JP2005265057A

JP2005265057A - 止め輪付薄肉転がり軸受

Info

Publication number: JP2005265057A
Application number: JP2004078720A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Maeda; 明年前田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】転がり軸受から止め輪が外れることをより一層確実に防止すること。
【解決手段】止め輪溝外径寸法が止め輪内径寸法より小さく、かつ、外輪外径寸法が止め輪溝内径寸法より大きく設定してある。ただし、外輪外径をＤ１、止め輪内径をＤ２としたとき、（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ１が０．０５以上である。すなわち、止め輪内径と止め輪溝のかかりは、軸受外径の５％以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばハウジング内に装着した転がり軸受を止め輪によって抜け止め状態にする止め輪付薄肉転がり軸受に関する。

従来、例えば、コピー機、プリンター等の事務機等のハウジングの中などに転がり軸受を装着する際に、機械使用中に転がり軸受が外部に飛び出してこないように、止め輪が用いられている。止め輪の形状は、ＪＩＳ規格等により規定されており、概ねＣ形状である。

図９は、従来に係る止め輪付薄肉転がり軸受の模式図である。転がり軸受１は、シャフト２に嵌合してあり、転がり軸受１の外輪の止め輪溝と、ハウジング内の止め輪溝とに、止め輪３が係合してある。これにより、転がり軸受１の飛び出し等を防止している。

しかしながら、図９に示すように、止め輪３が矢印方向に回転すると、止め輪３のエッジとハウジング穴４が干渉し、その結果、止め輪３がねじれて、軸受１から外れるといったことがある。

また、図示しないが、止め輪付転がり軸受は、止め輪内径と外輪止め輪溝に締め代を設けて装着してあり、止め輪の締付力を大きくすると外輪に変形が生じ、転がり軸受のラジアル隙間も変化することから、軸受機能上、問題となることがある。

特許文献１では、止め輪付転がり軸受は、略Ｃ形状にされてその両端部の間に開口部を有する芯金と、少なくとも開口部に設けられて芯金の両端部を接続した弾性体と、を有している。この開口部の弾性体により、止め輪の外れを防止している。

特許文献２では、軸受における外輪の外周に止め輪溝を設け、この止め輪溝に取付けた止め輪は、止め輪溝の底部に少なくとも二箇所が接触し、取付状態の姿勢保持が行えると共に、少なくとも一箇所以上が止め輪溝から露出している。止め輪の露出した部分は、略半円形の断面形状となり、ハウジングの嵌合孔に対する軸受の圧入時に、止め輪の露出部分は、円弧面で収縮が生じ、嵌合孔内に嵌合する。止め輪は、ハウジングと外輪の各々に設けた止め輪に係合し、軸受の抜け止め状態にする。これにより、止め輪の外れを防止している。
特開２００２−３１０１２０号公報実開平５−８７３３２号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２の構造では、転がり軸受から、止め輪が外れることを必ずしも有効に防止することができず、止め輪の外れをより一層確実に防止したいといった要望がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、転がり軸受から止め輪が外れることをより一層確実に防止することができる止め輪付薄肉転がり軸受を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る止め輪付薄肉転がり軸受は、外輪外周面に止め輪溝を有し、その止め輪溝に止め輪を装着した止め輪付薄肉転がり軸受において、
止め輪溝外径寸法が止め輪内径寸法より小さく、かつ、外輪外径寸法が止め輪溝内径寸法より大きく、
外輪外径をＤ１、止め輪内径をＤ２としたとき、
（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ１が０．０５以上であることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る止め輪付薄肉転がり軸受は、外輪外周面に止め輪溝を有し、その止め輪溝に切り欠きを有する止め輪を装着した止め輪付薄肉転がり軸受において、
当該止め輪が、切り欠き部を短径とする楕円形状を有し、転がり軸受に装着した場合に、短径部での最大しめしろ（切り欠きが無いと仮定して）が、軸受外輪有効肉厚５％以下であり、かつ、
長径部では、止め輪内径が止め輪溝外径に接触せず、かつ、
長径部においての止め輪内径が軸受外径寸法より小さいことを特徴とする。

