JP2015086955A

JP2015086955A - 転がり軸受用の分割保持器

Info

Publication number: JP2015086955A
Application number: JP2013226398A
Authority: JP
Inventors: 修東本; Osamu Higashimoto
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-07

Abstract

【課題】リベットが緩んで、がたつく惧れのない転がり軸受用の分割保持器を提供する。
【解決手段】転がり軸受１の分割保持器５は、軸方向に対向する合成樹脂製のセグメント７，８と、金属製リベット９とを有する。リベット９は、拡径部とされる頭部９ａと軸部９ｂを有し、軸部９ｂが両セグメント７，８に軸方向に挿通され、軸部９ｂの先端部がかしめられて、拡径部とされるかしめ部９ｃが形成されることで、両セグメント７，８が連結されている。リベット９の頭部９ａ又はかしめ部９ｃと対応する各セグメント７、８との間には、皿ばね座金やばね座金等の弾性変形可能な付勢部材１２，１３がそれぞれ軸方向に弾性収縮された状態で介装されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受用の分割保持器に関し、たとえば、液体天然ガスのポンプ用の転がり軸受に用いられる分割保持器にかかる。

従来、転がり軸受用の分割保持器として、軸方向に対向する一対の合成樹脂製のセグメントをリベットにより、連結したものがある（特許文献１参照）。
図４は、前記のような分割保持器を備えた転がり軸受の一例を示す断面図であり、同図において、転がり軸受４１は、内輪４２、外輪４３、転動体として示す玉４４、一対のセグメント４５，４６を有する分割保持器４７，リベット４８、平座金４９，５０を備えている。リベット４８は鉄製とされ、頭部４８ａと軸部４８ｂを有する。リベット４８の軸部４８ｂは両セグメント４５、４６に軸方向に挿通され、軸部４８ｂの先端部がかしめられて、かしめ部４８ｃが形成されることで、両セグメント４５，４６が連結されている。平座金４９、５０はリベット４８の軸部４８ｂに外嵌され、リベット４８の頭部４８ａ又はかしめ部４８ｃと対応するセグメント４５、４６間に介装されている。

特開平９−２５０５４６号公報

ところで、前記の転がり軸受４１を液体天然ガスのポンプ用軸受として使用した際には、転がり軸受４１内部を−１６０°Ｃの液体天然ガスが通るため、転がり軸受４１は極低温環境に曝されることとなる。これにより、転がり軸受４１の各部材は収縮するが、セグメント４５，４６の構成材料である合成樹脂の線膨張係数がリベット４８の構成材料である鉄の線膨張係数よりも大であるため、図５に示すように、リベット４８の頭部４８ａ又はかしめ部４８ｃと対応する各セグメント４５、４６間（図例では、各セグメント４５、４６と各平座金４９、５０間）に、軸方向の隙間５１，５２ができて、リベット４８が緩み、分割保持器４７ががたつく惧れがあった。
これを防止するために、セグメント４５，４６をリベット４８と同様の構成材料、即ち、鉄から形成することも考えられる。然しながら、分割保持器４７の潤滑性能を考慮すると、セグメント４５，４６の構成材料を合成樹脂とすることが望ましい。また、リベット４８をセグメント４５，４６と同様の構成材料、即ち、樹脂から形成することも考えられる。然しながら、分割保持器４７の強度を考慮すると、リベット４８の材料を鉄とすることが望ましい。このように、従来においては、前記問題を解決できなかったのが実情である。

本発明は、前記技術的課題に鑑みなされたもので、リベットが緩んで、がたつく惧れのない転がり軸受用の分割保持器の提供を目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明にかかる転がり軸受用の分割保持器は、軸方向に対向する合成樹脂製のセグメントを有し、これらセグメントが、これらに軸方向に挿通された金属製リベットにより、連結された転がり軸受用の分割保持器であって、前記リベットの端部の拡径部と前記セグメントとの間に、弾性変形可能な金属製付勢部材が軸方向に弾性収縮された状態で介装されたことを特徴とする。
この構成によれば、常温で組み立てた転がり軸受を極低温環境で使用した場合、転がり軸受の各部材は収縮するが、セグメントの構成材料である合成樹脂の線膨張係数がリベットの構成材料である金属の線膨張係数よりも大であるため、リベットの端部と対応する各セグメント間の軸方向の間隔が大となる。しかし、軸方向に弾性収縮させた付勢部材が、復元力により、「軸方向の間隔が増加した分」だけ、軸方向に伸びるように変形する。これにより、リベットの端部と対応する各セグメント間に、軸方向の隙間ができるのを防ぐことができる。従って、リベットが緩まず、分割保持器ががたつく惧れはない。

