(57)【要約】【解決手段】本明細書の実施形態は、一般に、ピンとケージとの接続を強化するために締まり嵌め（例えば焼嵌めおよび／または圧入）を利用してケージの耐久性を向上させる、ピンガイド形ころ軸受を提供する。様々な実施形態は、一般に、ピンガイド形のケージと、ケージに結合された複数のころ要素と、を備える。ピンは、締まり嵌めによってケージに結合される。ころ軸受は、ころ要素の両側に結合されたトップレースおよびボトムレースをさらに備えてもよい。ころ軸受は、一般に、ボトムレースに対するトップレースの移動を容易にしつつ、トップレース上でかなりの荷重を受ける。【選択図】図１Ａ
2013543959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状面に沿って径方向に配置された複数の受入穴を有する、インナーリングおよびアウターリングのうち少なくとも一つと、
前記インナーリングおよび前記アウターリングのうち少なくとも一つの前記受入穴と締まり嵌めで結合される複数のガイドピンと、
軸方向穴を有する複数のころであって、該ころの軸方向穴を通して前記ガイドピンが配置される、複数のころと、
を備えるころ軸受。
【請求項２】
前記ころの上側に結合されるトップレースと、
前記ころの底側に結合されるボトムレースと、
をさらに備える請求項１に記載のころ軸受。
【請求項３】
インナーリングとアウターリングの両方をさらに備える請求項１に記載のころ軸受。
【請求項４】
前記ガイドピンが、
前記ころの軸方向穴と滑り嵌めを形成する大きさの中央部直径を有する中央部と、
前記インナーリングの受入穴と締まり嵌めを形成する大きさの第１端部直径を有する第１端部、および前記アウターリングの受入穴と締まり嵌めを形成する大きさの第２端部直径を有する第２端部、のうち少なくとも一つと、
を備え、
前記第１端部直径および前記第２端部直径のうち少なくとも一つが、前記中央部直径とは異なる直径であることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
【請求項５】
前記アウターリングの外面に結合された、前記ガイドピンの径方向の移動を防止する保持リングをさらに備える請求項１に記載のころ軸受。
【請求項６】
前記アウターリングの受入穴が、該アウターリングを完全には貫通していないことを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
【請求項７】
前記ガイドピンと、前記インナーリングおよび前記アウターリングのうち少なくとも一つと、の間の締まり嵌めが、前記受入穴に前記ガイドピンを油圧で押し込むことによって達成されることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
【請求項８】
前記ガイドピンと、前記インナーリングおよび前記アウターリングのうち少なくとも一つと、の間の締まり嵌めが、冷却液を用いて前記ガイドピンを低温に冷却し、前記受入穴に前記ガイドピンを押し込むことによって達成されることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
【請求項９】
前記ころが、該ころの軸方向穴の中に配置されたブッシングを備えることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
【請求項１０】
前記ガイドピンが、粗い表面を有する第１端部および第２端部のうち少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
【請求項１１】
前記粗い表面が、スプライン、鋸歯、ギザギザ、サンドブラストのうち少なくとも一つによって形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のころ軸受。
【請求項１２】
複数の受入穴を有するケージと、
軸方向穴を有する複数のころと、
複数のガイドピンと、を備え、
各ガイドピンが、ころの軸方向穴と滑り嵌めを形成し、前記ケージの受入穴のうち少なくとも一つと締まり嵌めを形成することを特徴とするころ軸受。
【請求項１３】
前記ころが、該ころの軸方向穴の中に配置されたブッシングを備えることを特徴とする請求項１２に記載のころ軸受。
【請求項１４】
前記軸受が、ｖフラットスラスト軸受、円筒スラスト軸受、円筒ラジアル軸受、テーパーころラジアル軸受、球形ころスラスト軸受、球形ころラジアル軸受、およびリニアころ軸受からなるグループから選択された構造を有することを特徴とする請求項１２に記載のころ軸受。
【請求項１５】
ケージと、複数のガイドピンと、複数のころと、を有するころ軸受の製造方法であって、
