JP2013221610A - 軸受取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境の温度降下による軸受内部すきまや予圧の変化を抑制する。
【解決手段】一方向の軸方向荷重のみを支持する外輪１１をもった転がり軸受１０と、軸２０と、外輪１１に嵌合する内径面３１をもったハウジング３０と、間座４０、第二間座５０とを備え、ハウジング３０が、軸受１０及び軸２０の正の線膨張係数より大きい正の線膨張係数をもった材料からなり、間座４０が、負の線膨張係数をもった材料からなり、第二間座５０が正の線膨張係数をもった材料からなり、間座４０が外輪１１の正面側に配置され、第二間座５０が外輪１１の背面側に配置され、外輪１１が、熱膨張する間座４０又は第二間座５０を受けることによって、軸受内部すきま（δｒ）の拡大する方向又は小さくなる方向に移動する軸受取付構造にした。
【選択図】図１

Description

この発明は、間座で軸受内部すきまや予圧を調整可能な軸受取付構造に関する。

転がり軸受の外輪をハウジングに取り付ける際、適切な軸受内部すきまとなる軸方向位置に外輪を配置するため、間座で外輪を軸方向に位置決めする軸受取付構造が利用されている。産業用機械に使用されるハウジングは、軽量化のためアルミニウム合金で形成される場合がある。軸や軸受は、強度面及び寿命面から鋼で製作されるのが一般的である。ハウジングに適用されるアルミニウム合金の線膨張係数は、鋼に対し約２倍である。このため、温度が各部品の製作時温度（２０℃程度）より低くなるにつれ、ハウジングと転がり軸受の外輪とのはめあいが負のすきまとなり、その影響より軸受内部すきまが小さくなり、軸受の寿命が低下してしまうことがある。

従来、熱膨張差を補正する機能をもった軸受取付構造として、一方向の軸方向荷重のみを支持する外輪の背面（一方向の軸方向荷重を支持する外輪の側面）とハウジング間に間座を嵌め、その間座に熱膨張補正用の弾性心材を含め、または個別で付けたものがある。高分子樹脂等からなる弾性心材は、予圧設定時に完全に押し潰され、外輪の背面、間座の芯金、ハウジングの係止面という金属面同士が軸方向に一連を成すように接触する。使用環境の雰囲気温度の上昇により、弾性心材が膨張すると、弾性心材は、外輪を軸受内部すきまの拡大を抑制する方向に押し、これにより、外輪が同方向に移動する（特許文献１）。

実開平６−１８３７号公報

しかしながら、特許文献１の間座は、弾性心材が収縮する方向、すなわち軸受内部すきまの収縮を抑制する方向には機能しない（温度の上昇方向には機能するが、温度の降下方向には機能しない）。前記のとおり、ハウジングの線膨張係数は、鋼からなる軸及び軸受の約２倍と大きいため、使用環境の雰囲気温度が極低温域の環境下においては、ハウジングが軸及び軸受以上に収縮される。このため、軸受に初期に設定した適切な軸受内部すきまや予圧を維持することができない恐れがある。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、使用環境の温度降下による軸受内部すきまや予圧の変化を抑制することである。

上記の課題を達成するため、この発明は、一方向の軸方向荷重のみを支持する外輪をもった転がり軸受と、軸と、前記外輪を嵌合するハウジングと、間座とを備え、前記軸、前記転がり軸受及び前記ハウジングが、正の線膨張係数をもった材料からなり、前記ハウジングが、前記軸及び前記転がり軸受より大きな線膨張係数をもった材料からなる軸受取付構造において、前記間座が、負の線膨張係数をもった材料からなり、前記間座が、前記外輪の正面側に配置され、当該外輪が、熱膨張する当該間座を受けることによって、軸受内部すきまの拡大する方向に移動する構成を採用した。

