JP2013228108A - 転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】寿命低下を抑制し、ころ転動面の磨耗及びエッジロードの発生を抑制可能なころ軸受及びころ軸受の製造方法を提供する。
【解決手段】転がり軸受に於いて、凹溝5012は、所定深さを有する第1の底面5121と、該第1の底面5121よりもさらに内径側又は外径側に位置する第2の底面5122を有し、Oリング5030は、突出する一部が押圧されない時に、第2の底面5122との間で突出する一部の突出量よりも少ない寸法D2の間隙を有し、突出する一部が押圧された時に弾性変形して第2の底面5122に当接する部位を有している。
【選択図】図21

Description

本発明は、ファンモータ等で、モーターハウジングと嵌合してファンモータ等の軸とモーターハウジングの間の回転を支える用途で用いられる転がり軸受に関する。
また、本発明は汎用モータ、ファンモータ、ギヤモータ、サーボモータ、電動工具等のアンバランスな回転荷重が作用する転がり軸受に関する。
(第1の背景技術)
例えばファンモータ等で用いられる転がり軸受では、図6の転がり軸受の径方向の断面に示すように、内輪20及びその内輪20の外周を覆うように配される外輪10が相対的に回転可能に配設され、内輪20の外径面には内輪軌道21が周方向に連続して備えられ、外輪10の内径面には外輪軌道11が周方向に連続して備えられ、当該内輪軌道21と外輪軌道11との間には、複数個の転動体40が保持器41によって等間隔に保持されて転動自在に組み込まれている。
さらに、外輪10と内輪20との間には、軸受の側面で軸受内部を密封するためのシール部材42が組み込まれている。このシール部材42として図面では、シールド構造のシール部材を例示しているが、転がり軸受の構成や種類に応じて接触シールや非接触シールが提供される場合もある。なお、転動体40として図面では、玉を例示しているが、転がり軸受の構成や種類に応じて、コロが適用される場合もある。
そして、転がり軸受の外輪10はファンモータを収容するハウジング(モーターハウジング:図示しない)と嵌合固定され、内輪20はファンモータの回転軸(図示しない)と嵌合固定されることにより、当該軸とモーターハウジング間は転がり軸受によって回転可能に支えられている。
ところが、転がり軸受の外輪10とモーターハウジングとが嵌合する面において、嵌合固定された外輪10が、内輪20の回転方向と相対回転してしまう現象、所謂クリープが発生することが知られている。このクリープが発生すると、嵌合面の摩耗に至り、転がり軸受の機能を損なってしまうことがある。そこで、このようなクリープの発生を防止するために、従来は、転がり軸受の外輪とモーターハウジングをキーやピンによって連結したり、外輪とモーターハウジングを接着剤で固定したりするなどしてクリープを外力によって抑えたり、モーターハウジングと外輪との隙間を小さくする方法や、弾性体によってクリープ運動を抑止する方法が知られている。
図6に示す例では、外輪10の外径面13に形成した凹溝(周方向溝)12に弾性体(例えば所定の硬度のゴム製Oリング30)を嵌入し、当該弾性体の弾性力によって外輪をモーターハウジングに固定している。
具体的には、外輪10の外径面13には、周方向に連続した径方向断面矩形状の凹溝(周方向溝)12が、軸方向に間隔をあけて複数本設けられている。例えば、図6では軸方向に間隔をあけて2本の凹溝12が配されている。さらに、この凹溝12にOリング30が嵌め合わされる。なお、Oリング30の外径寸法は、外輪10の外径寸法よりも大径に形成され、外輪10の凹溝12に嵌め合わされた場合には、Oリング30の外径側が外輪10の外径面13から突出する(特許文献1、特許文献2)。
これにより、Oリング30の外径がモーターハウジングの嵌合面と外輪10との間に介在して、ゴムの弾性力で突っ張ることにより、Oリング30とモーターハウジングの嵌合面との間に、クリープの相対回転トルクに打ち勝つ摩擦力を生み出してクリープの発生を阻止しようとするものである。
このような方法によれば、Oリング30の厚みによってモーターハウジングと外輪10との隙間を小さくする効果と、Oリング30の緊迫力によって外輪10に密着しつつゴムの弾性で外輪10とモーターハウジングとの間に摩擦力を生み出してクリープによる外輪10の相対回転の運動を抑止する効果を期待することができる。
しかしながら、従来では、軸受の外輪10とモーターハウジングとの間の摩擦力を大きくすることによって、外輪10をモーターハウジングに強固に固定してクリープが発生しないようにしていたが、クリープを発生させようとする応力が摩擦力を上回るか、摩擦力が一時的に低下するなどの要因によって、クリープが発生してしまうこともあった。そして、一旦クリープが発生した場合には、外輪10の相対回転によって異常に大きなトルク(クリープトルク)がもたらされ、このときのクリープトルクが外輪とモーターハウジングとの間に作用することによって支障を来たす虞もある。
(第2の背景技術)
クリープ防止に対して、外輪の外径面に円周方向に沿って環状の凹溝を設け、この周方向凹溝にゴムなどの弾性体を入れ、この弾性体がハウジングと外輪の間で突っ張ることにより、クリープを防止する方法が一般的に知られている。
特許文献1では、外輪の外周面に形成された凹溝と、この凹溝内に嵌入され、凹溝から突出するOリングとを備えた転がり軸受であって、Oリングの硬度がHs60〜75であると共に、Oリングにおける凹溝からの突出量がOリングの径の4〜40%に設定されている。
しかしながら、軸受のハウジングヘの挿人性を良好にするには、外輪外径面に対するOリングの突出量を小さくする必要がある一方、クリープ性能を向上するには、Oリングの突出量を大きくする必要があり、相反する事を両立させることが困難であった。
(第3の背景技術)
例えばファンモータ等で用いられる転がり軸受では、図11に示すように、軌道輪(外輪2010、内輪2020)が相対回転可能に対向配置され、外輪2010の内径面には外輪軌道2011が周方向に連続して形成されているとともに、内輪2020の外径面には内輪軌道2021が周方向に連続して形成されており、当該内輪軌道2021と外輪軌道2011との間には、複数個の転動体2040が保持器2041によって等間隔に保持されて転動自在に組み込まれている。
さらに、外輪2010と内輪2020との間には、軸受内部を軸受外部から密封するためのシール部材2042が組み込まれている。このシール部材2042として図面では、シールド構造のシール部材を例示しているが、転がり軸受の構成や種類に応じて接触シールや非接触シールが組み込まれる場合もある。なお、転動体2040として図面では、玉を例示しているが、転がり軸受の構成や種類に応じて、コロが適用される場合もある。
そして、転がり軸受の外輪2010がファンモータを収容する固定部位として固定部位としてのハウジング(モーターハウジング:図示しない)と嵌合固定され、内輪2020がファンモータの回転部位としての回転軸(図示しない)と嵌合固定されることにより、当該軸は転がり軸受によって回転可能に支えられている。
ところで、転がり軸受の外輪2010とモーターハウジングとが嵌合する面において、嵌合固定された外輪2010が、内輪2020の回転方向と相対的に逆方向に回転してしまう現象、所謂クリープが発生することが知られている。このクリープが発生すると、嵌合面が摩耗して、その摩耗粉が転がり軸受の内部に入り込んでしまう虞がある。
そこで、このようなクリープの発生を防止するために、図11に示す例では、外輪2010の外径面2013に形成した凹溝(周方向に連続して形成された溝)2012に弾性体(例えば所定の硬度のゴム製Oリング2030)を嵌入して、外輪2010をモーターハウジングに固定している。
具体的には、外輪2010の外径面2013には、周方向に連続した径方向断面矩形状の凹溝2012が、軸方向に間隔をあけて複数本設けられている。例えば、図11では軸方向に間隔をあけて2本の凹溝2012が配されている。さらに、この凹溝2012にOリング2030が嵌め合わされる。なお、Oリング2030の外径寸法は、外輪2010の外径寸法よりも大径に形成され、外輪2010の凹溝2012に嵌め合わされた場合には、Oリング2030の外径側が外輪2010の外径面2013から突出する(特許文献1)。
これにより、Oリング2030の外径がモーターハウジングの嵌合面と外輪2010との間に介在して、ゴムの弾性力で突っ張ることにより、Oリング2030とモーターハウジングの嵌合面との間に、クリープの相対回転トルクに打ち勝つ摩擦力を生み出してクリープの発生を阻止しようとするものである。
このような方法によれば、Oリング2030の緊迫力によって外輪2010に密着しつつゴムの弾性で外輪2010とモーターハウジングとの間に摩擦力を生み出して、外輪2010をモーターハウジングに強固に固定することでクリープの抑止効果を期待できる。
しかしながら、このような従来の技術では、外輪2010の凹溝2012とOリング2030との間にもクリープが生じる場合があり、これが発生すると本来の耐クリープ性能が著しく低下し、早期にクリープ現象が発生してしまう虞もある。
(第4の背景技術)
この種の軸受として、例えば図16に示す転がり軸受は、内輪3020及びその内輪3020の外周を覆うように配される外輪3010が相対的に回転可能に配設され、内輪3020の外径面には内輪軌道3021が周方向に連続して備えられ、外輪3010の内径面には外輪軌道3011が周方向に連続して備えられ、当該内輪軌道3021と外輪軌道3011との間には、複数個の転動体3040が保持器3041によって等間隔に保持されて転動自在に組み込まれている。
さらに、外輪3010と内輪3020との間には、軸受内部を軸受外部から密封するためのシール部材3042が組み込まれている。このシール部材3042として図面では、シールド構造のシール部材を例示しているが、転がり軸受の構成や種類に応じて接触シールや非接触シールが組み込まれる場合もある。なお、転動体3040として図面では、玉を例示しているが、転がり軸受の構成や種類に応じて、コロが適用される場合もある。
このような軸受を例えばファンモータに用いる場合には、当該軸受はモータハウジング(固定部材)と回転軸(回転部材)との間に挿入して組み込まれる。具体的には、外輪3010がモータハウジングと嵌合固定され、内輪3020が回転軸と嵌合固定されることにより、当該軸は転がり軸受によって回転可能に支えられている。
ところで、このような転がり軸受とモータハウジングとの嵌め合いは、組み立て上の都合からルーズに設定されている。また、自由側の転がり軸受は、モータ回転に伴う温度上昇による回転軸の伸びにより軸受に過大なアキシャル負荷がかからないように、軸方向に自由に動けるように嵌め合わされている。
このため、自由側の転がり軸受にアンバランスな回転荷重が負荷された場合、外輪3010の外径面3013とハウジングの嵌合面(図示しない)にクリープが発生することがあり、クリープが発生した場合には、嵌合面が摩耗して、その摩耗粉が軸受の内部に入り込んでしまう虞があった。
