(57)【要約】【課題】従来の調心機構付複列円すいころ軸受の定格負荷容量を増大させて小型化を可能とした調心機構付複列円すいころ軸受を実現する。【解決手段】調心機構付複列円すいころ軸受が、円すい台形状の小径側を対向させて２列に配置した複数の円すいころと、円すいころの円すい面に沿う外輪円すい面を内周面に対称に形成すると共に球状凸面と外周面に形成した外輪と、円すいころの円すい面に沿う内輪円すい面を外周面に形成した一対の内輪と、外輪の球状凸面を揺動可能に支持する球状凹面を内周面に形成した調心輪とからなり、複数の円すいころを、保持器をなくして外輪円すい面と内輪円すい面との間で保持することで連続的に配置する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円すい台形状の小径側を対向させて２列に配置した複数の円すいころと、該円すいころの円すい面に沿う外輪円すい面を内周面に対称に形成すると共に球状凸面を外周面に形成した外輪と、前記円すいころの円すい面に沿う内輪円すい面を外周面に形成した一対の内輪と、前記外輪の球状凸面を揺動可能に支持する球状凹面を内周面に形成した調心輪とからなり、
前記複数の円すいころを、前記外輪円すい面と内輪円すい面との間で保持することで連続配置したことを特徴とする調心機構付複列円すいころ軸受。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の円すいころの長さを前記外輪円すい面の長さと略同等としたことを特徴とする調心機構付複列円すいころ軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記一対の内輪を、連結環で連結したことを特徴とする調心機構付複列円すいころ軸受。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記外輪の両方の外輪円すい面の円すいころの転動面の外側に、止め輪を設置したことを特徴とする調心機構付複列円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造設備のセグメントロール用支持軸受等の重荷重、低速回転の回転軸を支持する調心機構付複列円すいころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の調心機構付複列円すいころ軸受を、図４を用いて説明する。
１は調心機構付複列円すいころ軸受である。
２は転動体としての円すいころであり、円すい台形状に成形してその小径側を対向させて２列に配置し、互いの衝突を避け、かつ円すいころ２が後述する内輪７より分離しないように保持器３で保持して等ピッチに複数個設置する。
【０００３】
４は外輪であり、その内周面には、調心機構付複列円すいころ軸受１の半径方向、つまり軸直角方向を対称軸として円すいころ２の円すい面に沿って外側に広がる外輪円すい面５を対称に形成する。
また、その外周面には、調心機構付複列円すいころ軸受１の軸芯を中心とした球面である球状凸面６を形成する。
【０００４】
７は内輪であり、その外周面には円すいころ２の円すい面に沿って外側に広がる内輪円すい面８を形成し、その内周面には円筒面９を形成して図示しない回転軸等を嵌合させる。
また、内輪円すい面８の円すいころ２の小径側の端部には半径方向外側に伸張するフランジ状の小径側鍔部１０を、円すいころ２の大径側の端部には同様の大径側鍔部１１を設け、円すいころ２の移動を制限する。
【０００５】
１２は調心輪であり、その内周面には外輪４の球状凸面６と嵌合する球面である球状凹面１３を形成し、球状凸面６を揺動可能に支持する。
また、その外周面には円筒面１４を形成し、図示しないハウジング等に嵌合させて調心機構付複列円すいころ軸受１を固定する。
１５は間座であり、小径側鍔部１０を対向させて配置した一対の内輪７の間に挟持される。
【０００６】
上記の構成の調心機構付複列円すいころ軸受１は、対称に配置した複数の円すいころ２の円すい面を外側に広がる内輪円すい面８と外輪円すい面５の間に保持して転動させることにより、半径方向荷重の他に軸方向荷重を支承することができ、回転軸が傾斜したときには、外輪４の球状凸面６が調心輪１２の球状凹部１３に支持されて揺動し、外輪４と円すいころ２および内輪７の所定の位置関係を補償して円すいころ２が転動する外輪円すい面５の転動面（以下、外輪軌道という。）と内輪円すい面８の転動面（以下、内輪軌道という。）にエッジロード等の局部荷重が加わることを防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２２０４６７号公報（第３頁
