(57)【要約】【課題】ピン型保持器を備えた転がり軸受において、わずかなコストで確実に回転不良の発生を防止することである。【解決手段】ピン型保持器４の各ピン５の一端をテーパねじで、他端を溶接でそれぞれ側板６、７に固定するようにし、正ねじの雄ねじ部５ａを有するピン５と逆ねじの雄ねじ部５ｂを有するピン５とを保持器４周方向に交互に配置して、半数のピン５でころ３の自転によるねじの緩みが生じないようにすることにより、これらの半数のピン５の疲労寿命を残りの半数のピン５よりも長くして、軸受の組込みから定期点検までの間で、ある程度のピン５の折損はあっても、側板６、７の変形が小さく、軸受の回転不良につながらないようにしたのである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外輪間に配される複数のころを挟んで対向する一対の環状側板に、各ころの中心を貫通するピンの両端を固定したピン型保持器により、前記各ころを転動自在に保持した転がり軸受において、前記保持器の各ピンの側板への固定構造のうちで、一部のピンの固定構造を他のピンと異ならせて、各ピンの間で疲労寿命に差が生じるようにしたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記保持器の各ピンの一端側の固定構造が、ピンの一端に設けたテーパ雄ねじ部を側板にねじ込むものであり、前記各ピンのうちの一部のピンの雄ねじ部を正ねじとし、他のピンの雄ねじ部を逆ねじとした請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記正ねじの雄ねじ部を有するピンと前記逆ねじの雄ねじ部を有するピンとを、前記保持器の周方向に交互に配置した請求項２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
圧延機のロールネックの支持に使用され、前記ころが二列以上に組み込まれた請求項１乃至３のいずれかに記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内外輪間に配されるころをピン型保持器で保持した転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄設備の一つである圧延機のロールネックを支持する四列円すいころ軸受や四列円筒ころ軸受等、高い負荷容量を必要とされる転がり軸受には、各ころを挟んで対向する一対の環状側板に各ころの中心を貫通するピンの両端を固定したピン型保持器を用いることにより、ころの間隔をつめてころ数を増加させ、負荷容量の増大を図ったものがある。
【０００３】
上記ピン型保持器を用いた転がり軸受では、例えば本発明の実施形態である図３に示すように、保持器４の各ピン５の一端がテーパねじで、他端が溶接で側板６、７に固定されていることが多い。このため、保持器４のピン５のねじ込み方向と逆の方向にころ３が自転する場合には、ピン５のねじがころ３から伝達される回転力によって緩む方向となる。ピン５のねじが緩む方向の場合、回転剪断力がすべて他端の溶接側に作用する。そのため、ピン５は、回転剪断力により溶接部の熱影響層の境界付近で早期に疲労が進展して折損することがある。
【０００４】
上述した保持器のピンの折損は、直接は軸受の回転不良につながらず、設備の定期点検の際に数本のピンが折損した保持器の交換が行われる場合も多い。ただし、折損したピンは、ころから受ける力で自転して、一方の側板のねじ孔から抜けていくとともに分離した溶接部を介して他方の側板を押圧するので、多くのピンが折損すると、側板が大きく変形して保持器の機能が損なわれることにより軸受の損傷が加速され、定期点検までに軸受の回転不良が発生することがある。
【０００５】
特に、ころを二列以上組み込んだ軸受（図３参照）では、保持器のピンが軸受の両側からねじ込まれて、そのねじ込み方向がころの自転方向と一致する列と逆になる列ができるため、少なくとも一列で保持器のピンの多くが短期間に折損して側板が大きく変形することになり、回転不良が生じやすい。
【０００６】
このため、従来から、保持器のピンの折損対策として、様々な提案がなされている。しかしながら、例えば、ピンの雄ねじ部と側板のねじ孔とでねじのピッチを異ならせることにより、両者のねじのフランク面を一部で強く密着させて、ねじの緩みを防止する方法では（特許文献１参照。）、保持器製造時にピンおよび側板のねじのピッチを管理することが必要となり、軸受のコストアップを招く。
