JP2010190274A

JP2010190274A - 転がり軸受装置及び転がり軸受の予圧方法

Info

Publication number: JP2010190274A
Application number: JP2009033633A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Izawa; 信明井澤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2010-09-02

Abstract

【課題】予圧を付与しつつクリープの発生を防止する転がり軸受装置及び転がり軸受装置の予圧方法を提供する。
【解決手段】ハウジング１１と、回転軸１２と、内輪１３１と外輪１３２間に配置された複数の玉１３８により回転軸１２をハウジング１１に対して回転自在に支持するアンギュラ玉軸受１３と、軸方向においてハウジング１１と外輪１３２間に配置されアンギュラ玉軸受１３に予圧を付与するばね１４と、を備え、ハウジング１１の内周面１１２と外輪１３２の外周面１３３との間には所定の隙間が設けられてばね１４の弾性力により外輪１３２が軸方向に移動可能な転がり軸受装置１０において、外輪１３２がハウジング１１に対して周方向に変位することを規制するクリープ防止手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受装置及び転がり軸受の予圧方法に関する。

位置固定のハウジングと、各種機械に連結されて回転する回転軸と、回転軸をハウジングに対して回転自在に支持する転がり軸受とからなる転がり軸受装置では、支持能力を高めるために転がり軸受を予圧することがある（例えば特許文献１〜４参照）。軸受に予圧をかける方法の一つに、ばね等の弾性手段を利用して軸受に予圧を与える「定圧予圧」がある。この予圧方法は、予圧ばねの剛性は軸受の剛性に比較して小さいので、予圧された軸受の相対的な位置が多少変化しても、予圧の大きさはほぼ一定となる特徴を有する。

従来の転がり軸受装置の定圧予圧方法の一例として、図２には、ハウジング２と、回転軸３と、内輪４と外輪５間に配置された複数の転動体６により回転軸３をハウジング２に対して回転自在に支持する転がり軸受７と、軸方向においてハウジング２と外輪５間に配置され転がり軸受７に予圧を付与するばね８と、を備える転がり軸受装置１が記載されている。

この転がり軸受装置１は、温度が変化しても予圧量が変化しないようにハウジング２の内周面と外輪５との外周面との間には所定の隙間が設けられており、ハウジング２の底壁と外輪の側面間に配置されたばね８の弾性力により転がり軸受７は軸方向に移動可能に構成されている。

実開昭５８−１２２０１７号公報登録実用新案昭６０−４９５号公報特開昭６３−２８０９１８号公報特開２００１−３０４２５４号公報

しかしながら、この転がり軸受装置１においては、回転軸３の回転に伴って回転輪である内輪４が回転する影響で、固定輪である外輪５がハウジング２に対して周方向に変位（すべり）する、いわゆるクリープが発生するおそれがあった。このクリープの発生は、金属摩耗を引き起こし、ひいては軸受内部への摩耗粉の進入や異音、温度上昇等の要因となっていた。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、予圧を付与しつつクリープの発生を防止する転がり軸受装置及び転がり軸受装置の予圧方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）固定部材と、回転部材と、回転輪と固定輪間に配置された複数の転動体により前記回転部材を前記固定部材に対して回転自在に支持する転がり軸受と、軸方向において前記固定部材と前記固定輪間に配置され前記転がり軸受に予圧を付与する弾性部材と、を備え、前記固定部材の内周面と前記固定輪の外周面との間には所定の隙間が設けられて前記弾性部材の弾性力により前記固定輪が軸方向に移動可能な転がり軸受装置において、
前記固定輪が前記固定部材に対して周方向に変位することを規制するクリープ防止手段を備える、
ことを特徴とする転がり軸受装置。
（２）前記クリープ防止手段は、前記固定部材の壁部に形成された凹部又は凸部と、前記固定輪の側面に形成された凹部又は凸部から構成され、
前記弾性部材が前記固定部材の壁部に形成された前記凹部又は凸部と前記固定輪の側面に形成された前記凹部又は凸部に係合する、
ことを特徴とする（１）に記載の転がり軸受装置。
（３）固定部材と、回転部材と、回転輪と固定輪間に配置された複数の転動体により前記回転部材を前記固定部材に対して回転自在に支持する転がり軸受と、軸方向において前記固定部材と前記固定輪間に配置され前記転がり軸受に予圧を付与する弾性部材と、を備え、前記固定部材の内周面と前記固定輪の外周面との間には所定の隙間が設けられて前記弾性部材の弾性力により前記固定輪が軸方向に移動可能な転がり軸受装置の予圧方法において、
前記弾性部材を前記固定部材の壁部に形成された凹部又は凸部と、前記固定輪の側面に形成された凹部又は凸部に係合させて、前記固定輪に軸方向の予圧を付与しながら前記固定輪が前記固定部材に対して周方向に変位することを規制する、
ことを特徴とする転がり軸受装置の予圧方法。

