(57)【要約】【課題】転がり軸受もしくは転がり軸受装置において、製造コストを増加することなく、固定輪のクリープの発生を防止する。【解決手段】外輪１１を固定側として、内輪１２を回転側として使用される転がり軸受１０において、外輪１１の外周面１１ｂは、外輪１１の軌道溝１１ａの中心Ｏ１１ａに対して負荷圏側に偏心した中心Ｏ１１ｂを有する。すなわち、外輪１１は、負荷圏側の肉厚を大きくした形状となっている。そのため、転動体から負荷される荷重が比較的大きくなる負荷圏側において、外輪１１に生じる周方向ひずみが小さくなり、固定輪側で生じるクリープの発生を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周もしくは外周に軌道溝を備えた固定輪と、
前記固定輪の軌道溝に対向する軌道溝を外周もしくは内周に備えた回転輪と、
前記固定輪の軌道溝と前記回転輪の軌道溝との間に転動自在に備えられた転動体と、
を備えた転がり軸受において、
前記固定輪の軌道溝を有さない外周面もしくは内周面の円周は、前記固定輪の負荷圏側の肉厚が大きくなるように、
前記固定輪の軌道溝の中心よりも偏心した中心を有することを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受と、
前記固定輪が固定される中空円筒状の固定部材と、を備えた転がり軸受装置において、
前記固定輪との嵌合面でない側の円筒面は、前記負荷圏側の肉厚が大きくなるように、
前記固定輪の軌道溝を有さない外周面もしくは内周面の中心よりも偏心した中心を有することを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受および転がり軸受装置におけるクリープの発生防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種機械装置の回転支持には転がり軸受が用いられてきた。この転がり軸受は多くの場合、組付け性の観点から、内輪回転の場合にはハウジングと外輪をすき間嵌めにして、もしくは外輪回転の場合には内輪と軸との間をすき間嵌めにして使用される。また、固定輪が締まり嵌めで固定されている場合でも、運転条件や環境により、この転がり軸受や、転がり軸受を収容するハウジングが径方向に熱膨張する等により、ハウジングと外輪との間や、軸と内輪との間に間隙が生じることがある。
【０００３】
このような場合、固定輪と軸／ハウジングとの間で、固定輪が軸受の回転方向へゆっくりと回転する、クリープ現象が生じ易くなる。このクリープ現象は、軸／ハウジングまたは、固定輪を摩耗させ、異音や振動等を引き起こしたり、また、摩耗粉が軸受内部に侵入して軸受の寿命が低下する等の不具合を引き起こす虞があった。
【０００４】
これらの問題を解決すべく、特許文献１では、転がり軸受の外輪中心に対して偏心した偏心溝を転がり軸受の外輪外周面に形成すると共に、偏心溝に三日月状の回転抑え部材を嵌装して、また特許文献２では、内輪の内周面の内輪軌道溝位置に軸と非接触な周方向溝を形成して、クリープの発生を防止している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１は外輪外周面に、特許文献２は内輪内周面に周方向溝を形成したものであり、そのために切削加工が必要となるため、加工コストが増加するという問題があった。
【０００６】
本発明者等は、このクリープ現象の発生メカニズムに関して研究を重ねた結果、固定輪に生じる軸受回転方向へのクリープ現象は、転動体の移動による固定輪の局部的なひずみ、特に周方向ひずみの変化の繰り返しから発生する力が原因であることを見出した。すなわち、転動体と固定輪との接点近傍において固定輪は、前記接点よりも転動体進行方向前方部分で伸ばされていき、後方部分では縮んでいく、という波打った状態となる。さらに、転動体直下の固定輪とハウジング／軸との間に大きな接触面圧が発生して一時的に固着することにより、固定輪の前記前方部分は転動体進行方向に押され、その一方で固定輪の前記後方部分は転動体進行方向に引っ張られて、その結果、固定輪全体が転動体進行方向に進むことが判明した（非特許文献１）。
【０００７】
しかしながら非特許文献１には、固定輪の肉厚を増加させて剛性を増すことにより、クリープの発生防止をすることができるという記載はあるが、転がり軸受に負荷される荷重は周方向位置により異なるため、ただ肉厚を増加させるだけでは、材料に無駄が生じ、製造コストが上昇する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２４８８号公報