使用環境の雰囲気温度の降下が生じると、正の線膨張係数をもつハウジングは、軸及び転がり軸受より大きく収縮し、軸受内部すきまが小さくなる方向の変化が生じる。この際、外輪の正面側に配置された間座は、負の線膨張係数をもつため、前記の温度降下により、軸方向に熱膨張する。この熱膨張を利用すれば、外輪の正面を背面側に向って軸方向に押すことができる。この押し方向は、一方向の軸方向荷重のみを支持する外輪の移動方向として考えると、軸受内部すきまの拡大する方向に相当する。したがって、外輪が、熱膨張する間座を受けることによって移動する取付構造にしておけば、使用環境の雰囲気温度低下による軸受内部すきまや予圧の変化を抑制することができる。

前記外輪の背面側に配置された第二間座を備え、前記第二間座が、正の線膨張係数をもった材料からなり、前記外輪が、熱膨張する前記第二間座を受けることによって、軸受内部すきまの小さくなる方向に移動することが好ましい。第二間座の熱膨張によっても、外輪の背面を正面側に向って軸方向に押すことができる。この押し方向は、雰囲気の温度降下時と逆に、軸受内部すきまの小さくなる方向に相当する。温度上昇すると、外輪の正面側に配置されている間座の収縮によって外輪の正面側に外輪の移動空間が生じるため、熱膨張する第二間座を受ける外輪は、正面側へ向って移動することができる。このように、外輪が、熱膨張する第二間座を受けることによって移動する取付構造にしておけば、温度上昇による軸受内部すきまや予圧の変化を抑制することができる。温度降下が生じると、外輪の背面側に配置されている第二間座の収縮によって外輪の背面側に外輪の移動空間が生じるため、熱膨張する間座を受ける外輪は、背面側へ向って移動することができる。したがって、温度降下、上昇のいずれ側に雰囲気温度が変化したとしても、軸受取付時点で設定した軸受内部すきまや予圧からの変化が抑制されるので、転がり軸受が広い温度範囲で安定した性能を発揮する軸受取付構造となる。

より好ましくは、前記ハウジングが、前記外輪の正面と軸方向すきまをもって対面する幅押さえ面をもち、前記第二間座の熱膨張によって前記外輪が前記軸方向すきまの大きさだけ移動すると、前記幅押さえ面が当該外輪を受け止める取付構造にするとよい。温度上昇が進み、第二間座の熱膨張によって外輪が軸方向すきまの大きさだけ移動すると、幅押さえ面と外輪の接触が生じ、外輪の移動が幅押さえ面によって停止させられ、それ以上、軸受内部すきまが小さくなったり、予圧が大きくなったりしないようにすることができる。したがって、軸受取付時に軸方向すきまを設定するだけで、温度上昇による軸受内部すきまの過小化や予圧の過大化を防止することができる。

前記軸方向すきまの大きさは、例えば、０．００５〜０．２００ｍｍに設定することができる。軸方向すきまが、転がり軸受の設計から得られる必要量に対し過小の場合、幅押さえ面と外輪とが早期に接触し、転がり軸受に予圧を与えることができなくなり、過大の場合、押さえ面が外輪に接触する時期が遅すぎ、転がり軸受の予圧が過大になる。前記の軸方向すきまの数値範囲は、間座、第二間座の幅を５〜６５ｍｍとし、軸受温度１３０℃において、適切な予圧を与えるときに好適である。

前記間座は、例えば、−３０×１０^−６から−１３×１０^−６の線膨張係数をもった材料から構成することができる。転がり軸受は、一般に、１２．５×１０^−６の線膨張係数をもった鋼からなる。このため、間座をこの数値範囲内の材料で形成すれば、一般的な転がり軸受を採用することができる。

前記外輪が、外輪幅を定める幅面から軸方向に凹み、かつ前記間座又は前記第二間座を軸方向に受ける凹所をもっていることが好ましい。外輪幅内に間座又は第二間座の端部を配置する空間をもつ分、外輪と間座又は第二間座を配置する組立て幅を抑制することができる。

