JP2008051251A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングに対して外輪を予圧で固定される転がり軸受がハウジングに圧入される際、樹脂バンドの縁を傷めないようにして全体が円滑に周溝内に収まり、できるだけ小さな力で樹脂バンドに損傷が無いように転がり軸受をハウジングに圧入することである。
【解決手段】転がり軸受の外輪１の外周面に２本の周溝２を形成し、外輪１の外周面より径方向外側に突出するように設ける予圧調整用の樹脂バンド３を周溝２に嵌め合わせた状態に設け、ハウジング５に対して樹脂バンド３を圧接させながら軸方向に圧入して予圧をかけて固定される予圧固定用の転がり軸受であり、リング状の樹脂バンド３の外周面と軸方向端面とが交差する縁にテーパ面を形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ハウジングに樹脂製部品の弾性により予圧で固定される転がり軸受に関する。

自動車のオルタネータ用軸受に代表される自動車電装補機用軸受などの転がり軸受について、ハウジングに圧入前の状態（図５参照）、圧入中の状態（図６参照）および圧入後の状態（図１参照）について説明する。
図５に示すように、このような転がり軸受には、外輪１の外周面に周溝２が形成されており、外輪１の外周面より径方向外側に突出するように設けた予圧調整用のリング状の樹脂バンド１０を周溝２に嵌め合わせている（特許文献１）。
転がり軸受をハウジングに圧入するときには、樹脂バンド１０の軸方向に沿ってハウジング５が当るように押し当て、さらに樹脂バンド１０の表面にハウジング５を圧接させながら転がり軸受を軸方向に圧入し、図１に示すように圧入後は、樹脂バンド１０の軸径方向の弾性力によってハウジングに予圧を保って摩擦固定される。

また、ハウジングに圧入する前の転がり軸受における外輪１の外周上に突出する樹脂バンド１０の所定の高さｈは、外輪１、ハウジング５および樹脂バンド３の熱膨張率を勘案し、高温で使用される時でも適当な厚さで「しめしろ」が確保できるように、樹脂の材質と体積等を調整して設定されている（特許文献２）。

特開平０９−２６９００９号公報 特開２００３−３４３５９０号公報

しかし、上記した従来の転がり軸受では、図６に示すようにハウジング５に圧入する際、樹脂バンド１０の軸方向端面がハウジング５の端面部分と引っ掛かりながら接触して変形し、特に樹脂バンド１０の縁の部分が弾性限界を超えて変形すると、クラックが生じたりし、削り取られて縁を欠損する場合がある。

このような状態になると、樹脂バンド１０のハウジングとの密接面積が減少し、クリープ耐久性を低下させて転がり軸受の予圧固定力を低下させてしまうという問題点がある。

そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、ハウジングに対して外輪を予圧で固定される転がり軸受がハウジングに圧入される際、樹脂バンドの縁が物理的に損傷して傷まないようにし、すなわち樹脂バンドに損傷が無いようにできるだけ小さな力で円滑に転がり軸受をハウジングに圧入できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、この発明では、転がり軸受の外輪の外周面に周溝を形成し、前記外輪の外周面より径方向外側に突出するように設ける予圧調整用のリング状樹脂バンドを前記周溝に嵌め合わせた状態に設け、この樹脂バンドをハウジングに圧接させて固定する予圧固定用の転がり軸受において、前記リング状樹脂バンドの外周面と軸方向端面とが交差する縁にテーパ面を形成したことを特徴とする予圧固定用の転がり軸受としたのである。

上記したように構成されるこの発明の転がり軸受は、リング状樹脂バンドの外周面と軸方向端面とが交差する縁にテーパ面が形成されているため、ハウジング５に組み付ける際、樹脂バンド端面とハウジングが引っかかりがなくスムーズに接する。すなわち、テーパ面がハウジングとの引っかかりを防止するので、樹脂バンド３の縁の特定部分にハウジングの圧接力が一定時間集中することなく、常に滑り動きながら接するので、縁が大きく変形することがなく、弾性限界を超えてクラックが発生することもなく、また削り取られて欠損することもなくなる。

また、樹脂バンド３の外周面は、縁の部分を含めて同じ高さに弾性変形し、ハウジングと広い受圧面積で密接する。このような状態にして、シール性を確実に発揮させ、またはクリープ耐久性を保持して転がり軸受の予圧固定力を充分に保つようになる。

このような作用を可能な限り確実に奏させるために、発明の転がり軸受のテーパ面は、外輪の外周面より径方向外側に突出する位置に形成されたテーパ面であることが好ましい。

このようにすると、樹脂バンドは、ハウジングに圧入された際に外輪の外周面より径方向外側に突出するテーパ面が外周面と同一面を形成するように弾性変形し、縁の部分も含めてハウジングと広い受圧面積で密接する。

また、テーパ面を、リング状樹脂バンドの外周面と軸方向両端面とが交差する両縁に形成すると、転がり軸受をハウジングに組込む際の圧入方向を特定しないで済む便宜性があり、また組込んだ後に、一時的に取り外す場合が予想される場合などにも、樹脂バンドの縁が傷みにくく、種々の使用態様に適したものになって好ましい。

この発明は、樹脂バンドをハウジングに圧接させて固定する予圧固定用の転がり軸受において、リング状樹脂バンドの外周面と軸方向端面とが交差する縁にテーパ面を形成したので、転がり軸受がハウジングに圧入される際、樹脂バンドの縁を圧接により傷めることなく、円滑に周溝内に収まり、比較的小さな力で樹脂バンドに損傷が無いように転がり軸受をハウジングに圧入できる利点がある。

