(57)【要約】【課題】耐クリープ性に優れた転がり軸受を提供する。【解決手段】少なくとも外輪３と内輪５と、外輪３と内輪５との間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体６とからなり、軸とハウジング１の間の回転を支える転がり軸受において、ハウジング１と嵌合する外輪外径に設けた周方向の偏芯溝４と、該偏芯溝４に嵌め込まれる偏芯弾性体７とを備え、前記弾性体７と偏芯溝４とがすきまＬ２を持ってはめあわされており、前記弾性体７とハウジング１とがしめしろＬ１を持ってはめあわされており、外輪３がクリープした際に、外輪の回転に伴い弾性体７の肉厚部分が偏芯溝４の浅い部分にくさび状に突っ込む。これにより外輪３とハウジング１の間に強い突っ張り力が生じクリープを抑制する。【選択図】    図１
2005320983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、相対的に回転可能に配設した一対の軌道輪と、該軌道輪の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体とからなり、軸とハウジングの間の回転を支える転がり軸受において、
ハウジングと嵌合する一方の軌道輪外径と、軸と嵌合する他方の軌道輪内径のいずれか一方若しくは双方に設けた周方向の偏芯溝と、
該偏芯溝に嵌め込まれる偏芯弾性体とを備え、
前記弾性体と偏芯溝とがすきまを持ってはめあわされており、
前記弾性体と軸又はハウジングとがしめしろを持ってはめあわされていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
少なくとも、相対的に回転可能に配設した一対の軌道輪と、該軌道輪の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体とからなり、軸とハウジングの間の回転を支える転がり軸受において、
ハウジングと嵌合する一方の軌道輪外径と、軸と嵌合する他方の軌道輪内径のいずれか一方若しくは双方に設けた周方向の偏芯溝と、
該偏芯溝に嵌め込まれる偏芯弾性体とを備え、
前記弾性体と偏芯溝、及び前記弾性体と軸又はハウジングとが夫々しめしろを持ってはめあわされており、
前記弾性体と軌道輪とのしめしろを、前記弾性体と軸又はハウジングとのしめしろと比して小さくしたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項３】
偏芯溝と偏芯弾性体は、偏芯溝の最大偏芯位置と偏芯弾性体の最大偏芯位置を、略同位置に合わせた状態で嵌め込まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機械などで、軸とハウジングの間の回転を支える用途で用いられる転がり軸受に関する。特に軸の伸びを吸収する自由側玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータなどの２個或いは複数の軸受で回転軸を支えるスピンドル系軸受装置では、運転に伴う温度上昇による軸の伸びで軸受に過大な突っ張り負荷をかけないため、自由側軸受は軸受とハウジングのはめあいをルーズとしている。
また、エンジンやミッションなどでは、組み立て上の都合から、軸やハウジングとの間をすきま嵌合せざるを得ないことがある。
【０００３】
この自由側軸受は軸方向に自由に動くが、回転荷重によってはめあい部が回転方向に相対回転してしまうことにより、軌道輪がハウジングに対して円周方向に位置ずれを生じ、いわゆるクリープが生じてしまう。このクリープが起こると、はめあい部の摩耗に至り、軸受の機能を損なってしまうことがある。
このような問題は、特に内輪と軸がタイトはめあいで用いられることが多いため、外輪とハウジングの間のすきまはめあい部のクリープが問題となる。
【０００４】
そこで、このようなクリープ防止に対して、従来は外輪１００の外径に溝（周方向溝）２００を設け、この周方向溝２００にゴムなどの弾性体（例えばゴム製Ｏリング）３００を入れ、この弾性体３００が図示しないハウジングと外輪１００の間で突っ張る方法が知られている。例えば、図７、図８のようにゴム製Ｏリング３００を外輪１００の外径の周方向溝２００に挿入し、前記Ｏリング３００の外径をハウジング内径より大きくすることによりゴムの弾性でクリープを止めるものである（例えば特許文献１）。
【０００５】