そこで、このようなクリープの発生を防止するために、例えば図16に示す例では、外輪3010の外径面3013に円周方向に沿って環状に形成した凹溝(周方向に連続して形成された溝)3012を備え、その凹溝3012に弾性部材として、例えば周方向に連続して形成されたOリング3030を嵌入して、外輪3010をモータハウジングに固定している。
具体的には、外輪3010の外径面3013には、周方向に連続した径方向断面矩形状の凹溝3012が、軸方向に間隔をあけて複数本設けられている。例えば、図16では軸方向に間隔をあけて2本の凹溝3012が配されている。さらに、この凹溝3012にOリング3030が嵌め合わされる。なお、Oリング3030の外径寸法は、外輪3010の外径寸法よりも大径に形成され、外輪3010の凹溝3012に嵌め合わされた場合には、Oリング3030の外径側が外輪3010の外径面3013から突出する(特許文献1)。
これにより、Oリング3030の外径がモータハウジングの嵌合面と外輪3010との間に介在して、Oリング3030とモータハウジングの嵌合面との間に、クリープの相対回転トルクに打ち勝つ摩擦力を生み出してクリープの発生を阻止しようとするものである。
この場合において、Oリング3030が外輪3010の外径面3013から突出する突出量を大きくするほど、前記摩擦力が強くなるので、耐クリープ性能は向上する。しかし、この突出量を過大に設定してしまうと、前記自由側の転がり軸受が軸方向に移動することができなくなり、過大なアキシャル荷重が負荷されてしまう虞がある。そこで、前記特許文献1では、外輪3010の外径面3013に対して凹溝3012に取り付けたOリング3030の出っ張り量(突出量)をOリング線径の4〜40%の範囲に設定している。
しかしながら、近年、挿入時における挿入のし易さを向上させることが要求されているが、上記範囲に設定しても充分満足できるような結果は得られていない。
(第5の背景技術)
上記の特許文献1には、モータのハウジングと転がり軸受の外輪との間のクリープを防止するために、外輪の外周面に周溝(環状の溝)を設け、この溝にOリングを嵌め入れることが提案されている。この提案では、Oリングの突出量をOリングの径の4〜40%とすることで、圧縮されたOリングの復元力を、軸受の外輪とハウジングとの間の摩擦力としてクリープを抑制している。
しかしながら、この方法では、軸受外輪を鋼製とし、ハウジングをアルミニウム等の軽合金製として、周囲環境が高温になる場合(電動モータのロータを支持する軸受の多くがこの条件となる)、外輪とハウジングの熱膨張率の違いにより、摩擦力が低下してクリープが発生するおそれがあった。
また、下記の非特許文献1には、ハウジングと転がり軸受の外輪との間に潤滑剤(グリース)を塗布することで、クリープ防止効果が得られることが記載されている。この場合、ハウジング−外輪間へクリープ防止のために塗布する潤滑剤としては、軸受内部に使用されている潤滑油やグリースと同じものを塗布することが、製品管理上好ましい。
ここで、従来のOリングの材料としては、ニトリルゴム(アクリロニトリルブタジエンゴム:NBR)やアクリルゴム、フッ素ゴム、シリ−コンゴム等があるが、比較的安価なニトリルゴムが使用される場合が多い。また、軸受内部に使用する潤滑油やグリースの基油としては、エステル系油を用いることが多い。ところが、ニトリルゴム製のOリングはエステル系油により膨潤し、劣化し易いため、ニトリルゴム製のOリングとエステル系油との組み合わせでの更なる耐クリープ性の改善が求められている。
さらに、Oリングのゴム材料は、圧縮されることで永久歪みが生じることは避けられず、長期間に渡って耐クリープ性を維持するためには、永久歪みを最小限におさえる必要がある。
(第6の背景技術)
例えばファンモータや、ポンプモータ等で用いられる転がり軸受では、図26の転がり軸受の半径方向の断面図に示すように、内輪5020及びその内輪5020の外周を覆うように配される外輪5010が相対的に回転可能に配設され、内輪5020の外径面には内輪軌道5021が周方向に連続して備えられ、外輪5010の内径面には外輪軌道5011が周方向に連続して備えられ、当該内輪軌道5021と外輪軌道5011との間には、複数個の転動体5040が保持器5041によって等間隔に保持されて転動自在に組み込まれている。
さらに、外輪5010と内輪5020との間には、軸受の側面で軸受内部を密封するためのシール部材5042が組み込まれている。このシール部材5042として図面では、シールド構造のシール部材を例示しているが、転がり軸受の構成や種類に応じて接触シールや非接触シールが提供される場合もある。なお、転動体5040として図面では、玉を例示しているが、転がり軸受の構成や種類に応じて、コロが適用される場合もある。
そして、転がり軸受の外輪5010は、例えばファンモータを収容するハウジング(モータハウジング:図示しない)と嵌合固定され、内輪5020はファンモータの回転軸(図示しない)と嵌合固定されることにより、当該軸とハウジング間は転がり軸受によって回転可能に支えられている。また、このような転がり軸受とハウジングとの嵌め合いは、組み立て上の都合からルーズに設定されている。
ところが、転がり軸受の外輪5010とハウジングとが嵌合する面において、嵌合固定された外輪5010が、内輪5020の回転方向と相対回転してしまう現象、所謂クリープが発生することが知られている。このクリープが発生すると、嵌合面の摩耗に至り、転がり軸受の機能を損なってしまうことがある。
そこで、このようなクリープの発生を防止するために、図26に示す例では、外輪5010の外径面5013に形成した凹溝(周方向溝)5012に弾性材(例えば所定の硬度のゴム製Oリング5030)を嵌入し、当該弾性材の弾性力によって外輪をハウジングに固定している。
具体的には、外輪5010の外径面5013には、周方向に連続した径方向断面矩形状の凹溝(周方向溝)5012が、軸方向に間隔をあけて複数本設けられている。例えば、図26では軸方向に間隔をあけて2本の凹溝5012が配されている。さらに、この凹溝5012にOリング5030が嵌め合わされる。なお、Oリング5030の外径寸法は、外輪5010の外径寸法よりも大径に形成され、外輪5010の凹溝5012に嵌め合わされた場合には、Oリング5030の外径側(Oリングの一部)が外輪5010の外径面5013から突出する。
転がり軸受をハウジングに嵌合した場合、Oリング5030の外径がハウジングの嵌合面と外輪5010との間に介在するとともに、Oリング5030の外径側が外輪5010の外径面5013から出っ張った突出部分の突出量がつぶし代となる。
該突出部分がつぶされた場合には、ゴムの弾性(反発力)がハウジング嵌合面に向けて突っ張る緊迫力となる。これにより、Oリング5030とハウジングの嵌合面との間に、クリープの相対回転トルクに打ち勝つ摩擦力を生み出してクリープの発生を阻止しようとするものである。
さらに、特許文献3では、凹溝からOリングの突出量(つぶし代)をOリングの線径の20%〜40%に設定することにより、緊迫力を高くしている。このような方法によれば、Oリング30の緊迫力によって外輪5010に密着しつつゴムの弾性で外輪5010とハウジングとの間に摩擦力を生み出してクリープによる外輪5010の相対回転の運動を抑止する効果を期待することができる。
しかしながら、前記Oリング5030の緊迫力は、転がり軸受をハウジングに組み込む際(挿入時)にも発生するので、緊迫力を高くするために、突出量(つぶし代)を大きくすれば、転がり軸受をハウジングに挿入する挿入力が大きくなり、組立作業に手間を要する虞もある。
また、挿入時にはハウジングの嵌合面との摩擦力によって、Oリングに捻れが発生し、摩擦力の大きさによっては、Oリングが伸びたり捻じ切れたりする場合もある。
さらに、挿入力が小さくなるようにOリングの突出量(つぶし代)を設定すれば、稼動時の緊迫力が不足するという虞もある。
特開2002−130309 特開2004−176785 特開2005−321006
道家、石原、「転がり軸受のクリープとその対策」、機械の研究、第22巻8号(1970)
上述の第1の背景技術に関し、クリープトルクMは、遠心荷重Pと外輪Dの半径と摩擦係数μとを乗じることで算定され、その大きさは、例えばM=μ・P・(D/2)の式で表わすことができる。
この場合において、半径(D/2)及び所定回転時の遠心荷重Pを定数として考えれば、クリープトルクMを小さく抑えるためには、唯一の変数である摩擦係数μの値を小さく抑えればよいことがわかる。
本発明の第1の目的は、上述の第1の背景技術を鑑み、クリープの発生を極力抑えながらクリープ発生時のクリープトルクを軽減した転がり軸受を提供することである。
本発明の第2の目的は、上述の第2の背景技術を鑑み、ハウジングヘの挿人性を良好に維持することができると同時に、安定した耐クリープ性能を維持することができる、転がり軸受を提供することである。
本発明の第3の目的は、上述の第3の背景技術を鑑み、Oリングを取り付ける溝とOリングとの間のクリープの発生を防止することで、長期に安定したクリープ防止効果を発揮し得る転がり軸受を提供することである。
本発明の第4の目的は、上述の第4の背景技術を鑑み、耐クリープ性能を一定に維持するとともに、固定部材と回転部材との間に軸受を挿入する際の挿入のし易さの向上を図った転がり軸受を提供することである。
本発明の第5の目的は、上述の第5の背景技術を鑑み、外輪の外周面に形成された周溝に嵌入されているOリングに、エステル系油を含有する潤滑剤を塗布して使用しても、ハウジングと外輪との間のクリープが長期に渡って防止される転がり軸受を提供することである。
本発明の第6の目的は、上述の第6の背景技術を鑑み、転がり軸受を組み込む際の挿入力を低く抑えるとともに、Oリングの捻れを防止し、組み込み後には、充分な緊迫力によってクリープの発生を抑えることが可能な転がり軸受を提供することである。
上記第1の目的を達成するために、本発明によれば、
相対的に回転可能に配設した外輪及び内輪と、
該外輪及び内輪の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体と、
前記外輪が嵌合するハウジングと、
前記内輪が嵌合する軸を有し、
当該軸とハウジングの間の回転を支える転がり軸受において、
前記ハウジングの嵌合面と前記外輪の外径面との間、又は前記軸の嵌合面と前記内輪の内径面との間のいずれか一方若しくは双方に、前記ハウジングの嵌合面と前記外輪の外径面の間、又は前記軸の嵌合面と前記内輪の内径面との間の摩擦係数を抑えた弾性材からなるOリングが備えられていることを特徴とする転がり軸受が提供される。
本発明によれば、前記Oリングは、前記外輪の外径面に嵌合可能な円環状に形成され、少なくともハウジングの嵌合面と線接触する接触部を備えていてもよい。
本発明によれば、前記Oリングの径方向断面は、多角形の形状に形成されていてもよい。
本発明によれば、前記断面多角形の角数は奇数であってもよい。
本発明によれば、前記外輪の外径面には、前記Oリングを嵌め込み可能な周方向に連続した凹溝が備えられ、当該凹溝にOリングが固定されてもよい。
本発明によれば、前記凹溝は、内底面と、その内底面の両端から立ち上がる立ち上がり面を備え、
その立ち上がり面に対向する前記Oリングの各頂点は、当該立ち上がり面に当接して支持されてもよい。