前記凹所と前記間座又は前記第二間座との間、及び前記間座又は前記第二間座と前記ハウジングとの間の各間に、径方向すきまが設けられていることがより好ましい。凹所に端部を受けられた間座又は第二間座は、雰囲気温度の変化によって径方向の熱膨張又は収縮を生じる。これによって間座又は第二間座が凹所やハウジングに接触することは、径方向すきまが無くなるまで生じない。したがって、軸受取付時に径方向すきまを設定するだけで、間座又は第二間座の径方向の熱膨張又は収縮が軸受内部すきまに影響を及ぼさないようにすることができる。

この発明は、前記一方向と反対の他方向荷重のみを支持する第二外輪をもった第二転がり軸受を備えた組合せ軸受の取付に適用することができる。例えば、前記第二外輪の正面側に他の前記間座が配置され、当該第二外輪の背面と前記外輪の背面との間に前記第二間座が配置されている取付構造にすることができる。

一方向の軸方向荷重のみを支持する外輪をもった転がり軸受として、単列外輪をもった円すいころ軸受、単列外輪をもったアンギュラ玉軸受が挙げられる。

前記転がり軸受として円すいころ軸受を採用することが好ましい。外輪の軌道面の円すい角度に基いて間座、第二間座の線膨張係数及び軸方向長さを設計することが容易である。

この発明は、鉄道車両の軸受取付に適用することができる。工場に敷設される一般産業機械と異なり、鉄道車両が極寒地、温暖地のいずれで稼動しても転がり軸受の性能を安定して発揮させることができる。具体的には、この発明は、鉄道車両車軸用軸受や、鉄道車両の駆動装置に組み込む軸受の取付構造に好適である。

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、使用環境の温度降下が生じても、負の線膨張係数をもった間座の熱膨張で外輪が軸受内部すきまの拡大する方向に移動するようにしたので、軸受内部すきまの収縮を抑制することができる。

この発明の実施形態に係る軸受取付構造の全体構成を示す断面図 （ａ）は図１の軸受取付時点から温度降下が生じたときの様子を示す断面図、（ｂ）は図１の軸受取付時点から温度上昇が生じたときの様子を示す断面図 実施例１の軸受内部すきまと温度変化の関係を示すグラフ 実施例２の軸受取付構造の全体構成を示す断面図

この発明の第一実施形態に係る軸受取付構造（以下、「この軸受取付構造」と呼ぶ）を図１、図２に基づいて説明する。図１に示すように、この軸受取付構造は、外輪１１をもった転がり軸受１０と、軸２０と、外輪１１に嵌合する内径面３１をもったハウジング３０と、間座４０と、第二間座５０とを備えている。

転がり軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、外輪１１の軌道面１１ａと内輪１２の軌道面１２ａとの間に介在する複数の転動体１３とからなる。外輪１１は、単列の軌道面１１ａをもち、一方向の軸方向（図中右から左に向う方向）荷重のみを支持する環状部品からなる。この種の外輪１１は、図中に二点鎖線で示すように、外輪１１が前記一方向に移動すると、内輪１２の軌道面１２ａと正規に接触する転動体１３から軌道面１１ａが径方向に逃げ、図中に一点鎖線で示すように、外輪１１が他方向の軸方向（図中左から右に向う方向）に移動すると、軌道面１１ａが当該転動体１３の方へ径方向に変位することになる。転動体１３は、円すいころになっている。転動体１３の円周方向等配間隔は、保持器１４で保つことができる。なお、この発明において、「軸方向」とは、軸受中心軸に沿った方向をいい、「径方向」とは、軸方向に垂直な方向をいう。以下、「円周方向」とは、特に言及しない限り、軸受中心軸回りの円周方向をいう。

軸２０は、転がり軸受１０によってハウジング３０に対し径方向及び軸方向一方に支持された部材からなる。

ハウジング３０は、転がり軸受１０を介して軸２０と相対回転し、かつ外輪１１を径方向に支持する筒部３２と、間座４０、第二間座５０を介して外輪１１を軸方向に支持する端部３３、３４とからなる。転がり軸受１０は、筒部３２に形成された内径面３１と外輪１１のはめあい面１１ｂとの嵌合、並びに間座４０、第二間座５０及び端部３３、３４を用いた外輪１１の軸方向位置決めとによりハウジング３０に取り付けられている。端部３３、３４は、ナット、ハウジング蓋といった取付治具、筒部３２と一体に形成された肩から構成することができる。なお、内輪１２は、軸２０に対する嵌合によって取り付けられている。

