JP2009092120A - Bearing supporting structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸受支持構造に係り、特に回転軸受を回転軸またはハウジングに圧入することによって装着するのに好適な軸受支持構造に関する。 The present invention relates to a bearing support structure, and more particularly to a bearing support structure suitable for mounting a rotary bearing by press-fitting it into a rotary shaft or a housing.
一般に、回転軸受は内輪を回転軸に、または回転軸の外輪をハウジングに圧入して固定する必要がある。 In general, a rotary bearing needs to be fixed by press-fitting an inner ring to a rotating shaft or an outer ring of the rotating shaft to a housing.
この場合の圧入代は、例えば、回転軸径の7/10000以下程度とされているが、回転軸の外周面やハウジングの内周面をその精度で製作すると加工コストが高くなってしまうという問題点があった。また、ハウジングをプレス加工した後に防錆を目的としたメッキ加工を施すと、μmレベルのメッキ厚であっても、圧入代の管理が極めて困難であるという問題点があった。 The press-fitting allowance in this case is, for example, about 7 / 10,000 or less of the diameter of the rotating shaft, but if the outer peripheral surface of the rotating shaft or the inner peripheral surface of the housing is manufactured with such accuracy, the processing cost increases. There was a point. Further, when plating for the purpose of rust prevention is performed after pressing the housing, there is a problem that it is very difficult to manage the press-fitting allowance even if the plating thickness is μm level.
そのため従来は、メッキが不要な材質によって回転軸またはハウジングを製したり、回転軸若しくはハウジング側に微小突部を形成して当該微小突部を回転軸受によってカシメることにより回転軸受を固定する方法がとられていた(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, conventionally, a rotating shaft or a housing is made of a material that does not need to be plated, or a minute protrusion is formed on the rotating shaft or the housing side, and the minute protrusion is crimped by the rotating bearing to fix the rotating bearing. (For example, refer to Patent Document 1).
図5は、前記特許文献1と同様に、回転軸1の外周面1aに円錐状の先端部を有する潰し工具2を回転軸1と直交する方向より複数回押圧して、各凹部3の周囲に微小突部4を盛り上げ形成させたものである。
FIG. 5 shows, as in the case of
ところが、凹部3および微小突部4を拡大示した図6(a)に示すように、微小突部4が凹部3の回転軸受5の圧入方向(同図矢印方向)の上流側(同図右側)および下流側(同図左側)において同一大に形成されているために、次のような不都合があった。
However, as shown in FIG. 6A in which the
図6(a)から(b)に示すように、回転軸受5の圧入が進行すると、上流側の微小突起4aが塑性変形によってカシメられて凹部3内に収容され、下流側の微小突起4bが更に同様に塑性変形若しくは切削作用を受ける。同図(c)に示すように、回転軸受5の圧入が完了すると、下流側の微小突起4bが切削されて削り屑6が発生して脱落し、周囲に隣接する機器に悪影響を与えたり、錆が発生したりする等の不都合があった。また、同図(d)に示すように、回転軸受5の圧入が完了すると、下流側の微小突起4bが塑性変形して、回転軸受5と回転軸1との間に埋まり込んだり、凝着されることとなり、圧入抵抗が大きくなってしまい、回転軸1と回転軸受5との同軸精度が低下してしまう等の不都合があった。
As shown in FIGS. 6A to 6B, when the press-fitting of the rotary bearing 5 proceeds, the
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、回転軸受の圧入抵抗を小さくするとともにバラツキを小さく抑えることができ、圧入後の同軸精度をより向上させることができ、削り屑の発生を皆無とさせて、高脆材料を用いた軸や剥離し易いメッキを施した軸の圧入に対しても適用することができ、コスト低減や高機能な軸に対しても適応できる軸受支持構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and can reduce the press-fit resistance of the rotary bearing and suppress variations, further improve the coaxial accuracy after press-fit, and generate shavings. Bearing support structure that can be applied to press-fitting of shafts using highly brittle materials and shafts with plating that is easy to peel off, and can be applied to cost-reduced and highly functional shafts. The purpose is to provide.
