JP6217315B2

JP6217315B2 - 回転装置

Info

Publication number: JP6217315B2
Application number: JP2013224188A
Authority: JP
Inventors: 貴見園田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: JP2015085342A

Description

本発明は、メンテナンス時に転がり軸受の取り外しを容易にした回転装置に関する。

圧延ロールの回転装置として、例えば特許文献１に示すようなものがある。このものは、ハウジングの内周に転がり軸受の外輪の外周が嵌合され、転がり軸受の内輪の内周に回転軸の外周が嵌合され、回転軸は転がり軸受を介してハウジングに回転可能に支持されている。回転軸および転がり軸受の外径が非常に大きいので、メンテナンス時に転がり軸受を着脱しやすいように、ハウジングおよび転がり軸受の内輪は、２つ割りのものが使用されている。

特開２００１−２５９７１７号公報

転がり軸受の耐久性を高めるために、２つ割りでなく、リング状の内輪を使用する要望がある。この場合、回転軸の外周に内輪が圧入嵌合されるため、メンテナンス時、回転軸から内輪、すなわち転がり軸受を取り外しにくい問題があった。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、回転軸から転がり軸受の取り外しを容易にした回転装置を提供する。

請求項１の回転装置は、装置本体に脱着自在のハウジングと、前記ハウジングの内周に嵌合された転がり軸受と、前記転がり軸受の内周に嵌合された回転軸とを備え、前記転がり軸受は、リング状で内周に外輪側軌道面を形成した外輪と、外輪の内周に配置され、リング状で外周に内輪側軌道面を形成した内輪と、前記外輪側軌道面および前記内輪側軌道面上を転動する転動体とを備え、前記ハウジングの内周に前記外輪の外周が嵌合される第１嵌合面を形成するとともに、前記外輪の一方の端面が当接される第１段面を形成し、前記回転軸の外周に前記内輪の内周が嵌合される第２嵌合面を形成するとともに、前記内輪の一方の端面が当接される第３段面を形成し、前記装置本体に対して前記回転軸を回転可能に支持する回転装置において、前記ハウジングの一方の側において前記回転軸の外周におねじ部を形成し、前記おねじ部にナットを螺合させ、前記ナットは、他方の端面を前記ハウジングの一方の端面に当接させた状態から、前記ナットを回転させながら前記ハウジング側へ移動可能であることを特徴とするものである。

請求項１によれば、回転軸から転がり軸受の取り外しを容易にした回転装置を提供することができる。

請求項２の回転装置は、請求項１において、前記ナットが前記ハウジングに当接した状態において、前記おねじ部および前記ナットの内周に形成されためねじ部の軸方向の噛み合い長さが、前記第２嵌合面の軸方向の長さよりも長いことを特徴とするものである。

請求項２によれば、回転軸から転がり軸受を確実にかつ容易に取り外せる回転装置を提供することができる。

請求項３の回転装置は、請求項１または２において、前記ナットの外周に工具が前記ナットの回転方向に係合できるように、前記ナットの外周に軸方向から見て多角形状の工具係合面が形成されていることを特徴とするものである。

請求項３によれば、回転軸から転がり軸受をより確実にかつより容易に取り外せる回転装置を提供することができる。

本発明によれば、回転軸から転がり軸受の取り外しを容易にした回転装置を提供することができる。

本発明の一実施形態における回転装置の断面図本発明の一実施形態における図１のＡ矢視図本発明の一実施形態における図１のＢ−Ｂ線断面図本発明の一実施形態における転がり軸受の取り外し状態図

本発明の一実施形態について、図１ないし図３を参酌しつつ説明する。

図１に示す回転装置は、ハウジング１０と、ハウジング１０の内周に嵌合された転がり軸受７０と、転がり軸受７０の内輪７２の内周に嵌合された回転軸２０とを有する。回転軸２０には、一端側で圧延ロール６０が回転連結され、他端側で自在継手５０が回転連結されている。自在継手５０には、他端側でドライブシャフト６５が回転連結され、ドライブシャフト６５の他端側で図略の自在継手が回転連結され、自在継手の他端側で図略の駆動モータが回転連結されている。駆動モータの回転は、自在継手、ドライブシャフト６５、自在継手５０、回転軸２０を介して圧延ロール６０に伝えられるようになっている。回転装置は、ハウジング１０に転がり軸受７０を介して回転軸２０を回転可能に軸承する機能を有している。

