(57)【要約】【課題】温度変化によるハウジングと外輪との嵌め合い状態の変化を抑制し、耐クリープ性能を大幅に向上させて軸受性能を長期間、安定させて維持できる軸受装置及び転がり軸受を提供する。【解決手段】軸受装置１０は、転がり軸受１と、外輪２が内嵌されるハウジング１１と、ハウジング１１の外周面１１ｅに外嵌されるリング状部材１２とを備えており、リング状部材１２の線膨張係数α３は、ハウジング１１の線膨張係数α２より小さい。【選択図】図１
2008051204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設される複数の転動体と、を有する転がり軸受と、
前記外輪が嵌合されるハウジングと、
前記ハウジングの外周面に嵌合するリング状部材と、を備え、
前記リング状部材の線膨張係数は、前記ハウジングの線膨張係数より小さいことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記リング状部材の線膨張係数は、前記外輪の線膨張係数以下であることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の軸受装置に使用されることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受装置及び転がり軸受に関し、より詳細には、汎用エンジン、船外機、芝刈り機等、原動機の変速機やクランク、また、二輪車を含む車両のホイール等に使用される転がり軸受の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用変速機等では、内輪を回転軸に外嵌し、外輪をハウジングに内嵌した転がり軸受によって回転軸がハウジングに対して回動自在に支持される。一般的に、自動車用変速機等のハウジングは、軽量化のためにアルミニウム合金やマグネシウム合金により製作される一方、転がり軸受の構成部品は、軸受鋼等の鋼材から製作されている。アルミニウム合金やマグネシウム合金の線膨張係数は、転がり軸受の材料である軸受鋼等の線膨張係数と比較して遥かに大きい。
【０００３】
このように支持された転がり軸受を使用温度範囲の広い環境で使用すると、ハウジングと転がり軸受の外輪との線膨張係数に差があるため、運転時の温度上昇に伴って、ハウジングと外輪の外径との間に隙間が生じ、初期に設定した適性な予圧量を維持できない場合があり、支持剛性や回転精度が低下したり、クリープが発生する場合がある。
【０００４】
このような現象を防止するため、従来、外輪の外周面に偏心溝を円周方向に設けると共に、該偏心溝に偏心弾性体を嵌め込み、外輪が回転したとき偏心溝と偏心弾性体とのくさび作用によりクリープの発生を防止するようにした転がり軸受が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００５】
また、外輪とハウジング間に所定のすきまを設けて嵌合し、該すきまにＵ字形弾性体を装着して、温度変化によるすきま変化分をＵ字形弾性体の弾性力で吸収するようにした転がり軸受の支持構造（例えば、特許文献３参照）や、分割構造とした外輪の分割部分に、ハウジングの線膨張係数より大きな線膨張係数を有する補正材を挿入して、温度が変化したとき補正材の膨張によって外輪とハウジングの寸法変化の差を吸収してクリープ発生を防止するようにした軸受装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】実開昭６０−１０７４２４号公報
【特許文献２】特開２００５−３２０９８３号公報
【特許文献３】特開平６−２００９３３号公報
【特許文献４】特開平６−２８０８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１及び２に記載の転がり軸受では、外輪の外周面に設けられた偏心溝に偏心弾性体が嵌め込まれ、特許文献３に記載の転がり軸受の支持構造では、外輪とハウジング間にＵ字形弾性体が嵌め込まれるため、長期間使用していると偏心弾性体やＵ字形弾性体が摩耗して十分なクリープ防止効果が期待できなくなる問題があった。
【０００８】
また、特許文献４に記載の軸受装置は、外輪の分割部分にハウジングより線膨張係数の大きな補正材を挿入し、補正材の膨張によって外輪とハウジングの寸法変化の差を吸収するため、この補正材の膨張は外輪の軌道面の位置精度に影響を及ぼす可能性がある。
【０００９】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化によるハウジングと外輪との嵌め合い状態の変化を抑制し、耐クリープ性能を大幅に向上させて軸受性能を長期間、安定させて維持できる軸受装置及び転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  内輪と、外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設される複数の転動体と、を有する転がり軸受と、
前記外輪が嵌合されるハウジングと、
前記ハウジングの外周面に嵌合するリング状部材と、を備え、
前記リング状部材の線膨張係数は、前記ハウジングの線膨張係数より小さいことを特徴とする軸受装置。
（２）  前記リング状部材の線膨張係数は、前記外輪の線膨張係数以下であることを特徴とする（１）に記載の軸受装置。
（３）  （１）または（２）に記載の軸受装置に使用されることを特徴とする転がり軸受。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の軸受装置によれば、外輪が嵌合されるハウジングの外周面に、ハウジングの線膨張係数より小さい線膨張係数を有するリング状部材が嵌合されるので、温度上昇に伴ってハウジングが膨張しようとすると、線膨張係数が小さなリング状部材によって膨張が抑制されるので、外輪とハウジングとの嵌め合いの変化が抑制されて良好な嵌め合いが維持される。これにより、軸受装置は、耐クリープ性能を大幅に向上させて軸受性能を長期間、安定させて維持できる。
【００１２】
また、本発明の軸受装置によれば、リング状部材の線膨張係数が外輪の線膨張係数以下であるので、更に効率的に外輪とハウジングとの嵌め合いの変化を抑制してクリープの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る軸受装置について図面を参照して詳細に説明する。        