前述した目的を達成するため請求項1に係る本発明の軸受支持構造歯、回転軸受の内輪を回転軸の外周面に、または回転軸受の外輪をハウジングの内周面に圧入して支持する軸受支持構造において、前記回転軸受が装着される装着領域における前記回転軸の外周面またはハウジングの内周面に凹部が形成されており、当該凹部の前記回転軸受の圧入方向上流側には前記回転軸受によって圧潰される上流側凸部が形成され、当該凹部の前記回転軸受の圧入方向下流側には、前記回転軸においては前記上流側凸部の外径より小さい外径を有し、前記ハウジングにおいては前記上流側凸部の内径より大きい内径を有する下流側凸部が形成されており、前記回転軸受を圧入することにより前記上流側凸部を圧潰させるとともに前記上流側凸部を前記凹部内に押込むように圧潰させていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the bearing support structure tooth of the present invention according to
このように形成された本発明によれば、凹部の回転軸受の圧入方向上流側に圧潰される上流側凸部を形成し、凹部の回転軸受の圧入方向下流側には、前記回転軸においては前記上流側凸部の外径より小さい外径を有し、前記ハウジングにおいては前記上流側凸部の内径より大きい内径を有する下流側凸部を形成しているために、回転軸受を圧入することにより上流側凸部を圧潰させるとともに上流側凸部を凹部内に押込むように圧潰させて回転軸受を回転軸の外周面またはハウジングの内周面に装着することができる。これにより、回転軸受の圧入抵抗を小さくするとともにバラツキを小さく抑えることができ、圧入後の同軸精度をより向上させることができ、削り屑の発生を皆無とさせて、高脆材料を用いた軸や剥離し易いメッキを施した軸の圧入に対しても適用することができ、コスト低減や高機能な軸に対しても適応できる。 According to the present invention thus formed, an upstream convex portion that is crushed is formed on the upstream side in the press-fitting direction of the rotary bearing of the concave portion, The rotary bearing is press-fit because the housing has a downstream convex portion having an outer diameter smaller than an outer diameter of the upstream convex portion and an inner diameter larger than the inner diameter of the upstream convex portion in the housing. Thus, the upstream convex portion is crushed and the upstream convex portion is crushed so as to be pushed into the concave portion, so that the rotary bearing can be mounted on the outer peripheral surface of the rotating shaft or the inner peripheral surface of the housing. As a result, the press-fit resistance of the rotary bearing can be reduced and the variation can be kept small, the coaxial accuracy after press-fit can be further improved, the generation of shavings is eliminated, and a shaft using a highly brittle material It can also be applied to press-fitting of a shaft that has been plated so that it can be easily peeled off, and can be applied to cost reduction and a highly functional shaft.
また、請求項2に記載の軸受支持構造は、前記回転軸受の前記内輪の内径は、前記回転軸の外径より大きく、前記下流側凸部の外径より小さく形成されており、前記回転軸受を圧入することにより、前記下流側凸部を圧潰させることを特徴とする。 Further, in the bearing support structure according to claim 2, an inner diameter of the inner ring of the rotary bearing is formed to be larger than an outer diameter of the rotary shaft and smaller than an outer diameter of the downstream convex portion, and the rotary bearing The downstream convex portion is crushed by press fitting.
このように形成された本発明によれば、回転軸に回転軸受の内輪を圧入することにより回転軸の外周面に形成されている上流側凸部および下流側凸部をともに圧潰させるので、回転軸受の内輪を極めて精度良く回転軸に圧入して装着することができる。 According to the present invention formed as described above, since the inner ring of the rotary bearing is press-fitted into the rotary shaft, both the upstream convex portion and the downstream convex portion formed on the outer peripheral surface of the rotary shaft are crushed. The inner ring of the bearing can be press-fitted and mounted on the rotating shaft with extremely high accuracy.
また、請求項3に記載の軸受支持構造は、前記回転軸受の前記外輪の外径は、前記ハウジングの内径より小さく、前記下流側凸部の外径より大きく形成されており、前記回転軸受を圧入することにより、前記下流側凸部を圧潰させることを特徴とする。
Further, in the bearing support structure according to
このように形成された本発明によれば、ハウジングに回転軸受の外輪を圧入することによりハウジングの内周面に形成されている上流側凸部および下流側凸部をともに圧潰させるので、回転軸受の外輪を極めて精度良くハウジングに圧入して装着することができる。 According to the present invention formed in this way, both the upstream convex portion and the downstream convex portion formed on the inner peripheral surface of the housing are crushed by press-fitting the outer ring of the rotary bearing into the housing. The outer ring can be fitted into the housing with extremely high accuracy.
また、請求項4に記載の軸受支持構造は、凹部が、回転軸の外周面またはハウジングの内周面に周方向の等分位置に配置して複数個形成されていることを特徴とする。 Further, the bearing support structure according to claim 4 is characterized in that a plurality of recesses are formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft or the inner peripheral surface of the housing so as to be arranged at equal positions in the circumferential direction.
