(57)【要約】【課題】外輪のクリープの発生を防止し、円滑に調心することができるようにする。【解決手段】内輪１１と外輪１２の間に複数のボール１４が設けられた玉軸受をピロー形の軸受箱としての軸受箱１３に組み込んだものである。外径面が凸状球面をなす外輪１２の外径側に、内径面が凹状球面をなす軸受箱１３がすきま嵌めにより嵌め合わされる。この嵌め合わせ部Ｐの軸受箱１３の内径面の軸方向両端部に周溝２２が設けられ、Ｏリング２３が嵌められる。このＯリング２３の弾性締め付け力で外輪１２が回り止めされて、外輪１２のクリープが防止される。また、外輪１２が軸受箱１３に対して軸方向に傾くとき、嵌め合わせ部Ｐに金属接触が発生せず、調心に必要な力を小さくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹球面状の内径面を有する軸受箱(１３)と、内輪(１１)と凸球面状の外径面を有する外輪(１２)との間で複数の転動体(１４)が介在される転がり軸受(１０)とからなり、前記軸受箱(１３)の内径側に前記転がり軸受(１０)の外輪(１２)が嵌め合わされた転がり軸受ユニットにおいて、
前記軸受箱(１３)の内径面に複数の周溝(２２)が設けられ、前記軸受箱(１３)と前記外輪(１２)の嵌め合わせがすきま嵌めとなっており、前記周溝(２２)に嵌められたリング状部材(２３)が前記周溝(２２)と前記外輪(１２)の外径面とにより圧縮されたことを特徴とする転がり軸受ユニット。
【請求項２】
前記軸受箱(１３)と前記外輪(１２)の嵌め合わせ部の前記リング状部材の間にグリースが塗布されたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受ユニット。
【請求項３】
前記軸受箱(１３)の内径面にぬすみ部(２５)が一端面から軸方向中央部にわたって形成され、前記周溝(２２)が前記軸受箱(１３)の内径面の軸方向中央部と他端面の間に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受ユニット。
【請求項４】
前記外輪(１２)にその内径面から外径面に通じる油道(２４)が設けられ、その油道(２４)の外径側開口部が、複数の前記周溝(２２)のうちのいずれの２本の周溝(２２)の間からも外れた箇所に位置するように設けられたことを特徴とする請求項３に記載の転がり軸受ユニット。
【請求項５】
前記リング状部材が、弾性を有する合成ゴム製のＯリング(２３)であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の転がり軸受ユニット。
【請求項６】
前記グリースは、その基油粘度が４０℃において１００ｍｍ２／ｓ以上であることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、凹球面状の内径面を有する軸受箱と、内輪と凸球面状の外径面を有する外輪との間で複数の転動体が介在される転がり軸受とからなり、軸受箱の内径側に転がり軸受の外輪が嵌め合わされた転がり軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受箱の内径側に転がり軸受の外輪を嵌め合わせた転がり軸受ユニットは、回転軸への取り付けが容易で汎用性があるため、ベルトコンベアやフィルム等の帯状体を巻き掛けるローラ等の回転軸の支持に幅広く用いられている。
【０００３】
この転がり軸受ユニットは、転がり軸受の外輪と軸受箱との嵌め合い面が球面となっており、その嵌め合い面により、回転軸のベンディング（曲がりや反り）、取り付け誤差を許容することができる。このため、軸受間距離が大きく、ミスアライメントが避けられない場合などにも適用することができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２５０５４９号公報
【０００４】
