JP2013002513A - 回転軸装置における転がり軸受の取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】内輪、外輪の軌道面および転動体の転動面の摩耗を無くすとともに、フレッチングおよびクリープの発生を無くす。
【解決手段】内輪２０の内周の軸方向両端に一対の係合テーパ２４を形成し、回転軸７０に転がり軸受１０側へ突出した突出部７３を形成し、この突出部７３に一対の係合テーパ２４の一方に面接触する第１の受合テーパ７４を形成し、一対の係合テーパ２４の他方に対応する位置で回転軸７０に係合溝７５を形成してこれに半径方向に弾性力を有する弾性リング８５を嵌め込み、この弾性リング８５の係合溝７５と反対側の周面に一対の係合テーパ２４の他方に面接触する第２の受合テーパ８６を形成し、弾性リング８５の係合溝７５側の周面に第２の受合テーパ８６よりも緩やかな傾斜を有する被作動テーパ８７を形成し、係合溝７５に被作動テーパ８７に面接触する作動テーパ７６を形成し、一対の係合テーパ２４に樹脂製の吸収被膜２４ａを固着した。
【選択図】図１

Description

本発明は、内輪、外輪、転動体とからなる転がり軸受を、回転軸およびハウジングの少なくともどちらか一方に取付けるための回転軸装置における転がり軸受の取付け構造に関する。

図３（特許文献１）に示すように、ハウジング１００に対し回転軸１１０を回転可能に軸支するためには、ハウジング１００および回転軸１１０間に内輪１２１、外輪１２２、転動体１２３とからなる転がり軸受１２０が使用される。この転がり軸受１２０の取付けは、ハウジング１００の内周に外輪１２２が半径方向にごく僅かな隙間を持って嵌合され、回転軸１１０の外周に内輪１２１が半径方向にごく僅かな隙間を持って嵌合され、外輪１２２が、ハウジング１００の段部１０１と、ハウジング１００の係合溝１０２に係合した一対のリング１４０、１４１とで軸方向に挟み込まれ、内輪１２１が、回転軸１１０の段部１１１と、回転軸１１０の係合溝１１２に係合したテーパ状の皿バネ１３０とで軸方向に挟み込まれることによってなされる。

さらにリング１４０は、内径方向に縮小しようとする弾性力を有し、リング１４１は外径方向に拡張しようとする弾性力を有し、リング１４０、１４１の互いに向かい合う面に、それぞれテーパ１４０ａ、１４１ａが形成されている。リング１４０、１４１自体の弾性力と、テーパ１４０ａ、１４１ａによって、外輪１２２をハウジング１００の段部１０１へ押し付ける軸方向の力が発生し、外輪１２２の端面とハウジング１００の段部１０１間の摩擦力によってハウジング１００に対する外輪１２２の軸方向および半径方向の移動を不能にしている。また、皿バネ１３０は内径方向にすぼまる弾性力を有し、皿バネ１３０の大径側の一端が内輪１２１の端面に当接することにより、内輪１２１を回転軸１１０の段部１１１へ押し付ける軸方向の力が発生し、内輪１２１の端面と回転軸１１０の段部１１１間の摩擦力によって内輪１２１に対する回転軸１１０の軸方向および半径方向の移動を不能にしている。

実開昭６０−１０３７１３号公報

ハウジング１００の内周に外輪１２２が半径方向にごく僅かな隙間を持って嵌合され、回転軸１１０の外周に内輪１２１が半径方向にごく僅かな隙間を持って嵌合されているため、ハウジング１００の内周の軸線に対し回転軸１１０の軸線が半径方向に若干ずれた位置に取付けられる。この結果、ハウジング１００の内周に対し回転軸１１０が振れ回り回転し、回転軸１１０の遠心力によって内輪１２１、外輪１２２の軌道面および転動体１２３の転動面が摩耗しやすい。

ハウジング１００の係合溝１０２および回転軸１１０の係合溝１１２に、リング１４０、１４１および皿バネ１３０に代えてＣリングを嵌め込んだものは、構造が簡単なため組み付けやすいメリットがある反面、軸方向に隙間があるため、外部からの振動により回転軸１１０が軸方向に繰り返し移動し、内輪１２１、外輪１２２の段部１１１、１０１側の端面にフレッチングが発生する。また、ハウジング１００の内周および外輪１２２間と、回転軸１１０の外周および内輪１２１間とにそれぞれ半径方向に隙間があるため、ハウジング１００に対し外輪１２２が回転し、内輪１２１に対し回転軸１１０が回転することによって、クリープが発生する。