ころの軸方向穴にガイドピンを挿通し、
前記ケージ上に配置された複数の受入穴の一つに前記ガイドピンを押し込んで締まり嵌めを形成することを含む方法。
【請求項１６】
前記ころの上側にトップレースを取り付け、
前記ころの底側にボトムレースを取り付けることをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ケージが、複数の受入穴を有するインナーリングと、複数の受入穴を有するアウターリングと、を備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ガイドピンが、第１端部直径を有する第１端部と、第２端部直径を有する第２端部と、を有し、前記第１端部直径が前記第２端部直径よりも大きいことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ケージが、複数の受入穴を有するインナーリングを備え、
前記ケージのインナーリングの受入穴に前記ガイドピンの第２端部を挿通し、
前記ころの軸方向穴に前記ガイドピンの第２端部を挿通し、
前記ガイドピンの第１端部と前記ケージのインナーリングの受入穴との間に締まり嵌めを形成する
ことをさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ガイドピンの第１端部と前記ケージのインナーリングの受入穴との間の締まり嵌めが、前記ガイドピンの第１端部を、前記ケージのインナーリングの受入穴に油圧で押し込むことによって形成されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、「ころ軸受方法および装置」と題する２０１０年１１月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／４１４，８４３号の優先権を主張し、その開示内容の全体が、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
（技術分野）
本明細書の実施形態は軸受の分野に関し、より具体的にはころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００３】
転動体軸受のころは、典型的に、ケージを用いて整列され分離されている。軸受の多くは、内部ポケットを持つ一体のケージを用いてころを案内する。しかしながら、ころの数および長さは、ケージが必要とする空間によって制限される。これに対抗するために、ころを貫通するピンをケージが備えており、所与の軸受サイズに対してより多数のころを使用できる、ピンガイド形（pin-guided）ころ軸受が開発されている。円筒スラストころ軸受に対するこのような構成の一つは、軸方向の穴を持つころと、ころの両側に配置されたリングを有するケージと、軸方向穴を貫通し両端で二つのリングに固定されるピンと、を利用する。
【０００４】
典型的に、ピンは、ねじ止め、溶接、またはカシメ接続によってリングに固定される。しかしながら、軸受の動作中に、二つのリングが互いに対して移動および／または振動し、ピンとケージとの接続点で集中する曲げ応力および剪断応力をピンが受ける傾向がある。さらに、全てのころで一様の荷重にはならないかなり大きな荷重および／または強い衝撃荷重を軸受が受ける状況では、この問題が悪化する。例えば、ロッククラッシャーなどの重機の台座として円筒スラストころ軸受を使用する場合、繰り返し曲げ応力を受けると、ピンとケージリングの間のねじ止めまたは溶接接合部が疲労破壊しやすい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
添付の図面および特許請求の範囲と以下の詳細な説明によって、実施形態が容易に理解されるだろう。実施形態は例示として説明されており、添付の図面に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】様々な実施形態に係るころ軸受の分解等角図である。
【図１Ｂ】様々な実施形態に係るころ軸受の断面図である。
【図２Ａ】様々な実施形態に係るころ軸受の分解等角図である。
【図２Ｂ】様々な実施形態に係るころ軸受の断面図である。
【図３Ａ】様々な実施形態に係るころ軸受の分解等角図である。
【図３Ｂ】様々な実施形態に係るころ軸受の断面図である。
【図４Ａ】様々な実施形態に係る円筒ラジアル軸受の分解等角図である。
