JP2008157396A - クリープ防止転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】しめしろの設計の自由度を大きくでき、かつ、凹溝とＯリングとの密着性を損なうことなくクリープ防止性能の減少を防止できるクリープ防止転がり軸受を提供することを目的とする。
【解決手段】環状の外輪と、前記外輪の径方向内方で同心に配置される環状の内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に画成される環状空間で転動する複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向に等間隔で転動可能に保持する保持器と、を備え、前記外輪の外周面及び前記内輪の内周面の少なくとも一方に、周方向に延在する凹溝が設けられ、前記凹溝にはＯリングが装着され、前記Ｏリングが楕円形状もしくは多角形状であるクリープ防止転がり軸受。
【選択図】図２

Description

本発明は、アンバランスな回転荷重が転がり軸受に作用する汎用モータ、ギヤードモータ、ファンモータ、サーボモータ、電動工具、ミシンなどの用途に適用される、クリープ防止機能を有するクリープ防止転がり軸受の改良に関する。

従来より、クリープ防止機能を有する転がり軸受として、特許文献１等に開示される構成が知られている。転がり軸受は、外輪の外周面に凹溝が形成され、断面略円形状で、かつ凹溝の底面の凹溝径は円環状のＯリング（図１参照。）の内径より大きく寸法づけされている。具体的には、しめしろを１〜６％とするものである。これは、しめしろが１％より小さいと、凹溝からのリングの突出量が大きくなり、転がり軸受の組み付け性が低下するとともに、Ｏリング７０５が破損する恐れがあるからである。また、しめしろが６％より大きいと、Ｏリング７０５が周方向に延びることにより、Ｏリング７０５の断面径が小さくなり、凹溝から突出量が不足して、クリープの発生を十分に防止できないからである（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−１６１８７６（段落［００１２］〜［００１４］、図２等）

特許文献１に記載されるように、Ｏリング７０５と外輪の凹溝とのしめしろは１〜６％の範囲に制限されている。結果として、転がり軸受の寸法の設計自由度も制限されている。
そこで、本発明は、転がり軸受の設計の自由度を拡げることができ、かつ、凹溝とＯリングとの密着性を損なうことなくクリープ防止性能の減少を防止できるクリープ防止装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明のクリープ防止転がり軸受の第１の態様は、環状の外輪と、前記外輪の径方向内方で同心に配置される環状の内輪と、前記外輪と前記内輪との間に画成される環状空間で転動する複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向に等間隔で転動可能に保持する保持器と、を備え、前記外輪の外周面及び前記内輪の内周面の少なくとも一方に、周方向に延在する凹溝が設けられ、前記凹溝にはＯリングが装着され、前記Ｏリングが楕円形状である。

さらに、上記課題を解決するための本発明のクリープ防止転がり軸受の第２の態様は、環状の外輪と、前記外輪の径方向内方で同心に配置される環状の内輪と、前記外輪と前記内輪との間に画成される環状空間で転動する複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向に等間隔で転動可能に保持する保持器と、を備え、前記外輪の外周面及び前記内輪の内周面の少なくとも一方に、周方向に延在する凹溝が設けられ、前記凹溝にはＯリングが装着され、前記Ｏリングが多角形状である。

本発明のクリープ防止転がり軸受の第３の態様によれば、前記Ｏリングの内周長さと前記凹溝の底面の内径長さがほぼ同一である。

また、本発明のクリープ防止転がり軸受の第４の態様によれば、前記Ｏリングの外周長さと前記凹溝の底面の内径長さがほぼ同一である。
本発明のクリープ防止転がり軸受の第５の態様によれば、前記多角形状は、３角形状、５角形状、６角形状、星形状の何れかである。
本発明のクリープ防止転がり軸受の第６の態様によれば、前記転動体は玉部材である。

本発明によれば、Ｏリングの形状が多角形状もしくは楕円形状となっているため、従来規定されていたしめしろの範囲でも良好な密着性を実現することができる。結果として、転がり軸受の設計の自由度を拡げつつ、クリープ防止機能を損なうことなく、密着性を確保できるクリープ防止転がり軸受を提供できる。

以下、本発明のクリープ防止転がり軸受を玉軸受に適用した実施形態について図面を参照しつつ説明する。各図面中、同一要素は同一符号で示してある。

本発明の実施形態であるクリープ防止玉軸受について、図１〜３を参照しつつ説明する。図１は、クリープ防止玉軸受の一部を軸方向に沿った断面で示す図である。図２は図１のＯリングの正面図であり、図３は、外輪に装着されたＯリングの状態を示す正面図である。尚、図２中の破線７０５は、従来のＯリングを示す。また図３中の破線は、Ｏリングが装着される前の状態を示す。

