(57)【要約】【課題】入れ溝付き玉軸受の耐久性を向上させる。【解決手段】入れ溝付き玉軸受を、外周部に溝状の軌道面が形成されてなる内輪と、内周部に溝状の軌道面が形成されてなる外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に組み込まれる玉を有し、外輪および内輪の双方に、軌道面と隣接する肩部を凹ませて形成され軸方向に延在する入れ溝が設けられ、入れ溝の溝面と軌道面の溝面とが接する境界部を曲面に形成してなる構成とする。これによって、この境界部のエッジやバリに起因する玉の損傷が抑制される。【選択図】  図１
2005069245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に溝状の軌道面が形成されてなる内輪と、内周部に溝状の軌道面が形成されてなる外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に組み込まれる玉を有して構成され、外輪および内輪の双方に、軌道面と隣接する肩部を凹ませて形成され軸方向に延在する入れ溝が設けられ、入れ溝の溝面と軌道面の溝面とが接する境界部を曲面に形成してなる入れ溝付き玉軸受。
【請求項２】
定格ラジアル荷重を負荷したときの軌道面と玉との接触面の軸方向長さが、入れ溝の溝面と軌道面の溝面との境界部から軌道面の中心までの軸方向長さの２倍よりも小さく設定されることを特徴とする請求項１に記載の入れ溝付き玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、玉軸受に係り、特に、内輪と外輪の間に玉を組み込むために形成された入れ溝を備えてなる入れ溝付き玉軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般産業分野で用いられ、内輪と外輪との間に玉を組み込んで構成される玉軸受において、例えば深溝玉軸受内に玉を組み込む際に、例えば図５（ａ）に示すように、内輪１０１を外輪１０３に対して偏心させて、図５（ｂ）に示すように内輪１０１と外輪１０３との間隔が三日月状に広がった隙間１０５から玉１０７を組み込むことが知られている。この場合、内輪１０１と外輪１０３とが偏心した状態で玉を挿入した後に、図５（ｃ）に示すように、内輪１０１と外輪１０３の軸心を整合させ、外輪１０３を弾性変形させることによって玉１０７の組込みがなされる。
【０００３】
しかしながら、上述した方法では、三日月状の隙間の大きさの関係から、軸受内に組込める玉の数が制限される。そこで、例えばラジアル荷重の大きな軸受用として、内輪および外輪の軸方向一方の肩部を凹ませて、軸方向に延在する入れ溝を形成することが知られている。（例えば、非特許文献１を参照。）このような軸受は、入れ溝付き玉軸受と称される。そして、玉の挿入は、外輪と内輪とにそれぞれ形成された入れ溝の位相を揃えることによって形成される開口部を介して行われる。これによれば、組込み可能な玉の数を増やすことによって許容ラジアル荷重を向上することができる。
【０００４】
【非特許文献１】
「ＪＩＳ用語解説シリーズ  転がり軸受用語」  （社）日本ベアリング工業会
日本規格協会刊  １９９３年７月２０日  第１版第１刷発行（１１頁等）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した入れ溝付き玉軸受においては、玉を軸受内に挿入する際に、入れ溝と軌道面との境目に形成される角部によって玉が損傷を受ける場合があった。特に、通常この部分は軌道面部の加工が入れ溝部の加工よりも後工程において行われるので、バリが入れ溝側に張り出して形成されやすく、玉を挿入する際に玉に損傷を及ぼすおそれがある。また、軸受のラジアル方向の荷重が増加するにつれて、玉と内輪および外輪の軌道面との間の通常略楕円の接触面形状が、軸受の軸方向に長くなる傾向があり、この接触面が入れ溝と軌道面との境目に達すると、両者間の角部によって接触面圧が極端に大きくなり、玉が集中応力を受け損傷するおそれがある。玉が損傷を受けると、損傷部を起点として振動や焼付き、破損を生ずる場合があり、円滑な回転を阻害するとともに、軸受寿命を低下させる要因となる。
【０００６】