【０００８】−
【００１５】、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般によく利用されている通常の自動調心ころ軸受は、ころの作動滑りにより転動面の偏磨耗を発生させる。このため転動面の偏磨耗の発生を防止する構成の従来の調心機構付複列円すいころ軸受は、重荷重の半径方向荷重や軸方向荷重を支承することができ、かつモーメント荷重による回転軸の傾きによるミスアラインメントの耐性を有する軸受として連続鋳造設備のセグメントロール用支持軸受等の製造設備の軸受として利用されるようになってきている。
【０００９】
しかしながら、上述した従来の調心機構付複列円すいころ軸受は、一対の内輪を対向させて保持器に保持された円すいころを複列に配置し、外輪の球状凸面の外側に調心輪を設ける構成であるため、同一寸法の通常の自動調心ころ軸受に較べて定格負荷容量が小さくなるという問題がある。
そこで、本発明は、従来の調心機構付複列円すいころ軸受と同等の寸法でありながら定格負荷容量を増大させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、調心機構付複列円すいころ軸受が、円すい台形状の小径側を対向させて２列に配置した複数の円すいころと、該円すいころの円すい面に沿う外輪円すい面を内周面に対称に形成すると共に球状凸面を外周面に形成した外輪と、前記円すいころの円すい面に沿う内輪円すい面を外周面に形成した一対の内輪と、前記外輪の球状凸面を揺動可能に支持する球状凹面を内周面に形成した調心輪とからなり、前記複数の円すいころを、保持器をなくして前記外輪円すい面と内輪円すい面との間で保持することで連続配置したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明による調心機構付複列円すいころ軸受の実施の形態について説明する。
第１実施の形態例
図１は第１実施の形態を示す半断面図である。
【００１２】
なお、本実施の形態においては、上記従来例の保持器３は廃止されている。
また、上記従来例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
２１は、転動体としての円すいころであり、合金鋼等で円すい台形状に成形され、円すいころ２１の軸芯方向の長さ（以下、円すい軸芯方向長さという。）は、円すいころ２１の軸方向の移動量を考慮して定めた外輪４の外輪円すい面５の長さと略同等の長さ、つまり保持器３を廃止することによって得られる軸方向の空間を有効に活用してその方向にも延長させ、従来例の円すいころ２の円すい軸芯方向長さよりは長く設定する。
【００１３】
また、本実施の形態の円すいころ２１は、保持器３を廃止することによって得られる外輪円すい面５と内輪円すい面８との空間に幾何学的に挿入することが可能な限り多く挿入し、これらを外輪円すい面５と内輪円すい面８との間で保持することで連続的に配置（以下、連続配置という。）する。
また、内輪７の小径側鍔部１０と大径側鍔部１１の配置は、上記円すいころ２１の軸方向長さに適合するように設定する。
【００１４】
更に、円すいころ２１が転動する外輪円すい面５と内輪円すい面８との間には、円すいころ２１の転動を潤滑するためにグリースの封入または潤滑油剤の散布等により潤滑剤が供給されている。
なお、本実施の形態例では、従来例に示した間座１５は省略されており、一対の内輪７の互いの小径側鍔部１０を直接当接させて構成する。
【００１５】
上記の構成の作用について説明する。
本実施の形態の調心機構付複列円すいころ軸受１の調心輪１２の円筒面１４を図示しないハウジング等に固定し、内輪７の円筒面９に図示しない回転軸を嵌合して内輪７を回転させると、円すいころ２１が潤滑剤により潤滑されて固定された外輪４の外輪円すい面５と回転する内輪７の内輪円すい面８の間で転動し、回転軸を円滑に回転支持する。
【００１６】
この時、外輪円すい面５と内輪円すい面８との間に連続配置された円すいころ２１は、その連続配置によって互いに隣り合う円すいころ２１同士がこれらの間に介在する潤滑剤の粘性等により相互にその動きを規制し、円滑に転動して回転軸の半径方向荷重と軸方向荷重を支承する。
また、回転軸が傾斜したときは、外輪４の球状凸面６と調心輪１２の球状凹部１３による揺動によって外輪４と内輪７のアラインメントを補償する。
【００１７】
このような調心機構付複列円すいころ軸受１の定格負荷容量は、従来例の保持器３によって分散して配置された調心機構付複列円すいころ軸受１に較べ、円すいころ２１を多数連続配置したことによって向上する。