本発明によれば、前記凹溝の内底面の両端から立ち上がる立ち上がり面間の幅寸法は、内底面に向けて広く形成されていてもよい。
本発明によれば、前記転がり軸受はファンモータに使用されてもよい。
本発明によれば、前記ファンモータにおいて、前記外輪がモーターハウジングに嵌合されるとともに前記内輪が前記軸に嵌合されて、前記軸とモーターハウジングの間の回転を支えてもよい。
上記第2の目的を達成するため、本発明によれば、
内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有する内輪と、
これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数の転動体と、
前記外輪の外径面に周方向に沿って形成された環状の凹溝と、
前記凹溝に嵌め込まれ且つその外径面が前記凹溝から突出した環状のOリングと、を備えた転がり軸受に於いて、
前記Oリングの内径(D2)と、前記外輪の外径面の凹溝の径(D1)とに於ける締め代の関係は、
D1≧1.07×D2
を満足する様に設定されていることを特徴とする転がり軸受が提供される。
上記第3の目的を達成するために、本発明によれば、
相対回転可能に対向配置された第1,2の軌道輪と、
前記第1,2軌道輪間に転動自在に組み込まれた複数個の転動体とを備え、
前記第1,2軌道輪の一方が固定部位に嵌合されるとともに、前記第1,2軌道輪の他方が回転部位に嵌合される転がり軸受であって、
前記第1,2軌道輪の少なくとも一方には、固定部位又は回転部位と対向する周面に沿って周方向に連続して形成された、Oリングを取り付け可能な溝が設けられており、
前記溝の内表面の粗さは、0.05μmRa以上の粗さに設定されていることを特徴とする転がり軸受が提供される。
本発明によれば、前記溝の内表面の粗さは、溝と対向する固定部位又は回転部位の嵌合面の粗さよりも粗く設定されていてもよい。
上記第4の目的を達成するために、本発明によれば、
相対回転可能に対向配置された第1,2軌道輪と、
これら軌道輪間に転動自在に組み込まれた複数個の転動体とを備え、
一方の軌道輪が固定部位に嵌合されるとともに、他方の軌道輪が回転部位に嵌合される転がり軸受であって、
前記第1,2軌道輪の少なくとも一方には、固定部位又は回転部位の嵌合面と対向する周面の周方向に沿って、該周面と嵌合面との間に介在する弾性部材が配され、
前記弾性部材は、外界から気密状態に隔絶された空隙を構成可能であることを特徴とする転がり軸受が提供される。
本発明によれば、前記弾性部材は、前記嵌合面と対向する周面の周方向に断続していてもよい。
本発明によれば、前記弾性部材は、前記嵌合面と対向する周面の周方向に連続していてもよい。
本発明によれば、前記第1,2軌道輪の少なくとも一方には、固定部位又は回転部位と対向する周面に沿って周方向に連続して形成された溝が設けられ、
前記弾性部材は、当該溝に取り付けられていてもよい。
本発明によれば、前記弾性部材は、前記嵌合面と対向する周面の周方向に連続するOリングであってもよい。
上記第5の目的を解決するために、本発明によれば、
引っ張り永久歪み率が3%以下で、エステル系油に1000時間浸漬した前後での寸法変化率が2%以下のニトリルゴムからなるOリングが、外輪の外周面に形成された周溝に嵌入されている転がり軸受が提供される。
本発明によれば、前記Oリングをなすニトリルゴムは、アクリロニトリル含有率が40質量%以下で、線膨張係数が2.2×10-5/℃以上10×10-5/℃以下であってもよい。
上記第6の目的を達成するために、本発明によれば、
相対的に回転可能に配設した外輪及び内輪と、
該外輪及び内輪の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体とからなり、
前記外輪が嵌合するハウジングと、
前記内輪が嵌合する軸と、
前記外輪の外径面又は前記内輪の内径面のいずれか一方若しくは双方に、円周方向に連続する凹溝と、
一部が突出した状態で前記凹溝内に収容される弾性材からなるOリング
とを備え、前記軸とハウジングの間の回転を支える転がり軸受に於いて、
該凹溝は、所定深さを有する第1の底面と、該第1の底面よりも大きな深さを有する第2の底面を有し、
前記Oリングは、前記突出する一部が押圧されない時に、前記第2の底面との間で前記突出する一部の突出量よりも少ない寸法の間隙を有し、前記突出する一部が押圧された時に弾性変形して前記第2の底面に当接する部位を有していることを特徴とする転がり軸受が提供される。
本発明によれば、前記Oリングには、凹溝の第1の底面と嵌め合わされる第1の面と、
該第1の面から外径方向又は内径方向のいずれかに延出され、Oリングが押圧されない時にその凹溝の第2の底面との間で間隙を有し、押圧された時に当接する第2の面を有していてもよい。
本発明によれば、前記転がり軸受はファンモータに使用されてもよい。
本発明によれば、前記ファンモータにおいて、前記外輪がファンモータハウジングに嵌合されるとともに前記内輪がファンモータ軸に嵌合されて、前記ファンモータ軸とファンモータハウジングの間の回転を支えていてもよい。
本発明によれば、クリープの発生を極力抑えながらクリープ発生時のクリープトルクを軽減した転がり軸受を提供することができるようになった。
また本発明によれば、Oリングが外輪の外径面の凹溝の底面をしっかりと締め付けた構成となっている。そのため、軸受にアンバランスな回転荷重が作用した場合においても、Oリングと外輪の外径面の凹溝のクリープが発生しにくくなり、安定した耐クリープ性能を維持することが可能となる。
さらに本発明によれば、Oリングを取り付ける溝とOリングとの間のクリープの発生を防止することで、長期に安定したクリープ防止効果を発揮し得る転がり軸受を提供することができる。
本発明によれば、耐クリープ性能を一定に維持するとともに、固定部材と回転部材との間に軸受を挿入する際の挿入のし易さの向上を図った転がり軸受を提供することができる。
さらに本発明の転がり軸受によれば、外輪の外周面に形成された周溝に嵌入されているOリングが、引っ張り永久歪み率が3%以下で、エステル系油に1000時間浸漬した前後での寸法変化率が2%以下のニトリルゴムからなるものであるため、このOリングに、エステル系油を含有する潤滑剤を塗布して使用しても、ハウジングと外輪との間のクリープが長期に渡って防止される。
さらに本発明によれば、転がり軸受をハウジングに組み込む際には挿入力を低く抑えるとともに、Oリングの捻れを防止し、ハウジングへの挿入後は充分な緊迫力によってクリープの発生を抑えることが可能な転がり軸受を提供することができる。
図1は本発明の一実施例に係る転がり軸受の構成を示す断面図である。 図2は本発明の変形例に係る転がり軸受の構成を示す断面図である。 図3は本発明の他の変形例に係る転がり軸受の構成を示す断面図である。 図4は本発明の他の変形例に係る転がり軸受の構成を示す断面図である。 図5は凹溝の他の形状を示す断面図である。 図6は従来の転がり軸受の構成を示す断面図である。 図7(a)は、本発明の第2の実施の形態に係る転がり軸受の断面図である。 図7(b)は、本発明の第2の実施の形態に係るOリングの断面図である。 図8は、Oリング突出量とクリープ限界荷重(耐クリープ力)との関係を示すグラフである 図9は本発明の一実施例の外輪の外径側一部拡大図である。 図10は外輪凹溝の内表面の表面粗さと、Oリングの出っ張り量とクリープ限界荷重(耐クリープ力)との関係を表わすグラフである。 図11は従来の転がり軸受の構成を示す断面図である。 図12は本発明の一実施例の外輪の外径側一部拡大図である。 図13は本発明の一実施例の第1の変形例を示す外輪の外径側一部拡大図である。 図14は本発明の一実施例の第2の変形例を示す外輪の外径側一部拡大図である。 図15は本発明の一実施例の第3の変形例を示す外輪の外径側一部拡大図である。 図16は従来の転がり軸受の構成を示す断面図である。 図17は本発明の一実施例に相当する転がり軸受を示す断面図である。 図18はOリングAと、OリングBにエステル系油を塗布して、雰囲気温度70℃で、134時間、261時間、500時間、1000時間放置した時の、各Oリングの内径変化率を示すグラフである。 図19はOリングAと、OリングBにエステル系油を塗布して、雰囲気温度70℃で、134時間、261時間、500時間、1000時間放置した時の、各Oリングの太さ変化率を示すグラフである。 図20はOリングAを用いた転がり軸受AとOリングBを用いた転がり軸受Bの試験から得られた、耐クリープ力と試験時間との関係を示すグラフである。 図21は本発明の一実施例に係る転がり軸受の構成を示す半径方向断面図である。 図22(a)は、Oリングの半径方向拡大断面図である。 図22(b)は、外輪の凹溝付近の半径方向拡大断面図である。 図23(a)は、Oリングを凹溝に収容した状態を示す半径方向拡大断面図である。 図23(b)は、Oリングにさらに半径方向の押圧力が加えられた状態を示す半径方向拡大断面図である。 図24(a)は、Oリングを凹溝に収容した状態を示す半径方向拡大断面図である。 図24(b)は、Oリングにさらに半径方向の押圧力が加えられた状態を示す半径方向拡大断面図である。 図25(a)は、本発明の他の変形例に係るOリングを凹溝に収容した状態を示す半径方向拡大断面図である。 図25(b)は、本発明の他の変形例に係るOリングにさらに半径方向の押圧力が加えられた状態を示す半径方向拡大断面図である。 図26は、従来の転がり軸受の構成を示す半径方向断面図である。
(第1実施例)
以下本発明の第1実施例を図に基づいて説明する。
本発明は、例えばファンモータなどに組み込まれる転がり軸受であるが、特に、ファンモータのモーターハウジングの嵌合面と外輪10の外径面13との間と、回転軸の嵌合面と内輪20の内径面23との間とのいずれか一方若しくは双方に備えられるクリープ防止手段としてのOリング30の構成に特徴を有している。即ち、前記Oリング30は、前記嵌合面と外輪10の外径面13との間や、嵌合面と内輪20の内径面23との間の摩擦係数が小さい弾性材で構成され、クリープトルクを小さくしているものであり、具体的な実施の形態を以下、図1乃至図5にて詳細に説明する。
なお、このOリング30以外の軸受構成は前述した第1の背景技術の軸受構成その他のこの種の軸受構成が採用可能であるため、ここでは本発明特有構成であるOリング30を中心に説明し、それ以外の構成についての説明は省略する。図1乃至図5では、Oリング30の構成として、外輪10の外径面13に嵌合可能な径方向断面が多角形の円環状に形成するとともに少なくとも嵌合面と線接触する接触部を備えている実施の一形態を示す。
図1は本発明の一実施例であり、本実施例では、モーターハウジングの嵌合面と外輪10の外径面13との間のクリープを防止するために、外輪10の外径面13に設けた凹溝10にOリング30を嵌合して備えた実施の一形態である。
本実施例のOリング30は、径方向で切断したときの断面形状が多角形、例えば奇数角形の一例として断面三角形状を採用し、その三角形状が周方向に連続して円環状に形成されている。なお、三角形の具体的な形状は図示例に限定解釈されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
