JP2007198425A - 転がり軸受の予圧付与装置、予圧付与方法及び軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 軸受装置のアキシアル方向のスぺースを小さくしながら予圧を付与可能な転がり軸受の予圧付与装置、予圧付与方法及び軸受装置を提供する。
【解決手段】 転がり軸受の予圧付与装置は、転がり軸受11,11’の外輪12,12に設けた止め輪用溝20,20に係止された止め輪21,21によって転がり軸受間のすきまが0または負になるようにアキシアル方向aに予圧を与える。
【選択図】 図2
【解決手段】 転がり軸受の予圧付与装置は、転がり軸受11,11’の外輪12,12に設けた止め輪用溝20,20に係止された止め輪21,21によって転がり軸受間のすきまが0または負になるようにアキシアル方向aに予圧を与える。
【選択図】 図2
Description
本発明は、予圧を付与可能な転がり軸受の予圧付与装置、予圧付与方法及び軸受装置に関するものである。
転がり軸受は、多くの場合、運転状態において内部に適当なすきまを付けて使用されているが、転がり軸受の使用目的によっては、転がり軸受を組み付けたときに負のすきまとなるように予め起動輪と転動体で内部応力を発生させた予圧状態で使用される場合がある。この予圧の主な目的は、軸のラジアル方向とアキシアル方向の位置決めを正確にしたり、軸受の剛性を高めたり、軸の振れを抑えたりすることである。この予圧を与えるために対向した2つの転がり軸受の間にアキシアル内部荷重を与えている。
上記予圧を与える方法としては、図9のような定位置予圧と、図10のような定圧予圧がある。図9の定位置予圧は、転がり軸受101,102を対向して配置した軸受装置において転がり軸受101,102のアキシアル方向(図の横方向)の相対位置が変化しないようにしたものであり、予め差幅寸法やアキシアルすきまを調整した軸受を組み合わせたり、図のように間座103やシムで調整する。また、図10の定圧予圧は、同じく転がり軸受101,102を対向して配置した軸受装置においてコイルばね104や皿ばねなどの使用により適正なほぼ一定の予圧を対向した転がり軸受101,102に与えるようにしたものである。
定圧予圧は、温度変動に伴う予圧量の変化が少なく、予圧方法として優れた点が多くあるが、従来、定圧予圧装置を構成する際には図10のように軸受装置内にばね104を組み込む必要があり、部品点数の増大、それに伴う高コスト化の問題、軸受装置のスペース増大などの問題があった。特に、図10の横方向のアキシアル方向のスペースを極力小さくするためには図9のような定位置予圧方法でシムを極力薄くしたり、軸受同士を直接対向させる方法で対応せざるを得なかった。
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、軸受装置のアキシアル方向のスぺースを小さくしながら予圧を付与可能な転がり軸受の予圧付与装置、予圧付与方法及び軸受装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による転がり軸受の予圧付与装置は、転がり軸受の外輪に設けた止め輪用溝に係止された止め輪によって転がり軸受間のすきまが0または負になるようにアキシアル方向に予圧を与えることを特徴とする。
この転がり軸受の予圧付与装置によれば、転がり軸受の外輪の止め輪用溝に係止された止め輪によって転がり軸受間のすきまを0または負とする予圧をアキシアル方向に与えるので、従来のように特別なばね等を軸受装置に組み込む必要がなく、軸受装置のアキシアル方向のスぺースを小さくしながら予圧を付与できる。また、ハウジングのアキシアル方向の位置決めのための止め輪を予圧付与装置に利用でき、また、外輪に止め輪を設置するための公知の溝付の軸受を利用できる。従って、止め輪及び外輪に溝の付いた軸受を使用すれば新たな部品を用意する必要がないので、コスト的に有利でスペース的にコンパクトな高精度の軸受装置を構成できる。
