JP5970852B2 - ピンタイプ保持器およびころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、ピンタイプ保持器およびころ軸受に関する。

従来、ピンタイプ保持器としては、特開２０１１−５８５９２号公報（特許文献１）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リングと、第２リングと、複数のピンとを備え、第２リングは、第１リングに第１リングの軸方向に対向している。

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、各ピンは、第１リングと、第２リングとを連結している。上記各ピンは、円錐ころの貫通穴に挿通されて、円錐ころを回転自在に支持するようになっている。

上記ピンタイプ保持器は、ピンで円錐ころを回転自在に支持するから、柱部でポケットを画定する保持器と比較して、円錐ころ間の周方向の距離を小さくできて、定格荷重を大きくできる。

しかしながら、上記ピンタイプ保持器では、リングに加工可能な径の上限が存在し、大型化に限界が存在するという問題がある。また、ピンタイプ保持器の径が大きくなればなるほど加工が困難になり、加工コストが大きくなるという問題がある。

特開２０１１−５８５９２号公報

そこで、本発明の課題は、適用可能な軸受の径が大きくて、加工コストも低減できるピンタイプ保持器およびそれを備えるころ軸受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、
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、
上記第１リングの上記貫通穴に挿通される一端部と、上記第２リングの上記貫通穴に挿通される他端部とを有すると共に、ころの貫通穴に挿通されるピンと
を備え、
上記第１リングおよび上記第２リングの夫々は、
複数の扇形のブロックから構成される環状の本体と、
上記複数の扇形のブロックを連結すると共に、上記本体の周方向に連なる連結部材とを有し、
上記第１リングは、周方向に隣接する上記ブロックに挟持されたくさびを有していることを特徴としている。

尚、上記周方向に連なるとは、本体部の周方向において、連結部材が存在しない位相（０［ｒａｄ］≦θ＜２π［ｒａｄ］；ここで、θは、位相角）が存在しないことをいう。

本発明によれば、複数の扇形のブロックを連結部材で環状に連結してリングを構成するようになっているから、如何に大径のリングであっても、それを複数で構成可能な扇形のブロックを用意するだけで、その大径のリングを構成することができる。したがって、適用可能なリングの径を大きくできる。

また、本発明によれば、如何に大径のリングであっても、それを複数で構成可能な扇形のブロックを形成するだけで良いから、大径のリングであっても、加工が困難になることがなく、加工コストを低減できる。さらに、第１リングが、周方向に隣接する上記ブロックに挟持されたくさびを有するから、くさびが存在しないときとの比較において、ブロックで構成する第１リングの径を変えることができる。また、同一のブロックを含んでいる複数の第１リングにおいて、各第１リングが有するくさびの頂角の角度を異ならせることによって、各第１リングの径を異ならせることもできる。したがって、ブロックの適用範囲が広範になって、利便性および汎用性を大きく向上できる。

また、一実施形態では、
上記各ブロックは、上記本体の径方向に向いた周面に、上記本体の周方向に間隔をおいて位置する二つの開口を有する貫通穴を有し、
上記連結部材は、上記複数のブロックの貫通穴を貫通している。

上記実施形態によれば、各ブロックが、貫通穴を有して、連結部材が、複数のブロックの貫通穴を貫通する構成であるから、複数のブロックを確実に連結でき、本体からブロックが離脱することを防止できる。

また、一実施形態では、
上記連結部材は、複数の線状のばね部材からなる。

上記実施形態によれば、上記連結部材が、複数の線状のばね部材からなるから、連結部材の環状構造を容易に実現できて、複数のブロックの連結を容易に行うことができると共に、複数のブロックの連結の強度を大きくすることができる。

また、本発明のころ軸受は、
第１軌道輪と、
第２軌道輪と、
本発明のピンタイプ保持器と、
上記ピンタイプ保持器の上記ピンが挿通された挿通穴を有して、上記ピンタイプ保持器に保持されると共に、上記第１軌道輪と上記第２軌道輪との間に配置されたころと
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、径が大きくて、定格荷重が大きいころ軸受を実現できる。