このように形成された本発明によれば、複数の凹部が回転軸の外周面またはハウジングの内周面に周方向にバランスよく配置されるので、より一層精度良く回転軸受を装着することができる。 According to the present invention thus formed, the plurality of recesses are arranged in a balanced manner in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotary shaft or the inner peripheral surface of the housing, so that the rotary bearing can be mounted with higher accuracy. .
また、請求項5に記載の軸受支持構造は、凹部、上流側凸部および下流側凸部は、回転軸の外周面またはハウジングの内周面に対して記回転軸受の圧入方向と逆方向に向けて潰し用工具を傾斜して押入させることにより形成されていることを特徴とする。
In the bearing support structure according to
このように形成された本発明によれば、潰し用工具をもって凹部を形成しながら、回転軸受の圧入方向上流側に大きく圧潰される上流側凸部と回転軸受の圧入方向下流側に小さく圧潰される下流側凸部を形成することができる。 According to the present invention formed in this way, while forming the recess with the crushing tool, the crushing tool is crushed to the downstream side in the press-fitting direction of the rotary bearing and the upstream convex part that is largely crushed in the press-fitting direction upstream of the rotary bearing. The downstream convex portion can be formed.
また、請求項6に記載の軸受支持構造は、凹部、上流側凸部および下流側凸部は、回転軸の外周面またはハウジングの内周面に対して、凹部、上流側凸部および下流側凸部を転写する突部を外周面に少なくとも1個備えた回転潰し用工具を回転軸またはハウジングと直交する方向より押入させることにより形成されていることを特徴とする。 Further, in the bearing support structure according to claim 6, the concave portion, the upstream convex portion, and the downstream convex portion are formed in the concave portion, the upstream convex portion, and the downstream side with respect to the outer peripheral surface of the rotating shaft or the inner peripheral surface of the housing. The rotary crushing tool provided with at least one protrusion on the outer peripheral surface for transferring the convex part is formed by being pushed in from the direction orthogonal to the rotary shaft or the housing.
このように形成された本発明によれば、回転潰し用工具によって転造するようにして複数の凹部、上流側凸部および下流側凸部を形成することができる。 According to the present invention thus formed, a plurality of concave portions, upstream convex portions, and downstream convex portions can be formed by rolling with a rotary crushing tool.
また、請求項7に記載の軸受支持構造は、凹部は、回転軸の外周面またはハウジングの内周面に周方向に連続する環状溝として少なくとも1個形成されていることを特徴とする。 The bearing support structure according to claim 7 is characterized in that at least one recess is formed as an annular groove continuous in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rotating shaft or the inner peripheral surface of the housing.
このように形成された本発明によれば、周方向に連続する環状溝からなる凹部が回転軸の外周面またはハウジングの内周面に形成されているので、より一層精度良く回転軸受を装着することができる。 According to the present invention formed as described above, the concave portion formed of the annular groove that is continuous in the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft or the inner peripheral surface of the housing. be able to.
また、請求項8に記載の軸受支持構造は、凹部、上流側凸部および下流側凸部は、回転軸の外周面またはハウジングの内周面に対して、凹部、上流側凸部および下流側凸部を転写する断面を備えた回転潰し用工具を回転軸と直交方向より押入させることにより形成されていることを特徴とする。 In the bearing support structure according to claim 8, the concave portion, the upstream convex portion, and the downstream convex portion are recessed, upstream convex portion, and downstream side with respect to the outer peripheral surface of the rotating shaft or the inner peripheral surface of the housing. The rotary crushing tool having a cross section for transferring the convex portion is formed by pressing it in a direction orthogonal to the rotation axis.
このように形成された本発明によれば、回転潰し用工具によって転造するようにして周方向に連続する環状溝からなる凹部、上流側凸部および下流側凸部を形成することができる。 According to the present invention formed as described above, it is possible to form the concave portion, the upstream convex portion, and the downstream convex portion that are formed by the annular groove continuous in the circumferential direction by rolling with the rotary crushing tool.
以上説明したように本発明の軸受支持構造は構成され作用するものであるから、回転軸受の圧入抵抗を小さくするとともにバラツキを小さく抑えることができ、圧入後の同軸精度をより向上させることができ、削り屑の発生を皆無とさせて、高脆材料を用いた軸や剥離し易いメッキを施した軸の圧入に対しても適用することができ、コスト低減や高機能な軸に対しても適応できる等の優れた効果を発揮することができる。 As described above, since the bearing support structure of the present invention is configured and operates, the press-fit resistance of the rotary bearing can be reduced and the variation can be suppressed, and the coaxial accuracy after press-fit can be further improved. It can be applied to shafts using highly brittle materials and shafts with easy-to-peel plating, eliminating the generation of shavings. Excellent effects such as adaptability can be exhibited.