【特許文献２】特開２００７−７８１３７号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「ＮＳＫテクニカルジャーナル  Ｎｏ．６８０」２００６年３月、ｐ．１３−１８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような知見に基づき、製造コストを増加することなく、固定輪のクリープの発生を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る転がり軸受は、内周もしくは外周に軌道溝を備えた固定輪と、前記固定輪の軌道溝に対向する軌道溝を外周もしくは内周に備えた回転輪と、前記固定輪の軌道溝と前記回転輪の軌道溝との間に転動自在に備えられた転動体と、を備えた転がり軸受において、前記固定輪の軌道溝を有さない外周面もしくは内周面の円周は、前記固定輪の負荷圏側の肉厚が大きくなるように、前記固定輪の軌道溝の中心よりも偏心した中心を有することを特徴とする。
また、本発明に係る転がり軸受装置は、前記転がり軸受と、前記固定輪が固定される中空円筒状の固定部材と、を備えた転がり軸受装置において、前記固定輪との嵌合面でない側の円筒面は、前記負荷圏側の肉厚が大きくなるように、前記固定輪の軌道溝を有さない外周面もしくは内周面の中心よりも偏心した中心を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の転がり軸受によれば、前記転動体から固定輪に負荷される荷重が比較的大きくなる負荷圏側における固定輪の肉厚を大きくしたので、固定輪に生じる周方向ひずみが小さくなる。その結果、固定輪で生じるクリープ現象を防止することができる。さらに、固定輪の肉厚を負荷圏側で大きくしたという簡単な構成であるため、加工コストを上昇させることなく、また必要な部分のみ肉厚を大きくしたので、材料費を上昇させることなく、結果として、コストを抑えつつ、効率的にクリープ発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は第１実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図２】図２は第１実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。
【図３】図３は第２実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図４】図４は第２実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
まず、図１および図２を参照して、本発明に係る転がり軸受の第１実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る転がり軸受の断面図である。本実施形態の転がり軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道溝１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道溝１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道溝１１ａと内輪軌道溝１２ａとの間に、円周方向に転動可能に配設される複数の転動体１３、１３と、を備える。また、図示していないが、転動体を略等間隔に配置するために保持器を備えても良い。
【００１５】
外輪１１の外周面１１ｂは、外輪１１の軌道溝１１ａの中心Ｏ１１ａに対して負荷圏側に偏心した中心Ｏ１１ｂを有する。すなわち、外輪１１は、負荷圏側の肉厚を大きくした形状となっている。また、この転がり軸受１０は、外輪１１をすき間嵌めでハウジングに固定し、外輪１１を固定側として、内輪１２を回転側として使用される。
【００１６】
このような構成とした本実施形態に係る転がり軸受１０では、転動体１３から外輪１１に負荷される荷重が比較的大きくなる負荷圏側における外輪１１の肉厚を大きくしたので、特に負荷圏において、外輪１１に生じる周方向ひずみが小さくなる。その結果、外輪１１がすき間嵌めでハウジングに固定されたクリープ現象の生じ易い条件下でも、外輪１１とハウジングとの間で生じるクリープの発生を防止することができる。
【００１７】
さらに、外輪１１の肉厚を負荷圏側で大きくしたという簡単な構成であるため、加工コストを上昇させることもなく、また必要な部分のみ肉厚を大きくしたので、材料費を上昇させることもなく、結果として、コストを抑えつつ、効率的にクリープ発生を防止することが可能となる。
【００１８】
