(57)【要約】【課題】回転軸と一体的に固定された内輪部及び軸受ハウジングの非貫通孔に圧入された外輪部を有する軸受であって、交換時に外輪部を非貫通孔内から容易に取り外せる様な軸受装置及びその分解方法の提供。【解決手段】本発明の軸受装置は、回転軸（１６）と一体的に固定された内輪部（２）及び軸受ハウジング（６Ａ）の非貫通孔（１２）に圧入された外輪部（５）を有する軸受（Ｂｒ）と、前記非貫通孔（１２）内に配置され且つ外部から供給された回転力を回転軸（１６）方向の推進力に変換する機構を具備した取り外し用冶具（７）と、取り外し用冶具（７）の回転を抑止する回転抑止機構、とを有している。【選択図】  図４
2004308673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体的に固定された内輪部及び軸受ハウジングの非貫通孔に圧入された外輪部を有する軸受と、前記非貫通孔内に配置され且つ外部から供給された回転力を回転軸方向の推進力に変換する機構を具備した取り外し用冶具と、取り外し用冶具の回転を抑止する回転抑止機構、とを有することを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
外部から供給された回転力を回転軸方向の推進力に変換する機構は、取り外し用冶具の中央貫通孔と、該貫通口の内周面に形成された雌ネジ部分とを有する請求項１の軸受装置。
【請求項３】
前記回転抑止機構は、前記非貫通孔の内周面或いは前記取り外し用冶具の何れか一方に形成された突起と、前記非貫通孔の内周面と前記取り外し用冶具の他方に形成され且つ前記突起と相補的な断面形状を有する溝部、とを備えている請求項１、２の何れかの軸受装置。
【請求項４】
回転軸と一体的に固定された内輪部及び軸受ハウジングの非貫通孔に圧入された外輪部を有する軸受と、前記非貫通孔内に配置され且つ外部から供給された回転力を回転軸方向の推進力に変換する機構を具備した取り外し用冶具と、取り外し用冶具の回転を抑止する回転抑止機構、とを有する軸受装置を備えたことを特徴とする回転機械。
【請求項５】
軸受ハウジングに形成されている非貫通孔に圧入されている軸受の外輪部を取り外す外輪部取り外し工程とを有し、該外輪部取り外し工程では、非貫通孔内に配置されている取り外し冶具に、外輪部の内周空間を介して外部から回転力を伝達し、取り外し用冶具の回転を抑制しつつ該回転力を回転軸方向で且つ外輪部を取り外す方向への推進力に変換することにより外輪部を非貫通孔から取り外すことを特徴とする軸受装置の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば多段ポンプの様な回転機械の回転軸を支持するために用いられる軸受装置及びその分解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に、本発明の回転機械と、軸受装置とが装着された多段ポンプ装置Ｐｃが示されている。
回転機械である多段ポンプ１０は、その上方に駆動源であるモータ１２を有し、モータ１２の出力軸１４は回転軸１６に連結されている。
回転軸１６は、その下方領域の振れ回り防止のため、軸受ハウジング６に設けられたラジアル軸受Ｂｒにより、その下方領域を支持されている。なお、スラスト荷重は、上方のモータ１２内の軸受で支持されている。
【０００３】
図７及び図８は、前記ラジアル軸受Ｂｒ近傍における従来の構成を示している。
図７に示す分解、組み立て図において、回転軸１６の下端部にラジアル軸受Ｂｒの内輪部２が固着され、ネジ部４とナット３によって軸方向位置を固定されている。
【０００４】
軸受Ｂｒの外輪部５は、内輪部２の外周面で摺動される摺動面５ａと、軸受ハウジング６の内周面６ａに堅嵌めされる外周面５ｂを有していて、ＳｉＣを含む軸受合金で形成されている。
【０００５】
軸受ハウジング６は、内周面６ａを有する非貫通孔１２を備えて形成され、回転軸１６にかかる、図７及び図８においては水平方向の、ラジアル荷重を支持するよう構成されている。
【０００６】
図８は、上記各部品が軸受ハウジング６内に収納された状態を示している。
非貫通孔１２の内周面６ａに圧入して堅嵌めされた外輪部５に、回転軸１６に固定された内輪部２が回転自在に配置されてラジアル荷重を支持するよう構成されている。
【０００７】
上記の軸受Ｂｒは、摩耗部品なので定期的あるいは摩耗状況によって新たな軸受Ｂｒに交換する必要がある。
【０００８】