以下、本発明の軸受支持構造の実施の形態を図1から図4により説明する。 Embodiments of the bearing support structure of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1および図2は本発明の軸受支持構造の第1実施形態を示している。 1 and 2 show a first embodiment of the bearing support structure of the present invention.
本実施形態の軸受支持構造は、図1および図2に示すように、回転軸11の外周面11aに回転軸受12の内輪12aを装着する場合を示している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the bearing support structure of the present embodiment shows a case where the
この回転軸11の外周面11aには、回転軸受12が装着される装着領域11bにおいて複数の凹部13が形成されている。各凹部13においては、断面を拡大示する図2(a)に示すように、回転軸受12の圧入方向(同図矢印方向)の上流側には回転軸受12によって大きく圧潰される上流側凸部14aが形成されており、当該凹部13の回転軸受12の圧入方向下流側には回転軸受12によって小さく圧潰される下流側凸部14bが形成されている。これらの寸法関係を説明すると、回転軸受12の内輪12aの内径は、回転軸11の外周面11aの外径より大きく、下流側凸部14bの外径より小さく形成されている。勿論、下流側凸部14bの外径より上流側凸部14aの外径が大きく形成されている。更に、複数の凹部13は、図1(a)(b)に示すように、回転軸11の外周面11aに周方向の等分位置(本実施形態においては8等分)に配置して形成されている。本実施形態においては、軸方向に2列で、合計16個の凹部13が形成されている。また、凹部13を軸方向に3列とし、これらを千鳥配置としてもよい。
A plurality of
次に、各凹部13の製造方法を説明する。
Next, the manufacturing method of each recessed
図1(a)〜(c)に示すように、円柱ロッド状の潰し用工具15の先端面を若干斜めに切除した切除面15aを有する潰し用工具15を回転軸受12の圧入方向と逆方向に向けるとともに回転軸11の外周面11aに対して傾斜させて所定深さを押入させることにより、凹部13、上流側凸部14aおよび下流側凸部14bが形成される。更に説明すると。図1(c)に示すように、潰し用工具15の先端面15bによって上流側凸部14aが盛上げ形成され、切除面15aの潰し用工具15の軸方向と傾斜する分力成分によって回転軸11の外周面11aを直径方向に押込むことにより下流側凸部14bが盛上げ形成される。
As shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c), the crushing
次に、回転軸11と回転軸受12との組立て方法を図2により説明する。
Next, an assembly method of the
図2(a)に示すように回転軸11の外周面11aに対して回転軸受12の内輪12aを図2の左向き矢印に示す圧入方向に圧入して行くと、同図(b)に示すように、最初に外周面11aから大きく突出している上流側凸部14aが内輪12aのR面取りされた端部によって塑性変形させられるようにしてカシメられて凹部13内に押込むように圧潰させられる。更に回転軸受12の圧入を継続させると、図2(c)に示すように、内輪12aの端部は凹部13を越え、続いて外周面11aから小さく突出している下流側凸部14bが内輪12aのR面取りされた端部によって塑性変形させられるようにしてカシメられて圧潰させられる。更に、内輪12aを所定位置まで圧入することにより圧入が完了させられる。
As shown in FIG. 2A, when the
このようにして組立てられた本実施形態の軸受支持構造においては、凹部13の回転軸受12の圧入方向上流側に大きく圧潰される上流側凸部14aを形成し、凹部13の回転軸受12の圧入方向下流側には小さく圧潰される下流側凸部14bを形成しているために、回転軸受12を圧入することにより上流側凸部14aおよび下流側凸部14bを圧潰させるとともに上流側凸部14aを、回転軸受12の圧入完了時に内輪12aの内周面によって覆われて最終的に閉空間となる凹部13内に押込むように圧潰させて回転軸受12を回転軸11の外周面11aに装着することができる。これにより、回転軸受12の圧入抵抗を小さくするとともにバラツキを小さく抑えることができ、圧入後の同軸精度をより向上させることができる。更に、回転軸11が、図1(a)(b)に示すように軸の側部の一部を切除して直径方向に対面する対向面11cを形成して断面が小判型となるように形成したとしても、削り屑の発生を皆無とさせることができ、高脆材料を用いた軸や剥離し易いメッキを施した軸の圧入に対しても適用することができ、コスト低減や高機能な軸に対しても適応できることとなる。
In the bearing support structure of the present embodiment assembled in this way, the upstream convex portion 14a that is largely crushed is formed on the upstream side of the
また、内輪12aの内径が、回転軸11の外周面11aの外径より大きく、下流側凸部14bの外径より小さく形成されているので、回転軸受12の内輪12aを極めて精度良く回転軸11に圧入して装着することができる。
In addition, since the inner diameter of the
また、複数の凹部13が、回転軸11の外周面11aに周方向の等分位置にバランスよく配置されているので、より一層精度良く回転軸受12を装着することができる。