すなわち、半径方向荷重は、荷重を受ける円すいころ２１が１個のときは、その荷重による外輪軌道の僅かな弾性変形によって隣り合う円すいころ２１が外輪軌道に容易に当接することができ、複数の円すいころ２１が分担して半径方向荷重を受持つとことが可能となり、１個の円すいころ２１の負担を軽減することができる。
【００１８】
また、軸方向荷重はその荷重を受持つ円すいころ２１の数が増加したことによって軽減される。
上記のことは、内輪７の内輪円すい面８においても同様に作用し、調心機構付複列円すいころ軸受１の定格負荷容量を向上することができる。
円すいころ２１の円すい軸芯方向長さの増加は、上記の作用を生ずる円すいころ２１の当接面積の増加分が定格負荷容量を更に向上することに寄与する。
【００１９】
上記のような円すいころ２１の連続配置および円すい軸芯方向長さの増加によって、本実施の形態の調心機構付複列円すいころ軸受１の定格負荷容量は最大で２０％程度、転がり疲れ寿命は最大で８０％程度向上する。
なお、本実施の形態の調心機構付複列円すいころ軸受１は、主に連続鋳造設備のセグメントロール用の支持軸受として利用される。
【００２０】
以上説明したように、本実施の形態では、保持器を廃止し、この空間を有効に活用して円すいころを連続配置したことによって、調心機構付複列円すいころ軸受の定格負荷容量および転がり疲れ寿命の向上を図ることができる。
また、結果として定格負荷容量を維持して調心機構付複列円すいころ軸受の小型化を図ることが可能となる。
【００２１】
このことは、既存の設備に設置されている転動面の偏磨耗により軸受寿命の短い自動調心ころ軸受を代替として使用している従来の調心機構付複列円すいころ軸受の軸受寿命を更に向上させることができ、メンテナンス間隔の延長を図ることができる。
更に、円すいころの円すい軸芯方向長さを増加させることができるようにしたことによって、調心機構付複列円すいころ軸受の定格負荷容量および転がり疲れ寿命の向上を更に図ることができる。
【００２２】
第２実施の形態例
図２は第２実施の形態を示す半断面図である。
なお、第１実施の形態例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
３１は連結環であり、板状のバネ鋼等で製作され、軸方向の両側に半径方向外側に伸張する鍔部を有する円筒状の形状であって、円周方向の少なくとも１個所に軸方向全長に渡る切欠部を有している。
【００２３】
３２はクリップ溝であり、一対の内輪７のそれぞれの円筒面９の小径側鍔部１０側に設けられ、連結環３１の鍔部の厚さより僅かに大きい溝幅で円周方向全周に渡って溝状に成形する。
なお、連結環３１の両側の鍔部の開放側の軸方向長さは、一対の内輪７の小径側鍔部１０側を当接させたときのそれぞれのクリップ溝３２の溝壁間の軸方向長さの最小値より僅かに短くなるように設定する。
【００２４】
また、連結環３１の内周面は、内輪７の円筒面９の直径より僅かに大きくなるように設定し、クリップ溝３２の内輪７の小径側鍔部１０側の端部との間の円筒面９は、連結環３１を装着したときに円筒面９から連結環３１の内周面がはみ出さないように設定する。
上記の構成の作用について説明する。
【００２５】
連結環３１を調心機構付複列円すいころ軸受１に組付ける場合は、調心機構付複列円すいころ軸受１を組立て、一対の内輪７を互いの小径側鍔部１０を直接当接させた後に、連結環３１の切欠部を利用して連結環３１を縮径し、連結環３１の両側に設けた鍔部の切欠部の端部を両方の内輪７のクリップ溝３２に挿入し、これを手がかりとして連結環３１の内周面に沿って連結環３１を円周方向に連続して押込み、連結環３１の両側の鍔部の間を両方のクリップ溝３２の溝壁間に嵌合し、連結環３１の弾性によって締め付けて一対の内輪７を連結する。
【００２６】
このようにした調心機構付複列円すいころ軸受１は、輸送時または回転軸等への組付時に、内輪７を調心機構付複列円すいころ軸受１から離脱させる方向に力が働いた場合に、連結環３１が一対の内輪７を連結していることによって、従来例の保持器３を廃止したために生ずる恐れのある輸送時または組付時に内輪７が調心機構付複列円すいころ軸受１から離脱した場合の円すいころ２１の脱落を防止し、調心機構付複列円すいころ軸受１の輸送時および組付時の取り扱いを容易にすることができる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態においては、第１実施の形態例の効果に加えて、連結環で調心機構付複列円すいころ軸受の一対の内輪を連結するようにしたことによって、円すいころの脱落を防止して調心機構付複列円すいころ軸受の輸送時および組付時の取り扱いを容易にすることができるとすることができるという効果が得られる。
