JP2008517239A

JP2008517239A - 特に大形のラジアル又はアキシアルころ軸受用のほぞ保持器

Info

Publication number: JP2008517239A
Application number: JP2007539446A
Authority: JP
Inventors: ルードルフツアイドウルハツク，
Original assignee: シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2005-10-08
Publication date: 2008-05-22
Also published as: EP1807633A1; DE102004049968A1; WO2006039899A1; US20080037924A1

Abstract

本発明は、特に大形のラジアル又はアキシアルころ軸受用のほぞ保持器（５）に関し、ほぞ保持器が、一方では、環状板（６，７）にあるそれぞれ２つの軸線方向穴（８，９）に取付けられる複数の間隔ピン（１０）により互いに結合されかつ軸線方向に対向する２つの環状板（６，７）により形成され、他方では、周方向に間隔ピン（１０）の間に、環状板（６，７）にあってそれぞれ軸線方向に対向する別の軸線方向穴（１１，１２）内に保持される軸ほぞ（１３，１４）を持ち、端面（１５，１６）に軸線方向盲穴（１７，１８）を形成されるころ転動体（４）が、軸ほぞ（１３，１４）上に回転可能に支持されている。本発明によれば、ほぞ保持器（５）が、すべてのころ転動体（４）の間で軸ほぞ（１３，１４）用軸線方向穴（１１，１２）のピッチ円（１９）の高さにあって同じ自由最小間隔を持ちかつころ転動体（４）とは別に予め組立て可能な構造単位として構成され、間隔ピン（１０）用軸線方向穴（８，９）のピッチ円（２０）の直径が、軸ほぞ（１３，１４）用軸線方向穴（１１，１２）のピッチ円（１９）の直径より小さいか又は大きく、ころ転動体（４）用軸ほぞ（１３，１４）が、予め組立てられる構造単位の軸線方向穴（１１，１２）へ外から差込み可能な円柱ピンとして構成されている。

Description

本発明は請求項１の上位概念に記載のほぞ保持器に関し、ころ転動体を持つ大形の転がり軸受構造、例えばラジアル又はアキシアル円筒ころ軸受、ラジアル又はアキシアル心合わせころ軸受、ラジアル又はアキシアル円錐ころ軸受、ラジアル又はアキシアル球面ころ軸受、又はテーパころ軸受において特に有利に実現可能である。

転がり軸受技術の分野では、ころ転動体を持つ大形の転がり軸受において、ころ転動体の案内をしばしばピン保持器により行うことが公知である。なぜならべ、このような転がり軸受は、ピン保持器により最大数のころ転動体の収容が可能なため、非常に大きい負荷能力を持っているからである。しかしこのような転がり軸受用のころ転動体は、ピン保持器のピン上にそれを案内するため、軸線方向に貫通穴をあけられねばならないので、その負荷能力を得るために、これらを比較的費用のかかる浸炭鋼から製造することが必要であった。従ってこのような転がり軸受の製造費を低下するため、転がり軸受のころ転動体をいわゆるほぞ保持器で案内することも以前から公知である。なぜならば、このような保持器用のころ転動体は、もはや軸線方向に貫通穴をあける必要がなく、従って著しく安価な転がり軸受鋼から製造できるからである。

このようなほぞ保持器は、上位概念を形成する例えばドイツ連邦共和国特許第２６０８３０８号明細書から公知である。このほぞ保持器は、軸線方向に対向する２つの環状板から成り、これらの環状板は、環状板にある２つの軸線方向穴内にそれぞれ溶接される複数の間隔ピンにより互いに結合され、間隔ピンの軸線方向穴は環状板のほぼ平均直径に相当するピッチ円上に設けられている。更にほぞ保持器は、環状板にあって軸線方向に対抗する別の軸線方向穴内にそれぞれ保持される軸ほぞを持ち、これらの軸ほぞは、周方向に間隔ピンの間でこれらと同じピッチ円上に設けられ、端面に軸線方向盲穴を形成されるころ転動体が、これらの軸ほぞ上に回転可能に支持されている。ほぞ保持器の軸ほぞは、ころ側に大きい直径の同心的なフランジ及び小さい軸線方向円錐を持っているので、ころ転動体は、フランジと同じ直径で軸ほぞに形成される盲穴を介して、その端面をほぞ保持器に半径方向及び軸線方向に案内されている。

