JP2003278777A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム合金など、鉄系材料よりも熱膨
張係数の大きなハウジングに収容してもクリープを生じ
にくく、かつ、従来のクリープ防止対策を施した軸受装
置に比して、製造コストおよび組付コストを低く抑える
ことのできる転がり軸受装置を提供する。 【解決手段】 ハウジングの軸受挿入方向奥側内壁面２
２ａと転がり軸受１の外輪１２の一端面１２ｂとの間に
付勢手段３を介在させ、その付勢手段による押圧力に抗
して外輪１２の軸方向への移動を阻止するための止め輪
を設け、転がり軸受１の外輪が付勢手段３により両側か
ら押圧された状態でハウジング２内に組み込むことによ
り、その摩擦力でハウジングに対する回転を阻止し、ク
リープの発生を防止する。転がり軸受１には標準的なも
のを用いることができ、組付けに際しても付勢手段３に
よる予圧付与状態で止め輪４を装着するだけでよく、製
造および組付コストを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は転がり軸受装置に関
し、特に、アルミニウム合金をはじめとする軽合金な
ど、鉄系以外の材質からなるハウジングに組み込むのに
適した転がり軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば車両用交流発電機（オルタネー
タ）においては、一般に、そのリアフレームにはアルミ
ニウム合金が使用され、このアルミニウム合金製のフレ
ームをハウジングとしてその内部に転がり軸受が組み込
まれる。

【０００３】アルミニウム合金は、転がり軸受の材料で
ある軸受鋼などの鉄系材料に比してその熱膨張係数が大
きく、従って、オルタネータの駆動時等における熱によ
り転がり軸受に比してハウジング側がより膨張し、転が
り軸受の外輪がハウジングに対して回転する、いわゆる
クリープを生じる可能性がある。

【０００４】そこで、従来、図４に軸平行断面図を示す
ように、転がり軸受４１の外輪４１１の外周面に偏心溝
４２、つまり周方向に深さが変化する溝、を形成し、そ
の偏心溝４２内に樹脂４３をインジェクションして一体
化することにより、樹脂４３と外輪４１１との間の相対
回転を不能とするとともに、ハウジング４４に転がり軸
受４１を嵌め込んだときには、ハウジング４４の内周面
４４ａと樹脂４３とが当接してこれらの間の相対回転を
防止するように構成することで、外輪４１１とハウジン
グ４４との間の相対回転を防止するなどの対策が採られ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な偏心溝４２に樹脂４３をインジェクションする従来の
クリープ対策によると、外輪４１１の特殊加工と樹脂４
３のインジェクション工程が必要であり、製造コストが
高くなるという問題がある。

【０００６】また、以上の従来の対策では、転がり軸受
のハウジングへの組み付け時に、ハウジングを加熱して
転がり軸受を嵌め込むための孔の径を大きくする必要が
あり、その手間も必要であるために組付コストも高くな
るという問題があった。本発明はこのような実情に鑑み
てなされたもので、オルタネータのリアフレームをはじ
めとして、アルミニウム合金などの鉄系材料よりも熱膨
張係数の大きなハウジングに収容してもクリープを生じ
にくく、しかも従来の偏心溝と樹脂インジェクションを
施す場合に比して、製造コストコストおよび組付コスト
を低く抑えることのできる転がり軸受装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の転がり軸受装置は、ハウジングに形成され
た孔の内周面に転がり軸受の外輪外周面を嵌め込んだ状
態で当該転がり軸受をハウジング内に支持・固定する装
置において、上記ハウジングの軸受挿入方向奥側内壁面
と、転がり軸受の外輪の一端面との間に付勢手段を介在
させるとともに、その付勢手段による押圧力に抗して転
がり軸受の外輪の軸方向への移動を阻止する止め輪を有
してなり、上記転がり軸受の外輪が、上記付勢手段によ
る軸方向への押圧力が作用した状態で上記ハウジング内
に組み込まれていることによって特徴づけられる（請求
項１）。