Further, since the plurality of
図3は本発明の軸受支持構造の第2実施形態を示すものであり、凹部13、上流側凸部14aおよび下流側凸部14bを回転軸11の外周面11aに周方向に連続する環状溝として少なくとも1個(本実施形態においては2本)形成したものである。この環状の凹部13、上流側凸部14aおよび下流側凸部14bは、図3(a)(c)(d)に示すように、回転軸11の外周面11aに対して、凹部13、上流側凸部14aおよび下流側凸部14bを転写する断面を備えた回転潰し用工具16を回転軸11と直交方向より押圧させて転造するようにして形成される。この回転潰し用工具16の前記断面は、図3(c)に示すように、上流側凸部14aを形成する斜面16aと下流側凸部14bを形成する斜面16bとにより形成されており、両斜面16a、16bと回転潰し工具16の回転軸11に対する押圧方向x(回転軸11と直交する方向)となす角θa、θbは、θa>θbに形成されている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the bearing support structure of the present invention. An annular groove in which the
本実施形態おいては、周方向に連続する環状の凹部13、上流側凸部14aおよび下流側凸部14bが回転軸11の外周面11aに形成されているので、より一層精度良く回転軸受12を装着することができる。
In the present embodiment, the annular
図4は本発明の軸受支持構造の第3実施形態を示すものであり、図3の回転潰し用工具16に代えて、下流側凸部14bの先端部を予め若干潰すことのできる潰し面17cを備えた回転潰し用工具17をもって、凹部13、上流側凸部14aおよび下流側凸部14bを回転軸11の外周面11aに周方向に連続する環状溝として少なくとも1個(本実施形態においては2本)形成したものである。この回転潰し用工具17の上流側凸部14aを形成する斜面17aと下流側凸部14bを形成する斜面17bとは図3の回転潰し用工具16の斜面16a、16bと同様に形成されており、下流側凸部14bを形成する斜面17bに連続して潰し面17cが形成されている。
FIG. 4 shows a third embodiment of the bearing support structure of the present invention. Instead of the rotary crushing
本実施形態おいては、周方向に連続する環状の下流側凸部14bが予め若干潰されているので、回転軸受12の内輪12aのカシメ作業が図3の実施形態に比較して容易となるとともに、より一層精度良く回転軸受12を装着することができる。
In the present embodiment, the annular downstream
このような回転潰し用工具16、17の斜面16a、16b、17a、17b、潰し面17cの周方向の一部に切り欠き部を形成して(図示せず)、環状の溝を不連続に形成したり、図1に示すような複数の凹部13、上流側凸部14aおよび下流側凸部14bを周方向の等分位置に形成するようにするとよい。これにより回転潰し用工具によって転造するようにして複数の凹部13、上流側凸部14aおよび下流側凸部14bを形成することができる。
By forming notches (not shown) in the circumferential direction of the
なお、前記各実施形態は回転軸11に回転軸受12を装着する場合を示したが、回転軸受12をハウジングに装着する場合にも同様にして適用することができ、同様の作用効果を発揮することができる。具体的には、回転軸11の外周面11aに形成した凹部13、上流側凸部14aおよび下流側凸部14bをハウジングの内周面に形成し(図示せず)、回転軸受12の外輪(図示せず)を圧入させるとよい。
In addition, although each said embodiment showed the case where the rotating
なお、本発明は、前述した各実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A various change is possible as needed.
例えば、回転軸受12によって圧潰する凸部は上流側凸部14aのみとすることもできる。この際、回転軸受12の内輪の内径を回転軸11に形成された上流側凸部14aの外径より小さく、且つ、下流側凸部14bの外径より大きく形成すればよい。また、回転軸受12の外輪の外径をハウジングに形成された上流側凸部14aの内径より大きく、且つ、下流側凸部14bの内径より小さく形成すればよい。
For example, the convex portion to be crushed by the rotary bearing 12 may be only the upstream convex portion 14a. At this time, the inner diameter of the inner ring of the
11 回転軸
11a 外周面
12 回転軸受
12a 内輪
13 凹部
14a 上流側凸部
14b 下流側凸部
15 潰し用工具
16、17 回転潰し用工具
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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JP2007262438A JP2009092120A (en) | 2007-10-05 | 2007-10-05 | Bearing supporting structure |
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