(57)【要約】【課題】止めねじを用いない簡単な構造で軸方向ずれやクリープが生じにくいベアリングユニットを提供することである。【解決手段】内輪４を軸方向に延長して、この内輪延長部４ａの外周面に雄ねじ部４ｂを設け、この雄ねじ部４ｂにねじ結合する環状の締付部材２と内輪４と回転軸Ａとに囲まれる位置に、一端部の内周面に歯３ｃを有する環状の歯部材３を配し、この歯部材３の一端部にその端面から軸方向に延びるスリット３ｄと外周テーパ面３ａを設けるとともに、締付部材２に歯部材３の一端側の外周テーパ面３ａと係合する内周テーパ面２ｂを設け、締付部材２を内輪延長部４ａにねじ込んでいくことにより、歯部材３を締付部材２および内輪４と係合させて、歯部材３の一端部を縮径させ、その歯３ｃを回転軸Ａに食い込ませて、内輪４を回転軸Ａに確実に固定できるようにしたのである。【選択図】図１
2009138765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪の間に複数の転動体を転動自在に配した転がり軸受が軸受箱に組み込まれており、前記内輪がすきまばめの状態で回転軸に組み付けられるベアリングユニットにおいて、前記内輪を軸方向に延長して、この内輪延長部の外周面に雄ねじ部を設け、この雄ねじ部にねじ結合する環状の締付部材と前記内輪と前記回転軸とに囲まれる位置に、一端部の内周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと外周テーパ面を設けるとともに、前記締付部材または内輪に、前記歯部材の外周テーパ面と係合する内周テーパ面を設け、前記締付部材を内輪延長部にねじ込んでいくことにより、前記歯部材を締付部材および内輪と係合させて、前記歯部材の一端部を縮径させ、前記歯を回転軸に食い込ませるようにしたことを特徴とするベアリングユニット。
【請求項２】
内輪と外輪の間に複数の転動体を転動自在に配した転がり軸受が軸受箱に組み込まれており、前記内輪がすきまばめの状態で回転軸に組み付けられるベアリングユニットにおいて、前記内輪の内周に、内周面に雌ねじ部を有する環状のアタッチメントをしまりばめの状態で嵌め込み、このアタッチメントの雌ねじ部にねじ結合する環状の締付部材と前記アタッチメントと前記回転軸とに囲まれる位置に、一端部の内周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと外周テーパ面を設けるとともに、前記締付部材またはアタッチメントに、前記歯部材の外周テーパ面と係合する内周テーパ面を設け、前記締付部材をアタッチメントにねじ込んでいくことにより、前記歯部材を締付部材およびアタッチメントと係合させて、前記歯部材の一端部を縮径させ、前記歯を回転軸に食い込ませるようにしたことを特徴とするベアリングユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のベアリングユニットの組込方法において、前記内輪を組み付ける回転軸として、少なくとも前記歯部材の歯が食い込む部位に硬化処理が施されていない軸を用いるようにしたことを特徴とするベアリングユニットの組込方法。
【請求項４】
内輪と外輪の間に複数の転動体を転動自在に配した転がり軸受が軸受箱に組み込まれており、前記軸受箱内周にすきまばめの状態で組み込まれた外輪が軸受箱とともに回転するベアリングユニットにおいて、前記外輪を軸方向に延長して、この外輪延長部の内周面に雌ねじ部を設け、この雌ねじ部にねじ結合する環状の締付部材と前記外輪と前記軸受箱とに囲まれる位置に、一端部の外周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと内周テーパ面を設けるとともに、前記締付部材または外輪に、前記歯部材の内周テーパ面と係合する外周テーパ面を設け、前記締付部材を外輪延長部にねじ込んでいくことにより、前記歯部材を締付部材および外輪と係合させて、前記歯部材の一端部を拡径させ、前記歯を軸受箱に食い込ませるようにしたことを特徴とするベアリングユニット。
【請求項５】
