(57)【要約】【課題】簡易な構造のベアリングを活用しつつ、シャフトに作用するスラスト荷重によって発生するベアリングの破損に善処したベアリング保持構造を提供する。【解決手段】インナー３１２とアウター３１１の間にボール３１３を介在させたベアリング３に対し、インナー３１２のスラスト方向Ｘに沿った一方の端面３１２ｂにスラスト方向ズレ止め部１１ａを係止させた状態でインナー３１２と共に回転し得るように構成した第一の部材１と、ベアリング３のアウター３１１をスラスト方向Ｘに位置ずれしないように支持する第二の部材２とによってベアリング３を保持し、この状態でケース２１に対するシャフト１１の相対回転を可能にするベアリング保持構造において、ケース２１に、インナー３１２のスラスト方向Ｘの他方の端面３１２ｃに非接触で対向するスラスト方向保持部２１ａを新たに設け、シャフト１１にスラスト荷重Ｆが作用した場合にのみインナー３１２のスラスト方向Ｘの他方の端面３１２ｃをスラスト方向保持部２１ａに接触支持させるようにした。【選択図】図１
2010223276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーとアウターの間にボールを介在させたベアリングに対し、前記インナーのスラスト方向に沿った一方の端面にスラスト方向ズレ止め部を係止させた状態で該インナーと共に回転し得るように構成した第一の部材と、前記ベアリングのアウターをスラスト方向に位置ずれしないように支持する第二の部材とによってベアリングを保持し、この状態で当該第二の部材に対する前記第一の部材の相対回転を可能にするベアリング保持構造において、
前記第二の部材に、前記インナーのスラスト方向の他方の端面に非接触で対向するスラスト方向保持部を新たに設け、前記第一の部材にスラスト荷重が作用した場合にのみ前記インナーのスラスト方向の他方の端面を前記スラスト方向保持部に接触支持させるようにしたことを特徴とするベアリング保持構造。
【請求項２】
インナーとアウターの間にボールを介在させたベアリングに対し、前記アウターのスラスト方向に沿った一方の端面にスラスト方向ズレ止め部を係止させた状態で該アウターと共に回転し得るように構成した第二の部材と、
前記ベアリングのインナーをスラスト方向に位置ずれしないように支持する第一の部材とによってベアリングを保持し、この状態で当該第一の部材に対する前記第二の部材の相対回転を可能にするベアリング保持構造において、
前記第一の部材に、前記アウターのスラスト方向の他方の端面に非接触で対向するスラスト方向保持部を新たに設け、前記第二の部材にスラスト荷重が作用した場合にのみ前記アウターのスラスト方向の他方の端面を前記スラスト方向保持部に接触支持させるようにしたことを特徴とするベアリング保持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安価で簡易な構造を損なうことなく、スラスト荷重に対する耐性を向上させたベアリング保持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々様々な回転機に利用されている従来のベアリング保持構造の一例として、図５に示すように、インナー３１２とアウター３１１の間にボール３１３を介在させたベアリングの一種であるボールベアリング３１に対し、前記インナー３１２のスラスト方向Ｘに沿った一方の端面３１２ｂにスラスト方向ズレ止め部１１ａを係止させた状態で該インナー３１２と共に回転し得るように構成した第一の部材であるシャフト１１と、前記ボールベアリング３１のアウター３１１をスラスト方向Ｘに位置ずれしないように支持する第二の部材であるケース２１とによってボールベアリング３１を保持するようにした簡易型のものが一般に知られている。
【０００３】
インナー３１２とアウター３１１には、互いに略平行な対向面３１２ｘ、３１１ｘにそれぞれ略同一形状の円環状の溝３１２ａ、３１１ａが形成されて、それらの溝３１２ａ、３１１ａの間にボール３１３が転動可能に収容されており、シャフト１１にスラスト荷重Ｆが作用した場合に、前記シャフト１１がスラスト方向ズレ止め部１１ａ、インナー３１２、ボール３１３及びアウター３１１を介してケース２１に回転可能に支持されるようになっている。
【０００４】
特許文献１には、本発明の目的と直接関係しないものであるが、ベアリング保持構造として同様の構造のものが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−６１６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述のベアリング保持構造は、図６に示すように、シャフト１１の一方からスラスト荷重Ｆを受けた場合、シャフト１１に設けたスラスト方向ズレ止め部１１ａによってインナー３１２はスラスト荷重Ｆを受けたスラスト方向Ｘに移動する。この移動は、通常、インナー３１２とアウター３１１の間にボール３１３を組み込む際の組込み交差に応じたガタの範囲で生じるが、そのスラスト荷重Ｆが許容限度以上となった場合に、インナー３１２とアウター３１１の相対変位が過大になってボールベアリング３１のボール３１３が噛み付いた状態となって回転抵抗が増大するほか、ボール３１３に大きな荷重が掛かり、これがためボールベアリング３１が破損しやすく、信頼性と耐久性に乏しいという問題があった。