また、例えば、図９に示すように、一部突起のついた正面視略Ｃ形状をしたばね鋼製弾性部材３０１を、外輪１００の外径の周方向に設けた偏芯溝２０１に入れ、この部材３０１が回転に伴って偏芯溝２０１と図示しないハウジングとの間でくさび状に食い込むことでクリープを止める構成も実用化されている。
【特許文献１】実開昭６０−１０７４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１に開示の先行技術にあっては、前記したようにＯリング３００の外径をハウジング内径より僅かに大きくしているだけであるためクリープを止める力が弱く、クリープ力が大きい場合には止めることはできない。
すなわち、クリープ防止力を強めるためには、ゴムなどの弾性体３００のしめしろを大きくしなければならないが、大きくすると軸受組み込み時にハウジングに挿入できなくなる問題があるためである。また、ハウジング挿入時にゴムなどの弾性体３００はハウジング穴のエッジで損傷してしまう虞もあった。
【０００７】
また、偏芯溝２０１にばね鋼製弾性部材３０１を入れ、くさび効果でクリープ防止する図９に記載の方法は、ハウジングがアルミなど柔らかい材料の場合、ばね鋼製弾性部材３０１がハウジングを削ってしまうといった虞がある。なお、弾性部材３０１を、例えば樹脂等の柔らかい部材とすることも考えられるが、このように構成した場合、弾性部材３０１が外輪１００と共に連れ回ってしまう現象が生じ、これではくさびが打ち込まれない状態となり、クリープ防止効果は得られないといった問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、耐クリープ性に優れた転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明の第１の発明は、少なくとも、相対的に回転可能に配設した一対の軌道輪と、該軌道輪の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体とからなり、軸とハウジングの間の回転を支える転がり軸受において、ハウジングと嵌合する一方の軌道輪外径と、軸と嵌合する他方の軌道輪内径のいずれか一方若しくは双方に設けた周方向の偏芯溝と、該偏芯溝に嵌め込まれる偏芯弾性体とを備え、前記弾性体と偏芯溝とがすきまを持ってはめあわされており、前記弾性体と軸又はハウジングとがしめしろを持ってはめあわされていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
本発明によれば、例えば外輪の外径に偏芯溝を設け、該偏芯溝に偏芯弾性体を嵌め込む構成とした場合において、外輪がクリープすると、偏芯弾性体が偏芯溝とハウジングに挟まれた空間の狭い部分にくさび状に食い込むことによってクリープを止める。
また、弾性体とハウジングとがしめしろを持ってはめあわされており、弾性体と外輪とがすきまを持ってはめあわされているため、弾性体が外輪と共に連れ回ることがない。
【０００９】
本発明の第２の発明は、少なくとも、相対的に回転可能に配設した一対の軌道輪と、該軌道輪の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体とからなり、軸とハウジングの間の回転を支える転がり軸受において、ハウジングと嵌合する一方の軌道輪外径と、軸と嵌合する他方の軌道輪内径のいずれか一方若しくは双方に設けた周方向の偏芯溝と、該偏芯溝に嵌め込まれる偏芯弾性体とを備え、前記弾性体と偏芯溝、及び前記弾性体と軸又はハウジングとが夫々しめしろを持ってはめあわされており、前記弾性体と軌道輪とのしめしろを、前記弾性体と軸又はハウジングとのしめしろと比して小さくしたことを特徴とする転がり軸受としたことである。
本発明によれば、弾性体と外輪とのしめしろを、弾性体とハウジングとのしめしろより小さくしたため、弾性体が外輪と共に連れ回ることがない。
【００１０】
本発明の第３の発明は、第１の発明又は第２の発明において、偏芯溝と偏芯弾性体は、偏芯溝の最大偏芯位置と偏芯弾性体の最大偏芯位置を、略同位置に合わせた状態で嵌め込まれていることを特徴とする転がり軸受としたことである。
本発明によれば、外輪外径からの弾性体の突出状態は、円周上略均一となり、ハウジング内径への挿入が容易であると共に、はめあった後の弾性体と偏芯溝の間は略均一なすきまとなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、耐クリープ性に優れた転がり軸受を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の一実施形態を図に基づいて説明する。