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、振れ回り回転を無くして内輪、外輪の軌道面および転動体の転動面の摩耗を無くすとともに、フレッチングおよびクリープの発生を無くした回転軸装置における転がり軸受の取付け構造を提供する。

請求項１に記載の発明は、ハウジングに転がり軸受を介して回転軸を回転可能に軸支した回転軸装置において、内輪、外輪、転動体とからなる前記転がり軸受を、前記回転軸および前記ハウジングの少なくともどちらか一方に取付けるための転がり軸受の取付け構造であって、前記内輪の内周および前記外輪の外周の少なくともどちらか一方の軸方向両端に一対の係合テーパを形成し、前記回転軸および前記ハウジングの少なくともどちらか一方に前記転がり軸受側へ突出した突出部を形成し、この突出部に一対の係合テーパの一方に面接触する第１の受合テーパを形成し、一対の係合テーパの他方に対応する位置で前記回転軸および前記ハウジングの少なくともどちらか一方に係合溝を形成し、この係合溝に半径方向に弾性力を有する弾性リングを嵌め込み、この弾性リングの係合溝と反対側の周面に前記一対の係合テーパの他方に面接触する第２の受合テーパを形成し、前記弾性リングの係合溝側の周面に第２の受合テーパよりも緩やかな傾斜を有する被作動テーパを形成し、前記係合溝に前記被作動テーパに面接触する作動テーパを形成し、前記一対の係合テーパに樹脂製の吸収被膜を固着したものである。

本発明によれば、ハウジングの内周の軸線に対し回転軸の軸線が同軸に配置されることにより、回転軸の振れ回りが無くなり、内輪、外輪の軌道面および転動体の転動面の摩耗が無くなる。さらに、ハウジングに対して外輪が軸方向および半径方向に移動不能に固定されるか、内輪に対して回転軸が軸方向および半径方向に移動不能に固定されることにより、フレッチングおよびクリープの発生を無くすことができる。またさらに、樹脂製の吸収被膜により振動が吸収されるとともに摩擦係数が増加し、フレッチングおよびクリープがもし仮に発生したとしても、フレッチングおよびクリープを低減できる。

本発明の実施形態における転がり軸受の取付け構造を示す縦断面図である。 本発明の実施形態における転がり軸受の取付け構造を示す図１のＡ矢視図である。 従来における転がり軸受の取付け構造を示す縦断面図である。

本発明の一実施形態について、図１および図２を参酌しつつ説明する。図１は転がり軸受の取付け構造を示す縦断面図であり、図２は図１のＡ矢視図である。

回転軸装置６０は、ハウジング６１と、このハウジング６１に取り付けられる転がり軸受１０と、この転がり軸受１０を介して回転可能に軸支される回転軸７０とからなっている。転がり軸受は、転動体として玉を使った玉軸受１０である。玉軸受１０は、リング状の外輪１１と、外輪１１の内周側に配置されるリング状の内輪２０と、外輪１１と内輪２０間に配置されるリング状の保持器３０と、保持器３０に保持される複数の玉４０とからなっている。

前記外輪１１の内周には、断面円弧状の外輪側軌道面１２が形成され、外輪１１の外周には、円筒状の被嵌合面１３が形成され、被嵌合面１３の軸方向の両端には、一対の係合テーパ１４が形成されている。前記内輪２０の外周には、断面円弧状の内輪側軌道面２２が形成され、内輪２０の内周には、円筒状の被嵌合面２３が形成され、被嵌合面２３の軸方向の両端には、一対の係合テーパ２４が形成されている。

前記保持器３０は円周方向に複数のポケット部３１を有し、各ポケット部３１に玉４０が回転可能に保持されている。前記玉４０は、金属製で、球形状を有し、外面が転動面となる。