そして、その三角形状の底辺34が凹溝12の内底面123と接触するように嵌合するとともに、その底辺34と対向する頂点(円環状に形成された周方向に同一高さをもって連続する)31が凹溝12内から外方に突出して嵌合面と線接触する。
従って、本実施例によれば、この頂点31が接触部として機能する。なお、これら三角形を形成する頂点の角度は特に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
このような構成によれば、転がり軸受をモーターハウジングに嵌合固定すると、外輪10の外径面13とモーターハウジングの嵌合面との間には、外輪10の外径面13から突出したOリング30の接触部(頂点31)が介在することとなる。周方向に連続した頂点31によって接触部が形成されていることから、Oリング30は、嵌合固定によってOリング30が潰された形状に変形することを考慮しても、Oリング30の径方向断面形状が円形である場合と比較して、モーターハウジングの嵌合面に対して狭い面積で接触(線接触)する。従って、接触面積が小さいことから接触摩擦が軽減され、外輪10とモーターハウジングとの間の摩擦係数μを抑えることができるので、クリープが発生時のクリープトルクは比較的小さなトルクとなる。なお、Oリング30はモーターハウジングの嵌合面と接触して外輪10を固定しているので、クリープの発生を極力抑えることができる。
また、本発明は上述した実施例に限定されることはなく、以下のように変更しても良い。その変形例として、図2に示すOリング30は、径方向で切断したときの断面形状が断面五角形状(断面奇数多角形状)であり、その五角形状が周方向に連続して円環状に形成されている。なお、五角形の具体的な形状は図示例に限定解釈されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
この場合には、その五角形の底辺34が凹溝12の内底面123と接触するように嵌合するとともに、その底辺34と対向する頂点31が凹溝12内から外方に突出して嵌合面と線接触し、接触部として機能する。なお、頂点31(接触部)の角度は特に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。これにより、接触部(頂点31)とモーターハウジングの嵌合面とは狭い面積で接触(線接触)するので、接触摩擦が軽減される。
また、本実施例では、五角形の全幅を構成する2つの頂点32,33と凹溝12の内底面123との距離D2を凹溝12の深さD1よりも短く形成している。
このような構成によれば、Oリング30に対して軸方向にずらすような応力が作用した場合には、その五角形の全幅を構成する2つの頂点32,33が、凹溝12の内底面123の両端から立ち上がる立ち上がり面121,122に当接して支持されるので、Oリング30が凹溝12から外れてしまうことがなく、嵌め合いが安定する。
なお、Oリング30に対して軸方向にずらすような応力が作用したときに、Oリング30の2つの頂点32,33が立ち上がり面121,122に支持されるためには、凹溝12の幅寸法がOリング30の幅と同等か或いは僅かに広く形成されれば良い。なお、その他の構成及び作用効果は上述した実施例と同様であるので説明を省略する。
また、本発明は以下のように変更しても良い。その変形例として、図2に示すOリング30は、径方向で切断したときの断面形状が断面星形状であり、その星形状が周方向に連続して円環状に形成されている。星形状の具体的な形状は図示例に限定解釈されず本発明の範囲内で設計変更可能である。
この場合には、その星形状の図中下向きに配される2つの頂点34,35がその底辺34の凹溝12の内底面123と接触するように嵌合するとともに、その2つの頂点34,35と対向する頂点31が凹溝12内から外方に突出して嵌合面と線接触し、接触部として機能する。なお、これら星形状を形成する頂点31(接触部)の角度は特に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。これにより、接触部(頂点31)とモーターハウジングの嵌合面とは狭い面積で接触(線接触)するので、接触摩擦が軽減される。
この場合も、Oリング30の径方向断面が五角形状の場合と同様に、星形状の全幅を構成する2つの頂点32,33と凹溝12の内底面123との距離D2は、凹溝12の深さD1よりも短く形成されていることが好ましい。なお、その他の構成及び作用効果は上述した実施例と同様であるので説明を省略する。
さらに、上述した実施例において、Oリング30の径方向断面を形成する多角形の各頂点がなだらかに形成されていても良い。例えば図4は、星形状に形成された径方向断面の各頂点をなだらかに形成した場合を示す。
この場合にも、Oリング30の径方向断面が星形状の場合と同様に、頂点がなだらかに形成された星形状の図中下向きに配される2つの頂点が凹溝12の内底面123と接触するように嵌合するとともに、その2つの頂点と対向する頂点31が凹溝12内から外方に突出して嵌合面と線接触し、接触部として機能する。これにより、接触部(頂点31)とモーターハウジングの嵌合面とは狭い面積で接触(線接触)するので、接触摩擦が軽減される。
また、Oリング30の径方向断面が五角形状の場合と同様に、頂点がなだらかに形成された星形状の全幅を形成する2つの頂点32,33と凹溝12の内底面123との距離D2は、凹溝12の深さD1よりも短く形成されていることが好ましい。なお、その他の構成及び作用効果は上述した実施例と同様であるので説明を省略する。
上述した各実施例では、Oリング30の全体形状として、断面形状が多角形の円環状に形成しているが、断面形状が多角形以外の形態であってもよく、円環状に形成するとともに、少なくともモーターハウジングの嵌合面に線接触する接触部を備えているものであれば特に断面形状は限定解釈されるものではない。例えば図示はしないが、断面円形の円環状に形成するとともに、その外周に、周方向に連続する凸条部を備え、その凸条部の先端(頂点)が嵌合面と線接触する形態などがその一例として挙げられる。
また、本実施例では、周方向に連続する単一の接触部を備えている実施の一例を説明したが、この接触部は本発明の範囲内で複数個備えることも可能である。
また、Oリング30の材質は、上述の実施例では一例として、ゴムや樹脂の弾性体による場合を示しているが、転がり軸受の設置環境や用途により要求される弾性の特性や硬さが変動し、その要求にあわせた材質が選択可能であるので、ここでは特に限定しない。例えば、上述の実施例ではOリング30の接触部(頂点31)とモーターハウジングの嵌合面とは狭い面積で接触(線接触)することで接触摩擦を軽減しているが、このようなOリング30の形状的特徴に加えて、Oリング30の材質として摩擦係数を抑えた材質を選択することもできる。
また、上述の実施例では、転がり軸受のOリング31が嵌め合わされる凹溝12は径方向断面が矩形となるように形成されているので、Oリング30を凹溝12に対して強固に固定することができる。例えば、図1の径方向断面が三角形状のOリング30が凹溝12に嵌め合わされる場合を挙げて説明すると、凹溝12の内底面123に、Oリング30の三角形の底辺34が沿わされて嵌め合わされている。これにより、凹溝12の内底面123とOリング30とは広い面積で接触するので、Oリング30がその弾性材の緊迫力によって外輪10にしっかりと密着する。従って、内底面123とOリング30との間には大きな摩擦力が作用して強固に固定される。なお、凹溝12の数や配置間隔については、本実施例では一例として、軸方向に間隔をあけて2本備えた場合を示しているが、転がり軸受の設置環境や用途により凹溝12の本数は増減可能である。
また、上述した実施例では、周溝12の径方向断面形状が矩形状に形成された場合を説明したが、凹溝12の立ち上がり面121,122は、外輪10の外径面13に対して垂直な角度を有していなくても良く、例えば、凹溝12の立ち上がり面121,122の幅寸法は内底面123に向けて広く形成されていても良い。具体的には図5に示すように、凹溝12の立ち上がり面121,122間の幅寸法は、外輪10の外径面13側の幅寸法W2よりも内底面123側の幅寸法W1の方が広く設定され、所謂蟻溝形状に形成されている。このような構成によれば、立ち上がり面121,122の幅寸法は内底面123側の幅寸法に対して外径面13側の幅寸法が狭くなるので、Oリング30を嵌め合わせた場合には、Oリング30の全幅を構成する2つの頂点(例えば図2中符号32,33)が、凹溝12の外径面13側の立ち上がり面121,122と常に当接した状態となって支持され、Oリング30に対して軸方向にずらすような応力が作用しても、Oリング30が凹溝12から外れてしまうことがなく、嵌め合いがさらに安定する。
さらに、本実施例では、Oリング30が外輪10の外径面13に嵌合される実施の一形態を示したが、これに代えて、モーターハウジングの嵌合面に周方向に連続する凹溝12を設け、該凹溝12内にOリング30を嵌合させることも可能で本発明の範囲内である。また、内輪20の内径面23や、回転軸側にOリング30を備えることも本発明の範囲内である。
また、凹溝12を備えない形態の場合、例えば外輪10の外径面13などに直接Oリング30を嵌合させるものであってもよい。
(第2実施例)
以下、本発明の第2実施例に係る転がり軸受を図面を参照しつつ説明する。
図7(a)は、本発明の第2実施例に係る転がり軸受の断面図であり、(b)は、Oリングの断面図である。
本発明の第2実施例に係る転がり軸受では、内周面に外輪軌道を有する外輪1001と、外周面に内輪軌道を有する内輪1002と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数の転動体1003とが設けてある。これら転動体1003を所定間隔に保持するための保持器1004が設けてあり、外輪1001及び内輪1002の両端部には、シール部材1005が設けてある。
外輪1001の外径面には、周方向に沿って形成された環状の一対の凹溝1010が形成してあり、これら一対の凹溝1010には、外径面が凹溝1010から突出した環状のOリング1011が嵌め込まれている。
本実施の形態では、Oリング1011の内径(D2)と、外輪1001の外径面の凹溝1010の径(D1)とに於ける締め代の関係は、
D1≧1.07×D2
を満足する様に設定されている。
従って、Oリング1011が外輪1001の外径面の凹溝1010の底面をしっかりと締め付けた構成となっている。そのため、軸受にアンバランスな回転荷重が作用した場合においても、Oリング1011と外輪1001の外径面の凹溝1010のクリープが発生しにくくなり、安定した耐クリープ性能を維持することが可能となる。ただし、締め代が過大であると、組込みが困難になったり、あるいは、Oリング自体の耐久性を損ねる可能性がある。そのため、締め代はD1≦1.10×D2、より好ましくは、D1≦1.08×D2とする。
(クリープ試験)
Oリングの内径(D1)と外輪の外径面の凹溝の径(D2)に於ける締め代を、下記の様に設定した転がり軸受を用意して、クリープ試験を実施した。
(評価軸受)