図２は、前述の転がり軸受１０を用いた転がり軸受装置１である。この転がり軸受装置１では、外輪１１をすき間嵌めで固定するハウジング１４の外周面１４ａが、外輪１１との嵌合円筒面１４ｂの中心、すなわち外輪１１の外周面１１ｂの中心Ｏ１１ｂに対して負荷圏側に偏心した中心Ｏ１４ａを有する。
【００１９】
このような構成とした本実施形態に係る転がり軸受装置１では、上記の転がり軸受１０と同様の効果を有し、さらに外輪１１とハウジング１４との間でのクリープの発生を防止することが可能となる。また、固定用のピンを用いる等のクリープ防止策を併用してもよい。
【００２０】
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係る転がり軸受の断面図である。本実施形態の転がり軸受２０は、図３に示すように、内周面に外輪軌道溝２１ａを有する外輪２１と、外周面に内輪軌道溝２２ａを有する内輪２２と、外輪軌道溝２１ａと内輪軌道溝２２ａとの間に、円周方向に転動可能に配設される複数の転動体２３、２３と、を備える。また、図示していないが、転動体を略等間隔に配置するために保持器を備えても良い。
【００２１】
内輪２２の内周溝２２ｂは、内輪２２の軌道溝２２ａの中心Ｏ２２ａに対して非負荷圏側に偏心した中心Ｏ２２ｂを有する。すなわち、内輪２２は、負荷圏側を肉厚とした形状となっている。また、この転がり軸受２０は、内輪２２をすき間嵌めで軸に固定し、外輪２１を回転側として、内輪２２を固定側として使用される。
【００２２】
このような構成とした本実施形態に係る転がり軸受２０では、転動体２３から内輪２２に負荷される荷重が比較的大きくなる負荷圏側における内輪２２の肉厚を大きくしたので、特に負荷圏において、内輪２２に生じる周方向ひずみが小さくなる。その結果、内輪２２がすき間嵌めで軸に固定されたクリープ現象の生じ易い条件下でも、内輪２２と軸の間で生じるクリープの発生を防止することができる。
【００２３】
さらに、内輪２２の肉厚を負荷圏側で大きくしたという簡単な構成であるため、加工コストを上昇させることもなく、また必要な部分のみ肉厚を大きくしたので、材料費を上昇させることもなく、結果として、コストを抑えつつ、効率的にクリープ発生を防止することが可能となる。
【００２４】
図４は、上記の転がり軸受２０を用いた転がり軸受装置２である。この転がり軸受装置２では、内輪２２をすき間嵌めで固定する中空軸２５の内周面２５ａが、内輪２２との嵌合円筒面２２ｂの中心、すなわち内輪２２の内周面２２ｂの中心Ｏ２２ｂに対して非負荷圏側に偏心した中心Ｏ２５ａを有する。
【００２５】
このような構成とした本実施形態に係る転がり軸受装置２では、上記の転がり軸受２０と同様の効果を有し、さらに内輪２２のクリープの発生を防止することが可能となる。また、内輪２２を固定する軸を中実軸としなくともクリープの発生を防止できるので、上述の構成のように内輪２２を固定する軸を中空軸としたことで、装置全体の軽量化も図ることができる。また、固定用のピンを用いる等のクリープ防止策を併用してもよい。
【００２６】
以上の実施形態では、外輪とハウジング、または内輪と軸のうち少なくとも固定輪側をすき間嵌めとしたが、これに限定されるものではなく、固定輪側が締まり嵌めであっても、熱の影響等により外輪とハウジング、または内輪と軸の間ですき間が生じた場合にも、クリープの発生防止には有効である。また、以上の実施形態では、外輪および内輪を備える転がり軸受および転がり軸受装置としたが、これに限定されるものではなく、中空軸上もしくはハウジング内を転動体が直接転動する構造にも、適宜用いることが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１、２            転がり軸受装置
１０、２０        転がり軸受
１１、２１        外輪
１１ａ、２１ａ    外輪軌道溝
１１ｂ            外輪外周面
１２、２２        内輪
１２ａ、２２ａ    内輪軌道溝
２２ｂ            内輪内周面
１３、２３        転動体
１４              ハウジング
１４ａ            ハウジング外周面
１４ｂ            ハウジング内周面
２５              中空軸
２５ａ            中空軸内周面
２５ｂ            中空軸外周面
【図１】
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【図２】
2011094726.tif 000004
【図３】
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【図４】
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