ハウジング３０は、例えば、鉄道車両の軸受箱からなる。鉄道車両の軸受箱として、例えば、鉄道車両車軸用軸受（例えば、特開２００３−３３６６５１号公報）の軸受箱、鉄道車両の駆動装置（例えば、特開２０１１−３８５７５号公報）の減速機ハウジングが挙げられる。

図１は、転がり軸受１０に軸受内部すきまδｒが所定の値に設定された軸受取付状態を、軸受中心軸を含む平面の切断面で描いたものである。軸受内部すきまδｒは、転がり軸受１０が軸２０とハウジング３０間に取り付けられた状態で、外輪１１又は内輪１２の一方が他方に対して径方向に移動することができる移動量をいう（いわゆるラジアルすきま）。外輪１１と内輪１２間の相対的な軸方向位置を取付時点で設定することにより、軸受内部すきまδｒの値設定、又は転がり軸受１０に対する予圧の付与が可能である。端部３３、３４の軸方向間隔、間座４０の幅、第二間座５０の幅の調整を適宜に行うことで前記相対的な軸方向位置の設定が可能になっている。

転がり軸受１０、軸２０及びハウジング３０は、正の線膨張係数をもった材料からなる。ハウジング３０は、軸２０及び転がり軸受１０より大きな線膨張係数をもった材料からなる。転がり軸受１０、軸２０及びハウジング３０を形成する各材料は、温度変化による熱膨張及び収縮を繰り返す。転がり軸受１０、軸２０の材料は、鋼にすることができる。ハウジング３０の材料は、アルミニウム合金にすることができる。

間座４０、第二間座５０は、それぞれ、外輪１１と他の転がり軸受の外輪（図示省略）との間に所定のアキシャル距離を保つための環状部品からなる。間座４０、第二間座５０は、円周方向に亘って図示断面形状をもっている。前記他の転がり軸受（図示省略）は、転がり軸受１０と共に軸２０を支持する。

間座４０は、外輪１１の正面側に配置されている。外輪１１の正面は、軸方向荷重を支持しない方の軸方向端部をいう。円すいころ軸受の外輪１１においては、円すいの大径側の軸方向端部が正面となる。外輪１１は、外輪幅を定める正面側の幅面１１ｃから軸方向に凹み、かつ間座４０を軸方向に受ける凹所１１ｄをもっている。幅面１１ｃは、外輪１１の最大軸方向長さを決める箇所を含む、径方向に沿った表面部分からなる。凹所１１ｄは、外輪１１のはめあい面１１ｂから径方向に凹んだ段部からなる。凹所１１ｄは、外輪１１の側面に開放した穴にすることもできる。間座４０は、外輪１１の凹所１１ｄと軸方向に突き当たるように内径面３１の内側に挿入されている。これにより、間座４０の端部が幅面１１ｃから外輪１１の背面側へ入り込んだ分だけ、外輪１１と間座４０とを配置するのに必要な軸方向空間の長さ（組立て幅）を抑制することができる。

第二間座５０は、外輪１１の背面側に配置されている。外輪１１の背面は、軸方向荷重を支持する方の軸方向端部をいう。円すいころ軸受の外輪１１においては、円すいの小径側の軸方向端部が背面となる。第二間座５０は、外輪１１の背面と軸方向に突き当たるように内径面３１の内側に挿入されている。第二間座５０が突き当たる箇所は、外輪１１の背面側の幅面１１ｃになっている。

間座４０は、負の線膨張係数をもった材料からなる。間座４０が負の線膨張係数をもつため、温度上昇により間座４０の全体が軸方向に収縮し、間座４０の幅が小さくなる一方、温度降下により間座４０の全体が軸方向に熱膨張し、間座４０の幅が大きくなる。間座４０は、温度変化による熱膨張及び収縮を繰り返す。間座４０の材料は、鉄の化合物として、マンガン窒化物Mn₃XNを基本構造とし、ゲルマニウムを添加した材料にすることができる。