【図４Ｂ】様々な実施形態に係る円筒ラジアル軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下の詳細な説明では、説明の一部を形成するとともに、実施可能な実施形態を図解する目的で示される添付の図面を参照する。発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態も利用可能であり、構造的または論理的な変更をなし得ることを理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は限定的な意味で捉えられるべきではなく、実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその等価物によって規定される。
【０００８】
実施形態の理解に役立つように、様々な動作を複数の個別の動作として説明することがあるが、説明の順序が、これらの動作が順序に依存することを意味するものと解釈されるべきではない。
【０００９】
上／下、前／後、上部／下部などの遠近法ベースの説明を使用することがある。このような説明は議論を容易にするために用いられるに過ぎず、開示される実施形態の適用形態を制限することは意図されていない。
【００１０】
「結合された（coupled）」および「接続された（connected）」という用語が、その派生語とともに使われることがある。これらの用語が互いに同義語として意図されていないことを理解すべきである。むしろ、特定の実施形態では、「接続された」が、二つ以上の要素が互いに直接物理的または電気的に接触していることを表すために使用されてもよい。「結合された」が、二つ以上の要素が直接物理的または電気的に接触していることを意味してもよい。しかしながら、「結合された」が、二つ以上の要素が互いに直接接触していないが、互いに協働または相互作用することを意味してもよい。
【００１１】
説明目的のために、”Ａ／Ｂ”の形式または”Ａおよび／またはＢ”の形式の表現は、（Ａ）、（Ｂ）または（ＡおよびＢ）を意味する。説明目的のために、「Ａ、ＢおよびＣのうち少なくとも一つ」という形式の表現は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）または（Ａ、ＢおよびＣ）を意味する。説明目的のために、（Ａ）Ｂの形式の表現は、（Ｂ）または（ＡＢ）であること、すなわちＡが選択的な要素であることを意味する。
【００１２】
この説明は、一つ以上の同一のまたは異なる実施形態をそれぞれ指し示す「実施形態（embodiment）」または「実施形態（embodiments）」の用語を使用することがある。さらに、「含む（comprising）」、「備える（including）」、「有する（having）」などの用語は、実施形態に関して使用する場合は同義であり、通常は「オープンな」用語として意図されている（例えば、「備える（including）」という用語は「含むが限定されない（including but not limited to）」と解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は「少なくとも有する（having at least）」と解釈されるべきであり、「備える（includes）」という用語は「含むが限定されない（includes but is not limited to）」と解釈されるべきである）。
【００１３】
本明細書での複数形および／または単数形の使用に関して、当業者は、文脈および／または適用形態に適するように、複数形から単数形および／または単数形から複数形に変換することができる。明瞭さのために、様々な単数形／複数形の置き換えが明細書内に明記されることもある。
【００１４】
本明細書の実施形態は、一般に、ピンとケージの間の接続を強化しケージの耐久性を高めるために締まり嵌めを利用する、ピンガイド形（pin-guided）ころ軸受を提供する。様々な実施形態は、一般に、ピンガイド形のケージと、ケージに結合された複数のころ要素と、を備える。ピンは、締まり嵌めによってケージに結合される。ころ軸受は、ころ要素の両側に結合されるトップレースおよびボトムレースをさらに備えてもよい。一般に、ころ軸受は、ボトムレースに対するトップレースの移動を容易にしつつ、トップレース上でかなりの荷重を受ける。本明細書の様々な実施形態は、レース／ローラよりもケージの耐久性があり長持ちするように設計される。
【００１５】
様々な実施形態では、ピンガイド形のケージは、インナーリングと、アウターリングと、複数のガイドピンと、を備えてもよい。インナーリングとアウターリングはそれぞれ、リングの環状面に沿って配置された、リングにガイドピンを結合するための複数の受入穴を備えていてもよい。同様に、ころ要素はそれぞれ、ガイドピンが挿通される軸方向穴を有していてもよい。一部の実施形態では、ころの回転を容易にするために、軸方向穴を裏打ちするブッシングをころ要素が備えていてもよい。各ガイドピンがころ要素の軸方向穴に挿通され、インナーリングおよびアウターリングの受入穴に結合される。この結果、ころ要素とガイドピンがそれぞれ、インナーリングとアウターリングの間に配置される。ガイドピンは、ころ要素の軸方向穴と滑り嵌め（スリップ・フィット）を形成し、ころ要素をケージに結合しつつ、軸受の動作中にころ要素が回転できるようにしている。
