(57)【要約】【課題】高品質な調心輪付転がり軸受を、安価に製造する。【解決手段】調心輪を構成する円筒状の素材１５ａの調心輪側内周面１３を球状凹面とし、外周面を単なる円筒面とする。この素材１５ａの外周面の円周方向１個所又は２個所に断面Ｖ字形の溝部１６ａを、軸方向全長に亙り形成する。この溝部１６ａの底部１７ａを円弧状とする事により、上記素材１５ａのうちで、この底部１７ａが位置する円周方向１個所又は２個所での、調心輪側内周面１３の曲率半径方向に関する厚さｔ１５ａ  を、軸方向全長に亙り同じとする。上記底部１７ａに衝撃荷重を加える事により、上記素材１５ａを円周方向１個所又は２個所で破断させ、当該破断部を割りとした調心輪とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に設けた複数の転動体と、上記外輪の周囲に配置した調心輪とを備え、この調心輪の内周面はこの調心輪の中心軸上の点をその中心とする球状凹面であり、上記外輪の外周面はこの外輪の中心軸上の点をその中心とする球状凸面であり、これら調心輪の内周面と外輪の外周面とが、これら調心輪と外輪との揺動変位を自在として嵌合しており、この調心輪の円周方向１個所又は２個所に割りが設けられている調心輪付転がり軸受に於いて、この調心輪が、内周面を球状凹面とし、周面の円周方向１個所又は２個所に軸方向両端面に達する溝部を形成した円筒状の素材を、この溝部の底部が位置する円周方向１個所又は２個所で破断させる事により上記割りを設けたものであり、この素材のうちで、この溝部の底部が位置する円周方向１個所又は２個所での、内周面の曲率半径方向又はこの素材の径方向に関する厚さを、軸方向全長に亙り同じとした事を特徴とする調心輪付転がり軸受。
【請求項２】
請求項１に記載した調心輪付転がり軸受の製造方法であって、円筒状の素材の内周面を球状凹面とすると共に、この素材の周面の円周方向１個所又は２個所に軸方向両端面に達する溝部を、この素材のうちで、この溝部の底部が位置する円周方向１個所又は２個所での、内周面の曲率半径方向又はこの素材の径方向に関する厚さを、軸方向全長に亙り同じとした状態で形成した後、この素材を、上記溝部の底部が位置する円周方向１個所又は２個所で破断させる事により割りを設けた調心輪とする調心輪付転がり軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸の長さ寸法が大きく、荷重による軸の変形（曲がり）が比較的大きい回転軸を支持する為に利用する調心輪付転がり軸受とその製造方法の改良に関する。特に、本発明に係る調心輪付転がり軸受は、上記回転軸が傾斜する傾向となった場合でも、構成各部にエッヂロード等の局部荷重が加わる事を防止し、回転支持部の信頼性及び耐久性の向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造設備を始めとするロールの中心軸等、大きなラジアル荷重を支承する回転支持部に組み込む為の転がり軸受としては、何れも負荷容量の大きな、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受が広く使用されている。又、円筒ころ軸受或は円すいころ軸受を構成する外輪の周囲に調心輪を設けた、調心輪付転がり軸受の一種である調心輪付ころ軸受も、従来から知られている。この様な調心輪付ころ軸受の１例として、特許文献１に記載された構造に就いて、図４により説明する。
【０００３】
この図４に示した、従来から知られている調心輪付ころ軸受１は、１個の外輪２と、１対の内輪３、３と、それぞれが転動体である複数のころ４、４と、１個の調心輪５とを備える。このうちの外輪２は、複列の外輪軌道６、６を内周面に形成している。これら各外輪軌道６、６は、それぞれが円すい凹面状で、互いに逆方向に、且つそれぞれが開口部に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜している。従って、上記外輪２の内径は、中央部で最も小さく、両端開口部に向かう程漸次大きくなる。
【０００４】
又、上記１対の内輪３、３は、円すい凸面状の内輪軌道７、７を、それぞれの外周面に形成している。又、これら各内輪３、３の一端部（図４の左右端部）外周面で上記内輪軌道７の大径側端部に位置する部分には、外向フランジ状の大径側鍔部８を、同じく他端部（図４の中央端部）外周面で上記内輪軌道７の小径側端部に位置する部分には、同じく外向フランジ状の小径側鍔部９を、それぞれ形成している。それぞれをこの様に形成した、上記１対の内輪３、３は、上記各内輪軌道７、７の小径側となる端面同士、即ち、小径側鍔部９、９同士を、間座１０を介して対向させた状態で、上記外輪２の内側に配置している。又、上記複数のころ４、４は、上記各外輪軌道６、６と上記各内輪軌道７、７との間にそれぞれ複数個ずつ、それぞれ保持器１１、１１のポケット１２内に転動自在に保持した状態で設けている。