本発明によれば、適用可能な軸受の径が大きくて、加工コストも低減できるピンタイプ保持器を実現できると共に、径が大きくて、定格荷重が大きいころ軸受を実現できる。

本発明の一実施形態の円筒ころ軸受の軸方向の模式断面図である。 上記円筒ころ軸受のころ組立体の周方向の一部分の斜視図である。 上記ころ組立体を構成するセルの斜視図である。 上記セルを径方向の外方側からみたときの図である。 上記セルで円筒ころが存在しないものの一部と、連結部材とを径方向の外方側から見たときの図である。 上記連結部材の径方向の模式断面図である。 変形例の連結部材の図６に対応する模式断面図である。 変形例のリングの一部を示す模式図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の円筒ころ軸受の軸方向の模式断面図である。

この円筒ころ軸受は、第１軌道輪としての外輪１と、第２軌道輪としての内輪２と、ころ組立体７とを備え、ころ組立体７は、複数の円筒ころ３と、ピンタイプ保持器（以下、単に保持器という）５とを一体化してなっている。また、上記各円筒ころ３は、貫通穴３１を有し、その貫通穴３１は、円筒ころ３の中心軸に沿うように延在している。

上記保持器５は、第１リング５１、第２リング５２、複数のピン５３および溶接部５４を有している。上記第１リング５１は、複数のねじ穴６１を有し、各ねじ穴６１は、第１リング５１の軸方向の一方の端面から他方の端面まで直線状に延在している。上記各ねじ穴６１は、貫通穴であり、複数のねじ穴６１は、第１リング５１の周方向に、互いに間隔をおいて位置している。

上記第２リング５２は、第１リング５１に第１リング５１の軸方向に対向している。上記第２リング５２は、複数の貫通穴６２を有し、各貫通穴６２は、第２リング５２の軸方向の一方の端面から他方の端面まで直線状に延在している。上記複数の貫通穴６２は、第２リング５２の周方向に、互いに間隔をおいて位置している。

上記ピン５３は、円筒ころ３の貫通穴３１に挿通されている。上記第１ピン５３は、一端部としての第１端部８９と、他端部としての第２端部９０とを有する。上記第１端部８９の外周面は、雄ねじを有し、第１端部８９の外周面の雄ねじと、第１リング５１のねじ穴６１とは、螺合により固定されている。一方、上記第２端部９０は、第２リング５２の貫通穴６２に配置されている。上記第２端部９０は、第２リング５２の貫通穴６２に隙間嵌めされている。

上記溶接部５４は、第２リング５２の貫通穴６２における軸方向の第１リング５１側とは反対側の開口を覆っている。上記溶接部５４は、第１ピン５３の第２端部９０の外周面と、第２リング５２の貫通穴６２の内周面との間に存在して、第１ピン５３の第２端部９０の外周面と、第２リング５２の貫通穴６２の内周面との両方に接触している部分を有している。上記溶接部５４は、第２リング５２の貫通穴６２に対して第２端部９０が相対移動できないようにしている。上記溶接部５４、第２リング５２および第２端部９０は、一体構造を構成している。上記第１ピン５３は、保持器５から着脱不可能になっている。

上記円筒ころ３は、第１リング５１と、第２リング５２との間に配置されている。上記複数の円筒ころ３は、外輪１の内周円筒軌道面１１と、内輪２の外周円筒軌道面２１との間に、保持器５によって保持された状態で、互いに間隔をおいて位置している。

図２は、上記ころ組立体７の周方向の一部分の斜視図である。

尚、図２では、後に詳述する連結部材は、図示が省略されている。また、図２において、参照番号５１は、第１リングを示し、参照番号５２は、第２リングを示している。図２に示すように、上記ころ組立体７は、複数の同一のセル４０を周方向に環状に連結してなっている。

図３は、一のセル４０の斜視図である。

図３に示すように、各セル４０は、第１の扇形のブロック７０と、第２の扇形のブロック７１と、一つの円筒ころ３と、一つのピン５３と、溶接部５４（図１参照）とを有する。上記第１および第２の扇形のブロック７０,７１の夫々の図３に矢印Ａで示す保持器５の周方向の長さは、円筒ころ３の上記周方向の長さよりも若干大きくなっている。一方、上記第１および第２の扇形のブロック７０,７１の夫々の図３に矢印Ｂで示す保持器５の径方向の長さは、円筒ころ３の径方向の長さよりも小さくなっており、円筒ころ３は、径方向の外方側および内方側の両方で、第１および第２の扇形のブロック７０,７１から径方向にはみ出している。