また、この転がり軸受ユニットでは、通常、外輪と軸受箱との嵌め合いが所定の嵌め合い、例えば、ＪＩＳ  Ｂ  ０４０１により標準化された寸法公差および嵌め合いである「公差域クラスＨ７」または「公差域クラスＪ７」となるように仕上げられている。これにより、外輪の外径面と軸受箱の内径面とが接触し、その接触による摩擦抵抗で外輪の周方向への回り止めがなされ、外輪のクリープを防止している（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＮＴＮ株式会社  転がり軸受総合カタログ（ＣＡＴ．Ｎｏ．２２０２−VIII／Ｊ  Ｅ−６８〜７１ページ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記非特許文献１に記載の転がり軸受ユニットでは、その外輪の外径面と軸受箱の内径面との仕上がり寸法のばらつきによって、外輪と軸受箱との接触状態がばらつくことがあった。このため、回転軸が傾いて外輪が軸受箱の軸方向に対して傾くとき、外輪と軸受箱との摩擦抵抗が大きくなることがある。摩擦抵抗が大きくなると、調心に必要な力が大きくなりすぎ、回転軸のベンディング等に対応することが難しく、円滑な調心が行われない。
【０００６】
また、外輪と軸受箱との摩擦抵抗が大きくなると、調心時に外輪と軸受箱との嵌め合わせ部が磨耗し、嵌め合わせ部にすき間が発生して外輪がクリープするという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、外輪のクリープの発生を防止し、円滑に調心することができるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、この発明は、凹球面状の内径面を有する軸受箱と、内輪と凸球面状の外径面を有する外輪との間で複数の転動体が介在される転がり軸受とからなり、前記軸受箱の内径側に前記転がり軸受の外輪が嵌め合わされた転がり軸受ユニットにおいて、前記軸受箱の内径面に複数の周溝が設けられ、前記軸受箱と前記外輪の嵌め合わせがすきま嵌めとなっており、前記周溝に嵌められたリング状部材が前記周溝と前記外輪の外径面とにより圧縮された構成としたのである。
【０００９】
この構成によると、軸受箱の周溝に嵌められたリング状部材が周溝と外輪の外径面によって圧縮されるため、このリング状部材は外輪の外径面を押し付け、この押し付けによる摩擦抵抗で外輪のクリープが防止される。また、軸受箱と外輪との嵌め合いがすきま嵌めとなっているので、回転軸が傾いて外輪が軸受箱の軸方向に対して傾くとき、外輪は軸受箱と接触せず、外輪と軸受箱との摩擦抵抗が生じないため、調心に必要な力が大きくなり過ぎず、調心が円滑に行われる。また、外輪と軸受箱とは接触しないため嵌め合わせ部での磨耗が生じない。
【００１０】
調心に必要な力をさらに小さくする必要がある場合、例えば、回転軸に掛かる荷重の変化が大きく、外輪の軸受箱の軸方向に対する傾きが頻繁に変化する場合、前記軸受箱と前記外輪の嵌め合わせ部の前記リング状部材の間にグリースが塗布された構成を採用することができる。
【００１１】
グリースが塗布されると、リング状部材が外輪の外径面に押し付けられるので、グリースが前記嵌め合わせ部のリング状部材の間で密封される。その密封されたグリースによって、前記嵌め合わせ部に潤滑皮膜が形成され、潤滑性が付与される。その結果、外輪が軸受箱に対して軸方向に傾くときに大きな力が必要とならず、調心時に必要な力が小さくなり調心がより円滑に行われる。
【００１２】
前記構成において、軸受箱に転がり軸受を組み込む際、その内輪または外輪が軸受箱に当り、組み込みが難しくなるおそれがある。そこで、前記軸受箱の内径面にぬすみ部が一端面から軸方向中央部にわたって形成された構成とすると、このぬすみ部によって内輪または外輪の軸受箱との接触が避けられ、軸受箱に転がり軸受を組み込むことが可能となる。
【００１３】
前記軸受箱の内径面にぬすみ部が形成された構成を採用した場合、前記軸受箱の周溝が前記軸受箱の内径面の軸方向中央部と他端面の間に設けられた構成を採用すると、周溝が軸受箱のぬすみ部を避けるように設けられる。
【００１４】
周溝が軸受箱のぬすみ部を避けるように設けられると、軸受箱に転がり軸受を組み込む際に、周溝内のリング状部材が邪魔にならず、組み込み性が確保される。また、リング状部材の間にグリースを塗布した場合、そのグリースを前記嵌め合わせ部のリング状部材の間で密封することができ、グリースによる潤滑性を保持することができる。
【００１５】
また、前記外輪にその内径面から外径面に通じる油道が設けられた形式を用いる場合、その油道の外径側開口部が、複数の前記周溝のうちのいずれの２本の周溝の間からも外れた箇所に位置するように設けられることによって、前記内輪と外輪との間に形成された軸受空間の密封を確保することができ、グリースによる潤滑性を保持することができる。
【００１６】