しかしこのように構成されるほぞ保持器の欠点は、間隔ピン及びほぞ保持器の軸ピン用の軸線方向穴が環状板の同じピッチ円上に設けられていることである。なぜならば、ころ転動体の間に設けられる間隔ピンによって、僅かなころ転動体しか保持器に設けることができず、それにより軸受が小さい負荷能力しか持たないからである。しかも公知のほぞ保持器では、４つの間隔ピンのみがほぞ保持器の両方の環状板を互いに結合することによって、この欠点を少なくされているが、４つの間隔ピンだけでは、ほぞ保持器の必要な安定性が保証しない。大形の転がり軸受では、それぞれ２つのころ転動体の間にそれぞれ１つの間隔ピンが設けられている時にのみ、この安定性が得られるので、公知の構造のほぞ保持器では、必要な多数の間隔ピンにより、それに応じて少数のころ転動体しか保持器に設けることができない。

更に公知のほぞ保持器の別の欠点は、軸ほぞのころ側に同心的な大きい直径のフランジを形成することによって、保持器の組立て前又は間隔ピンによる環状板の相互結合の前に、ころ転動体用軸ほぞを環状板へ差込まねばならないことである。なぜならば、そうしない場合ほぞ保持器へのころ転動体の差込みがもはや不可能だからである。従って軸ほぞを環状板の軸線方向穴へ差込んだ後、ころ転動体を環状板の軸ほぞ上にはめ、間隔ピンを同じ環状板の軸線方向穴へ圧入し、続いて他方の環状板を軸ほぞにより転動体及び間隔ピン上にはめ、最後に間隔ピンを環状板に溶接するようにして、公知のほぞ保持器の組立てを行わねばならない。しかし保持器のこのような組立ては、非常に費用がかかるだけでなく、組立ての終わった保持器において必要な溶接作業を行わねばならず、従って熱の影響により保持器に不利な歪みが起こり、その結果場合によっては保持器におけるころ転動体の案内の際整列誤差が生じる、という欠点を特に持っている。

従って従来技術の上述した欠点から出発して、本発明の基礎になっている課題は、環状板の間に多数の間隔ピンを使用するにもかかわらず、保持器に最大数のころ転動体を設け、組立ての終わった保持器における溶接作業なしで簡単な保持器組立てを保証する、特に大形のラジアル又はアキシアルころ軸受用のほぞ保持器を構想することである。

本発明によればこの課題は、請求項１に記載のほぞ保持器において、ほぞ保持器が、すべてのころ転動体の間で軸ほぞ用軸線方向穴のピッチ円の高さにあって同じ自由最小間隔を持ちかつころ転動体とは別に予め組立て可能な構造単位として構成され、間隔ピン用軸線方向穴のピッチ円の直径が、軸ほぞ用軸線方向穴のピッチ円の直径より小さいか又は大きく、ころ転動体用軸ほぞが、予め組立てられる構造単位の軸線方向穴へ外から差込み可能な円柱ピンとして構成されていることによって、解決される。

本発明により構成されるほぞ保持器の好ましい実施形態では、軸ほぞ用軸線方向穴のピッチ円の直径が、環状板の平均直径より大きく、間隔ピン用軸線方向穴のピッチ円の直径が、環状板の平均直径よりなるべく小さく形成されている。それにより間隔ピンは、もはや個々のころ転動体の間ではなく、ころ転動体より下に設けられ、従って最小相互間隔で設けられるそれぞれ２つのころ転動体の間に、それぞれ１つの間隔ピンを設けることができる。しかし同じ効果を持つ実施形態として、間隔ピン用軸線方向穴を前述したのとは逆に軸ほぞ用軸線方向穴より大きいピッチ円上に設けて、間隔ピンが同様にもはや個々のころ転動体の間ではなくころ転動体より上に設けられるようにすることも、可能である。同様に軸ほぞ用軸線方向穴を直接環状板の平均直径上に設け、間隔ピン用軸線方向孔をこの平均直径より大きいピッチ円及び小さいピッチ円上に設けて、間隔ピンが交互に転動体より上と下とに設けられるようにすることも、考えられる。

本発明により構成されるほぞ保持器の有利な展開として更に、間隔ピンが、なるべくころ転動体より少し長く形成される円柱状鋼ピンにより形成され、これらの鋼ピンがそれぞれその端部に直径の小さいほぞを持っていることが提案される。これらのほぞにより間隔ピンが、環状板にある軸線方向穴に圧入又は溶接可能であり、ほぞにより間隔ピンに生じる段部が環状板の相互間隔を規定する。しかしこの場合も、間隔ピンにあるほぞのそれぞれ１つに雄ねじを設け、一方の環状板にあって雌ねじを形成される軸線方向穴へねじ込んで、間隔ピンを他方の軸線方向穴において溶接するか又は他のやり方で固定すればよいようにすることもできる。