【０００５】
更に、上記調心輪５は、上記外輪２の周囲に配置している。この調心輪５の調心輪側内周面１３は、この調心輪５の中心軸Ｘ上の点Ｏをその中心とする球状凹面としている。又、上記外輪２の外輪側外周面１４は、やはりこの外輪２の中心軸Ｘ上の点Ｏをその中心とする球状凸面としている。図示の例では、これら各点Ｏは、上記調心輪５及び外輪２の軸方向中央位置に設けている。従って、上記調心輪側内周面１３の内径、並びに上記外輪側外周面１４の外径は、上記調心輪５或は外輪２の軸方向中央部で最も大きい。尚、これら調心輪側内周面１３と外輪側外周面１４との曲率半径は、互いに等しい。又、上記調心輪５の外周面は、単なる円筒面としている。
【０００６】
それぞれの内外両周面を上述の様に形成した、調心輪５及び外輪２は、調心輪５の調心輪側内周面１３と外輪２の外輪側外周面１４とを、これら調心輪５と外輪２との揺動変位を自在として、がたつきなく嵌合させる。この様な嵌合作業を可能にすべく、上記調心輪５には、円周方向の１個所又は２個所に、割り（＝軸方向両端面及び内外両周面同士を連続させる割れ目。図示省略。）を形成する場合がある。嵌合作業時には、この割りの幅を大きくする（割りを開く）事で上記調心輪５の内径を大きくし、この調心輪５の内側に上記外輪２を挿入する。この様に調心輪５の内側に上記外輪２を挿入し、調心輪５の調心輪側内周面１３と外輪２の外輪側外周面１４とを密着させた状態では、この外輪２は調心輪５の内側に揺動変位自在に、がたつきなく支持される。この結果、外輪２の中心軸と前記内輪３、３の中心軸とがずれる傾向となった場合にこれを補償する、所謂調心機能を持つ。尚、使用時には、上記割りを、大きなラジアル荷重が加わらない部分（非負荷圏）に位置させる。
【０００７】
上述の様に構成する調心輪付ころ軸受１によれば、上記１対の内輪３、３を外嵌支持した、図示しない回転軸が、調心輪５を内嵌支持した、やはり図示しないハウジングに対し傾斜する傾向となった場合に、この調心輪５の内側で上記外輪２が揺動変位する。そして、この揺動変位に基づいて、上記傾斜分を補償し、上記外輪２の中心軸と上記１対の内輪３、３の中心軸とを一致させたままの状態とする。この結果、調心輪付転がり軸受１の本体部分を構成する、上記外輪２の内周面に設けた外輪軌道６、６及び内輪３、３の外周面に設けた内輪軌道７、７と、上記各ころ４、４の転動面との当接部に、エッヂロード等の局部荷重が加わる事を防止して、上記各軌道６、７及び転動面の転がり疲れ寿命を向上させる事ができる。尚、上述した説明は、調心輪付転がり軸受を構成する転がり軸受がころ軸受である、調心輪付ころ軸受に就いて行なった。但し、この転がり軸受が玉軸受である調心輪付玉軸受でも、調心輪を設ける事により、各軌道及び各玉の転動面の転がり疲れ寿命を向上させる事ができる。勿論、この様な調心輪付玉軸受も、本発明の対象となり得る。
【０００８】
上述の様な調心輪付転がり軸受を製造する場合、従来から次の様にして上記調心輪５を造っている場合がある。先ず、図５〜７に示す様に、鋼等の金属により、内周面を球状凹面とし、外周面を単なる円筒面とした円筒状の素材１５を造る。又、この素材１５の外周面の円周方向１個所又は２個所に断面Ｖ字形で直線状の溝部１６を、この素材１５の軸方向両端面に達する状態で形成する。従来の場合、この溝部１６の深さｄ１６を、軸方向全長に亙り同じとしている。次いで、プレス機の押圧部等によりこの溝部１６の底部１７に衝撃荷重を加える事により、上記素材１５を、この溝部１６の底部１７が位置する円周方向１個所又は２個所で破断させ、当該破断部を割りとした調心輪５（図４）とする。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２２０４６７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の調心輪付転がり軸受の製造方法の場合には、上記調心輪５を構成する円筒状の素材１５の外周面に形成する溝部１６の深さｄ１６を、軸方向全長に亙り同じとしている。この為、この素材１５のうち、この溝部１６の底部１７が位置する円周方向１個所又は２個所での径方向に関する厚さが、軸方向に関して変化している。即ち、上記素材１５の内周面は球状凹面であるのに対し、この素材１５の外周面は単なる円筒面である。この為、この素材１５のうち、上記溝部１６の底部１７が位置する円周方向１個所又は２個所での径方向に関する厚さは、軸方向中央位置から軸方向両端に向かう程大きくなっている。従って、上記溝部１６の底部１７に、上記素材１５を破断させる為の衝撃荷重をプレス機等により加えた場合に、この素材１５の各部で発生する応力が軸方向に関して不均一になり、当該破断面の形状が不均一になり易くなる。当該破断面に微小な凹凸を生じさせる事は、上記調心輪５の一部を当該破断面で突き合わせた場合に、これら破断面同士を面方向にずれにくくする為、或る程度は必要である。但し、これら破断面の形状が著しく不均一になると、上記素材１５の一部に欠け等の損傷が生じ易くなる。又、これら破断面の形状が著しく不均一になる事は、調心輪付転がり軸受１の外観を悪化させ、その商品性を低下させる為、好ましくない。
