(57)【要約】【課題】ハウジングから抜け出すのを防止する手段を備えたハウジングへのシェル形ころ軸受の組付け構造を提供する。【解決手段】外輪２の外周部３の軸方向のほぼ中央部から両端部近傍にかけて円弧状の凹部６が設けられ、外輪２内に複数のころ７が配設されたシェル形ころ軸受１と、弾性材からなり、ほぼ中央部から軸方向の両端部近傍にかけてシェル形ころ軸受１の外輪２に設けた凹部６に対応した形状の嵌合凹部１２が設けられ、外周面の周方向に複数の外方向凸部１４が設けられたスリーブ１０とを有し、このスリーブ１０をハウジングの開口部に圧入し、スリーブ１０内にシェル形ころ軸受１０を圧入すると共に、スリーブ１０の外方向凸部１４をハウジングに圧着して固定する。【選択図】図１
2007155050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の外周部の軸方向のほぼ中央部から両端部近傍にかけて円弧状の凹部が設けられ、前記外輪内に複数のころが配設されたシェル形ころ軸受と、
弾性材からなり、軸方向のほぼ中央部から両端部近傍にかけて前記シェル形ころ軸受の外輪に設けた凹部に対応した形状の嵌合凹部が設けられ、外周面の周方向に複数の外方向凸部が設けられたスリーブとを有し、
前記スリーブをハウジングの開口部に圧入し、前記スリーブ内に前記シェル形ころ軸受を圧入すると共に、前記スリーブの外方向凸部により前記ハウジングに圧着して固定したことを特徴とするシェル形ころ軸受の組付け構造。
【請求項２】
前記スリーブの外方向凸部は、複数の突起形状で該スリーブの軸方向の両端部近傍に設けられたことを特徴とする請求項１記載のシェル形ころ軸受の組付け構造。
【請求項３】
前記スリーブの外方向凸部は、前記嵌合凹部に複数の軸方向スリットを設け、該スリットにより形成されて外方向に折曲げられた外側弾性片からなることを特徴とする請求項１記載のシェル形ころ軸受の組付け構造。
【請求項４】
前記スリーブの外方向凸部の高さを、該スリーブの肉厚の５％〜５０％としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシェル形ころ軸受の組付け構造。
【請求項５】
前記スリーブの軸方向にスリットを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシェル形ころ軸受の組付け構造。
【請求項６】
前記スリーブの圧入側端部の内周にフランジを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシェル形ころ軸受の組付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シェル形ころ軸受に係り、より詳しくは、ハウジングに圧入したシェル形ころ軸受が、使用中にハウジングから抜け出すのを防止する手段を備えたハウジングへのシェル形ころ軸受の組付け構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のシェル形ころ軸受に、ハウジングに圧入する際に、カジリや変形を防止するために、組立後の最終外輪の圧入側の外径を、非圧入側の外径より０．０２〜０．０７ｍｍ小さい径差をもつテーパ状に形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ハウジングに圧入されたシェル形ころ軸受の外輪の圧入側先端部において、ころのエッジロードによる局部的な応力増加による焼付きや早期剥離等、あるいは騒音の発生等を防止するために、外輪の外径を軸方向の全長に亘って同一径とし、内径を両端で１／２００以下の径差により圧入方向先端部に向けて順次大きいテーパ形状としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５４−８４１５６号公報（第１−２頁、図２−４）
【特許文献２】特許第２５１８９５６号公報（第２頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シェル形ころ軸受はハウジングに圧入して使用されるが、使用中の熱による締しろの減少、振動、スキュー力等の様々な要因から、ハウジングから抜け出すことがあり、シェル形ころ軸受がハウジングから抜け出すと再び使用できなくなるばかりでなく、これを使用する機械も損傷したり寿命を縮めることになる。
