(57)【要約】【課題】自動調心ころ軸受用の保持器において、溶接部がころの端面に接触しないようにする。【解決手段】環状部１０と、環状部１０の両端面から軸方向に突出し、かつ環状部の周方向に並列した複数の第１柱部１１及び第２柱部１２と、環状部１０の周方向に隣り合う第１柱部１１の間及び第２柱部１２の間に形成されたポケット１３と、を備え、ポケット１３に、ころが保持される自動調心ころ軸受用の保持器であって、環状部１０は、曲げ加工した板状体の突合せ端を接合した溶接部１０ａを周方向途中に有しており、ポケット１３のころの端面が接触する面に軸方向に入り込んだ凹部１３ａが形成され、溶接部１０ａの一端と、曲げ加工した板状体の突合せ端とが、凹部１３ａの設置された箇所にあるものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状部と、
前記環状部の端面又は片側端面から軸方向に突出し、かつ環状部の周方向に並列した複数の柱部と、
前記環状部の周方向に隣り合う柱部の間に形成されたポケット部と、を備え、
前記ポケットに、ころが保持される自動調心ころ軸受用の保持器であって、
前記環状部は、曲げ加工した板状体の突合せ端を接合した溶接部を周方向途中に有しており、
前記ポケットのころの端面が接触する面に軸方向に入り込んだ凹部が形成され、前記溶接部の一端と、前記曲げ加工した板状体の突合せ端とが、前記凹部の設置された箇所にある自動調心ころ軸受用の保持器。
【請求項２】
前記柱部とポケットが、前記環状部の片側の端面のみに設けられている請求項１に記載の自動調心ころ軸受用の保持器。
【請求項３】
前記柱部とポケットが、前記環状部の両側の端面に設けられている請求項１に記載の自動調心ころ軸受用の保持器。
【請求項４】
前記溶接部の一端に、前記凹部の底から軸方向に突出した溶接ビードが存在し、その溶接ビードの突端が、前記ポケットのころの端面が接触する面よりも前記凹部の底側に入り込んだ位置にある請求項１〜３のいずれかに記載の自動調心ころ軸受。
【請求項５】
前記曲げ加工した板状体は、全体が周方向に複数に分割された材料で形成されており、前記溶接部が同一保持器に複数存在し、その複数の溶接部の一端と、前記曲げ加工した板状体の突合せ端が前記ポケットの、前記ころの端面が接触する面に軸方向に入り込んだ凹部の設置された箇所にある請求項１〜４のいずれかに記載の自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動調心ころ軸受用の保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動調心ころ軸受は、調心性を有し、軸のたわみや取り付け誤差が生じる箇所の軸受として好適に使用される。また、自動調心ころ軸受は、負荷容量が大きく振動荷重や、衝撃荷重を受ける用途に適している。そのため、大型の風力発電機等や振動スクリーン等の大型機器にも用いられる。
【０００３】
そのような自動調心ころ軸受に用いられる保持器の例として、特許文献１には、環状部と、前記環状部の両端面から軸方向に突出し、かつ環状部の周方向に並列した複数の柱部と、前記環状部の周方向に隣り合う柱部の間に形成されたポケット部と、を備え、前記環状部は、曲げ加工した板状体の突合せ端を接合した溶接部を周方向途中に有し、前記ポケットに、ころが保持される自動調心ころ軸受用の保持器が開示されている。
【０００４】
この種の保持器の中に、曲げ加工した板状体の突合せが、ポケットの形成部においてなされるものがある。曲げ加工した板状体の突合せ溶接をポケットが形成される位置で行うと、その溶接を隣り合うポケット間（柱部が形成される位置）で行うものと比べて、溶接部の接合面積が小さくなるため、溶接にかかる加工費用を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９２７３７２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
曲げ加工した板状体の突合せをポケット形成部で行った保持器は、溶接部の一端に、ポケットの、ころの端面が接触する面からポケット内に突出する溶接ビードが形成される。その溶接ビードは、除去されずに残されていると、ころの端面に接触する。その接触によりころの挙動が不安定になる。また、そのころの挙動の不安定化により保持器に衝撃が加わり、組織的に不安定な溶接部が破断する虞れもある。
【０００７】
また、曲げ加工した板状体の突合せ部には、突合せ端のズレによって、軸方向に段差が生じることがある。すると、その段差のエッジ部がころの端面に接触することで、ころの端面を傷付け、ころの回転トルクの増大などの問題が起こる。
【０００８】
