JP5429059B2

JP5429059B2 - 軸受引抜き工具

Info

Publication number: JP5429059B2
Application number: JP2010129704A
Authority: JP
Inventors: 昭弘福原; 修椿本
Original assignee: 日本ギア工業株式会社
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2030-06-07
Also published as: JP2011255431A

Description

本発明は、ハウジングから軸受の外輪等を引抜くのに好適な軸受引抜き工具に関する。

歯車減速機等の動力伝動装置の軸受には、コンパクトな割に負荷容量が大きく、ラジアル荷重のみならずスラスト荷重をも負担できるテーパーローラー軸受が好んで用いられる。また、通常のテーパーローラー軸受においては、外輪が内輪や保持器等の部品と分離できるため、ハウジングへの外輪の組立作業が容易であるという利点もある。

火力発電所や原子力発電所等で使用される高い運転信頼性が要求される歯車減速機は、定期的に分解点検を行うことで数十年間に亘って使用される。一方、転がり軸受には材料の疲労限界に起因する寿命があり、定期点検の際に必要に応じて軸受交換が行われる。テーパーローラー軸受の場合、ハウジングから軸組立体を取り外すと、内輪や保持器は軸組立体と一緒に外部に取り出すことができるが、軸受の外輪はハウジング内に残ってしまう。そこで、軸受交換を行うためには、ハウジング内に残った外輪を抜き出す必要がある。しかし、長期間使用された機器の場合、ハウジング内に錆や夾雑物が存在することにより外輪を抜き出すのが困難な場合もある。また、経年変化によりハウジングの軸受孔の形状が微妙に変形することもあり、その場合にもハウジングから外輪を抜き出すのが困難となる。さらに、外輪の内径寸法と外輪端部が当接するハウジング肩部の内径寸法とが接近している場合、軸受引抜き工具の係止爪を外輪端部に係止させることも困難となり、ハウジングから外輪を抜き出すことは容易でない。

上記のような事情に鑑み、従来から種々の軸受引抜き工具が提案されている。例えば、先端部前面側をカムテーパ面とすると共に基端部近くまでスライド溝を穿設した係止爪を、中心に縦方向貫通孔を備えたアダプタ本体の該縦方向貫通孔にスプリングを介して摺動自在に対向配備し、該アダプタ本体に止めピンを設けて前記係止爪のスライド溝に挿入し、さらに該アダプタ本体の背面側に操作杆を固着したベアリングプーラがある（特許文献１参照）。

また、係止鍔部の外端部がハウジング側に衝接したとき係止鍔部の内端部を軸受の内周面と内側面との弧状交差面に衝接可能に形成し、分割部材の拡開動作時に弧状交差面と係止鍔部の内端部との衝接及びハウジング側と係止鍔部の外端部との衝接により楔作用を伴って軸受を引抜動作させたのち分割部材の圧接面を軸受の内周面に圧接させる軸受抜き工具がある（特許文献２参照）。

さらに、軸と該軸に装着される爪部とからなり、軸の先端に係止部を有すると共に、この先端部分に前記係止部に向かって大径となるテーパ部を形成し、前記爪部は先端に軸受の端面に当接しうる係合突起を有し、前記テーパ部を摺動することが可能な少なくとも２分割された爪片の他端を紳縮バンドで握持して係合突起部が開閉可能な構成とし、爪部が閉じた際に爪部先端の係合突起径が前記軸受の内径より小さくなり、この爪部が開いた際に爪部先端の係合突起径が前記軸受の内径より大きくなる軸受取り外し用工具がある（特許文献３参照）。

実開平５−３９８７４号公報特開２０００−１３５６８６号公報特開２００５−１８０６４２号公報

軸受外輪の外径寸法とハウジングの軸受孔内径寸法との嵌め合い公差は、通常であれば若干の隙間を有するものであるが、長期間使用された歯車伝動装置の場合、ハウジングや軸受外輪が変形したりして軸受外輪をハウジングの軸受孔から抜き出すのが容易でないことがある。また、不十分な保守環境で長期間にわたって運転を休止していた歯車伝動装置にあっては、ハウジングや軸受が発錆して半固着状態になっていることもある。さらに、機械設計段階での検討が不十分で軸受外輪の内径と軸受外輪の端部が当接するハウジング肩部内径との寸法差が僅少な場合もある。そのような機械装置について分解点検を行う際には軸受外輪をハウジングの軸受孔から抜き出す作業は困難なものとなる。