本発明の請求項３に係る止め輪付薄肉転がり軸受は、止め輪の幅と厚さの比が、２．５以上である請求項１または２に記載の止め輪付薄肉転がり軸受において、
止め輪の切り欠き幅が、止め輪の外径寸法の５％以下であることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る止め輪付薄肉転がり軸受は、止め輪の厚さが、止め輪溝の幅の８０％以上であることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る止め輪付薄肉転がり軸受は、外径の有効肉厚が２ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明の請求項６に係る止め輪付薄肉転がり軸受は、止め輪の切り欠き部の切り口が、止め輪外径切り欠き部の接線に対して、９０度以上の角度で成されていることを特徴とする。

本発明の請求項７に係る止め輪付薄肉転がり軸受は、切り欠き部が、面取りされていることを特徴とする。

本発明の請求項８に係る止め輪付薄肉転がり軸受は、止め輪溝の深さが軸受外輪の有効肉厚の５０％以下であることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、転がり軸受から、止め輪が外れることを有効に防止することができ、従来に比べて、止め輪の外れをより一層確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受を図面を参照しつつ説明する。

（第１実施の形態：請求項１）
図１（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受に装着する止め輪の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。

図２は、本発明の第１実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受を装着した状態の模式図である。

本実施の形態は、止め輪溝外径寸法が止め輪内径寸法より小さく、かつ、外輪外径寸法が止め輪溝内径寸法より大きいことを特徴とする。

ただし、外輪外径をＤ１、止め輪内径をＤ２としたとき、（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ１が０．０５以上である。すなわち、止め輪内径と止め輪溝のかかりは、軸受外径の５％以上である。

本実施の形態では、図１及び図２に示すように、止め輪３と、外輪の止め輪溝５の円周方向接触長さが、外輪の止め輪溝５の深さの２０％以上であり、且つ、止め輪３の幅が、外輪の止め輪溝５の幅に対して５０％以上である。

また、外輪外径をＤ１、止め輪内径をＤ２としたとき、（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ１が０．０５以上であるように構成してある。すなわち、止め輪内径と止め輪溝のかかりは、軸受外径の５％以上であるように構成してある。

さらに、表１に示すように、止め輪３の幅は、（２．７／１．５）倍になっており、止め輪３の厚さは、（１／０．８）倍になっており、切欠きは、（１／２）倍になるように構成してある。

以上のように、止め輪３の内径と、外輪の止め輪溝５の接触長さを限定し、止め輪３自身のサイズを大きくし、剛性を上げている。即ち、止め輪３の強度を上昇させ、アキシアル方向の耐力を向上している。これにより、外力によって、止め輪３が容易に外れないようにすることができる。

しかしながら、剛性を上げた止め輪３を、軸受１の外輪に装着すると、外輪に変形が生じるといった虞れがある。

そこで、本実施の形態では、止め輪３の内径と、外輪の止め輪溝５との間の隙間は、図２に示すように、ルーズに設定してある。これにより、止め輪３の剛性を向上して、止め輪３の外れを有効に防止した場合であっても、外輪に変形が生じることはない。

（第２実施の形態：請求項２）
図３は、本発明の第２実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受を装着した状態の模式図である。

本実施の形態は、止め輪が、切り欠き部を短径とする楕円形状を有し、転がり軸受に装着した場合に、短径部での最大しめしろ（切り欠きが無いと仮定して）が、軸受外輪有効肉厚５％以下であり、かつ、長径部では、止め輪内径が止め輪溝外径に接触せず、かつ、長径部においての止め輪内径が軸受外径寸法より小さいことを特徴とする。

本実施の形態では、止め輪３は、切り欠き部６を短径とする楕円形状に形成してある。すなわち、図３において、止め輪３の左右部分（切欠き部６から９０°、２７０°位相の部分：長径部）は、止め輪３の内径と、外輪の止め輪溝５との間の隙間は、ルーズに設定してある。即ち、長径部では、止め輪３の内径が止め輪溝５の外径に接触せず、かつ、長径部においての止め輪３の内径が軸受１の外径寸法より小さく設定してある。

一方、図３において、止め輪３の上下部分（切欠き部６と、１８０°位相の部分：短径部）は、止め輪３の内径と、外輪の止め輪溝５との間の隙間は、タイトに（締め代嵌合に）設定してある。即ち、最大しめしろ（切り欠きが無いと仮定して）が、軸受外輪有効肉厚５％以下である。

以上のように、止め輪３の上下部分（切欠き部６と、１８０°位相の部分：短径部）は、止め輪３の内径と、外輪の止め輪溝５との間の隙間は、タイトに（締め代嵌合に）設定してあることから、外力によって、止め輪３が容易に外れないようにすることができる。