本発明の転がり軸受装置及び転がり軸受装置の予圧方法によれば、固定部材の内周面と固定輪の外周面に隙間があり固定輪が軸方向に移動可能であるにも関わらず、固定輪が固定部材に対して周方向に変位するクリープ現象を防止することができる。これにより、クリープ現象に起因する金属摩耗により、軸受内部への摩耗粉の侵入や異音、温度上昇等を防止することができる。

本発明の一実施形態の転がり軸受装置の断面図である。従来の転がり軸受装置の断面図である。

以下、本発明に係る転がり軸受装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る転がり軸受装置の一実施形態の断面図である。
本実施形態に係る転がり軸受装置１０は、有底円筒状のハウジング１１（固定部材）と、不図示の機械要素に連結されて回転する回転軸１２（回転部材）と、回転軸１２をハウジング１１に対して回転自在に支持するアンギュラ玉軸受１３（転がり軸受）と、アンギュラ玉軸受１３に予圧を付与するばね１４（弾性部材）と、を備えて構成されている。

アンギュラ玉軸受１３は、内輪１３１（回転輪）と、外輪１３２（固定輪）と、内輪１３１と外輪１３２との間に不図示の保持器により周方向に所定の間隔で配置された複数の玉１３８（転動体）と、を備え、内輪１３１が回転軸１２に外嵌され、外輪１３２がその外周面１３３とハウジング１１の筒状部１１１の内周面１１２との間に所定の隙間を介して遊嵌（隙間ばめ）されている。従って、本実施形態では、内輪１３１が回転輪であり、外輪１３２が固定輪となっており、内輪１３１の内輪軌道面と外輪１３２の外輪軌道面間を玉１３８が転動することにより回転軸１２がハウジング１１に回転可能に支持されている。

ばね１４は、円環状の環状部１４０と、環状部１４０から軸方向両側に突出する突出部１４１、１４２とを備え、突出部１４１、１４２の弾性により軸方向に弾性力を付与可能に構成され、ばね１４はハウジング１１の底壁１１３と底壁１１３と対向する外輪１３２の側面１３４間に配置されている。

ここで、本実施形態においては、外輪１３２の側面１３４には、周方向の少なくとも１ヶ所に凹部１３５が形成されるとともに、ハウジング１１の底壁１１３にも、周方向の少なくとも１ヶ所に凹部１１４が形成されている。凹部１３５は外輪１３２の外周面１３３から内周面まで延びて軸方向に窪んだ凹溝であり、ばね１４の突出部１４２が係合可能に構成されている。一方、凹部１１４は底壁１１３の外輪１３２の側面１３４と対向する位置に部分的に切り欠かれた切り欠きであり、ばね１４の突出部１４１が係合可能に構成されている。

このように構成された転がり軸受装置１０は、ハウジング１１の底壁１１３と外輪１３２の側面１３４間に配置されたばね１４により、ハウジング１０２の内周面に遊嵌された外輪１３２がばね１４の弾性力を受けて、軸方向に沿ってハウジング１０２の底壁１２２と反対側に付勢される。これにより、アンギュラ玉軸受１０３には予圧が付与され、内輪軌道面と外輪軌道面における玉１３８の接触角が調整され支持剛性が高められる。