深溝玉軸受6204(内径:20mm、外径:47mm、幅:14mm)
(1)締め代7%以上に設定した軸受(本発明の実施例)
(2)締め代6%以下に設定した軸受(比較例)。
(評価内容)
クリープ試験
上記転がり軸受にアンバランス荷重を与え、クリープし始めた時の荷重をクリープ限界荷重(耐クリープ力)とした。
(評価結果)
図8は、Oリング突出量とクリープ限界荷重(耐クリープ力)との関係を示すグラフである。図8の結果から、本発明の実施例にて、安定した耐クリープ性能を維持できることを確認した。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
(第3実施例)
以下本発明の第3実施例を添付図面に基づいて説明する。
本実施例は、例えば、図9に示すようなファンモータなどに組み込まれる転がり軸受を想定しており、外輪2010の溝、即ち凹溝2012とOリング2030との間に生じるクリープを防止したことを特徴としている。なお、この凹溝2012の内周面以外の軸受構成は前述した第3の背景技術の軸受構成(図11参照)と同一であるため、図面上において同一の構成には同一符号を附して、その詳細な説明は省略する。
図9に示すように本実施例ではクリープを防止するために、Oリング2030が嵌め合わされた凹溝2012の内表面Sの粗さを0.05μmRa(Ra:表面粗さを計測した粗さ曲線の平均線から絶対値偏差の平均値以上の粗さ)以上に仕上げている。0.05μmRaより滑らかな粗さでは、クリープの発生する荷重(クリープ限界荷重(耐クリープ力))が低くなってしまうので、早期にクリープが発生するからである。
なお、この場合において、凹溝2012の内表面Sの表面仕上げ粗さは、モーターハウジングの嵌合面の粗さよりも粗く設定されている。ただし、粗さの大きさが過大であると寸法精度等に影響がある場合も考えられる。そのため、凹溝2012の内表面Sの粗さは、1μmRa以下とすることが望ましい。
このとき、Oリング2030の外輪2010の外径面2013から出っ張り量Lは0.15mm〜0.4mmの範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、Oリング線径dに対する出っ張り量Lの比率[L/d]が15%〜20%の範囲になるように設定する。
上記設定によって、Oリング2030と凹溝2012の内表面Sとの摩擦力が高くなるので、Oリング2030と凹溝2012の内表面Sとの間のクリープを防ぐことができ、十分な耐クリープ性能を確保することができる。さらに、モーターハウジングの嵌合面の表面粗さが比較的滑らかに設定されているので、軸受をモーターのモーターハウジングへの組み込みが容易である。
次に、外輪凹溝2012の内表面Sの表面粗さと、Oリング2030が凹溝2012からはみ出す出っ張り量Lとクリープ限界荷重(耐クリープ力)との関係を調査してグラフに表わした(図10参照)。
本調査では、外輪凹溝粗さと出っ張り量の異なる複数のサンプルのクリープ限界荷重(耐クリープ力)を調べプロットした。その結果、
A群(グラフ中の記号□参照)では、外輪凹溝粗さが略0.009μmRa〜0.013μmRa、出っ張り量が略0.16mm〜0.22mmの範囲に設定され、その場合のクリープ限界荷重(耐クリープ力)は略9kgf〜13kgfであった。
B群(グラフ中の記号○参照)では、外輪凹溝粗さが略0.011μmRa〜0.02μmRa、出っ張り量が略0.15mm〜0.23mmの範囲に設定され、その場合のクリープ限界荷重(耐クリープ力)は略11kgf〜20kgfであった。
C群(グラフ中の記号△参照)では、外輪凹溝粗さが略0.018μmRa〜0.024μmRa、出っ張り量が略0.29mm〜0.33mmの範囲に設定され、その場合のクリープ限界荷重(耐クリープ力)は略18kgf〜24kgfであった。
D群(グラフ中の記号*参照)では、外輪凹溝粗さが略0.028μmRa〜0.032μmRa、出っ張り量が略0.28mm〜0.34mmの範囲に設定され、その場合のクリープ限界荷重(耐クリープ力)は略28kgf〜32kgfであった。
E群(グラフ中の記号▲参照)では、外輪凹溝粗さが略0.031μmRa〜0.058μmRa、出っ張り量が略0.15mm〜0.29mmの範囲に設定され、その場合のクリープ限界荷重(耐クリープ力)は略31kgf〜58kgfであった。
F群(グラフ中の記号●参照)では、外輪凹溝粗さが略0.035μmRa〜0.10μmRa、出っ張り量が略0.27mm〜0.41mmの範囲に設定され、その場合のクリープ限界荷重(耐クリープ力)は略35kgf〜100kgfであった。
G群(グラフ中の記号×参照)では、外輪凹溝粗さが略0.028μmRa〜0.95μmRa、出っ張り量が略0.20mm〜0.38mmの範囲に設定され、その場合のクリープ限界荷重(耐クリープ力)は略46kgf〜95kgfであった。
これにより、外輪凹溝粗さを0.05μmRa以上の粗さに設定した場合に良好なクリープ限界荷重(耐クリープ力)を発揮することが判る。
さらに、外輪凹溝粗さを0.05μmRa以上の粗さに設定するとともに、Oリング出っ張り量は0.15mm〜0.4mmの範囲に設定した場合に良好なクリープ限界荷重(耐クリープ力)を発揮することが判る。
またさらに、Oリング線径が0.15mmの場合に、Oリング線径に対する出っ張り量の比率[L/d]が15%〜20%の範囲に設定された場合には、更に良好なクリープ限界荷重(耐クリープ力)を発揮することが判る(グラフ中網掛け範囲参照)。
なお、本実施例では、Oリング2030が外輪2010の外径面2013に嵌合される実施の一形態を示したが、これに代えて、若しくはこれに加えて、内輪2020の内径面2023(図11参照)に凹溝2012を備えて、凹溝2012にOリング2030を取り付けることにより、その凹溝2012の内表面の表面粗さを回転軸の嵌合面の表面粗さよりも粗く設定するとともに、上述した粗さの範囲に設定して、内輪側のクリープ限界性能を向上させることも本発明の範囲内である。また、本実施例では外輪2010が回転する外輪回転の構成を想定したが、是に限定されるものではなく、内輪2020が回転する内輪回転の構成であっても、本発明を適用することが可能である。
(第4実施例)
以下本発明の第4実施例を図に基づいて説明する。
本実施例は、図16に示された転がり軸受の改良であるため、以下では改良部分の説明にとどめる。なお、第4の背景技術の軸受構成(図16)と同一の構成には、図面上において同一の構成には同一の符号を附して、その詳細な説明は省略する。
図12に示すように本実施例では、外輪3010の外径面3013に設けた凹溝3012に、周方向に連続するOリング3030が嵌め込まれている。そのOリング3030の外輪3010の外径面3013から突出する突出量は、転がり軸受がモータハウジングに挿入され、クリープを防止するための所望の摩擦力を発揮可能な突出量よりも少なく設定されている。
さらに、Oリング3030の内部には、弾性部材は、外界から気密状態に隔絶された1本の空隙3031が周方向に連続して構成されている。
このような構成によれば、転がり軸受をモータハウジングに挿入する際には、Oリング3030の突出量が少なく設定されているので、モータハウジングの内径面(嵌合面)との摩擦力が比較的小さくなり、転がり軸受をモータハウジングに挿入する時の抵抗が低減される。
転がり軸受をモータハウジングに挿入した後にモータを駆動した場合には、モータの駆動による温度上昇により、Oリング3030の内側で外界から気密状態に隔絶された空隙3031の空気が温められて膨張する。このとき、その膨張した空気の力は、Oリング3030を内側から外側に向けて押し広げる方向(Oリング3030の線径を拡径する方向)に作用する。これにより、Oリング3030の突出量が大きくなるので、Oリング3030の外径部3032(最大径部)は対向するモータハウジングの嵌合面に押し付けられて、該嵌合面との摩擦力が増加する。そして、Oリング3030が外輪3010の外径面3013から、クリープを防止するための所望の摩擦力を発揮可能な突出量以上に突出すると、クリープを充分に防止し得る摩擦力を得ることができる。このようにして、転がり軸受の耐クリープ性能が一定に維持される。
なお、本実施例によるOリング3030の構成では、空隙3031の容量が多いほど温度上昇量に対する空気の膨張量が増加するので、Oリング3030の突出量と空隙3031の容量とは密接な関係を有する。従って、使用環境や需要に合わせて空隙3031の容量が設定されれば良い。なお、空隙3031の容量は空隙3031の太さや本数の設計変更によって自由に設定可能であるので、ここでは、その設定については特に限定しない。
また、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、以下のような構成であっても上記と同様の効果を奏することができる。その変形例として、例えば図13に示すように、Oリング3030の内部には、外界から気密状態に隔絶された空隙として、多数の細かい空隙3031が点在している構成であっても良い。
さらに、空隙3031は、Oリング3030の内部で外界から気密状態に隔絶されていなくても良い。例えば図14に示すように、シート状の弾性部材の両端部を互いに接触しないように曲折するとともに、その両端部を外輪3010の凹溝3012の底面3012aに密着するように、U字形に取り付けたOリング3030としても良い。この場合には、Oリング3030が取り付けられた時に、前記両端部間で形成された空隙3031の開口部3031aが底面3012aに密着しているので、空隙3031は、外界から気密状態に隔絶された状態となる。
あるいは、図15に示すように、シート状の弾性部材の一端3031aが他端3031bと接触して丸められることによって、弾性部材の両端部3031a,3031bが自己密着して、その中心部分に形成される空隙3031が外界から気密状態に隔絶された状態としても良い。
なお、本実施例では、弾性部材が周方向に連続している場合を想定して説明したが、これに代えて、周方向に断続している弾性部材が採用されても良い。この場合には、弾性部材の周方向両端部は閉塞されることによって、外界から気密状態に隔絶された空隙3031を構成可能であれば良い。
また、本実施例では、弾性部材の材質については限定しなかったが、外輪3010の外径面3013とハウジング(固定部材)の嵌合面との間で摩擦力を発揮して、耐クリープ性能を充分に維持可能であれば、特に材質は問わない。例えば、ゴムや弾性を有する樹脂であっても良い。
さらに、本実施例では、Oリング3030が外輪3010の外径面3013に嵌合される実施の一形態を示したが、これに代えて、内輪3020の内径面3023(図16参照)に凹溝3012を備えて、凹溝3012にOリング3030を取り付けることにより、内輪3020の内径面3023と、嵌合する回転軸の嵌合面と間の耐クリープ性能を一定に維持するとともに、転がり軸受の軸への挿入性を低減することも本発明の範囲内である。また、本実施例では外輪3010が回転する外輪回転の構成を想定したが、これに限定されるものではなく、内輪3020が回転する内輪回転の構成であっても、本発明を適用することが可能である。
(第5実施例)
以下、本発明の第5実施例について説明する。
