転がり軸受装置
【課題】転がり軸受とこの転がり軸受が装着されるハウジングとクリープおよびフレッチングの発生を効果的に防止できる転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】ハウジング３０と、ハウジング３０に形成されたハウジング穴３０ａと、ハウジング穴３０ａに装着された転がり軸受１０と、前記転がり軸受１０を固定する軸受カバー２４からなる転がり軸受装置１００において、ハウジング穴３０ａの内周面３０ｂと転がり軸受１０の外周面との間に、山部２２ｃと谷部２２ｄが連続して形成された蛇腹状の弾性体２２を転がり軸受１０の軸方向に圧縮し変形させた状態で介在させた。
【解決手段】ハウジング３０と、ハウジング３０に形成されたハウジング穴３０ａと、ハウジング穴３０ａに装着された転がり軸受１０と、前記転がり軸受１０を固定する軸受カバー２４からなる転がり軸受装置１００において、ハウジング穴３０ａの内周面３０ｂと転がり軸受１０の外周面との間に、山部２２ｃと谷部２２ｄが連続して形成された蛇腹状の弾性体２２を転がり軸受１０の軸方向に圧縮し変形させた状態で介在させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に転がり軸受装置は、ハウジングに形成された孔に転がり軸受を嵌め込み装着される。通常、穴に転がり軸受が装着された状態では、転がり軸受とハウジング穴の間に隙間が形成される、いわゆる隙間嵌めとなっている。そのため、特にモータやスピンドル等の回転装置に組み込まれる転がり軸受装置の転がり軸受は、モータやスピンドルの回転（または荷重）によって転がり軸受が円周方向に相対回転するクリープ現象を起こす場合がある。また、モータやスピンドルの振動が大きい場合には、転がり軸受とハウジング穴との間に相対回転によりフレッチングが発生する場合がある。このため、転がり軸受とハウジング穴との間に弾性体を介在させ、転がり軸受のクリープ現象やフレッチングを防止した転がり軸受装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−６５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記したようにゴムや樹脂などの弾性体（Ｏリング）を介在させたものでは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難しい。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、大きくすると転がり軸受組み込み時にハウジング穴に挿入できなくなるためである。また、ハウジング穴への挿入時にゴムなどの弾性体はハウジング穴のエッジで損傷してしまう。そこで、この発明は、転がり軸受とこの転がり軸受が装着されるハウジングとクリープおよびフレッチングの発生を防止できる転がり軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジングに形成されたハウジング穴と、前記ハウジング穴に装着された転がり軸受と、前記転がり軸受を固定する軸受カバーからなる転がり軸受装置において、前記ハウジング穴の内周面と前記転がり軸受の外周面との間に、山部と谷部が連続して形成された蛇腹状の弾性体を前記転がり軸受の軸方向に圧縮し変形させた状態で介在させたことを特徴とすることを要旨としている。
【０００６】
本発明によれば、弾性体は転がり軸受外輪の外周面と前記転がり軸受外輪が嵌合されるときに前記ハウジング穴の内周面の間にしめしろを持つ弾性体で、転がり軸受外輪の一方の端面が軸受カバーに当接前は転がり軸受とハウジング穴の隙間より小さくできているため、転がり軸受とハウジング穴との隙間に組み込みやすく、さらに、転がり軸受外輪の一方の端面が軸受カバーに当接時点でハウジングまたは回転軸に設けられる軸受カバーが転がり軸受の軸方向端面に当接固定されることにより弾性体を径方向に拡径させてしめしろを発生するため、転がり軸受とハウジング穴の間に特殊な加工を行わず、また、ハウジング穴の比較的ラフな寸法管理でハウジングと転がり軸受を固定でき、クリープやフレッチングを防止可能な転がり軸受装置を提供できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記弾性体は、前記山部の断面が略三角形状であることを特徴とすることを要旨としている。
【０００８】
前記弾性体は、前記山部および谷部の断面が略三角形状であり、三角形の頂点が軸方向に非対称構造の弾性体であることを要旨としている。そのため、軸方向に圧縮力を付与されたときには、軸方向の力で容易に変形し、かつ軸方向の力が作用がなくなる場合でもハウジング内周部の接触部の軸方向面圧分布が非対称となり、軸方向の往復の摩擦抵抗が大きくなるため、弾性体が組付けの反対の軸方向には移動しにくくなり、弾性体のしめしろ変化しにくく転がり軸受の固定ができるため、優れたクリープやフレッチングを防止可能な転がり軸受装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
転がり軸受とこの転がり軸受が装着されるハウジングとのクリープおよびフレッチングの発生を防止できる軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり軸受装置の縦断面図。
