JP6588242B2 - スラスト軸受用保持器およびスラスト軸受 - Google Patents

Description

本発明は、スラスト軸受用の保持器、および該保持器を備えたスラスト軸受に関する。特に、食品製造装置に使用されるスラスト軸受用の保持器などに関する。

食品製造装置は、食品原料や食用製品（または半製品）を混合、混練、加熱、乾燥、冷却、充填、包装などする際に用いられる装置である。食品製造装置の一例である包あん機として、例えば、搬送装置と、ノズル装置と、シャッタ装置などを備え、ノズル装置から連続的に吐出される食品材料をシャッタ装置により所定大きさや形状に分割するものが知られている。ここで、食品製造装置には、他の装置と同様に軸受などが装着されており、このような部品から古い食品残差などが流出して混入することを防止すべく、食品衛生上の清潔を保つ必要がある。

従来、食肉製品、饅頭や菓子パンなどの食品製造装置に関し、スラスト軸受などを含むノズル装置やシャッタ装置が駆動部に容易に着脱可能であり、ジェット水などによる水洗いが可能な食品製造装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の食品製造装置では、シャッタ装置の駆動ボックスに対しノズル装置を取り付ける部分に階段状の配置部を設ける必要がなく、凹凸のない表面形状に形成することができため洗浄や乾燥が容易であり、また、駆動ボックスにノズル装置と連動連結する回転歯車体を内蔵しないため、駆動ボックスの密閉性が高くなり、ジェット水などの高圧水にて洗浄が可能となり、洗浄作業の効率の図れるとされている。

特開２０１４−１６８４３９号公報

特許文献１の食品製造装置は、ノズル装置を着脱し水洗いする際には分解して各構成部品もジェット水によって水洗いされる。スラスト軸受もノズル装置から取り出され水洗いされる。しかし、図７に示すように、この従来のスラスト軸受１１は、一対の軌道輪１５、１６の間にボール１４が挟まれ、該ボール１４を保持器１２で保持する軸受であり、保持器１２のボールポケット１３がストレートの貫通穴であるため、ジェット水によって水洗いするとボール１４が保持器１２から落下するおそれがあった。また、ボール１４を保持器１２に組み込む場合、上記構造に起因して保持器１２からボール１４が外れやすいため、組み込むのに細心の注意が必要であった。

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、洗浄などのために定期的な組み込み・分解が必要となるスラスト軸受用保持器において、該保持器単独でのボールの保持性に優れるとともに、その脱着も容易である保持器、および該保持器を備えたスラスト軸受の提供を目的とする。

本発明のスラスト軸受用保持器は、スラスト軸受における一対の軌道輪の間に挟まれた複数のボールを保持するスラスト軸受用保持器であって、上記保持器はリング状板部材からなり、該リング状板部材はリング周方向に複数のボールポケットを有し、上記ボールポケットは、上記ボールを脱着可能に保持する２分割以上に分割された爪部を有し、上記爪部は、上記リング状板部材における上記軌道輪との対向面のうちの少なくとも一方の面において、上記ボールポケットの開口部周囲に形成されたスリットによって設けられた部位からなることを特徴とする。

上記ボールポケットの上記軌道輪との対向面における開口部の径が、上記ボールの直径よりも小さいことを特徴とする。また、上記リング状板部材の板厚みは、上記ボールの直径の５０％〜８０％であることを特徴とする。

上記爪部は、上記リング状板部材における上記対向面の一方にのみ設けられ、上記スリットは、上記リング状板部材の軸方向中央部の深さまで形成されていることを特徴とする。また、上記保持器が、合成樹脂製であることを特徴とする。

本発明のスラスト軸受は、一対の軌道輪と、これら軌道輪間に挟まれた複数のボールと、該ボールを保持する保持器とからなるスラスト軸受であって、上記保持器が、上記本発明のスラスト軸受用保持器であることを特徴とする。また、上記ボールが、セラミックス製であることを特徴とする。

本発明のスラスト軸受用保持器は、リング状板部材からなり、該リング状板部材はリング周方向に複数のボールポケットを有し、このボールポケットは、ボールを脱着可能に保持する２分割以上に分割された爪部を有し、上記爪部はリング状板部材における軌道輪との対向面のうちの少なくとも一方の面において、ボールポケットの開口部周囲に形成されたスリットによって設けられた部位からなるので、ボールをボールポケットに容易に組み込むことができる。また、組み込んだ後にはボールが外れにくい構造のため、ボールをポールポケットに組み込む際に細心の注意を払う必要がない。