上記転がり軸受の予圧付与装置において前記2つの転がり軸受の両方が前記止め輪用溝を有するように構成できる。また、前記2つの転がり軸受の一方が前記止め輪用溝を有するように構成してもよい。
また、前記止め輪はアキシアル方向にばね性を有することが好ましい。
また、前記止め輪用溝のアキシアル方向の幅と前記止め輪の構造との組み合わせにより適正な予圧を得るように構成できる。
本発明による転がり軸受の予圧付与方法は、転がり軸受の外輪に設けた止め輪用溝に係止された止め輪によって2つの転がり軸受間のすきまが0または負になるようにアキシアル方向に予圧を与えることを特徴とする。
この転がり軸受の予圧付与方法によれば、転がり軸受の外輪の止め輪用溝に係止された止め輪によって転がり軸受間のすきまを0または負とする予圧をアキシアル方向に与えるので、従来のように特別なばね等を軸受装置に組み込む必要がなく、軸受装置のアキシアル方向のスぺースを小さくしながら予圧を付与できる。また、ハウジングのアキシアル方向の位置決めのための止め輪を予圧付与装置に利用でき、また、外輪に止め輪を設置するための公知の溝付の軸受を利用できる。従って、止め輪及び外輪に溝の付いた軸受を使用すれば新たな部品を用意する必要がないので、コスト的に有利でスペース的にコンパクトな高精度の軸受装置を構成できる。
上記転がり軸受の予圧付与方法において前記止め輪はアキシアル方向にばね性を有することが好ましい。また、前記止め輪用溝のアキシアル方向の幅と前記止め輪の構造との組み合わせにより適正な予圧を得ることができる。
また、本発明による軸受装置は、対向して配置された2つの転がり軸受に上述の予圧付与装置を設けたことを特徴とする。
この軸受装置によれば、転がり軸受の外輪の止め輪用溝に係止された止め輪によって転がり軸受間のすきまを0または負とする予圧をアキシアル方向に与えるので、従来のように特別なばね等を軸受装置に組み込む必要がなく、軸受装置のアキシアル方向のスぺースを小さくしながら予圧を付与できるようになる。また、ハウジングのアキシアル方向の位置決めのための止め輪を予圧付与装置に利用でき、また、外輪に止め輪を設置するための公知の溝付の軸受を利用できる。従って、止め輪及び外輪に溝の付いた軸受を使用すれば新たな部品を用意する必要がないので、コスト的に有利でスペース的にコンパクトな高精度の軸受装置を構成できる。
上記軸受装置において前記2つの転がり軸受をハウジングを介して配置するように構成でき、止め輪用溝に係止された止め輪によってハウジングを介して転がり軸受間のすきまが0または負になるようにアキシアル方向に予圧を与えることができる。
本発明の転がり軸受の予圧付与装置、予圧付与方法及び軸受装置によれば、軸受装置のアキシアル方向のスぺースを小さくしながら予圧を付与可能になり、低コストで実現できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
〈第1の実施の形態〉
図1は第1の実施の形態に用いる転がり軸受の側面図である。図2は図1の転がり軸受を用いた第1の実施の形態による軸受装置の側面図である。図3は図2の軸受装置の止め輪を示す正面図(a)及び側面図(b)である。
図1に示すように、転がり軸受11は、内周面に外輪軌道面13が形成された外輪12と、外周面に内輪軌道面15が形成された内輪14と、外輪軌道面13と内輪軌道面15との間に転動自在に配置された転動体である複数個の玉16と、を備え、単列の玉軸受に構成されている。外輪12の外周面12aには連続した止め輪用溝20が形成されている。
図3(a)、(b)に示すように、止め輪21は、ばね鋼等の線材からほぼ一巻きのリング状に構成され、一端21bと他端21cとの間に隙間21aが形成されており略C型形状となっている。止め輪21は、図3(b)のように、一端21bと他端21cがアキシアル方向aにおいて互いに反対方向に隙間21aで食い違いを生じさせることでアキシアル方向aにばね性を有している。
図1の転がり軸受11の止め輪用溝20は、図3(a)、(b)の止め輪21が安易に外れたりしない寸法に設定されて止め輪21を係止するように構成されている。