【００１１】
又、上記素材１５のうち、上記溝部１６の底部１７が位置する円周方向１個所又は２個所での径方向に関する厚さが軸方向に関して変化している場合には、調心輪付転がり軸受１の生産性の向上の面で改良の余地がある。即ち、上記素材１５に加える衝撃荷重が小さ過ぎる場合には、この素材１５を良好に破断させる事ができず、逆にこの衝撃荷重が大き過ぎる場合には、この素材１５に欠け等の損傷が生じ易くなる。上述の様に、上記素材１５のうち、上記溝部１６の底部が位置する円周方向１個所又は２個所での径方向に関する厚さが軸方向に関して変化している場合には、破断の為の適正荷重が軸方向に関して不同になる。従って、軸方向の各部に関して適正な大きさの衝撃荷重を上記素材１５に加える事が難しくなる。この為、前述の［０００８］部分に記載した従来の調心輪付転がり軸受の製造方法の場合には、調心輪付転がり軸受の生産性の向上の面で改良の余地がある。
本発明は、この様な事情に鑑みて、調心輪の破断面をほぼ均一にすると共に、調心輪付転がり軸受の生産性の向上を図るべく発明したものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の調心輪付転がり軸受とその製造方法のうち、請求項１に記載した調心輪付転がり軸受は、前述した従来から知られている調心輪付転がり軸受と同様に、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に設けた複数の転動体と、上記外輪の周囲に配置した調心輪とを備える。
又、上記調心輪の内周面は、この調心輪の中心軸上の点をその中心とする球状凹面であり、上記外輪の外周面は、この外輪の中心軸上の点をその中心とする球状凸面である。そして、これら調心輪の内周面と外輪の外周面とが、これら調心輪と外輪との揺動変位を自在として嵌合している。又、この調心輪の円周方向１個所又は２個所に割りが設けられている。
【００１３】
特に、請求項１に記載した調心輪付転がり軸受に於いては、この調心輪が、内周面を球状凹面とし、周面の円周方向１個所又は２個所に軸方向両端面に達する溝部を形成した円筒状の素材を、この溝部の底部で破断させる事により上記割りを設けたものである。そして、この素材のうちで、この溝部の底部が位置する円周方向１個所又は２個所での、内周面の曲率半径方向又はこの素材の径方向に関する厚さを、軸方向全長に亙り同じとしている。
【００１４】
又、請求項２に記載した調心輪付転がり軸受の製造方法は、上記請求項１に記載した調心輪付転がり軸受の製造方法であって、円筒状の素材の内周面を球状凹面としている。これと共に、この素材の周面の円周方向１個所又は２個所に、軸方向両端面に達する溝部を、この素材のうちで、この溝部の底部が位置する円周方向１個所又は２個所での、内周面の曲率半径方向又はこの素材の径方向に関する厚さを、軸方向全長に亙り同じとした状態で形成している。そして、上記溝部を形成した後、上記素材を、この溝部の底部が位置する円周方向１個所又は２個所で破断させる事により、上記割りを設けた上記調心輪とする。
【００１５】
【作用】
上述の様に構成する本発明の調心輪付転がり軸受とその製造方法の場合には、調心輪を構成する素材を破断させる為の衝撃荷重が溝部の底部に加わった場合に、この素材の各部で発生する応力が軸方向に関してほぼ均一になる。この為、得られた調心輪で破断面の形状をほぼ均一にできる。従って、この調心輪に欠け等の損傷が生じる事を防止でき、歩留りの向上を図れると共に、調心輪付転がり軸受の商品性の向上を図れる。しかも、上記素材に適正な衝撃荷重を加える事が容易に行なえる為、調心輪付転がり軸受の生産性の向上を図れる。この結果、高品質な調心輪付転がり軸受を、安価に得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、高品質な調心輪付転がり軸受を安価に得るべく、調心輪５（図４参照）を構成する素材１５ａの円周方向１個所又は２個所に、割りを形成する為に設けた溝部１６ａの構成を工夫した点にある。本例に於いて、その他の調心輪付転がり軸受とその製造方法の構成及び作用に就いては、前述の図４〜７を用いて説明したものと同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１７】