しかしながら、タイト設定の止め輪３を、軸受１の外輪に装着すると、外輪に変形が生じるといった虞れがある。

そこで、本実施の形態では、止め輪３の左右部分（切欠き部６から９０°、２７０°位相の部分：長径部）は、止め輪３の内径と、外輪の止め輪溝５との間の隙間は、ルーズに設定してあることから、止め輪３の外れを有効に防止した場合であっても、外輪に変形が生じることはない。また、上記第１実施の形態より、止め輪３の姿勢等を安定することができる。

（第３実施の形態：請求項３）
図４は、本発明の第３実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受に装着する止め輪の正面図である。

本実施の形態は、止め輪の幅と厚さの比が、２．５以上である請求項１または２に記載の止め輪付薄肉転がり軸受において、止め輪の切り欠き幅が、止め輪の外径寸法の５％以下であることを特徴とする。

なお、本実施の形態の背景として、特に、コピー機、プリンター等の事務機に於いては、転がり軸受は、その外輪が比較的薄肉に形成してあり、止め輪を大きくする傾向がある。しかしながら、このようにすると、止め輪がハウジングとこじれて、外れ易いといったことがある。

そこで、本実施の形態では、止め輪３の切り欠き部６の幅を比較的狭く設定するように構成している。

本実施の形態は、図４に示すように、止め輪３の切欠き部６の幅（Ａ）と、止め輪３の外径（Ｂ）との関係は、表２に示すように構成してある。

即ち、Ａ／Ｂは、従来例では、５．１％であるのに対し、本実施の形態では、２．４％に構成してある。

以上から、本実施の形態では、止め輪３の切り欠き部６の隙間を狭くすることにより、軸受１の取付周辺部材との干渉を少なくすることができ、止め輪３の外れを有効に防止することができる。

（第４実施の形態：請求項４）
図５は、本発明の第４実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受の断面図である。

本実施の形態は、止め輪の厚さが、止め輪溝の幅の８０％以上であることを特徴とする。

図５に示すように、本実施の形態に係る転がり軸受１では、内輪１０と外輪１１との間に、保持器１２により、複数の玉１３が転動自在に保持してある。また、内輪１０、外輪１１、及び玉１３で形成される軸受空間Ｓに、グリースが充填してあり、シール１４により封止してある。

さて、本実施の形態では、止め輪３の厚さ（α）が、止め輪溝５の幅（β）の８０％以上であるように設定してある。

以上から、本実施の形態では、止め輪３本来の機能を向上することができ、また、止め輪３が大きいことから、位置精度を安定することができ、しかも、止め輪３のこじれを有効に且つ確実に防止することができる。

（第５実施の形態：請求項５）
本実施の形態は、外径の有効肉厚が２ｍｍ以下であることを特徴とする。

（第６実施の形態：請求項６、７）
図６（ａ）は、本発明の第６実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受に装着する止め輪の正面図である。

本実施の形態は、図６（ａ）に示すように、止め輪の切り欠き部の切り口が、止め輪外径切り欠き部の接線に対して、９０度以上の角度で成されていることを特徴とする。

さて、本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、止め輪３の切り欠き部６の端縁は、切り欠き部６の外側の接線に対して、９０度以上の角度をなすように、切断してある。

以上から、本実施の形態では、止め輪３の切り欠き部６の端縁を所定形状に形成することにより、軸受１の取付周辺部材との干渉を少なくすることができ、止め輪３の外れを有効に防止することができる。

また、上記第２実施の形態（図３）の場合のように、止め輪３を楕円形状に形成した場合に、切り欠き部６の端縁の角度を所定角度に形成することにより、短径部でのタイトの締め付けをマイルドにすることができる。

また、図６（ｂ）は、第６実施の形態の変形例に係る止め輪付薄肉転がり軸受に装着する止め輪の正面図である。

本実施の形態の変形例は、図６（ｂ）に示すように、切り欠き部が、面取りされていることを特徴とする。

本実施の形態では、図６（ｂ）に示すように、止め輪３の切り欠き部６の端縁は、円弧形状（Ｒ形状）に面取りして形成してある。

また、上記第２実施の形態（図３）の場合のように、止め輪３を楕円形状に形成した場合に、切り欠き部６の端縁を所定形状に形成することにより、短径部でのタイトの締め付けをマイルドにすることができる。

（第７実施の形態：請求項８）
図７は、本発明の第７実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受の断面図である。