本実施形態のクリープ防止玉軸受１は、外周面で周方向に延在する複数の凹溝９を有する環状の外輪７と、外輪７の径方向内方で同心に配置される環状の内輪１３と、外輪７と内輪１３との間に画成される環状空間で転動する複数の転動体１１と、複数の転動体１１を周方向に等間隔で転動可能に保持する保持器１５と、外輪７の凹溝９に装着されるＯリング５と、を備える。上記構成の玉軸受１は、外輪７の外周面側でハウジング３に固定される。

Ｏリング５は、断面が円形状で、全体が楕円形状を呈する（図２参照）。Ｏリング５の円形断面の直径Ｄは、凹溝９の深さｈより僅かに大きく寸法付けされている。すなわち、Ｏリングの一部が、凹溝９から突き出る構成である。また、Ｏリング５の内周長さ（周方向の長さ）と凹溝９の底面９ａの周方向長さとが同一に寸法付けされている。Ｏリング５と凹溝９との間にしめしろが無い状態である。

さらに、凹溝９の幅（軸方向長さ）は、Ｏリングの直径Ｄより若干大きく寸法付けされている。本実施形態では、２つの凹溝が形成されているが、凹溝の位置及び個数は適宜変更できることは言うまでもない。

図２に示されるように、Ｏリング５が外輪７の凹溝９に装着される前の状態は、楕円形状である。図中において、従来の円環状のＯリング７０５が破線で示されている。Ｏリング５が凹溝９に装着されると、図３に示されるように凹溝９に沿った円環状となる。ここで、図２に示されるＯリング５の領域Ａ、及び領域Ｂは、密着性向上領域となる。Ｏリング５の領域Ａ、Ｂは、凹溝９により引っ張られるので楕円形状に戻ろうとする。結果として、領域Ａ、Ｂは、凹溝９の底面９ａに対して締め付け力を付与する。このように、しめしろが無い場合であっても、本実施形態のようにＯリングを楕円形状とすることにより、外輪への密着性を確保することができる。

以下にＯリングの他の実施形態について説明する。その他の実施形態のＯリングについても図１に示す玉軸受に装着される構成である。よって、玉軸受についての説明は割愛する。

（実施形態２）
実施形態２のＯリングについて図４を参照しつつ説明する。図４は、実施形態２に係るＯリング１０５の正面図である。図中の破線は、外輪７の凹溝９に装着た状態のＯリングを示す。断面円形状のＯリング１０５は、略三角形状で、各頂点は丸みを帯びている。また、各頂点は、湾曲した辺で結ばれている。Ｏリング１０５の内周長さと凹溝９の底面９ａの周方向長さとが同一に寸法付けされている。Ｏリング１０５と凹溝９との間にしめしろが無い状態である。

本実施形態では、密着性向上領域は、装着されたＯリングを示す破線部分より径方向で内側に延在する領域Ｃ、Ｄ、Ｅである。よって、Ｏリング１０５が外輪に装着され拡げられると、Ｏリング１０５が三角形状に戻ろうとし、領域Ｃ、Ｄ、Ｅからの締め付け力が凹溝９に掛かり、しめしろがない場合であっても、Ｏリング１０５の外輪７に対する密着性を確保できる。

（実施形態３）
実施形態３のＯリングについて図５を参照しつつ説明する。図５は、実施形態３に係るＯリング２０５の正面図である。図中の破線は、外輪の凹溝に装着した状態のＯリングを示す。断面円形状のＯリング２０５は、全体が略５角形状で、各頂点は丸みを帯びている。また、Ｏリング２０５の内周長さと凹溝９の底面９ａの周方向長さとが同一に寸法付けされている。Ｏリング２０５と凹溝９との間にしめしろが無い状態である。よって、Ｏリング２０５の密着性向上領域は、装着されたＯリングを示す破線部分より径方向で内側に延在する領域Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉである。装着されたＯリングは、初期の形状に戻ろうとするので、領域Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉからの締め付け力が凹溝９に掛かり、しめしろが無い場合であっても、Ｏリング２０５の外輪に対する密着性を確保できる。

（実施形態４）
実施形態４のＯリングについて図６を参照しつつ説明する。図６は、実施形態４に係るＯリング３０５の正面図である。図中の破線は、外輪の凹溝に装着した状態のＯリングを示す。断面円形状のＯリング３０５は、全体が略６角形状で、各頂点は丸みを帯びている。Ｏリング３０５の内周長さと凹溝９の底面９ａの周方向長さとが同一に寸法付けされている。Ｏリング３０５と凹溝９との間にしめしろが無い状態である。