図17は、本発明の一実施例に相当する転がり軸受を示す断面図である。
この転がり軸受は、内輪4001、外輪4002、玉4003、保持器4004、シールド板4005、および2本のOリング6400で構成されている。2本のOリング4006は、外輪4002の外周面に二列に形成された周溝4021のそれぞれに嵌入されている。外輪4002の外周面からのOリング4006の突出量LはOリングの径の4〜40%とした。
また、このOリング4006は、引っ張り永久歪み率が3%以下で、エステル系油に1000時間浸漬した前後での寸法変化率が2%以下のニトリルゴムからなる。
JSR(株)製の「JSR N230S」(アクリロニトリル含有率が35質量%であるNBR)からなるOリングAと、従来のOリングBを用意し、これらにエステル系油を塗布して雰囲気温度70℃で1000時間放置した。そして、各Oリングの内径寸法が初期の寸法からどれだけ変化したかを調べた。その結果を図18にグラフで示す。また、各Oリングの太さが初期の太さからどれだけ変化したかを調べた。その結果を図19にグラフで示す。
これらの結果から、エステル系油に1000時間浸漬した前後での寸法変化率がOリングAでは2%以下であるが、OリングBでは4%以上であることが分かる。
また、図17の構造の転がり軸受で、内径が20mm、外径が47mmのものを試験軸受として用い、前述のOリングAを両周溝4021に嵌入したものと、前述のOリングBを両周溝4021に嵌入したものを用意した。次に、これらの試験軸受の外輪4002の外周面にエステル油を基油としたグリースを塗布して、ハウジングに嵌めた。この状態で各試験軸受を回転させて、耐クリープ力(N)の経時変化を調べる試験を行った。
試験条件は、アンバランス荷重:420N、雰囲気温度:120℃とした。その結果を図20にグラフで示す。図20において、ラインAはOリングAを用いた場合の結果を、ラインBはOリングBを用いた場合の結果を示す。
このグラフから、本発明の実施例に相当するOリングAを用いた転がり軸受は、120℃という高温下でも長時間安定した耐クリープ力を維持できることが分かる。さらに好ましくは、2.2×10−5/℃以上10×10−5/℃以下の線膨張係数を有するOリングであることが好ましい。
(第6実施例)
以下本発明の第6実施例を図に基づいて説明する。
本発明は、例えばファンモータ等に組み込まれる転がり軸受であるが、特に、ハウジングの嵌合面と外輪5010の外径面5013との間と、回転軸の嵌合面と内輪5020の内径面5023との間とのいずれか一方若しくは双方に備えられるクリープ防止手段としてのOリング5030の構成及びそのOリング5030が収容される凹溝5012の構成に特徴を有している。従って、Oリング5030及び凹溝5012以外の転がり軸受の基本構成は、前述した第6の背景技術の転がり軸受の構成その他のこの種の軸受の構成が採用可能であるため、ここでは本発明特有の構成であるOリング5030の構成及びそのOリングが収容される凹溝5012の構成を中心に説明し、それ以外の構成については、同一の符号を用いることでその説明は省略する。
図21は、転がり軸受の半径方向断面図であり、ハウジングの嵌合面と外輪5010の外径面5013との間のクリープを防止するために、本発明の実施の一形態として、外輪5010の外径面5013に設けた凹溝5012にOリング5030を嵌合して備えた場合を示す。
凹溝(周方向溝)5012は、図22に示すように、外輪5010の外径面5013から所定深さに掘り込まれて周方向に連続して形成された第1の底面5121と、該第1の底面5121の軸方向中央部分が、さらに掘り込まれて周方向に連続して形成された第2の底面5122が形成されている。すなわち、凹溝5012は、一対の第1の底面5121と、該第1の底面5121間に掘り込まれた第2の底面5122によって、逆凸形状に形成されている(図22(b)参照)。
この凹溝5012に収容されるOリング5030は、周方向に連続したリング状に形成されている。また、Oリング5030は弾性材からなり、例えば、本実施例では、ニトリルゴムやアクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等が選択される。
Oリング5030の内径側は、凹溝5012の第1の底面5121で形成される周溝内領域5123に嵌め合わされる第1の内径面(第1の面)5031と、該第1の内径面5031の中央部分が、さらに内径方向に延出した第2の底面5122で形成される周溝内領域5124に嵌め合わされる第2の内径面(第2の面)5032とを有する。すなわち、Oリング5030の内径側は一対の第1の内径面5031と、該第1の内径面5031間に延出した第2の内径面5032によって、逆凸形状に延出して形成されている(図22(a)参照)。
凹溝5012にOリング5030を収容したとき(このとき、転がり軸受はハウジングに嵌合されておらず、Oリング5030の外径5033は内径方向に押圧されていない。)、Oリング5030の外径5033(Oリングの一部)は、凹溝5012から外径方向に所定の突出量(外輪5010の外径面5013からOリング5030の外径5033までの寸法D1)だけ突出している。
また、Oリング5030の一対の第1の内径面5031は、凹溝5012の一対の第1の底面5121に当接している(図22及び図23(a)参照)。このとき、Oリング5030の第2の内径面5032は、凹溝5012の第2の底面5122で形成される周溝内領域5124に収容され、さらに、該第2の底面5122との間に間隙(Oリング5030の内径(第2の内径面5032)から凹溝5012の第2の底面5122までの寸法)D2を有した位置に位置付けられる。
その寸法D2は、Oリング5030が凹溝5012から突出する突出量(外輪5010の外径面5013からOリング5030の外径5033までの寸法)D1よりも小さくなるように設定されている。
なお、前記寸法D2と突出量D1は、D2≦((D1)/2)の関係を有することが好ましく、本実施例では、一例として、D2=((D1)/2)の関係となるように設定されている。
Oリング5030を凹溝5012に収容したころがり軸受が、ハウジング(図示せず)に組み込まれる場合には、ハウジングの嵌合面によって、Oリング5030には内径方向の押圧力が作用する。
具体的には、Oリング5030の外径5033がハウジングの嵌合幅(図示せず)に転がり軸受が組み込まれる際に、Oリングの外径5033がハウジングの嵌合幅よりも大きいため、ハウジングの嵌合面とOリング5030の外径5033とが当接することにより、外径5033がハウジングの嵌合幅と等しくなるまで、内径方向に押し付けられる。
このとき、凹溝5012の第2の底面5122で形成される周溝内領域5124では、Oリング5030の内径(第2の内径面5032)は、凹溝5012の第2の底面5122との間に寸法D2の間隙を有しているので、Oリング5030の外径5033に加えられた押圧力によって、Oリング5030の第2の内径面5032が弾性変形する。その結果、第2の内径面5032は、凹溝5012の第2の底面5122に当接するまで変形させられる。
これにより、Oリング5030の外径5033が凹溝5012から突出する突出量(外輪5010の外径面5013からOリング5030の外径5033までの寸法)は前記寸法D2の寸法だけ小さくなるとともに、そのときのOリング5030の反力は、Oリング5030の曲げ力によるものであるため、Oリング5030を圧縮した場合よりも小さな反力となる。
転がり軸受をハウジングに組み込んだ後は、既に、Oリング5030の第2の内径面5032が凹溝5012の第2の底面5122に当接しているので、ハウジングの嵌合面と外輪1の外径面5013との間に働くクリープの相対回転トルクは、Oリング5030を圧縮する力となって作用する。
このように、本実施例による転がり軸受では、その凹溝5012とOリング5030によって、Oリング5030の突出量D1から第2の底面5122との間の間隙D2を差し引いた寸法、すなわち、(D1)/2の出っ張り寸法までは、Oリング5030の反力が、曲げ力による比較的弱い反力となり、該(D1)/2の出っ張り寸法から出っ張り寸法が無くなるまでは、Oリング5030の反力が、圧縮力による比較的強い反力となる。
従って、転がり軸受をハウジングに組み込む際には、Oリング5030の反力として曲げ力が主に作用するので、挿入力を抑えることができるとともに、Oリング5030の第2の内径面5032が凹溝5012の周溝内領域5124にはめ込まれているので、Oリング5030が捻れることがない。
また、転がり軸受がハウジングに組み込まれた後には、Oリング5030の反力として圧縮力が主に作用するので、Oリング5030とハウジングの嵌合面との間に、クリープの相対回転トルクに打ち勝つ摩擦力を生み出して、転がり軸受をハウジングに固定する緊迫力を高くし、クリープの発生を極力阻止することができる。
また、本発明は上述した実施例に限定されることはなく、以下のように変更しても良い。図24に示す変形例では、凹溝5012の第1の底面5121が片側のみ(図中、右側)に形成されるとともに、凹溝5012の形状の変形に合わせて、Oリング5030の第1の内径面5031も片側のみ(図中、右側)に形成されている。
凹溝5012にOリング5030を収容する場合には、Oリング5030の第1の内径面5031が、凹溝5012の第1の底面5121に当接するまで嵌め込まれ、Oリング5030の第2の内径面5032は、第2の底面5122との間に間隙D2を有した位置に位置付けられる。
ころがり軸受が、ハウジング(図示せず)に組み込まれる場合には、Oリング5030の内径(第2の内径面5032)が、凹溝5012の第2の底面5122に当接するまで変形させられる。従って、転がり軸受をハウジングに組み込む際には、Oリング5030の反力として曲げ力が主に作用するので、挿入力を抑えることができるともに、Oリング5030の第2の内径面5032が凹溝5012の周溝内領域5124にはめ込まれているので、Oリング5030が捻れることがない。
転がり軸受をハウジングに組み込んだ後は、既に、Oリング5030の第2の内径面5032が周溝50012の第2の底面5122に当接しているので、ハウジングの嵌合面と外輪5001の外径面5013との間に働くクリープの相対回転トルクは、Oリング5030を圧縮する力となって作用する。従って、Oリング5030とハウジングの嵌合面との間に、クリープの相対回転トルクに打ち勝つ摩擦力を生み出して、転がり軸受をハウジングに固定する緊迫力を高くし、クリープの発生を極力阻止することができる。
なお、その他の構成及び作用効果は上述した実施例と同様であるので説明を省略する。
また、本発明は以下のように変更しても良い。
図25に示す変形例では、前述の実施例と同様に、凹溝5012には、一対の第1の底面5121と、該第1の底面5121間に掘り込まれた、Oリング5030の径寸法よりもよりも短い、第2の底面5122が形成されている。また、Oリング5030は、従来と同様に径方向断面形状が円形に形成されている。