【０００７】
また、ピンの他端を側板に溶接する代わりに、ピンの他端に胴体部よりも小径の雄ねじ部を設け、この雄ねじ部にねじ結合するナットと胴体部とで側板の一部を挟持して、ピンの他端側に作用する応力を分散させる方法では（特許文献２参照。）、ナットの分だけ部品点数が増えるし、ピンの他端側にもねじ加工が必要となるため、軸受のコストアップを招く。
【０００８】
また、ころ中心のピン孔の内周面とピン外周面との間に円筒形の荷重受部材を設け、この荷重受部材の両端を側板に固定すれば（特許文献３参照。）、ころからピンに回転力が伝達されることがなくなるが、この方法も、荷重受部材の分だけ部品点数が増えてコストアップとなる。
【０００９】
また、一方の側板を軸方向に２分割し、ピンをねじ込んだ状態で締結ねじを用いて締結することにより、ピンと側板とのねじ結合部に予圧を付与して、ねじの緩みを防止する方法も（特許文献４参照。）、分割された側板と締結ねじの分だけ部品点数が増えてコストアップとなる。
【００１０】
これに対して、保持器のピンのねじ込み方向をころの自転方向（組込時の軸受の回転方向と逆の方向）と一致させることにより、ピンのねじの緩みを防止する方法は（特許文献５参照。）、部品点数の増加がなく、コストアップを伴うことなく実施できそうに思われる。
【００１１】
しかしながら、上記の方法のように軸受組込時にその回転方向を管理することは、実際の設備では必ずしも容易でない。例えば、高い稼働率で運転されている圧延機等の設備では、ロールネック用軸受の予備の数が少ないと、軸受のトラブルによる突発的な組替や定期的な組替の際に、保持器のピンのねじ込み方向がころの自転方向と一致する予備の軸受が修理等のために準備できず、ピンねじ込み方向が逆の軸受を組み込まざるをえなくなって、軸受の回転不良につながるケースが発生しやすい。このようなケースを避けるには、ピンのねじ込み方向が互いに反対の軸受を常時準備できるように予備の軸受の数を増やせばよいが、その場合にはコストが大幅に増加するし、予備軸受の管理も面倒になる。
【特許文献１】特開２００４−７６８０２号公報
【特許文献２】特開２００４−５２７８６号公報
【特許文献３】特開２００３−３４３５７２号公報
【特許文献４】特開平１１−２１０７５８号公報
【特許文献５】特開２００３−３４３５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、ピン型保持器を備えた転がり軸受において、わずかなコストで確実に回転不良の発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明は、内外輪間に配される複数のころを挟んで対向する一対の環状側板に、各ころの中心を貫通するピンの両端を固定したピン型保持器により、前記各ころを転動自在に保持した転がり軸受において、前記保持器の各ピンの側板への固定構造のうちで、一部のピンの固定構造を他のピンと異ならせて、各ピンの間で疲労寿命に差が生じるようにした。
【００１４】
すなわち、保持器の一部のピンの固定構造を他のピンと異ならせて、短期間にピンの折損が集中しないようにすることにより、軸受の組込みから定期点検までの間では、ある程度のピンの折損はあっても、側板の変形が小さく、軸受の回転不良につながらないようにしたのである。
【００１５】
ここで、前記保持器の各ピンの一端側の固定構造が、ピンの一端に設けたテーパ雄ねじ部を側板にねじ込むものである場合は、前記各ピンのうちの一部のピンの雄ねじ部を正ねじとし、他のピンの雄ねじ部を逆ねじとすれば、安価に一部のピンと他のピンの間で疲労寿命に差をつけることができる。
【００１６】
また、上記の構成において、前記正ねじの雄ねじ部を有するピンと前記逆ねじの雄ねじ部を有するピンとを、前記保持器の周方向に交互に配置すれば、軸受の回転方向によらず半数のピンに折損のおそれがなく、ころの自転方向と逆の方向にねじ込まれたピンが折損する場合でも、その位置が保持器の周方向で均等に分散されるため、軸受の回転不良をより発生しにくくすることができる。
【００１７】