ここで、軸受交換の頻度は、使用状況により変わる。より具体的には、軸受は、揚液される液体に含まれている粒形物、スラリーで摩耗するので、揚液中に含有される物質如何により軸受の寿命は変わる。或いは、揚液される液体の液温如何により、軸受の膨脹量が変動し、内輪部と外輪部との摺動の程度も変わり、軸受寿命も影響を受けるのである。
一般的には、他の消耗交換部品の交換時に軸受も交換されている。
【０００９】
係る軸受交換に際しては、先ず、図１におけるボルト３２及びナット３４を外し、下部ケーシング３０を外す。
軸受Ｂｒの内輪部２は、ナット３を外して回転軸１６から引き抜きをする。しかし、軸受外輪部は、下部ケーシング３０に装着された軸受ハウジング６に圧入されているので、下部ケーシング３０と共に外される。
【００１０】
ここで、軸受外輪部５を軸受ハウジング６からどの様にして引き抜くかが問題となる。
【００１１】
軸受外輪部５は、軸受ハウジング６内へ圧入されているため取り外しが難しいので、図９で示す様な端部に掛け部４１を設けたプール冶具４０を用いて、図１０で示す態様にて、軸受外輪部５を引き上げて取り外している。
【００１２】
しかし、プール冶具４０により軸受外輪部５を引きずり出すに際しては、軸受外輪部５を底面に引っ掛けた状態で、軸受ハウジング６の長手方向軸に対して正確に平行な方向へ（図１の状態であれば真上方向へ）に引っ張らなければならない。そしてその引っ張り力は、圧入力程度の力を要している。
【００１３】
さらに、引き抜く際に、（外輪部５がやや脆弱な材料から成る場合には、当該）外輪部５を破損する可能性があり、また軸受ハウジング６内の外周面６ａを傷つけ、交換すべき新外輪部５の圧入に問題が生じる懸念がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、回転軸と一体的に固定された内輪部及び軸受ハウジングの非貫通孔に圧入された外輪部を有する軸受であって、交換時に外輪部を非貫通孔内から容易に取り外せる様な軸受装置及びその分解方法の提供を目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の軸受装置は、回転軸（１６）と一体的に固定された内輪部（２）及び軸受ハウジング（６Ａ）の非貫通孔（１２）に圧入された外輪部（５）を有する軸受（Ｂｒ）と、前記非貫通孔（１２）内に配置され且つ外部から供給された回転力を回転軸（１６）方向の推進力に変換する機構を具備した取り外し用冶具（７）
と、取り外し用冶具（７）の回転を抑止する回転抑止機構、とを有することを特徴としている（請求項１）。
【００１６】
ここで、外部から供給された回転力を回転軸（１６）方向の推進力に変換する機構は、取り外し用冶具（７）の中央貫通孔（７ｃ）と、該貫通孔（７ｃ）の内周面に形成された雌ネジ部分（７ｄ）とを有するのが好ましい（請求項２）。
【００１７】
また、前記回転抑止機構は、前記非貫通孔（１２）の内周面（１２ａ）或いは前記取り外し用冶具（７）の何れか一方に形成された突起（２６ｃまたは７ａ）と、前記非貫通孔（１２）の内周面（１２ａ）と前記取り外し用冶具（７）の他方に形成され且つ前記突起（２６ｃまたは７ａ）と相補的な断面形状を有する溝部（８または２７ｂ）、とを備えているのが好ましい（請求項３）。
【００１８】
係る構成を具備する本発明の軸受装置によれば、軸受外輪部を軸受ハウジングから取り外すに際しては、軸受ハウジングの非貫通孔内に配置されている取り外し冶具に、外輪部の内周空間を介して外部から（例えばボルト等により）回転力を伝達する。
【００１９】
取り外し冶具に回転力を伝達すると、前記回転抑止機構により取り外し用冶具の回転は抑制され、且つ、取り外し用冶具に伝達された回転力は推進力に変換される。
【００２０】
係る推進力により、取り外し冶具は回転軸方向で且つ外輪部を取り外す方向へ移動（上昇）し、軸受外輪部に当接し、これを取り外す方向へ押圧する。その結果、取り外し用冶具の推進力（或いは、外輪部は非貫通孔から取り外す方向へ押圧する押圧力）により、外輪部は非貫通孔から（垂直方向上方へ）外れるのである。
【００２１】
なお、取り外し用冶具については、軸受ハウジングに軸受外輪部を圧入する前に挿入配置しておく必要がある。
【００２２】
前記の回転拘束機構（溝と突起）は、少なくとも１箇所あれば良い。
【００２３】
上記の取り外し用冶具と回転拘束機構は、すべり軸受に限定するものでなく、外輪と内輪とが一体となっている例えば転がり軸受ボールベアリングの、固定される外輪または及び内輪に対して適用が可能である。
【００２４】
前記取り外し用冶具の摩耗を防止するため、冶具全体（特にネジ山部）に耐摩耗コーティングを施しておくことが好ましい
【００２５】