【００２８】
第３実施の形態例
図３は第３実施の形態を示す半断面図である。
なお、第１実施の形態例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
４１は止め輪であり、板状のバネ鋼等でＣの字形状に成形され、Ｃの字の開口部の両側に、止め輪４１の組付時に止め輪４１を縮径するための工具を挿入する挿入穴が設けられている。
【００２９】
４２は止め溝であり、外輪４の外輪円すい面５の外輪軌道の両方の外側に設けられ、止め輪４１の厚さより僅かに大きい溝幅で円周方向全周に渡って溝状に成形する。
また、止め溝４１の溝底の直径は、止め輪４１の自然状態の直径より僅かに小さくなるように成形する。
【００３０】
上記の構成の作用について説明する。
止め輪４１を調心機構付複列円すいころ軸受１に組付ける場合は、調心機構付複列円すいころ軸受１を組立て、ペンチ状の工具の先を止め輪４１の両方の挿入穴に挿入し、工具によって止め輪４１を縮径し、外輪４の両側に設けた止め溝４２にそれぞれ止め輪４１を挿入し、工具を解除することにより止め輪４１を開放し、止め輪４１の弾性によって止め溝４２へ装填して設置する。
【００３１】
なお、止め輪４１の止め溝４２への装填は、ペンチ状の工具を用いずに外輪４の外輪円すい面５に止め輪４１の外周面を嵌合させ、これを軸方向に押込むことによって止め輪４１の弾性を利用して止め溝４２へ装填するようにしてもよい。このようにした調心機構付複列円すいころ軸受１は、輸送時または回転軸等への組付時に、内輪７を調心機構付複列円すいころ軸受１から離脱させる方向に力が働いた場合に、円すいころ２１が止め輪４１に当接し、円すいころ２１の移動を制限している内輪７の小径側鍔部１０との間に挟持され、一対の内輪７のそれぞれの軸方向の移動を制限することによって、従来例の保持器３を廃止したために生ずる恐れのある輸送時または組付時に内輪７が調心機構付複列円すいころ軸受１から離脱した場合の円すいころ２１の脱落を防止し、調心機構付複列円すいころ軸受１の輸送時および組付時の取り扱いを容易にすることができる。
【００３２】
以上のように、本実施の形態においては、第１実施の形態例の効果に加えて、止め輪を用いて調心機構付複列円すいころ軸受の一対の内輪の軸方向の移動を制限するようにしたことによって、円すいころの脱落を防止して調心機構付複列円すいころ軸受の輸送時および組付時の取り扱いを容易にすることができるという効果が得られる。
【００３３】
なお、上記の各実施の形態例において、一対の内輪の間に挟持する間座を省略するとして説明したが、一対の内輪の間に間座を設けて調心機構付複列円すいころ軸受を構成するようにしてもよい。
この場合に、第２実施の形態例の連結環は、間座を挟持して連結することができるようにその軸方向長さに間座の長さに相当する長さを加えて製作するようにする。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、保持器を廃止し、この空間を有効に活用して円すいころを連続配置したことによって、調心機構付複列円すいころ軸受の定格負荷容量および転がり疲れ寿命の向上を図ることができ、結果として定格負荷容量を維持して調心機構付複列円すいころ軸受の小型化を図ることができるという効果が得られる。
【００３５】
また、円すいころの円すい軸芯方向長さを増加させることができるようにしたことによって、調心機構付複列円すいころ軸受の定格負荷容量および転がり疲れ寿命の向上を更に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態を示す半断面図
【図２】第２実施の形態を示す半断面図
【図３】第３実施の形態を示す半断面図
【図４】従来例を示す半断面図
【符号の説明】
１    調心機構付複列円すいころ軸受
２    円すいころ
３    保持器
４    外輪
５    外輪円すい面
６    球状凸面
７    内輪
８    内輪円すい面
９、１４    円筒面
１０  小径側鍔部
１１  大径側鍔部
１２  調心輪
１３  球状凹面
１５  間座
２１  円すいころ
３１  連結環
３２  クリップ溝
４１  止め輪
４２  止め溝
【図１】
2004156751.tif 000003
【図２】
2004156751.tif 000004
【図３】
2004156751.tif 000005
【図４】
2004156751.tif 000006