特許文献１，２のシェル形ころ軸受は、いずれも使用中にハウジングから抜け出すのを防止する対策が講じられていないため、使用中にハウジングから抜け出すおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、使用中にハウジングから抜け出すのを防止する手段を備えたハウジングへのシェル形ころ軸受の組付け構造を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るシェル形ころ軸受の組付け構造は、外輪の外周部の軸方向のほぼ中央部から両端部近傍にかけて円弧状の凹部が設けられ、前記外輪内に複数のころが配設されたシェル形ころ軸受と、弾性材からなり、ほぼ中央部から軸方向の両端部近傍にかけて前記シェル形ころ軸受の外輪に設けた凹部に対応した形状の嵌合凹部が設けられ、外周面の周方向に複数の外方向凸部が設けられたスリーブとを有し、前記スリーブをハウジングの開口部に圧入し、前記スリーブ内に前記シェル形ころ軸受を圧入すると共に、前記スリーブの外方向凸部により前記ハウジングに圧着して固定するようにしたものである。
【０００８】
上記のスリーブの外方向凸部は、複数の突起形状で該スリーブの軸方向の両端部近傍に設けられたものである。
また、上記のスリーブの外方向凸部は、前記嵌合凹部に複数の軸方向スリットを設け、該スリットにより形成されて外方に折曲げられた外側弾性片からなるものである。
【０００９】
上記のスリーブの外方向凸部の高さを、該スリーブの肉厚の５％〜５０％とした。
上記のスリーブの軸方向にスリットを設けた。
また、上記いずれかのスリーブの圧入側端部の内周にフランジを設けた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、弾性材からなり外周面の周方向に外方向凸部が設けられたほぼ鼓状のスリーブをハウジングの開口部内に圧入し、このスリーブにシェル形ころ軸受を圧入して組付けるようにしたので、シェル形ころ軸受にハウジングから抜け出す方向の力が作用しても、スリーブの反力又はばね力によりシェル形ころ軸受がハウジングから抜け出すの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】
【００１１】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係るシェル形ころ軸受の組付け構造の要部を示す説明図である。なお、説明を容易にするために、以下の図面では一部を誇張して示してある。
図１において、１はシェル形ころ軸受で、図２に示すように、薄板鋼板からなる外輪２は、リング状の外周部３とその軸方向の両端部を半径方向に折曲げた鍔部４ａ，４ｂとからなっている。
【００１２】
そして、外周部３の軸方向の両端部近傍は平坦面に形成され（以下平坦部５ａ，５ｂという）、軸方向のほぼ中央部から両平坦部５ａ，５ｂにかけて、その中央部が最大くぼみとなる円弧状の凹部６が設けられている。この凹部６の最大くぼみ量ｄは、平坦部５ａ，５ｂの外径Ｄ1の０．００５％〜１％程度であることが望ましい。７は外周部３と鍔部４ａ，４ｂに囲まれた領域に配設された複数のころである。なお、図には、ころ７を保持する保持器は省略してある。また、以下の説明では、図１の右側（鍔部４ｂ側）を圧入側、左側（鍔部４ａ側）を非圧入側という。
【００１３】
再び図１において、１０は例えばステンレス鋼の如き弾性を有する金属材料からなる筒状のスリーブで、図３，図４に示すように、軸方向のほぼ中央部から両端部近傍の平坦部１１ａ，１１ｂにかけて縮径され、シェル形ころ軸受１の外輪２に設けた凹部６に対応した形状の嵌合凹部１２が設けられてほぼ鼓状に形成されている。そして、圧入側の端部には内側に向かうフランジ１３が設けられている。このフランジ１３は、後述のように、スリーブ１０及びシェル形ころ軸受１をハウジング２０の開口部２１内に圧入するときの位置決めとなるものであるが、省略してもよい。
スリーブ１０の平坦部１１ａ，１１ｂの外径Ｄ2は、ハウジング２０の開口部２１の内径Ｄ4（図５参照）とほぼ等しく、内径Ｄ3はシェル形ころ軸受１の平坦部５ａ，５ｂの外径Ｄ1とほぼ等しく形成されている。
【００１４】
１４は平坦部１１ａ，１１ｂの外周面の両端部近傍において、外周面に所定の間隔で設けられた外方向凸部である複数の抜け止め用の突起で、例えば、スリーブ１０をプレス加工により成形する際に、その後工程でプレス加工によって設けるなど、適宜の方法により形成される。
この突起１４の高さは、圧入するハウジング２０の材質によって異なるが、一般にスリーブ１０の肉厚の５％〜５０％程度であり、ハウジング２０が例えばアルミ合金製の如く比較的軟質で突起１４が食い込み易い場合は高く、その逆の場合は低く設定する。