本発明の回転機械（例えば、多段ポンプ１０）は、回転軸（１６）と一体的に固定された内輪部（２）及び軸受ハウジング（６Ａ）の非貫通孔（１２）に圧入された外輪部（５）を有する軸受（Ｂｒ）と、前記非貫通孔（１２）内に配置され且つ外部から供給された回転力を回転軸（１６）方向の推進力に変換する機構を具備した取り外し用冶具（７）と、取り外し用冶具（７）の回転を抑止する回転抑止機構、とを有する軸受装置（Ｂ）を備えている（請求項４）。
【００２６】
また、本発明の軸受装置（Ｂ）の分解方法は、軸受ハウジング（６Ａ）に形成されている非貫通孔（１２）に圧入されている軸受（Ｂｒ）の外輪部（５）を取り外す外輪部取り外し工程とを有し、該外輪部取り外し工程では、非貫通孔（１２）内に配置されている取り外し冶具（７）に、外輪部（５）の内周空間を介して外部から回転力を伝達し、取り外し用冶具（７）の回転を抑制しつつ該回転力を回転軸（１６）方向で且つ外輪部（５）を取り外す方向への推進力に変換することにより外輪部（５）を非貫通孔（１２）から取り外すことを特徴としている（請求項５）。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
以降説明する図２〜図４で図示の第１実施形態及び図５、図６の第２実施形態が適用される図１の多段ポンプ装置Ｐｃにおいて、回転機械として多段ポンプ１０が例示されている。
【００２８】
図１において、多段ポンプ１０は、その上方に、駆動源としてモータ１２を有している。モータ１２の出力軸１４は回転軸１６に連結されており、回転軸１６にモータ１２の回転出力が伝達される。
回転軸１６は複数の羽根車１８を固定しており、回転軸１６及び羽根車１８が回転することにより、吸入口１９から吸入された揚液は、多段に構成された羽根車１８により下方からヘッド（水頭）が付加されて上昇し、開口２２、流路２４を介して、吐出口２１から吐出される。
【００２９】
回転軸１６は、その下方領域の振れ回り防止のため、軸受装置Ｂのラジアル軸受Ｂｒにより、その下方領域を支持されている。なお、スラスト荷重は、上方のモータ１２内の軸受で支持されている。
なお、図１においては、後述の取外し用冶具７の図示が省略されている。
【００３０】
軸受装置Ｂ近傍の構成が、図２及び図３に示されている。
軸受装置Ｂは、内輪部２と外輪部５とで構成される軸受Ｂｒと、必要時に外輪部５を取外す取外し用冶具７と、取外し用冶具７の回転を抑止して外輪部５を取外す後記する回転抑止機構とで構成されている。
【００３１】
図２に示す軸受装置Ｂの分解、組み立て図において、回転軸１６の下端部にラジアル軸受Ｂｒの内輪部２が固定され、ネジ部４とナット３によって軸方向位置を固定されている。
【００３２】
軸受Ｂｒの外輪部５は、内輪部２の外周面で摺動される摺動面５ａと、軸受ハウジング６Ａの内周面１２ａに堅嵌めされる外周面５ｂを有している。
【００３３】
取外し用冶具７は、半径方向外端部に２つの突起７ａが設けられた円盤状に形成され、軸心７ｓに中央貫通孔７ｃが穿孔され、その中央貫通孔７ｃの内周面に雌ネジ部分７ｄが形成されている。
この中央貫通孔７ｃと雌ネジ部分７ｄとで、外部から供給された回転力を回転軸１６方向の推進力に変換する機構である。
雌ネジ７ｄの山部には、耐摩耗コーティングが行われている。
【００３４】
軸受ハウジング６Ａは、内周面１２ａを有する非貫通孔１２を備えて形成され、回転軸１６にかかる荷重、図２及び図３においては水平方向のラジアル荷重を支持するよう構成されている。
【００３５】
非貫通孔１２の内周面１２ａに、孔心１２ｓに並行に、図示においては、２つの角状溝部８が設けられている。溝部８は、取外し用冶具７の突起７ａを上下方向に摺動可能に遊び嵌めする相補的な形状に形成されている。
この溝部８と突起７ａとで、回転抑止機構が構成されている。
【００３６】
図３は、上記各部品が軸受ハウジング６Ａ内に収納された状態を示している。
非貫通孔１２の底部に、溝部８に突起部７ａが嵌入された取外し用冶具７が配置され、非貫通孔１２の上部に外輪部５が圧入されている。
【００３７】
外輪部５の内周面５ａに回転軸１６に固定された内輪部２が回転自在に配置されて、図においては水平方向の、ラジアル荷重を支持するよう構成されている。
【００３８】
上記構成による軸受装置Ｂの分解要領を図１〜図４を参照して説明する。
最初に、ボルト３２及びナット３４によって組み付けられた下部ケーシング３０を取外す。この工程が下部ケーシングを取外す工程である。
【００３９】
