(57)【要約】【課題】スラスト円筒ころ軸受の使用においては、内輪のバックアップ幅と外輪のバックアップ幅が大きく異なる場合が多い。このためスラスト荷重による内輪と外輪の弾性変形量に差が生じ、これによって軌道輪の内径側から外径側にかけての、ころと軌道面との接触面圧が不均一となり、エッジロードや剥離などの不具合が生じ易くなるという問題があった。【解決手段】外輪とハウジング、または内輪と軸の間に間座を設けることで、内輪と外輪のバックアップ幅を同じ長さとする。これによってスラスト荷重負荷時の内輪と外輪の弾性変形量が略等しくなり、軸受すきまが径方向に不均一になることを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪とでバックアップ幅に差がある場合において、内外輪のそれぞれのバックアップ幅のうち、バックアップ幅が相対的に大きい軌道輪において、バックアップ面と軌道輪との間に円筒状の間座を設け、間座と軸またはハウジングとの中空円状の接触面の径方向接触長さを、対向する軌道輪のバックアップ幅と同じ長さにしたことを特徴とするスラスト円筒ころ軸受。
【請求項２】
前記間座の端面に円周方向に複数個の座ぐり穴を設け、また前記内輪または前記外輪の端面であって前期間座と接する面に、前記間座の座ぐり穴と対応する位置にねじ穴を設け、前記間座を前記内輪または前記外輪とボルトで軸方向に結合したことを特徴とする、請求項１に記載のスラスト円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスラスト円筒ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッションや押し出し装置などの各種産業機械において、軸方向荷重（以下、スラスト荷重）を支承するために、軌道輪、保持器及び円筒ころからなるスラスト円筒ころ軸受が用いられている。一般的にスラスト円筒ころ軸受は、保持器に円筒ころを分離しないように組み込んだ保持器付きころと、内外輪1組の軌道輪とで構成される。それら１組の軌道輪は内輪が軸側に、外輪がハウジング側に取り付けられている（図３参照）。
【０００３】
スラスト円筒ころ軸受は、スラスト荷重の大きさによって径方向のころ列数が１列または２列、もしくはそれ以上の軸受が用いられる。ころを複数列用いるのは、ころ長さを短くすることで、軌道面の内径側と外径側で円周長が異なることにより発生する、ころと軌道面との差動滑りを小さくすることができるためである。
【０００４】
一般的に、スラスト円筒ころ軸受は大きなスラスト荷重が負荷された条件において用いられ、運転時にはころ部のすきまが減少するとともに、軌道輪が弾性変形しやすい。その変形状態は内輪と軸、または外輪とハウジングとの軸方向接触面となる中空円状範囲（以下「バックアップ面」と呼ぶ）の大きさに影響される。
【０００５】
通常、軸受の内輪を取り付ける軸は、内輪の支持剛性確保や位置決めのために径方向の段差を設けることはあっても、内輪が変形しないよう内輪の径方向の長さ全般にわたってバックアップ用の段差を設けることは稀である。対して外輪を取り付けるハウジングは、元来が箱型の形状であるが故に外輪の径方向の長さ全般にわたって、外輪とハウジングの密着面を設けることがさほど困難ではない。スラスト円筒ころ軸受において内輪側と外輪側で嵌め合い面の支持状態が異なる場合、スラスト荷重による内輪と外輪の弾性変形量に差が生じ、内輪軌道面と外輪軌道面の間隔や平行度が適正値から外れた状態、いわゆる軸受すきまの不均一が発生する（図４参照）。これによってころと軌道面との接触面圧が局部的に増大し、エッジロードや剥離などの不具合が生じ易くなるという問題があった。
【０００６】
この問題に対して、例えば特許文献１に記載されている発明は、内外輪の取り付け部の形状について規定したものであり、詳しくはバックアップ面における接触面圧が、内輪と外輪とで概ね等しくなるよう取り付け部の形状を設定するというものである。この方法は特許文献１に例示されているスラスト玉軸受のように軌道輪の内外径の差がそれほど大きくない場合には有効と考えられるが、スラスト円筒ころ軸受のように軌道輪の内外径の差が大きい軸受に適用すると、バックアップ面である中空円状範囲の径方向の幅（以下「バックアップ幅」と呼ぶ）が大きく異なる結果となり、内外輪で軌道輪の変形に差が生じるという問題がある。
