(57)【要約】【課題】コストを高くする事なく、ピン型保持器７ａの各ピン１２と各環状板１３ａ、１３ｂとの連結部に加わる応力の低減を図れる構造を実現する。【解決手段】上記ピン型保持器７ａの案内を、上記各環状板１３ａ、１３ｂの内周面に近接対向する、内輪５の大径側、小径側各鍔部１０、１１の外周面により行う。この為に、上記各ピン１２の外周面と各ころ６の通孔９の内周面との間隔Ｄを、上記各環状板１３ａ、１３ｂの内周面と上記大径側、小径側各鍔部１０、１１の外周面との間隔ｄ1、ｄ2よりも大きくする。【選択図】図１
2010209955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた、それぞれが軸方向に貫通する通孔を有する中空の複数のころと、これら各ころの通孔にそれぞれ挿通された複数本のピンを、互いに同心に配置された１対の環状板同士の間に結合固定して成るピン型保持器とを備えた
ころ軸受に於いて、
上記ピン型保持器の径方向に関する位置決めを、このピン型保持器を構成する上記各環状板の内外両周面のうちの一方の周面と、この一方の周面と径方向に対向する一方の軌道輪の周面とにより行うべく、上記ピン型保持器並びに上記各ころを上記外輪及び内輪同士の間に組み付けると共に、これらピン型保持器の中心軸と外輪及び内輪の中心軸とを一致させた中立状態で、このピン型保持器を構成する上記各ピンの外周面と上記各ころの通孔の内周面との間隔を、上記各環状板の一方の周面と上記一方の軌道輪の周面との間隔よりも大きくした、
事を特徴とするころ軸受。
【請求項２】
一方の軌道輪の周面の軸方向両端部にそれぞれ、他方の軌道輪に向け径方向に突出する状態で全周に亙り鍔部を設けると共に、これら両鍔部の周面と、ピン型保持器を構成する各環状板の一方の周面とを係合させた、
請求項１に記載したころ軸受。
【請求項３】
ピン型保持器の径方向に関する位置決めを行う為の、各環状板の一方の周面と、この一方の周面と径方向に対向する一方の軌道輪の周面とのうちの少なくとも何れかの面に、酸化皮膜を形成した、
請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば産業用機械、建設用機械、鉱山用機械、鉄鋼用圧延機等の、外部から大きな荷重、振動及び衝撃が加わる設備等で使用される、円筒ころ軸受や円すいころ軸受、自動調心ころ軸受等のころ軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大きな荷重、振動及び衝撃を加わる様な設備等で使用される転がり軸受として、負荷容量の大きい円筒ころ軸受や円すいころ軸受、自動調心ころ軸受等のころ軸受を使用する事が行われている。又、この様なころ軸受として、中空ころの中にピンを通した構造のピン型保持器を使用する事も、従来から行われている。この様なピン型保持器を使用する場合には、円周方向に隣り合うころ同士の間から保持器の柱部分をなくし、ころ間の隙間を小さくして転がり軸受に組み込まれるころ数を増し、転がり軸受の負荷容量の増大を図れる。
【０００３】
この様なピン型保持器を組み込んだころ軸受として、例えば特許文献１、２に記載されたものが知られている。図２は、このうちの特許文献１に記載されたころ軸受１を示している。円すいころ軸受である、このころ軸受１は、内周面に円すい凹面状の外輪軌道２を有する外輪３と、外周面に円すい凸面状の内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に転動自在に設けられた、それぞれが円すいころである複数のころ６と、これら各ころ６を回転自在に保持するピン型保持器７とから成る。又、このうちの各ころ６は、それぞれの外周面を、上記外輪軌道２及び内輪軌道４に転がり接触する、円すい凸面状の転動面８とすると共に、それぞれが軸方向に貫通する通孔９を設けた、中空状のものとしている。又、上記内輪５の外周面両端部のうち、大径側端部には大径側鍔部１０を、小径側端部には小径側鍔部１１を、それぞれ全周に亙って形成している。
【０００４】