【０００７】
このような問題に対処するために、いわゆるアンギュラベアリングなどの高スラスト耐性のベアリングが一般的に流通しているが、高価であり、このようなベアリングを採用することで回転機械のコスト高を招くこととなる。
【０００８】
そのため、安価で簡易な構造のベアリングを有効に用いつつ、シャフトに作用するスラスト荷重に対処できる手立てが待望されていた。
【０００９】
本発明は、このような課題を有効に解消したベアリング保持構造を新たに提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１１】
すなわち、本発明のベアリング保持構造は、インナーとアウターの間にボールを介在させたベアリングに対し、前記インナーのスラスト方向に沿った一方の端面にスラスト方向ズレ止め部を係止させた状態で該インナーと共に回転し得るように構成した第一の部材と、前記ベアリングのアウターをスラスト方向に位置ずれしないように支持する第二の部材とによってベアリングを保持し、この状態で当該第二の部材に対する前記第一の部材の相対回転を可能にするベアリング保持構造において、前記第二の部材に、前記インナーのスラスト方向の他方の端面に非接触で対向するスラスト方向保持部を新たに設け、前記第一の部材にスラスト荷重が作用した場合にのみ前記インナーのスラスト方向の他方の端面を前記スラスト方向保持部に接触支持させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
このように構成することで、第一の部材がスラスト荷重を受け、それに伴ってベアリングのインナーもスラスト方向ズレ止め部に付勢されてスラスト方向に移動しようとしても、許容限度以上のスラスト荷重に対してはスラスト方向保持部がインナーのスラスト方向への一定量以上の移動を係止するため、ベアリングのボールに大きな荷重がかからない。よって、複雑な構造を採用することなく、ベアリングの破損を防止して、信頼性と耐久性を有効に向上させることができる。
【００１３】
具体的な実施の態様として、第一の部材にスラスト荷重が作用していない状態で、前記第二の部材に設けたスラスト方向保持部と前記インナーのスラスト方向の他方の端面との間に、インナーのスラスト方向のガタ分にほぼ相当する隙間が設けてあることが好ましい。
【００１４】
さらに、他の構成からなる本発明のベアリング保持構造は、インナーとアウターが逆の関係にある場合であって、インナーとアウターの間にボールを介在させたベアリングに対し、前記アウターのスラスト方向に沿った一方の端面にスラスト方向ズレ止め部を係止させた状態で該アウターと共に回転し得るように構成した第二の部材と、前記ベアリングのインナーをスラスト方向に位置ずれしないように支持する第一の部材とによってベアリングを保持し、この状態で当該第一の部材に対する前記第二の部材の相対回転を可能にするベアリング保持構造において、前記第一の部材に、前記アウターのスラスト方向の他方の端面に非接触で対向するスラスト方向保持部を新たに設け、前記第二の部材にスラスト荷重が作用した場合にのみ前記アウターのスラスト方向の他方の端面を前記スラスト方向保持部に接触支持させるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
このように構成しても、第二の部材がスラスト荷重を受け、それに伴ってベアリングのアウターもスラスト方向ズレ止め部に付勢されてスラスト方向に移動しようとした場合、許容限度以上のスラスト荷重に対してはスラスト方向保持部がアウターのスラスト方向への一定量以上の移動を係止するため、ベアリングのボールに大きな荷重がかからない。よって、先に述べた構造と同様に、複雑な構造を採用することなく、ベアリングの破損を防止して、信頼性と耐久性を有効に向上させることができる。
【００１６】
そして、この場合にも、第二の部材にスラスト荷重が作用していない状態で、前記第一の部材に設けたスラスト方向保持部と前記アウターのスラスト方向の他方の端面との間に、アウターのスラスト方向のガタ分にほぼ相当する隙間が設けてあることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明のベアリング保持構造は、スラスト方向保持部を設けることにより、第一の部材や第二の部材の一方から許容限度以上のスラスト荷重を受けた場合でも、スラスト方向保持部がインナーのスラスト荷重を受けるため、ベアリングのボールに大きな荷重が掛かることがなくなる。このため、ベアリングの破損を防止して、信頼性と耐久性を有効に向上させることができる。
【００１８】