【０００８】ここで、本発明において、止め輪により外
輪の軸方向への移動を阻止して付勢手段による軸方向へ
の予圧を有効なものとする具体的な構成としては、ハウ
ジングの内周面に周溝を形成し、その周溝内に止め輪を
嵌め込み、その止め輪を外輪の他端面（付勢手段の配設
側と逆側の端面）当接させる構成（請求項２）、あるい
は、ハウジングの内周面と転がり軸受の外輪の外周面に
それぞれ周溝を形成し、その双方の周溝に止め輪を嵌め
込む構成（請求項３）などを採用することができる。

【０００９】本発明は、転がり軸受の外輪のハウジング
に対する回転を防止するために、従来のようにハウジン
グの内周面と外輪の外周面との間の摩擦を大きくするの
ではなく、外輪に軸方向への押圧力を作用させた状態で
ハウジング内に組み込むことによって、所期の目的を達
成しようとするものである。

【００１０】すなわち、ハウジングの軸受挿入方向奥側
内壁面と転がり軸受の外輪の一端面との間に付勢手段を
介在させることによって外輪を軸方向に付勢する一方、
外輪の軸方向への移動を止め輪により阻止することで、
転がり軸受の外輪は、付勢手段による押圧位置である一
端面と、止め輪による移動阻止位置（請求項２では他端
面、請求項３では外周面に形成された周溝）との間で両
側から押圧された状態となり、これら双方の押圧位置に
おける摩擦によってハウジングに対する転がり軸受の外
輪の相対回転が防止され、クリープの発生を抑制するこ
とができる。

【００１１】このような本発明の構成において、転がり
軸受は、請求項２のように転がり軸受の他端面に止め輪
を当接させる構成においては全く標準的なものを用いる
ことができ、また、請求項３のように外輪外周面に周溝
を形成する構成においても、標準的な止め輪溝付き転が
り軸受を用いることができるため、製造コストを低く抑
えることができる。また、ハウジング内への組み付け作
業でも、ハウジングを加熱膨張させて組み付ける従来の
作業に比してより簡素化することができ、組付コストを
も低減させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形
態の軸平行断面図である。

【００１３】転がり軸受１は、外周に軌道面１ａが形成
された内輪１１と、内周に軌道面１２ａが形成された外
輪１２の間に、複数のボール１３を保持器１４により周
方向に一定のピッチで保持した状態で、内輪１１および
外輪１２の軌道面１１ａおよび１２ａの双方に転動自在
に配置した構造を有しており、外輪１２の軸方向両側に
は、それぞれ内周にそれぞれシールド板１５が装着され
ている。

【００１４】ハウジング２は、この例においてアルミニ
ウム合金製であって、転がり軸受１を嵌め込むための孔
２１を備えているとともに、この孔２１は転がり軸受１
の挿入方向奥側は貫通しておらずに袋状となっており、
その奥側内壁面２２には、外周部分が突出する段部２２
ａが形成されている。

【００１５】さて、ハウジング２の孔２１の奥側内壁面
２２の段部２２ａと、転がり軸受１の外輪１２の一方の
端面１２ｂとの間に皿バネ３が介挿されている。また、
ハウジング２の孔２１の入口部分の内周面には周溝２３
が形成されており、その周溝２３には止め輪４が嵌め込
まれ、この止め輪４は転がり軸受１の外輪１２の他方の
端面１２ｃと当接している。段部２２ａの表面と周溝２
３の軸受挿入方向奥側の内壁面２３ａとのなす距離Ｌ
は、転がり軸受１の外輪１２の幅寸法と皿バネ３の自然
状態での軸方向寸法との和よりも短く、転がり軸受１の
ハウジング２内への組み込み状態においては、皿バネ３
が軸方向に弾性変形した状態となり、従って、この皿バ
ネ３の復元力が当該皿バネ３と止め輪４の間で働き、転
がり軸受１の外輪１２はその両側の端面１２ｂ，１２ｃ
から押圧された状態となる。

