JP2015055332A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温になってもクリープが発生しにくい転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】内周に軌道面を形成した外輪２１と、この外輪２１の内周側に配置され、外周に軌道面を形成した内輪３０と、両軌道面間に配置されこれらに対し転動する複数の転動体４０と、外輪２１の外周に嵌合される嵌合面１２を有し、外輪２１より線膨張係数の大きい材料で構成した嵌合部材１１と、外輪２１の外周に設けられ、嵌合面１２に接触するＯリング６５とを備えた転がり軸受装置において、温度が高くなるにつれてＯリング６５の外径を大きくする温度感応部材６０を外輪２１の外周に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、クリープを防止した転がり軸受装置に関する。

例えば、特許文献１に示すように、外輪の外周に環状溝を形成し、環状溝にＯリングを装着し、Ｏリングをハウジングの内周に接触させることによって、ハウジングおよび外輪間に発生するクリープを防止している。

特開２０１１−２４７３９０号公報

外輪が鉄でハウジングがアルミ合金の場合、鉄よりアルミ合金の方が線膨張係数は大きいため、高温になるにつれてハウジングおよび外輪間の隙間が増大し、Ｏリングをハウジングの内周に接触させる力が低下し、クリープが発生しやすい。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、高温になってもクリープが発生しにくい転がり軸受装置を提供する。

請求項１の転がり軸受装置は、内周に軌道面を形成した外輪と、この外輪の内周側に配置され、外周に軌道面を形成した内輪と、前記両軌道面間に配置されこれらに対し転動する複数の転動体と、前記外輪の外周に嵌合される嵌合面を有し、前記外輪より線膨張係数の大きい材料で構成した嵌合部材と、前記外輪の外周に設けられ、前記嵌合面に接触するＯリングとを備えた転がり軸受装置において、温度が高くなるにつれて前記Ｏリングの外径を大きくする温度感応部材を前記外輪の外周に設けたことを特徴とするものである。

請求項１によれば、温度感応部材によってＯリングの外径を温度が高くなるにつれて大きくしているため、嵌合面の径が大きくなってもＯリングを嵌合面に接触させる力が大きく低下せず、クリープが発生しにくい。

請求項２の転がり軸受装置は、前記温度感応部材が、前記外輪よりも線膨張係数の大きいリング状の材料で構成し、外周に前記Ｏリングが嵌め込まれたことを特徴とするものである。

請求項２によれば、温度が高くなるにつれて、温度感応部材の外周が大きくなるとともにＯリングの外径が大きくなり、嵌合面の径が大きくなってもＯリングを嵌合面に接触させる力が大きく低下せず、クリープが発生しにくい。温度感応部材は、径方向の寸法が軸方向の寸法に比べてはるかに大きいため、軸方向に比べ径方向に大きな熱膨張が得られ、嵌合面の径方向の熱膨張に追従しやすい。

請求項３の転がり軸受装置は、前記温度感応部材が、前記嵌合部材と同じ線膨張係数を持つ材料で構成したことを特徴とするものである。

請求項３によれば、温度が高くなるにつれて、温度感応部材の外周が大きくなるとともにＯリングの外径が大きくなり、嵌合面の径が大きくなってもＯリングを嵌合面に接触させる力が低下せず、よりクリープが発生しにくい。温度感応部材は、径方向の寸法が軸方向の寸法に比べてはるかに大きいため、軸方向に比べ径方向に大きな熱膨張が得られ、嵌合面の径方向の熱膨張により追従しやすい。

請求項４の転がり軸受装置は、前記外輪の外周に環状受け面および前記環状受け面を挟んで軸方向両側に一対の段面を形成し、前記温度感応部材は、前記外輪よりも線膨張係数の大きく、温度が高くなるにつれて少なくとも軸方向に膨張するリング状の樹脂材料で構成し、前記一対の段面間に、前記温度感応部材および前記Ｏリングを隣合わせで軸方向に並べて配置し、温度が高くなるにつれて前記温度感応部材を軸方向に膨張させ、前記Ｏリングを前記段面および前記温度感応部材で軸方向に押し潰し、前記Ｏリングの外径を大きくしたことを特徴とするものである。