図2のように、本実施の形態による軸受装置30は、図1の2個の転がり軸受11,11’が組み合わされてハウジング22と軸10との間に配置されている。軸受装置30は2個の転がり軸受11,11’を軸10の段差10dで凹むように形成された凹部10aに対向するように配置している。
即ち、転がり軸受11を内輪14が軸10の凹部10aの段差10dに当接するように配置し、もう1つの転がり軸受11’を間座23を介して内輪14が凹部10a内に位置するように配置する。転がり軸受11’は軸10の凹部10a側の端部に形成されたねじ部10bにねじ込まれたねじ止め部10cにより押し付けられて固定される。
また、軸受11,11’の各外輪12の各外周面12aにはハウジング22が止め輪用溝20と20との間に位置するようにし、各止め輪用溝20内で各止め輪21が圧縮されることで係止される。このように、各止め輪用溝20内に係止された各止め輪21がそのばね復元力によりハウジング22を介して軸受11,11’を互いに押し付ける。かかる止め輪21の押し付け力により軸受11,11’をアキシアル方向aに転がり軸受11と11’との間のすきまが0または負になるように予圧するようになる。
図1〜図3の軸受装置30によれば、ばね性を有する止め輪21を転がり軸受11,11’の各外輪12に取り付けることで得たばね復元力により、対向した2個の転がり軸受11と11’との間のガタ(アキシアルすきま)を打ち消すことができ、転がり軸受11,11’の各外輪12の各止め輪用溝20に係止された各止め輪21によって転がり軸受11と11’との間のすきまを0または負とする予圧をアキシアル方向aに与える予圧付与装置を構成できる。
かかる予圧付与装置によれば、従来の図10のような特別なばね104を軸受装置に組み込む必要がなく、ハウジング22及び間座23のアキシアル方向の寸法設定により軸受装置30のアキシアル方向aのスぺースを小さくしながら定圧予圧を付与できるので、軸受装置30を精度よく使用することができる。
また、ハウジングのアキシアル方向の位置決めのため止め輪を予圧付与装置に利用でき、また、外輪に止め輪を設置するための公知の溝付の軸受を利用できる。従って、止め輪及び外輪に溝の付いた軸受を使用すれば新たな部品を用意する必要がないので、安価でスペース的にコンパクトな高精度の軸受装置を構成できる。
次に、図3の止め輪の変形例を図4乃至図6により説明する。図4はコイル状にした止め輪を示す正面部(a)及び側面図(b)である。図5は皿形状にした止め輪を示す正面部(a)及び側断面図(b)である。図6は円周方向に波形状とした止め輪を示す正面部(a)及び側断面図(b)である。
図4(a)、(b)の止め輪25は、ばね鋼等の線材を2〜3回程度巻回してコイル形状としアキシアル方向aにばね性を有し、図1の転がり軸受11の止め輪用溝20を幅広く構成できる場合に適用して好ましい。
また、図5(a)、(b)の止め輪26は、ばね鋼等の板材から隙間26aのあるリング状に形成されかつ半径方向に傾斜した皿形状に構成されており、アキシアル方向aにばね性を有する。
また、図6(a)、(b)の止め輪27は、ばね鋼等の板材から隙間27aのあるリング状に形成されかつその円周方向に波形状に構成されており、アキシアル方向aにばね性を有する。
上述の止め輪25〜27は、図3の軸受装置30において止め輪用溝20に止め輪21の代わりに配置でき、止め輪21と同様の効果を得ることができる。
〈第2の実施の形態〉
図7は第2の実施の形態による軸受装置の側面図である。図2の軸受装置30は対向する2個の軸受を図1の止め輪用溝のある転がり軸受としたが、第2の実施の形態による軸受装置40は、図7のように、一方をフランジ付きタイプの転がり軸受44とし、他方を図1と同様の止め輪用溝20を設けた転がり軸受11としたものである。
図7に示すように、転がり軸受44は、その外輪45が外周面から突き出たフランジ部45aを有する以外は、図1の止め輪用溝20と同様に構成されている。転がり軸受44の内輪46と転がり軸受11の内輪14を間座23を介して軸10の凹部10aに配置し、ねじ部10bでねじ止め部10cにより固定する。