【図２】（ａ）組込み前の弾性体の状態を示す概略断面図、（ｂ）組込み後の弾性体の状態を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る転がり軸受装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１に示すように、転がり軸受装置１００は、転がり軸受１０と、ハウジング３０と、シャフト４０とを備える。転がり軸受１０は、ハウジング３０に形成されたハウジング穴３０aに内嵌合されるとともに、シャフト４０が転がり軸受１０の内輪１１に内嵌合している。
【００１３】
転がり軸受１０は、内輪１１と外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間に回転動自在に設けられた転動体である複数個の玉１３と、玉１３を円周方向に所定の間隔で回転自在に保持する保持器１４と、外輪１２の軸方向両端にそれぞれ固定されたシール１５と、を備えている。
【００１４】
前記ハウジング穴３０ａは、円筒面からなる内周面３０ｂと、この内周面３０ｂの一端から径方向内方へ延びる鍔部３０ｃとを有している。
【００１５】
弾性体２２は、転がり軸受外輪１２の軸方向に関して、ハウジング穴３０ａの開口端と鍔部３０ｃとの間に配置されて、弾性体２２を軸方向に移動を規制する軸受カバー２４を設けている。反軸受カバー側の弾性体２２の側の側面２２ｂは、ハウジングの鍔部３０ｃの端面３０ｄと当接することにより、転がり軸受１０の軸方向に関してのハウジング３０に対する転がり軸受外輪１２と同時に軸方向の移動を規制する。
【００１６】
弾性体２２は、弾性材料としては、ゴムや熱可塑性エラストマーが考えられ、ゴムとしては、アクリルゴム、ポリウレタン、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）ＣＲ（クロロプレンゴム）シリコーンゴムの合成ゴム、熱可塑性エラストマーとしては、ウレタン系、エステル系、アミド系等の熱可塑性エラストマーを例示できる。
【００１７】
図２(ａ)は組込み前の弾性体２２の状態を示す概略断面図、（ｂ）は組込み後の弾性体２２の状態を示す概略断面図である。弾性体２２は、図２(ａ)に示すように複数の山部２２cおよび谷部２２ｄが軸方向に交互に並んだ形状の蛇腹部を有する円筒環であり、山部２２ｃおよび谷部２２ｄは断面が略三角形状であり、三角形の頂点が軸方向に非対称構造の弾性体２２の三角断面形状２２ｃが環状に形成されている。そして、三角断面形状２２ｃの斜面２２ｅの長さLはハウジング３０の内周面３０ｂと転がり軸受１０の外輪１２との隙間ｍより長く弾性体の長さｎはハウジング３０の内周面３０ｂと転がり軸受１０の外輪１２との隙間ｍより小さくなっている。そのため、弾性体２２をハウジング穴３０ａに挿入した非圧縮状態である。組み込み時には弾性体の長さｎは隙間ｍより小さいため隙間に弾性体３０を装着しやすくなっている。
【００１８】
次に弾性体２２の谷部２２が軸受カバー２４およびハウジング３０の鍔部３０ｃに押圧されることで、弾性体２２が軸方向圧縮変形すると同時に三角断面形状２２ｃの斜面２２ｅが垂直（転がり軸受１０の軸方向に対して垂直）になることにより、結果として、図２（ｂ）に示すように、弾性体２２が転がり軸受１０の軸方向に圧縮された状態である組み込み後は、弾性体２２が拡径して、ハウジング３０の内周面３０ｂと転がり軸受１０の外輪１２との隙間でしめしろを発生し、転がり軸受１０をハウジング３０に密着固定する。
【００１９】
この時、弾性体の三角形断面形状２２ｃは三角形の頂点が軸方向に非対称構造となっているため、しめしろ分だけハウジング内周面３０ａで接触した時に、ハウジング３０の内周軸方向に接触圧力分布が異なるため、組み込み方向には移動しやすいが、逆方向には摩擦力が大きくなるため、元の組み込み前の形状にもどろうとしても移動しにくいため、結果として、半径方向のしめしろが変化しにくくできる。
【００２０】
前記弾性体２２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、弾性体２２の断面を軸方向に非対称な形状としたが、組み付け前は軸方向に動きやすく組み付け後は反対方向の軸方向に動きにくい形状であれば自由側転がり軸受の機能を損なうことが少ない。さらに、弾性体２２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。特に図示して説明はしないが、内輪１１と軸４０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。
【００２１】
本発明の転がり軸受は、例えば、モータなどの２個或いは複数の転がり軸受で回転軸を支えるスピンドル系転がり軸受装置などにおいて自由側転がり軸受として用いられるが、その適用例は限定されない。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。
【符号の説明】
【００２２】
