(57)【要約】【課題】返し作業の作業性を改善し、組立性を向上できる自動調心ころ軸受を提供する。【解決手段】自動調心ころ軸受では、各柱部８の長さＬ８は、各球面ころ３の軸方向長さＬ３の１／２よりも長く、各柱部８の円周方向側面は、先端部が中間部よりも円周方向に突出していて、円周方向に隣り合う柱部８の先端部の円周方向側面同士の間隔ｄを、各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さくする。内輪２の軸方向両端部の外周面には、径方向外側に延出し、球面ころ３のころ端面と対向するつば部１０を有する。つば部１０の外径Ａは、つば部１０の外径Ａ＜つば部１０の根元径Ｅ＋２×（ころ径方向動き量＋ころチルト量）により規定される。【選択図】図１
2019015293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状凹面である外輪軌道をその内周面に形成する外輪と、前記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道をその外周面に形成する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間の両列毎に、複数個ずつ転動自在に配置される球面ころと、前記球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器と、を備え、
前記保持器は、前記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部を前記リム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合すると共に、それぞれの先端部を自由端とした複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を上記各ポケットとし、
前記各柱部の円周方向側面の断面形状は、前記保持器の軸方向及び径方向の何れの断面形状についても円弧形状であり、
前記各柱部の長さは、前記各球面ころの軸方向長さの１／２よりも長く、
前記各柱部の円周方向側面は、前記先端部が中間部よりも円周方向に突出し、円周方向に隣り合う前記柱部の前記先端部の円周方向側面同士の間隔を、各球面ころの最大直径よりも小さくする自動調心ころ軸受において、
前記内輪の軸方向両端部の外周面には、径方向外側に延出し、前記球面ころのころ端面と対向するつば部を有し、
前記つば部の外径は、
前記つば部の外径＜前記つば部の根元径＋２×（ころ径方向動き量＋ころチルト量）
により規定されることを特徴とする自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動調心ころ軸受に関し、より詳細には、製紙機械、金属の圧延機等、各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込んだ状態で使用される自動調心ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動調心ころ軸受としては、保持器を転動体案内とし、円周方向に隣り合う各柱部の先端部を各球面ころを抱き込んだ構成とし、内輪の軸方向両端部外周面に鍔部を形成しなくても、各ポケットから各球面ころが、外輪及び内輪の軸方向に抜け出ることを防止し、組立てを容易としたものが考案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図５は、従来の自動調心ころ軸受を示しており、外輪１の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５が形成されている。また、内輪２の外周面の幅方向両側には、それぞれが外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６が形成されている。また、複数の球面ころ３は、その最大径部が各球面ころの軸方向長さの中央部にある対称形で、外輪軌道５と内輪軌道６との間の両列毎に、複数個ずつ転動自在に配置されている。各球面ころ３の転動面の母線形状の曲率半径は、外輪軌道５及び内輪軌道６の母線形状の曲率半径より僅かに小さい。
【０００４】
保持器４は、両列の球面ころ３同士の間に配置された円環状のリム部７と、それぞれの基端部をリム部７の軸方向側面の円周方向複数個所に結合すると共に、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部８とを備える。そして、保持器４は、円周方向に隣り合う柱部８同士の間に、球面ころ３を転動自在に保持する複数のポケット９を備える。
【０００５】
また、図６及び図７に示すように、保持器４は、各ポケット９の円周方向両側を仕切る、各柱部８の円周方向両側面を、各球面ころ３の転動面と相似形で凹凸が逆である、凹曲面部１２としている。各凹曲面部１２は、保持器４の軸方向及び径方向に関して、互いに異なる曲率半径ＲＰ、ｒＰを有する。何れの方向の曲率半径ＲＰ、ｒＰも、各ポケット９内に保持された各球面ころ３の転動面と各凹曲面部１２との間に、潤滑油を送り込み可能なポケット隙間を介在させる程度に、各球面ころ３の転動面の曲率半径ＲＲ、ｒＲよりも大きくしている。