更に本発明により構成されるほぞ保持器の別の特徴は、ころ転動体用の円柱ピンとして構成される軸ほぞが、その外周面の少なくとも一部に雄ねじを持ち、環状板にあって内周面の少なくとも一部に同様に雌ねじを形成されている軸線方向穴へ外からのねじ込みにより、これらの軸線方向穴に固定されていることである。その際環状板にある軸線方向穴の雌ねじを連続的に形成しないと、有利である。なぜならば、それにより軸線方向穴内のストッパに対する軸ほぞの確実な固定がおこなわれ、同時に環状板への軸ほぞの過度のねじ込みの結果ころ転動体の動かなくなることが回避されるからである。同様にころ転動体から遠い方にある軸ほぞの側を、適当な組立て工具を当てるのに適したように形成して、環状板にある軸線方向穴へ軸ほぞのねじ込みを容易にすると、有利である。

しかし本発明により構成されるほぞ保持器の別の実施形態では、円柱ピンとして形成されるころ転動体用軸ほぞをなるべく圧入により、環状板にある軸線方向穴へ外から差込み、それぞれの軸線方向穴及びそれぞれの軸ほぞに交差する軸線方向穴へ差込まれる止めピンにより、環状板に固定することも、可能である。環状板における軸ほぞのこのような取付けは、特に有利なことがわかった。なぜならば、この場合軸ほぞにも、環状板にある軸線方向穴にも、ねじを加工する必要がなく、組立て工具を当てるのに適したようにころ転動体に近い方にある軸ほぞの端面を形成しなくてもよいからである。

最後に本発明により構成されるほぞ保持器の最後の特徴は、ころ転動体の端面にある軸線方向盲穴が、それぞれ付加的なプラスチックスリーブで内張りされ、これらのプラスチックスリーブが、ころ転動体の端面に当接するフランジを形成されていることである。このようなプラスチックスリーブは、ころ転動体の精確な半径方向案内のために特に有利なことがわかった。一方ころ転動体の軸線方向案内は、なるべく軸受のレースの１つにある軸線方向縁により行われる。同時にこのようなプラスチックスリーブは、ほぞ保持器のころ転動体と軸ほぞとの間の摩擦状態を改善し、更にそのフランジによりほぞ保持器のころ転動体の端面と環状面との間の接触を回避し、それにより全体として低い軸受摩擦トルクが得られる。しかしプラスチックの代わりに、ほぞ保持器の軸ほぞ上に小形の転がり軸受例えばころスリーブ等をはめ、それによりころ転動体と軸ほぞとの間の摩擦状態を更に改善することができる。

従って本発明により構成されるほぞ保持器は、従来技術から公知のほぞ保持器に対して、次の利点を持っている。即ち環状板にある軸ほぞ用軸線方向穴を、間隔ピン用軸線方向穴のピッチ円に対して半径に離れた他のピッチ円上に設けることによって、ほぞ保持器が最適に周囲を利用し、それにより一方ではすべてのころ転動体の間に間隔ピンを設け、従って保持器を安定に構成することができ、他方では、ころ転動体の間にもはや間隔ピンを設けず、従って安価な転がり軸受鋼から成る最大数のころ転動体を軸受に設けることができる。更に本発明によるほぞ保持器は、簡単な組立て作業の点及び保持器ところ転動体との間の有利な摩擦状態の点で、特に環状板と間隔ピンとを結合する際必要な溶接作業を、組立ての終わった保持器で行うのではなく、ころ転動体の組立てとは別に行うことができるという点で、すぐれている。なぜならば、ころ転動体用軸ほぞは、環状板の溶接後、環状板にある軸線方向穴へ外から差込み可能だからである。更にほぞ保持器の環状板と間隔ピンが真ちゅう又は鋳鋼から一体に鋳造される素材から製造されると、このようなほぞ保持器の製造費の更なる節約が行われる。

本発明により構成されるほぞ保持器の好ましい実施形態が、添付図面を参照して以下に説明される。

図１から、円筒ころ軸受１として構成された大きい直径のラジアル軸受がわかり、この軸受は大体において、２つの同心的なレース２，３と、これらのレース２，３の間に設けられる複数のころ転動体４から成っている。ころ転動体４は、周方向にほぞ保持器５により均一な相互間隔で保持され、ほぞ保持器５は軸線方向に対向する２つの環状板６，７により形成され、これらの環状板６，７は、環状板６，７にある２つの軸線方向穴８，９にそれぞれ取付けられる複数の間隔ピン１０により互いに結合されている。更に図１及び２からわかるように、ほぞ保持器５は、周方向において間隔ピン１０の間に、環状板６，７にあって軸線方向に対向する別の軸線方向穴１１，１２内にそれぞれ保持される軸ほぞ１３，１４を持ち、端面１５，１６に軸線方向盲穴１７，１８を形成されるころ転動体４が、軸ほぞ１３，１４上に回転可能に支持されている。