【０００７】
特許文献２の発明は、ころ端部に非対称クラウニング加工を施すことで、荷重により軌道面の平行が失われた場合でも、ころと軌道輪の接触面圧が局所的に上昇することを防ぐものであるが、ころ端部にクラウニング加工を施すのはコストアップ要因になる上、非対称のクラウニング加工を行うと、後工程において、ころの向きを変えてはならなくなるため、製造工程での取り扱いが非常に難しくなるという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７―２８５３６７号公報
【特許文献２】特開平８―３３８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような問題を鑑みたもので、スラスト荷重によって内外輪に弾性変形が生じたとしても、それぞれの変形量を略等しくすることで軸受すきまの不均一が発生するのを防ぎ、ころ及び軌道輪にエッジロードや剥離などの不具合を生じさせないスラスト円筒ころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
内輪と外輪とでバックアップ幅に差がある場合において、内外輪のそれぞれのバックアップ幅のうち、バックアップ幅が相対的に大きい軌道輪において、バックアップ面と軌道輪との間に円筒状の間座を設け、間座と軸またはハウジングとの中空円状の接触面の径方向接触長さを、対向する軌道輪のバックアップ幅と同じ長さにする。間座の材質としては、Ｓ４５Ｃ等の軟鋼や軸受鋼などを用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記の間座を設けることにより、大きなスラスト荷重が負荷された場合でも、内輪と外輪が略等しい弾性変形状態を示すようになるため、軌道面の平行度が失われ難く、軸受すきまが不均一になるのを抑制する。その結果、ころ面圧の局部的増大や偏荷重の発生、及びこれに伴う摩耗や剥離を抑制することができる。通常、稼動ニーズの詳細な変更への対応などには軸受などの部品側の設計変更で対応することが多く、また、大幅な設計変更においては機械設備側の設計変更が行われることもある。本願発明を用いれば、設計変更があった場合でも、小さい方のバックアップ幅が確定してから間座を用意すれば良いため、軸受を変更しなくても済むことになり、設計変更に柔軟に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】外輪のバックアップ面に間座を設けることで、スラスト荷重負荷時における内外輪の弾性変形量を略等しくした状態を模式的に示した断面図である。
【図２】間座の斜視図である。
【図３】一般的なスラスト円筒ころ軸受を装置に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図４】スラスト円筒ころ軸受にスラスト荷重が負荷されて不均一に変形した状態を模式的に示した断面図である。
【図５】座ぐり穴を設けた間座の斜視図である。
【図６】座ぐり穴を設けた間座を外輪にボルトで結合した状態を模式的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明について図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１４】
スラスト円筒ころ軸受において、外輪７側のバックアップ幅Ｌｈと、内輪６側のバックアップ幅Ｌｓが大きく異なる（Ｌｓ＜Ｌｈ）場合は図４に示すように、スラスト荷重Ｆａが負荷された際に、ころ８の内径側において過大な荷圧が生じ、軌道面の剥離などの原因となる。そのため内外輪のバックアップ幅は略等しい状態にあることが望ましいが、特に軸１側においては軽量化、低慣性モーメント化の要求があることや、実際の機械設備では軸受に関わる理由以外にも軸部形状を規定するパラメータが多いことから、バックアップ幅を大きく設定することが困難な場合が多い。