内輪と外輪の間に複数の転動体を転動自在に配した転がり軸受が軸受箱に組み込まれており、前記軸受箱内周にすきまばめの状態で組み込まれた外輪が軸受箱とともに回転するベアリングユニットにおいて、前記外輪の外周に、外周面に雄ねじ部を有する環状のアタッチメントをしまりばめの状態で嵌め込み、このアタッチメントの雄ねじ部にねじ結合する環状の締付部材と前記アタッチメントと前記軸受箱とに囲まれる位置に、一端部の外周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと内周テーパ面を設けるとともに、前記締付部材またはアタッチメントに、前記歯部材の内周テーパ面と係合する外周テーパ面を設け、前記締付部材をアタッチメントにねじ込んでいくことにより、前記歯部材を締付部材およびアタッチメントと係合させて、前記歯部材の一端部を拡径させ、前記歯を軸受箱に食い込ませるようにしたことを特徴とするベアリングユニット。
【請求項６】
前記軸受箱を、少なくとも前記歯部材の歯が食い込む部位に硬化処理が施されていないものとしたことを特徴とする請求項４または５に記載のベアリングユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラスト荷重が加わる状態で使用されるベアリングユニットとその組込方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベアリングユニットは、内輪と外輪の間に複数の転動体を転動自在に配して潤滑用のグリースを封入した転がり軸受を軸受箱に組み込んだもので、機械装置への組み込みを容易にするために、内輪をすきまばめの状態で回転軸に組み付けるタイプのものが多い。そして、このようなタイプのベアリングユニットでは、通常、内輪を軸方向に延長し、この内輪延長部の外周側から軸外周面まで止めねじをねじ込むことにより、内輪を回転軸に固定するようになっている（非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】「ベアリングユニット」、ＮＴＮカタログ、ＮＴＮ株式会社、CAT.No.2400-IX/J、54ページ
【０００３】
しかし、上記のように内輪の固定に止めねじを用いたベアリングユニットでは、振動等により止めねじが緩み、内輪の軸に対するクリープ（はめあい面での相対的な周方向ずれ）が生じて内輪や軸が損傷したり、内輪が軸方向にずれて軸受が回転不良を生じたりすることがある。特に、スラスト荷重が加わる状態で使用される場合は、内輪の軸方向ずれが生じやすく、軸受の回転不良が発生することが多い。
【０００４】
これに対して、内輪の軸への固定にボール入り止めねじを使用したり、止めねじの先端形状を変更してねじ先端部を軸に食い込ませたりする対策がとられているが、締め付けすぎると内輪が変形し、軸受のスムーズな回転が妨げられるだけでなく、内輪が割れてしまうこともある。
【０００５】
また、内輪を組み付ける軸に段付軸を使用し、その段差部に内輪の端面を当接させて段差部でスラスト荷重を支持するようにすれば（非特許文献１参照。）、内輪の軸方向ずれを抑えることができるが、軸が長くなることによりベアリングユニットを組み込む装置が大型化しやすい。
【０００６】
一方、段付軸を使用しない場合には、他の部品をベアリングユニットに当接させてその軸方向ずれを抑えることが多いが、この方法では、その部品を溶接等により固定する作業が追加となる分、ベアリングユニット組込作業の工数が増え、コストアップになる。
【０００７】
ここまでは、従来のベアリングユニットのうち、内輪が回転軸とともに回転するタイプのものの問題点について述べたが、軸受箱内周にすきまばめの状態で組み込まれた外輪が軸受箱とともに回転するタイプのものにも同様の問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、止めねじを用いない簡単な構造で軸方向ずれやクリープが生じにくいベアリングユニットとその組込方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、内輪と外輪の間に複数の転動体を転動自在に配した転がり軸受が軸受箱に組み込まれており、前記内輪がすきまばめの状態で回転軸に組み付けられるベアリングユニットにおいては、内輪の内周側に内周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材を締め付けてその歯を軸に食い込ませることにより、内輪を軸に確実に固定できるようにしたのである。