図１および図３に示すようにハウジング１０は、円筒形状を有し、軸線を含む平面で２つ割りになっており、第１ハウジング１１および第２ハウジング１２とからなっている。第１ハウジング１１および第２ハウジング１２に、円の接線方向にボルト挿入空間１５が形成され、ボルト挿入空間１５より締付けボルト１６を第１ハウジング１１あるいは第２ハウジング１２に挿入し、第２ハウジング１２あるいは第１ハウジング１１に螺合させることによって、第１ハウジング１１および第２ハウジング１２が互いに連結されている。ハウジング１０は、圧延機のフレームに取り付けられる。

図１に示すようにハウジング１０の内周には、円筒状の第１嵌合面１３と、第１嵌合面１３の軸方向の両端より内径方向に延びる第１段面および第２段面が形成されている。第１嵌合面１３、第１段面および第２段面によって、環状溝が構成され、第１嵌合面１３が環状溝の底面に該当し、第１段面および第２段面が環状溝の側面に該当する。環状溝には、転がり軸受７０の後述する外輪７１が嵌め込まれる。外輪７１の外周が第１嵌合面１３に隙間嵌合され、外輪７１の一方の端面が第１段面に当接し、外輪７１の他方の端面が第２段面に当接している。こうすることによって、ハウジング１０に対する転がり軸受７０の抜けを防止している。

ハウジング１０の内周の軸方向の両側には、オイルシール７５の外周が嵌合され、一対のオイルシール７５の一方の内周は、回転軸２０の外周に摺接し、一対のオイルシール７５の他方の内周は、挟持部材の外周に摺接している。一対のオイルシール７５によって、転がり軸受７０への塵等の浸入を防止できる。

回転軸２０の外周には、一端側から順に、おねじ部２５、内径方向に延びる第３段面２６、軸方向に延びる第２嵌合面２７、軸方向に延び、第２嵌合面より小径の第３嵌合面、雄スプライン部２８、軸方向に延び、第３嵌合面より小径の第４嵌合面が形成されている。おねじ部２５には、ナット８５が螺合され、第２嵌合面２７には、転がり軸受７０の後述する内輪７２が嵌合され、雄スプライン部２８には、挟持部材がスプライン嵌合されている。

回転軸２０の内周には、一端側から順に、断面小判形状の小判穴２１、テーパ形状のテーパ穴２２、円筒形状の収納穴２３、円筒形状の連通穴が形成されている。回転軸２０の内周には、小判穴２１を形成する一対の係合プレート８０が嵌め込まれ、収納穴２３にブッシュ４５が嵌め込まれ、連通穴に連結ボルト４０が挿通されている。

図１および図２に示すようにおねじ部２５には、ナット８５が螺合されている。ナット８５の外周には、軸方向から見て十二角形状の工具係合面８７が形成され、工具係合面８７に図略の工具がナット８５の回転方向に係合でき、工具とともにナット８５を回すことができるようになっている。ナット８５の内周には、おねじ部２５に螺合するめねじ部８６が形成され、ナット８５の他方の端面は、ハウジング１０の一方の端面に当接可能である。

図１に示すように第２嵌合面２７には、転がり軸受７０の後述する内輪７２の内周が圧入嵌合され、第３段面２６には、内輪７２の一方の端面が当接している。

挟持部材は、略円筒形状の第１挟持部材３０と、略円盤形状の第２挟持部材３１とからなる。第１挟持部材３０の内周に第２挟持部材３１の外周が圧入嵌合され、溶接によって一体化されている。第１挟持部材３０の内周には、一端で第１被嵌合面３２が形成され、第１被嵌合面３２に隣接して雌スプライン部３５が形成されている。第２挟持部材３１の内周には、一端で第２被嵌合面３３が形成され、第２被嵌合面３３に隣接して連通穴３４が形成されている。

回転軸２０の第３嵌合面には、挟持部材の第１被嵌合面３２が嵌合され、回転軸２０の第４嵌合面には、挟持部材の第２被嵌合面３３が嵌合され、こうすることで、挟持部材を回転軸２０と同軸に配置することができる。雄スプライン部２８には、挟持部材の雌スプライン部３５がスプライン嵌合され、こうすることで、挟持部材の回転を回転軸２０に伝達することができる。連結ボルト４０によって、回転軸２０に対する挟持部材の軸方向の抜けを防止する。スプライン嵌合、連結ボルト４０によって、挟持部材は回転軸２０に一体回転可能に連結される。

図１および図２に示すように回転軸２０の内周には、一対の係合プレート８０が嵌め込まれ、一対の係合プレート８０は、締結ボルト８１によって回転軸２０に固定されている。一対の係合プレート８０の内周側の側面は、小判穴２１の一部を形成する。小判穴２１には、圧延ロール６０の小判雄部６１が嵌合され、回転軸２０の回転を圧延ロール６０に伝達することができる。小判雄部６１は、圧延ロール６０の他端側に形成され、断面形状が小判形状を有する。一対の係合プレート８０は、回転軸２０より硬く、圧延ロール６０に回転を伝達するときにへたりにくい。