【００１５】
（第一の実施形態）
本発明における第一の実施形態を図１（ａ）及び図２に示す。Ｌｓ＜Ｌｈである場合は、外輪７とハウジング４間に、内輪６側の径方向バックアップ幅Ｌｓと同じ径方向長さＬｋを有する間座９を設ける。間座９の挿入により、内輪６と外輪７のバックアップ幅が同じ長さとなり、スラスト荷重Ｆａによる内輪６と外輪７の弾性変形量も略等しくなる［図１（ｂ）参照］。Ｌｓ＞Ｌｈである場合は、内輪と軸との間に外輪側バックアップ幅Ｌｈと同じ径方向長さを有する間座を設ける。
【００１６】
この結果、従来、両者の変形に差が生じていたことに起因する軸受すきまｄの径方向での不均一が低減され、軸受の稼働中においても径方向に略均一な軸受すきまｄが得られるため、局部的なころ面圧の増大やエッジロードの発生、及びそれに伴う異常摩耗や軌道面、ころ表面の剥離を防止することができる。
【００１７】
間座の材質としては、Ｓ４５Ｃ等の軟鋼やＳＵＪ２等の軸受鋼もしくは銅などを用いることができる。またハウジングの素材がアルミニウム合金である場合などは、間座を同様な物性値（熱膨張率など）を有するアルミニウム合金としても良い。
【００１８】
この結果、従来、両者の変形に差が生じていたことに起因する軸受すきまｄの径方向での不均一が低減され、軸受の稼働中においても径方向に略均一な軸受すきまｄが得られるため、局部的なころ面圧の増大やエッジロードの発生、及びそれに伴う異常摩耗や軌道面、ころ表面の剥離を防止することができる。
【００１９】
また、本発明を用いれば設備の設計途中でバックアップ幅が変更になったとしても、軸受の型番は変えずに間座の大きさを変えるだけで済むため、設計変更に柔軟に対応できる。
【００２０】
（第二の実施形態）
本発明における第二の実施形態を図５及び図６に示す。第二の実施形態においては、間座９を軸受の内輪６または外輪７のいずれかにボルトで軸方向に結合することを特徴とする。例えばＬｓ＜Ｌｈである場合は、内輪６側の径方向バックアップ幅Ｌｓと同じ径方向長さＬｋを有する間座９を配置する（図６参照）。間座９には円周方向の６箇所に座ぐり穴を、外輪７には間座９の座ぐり穴に対応する位置にねじ穴を設け、両者をボルトで結合する。ボルトの数や位置は間座の外径と径方向長さＬｋに合わせて決める（図５参照）。
【００２１】
間座９の挿入によって内輪６と外輪７のバックアップ幅が同じ長さとなり、スラスト荷重Ｆａによる内輪６と外輪７の弾性変形量が略等しくなる。その結果、局部的なころ面圧の増大やエッジロードの発生、及びそれに伴う異常摩耗や軌道面、ころ表面の剥離を防止することができる。
【００２２】
加えて間座９と外輪７がボルトにより結合されているため、間座９と外輪７の接触面における面圧が均一化され、間座９と外輪７の傾きを防止することができる。また間座９とハウジング４との嵌め合いによる摩擦力が外輪７の固定を補助するため、外輪７のクリープを抑制することができる。
【００２３】
Ｌｓ＞Ｌｈである場合は、内輪６と軸１との間に外輪側バックアップ幅Ｌｈと同じ径方向長さＬｋを有する間座９を配置する。上記と同様に間座９に座ぐり穴を、内輪６の端面にねじ穴を円周方向に複数個所設け、両者をボルトで結合する。間座９と内輪６の傾きが防止され、また内輪６のクリープについても抑制することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  軸
２  内輪位置決め用の段差
３  内輪側バックアップ面
４  ハウジング
５  外輪側バックアップ面
６  内輪
７  外輪
８  円筒ころ
９  間座
１０  ボルト
Ｌｓ  内輪側バックアップ幅
Ｌｈ  外輪側バックアップ幅
Ｌｋ  間座の径方向の長さ
Ｆａ  スラスト荷重
ｄ  軸受すきま
【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】
2014001840.tif 000007
【図６】
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