そこで、上記特許文献のような軸受抜き具が提案されているのであるが、特許文献１のベアリングプーラでは、係止爪をスプリングによって外方に付勢しているだけであり、軸受外輪の内径と該軸受外輪の端部が当接するハウジング肩部内径との寸法差が僅少である場合には、係止爪の係止が困難になるという問題がある。また、特許文献２や特許文献３の軸受抜き工具にあっては、分割部材の拡径範囲が狭く、軸受サイズごとに寸法の異なる軸受抜き工具を準備しなければならないという煩雑さがある。
本発明の目的は、軸受外輪の内径と該軸受外輪の端部が当接するハウジング肩部内径との寸法差が僅少であっても、軸受外輪をハウジングの軸受孔から確実に引抜くことができる軸受引抜き工具を実現することにある。また、軸受サイズが異なっても所定範囲内であれば、同一サイズの工具で軸受外輪を引抜くことが可能な軸受引抜き工具を実現することにある。

請求項１記載の発明は、上端近くに架台部材を装着可能として外周面の上端寄りにナットが螺合された中空軸と、前記架台部材と前記ナットとの間に配設されたスラスト軸受と、前記中空軸の下端部に固着されたアダプタと、径方向の摺動を可能にして前記アダプタに設けられた内側面にテーパを有し、先端部が楔形状である複数の係止爪と、前記係止爪のテーパと適合する外テーパを有する先端金具と、下端に前記先端金具が固着され前記中空軸の中心孔に挿通された心金と、を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上端近くに架台部材を装着可能として外周面の上端寄りにナットが螺合された中空軸と、前記架台部材と前記ナットとの間に配設されたスラスト軸受と、前記中空軸の下端部に固着されたアダプタと、径方向の摺動を可能にして前記アダプタに設けられ、先端部が楔形状である複数の係止爪と、前記係止爪を外径方向に駆動するカムと、下端に前記カムが形成され前記中空軸の中心孔に挿通された心金と、を有することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、心金の上端部をハンマーで叩くことにより係止爪に外径方向の衝撃力を付与し、係止爪先端部の楔をハウジング肩部と軸受外輪との間に打ち込むことができる。したがって、軸受外輪が錆付いてハウジングに半固着状態になっていても、ハウジング肩部と軸受外輪との間に係止爪先端部の楔が打ち込まれ、軸受外輪が少しでも動けば、その後の引き抜き力は急激に減少し、ハウジングの軸受孔から軸受外輪を容易に引抜くことができる。

請求項２記載の発明によれば、心金の上端部に衝撃力を与えるに際して横棒を叩いて心金に衝撃トルクを与え、この衝撃トルクをカムにより係止爪の外径方向の衝撃力に変換できる。したがって、軸受外輪が錆付いてハウジングの軸受孔と半固着状態になっていても、ハウジング肩部と軸受外輪との間に係止爪先端部の楔が打ち込まれ、軸受外輪が少しでも動けば、その後の引き抜き力は急激に減少し、ハウジングの軸受孔から軸受外輪を容易に引抜くことができる。

本発明によれば、係止爪の先端部が軸直角に形成された上面を有する楔形状であることから、係止爪が外径方法に動くと、軸受外輪と該軸受外輪の端部が当接するハウジング肩部との間に係止爪先端部の楔が打ち込まれ、楔効果によって軸受外輪の端部とハウジング肩部との間に隙間が形成される。すなわち、軸受外輪はハウジングの軸受孔から抜き動作を開始させられる。

本発明に係る軸受引抜き工具の実施例１を示す縦断面図である。図１のＡ−Ａ矢視図である。本発明に係る軸受引抜き工具の使用例を示す縦断面図である。本発明に係る軸受引抜き工具の実施例２を示す縦断面図である。図１のＢ−Ｂ矢視図である。

本発明に係る軸受引抜き工具は、ハウジングの軸受孔に取り残された軸受外輪をハウジングの軸受孔から引抜く工具に関するものである。具体的には、ハウジングに架設される架台部材を上端近くに装着可能とした中空軸と、この中空軸の下端部に固着されたアダプタと、径方向の摺動を可能にして前記アダプタに設けられた複数の係止爪と、前記係止爪を外径方向に駆動させる機構と、下端に前記先端金具が固着され前記中空軸の中心孔に挿通された心金とを有する。

図１は、本発明に係る軸受引抜き工具１の実施例１を示す縦断面図であり、正置状態を示している。また、図２は図１中のＡ−Ａ矢視図であり、図３は軸受引抜き工具１をハウジング２にセットした使用状態を示す断面図である。

