JP2009024762A

JP2009024762A - シェル形ころ軸受の嵌合構造

Info

Publication number: JP2009024762A
Application number: JP2007187839A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Kajikawa; 修一梶川; Toshiyuki Kobashi; 俊之小橋
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-02-05

Abstract

【課題】クラウニング部のないころ軸受であっても、外輪ところとの間に生じるエッジロードを有効に防止したシェル形ころ軸受の嵌合構造を提供する。
【解決手段】シェル形ころ軸受１１の嵌合構造は、シェル外輪１２、およびシェル外輪１２の内径面に配置される複数のころ１３を含むころ軸受と、内径面にシェル外輪１２の軸方向中央部を受け入れる中央部領域１０ａおよび中央部領域１０ａの両側にシェル外輪１２の軸方向端部を受け入れる端部領域１０ｂ，１０ｃを含むハウジング１０とを備え、中央部領域１０ａの内径寸法をｄ_１、端部領域１０ｂ，１０ｃの内径寸法をｄ_２、シェル外輪１２の外径寸法をｄ_３とすると、ｄ_１＜ｄ_２≦ｄ_３を満たし、シェル外輪１２は、ハウジング１０の内径面に沿って湾曲する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ころ軸受の嵌合構造に関し、特にシェル外輪を有するシェル形ころ軸受の嵌合構造に関するものである。

従来のシェル形ころ軸受は、例えば、特開２００２−２３５７５３号公報（特許文献１）に記載されている。図２を参照して、同公報に記載されているシェル形ころ軸受１０１は、シェル外輪１０２と、シェル外輪１０２の内径面に沿って配置される複数のころ１０３と、隣接するころ１０３の間隔を保持する保持器１０４とを備える。

上記構成のシェル形ころ軸受１０１において、シェル外輪１０２ところ１０３との接触部に生じるエッジロード（集中荷重）に起因する軌道面の早期剥離等が問題となる。そこで、同公報には、ころ１０３の両端部にクラウニング部（図示省略）を形成すると記載されている。または、軌道面の軸方向中央部の肉厚を両端部の肉厚より厚くすることによって、軌道面をクラウニング形状（図示省略）とすると記載されている。
特開２００２−２３５７５３号公報

シェル形ころ軸受１０１に多数使用されるころ１０３にクラウニング加工を施すのは、生産性が悪く、シェル形ころ軸受１０１の製造コストの増大を招く。一方、シェル外輪１０２の軌道面をクラウニング形状とすれば、ころ１０３にクラウニング加工を施す場合と比較して安価となるが、それでも標準品（クラウニング部なし）と比較すると、製品コストの増大は避けられない。

そこで、この発明の目的は、クラウニング部のないころ軸受であっても、外輪ところとの間に生じるエッジロードを有効に防止したシェル形ころ軸受の嵌合構造を提供することである。

この発明に係るシェル形ころ軸受の嵌合構造は、シェル外輪、およびシェル外輪の内径面に配置される複数のころを含むころ軸受と、内径面にシェル外輪の軸方向中央部を受け入れる中央部領域および中央部領域の両側にシェル外輪の軸方向端部を受け入れる端部領域を含むハウジングとを備える。また、中央部領域の内径寸法をｄ_１、端部領域の内径寸法をｄ_２、シェル外輪の外径寸法をｄ_３とすると、ｄ_１＜ｄ_２≦ｄ_３を満たす。そして、シェル外輪は、ハウジングの内径面に沿って湾曲する。

上記構成のハウジングにシェル形ころ軸受を嵌め入れれば、シェル外輪の内径面が軸方向中央部の突出したクラウニング形状となる。これにより、シェル外輪ところの端部との間に生じるエッジロードを有効に防止したシェル形ころ軸受の嵌合構造を得ることができる。

好ましくは、シェル外輪はその内径面にころに接触する軌道面を有する。そして、軌道面の位置におけるシェル外輪の板厚は略同一である。

さらに好ましくは、ころは軌道面に接触する転動面を有する。そして、転動面の外形輪郭線はフラットである。

この発明は、上記の各構成のようなクラウニング部を含まないシェル外輪およびころを有するシェル形ころ軸受に適用することで、安価にエッジロードの発生を防止することができる。