本実施の形態は、止め輪溝の深さが軸受外輪の有効肉厚の５０％以下であることを特徴とする。

図７に示すように、本実施の形態に係る転がり軸受１では、内輪１０と外輪１１との間に、保持器１２により、複数の玉１３が転動自在に保持してある。また、内輪１０、外輪１１、及び玉１３で形成される軸受空間Ｓに、グリースが充填してあり、シール１４により封止してある。

なお、本実施の形態の背景として、特に、コピー機、プリンター等の事務機に於いては、転がり軸受１は、その外輪１１が比較的薄肉に形成してあり、止め輪溝５に応力が集中し易く、その結果、外輪１１が割れ易いといったことがある。

そこで、本実施の形態では、止め輪溝５の深さ（γ）が軸受１の外輪の有効肉厚（δ）の５０％以下であるように、設定してある。

以上から、本実施の形態では、外輪１１が比較的薄肉に形成してある場合であっても、応力集中を防止して、外輪１１の割れを確実に防止することができる。

（第８実施の形態）
図８は、本発明の第８実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受の断面図である。

図８に示すように、本実施の形態に係る転がり軸受１では、内輪１０と外輪１１との間に、保持器１２により、複数の玉１３が転動自在に保持してある。また、内輪１０、外輪１１、及び玉１３で形成される軸受空間Ｓに、グリースが充填してあり、シール１４により封止してある。

本実施の形態では、図８に示すように、止め輪溝５は、円弧状に形成してあり、これに嵌合する止め輪３の内径面も、円弧状に形成してある。加えて、直線部（ε）のかかりは、５％以上に設定してある。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受に装着する止め輪の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。本発明の第１実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受を装着した状態の模式図である。本発明の第２実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受を装着した状態の模式図である。本発明の第３実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受に装着する止め輪の正面図である。本発明の第４実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受の断面図である。（ａ）は、本発明の第６実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受に装着する止め輪の正面図である。（ｂ）は、第６実施の形態の変形例に係る止め輪付薄肉転がり軸受に装着する止め輪の正面図である。本発明の第７実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受の断面図である。本発明の第８実施の形態に係る止め輪付薄肉転がり軸受の断面図である。従来に係る止め輪付薄肉転がり軸受の模式図である。

符号の説明

１転がり軸受
２シャフト
３止め輪
４ハウジング穴
５外輪の止め輪溝
６切り欠き部
１０内輪
１１外輪
１２保持器
１３玉
１４シール
Ｓ軸受空間

Claims

外輪外周面に止め輪溝を有し、その止め輪溝に止め輪を装着した止め輪付薄肉転がり軸受において、
止め輪溝外径寸法が止め輪内径寸法より小さく、かつ、外輪外径寸法が止め輪溝内径寸法より大きく、
外輪外径をＤ１、止め輪内径をＤ２としたとき、
（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ１が０．０５以上であることを特徴とする止め輪付薄肉転がり軸受。
外輪外周面に止め輪溝を有し、その止め輪溝に切り欠きを有する止め輪を装着した止め輪付薄肉転がり軸受において、
当該止め輪が、切り欠き部を短径とする楕円形状を有し、転がり軸受に装着した場合に、短径部での最大しめしろ（切り欠きが無いと仮定して）が、軸受外輪有効肉厚５％以下であり、かつ、
長径部では、止め輪内径が止め輪溝外径に接触せず、かつ、
長径部においての止め輪内径が軸受外径寸法より小さいことを特徴とする止め輪付薄肉転がり軸受。
止め輪の幅と厚さの比が、２．５以上である請求項１または２に記載の止め輪付薄肉転がり軸受において、
止め輪の切り欠き幅が、止め輪の外径寸法の５％以下であることを特徴とする止め輪付薄肉転がり軸受。
止め輪の厚さが、止め輪溝の幅の８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の止め輪付薄肉転がり軸受。
外径の有効肉厚が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の止め輪付薄肉転がり軸受。
止め輪の切り欠き部の切り口が、止め輪外径切り欠き部の接線に対して、９０度以上の角度で成されていることを特徴とする請求項４に記載の止め輪付薄肉転がり軸受。
切り欠き部が、面取りされていることを特徴とする請求項４又は５に記載の止め輪付薄肉転がり軸受。
止め輪溝の深さが軸受外輪の有効肉厚の５０％以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の止め輪付薄肉転がり軸受。