【００１０】
具体的には、前記内輪を軸方向に延長して、この内輪延長部の外周面に雄ねじ部を設け、この雄ねじ部にねじ結合する環状の締付部材と前記内輪と前記回転軸とに囲まれる位置に、一端部の内周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと外周テーパ面を設けるとともに、前記締付部材または内輪に、前記歯部材の外周テーパ面と係合する内周テーパ面を設け、前記締付部材を内輪延長部にねじ込んでいくことにより、前記歯部材を締付部材および内輪と係合させて、前記歯部材の一端部を縮径させ、前記歯を回転軸に食い込ませるようにした。
【００１１】
また、前記内輪の内周に、内周面に雌ねじ部を有する環状のアタッチメントをしまりばめの状態で嵌め込み、このアタッチメントの雌ねじ部にねじ結合する環状の締付部材と前記アタッチメントと前記回転軸とに囲まれる位置に、一端部の内周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと外周テーパ面を設けるとともに、前記締付部材またはアタッチメントに、前記歯部材の外周テーパ面と係合する内周テーパ面を設け、前記締付部材をアタッチメントにねじ込んでいくことにより、前記歯部材を締付部材およびアタッチメントと係合させて、前記歯部材の一端部を縮径させ、前記歯を回転軸に食い込ませるようにしてもよい。
【００１２】
そして、上記構成のベアリングユニットの組込方法においては、前記内輪を組み付ける回転軸として、少なくとも前記歯部材の歯が食い込む部位に硬化処理が施されていない軸を用いることにより、歯部材の歯が軸に食い込みやすくなり、内輪をより確実に軸に固定することができる。
【００１３】
一方、内輪と外輪の間に複数の転動体を転動自在に配した転がり軸受が軸受箱に組み込まれており、前記軸受箱内周にすきまばめの状態で組み込まれた外輪が軸受箱とともに回転するベアリングユニットにおいては、外輪の外周側に外周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材を拡径してその歯を軸受箱に食い込ませることにより、外輪を軸受箱に確実に固定できるようにしたのである。
【００１４】
具体的には、前記外輪を軸方向に延長して、この外輪延長部の内周面に雌ねじ部を設け、この雌ねじ部にねじ結合する環状の締付部材と前記外輪と前記軸受箱とに囲まれる位置に、一端部の外周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと内周テーパ面を設けるとともに、前記締付部材または外輪に、前記歯部材の内周テーパ面と係合する外周テーパ面を設け、前記締付部材を外輪延長部にねじ込んでいくことにより、前記歯部材を締付部材および外輪と係合させて、前記歯部材の一端部を拡径させ、前記歯を軸受箱に食い込ませるようにした。
【００１５】
また、前記外輪の外周に、外周面に雄ねじ部を有する環状のアタッチメントをしまりばめの状態で嵌め込み、このアタッチメントの雄ねじ部にねじ結合する環状の締付部材と前記アタッチメントと前記軸受箱とに囲まれる位置に、一端部の外周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと内周テーパ面を設けるとともに、前記締付部材またはアタッチメントに、前記歯部材の内周テーパ面と係合する外周テーパ面を設け、前記締付部材をアタッチメントにねじ込んでいくことにより、前記歯部材を締付部材およびアタッチメントと係合させて、前記歯部材の一端部を拡径させ、前記歯を軸受箱に食い込ませるようにすることもできる。
【００１６】