請求項４によれば、温度が高くなるにつれて、温度感応部材が軸方向に膨張し、Ｏリングが押し潰されてＯリングの外径が大きくなり、嵌合面の径が大きくなってもＯリングを嵌合面に接触させる力が大きく低下せず、クリープが発生しにくい。

請求項５の転がり軸受装置は、前記外輪の外周に環状受け面および前記環状受け面を挟んで軸方向両側に一対の段面を形成し、前記温度感応部材は、温度が高くなると軸方向に拡張する形状記憶合金で構成し、前記一対の段面間に、前記温度感応部材および前記Ｏリングを隣合わせで軸方向に並べて配置し、温度が高くなると、前記温度感応部材を軸方向に拡張する方向に変形させ、前記Ｏリングを前記段面および前記温度感応部材で軸方向に押し潰し、前記Ｏリングの外径を大きくしたことを特徴とするものである。

請求項５によれば、高温になると、温度感応部材が軸方向に拡張し、Ｏリングが押し潰されてＯリングの外径が大きくなり、嵌合面の径が大きくなってもＯリングを嵌合面に接触させる力が低下せず、よりクリープが発生しにくい。

請求項６の転がり軸受装置は、前記外輪の外周に環状受け面および前記環状受け面を挟んで軸方向両側に一対の段面を形成し、前記温度感応部材は、温度が高くなるにつれて軸方向に拡張するバイメタルで構成し、前記一対の段面間に、前記温度感応部材および前記Ｏリングを隣合わせで軸方向に並べて配置し、温度が高くなると、前記温度感応部材を軸方向に拡張する方向に変形させ、前記Ｏリングを前記段面および前記温度感応部材で軸方向に押し潰し、前記Ｏリングの外径を大きくしたことを特徴とするものである。

請求項６によれば、温度が高くなるにつれて、温度感応部材が軸方向に拡張し、Ｏリングが押し潰されてＯリングの外径が大きくなり、嵌合面の径が大きくなってもＯリングを嵌合面に接触させる力が低下せず、よりクリープが発生しにくい。

本発明によれば、温度感応部材によってＯリングの外径を温度が高くなるにつれて大きくしているため、嵌合面の径が大きくなってもＯリングを嵌合面に接触させる力が大きく低下せず、クリープが発生しにくい。

本発明の第１の実施形態における転がり軸受装置の断面図 本発明の第１の実施形態における図１の低温時の状態図 本発明の第１の実施形態における図１の高温時の状態図 本発明の第２の実施形態における転がり軸受装置の断面図 本発明の第２の実施形態における図４の低温時の状態図 本発明の第２の実施形態における図４の高温時の状態図 本発明の第３の実施形態における転がり軸受装置の断面図 本発明の第３の実施形態における図７の低温時の状態図 本発明の第３の実施形態における図７の高温時の状態図

本発明の第１の実施形態について、図１ないし図３を参酌しつつ説明する。

図１に示す転がり軸受装置１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１の嵌合穴１２に嵌合された転がり軸受２０と、転がり軸受２０の内周に嵌合された回転軸１５とを有する。転がり軸受装置１０は、ハウジング１１に転がり軸受２０を介して回転軸１５を回転可能に軸承する機能を有している。

ハウジング１１は、例えばトランスミッションのミッションハウジングであり、例えば２３．７×１０^−６／℃の線膨張係数を持つアルミ合金が使用される。ハウジング１１には、円筒状の嵌合穴１２と、嵌合穴１２より小径の挿通穴１４と、嵌合穴１２および挿通穴１４間で半径方向に延びる段面１３とが形成されている。嵌合穴１２に転がり軸受２０の後述する外輪２１の外周が嵌合され、外輪２１の一方の端面が段面１３に当接している。外輪２１の一方の端面が段面１３に当接することによって、転がり軸受２０の一方への抜けを防止している。

回転軸１５は、小径の小径軸部と、小径軸部より大径の大径軸部と、小径軸部および大径軸部間で半径方向に延びる段部１６とを有する。小径軸部に転がり軸受２０の後述する内輪３０の内周が圧入嵌合され、内輪３０の他方の端面に段部１６が当接している。内輪３０の他方の端面が段部１６に当接することによって、転がり軸受２０の他方への抜けを防止している。