【００１５】
次に、上記のようなスリーブ１０を用いたシェル形ころ軸受１のハウジング２０の開口部２１内への組付け手順について説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、スリーブ１０を矢印方向（軸方向）に押圧して、ハウジング２０の開口部２１内に圧入する。このとき、スリーブ１０の外周面に設けた突起１４は僅かに突出しているだけなので、スリーブ１０の弾性変形により開口部２１の内壁に食い込むことなくスムーズに前進し、フランジ１３が開口部２１の奥壁２２に当接して停止、圧入が終了する。
【００１６】
ついで、シェル形ころ軸受１の圧入側をスリーブ１０の開口部に沿って配設し、図５（ｂ）に示すように、非圧入側を矢印方向に押圧してスリーブ１０内に圧入する。これにより、シェル形ころ軸受１は、スリーブ１０の嵌合凹部１２を弾性変形させつつ前進し、鍔部４ｂがスリーブ１０のフランジ１３に当接すると停止し、圧入が終了する。
このとき、スリーブ１０の外周面に設けた複数の突起１４は、ハウジング２０の開口部２１の内壁に食い込み、シェル形ころ軸受１の外輪２に設けた凹部６は、スリーブ１０の嵌合凹部１２に嵌合し、圧着される。
【００１７】
シェル形ころ軸受１に負荷がかかると、図５（ｃ）に示すように、スリーブ１０及び外輪２は外周方向に押圧されて弾性変形し、平坦になってハウジング２０の開口部２１の内壁及びスリーブ１０の内壁に圧着され、ころ７は全長にわたって外輪２の軌道面に当接する。
【００１８】
ところで、若し突起１４が開口部２１の内壁に完全に食い込まない場合は、スリーブ１０内に圧入したシェル形ころ軸受１の外輪２の外周部がこの不完全食い込み状態の突起１４に当って変形し、薄肉の外輪のころ軌道面に悪い影響を及ぼすことになり、軌道面が変形して軸受寿命が低下するおそれがある。このようなことから、突起１４は外輪２のころ転走面から外れた位置、したがって、平坦部１１ａ，１１ｂの両端部近傍に設けることが望ましい。
【００１９】
次に、本実施の形態に係るシェル形ころ軸受１のハウジング２０の開口部２１からの抜けだし防止作用について説明する。
図６（ａ）に示すように、ハウジング２０の開口部２１内に固定されたスリーブ１０に圧入されたシェル形ころ軸受１に、使用中の熱による締めしろの減少、振動、スキュー力等によって、スリーブ１０から軸方向に抜け出す方向の力Ｆが作用すると、その圧入側の平坦部５ｂがスリーブ１０の嵌合凹部１２に当ってその分力Ｆ1が作用し、これにより嵌合凹部１２が弾性変形する。
【００２０】
これにより、図６（ｂ）に示すように、シェル形ころ軸受１の圧入側にシェル形ころ軸受１を押し戻そうとする反力Ｆ2が仂いて抵抗し、シェル形ころ軸受１がスリーブ１０から抜け出すのを阻止する。このとき、スリーブ１０は複数の突起１４がハウジング２０の開口部２１の内壁に食い込んで固定されているので、開口部２１から抜け出すことはない。
【００２１】
図７は本発明の実施の形態１に係るスリーブの他の例を示す斜視図である。
本例は、図３に示すスリーブ１０の軸方向にスリット１５を設け、弾性変形によりその外径を縮径しうるようにしたものである。
本例においても、前記の例とほぼ同様の効果を得ることができるが、さらに、スリット１５を設けたことにより外径を縮径することができるので、スリーブ１０をハウジング２０の開口部２１に容易に挿入することができ、また、突起１４を高くして開口部２１の内壁により深く食い込ませることができるので、スリット１０をさらに確実に開口部２１内に固定することができる。なお、本例は、他の実施の形態にも実施することができる。
【００２２】
本実施の形態によれば、弾性材からなり、軸方向のほぼ中央部から両端部近傍にかけて嵌合凹部１２が設けられ、両端部近傍の外周に外方向凸部である複数の突起１４が設けられたスリーブ１０をハウジング２０の開口部２１から圧入し、このスリーブ１０に、外輪２の軸方向のほぼ中央部から両端部近傍にかけて凹部６が設けられたシェル形ころ軸受１を圧入して組付けるようにしたので、シェル形ころ軸受１に抜け出す方向の力が作用しても、外輪２に仂く反対方向の反力により抜け出るのを防止することができる。
【００２３】
［実施の形態２］