そこで、本発明の解決すべき課題は、自動調心ころ軸受に用いられる保持器において、溶接部が、ころの端面に接触しないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するため、本発明の自動調心ころ軸受用の保持器では、環状部と、前記環状部の端面又は片側端面から軸方向に突出し、かつ環状部の周方向に並列した複数の柱部と、前記環状部の周方向に隣り合う柱部の間に形成されたポケット部と、を備え、前記ポケットに、ころが保持される自動調心ころ軸受用の保持器であって、前記環状部は、曲げ加工した板状体の突合せ端を接合した溶接部を周方向途中に有しており、前記ポケットのころの端面が接触する面に軸方向に入り込んだ凹部が形成され、前記溶接部の一端と、前記曲げ加工した板状体の突合せ端とが、前記凹部の設置された箇所にあるものとしたのである。
【００１０】
前記柱部とポケットは、前記環状部の片側の端面のみに設けられる形態と、前記環状部の両側の端面に設けられる形態の２通りが考えられる。
【００１１】
前記溶接部の一端に、前記凹部の底から軸方向に突出した溶接ビードが存在し、その溶接ビードの突端が、前記ポケットのころの端面が接触する面よりも前記凹部の底側に入り込んだ位置にあるようにするのがよい。
【００１２】
上記のように構成すると、前記凹部がポケットの、ころの端面が接触する面よりも、軸方向に入り込んでいるため、ポケットの当該面にころの端面が接触しても凹部にある溶接部の一端はころの端面に接触しない。
【００１３】
前記曲げ加工した板状体は、全体が周方向に複数に分割された材料で形成されており、前記溶接部が同一保持器に複数存在し、その複数の溶接部の一端と、前記曲げ加工した板状体の突合せ端が前記ポケットの、前記ころの端面が接触する面に軸方向に入り込んだ凹部の設置された箇所にあるようにするのがよい。
【００１４】
大型の風力発電機等や振動スクリーン等の大型機器には大型の自動調心ころ軸受が用いられる。そのような自動調心ころ軸受に組み込まれる保持器は、全体が周方向に複数に分割された材料で形成されていて突き合わせ溶接部が複数個所存在するものも考えられる。上記のように保持器を構成することで、小さく分割された材料をそれぞれ加工し、それらを接合して一体の保持器にすることが可能になる。また、前記溶接部の一端に突出して形成された溶接ビードの突端が凹部の内側にある限り、その溶接ビードの突端は、ころの端面に接触しないものとすることができる。
【００１５】
この発明においては、自動調心ころ軸受用の保持器の製造方法も併せて提供する。その製造方法は、板状体の帯状材料の幅方向の端面から突出し、かつ前記帯状材料の長手方向に並列する複数の柱部と、隣り合う柱部間に形成されるポケットと、を備え、前記帯状材料の長手方向両端部のポケットは、曲げ加工された帯状材料の突合せ部を溶接したのちにもみ抜き加工によって形成される。
【００１６】
また、例えば、前記溶接が、フラッシュバット溶接によってなされるものである。
【発明の効果】
【００１７】
発明にかかる自動調心ころ軸受用の保持器は、上記構成の採用により、溶接部の一端が、ころの端面と接触することがなくなり、その接触に起因したころの挙動の不安定化、ころの衝撃的接触が繰り返されることによる溶接部の破壊、溶接ビードによるころの端面の損傷、溶接ビードの接触によるころの回転トルク増大などが効果的に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】自動調心ころ軸受用の保持器の一例を示す斜視図である。
【図２】自動調心ころ軸受用の保持器の拡大正面図である。
【図３】自動調心ころ軸受の断面図である。
【図４】自動調心ころ軸受用の保持器の拡大正面図である。
【図５】自動調心ころ軸受用の保持器の他の例を示す拡大正面図である。
【図６】自動調心ころ軸受用の保持器の他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しつつ、この発明の実施形態にかかる自動調心ころ軸受用の保持器について説明する。
【００２０】
図１、２のように、自動調心ころ軸受用の保持器１は、環状部１０と、その環状部１０の両端面から軸方向に突出し、かつ環状部１０の周方向に複数並列する第１柱部１１及び第２柱部１２と、その周方向に隣り合う各第１柱部１１の間及び各第２柱部１２の間にそれぞれ形成された複数のポケット１３と、曲げ加工された帯状材料の突合せ部を接合した溶接部１０ａと、を有する。
【００２１】
ここで、環状部１０の軸線である中心線に沿った方向を「軸方向」という。また、その軸方向に直交する方向を「径方向」という。また、その軸線回りに一周する円周方向を「周方向」という。
【００２２】