又、この様なころ軸受１を構成する、上記ピン型保持器７は、上記各ころ６の通孔９にそれぞれ挿通されて、これら各ころ６を回転自在に保持する複数本のピン１２と、互いに平行に、且つ同心に配置され、これら各ピン１２の両端部を連結固定する１対の環状板１３ａ、１３ｂとから成る。図示の例の場合、上記各ピン１２の一端部（図２の左端部）に、テーパねじ部１４を設けると共に、上記両環状板１３ａ、１３ｂのうちの一方（図２の左方）の環状板１３ａに、複数のテーパねじ孔１５を、周方向に亙り等間隔に形成している。そして、上記各ピン１２の一端部に形成した上記テーパねじ部１４を、上記一方の環状板１３ａの各テーパねじ孔１５にそれぞれ螺合し、この一方の環状板１３ａと各ピン１２とを連結している。
【０００５】
又、上記１対の環状板１３ａ、１３ｂのうちの他方（図２の右方）の環状板１３ｂは、上記各ピン１２の他端部（図２の右端部）を内嵌支持する為の複数のピン受け孔１６を、周方向に亙り等間隔に形成している。そして、上記各ピン１２の他端部を、上記他方の環状板１３ｂの各ピン受け孔１６に内嵌支持した状態で、これら各ピン１２の他端部外周面に設けた段部１７ａと各ピン受け孔１６の内周面に設けた段部１７ｂとに掛け渡す状態で溶接を施し、上記各ピン１２と上記他方の環状板１３ｂとを、図示しない溶接体により連結している。
【０００６】
ところで、上述の様な図２に示したころ軸受１の場合は、ピン型保持器７の案内を、各ころ６により行っている。即ち、これら各ころ６と、これら各ころ６の通孔９に挿通したピン１２との位置関係に基づいて、上記ピン型保持器７の径方向並びに回転方向の位置決めを図っている。但し、この様な構造の場合、運転時に加わる大きな荷重、振動及び衝撃等に伴い、例えば上記ピン型保持器７が径方向に変位し、このピン型保持器７を構成する各ピン１２に各ころ６から加わる力が過大になり、これら各ピン１２と各環状板１３ａ、１３ｂとの連結部に大きな応力が加わる可能性がある。そして、この応力の大きさによっては、例えば、上記各ピン１２の他端部と他方の連結板１３ｂとの間に施した溶接部が損傷する（例えば、溶接体が剥がれると言った損傷を生じる）可能性がある。
【０００７】
上述した特許文献１に記載された構造の場合には、上記ピン型保持器７を構成する各ピン１２の強度並びに耐摩耗性を確保すべく、これら各ピン１２の外周面のうちの上記各ころ６を外嵌保持する部分に、表面硬化処理を施している。但し、この様に各ピン１２に表面硬化処理を施すだけでは、これら各ピン１２の強度並びに耐摩耗性を確保できても、上述した様な各ピン１２と環状板１３ａ、１３ｂとの連結部に加わる応力の低減を図る事はできない。この為、運転時に加わる荷重、振動及び衝撃等の大きさによっては、上記各ピン１２と環状板１３ａ、１３ｂとの連結部に大きな応力が加わり、上述した様な溶接部が損傷する等の不都合を生じる可能性がある。
【０００８】
一方、特許文献２には、各ピンの端部とこのピンを内嵌支持するピン受け孔の内周面との間にブッシュを嵌め込んで、このブッシュにより、これら各ピンの端部とピン受け孔とのがたつきの防止を図る事で、これら各ピンの端部とピン受け孔との間の溶接部に加わる応力の低減を図る技術が記載されている。但し、この様な特許文献２に記載された構造の場合には、上記各ピン受け孔にそれぞれブッシュを内嵌する分、部品点数、組立工程数が増大し、製造コストが嵩む可能性がある。又、上記各ブッシュにより上記各ピンの端部とピン受け孔とのがたつきを防止する分、これら各ピンの端部とピン受け孔との連結部で、これら両部材同士の（微小な）変位を許容（吸収）できなくなる可能性がある。そして、この様に変位を許容（吸収）できなくなる分、上記各ピンの基端部（根元）に大きな応力が加わり易くなり、上述の様に溶接部に加わる応力の低減を図る事ができても、運転時に加わる荷重、振動及び衝撃等の大きさによっては、上記各ピンの基端部（根元）が損傷し易くなる可能性がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３２５０６３号公報