図１と共に図２を見ると更にわかるように、ほぞ保持器５は、本発明により、軸ほぞ１３，１４用軸線方向穴１１，１２のピッチ円１９の高さの所ですべてのころ転動体４の間に同じ自由最小間隔を持ちかつころ転動体４とは別に予め組立てられる構造単位として構成され、間隔ピン１０用軸線方向穴８，９のピッチ円２０の直径は、軸ほぞ１３，１４用軸線方向穴１１，１２のピッチ円１９の直径とは相違し、ころ転動体４用軸ほぞ１３，１４は、予め組立てられる構造単位の軸線方向穴１１，１２へ外から差込み可能な円柱ピンとして構成されている。ここで明らかにわかるように、軸ほぞ１３，１４用軸線方向穴１１，１２のピッチ円１９の直径は、環状板６，７の平均直径より大きく、間隔ピン１０用軸線方向穴８，９のピッチ円２０の直径は、環状板６，７の平均直径より小さい。それにより間隔ピン１０は、もはや個々のころ転動体４のちょうど間ではなく、ころ転動体４より下に設けられているので、最小相互間隔で設けられるそれぞれ２つのころ転動体４の間に、なおそれぞれ１つの間隔ピン１０が設けられ、従って安価な転がり軸受鋼から成る最大数のころ転動体４を円筒ころ軸受に設けることができる。

間隔ピン１０は、具体的構成において同様に図１及び２からわかるように、ころ転動体４より少し長く構成される円柱状鋼ピンによって形成され、その端部に小さい直径のほぞ２２，２３をそれぞれ持ち、間隔ピン１０のこれらのほぞ２２，２３が、環状板６，７にある軸線方向穴８，９へ圧入及び溶接可能である。

図３から更に明らかにわかるように、ころ転動体４用軸ほぞ１３，１４は、第１の実施形態では、その外周面の少なくとも一部に雄ねじ２４，２５を持ち、内周面の同様に少なくとも一部に雌ねじ２６，２７を形成される環状板６，７の軸線方向穴１１，１２へ外からねじ込むことにより、環状板６，７に固定されている。

これに反し図４では、ころ転動体４用軸ほぞ１３，１４は、第２の実施形態として、環状板６，７にある軸線方向穴１１，１２への圧入によって外から差込み可能であり、それからそれぞれの軸線方向穴１１，１２及びそれぞれの軸ほぞ１３，１４に交差する半径方向穴３０，３１へ差込まれるそれそれ１つの止めピン２８，２９により、環状板に固定される。

図３による実施形態及び図４による実施形態により、環状板６，７を間隔ピン１０と結合する際に必要な溶接作業を、組立ての終わったほぞ保持器５においてではなく、ころ転動体４の組み立てとは別に行うことが可能である。なぜならば、ころ転動体用軸ほぞ１３，１４は、環状板６，７の溶接後、外から環状板６，７の軸線方向穴へ差込み可能だからである。

更に図３及び４に示す実施形態では、ころ転動体４の端面１５，１６にある軸線方向盲穴１７，１８に、付加的なプラスチックスリーブ３２，３３を内張りすることが意図されており、これらのプラスチックスリーブ２２，２３は、ころ転動体４の端面１５，１６に当接するフランジ３４，３５を形成されている。これらのプラスチックスリーブ３２，３３は、一方ではほぞ保持器５ところ転動体４との間の摩擦減少に役立ち、他方ではころ転動体４の精確な半径方向案内に役立ち、ころ転動体４の軸線方向案内は、円筒ころ軸受１の外レース２にあって図１には見られるが符号をつけてない軸線方向縁によって行われる。

本発明により構成されるほぞ保持器を持つラジアル円筒ころ軸受の図２のＡ−Ａ線による断面図を示す。本発明により構成されるほぞ保持器を持つラジアル円筒ころ軸受の側面図の一部の拡大図を示す。環状板に軸ほぞを取付ける第１の実施形態を持ち本発明により構成されるほぞ保持器の断面図を示す。環状板に軸ほぞを取付ける第２の実施形態を持ち本発明により構成されるほぞ保持器の断面図を示す。