上記第１の扇形のブロック７０は、中央に一つのみのねじ穴６１を有する一方、第２の扇形のブロック７１は、中央に一つのみの貫通穴６２（図１参照）を有する。上記各セル４０は、ピン５３を円筒ころ３の貫通穴３１（図１参照）を挿通させた後、ピン５３の一端部を、第１の扇形のブロック７０のねじ穴６１に螺合すると共に、ピン５３の他端部を、第１の扇形のブロック７１の貫通穴６２に溶接により固定してなっている。

図４は、上記セル４０を径方向の外方側からみたときの図である。

図４に示すように、上記第１の扇形のブロック７０の径方向の外方側に向いた周面８５は、保持器５の周方向に間隔をおいて位置する第１の開口８１および第２の開口８２を有し、第１の扇形のブロック７０は、これらの二つの開口８１,８２をつなぐ貫通穴９８を有する。また、同様に、上記第２の扇形のブロック７１の径方向の外方側に向いた周面９１は、保持器５の周方向に間隔をおいて位置する第１の開口８６および第２の開口８７を有し、第２の扇形のブロック７１は、これらの二つの開口８６,８７をつなぐ貫通穴９９を有する。

図５は、上記セル４０で円筒ころ３が存在しないものの一部と、連結部材９２とを径方向の外方側から見たときの図である。尚、図５では、例として、第２リング５２の連結構造を説明するが、第１リング５２の連結構造も、第２リング５２の連結構造と同一である。第１リング５２の連結構造は、第１リング５２の連結構造をもって説明を省略する。

図５に示すように、連結部材９２は、各セル４０の扇形のブロック７１の貫通穴９８に挿通されている。上記連結部材９２は、各リング５２を構成する複数の扇形のブロック７１の各貫通穴９８を通過し、各リング５２を構成する複数の扇形のブロック７１に跨って周方向に延在している。また、図５に示すように、連結部材９２は、幅を有し、各ブロック７１間の軸方向の位置決めを行うようになっている。

図６は、上記連結部材９２の径方向の模式断面図である。

尚、連結部材９２は、各セル４０の貫通穴９８を通過するので、大局的には、円形状を有する一方、局所的には、貫通穴９８を通過する部分で円弧でない形状をしている。しかしながら、図６では、局所的な円弧でない形状の図示を省略し、大局的な円形状のみを示している。

図６に示すように、上記連結部材９２は、三つのＣ形状の線状のばね部材９３,９４,９５を有し、三つのばね部材９３,９４,９５の厚さは、略同一になっている。上記各ばね部材９３,９４,９５は、弾性を有している。また、外側の第１のばね部材９３の内周面の内径は、中央の第２のばね部材９４の外周面の外径と略同一になっており、中央の第２のばね部材９４の内周面の内径は、内側の第３のばね部材９５の外周面の外径と略同一になっている。

図６に示すように、第１のばね部材９３が存在しない保持器５の周方向の位相（第１のばね部材９３の切れ目の位相）と、第２のばね部材９４が存在しない保持器５の周方向の位相（第２のばね部材９４の切れ目の位相）と、第３のばね部材９５が存在しない保持器５の周方向の位相（第３のばね部材９５の切れ目の位相）とは、いずれも異なっている。

径方向に接触するばね部材９３,９４,９５同士は、互いの摩擦力により殆ど相対移動しないようになっており、三つのばね部材９３,９４,９５の夫々の切れ目の位相が一致することがないようになっている。このことから、上記連結部材９２の環状構造が、継続的に維持され、連結部材９２が継続的に周方向に連なる構造を取り得ることが可能になっている。

尚、図１の模式断面図は、図６のＤＤ線断面図に対応し、図１の模式断面図は、連結部材９２において、ばね部材９３,９４,９５が三層で構成されている箇所を表している。尚、図１において、参照番号９８は、第２リング５２を構成するブロックの貫通穴を示している。

再度図６を参照して、上記各ばね部材９３,９４,９５は、外力が作用していない場合の径よりも径が大きい状態で使用されるようになっている。このことから、各ばね部材９３,９４,９５は、環状に配置されて第２リング５２を構成している複数のブロック７１に、図６に矢印Ｃで示す径方向の内方側の力を付与するようになっており、この束縛力で、複数のブロック７１が円形状からかたくずれしないようにしている。すなわち、上記第２リング５２は、複数の扇形のブロック７１と、連結部材９２とが互いに相俟った構造（互いに協働する構造）になっており、図１を参照して、第２リング５２は、複数の扇形のブロック７１から構成される環状の本体８８と、複数の扇形のブロック７１を連結すると共に、本体８８の周方向に連なる連結部材９２とを有することが必須になっている。尚、上述のように、第１リング５１も同様な構造になっている。