ついで、外輪部５の内周５ａ内の空間を通して引きぬきボルト３５を、非貫通孔１２の底部に配置された取外し用冶具７のネジ部分７ｄに螺入する。取外し用冶具７のネジ部分７ｄへの螺入を継続して、ボルト３５の先端が非貫通孔１２の底部に達するとボルト３５の下方への進行がとまり、ボルト３５の回転力が溝８で回転を抑止された取外し用冶具７を上方の押し上げる。
【００４０】
さらにボルト３５のネジ部分７ｄへの螺入を継続して、取外し用冶具７の上面が外輪部５の下端面５ｃに当接して、以後はボルト３５の回転力が外輪部５を回転軸１６の軸方向上方に押し上げる。
【００４１】
このようにして、ボルト３５の回転力を回転軸１６の軸方向上方への推進力にかえて、外輪部５を上方に引き出す。この工程が、外輪部取り外し工程である。
そして、必要に応じて内、外輪部２及び５を交換する。
【００４２】
図５及び図６は、第２実施形態を示している。第１実施形態と異なる部分を主体に説明する。
【００４３】
図５に示す取り外し用冶具２７は、円盤状に形成され、軸心に中央貫通孔２７ｃが穿孔され、その貫通孔２７ｃの内周面に雌ネジ部分２７ｄが設けられている。
中央貫通孔２７ｃと雌ネジ部分２７ｄとで、外部から供給された回転力を回転軸１６方向の推進力に変換する機構が構成されている。
また、軸心に並行して図示の例では２つの角状溝部２７ｂが設けられている。
【００４４】
図６を参照して、軸受ハウシング２６Ａは、内周面２６ｂを有する非貫通孔２６を備えて形成され、回転軸１６にかかる荷重、図６においては水平方向の、ラジアル荷重を支持するよう構成されている。
【００４５】
非貫通孔２６の内周面２６ｂに、孔心に並行に、半径方向内方に突起する２つの突起部２６ｃが設けられている。突起部２６ｃは、取外し用冶具２７を溝部２７ｂに沿って上下方向に摺動可能に遊び嵌めする相補的な形状に形成されている。
この溝部２７ｂと突起部２６ｃとで回転抑止機構が構成されている。
【００４６】
図６は、上記各部品が軸受ハウジング２６Ａ内に収納された状態を示している。
非貫通孔２６の底部に、突起部２６ｃによって溝部２７ｂが嵌入された取外し用冶具２７が配置され、非貫通孔２６の上部に外輪部５が圧入されている。
【００４７】
なお、軸受ハウジング内周面２６ｂに形成された突起２６ｃの上下方向長さｔが、軸受外輪部５の厚さ寸法ｈよりも大きいことが必要である。換言すれば、軸受外輪部５が完全に軸受ハウジング２６Ａから抜け出せる様に構成する必要がある。
【００４８】
上記以外の構成は、第１実施形態と同じである。
また、上記構成による軸受装置の分解要領は、実質的に第１実施形態の工程と同じである。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の作用効果を、以下に列記する。
（１）  本発明によれば、非貫通孔内に外輪部より低位置に予め配置した回り止め機構付きの取外し用冶具の雌ネジに、外輪部より上方から抜きボルトを挿入し回転して外輪部を底面から引き上げるようにしているので外輪部の取外しが容易である。
（２）  取外し用冶具は簡単で軽量かつ組み付け容易なので、周辺部材を損傷させる懸念がなく、従来より交換工程が短縮できコスト低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する多段ポンプ装置の全体構成図。
【図２】本発明の第１実施形態を示す分解図。
【図３】第１実施形態の配置図。
【図４】第１実施形態の軸受分解手順を説明する斜視構成図。
【図５】本発明の第２実施形態の取外し用冶具を示す平面図。
【図６】第２実施形態の配置図。
【図７】従来の実施形態を示す分解図。
【図８】図７の従来の実施形態の配置図。
【図９】従来の治具を示す斜視図。
【図１０】図９の治具を用いて部品を取り外す態様を示す斜視図。
【符号の説明】
Ｂ・・・軸受装置
Ｂｒ・・軸受
Ｐｃ・・多段ポンプ装置
２・・・内輪部
５・・・外輪部
６Ａ・・軸受ハウジング
７・・・取外し用冶具
７ｃ・・貫通孔
７ｄ・・雌ネジ部分
１０・・多段ポンプ
１６・・回転軸
【図１】
2004308673.tif 000003
【図２】
2004308673.tif 000004
【図３】
2004308673.tif 000005
【図４】
2004308673.tif 000006
【図５】
2004308673.tif 000007
【図６】
2004308673.tif 000008
【図７】
2004308673.tif 000009
【図８】
2004308673.tif 000010
【図９】
2004308673.tif 000011
【図１０】
2004308673.tif 000012