【特許文献２】特開平１０−２２０４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明のころ軸受は、上述の様な事情に鑑みて、ピン型保持器を組み込んだ構造で、コストを高くする事なく、このピン型保持器の各ピンと各環状板との連結部に加わる応力の低減を図れる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のころ軸受は、前述した従来のころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数のころと、ピン型保持器とを備える。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を有する。
又、上記内輪は、外周面に内輪軌道を有する。
又、上記各ころは、上記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた、それぞれが軸方向に貫通する通孔を有する中空のものである。
又、上記ピン型保持器は、上記各ころの通孔にそれぞれ挿通された複数本のピンを、互いに（平行に且つ）同心に配置された１対の環状板同士の間に結合固定して成るものである。
【００１２】
特に、本発明のころ軸受に於いては、上記ピン型保持器の径方向に関する位置決めを、このピン型保持器を構成する上記各環状板の内外両周面のうちの一方の周面と、この一方の周面と径方向に対向（近接乃至は摺接）する一方の軌道輪の周面とにより行う。即ち、上記ピン型保持器の案内を、上記各環状板の一方の周面に対向する一方の軌道輪の周面により行う。
この為に、このピン型保持器並びに上記各ころを上記外輪及び内輪同士の間に組み付けると共に、これらピン型保持器の中心軸と外輪及び内輪の中心軸とを一致させた中立状態で、このピン型保持器を構成する上記各ピンの外周面と上記各ころの通孔の内周面との間隔を、上記各環状板の一方の周面と上記一方の軌道輪の周面との間隔よりも大きくする。より具体的には、上記各ピンの外周面と上記各ころの通孔の内周面との間の隙間のうちで、上記外輪及び内輪の径方向に関する寸法が最も小さくなる部分の間隔（径方向寸法）を、上記各環状板の一方の周面と上記一方の軌道輪の周面との間の隙間のうちで、上記外輪及び内輪の径方向に関する寸法が最も小さくなる部分の間隔よりも大きくする。
【００１３】
又、上述の様な本発明のころ軸受を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、一方の軌道輪の周面の軸方向両端部にそれぞれ、他方の軌道輪に向け径方向に突出する状態で全周に亙り鍔部を設けると共に、これら両鍔部の周面と、ピン型保持器を構成する各環状板の一方の周面とを係合（近接対向乃至は摺接）させる。
又、請求項３に記載した発明の様に、ピン型保持器の径方向に関する位置決めを行う為の、各環状板の一方の周面（被案内面）と、この一方の周面と径方向に係合する一方の軌道輪の周面｛のうちの少なくともこの一方の周面と近接対向する部分（案内面）｝とのうちの少なくとも何れかの面（より好ましくは両面）に、摩擦低減の為の酸化皮膜｛例えば、四酸化三鉄皮膜（Ｆｅ3Ｏ4）｝を形成する。
【発明の効果】
【００１４】
上述の様に構成する本発明のころ軸受によれば、コストを高くする事なく、ピン型保持器の各ピンと各環状板との連結部に加わる応力の低減を図れる。
即ち、本発明の場合には、上記ピン型保持器の径方向に関する位置決め（案内）を、各環状板の一方の周面とこの一方の周面に係合（近接対向乃至は摺接）する一方の軌道輪の周面とにより行う為、このピン型保持器の各ピンの外周面と各ころの通孔の内周面との間隔を大きくできる。この為、運転時に加わる大きな荷重、振動及び衝撃等に伴い、例えば上記各ころの位置関係が不正規になる様な場合にも、これら各ころの変位を許容して、これら各ころから各ピンに加わる力が過大になる事を防止できる。そして、その分、これら各ピンと各環状板との連結部に加わる応力の低減を図れる。この結果、これら各ピンの基端部（根元）や溶接部が損傷し易くなる事を防止でき、ころ軸受全体としての耐久性を十分に確保できる。しかも、前述の特許文献２に記載された様なブッシュ等の他の部材を必要としない為、製造コストが高くなる事も防止できる。
