(57)【要約】【課題】転がり軸受の許容荷重を大きくし得る転がり軸受用保持器および転がり軸受を提供する。【解決手段】外周面に軌道を有する内輪１０ａ，１０ｂと、内周面に軌道を有する外輪２０ａ，２０ｂと、これら軌道同士の間に転動自在に介装され、軸方向に貫通孔１ａを有する複数のころ１と、を備えた転がり軸受に用いられ、ころ１の貫通孔１ａに挿通されてころ１を回転自在に保持する連結ピン２と、その連結ピン２の端部と所定の締め代をもって嵌合する複数のピン受け孔４ａ，４ｂを有し、ころ１を挟んで互いに対向する一対の環状板３ａ，３ｂと、を備え、環状板３ａ，３ｂのピン受け孔４ａ，４ｂに連結ピン２の端部が嵌入されるとともに、環状板３ａ，３ｂの外側面と連結ピン２の端部とが溶接される保持器８において、前記溶接は、ピン受け孔４ａ，４ｂの縁部および連結ピン２の端部を溶解させて再凝固させる母材共付け溶接である。【選択図】図１
2006153184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に軌道を有する内輪と、内周面に軌道を有する外輪と、これら軌道同士の間に転動自在に介装され、軸方向に貫通孔を有する複数のころと、を備えた転がり軸受に用いられ、前記ころの貫通孔に挿通されて前記ころを回転自在に保持する連結ピンと、該連結ピンの端部と所定の締め代をもって嵌合する複数のピン受け孔を有し、前記ころを挟んで互いに対向する一対の環状板と、を備え、少なくとも一方の前記環状板のピン受け孔に前記連結ピンの端部が嵌入されるとともに、当該少なくとも一方の環状板の外側面と前記連結ピンの端部とが溶接される保持器において、
前記溶接は、前記ピン受け孔の縁部および前記連結ピンの端部の少なくとも一方を溶解させて再凝固させる母材共付け溶接であることを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項２】
前記溶接は、ＴＩＧ溶接またはプラズマ溶接であり、その溶接部が、前記ピン受け孔の周縁部に円環状に形成されるとともに、前記環状板の外側面からの前記連結ピンの軸方向への盛り上がり量が０．５ｍｍ以内で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受用保持器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の転がり軸受用保持器を備えたことを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受用保持器および転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼設備、急加減速や負荷変動が繰り返される減速機、重荷重を受ける圧延機などで使用される転がり軸受では、ラジアル方向に急激な負荷変動が繰り返し発生するため、転がり軸受の許容荷重を大きくとれるように、外輪と内輪との間に組み込まれる転動体として、例えば、円筒状あるいは円錐状の転動体（以下、「ころ」と記す）を使用している。
このような転がり軸受のころを保持する保持器としては、種々のタイプのものがあるが、ピンタイプ保持器と称されるものは、例えば図６に示すように、ころ１０１の中心の貫通孔に挿通する連結ピン１０２の一端部を、ころを挟んで互いに対向する一対の環状板１０３ａ，１０３ｂのうち一方の環状板１０３ａに設けられたピン受け孔１０４ａに嵌入し、このピン受け孔１０４ａに嵌入された連結ピン１０２の端面全体を覆うように環状板と連結ピンとを溶接して構成されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】実公昭６０−１８２５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のこの種の保持器では、連結ピンの端面全体を覆うように溶接された部分は、溶接する部分にワイヤなどの溶加材を供給しながら環状板のピン受け孔を埋め尽くすように形成されており、図６に符号Ａで示すように、環状板の外側面から連結ピンの軸方向に溶接部１０６が凸形状に盛り上がっていた。
そして、例えば図５（ａ）に示すように、連結ピン１０２の端部がテーパ状に加工され、そのテーパ状の端部と、その外側に嵌め込まれるブッシュ１０４とを共に環状板１０３ａに溶接するテーパブッシュ保持器、また、例えば図５（ｂ）に示すように、連結ピン１０２の端部に段部が加工され、その段部を有する端部を環状板１０３ａに溶接するような、一段ピン保持器や、二段ピン保持器では、溶接側の環状板の板厚が、溶接による盛り上がり量を予め見込んで厚めに設計されているものがあった。
【０００４】
また、溶接側の環状板を厚めに設計することによって他方の側の環状板と板厚が異なると、加工時に溶接側の環状板と他方の側の環状板とを取り間違えたり、組み込み時に組み込み方向を逆向きにするおそれがあるため、環状板の板厚を、厚い側、つまり溶接側の環状板に揃えて設計されているものもあった。