符号の説明

１円筒ころ軸受
２レース
３レース
４ころ転動体
５ほぞ保持器
６環状板
７環状板
８１０用の軸線方向穴
９１０用の軸線方向穴
１０間隔ピン
１１１３用の軸線方向穴
１２１４用の軸線方向穴
１３軸ほぞ
１４軸ほぞ
１５端面
１６端面
１７盲穴
１８盲穴
１９１１，１２のピッチ円
２０８，９のピッチ円
２１６，７の平均直径
２２１０にあるほぞ
２３１０にあるほぞ
２４２２にある雄ねじ
２５２３にある雄ねじ
２６１１にある雌ねじ
２７１１にある雌ねじ
２８止めピン
２９止めピン
３０半径方向穴
３１半径方向穴
３２プラスチックスリーブ
３３プラスチックスリーブ
３４３２にあるフランジ
３５３３にあるフランジ

Claims

特に大形のラジアル又はアキシアルころ軸受用のほぞ保持器であって、大体において２つの同心的なレース（２，３）及びレース（２，３）の間に設けられる多数のころ転動体（４）から成り、ころ転動体（４）がほぞ保持器（５）により周方向に均一な相互間隔で保持され、ほぞ保持器（５）が、軸線方向に対向する２つの環状板（６，７）により形成され、環状板（６，７）にある２つの軸線方向穴（８，９）内にそれぞれ取付けられる複数の間隔ピン（１０）により、これらの環状板（６，７）が互いに結合され、更に環状板（６，７）が、周方向に間隔ピン（１０）の間に、環状板（６，７）にあってそれぞれ軸線方向に対向する別の軸線方向穴（１１，１２）内に保持される軸ほぞ（１３，１４）を持ち、端面（１５，１６）に軸線方向盲穴（１７，１８）を形成されるころ転動体（４）が、軸ほぞ（１３，１４）上に回転可能に支持されているものにおいて、ほぞ保持器（５）が、すべてのころ転動体（４）の間で軸ほぞ（１３，１４）用軸線方向穴（１１，１２）のピッチ円（１９）の高さにあって同じ自由最小間隔を持ちかつころ転動体（４）とは別に予め組立て可能な構造単位として構成され、間隔ピン（１０）用軸線方向穴（８，９）のピッチ円（２０）の直径が、軸ほぞ（１３，１４）用軸線方向穴（１１，１２）のピッチ円（１９）の直径より小さいか又は大きく、ころ転動体（４）用軸ほぞ（１３，１４）が、予め組立てられる構造単位の軸線方向穴（１１，１２）へ外から差込み可能な円柱ピンとして構成されていることを特徴とする、ほぞ保持器。
軸ほぞ（１３，１４）用軸線方向穴（１１，１２）のピッチ円（１９）の直径が、環状板（６，７）の平均直径（２１）よりなるべく大きく、間隔ピン（１０）用軸線方向穴（８，９）のピッチ円（２０）の直径が、環状板（６，７）の平均直径（２１）よりなるべく小さく形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のほぞ保持器。
間隔ピン（１０）が、なるべくころ転動体（４）より少し長く形成される円柱状鋼ピンにより形成され、これらの鋼ピンがそれぞれその端部に直径の小さいほぞ（２２，２３）を持ち、これらのほぞにより間隔ピン（１０）が、環状板（６，７）にある軸線方向穴（８，９）に圧入又は溶接可能であることを特徴とする、請求項２に記載のほぞ保持器。
ころ転動体（４）用の軸ほぞ（１３，１４）が、その外周面の少なくとも一部に雄ねじ（２４，２５）を持ち、環状板（６，７）にあって内周面の少なくとも一部に同様に雌ねじ（２６，２７）を形成されている軸線方向穴（１１，１２）へ外からのねじ込みにより、これらの軸線方向穴に固定されていることを特徴とする、請求項３に記載のほぞ保持器。
ころ転動体（４）用軸ほぞ（１３，１４）が、なるべく圧入により、環状板（６，７）にある軸線方向穴（１１，１２）へ外から差込まれ、それぞれの軸線方向穴（１１，１２）及びそれぞれの軸ほぞ（１３，１４）に交差する軸線方向穴（３０，３１）へ差込まれる止めピン（２８，２９）により、環状板に固定されていることを特徴とする、請求項３に記載のほぞ保持器。
ころ転動体（４）の端面（１５，１６）にある軸線方向盲穴（１７，１８）が、それぞれ付加的なプラスチックスリーブ（３２，３３）で内張りされ、これらのプラスチックスリーブ（３２，３３）が、ころ転動体（４）の端面（１５，１６）に当接するフランジ（３４，３５）を形成されて、ほぞ保持器（５）ところ転動体（４）との間の摩擦の減少に役立つことを特徴とする、請求項４又は５に記載のほぞ保持器。