また、高価なアンギュラベアリングなどの高スラスト耐性のベアリングを用いる必要がないため、スラスト荷重対策のためにコスト増を招くことも有効に回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るベアリング保持構造を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態の作用効果を示す模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るベアリング保持構造を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態の作用効果を示す模式図である。
【図５】従来のベアリング保持構造を示す模式図である
【図６】従来の不具合を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のベアリング保持構造の一実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態のベアリング保持構造は、種々様々な回転機に用いられるものであり、図１に示す例では、該回転機の第一の部材であるシャフト１１と第二の部材であるケース２１との間にベアリングの一種であるボールベアリング３１を保持した状態で、該シャフト１１をボールベアリング３１によってケース２１に回転可能に支持させ、図示しない動力源によって回転駆動するように構成したものである。
【００２２】
ボールベアリング３１の具体的な構成としては、アウター３１１及びインナー３１２に、ボール３１３の外形３１３ａに対応しかつボール３１３が転動可能なように、アウター内周側の溝３１１ａとインナー外周側の溝３１２ａとが略同一形状をなしてリング状に形成されている。それ以外の部位において、アウター３１１の内面３１１ｘとインナー３１２の内面３１２ｘとは略平行に対向している。
【００２３】
回転機のケース２１は、アウター３１１をスラスト方向Ｘに位置ずれしないように嵌合部２１１によって嵌合支持している。
【００２４】
一方、シャフト１１には、外周側からラジアル方向（外向き）Ｙ’へ突出してインナー３１２の一方の端面３１２ｂに係止されるスラスト方向ズレ止め部１１ａがシャフト１１に一体的に設けられている。
【００２５】
このような構造は、例えば回転機がシャフト１１を回転する際に振動や重力その他の慣性力に起因してスラスト荷重Ｆが作用する用途に適用した場合にシャフト１１を所定のスラスト位置に保持して抜脱を防止するためのものである。
【００２６】
上記のような構造からなるボールベアリング３１には、組み込み公差に起因して、ボール３１３にスラスト方向Ｘにガタつきが存在し、ボール３１３はスラスト荷重Ｆに応じてインナー３１２とアウター３１１の溝３１２ａ、３１１ａの間で上記ガタつきの範囲で遊動し得る。
【００２７】
そして、従来のベアリング保持構造は、シャフト１１に設けたスラスト方向ズレ止め部１１ａによってインナー３１２にスラスト方向Ｘに負荷が作用した際、図６に示したようにボール３１３の遊動範囲を超えてインナー３１２とアウター３１１の相対変位が生じ得るため、許容限度以上のスラスト荷重Ｆがシャフト１１へ作用したときに、ボール３１３が噛み付いた状態となって大きな回転抵抗となり、ボール３１３にも大きな荷重がかかって破損の原因となっていた。
【００２８】
そこで、図１に示す本実施形態では、ケース２１の内側からラジアル方向（内向き）Ｙへ突出し、インナー３１２の他方の端面３１２ｃに非接触で対向するスラスト方向保持部２１ａを新たに設けることとしている。このスラスト方向保持部２１ａは、この実施形態では円環状のものであるが、円周方向に間欠的に設けられていてもよい。
【００２９】
アウター３１１をケース２１によって支持する関係上、ケース２１は半割りの分割片を突き合せた構造になっており、スラスト方向保持部２１ａは、その一方の分割片に階段状に設けられて、基端２１ａ１はアウター３１１の他方の端面３１１ｃに接触し、先端２１ａ２は上記のようにインナー３１２の他方の端面３１２ｃに非接触で対向する位置に配置されている。
【００３０】
そして、シャフト１１が受ける許容限度以上のスラスト荷重Ｆに対して、図２に示すようにインナー３１２のスラスト方向Ｘの他方の端面３１２ｃを前述のスラスト方向保持部２１ａに接触支持させるようにしている。
【００３１】
具体的には、インナー３１２にスラスト荷重Ｆが作用していない図１の状態で、前記スラスト方向保持部２１ａと前記インナー３１２との間に、所定の隙間δが形成されるように構成する。本実施形態では、所定の隙間δをほぼ１０μｍとする。この数値はインナー３１２がアウター３１１に対して変位していない基準位置からインナー３１２がスラスト荷重Ｆを受けるスラスト方向Ｘへ動き得るガタ分とほぼ同じ値である。勿論、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、この数値は限定されるものではない。
【００３２】