図１に示すように回転軸２０の収納穴２３には、ブッシュ４５が嵌め込まれ、ブッシュ４５はカップ形状を有する。ブッシュ４５の一方の端面には、回転軸２０の小径軸部６２の端面が当接し、こうすることで、回転軸２０に対する圧延ロール６０の軸方向の位置が決められる。小径軸部６２は、小判雄部６１より小径で円筒形状を有する。ブッシュ４５の他端内周には、回転軸２０の連通穴と同軸に連通穴４６が形成されている。ブッシュ４５の連通穴４６、回転軸２０の連通穴、および第２挟持部材３１の連通穴３４に連結ボルト４０を挿通し、連結ボルト４０にナット４３が螺合されている。連結ボルト４０は、外径方向に拡大した頭部４１と、軸方向に延びる軸部４２とからなり、軸部４２の他端にはナット４３が螺合するおねじ部が形成されている。連結ボルト４０の頭部４１およびナット４３によって、ブッシュ４５、回転軸２０および第２挟持部材３１が軸方向に挟持されている。

図１および図３に示すように転がり軸受７０は、転動体として玉を使った玉軸受である。転がり軸受７０は、リング状の外輪７１と、外輪７１の内周に配置されるリング状の内輪７２と、外輪７１および内輪７２間に配置されるリング状の保持器７４と、保持器７４に保持される複数の玉７３とからなっている。

外輪７１の内周には、断面円弧状の外輪側軌道面が形成されている。内輪７２の外周には、断面円弧状の内輪側軌道面が形成されている。外輪側軌道面および内輪側軌道面上を玉７３が転動するようになっている。

保持器７４は、金属製で円周方向に複数のポケットを有し、各ポケットに玉７３が回転可能に保持されている。保持器７４は、外輪７１および内輪７２間へ、軸方向の一方から挿入される第１保持部と、軸方向の他方から挿入される第２保持部とを備え、第１保持部および第２保持部を一体連結したものである。

図１に示すように自在継手５０は、十字部材５５と、ドライブシャフト６５に固定された駆動側ヨーク５１と、第２挟持部材３１に固定された従動側ヨーク５３とからなる。十字部材５５は、外径方向両側に延びる第１軸部５６と、第１軸部５６と直交する外径方向両側に延びる第２軸部５７とを有する。第１軸部５６にこれの軸線回りに回転可能に駆動側ヨーク５１が連結され、第２軸部５７にこれの軸線回りに回転可能に従動側ヨーク５３が連結されている。駆動側ヨーク５１は取付ボルト５２を介してドライブシャフト６５に固定され、従動側ヨーク５３は取付ボルト５４を介して第２挟持部材３１に固定されている。第２挟持部材３１に対して十字部材５５は、第２軸部５７回りに傾斜し、十字部材５５に対してドライブシャフト６５は、第１軸部５６回りに傾斜する。ドライブシャフト６５の他端は、図略の自在継手に連結され、自在継手の他端は図略の駆動モータに回転連結されている。こうして、ドライブシャフト６５の傾斜した姿勢を保ったまま、ドライブシャフト６５の回転は、自在継手５０を介して回転軸２０に伝達される。

次に、一実施形態における回転装置の使用状況について説明する。

図１に示すように図略の駆動モータの回転は、図略の自在継手、ドライブシャフト６５、自在継手５０、挟持部材、回転軸２０を介して圧延ロール６０に伝達される。圧延ロール６０の回転によって図略の棒鋼が、圧延ロール６０上をこれの回転軸線と直交する方向に移動する。一対の自在継手５０によって、ドライブシャフト６５は傾斜した姿勢を維持しながら、回転する。回転軸２０は、転がり軸受７０を介してハウジング１０に回転可能に支持される。回転軸２０の回転は、小判穴２１、小判穴２１を介して圧延ロール６０に伝達される。

圧延ロール６０、回転軸２０を介して転がり軸受７０には、棒鋼の熱、軸方向および径方向の力が作用する。熱が作用した状態で力がかかるため、外輪側軌道面および内輪側軌道面、玉７３の転動面が、損傷、摩耗しやすい。このためメンテナンスによって、転がり軸受７０を交換している。