テーパ面が、外輪の外周面より径方向外側に突出する位置に形成された転がり軸受では、弾性変形後の樹脂バンドとハウジングとの圧接する面積は減少することなく、受圧面積が充分に確保されるという利点もある。

テーパ面が、リング状樹脂バンドの外周面と軸方向両端面とが交差する両縁に形成した転がり軸受では、ハウジングに組込む際の圧入方向を特定しないで済む利点があり、組込んだ後に、一時的に取り外す場合も便利に行える。

この発明の実施形態を、以下に添付図面に基づいて説明する。
図１〜図４に示すように、実施形態の転がり軸受は、転がり軸受の外輪１の外周面に２本の周溝２を形成し、外輪１の外周面より径方向外側に突出するように設ける予圧調整用の樹脂バンド３を周溝２に嵌め合わせた状態に設け、ハウジング５に対して樹脂バンド３を圧接させながら軸方向に圧入して(図３)予圧をかけて固定される(図４)予圧固定用の転がり軸受である。

そして、リング状の樹脂バンド３の外周面３ａと軸方向端面３ｂとが交差する縁にテーパ面４を形成している。なお、図１中の符号６は内輪、７は球状の転動体を示している。

この発明に用いる樹脂バンド３の成形材料に用いる樹脂は、特に限定されるものではなく、たとえば、ナイロン（ポリアミド樹脂）やポリエーテルサルフォン、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）など、単独の樹脂または２種以上の混合樹脂を用い、適宜に添加剤を配合して成形できる樹脂組成物を採用することができる。

樹脂バンド３のテーパ面４は、ハウジング５に圧入した際に、外周面と同一面を形成するように弾性変形できる程度に面取りされたような形状で例えば４５度程度のテーパ角度（テーパ軸に対する角度）で形成している。このようなテーパ角度は、上記所定の弾性変形ができるように４５±３０°の範囲で変更してもよく、より好ましくは４５±１５°を採用できる。

このようなテーパ角度を採用すると、樹脂バンド３を取り付けた転がり軸受をハウジングに圧入する際のガイド面になり、組み込み性を向上させることができ、樹脂バンドの物理的な損傷を軽減することができる。また、圧接による弾性変形で樹脂バンド３の外輪の外周面からの高さｈは、組み込み前よりも組み込み後の高さｈ´が（ｈ＞ｈ´）となるように圧縮されるが、樹脂バンド３は外周面３ａと同一面を形成するように弾性変形し、その受圧面積がテーパ面４を形成しない他の形態の樹脂バンドに比べて減少しないので、クリープ耐久性向上を図ることができる。

周溝２は、外輪１の外周面に間隔を開けて２本形成したものを示したが、その配置と数は適宜に設定できるものであり、１本のみを外周面の中央部など適当な位置に設けてもよく、２本または３本以上の複数を適当な配置で設けることもできる。

樹脂バンド３を周溝２に嵌め合わせた状態に設けるには、成型用金型を用いて周溝２をそのまま金型の一部として利用し、周溝２の開口部を覆うように部分成型用の金型を被せ、この部分成型用の金型に設けた１箇所または複数箇所のゲートから、成型材料の未硬化樹脂を注入する射出成型などの溶融成型を行ない、外輪１と複合成形して一体的に樹脂バンド３を設けてもよいが、別途成型した樹脂バンド３を周溝２に嵌め入れることもできる。

このようにして周溝２に嵌め合わせたように樹脂バンド３を設けると、周溝２と樹脂バンド３の密着性が高く、ハウジング５に対して樹脂バンド３を圧接させながら軸方向に圧入しやすい。

図３から図４に順に示すように、転がり軸受は、アルミニウム合金などからなるハウジング５に対して、樹脂バンド３をテーパ面４からハウジング５に圧入し、すなわちテーパ面４から外周面３ａにかけて徐々にハウジング５に圧接させながら組み付ける。そのために転がり軸受をハウジング５に可及的に小さな力で圧入できるようになる。

図４に示すように、組み付けが完了した後の樹脂バンド３のは、既にテーパ面が外周面３ａと同一面を形成するように弾性変形しており、ハウジング５との接触面積は減少することなく、すなわち充分に受圧面積を有している。

ハウジングへ圧入された実施形態の転がり軸受の断面図 実施形態の要部である外輪および樹脂バンドの断面図 ハウジングへ圧入される際の実施形態の転がり軸受の断面図 ハウジングへ圧入された実施形態の転がり軸受の断面図 従来例を説明する外輪および樹脂バンドの断面図 ハウジングへ圧入される際の従来例の転がり軸受の断面図

符号の説明

１ 外輪
２ 周溝
３ 樹脂バンド
３ａ 外周面
３ｂ 軸方向端面
４ テーパ面
５ ハウジング
６ 内輪
７ 転動体

Claims (3)

1. 転がり軸受の外輪の外周面に周溝を形成し、前記外輪の外周面より径方向外側に突出するように設ける予圧調整用のリング状樹脂バンドを前記周溝に嵌め合わせた状態に設け、この樹脂バンドをハウジングに圧接させて固定する予圧固定用の転がり軸受において、
   前記リング状樹脂バンドの外周面と軸方向端面とが交差する縁にテーパ面を形成したことを特徴とする予圧固定用の転がり軸受。
2. テーパ面が、外輪の外周面より径方向外側に突出する位置に形成されたテーパ面である請求項１に記載の予圧固定用の転がり軸受。
3. テーパ面を、リング状樹脂バンドの外周面と軸方向両端面とが交差する両縁に形成した請求項１または２に記載の予圧固定用の転がり軸受。

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