(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス製軸に、少なくとも内輪がセラミックス製であるセラミックス製軸受の上記内輪を取り付けたセラミックス製軸受の取付構造において、
上記セラミックス製軸が圧入されて、上記セラミックス製軸に固定されると共に、上記内輪の端面に接触して、上記内輪を固定する金属環を備えたことを特徴とするセラミックス製軸受の取付構造。
【請求項２】
請求項１に記載のセラミックス製軸受の取付構造において、上記セラミックス製内輪と上記セラミックス製軸とはすきまばめされていることを特徴とするセラミックス製軸受の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックス製軸受の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミックス製軸受の取付構造としては、セラミックス製軸受のセラミックス製の内輪にセラミックス製の軸を圧入して、上記内輪を軸に固定したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のセラミックス製軸受の取付構造では、上記軸と内輪とが金属に比較して弾性率が高いセラミックス製であるため、上記内輪に軸を圧入するのが困難で、内輪および軸が割れる場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、セラミックス製軸受をセラミックス製軸に取付けるときに、内輪への軸の取付が容易で、内輪および軸の割れが生じないセラミックス製軸受の取付構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のセラミックス製軸受の取付構造は、セラミックス製軸に、少なくとも内輪がセラミックス製であるセラミックス製軸受の上記内輪を取り付けたセラミックス製軸受の取付構造において、上記セラミックス製軸が圧入されて、上記セラミックス製軸に固定されると共に、上記内輪の端面に接触して、上記内輪を固定する金属環を備えたことを特徴としている。
【０００６】
請求項１の発明のセラミックス製軸受の取付構造において、上記金属環は、上記セラミックス製軸に圧入され、上記セラミックス製軸に固定されると共に、上記軸受の内輪の端面を押圧して上記内輪を固定している。このように、上記軸に圧入された金属環が内輪を固定するので、上記内輪と軸とに大きな締めしろを与える必要がなく、したがって上記内輪および軸に割れが生じることはない。また、上記金属環はセラミックスに比べて、弾性係数が小さくて延性を有するので、軸を容易に圧入することができる。
【０００７】
請求項２の発明のセラミックス製軸受の取付構造は、請求項１に記載のセラミックス製軸受の取付構造において、上記セラミックス製内輪と上記セラミックス製軸とはすきまばめされていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明のセラミックス製軸受の取付構造の発明において、上記セラミックス製内輪は上記セラミックス製軸にすきまばめされ、上記金属環は、上記セラミックス製軸に圧入され、上記セラミックス製軸に固定されると共に、上記内輪の端面を押圧して上記内輪を固定している。したがって、上記セラミックス製内輪と上記セラミックス製軸とはすきまばめの関係にあるので、セラミックス製軸にセラミックス製内輪を容易に外嵌できる。したがって、上記内輪および軸が割れることはない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施の形態のセラミックス製軸受の取付構造の断面図である。このセラミックス製軸受の取付構造は、セラミックス製の軸受１と、セラミックス製の軸２と、金属環３を備えている。
【００１１】
上記軸受１は内輪４と外輪５とボール６とを備え、これらの内輪４、外輪５およびボール６はいずれも窒化ケイ素(Ｓi3Ｎ4)製である。また、上記軸２も窒化ケイ素製であって、大径部２ａと小径部２ｂとを有している。この軸２の小径部２ｂに上記軸受１の内輪４をすきまばめして、上記大径部２ａと小径部２ｂとの間の段部２ｃに内輪４の端面４ａを当接している。
【００１２】
さらに、上記軸２の小径部２ｂには金属環３に締めしろを持たせて外嵌し、つまり小径部２ｂを金属環３に圧入して、金属環３を小径部２ｂに固定している。この金属環３の端面３ａは上記内輪４の端面４ｂに当接している。上記両端面３ａ,４ｂには、図示しないが互いに係合する凹凸が有って、内輪４が金属環３に対して回転しないようにしている。
【００１３】
上記金属環３は、焼鈍処理を施した炭素鋼鋳鋼品製である。この炭素鋼鋳鋼品は、焼鈍処理を施しているので焼入れ材に比較して延性があって、ステンレス鋼に比較して熱膨張率が小さい。このため、金属環３を高温で使用しても、軸２に対する締めしろを確保できる。
【００１４】
なお、上記金属環３の小径部２ｂへの圧入については、それらの最高使用温度が５００℃以上の場合でも、それらが締まりばめの関係を有するようにする場合は、常温での金属環３の圧入が困難なので、金属環３を加熱して圧入している。また、圧入に要する力は、締めしろや仕上げの程度によって異なるが、一般に次式によって求められる。
【００１５】
Ｋａ＝ｆK・ｆE・Δｄeff・１０3
ここに、
Ｋａ＝圧入に要する力  （kgf）
Δｄeff＝有効締めしろ  (ｍｍ)
ｆK＝軸と内輪との摩擦係数によって決まる抵抗係数
ｆE＝ｂ（１−ｄ2／Ｄi2）
ここに、
ｂ＝金属環幅    (ｍｍ)
