の旋回対象を支持する軸受として最適である。

１外輪
２内輪
３転動体
４転動体挿入孔
５蓋部材
１３ねじ孔
１４ねじ部材
１５第１スリット
１６第２スリット

Claims

外輪に内輪を組み合わせ、これら外輪および内輪間に転動体を組み込むとともに、外輪あるいは内輪のいずれか一方に転動体挿入孔を形成し、この転動体挿入孔に、先端に上記外輪あるいは内輪のトラックに連続する溝が形成された蓋部材を挿入した軸受において、上記蓋部材の転動体挿入孔に対する挿入方向後端面にはねじ孔を形成し、このねじ孔には、上記ねじ孔の軸線方向に沿うとともに上記トラックに連続する溝の底部に直交する方向に沿った第１スリットを形成し、上記ねじ孔にねじ部材をねじ込んで第１スリットを押し開き、蓋部材の外径を拡大する構成にするとともに、上記第１スリットが押し開かれて蓋部材の外径が拡大するときの拡大起点になる位置に、上記蓋部材の円周方向に伸びる第２スリットを形成した軸受。
上記転動体をころにするとともに、これらころを互いにクロスさせてクロスローラ型にした請求項１記載の軸受。