第二間座５０は、正の線膨張係数をもった材料からなる。第二間座５０が正の線膨張係数をもつため、温度上昇により第二間座５０の全体が軸方向に膨張し、第二間座５０の幅が大きくなる一方、温度降下により第二間座５０の全体が軸方向に収縮し、第二間座５０の幅が小さくなる。第二間座５０は、温度変化による熱膨張及び収縮を繰り返す。第二間座５０を形成する材料は、例えば、アルミニウム合金にすることができる。

間座４０、第二間座５０の線膨張係数の絶対値の大きさは、転がり軸受１０、軸２０、ハウジング３０に対して差を与えることにより、軸受取付時点からの温度変化に伴う間座４０の熱膨張で外輪１１を正面側から背面側に向って（図中右から左に向って）軸方向に押すことができ、また第二間座５０の熱膨張で外輪１１を背面側から正面側に向って（図中左から右に向って）軸方向に押すことができるように定められている。例えば、第二間座５０の線膨張係数は、転がり軸受１０、軸２０より大きくする。

図２（ａ）は、軸受取付時点を二点鎖線で描き、軸受取付時点から雰囲気の温度降下が生じた状態を実線で描き、実線ではハウジング３０の収縮を軸２０（図示省略）、転がり軸受１０の収縮が見かけ上零になるように相対的に示したものである。図示のように、温度降下が生じると、ハウジング３０は、転がり軸受１０及び軸２０より大きく収縮し、軸受内部すきまδｒを小さくする方向に変化する。また、第二間座５０が収縮し、外輪１１の背面側に外輪１１の移動空間が生じる。また、外輪１１が、熱膨張する間座４０を受けることによって、軸受内部すきまδｒの拡大する方向に（図中右から左に）移動する。すなわち、収縮するハウジング３０の内径面３１で締められた外輪１１は、軌道面１１ａに与えられた軸方向に対する勾配の影響で転動体１３から径方向に逃げる方へ動くため、軸受取付時点で軸受内部すきまを設定した場合には軸受内部すきまδｒが小さくなる変化を抑制することができ、軸受取付時点で予圧を設定した場合には予圧が過大になる変化を抑制することができる。

図２（ｂ）は、軸受取付時点を二点鎖線で描き、軸受取付時点から雰囲気の温度上昇が生じた状態を図２（ａ）と同様に実線で示したものである。図示のように、温度上昇が生じると、ハウジング３０は、転がり軸受１０及び軸２０より大きく熱膨張し、軸受内部すきまδｒを大きくする方向に変化する。また、間座４０が収縮し、外輪１１の正面側に外輪１１の移動空間が生じる。また、外輪１１が、熱膨張する第二間座５０を受けることによって、軸受内部すきまδｒの小さくなる方向に（図中左から右に）移動する。すなわち、熱膨張するハウジング３０の内径面３１とのはめあいが緩んだ外輪１１は、前記軌道面１１ａの勾配の影響で転動体１３に対して径方向に近づく方へ動くため、軸受取付時点で軸受内部すきまδｒを設定した場合には軸受内部すきまδｒが大きくなる変化を抑制することができ、軸受取付時点で予圧を設定した場合には予圧が抜ける変化を抑制することができる。

図１、図２（ａ）に示すように、ハウジング３０の端部３３は、外輪１１の正面と軸方向すきまδａをもって対面する幅押さえ面３５をもつ。外輪１１をハウジング３０に取り付けた状態で、間座４０と軸方向に突き当たった端部３３の幅押さえ面３５は、間座４０の内方を通って外輪１１の正面側の幅面１１ｃと軸方向に対面している。また、同状態では、凹所１１ｄと間座４０との間、及び間座４０とハウジング３０の内径面３１との間の各間に、径方向すきまδｒ１、δｒ２が設けられている。