転がり軸受２０は、転動体として玉を使った玉軸受である。転がり軸受２０は、リング状の外輪２１と、外輪２１の内径側に配置されるリング状の内輪３０と、外輪２１および内輪３０間に配置されるリング状の保持器５０と、保持器５０に保持される複数の玉４０とからなっている。外輪２１、内輪３０、保持器５０、玉４０は、いずれも鉄で構成されている。外輪２１は、例えば１２．５×１０^−６／℃の線膨張係数を持つ軸受鋼が使用される。

外輪２１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３０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４０が転動する。

保持器５０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４０が回転可能に保持されている。保持器５０は、外輪２１および内輪３０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２に示すように外輪２１の外周には、被嵌合面２２が形成され、両端に被嵌合面２２より小径の被取付面２３が形成され、被嵌合面２２および被取付面２３間で半径方向に延びる段面２４が形成されている。被嵌合面２２は嵌合穴１２に嵌合され、被嵌合面２２および嵌合穴１２の間には、組付けに必要な隙間、１０〜２０μｍ程度を有している。被取付面２３には、リング状の温度感応部材６０が圧入嵌合され、温度感応部材６０の被嵌合面２２側の端面が段面２４に当接している。

温度感応部材６０は、外輪２１よりも線膨張係数の大きく、ハウジング１１と同じ線膨張係数を持つアルミ合金で構成されている。温度感応部材６０の外周には、段面２４から順に軸方向に延びる嵌合受け面６１、半径方向に延びる段面６２が形成されている。嵌合受け面６１にＯリング６５が嵌め込まれ、Ｏリング６５は、軸方向において段面２４および段面６２に当接している。

Ｏリング６５は、断面円形でゴムで構成され、これ自体の弾性力に打ち勝って外径方向に拡大することができる。Ｏリング６５は、嵌合受け面６１に外径方向に拡大した状態で嵌め込まれている。Ｏリング６５は、例えば２４０×１０^−６／℃の線膨張係数を持つニトリルゴムが使用される。

続いて、第１の実施形態における転がり軸受装置１０の組付け動作について説明する。

図２に示すように被取付面２３に温度感応部材６０を所定の締め代で持って圧入嵌合し、温度感応部材６０の被嵌合面２２側の端面を段面２４に当接させる。所定の締め代の中には、塑性変形量と、弾性変形量の２つがあり、通常気温（２５℃）から高温（例えば、１００℃）へ変化したとき、温度感応部材６０の熱膨張量と、外輪２１の熱膨張量の差より弾性変形量が大きくなるように設定すれば、高温時に弾性変形量が残っており、これで温度感応部材６０で被取付面２３を締め付けることができ、高温時に温度感応部材６０が被取付面２３から抜けることがない。

Ｏリング６５をこれ自体の弾性力に打ち勝って外径方向に拡大させ、嵌合受け面６１にＯリング６５を嵌め込む。Ｏリング６５の内径方向に縮小しようとする弾性力で持ってＯリング６５は嵌合受け面６１に接触する。図１に示すように回転軸１５の小径軸部に転がり軸受２０の内輪３０を圧入嵌合し、内輪３０の他方の端面を回転軸１５の段部１６に当接させ、回転軸１５に転がり軸受２０を取付ける。回転軸１５とともに転がり軸受２０およびＯリング６５を、嵌合穴１２に挿入する。嵌合穴１２に外輪２１の被嵌合面２２が嵌合され、Ｏリング６５を半径方向に圧縮した状態で、嵌合穴１２にＯリング６５が摺接する。外輪２１の一方の端面がハウジング１１の段面１３に当接する。Ｏリング６５は、半径方向に圧縮された弾性力で持って嵌合穴１２に接触する。

