(57)【要約】【課題】 耐久性を向上させたピン型保持器およびこれを備えたころ軸受を提供する。【解決手段】  ピン13は熱処理有りあるいは高硬度材（含熱処理）とされている。ピン13と溶接固定される第２リング12には熱処理が施されていない。第１リング11のめねじ15には、熱処理有りおよび／または高硬度材とされているピン13との特性差特に硬度差を小さくするため、高周波焼入れが施されることによって焼入れ面15aが形成されている。【選択図】    図１
2008045602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に所定間隔をおいて配置される第１および第２リングと、両リング間に架け渡される複数のピンとからなり、第１リング側では、ピン端部に形成されたおねじがめねじにねじ合わされるねじ固定とされ、第２リング側では、ピン端部がリングに設けられた嵌合孔に挿入されて溶接される溶接固定とされるピン型保持器において、
溶接固定される第２リングには熱処理が施されておらず、ねじ固定されるおねじおよびめねじにそれぞれ熱処理が施されていることを特徴とするピン型保持器。
【請求項２】
第１リング側においては、ピン端部に形成された小径軸部が第１リングに形成された貫通孔に挿通され、第１リングから突出した小径軸部の部分におねじが形成され、このおねじにめねじとしてのナットがねじ合わされている請求項１のピン型保持器。
【請求項３】
ナットおよび第１リングに熱処理が施されている請求項２のピン型保持器。
【請求項４】
外輪、内輪、複数のころ、および各ころを保持する複数のピンを有するピン型保持器からなるころ軸受において、ピン型保持器が請求項１から３までのいずれかのものであることを特徴とするころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中空ころを保持するピン型保持器およびこれを備えたころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
大荷重や衝撃荷重が作用する製鉄設備などでは、ころ軸受のころとして、容量を上げるために中空ころが使用されており、このようなころ軸受では、軸方向に所定間隔をおいて配置される第１および第２リングと、両リング間に架け渡される複数のピンとからなるピン型保持器が使用されている。各ピンとリングとを固定するには、第１リング側では、ピン端部に形成されたおねじがめねじにねじ合わされるねじ固定とされ、第２リング側では、ピン端部がリングに設けられた嵌合孔に挿入されて溶接される溶接固定とされる。
【０００３】
このようなピン型保持器では、耐久性が重要となっており、その故障モードとして、溶接固定側でピンが破損することが多いことから、特許文献１には、溶接される第２リングの嵌合孔に焼入れを行うことが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２７８６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のものでは、溶接固定側のリングに焼入れを行っているが、焼入れを行うことで故障発生部分の強度アップは可能であるが、焼入れは溶接時の割れに対しては不利であり、十分な耐久性向上効果が得られないという問題がある。
【０００５】
すなわち、このようなピン型保持器は、減速機用などのように急加減速を伴う使用箇所や、外部からの振動が加わる条件下では、ピンにころからの荷重や振動がかかり、それが長期間にわたるとねじ固定部にガタが生じる。ねじ固定部のガタは溶接固定部側でピンが破損する原因となることから、このガタを防止する必要がある。
【０００６】
この発明の目的は、耐久性を向上させたピン型保持器およびこれを備えた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】
【０００７】
この発明によるピン型保持器は、軸方向に所定間隔をおいて配置される第１および第２リングと、両リング間に架け渡される複数のピンとからなり、第１リング側では、ピン端部に形成されたおねじがめねじにねじ合わされるねじ固定とされ、第２リング側では、ピン端部がリングに設けられた嵌合孔に挿入されて溶接される溶接固定とされるピン型保持器において、溶接固定される第２リングには熱処理が施されておらず、ねじ固定されるおねじおよびめねじにそれぞれ熱処理が施されていることを特徴とするものである。
【０００８】
おねじはピン端部に一体に形成され、めねじは、リングに形成されることがあり、また、リングとは別部材のナットとされることがある。
【０００９】
熱処理は、おねじおよびめねじの部分だけに例えば高周波焼入れによって施してもよく、おねじを有するピン全体およびめねじを有するリング全体またはナット全体に焼入れを行うようにしてもよい。
【００１０】
従来のピン型保持器では、リングは熱処理されず、ピンには焼入れが施されていたり、高硬度材（通常、焼入れも有り）が用いられたりしている。したがって、リングに比べピンの方が硬度が大きくなっている。そこで、本発明者は、ピンとリングとの硬度差が大きいため、ピンによってリングのめねじが摩耗し、これにより、ねじ固定部のガタが生じて、ピンが片持ち状態となり、この結果、溶接固定側においてピンが破損するという推論に基づき、最終故障部位である溶接固定側ではなく、これの反対側であるねじ固定側の強度アップを図ることで、耐久性を向上したものである。
【００１１】