本発明は、圧延機のロールネックの支持に使用され、ころが二列以上に組み込まれた転がり軸受に有効に適用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、上述したように、ピン型保持器の一部のピンの固定構造を他のピンと異ならせて、短期間にピンの折損が集中しないようにしたので、確実に軸受の回転不良を防止することができる。しかも、部品点数の増加がなく、軸受の管理もしやすいので、軸受のコストは従来とほとんど変わらない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、実施形態の四列円筒ころ軸受ＡでワークロールＢ両端のロールネックＣを支持した圧延機の構成を示す横断面図である。この圧延機の軸受Ａは、図２にも示すように、軸受箱Ｄの内周に嵌め込まれ、軸受箱Ｄに取り付けたリテナーＥで軸方向に固定された状態で、軸受箱ＤとともにハウジングＦの側壁の開口部に組み込まれている。
【００２０】
また、前記軸受Ａは、図３に示すように、一対の内輪１を軸方向に突き合わせ、４個の外輪２を各内輪１の外周側に２個ずつ並べて配し、これらの内輪１と外輪２との間に、複数の円筒ころ３を各外輪２の位置に対応させて四列に配したものである。各ころ３は、一列ごとに外輪２の両側に形成された鍔部２ａで軸方向移動を規制されるとともに、ピン型保持器４で転動自在に保持されている。ピン型保持器４は、ころ３の中心を貫通するピン５の両端を、各ころ３を挟んで対向する一対の環状側板６、７に固定したものである。
【００２１】
前記保持器４のピン５一端側の固定構造は、図４にも示すように、ピン５の一端に設けたテーパ雄ねじ部５ａ（または５ｂ）を、一方の側板６に周方向で等間隔に形成したテーパねじ孔６ａ（または６ｂ）にねじ込んでいる。一方、ピン５他端側の固定構造は、ピン５の他端部を他方の側板７に形成した嵌合孔７ａに嵌め込んだ状態で、嵌合孔７ａの入口部の内面とピン５外周面との間に溶接金属８を溶着させて溶接している。なお、図４は、図３の最右列の保持器４のピン固定状態を示したものであるが、図３の右から３列目の保持器４についても、この図４と同じ状態でピン５が固定されている。また、２列目および４列目の保持器４は、図４を左右逆向きにした状態となっている。
【００２２】
また、図４に示したように、各列の保持器４は、正ねじの雄ねじ部５ａを有するピン５と逆ねじの雄ねじ部５ｂを有するピン５とが、保持器４周方向に交互に配置されている。従って、組込時の軸受の回転方向によらず、半数のピン５では、ねじ込み方向がころ３自転方向と逆になるため、ころ３から伝達される回転力でねじが緩み、他端側で回転剪断力が大きくなって折損するおそれがあるが、残りの半数のピン５では、ねじ込み方向がころ３自転方向と一致するので、ねじが緩むことはなく、ねじ込み方向が逆のピン５よりも疲労寿命が長い。
【００２３】
この転がり軸受は、上記の構成であり、使用中に保持器４のピン５の半数がねじの緩みにより折損したとしても、折損するピン５の位置が保持器４の周方向で均等に分散されているし、残りの半数のピン５が折損しにくいため、側板６、７の変形が小さく、回転不良にはつながりにくい。しかも、一般的なピン型保持器を備えた軸受との構成の違いは、保持器４のピン５の半数のねじ込み方向のみなので、コストの増加代もわずかである。
【００２４】
なお、本発明は、上述した実施形態のような四列円筒ころ軸受だけでなく、ころが二列または一列の軸受や、円すいころを組み込んだ軸受にも、もちろん適用できる。また、圧延機のロールネック支持用の軸受に限らず、ピン型保持器を備えた転がり軸受に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態の軸受を組み込んだ圧延機の横断面図
【図２】図１の拡大横断面図
【図３】図１の軸受の正面断面図
【図４】図１の軸受の周方向に沿った断面の一部拡大展開図
【符号の説明】
【００２６】
１  内輪
２  外輪
３  ころ
４  保持器
５  ピン
５ａ、５ｂ  雄ねじ部
６、７  側板
８  溶接金属
Ａ  軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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