上記ボールポケットの軌道輪との対向面における開口部の径が、ボールの直径よりも小さいので、ジェット水などによる水洗いを行なってもボールポケットからボールが外れることがなく、ボールを紛失しない。

上記リング状板部材の板厚みは、ボールの直径の５０％〜８０％であるので、保持器が軌道輪に接触してトルクアップすることがない。

上記爪部は、リング状板部材における対向面の一方にのみ設けられるので、ボールのボールポケットへの組み込み方向が同じになり組み込み性が優れる。また、上記爪部を有する反対側の対向面には爪部やスリットを有さないので、保持器の製造が容易となる。さらに、上記スリットは、リング状板部材の軸方向中央部の深さまで形成されているので、爪部の弾性力を最適にでき、また、爪部の強度を十分に確保できる。

上記保持器が合成樹脂製であるので、製造が容易である。また、水洗浄による錆の心配がない。

本発明のスラスト軸受は、一対の軌道輪と、これら軌道輪間に挟まれた複数のボールと、該ボールを保持する保持器とからなり、保持器として本発明のスラスト軸受用保持器を用いるので、ジェット水などによる水洗いを行なってもボールが外れることがない。特に、ボールがセラミックス製であるので、食品製造装置として衛生的に使用できる。

本発明のスラスト軸受用保持器の一例（３爪）を示す斜視図および拡大図である。 図１の保持器の平面図、底面図、および切断部端面図である。 保持器とボールとを組み合わせた図である。 本発明のスラスト軸受の一例を示す一部断面図である。 本発明のスラスト軸受用保持器の他の例（２爪）を示す斜視図および拡大図である。 本発明のスラスト軸受用保持器の他の例（４爪）を示す斜視図および拡大図である。 従来のスラスト軸受を示す一部断面図である。

本発明のスラスト軸受用保持器の一実施例として、３分割された爪部を有するスラスト軸受用保持器を図１および図２により説明する。図１（ａ）はこのスラスト軸受用保持器の斜視図であり、図１（ｂ）はＡ−Ａ’部分拡大図である。また、図２（ａ）はこのスラスト軸受用保持器の平面図であり、図２（ｂ）は底面図であり、図２（ｃ）はＢ−Ｂ’線切断部の拡大端面図である。スラスト軸受用保持器１は、スラスト軸受における一対の軌道輪の間に挟まれた複数のボールをボールポケット３で保持するスラスト軸受用（スラスト玉軸受用）の保持器である。図１に示すように、スラスト軸受用保持器１は、リング状板部材２からなる。リング状板部材２は、リング状（円環状）の平板部材であり、軌道輪に対向する対向面２ａと２ｂを貫通するようにボールポケット３が形成されている。対向面２ａおよび２ｂは平面である。スラスト軸受におけるボールは、このボールポケット３により、周方向に等間隔ずつ離間して保持される。この形態では、ボールポケット３は、ボールを脱着可能に保持する３分割された爪部３ａ、３ｂ、３ｃをリング状板部材２と一体に有している。爪部３ａ、３ｂ、３ｃは、リング状板部材２における軌道輪との対向面２ａにおいて、ボールポケット３の開口部３ｄの周囲に形成されたスリット４によって設けられた部位（薄肉部）からなる。爪部３ａ、３ｂ、３ｃは、開口部３ｄを形成する略円筒薄肉部において、これを円周方向で等間隔に３分割となるようにスリット４と連続する３つの分割隙間３ｆを設けることで形成している。

爪部およびスリットは、リング状板部材における軌道輪との対向面のうちの少なくとも一方の面に形成すればよい。また、ボールポケット毎に爪部の形成面を変えてもよい。本発明においては、特に図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、爪部をリング状板部材２における対向面の一方（対向面２ａ）にのみ形成し、反対側面である対向面２ｂには形成しないことが好ましい。爪部を一方の対向面（側面）に形成することで、ボールのボールポケット３への組み込み方向が全て同じとなり、組み込み性に優れる。また、他方の対向面（側面）には爪部を形成しないので、両面に形成する場合と比較して保持器の製造が容易である。