凹溝5012にOリング5030を収容する場合には、Oリング5030の円形断面形状の内径側(図中符号5031,5031参照)が、凹溝5012の一対の第1の底面5121の対向する角部(第2の底面5122が掘り込まれる部分)に当接するまで嵌め込まれ、Oリング5030円形断面形状の内径部5032は、前記一対の第2の底面5122で形成される円周溝内領域5124において、第2の底面5122との間に間隙D2を有した位置に位置付けられる。
ころがり軸受が、ハウジング(図示せず)に組み込まれる場合には、Oリング5030の内径5032が、凹溝5012の第2の底面5122に当接するまで変形させられる。従って、転がり軸受をハウジングに組み込む際には、Oリング5030の反力として曲げ力が主に作用するので、挿入力を抑えることができるともに、Oリング5030の第2の内径面5032が凹溝5012の周溝内領域5124にはめ込まれているので、Oリング5030が捻れることがない。
転がり軸受をハウジングに組み込んだ後は、既に、Oリング5030の第2の内径5032が凹溝5012の第2の底面5122に当接しているので、ハウジングの嵌合面と外輪1の外径面5013との間に働くクリープの相対回転トルクは、Oリング5030を圧縮する力となって作用する。従って、Oリング5030とハウジングの嵌合面との間に、クリープの相対回転トルクに打ち勝つ摩擦力を生み出して、転がり軸受をハウジングに固定する緊迫力を高くし、クリープの発生を極力阻止することができる。
なお、その他の構成及び作用効果は上述した実施例と同様であるので説明を省略する。
上述した実施例及びその変形例では、凹溝5012とOリング5030の形状の組み合わせの一例を示したが、これに限定されるものでなく、凹溝5012が第1の底面5121と、該第1の底面5121から掘り込まれた第2の底面5122を有し、Oリング5030を収容した場合に、Oリング5030の内径5032と凹溝5012の第2の底面5122との間に、Oリング5030が凹溝5012から突出する突出量よりも少ない寸法の間隙が形成されるとともに、転がり軸受をハウジングに組み込んだ場合に、Oリング5030の内径5032が凹溝5012の第2の底面5122に当接すれば、どのような形状の組み合わせでも良い。
例えば、Oリング5030の外径側に角部や溝部を有していたり、Oリング5030の径方向断面形状が多角形であったりするものがその一例として挙げられる。
また、Oリング5030の材質は、上述の実施例では一例として、ゴムや樹脂の弾性材による場合を示しているが、転がり軸受の設置環境や用途により要求される弾性の特性や硬さが変動し、その要求にあわせた材質が選択可能であるので、ここでは特に限定しない。
なお、凹溝5012の数や配置間隔については、本実施例では一例として、軸方向に間隔をあけて2本備えた場合を示しているが、転がり軸受の設置環境や用途により凹溝5012の本数は増減可能である。
さらに、本実施例では、Oリング5030が外輪5010の外径面5013に嵌合される実施の一形態を示したが、これに代えて、ハウジングの嵌合面に周方向に連続する凹溝5012を設け、該凹溝5012内にOリング5030を嵌合させることも可能で本発明の範囲内である。また、内輪5020の内径面5023や、回転軸側にOリング5030を備えることも本発明の範囲内である。
また、凹溝5012を備えない形態の場合、例えば外輪5010の外径面5013などに直接Oリング5030を嵌合させるものであってもよい。
本発明の各実施形態におけるOリング等として使用できる弾性体材料としては、各種の合成樹脂、天然樹脂、合成ゴム、天然ゴムが使用できる。好ましくは、合成ゴムを使用する。合成ゴムとしては、JIS K6397に規定されるところのACM,AEM,ANM,CM,CSM,EPDM,EPM,EVM,FEPM,FFKM,FKM,IM,NBM,SEBM,SEPM,CO,ECO,GCO,GECO,GPO,ABR,BR,CR,ENR,HNBR,IIR,IR,MSBR,NBIR,NBR,NIR,NR,NOR,PBR,PS,BR,SBR,E−SBR,S−SBR,SIBR,XBR,XCR,XNBR,XSBR,BIIR,CIIR,FMQ,FVMQ,MQ,PMQ,PV,MQ,VMQ,AFMU,AU,EU,OT,EOT,FZ,PZなどが使用できる。これらは単独もしくは混合して、あるいは、各種の添加剤、各種の充填剤等と共に使用することができる。
これらの合成ゴムの中でも、耐熱性耐油性に優れるNBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)、HNBR(水素化アクリロニトリルブタジエンゴム)、XNBR(カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム)が好ましい。さらに好ましくは、NBRであってアクリロニトリル含有量が48質量%以下15質量%以上のニトリルゴムである。より好ましくは、NBRであってアクリロニトリル含有量が41質量%以下25質量%以上のものであり、最も好ましくはアクリロニトリル含有量が36%以下34質量%以上のNBRである。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、
2006年3月14日出願の日本特許出願(特願2006−068672)、
2006年7月5日出願の日本特許出願(特願2006−185707)、
2007年1月11日出願の日本特許出願(特願2007−003591)、
2007年1月11日出願の日本特許出願(特願2007−003592)、
2007年6月21日出願の日本特許出願(特願2007−164300)、
2007年9月11日出願の日本特許出願(特願2007−235496)、
に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明によれば、クリープの発生を極力抑えながらクリープ発生時のクリープトルクを軽減した転がり軸受を提供することができるようになった。
また本発明によれば、Oリングが外輪の外径面の凹溝の底面をしっかりと締め付けた構成となっている。そのため、軸受にアンバランスな回転荷重が作用した場合においても、Oリングと外輪の外径面の凹溝のクリープが発生しにくくなり、安定した耐クリープ性能を維持することが可能となる。
さらに本発明によれば、Oリングを取り付ける溝とOリングとの間のクリープの発生を防止することで、長期に安定したクリープ防止効果を発揮し得る転がり軸受を提供することができる。
本発明によれば、耐クリープ性能を一定に維持するとともに、固定部材と回転部材との間に軸受を挿入する際の挿入のし易さの向上を図った転がり軸受を提供することができる。
さらに本発明の転がり軸受によれば、外輪の外周面に形成された周溝に嵌入されているOリングが、引っ張り永久歪み率が3%以下で、エステル系油に1000時間浸漬した前後での寸法変化率が2%以下のニトリルゴムからなるものであるため、このOリングに、エステル系油を含有する潤滑剤を塗布して使用しても、ハウジングと外輪との間のクリープが長期に渡って防止される。
さらに本発明によれば、転がり軸受をハウジングに組み込む際には挿入力を低く抑えるとともに、Oリングの捻れを防止し、ハウジングへの挿入後は充分な緊迫力によってクリープの発生を抑えることが可能な転がり軸受を提供することができる。
10 外輪
20 内輪
30 Oリング
40 転動体
1001 外輪
1002 内輪
1003 転動体
1004 保持器
1005 シール部材
1010 凹溝
1011 Oリング
2010 外輪
2020 内輪
2030 Oリング
2040 転動体
3010 外輪
3020 内輪
3030 Oリング
3031 空隙
3040 転動体
4001 内輪
4002 外輪
4021 周溝
4003 玉
4004 保持器
4005 シールド板
4006 Oリング
5010 外輪
5012 凹溝
5013 外輪外径面
5020 内輪
5023 内輪内径面
5030 Oリング
5032 Oリングの内径
5040 転動体

Claims (7)

  1. 相対的に回転可能に配設した外輪及び内輪と、
    該外輪及び内輪の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体とからなり、
    前記外輪が嵌合するハウジングと、
    前記内輪が嵌合する軸と、
    前記外輪の外径面又は前記内輪の内径面のいずれか一方若しくは双方に、円周方向に連続する凹溝と、
    一部が突出した状態で前記凹溝内に収容される弾性材からなるOリングと、を備え、前記軸とハウジングの間の回転を支える転がり軸受に於いて、
    該凹溝は、所定深さを有する第1の底面と、該第1の底面よりもさらに内径側又は外径側に位置する第2の底面を有し、
    前記Oリングは、前記突出する一部が押圧されない時に、前記第2の底面との間で前記突出する一部の突出量よりも少ない寸法の間隙を有し、前記突出する一部が押圧された時に弾性変形して前記第2の底面に当接する部位を有していることを特徴とする転がり軸受。
  2. 前記Oリングは、前記凹溝の第1の底面と嵌め合わされる第1の面と、
    該第1の面から内径方向又は外径方向のいずれかに延出され、前記Oリングが押圧されない時にその凹溝の前記第2の底面との間で間隙を有し、押圧された時に当接する第2の面を有する請求項1に記載の転がり軸受。
  3. 前記Oリングは、前記第1の底面及び前記第2の底面の反対側に、前記凹溝から突出する突出部を有することを特徴とする請求項2に記載の転がり軸受。
  4. 前記Oリングは、前記突出部が押圧されない時に、前記転がり軸受の径方向において前記第2の面が前記第1の底面と前記第2の底面との間に位置することを特徴とする請求項3に記載の転がり軸受。
  5. 前記転がり軸受の軸方向に沿って前記転がり軸受を前記ハウジングに取り付けることで、前記外輪は前記ハウジングに嵌合し、
    前記突出部は、前記転がり軸受の軸方向において曲面形状を有することを特徴とする請求項4に記載の転がり軸受。
  6. ファンモータに使用される請求項1〜5のいずれか1項に記載の転がり軸受。
  7. 前記外輪がファンモータハウジングに嵌合されるとともに前記内輪がファンモータ軸に嵌合されて、前記ファンモータ軸とファンモータハウジングの間の回転を支える請求項6に記載の転がり軸受を用いたファンモータ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015161336A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 日本精工株式会社 転がり軸受
WO2018181186A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 株式会社Ihi 軸受構造および電動コンプレッサ
JP2020041585A (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 ミネベアミツミ株式会社 転がり軸受
WO2021065622A1 (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 ダイキン工業株式会社 ファン組立体及び空気調和機