【００１６】以上の構成からなる本発明の実施の形態を
組み付けるには、止め輪４を装着しない状態でハウジン
グ２内に皿バネ３および転がり軸受１をその順に挿入
し、転がり軸受１の外輪１２を押し込んで皿バネ３を撓
ませた状態で止め輪４を装着するだけでよく、その組み
付け作業は容易である。

【００１７】そして、以上の本発明の実施の形態による
と、転がり軸受１の外輪１２は、その両側の端面１２
ｂ，１２ｃから挟み込まれるように皿バネ３の弾性力が
作用して、一方の端面１２ｂと皿バネ３の間、および他
方の端面１２ｃと止め輪４との間の摩擦力が常に働くこ
とになる。従って、転がり軸受１とハウジング２との熱
膨張係数の相違により、温度上昇によりハウジング２の
孔２１と転がり軸受１の外輪１２の外周面との間の隙間
が大きくなっても、外輪１２はその両端面１２ｂ，１２
ｃに働く摩擦力によってハウジング１に対する回転が阻
止され、クリープの発生を防止することができる。しか
も、転がり軸受１自体には特別な加工等を施す必要がな
く、標準的なものを用いることができ、かつ、組み付け
作業も容易であることから、従来のクリープ防止対策を
施した軸受装置に比して、トータルコストを大幅に低減
させることができる。

【００１８】ここで、以上の実施の形態においては、転
がり軸受１の外輪１２を軸方向に付勢するための手段と
して皿バネ３を用いた例を示したが、本発明において
は、皿バネ以外の付勢手段を用いることもでき、例えば
図２に本発明の他の実施の形態の軸平行断面図を示すよ
うに、皿バネ３に代えて、段部２２ａと外輪１２の奥側
の端面１２ｂとの間にＯリング５を介在させても、上記
と同等の作用効果を奏することができる。

【００１９】また、以上の各実施の形態では、皿バネ３
やＯリング５などの付勢手段により転がり軸受１が軸方
向に移動することを阻止するための止め輪４を、ハウジ
ング２の孔２１の入口部分に形成した周溝２３に装着し
て、外輪１２の入口側の端面１２ｃに当接させたが、止
め輪４の位置はこれに限られることなく、要は転がり軸
受１の軸方向への移動を阻止できる位置であれば任意の
位置とすることができる。以下、その例について述べ
る。

【００２０】図３は本発明の更に他の実施の形態の軸平
行断面図である。この例では、転がり軸受１の外輪１２
の外周面に周溝１２ｄを形成するとともに、ハウジング
２の孔２１にはその入口部分から所定の距離だけ奥側の
位置に周溝２４を形成し、止め輪４をこれらの各周溝１
２ｄ，２４の双方に嵌め込んでいる。この例において
も、転がり軸受１をハウジング２内に挿入して、周溝１
２ｄ，２４の双方に止め輪４を嵌め込んだ状態では、皿
バネ３が撓んだ状態となって、その復元力によって外輪
１２が奥側の端面１２ｂと周溝１２ｄの奥側の内壁面の
間で押圧された状態となる。

【００２１】従ってこの図３の構成においても、温度上
昇によりハウジング２側がより大きく膨張しても、転が
り軸受１の外輪１２は、一方の端面１２ｂと皿バネ３と
の間、および周溝１２ｄの奥側内壁面と止め輪４の間に
働く摩擦力によってハウジング２に対する回転が阻止さ
れ、クリープの発生を防止することができる。そして、
この図３における転がり軸受１は、その外輪１２に周溝
１２ｄを形成してはいるものの、外輪１２に周溝を備え
た転がり軸受は、止め輪溝付き軸受として標準的に製造
されているため、特にコストを上昇させる原因とはなら
ず、先の例と同様に組付けの容易さも併せて、従来のク
リープ対策に比してトータルコストを大幅に低減させる
ことができる。