【０００６】
ポケット隙間の（これら各球面ころ３の）径方向に関する（各球面ころ３の中心軸と各ポケット９の中心軸とを一致させた状態での）厚さｔは、自動調心ころ軸受の諸元（サイズ）により多少異なるが、例えば各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込む自動調心ころ軸受の場合で、０．１〜０．５ｍｍ程度、或いは各球面ころ３の最大径の０．４〜２％程度である。各凹曲面部１２の各方向の曲率半径ＲＰ、ｒＰは、これら各球面ころ３の転動面の、対応する方向の曲率半径ＲＲ、ｒＲよりも、ポケット隙間分だけ大きく（ＲＰ＝ＲＲ＋ｔ、ｒＰ＝ｒＲ＋ｔ）している。尚、軸方向の曲率半径ＲＰは、径方向の曲率半径ｒＰに比べて遥かに大きい（ＲＰ≫ｒＰ）ので、ＲＰ＝ＲＲとしても、ほぼ同様の機能を得られる。従って、軸方向の曲率半径ＲＰは、ＲＰ〜ＲＰ＋ｔの間で設定される。
【０００７】
さらに、各柱部８の長さＬ８を、各球面ころ３の軸方向長さＬ３の１／２よりも大きくし（Ｌ８＞Ｌ３／２）、円周方向に隣り合う柱部８の先端部円周方向側面同士の間隔ｄを、各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。これにより、円周方向側面の先端部分は、ポケット９内に保持された各球面ころ３がポケット９から軸方向に抜け出ることを防止している。このばれ止め量（Ｄ−ｄ）は、各柱部８を円周方向に弾性変形させて、各ポケット９内に各球面ころ３を押し込める程度の上限に設定され、自動調心ころ軸受の大きさ、両保持器４の材質等に応じて設計的に定める。例えば、保持器付自動調心ころ軸受の大きさが、内径が４０〜６０ｍｍ程度、外径が１００〜１２０ｍｍ程度、保持器の材質が銅若しくは銅系合金である場合に、上記ばれ止め量を１００〜３００μｍ程度とする。
【０００８】
また、図示しないが、各柱部８の円周方向両側面に形成した各凹曲面部１２と、リム部７の軸方向片側面とは、各球面ころ３の端面外周縁部との干渉を防止する為の逃げ凹部を介して連続させており、各逃げ凹部を、曲率半径が１ｍｍ以上の凹曲面としている。これら各逃げ凹部の両側端縁のうち、各凹曲面部１２側の端縁はこれら各凹曲面部１２の端部と、リム部７の円周方向に凹む方向に連続している。これに対して、リム部７の軸方向片側面側の端縁は、このリム部７の軸方向片側面と滑らかに連続している。
【０００９】
このように構成される自動調心ころ軸受により、例えば、ハウジングの内側に回転軸を支承する場合、外輪１をハウジングに内嵌固定し、内輪２を回転軸に外嵌固定する。回転軸と共に内輪２が回転する場合には、複数の球面ころ３が転動して、この回転を許容する。ハウジングの軸心と回転軸の軸心とが不一致の場合、外輪１の内側で内輪２が調心する（外輪１の中心軸に対し内輪２の中心軸を傾斜させる）ことで、この不一致を補償する。外輪軌道５は、単一球面状に形成されているため、複数の球面ころ３の転動は、不一致補償後においても、円滑に行われる。
また、球面状の保持器４のポケット９が球面ころ３のスキューを抑制することで、摩擦及び振動を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４９８５８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１に記載の自動調心ころ軸受を組み立てる際には、図８に示すように、まず、保持器４に保持された複数の球面ころ３を内輪２に組み付けて組立体２０を構成する。次に、当該組立体２０を、外輪１の内周側に斜め又は直角に挿入し、組立体２０と外輪１とを同軸に配置する。そして、組立体２０を円周方向に回転させることによって、外輪１に組み込む、所謂返し作業を行う。図８には、返し作業において組立体２０を回転させる方向が矢印Ｃで示されている。
【００１２】
しかしながら、自動調心ころ軸受を図８のように返した状態では、球面ころ３が軸方向外側に動き、球面ころ３の軸方向動き量が大きくなると、保持器４のポケット９のばれ止め部と接するまで動き得る。このため、球面ころ３が外輪１の内周面の軸方向端部と接触し、スムーズに外輪１に収まらない懸念がある。
【００１３】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、返し作業の作業性を改善し、組立性を向上できる自動調心ころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  球状凹面である外輪軌道をその内周面に形成する外輪と、前記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道をその外周面に形成する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間の両列毎に、複数個ずつ転動自在に配置される球面ころと、前記球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器と、を備え、
