(57)【要約】【課題】ブッシュを用いた保持器において、組立が容易で、部材の寸法精度を緩和でき、さらに強度の高いピン型保持器を提供する。【解決手段】互いに平行に且つ回転軸を同一として配置された第一環状板４と第二環状板３とが複数本のピン１により結合されるピン型保持器Ａである。前記各ピン１の少なくとも一方の端部外周面とこの端部を挿通する第一環状板４のピン受け孔６の内周面との間にブッシュ８を圧入する。このブッシュ８の外周面に、前記圧入時に変形可能な凹凸部を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に且つ回転軸を同一として配置された第一環状板と第二環状板とが複数本のピンにより結合されるとともに、前記各ピンの少なくとも一方の端部外周面とこの端部を挿通する環状板のピン受け孔の内周面との間にブッシュを圧入した転がり軸受用ピン型保持器において、
前記ブッシュの外周面に、前記圧入時に変形可能な凹凸部を形成したことを特徴とする、転がり軸受用ピン型保持器。
【請求項２】
前記凹凸部は前記ピンの軸方向に対して角度をもった方向に沿って設けられた溝部によって形成されるとともに、前記ブッシュの軸方向断面において前記外周面と前記溝部の側壁との成す角度であるエッジ角度は、軸方向内方側のエッジ角度よりも軸方向外方側のエッジ角度のほうが鋭角となっていることを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受用ピン型保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ころ軸受に設けられる所謂ピン型の保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特に負荷荷重や振動の大きい設備等で使用される転がり軸受として、負荷容量の大きい円筒ころ軸受や円すいころ軸受が使用されている。かかる軸受においては、ころの回転軸線と同心の孔をころに設けて、この孔にピンを通した構造のピン型保持器が用いられる。この従来型のピン型保持器の例を図面を参照しつつ説明する。この従来例は図６に示すように、ピン１の他端部１１は第二環状板３に設けたねじ孔５と螺合させる等により固定されており、ピン１の一端部１２は、前記ねじ孔５に対応した位置に設けられた第一環状部４のピン受け孔６に挿通し、かつ溶接材７により第一環状部４と互いに固着されている。ピン受け孔６の径は、組立調整の為に、ピン１の外径（当該ピン受け孔６に挿通した部分の外径）と同一とするか、もしくは、ピン受け孔６の内周面とピン１の外周面との間に微小隙間Ｘを設けていた。従って、軸受の使用条件によっては、ピン１に大きな曲げモーメントなどの応力が働き、接合強度が比較的弱いピン１と溶接材７との溶接部分に応力が集中するため、この部分に亀裂等が生じる可能性があった。この問題を解決するため、別の従来例として、第一環状部４のピン受け孔６の内周面と、ピン１の外周面との間にブッシュを圧入して、前記の微小隙間Ｘを無くすことにより、溶接部分に応力が掛からないようにする方法が採られていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実公平６−１３３８１号公報（第１−２頁、第５−６図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
保持器の強度を高めるためには、上述のようにブッシュを用いることが有効である。しかし、ブッシュを用いる場合には、ピンとブッシュの間、及びブッシュと環状板ピン受け孔の間の双方に、適切なしめしろ（圧入代）を設定する必要があるため、ピンの外径、ブッシュの外径及び内径、さらには、環状板のピン受け孔の径に対して、極めて高い寸法精度が要求される。しかし、この寸法精度を確保することは実際には困難であるので、ブッシュが圧入出来なかったり、圧入ができるとしてもその加圧力が極めて大きくなってしまう場合があった。従って、保持器の組立が困難で、多くの手間を要していた。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、ブッシュを用いた保持器において、組立が容易で、部材の寸法精度を緩和でき、さらに強度の高いピン型保持器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明は、互いに平行に且つ回転軸を同一として配置された第一環状板と第二環状板とが複数本のピンにより結合されるとともに、前記各ピンの少なくとも一方の端部外周面とこの端部を挿通する環状板のピン受け孔の内周面との間にブッシュを圧入した転がり軸受用ピン型保持器において、前記ブッシュの外周面に、前記圧入時に変形可能な凹凸部を形成したことを特徴とする、転がり軸受用ピン型保持器である。