次に、第１の実施形態における転がり軸受装置１０の使用状況について説明する。

図１に示すように内輪３０とともに回転軸１５がハウジング１１および外輪２１に対して回転し、玉４０は外輪側軌道面および内輪側軌道面上を転動する。保持器５０は、玉４０と共に内輪３０と同方向に回転する。回転軸１５を回転させようとする力は、内輪３０、玉４０を介して外輪２１に伝えられる。外輪２１を回転させようとすると、図２に示すように挿入時にＯリング６５を半径方向に圧縮した弾性力による摩擦力でＯリング６５およびハウジング１１間の相対回転が阻止され、Ｏリング６５を嵌合受け面６１に嵌め込んだときの、Ｏリング６５の内径方向に縮小しようとする弾性力による摩擦力でＯリング６５および温度感応部材６０間の相対回転が阻止され、外輪２１およびハウジング１１間のクリープを防止する。

摩擦熱等でハウジング１１内の温度が上昇して高温となる。回転軸１５、内輪３０、玉４０、外輪２１は鉄で作られているため、線膨張係数の違いがごく僅かであり、熱膨張差は余り大きな影響を及ぼさない。

摩擦熱等でハウジング１１内の温度が上昇して高温となる。図３に示すようにハウジング１１はアルミ合金で作られ、外輪２１は鉄で作られているため、線膨張係数の違いが大きく、熱膨張差は大きな影響を及ぼす。しかし、温度感応部材６０は、アルミ合金で作られているため、ハウジング１１と同じように熱膨張し、Ｏリング６５を外径方向へ拡大させる。挿入時に半径方向に圧縮された弾性力を高温になってもＯリング６５は持っており、この弾性力で持ってＯリング６５は嵌合穴１２に接触し、摩擦力が発生するので、Ｏリング６５およびハウジング１１間の相対回転が阻止される。温度感応部材６０は、径方向の寸法が軸方向の寸法に比べてはるかに大きいため、軸方向に比べ径方向に大きな熱膨張が得られ、ハウジング１１の嵌合穴の熱膨張に追従しやすい。

Ｏリング６５は、ハウジング１１に比べて線膨張係数が大きいが、外径方向の熱膨張量よりも外径方向に弾性変形させて嵌合受け面６１に嵌め込まれている。高温になると、温度感応部材６０とともにＯリング６５の外径が大きくなり、内径方向に縮小しようとする弾性力が低下するが、残っている弾性力による摩擦力でＯリング６５および温度感応部材６０間の相対回転が阻止される。

外輪２１に比べて温度感応部材６０の熱膨張量が大きく、温度感応部材６０の圧入嵌合時の弾性変形量が減少するが、弾性変形量がまだ残っているので温度感応部材６０および外輪２１間の相対回転は阻止される。この結果、高温になっても、外輪およびハウジング１１間のクリープを防止することができる。

本発明の第２の実施形態について、図４ないし図６を参酌しつつ説明する。

図４に示すように転がり軸受装置１０全体の構成は、第１の実施形態と同様であるので、同一番号を付与して説明を割愛する。転がり軸受２０全体の構成は、第１の実施形態と同様であるので、同一番号を付与して説明を割愛する。第２の実施形態の温度感応部材７０は、第１の実施形態の温度感応部材６０と異なる物であり、外輪２１の外周が異なるため、以下、詳細に説明する。

図５に示すように外輪２１の外周には、被嵌合面２２が形成され、両端に環状溝が形成されている。環状溝は、軸方向に延びる嵌合受け面２５と、嵌合受け面２５の両端より半径方向に延びる段面２６ａ、２６ｂとで構成されている。被嵌合面２２は嵌合穴１２に嵌合され、被嵌合面２２および嵌合穴１２の間には、組付けに必要な隙間、１０〜２０μｍ程度を有している。嵌合受け面２５には、Ｏリング６５および温度感応部材７０が隣り合わせで軸方向に並べて配置されている。Ｏリング６５および温度感応部材７０は互いに接触し、Ｏリング６５は段面２６ａに接触し、温度感応部材７０は段面２６ｂに接触している。

温度感応部材７０は、断面長方形でしかも樹脂で構成され、これ自体の弾性力に打ち勝って外径方向に極僅かであるが拡大することができる。温度感応部材７０は、嵌合受け面２５に元の径に弾性復帰した状態で嵌め込まれている。温度感応部材７０は、例えば９０×１０^−６／℃の線膨張係数を持つポリアミド樹脂が使用される。