又、請求項３に記載した発明の様に、ピン型保持器の被案内面と軌道輪の案内面とのうちの少なくとも何れかの面（より好ましくは両面）に、例えば四酸化三鉄皮膜（Ｆｅ3Ｏ4）等の酸化皮膜を形成すれば、これら両面同士の摺動に拘らず、摩擦抵抗及び摩耗の低減を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、コストを高くする事なく、ピン型保持器７ａの各ピン１２と各環状板１３ａ、１３ｂとの連結部に加わる応力の低減を図るべく、このピン型保持器７ａを案内する部分（ピン型保持器７ａの位置決めを図る部分）の構造を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図２に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００１６】
本例のころ軸受１ａを構成するピン型保持器７ａも、前述した従来構造と同様に、各ころ６の通孔９にそれぞれ挿通される複数本のピン１２と、互いに平行に、且つ同心に配置され、これら各ピン１２の両端部を連結固定する１対の環状板１３ａ、１３ｂとから成る。又、上記各ピン１２の一端部（図１の左端部）に、テーパねじ部１４を設けると共に、上記両環状板１３ａ、１３ｂのうちの一方（図１の左方）の環状板１３ａに、複数のテーパねじ孔１５を、周方向に亙り等間隔に形成している。そして、上記各ピン１２の一端部に形成した上記テーパねじ部１４を、上記一方の環状板１３ａの各テーパねじ孔１５にそれぞれ螺合し、この一方の環状板１３ａと各ピン１２とを連結している。
【００１７】
又、上記１対の環状板１３ａ、１３ｂのうちの他方（図１の右方）の環状板１３ｂは、上記各ピン１２の他端部（図１の右端部）を内嵌支持する為の複数のピン受け孔１６を、周方向に亙り等間隔に形成している。そして、上記各ピン１２の他端部を、上記他方の環状板１３ｂの各ピン受け孔１６に内嵌支持した状態で、これら各ピン１２の他端部外周面に設けた段部１７ａと各ピン受け孔１６の内周面に設けた段部１７ｂとに掛け渡す状態で溶接を施して、上記各ピン１２と上記他方の環状板１３ｂとを、図示しない溶接体により連結している。
【００１８】
又、本例の場合には、上述の様なピン型保持器７ａの径方向に関する位置決めを、このピン型保持器７ａを構成する上記各環状板１３ａ、１３ｂの内周面と、内輪５の軸方向両端部にそれぞれ設けた大径側、小径側各鍔部１０、１１の外周面との係合（近接対向乃至は摺接）により行う様にしている。即ち、本例の場合には、上記ピン型保持器７ａの案内（径方向に関する位置決め）を、上記各環状板１３ａ、１３ｂの内周面と係合する、上記内輪５の大径側、小径側各鍔部１０、１１の外周面により行う様にしている。この為に、本例の場合には、上記環状板１３ａの内径を上記大径側鍔部１０の外径よりも、上記環状板１３ｂの内径を上記小径側鍔部１１の外径よりも、それぞれ少しだけ大きくしている。又、上記ピン型保持器７ａ並びに各ころ６を外輪３の内周面と内輪５の外周面との間の所定の位置に組み付けると共に、これらピン型保持器７ａの中心軸と外輪３及び内輪５の中心軸とを一致させた中立状態（図１の状態）で、このピン型保持器７ａのピン１２の外周面ところ６の通孔９の内周面との（上記外輪３及び内輪５の径方向に関する）間隔Ｄを、互いに係合する上記各環状板１３ａ、１３ｂの内周面と上記大径側、小径側各鍔部１０、１１の外周面との（上記外輪３及び内輪５の径方向に関する）間隔ｄ1、ｄ2よりも大きく（Ｄ＞ｄ1、Ｄ＞ｄ2）している。又、本例の場合には、被案内面となる上記各環状板１３ａ、１３ｂの内周面と、案内面となる上記大径側、小径側各鍔部１０、１１の外周面とのうち少なくとも何れかの面（必要に応じて両面）に、酸化皮膜を形成し、互いに摺接するこれら両面同士の、摩擦抵抗（ころ軸受１ａの動トルク）、及び、係合部を構成する各面の摩耗の低減を図っている。
【００１９】