図１乃至図５に実施例１を示し、図６に実施例２を示す。なお、本実施例は、本発明の一実施例にすぎず、何等これに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
【実施例１】
【００１３】
本発明の転がり軸受は、例えば、モータなどの２個或いは複数の軸受で回転軸を支えるスピンドル系軸受装置などにおいて自由側軸受として用いられるが、その適用例は限定されない。
図中、１はハウジング、２は転がり軸受を示し、本実施例では、本発明の転がり軸受の一例として、深溝玉軸受を挙げて説明するが、何等限定されず、ころ軸受に本発明を適用可能であることは勿論である。なお、転がり軸受２を外径に嵌め込む軸については適宜任意の構成が選択され、ここでその記載は省略する。
【００１４】
転がり軸受２は、ハウジング１と、図示しない軸との間の回転を支えている一対の軌道輪、例えば外輪３と内輪５と、該外輪３と内輪５の間に組込まれる複数個の転動体６とで相対回転可能に構成されており、本実施例では、前記外輪３の外径に偏芯溝４を設けると共に、該偏芯溝４に偏芯弾性体７を嵌め込むことにより、外輪３とハウジング１との間に生じ得るクリープ防止を目的とした一例を示している。
また、本実施例では密封板（接触シール若しくは非接触シール又はシールド）を図示していないが、実施の形態に応じて所定の密封板を組み込むことができる。また、転動体６を等間隔に保持する保持器についての記載も省略しているが、この保持器においても実施の形態に応じて所定の保持器を組込むことが可能で、また潤滑剤（グリース・油）についても実施の形態に応じて所定の潤滑剤が選択可能である。
【００１５】
外輪３は、内径に周方向に連続する所定形状の外輪軌道３ａを設けると共に、外径には、周方向に夫々連続する断面視矩形状の偏芯溝４を、軸方向に間隔をあけて二本並設している。そして、内輪５には、外径に周方向に連続する所定形状の内輪軌道５ａを設け、前記外輪軌道３ａと内輪軌道５ａとの間に複数個の転動体（玉）６を組込んで構成している。
【００１６】
前記偏芯溝４は、例えば本実施例では、図２に示すように、その溝深さは、最大深溝位置（最大偏芯位置Ｂｔと同位置）Ｗ１と最小深溝位置Ｗ２を相対向する位置に設け、前記最大深溝位置Ｗ１の両端から前記最小深溝位置Ｗ２まで、夫々溝が順次浅くなるように形成されている。
図２にて、図中Ｏは外輪３外径の軸中心、Ｏ´は偏芯溝４内径の軸中心を示す。従って、本実施例では、偏芯溝４の溝径寸法Ａｇは、外輪３の外径寸法Ｄｇに対して略О−О´だけ偏芯した位置に設けられている。
【００１７】
外輪３の外径寸法はＤｇで、ＪＩＳの標準軸受では、呼び径に対して０からマイナス側の公差にできている。この軸受はハウジング１に自由側軸受として挿入されるため、一般的にはハウジング１の内径ＤｈはＨ５〜Ｈ７公差で作られることが多く、外輪３とハウジング１とのはめあいはルーズ嵌合となる。
【００１８】
偏芯弾性体７は、例えば本実施例では、図４に示すように断面視矩形状の偏芯した環状に、ゴム又は樹脂などの弾性部材で形成され、最大肉厚位置Ｗ３と最小肉厚位置Ｗ４を相対向する位置に設け、前記最大肉厚位置Ｗ３の両端から前記最小肉厚位置Ｗ４まで、夫々肉厚が順次薄くなるように形成されている。
また、偏芯弾性体７の外径寸法Ｄｔは、前記ハウジング１の内径寸法Ｄｈより大きくしており、軸受２がハウジング１に挿入された後には、ハウジング１とＤｔ−ＤｈのしめしろＬ１を持つ（図４にてしめしろを破線で示す）ように構成されている。
図３にて、図中Ｏは偏芯弾性体７の外径軸中心、Ｏ´は偏芯弾性体７の内径軸中心を示す。従って、本実施例では、偏芯弾性体７の内径寸法Ａｔは、前記外輪３の偏芯溝４と同様に、偏芯弾性体７の外径寸法Ｄｔに対して略О−О´程度偏芯して作られている。
また、偏芯弾性体７の内径寸法Ａｔの方が、前記偏芯溝４の溝径寸法Ａｇよりも大きく形成され、このはめあいはすきまを持ったルーズ嵌合となっており、そのすきまＬ２はＡｔ−Ａｇとなる（図４）。
【００１９】