Ｏリング６５は、断面円形でしかもゴムで構成され、これ自体の弾性力に打ち勝って外径方向に拡大することができる。Ｏリング６５は、嵌合受け面２５に外径方向に拡大した状態で嵌め込まれている。Ｏリング６５は、例えば２４０×１０^−６／℃の線膨張係数を持つニトリルゴムが使用される。

第２の実施形態における転がり軸受装置１０の組付け動作について説明する。

図５に示すようにまず温度感応部材７０をこれ自体の弾性力に打ち勝って外径方向に拡大し、外輪２１に挿入し、環状溝に対応する位置で弾性力により内径方向に縮小させ、嵌合受け面２５に嵌め込む。温度感応部材７０は、嵌合受け面２５に元の径に弾性復帰した状態で嵌め込まれる。Ｏリング６５をこれ自体の弾性力に打ち勝って外径方向に拡大し、外輪２１に挿入し、環状溝に対応する位置で弾性力により内径方向に縮小させ、嵌合受け面２５に嵌め込む。Ｏリング６５の内径方向に縮小しようとする弾性力で持ってＯリング６５は嵌合受け面２５に接触する。温度感応部材７０およびＯリング６５は互いに接触し、Ｏリング６５は段面２６ａに接触し、温度感応部材７０は段面２６ｂに接触する。

図４に示すように回転軸１５の小径軸部に転がり軸受２０の内輪３０を圧入嵌合し、内輪３０の他方の端面を回転軸１５の段部１６に当接させ、回転軸１５に転がり軸受２０を取付ける。回転軸１５とともに転がり軸受２０およびＯリング６５を、嵌合穴１２に挿入する。嵌合穴１２に外輪２１の被嵌合面２２が嵌合され、Ｏリング６５を半径方向に圧縮した状態で、嵌合穴１２にＯリング６５が摺接する。外輪２１の一方の端面がハウジング１１の段面１３に当接する。Ｏリング６５は、半径方向に圧縮された弾性力で持って嵌合穴１２に接触する。

次に、第２の実施形態における転がり軸受装置１０の使用状況について説明する。

図４に示すように内輪３０とともに回転軸１５がハウジング１１および外輪２１に対して回転し、玉４０は外輪側軌道面および内輪側軌道面上を転動する。保持器５０は、玉４０と共に内輪３０と同方向に回転する。回転軸１５を回転させようとする力は、内輪３０、玉４０を介して外輪２１に伝えられる。外輪２１を回転させようとすると、図５に示すように挿入時にＯリング６５を半径方向に圧縮した弾性力による摩擦力でＯリング６５およびハウジング１１間の相対回転が阻止され、Ｏリング６５を嵌合受け面２５に嵌め込んだときの、Ｏリング６５の内径方向に縮小しようとする弾性力による摩擦力でＯリング６５および外輪２１間の相対回転が阻止され、外輪２１およびハウジング１１間のクリープを防止する。

摩擦熱等でハウジング１１内の温度が上昇して高温となる。回転軸１５、内輪３０、玉４０、外輪２１は鉄で作られているため、線膨張係数の違いがごく僅かであり、熱膨張差は余り大きな影響を及ぼさない。

摩擦熱等でハウジング１１内の温度が上昇して高温となる。図６に示すようにハウジング１１はアルミ合金で作られ、外輪２１は鉄で作られているため、線膨張係数の違いが大きく、熱膨張差は大きな影響を及ぼす。しかし、温度感応部材７０は、樹脂で作られているため、外径方向および軸方向に熱膨張し、軸方向の熱膨張によってＯリング６５を押し潰し、Ｏリング６５の外径が大きくなる。Ｏリング６５の外径がハウジング１１の嵌合穴１２の熱膨張分だけ大きくなることによって、挿入時に半径方向に圧縮された弾性力を高温になってもＯリング６５は持っており、この弾性力で持ってＯリング６５は嵌合穴１２に接触し、摩擦力が発生するので、Ｏリング６５およびハウジング１１間の相対回転が阻止される。