ねじ固定は、ピンと第１リングとを先に結合するための構成であり、ねじは、ストレートねじでもテーパねじでもよい。また、リングにめねじ部を形成してももちろんよいが、リングに貫通孔を形成し、おねじをこれに挿通してナットを締め付けるようにしてもよい。
【００１２】
溶接固定は、ピンと第２リングとを後から結合するための構成であり、嵌合孔に端部を嵌め入れて溶接することはもちろんのこと、嵌合孔にブッシュを介して端部を結合してから溶接してもよく、さらには、ピン端部におねじを形成してこれにナットを締め付けた後、ナットを回り止めのために点溶接するようにしてもよい。
【００１３】
この発明によるピン型保持器において、第１リング側においては、ピン端部に形成された小径軸部が第１リングに形成された貫通孔に挿通され、第１リングから突出した小径軸部の部分におねじが形成され、このおねじにめねじとしてのナットがねじ合わされていることがある。この場合、ナットおよび第１リングに焼入れ処理が施されていることが好ましい。
【００１４】
このようにすると、面（ピンの段差面、ナットの端面およびこれに当接するリングの面）で接触固定できるため、結合強度が大きくなる。また、この際、第１リングは、接触面が容易に変形しない必要があり、調質程度の焼入れ処理をすることが好ましい。ナットについても同様であり、調質程度の焼入れ処理を施すことが好ましい。また、ナットが緩まないように溶接することがより好ましい。
【００１５】
この発明によるころ軸受は、外輪、内輪、複数のころ、および各ころを保持する複数のピンを有するピン型保持器からなるころ軸受において、ピン型保持器が上記のいずれかのものであることを特徴とするものである。
【００１６】
このようなころ軸受としては、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、球面ころ軸受などがある。
【発明の効果】
【００１７】
この発明のピン型保持器およびこれを備えたころ軸受によると、ねじ固定されるおねじおよびめねじにそれぞれ熱処理が施されていることにより、両者間の硬度差が小さくなり、おねじによるめねじの摩耗が抑えられる。これにより、溶接固定部側においてピンが損傷する原因となるねじ部のガタが防止され、耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、この発明によるピン型保持器およびころ軸受の第１実施形態を示している。
【００２０】
ピン型保持器(10)は、外輪(2)、内輪(3)および円筒ころ(4)からなる円筒ころ軸受(1)で使用されるもので、軸方向に所定間隔をおいて配置される第１および第２リング(11)(12)と、両リング(11)(12)間に架け渡される複数のピン(13)とからなる。
【００２１】
第１リング(11)側においては、ピン(13)端部に形成されたおねじ(14)が第１リング(11)に形成されためねじ(15)にねじ合わされるねじ固定とされている。
【００２２】
第２リング(12)側においては、ピン(13)の端部(16)が第２リング(12)に形成された嵌合孔(17)に挿入されて溶接部(18)によって溶接固定されている。ピン(13)の第２リング(12)側の端部(16)は、先細りテーパ状部分を有しており、その先端には、ピン(13)を第１リング(11)にねじ固定するためのねじ回しが係合される係合部(16a)が形成されている。
【００２３】
各ピン(13)は熱処理有りあるいは高硬度材（含熱処理）とされており、第１リング(11)のめねじ(15)には、熱処理有りおよび／または高硬度材とされているピン(13)との特性差特に硬度差を小さくするため、高周波焼入れが施されることによって焼入れ面(15a)が形成されている。高周波焼入れに代えて、第１リング(11)全体を焼入れして、めねじ(15)の焼入れ面(15a)を形成するようにしてもよい。第２リング(12)については、溶接固定時に割れる恐れがあることから、熱処理は施されていない。
【００２４】
図２は、この発明によるピン型保持器およびころ軸受の第２実施形態を示している。
【００２５】
ピン型保持器(20)は、外輪(2)、内輪(3)および円筒ころ(4)からなる円筒ころ軸受(1)で使用されるもので、軸方向に所定間隔をおいて配置される第１および第２リング(21)(22)と、両リング(21)(22)間に架け渡される複数のピン(23)とからなる。
【００２６】
第１リング(21)側においては、ピン(23)端部に形成された小径軸部(24)が第１リング(21)に形成された貫通孔(25)に挿通され、第１リング(21)から突出した小径軸部(24)の部分におねじ(26)が形成され、このおねじ(26)にめねじとしてのナット(32)がねじ合わされるねじ固定とされている。
【００２７】
第２リング(22)側においては、ピン(23)の端部(28)が第２リング(22)に形成された嵌合孔(29)に嵌め入れられたブッシュ(30)に挿入されて溶接部(31)によって溶接固定されている。ピン(23)の第２リング(22)側の端部(28)は、先細りテーパ状部分を有しており、その先端には、ピン(23)を第１リング(21)にねじ固定するためのねじ回しが係合される係合部(28a)が形成されている。
【００２８】
各ピン(23)は熱処理有りあるいは高硬度材（含熱処理）とされており、第１リング(21)側に配置されてピン(23)のおねじ(26)にねじ合わされるナット(32)内周には、熱処理有りおよび／または高硬度材とされているピン(23)との特性差特に硬度差を小さくするため、ナット(32)全体に焼入れが施されることによって焼入れ面(32a)が形成されている。第２リング(22)については、溶接固定時に割れる恐れがあることから、熱処理は施されていない。
【００２９】
