(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、加工が容易で、ピンの脱落を回避でき、信頼性にすぐれたピン形保持器を提供する。【解決手段】軸線方向に間隔をおいて配置された一対のリング３０と、両リング３０の円周方向数箇所に間隔を置いて架設される複数のピン２０とを備え、前記一対のリングの少なくとも一方のリン３０グに、前記複数のピン２０の端部と嵌合する貫通穴が形成されたピン形保持器１０において、前記ピン２０の端部外周に端部側に拡径する外側テーパ面２１が形成され、前記貫通穴の内周に前記ピン２０の前記外側テーパ面２１と同一方向に、前記外側テーパ面２１と同一テーパ角の内側テーパ面３１が形成され、前記内側テーパ面３１を熱膨張により拡径させて、前記外側テーパ面２１が前記内側テーパ面３１に内挿されたこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に間隔をおいて配置された一対のリングと、両リングの円周方向数箇所に間隔を置いて架設される複数のピンとを備え、前記一対のリングの少なくとも一方のリングに、前記複数のピンの端部と嵌合する貫通穴が形成されたピン形保持器において、
前記ピンの端部外周に端部側に拡径する外側テーパ面が形成され、
前記貫通穴の内周に前記ピンの前記外側テーパ面と同一方向に、前記外側テーパ面と同一テーパ角の内側テーパ面が形成され、
前記内側テーパ面を熱膨張により拡径させて、前記外側テーパ面が前記内側テーパ面に内挿されたことを特徴とするピン形保持器。
【請求項２】
前記内側テーパ面の前記熱膨張において、前記リングと前記ピンとの温度差が、１００℃から１５０℃の範囲で、前記外側テーパ面の最大径と、前記内側テーパ面の最小径とが等しいことを特徴とする請求項１に記載のピン形保持器。
【請求項３】
前記リングは、線膨張係数が１５×１０−６／℃以上の素材からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピン形保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピン形保持器に係わり、より詳しくは、風力発電装置等の、高い信頼性を求められる用途に使用される、ころ軸受用のピン形保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ころ軸受に使用される保持器として、従来、ピン形保持器と称される形式の保持器が知られている。このピン形保持器１１０は、図３に示すように、転動体としての円筒ころ１０４を回転自在に支持する複数本のピン１２０と、これらのピン１２０を軌道輪１０２、１０３の円周方向に一定間隔で支持する一対のリング１３０、１４０とを備えており、円筒ころ１０４の中心部には、ピン１２０を通すためのピン孔１０５が形成されている。
【０００３】
このピン形保持器１１０は、ピン１２０の一方側端部に形成されたねじ部１２１を一方側のリング１３０のねじ穴１３１にねじ込むと共に、ピン１２０の他方側端部１２２の先端部を他方側のリング１４０に溶接接合することによって組立てられている。
しかし、上述したピン形保持器１１０では、溶接部分１４１の溶け込みが不足する等の原因で溶接部分１４１の強度が不十分で、ピン１２０とリング１４０の結合強度が低下し、ピン１２０がリング１４０から抜けるという問題点を有していた。
【０００４】
そこで、かかる問題点を解消するために、ピンの端部に径方向に形成された溝と、リングに径方向に形成された貫通穴を有し、前記貫通穴に固定された固定ピンの先端が前記溝に係合する構造のピン形保持器が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８４８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたピン形保持器では、固定ピンを必要とし、部品点数の増加をまねき、また、固定ピンを通すための貫通穴をリングに形成しなければならないため、加工コストの上昇を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、部品点数が少なく、加工が容易で、ピンの脱落を回避でき、信頼性にすぐれたピン形保持器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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、軸線方向に間隔をおいて配置された一対のリングと、両リングの円周方向数箇所に間隔を置いて架設される複数のピンとを備え、前記一対のリングの少なくとも一方のリングに、前記複数のピンの端部と嵌合する貫通穴が形成されたピン形保持器において、前記ピンの端部外周に端部側に拡径する外側テーパ面が形成され、前記貫通穴の内周に前記ピンの前記外側テーパ面と同一方向に、前記外側テーパ面と同一テーパ角の内側テーパ面が形成され、前記内側テーパ面を熱膨張により拡径させて、前記外側テーパ面が、前記内側テーパ面に内挿されたことである。