Ｏリング６５は、ハウジング１１に比べて線膨張係数が大きいが、外径方向の熱膨張量よりも外径方向に弾性変形させて嵌合受け面２５に嵌め込まれている。高温になると、Ｏリング６５の熱膨張によって内径方向に縮小しようとする弾性力が低下するが、残っている弾性力と、Ｏリング６５が軸方向に押し潰されることにより、内径方向に縮小しようとする弾性力とが合わさって、Ｏリング６５が嵌合受け面２５に接触し、この接触する力による摩擦力でＯリング６５および外輪２１間の相対回転が阻止される。この結果、高温になっても、外輪２１およびハウジング１１間のクリープを防止することができる。

本発明の第３の実施形態について、図７ないし図９を参酌しつつ説明する。

図７に示すように転がり軸受装置１０全体の構成は、第１の実施形態と同様であるので、同一番号を付与して説明を割愛する。転がり軸受２０全体の構成は、第１の実施形態と同様であるので、同一番号を付与して説明を割愛する。第３の実施形態の温度感応部材７５は、第１の実施形態の温度感応部材６０と異なる物であり、外輪２１の外周が異なるため、以下、詳細に説明する。

図８に示すように外輪２１の外周には、被嵌合面２２が形成され、両端に環状溝が形成されている。環状溝は、軸方向に延びる嵌合受け面２７と、嵌合受け面２７の両端より半径方向に延びる段面２８ａ、２８ｂとで構成されている。被嵌合面２２は嵌合穴１２に嵌合され、被嵌合面２２および嵌合穴１２の間には、組付けに必要な隙間、１０〜２０μｍ程度を有している。嵌合受け面２７には、Ｏリング６５および温度感応部材７５が隣り合わせで軸方向に並べて配置されている。Ｏリング６５および温度感応部材７５は互いに接触し、Ｏリング６５は段面２８ａに接触し、温度感応部材７５は段面２８ｂに接触している。

温度感応部材７５は、断面Ｕ字形でしかも形状記憶合金で構成され、折れ曲がり部７６と、折れ曲がり部７６の一端より内径方向に延びしかも円周方向に延びる第１円盤部７８と、折れ曲がり部７６の他端より内径方向に延びしかも円周方向に延びる第２円盤部７７とを有する。折れ曲がり部７６の折れ曲がり量が減少して第１円盤部７８および第２円盤部７７が断面Ｖ字形に拡がりやすいように、第１円盤部７８および第２円盤部７７には円周方向の数カ所にスリットが入っている。温度感応部材７５は、例えばチタン−ニッケル合金が使用され、断面Ｖ字形の形状に加工し、熱処理することによってこの形を記憶させ、通常気温（２５℃）に断面Ｕ字形の形状に変形させたものが使用される。温度感応部材７５は、高温（例えば、１００℃）になると、断面Ｕ字形から断面Ｖ字形に変形する。

Ｏリング６５は、断面円形でしかもゴムで構成され、これ自体の弾性力に打ち勝って外径方向に拡大することができる。Ｏリング６５は、嵌合受け面２７に外径方向に拡大した状態で嵌め込まれている。Ｏリング６５は、例えば２４０×１０^−６／℃の線膨張係数を持つニトリルゴムが使用される。

第３の実施形態における転がり軸受装置１０の組付け動作について説明する。

図８に示すようにまず温度感応部材７５を嵌合受け面２７に嵌め込む。Ｏリング６５をこれ自体の弾性力に打ち勝って外径方向に拡大し、外輪２１に挿入し、環状溝に対応する位置で弾性力により内径方向に縮小させ、嵌合受け面２７に嵌め込む。Ｏリング６５の内径方向に縮小しようとする弾性力で持ってＯリング６５は嵌合受け面２７に接触する。温度感応部材７５およびＯリング６５は互いに接触し、Ｏリング６５は段面２８ａに接触し、温度感応部材７５は段面２８ｂに接触する。Ｏリング６５より外輪２１の端面側にある外輪２１の一部分である挟持部２９を取り除いた状態で、温度感応部材７５を嵌合受け面２７に嵌め込み、挟持部２９を外輪２１に圧入嵌合すれば、温度感応部材７５を外径方向に変形させることなく、嵌合受け面２７に嵌め込むことができる。