このように、従来のこの種の保持器では、溶接による盛り上がり量に対応するために、溶接側の環状板には、盛り上がり量分の厚さが余分に加味され、また、その厚さに合わせて他方の側の環状板にも、同様の厚さが余分に加味されている場合があった。すなわち、従来のこの種の保持器では、溶接による盛り上がり量に対する設計上の配慮を必要としていた。これにより、限られた寸法の取り合いの中で、その余分な板厚によって、その分ころの長さが短くなり、転がり軸受の許容荷重を大きくする上で制約条件となっていた。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、溶接による盛り上がり量に対する設計上の特段の配慮をほとんど不要として、設計に加味されていた環状板の余分な板厚を不要とし、その不要とした板厚分をころの長さに充当可能とすることによって転がり軸受の許容荷重を大きくし得る転がり軸受用保持器および転がり軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、外周面に軌道を有する内輪と、内周面に軌道を有する外輪と、これら軌道同士の間に転動自在に介装され、軸方向に貫通孔を有する複数のころと、を備えた転がり軸受に用いられ、前記ころの貫通孔に挿通されて前記ころを回転自在に保持する連結ピンと、該連結ピンの端部と所定の締め代をもって嵌合する複数のピン受け孔を有し、前記ころを挟んで互いに対向する一対の環状板と、を備え、少なくとも一方の前記環状板のピン受け孔に前記連結ピンの端部が嵌入されるとともに、当該少なくとも一方の環状板の外側面と前記連結ピンの端部とが溶接される保持器において、前記溶接は、前記ピン受け孔の縁部および前記連結ピンの端部の少なくとも一方を溶解させて再凝固させる母材共付け溶接であることを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、ピン受け孔に嵌入された連結ピンと環状板との溶接は、被溶接材料自体を溶解させて再凝固させる母材共付け溶接である。そのため、環状板の外側面からの連結ピンの軸方向への溶接による盛り上がり量が少ない。したがって、溶接による盛り上がり量に対する設計上の特段の配慮をほとんど不要として、従来は設計に加味されていた環状板の余分な板厚を不要とし、その不要とした板厚分をころの長さに充当することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転がり軸受用保持器であって、前記溶接は、ＴＩＧ溶接またはプラズマ溶接であり、その溶接部が、前記ピン受け孔の周縁部に円環状に形成されるとともに、前記環状板の外側面からの前記連結ピンの軸方向への盛り上がり量が０．５ｍｍ以内で形成されていることを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、溶接はＴＩＧ溶接またはプラズマ溶接であり、その母材共付け溶接による溶接部の盛り上がり量が０．５ｍｍ以内で形成されているから、溶接による盛り上がり量に対する設計上の特段の配慮をほとんど不要とするような母材共付け溶接をより好適に形成することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、転がり軸受であって、請求項１または２に記載の転がり軸受用保持器を備えたことを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の転がり軸受用保持器による効果を奏する転がり軸受を提供できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、保持器の連結ピンと環状板との溶接による盛り上がり量に対する設計上の特段の配慮をほとんど不要とし、設計に加味されていた環状板の余分な板厚を不要とし、その不要とした環状板の余分な板厚分をころの長さに充当可能とすることによって転がり軸受の許容荷重を大きくし得る転がり軸受用保持器および転がり軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る転がり軸受用保持器およびその保持器を備えた転がり軸受の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１は、本発明を四列円筒ころ軸受に適用した例であり、同図では、四列円筒ころ軸受をその軸方向の断面図で示している。
同図に示すように、この四列円筒ころ軸受は、外周面に軌道４０ａを有する２つの内輪１０ａ，１０ｂと、内周面に軌道４０ｂを有する２つの外輪２０ａ，２０ｂと、３つの鍔輪３０ａ，３０ｂ，３０ｃと、を備えている。そして、内輪１０ａ，１０ｂ、外輪２０ａ，２０ｂおよび３つの鍔輪３０ａ，３０ｂ，３０ｃとが組み合わされてつくる軌道４０ａ，４０ｂ同士の間が、四列のころ軌道４０として形成されている。そして、各ころ軌道４０のそれぞれには、軸方向に貫通孔１ａを有する円筒状の複数のころ１が転動自在に介装されており、その各ころ１相互の円周方向位置を規制する保持器８が配置されている。