また、ばね１４の突出部１４１がハウジング１１の底壁１１３に形成された凹部１１４と係合し、突出部１４２が外輪１３２の側面１３４に形成された凹部１３５に係合するので、ハウジング１１に対し外輪１３２が周方向に変位する、いわゆるクリープが防止される。即ち、回転軸１２の回転により内輪１３１が回転し、外輪１３２には内輪１３１に連れまわされるように回転方向の力が作用するが、突出部１４１、１４２と凹部１１４、１３４との係合によりハウジング１１と外輪１３２の周方向の相対変位が規制される。これにより、クリープに起因する軸受内部への摩耗粉の侵入や、異音、温度上昇等を防止することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。例えば、転がり軸受としてアンギュラ玉軸受を例示したが、取り付けによって隙間を調整することのできる形式の軸受、例えば円錐ころ軸受等に採用してもよい。

また、本実施形態においてはクリープ防止手段として凹部１１４、１３４を例示したが、これに限定されず、ハウジングの底壁と外輪の側面から突出する凸部としてもよい。凹部又は凸部の形状は周方向に少なくとも１つ以上形成されていればよく、弾性部材が係合してハウジングの底壁と外輪の周方向の相対変位を規制することができれば任意の形状を採用することができる。
さらに、本実施形態においては壁部としてハウジング１１の底壁１１３にクリープ防止手段としての凹部１１４を形成したが、これに限らず、ハウジングの筒状部から内径側に突出する突出部に設けてもよい。

また、弾性部材として円環状のばね１４を例示したがこれに限定されず、ハウジングの底壁と外輪の側面間にコイルばねを設ける等、軸方向に弾性を有し、凹部又は凸部間に係合可能な公知のばねを採用することができる。

さらに、本実施形態においては、内輪１３１を回転輪とし、外輪１３２を固定輪としたが、これに限定されず、外輪を回転輪とし、内輪を固定輪とした転がり軸受装置に適用してもよい。

１０転がり軸受装置
１１ハウジング（固定部材）
１１１筒状部
１１２内周面
１１３底壁（壁部）
１１４凹部（クリープ防止手段）
１２回転軸（回転部材）
１３アンギュラ玉軸受（転がり軸受）
１３１内輪（回転輪）
１３２外輪（固定輪）
１３３外周面
１３４側面
１３５凹部（クリープ防止手段）
１３８玉（転動体）
１４ばね（弾性部材）

Claims

固定部材と、回転部材と、回転輪と固定輪間に配置された複数の転動体により前記回転部材を前記固定部材に対して回転自在に支持する転がり軸受と、軸方向において前記固定部材と前記固定輪間に配置され前記転がり軸受に予圧を付与する弾性部材と、を備え、前記固定部材の内周面と前記固定輪の外周面との間には所定の隙間が設けられて前記弾性部材の弾性力により前記固定輪が軸方向に移動可能な転がり軸受装置において、
前記固定輪が前記固定部材に対して周方向に変位することを規制するクリープ防止手段を備える、
ことを特徴とする転がり軸受装置。
前記クリープ防止手段は、前記固定部材の壁部に形成された凹部又は凸部と、前記固定輪の側面に形成された凹部又は凸部から構成され、
前記弾性部材が前記固定部材の壁部に形成された前記凹部又は凸部と前記固定輪の側面に形成された前記凹部又は凸部に係合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
固定部材と、回転部材と、回転輪と固定輪間に配置された複数の転動体により前記回転部材を前記固定部材に対して回転自在に支持する転がり軸受と、軸方向において前記固定部材と前記固定輪間に配置され前記転がり軸受に予圧を付与する弾性部材と、を備え、前記固定部材の内周面と前記固定輪の外周面との間には所定の隙間が設けられて前記弾性部材の弾性力により前記固定輪が軸方向に移動可能な転がり軸受装置の予圧方法において、
前記弾性部材を前記固定部材の壁部に形成された凹部又は凸部と、前記固定輪の側面に形成された凹部又は凸部に係合させて、前記固定輪に軸方向の予圧を付与しながら前記固定輪が前記固定部材に対して周方向に変位することを規制する、
ことを特徴とする転がり軸受装置の予圧方法。