続いて、一実施形態における回転装置の転がり軸受７０の取り外し動作について説明する。

図１に示すように圧延ロール６０を軸方向の一方へ移動させ、圧延ロール６０を回転軸２０の小判穴２１から抜く。連結ボルト４０のおねじ部に対しナット４３を緩め、ナット４３をおねじ部から離脱させる。連結ボルト４０を軸方向の一方へ移動させ、連結ボルト４０をブッシュ４５の連通穴４６、回転軸２０の連通穴、および第２挟持部材３１の連通穴３４から離脱させる。ドライブシャフト６５、自在継手５０および挟持部材を軸方向の他方へ移動させ、第３嵌合面、雄スプライン部２８および第４嵌合面から挟持部材を抜く。

ナット８５の工具係合面８７に図略の工具を係合させ、工具とともにナット８５を回す。ナット８５は、回転しながらハウジング１０側へ軸方向に移動する。ナット８５の他方の端面がハウジング１０の一方の端面に当接し（図４）、この状態からさらにナット８５を、回転させながらハウジング１０側へ軸方向に移動させると、ナット８５がハウジング１０を軸方向の他方へ押す力は、外輪７１、玉７３を介して内輪７２に作用し、内輪７２は第２嵌合面２７上を軸方向の他方へ移動する。内輪７２が第２嵌合面２７から離脱すると、ナット８５の回転を停止し、ハウジング１０および転がり軸受７０を回転軸２０に対し軸方向の他方へ移動させる。

ナット８５の外周に軸方向から見て十二角形状の工具係合面８７を形成することによって、工具係合面８７に図略の工具を係合させることができ、ナット８５を工具を使って確実に回すことができるメリットがある。

ナット８５の他方の端面がハウジング１０の一方の端面に当接した状態（図４）で、おねじ部２５およびめねじ部８６が互いに噛み合っている部分がある。この噛み合っている部分の軸方向の長さをｍとし、第２嵌合面２７の軸方向の長さをｎとすると、噛み合いの軸方向の長さｍは、第２嵌合面２７の軸方向の長さｎより大きい。そうすれば、第２嵌合面２７から内輪７２が離脱するまで、ナット８５によりハウジング１０を押すことができるメリットがある。

締付けボルト１６を緩め、締付けボルト１６を第１ハウジング１１あるいは第２ハウジング１２から離脱させる。第１ハウジング１１および第２ハウジング１２を外径側へ移動させ、ハウジング１０から転がり軸受７０を抜き出す。

新しい転がり軸受７０に交換し、組付けは、上述した動作の逆動作で行う。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、転がり軸受７０として、玉軸受を使用した。他の実施形態として、転がり軸受７０は、円すいころ軸受、あるいはころ軸受であっても良い。

上述した実施形態は、挟持部材の他端側に自在継手５０を連結した。他の実施形態として、回転軸２０の他端側に自在継手５０を連結しても良い。この場合、挟持部材は、回転軸２０の外周にスプライン嵌合される円筒状のカラーを用い、回転軸２０の外周にナットを螺合してカラーの抜けを防止する。

１０：ハウジング、１３：第１嵌合面、２０：回転軸、２５：おねじ部、２６：第３段面、２７：第２嵌合面、３０：第１挟持部材（挟持部材）、３１：第２挟持部材（挟持部材）、７０：転がり軸受、７１：外輪、７２：内輪、７３：玉（転動体）、８５：ナット、８７：工具係合面

Claims

装置本体に脱着自在のハウジングと、前記ハウジングの内周に嵌合された転がり軸受と、前記転がり軸受の内周に嵌合された回転軸とを備え、
前記転がり軸受は、リング状で内周に外輪側軌道面を形成した外輪と、外輪の内周に配置され、リング状で外周に内輪側軌道面を形成した内輪と、前記外輪側軌道面および前記内輪側軌道面上を転動する転動体とを備え、
前記ハウジングの内周に前記外輪の外周が嵌合される第１嵌合面を形成するとともに、前記外輪の一方の端面が当接される第１段面を形成し、
前記回転軸の外周に前記内輪の内周が嵌合される第２嵌合面を形成するとともに、前記内輪の一方の端面が当接される第３段面を形成し、
前記装置本体に対して前記回転軸を回転可能に支持する回転装置において、
前記ハウジングの一方の側において前記回転軸の外周におねじ部を形成し、前記おねじ部にナットを螺合させ、前記ナットは、他方の端面を前記ハウジングの一方の端面に当接させた状態から、前記ナットを回転させながら前記ハウジング側へ移動可能であることを特徴とする回転装置。
前記ナットが前記ハウジングに当接した状態において、前記おねじ部および前記ナットの内周に形成されためねじ部の軸方向の噛み合い長さが、前記第２嵌合面の軸方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の回転装置。
前記ナットの外周に工具が前記ナットの回転方向に係合できるように、前記ナットの外周に軸方向から見て多角形状の工具係合面が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転装置。