温度上昇が進み、第二間座５０の熱膨張によって外輪１１が軸方向すきまδａの大きさだけ移動すると、幅押さえ面３５と外輪１１の正面側の幅面１１ｃとの接触が生じ、幅押さえ面３５が外輪１１を受け止める。外輪１１の移動が幅押さえ面３５によって停止させられるので、それ以上、軸受内部すきまδｒが小さくなったり、予圧が大きくなったりしないようにすることができる。したがって、軸受取付時に軸方向すきまδａを設定するだけで、温度上昇による軸受内部すきまδｒの過小化や予圧の過大化を防止することができる。

例えば、間座４０の幅、第二間座５０の幅をそれぞれ５〜６５ｍｍとし、軸受温度１３０℃において、軸方向すきまδａの大きさは、０．００５〜０．２００ｍｍに設定することが好ましい。転がり軸受１０に設定される一般的な予圧の設定を考慮すると、軸方向すきまδａを０．００５ｍｍ以上にすれば、転がり軸受１０に予圧を与える位置で外輪１１と幅押さえ面３５とを接触させることができ、０．２００ｍｍ以下にすれば、転がり軸受１０の予圧が適切な位置で外輪１１と幅押さえ面３５とを接触させることができる。

間座４０の材料と外輪１１の材料、ハウジング３０との間でのヤング率の関係は、間座４０＜外輪１１、ハウジング３０とすることが好ましい。また、間座４０と第二間座５０のヤング率の関係は、間座４０＜第二間座５０とすることが好ましい。これにより、外輪１１とハウジング３０の端部３３に挟まれた間座４０は変形し、外輪１１の位置は、外輪１１の正面側の幅面１１ｃと幅押さえ面３５との接触で決定されることになる。

間座４０は、温度降下、温度上昇により、径方向にも熱膨張したり、収縮したりする。図２（ａ）に示すように、温度降下が生じた際、ハウジング３０の内径面３１、外輪１１の外周が縮径し、間座４０が径方向に熱膨張する。図２（ｂ）に示すように、温度上昇が生じた際、ハウジング３０の内径面３１、外輪１１の外周が拡径し、間座４０が径方向に収縮する。温度降下、上昇のいずれの場合でも、軸受取付時点で設けられた図１の径方向すきまδｒ１、δｒ２の余裕があるため、凹所１１ｄと内径面３１間の環状空間が間座４０の径方向幅に対して負の大きさになることはない。このように、軸受取付時に径方向すきまδｒ１、δｒ２を設定するだけで、間座４０の径方向の熱膨張又は収縮が軸受内部すきまに影響を及ぼさないようにすることができる。

間座４０の線膨張係数の絶対値と、第二間座５０の線膨張係数の絶対値とは、できるだけ近い値にすることが好ましい。これらの線膨張係数の絶対値に差がある場合には、間座４０の幅と第二間座５０の幅との間に差を設けることにより、温度変化に対する間座４０又は第二間座５０の熱膨張量と、第二間座５０又は間座４０の収縮量とが等しくなるように調整することができる。間座４０の温度変化による軸方向長さの変化量（熱膨張量又は収縮量）と、第二間座５０の温度変化による軸方向長さの変化量（収縮量又は熱膨張量）とを等しくすれば、転がり軸受１０の性能を安定して発揮させることができる温度領域は、温度降下、温度上昇のいずれ側にも同じだけ拡大されるので、様々な使用環境に対応することができる。

外輪１１の移動をスムーズにするため、外輪１１のはめあい面１１ｂに燐酸塩被膜処理又は二硫化モリブデン処理を施しても良い。ハウジング３０の内径面３１側に処理するよりも外輪１１側に処理する方が容易である。

実施例１は、上述の実施形態の各部品を以下のように構成されたものである。
＜転がり軸受１０＞
外輪１１の外径：φ１５０、材料：鋼（線膨張係数１２．５×１０^−６／℃）、外輪１１の軌道面１１ａと転動体１３の接触角２８．５ｄｅｇ
＜ハウジング３０＞
内径面３１：φ１５０、材料：アルミニウム合金（線膨張係数２１．６×１０^−６／℃）、収縮率：３０％（二円筒のはめあいより求められる比率）
＜間座４０＞
線膨張係数：−３０×１０^―６／℃，間座幅：２５
＜第二間座５０＞
線膨張係数：３０×１０^―６／℃，間座幅：２５