環状部１０の一端面側に位置する第１柱部１１と、他端面側に位置する第２柱部１２とは、周方向に位相がずれた状態のいわゆる千鳥配列となっている。すなわち、第１柱部１１と第２柱部１２とは、配列ピッチが１／２のずれをもって周方向に互い違いになるよう配列されている。第１柱部１１及び第２柱部１２は、周方向両側の面が、一定の曲率で球面状に窪んだポケット面ｐｆ１となる。
【００２３】
隣り合う第１柱部１１の間に形成された複数のポケット１３は、第１柱部１１のポケット面ｐｆ１と環状部１０の端面であるポケット面ｐｆ２（この発明ではこれをポケットの底部という）に画された反底部側の開放された空間となっている。隣り合う第１柱部１１と同様に、隣り合う第２柱部１２の間においてもポケット１３が形成される。また、上述の通り、第１柱部１１と第２柱部１２は、千鳥配列の位置関係になっている。そのため、環状部１０の一端面側に位置する複数のポケット１３と、他端面側に位置する複数のポケット１３とは、周方向の位相がずれるように互い違いに並列している。
【００２４】
溶接部１０ａは、環状部１０の周方向途中に設けられ、その周方向の位置は、複数の第２柱部１２のうちの一つと一致する。溶接部１０ａの軸方向の一端は、環状部１０の一端面側に位置するポケット１３を臨み、他端は第２柱部１２の軸方向端面上に位置する。
【００２５】
複数のポケット１３の内の溶接部１０ａが設けられた箇所のポケット１３は、底部（ポケット面ｐｆ２）の一部分のみが軸方向中央側へ入り込んだ凹部１３ａが設けられる。ポケット面ｐｆ２から凹部１３ａの底までの距離を、凹部１３ａの深さとする。
【００２６】
凹部１３ａの周方向の位置は、溶接部１０ａの周方向の位置と一致する。溶接部１０ａの一端に形成される溶接ビード１０ｂが凹部１３ａの底から突出していても、溶接ビード１０ｂの突端は、ポケット面ｐｆ２よりも軸方向の中央側へ入り込んだ位置に存在する。
【００２７】
つぎに、この保持器１が組み込まれた自動調心ころ軸受の態様を説明する。
【００２８】
図３の自動調心ころ軸受１００は、内径側に軌道面１１１を有する外輪１１０と、外径側に外輪１１０の軌道面１１１と対向する軌道面１２１を有する内輪１２０と、外輪１１０の軌道面１１１と内輪１２０の軌道面１２１の間に組み込まれた複数のころ１３０と、複数のころ１３０を外輪１１０および内輪１２０の周方向に間隔をあけて保持する保持器１と、を備える。
【００２９】
外輪１１０は、外周面１１０ａと、内周面１１０ｂとを有する環状体であって、内周面１１０ｂ上に一定の曲率で球面状に窪む軌道面１１１を有する。
【００３０】
内輪１２０は、外輪１１０の内側に組み込まれる。この内輪１２０は、外輪１１０の内周面１１０ｂと対向する外周面１２０ａと、その外周面１２０ａと同心の内周面１２０ｂと、を有する環状体である。
【００３１】
内輪１２０は、外周面１２０ａ上に、それぞれ一定の曲率で球面状に窪む複列の軌道面１２１と、内輪１２０の外周面の軸方向両端の縁部から、径方向に立ち上がる外つば１２２とを有する。
【００３２】
複列の軌道面１２１のそれぞれは、軸方向の外側から中央側にかけて上り勾配をなす。複列の軌道面１２１は、外輪１１０の軌道面１１１と径方向に対向し、その間に複列の軸受空間が形成される。
【００３３】
内輪１２０の軌道面１２１と、外つば１２２との間には、周方向に連続した油だまりが設けられている。
【００３４】
複数のころ１３０は、保持器１に保持された状態で、外輪１１０の軌道面１１１と内輪１２０の軌道面１２１との間の軸受空間に、周方向に並べて組み込まれている。
【００３５】
各ころ１３０の外周面１３０ａは、一定の曲率で球面状に膨らんでおり、その外周面１３０ａが内輪１２０の軌道面１２１と外輪１１０の軌道面１１１上を転動する。ころ１３０の周面の曲率は、外輪１１０及び内輪１２０のそれぞれの軌道面１１１、１２１の曲率と略等しく、環状部１０の複数のポケット１３のそれぞれに差し込まれて、保持器１に保持される。
【００３６】
ポケット面ｐｆ１は、ころ１３０の外周面を受ける。また、ポケット面ｐｆ２は、ころ１３０の一方の端面と軸方向に対向する。
【００３７】
図２の鎖線部分は、ポケット１３に差し込まれたころ１３０を示す。この状態から、ころ１３０が軸方向中央側へ僅かに移動すると、ころ１３０の一方の端面が、ポケット面ｐｆ２と接触する。溶接部１０ａは、その軸方向の端部が、ポケット面ｐｆ２より軸方向の中央側へ入り込んだ凹部１３ａの底に設けられるため、ころ１３０の一方の端面には、当然に接触しないものとなっている。
【００３８】
溶接部１０ａの一端に形成される溶接ビード１０ｂが凹部１３ａの底から軸方向に突出していても、溶接部１０ａのある凹部１３ａの深さが他のポケットよりも深くなっていれば、溶接ビード１０ｂに対するころ１３０の端面の接触は起こらない。
【００３９】