前記ハウジング６１には、回転軸７０の回転軸線と同軸に円筒状の内周面６２が形成され、この内周面６２は、外輪１１の被嵌合面１３が径方向に僅かな隙間を持って嵌合できるような内径を有する。内周面６２には転がり軸受１０側へ突出した突出部６３が形成され、この突出部６３には、一対の係合テーパ１４の一方に面接触する第１の受合テーパ６４が形成されている。また内周面６２には、一対の係合テーパ１４の他方に対応する位置に係合溝６５が形成され、この係合溝６５は突出部６３に向かって径が拡大する作動テーパ６６が形成されている。係合溝６５には、Ｃリング８０が嵌め込まれ、Ｃリング８０の外周には、作動テーパ６６に面接触する被作動テーパ８２が形成され、Ｃリング８０の内周には、一対の係合テーパ１４の他方に面接触する第２の受合テーパ８１が形成され、被作動テーパ８２は、第２の受合テーパ８１と比べて緩やかなテーパを有する。Ｃリング８０は、図１の状態よりもさらに外径方向に拡張しようとする弾性力を有し、円周上1箇所に切欠き８３を有する。

前記回転軸７０には、これの回転軸線と同軸に円筒状の外周面７２が形成され、この外周面７２は、内輪２０の被嵌合面２３が径方向に僅かな隙間を持って嵌合できるような外径を有する。外周面７２には転がり軸受１０側へ突出した突出部７３が形成され、この突出部７３には、一対の係合テーパ２４の一方に面接触する第１の受合テーパ７４が形成されている。また外周面７２には、一対の係合テーパ２４の他方に対応する位置に係合溝７５が形成され、この係合溝７５は突出部７３に向かって径が縮小する作動テーパ７６が形成されている。係合溝７５には、Ｃリング８５が嵌め込まれ、Ｃリング８５の外周には、作動テーパ７６に面接触する被作動テーパ８７が形成され、Ｃリング８５の内周には、一対の係合テーパ２４の他方に面接触する第２の受合テーパ８６が形成され、被作動テーパ８７は、第２の受合テーパ８６と比べて緩やかなテーパを有する。Ｃリング８５は、図１の状態よりもさらに内径方向に縮小しようとする弾性力を有し、円周上1箇所に切欠き８８を有する。

前記一対の係合テーパ１４、２４には、樹脂製の吸収被膜１４ａ、２４ａが固着されている。吸収被膜１４ａ、２４ａは、例えばナイロン６６等の外輪１１および内輪２０よりも軟らかい材料が用いられる。吸収被膜１４ａ、２４ａは、粘着系の接着剤によって一対の係合テーパ１４、２４に貼り付けられる。前記粘着系の接着剤は、時間の経過とともに硬化するタイプのものが望ましい。

続いて、回転軸装置６０へ玉軸受１０を取付ける動作について説明する。

まず回転軸７０の外周面７２に、玉軸受１０の被嵌合面２３を嵌め込み、突起部７３の第１の受合テーパ７４に玉軸受１０の一対の係合テーパ２４の一方を面接触させる。係合溝７５にＣリング８５を嵌め込み、Ｃリング８５の第２の受合テーパ８６を玉軸受１０の一対の係合テーパ２４の他方に面接触させ、Ｃリング８５の被作動テーパ８７を回転軸７０の作動テーパ７６に面接触させる。Ｃリング８５は内径方向に縮小しようとする弾性力を有し、作動テーパ７６によってＣリング８５は突起部７３側へ移動し、一対の係合テーパ２４のテーパ作用によって、玉軸受１０は回転軸７０に対し同軸に取付けられる。

続いてハウジング６１の内周面６２に、玉軸受１０の被嵌合面１３を嵌め込み、突起部６３の第１の受合テーパ６４に玉軸受１０の一対の係合テーパ１４の一方を面接触させる。係合溝６５にＣリング８０を嵌め込み、Ｃリング８０の第２の受合テーパ８１を玉軸受１０の一対の係合テーパ１４の他方に面接触させ、Ｃリング８０の被作動テーパ８２をハウジング６１の作動テーパ６６に面接触させる。Ｃリング８０は外径方向に拡張しようとする弾性力を有し、作動テーパ６６によってＣリング８０は突起部６３側へ移動し、一対の係合テーパ１４のテーパ作用によって、玉軸受１０はハウジング６１の内周面６２に対し同軸に取付けられる。