この実施例１において、各部品の製造、軸受取付構造の組立ては２０℃で実施されている。−３０℃〜＋４０℃の範囲で温度変化した場合、転がり軸受１０の軸受内部すきまδｒの変化は、図３に示すように抑制することができる。なお、予圧を設定した場合でも、図３の実施例１と同じく抑制することができる。図３中の比較例は、間座４０、第二間座５０の材料を外輪１１と同じ鋼製（線膨張係数１２．５×１０^−６／℃）に変更した点で相違するものである。実施例１において、線膨張係数の絶対値の大きさを−３０×１０^―６／℃から小さくする場合には、間座幅を縮小することで軸受内部すきまδｒや予圧をコントロールし、鋼の線膨張係数１２．５×１０^―６／℃より小さくならない値、−１３×１０^―６／℃までとすることができる。

実施例２は、図４に示すように、上述の実施形態において組合せ軸受を構成したものである。以下、実施形態との相違点のみを述べる。実施例２は、前記一方向と反対の他方向荷重（図中左から右に向う軸方向荷重）のみを支持する第二外輪６１をもった第二転がり軸受６０を備えている。第二転がり軸受６０は、転がり軸受１０と同じものとされている。なお、転がり軸受１０、第二転がり軸受６０は、外輪１１、単列の軌道面６１ａをもった第二外輪６１と、一個の複列内輪とで構成することもできる。

ハウジング３０は、第二外輪６１のはめあい面６１ｂに嵌合する内径面３１をもつ。第二外輪６１の正面側に他の間座４０が配置され、第二外輪６１の背面と外輪１１の背面との間に第二間座７０が配置されている。ハウジング３０の端部３４は、他の間座４０を軸方向に受けている。第二間座７０は、外輪１１と第二外輪６１とを同じ軸方向長さだけ押せるようにするため、実施形態に係る第二間座５０の幅を二倍にしたものとなっている。

外輪１１、第二外輪６１のそれぞれは、自己の外輪幅を定める背面側の幅面１１ｃ、６１ｃから軸方向に凹み、かつ第二間座７０を軸方向に受ける凹所１１ｄ、６１ｄをもっている。第二間座７０の端部が背面側の幅面１１ｃ、６１ｃから外輪１１の正面側へ入り込んだ分だけ、外輪１１と第二間座７０とを配置するのに必要な軸方向空間の長さ（組立て幅）を抑制することができる。凹所１１ｄ、６１ｄと第二間座７０との間にも径方向すきまδｒ１、δ２（図示省略）を設けると、第二間座７０の径方向の熱膨張又は収縮が軸受内部すきまに影響を及ぼさないようにすることができる。

実施例２は、温度上昇が生じた際に一個の第二間座７０で外輪１１と第二外輪６１を移動させることができる。外輪１１及び第二外輪６１の軸方向位置は、間座４０、第二間座７０、間座４０、端部３３、３４の一連で決まる構造なので、端部３４側に幅押さえ面を設けてもよい。外輪１１と第二外輪６１との間の軸方向距離が大きかったり、外輪１１と第二外輪６１との間に他の部品を配置したり、ハウジング３０の内径面を外輪１１と第二外輪６１との間で分断したりする場合、単一の第二間座７０にすることが困難なので、外輪１１と第二外輪６１との間にハウジング３０の端部を適宜に一個以上追加し、外輪１１の背面のみを押す第二間座と、第二外輪６１の背面のみを押す他の第二間座とを配置し、幅押さえ面３５を端部３３、３４の両方に設ければよい。

この発明の技術的範囲は、上述の各実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載に基く技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。例えば、転がり軸受や第二転がり軸受は、円すいころ軸受に限定されず、単列の外輪をもったアンギュラ玉軸受のように、間座、第二間座の熱膨張等による外輪の軸方向移動で外輪軌道面の勾配又は曲率で転動体から外輪を径方向に逃したり、近付けたりすることができ、これにより、軸受内部すきまの変化を抑制することが可能なものであればよい。また、図４では、背面組合せの例を示したが、正面組合せにすることも可能である。