前記偏芯溝４への偏芯弾性体７の組込みは、偏芯溝４と偏芯弾性体７の偏芯位置を合わせて組込むものとする。つまり、偏芯溝４と偏芯弾性体７の夫々の最大偏芯位置ＢｔとＢｇを略同位置にする。これにより、外輪３外径からの偏芯弾性体７の突出状態は、円周上略均一（Ｄｔ−Ｄｇで得られる均一突出寸法）となり、ハウジング１内径への挿入が容易であると共に、はめあった後の偏芯弾性体７と偏芯溝４の間は略均一なすきま（図１・図４に示したすきまＬ２）となる。
従って、はめあい後（図４・図５（ａ）は、はめあい時の状態を示す。）、軸受２が回転し外輪３がクリープ回転を始めると、外輪３だけが回転し（回転方向を矢印ｒで示す）、該外輪３とすきまＬ２を持ってはめあわされている偏芯弾性体７（図４参照）は回転しないので、図５（ｂ）に示すように、外輪３の回転に伴い偏芯弾性体７の肉厚部分が偏芯溝４の浅い部分にくさび状に突っ込む。これにより外輪３とハウジング１の間に強い突っ張り力が生じクリープを抑制する。
【００２０】
本実施例では、偏芯弾性体７と偏芯溝４との間をすきまＬ２を持つものとしたが、しめしろとしても、偏芯弾性体７とハウジング１のしめしろと比して、偏芯弾性体７と偏芯溝４とのしめしろが小さければ効果は同じである。すなわち、前記Ｄｔ−Ｄｈの外径側しめしろＬ１が大きい場合は略均一なしめしろとなる。
すなわち、しめしろとする場合でも、偏芯弾性体７と偏芯溝４とのしめしろが、Ｄｔ−ＤｈのしめしろＬ１よりは小さいしめしろとすることで、偏芯弾性体７の緊迫力はハウジング１に対しては強く、外輪３に対しては小さくなる。
【００２１】
前記偏芯弾性体７は、本発明の範囲内で任意の樹脂やゴムを選択することが可能で、その他ばね性（弾性）のある材料であれば本発明の範囲内で設計変更可能である。また、本実施例では、偏芯弾性体７の断面を矩形としたが円形であってもよく、その他形状は問わない。円形の場合は軸方向には動きやすいので自由側軸受の機能を損なうことが少ない。
さらに、偏芯弾性体７は、本実施例では円環状に形成しているが、円環状の一部を分断した略Ｃ字状であってもよく、少なくとも半周以上であればよい。外輪３外径の偏芯溝４にあっても同様に全周にわたって溝がなくとも良い。
また、外輪３に偏芯溝４を２本設けた一例を提示しているが、偏芯溝４は一本でも三本以上としても良い。
特に図示して説明はしないが、内輪５と軸との間に生じ得るクリープに対しても本実施例と同様な機構が適用できることは言うまでもない。
【実施例２】
【００２２】
図６は本発明の実施例２を示し、偏芯弾性体７を樹脂で成形し、断面形状を概三角形にしたもので、このような構成とすることにより偏芯弾性体７と偏芯溝４の接触面積が小さくなるため、より一層くさび効果が増す。その他の構成及び作用効果にあっては実施例１と同様であるため、その説明を援用し詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１を示す概略断面図。
【図２】実施例１の軌道輪（外輪）を示す概略断面図。
【図３】実施例１の偏芯弾性体の一例を示す概略図。
【図４】ハウジングと外輪とのはめあい部を拡大して示す部分拡大断面図。
【図５】（ａ）はクリープ前の状態の拡大断面図、（ｂ）はクリープした際に、偏芯弾性体が外輪外径の偏芯溝と、ハウジングに挟まれた空間の狭い部分にくさび状に食い込むことによってクリープを止めている状態を示す拡大断面図。
【図６】実施例２を部分的に拡大して示す断面図。
【図７】従来のクリープ防止軸受を示す概略断面図。
【図８】図７のＡ方向から見た状態の断面図。
【図９】従来の他のクリープ防止軸受を示し、（ａ）は全体概略断面図、（ｂ）は偏芯溝とばね鋼製弾性体との関係を示す正面図。
【符号の説明】
【００２４】
１  ハウジング
２  転がり軸受
３  外輪
４  偏芯溝
５  内輪
６  転動体
７  偏芯弾性体
Ｌ１  しめしろ（偏芯弾性体とハウジングとの間のしめしろ）
Ｌ２  すきま（偏芯弾性体と偏芯溝との間のすきま）
【図１】
2005320983.tif 000003
【図２】
2005320983.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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【図７】
2005320983.tif 000009
【図８】
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【図９】
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