１０…転がり軸受、 ２２…弾性体、 ２４…軸受カバー、 ２５…取り付けボルト、 ３０…ハウジング、 ４０…回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に転がり軸受装置は、ハウジングに形成された孔に転がり軸受を嵌め込み装着される。通常、穴に転がり軸受が装着された状態では、転がり軸受とハウジング穴の間に隙間が形成される、いわゆる隙間嵌めとなっている。そのため、特にモータやスピンドル等の回転装置に組み込まれる転がり軸受装置の転がり軸受は、モータやスピンドルの回転（または荷重）によって転がり軸受が円周方向に相対回転するクリープ現象を起こす場合がある。また、モータやスピンドルの振動が大きい場合には、転がり軸受とハウジング穴との間に相対回転によりフレッチングが発生する場合がある。このため、転がり軸受とハウジング穴との間に弾性体を介在させ、転がり軸受のクリープ現象やフレッチングを防止した転がり軸受装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−６５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記したようにゴムや樹脂などの弾性体（Ｏリング）を介在させたものでは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難しい。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、大きくすると転がり軸受組み込み時にハウジング穴に挿入できなくなるためである。また、ハウジング穴への挿入時にゴムなどの弾性体はハウジング穴のエッジで損傷してしまう。そこで、この発明は、転がり軸受とこの転がり軸受が装着されるハウジングとクリープおよびフレッチングの発生を防止できる転がり軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジングに形成されたハウジング穴と、前記ハウジング穴に装着された転がり軸受と、前記転がり軸受を固定する軸受カバーからなる転がり軸受装置において、前記ハウジング穴の内周面と前記転がり軸受の外周面との間に、山部と谷部が連続して形成された蛇腹状の弾性体を前記転がり軸受の軸方向に圧縮し変形させた状態で介在させたことを特徴とすることを要旨としている。
【０００６】
本発明によれば、弾性体は転がり軸受外輪の外周面と前記転がり軸受外輪が嵌合されるときに前記ハウジング穴の内周面の間にしめしろを持つ弾性体で、転がり軸受外輪の一方の端面が軸受カバーに当接前は転がり軸受とハウジング穴の隙間より小さくできているため、転がり軸受とハウジング穴との隙間に組み込みやすく、さらに、転がり軸受外輪の一方の端面が軸受カバーに当接時点でハウジングまたは回転軸に設けられる軸受カバーが転がり軸受の軸方向端面に当接固定されることにより弾性体を径方向に拡径させてしめしろを発生するため、転がり軸受とハウジング穴の間に特殊な加工を行わず、また、ハウジング穴の比較的ラフな寸法管理でハウジングと転がり軸受を固定でき、クリープやフレッチングを防止可能な転がり軸受装置を提供できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記弾性体は、前記山部の断面が略三角形状であることを特徴とすることを要旨としている。
【０００８】
前記弾性体は、前記山部および谷部の断面が略三角形状であり、三角形の頂点が軸方向に非対称構造の弾性体であることを要旨としている。そのため、軸方向に圧縮力を付与されたときには、軸方向の力で容易に変形し、かつ軸方向の力が作用がなくなる場合でもハウジング内周部の接触部の軸方向面圧分布が非対称となり、軸方向の往復の摩擦抵抗が大きくなるため、弾性体が組付けの反対の軸方向には移動しにくくなり、弾性体のしめしろ変化しにくく転がり軸受の固定ができるため、優れたクリープやフレッチングを防止可能な転がり軸受装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
転がり軸受とこの転がり軸受が装着されるハウジングとのクリープおよびフレッチングの発生を防止できる軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり軸受装置の縦断面図。
【図２】（ａ）組込み前の弾性体の状態を示す概略断面図、（ｂ）組込み後の弾性体の状態を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る転がり軸受装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１に示すように、転がり軸受装置１００は、転がり軸受１０と、ハウジング３０と、シャフト４０とを備える。転がり軸受１０は、ハウジング３０に形成されたハウジング穴３０aに内嵌合されるとともに、シャフト４０が転がり軸受１０の内輪１１に内嵌合している。
【００１３】
転がり軸受１０は、内輪１１と外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間に回転動自在に設けられた転動体である複数個の玉１３と、玉１３を円周方向に所定の間隔で回転自在に保持する保持器１４と、外輪１２の軸方向両端にそれぞれ固定されたシール１５と、を備えている。
【００１４】
前記ハウジング穴３０ａは、円筒面からなる内周面３０ｂと、この内周面３０ｂの一端から径方向内方へ延びる鍔部３０ｃとを有している。
【００１５】
弾性体２２は、転がり軸受外輪１２の軸方向に関して、ハウジング穴３０ａの開口端と鍔部３０ｃとの間に配置されて、弾性体２２を軸方向に移動を規制する軸受カバー２４を設けている。反軸受カバー側の弾性体２２の側の側面２２ｂは、ハウジングの鍔部３０ｃの端面３０ｄと当接することにより、転がり軸受１０の軸方向に関してのハウジング３０に対する転がり軸受外輪１２と同時に軸方向の移動を規制する。