ピン(23)の小径軸部(24)とこれに連なるピン(23)の中央寄りの部分との間には、段差面(27)があり、第１リング(21)は、この段差面(27)とナット(32)とによって挟持されている。したがって、ピン段差面(27)、ナット(32)およびこれらに当接する第１リング(21)の部分は、ねじ固定部で荷重を受ける際の主要部となる。そこで、第１リング(21)については、熱処理有りおよび／または高硬度材とされているピン(23)およびナット(32)との特性差特に硬度差を小さくするため、焼入れ処理が施されている。また、ナット(32)の回り止めのための点溶接(33)が第１リング(21)とナット(32)との間に施されている。
【００３０】
図３は、この発明によるピン型保持器およびころ軸受の第３実施形態を示している。
【００３１】
ピン型保持器(40)は、外輪(2)、内輪(3)および円筒ころ(4)からなる円筒ころ軸受(1)で使用されるもので、軸方向に所定間隔をおいて配置される第１および第２リング(41)(42)と、両リング(41)(42)間に架け渡される複数のピン(43)とからなる。
【００３２】
第１リング(41)側においては、第２実施形態と同様に、ピン(43)端部に形成された小径軸部(44)が第１リング(41)に形成された貫通孔(45)に挿通され、第１リング(41)から突出した小径軸部(44)の部分におねじ(46)が形成され、このおねじ(46)にめねじとしてのナット(51)がねじ合わされるねじ固定とされている。
【００３３】
第２リング(42)側においては、ピン(43)の端部(48)がテーパ部(48a)およびその先端の小径おねじ部(48b)とから形成され、第２リング(42)に形成されたテーパ状嵌合孔(49)に挿入されるとともに、テーパ状嵌合孔(49)の先端部に形成された大径部(49a)内において小径おねじ部(48b)に小径ナット(52)がねじ合わされ、小径ナット(52)が溶接部(50)によって第２リング(42)と溶接されている。この溶接部(50)は、小径ナット(52)の回り止めのために行うものであり、第１および第２実施形態のものほど強固な溶接部とする必要はなく、円周方向数カ所のスポット溶接とすればよい。なお、小径おねじ部(48b)の先端には、ピン(43)を第１リング(41)にねじ固定するためのねじ回しが係合される係合部(48c)が形成されている。
【００３４】
各ピン(43)は熱処理有りあるいは高硬度材（含熱処理）とされており、第１リング(41)側に配置されてピン(43)にねじ合わされるナット(51)内周には、熱処理有りおよび／または高硬度材とされているピン(43)との特性差特に硬度差を小さくするため、ナット(51)全体に焼入れが施されることによって焼入れ面(51a)が形成されている。第２リング(42)については、溶接固定時に割れる恐れがあることから、熱処理は施されていない。
【００３５】
ピン(43)の小径軸部(44)とこれに連なるピン(43)の中央寄りの部分との間には、段差面(47)があり、第１リング(41)は、この段差面(47)とナット(51)とによって挟持されている。したがって、ピン段差面(47)、ナット(51)およびこれらに当接する第１リング(41)の部分は、ねじ固定部で荷重を受ける際の主要部となる。そこで、第１リング(41)については、熱処理有りおよび／または高硬度材とされているピン(43)およびナット(51)との特性差特に硬度差を小さくするため、焼入れ処理が施されている。また、ナット(51)の回り止めのための点溶接(53)が第１リング(41)とナット(51)との間に施されている。
【００３６】
なお、図示省略したが、例えば、第１実施形態において、第２実施形態と同様にブッシュ(29)を使用するようにしてもよく、また、第２および第３実施形態において、そのねじ固定側を第１実施形態と同様にしてもよい。ねじ固定側の構成については、図示したストレートねじに代えてテーパねじとしてもよく、また、溶接固定側の構成についても、図示した以外の構成に適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、この発明によるピン型保持器およびこれを備えたころ軸受の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、この発明によるピン型保持器およびこれを備えたころ軸受の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図３】図３は、この発明によるピン型保持器およびこれを備えたころ軸受の第３実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
(1)           円筒ころ軸受
(2)           外輪
(3)           内輪
(4)           円筒ころ
(10)(20)(40)  ピン型保持器
(11)(21)(41)  第１リング
(12)(22)(42)  第２リング
(13)(23)(43)  ピン
(14)(26)(46)  おねじ
(15)          めねじ
(15a)         焼入れ面
(17)(29)(49)  嵌合孔
(18)(31)(50)  溶接
(24)(44)      小径軸部
(25)(45)      貫通孔
(32)(51)      ナット（めねじ）
(32a)(51a)    焼入れ面
【図１】
2008045602.tif 000003
【図２】
2008045602.tif 000004
【図３】
2008045602.tif 000005