中空軸３には、その外周面の上端寄りと下端寄りに、ねじ４,５が形成されている。上端寄りのねじ４は、ナット６と螺合するためのものであり、下端寄りのねじ５は、アダプタ７を固着するためのものである。また、中空軸３の中心部には心金８を挿通するための中心孔９が設けられている。

心金８は、下端部にねじ11を有すると共に、上端部にもねじ12を有しており、上端部のねじ12には保護具13が装着されている。ただし、この保護具13は心金上端部のねじ12を保護するためのものであり、必要不可欠というものではない。

先端金具14は、その下半部の周囲にテーパ15を有している。また、上半部の中心には雌ねじ16が設けられており、該雌ねじ16を心金下端部のねじ11に螺合することにより、先端金具14と心金８は一体化される。なお、心金８と先端金具14を別部品としたのは製造コスト等を考慮したためであり、心金８と先端金具14とを一体の部品として構成してもよい。

アダプタ７は、内周面に雌ねじ17が形成されたボス部18と、径方向の横孔19が設けられたフランジ部21からなる。横孔19は少なくとも２箇所に設けられる。ボス部18の雌ねじ17は中空軸３の下端寄りのねじ５と螺合され、中空軸３に固着される。

係止爪22は、外側部に楔状の爪23が形成されると共に、内側面にはテーパ24が形成されており、係止爪22のテーパ24と先端金具14のテーパ15とは適合するテーパとされている。また、係止爪22は、アダプタ７のフランジ部21に設けられた横孔19に摺動可能な形状とされている。さらに、係止爪22は径方向の移動範囲が制限されるように構成されている。具体的には、径方向の溝25が設けられ、該溝25内にアダプタ７のフランジ部21に固定された移動制限用ボルト26の先端が突出している。このことにより係止爪22がアダプタ７から脱落するのを防止できる。また、係止爪22の外側部に形成された爪23は、先端が心金８の軸に対して軸直角に形成された上面27を有する楔形状とされている。

中空軸３の上端近くには、ハウジング２に架設される架台部材28が装着可能とされている。架台部材28は、ハウジング２の開口部に架設されて中空軸３を上方へ引き上げるための部材であり、中央部に設けられた孔29に中空軸３が挿通され、該中空軸３の上端寄りねじ４にナット６が螺合されている。また、架設部材28とナット６との間には、スラスト軸受31が配設されている。このスラスト軸受31の配設により、架設部材28とナット６との摩擦を低減できると共に、かじりを防止することが可能となる。

次に、上記した実施例１に係る軸受引抜き工具の使用方法について説明する。図３に示すようにハウジング２の軸受孔33には、軸受外輪32が残っている。この軸受外輪32を軸受孔33から抜き出すためには、架設部材28を装着しない状態で軸受引抜き工具１をハウジング２内に入れ、複数の係止爪22を軸受外輪32の下端面に当接させる。

軸受外輪32の内径寸法と軸受外輪32の下端面が当接するハウジング肩部34の内径寸法との寸法差は、僅少である場合が多い。また、軸受外輪32の隅部35はＲ面取りが施されて丸みを帯びている。したがって、軸受外輪32の内径寸法と軸受外輪32の下端面が当接するハウジング肩部34の内径寸法との寸法差が僅少である場合には、係止爪22の係止が困難となることがある。しかし、本発明に係る軸受引抜き工具の係止爪22は、先端部が軸直角に形成された上面27を有する楔形状であることから、係止爪22の上面27を軸受外輪32の下端面に当接して確実に係止できる。

そして、係止爪22の上面27を軸受外輪32の下端面に当接した状態で、ハウジング２の開口部に架設部材28を架設し、架設部材28と中空軸３との間にスラスト軸受31およびナット６を装着する。ここで、軸受外輪32の軸受孔33への嵌合状態が良好であれば、ナット６を回動させるだけで中空軸３を上方に引き上げ、軸受外輪32を軸受孔33から引抜くことができる。