Ｄi＝金属環外形 (ｍｍ)
ｄ＝金属環内径  (ｍｍ)
本実施の形態では、上記内輪４は軸２の小径部２ｂにすきまばめし、セラミックス製の軸２に固定された上記金属環３が、軸２の小径部２ｂに締めしろを持って嵌合されて固定されると共に、上記内輪４の端面４ｂに当接して上記軸受１の内輪４を固定している。したがって、セラミックス製の内輪４をセラミックス製の軸２に外嵌するとき、割れが生じない。さらに、上記セラミックス製の内輪４と上記セラミックス製の軸２の小径部２ｂとはすきまばめの関係にあるから、セラミックス製の軸２の小径部２ｂはセラミックス製の軸受１の内輪４に容易に挿嵌できる。
【００１６】
上記実施の形態では、金属環３の端面３ａと内輪４の端面４ｂに凹凸部を設けて、それらを周方向に固定しているが、凹凸部を設けなくて、金属環３が内輪４の端面４ｂを軸方向に強く押し付けて、段部２ｃと金属環３で内輪４を強く挟んで内輪４を軸方向と周方向に固定するようにしてもよい。
【００１７】
また、上記実施の形態の段部２ｃと内輪４の端面４ａとに、互いに係合する凹凸を設けて内輪４を周方向に固定してもよい。
【００１８】
また、上記内輪４は、軸２の小径部２ｂに締まりばめをしてもよい。但し、内輪４が割れないように、かつ挿入し易いように、締めしろを小さくする必要がある。
【００１９】
図２は第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態におけるセラミックス製軸受の取付構造では、窒化ケイ素製の軸２０に対して、セラミックス製軸受３０と２つの焼鈍処理した炭素鋼鋳鋼品の金属環１０,１１を備えている。上記軸受３０のセラミックス製内輪３１は、軸２０にすきまばめしている。一方、上記金属環１０,１１は、軸２０に対して締めしろを持たせて、軸２０に圧入して、軸２０に固定している。上記金属環１０,１１は、軸受３０の内輪３１の両端面３１ａ,３１ｂに当接していて、金属環１０の端面１０ａと内輪３１の端面３１ａには、図示しないが互いに係合する凹凸が有って、内輪３０が金属環１０に対して回転しないようになっている。
【００２０】
このように、上記内輪３１を軸２０にすきまばめし、軸２０に圧入し固定された金属環１０,１１で内輪３１を挟んで固定するので、内輪３１を軸２０に容易に挿入でき、かつ、内輪３１および軸２０に割れが生じない。
【００２１】
上記第２の実施の形態では、金属環１０の端面１０ａと内輪３１の端面３１ａに凹凸部を設けて、それらを周方向に固定しているが、金属環１１の端面１１ａと内輪３１の端面３１ｂに凹凸部を設けてもよい。或いは、上記内輪３１の端面３１ａ,３１ｂと、金属環１０の端面１０ａ、金属環１１の端面１１ａに、凹凸部を設けなくて、金属環１０,１１で内輪３０を強く挟んで内輪３０を軸方向と周方向に固定するようにしてもよい。
【００２２】
また、上記内輪３１は、軸２０に締まりばめをしてもよい。但し、内輪３１が割れないように、かつ挿入し易いように、締めしろを小さくする必要がある。
【００２３】
図３は第３の実施の形態を示す。この実施の形態におけるセラミックス製軸受の取付構造では、窒化ケイ素製の軸５０に対して、２つの窒化ケイ素製の軸受６０,６１と、２つの焼鈍処理した炭素鋼鋳鋼品の金属環８０,８１と、スペーサ７０を備えている。上記金属環８０,８１は締まりばめで軸５０に固定している。一方、上記軸受６０,６１の窒化ケイ素製の内輪をすきまばめで軸５０に嵌合し、軸受６０と軸受６１との間には、金属製のスペーサ７０をすきまばめで軸５０に嵌合している。金属環８０と軸受６０の内輪、軸受６０の内輪とスペーサ７０、スペーサ７０と軸受６１の内輪、軸受６１の内輪と金属環８１は、それぞれ、互いに強く押し合っている。
【００２４】
このようにして、上記スペーサ７０と２つの金属環８０,８１で、２つの軸受６０,６１を軸５０に固定している。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明のセラミックス製軸受の取付構造は、金属環が、上記セラミックス製軸に圧入されて、上記セラミックス製軸に固定されると共に、この金属環が軸受の内輪の端面に接触して上記内輪を固定している。したがって、上記内輪と軸との間に大きな締めしろを与える必要がなく、したがって上記内輪および軸に割れが生じることがなく、かつ内輪を容易に軸に嵌合できる。また、上記金属環はセラミックスに比べて、弾性係数が小さくて延性を有するので、軸を金属環に容易に圧入することができる。
【００２６】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明のセラミックス製軸受の取付構造において、上記セラミックス製内輪は上記セラミックス製軸にすきまばめされているので、上記内輪および軸が割れることはなく、セラミックス製軸にセラミックス製内輪を容易に外嵌できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態のセラミックス製軸受の取付構造の断面図である。
【図２】  本発明の第２の実施の形態のセラミックス製軸受の取付構造の断面図である。
【図３】  本発明の第３の実施の形態のセラミックス製軸受の取付構造の断面図である。
【符号の説明】
１,３０,６０,６１…セラミックス製の軸受、  ４…内輪、
２,２０,５０…セラミックス製の軸、
３,１０,１１,８０,８１…金属環。
【図１】
0003692238.tif 000002
【図２】
0003692238.tif 000003
【図３】
0003692238.tif 000004