一実施形態として、中央部領域と端部領域とは所定の曲率を有する単一曲面で構成される。その他、中央部領域を円筒形状とし、端部領域を中央部領域から離れるほど内径寸法が大きくなる曲面形状としてもよい。

この発明によれば、シェル形ころ軸受を標準品（「シェル外輪の軌道面、およびころの転動面にクラウニング部が存在しないシェル形ころ軸受」を指す）とした場合でも、安価でシェル外輪ところとの間のエッジロードを有効に防止したシェル形ころ軸受の嵌合構造を得ることができる。

図１を参照して、この発明の一実施形態に係るシェル形ころ軸受１１の嵌合構造を説明する。まず、シェル形ころ軸受１１は、シェル外輪１２と、複数のころ１３と、保持器１４とを備え、ハウジング１０の内径面に嵌合固定されている。

シェル外輪１２は、内径面にころ１３と接触する軌道面１２ａと、軸方向両端部に径方向内側に向かって突出する鍔部１２ｂ，１２ｃとを有する。この鍔部１２ｂ，１２ｃは、ころ１３および保持器１４の軸方向への脱落を防止する。また、軌道面１２ａの位置におけるシェル外輪１２の板厚は略同一である。すなわち、軌道面１２ａはクラウニング形状ではない。さらに、シェル外輪１２は、例えばプレス加工によって形成される。

ころ１３は、外径面に軌道面１２ａと接触する転動面１３ａと、両端部に面取り部１３ｂ，１３ｃとを有する。なお、転動面１３ａの外形輪郭線はフラットである。すなわち、転動面１３ａはクラウニング形状ではない。また、ころ１３の種類は、円筒ころ、棒状ころ、または針状ころのいずれでもよいが、この実施形態では、針状ころを採用している。

保持器１４は、一対のリング部１４ａ，１４ｂと、一対のリング部１４ａ，１４ｂを相互に連結する複数の柱部（図示省略）と、隣接する柱部の間にころ１３を収容するポケット１４ｃとを有する。そして、隣接するころ１３の間隔を保持している。なお、保持器１４はこの発明の必須の構成要素ではなく、省略することができる。そして、総ころ形式とすればシェル形ころ軸受１１の負荷容量が増加する。

ハウジング１０の内径面には、シェル外輪１２の軸方向中央部を受け入れる中央部領域１０ａと、中央部領域１０ａの両側にシェル外輪１２の軸方向端部を受け入れる端部領域１０ｂ，１０ｃとが形成されている。この実施形態においては、中央部領域１０ａと端部領域１０ｂ，１０ｃとを同一の曲率Ｒを有する単一曲面とした例を示したが、これに限ることなく、中央部領域１０ａを円筒形状とし、端部領域１０ｂ，１０ｃをそれぞれ中央部領域１０ａから離れるほど内径寸法が大きくなる曲面形状としてもよい。

上記構成の嵌合構造において、中央部領域１０ａの内径寸法をｄ_１、端部領域１０ｂ，１０ｃの内径寸法をｄ_２、シェル外輪１２の外径寸法をｄ_３とすると、ｄ_１＜ｄ_２≦ｄ_３を満たすように、各種寸法を決定する。この実施形態においては、軸方向中心線ｌ（「シェル形ころ軸受１１の軸方向中心」を指す）上でハウジング１０の内径寸法が最も小さく、軸方向両端部に向かって連続的に大きくなっている。

上記構成のハウジング１０にシェル形ころ軸受１１を嵌め入れると、シェル外輪１２は、ハウジング１０の内径面に沿って湾曲する。すなわち、シェル外輪１２の軌道面１２ａは、軸方向中央部が突出したクラウニング形状となる。これにより、クラウニング部のない標準のシェル形ころ軸受１１であっても、軌道面１２ａと転動面１３ａの端部との接触によるエッジロードを有効に防止することができる。