上記実施形態の保持器５によれば、複数の扇形のブロック７１を連結部材９２で環状に連結してリング５２を構成するようになっているから、リング５２が如何に大径であっても、そのリング５２を複数で構成可能な扇形のブロック７１を用意するだけで、その大径のリング５２を構成することができる。したがって、適用可能なリング５２の径を大きくできる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、リング５２が如何に大径であっても、それを複数で構成可能な扇形のブロック７１を形成するだけで良いから、リング５２が如何に大径であっても、加工が困難になることがなく、加工コストを低減できる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、各ブロック７１が、貫通穴９８を有して、連結部材９２が、複数のブロック７１の貫通穴９８を貫通する構成であるから、複数のブロック７１を確実に連結できて、リング５２の本体８８からブロック７１が離脱することを防止できる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、上記連結部材９２が、複数の線状のばね部材９３,９４,９５からなるから、連結部材９２の環状構造を容易に実現できて、複数のブロック７１の連結を容易に行うことができると共に、複数のブロック７１の連結の強度を大きくすることができる。

また、上記実施形態によれば、大径のころ軸受において、ピンタイプ型の保持器５の適用が可能になるから、径が大きくて、定格荷重が大きいころ軸受を実現できる。

尚、上記実施形態の保持器５では、各ブロック７１の径方向の外方側に向いた周面９１に、貫通穴９８の開口８６,８７が存在し、図１に示すように、連結部材９２が、リング５２におけるピン５３よりも径方向の外方側に位置していた。しかしながら、この発明では、各ブロックの径方向の内方側に向いた周面に、貫通穴の開口が存在し、唯一の連結部材が、リングにおけるピンよりも径方向の内方側に位置していても良く、また、各リングが、連結部材を二つ有して、一方の連結部材が、リングにおけるピンよりも径方向の外方側に位置する一方、他方の連結部材が、リングにおけるピンよりも径方向の内方側に位置しても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、各ブロック７１が、貫通穴９８を有して、連結部材９２が、複数のブロック７１の貫通穴９８を貫通する構成であった。しかしながら、この発明では、リングを構成する複数のブロックが、環状に配置された状態で、リングの外周面および内周面のうちの少なくとも一方に環状溝が存在し、かつ、その環状溝に弾性を有するＯリング状の連結部材を嵌入する構成であっても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、リング５２を構成するブロック７１を連結部材９２のみで連結するようになっていた。しかしながら、この発明では、各ブロックの周方向の一方側の端面に凸部を設ける一方、各ブロックの周方向の他方側の端面にその凸部の形状に対応する凹部を設けて、連結部材での連結に加えて、各ブロックの凸部を、そのブロックに周方向に隣接するブロックの凹部に係合することにより、複数のブロックを連結するようにしても良く、このようにすると、連結をより堅固なものにすることができる。

また、上記実施形態の保持器５では、ころ組立体７を構成すると共に連結部材９２で連結される各セル４０が、一のみのピン５３および円筒ころ３を有していた。しかしながら、この発明では、ころ組立体を構成すると共に連結部材で連結される複数のセルのうちの少なくとも一つのセルが、二以上のピンおよびその二以上のピンの数と同一の数のころを有していても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、リング５２を構成する各セル４０の周方向の長さが同一であったが、この発明では、リングを構成する複数のセルにおいて、少なくとも二つのセルの周方向の長さが異なっていても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、連結部材９２を、互いの切れ目の周方向の位相が一致しない三つのＣ形状の弾性を有するばね部材９３,９４,９５で構成したが、この発明では、連結部材を、互いの切れ目の周方向の位相が一致しない二または四以上のＣ形状の弾性を有するばね部材で構成しても良い。また、この発明では、図７に示す変形例の連結部材１９２のように、連結部材１９２を、径方向に２層に重なる部分を有する一のみの環状かつ弾性を有するばね部材で構成しても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、第１リング５１および第２リング５２の両方において、周方向に隣接するブロック７１の周方向の端面の間に如何なる部材も存在しなかった。しかしながら、この発明では、図８、すなわち、変形例のリングの一部（ピン、連結部材およびリングのピン挿通穴等を省略）を示す模式図に示すように、周方向に隣接する扇形のブロック２７１に挟持されたくさび２６７を有するリングを有していても良く、この変形例によれば、リングが、周方向に隣接するブロック２７１に挟持されたくさび２６７を有するから、くさびが存在しないときとの比較において、ブロックで構成するリングの径（曲率）を変えることができる。また、図示はしないが、くさびを導入した場合において、同一のブロックを含んでいる複数のリングで、各リングが有するくさびの頂角の角度を異ならせることによって、各リングの径（曲率）を異ならせることもできる。したがって、ブロックの適用範囲が広範になって、利便性および汎用性を大きく向上できる。また、くさびは、保持器の安定化のために使用されることもできる。