このようなベアリング保持構造を採用すると、図２に示すように、シャフト１１がスラスト荷重Ｆを受け、スラスト方向ズレ止め部１１ａに付勢されてインナー３１２がスラスト方向Ｘへ移動しようとしても、スラスト方向ガタ分δだけインナー３１２が移動した段階でスラスト方向保持部２１ａがインナー３１２の他方の端面３１２ｃに当接してこれを係止する。このため、許容限度以上のスラスト荷重Ｆによりインナー３１２とアウター３１１がボール３１３の遊動範囲を超えて変位することが規制される。その結果、ボールベアリング３１のボール３１３に大きな荷重が掛かることが回避されて、ボールベアリング３１の破損を防止し、ベアリングひいては回転機の信頼性と耐久性を有効に向上させることができる。
【００３３】
特に、シャフト１１にスラスト荷重Ｆが作用していない状態で、前記ケース２１に設けたスラスト方向保持部２１ａと前記インナー３１２のスラスト方向Ｘの他方の端面３１２ｃとの間に、インナー３１２のスラスト方向Ｘのガタ分にほぼ相当する隙間δが設けてあるので、通常回転時にインナー３１２とスラスト方向保持部２１ａとの摺接状態を回避することができ、円滑な回転を妨げずに高スラスト耐性を有効に発揮させることが可能となる。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００３５】
上述の一実施形態では、シャフト１１が回転可能なようにボールベアリング３１に支持される構成であったが、シャフト１１が図示しない構造によって固定され、ケース２１が回転可能となるように構成された回転機（図示略）であっても、本発明は適応可能である。シャフト１１は固定支軸と呼称することもできる。
【００３６】
具体的には、図３に示すように、インナー３１２はシャフト１１の外周側の嵌合部１１１に嵌合支持されている。
【００３７】
一方、ケース２１には、内周側からラジアル方向（内向き）Ｙに突出してアウター３１１の一方の端面３１１ｂに係止されるように構成したスラスト方向ズレ止め部２１ｂがケース２１に一体的に設けられ、スラスト荷重に対してケース２１をアウター３１、ボール３１３及びインナー３１２を介してシャフト１１に回転可能に支持させるようにしている。
【００３８】
そして、上記と同様の趣旨で、シャフト１１の外周側からラジアル方向（外向き）Ｙ’へ突出し、アウター３１１の他方の端面３１１ｃに非接触で対向するスラスト方向保持部１１ｂを新たに設けることとしている。このスラスト方向保持部１１ｂは、この変形例でも円環状のものであるが、円周方向に間欠的に設けられていてもよい。
【００３９】
このスラスト方向保持部１１ｂも、シャフト１１に階段状に設けられて、基端１１ｂ１はインナー３１２の他方の端面３１２ｃに接触し、先端１１ｂ２は上記のようにアウター３１１の他方の端面３１１ｃに非接触で対向する位置に配置されている。
【００４０】
以上の構成において、ケース２１へ作用した許容限度以上のスラスト荷重Ｆに対して、図４に示すように、アウター３１１のスラスト方向Ｘの他方の端面３１１ｃを前述のスラスト方向保持部１１ｂに接触支持させるようにしている。
【００４１】
この場合にも、アウター３１１にスラスト荷重Ｆが作用していない状態で、前記スラスト方向保持部１１ｂと前記アウター３１１との間に、所定の隙間δが形成されるように構成しておく。本実施形態でも、所定の隙間δを１０μｍとする。この数値が限定されるものではないことも、前述の一実施形態と同様である。
【００４２】
上述のように本発明の変形例のベアリング保持構造を構成すると、図４に示すように、ケース２１がスラスト荷重Ｆを受けても、ボールベアリング３１のボール３１３に大きな荷重が掛かることが回避されて、ボールベアリング３１の破損を防止し、ベアリングひいては回転機の信頼性と耐久性を有効に向上させることができる。
【００４３】
そして、ケース２１にスラスト荷重Ｆが作用していない状態で、前記シャフト１１に設けたスラスト方向保持部１１ｂと前記アウター３１１のスラスト方向Ｘの他方の端面３１１ｃとの間に、アウター３１１のスラスト方向Ｘのガタ分にほぼ相当する隙間δが設けてあるので、円滑な回転を妨げずに高スラスト耐性を有効に発揮させることが可能となる。
【００４４】
なお、上述したいずれの実施形態も、ボールベアリング３１を用いた場合について説明したが、ベアリングを用いる機械であれば、ベアリングそのものの構造によらずに本発明を適応可能であることは勿論である。
【００４５】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１１…第一の部材（シャフト）
１１ａ…スラスト方向ズレ止め部
１１ｂ…スラスト方向保持部
２１…第二の部材（ケース）
２１ａ…スラスト方向保持部
２１ｂ…スラスト方向ズレ止め部
３１…ベアリング（ボールベアリング）
３１１…アウター
３１１ｂ…アウターの一方の端面
３１１ｃ…アウターの他方の端面
３１２…インナー
３１２ｂ…インナーの一方の端面
３１２ｃ…インナーの他方の端面
３１３…ボール
Ｆ…スラスト荷重
Ｘ…スラスト方向
δ…所定の隙間
【図１】
2010223276.tif 000003
【図２】
2010223276.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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