図２（ｃ）に示すように、ボールポケット３は、リング状板部材２の対向面２ａ側に開口部３ｄを有し、対向面２ｂ側に開口部３ｅを有し、これら開口部を介して対向面２ａと２ｂを貫通するように形成されている。ボールポケット３の内面形状（爪部内面を含む）は、ボール５に沿った一部球形状としている。開口部３ｄと開口部３ｅの開口径Ｄは、ボール５の直径ｄよりも小さいことが好ましい。これにより、ジェット水などによる水洗いを行なってもボールポケット３からボール５が外れることを防止できる。なお、開口径Ｄの径の下限については、後述する弾性変形によるボール組み込みが可能な径であればよい。

スリット４は、リング状板部材２（保持器）の軸方向中央部の深さまで形成されていることが好ましい。スリットの深さを保持器軸方向中央部までとすることで、爪部の弾性力を最適にできる。また、爪部の強度を十分に確保できる。また、スリットの大きさ（周方向・半径方向の範囲）は、必要な保持器強度を維持できる範囲で適宜決定できる。

リング状板部材２の板厚みＴは、ボール５の直径ｄの５０％〜８０％であることが好ましい。より好ましくは６０％〜７０％である。ここで、本発明のスラスト軸受用保持器における爪部は、ボールポケットの開口部周囲に形成されたスリットによって設けられた薄肉部からなるので、該爪部がスラスト軸受用保持器の側面（各対向面）から突出することはなく、リング状板部材２の板厚みＴが、スラスト軸受用保持器の幅寸法そのものとなる。幅寸法を上記範囲とすることで、スラスト軸受用保持器が軌道輪に接触してトルク増加することを防止できる。

ボール５の組み込みは、スラスト軸受用保持器の爪部３ａ、３ｂ、３ｃにボール５をあてがい、保持器側にボール５を押し込むように挿入して行なう（図１参照）。爪部３ａ、３ｂ、３ｃは、円周方向に相互に分割隙間３ｆを有するとともに、爪部３ａの外側にスリット４が形成されているので、各爪部から構成される開口部３ｄの開口径よりも大きい直径を有するボール５が、各爪部の周縁をスリット４側にめくり上げるように、かつ、分割隙間３ｆを拡げるようにボールポケット３の内面を弾性変形により拡径しながら押し込まれる（図１、図２参照）。また、各爪部のない対向面２ｂ側では、ボールポケット３の内面を拡径できず、ボール５が対向面２ｂ側のボールポケット３の内面と接触した時点でそれ以上進めなくなり、位置決めされる（図２参照）。これにより、組み込まれたボール５は、両対向面２ａおよび２ｂから一部突出した状態で、ボールポケット３に保持される。この状態から、ボール５を各爪部のない対向面２ｂ側から押すことで、対向面２ａ側の各爪部を拡径しながら押し出され、ボール５をスラスト軸受用保持器から脱離できる。これらの脱着作業は、手作業で可能である。

図３に示すように、本発明のスラスト軸受用保持器１は、軌道輪によらず保持器単体でボールポケット３にボール５を保持することができる。また、ボールと保持器との脱着も容易である。このため、組み付け時や清掃分解時において、取扱い性に優れる。

本発明のスラスト軸受の一実施例として、図１〜図３に示すスラスト軸受用保持器を用いた場合の例を図４により説明する。図４は、このスラスト軸受の一部断面図である。図４に示すように、スラスト軸受８は、一対の軌道輪６、７と、これら軌道輪間に挟まれた複数のボール５と、各ボール５をボールポケット３で保持する保持器１とからなる。この保持器１が、上述のスラスト軸受用保持器である。ボール５は、一対の軌道輪６、７における軌道溝を転動する。保持器１単独でもボール５を保持できることから、該軸受についてジェット水などによる水洗いを行なってもボール５がボールポケット３から外れず、容易に洗浄でき、食品衛生上の清潔を保つことができる。また、ボール５として、セラミックス製ボールを採用することで、腐食を防止でき、食品製造装置として衛生的に使用できる。