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、入れ溝付き玉軸受の耐久性を向上することにある。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明は、外周部に溝状の軌道面が形成されてなる内輪と、内周部に溝状の軌道面が形成されてなる外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に組み込まれる玉を有して構成され、外輪および内輪の双方に、軌道面と隣接する肩部を凹ませて形成され軸方向に延在する入れ溝が設けられ、入れ溝の溝面と軌道面の溝面とが接する境界部を曲面に形成してなる入れ溝付き玉軸受によって上述した課題を解決する。
【０００８】
本発明によれば、入れ溝の溝面と軌道面の溝面とが接する境界部を曲面に形成し、玉への干渉量が減少されているから、玉を挿入する際に玉に傷がつきにくい。また、軸受の使用時に、玉と軌道面との接触面が、入れ溝と軌道面との境界部にかかったとしても、玉に集中応力が作用しにくいから、玉が損傷を受けにくい。このため、入れ溝付き玉軸受の耐久性が向上する。
【０００９】
また、定格ラジアル荷重を負荷したときの軌道面と玉との接触面の軸方向長さを、入れ溝の溝面と軌道面の溝面との間の境界部から軌道面の中心までの軸方向長さの２倍よりも小さく設定すると、軸受の使用時にこの接触面が軌道面と入れ溝との境界部にかかりにくいのでよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる入れ溝付き玉軸受の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態の入れ溝付き玉軸受を直径方向に切って見た状態を示す断面図である。図１に示すように、軸受１は、外周部に軌道面が形成されてなる内輪３と、内周部に軌道面が形成されてなる外輪５と、内輪３と外輪５の軌道面間に、周方向に分布して複数組み込まれる玉である鋼球７とを有して構成されている。また、この軌道面間で鋼球７を保持する保持器９が設けられている。
【００１１】
図２は、図１の入れ溝付き玉軸受の内輪および外輪の拡大断面図である。図２に示すように、内輪３は、径方向に切って見たときの断面が略矩形に形成されている。そして、内輪３の外周面の軸方向における略中央部に、周方向に延在する溝状の軌道面１１が形成されている。軌道面１１の断面形状は、鋼球７の直径を考慮して設定された径の円弧状となっている。そして、内輪３の外周面の、軌道面１１を挟んだ両側の領域であるいわゆる肩部１２の一方には、この肩部１２を凹ませて形成され、軸方向に沿って延在する入れ溝１３が設けられている。
【００１２】
図２に示すように、内輪３の外周面または肩部からの入れ溝１３の溝底の深さは、軸受１の中央部から端部側に向かうにつれて徐々に深くなるように設定されている。そして、入れ溝１３の溝底は、図２に示す断面図で見たときに略直線状であり、入れ溝１３が形成された側の内輪３の端部からみて、軌道面１１の中心より軸方向に距離Ｂだけ手前側において、軌道面１１の溝面と接するように構成されている。そして、この軌道面１１の溝面と入れ溝１３の溝面とが接する境界部１５は、Ｒ面取りがなされ、曲面状に形成されている。
【００１３】
図３は、図２のＩＩＩ部拡大図である。図３に示すように、境界部１５には、曲率Ｒの面取りがなされている。この曲率Ｒは、例えば鋼球７のサイズ、鋼球７に対する境界部１５の位置、および後述する鋼球７の挿入しやすさといったことを考慮して設定される。そして、境界部１５は、バリ等の突出部がないように、円滑に仕上げられる。
【００１４】
一方、図２に示すように、外輪５もまた径方向に切って見たときの断面が略矩形に形成されている。そして、外輪５の内周面の軸方向における略中央部に、周方向に延在する溝状の軌道面１７が形成されている。軌道面１７の断面形状は、鋼球７の直径を考慮して設定された径の円弧状となっている。そして、外輪５の内周面の、軌道面１７を挟んだ両側の領域であるいわゆる肩部１８のうち、内輪３の入れ溝１３が設けられているのと同じ側には、肩部１８を凹ませて形成され、軸方向に沿って延在する入れ溝１９が設けられている。
【００１５】