【００２２】なお、この図３の例を組み付けるには、外
輪１２のチャンファ等を利用して止め輪４を周溝２４内
に押し込んだ状態で、転がり軸受１をハウジング２の孔
２１内に挿入して皿バネ３を撓ませる。周溝１２ｄが止
め輪４の位置に一致するまで転がり軸受１を挿入するこ
とにより、止め輪４がその収縮力によって周溝１２ｄ内
に嵌まり込むため、簡単な作業によって組気鶴子とがで
きる。

【００２３】また、以上の各実施の形態では、転がり軸
受１として玉軸受を用いた例を示したが、本発明は玉軸
受に限定されることなく、例えばころ軸受など、他の型
式の転がり軸受にも等しく適用し得ることは勿論であ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ハウジ
ングの軸受挿入方向奥側内壁面と転がり軸受の外輪の一
端面との間に付勢手段を介在させるとともに、その付勢
手段による押圧力に抗して転がり軸受の外輪の軸方向へ
の移動を阻止する止め輪を設けて、転がり軸受の外輪
を、付勢手段による軸方向への押圧力が作用した状態で
ハウジング内に組み込んでいるので、外輪はその両側の
押圧位置における摩擦力によってハウジングに対する回
転が阻止されるので、例えばオルタネータのリアフレー
ムのように、アルミニウム合金製のハウジングに組み込
んだとき、転がり軸受よりも熱膨張係数が大きいことに
起因して運転等による温度上昇時に外輪の外周面とハウ
ジングとの間の隙間が大きくなっても、外輪がハウジン
グに対して回転するクリープが発生することがない。

【００２５】しかも、本発明は、従来のクリープ対策の
ように、外輪外周面に偏心溝を形成して樹脂をインジェ
クションする場合に比して、特殊な加工が不要で組み付
けも容易であることから、そのトータルコストを大幅に
低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の軸平行断面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態の軸平行断面図であ
る。

【図３】本発明の更に他の実施の形態の軸平行断面図で
ある。

【図４】クリープ防止対策を施した従来の転がり軸受装
置の構成例を示す軸平行断面図である。

【符号の説明】

１ 転がり軸受 １１ 内輪 １２ 外輪 １２ｂ，１２ｃ 端面 １２ｄ 周溝 １３ ボール １４ 保持器 １５ シールド板 ２ ハウジング ２１ 孔 ２２ 奥側内壁面 ２２ａ 段部 ２３，２４ 周溝 ３ 皿バネ ４ 止め輪 ５ Ｏリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに形成された孔の内周面に転
   がり軸受の外輪外周面を嵌め込んだ状態で当該転がり軸
   受をハウジング内に支持・固定する装置において、 上記ハウジングの軸受挿入方向奥側内壁面と、転がり軸
   受の外輪の一端面との間に付勢手段を介在させるととも
   に、その付勢手段による押圧力に抗して転がり軸受の外
   輪の軸方向への移動を阻止する止め輪を有してなり、 上記転がり軸受の外輪が、上記付勢手段による軸方向へ
   の付勢力が作用した状態でハウジング内に組み込まれて
   いることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 【請求項２】 上記止め輪が、上記ハウジングの内周面
   に形成された周溝に嵌まり込み、かつ、転がり軸受の外
   輪の他端面に当接することにより、当該転がり軸受の外
   輪の軸方向への移動を阻止するように構成されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. 【請求項３】 上記止め輪が、上記ハウジングの孔の内
   周面に形成された周溝と、上記転がり軸受の外輪の外周
   面に形成された周溝との双方に嵌まり込むことによっ
   て、当該転がり軸受の外輪の軸方向への移動を阻止する
   ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載
   の転がり軸受装置。