【００１６】
様々な実施形態では、インナーリングまたはアウターリングの少なくとも一方とガイドピンが締まり嵌めで結合されてもよい。本明細書の実施形態を説明する目的では、締まり嵌めは、焼嵌め、圧入および／または摩擦嵌めを含むが、溶接、ねじ止めまたはカシメ接続を含まない。締まり嵌めを形成するために、ガイドピンの両端部のガイドピン直径が、結合されていないときのケージリングの受入穴の直径より大きくてもよい。ガイドピンの端部が受入穴内に配置されると、形成された締まり嵌めにより、ガイドピン、ケージインナーリングおよびアウターリングが、大きなプレストレス圧縮荷重を受ける。ピンにかかるプレストレス荷重は、ころ軸受の動作中、ガイドピンとケージインナーリングおよび／またはアウターリングとの接続点における引張応力の大きさに対抗し、これを減少させる。これにより、ガイドピンが別の接続方式（ねじ接続または溶接など）でケージに結合されているピンガイド形ケージを有するころ軸受と比較して、ころ軸受の耐久性を実質的に増大させることができる。
【００１７】
様々な実施形態では、ピンとケージの間の締まり嵌めを、任意の適切な方法で形成することができる。例えば、力による方法、締まり嵌めを形成する前にピンを冷却してピンの直径を縮める方法、締まり嵌めを形成する前にケージリングを加熱して受入穴の直径を広げる方法、ピンの端部および／または受入穴の表面を粗くして締まり嵌めの有効性を高める方法、および／または、上記の方法および／または他の適切な方法の任意の組み合わせなどがある。
【００１８】
例えば、ピンに力を加えてケージリングの受入穴にピンの端部を押し込む方法（例えば圧入）で締まり嵌めを形成してもよい。油圧プレス、アーバープレス、および／または任意の他の適切な機構によって力を加えることができる。締まり嵌めの前は、ガイドピン端部の直径が受入穴の直径よりも大きいので、ガイドピンの端部を受入穴に押し込むと、ガイドピンとケージリングの間に締まり嵌めが形成される。この締まり嵌めは、ガイドピンとケージリングの接続点で、ガイドピンに大きなプレストレス圧縮荷重を与える。ケージの振動および／または歪みから生じる引張応力をピンが受けたときに、大きなプレストレス圧縮荷重が、ガイドピンとケージリングの接続点に存在する引張応力に対抗することができる。
【００１９】
一部の実施形態では、受入穴にピンを押し込む前に、ピンを冷却してピンの端部の直径を縮めることによって、締まり嵌めを形成し、容易にしおよび／または改善することができる。例えば、液体窒素などの冷却液によってピンを低温まで冷却してもよい。続いて、冷却されたピンを、インナーリングおよび／またはアウターリングの受入穴に押し込む。冷却液によって作り出されたピンの低温によりピンの直径が縮み、インナーリングおよび／またはアウターリングの受入穴にピンの端部をより嵌めやすくなる。ピンが周囲温度に戻ると、ピンが膨張し、ピンとリングの間に締まり嵌めを形成し、ピンとリングとの接続部における圧縮荷重を増大させる。低温にあるときのガイドピンの両端部の直径は、ケージリングの受入穴の直径より小さくてもよいし、小さくなくてもよい。この場合、一部の実施形態では、上述した力による圧入に加えて、ガイドピンを低温に冷却してもよい。例えば、ガイドピンを低温に冷却し、その後、ケージインナーリングおよび／またはアウターリングの受入穴にガイドピンを油圧で押し込んでもよい。
【００２０】
同様に、一部の実施形態では、リングの受入穴にガイドピンを押し込む前に、リングを高温に加熱することによって、締まり嵌めを形成し、容易にしおよび／または改善することができる。リングを高温に加熱することで、受入穴の直径が増加し、ガイドピンを受入穴に押し込みやすくなる。ガイドピンが受入穴に押し込まれた後、リングを周囲温度まで冷却すると、受入穴の直径が縮み、ガイドピンと受入穴の間の締まり嵌めを形成および／または改善することができる。高温にあるときの受入穴の直径は、周囲温度であるガイドピンの端部の直径より大きくてもよいし、大きくなくてもよい。この場合、一部の実施形態では、上述した力によるガイドピンの圧入に加えて、リングを高温に加熱してもよい。例えば、リングを高温に加熱し、その後、リングの受入穴にガイドピンを油圧で押し込んでもよい。
【００２１】