本例の場合には、内周面１３を球状凹面とすると共に、外周面を単なる円筒面とした円筒状の素材１５ａの円周方向１個所又は２個所を破断させる事により、調心輪５を造っている。この為に、本例の場合には、この素材１５ａの外周面の円周方向１個所又は２個所に断面Ｖ字形の溝部１６ａを、この素材１５ａの軸方向両端面に達する状態で形成している。又、この溝部１６ａの底部１７ａを、この素材１５ａの調心輪側内周面１３の球状凹面の曲率中心ｏをその中心とし、この球状凹面の曲率半径Ｒ１３よりも大きな半径Ｒ１６ａ  を有する円弧状としている。従って、上記素材１５ａのうちで、上記溝部１６ａの底部１７ａが位置する円周方向１個所又は２個所での、上記調心輪側内周面１３の曲率半径方向に関する厚さｔ１５ａ  は、上記素材１５ａの軸方向全長に亙り同じとなっている。そしてこの様な溝部１６ａをこの素材１５ａに形成した後、この溝部１６ａの底部１７ａにプレス機の押圧部等により衝撃荷重を加える事により、この素材１５ａを破断させ、当該破断部を割りとした上記調心輪５としている。
【００１８】
上述の様に構成する本発明の調心輪付転がり軸受とその製造方法の場合には、調心輪５を構成する素材１５ａのうち、溝部１６ａの底部１７ａが位置する円周方向１個所又は２個所での、この素材１５ａの径方向に関する厚さがほぼ均一になっている。この為、この素材１５ａを破断させる為の衝撃荷重が、上記溝部１６ａの底部１７ａに加わった場合に、この素材１５ａの各部で発生する応力が軸方向に関してほぼ均一になる。この為、得られた調心輪５で破断面の形状をほぼ均一にできる。従って、この調心輪５に欠け等の損傷が生じる事を防止でき、調心輪付ころ軸受１（図４）の歩留りの向上を図れると共に、この調心輪付ころ軸受１の商品性の向上を図れる。しかも、上記素材１５ａに適正な衝撃荷重を加える事が容易に行なえる為、上記調心輪付ころ軸受１の生産性の向上を図れる。この結果、高品質な調心輪付ころ軸受１を、安価に得られる。
【００１９】
次に、図２〜３は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、上述した第１例の場合と異なり、調心輪５（図４参照）を構成する円筒状の素材１５ｂの内周面の円周方向１個所又は２個所に、この調心輪５に割りを形成する為の断面Ｖ字形の溝部１６ｂを、軸方向両端面に達する状態で形成している。又、この溝部１６ｂの底部１７ｂを、上記素材１５ｂの外周面と同心の仮想円筒面上に位置させている。従って、この素材１５ｂのうちのこの溝部１６ｂの底部１７ｂが位置する円周方向１個所又は２個所での、この素材１５ｂの径方向に関する厚さｔ１５ｂ  は、軸方向全長に亙り同じとなっている。
【００２０】
この様な本例の場合も、上記素材１５ｂを破断させる為の衝撃荷重が上記溝部１６ｂの底部１７ｂに加わった場合に、この素材１５ｂの各部で発生する応力が、軸方向に関してほぼ均一になる。この為、得られた調心輪５で破断面の形状をほぼ均一にできる。しかも、上記素材１５ｂに適正な衝撃荷重を加える事が容易に行なえる為、調心輪付ころ軸受１（図４）の生産性の向上を図れる。
その他の構成及び作用に就いては、上述した第１例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の調心輪付転がり軸受とその製造方法は、以上に述べた通り構成され作用するので、高品質な調心輪付転がり軸受を、安価に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例の製造工程の途中で得られる、調心輪を構成する素材を示す半部断面図。
【図２】同第２例の製造工程の途中で得られる、調心輪を構成する素材を示す半部断面図。
【図３】図２のＣ矢示図。
【図４】本発明の製造方法の対象となる調心輪付転がり軸受の１例を示す半部断面図。
【図５】従来の製造工程の途中で得られる、調心輪を構成する素材の１例を示す部分斜視図。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】図６のＢ矢示図。
【符号の説明】
１    調心輪付ころ軸受
２    外輪
３    内輪
４    ころ
５    調心輪
６    外輪軌道
７    内輪軌道
８    大径側鍔部
９    小径側鍔部
１０    間座
１１    保持器
１２    ポケット
１３    調心輪側内周面
１４    外輪側外周面
１５、１５ａ、１５ｂ  素材
１６、１６ａ、１６ｂ  溝部
１７、１７ａ、１７ｂ  底部
【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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