また、転がり軸受44のフランジ部45aと転がり軸受11の外輪12の止め輪用溝20との間にハウジング22が位置するようにし、止め輪用溝20内で止め輪21が圧縮されることで係止される。このように、転がり軸受11の止め輪用溝20内に係止された止め輪21がそのばね復元力によりハウジング22を介して軸受44,11を互いに押し付ける。かかる止め輪21の押し付け力により軸受44,11をアキシアル方向aに転がり軸受44と11との間のすきまが0または負になるように予圧するようになる。
なお、図7の軸受装置40において止め輪21の代わりに図4〜図6の止め輪25〜27のいずれかを止め輪用溝20に配置する構成にしてもよい。
図7の軸受装置40によれば、ばね性を有する止め輪21を転がり軸受11の外輪12に取り付けることで得たばね復元力により、対向した2個の軸受44と11との間のガタ(アキシアルすきま)を打ち消すことができ、転がり軸受11の外輪12の止め輪用溝20に係止された止め輪21によって転がり軸受44と11との間のすきまを0または負とする予圧をアキシアル方向aに与える予圧付与装置を構成できる。これにより、図2の軸受装置30と同様の効果を得ることができる。
〈第3の実施の形態〉
図8は第3の実施の形態による軸受装置の側面図である。図2の軸受装置30は対向する2個の軸受を図1の止め輪用溝のある転がり軸受としたが、第3の実施の形態による軸受装置50は、図8のように、一方を溝のない通常の外径円筒形軸受タイプの転がり軸受47とし、他方を図1と同様の止め輪用溝20を設けた転がり軸受11とし、ハウジング22にフランジ部22aを設けたものである。
図8に示すように、転がり軸受47は、その外輪48の外周面に図1のような溝20を形成していない以外は、図1の止め輪用溝20と同様に構成されている。転がり軸受47の内輪49と転がり軸受11の内輪14を間座23を介して軸10の凹部10aに配置し、ねじ部10bでねじ止め部10cにより固定する。
また、転がり軸受47の外輪48にハウジング22のフランジ部22aが当接した状態で、外輪48と転がり軸受11の外輪12の止め輪用溝20との間にハウジング22が位置するようにし、止め輪用溝20内で止め輪21が圧縮されることで係止される。このように、転がり軸受11の止め輪用溝20内に係止された止め輪21がそのばね復元力によりハウジング22を介して軸受47,11を互いに押し付ける。かかる止め輪21の押し付け力により軸受47,11をアキシアル方向aに転がり軸受47と11との間のすきまが0または負になるように予圧するようになる。
なお、図8の軸受装置50において止め輪21の代わりに図4〜図6の止め輪25〜27のいずれかを止め輪用溝20に配置する構成にしてもよい。
図8の軸受装置50によれば、ばね性を有する止め輪21を転がり軸受11の外輪12に取り付けることで得たばね復元力により、対向した2個の軸受47と11との間のガタ(アキシアルすきま)を打ち消すことができ、転がり軸受11の外輪12の止め輪用溝20に係止された止め輪21によって転がり軸受47と11との間のすきまを0または負とする予圧をアキシアル方向aに与える予圧付与装置を構成できる。これにより、図2の軸受装置30と同様の効果を得ることができる。
以上のように、本実施の形態の軸受装置30,40,50によれば、軸受自体に予圧付与装置を構成するばねを内蔵することになるから、軽量化かつコンパクト化の要求に対応できる。また、転がり軸受において外輪に止め輪を設置するための溝付き構造は、多くの軸受で既に採用されており、中にはISO、JIS等の規格品となっているものもあり、かかる外輪を持つ転がり軸受を使用すれば、新たな部品を作製しないで軸受装置を構成できるので、予圧付与装置付きの軸受装置の低コスト化を実現できる。従って、コスト的に有利でスペース的にコンパクトな高精度の軸受装置を提供できる。