【０００９】
本発明の構成によると、部品の追加や、組立てにおける溶接等の管理が難しい加工工程を必要としない。さらに、前記リングに前記外側テーパ面を内嵌された前記ピンの端部側の直径は、前記リングの前記内側テーパ面の直径より大きく、前記ピンが、前記ピンの端部と反対方向に、前記リングから抜けることはない。また、前記外側テーパ面は熱膨張により十分に拡径された前記内側テーパ面に内挿されているため、損傷が生じることがなく、確実に内嵌されている。上述のごとく、本発明の構成によると、簡単な構造で、かつ加工が容易で、さらに信頼性にすぐれたピン形保持器を提供することができる。
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記内側テーパ面の前記熱膨張において、前記リングと前記ピンとの温度差が、１００℃から１５０℃の範囲で、前記外側テーパ面の最大径と、前記内側テーパ面の最小径とが等しいことである。
【００１１】
前記外側テーパ面の最大径と、前記内側テーパ面の最小径との差が大きいほど、前記ピンが、前記リングから抜けにくくなる。本発明の構成によると、前記ピンを常温に保ち、前記リングを１００℃昇温させ、前記ピンを内挿し、前記リングを常温に戻すと、前記内側テーパ面の最小径は、通常の公差範囲で、前記外側テーパ面の最大径より小さくなり、前記ピンが、前記リングから抜けることはない。
【００１２】
また、前記ピンを常温に保ち、前記リングを１５０℃昇温させ、前記ピンを内挿し、前記リングを常温に戻すと、前記リングに昇温による劣化もなく、前記内側テーパ面の最小径と、前記外側テーパ面の最大径との差はさらに大きくなり、さらに確実に前記ピンの脱落を回避できる。
【００１３】
上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記リングは線膨張係数が１５×１０−６／℃以上の素材からなることである。
【００１４】
本発明の構成によると、前記リングの熱膨張量は、線膨張係数１３×１０−６／℃以下である従来の炭素鋼等の場合にくらべ大きく、前記ピンを常温に保ち、前記リングを所定の温度昇温させ、前記ピンを内挿し、前記リングを常温に戻すと、前記内側テーパ面の最小径は従来の炭素鋼等の場合にくらべさらに小さくなり、前記ピンは、さらに前記リングから抜けにくくなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、部品点数が少なく、加工が容易で、ピンの脱落を回避でき、信頼性にすぐれたピン形保持器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態のピン形保持器の断面図である。
【図２】本発明の実施形態のピン形保持器の主要部の寸法を説明する説明図である。
【図３】従来のピン形保持器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施形態のピン形保持器を、以下図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態のピン形保持器の断面図である。
【００１８】
図１に示すように、ピン形保持器１０は、複数のピン２０と、一対のリング３０とで構成される。ピン形保持器１０が使用される転がり軸受１は、軌道輪２、３と、軌道輪２、３の間に配置された転動体としての複数の円筒ころ４を有している。円筒ころ４の中心部には、ピン２０を通すためのピン孔５が形成されている。一対のリング３０は軸線方向に向かい合うように円筒ころ４をはさんで対向配置されている。
【００１９】
複数のピン２０は炭素鋼等の鋼材からなり、棒状に形成されている。ピン２０の軸線方向中央部にころ受面２２、ころ受面２２の両端部からピン２０の軸線と直角に縮径する突当て面２３が形成され、突当て面２３の内周から端面側に拡径する外側テーパ面２１が形成されている。
【００２０】
一対のリング３０は、線膨張係数が約１６×１０−６／℃のＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼からなり、断面が矩形の円環状に形成されている。リング３０の外周は複数の円筒ころ４のピッチ円径より大きく、内周は前記ピッチ円径より小さい。リング３０は、前記ピッチ円と同一ピッチ円上、円周方向に一定間隔に、軸線方向の貫通穴を有している。リング３０の一方側の側面はころ受面３２となっており、面前記貫通穴の内周は、ころ受面３２側から他方側に拡径する内側テーパ面３１となっている。