前記リング状部材が、弾性を有する合成ゴム製のＯリングであると、Ｏリングの弾性締め付け力で外輪を回り止めすることができる。また、Ｏリングが外輪の外周面に押し付けられ弾性変形し、外輪の外径面に密着する。この密着により外輪がさらに周方向に回転し難くなって外輪のクリープ防止性能が向上する。
【００１７】
また、軸受箱と外輪の嵌め合わせ部に塗布されるグリースは、基油（潤滑油）と増ちょう剤とその他の添加剤等から構成されるが、その基油粘度が、４０℃において１００ｍｍ２／ｓ以上であれば、グリースのちょう度を適宜に設定した場合、グリースが塗布される嵌め合わせ部にすき間が生じることなく、長期間の潤滑性保持のために必要なグリース量を密封することができる。また、軸受箱の内径面と外輪の外径面と接触していない部分がなくなるため、嵌め合わせ部のリング状部材の間に高い保持力で保持され、長期間にわたって嵌め合わせ部に潤滑性を付与することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、この発明の転がり軸受ユニットは、軸受箱の内径面の周溝に嵌められたリング状部材が周溝と外輪の外径面とにより圧縮され、軸受箱と外輪との嵌め合いをすきま嵌めとすることにより、外輪が軸受箱と接触せず、回転軸の調心に必要な力が大きくなり過ぎず、調心が円滑に行われる。また、軸受箱のリング状部材が外輪の外径面を押し付けるので、この押し付けによる摩擦抵抗で外輪のクリープ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】
【００１９】
以下、この発明の第１実施形態を図１〜図３に示す。
この実施形態の転がり軸受ユニットは、図１に示すように、内輪１１と外輪１２の間に複数のボール１４が設けられた転がり軸受１０としての玉軸受をピロー形の軸受箱１３に組み込んだものであり、各ボール１４は、保持器１５により周方向に間隔をおいて保持され、内輪１１と外輪１２との間の軸受空間はシール１９で密封されている。
【００２０】
前記内輪１１は、外輪１２の軸方向の幅よりも幅広に形成され、その外径面にボール１４が転走する内輪軌道１６を有しており、その内輪軌道１６の中心から一端部までの長さが、他端部までの長さよりも長く形成されている。
【００２１】
内輪１１の一端部の軸受箱１３の外側には、ボール入り止めねじ３２が設けられ、内輪１１に挿通される回転軸３１が相対回転しないように固定される。このボール入り止めねじ３２を締め込むと、内部に組み込まれたボールが回転軸３１の外周面を圧接する。
【００２２】
外輪１２は、その内径面にボール１４が転走する外輪軌道１７が設けられ、その外径面が凸状球面をなしている。外輪１２の内径面の外輪軌道１７の軸方向両側には、シール係止溝２１が全周にわたって設けられ、その係止溝２１に円環状のシール１９の外周縁部が係止している。
【００２３】
前記シール１９は、その内周縁部が内輪１１の外径面に摺接し、内輪１１と外輪１２との間の軸受空間を密封している。また、シール１９の軸方向外側に円環状のスリンガ２０の内周縁部が内輪１１に固定される。そのスリンガ２０の外周縁部と外輪１２の内径面の肩部との間でラビリンスシールが形成され、前記軸受空間の内部への水分や埃の浸入を防止する（図２参照）。
【００２４】
前記外輪１２が嵌め合わされる軸受箱１３は、内径面が凹状球面を有し、外輪１２の外径面の凸状球面に対応している。この軸受箱１３の内径面には、図３に示すように、一端面から軸方向中央にかけてぬすみ部２５が設けられている。
【００２５】
このぬすみ部２５は、玉軸受を軸受箱１３に組み込むために軸受箱１３に設けられる。すなわち、軸受箱１３の内径側に玉軸受を嵌め合わせるとき、その内輪１１または外輪１２が軸受箱１３に当り、組み込みが難しくなるおそれがある。このため、前記ぬすみ部２５で内輪１１等と軸受箱１３の接触を避ける（内輪１１等を逃がす）ことにより、内輪１１等が軸受箱１３に当たらずに組み込むことが可能となる。
【００２６】
また、軸受箱１３の内周面には、軸方向に間隔をおいて２本の周溝２２、２２が全周にわたって設けられている。この両周溝２２は、前記軸受箱１３のぬすみ部２５を避けるように、軸受箱１３の内径面の軸方向中央部と軸方向他端部の間に設けられる。
【００２７】
この周溝２２にはリング状部材が嵌められており、このリング状部材は、弾性を有する合成樹脂によって形成されたＯリング２３である。このＯリング２３は、外輪１２の外径側に軸受箱１３が嵌め合わされると、周溝２２と外輪１２の外径面とによって圧縮される。この圧縮によってＯリング２３が弾性変形して外輪１２の外周面に密着し、その弾性締め付け力によって外輪１２が軸受箱１３に対して回り止めされ、外輪１２のクリープが防止される。
