JP5593806B2

JP5593806B2 - スラスト円錐ころ軸受

Info

Publication number: JP5593806B2
Application number: JP2010102245A
Authority: JP
Inventors: 敏彦高橋
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2030-04-27
Also published as: US8128293B2; JP2011012809A; US20100303401A1

Description

本発明は、内輪と外輪との間に複数の円錐ころを転動可能に配置しているスラスト円錐ころ軸受に関する。

従来、例えばハウジングに対して回転するクラッシャーミル装置の主軸を支持する軸受には、スラスト荷重を支持するためにスラスト軸受が使用されている。スラスト軸受は、例えば特許文献１に記載されている。このスラスト軸受は、回転軸に嵌合された内輪（軸軌道盤）と、ハウジングに嵌合された外輪（ハウジング軌道盤）と、内輪と外輪との間に転動自在に配設された複数の円錐ころと、円錐ころを円周方向に沿って所定間隔に保持するためのポケットを有するソリッドタイプ保持器とから構成されたスラストころ軸受である。

ところで、クラッシャーミル装置の主軸を支持するスラストころ軸受は極めて大きなスラスト荷重が作用するため、当該軸受にできるだけ多くのころを使用して負荷容量を高くすることが求められている。そこで、図３に示すように、上記ソリッドタイプ保持器と比べて、ころ数を増大させることができるピン型保持器を使用することが考えられる。

このピン型保持器１００は、スラストころ軸受の内輪１０１と外輪１０２との間であってかつ円錐ころ１０３の軸方向両側に配置された一対の内側リング１０４および外側リング１０５と、各円錐ころ１０３の貫通孔１０３ａに挿通されたピン１０６とから構成されている。ピン１０６の一端にはネジ軸１０６ａが形成されており、このネジ軸１０６ａは、円錐ころ１０３の軸方向外側に配置された外側リング１０５のネジ孔１０５ａに螺合されている。ピン１０６の他端は、円錐ころ１０３の軸方向内側に配置された内側リング１０４の内周面１０４ａ側に溶接１０７により固定されている。

特開２００５−２８２７１４号公報

図３のピン型保持器１００にあっては、ピン１０６の他端を内側リング１０４の内周面１０４ａ側に溶接により固定しているため、その内周面１０４ａが溶接歪みにより径方向に変形し、その真円度が悪化することがある。このため、ピン型保持器１００の回転案内は、内側リング１０４の内周面１０４ａを回転軸１０８に摺接させる軸案内とすることができず、円錐ころ１０３により案内するころ案内とせざるを得ない。円錐ころ１０３は外輪１０２の鍔１０９により径方向に位置決めされている。クラッシャーミル装置の主軸を支持するスラストころ軸受は、回転軸１０８がハウジング１１０に対して大きな芯ずれや傾きを生じることで、内輪１０１と外輪１０２との間に大きな芯ずれを生じたり、大きな偏荷重が作用することがある。回転軸１０８がハウジング１１０に対して芯ずれを生じたり、偏荷重が作用したときに、回転軸１０８は内側リング１０４の内周面１０４ａに接触することがある。回転軸１０８が溶接歪みにより径方向に変形した内側リング１０４の内周面１０４ａに接触すると、ピン型保持器１００の回転が円滑でなくなり、スラストころ軸受の回転性能が低下するという問題が生じる。
回転軸１０８がハウジングに対して大きく芯ずれを生じても、回転軸１０８が内側リング１０４の内周面１０４ａに対して接触しないように回転軸１０８と内側リング１０４の内周面１０４ａとの間隔を大きくすると、円錐ころ１０３の長さを短くする必要が生じ、負荷容量が小さくなってしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、回転性能が低下することを防止することができるスラスト円錐ころ軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、環状の第一軌道面を有するとともに、軸体に内周が嵌合される第一軌道部材と、前記第一軌道部材の第一軌道面に対して軸方向に対向する環状の第二軌道面を有し、前記第一軌道部材に対して相対回転可能な第二軌道部材と、前記第一軌道部材の第一軌道面と前記第二軌道部材の第二軌道面との間に転動可能に配置されている複数の円錐ころと、前記円錐ころの軸線と同心に当該円錐ころを貫通しているピンと、前記円錐ころの軸方向外側に配置され、前記ピンの一端部が取り付けられた外側リングと、前記円錐ころの軸方向内側に配置され、前記ピンの他端部が取り付けられた内側リングとを有するピン型保持器と、を備えたスラスト円錐ころ軸受であって、前記ピンは、前記一端部が前記外側リングに溶接により固定されているとともに、前記他端部が前記内側リングに螺合されたネジ軸とされており、前記内側リングの内周面は、前記軸体の外周面と平行になるように当該内側リングの外周面に対して傾斜し、前記軸体に摺接して前記ピン型保持器の回転を案内する案内面とされており、前記ネジ軸の軸方向の長さは、前記内側リングの内周面が前記ピンによって前記ピン型保持器の回転案内が阻害されないように、当該ネジ軸の軸方向内側の端面が前記内側リングの内周面より前記軸体側へ突出しない長さに形成されていることを特徴としている。