【００２１】
内側テーパ面３１はピン２０の外側テーパ面２１と同一テーパ角で、外側テーパ面２１との間に後述の寸法関係を有している。
一対のリング３０には、複数円筒ころ４のピン孔５を挿通する複数のピン２０が、両側の外側テーパ面２１を各内側テーパ面３１にそれぞれ内嵌し、ころ受面３２に突当て面２３を接して架設され、円筒ころ４を回転自在に支持している。
【００２２】
図２は本発明の実施形態のピン形保持器の主要部の寸法を説明する説明図である。
図２に基づき、この発明の実施形態のピン形保持器１の、主要部の寸法と組立てについて説明する。
嵌合前のピン２０における、外側テーパ面２１の、突当て面２３側の直径、すなわち最小径はＤ２１ｍｉｎであり、端面側の直径、すなわち最大径はＤ２１ｍａｘとなっている。
嵌合前常温における、リング３０の内側テーパ面３１のころ受面側の直径すなわち最小径はｄ３１ｍｉｎとなっている。
【００２３】
ここで、組付け時、リング３０を常温＋１５０℃に昇温した時の熱膨張による、最小径ｄ３１ｍｉｎの直径の増加量をδとすると、最小径ｄ３１ｍｉｎ＝Ｄ２１ｍａｘ−δに設定されている。さらに、本発明の実施形態のピン形保持器においては、ピン２０の最大径Ｄ２１ｍａｘと最小径Ｄ２１ｍｉｎの差をΔとしたとき、δ＞Δとなる、テーパ角と、リング３０の線膨張係数が設定されている。
【００２４】
すなわち、リング３０を常温＋１５０℃に過熱し、熱膨張させたときの内側テーパ面３１の最小径ｄ３１ｍｉｎ´はｄ３１ｍｉｎ＋δとなり、外側テーパ面２１の最大径Ｄ２１ｍａｘに等しく、ピン２０をリング３０の内側テーパ面３１に容易に内挿できる。
【００２５】
リング３０が常温に戻されると、内側テーパ面３１の最小径ｄ３１ｍｉｎは、δだけ縮径し、外側テーパ面２１の最大径Ｄ２１ｍａｘより小さくなり、かつ、δ＞Δの関係から、内側テーパ面３１の最小径ｄ３１ｍｉｎは、外側テーパ面２１の最小径Ｄ２１ｍｉｎより小さくなり、内側テーパ面３１と、外側テーパ面２１の間にしめしろが生じる。この結果ピン２０はリング３０に確実に保持される。
【００２６】
本実施形態のピン形保持器１によると、固定用のピン等が不要なため、部品点数が少なく、固定用の穴加工等を要しないため、加工が容易で、かつ、ピン２０のゆるみや脱落を回避でき、信頼性のすぐれたピン形保持器を提供することができる。
【００２７】
また、内側テーパ面３１を熱膨張させるための、リング３０の昇温を、常温＋１５０℃に設定したことにより、内側テーパ面３１の最小径は、通常の公差範囲で、外側テーパ面２１の最大径より小さくなり、ピン２０が、リング３０から抜けることはない。さらに、リング３０の昇温による劣化も生じない。
【００２８】
上述の実施形態では、内側テーパ面３１の熱膨張時における、リング３０とピン２０との温度差が、１５０℃のとき、外側テーパ面２１の最大径と、内側テーパ面３１の最小径とが等しくなるよう設定されているが、この発明では、リング３０が耐熱性のすぐれた材質の場合や、外側テーパ面２１、内側テーパ面３１の公差が特別に小さい場合においては、前記温度差は１５０℃以外に設定されていてもよい。
【００２９】
上述の実施形態では、リング３０の材質はＳＵＳ３０４あるが、この発明では、リング３０の材質は炭素鋼等ＳＵＳ３０４と線膨張係数の異なる他の材質であってもよい。
【００３０】
上述の実施形態では、一対のリング３０の貫通穴それぞれに内側テーパ面３１を有し、ピン２０の両端部に外側テーパ面２１が形成され、それぞれの内側テーパ面３１に外側テーパ面２１が内嵌されているが、この発明では、一方のリング３０の内側テーパ面３１のみに、ピン２０の一方側の外側テーパ面２１が内嵌され、他方のリング３０と、ピン２０の他方側端部はそれぞれに形成されたねじ等によって係合された構成であってもよい。  
【００３１】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは当然である。
【符号の説明】
【００３２】
１０，１１０              ‥  保持器  
２０，１２０              ‥  ピン
２１                      ‥  外側テーパ面
３０，１３０，１４０      ‥  リング
３１                      ‥  内側テーパ面（貫通穴）
２，３，１０２，１０３    ‥  軌道輪
４，１０４                ‥  円筒ころ（転動体）
５，１０５                ‥  ピン穴      
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015086932.tif 000005