図７に示すように回転軸１５の小径軸部に転がり軸受２０の内輪３０を圧入嵌合し、内輪３０の他方の端面を回転軸１５の段部１６に当接させ、回転軸１５に転がり軸受２０を取付ける。回転軸１５とともに転がり軸受２０およびＯリング６５を、嵌合穴１２に挿入する。嵌合穴１２に外輪２１の被嵌合面２２が嵌合され、Ｏリング６５を半径方向に圧縮した状態で、嵌合穴１２にＯリング６５が摺接する。外輪２１の一方の端面がハウジング１１の段面１３に当接する。Ｏリング６５は、半径方向に圧縮された弾性力で持って嵌合穴１２に接触する。

次に、第３の実施形態における転がり軸受装置１０の使用状況について説明する。

図７に示すように内輪３０とともに回転軸１５がハウジング１１および外輪２１に対して回転し、玉４０は外輪側軌道面および内輪側軌道面上を転動する。保持器５０は、玉４０と共に内輪３０と同方向に回転する。回転軸１５を回転させようとする力は、内輪３０、玉４０を介して外輪２１に伝えられる。外輪２１を回転させようとすると、図８に示すように挿入時にＯリング６５を半径方向に圧縮した弾性力による摩擦力でＯリング６５およびハウジング１１間の相対回転が阻止され、Ｏリング６５を嵌合受け面２７に嵌め込んだときの、Ｏリング６５の内径方向に縮小しようとする弾性力による摩擦力でＯリング６５および外輪２１間の相対回転が阻止され、外輪２１およびハウジング１１間のクリープを防止する。

摩擦熱等でハウジング１１内の温度が上昇して高温となる。回転軸１５、内輪３０、玉４０、外輪２１は鉄で作られているため、線膨張係数の違いがごく僅かであり、熱膨張差は余り大きな影響を及ぼさない。

摩擦熱等でハウジング１１内の温度が上昇して高温となる。図９に示すようにハウジング１１はアルミ合金で作られ、外輪２１は鉄で作られているため、線膨張係数の違いが大きく、熱膨張差は大きな影響を及ぼす。しかし、温度感応部材７５は、形状記憶合金で作られているため、例えば１００℃になると断面Ｕ字形（図８）から断面Ｖ字形（図９）に変形し、断面Ｕ字形から断面Ｖ字形への変形によって、Ｏリング６５を押し潰し、Ｏリング６５の外径が大きくなる。Ｏリング６５の外径がハウジング１１の嵌合穴１２の熱膨張分だけ大きくなることによって、挿入時に半径方向に圧縮された弾性力を高温になってもＯリング６５は持っており、この弾性力で持ってＯリング６５は嵌合穴１２に接触し、摩擦力が発生するので、Ｏリング６５およびハウジング１１間の相対回転が阻止される。

Ｏリング６５は、ハウジング１１に比べて線膨張係数が大きいが、外径方向の熱膨張量よりも外径方向に弾性変形させて嵌合受け面２５に嵌め込まれている。高温になると、Ｏリング６５の熱膨張によって内径方向に縮小しようとする弾性力が低下するが、残っている弾性力と、Ｏリング６５が軸方向に押し潰されることにより、内径方向に縮小しようとする弾性力とが合わさって、Ｏリング６５が嵌合受け面２７に接触し、この接触する力による摩擦力でＯリング６５および外輪２１間の相対回転が阻止される。この結果、高温になっても、外輪２１およびハウジング１１間のクリープを防止することができる。

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、転がり軸受２０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２０は、円すいころ軸受、あるいはころ軸受であっても良い。

上述した第１の実施形態は、温度感応部材６０を、外輪２１よりも線膨張係数が大きく、ハウジング１１と同じ線膨張係数を持つアルミ合金で構成した。温度感応部材６０は、ハウジング１１と同じように熱膨張し、Ｏリング６５を外径方向へ拡大させるため、挿入時に半径方向に圧縮された弾性力を高温になってもＯリング６５は持っており、この弾性力による摩擦力が発生し、Ｏリング６５およびハウジング１１間の相対回転を確実に阻止できるメリットがある。