なお、中央部領域１０ａの内径寸法ｄ_１と端部領域１０ｂ，１０ｃの内径寸法ｄ_２との差（以下「内径寸法差」という）が大きいと、軌道面１２ａのクラウニング量が大きくなってエッジロードの発生をさらに有効に防止することができるが、軌道面１２ａと転動面１３ａとの接触面積が減少して、シェル形ころ軸受１１の負荷容量が低下する。一方、内径寸法差が小さいと、クラウニング量は小さくなるが、負荷容量は増大する。

したがって、シェル形針状ころ軸受１１に負荷されるラジアル荷重は小さいが、ころ１３がスキューしやすいような環境では、内径寸法差を大きく設定する。一方、ころ１３のスキューは発生しにくいが、シェル形針状ころ軸受１１に負荷されるラジアル荷重が大きいような環境では、内径寸法差を小さく設定する。このように、用途に応じて内径寸法差、すなわちクラウニング量を適切に変更することにより、信頼性の高いシェル形針状ころ軸受の嵌合構造を得ることができる。

また、ｄ_２＜ｄ_３の場合とは、ハウジング１０の端部領域１０ｂ，１０ｃとシェル外輪１２との間に嵌め代を設けた状態を指す。この場合、シェル外輪１２をハウジング１０の内径面に圧入して固定するので、両者を強固に一体化することができる。

一方、ｄ_２＝ｄ_３の場合とは、ハウジング１０の端部領域１０ｂ，１０ｃとシェル外輪１２との間に嵌め代が存在しない状態を指す。この場合でも、ハウジング１０の中央部領域１０ａとシェル外輪１２との間には締め代が存在するので、シェル外輪１２がハウジング１０の内部で回転することはない。

さらに、上記の実施形態では、シェル外輪１２の軌道面１２ａおよびころ１３の転動面１３ａがクラウニング形状でないシェル形ころ軸受１１の例を示したが、軌道面１２ａ、および／または、転動面１３ａをクラウニング形状としたシェル形ころ軸受にも適用した場合でも、この発明の効果を得ることはできる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、シェル形ころ軸受の嵌合構造に有利に利用される。

この発明の一実施形態に係るシェル形ころ軸受をハウジングに嵌合固定した状態を示す図である。従来のシェル形ころ軸受をハウジングに嵌合固定した状態を示す図である。

符号の説明

１０ハウジング、１０ａ中央部領域、１０ｂ，１０ｃ端部領域、１１シェル形ころ軸受、１２シェル外輪、１２ａ軌道面、１２ｂ，１２ｃ鍔部、１３ころ、１３ａ転動面、１３ｂ，１３ｃ面取り部、１４保持器、１４ａ，１４ｂリング部、１４ｃポケット。

Claims

シェル外輪、および前記シェル外輪の内径面に配置される複数のころを含むころ軸受と、
内径面に前記シェル外輪の軸方向中央部を受け入れる中央部領域および前記中央部領域の両側に前記シェル外輪の軸方向端部を受け入れる端部領域を含むハウジングとを備え、
前記中央部領域の内径寸法をｄ_１、前記端部領域の内径寸法をｄ_２、前記シェル外輪の外径寸法をｄ_３とすると、ｄ_１＜ｄ_２≦ｄ_３を満たし、
前記シェル外輪は、前記ハウジングの内径面に沿って湾曲する、シェル形ころ軸受の嵌合構造。
前記シェル外輪は、その内径面に前記ころに接触する軌道面を有し、
前記軌道面の位置における前記シェル外輪の板厚は、略同一である、請求項１に記載のシェル形ころ軸受の嵌合構造。
前記ころは、前記軌道面に接触する転動面を有し、
前記転動面の外形輪郭線は、フラットである、請求項２に記載のシェル形ころ軸受の嵌合構造。
前記中央部領域と前記端部領域とは、所定の曲率を有する単一曲面で構成される、請求項１〜３のいずれかに記載のシェル形ころ軸受の嵌合構造。