１０ 転がり軸受
１１、６１ 外輪
１２ 内輪
１１ｃ、６１ｃ 幅面
１１ｄ、６１ｄ 凹所
２０ 軸
３０ ハウジング
３１ 内径面
３３、３４ 端部
３５ 幅押さえ面
４０ 間座
６０ 第二転がり軸受
５０、７０ 第二間座
δｒ 軸受内部すきま
δａ 軸方向すきま
δｒ１、δｒ２ 径方向すきま

Claims (10)

1. 一方向の軸方向荷重のみを支持する外輪（１１、６１）をもった転がり軸受（１０、６０）と、軸（２０）と、前記外輪（１１、６１）に嵌合する内径面（３１）をもったハウジング（３０）と、間座（４０）とを備え、
   前記転がり軸受（１０、６０）、前記軸（２０）及び前記ハウジング（３０）が、正の線膨張係数をもった材料からなり、
   前記ハウジング（３０）が、前記軸（２０）及び前記転がり軸受（１０）より大きな線膨張係数をもった材料からなる軸受取付構造において、
   前記間座（４０）が、負の線膨張係数をもった材料からなり、
   前記間座（４０）が、前記外輪（１１、６１）の正面側に配置され、当該外輪（１１、６１）が、熱膨張する当該間座（４０）を受けることによって、軸受内部すきま（δｒ）の拡大する方向に移動することを特徴とする軸受取付構造。
2. 前記外輪（１１、６１）の背面側に配置された第二間座（５０、７０）を備え、
   前記第二間座（５０、７０）が、正の線膨張係数をもった材料からなり、
   前記外輪（１１、６１）が、熱膨張する前記第二間座（５０、７０）を受けることによって、軸受内部すきま（δｒ）の小さくなる方向に移動する請求項１に記載の軸受取付構造。
3. 前記ハウジング（３０）が、前記外輪（１１）の正面と軸方向すきま（δａ）をもって対面する幅押さえ面（３５）をもち、
   前記第二間座（５０、７０）の熱膨張によって前記外輪（１１、６１）が前記軸方向すきま（δａ）の大きさだけ移動すると、前記幅押さえ面（３５）が当該外輪（１１）を受け止める請求項２に記載の軸受取付構造。
4. 前記軸方向すきま（δａ）の大きさが、０．００５〜０．２００ｍｍに設定されている請求項３に記載の軸受取付構造。
5. 前記間座（４０）が、−３０×１０^−６から−１３×１０^−６の線膨張係数をもった材料からなる請求項１から４のいずれか１項に記載の軸受取付構造。
6. 前記外輪（１１、６１）が、外輪幅を定める幅面（１１ｃ、６１ｃ）から軸方向に凹み、かつ前記間座（４０）又は前記第二間座（７０）を軸方向に受ける凹所（１１ｄ、６１ｄ）をもっている請求項１から５のいずれか１項に記載の軸受取付構造。
7. 前記凹所（１１ｄ、６１ｄ）と前記間座（４０）又は前記第二間座（７０）との間、及び前記間座（４０）又は前記第二間座（７０）と前記ハウジング（３０）との間の各間に、径方向すきま（δｒ１、δｒ２）が設けられている請求項６に記載の軸受取付構造。
8. 前記一方向と反対の他方向荷重のみを支持する第二外輪（６１）をもった第二転がり軸受（６０）を備え、
   前記第二外輪（６１）の正面側に他の前記間座（４０）が配置され、当該第二外輪（６１）の背面と前記外輪（１１）の背面との間に前記第二間座（７０）が配置されている請求項１から７のいずれか１項に記載の軸受取付構造。
9. 前記転がり軸受（１０、６０）が、円すいころ軸受からなる請求項１から８のいずれか１項に記載の軸受取付構造。
10. 鉄道車両に適用される請求項１から９のいずれか１項に記載の軸受取付構造。

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