このようにすると、ブッシュが圧入された際に、ブッシュの外周面に設けられた凹凸部の凸部がつぶれて凹部に逃げることができるため、高い寸法精度を要することなくブッシュをタイトにフィットさせることができる。また、この凸部が、ピン受け孔の内周面にくい込むため、この喰い付きにより環状板の抜けが効果的に抑制される。
【０００７】
また、前記凹凸部は前記ピンの軸方向に対して角度をもった方向に沿って設けられた溝部によって形成されるとともに、前記ブッシュの軸方向断面において前記外周面と前記溝部の側壁との成す角度であるエッジ角度は、軸方向内方側のエッジ角度よりも軸方向外方側のエッジ角度のほうが鋭角となっている構成とすることもできる。このようにすると、環状板の抜け方向に対して溝部のエッジのくい込みがより効果的に抵抗として作用するので、環状板の抜けがより効果的に抑えられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態にかかるピン型保持器Ａのピン１の部分の拡大断面図であり、図２はブッシュ８の側面図であり、図３は、保持器Ａ全体の斜視図である。図３に示すように、この保持器Ａは、互いに平行に且つ回転軸を同一として、距離Ｌの間隔で対向して配置された第一環状板４及び第二環状板３とが、当該環状板間に架設され且つ周方向に適宜等間隔をおいて設けられた複数本のピン１により連結された構成となっている。
【０００９】
各ピン１は、それぞれ、図１に示すように、その一端部１２と第一環状板４とが溶接材７により溶接接合されている。また、ピン１の他端部１１には、雄ねじ部１１ａが刻設されており、この他端部１１は、第二環状部３に設けられたねじ孔５と螺合することにより第二環状板３に固定されている。この他端部１１の構造は、従来例と同一である。図１に仮想線で示すように、円筒ころ９は、その回転軸線と同心の孔を設けた中空ころとなっている。保持器Ａは、この中空ころを保持するために使用され、この中空ころの孔にピン１を挿通することにより、ピン１の中間部周囲に中空ころである円筒ころ９を回転自在に支持する。
【００１０】
第一環状板４には、第二環状板３のねじ孔５に対向する位置に、ピンの一端部１２を保持するためのピン受け孔６が設けられ、ピン１の一端部１２はこのピン受け孔６に挿通されている。また、ブッシュ８は、ピン１の一端部１２の外周面とこの一端部１２を挿通する第一環状板４のピン受け孔６の内周面との間に圧入されている。つまり、このブッシュ８は、ピン１の一端部１２の外周面に外嵌するとともに、第一環状板４に設けられたピン受け孔６の内周面に内嵌している。また、溶接材７により、ピン１の一端部１２の端面１２ａ、ブッシュ８の軸方向外方の端面８ａ、及び、ピン受け孔６の軸方向外方寄りの内周面６ａを溶接している。従ってピン１は、ブッシュ８を介して第一環状板４のピン受け孔６にはめ合わされることより固定されると同時に、溶接によっても第一環状板４と接合されている。
【００１１】
図２に示すように、ブッシュ８はその外形が円筒形状で、かつこの円筒形状と同心の孔により内周面が形成されたパイプ形状を成している。ブッシュ８の外周面には、螺旋の中心軸がブッシュ８の軸線と同一となっている螺旋状の溝部８ｂが設けられている。この螺旋状の溝部８ｂは、その長手方向が軸線と平行でない方向に沿って、即ち、軸線に対して所定の角度α（図２参照）を持った方向に沿って、かつ、当該外周面上において略等間隔のピッチＰで設けられている。この溝部の拡大断面図が図４であり、溝の断面形状は略三角形となっている。従って、ブッシュ８の外周面には、溝部８ｂを凹部とし、溝部８ｂ以外の部分８ｃを凸部とする凹凸部が形成されている。また、この溝部８ｂと凸部８ｃとの境界位置は、溝部８ｂの開口縁であるエッジ部８ｄである。
【００１２】
また、図１及び図２に示すように、ピン１の一端部１２のうちブッシュ８が外嵌する部分であるブッシュ外嵌部１２ｂはテーパーを有しておらず、母線が軸線と平行な円柱形状を成している。また、ブッシュ８の内周面及び外周面は前記ブッシュ外嵌部１２ｂの形状に対応してテーパーの無い形状であり、ブッシュ８は円筒形状を成している。同様に、第一環状板４のピン受け孔６も、ブッシュ８の外周面の形状に対応しテーパーの無い円柱形状の孔となっている。