また、Ｏリング３０５の密着性向上領域は、装着されたＯリングを示す破線部分より径方向で内側に延在する領域Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏである。Ｏリング３０５が装着されると、領域Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏからの締め付け力が凹溝に掛かり、しめしろが無い場合であっても、Ｏリング３０５の外輪に対する密着性を確保できる。

（実施形態５）
実施形態５のＯリングについて図７を参照しつつ説明する。図７は、実施形態５に係るＯリング４０５の正面図である。図中の破線は、外輪の凹溝に装着した状態のＯリングを示す。断面円形状のＯリング４０５は、全体が略星形状で、各頂点は丸みを帯びている。Ｏリング４０５の内周長さと凹溝９の底面９ａの周方向長さとが同一に寸法付けされている。Ｏリング４０５と凹溝９との間にしめしろが無い状態である。また、装着される前のＯリング４０５の全体は、装着されたＯリングを示す破線部分より径方向で内側に延在する。したがって、Ｏリング４０５全体が、密着性向上領域となる。そして、Ｏリング４０５が凹溝９に装着されると、Ｏリング４０５からの締め付け力が凹溝に掛かり、しめしろが無い場合であっても、Ｏリング４０５の外輪に対する密着性を向上できる。この実施形態５のＯリングは、Ｏリング４０５の全体が破線部分より径方向で内側に延在するので、実施形態１〜４のＯリングに比べてより高い密着性を確保できる。

本実施形態では、Ｏリングを種々の形状とすることにより、Ｏリングの復元力を生じさせ密着性を確保する構成としたが、Ｏリングの内径が一定の円環状として、凹溝の底面９ａの半径を周方向変化させつつ、Ｏリングの内周長さと底面の周方向長さを同一とする構成にしてもよい。

さらに、本実施形態では、Ｏリングの内周長さと凹溝の底面の周方向長さを同一とする構成としたが、実施形態１〜５のＯリングの内周長さが同じである円形のＯリングとした場合の内径と、凹溝の底面の内径とのしめしろを１〜６％となるような寸法関係とすることができることは言うまでもない。このようにすると、Ｏリングと外輪もしくは内輪との密着性をより向上できる。

さらに、本発明の転がり軸受は、実施形態の玉軸受に限定されるものではなく、アンギュラ玉軸受やころ軸受等の他の軸受に適用することができることは言うまでもない。
上記実施形態では、転がり軸受の外輪の外周面に設けた凹溝に装着されるＯリングとしたが、本発明は内輪の内周面の凹溝にＯリングを装着するタイプの転がり軸受に適用できる。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

図１は、クリープ防止玉軸受の一部を軸方向に沿った断面で示す図である。 図１のＯリングの正面図である。 外輪に装着されたＯリングの状態を示す正面図である 実施形態２に係るＯリングの正面図である。 実施形態３に係るＯリングの正面図である。 実施形態４に係るＯリングの正面図である。 実施形態５に係るＯリングの正面図である。

符号の説明

１ クリープ防止転がり軸受
３ ハウジング
５ Ｏリング
７ 外輪
９ 凹溝
１１ 転動体
１３ 内輪
１５ 保持器

Claims (6)

1. クリープ防止転がり軸受であって、
   環状の外輪と、
   前記外輪の径方向内方で同心に配置される環状の内輪と、
   前記外輪と前記内輪との間に画成される環状空間で転動する複数の転動体と、
   前記複数の転動体を周方向に等間隔で転動可能に保持する保持器と、を備え、
   前記外輪の外周面及び前記内輪の内周面の少なくとも一方に、周方向に延在する凹溝が設けられ、前記凹溝にはＯリングが装着され、
   前記Ｏリングが楕円形状であるクリープ防止転がり軸受。
2. クリープ防止転がり軸受であって、
   環状の外輪と、
   前記外輪の径方向内方で同心に配置される環状の内輪と、
   前記外輪と前記内輪との間に画成される環状空間で転動する複数の転動体と、
   前記複数の転動体を周方向に等間隔で転動可能に保持する保持器と、を備え、
   前記外輪の外周面及び前記内輪の内周面の少なくとも一方に、周方向に延在する凹溝が設けられ、前記凹溝にはＯリングが装着され、
   前記Ｏリングが多角形状であるクリープ防止転がり軸受。
3. 前記Ｏリングの内周長さと前記凹溝の底面の内径長さがほぼ同一である請求項１又は２に記載のクリープ防止転がり軸受。
4. 前記Ｏリングの外周長さと前記凹溝の底面の内径長さがほぼ同一である請求項１又は２に記載のクリープ防止転がり軸受。
5. 前記多角形状は、３角形状、５角形状、６角形状、星形状の何れかである請求項２〜４のいずれか一項に記載のクリープ防止転がり軸受。
6. 前記転動体は玉部材である請求項１〜５のいずれか一項に記載のクリープ防止転がり軸受。
   

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