尚、前記付勢部材を皿バネ座金とすることもある。
この例によれば、付勢部材として、皿ばね座金を使用しているので、ばね座金と比較して、付勢部材のセグメントに対する接触面積を大とでき、接触面圧を小とできる。これにより、付勢部材がセグメント上を摺動した際の摩耗粉の発生を防止できる。

本発明によると、リベットが緩んで、がたつく惧れのない転がり軸受用の分割保持器を提供することができる。

本発明の実施の形態にかかる転がり軸受用の分割保持器の一部を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。本発明の他の実施の形態にかかる転がり軸受用の分割保持器の一部を示す断面図である。従来の転がり軸受を示す断面図である。図４の転がり軸受を極低温環境に曝した状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態にかかる転がり軸受１用の分割保持器５の一部を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
前記図２において、転がり軸受１は、液体天然ガスのポンプ用軸受として使用される。この転がり軸受１は、内輪２、外輪３、転動体とされる複数の玉４、及びこれらの玉４を保持する分割保持器５を備えている。

内輪２及び外輪３は、ともに、軸受鋼や浸炭鋼などの軸受用鋼を用いて環状に形成された部材である。内輪２は、その外周に、玉４が転動する内輪軌道面２１が周方向に沿って形成されている。一方、外輪３は、内輪２と同心であって、その内周に、玉４が転動する外輪軌道面３１が内輪軌道面２１に対向した状態で周方向に沿って形成されている。
複数の玉４は、内輪２と外輪３との間に配置されている。これらの玉４は、それぞれ、内輪軌道面２１及び外輪軌道面３１上を転動可能であり、これによって、内輪２及び外輪３が相対回転自在とされている。

分割保持器５は、内外輪２，３間で玉４を保持しており、玉を保持するためのポケット６が周方向等間隔に配設されている。この分割保持器５は、一対のセグメント７，８と、リベット９と、一対の平座金１０，１１と、一対の弾性変形可能な付勢部材１２，１３とを有する。
両セグメント７，８は、軸方向に対向しており、リベット９により両セグメント７，８が連結されることで、分割保持器５が構成される。セグメント７，８は、たとえば、炭素繊維等で強化されたポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂などの合成樹脂を用いて形成されている。セグメント７，８は、ポリアミド樹脂を用いて形成してもよい。

リベット９は、拡径部としての頭部９ａと、頭部９ａから軸方向に延びる軸部９ｂとを一体形成して成る。リベット９は、分割保持器５に周方向等間隔に配設されており、リベット９の軸部９ｂが両セグメント７、８に軸方向に挿通され、その先端部がかしめられて、拡径部としてのかしめ部９ｃが形成されている。かしめ部９ｃは、頭部９ａと同様の形状に形成されている。頭部９ａ及びかしめ部９ｃは、対応する各セグメント７、８の軸方向外側に位置している。リベット９は金属材料により形成されているが、本例では、金属材料として、鉄が使用されている。
各平座金１０，１１は、リベット９の軸部９ｂの各端部に外嵌されて、それぞれ、各セグメント７、８の軸方向外側に位置し、リベット９の頭部９ａ又はかしめ部９ｃに当接している。平座金１０，１１は、鉄等の金属材料により形成されている。

各付勢部材１２，１３としては、本例では、皿ばね座金が用いられ、リベット９の軸部９ｂの各端部に外嵌されて、リベット９の頭部９ａ又はかしめ部９ｃと対応する各セグメント７、８間にそれぞれ軸方向に弾発状に介装されており、各付勢部材１２，１３とリベット９の頭部９ａ又はかしめ部９ｃとの間には、各平座金１０，１１が介装されている。付勢部材１２，１３である皿ばね座金は、小径側が軸方向外側となるようにされている。前記「軸方向に弾発状」とは、「付勢部材１２，１３を常温で装着（取付）した状態で、付勢部材１２，１３を、軸方向に伸びるような復元力が生じるように、軸方向に収縮するように弾性変形させた」との意味である。付勢部材１２，１３は、鉄等の金属材料により形成されている。尚、付勢部材１２，１３を一対としたが、単一として、リベット９の頭部９ａ及びかしめ部９ｃの一方とセグメント７、８の一方との間のみに介装することもある。又、付勢部材１２，１３として、皿ばね座金以外に、１巻コイルの形状をしたばね座金等を使用することもある。