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の軸受装置１０は、転がり軸受の一例である単列深溝玉軸受１と、ハウジング１１と、リング状部材１２と、回転軸１３と、を備える。
【００１５】
転がり軸受の一例である単列深溝玉軸受１は、ハウジング１１に内嵌され、内周面に外輪軌道面２ａを有する外輪２と、回転軸１３に外嵌され、外周面に内輪軌道面３ａを有する内輪３と、外輪軌道面２ａと内輪軌道面３ａ間に配置される転動体である複数の玉４と、玉４を転動自在に保持する保持器５とを備えている。
【００１６】
外輪２、内輪３及び玉４は、線膨張係数α１が１２．５×１０−６／℃の浸炭鋼や、線膨張係数α１が１１．３×１０−６／℃の炭素鋼や、線膨張係数α１が１２．８×１０−６／℃のクロム鋼等の金属材料によって形成される。
【００１７】
ハウジング１１は、回転軸１３が挿入される孔部１１ａと、この孔部１１ａの開口部分に側壁１１ｂから略円筒状に突出するボス部１１ｃとを有する。そして、このボス部１１ｃの内周面１１ｄに外輪２が嵌合し、外周面１１ｅにリング状部材１２が圧入により嵌合される。
【００１８】
ハウジング１１は、軽量化を図るため、外輪２よりも線膨張係数の大きい、例えば、線膨張係数α２が２３．７×１０−６／℃のアルミニウム合金や線膨張係数α２が２６．０×１０−６／℃のマグネシウム合金、線膨張係数α２が１７．３×１０−６／℃のオーステナイト系ステンレス鋼等から形成されている。
【００１９】
また、リング状部材１２は、ハウジング１１の線膨張係数α２よりも小さい、好ましくは、外輪２の線膨張係数α１以下、より好ましくは外輪２の線膨張係数より小さい、線膨張係数α３が１２．８×１０−６／℃の炭素鋼や、線膨張係数α３が１０．４×１０−６／℃の鋳鉄等から形成される。
【００２０】
このように構成される軸受装置１０では、ボス部１１ｃの外周面１１ｅには、ハウジング１１の線膨張係数α２よりも小さい線膨張係数α３を有するリング状部材１２が圧入されているので、環境温度、或いは装置の作動により軸受装置１０の温度が上昇しても、ハウジング１１の自由な膨張が抑制される。このため、ボス部１１ｃの内周面１１ｄの膨張も抑えられ、ボス部１１ｃの内周面１１ｄと外輪２の外周面との嵌め合いの変化が抑制される。これにより、回転軸１２の支持剛性や回転精度の低下、また、クリープの発生が防止される。
【００２１】
また、リング状部材１２を、外輪２の線膨張係数α１以下の線膨張係数α３を有する材料で制作すれば、外輪２の膨張もボス部１１ｃを介してリング状部材１２によって抑制されるので、更に効果的にボス部１１ｃの内周面と外輪２の外周面の嵌め合いの変化を抑制することができる。
【００２２】
尚、リング状部材１２による抑制力をより有効に外輪２に作用させるためには、リング状部材１２は、単列深溝玉軸受１と軸方向において重なる位置に配置されることが望ましい。
【００２３】
以上、本実施形態の軸受装置１０によれば、外輪２が嵌合されるハウジング１１の外周面１１ｅに、ハウジング１１の線膨張係数α２より小さい線膨張係数α３を有するリング状部材１２が嵌合しているので、温度上昇に伴ってハウジング１１が膨張しようとすると、線膨張係数α３が小さなリング状部材１２によって膨張が抑制される。これにより、外輪２とハウジング１１との嵌め合いの変化が抑制されて良好な嵌め合いが維持され、回転軸１２の支持剛性や回転精度の低下、また、クリープの発生が防止される。
【００２４】
また、リング状部材１２の線膨張係数α３を、外輪２の線膨張係数α１以下とすれば、更に効率的に外輪２とハウジング１１との嵌め合いの変化を抑制してクリープの発生等を防止することができる。
【００２５】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【００２６】
本発明のリング状部材の形状は、ハウジングの外周面の半径方向における膨張を抑制できるものであれば特に限定されることはなく、ハウジングのボス部の形状に応じて楕円形、多角形、星型等であってもよい。また、例えば、図２に示す第１変形例のように、リング状部材１２´は、両端にフランジ部１２ａ１，１２ｂ１を有する２つの半円形部材１２ａ，１２ｂからなる構成であってもよく、２つの半円形部材１２ａ，１２ｂでボス部１１ｃの外周面１１ｅを挟持した後、両端のフランジ部１２ａ１，１２ｂ１を締結部材であるボルト１４とナット１５によって締結することで、２つの半円形部材１２ａ，１２ｂがボス部１１ｃの外周面１１ｅに強固に固定される。
【００２７】
また、本実施形態では、ハウジング１１のボス部１１ｃをリング状部材１２の軸方向幅に合わせて側壁１１ｂから突出させているが、ハウジングの形状もリング状部材が転がり軸受の径方向外方で外嵌される構造であれば特に限定されるものでない。例えば、図３に示す第２変形例のように、ハウジング１１´は、ボス部１１ｃの外周面１１ｅから連続する溝１１ｆを側壁１１ｂの内側に形成し、この外周面１１ｅにリング状部材１２を嵌合させ、ボス部１１ｃの突出量を抑えるようにしてもよい。また、溝１１ｆの深さをリング状部材１２の軸方向幅に合わせて形成することで、側壁１１ｂから突出するボス部１１ｃを有しない構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸受装置を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【図２】本発明の変形例に係る軸受装置の正面図である。
【図３】本発明の他の変形例に係る軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  単列深溝玉軸受（転がり軸受）
２  外輪
３  内輪
４  玉（転動体）
１０  軸受装置
１１，１１´  ハウジング
１１ｅ  外周面
１２，１２´  リング状部材
α１  外輪の線膨張係数
α２  ハウジングの線膨張係数
α３  リング状部材の線膨張係数
【図１】
2008051204.tif 000003
【図２】
2008051204.tif 000004
【図３】
2008051204.tif 000005