図２に示すように、外輪５の内周面または肩部からの入れ溝１９の溝底の深さは、軸受１の中央部から端部側に向かうにつれて徐々に深くなるように設定されている。そして、入れ溝１９の溝底は、図２に示す断面図で見たときに略直線状であり、入れ溝１９が形成された側の外輪５の端部からみて、軌道面１７の中心より軸方向に距離Ａだけ手前側において、軌道面１７の溝底と接するように構成されている。なお、この距離Ａは、上述した距離Ｂよりも小さい。また、距離ＡおよびＢは、ともに定格ラジアル荷重が負荷されたときの、鋼球７と各軌道面１１、１７との接触面の、軸方向長さの１／２よりも大きくなるように設定されている。なお、この接触面の形状は通常軸方向を長辺とする略楕円形となり、ラジアル荷重の増大に伴って長辺方向の長さが増すことが知られている。また、内輪３と外輪５とが同心に配置されている状態において、入れ溝１３と入れ溝１９との間隔が最も狭くなる箇所の、各溝底間の間隔は、鋼球７の直径よりもやや小さく設定されている。
【００１６】
そして、軌道面１７の溝面と、入れ溝１３の溝面とが接する境界部２１は、Ｒ面取りがなされ、曲面状に形成されている。この境界部２１も、上述した境界部１５と同様にして設定された曲率に形成され、その表面は円滑に仕上げられる。
【００１７】
次に、上述した本実施形態の軸受１を組み立てる際に、内輪３と外輪５との間に、鋼球７を挿入する方法について説明する。図４は、本実施形態における玉の挿入方法を示す図である。図４に示すように、先ず、内輪３と外輪５とは、略同心に配置され、内輪３の軌道面１１と外輪５の軌道面１７とが対向するように配置される。そして、内輪３の入れ溝１３と、外輪５の入れ溝１９とが、周上の略同一位置に揃うように内輪３と外輪５の位相が合わせられる。そして、内輪３と外輪５は、図示しない冶具によって固定される。
【００１８】
次に、鋼球７は、内輪３の入れ溝１３と外輪５の入れ溝１９とが対向して形成された開口部から、軸方向に沿って軸受の軌道面部に挿入される。そして、軌道面１１、１７間の所定の位置まで挿入された鋼球７は、両軌道面間の空間部を周方向に移動して、周上の所定の位置に移動する。このようにして、鋼球７は、所定の数だけ軸受内に組み込まれる。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、入れ溝の溝面と、軌道面の溝面とが接する境界部を曲面に形成し、これによって鋼球への干渉量が減少されているから、鋼球を挿入する際に玉に傷がつきにくい。また、軸受の使用時に、鋼球と軌道面との接触面が、入れ溝と軌道面との境界部にかかったとしても、鋼球に集中応力が作用しにくいから、鋼球が損傷を受けにくく、入れ溝付き軸受の耐久性が向上する効果がある。
【００２０】
また、定格ラジアル荷重を負荷したときの各軌道面と鋼球との接触面の軸方向長さを、入れ溝の溝面と軌道面の溝面との間の境界部から軌道面の軸方向中心までの距離Ａ、Ｂの２倍よりも大きく設定したから、軸受の使用時に上述した接触面が境界部にかかりにくく、万一かかったとしても、境界部を曲面に形成したので、鋼球に集中応力が生じにくい。
【００２１】
なお、本発明は、上述した実施例の構成に限定されるものではなく、例えば内輪、外輪の形状や玉の大きさ、個数等、保持器の構成等は、適宜変更することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、入れ溝付き玉軸受の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる入れ溝付き玉軸受の一実施形態の断面図である。
【図２】図１の入れ溝付き玉軸受の内輪および外輪の拡大断面図である。
【図３】図１の入れ溝付き玉軸受のＩＩＩ部拡大図である。
【図４】図１の入れ溝付き玉軸受を組み立てる際に、内輪と外輪との間に玉を挿入する方法を示す図である。
【図５】既存の深溝玉軸受を組み立てる際の玉の挿入方法を示す図である。
【符号の説明】
１  軸受
３  内輪
５  外輪
７  玉
９  保持器
１１  軌道面
１２  肩部
１３  入れ溝
１５  境界部
１７  軌道面
１８  肩部
１９  入れ溝
２１  境界部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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