そして、前記軸受箱を、少なくとも前記歯部材の歯が食い込む部位に硬化処理が施されていないものとすることにより、歯部材の歯が軸受箱に食い込みやすくなり、外輪をより確実に軸受箱に固定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上述したように、ベアリングユニットの内輪内周側に配した環状の歯部材の歯を軸に食い込ませて、内輪を軸に確実に固定できるようにするか、あるいは外輪外周側に配した環状の歯部材の歯を軸受箱に食い込ませて、外輪を軸受箱に確実に固定できるようにしたので、ベアリングユニットをスラスト荷重が加わる状態で使用しても、その軸方向ずれやクリープを確実に防止することができる。しかも、止めねじを使用しない構造としたので、軸受の変形が少なく長期間安定して使用できる。また、段付軸やその他の軸方向ずれ防止用部品も必要としないので、ベアリングユニットを組み込む装置のコンパクト化が図れるとともに、その組込作業も簡単で手間やコストをかけずに行うことができる。
【００１８】
また、前記歯部材と軸受との間に軸受にしまりばめ状態で嵌め込まれるアタッチメントを介在させることにより、軸受の変形をより少なくして、ベアリングユニットのメンテナンスの手間やコストを減らすことができる。
【００１９】
さらに、前記軸または軸受箱の歯部材の歯が食い込む部位に、焼入れ等の硬化処理を行わないようにして、歯部材の歯を食い込みやすくすることにより、ベアリングユニットの軸方向ずれやクリープをより効果的に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】
【００２０】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は第１の実施形態を示す。このベアリングユニットは、転がり軸受としての深溝玉軸受１を図示省略した軸受箱の内周に組み込んだもので、玉軸受１と別体の締付部材２および歯部材３を備えている。深溝玉軸受１は、一端側が軸方向に延長された内輪４と、内輪４の外側に配される外輪５と、内外輪４、５間に転動自在に配される複数の転動体としての玉６と、各玉６をほぼ等間隔に保持する保持器７と、内外輪４、５間の空間の両側を塞ぐシール８とで構成され、内輪４がすきまばめの状態で回転軸Ａの外周面に組み付けられるようになっている。
【００２１】
前記内輪４の延長部４ａの外周面には雄ねじ部４ｂが設けられており、この内輪延長部４ａの雄ねじ部４ｂに環状の締付部材２がその内周側に形成された雌ねじ部２ａでねじ結合する。そして、締付部材２と内輪４と回転軸Ａとに囲まれる位置に、環状の歯部材３が配されるようになっている。
【００２２】
前記歯部材３は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、その両端部外周にテーパ面３ａ、３ｂを有するとともに、一端部の内周面に周方向に沿って複数の歯３ｃを有し、一端部の端面から軸方向に切れ込むスリット３ｄが周方向に等間隔で複数設けられている。
【００２３】
また、締付部材２の内周の雌ねじ部２ａがない部分に、歯部材３の一端側の外周テーパ面３ａと係合する内周テーパ面２ｂが設けられ、内輪４の延長部４ａには歯部材３の他端側の外周テーパ面３ｂと係合する内周テーパ面４ｃが設けられている。
【００２４】
一方、前記回転軸Ａとしては、歯部材３の歯３ｃと当接する部位を含む環状の部位を除いて、硬度アップのための焼入れを行ったものを使用している。
【００２５】
そして、締付部材２を内輪延長部４ａにねじ込んでいくと、歯部材３が締付部材２および内輪４とテーパ面どうしで係合し、歯部材３の一端部が縮径して、その歯３ｃが回転軸Ａの焼入れを受けていない部位に食い込むことにより、内輪４が回転軸Ａに固定されるようになっている。
【００２６】
このベアリングユニットは、上記の構成であり、締付部材２を内輪延長部４ａにねじ込んでいくだけで、簡単かつ確実に内輪４を軸Ａに固定して、軸方向ずれおよびクリープを防止することができる。
【００２７】
なお、歯部材の歯およびスリットは、上述した実施形態と逆に、内輪と係合する側の端部に設けるようにしてもよい。また、実施形態では、歯部材の歯のない側の端部にも外周テーパ面を設け、この外周テーパ面と係合する内周テーパ面を内輪に設けたが、これらのテーパ面は歯部材と内輪とが係合するようになっていれば必ずしも設けなくてもよい。
【００２８】