前記保持器は、前記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部を前記リム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合すると共に、それぞれの先端部を自由端とした複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を上記各ポケットとし、
前記各柱部の円周方向側面の断面形状は、前記保持器の軸方向及び径方向の何れの断面形状についても円弧形状であり、
前記各柱部の長さは、前記各球面ころの軸方向長さの１／２よりも長く、
前記各柱部の円周方向側面は、前記先端部が中間部よりも円周方向に突出し、円周方向に隣り合う前記柱部の前記先端部の円周方向側面同士の間隔を、各球面ころの最大直径よりも小さくする自動調心ころ軸受において、
前記内輪の軸方向両端部の外周面には、径方向外側に延出し、前記球面ころのころ端面と対向するつば部を有し、
前記つば部の外径は、
前記つば部の外径＜前記つば部の根元径＋２×（ころ径方向動き量＋ころチルト量）
により規定されることを特徴とする自動調心ころ軸受。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の自動調心ころ軸受によれば、前記内輪の軸方向両端部の外周面には、径方向外側に延出し、前記球面ころのころ端面と対向するつば部を有し、前記つば部の外径は、前記つば部の外径＜前記つば部の根元径＋２×（ころ径方向動き量＋ころチルト量）により規定される。これにより、保持器に保持された球面ころの内輪への組立性を保ちつつ、返し作業の作業性を改善し、組立性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の断面図である。
【図２】本実施形態の自動調心ころ軸受の返し作業を説明するための図である。
【図３】組み立て時、球面ころが内輪のつば部を通過する時点の断面図である。
【図４】組み立て時、球面ころが内輪のつば部を通過した完了時点の断面図である。
【図５】従来の自動調心ころ軸受の断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】従来の自動調心ころ軸受の返し作業を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態の自動調心ころ軸受は、外輪１と、内輪２ａと、複数個の球面ころ３と、保持器４と、を備え、保持器４が、転動体案内であり、円周方向に隣り合う各柱部８の先端部が各球面ころを抱き込んだ構成とする点において、従来構造と同様としている。
【００１８】
具体的に、本実施形態の自動調心ころ軸受は、球状凹面である外輪軌道５をその内周面に形成する外輪１と、外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６をその外周面に形成する内輪２ａと、外輪軌道５と内輪軌道６との間の両列毎に、複数個ずつ転動自在に配置される球面ころ３と、円周方向複数個所に柱部８を有し、円周方向に隣り合う柱部８同士の間に球面ころ３を転動自在に保持する複数のポケット９を備えた保持器４と、を備える。
【００１９】
また、保持器４は、両列の球面ころ３同士の間に配置された円環状のリム部７と、それぞれの基端部をリム部７の軸方向側面の円周方向複数個所に結合すると共に、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部８とを備える。さらに、従来構造の図６及び図７を参照して、各柱部８の断面形状は、保持器４の軸方向及び径方向の何れの断面形状についても円弧形状に形成される。また、各柱部８の長さＬ８は、各球面ころ３の軸方向長さＬ３の１／２よりも長く設定される。
【００２０】
さらに、各柱部８の円周方向側面は、先端部が中間部よりも円周方向に突出していて、円周方向に隣り合う柱部８の先端部の円周方向側面同士の間隔ｄを、各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さくする。これにより、各柱部８の円周方向側面は、保持器４に複数の球面ころ３を挿入した状態において、各ポケット９内に保持された球面ころ３が各ポケット９から軸方向に抜け出ることを防止するための抜け止め部１４を構成する。
【００２１】
ここで、本実施形態では、軸受組立て時の返り作業を改善すべく、内輪２ａの軸方向両端部の外周面、即ち、各内輪軌道６の軸方向外側の外周面には、径方向外側に延出し、球面ころ３のころ端面３ａと接触可能なつば部１０が形成される。
【００２２】
即ち、図２に示すように、保持器４に保持された複数の球面ころ３を内輪２ａに組み付けることで構成される組立体２０を矢印Ｃ方向に回転させて外輪１に組み込む、返し作業を行う際、球面ころ３は、つば部１０と接することで、軸方向の動きが規制される。このため、球面ころ３は、外輪１の内周面内にスムーズに収容されるため、返り作業が容易となり、取り扱い性が向上する。