また、1つの軸受装置で多種の予圧荷重を設定する必要がある場合や、緻密な予圧制御を必要とする場合には、図1の止め輪用溝20の幅wを広くすると、例えば、図4のようなコイル形状の止め輪25を配置可能となり、予圧調整の幅が広がり、予圧を調整し易くなる。
また、同じ軸受を用いた場合でも必要予圧荷重に合わせて止め輪のばね定数を変化させたものを用意して組み合わせることで、適正な予圧を得ることも可能となる。従って、必要予圧荷重と精度等の要求により、止め輪用溝20の幅wと止め輪21,25,26,27のような各構造とを組み合わせて適正な予圧荷重を得るようにできる。更に、軸受装置30,40,50にばね定数の大きな止め輪を用いることで軸受装置30をより定圧予圧の状態に設定できる。
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図2,図7,図8の各軸受装置30,40,50では、転がり軸受として単列のアンギュラ玉軸受を用いたが、本発明はこれに限定されず、複列であってもよく、また、他のラジアル軸受やスラスト軸受等であってもよい。
10 軸
11,11’ 転がり軸受
12 外輪
12a 外周面
14 内輪
16 玉、転動体
20 止め輪用溝
21 止め輪
22 ハウジング
22a フランジ部
23 間座
25,26,27 止め輪
30,40,50 軸受装置
44 転がり軸受
45 外輪
45a フランジ部
47 転がり軸受
a アキシアル方向
w 止め輪用溝20の幅
11,11’ 転がり軸受
12 外輪
12a 外周面
14 内輪
16 玉、転動体
20 止め輪用溝
21 止め輪
22 ハウジング
22a フランジ部
23 間座
25,26,27 止め輪
30,40,50 軸受装置
44 転がり軸受
45 外輪
45a フランジ部
47 転がり軸受
a アキシアル方向
w 止め輪用溝20の幅
Claims (10)
- 転がり軸受の外輪に設けた止め輪用溝に係止された止め輪によって2つの転がり軸受間のすきまが0または負になるようにアキシアル方向に予圧を与えるように構成されたことを特徴とする転がり軸受の予圧付与装置。
- 前記2つの転がり軸受の両方が前記止め輪用溝を有する請求項1に記載の転がり軸受の予圧付与装置。
- 前記2つの転がり軸受の一方が前記止め輪用溝を有する請求項1に記載の転がり軸受の予圧付与装置。
- 前記止め輪はアキシアル方向にばね性を有する請求項1,2または3に記載の転がり軸受の予圧付与装置。
- 前記止め輪用溝のアキシアル方向の幅と前記止め輪の構造との組み合わせにより適正な予圧を得るように構成した請求項1乃至4のいずれか1項に記載の転がり軸受の予圧付与装置。
- 転がり軸受の外輪に設けた止め輪用溝に係止された止め輪によって2つの転がり軸受間のすきまが0または負になるようにアキシアル方向に予圧を与えることを特徴とする転がり軸受の予圧付与方法。
- 前記止め輪はアキシアル方向にばね性を有する請求項6に記載の転がり軸受の予圧付与方法。
- 前記止め輪用溝のアキシアル方向の幅と前記止め輪の構造との組み合わせにより適正な予圧を得る請求項6または7に記載の転がり軸受の予圧付与方法。
- 対向して配置された2つの転がり軸受に請求項1乃至5のいずれか1項に記載の予圧付与装置を設けたことを特徴とする軸受装置。
- 前記2つの転がり軸受をハウジングを介して配置した請求項9に記載の軸受装置。
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JP2006015002A JP2007198425A (ja) | 2006-01-24 | 2006-01-24 | 転がり軸受の予圧付与装置、予圧付与方法及び軸受装置 |
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-
2006
- 2006-01-24 JP JP2006015002A patent/JP2007198425A/ja active Pending
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