【００２８】
ここで、前記軸受箱１３と、外輪１２との嵌め合わせは、外輪１２の外径面と軸受箱１３の内径面が接触しない程度のすき間を有する状態での嵌め合わせであればよい。具体的には、ＪＩＳ  Ｂ  ０４０１により標準化された寸法公差および嵌め合いである「公差域クラスＧ７」となるすきま嵌めであればよい。
【００２９】
すきま嵌めとすることにより、回転軸３１が傾くと、外輪１２がＯリング２３を介して、軸受箱１３に対してすき間を保った状態で軸受箱１３に対して軸方向に傾く。その結果、前記嵌め合わせ部Ｐに外輪１２と軸受箱１３との金属接触が発生せず、非特許文献１に記載のものと比して、調心に必要な力を小さくすることができる。
【００３０】
また、前記調心に必要な力をさらに小さくする必要がある場合、例えば、回転軸３１に掛かる荷重の変化が大きく、外輪１２の軸受箱の軸方向に対する傾きが頻繁に変化する場合など、嵌め合わせ部ＰのＯリング２３の間にグリースＧを塗布してもよい。
【００３１】
グリースＧを塗布すると、Ｏリング２３は、外輪１２の外径面を押し付けているので、Ｏリング２３との間の嵌め合わせ部ＰにグリースＧが密封され、そのＯリング２３の間の嵌め合わせ部Ｐに潤滑皮膜が形成される。この潤滑皮膜により、回転軸が傾いて外輪１２が軸受箱１３に対して軸方向に傾くときに、その嵌め合わせ部Ｐに潤滑性が付与され、グリースＧを塗布しない場合と比して、調心に必要な力が小さくなり、調心がさらに円滑に行われる。
【００３２】
前記嵌め合わせ部ＰのＯリング２３の間に塗布されるグリースＧは、一般に、基油（潤滑油）と増ちょう剤とその他の添加剤等から構成されるが、その基油粘度が、４０℃において１００ｍｍ２／ｓ以上であれば、グリースＧのちょう度を適宜に設定した場合、グリースＧが密封される嵌め合わせ部Ｐにすき間が生じることなく、長期間の潤滑性保持のために必要なグリース量を封入することができる。
【００３３】
また、グリースＧは軸受箱１３の内径面と外輪１２の外径面と接触していない部分がなくなるため、嵌め合わせ部ＰのＯリング２３の間に高い保持力で保持され、グリースＧによって長期間にわたって嵌め合わせ部Ｐに潤滑性を付与することができる。
【００３４】
この第１実施形態において、転がり軸受１０として玉軸受をピロー形の軸受箱１３に組み込んだものとしたが、この発明に係る転がり軸受ユニットの転がり軸受１０は玉軸受に限定されることはない。また、軸受箱１３もピロー形のものに限定されることはなく、フランジ形やテークアップ形等の他の形式のものにも適用することができる。
【００３５】
次に、この発明の第２実施形態を、図４に基づいて説明する。
この実施形態に係る転がり軸受ユニットは、前記外輪にその内径面から外径面に通じる油道が設けられ、その油道の外径側開口部が、２本の前記周溝の間から外れた箇所に位置するように設けられた点で前述の第１実施形態と相違する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。なお、第１実施形態と同一に考えられる構成には同符号を用いる。
【００３６】
この構成によると、前記内輪１１と外輪１２との間に形成された軸受空間に密封されたグリースＧが前記油道２４を介して漏れることなく、Ｏリング２３の間の嵌め合わせ部Ｐの潤滑性を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態に係る転がり軸受ユニットを示す縦断面図
【図２】同上の転がり軸受ユニットを示す正面図
【図３】同上の転がり軸受ユニットの軸受箱を示す縦断面図
【図４】第２実施形態に係る転がり軸受ユニットを示す縦断面図
【符号の説明】
【００３８】
１０  転がり軸受
１１  内輪
１２  外輪
１３  軸受箱
１４  ボール
１５  保持器
１６  内輪軌道
１７  外輪軌道
１９  シール
２０  スリンガ
２１  シール係止溝
２２  周溝
２３  Ｏリング
２４  油道
２５  ぬすみ部
３１  回転軸
３２  ボール入り止めねじ
Ｐ  嵌め合わせ部
Ｇ  グリース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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