尚、くさびを導入した場合、くさびは、全ての隣接するブロック間になくても良い。また、くさびを導入した場合、第１リングのみに、くさびがあり、第２リングには、くさびがなくても良く、第１および第２リングの両方にくさびがあってもよい。

尚、上記実施形態では、転動体が、円筒ころ３であったが、この発明では、転動体が、円錐ころであっても良く、凸面ころ（球面ころ）であっても良い。

また、上記実施形態では、ピンタイプ型の保持器５が、主にラジアル荷重を負荷する軸受に用いられるものであったが、この発明のピンタイプ型の保持器は、スラストころ軸受に用いられるものであっても良い。

また、この発明では、ピンタイプの保持器のピンと、少なくとも一方のリングとの結合構造が、実施形態で示した結合構造以外の構造であっても良く、例えば、ピンタイプの保持器のピンと、少なくとも一方のリングとの結合構造は、ピンの外周面と、少なくとも一方のリングの貫通穴の内周面との間に環状のブッシュが存在するような構造で合っても良い。すなわち、この発明では、ピンと、各リングの結合構造は、如何なる結合構造であっても良い。

１ 外輪
２ 内輪
３ 円筒ころ
５ 保持器
７ ころ組立体
３１ 円筒ころの貫通穴
５１ 第１リング
５２ 第２リング
５３ ピン
６１ 第１リングのねじ穴
６２ 第２リングの貫通穴
７０ 第１リングを構成するブロック
７１ 第２リングを構成するブロック
８１ 第１リングを構成するブロックの貫通穴の一方の開口
８２ 第１リングを構成するブロックの貫通穴の他方の開口
８５ 第１リングを構成するブロックの径方向の外方側に向いた周面
８６ 第２リングを構成するブロックの貫通穴の一方の開口
８７ 第２リングを構成するブロックの貫通穴の他方の開口
８８ 第２リングの本体
８９ ピンの一端部
９０ ピンの他端部
９１ 第２リングを構成するブロックの径方向の外方側に向いた周面
９２,１９２ 連結部材
９３ 第１のばね部材
９４ 第２のばね部材
９５ 第３のばね部材
９８ 第２リングを構成するブロックの貫通穴
９９ 第１リングを構成するブロックの貫通穴
２６７ くさび
２７１ ブロック

Claims (4)

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、
   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、
   上記第１リングの上記貫通穴に挿通される一端部と、上記第２リングの上記貫通穴に挿通される他端部とを有すると共に、ころの貫通穴に挿通されるピンと
   を備え、
   上記第１リングおよび上記第２リングの夫々は、
   複数の扇形のブロックから構成される環状の本体と、
   上記複数の扇形のブロックを連結すると共に、上記本体の周方向に連なる連結部材と
   を有し、
   上記第１リングは、周方向に隣接する上記ブロックに挟持されたくさびを有していることを特徴とするピンタイプ保持器。
2. 請求項１に記載のピンタイプ保持器において、
   上記各ブロックは、上記本体の径方向に向いた周面に、上記本体の周方向に間隔をおいて位置する二つの開口を有する貫通穴を有し、
   上記連結部材は、上記複数のブロックの貫通穴を貫通していることを特徴とするピンタイプ保持器。
3. 請求項１または２に記載のピンタイプ保持器において、
   上記連結部材は、複数の線状のばね部材からなることを特徴とするピンタイプ保持器。
4. 第１軌道輪と、
   第２軌道輪と、
   請求項１乃至３のいずれか１つに記載のピンタイプ保持器と、
   上記ピンタイプ保持器の上記ピンが挿通された挿通穴を有して、上記ピンタイプ保持器に保持されると共に、上記第１軌道輪と上記第２軌道輪との間に配置されたころと
   を備えることを特徴とするころ軸受。

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