【００１６】
弾性体２２は、弾性材料としては、ゴムや熱可塑性エラストマーが考えられ、ゴムとしては、アクリルゴム、ポリウレタン、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）ＣＲ（クロロプレンゴム）シリコーンゴムの合成ゴム、熱可塑性エラストマーとしては、ウレタン系、エステル系、アミド系等の熱可塑性エラストマーを例示できる。
【００１７】
図２(ａ)は組込み前の弾性体２２の状態を示す概略断面図、（ｂ）は組込み後の弾性体２２の状態を示す概略断面図である。弾性体２２は、図２(ａ)に示すように複数の山部２２cおよび谷部２２ｄが軸方向に交互に並んだ形状の蛇腹部を有する円筒環であり、山部２２ｃおよび谷部２２ｄは断面が略三角形状であり、三角形の頂点が軸方向に非対称構造の弾性体２２の三角断面形状２２ｃが環状に形成されている。そして、三角断面形状２２ｃの斜面２２ｅの長さLはハウジング３０の内周面３０ｂと転がり軸受１０の外輪１２との隙間ｍより長く弾性体の長さｎはハウジング３０の内周面３０ｂと転がり軸受１０の外輪１２との隙間ｍより小さくなっている。そのため、弾性体２２をハウジング穴３０ａに挿入した非圧縮状態である。組み込み時には弾性体の長さｎは隙間ｍより小さいため隙間に弾性体３０を装着しやすくなっている。
【００１８】
次に弾性体２２の谷部２２が軸受カバー２４およびハウジング３０の鍔部３０ｃに押圧されることで、弾性体２２が軸方向圧縮変形すると同時に三角断面形状２２ｃの斜面２２ｅが垂直（転がり軸受１０の軸方向に対して垂直）になることにより、結果として、図２（ｂ）に示すように、弾性体２２が転がり軸受１０の軸方向に圧縮された状態である組み込み後は、弾性体２２が拡径して、ハウジング３０の内周面３０ｂと転がり軸受１０の外輪１２との隙間でしめしろを発生し、転がり軸受１０をハウジング３０に密着固定する。
【００１９】
この時、弾性体の三角形断面形状２２ｃは三角形の頂点が軸方向に非対称構造となっているため、しめしろ分だけハウジング内周面３０ａで接触した時に、ハウジング３０の内周軸方向に接触圧力分布が異なるため、組み込み方向には移動しやすいが、逆方向には摩擦力が大きくなるため、元の組み込み前の形状にもどろうとしても移動しにくいため、結果として、半径方向のしめしろが変化しにくくできる。
【００２０】
前記弾性体２２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、弾性体２２の断面を軸方向に非対称な形状としたが、組み付け前は軸方向に動きやすく組み付け後は反対方向の軸方向に動きにくい形状であれば自由側転がり軸受の機能を損なうことが少ない。さらに、弾性体２２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。特に図示して説明はしないが、内輪１１と軸４０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。
【００２１】
本発明の転がり軸受は、例えば、モータなどの２個或いは複数の転がり軸受で回転軸を支えるスピンドル系転がり軸受装置などにおいて自由側転がり軸受として用いられるが、その適用例は限定されない。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。
【符号の説明】
【００２２】
１０…転がり軸受、 ２２…弾性体、 ２４…軸受カバー、 ２５…取り付けボルト、 ３０…ハウジング、 ４０…回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに形成されたハウジング穴と、前記ハウジング穴に装着された転がり軸受と、前記転がり軸受を固定する軸受カバーからなる転がり軸受装置において、前記ハウジング穴の内周面と前記転がり軸受の外周面との間に、山部と谷部が連続して形成された蛇腹状の弾性体を前記転がり軸受の軸方向に圧縮し変形させた状態で介在さたことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記弾性体は、前記山部の断面が略三角形状であることを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに形成されたハウジング穴と、前記ハウジング穴に装着された転がり軸受と、前記転がり軸受を固定する軸受カバーからなる転がり軸受装置において、前記ハウジング穴の内周面と前記転がり軸受の外周面との間に、山部と谷部が連続して形成された蛇腹状の弾性体を前記転がり軸受の軸方向に圧縮し変形させた状態で介在さたことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記弾性体は、前記山部の断面が略三角形状であることを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１０８５４１（Ｐ２０１３−１０８５４１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２５１１（Ｐ２０１１−２５２５１１）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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