上記のように構成されたスラスト円錐ころ軸受によれば、ピン型保持器のピンの一端部を外側リングに溶接により固定するとともに、ピンの他端部を内側リングに螺合するようにしたので、内側リングが溶接歪みにより変形するのを防止することができる。これにより、内側リングの内周面を軸体に摺接してピン型保持器の回転を案内する案内面とすることができ、ピン型保持器の回転案内を、内側リングを用いた軸案内とすることができる。したがって、スラスト円錐ころ軸受の回転性能が低下するのを防止することができる。

また、前記案内面が、前記軸体に線接触していることが好ましい。この場合、案内面が軸体に線接触しながらピン型保持器を回転案内することができるので、ピン型保持器の回転案内をより効果的に行うことができる。

本発明のスラスト円錐ころ軸受によれば、ピン型保持器の回転案内を、内側リングを用いた軸案内とすることができるので、スラスト円錐ころ軸受の回転性能が低下するのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係るスラスト円錐ころ軸受を示す断面図である。上記スラスト円錐ころ軸受のピン型保持器を示す拡大断面図である。従来のスラスト円錐ころ軸受を示す断面図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るスラスト円錐ころ軸受を示す断面図である。このスラスト円錐ころ軸受１は、例えばクラッシャーミル装置の主軸である回転軸（軸体）５１を支持するスラスト円錐ころ軸受であり、第一軌道部材（内輪）２と、第二軌道部材（外輪）３と、第一軌道部材２と第二軌道部材３との間に転動可能に配置された複数の転動体としての円錐ころ４と、円錐ころ４を円周方向に沿って所定間隔に保持するためのピン型保持器５とから構成されている。

第一軌道部材２は、その内周面２ｂが回転軸５１に嵌合され、軸方向の他方側（図１の右側）の端面が回転軸５１の段部に当接している。第一軌道部材２の軸方向の一方側（図１の左側）の端面には、円錐ころ４を転動させる環状の平面からなる第一軌道面２ａが、回転軸５１の軸線に直交させた状態で形成されている。
第二軌道部材３は、その外周面３ｂがハウジング５２に嵌合され、軸方向の一方側（図１の左側）の端面３ｃがハウジング５２の段部に当接している。また、第二軌道部材３の軸方向の他方側（図１の右側）の端面には、円錐ころ４を転動させる環状の円錐面からなる第二軌道面３ａが、第一軌道面２ａに対して軸方向に対向するように形成されている。
また、第二軌道部材３の径方向外側には鍔部３ｄが形成されており、この鍔部３ｄに円錐ころ４の大径側端面を摺動させて、円錐ころ４の軸方向に作用する荷重を受け止めている。

円錐ころ４は、円錐台形状に形成されており、その小径側が回転軸５１側、大径側がハウジング５２側となるように配置されている。また、円錐ころ４には、その軸線に沿って貫通する貫通孔４ａが形成されている。

ピン型保持器５は、円錐ころ４の軸線と同心となるように貫通孔４ａに隙間を有して挿通された複数のピン１３と、円錐ころ４の軸方向内側に配置されピン１３の軸方向内端部（他端部）が取り付けられた環状の内側リング１１と、円錐ころ４の軸方向外側に配置されピン１３の軸方向外端部（一端部）が取り付けられた環状の外側リング１２と、を備えている。

図２は、ピン型保持器５を示す拡大断面図である。
内側リング１１は、金属（例えば、機械構造用炭素鋼）により形成されており、回転軸５１と同心に配置されている。内側リング１１には、周方向に所定間隔をあけて複数のネジ孔１１ａが形成されている。また、内側リング１１の内周面１１ｂは、図２の断面視において、回転軸５１の外周面５１ａと平行になるように、外周面１１ｃに対して傾斜した状態（傾斜角θ）で形成されている。内側リング１１の内周面１１ｂの内径は、回転軸５１の外周面５１ａの外径よりも大きく形成されている。環状の外側リング１２の内周面と環状の内側リング１１の外周面１１ｃとのピン型保持器５の径方向における間隔は、円錐ころ４の軸方向の長さよりも大きくなっている。これにより、内側リング１１の内周面１１ｂは、当該内周面１１ｂが回転軸５１の外周面５１ａに線接触しながら摺動することにより、ピン型保持器５の回転が案内される案内面して機能している。