【００１３】
本実施形態のピン型保持器Ａを作製するには、先ずピン１の他端部１１の雄ねじ部１１ａを第二環状部３のねじ孔５にねじ込んで螺合させ、ピン１に円筒ころ９を通し、次にピン１の一端部１２を第一環状部４のピン受け孔６に挿通させる（図１参照）。その後、ブッシュ８をピン受け孔６の内周面とピン１の一端部１２の外周面との間に圧入する。最後に溶接を行って、溶接材７を介して、ピン１の一端部１２の端面１２ａ、ブッシュ８の軸方向外方の端面８ａ、及び、ピン受け孔６の軸方向外方寄りの内周面６ａを融着させて接合する。なお、本発明では、他端部１１を第二環状部３に固定させる固定方法は特に限定せず、例えば溶接により固定したり、あるいは一端部１２と同様の方法で固定してもよい。また、ブッシュ８の材質としては、ピン１あるいは第一環状体４と溶接が可能な金属材料とすると、溶接により強固に接合できるので好ましい。
【００１４】
この実施形態の保持器Ａによれば、ブッシュ８の外面に凹凸部が設けられているので、ブッシュ８を圧入した際に、ブッシュ８の凸部がつぶれて凹部に逃げることができる。よって、この凹凸部を設けない場合と比較して、寸法精度が比較的低くてもブッシュ８を円滑に圧入することができる。従って、ブッシュ８を用いることにより高強度としたピン型保持器の生産工程をより容易化し、生産性を高め、生産コストを低減することが可能になる。
【００１５】
また、ブッシュ８を圧入することにより保持器の強度を向上させるためには、ブッシュ８の外径及び内径に適切な圧入代（しめしろ）を設けて、ブッシュ８をピン１の一端部１２の外周面に適切な圧力により外嵌させるとともに、第一環状板４に設けられたピン受け孔６の内周面に適切な圧力で内嵌させる必要がある。このためには、ブッシュ８の内外径、ブッシュ８の内外周面の断面の真円度や偏心度、さらには、ピン１の外径及び断面の真円度や偏心度、加えてピン受け孔６の内径や断面の真円度などに高度な寸法精度が必要となる。よって、わずかな寸法精度の狂いがあってもそれらが相乗的に作用して顕在化してしまい、ブッシュ８が圧入不可能となったり、圧入時の加圧力が過大となったり、隙間が出来たりしてしまう。本発明により、ブッシュ８の凸部がつぶれて凹部に逃げることができるため、寸法精度が比較的低くてもその誤差を吸収でき、前述の様な各部材の寸法精度の負担を低減することができ、高い寸法精度を要することなくブッシュ８をタイトにフィットさせることができる。これにより、ピン１にかかる曲げモーメント等の応力が溶接部分に集中せず、ブッシュ８とピン１の接触部分に応力を分散できるので、保持器Ａの強度を向上させることができる。また、この凸部が、ピン受け孔の内周面にくい込むため、この喰い付きにより環状板の抜けが効果的に抑制される。
【００１６】
前述のように、ピン１の端部外周面でブッシュ８が外嵌するブッシュ外嵌部１２ｂは、母線が軸線と平行な円柱形状を成している。このような形状とした場合は、ブッシュ外嵌部１２ｂをテーパー形状（ピン１の端部に向かって縮径するようなテーパー形状）とした場合と比較して、ブッシュが軸方向外方に抜けやすくなる様なテーパーが無いので、ブッシュが軸方向外方に抜けにくくなる。
【００１７】
本発明に用いられるブッシュ外周面の凹凸部は、実施形態のように螺旋状溝部を設けることにより凹凸部を形成する場合に限定されるものではなく、ブッシュの圧入時に変形可能な凹凸部を有していればよい。この場合、凹部の深さ、即ち、凸部の最上点から凹部の最下点までの深さは、従来のブッシュの外周面の凹凸の深さ、即ち、切削加工された従来品のブッシュ８の切削面の凹凸の深さよりも深くとする必要がある。例えばブッシュ８の外周面をショットピーニング処理することにより凹凸部を付与する等、従来品の切削面よりも深い凹凸（粗い表面粗度）を有していれば、微細な凹凸部であってもよい。
【００１８】
凹凸部を設ける手法としてブッシュ外周面に環状の溝部を設けるようにすると、凹凸部を設ける作業が比較的容易となる点で好ましい。更に、本実施形態のように螺旋状溝部を設ける場合には、溝部の形成がより一層容易となり、ブッシュ８の製造が容易となるのでさらに好ましい。溝部の加工方法としては、切削加工とすると加工が簡便で好ましい。
【００１９】