このようにして取付けられた回転軸７０を回転させると、ハウジング６１の内周面６２の軸線に対し、回転軸７０の軸線が同軸となっているため、回転軸７０の振れ回りが無く、外輪１１の外輪側軌道面１２、内輪２０の内輪側軌道面２２、および玉４０の転動面の摩耗が無い。また外部から回転軸装置６０に振動が作用しても、ハウジング６１に対して外輪１１が、軸方向および半径方向に移動不能に固定され、内輪２０に対して回転軸７０が、軸方向および半径方向に移動不能に固定されているので、フレッチングおよびクリープの発生が無い。

さらに、一対の係合テーパ１４、２４には、外輪１１および内輪２０よりも軟らかい樹脂製の吸収被膜１４ａ、２４ａが固着されているので、もし仮に回転軸７０が外部からの振動により軸方向に振動したとしても、前記振動を吸収してフレッチングを低減できる。また、樹脂製の吸収被膜１４ａ、２４ａにより摩擦係数が増加するので、もし仮にハウジング６１および外輪１１間、内輪２０および回転軸７０間で相対回転させる大きな回転トルクが発生したとしても、クリープを低減できる。

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、一対の係合テーパ１４、２４に吸収被膜１４ａ、２４ａを接着剤で貼り付けた例について述べたが、射出成形金型に外輪１１もしくは内輪２０をセットし、溶融した樹脂を射出することにより、一対の係合テーパ１４、２４に吸収被膜１４ａ、２４ａを固着しても良い。また、吸収被膜１４ａ、２４ａとして、ゴム系の材料を用い、ゴムの加硫接着により一対の係合テーパ１４、２４に吸収被膜１４ａ、２４ａを形成しても良い。

上述した実施形態は、一対の係合テーパを使用して、外輪１１および内輪２０をそれぞれハウジング６１および回転軸７０に対し同軸に固定した例について述べた。他の実施形態として、一対の係合テーパを使用して、内輪２０のみを回転軸７０に対し同軸に固定しても良い。

上述した実施形態は、玉軸受１０に上述した取付け構造を適用した。他の実施形態として、円すいころ軸受、円筒ころ軸受等の他の軸受にも、上述した取付け構造を適用しても良い。

１０：玉軸受（転がり軸受）、１１：外輪、１４：係合テーパ、１４ａ：吸収被膜、２０：内輪、２４：係合テーパ、２４ａ：吸収被膜、４０：玉（転動体）、６０：回転軸装置、６１：ハウジング、６３：突出部、６４：第１の受合テーパ、６５：係合溝、６６：作動テーパ、７０：回転軸、７３：突出部、７４：第１の受合テーパ、７５：係合溝、７６：作動テーパ、８０：Ｃリング（弾性リング）、８１：第２の受合テーパ、８２：被作動テーパ、８５：Ｃリング（弾性リング）、８６：第２の受合テーパ、８７：被作動テーパ

Claims (1)

1. ハウジングに転がり軸受を介して回転軸を回転可能に軸支した回転軸装置において、内輪、外輪、転動体とからなる前記転がり軸受を、前記回転軸および前記ハウジングの少なくともどちらか一方に取付けるための転がり軸受の取付け構造であって、前記内輪の内周および前記外輪の外周の少なくともどちらか一方の軸方向両端に一対の係合テーパを形成し、前記回転軸および前記ハウジングの少なくともどちらか一方に前記転がり軸受側へ突出した突出部を形成し、この突出部に一対の係合テーパの一方に面接触する第１の受合テーパを形成し、一対の係合テーパの他方に対応する位置で前記回転軸および前記ハウジングの少なくともどちらか一方に係合溝を形成し、この係合溝に半径方向に弾性力を有する弾性リングを嵌め込み、この弾性リングの係合溝と反対側の周面に前記一対の係合テーパの他方に面接触する第２の受合テーパを形成し、前記弾性リングの係合溝側の周面に第２の受合テーパよりも緩やかな傾斜を有する被作動テーパを形成し、前記係合溝に前記被作動テーパに面接触する作動テーパを形成し、前記一対の係合テーパに樹脂製の吸収被膜を固着したことを特徴とする回転軸装置における転がり軸受の取付け構造。

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