他の実施形態として、温度感応部材６０を、１９×１０^−６／℃の線膨張係数を持つ黄銅で構成しても良い。黄銅は、軸受鋼である外輪２１より線膨張係数が大きく、アルミ合金であるハウジング１１よりも線膨張係数が小さい。ハウジング１１の熱膨張量に比べて温度感応部材６０の熱膨張量が若干小さいので、挿入時に半径方向に圧縮されたＯリング６５の弾性力が高温になるにつれて若干低下するデメリットがあるが、その低下が僅かであり、Ｏリング６５およびハウジング１１間の相対回転を阻止できる。外輪２１に比べて温度感応部材６０の熱膨張量が大きく、温度感応部材６０の圧入嵌合時の弾性変形量が減少するが、温度感応部材６０をアルミ合金に代えて黄銅にした方が弾性変形量がまだ多く残っているので、温度感応部材６０および外輪２１間の相対回転をより確実に阻止できるメリットがある。

上述した第３の実施形態は、温度感応部材７５として形状記憶合金を用いた。第４の実施形態として、温度感応部材７５はバイメタルを用いても良い。バイメタルは、例えばアルミ合金に鋼を貼り合わせ、断面Ｕ字形に折り曲げ加工したものが使用される。断面Ｕ字形の内側がアルミ合金であり、外側が鋼である。バイメタルであれば、温度の上昇につれて、断面Ｕ字形から断面Ｖ字形へ徐々に変化させることができる。どの温度でも安定して外輪２１およびハウジング１１間のクリープを防止することができる。

１１：ハウジング（嵌合部材）、１２：嵌合穴（嵌合面）、２１：外輪、２２：被嵌合面、２６ａ：段面、２６ｂ：段面、２８ａ：段面、２８ｂ：段面、３０：内輪、４０：玉（転動体）、６０：温度感応部材、６５：Ｏリング、７０：温度感応部材、７５：温度感応部材

Claims (6)

1. 内周に軌道面を形成した外輪と、この外輪の内周側に配置され、外周に軌道面を形成した内輪と、前記両軌道面間に配置されこれらに対し転動する複数の転動体と、前記外輪の外周に嵌合される嵌合面を有し、前記外輪より線膨張係数の大きい材料で構成した嵌合部材と、前記外輪の外周に設けられ、前記嵌合面に接触するＯリングとを備えた転がり軸受装置において、
   温度が高くなるにつれて前記Ｏリングの外径を大きくする温度感応部材を前記外輪の外周に設けたことを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記温度感応部材は、前記外輪よりも線膨張係数の大きいリング状の材料で構成し、外周に前記Ｏリングが嵌め込まれたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. 前記温度感応部材は、前記嵌合部材と同じ線膨張係数を持つ材料で構成したことを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受装置。
4. 前記外輪の外周に環状受け面および前記環状受け面を挟んで軸方向両側に一対の段面を形成し、
   前記温度感応部材は、前記外輪よりも線膨張係数の大きく、温度が高くなるにつれて少なくとも軸方向に膨張するリング状の樹脂材料で構成し、前記一対の段面間に、前記温度感応部材および前記Ｏリングを隣合わせで軸方向に並べて配置し、
   温度が高くなるにつれて前記温度感応部材を軸方向に膨張させ、前記Ｏリングを前記段面および前記温度感応部材で軸方向に押し潰し、前記Ｏリングの外径を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
5. 前記外輪の外周に環状受け面および前記環状受け面を挟んで軸方向両側に一対の段面を形成し、
   前記温度感応部材は、温度が高くなると軸方向に拡張する形状記憶合金で構成し、前記一対の段面間に、前記温度感応部材および前記Ｏリングを隣合わせで軸方向に並べて配置し、
   温度が高くなると、前記温度感応部材を軸方向に拡張する方向に変形させ、前記Ｏリングを前記段面および前記温度感応部材で軸方向に押し潰し、前記Ｏリングの外径を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
6. 前記外輪の外周に環状受け面および前記環状受け面を挟んで軸方向両側に一対の段面を形成し、
   前記温度感応部材は、温度が高くなるにつれて軸方向に拡張するバイメタルで構成し、前記一対の段面間に、前記温度感応部材および前記Ｏリングを隣合わせで軸方向に並べて配置し、
   温度が高くなるにつれて、前記温度感応部材を軸方向に拡張する方向に変形させ、前記Ｏリングを前記段面および前記温度感応部材で軸方向に押し潰し、前記Ｏリングの外径を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。

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