外側リング１２は、金属（例えば、機械構造用炭素鋼）により形成されているとともに、内側リング１１より大きい外径を有し、内側リング１１と同心に配置されている。また、外側リング１２には、周方向に所定間隔をあけて複数の挿通孔１２ａが形成されている。

ピン１３は、円錐ころ４を回転自在に支持するものであり、その軸方向の内端部には、ネジ軸１３ａが形成されている。このネジ軸１３ａは、内側リング１１のネジ孔１１ａに螺合されている。
なお、ネジ軸１３ａの軸方向の長さは、その軸方向内側の端面が内側リング１１の内周面１１ｂより回転軸５１側へ突出しない長さに形成されている。このため、内側リング１１の内周面１１ｂが、ピン１３によってピン型保持器５の回転案内が阻害されることがない。

ピン１３の軸方向の外端部１３ｂは、その外径が漸次縮小するように形成されており、外側リング１２の挿通孔１２ａに挿通されている。この挿通孔１２ａの外端部には、その孔径が漸次拡大する溶接部１２ｂが形成されており、この溶接部１２ｂにピン１３の外端部１３ｂが外側リング１２に溶接１４により固定されている。

上記のように構成された本実施形態のスラスト円錐ころ軸受１によれば、ピン型保持器５のピン１３の外端部１３ｂを外側リング１２の溶接部１２ｂに溶接１４により固定するとともに、ピン１３の内端部（ネジ軸１３ａ）を、内側リング１１のネジ孔１１ａに螺合するようにしたので、内側リング１１の内周面１１ｂが溶接歪みにより変形するのを防止することができる。これにより、内側リング１１の内周面１１ｂを回転軸５１に摺接してピン型保持器５の回転を案内する案内面とすることができ、ピン型保持器５の回転案内を、内側リング１１の内周面１１ｂを用いた軸案内とすることができる。したがって、スラスト円錐ころ軸受１の回転性能が低下するのを防止することができる。
また、内側リング１１の内周面１１ｂを回転軸５１の外周面５１ａに線接触しながらピン型保持器５を回転案内するようにしたので、ピン型保持器５の傾きを防止することができ、ピン型保持器５の回転案内をより効果的に行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではない。例えば、軸体として、クラッシャーミル装置の回転軸５１を例示しているが、所定角度のみ回転する回動軸であってもよい。

１：スラスト円錐ころ軸受、２：第一軌道部材、２ａ：第一軌道面、３：第二軌道部材、３ａ：第二軌道面、４：円錐ころ、５：ピン型保持器、１１：内側リング、１１ｂ：内周面（案内面）、１２：外側リング、１３：ピン、５１：回転軸（軸体）

Claims

環状の第一軌道面を有するとともに、軸体に内周が嵌合される第一軌道部材と、
前記第一軌道部材の第一軌道面に対して軸方向に対向する環状の第二軌道面を有し、前記第一軌道部材に対して相対回転可能な第二軌道部材と、
前記第一軌道部材の第一軌道面と前記第二軌道部材の第二軌道面との間に転動可能に配置されている複数の円錐ころと、
前記円錐ころの軸線と同心に当該円錐ころを貫通しているピンと、前記円錐ころの軸方向外側に配置され、前記ピンの一端部が取り付けられた外側リングと、前記円錐ころの軸方向内側に配置され、前記ピンの他端部が取り付けられた内側リングとを有するピン型保持器と、を備えたスラスト円錐ころ軸受であって、
前記ピンは、前記一端部が前記外側リングに溶接により固定されているとともに、前記他端部が前記内側リングに螺合されたネジ軸とされており、
前記内側リングの内周面は、前記軸体の外周面と平行になるように当該内側リングの外周面に対して傾斜し、前記軸体に摺接して前記ピン型保持器の回転を案内する案内面とされており、
前記ネジ軸の軸方向の長さは、前記内側リングの内周面が前記ピンによって前記ピン型保持器の回転案内が阻害されないように、当該ネジ軸の軸方向内側の端面が前記内側リングの内周面より前記軸体側へ突出しない長さに形成されている
ことを特徴とするスラスト円錐ころ軸受。
前記案内面が、前記軸体に線接触している請求項１に記載のスラスト円錐ころ軸受。