【００２３】
なお、最適なつば部１０の高さ（外径Ａ）は、組立体２０を形成する際の球面ころ３の挿入性を考慮して、下記のように規定される。
つば部１０の外径Ａ＜つば部１０の根元径Ｅ＋２×（ころ径方向動き量＋ころチルト量）
ただし、内輪２ａのつば部１０の外径Ａは、球面ころ３が内輪２ａのつば部１０を通過した後には、球面ころ３が接触して球面ころの動きが規制される程度の高さを有する。
また、つば部１０の根元径Ｅとは、断面形状において、内輪軌道６の曲面とつば部１０の内側端面とを互いに延長した際の交点における直径とする。
さらに、ころチルト量とは、図３に示すように、球面ころ３がチルトした際に、球面ころ３の最も径方向内側寄りの部分の径方向移動距離ΔＸを表している。
【００２４】
このように、内輪２ａのつば部１０の外径Ａを、内輪２ａのつば部１０の根元径Ｅと、球面ころ３の保持器４のポケット９中での径方向動き量及びチルト量とにより決めることで、組立て時には、保持器４の片列に球面ころ３を挿入した状態で内輪２ａのつば部１０上を通過することができる。
【００２５】
図３のように、保持器４の片列に球面ころ３を挿入した状態で内輪２ａのつば部１０上を通過する際、球面ころ３とつば部１０が接すると、自動的に球面ころ３が保持器４の外径側に動き、かつ矢印Ｂの方向にチルトすることでつば部１０を通過することができる。
したがって、つば部１０の高さ（外径Ａ）は、球面ころ３が保持器４のポケット９内で径方向にチルトしつつ径方向外側に移動した際に、球面ころ３の最も径方向内側寄りの部分が最も外径側となる径方向位置よりも内径側となるように設定される。
【００２６】
球面ころ３が内輪２ａのつば部１０を通過した後には、図４に示すように、球面ころ３は、つば部１０により動きを規制されるため、チルトによりつば部１０を再度乗り越えることはなく、また、球面ころ３の軸方向の動きは抑制される。
【００２７】
その後、保持器４の他列のポケット９に、各球面ころ３が、各柱部８を円周方向に弾性変形させながら押し込まれることで、組立体２０が構成される。
【００２８】
また、複数の球面ころ３、保持器４、及び内輪２ａで構成される組立体２０が、外輪１に組み込まれた後、軸受の運転時には、球面ころ３は外輪軌道５及び内輪軌道６によって拘束されるので、球面ころ３が保持器４の抜け止め部１４やつば部１０と接触することはない。
【００２９】
このように、本実施形態の自動調心ころ軸受によれば、内輪２ａの軸方向両端部の外周面には、径方向外側に延出し、球面ころ３と対向するつば部１０を有する。また、つば部１０の外径Ａは、つば部１０の外径Ａ＜つば部１０の根元径Ｅ＋２×（ころ径方向動き量＋ころチルト量）により規定される。これにより、軸受を返す作業が生じる軸受完成時や、客先での点検作業時での軸受取り扱い性の向上を図ることができ、軸受としての更なる品質向上が達成できる。
【００３０】
また、保持器４では、各柱部８の円周方向側面の断面形状は、保持器４の軸方向及び径方向の何れの断面形状についても円弧形状であり、各柱部８の長さは、各球面ころ３の軸方向長さの１／２よりも長く、各柱部８の円周方向側面は、先端部が中間部よりも円周方向に突出し、円周方向に隣り合う柱部８の先端部の円周方向側面同士の間隔を、各球面ころ３の最大直径よりも小さくしている。これにより、保持器４に複数の球面ころ３が挿入され、複数の球面ころ３及び保持器４が、外輪１及び内輪２ａに組み込まれる前の状態において、各ポケット９内に保持された球面ころ３が各ポケット９から軸方向に抜け出ることを防止することができ、保持器４、及び保持器４の片列に保持された球面ころ３とを内輪２ａに容易に組み付けることができる。また、軸受の運転時において、球面状の保持器４のポケット９が球面ころ３のスキューを抑制することで、摩擦及び振動を低減することができる。
【００３１】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【００３２】
例えば、本実施形態では、一体型保持器を例にあげているが、分割型の保持器を使用することも可能である。分割型の保持器を使用した場合は、両列ともに保持器４に球面ころ３を挿入した状態で内輪２ａのつば部１０上を通過することができるため、さらに組立性の向上が図られる。
【符号の説明】
【００３３】
１  外輪
２、２ａ  内輪
３  球面ころ
４  保持器
７  リム部
８  柱部
９  ポケット
１０  つば部
１４  抜け止め部
２０  組立体
【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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【図７】
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【図８】
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