前記構成例では、転がり軸受１を液体天然ガスのポンプ用軸受として使用した際には、転がり軸受１内部を−１６０°Ｃの液体天然ガスが通るため、転がり軸受１は極低温環境に曝されることとなる。これにより、転がり軸受１の各部材は収縮するが、セグメント７、８の構成材料である合成樹脂の線膨張係数がリベット９の構成材料である鉄の線膨張係数よりも大であるため、リベット９の頭部９ａ又はかしめ部９ｃと対応する各セグメント７，８との間の軸方向の間隔が大となる。
この際、各付勢部材１２，１３が、復元力により、「軸方向の間隔が増加した分」だけ、軸方向に伸びるように弾性変形する。これにより、リベット９の頭部９ａ又はかしめ部９ｃと対応する各セグメント７，８との間に、軸方向の隙間ができることはない。従って、リベット９が緩まず、分割保持器５ががたつく惧れはない。

ところで、付勢部材１２，１３が、前記のように、復元力により、軸方向に伸びるように変形した際に、付勢部材１２，１３が、セグメント７，８の側面上を摺動する場合には、状況によっては、下記のような問題が生じる。
すなわち、付勢部材１２，１３のセグメント７，８に対する接触面積が小で、接触面圧（単位面積当たりにかかる力）が大であると、付勢部材１２，１３が、セグメント７，８の側面上を摺動した際に、セグメント７，８が削られて、合成樹脂からなる摩耗粉が生じ、これが液体天然ガスのポンプに悪影響を及ぼしたり、液体天然ガスに混入する問題が発生する。
しかし、前記構成例のように、付勢部材１２，１３として、ばね座金ではなく、皿ばね座金を使用すれば、付勢部材１２，１３のセグメント７，８に対する接触面積を大とでき、接触面圧を小とできる。これにより、付勢部材１２，１３がセグメント７，８の側面上を摺動した際の摩耗粉の発生を防止できる。

図３は本発明の他の実施の形態にかかる転がり軸受１の分割保持器５の一部の断面図で、付勢部材１２とセグメント７間にも、リベット９の軸部９ｂに外嵌された平座金１５が介装されている。
この構成例によれば、付勢部材１２が、復元力により、軸方向に伸びるように変形した際に、付勢部材１２が前記のように摺動する場合でも、付勢部材１２がセグメント７上ではなく、平座金１５上を摺動するので、合成樹脂からなる摩耗粉の発生を防止できる。

なお、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、前記の実施の形態においては、付勢部材として、皿ばね座金やばね座金を使用したが、板ばね等のばね部材を使用してもよい。
さらに、前記の実施の形態においては、本発明を玉軸受の分割保持器に適用した例について記載した。しかし、本発明はそのような構成に限定されない。たとえば、ころ軸受及び円すいころ軸受などの転がり軸受の分割保持器に、本発明を適用してもかまわない。
その他、別紙の特許請求の範囲内での種々の設計変更及び修正を加え得ることは勿論である。

すなわち、本明細書で開示した実施の形態は単に例示であって、本発明が前述した実施の形態のみに限定されるわけではない。本発明の範囲は、本明細書の記載内容を参酌した上で、別紙の特許請求の範囲によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。

１：転がり軸受、２：内輪、３：外輪、４：玉、５：分割保持器、７，８：セグメント、９：リベット、１０，１１：平座金、１２，１３：付勢部材、１５：平座金

Claims

軸方向に対向する合成樹脂製のセグメントを有し、
これらセグメントが、これらに軸方向に挿通された金属製リベットにより、連結された転がり軸受用の分割保持器であって、
前記リベットの端部の拡径部と前記セグメントとの間に、弾性変形可能な金属製付勢部材が軸方向に弾性収縮された状態で介装されたことを特徴とする転がり軸受用の分割保持器。
前記付勢部材が皿バネ座金である請求項１記載の転がり軸受用の分割保持器。