本発明のスラスト軸受用保持器の他の実施例として、２分割された爪部を有するスラスト軸受用保持器を図５により、４分割された爪部を有するスラスト軸受用保持器を図６により、それぞれ説明する。図５（ａ）はスラスト軸受用保持器（２爪）の斜視図であり、図５（ｂ）はＸ−Ｘ’部分拡大図であり、図６（ａ）はスラスト軸受用保持器（４爪）の斜視図であり、図６（ｂ）はＹ−Ｙ’部分拡大図である。図５に示す形態のスラスト軸受用保持器１は、ボールポケット３以外の構成は図１に示す保持器と同様である。この形態では、ボールポケット３は、ボールを脱着可能に保持する２分割された爪部３ａ、３ｂをリング状板部材２と一体に有している。爪部３ａ、３ｂは、リング状板部材２における軌道輪との対向面２ａにおいて、ボールポケット３の開口部３ｄの周囲に形成されたスリット４によって設けられた部位（薄肉部）からなる。爪部３ａ、３ｂは、開口部３ｄを形成する略円筒薄肉部において、これを円周方向で等間隔に２分割となるようにスリット４と連続する２つの分割隙間３ｆを設けることで形成している。

図６に示す形態のスラスト軸受用保持器１は、ボールポケット３以外の構成は図１に示す保持器と同様である。この形態では、ボールポケット３は、ボールを脱着可能に保持する４分割された爪部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｇをリング状板部材２と一体に有している。爪部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｇは、リング状板部材２における軌道輪との対向面２ａにおいて、ボールポケット３の開口部３ｄの周囲に形成されたスリット４によって設けられた部位（薄肉部）からなる。爪部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｇは、開口部３ｄを形成する略円筒薄肉部において、これを円周方向で等間隔に４分割となるようにスリット４と連続する４つの分割隙間３ｆを設けることで形成している。

以上、図１、図５、図６により、爪部が２〜４分割の場合を説明したが、本発明ではこれに限定されず、２分割以上であればよい。構造が複雑化して成形性が阻害されることを避けるため、８分割以内が好ましい。これらの中でも、ボール保持性と脱着性とのバランスがよく、形状も簡易であることから、図１に示す３分割とすることが最も好ましい。

スラスト軸受用保持器を構成するリング状板部材の材質は特に限定されないが、製造が容易であり、水洗浄による錆の心配もないため、合成樹脂製とすることが好ましい。合成樹脂としては、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ナイロン樹脂（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロンなど）、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂やテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂などの射出成形可能なフッ素樹脂、射出成形可能なポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアミドイミド樹脂などを挙げることができる。これらの各樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。あるいは、上記以外の潤滑特性の低い合成樹脂に上記の合成樹脂を配合したポリマーアロイであってもよい。また、これらの合成樹脂にガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカ）を配合して強度を高めてもよい。さらに、固体潤滑剤などと併用してもよい。

本発明のスラスト軸受は、保持器単独でのボールの保持性に優れるとともに、その脱着も容易であるので、洗浄などのために定期的な組み込み・分解が必要となる用途、特に食品製造機械における軸受として好適に利用できる。

１ スラスト軸受用保持器
２ リング状板部材
３ ボールポケット
４ スリット
５ ボール
６、７ 軌道輪
８ スラスト軸受

Claims (6)

1. 食品製造装置に使用されるスラスト軸受における一対の軌道輪の間に挟まれた複数のボールを保持するスラスト軸受用保持器であって、
   前記保持器は合成樹脂製のリング状板部材からなり、該リング状板部材はリング周方向に複数のボールポケットを有し、前記一対の軌道輪に対向する２つの対向面は突起のない平面であり、
   前記ボールポケットは、前記ボールを脱着可能に保持する２分割以上に分割された爪部を有し、
   前記爪部は、前記２つの対向面の一方の面にのみ形成され、その一方の面から突出しておらず、前記ボールポケットの開口部の全周囲に形成され前記リング状板部材の外周面に連通しないスリットによって設けられた部位からなり、
   前記保持器は水洗い可能であることを特徴とするスラスト軸受用保持器。
2. 前記ボールポケットの前記２つの対向面における開口部の径が、前記ボールの直径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のスラスト軸受用保持器。
3. 前記スリットは前記リング状板部材の軸方向中央部の深さまで形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のスラスト軸受用保持器。
4. 前記リング状板部材の板厚みは、前記ボールの直径の５０％〜８０％であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記載のスラスト軸受用保持器。
5. 一対の軌道輪と、これら軌道輪間に挟まれた複数のボールと、該ボールを保持する保持器とからなるスラスト軸受であって、
   前記保持器が、請求項１から請求項４のいずれか１項記載のスラスト軸受用保持器であることを特徴とするスラスト軸受。
6. 前記ボールが、セラミックス製であることを特徴とする請求項５記載のスラスト軸受。