尚、上記酸化皮膜としては、例えば四酸化三鉄皮膜（Ｆｅ3Ｏ4）が好ましい。又、この皮膜形成時の皮膜厚さは、例えば０．３〜３μｍとする。この様な四酸化三鉄皮膜は、軸受材料として一般的に使用されるＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼）に比べて摩擦係数が低いと共に、潤滑油を保持し易い多孔質層を構成する。又、四酸化三鉄皮膜の最表面の硬度は約３５０〜５００Ｈｖ程度であり、ＳＵＪ２製のころの軸方向端面（或いは鍔部の側面）の硬度（約６５０〜７７０Ｈｖ）に比べて低くなる。この為、四酸化三鉄皮膜は、所謂固体潤滑剤の軟質皮膜と同様の役割を果たし、摺接部での摩擦を低減し、摩擦熱の発生を抑える事ができる。従って、高速回転で運転する場合にも、摺接部での温度上昇を抑え、かじりや焼き付き等の損傷が発生する事を有効に防止できる。又、上記四酸化三鉄皮膜を形成する為には、所謂黒染処理の中でも一般的な、低温加熱（１３０〜１６０℃）の苛性ソーダ（ＮａＯＨ）水溶液中に浸漬して行なう方法を採用できる。この様な黒染処理は、表面粗さを向上させる為の仕上加工（潤滑油を保持する為の溝や凹部の加工を行なう場合も含む）を行う場合や、セラミック系皮膜を（例えばＰＶＤ法等により）形成する場合に比べて、低コストで実施できる。尚、上記黒染処理としては、上述の苛性ソーダ水溶液を用いる方法の他、従来から知られた、乾式酸化法、過熱水蒸気法、溶融硝酸塩法、酸性着色法、陽極酸化法、アルカリ着色法等の黒染処理を用いる事もできる。
【００２０】
上述の様に構成する本例の場合には、コストを高くする事なく、ピン型保持器７ａを構成する各ピン１２と各環状板１３ａ、１３ｂとの連結部に加わる応力の低減を図れる。
即ち、本例の場合には、上述の様に、上記ピン型保持器７ａの径方向に関する位置決め（案内）を、上記各環状板１３ａの内周面とこの内周面に近接対向する内輪５の外周面（より具体的には大径側、小径側各鍔部１０、１１の外周面）とにより行う。そして、この様に案内する為に、上記各ピン１２の外周面と各ころ６の通孔９の内周面との（外輪３及び内輪５の径方向に関する）間隔Ｄを大きくしている。この為、運転時に加わる大きな荷重、振動及び衝撃等に伴ない、例えば上記各ころ６の位置関係が不正規になる様な場合にも、これら各ころ６の変位を許容して、これら各ころ６から各ピン１２に加わる力が過大になる事を防止できる。そして、その分、これら各ピン１２と各環状板１３ａ、１３ｂとの連結部に加わる応力の低減を図れる。この結果、これら各ピン１２の基端部（根元）や溶接部が損傷し易くなると言った不都合を防止でき、ころ軸受１ａ全体としての耐久性を十分に確保できる。しかも、前述の特許文献２に記載された様なブッシュ等の他の部材を必要としない為、製造コストが高くなる事も防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、図示の様な円すいころ軸受に限らず、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受等の他の型式のころ軸受で実施する事もできる。又、図示の様な単列のころ軸受の他、複列、更には、多列のころ軸受で実施する事もできる。又、図示した構造は、ピン型保持器の各環状板の内周面を被案内面とし、内輪の軸方向両端部に設けた鍔部の外周面を案内面としているが、内外を逆にする事もできる。即ち、図示は省略するが、ピン型保持器の各環状板の外周面を被案内面とし、外輪の内周面（外輪の軸方向両端部に鍔部を設けた構造であれば、これら両鍔部の内周面）を案内面とする事もできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す図２の上半部に相当する断面図。
【図２】従来構造の１例を示す半部断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１、１ａ  ころ軸受
２    外輪軌道
３    外輪
４    内輪軌道
５    内輪
６    ころ
７、７ａ  ピン型保持器
８    転動面
９    通孔
１０    大径側鍔部
１１    小径側鍔部
１２    ピン
１３ａ、１３ｂ  環状板
１４    テーパねじ部
１５    テーパねじ孔
１６    ピン受け孔
１７、１７ａ  段部
【図１】
2010209955.tif 000003
【図２】
2010209955.tif 000004