本明細書の実施形態を説明する目的では、「低温」という用語は、一般に、周囲温度を下回る温度、例えば０Ｆ、−１００Ｆ、−２００Ｆ未満、または−３００Ｆ未満のことを指す。「周囲温度」という用語は、一般に、周囲の温度または室温のことを指す。「高温」という用語は、一般に、周囲温度を上回る温度、例えば０Ｆ、１００Ｆ、２００Ｆより上、または３００Ｆよりも上のことを指す。
【００２２】
一部の実施形態では、ピンの端部および／または受入穴の内側が、スプライン状、鋸歯状、ギザギザおよび／またはサンドブラスト仕上げされた表面などの粗い表面を備えていてもよい。粗い表面を使用して、締まり嵌めを形成および／または改善することができる。
【００２３】
一部の実施形態では、ガイドピンが、軸方向に開いた継ぎ目を有していてもよい（例えば、ロールピンおよび／またはスプリングピン）。リングの受入穴にガイドピンが押し込まれたときに、軸方向の開いた継ぎ目が閉じてもよい。
【００２４】
ピンとリングの間に締まり嵌めを形成するために、締まり嵌めの前に、ピンの直径がリングの受入穴の直径より大きくてもよい。締まり嵌めの前に、ピンが遊びを有していてもよい。すなわち、ピンの直径と受入穴の直径の間に相対差があってもよい。ピンの寸法と、所望の締まり嵌めの程度とに応じて、遊びが変化してもよい。
【００２５】
様々な実施形態では、ピン、インナーリングおよびアウターリングが、鋼、真鍮および／または他の適切な材料などの任意の適切な材料で製造されてもよい。ピン、インナーリングおよびアウターリングがそれぞれ同一の材料で製造されてもよいし、異なる材料で製造されてもよい。
【００２６】
動作中、ガイドピンは、軸受の回転速度から生じる遠心荷重および／または遠心力を受ける。ガイドピンの径方向の移動を防止するために、ケージアウターリングの周囲に沿って環状保持リングを取り付けてもよい。一部の実施形態では、複数の保持リングを取り付けてもよい。代替的に、または保持リングに加えて、ケージのアウターリングが、アウターリングの全体までは延びないガイドピンを受け入れる受入穴を備えていてもよい。これらの実施形態では、アウターリング自体が、ガイドピンの径方向の移動を防止することができる。さらに、一部の実施形態では、ガイドピンが、インナーリングの内側に、径方向移動を防止するように直径が大きくなったヘッド部を備えていてもよい。
【００２７】
様々な実施形態では、ケージがインナーリングとアウターリングの両方を備えていてもよい。これらの実施形態では、インナーリングからアウターリングまで径方向にピンが配置されており、インナーリングとアウターリングの間にころが配置されるように、ころの軸方向穴をピンが貫通している。上述したように、インナーリングとアウターリングの一方または両方に、締まり嵌めによってピンが結合されてもよい。一部の実施形態では、インナーリングとアウターリングが同一の部品に組み合わされていてもよい。すなわち、インナーリングとアウターリングが、ガイドピン以外の手段によって接続されていてもよい。他の実施形態では、インナーリングまたはアウターリングの一方のみをケージが備えていてもよい。これらの実施形態では、アッパーレース、ロアーレースおよび／またはガイドピンによって、軸受内でころが適所に保持されてもよい。
【００２８】
様々な実施形態では、ガイドピンが一定の直径を有していてもよい。ガイドピンの直径は、インナーリングおよび／またはアウターリングと締まり嵌めを形成し、ころ要素と滑り嵌めを形成するような大きさにされる。すなわち、周囲温度におけるガイドピンの直径は、リングの受入穴の直径よりも大きく、ころの軸方向穴の直径よりも小さい。
【００２９】
他の実施形態では、ガイドピンの直径が、ガイドピンの長さに沿って変化していてもよい。ガイドピンの両端部におけるガイドピンの直径は、ケージのインナーリングおよび／またはアウターリングと締まり嵌めを形成するような大きさにされる。ガイドピンの中央部の直径は、ころ要素と滑り嵌めを形成するような大きさにされる。ガイドピンの直径を異ならせることで、締まり嵌めの形成中に、ガイドピンがリングの受入穴を通って行き過ぎることを防止して、軸受の組立を助けることができる。一部の実施形態では、ガイドピンの位置決めを容易にするとともに動作中のガイドピンの移動を防止するために、ガイドピンがその一端に直径が大きくなったヘッド部を備えていてもよい。
【００３０】