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008053678B4 (de) * 2008-10-29 2016-03-31 Ab Skf Laufbahnelement einer Wälzlagerung
WO2011066927A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 Aktiebolaget Skf (Publ) Bearing monitoring using a fiber bragg grating
FR2969237A1 (fr) * 2010-12-17 2012-06-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de suspension de roue pour vehicule automobile comportant une bague de protection du roulement de roue
KR20130061284A (ko) * 2011-12-01 2013-06-11 엘지이노텍 주식회사 오-링 삽입용 홈
KR101930330B1 (ko) * 2012-06-15 2018-12-18 엘지이노텍 주식회사 모터
ITTO20120918A1 (it) * 2012-10-17 2014-04-18 Skf Ab Dispositivo anti-slittamento per un anello di un cuscinetto di rotolamento e cuscinetto equipaggiato con lo stesso
DE102012223903A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Dichtung für ein Wälzlager und Wälzlager
JP2015072034A (ja) * 2013-10-02 2015-04-16 日本精工株式会社 転がり軸受
JP2016094972A (ja) * 2014-11-13 2016-05-26 Ntn株式会社 転がり軸受
JP2016112639A (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 株式会社マキタ 動力工具
CN104976225B (zh) * 2015-07-01 2017-11-21 德清恒富机械有限公司 具有v形槽的滚轮轴承
JP6572754B2 (ja) * 2015-11-25 2019-09-11 株式会社ジェイテクト 転がり軸受
US10625221B2 (en) * 2016-08-11 2020-04-21 Evan Schneider Venturi device
DE102016115515A1 (de) * 2016-08-22 2018-02-22 Dt Swiss Ag Nabe und Nabenserie
DE102017200008B4 (de) 2017-01-02 2022-09-29 Ford Global Technologies, Llc Getriebeeinheit für ein Kraftfahrzeug
CN109695628A (zh) * 2017-10-20 2019-04-30 舍弗勒技术股份两合公司 具有开槽的轴承圈和轴承
JP7006227B2 (ja) * 2017-12-15 2022-01-24 ヤマハ株式会社 操作装置
KR200491839Y1 (ko) * 2019-02-19 2020-06-15 주식회사 에스에스케이 서로 다른 조도를 갖는 반도체 설비용 투톤 오링
JP2020148316A (ja) * 2019-03-15 2020-09-17 Ntn株式会社 転がり軸受
DE102021205789A1 (de) * 2021-06-08 2022-12-08 Aktiebolaget Skf Loslageranordnung
DE102021205782A1 (de) * 2021-06-08 2022-12-08 Aktiebolaget Skf Loslageranordnung
DE102021205781A1 (de) * 2021-06-08 2022-12-08 Aktiebolaget Skf Loslageranordnung
JP2023066194A (ja) 2021-10-28 2023-05-15 ミネベアミツミ株式会社 転がり軸受
US20230341055A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Seal arrangement with low drag seal gland

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06280866A (ja) * 1993-03-25 1994-10-07 Tsubakimoto Chain Co 転がり軸受の取付け構造
JP2000120669A (ja) * 1998-10-07 2000-04-25 Nsk Ltd 転がり軸受
JP2003120700A (ja) * 2001-10-17 2003-04-23 Nsk Ltd 車輪用回転支持装置とその組立方法
JP2003287043A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Koyo Seiko Co Ltd 軸受及びその取付構造

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2243619A5 (ja) * 1973-09-06 1975-04-04 Joint Francais
JPH0329616Y2 (ja) * 1985-07-16 1991-06-24
JPH01109656A (ja) 1987-10-22 1989-04-26 Toshiba Corp 低圧水銀蒸気放電ランプ
JPH0454373Y2 (ja) * 1988-01-20 1992-12-21
IT1229752B (it) 1989-05-17 1991-09-10 Sgs Thomson Microelectronics Convertitore analogico/digitale ad elevata velocita'.
JPH036126U (ja) * 1989-06-09 1991-01-22
JPH0874845A (ja) 1994-09-02 1996-03-19 Koyo Seiko Co Ltd 転がり軸受
JP2000087988A (ja) 1998-09-09 2000-03-28 Nippon Seiko Kk 転がり軸受のクリープ防止装置
JP2002130309A (ja) 2000-10-20 2002-05-09 Koyo Seiko Co Ltd 転がり軸受
US6783322B2 (en) * 2002-04-23 2004-08-31 Roper Holdings, Inc. Pump system with variable-pressure seal
JP2004011846A (ja) 2002-06-10 2004-01-15 Ntn Corp 回転センサ付き軸受
JP2004108463A (ja) 2002-09-18 2004-04-08 Nsk Ltd 樹脂製転がり軸受
JP2004176785A (ja) 2002-11-26 2004-06-24 Nsk Ltd 転がり軸受
JP2004308839A (ja) 2003-04-09 2004-11-04 Koyo Seiko Co Ltd 転がり軸受
JP2005321006A (ja) 2004-05-07 2005-11-17 Nsk Ltd 転がり軸受装置
JP2006161876A (ja) 2004-12-03 2006-06-22 Nsk Ltd 転がり軸受
JP2006226485A (ja) 2005-02-21 2006-08-31 Ntn Corp 転がり軸受
JP2007247695A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Nsk Ltd 転がり軸受
WO2011041539A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 Cummins Filtration Ip Inc. Auxiliary o-ring gland

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06280866A (ja) * 1993-03-25 1994-10-07 Tsubakimoto Chain Co 転がり軸受の取付け構造
JP2000120669A (ja) * 1998-10-07 2000-04-25 Nsk Ltd 転がり軸受
JP2003120700A (ja) * 2001-10-17 2003-04-23 Nsk Ltd 車輪用回転支持装置とその組立方法
JP2003287043A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Koyo Seiko Co Ltd 軸受及びその取付構造

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015161336A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 日本精工株式会社 転がり軸受
WO2018181186A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 株式会社Ihi 軸受構造および電動コンプレッサ
JPWO2018181186A1 (ja) * 2017-03-31 2019-07-04 株式会社Ihi 軸受構造および電動コンプレッサ
JP2020041585A (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 ミネベアミツミ株式会社 転がり軸受
JP7136637B2 (ja) 2018-09-10 2022-09-13 ミネベアミツミ株式会社 転がり軸受
WO2021065622A1 (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 ダイキン工業株式会社 ファン組立体及び空気調和機
JP2021055670A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 ダイキン工業株式会社 ファン組立体及び空気調和機
CN114450489A (zh) * 2019-09-30 2022-05-06 大金工业株式会社 风扇组装体及空调机
CN114450489B (zh) * 2019-09-30 2023-06-06 大金工业株式会社 风扇组装体及空调机

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