また、図４のように、環状部１０が、溶接部１０ａを境にした上下（説明の便宜上、図４における周方向を上下とする。）の軸方向のずれによって、段差が形成されることがある。その場合、ポケット１３に隣接する第１柱部１１の突端からポケット面ｐｆ２までの深さが、溶接部１０ａを境にした上下で異なる。そのため、このポケット１３にころ１３０が差し込まれた場合（図４の鎖線部にて図示された状態）、ころ１３０の端面が、そのころ１３０に近い方のポケット面ｐｆ２に接触しても、遠い方のポケット面ｐｆ２には接触しない。このような状態であっても、凹部１３ａは、ころ１３０に近い方のポケット面ｐｆ２よりも軸方向の中央側に入り込んでいるため、溶接部１０ａのころ１３０の端面に対する接触は起こらない。
【００４０】
次に、例示した自動調心ころ軸受用の保持器の製造方法について説明する。
【００４１】
幅方向の一端面から突出する複数の第１柱部１１と、他端面から第１柱部１１とは反対に突出する第２柱部１２とを有する保持器用の帯状材料を準備する。隣り合う第１柱部１１の間及び隣り合う第２柱部１２の間には、それぞれポケット１３が形成されている。第１柱部１１と第２柱部１２とは、その帯状材料の長手方向に互い違いになるように設けられる。帯状材料は、その長手方向の両端部を突き合せたときに、幅方向の一端面側に１つのポケット１３が形成され、他端面側に１つの第２柱部１２が形成されるものになっている。すなわち、帯状材料の長手方向の両端に位置するポケット１３及び第２柱部１２は、その長手方向に１／２サイズになっている。帯状材料は、保持器を組み込む自動調心ころ軸受の大きさによっては、１個で保持器を構成できる場合がある。また、複数個を組み合わせて１個の保持器を構成する場合もある。
【００４２】
この帯状材料の一つは、矩形の板状体に対して切削加工等によって形成する。
【００４３】
次に、この帯状材料を、１個又は複数個が組み合わされたときに環状になるように成形し、成形された材料の端部を突き合わせて突合せ端を溶接する。このようにして両端側に第１柱部１１及び第２柱部１２と、複数のポケット１３とを有する保持器１を形成する。
【００４４】
なお、例示した自動調心ころ軸受用の保持器では、環状部１０の第１柱部１１と第２柱部１２とを千鳥配列としたが、図５のように、第１柱部１１と第２柱部１２とを同位相で配列するものとしてもよい。
【００４５】
その形態の保持器は、図５のように、環状部１０の一端面側に周方向に並列する複数のポケット１３と、他端面側に周方向に並列する複数のポケット１３とが同位相となっている。
【００４６】
そのような保持器を製造するための帯状材料は、幅方向の両端面から突出している複数の第１柱部１１及び第２柱部１２と、各第１柱部１１及び各第２柱部１２間に形成されるポケット１３とを有する。帯状材料は、その長手方向の両端部を突き合せたときに、幅方向の両端面側にそれぞれ１つずつポケット１３が形成されるものになっている。すなわち、帯状材料の長手方向の両端には、周方向に１／２サイズのポケット１３が形成されている。
【００４７】
また、実施形態の保持器１は、環状部１０の両端面から第１柱部１１及び第２柱部１２が突出する一体の環状体である態様を示しているがこれに限られない。例えば、図６のように、軸方向に１／２サイズである環状部１０と、その一端面から突出する複数の第１柱部１１と、その第１柱部１１間に形成されるポケット１３とを備えた一対の環状部材が、背中合わせの状態で軸方向に突き合わされて一体に接合されたものであってもよい。この保持器１のポケット１３の配列は、千鳥配列であるものが望ましい。しかし、環状部１０の一端面側に位置するポケット１３と他端面側に位置するポケット１３とが、周方向に同位相に配列されたものでも構わない。また、一対の環状部材は軌道列毎に別体に組み込まれ相互に相対回転するものでも構わない。
【００４８】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲内およびこれと均等の意味でのすべての修正と変形を含む。
【符号の説明】
【００４９】
１  保持器
１０  環状部
１０ａ  溶接部
１０ｂ  溶接ビード
１１  第１柱部
１２  第２柱部
１３  ポケット
１３ａ  凹部
１００  自動調心ころ軸受
１１０  外輪
１１０ａ  外周面
１１０ｂ  内周面
１１１  軌道面
１２０  内輪
１２０ａ  外周面
１２０ｂ  内周面
１２１  軌道面
１２２  外つば
１３０  ころ
ｐｆ１，ｐｆ２  ポケット面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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