図３は第２の実施形態を示す。この実施形態では、第１実施形態の内輪４に代えて延長部のない内輪９を用い、この内輪９の内周に環状のアタッチメント１０をしまりばめの状態で嵌め込んでいる。アタッチメント１０は、内周側に雌ねじ部１０ａと歯部材３の他端側の外周テーパ面３ｂと係合する内周テーパ面１０ｂを有している。これに対応して、第１実施形態の締付部材２の代わりに、アタッチメント１０の雌ねじ部１０ａとねじ結合する雄ねじ部１１ａと、歯部材３一端側の外周テーパ面３ａと係合する内周テーパ面１１ｂを有する締付部材１１が用いられる。
【００２９】
そして、締付部材１１をアタッチメント１０にねじ込んでいくと、歯部材３が締付部材１１およびアタッチメント１０とテーパ面どうしで係合し、歯部材３の一端部が縮径して、その歯３ｃが回転軸Ａに食い込むことにより、アタッチメント１０と内輪９とが一体に回転軸Ａに固定される。
【００３０】
この実施形態のベアリングユニットは、内輪９と回転軸Ａとの間にアタッチメント１０を介在させているので、第１実施形態に比べて内輪９の変形が少なく、メンテナンスの手間やコストを減らすことができる。
【００３１】
なお、本発明は、各実施形態のような玉軸受に限らず、ころ軸受や、保持器を有さない総玉軸受あるいは総ころ軸受にももちろん適用できる。
【００３２】
また、上述した各実施形態は内輪を回転軸に組み付ける場合について説明したが、内輪を固定軸に組み付け、軸受箱内周にすきまばめの状態で組み込んだ外輪を軸受箱とともに回転させる場合は、各実施形態で説明した内輪の固定機構を応用して、外輪の外周側に外周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材を拡径してその歯を軸受箱に食い込ませることにより、外輪を軸受箱に固定するようにすればよい。
【００３３】
すなわち、図示は省略するが、図１に示した内輪固定機構を応用すれば、外輪を軸方向に延長して、この外輪延長部の内周面に雌ねじ部を設け、この雌ねじ部にねじ結合する環状の締付部材と外輪と軸受箱とに囲まれる位置に、一端部の外周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと内周テーパ面を設けるとともに、締付部材に歯部材の内周テーパ面と係合する外周テーパ面を設け、締付部材を外輪延長部にねじ込んでいくことにより、歯部材を締付部材および外輪と係合させて、歯部材の一端部を拡径させ、前記歯を軸受箱に食い込ませればよい。
【００３４】
また、図３に示したアタッチメントを用いる機構を応用して、外輪の外周に、外周面に雄ねじ部を有する環状のアタッチメントをしまりばめの状態で嵌め込み、このアタッチメントの雄ねじ部にねじ結合する環状の締付部材とアタッチメントと軸受箱とに囲まれる位置に、一端部の外周面に歯を有する環状の歯部材を配し、この歯部材の一端部にその端面から軸方向に延びるスリットと内周テーパ面を設けるとともに、締付部材に歯部材の内周テーパ面と係合する外周テーパ面を設け、締付部材をアタッチメントにねじ込んでいくことにより、歯部材を締付部材およびアタッチメントと係合させて、歯部材の一端部を拡径させ、歯を軸受箱に食い込ませるようにすることもできる。
【００３５】
そして、このように外輪を軸受箱に固定する場合は、歯部材の歯が軸受箱に食い込みやすくなるように、少なくとも歯部材の歯が食い込む部位に焼入れ等の硬化処理が施されていない軸受箱を用いるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態のベアリングユニットの要部の正面断面図
【図２】ａ、ｂは、それぞれ図１の歯部材の外観斜視図および正面断面図
【図３】第２実施形態のベアリングユニットの要部の正面断面図
【符号の説明】
【００３７】
１  玉軸受
２  締付部材
２ａ  雌ねじ部
２ｂ  内周テーパ面
３  歯部材
３ａ、３ｂ  外周テーパ面
３ｃ  歯
３ｄ  スリット
４  内輪
４ａ  延長部
４ｂ  雄ねじ部
４ｃ  内周テーパ面
５  外輪
９  内輪
１０  アタッチメント
１０ａ  雌ねじ部
１０ｂ  内周テーパ面
１１  締付部材
１１ａ  雄ねじ部
１１ｂ  内周テーパ面
Ａ  軸
【図１】
2009138765.tif 000003
【図２】
2009138765.tif 000004
【図３】
2009138765.tif 000005