一部の実施形態では、ガイドピンの第１端部が、ガイドピンの第２端部および中央部よりも大きな直径を有していてもよい。このような構造は、軸受の製造過程で助けとなる。例えば、クランプまたは他の機構によってインナーリングおよびアウターリングを適所に保持しつつ、ピンを挿入する。ころの軸方向穴がインナーリングおよびアウターリングの受入穴と整列するように、インナーリングとアウターリングの間にころを配置する。続いて、インナーリングの内側、すなわちインナーリングの中心から径方向にアウターリングの方に向けて、インナーリングの受入穴にガイドピンの第２端部を挿通する。より大きな直径を持つガイドピンの第１端部がインナーリングの受入穴に達するまで、ガイドピンを容易に挿入することができる。続いて、ガイドピンの第１端部が、インナーリングの受入穴に油圧で押し込まれ、ガイドピンとインナーリングの間に締まり嵌めを形成する。同時に、第２端部がアウターリングの受入穴に押し込まれて締まり嵌めを形成してもよいし、しなくてもよい。直径が異なる端部を有するガイドピンを用いて、インナーリングとアウターリングの両方で締まり嵌めを可能とするために、インナーリングの受入穴と、アウターリングの受入穴とが異なる直径であってもよい。他の実施形態では、外側から例えばインナーリングに向けてアウターリングの受入穴にピンを挿通し、その後、アウターリングおよび／またはインナーリングの受入穴にピンを油圧で押し込むことによって、締まり嵌めを形成してもよい。
【００３１】
一部の実施形態では、ころ軸受が、各ころに対して二つのガイドピンを備えていてもよい。第１ガイドピンは、ケージのインナーリングと締まり嵌めを形成し、ころの軸方向穴の中に延びる。第２ガイドピンは、ケージのアウターリングと締まり嵌めを形成し、ころの軸方向穴の中に延びる。このような実施形態の一部では、ころの第１側に第１ガイドピン用の第１軸方向穴を有し、ころの第２側に第２ガイドピン用の第２軸方向穴を有していてもよい。第１軸方向穴および第２軸方向穴は、ころの全体にわたって延びていなくてもよい。第１軸方向穴および第２軸方向穴は、互いに同軸であっても同軸でなくてもよい。
【００３２】
一部の実施形態では、ころ軸受は、ガイドピンとは別個にインナーリングとアウターリングとを結合する構造部材をさらに備えていてもよい。構造部材は、インナーリングとアウターリングの間の相対運動に対してさらなる抵抗を与え、軸受の製造を容易にすることができる。
【００３３】
様々な実施形態では、ころは、略円筒形、または略球形などの任意の適切な形状であってよい。一部の実施形態では、ころの直径が一端から他端に向けて増加または減少するように、ころがテーパー状になっていてもよい。一部の実施形態では、ころの軸方向穴が、ころの回転を容易にするブッシングを備えていてもよい。
【００３４】
上述した実施形態の多くはスラストころ軸受について説明しているが、軸受は任意の望ましい構造であってよい。例えば、軸受は、ｖフラットスラスト軸受、円筒スラスト軸受、円筒ラジアル軸受、テーパーラジアルころ軸受、球形ころラジアルまたはスラスト軸受、リニアころ軸受、あるいは、ころの整列および分離のためにピンガイド形のケージを採用する任意の他のころ軸受であってもよい。同様に、軸受はケージ内に同軸に整列された複数のころ（例えば、同一のガイドピンに結合された複数のころ）を備えていてもよい。軸受の構造にかかわらず、締まり嵌めによってガイドピンをケージに結合することで、ケージの耐久性と耐疲労性とを高めることができる。
【００３５】
実施された特定の破壊試験では、ケージと締まり嵌めされたガイドピンは、ケージとねじ接続または溶接されたガイドピンよりも、実質的に性能が優れていた。試験に使用したガイドピンは、４１４０焼入焼戻鋼で作成された。試験した各ガイドピンは、中央部の直径が０．５５０インチであった。原型のピンは、ケージと０．００２”の締まり嵌めを有していた。すなわち、原型のピンの端部の直径は、受入穴の直径よりも０．００２”だけ大きかった。第２のテストピンは溶接により接続し、第３のテストピンはねじによって接続した。ピン端部の近傍に重りが吊されたピンを、回転するモータシャフトの端部で片持ち支持し、曲げモーメントを発生させた。モータが回転すると、ピンには反対向きの曲げ応力が作用する。試験の間、モータ速度と重りの重量は一定のままにした。負荷される曲げ応力を意図的に大きくして破壊までの時間を加速した。モータが毎分４００回転で回転するように操作し、破壊するまでの回転数を記録した。溶接されたピンは、最大でモータが６７，５１１回転した後で破壊し、ねじ止めされたピンは、最大でモータが３４８，３１１回転した後で破壊した。本明細書の実施形態にしたがって締まり嵌めされたピンは、８，６８６，０００回転の後でも破壊しなかった。したがって、この試験により、締まり嵌めは、ころ軸受で使用されるガイドピンの強度および耐久性を十分に増大させうるという証拠を提供する。
【００３６】