【００１２】
次に、保持器８について詳しく説明する。
図２は保持器８の一部を示す側面図、また、図３は、図２でのＸ−Ｘ断面図である。
この保持器８は、図２および図３に示すように、ころ１の貫通孔１ａに挿通されて、ころ１を回転自在に保持する複数本の連結ピン２を有する。そして、その連結ピン２の両端側には、ころ１を挟んで互いに対向する一対の環状板３ａ，３ｂを備えている。
【００１３】
連結ピン２は、ＳＮＣＭ４３１、Ｓ３５Ｃ、Ｓ３８Ｃ等の鉄鋼材料で形成されており、各ピン２の表層部には浸炭硬化層が形成されている。
一対の環状板３ａ，３ｂは、連結ピン２の端部と所定の締め代をもって嵌合する複数のピン受け孔４ａ，４ｂが、円周方向に等間隔を開けてそれぞれに形成されている。そして、図３に示すように、これらのピン受け孔４ａ，４ｂのうち環状板３ａに穿設されたピン受け孔４ａには、連結ピン２の右側端部２ａが環状板３ａの外側面に対して面一で嵌入されており、このピン受け孔４ａの孔径は、上記所定の締め代として、連結ピン２の右側端部２ａの外径より５〜４０μｍ程度小さい孔径となっている。一方、環状板３ｂに穿設されたピン受け孔４ｂには、連結ピン２の左側端部２ｂが環状板３ｂの外側面に対して面一で嵌入されており、このピン受け孔４ｂの孔径は、上記所定の締め代として、連結ピン２の左側端部２ｂの外径より５〜２５μｍ程度小さい孔径となっている。ここで、ピン受け孔４ｂの孔径ｄｂは、ピン受け孔４ａの孔径ｄａよりも約１ｍｍ程度大きい孔径となっている。なお、孔径ｄａと孔径ｄｂとの差は上記の値に限定されるものではなく、ｄｂ＞ｄａの関係を満たしていればよい。
【００１４】
そして、保持器８は、一対の環状板３ａ，３ｂの各ピン受け孔４ａ，４ｂに連結ピン２の端部がそれぞれ嵌入され、さらに、嵌入された連結ピン２の端部は、環状板３ａ，３ｂの外側面に溶接にて接合されており、一対の環状板３ａ，３ｂを連結ピン２によって所定の間隔を開けて相互に連結して一体化される。
ここで、環状板３ａ，３ｂの外側面と連結ピン２の端部との溶接は、ＴＩＧ（Ｔangsten Ｉnert Ｇas)溶接による母材共付け溶接であり、ワイヤなどの溶加材を使用しないで溶接部６が形成されている。すなわち、被溶接材料であるピン受け孔４ａ，４ｂの縁部および連結ピン２の端部を溶解させて再凝固させることによって溶接を行なっている。
【００１５】
また、この溶接は、図２および図３に示すように、その溶接部６が、環状板３ａ，３ｂの外側面側かつピン受け孔４ａ，４ｂの周縁部にほぼ一定の幅で円環状に形成される。このとき、各環状板３ａ，３ｂの外側面からの連結ピン２の軸方向への溶接部６の盛り上がり量は０．５ｍｍ以内で形成することが好ましい。そのため、本実施形態では、この盛り上がり量がほとんど生じない（ほぼ０ｍｍ）ように溶接されている。
【００１６】
次に、この保持器８および上記本実施形態の四列円筒ころ軸受の作用・効果について説明する。
この保持器８によれば、ピン受け孔４ａ，４ｂに嵌入された連結ピン２と環状板３ａ，３ｂとの溶接は、被溶接材料自体を溶解させて再凝固させる母材共付け溶接である。そのため、例えば従来行なわれていたパルスＭＡＧ溶接のように、溶接する部分にワイヤなどの溶加材を供給する溶接とは異なり、環状板３ａ，３ｂの外側面からの連結ピン２の軸方向への溶接部６の盛り上がり量が少ない。したがって、溶接による盛り上がり量に対する設計上の特段の配慮をほとんど不要として、従来は設計に加味されていた環状板３ａ，３ｂの余分な板厚を不要とし、その不要とした板厚分をころ１の長さに充当することができる。そのため、四列円筒ころ軸受の許容荷重を大きくすることが可能となる。特に上記実施形態の例では、４箇所の溶接部６について余分な板厚を不要とすることができるから、より効果的に許容荷重を大きくすることが可能となる。
【００１７】
また、この保持器８によれば、ピン受け孔４ａ，４ｂの孔径を連結ピン２の両端部２ａ，２ｂの外径より５〜４０μｍ程度小さい孔径とすることで、連結ピン２とピン受け孔４が締まり嵌めとなる。そのため、連結ピン２とピン受け孔４ａ，４ｂとの間に隙間が発生するようなことがない。したがって、回転方向（周方向）の負荷荷重が連結ピン２に作用しても連結ピン２と環状板３ａ，３ｂとの溶接部６に応力集中が発生することを好適に抑制することができる。これにより、連結ピン２と環状板３ａ，３ｂとの溶接部６での応力集中による溶接部の割れ等を防ぎ、連結ピン２と環状板３ａ，３ｂとの溶接にＴＩＧ溶接をより好適に用いることを可能としている。
【００１８】