しかしながら、ハウジングの軸受孔33や軸受外輪32が変形している場合や、不十分な保守環境で長期間にわたって運転を休止していた伝動装置にあっては、軸受孔33や軸受外輪32が発錆して半固着状態になっており、ナット６を回動させることすら困難なこともある。このような場合において、本発明に係る軸受引抜き工具１が威力を発揮する。ナット６を回動させるトルクが大きくなり、ナット６の回動が困難になった段階で、心金８の上端部に装着した保護具13をハンマー等で下方に向かって叩き、先端金具14に下向きの衝撃力を与える。そうすると、先端金具14のテーパ15面から係止爪22のテーパ24面に対して水平方向の衝撃力が与えられることになる。すなわち、係止爪22は径方向の衝撃力を伴って外径方向に移動し、ハウジング肩部34と軸受外輪32の下端面との間に、係止爪22の先端部の爪23が食い込むことになる。その結果、軸受外輪32は若干ではあるが、上方に移動させられる。ここで留意すべきは、係止爪22の先端部の爪23をハウジング肩部34と軸受外輪32の下端面との間に打ち込むには、衝撃力が静止力に較べて遥かに効果的な点である。軸受外輪32がハウジング肩部34から少しでも上方に動き出せば、その後の引抜き力は急激に小さくなる。その後は、ナット６を回動させるだけで中空軸８を引き上げて、軸受外輪32を軸受孔33から引抜くことができる。また、ナット６を回動させて軸受孔33から軸受外輪32を引抜く途中でナット６のトルクが大きくなって軸受外輪32の引抜きが困難になった場合でも、保護具13をハンマーで数回叩いて衝撃力を加えることにより、引き続き軸受外輪32の引抜き作業を行うことができる。

図４は、本発明に係る軸受引抜き工具の実施例２を示す縦断面図である。また、図５は図４中のＢ−Ｂ矢視図である。本実施例に係る軸受引抜き工具の構成と実施例１に係る軸受引抜き工具の構成は、基本的に同一である。ただし、本実施例においては、係止爪22の外径方向への駆動力がカム36によって与えられる点で実施例１と異なっている。また、先端金具が省略されて心金８の下端部にカム36が設けられている点、及び心金８の上端部にトルクを付与するための横棒37が装着されている点でも異なっている。図４に示すカム36は比較的簡単なものであり、心金８の下端部の両側面にＤカット38,38を施して中央部に略矩形の突起39を設けただけのものである。ただし、カム36部の表面は耐摩耗性を上げるために表面硬化処理が施されている。

以下、本実施例に係る軸受引抜き工具の使用方法について説明する。ハウジング内への軸受引抜き工具の装着、及び係止爪22の上面を軸受外輪32の下端面に当接して係止するのは、実施例１と同様にして行うことができる。だだし、係止爪22の外径方向への駆動力をカム36によって与えられる点が実施例１と異なっている。具体的には、心金８の上端部に装着された横棒37に正逆方向のトルクを数回加えることにより心金８に衝撃トルクを付与する。そうすると、心金８の下端部に形成されたカム36によって、係止爪22には外径方向の衝撃力が与えられると共に、係止爪22は外径方向に移動し、ハウジング肩部34と軸受外輪32の下端面との間に、係止爪の先端部の爪23が食い込むことになる。その他の動作および作用については、実施例１と異なるところがない。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施をすることができる。例えば、上述した実施例１においては、心金８と先端金具14を別部品としているが、これらの部品を一体として構成してもよい。また、実施例１,２において、中空軸３とアダプタ７を別部品としているが、これらの部品についても一体として構成することができる。さらに、実施例２においては、心金８の下端部にカム36を設けているが、心金８とカム36を別部品として構成することもできる。

本発明に係る軸受引抜き工具は、軸受交換作業を効率的に行うべく、各種歯車電動装置等の分解点検作業に広く使用できる。

１軸受引抜き工具
３中空軸
７アダプタ
８心金
９中心孔
13 保護具
14 先端金具
22 係止爪
27 上面
28 架台部材
36 カム

Claims

上端近くに架台部材を装着可能として外周面の上端寄りにナットが螺合された中空軸と、
前記架台部材と前記ナットとの間に配設されたスラスト軸受と、
前記中空軸の下端部に固着されたアダプタと、
径方向の摺動を可能にして前記アダプタに設けられた内側面にテーパを有し、先端部が楔形状である複数の係止爪と、
前記係止爪のテーパと適合する外テーパを有する先端金具と、
下端に前記先端金具が固着され前記中空軸の中心孔に挿通された心金と、
を有することを特徴とする軸受引抜き工具。
上端近くに架台部材を装着可能として外周面の上端寄りにナットが螺合された中空軸と、
前記架台部材と前記ナットとの間に配設されたスラスト軸受と、
前記中空軸の下端部に固着されたアダプタと、
径方向の摺動を可能にして前記アダプタに設けられ、先端部が楔形状である複数の係止爪と、
前記係止爪を外径方向に駆動するカムと、
下端に前記カムが形成され前記中空軸の中心孔に挿通された心金と、
を有することを特徴とする軸受引抜き工具。