溝部により凹凸を形成する場合、ピン１の軸方向（ブッシュ８の軸線の方向）と溝部の長手方向とのなす角度（軸線に平行な平面に投影した像における角度）α（図２参照）は０度としないのが好ましい。即ち、溝部はピン１の軸方向に対して平行でなく角度をもって設けるのがよい。このようにすると、第一環状板４が軸方向外側に抜けようとする場合に、溝部８ｂのエッジ８ｄが第一環状板４のピン受け孔６の内周面により効果的にくい込んで抜け抵抗となるので、抜けを効果的に防止することができる。このエッジ８ｄの物理的係止効果をより高める為には、断面略三角形状の溝部８ｂにおける溝断面輪郭の両辺のなす角度β（図４参照）は、例えば６０度程度とすることが好ましい。この角度が小さすぎると、溝幅Ｗが小さくなりすぎて、くい込むための空間が少なくなるので、くい込みによる抗力が少なくなってしまう場合があり、この角度が大きすぎると、エッジ角度θ１及びθ２が鈍角となって、くい込みが少なくなってしまう傾向となる。
【００２０】
図５は、前記実施形態の変形例であって、溝部８ｂの断面形状のみ前記実施形態と異なるものである。ここでは、溝部８ｂの断面形状における三角形が、図４に示す実施形態のように略２等辺三角形ではなく、略直角三角形の斜辺を含む２辺が溝の断面形状を構成している。このため、ブッシュ８の外周面と溝部８ｂとのなす断面角度であるエッジ角度は、軸方向内方側のエッジ角度θ２よりも軸方向外方側のエッジ角度θ１のほうが鋭角となっている。第一環状板４が軸方向外方に抜けようとする場合には、軸方向内方側のエッジ８ｄ２でなく軸方向外方側のエッジ８ｄ１のほうがくい込む側になるので、くい込みによるエッジ８ｄの物理的係止効果が大きくなる。よって、軸方向内方側のエッジ角度θ２よりも軸方向外方側のエッジ角度θ１のほうを鋭角とすることにより、抜け防止効果を更に高めることができる。
【００２１】
この場合、軸方向外方側のエッジ角度θ１は、例えば略９０度付近の角度とするのが好ましい。エッジ角度θ１が大きいと鋭角にしたことによる効果が少なくなり、小さい場合は溝の加工が困難となる傾向となり、また、エッジが欠けやすくなるからである。なお、溝の断面形状を略三角形としないで、例えば略四角形の角溝等とすることもでき、この場合は、軸方向内方側のエッジ角度θ２及び軸方向外方側のエッジ角度θ１のいずれも９０度程度と比較的鋭角とすることができる。
【００２２】
なお、前述のように、凹凸部により、凸部がつぶれて凹部に逃げることができ、寸法精度の緩和等の効果を奏するが、この効果をさらに高めるためには、凹部及び凸部の相対的割合を考慮するのが好ましい。この観点から、ブッシュ表面に溝部を設ける場合、その溝幅Ｗ及びピッチＰ（図４参照）は、しめしろに応じて適宜選択することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ブッシュを用いた保持器において、組立が容易で、部材の寸法精度を緩和でき、さらに強度の高いピン型保持器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のピン型保持器のピン部分の拡大断面図である。
【図２】本発明の本実施形態のピン型保持器におけるブッシュの一部欠裁図である。
【図３】本発明の実施形態のピン型保持器の斜視図である。
【図４】図２のブッシュの溝部の断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態のピン型保持器におけるブッシュの溝部の断面図である。
【図６】従来例のピン型保持器のピン部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ピン
１１  ピンの他端部
１１ａ  雄ねじ部
１２  ピンの一端部
１２ａ  端面
１２ｂ  ブッシュ外嵌部
３  第二環状板
４  第一環状板
５  ねじ孔
６  ピン受け孔
６ａ  軸方向外方寄りの内周面
８  ブッシュ
８ａ  ブッシュの軸方向外方の端面
８ｂ  溝部
８ｃ  凸部
８ｄ  エッジ部
８ｄ１  軸方向外方側のエッジ
８ｄ２  軸方向内方側のエッジ
９  円筒ころの仮想線
Ｐ  ピッチ
Ｗ  溝幅
α  ブッシュの軸線と溝のなす角度
β  溝部の両辺のなす角度
θ１  軸方向外方側のエッジ角度
θ２  軸方向内方側のエッジ角度
【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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