そして、この保持器８によれば、ＴＩＧ溶接によって溶接部６の盛り上がり量がほとんど生じないように形成されているから、溶接による盛り上がり量に対する設計上の特段の配慮をほとんど不要とするような母材共付け溶接をより好適に形成することができる。そして、ＴＩＧ溶接によれば溶接による残留引張応力を小さくできるという効果もある。
また、この保持器８によれば、ピン受け孔４ｂの孔径ｄｂをピン受け孔４ａの孔径ｄａよりも大きい孔径とすることで、保持器の組立を容易に行うことができる。すなわち、ピン受け孔４ａ，４ｂの孔径を同じ孔径とした場合には、ピン受け孔４ａに対する連結ピン２の圧入方向とピン受け孔４ｂに対する連結ピン２の圧入方向が逆方向となるが、ピン受け孔４ｂの孔径をピン受け孔４ａの孔径より大きい孔径とした場合には、連結ピン２の端部２ａ，２ｂをピン受け孔４ａ，４ｂに一方向から圧入できるので、保持器の組立を容易に行うことができる。
【００１９】
なお、本発明に係る転がり軸受用保持器および転がり軸受は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、一対の環状板３ａ，３ｂそれぞれに対し、連結ピン２の両端部２ａ，２ｂをピン受け孔４ａ，４ｂに嵌入し、溶接する例で説明したが、これに限定されず、いずれか一方を上記実施形態同様の溶接構造とし、他方は雌雄のねじによって締結するように構成することもできる。このような構成であっても、溶接による盛り上がり量に対する設計上の特段の配慮をほとんど不要とすることができる。
【００２０】
また、例えば、溶接部６は、ピン受け孔４ａ，４ｂの周縁部に円環状に形成されているが、これに限定されず、ピン受け孔４ａ，４ｂの周縁部に、周方向に離間的に溶接部６を形成してもよい。しかし、より確実な溶接を施すうえでは、ピン受け孔４ａ，４ｂの周縁部に円環状に溶接部を形成することが望ましい。
また、例えば、上記実施形態では、連結ピン２の軸方向での嵌入位置を環状板３ａ，３ｂの外側面と面一とし、溶接部６は、環状板３ａ，３ｂの外側面からの連結ピン２の軸方向への盛り上がり量がほとんど生じない（ほぼ０ｍｍ）ように形成されている例で説明したが、これに限定されるものではない。
【００２１】
例えば、図４に、本発明に係る溶接部の変形例を示す。
同図（ａ）に示す第一の変形例では、連結ピン２の端面が環状板３ａの外側面から僅かに出っ張って嵌入されているが、その出っ張り量は０．５ｍｍ以内になっている。また、同図（ｂ）に示す第二の変形例では、連結ピン２の端面が環状板３ａの外側面から僅かに引っ込んで嵌入されている。このように、連結ピン２の軸方向での嵌入位置は、面一に限定されない。
【００２２】
さらに、同図（ｃ）に示す第三の変形例では、連結ピン２の端面が環状板３ａの外側面から僅かに出っ張って嵌入されているとともに、ＴＩＧ溶接にワイヤを使用しているため溶接部が少し盛り上がっているが、その出っ張り量および盛り上がり量はいずれも０．５ｍｍ以内になっている。また、同図（ｄ）に示す第四の変形例では、連結ピン２の端面が環状板３ａの外側面から僅かに引っ込んで嵌入されているとともに、ＴＩＧ溶接にワイヤを使用しているため溶接部が少し盛り上がっているが、溶接の盛り上がり量は０．５ｍｍ以内になっている。
【００２３】
このように、本発明に係る溶接部は、ワイヤなどの溶加材の使用の有無についても制限されない。しかし、溶接部の盛り上がり量を安定して管理する上では、母材共付け溶接によってワイヤなどの溶加材を使用しないで溶接することが望ましい。
また、母材共付け溶接は、ＴＩＧ溶接に限定されず、例えばプラズマ溶接が適用可能である。また、例えばパルスＭＡＧ溶接を用いてもよいが、高品質で安定した母材共付け溶接とする上では、ＴＩＧ溶接またはプラズマ溶接にて溶接することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る転がり軸受用保持器の一部を示す側面図である。
【図３】図２でのＸ−Ｘ断面図である。
【図４】本発明の変形例を説明する図である。
【図５】従来の転がり軸受用保持器を説明する図であり、同図では、図６での右端のＡ部を拡大図で示している。
【図６】従来の転がり軸受用保持器を説明する図であり、同図では、四列円筒ころ軸受をその軸方向の断面図で示している。
【符号の説明】
【００２５】
１    ころ
２    連結ピン
３ａ，３ｂ    環状板
４ａ，４ｂ    ピン受け孔
６    溶接部
８    保持器
１０ａ，１０ｂ    内輪
２０ａ，２０ｂ    外輪
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ    鍔輪
４０    ころ軌道
【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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