図１Ａは、様々な実施形態に係るころ軸受の一例の分解等角図であり、図１Ｂはその断面図である。軸受１００は、互いに同心であるトップレース１０２とボトムレース１０４とを備える。ころ１０６はそれぞれ、ガイドピン１１０が挿通可能である軸方向穴１０８を有する。ころ１０６の外側端部１１２は、ボトムレース１０４とガイドピン１１０とで案内される。ケージは、受入穴１１６を有する内側環状リング１１４と、受入穴１２０を有する外側環状リング１１８とを、ガイドピン１１０を用いた締まり嵌め（例えば、焼嵌めおよび／または圧入）のために備えている。ガイドピン１１０は、ころ１０６と滑り嵌めされ、内側環状リング１１４および外側環状リング１１８と締まり嵌めされる。軸受１００は、ガイドピン１１０が径方向に移動するのを防止する環状保持リング１２２と、オイル偏向バンド１２４と、をさらに備えてもよい。一実施形態では、オイル偏向バンド１２４は、オイルのしぶきを下方または別の位置へと偏向すなわち向け直す。
【００３７】
図２Ａは、様々な実施形態に係る、インナーリングを備えるがアウターリングを備えないケージを有するころ軸受の一例の分解等角図であり、図２Ｂはその断面図である。軸受２００は、互いに同心であるトップレース２０２とボトムレース２０４とを備える。ころ２０６はそれぞれ、ガイドピン２１０が挿通可能である軸方向穴２０８を有する。ころ２０６の外側端部２１２は、ボトムレース２０４およびケージガイドピン２１０によって案内される。ケージは、受入穴２１６を有する内側環状リング２１４を、ガイドピン２１０を用いた締まり嵌め（例えば、焼嵌めおよび／または圧入）のために備えている。ガイドピン２１０は、ころ２０６と滑り嵌めされ、内側環状リング２１４と締まり嵌めされる。軸受２００は、オイルのしぶきの方向を変えるように構成されたオイル偏向バンド２１８を備えてもよい。加えて、一部の実施形態では、ガイドピン２１０が、径方向の移動を防止するために、直径が大きくなったヘッド部を内側環状リング２１４の内側に有していてもよい。
【００３８】
図３Ａは、様々な実施形態に係る、アウターリングを備えるがインナーリングを備えないケージを有するころ軸受の一例の分解等角図であり、図３Ｂはその断面図である。軸受３００は、互いに同心であるトップレース３０２とボトムレース３０４とを備える。ころ３０６はそれぞれ、ガイドピン３１０が挿通可能である軸方向穴３０８を有する。ころ３０６の外側端部３１２は、ボトムレース３０４およびケージガイドピン３１０によって案内される。ケージは、受入穴３１６を有する外側環状リング３１４を、ガイドピン３１０を用いた締まり嵌め（例えば、焼嵌めおよび／または圧入）のために備えている。ガイドピン３１０は、ころと滑り嵌めされ、外側環状リング３１４と締まり嵌めされる。軸受３００は、動作中に流出オイルが噴霧するのを防止するために、オイル偏向バンド３１８をさらに備えてもよい。
【００３９】
図４Ａは、様々な実施形態に係る円筒ラジアルころ軸受の一例の分解等角図であり、図４Ｂはその断面図である。軸受４００は、互いに同心である内輪４０２と外輪４０４とを備える。ころ４０６はそれぞれ、ガイドピン４１０が挿通可能である軸方向穴４０８を有する。ころ４０６の端部４１２は、ガイドピン４１０とケージ環状サイドプレート４１４とによって案内される。ケージ環状サイドプレート４１４は、ガイドピン４１０を用いた締まり嵌め（例えば、焼嵌めおよび／または圧入）のために、受入穴４１６を有している。ガイドピン４１０は、ころ４０６と滑り嵌めされ、ケージ環状サイドプレート４１４と締まり嵌め４１８されている。
【００４０】
特定の実施形態について図解し説明してきたが、当業者であれば、発明の範囲から逸脱することなく、広範囲の代替実施形態および／または等価の実施形態、あるいは同様の目的を達成するように計算された実装で、図示し説明した実施形態を置換可能であることを理解するであろう。当業者は、多種多様な方法で実施形態を実装できることを容易に理解するであろう。この出願は、本明細書で議論された実施形態のあらゆる適用形態および変形形態を包含するように意図されている。したがって、特許請求の範囲およびその等価物によってのみ実施形態が限定されることが明確に意図されている。
【図１Ａ】
2013543959.tif 000003
【図１Ｂ】
2013543959.tif 000004
【図２Ａ】
2013543959.tif 000005
【図２Ｂ】
2013543959.tif 000006
【図３Ａ】
2013543959.tif 000007
【図３Ｂ】
2013543959.tif 000008
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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