図８は本発明の実施の形態２に係るシェル形ころ軸受の抜け出し防止用のスリーブの斜視図及びその要部の説明図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、図８（ａ）に示すように、鼓状のスリーブ１０の嵌合凹部１２の軸方向に、周方向に所定の間隔で複数のスリット１６を設け、このスリット１６によって形成された短冊状の片を、図８（ｂ）に示すように、交互に外側と内側に円弧状に折曲げて、弾性が付与された弾性部１７を形成したものである。なお、以下の説明では、外側に折曲げた弾性片を外方向凸部である外側弾性片１８ａ、内側に折曲げた弾性片を内側弾性片１８ｂという。このようなスリーブ１０は、例えば、帯状の鋼板をプレス加工により弾性部１７を形成し、これを所定長さに切断して円筒状に曲げ加工して接合するなど、適宜の方法により制作する。
【００２４】
次に、上記のようなスリーブ１０を用いたシェル形ころ軸受１のハウジング２０の開口部２１への組付け手順について説明する。
先ず、図９（ａ）に示すように、スリーブ１０を矢印方向に押圧してハウジング２０の開口部２１に圧入する。このとき、スリーブ１０は外側弾性片１８ａが弾性変形して前進し、フランジ１３が開口部２１の奥壁２２に当接すると停止し、外側弾性片１８ａが開口部２１の内壁に圧着されて固定される。
【００２５】
ついで、図９（ｂ）に示すように、シェル形ころ軸受１の圧入側をスリーブ１０の開口部に沿って配設し、非圧入側を矢印方向に押圧してスリーブ１０内に圧入する。これにより、シェル形ころ軸受１はスリーブ１０の外側弾性片１８ａ及び内側弾性片１８ｂを弾性変形させつつ前進し、鍔部４ｂがフランジ１３に当接して停止し、圧入が終了する。このとき、スリーブ１０の外側弾性片１８ａはほぼ平坦になってハウジング２０の開口部２１の内壁に圧着され、内側弾性片１８ｂはシェル形ころ軸受１の外輪２の凹部６に嵌合する。これにより、シェル形ころ軸受１のハウジング２０への組付けが完了する。
【００２６】
シェル形ころ軸受１に負荷がかかると、図９（ｃ）に示すように、ころ７が外周方向に押されて、シェル形ころ軸受１の外輪２の外周部３と、スリーブ１０の弾性部１７が弾性変形し、スリーブ１０の外側弾性片１８ａと内側弾性片１８ｂは、平坦部１１ａ，１１ｂと同一平面になって開口部２１の内壁面に圧着され、シェル形ころ軸受１の外輪２の外周部３も平坦になって、スリーブ１０の内壁面に圧着される。これにより、ころ７は全長にわたって外輪２の軌道面に当接する。
【００２７】
上記の説明では、スリーブ１０の嵌合凹部１２に、スリット１６により交互に外側弾性片１８ａと内側弾性片１８ｂを設けた場合を示したが、外方向凸部である外側弾性片１８ａはこれに限定するものではなく、例えば周方向にほぼ等間隔で３か所に設けるなど、適宜設けてもよい。
【００２８】
上記のように構成した本実施の形態によれば、スリーブ１０の外方向凸部である外側弾性片１８ａが、ハウジング２０の開口部２１の内壁面に反中心方向のばね力によって圧着されると共に、内側弾性片１８ｂが、シェル形ころ軸受１の外輪２の凹部６に嵌合されて中心方向のばね力によって圧着され、シェル形ころ軸受１は外側弾性片１８ａと内側弾性片１８ｂの両者の反対方向に向うばね力によって保持されているので、シェル形ころ軸受１に開口部２１から抜け出す方向の力が加えられても、シェル形ころ軸受１及びスリーブ１０が開口部２１から抜け出すことはない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るシェル形ころ軸受の組付け構造の要部を示す説明図である。
【図２】図１のシェル形ころ軸受の要部を示す説明図である。
【図３】図１のスリーブの斜視図である。
【図４】図３の縦断面図である。
【図５】実施の形態１に係るシェル形ころ軸受をハウジングに組付ける手順の説明図である。
【図６】実施の形態１の作用説明図である。
【図７】実施の形態１のスリーブの他の例を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るスリーブの斜視図及び要部の説明図である。
【図９】実施の形態２に係るシェル形ころ軸受をハウジングに組付ける手順の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  シェル形ころ軸受、２  外輪、３  外周部、５ａ，５ｂ  平坦部、６  凹部、７  ころ、１０  スリーブ、１１ａ，１１ｂ  平坦部、１２  嵌合凹部、１３  フランジ、１４  外方向凸部である突起、１５  スリット、１７  弾性部、１８ａ  外方向凸部である外側弾性片、１８ｂ  内側弾性片、２０  ハウジング、２１  開口部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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