JP2015072051A - 軸受装置 - Google Patents

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彦継 小▲崎▼
Hikotsugu Ozaki
彦継 小▲崎▼
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Koji Kataoka
宏司 片岡
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Abstract

【課題】回転軸に転がり軸受を圧入する際の内外輪間の軌道面への異物の侵入を抑制する構成が、大型化することなく所定の締め付け力を確保することができる軸受装置を提供する。
【解決手段】回転軸81と、回転軸81の外周に嵌合して使用する転がり軸受1と、を備え、転がり軸受1は、回転軸81に嵌合する内輪2と、内輪2の外径側に配置される外輪3と、内外輪間の軌道面2a,3aを転動する玉4と、を有し、内輪2の内周面2bには、軸線C1に対して平行な溝21が形成され、溝21は、軸線C1方向の両端を貫通するとともに周方向に複数形成され、転がり軸受1を回転軸81に圧入する際に、回転軸81の外周に付着した油が溝21に集められる。
【選択図】図1

Description

本発明は、回転軸とこの回転軸に外嵌する転がり軸受とからなる軸受装置に関する。
例えば、24時間換気する住宅用の換気扇は、省電力や低騒音や長寿命などが求められている。この換気扇の回転支持部に用いられる転がり軸受は、低トルク、静粛性及び長寿命が要求され、軸受の軌道面に異物が侵入するのを防止するために、内外輪間にシールを装着している。
しかしながら、換気扇を構成する回転軸に転がり軸受を圧入する際、回転軸の外周に付着した防錆油や、この防錆油に付着した塵埃などの異物が、内輪の端面の内周縁部でかき集められ、シールの接触部から軌道面に侵入する場合がある。
そこで、例えば特許文献1に開示された転がり軸受は、内輪の内周縁部に内径より大径に形成される一対の周溝と、これら周溝を連通し内輪の内周面に螺旋状に形成される螺旋溝とを備える。この転がり軸受は、鉄鋼圧延機ロールネック用の軸受として使用され、ロールネック軸に嵌着される内輪内周面を潤滑するために、螺旋溝にグリースを溜め、周溝から螺旋溝にグリースを補充する構成となっている。この転がり軸受の構成を前記換気扇の転がり軸受に適用したときには、転がり軸受を回転軸に圧入する際、内輪の端面の内周縁部でかき集められた異物が周溝及び螺旋溝に溜められ、シールの接触部から軌道面への侵入を抑制することができる。
特開2005−76746号公報
しかしながら、特許文献1に開示された転がり軸受の構成では、例えば小形が要求される換気扇に使用される場合、軸受外径が22mm、軸受幅が7mmとしたときに、回転軸に嵌合する内輪の内周には両端に周溝が形成されているため、内輪の嵌合部は3mm程度となってしまう。その結果、内輪の締め付け力が不足し、内輪がクリープする場合がある。所定の締め付け力を確保するには、軸受幅を大きくすることとなり、転がり軸受が大型化することとなる。そこで、回転軸とこの回転軸に外嵌する転がり軸受とからなる軸受装置は、回転軸に転がり軸受を圧入する際の内外輪間の軌道面への異物の侵入を抑制する構成が、大型化することなく所定の締め付け力を確保することが課題となっていた。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、回転軸に転がり軸受を圧入する際の内外輪間の軌道面への異物の侵入を抑制する構成が、大型化することなく所定の締め付け力を確保することができる軸受装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、請求項1に係る軸受装置の構成上の特徴は、回転軸と、この回転軸の外周に嵌合して使用する転がり軸受と、を備え、前記転がり軸受は、前記回転軸に嵌合する内輪と、この内輪の外径側に配置される外輪と、内外輪間の軌道面を転動する転動体と、を有し、前記内輪の内周面には、軸線に対して平行な溝が形成され、この溝は、軸線方向の両端を貫通するとともに周方向に複数形成され、前記転がり軸受を前記回転軸に圧入する際に、前記回転軸の外周に付着した油が前記溝に集められることである。
請求項1の軸受装置は、転がり軸受の内輪の内周面において両端を貫通し軸線に対して平行な溝が形成されるので、転がり軸受を回転軸に圧入する際に、回転軸の外周に付着した油や油に付着した塵埃などの異物が溝に集められる。その結果、回転軸の外周に付着した異物が減少し、内外輪間の軌道面への異物の侵入を抑制できる。そして、この軸受装置の構成は、内輪の両端間の内周面が回転軸に嵌合するので、内輪が所定の締め付け力を確保でき、大型化することはない。
請求項2に係る軸受装置の構成上の特徴は、回転軸と、この回転軸の外周に嵌合して使用する転がり軸受と、を備え、前記転がり軸受は、前記回転軸に嵌合する内輪と、この内輪の外径側に配置される外輪と、内外輪間の軌道面を転動する転動体と、を有し、前記内輪の内周面には、軸線方向に螺旋状の溝が形成され、この溝は、軸線方向の両端を貫通するとともに周方向に複数形成され、前記転がり軸受を前記回転軸に圧入する際に、前記回転軸の外周に付着した油が前記溝に集められることである。
請求項2の軸受装置は、転がり軸受の内輪の内周面において両端を貫通し螺旋状の溝が形成されるので、転がり軸受を回転軸に圧入する際に、回転軸の外周に付着した油や油に付着した塵埃などの異物が溝に集められる。その結果、回転軸の外周に付着した異物が減少し、内外輪間の軌道面への異物の侵入を抑制できる。また、この軸受装置は、溝が螺旋状からなるので、溝体積が大きくより多くの異物を集めることができ、溝からあふれる異物が減少し、内外輪間の軌道面への異物の侵入をさらに抑制できる。そして、この軸受装置の構成は、内輪の両端間の内周面が回転軸に嵌合するので、内輪が所定の締め付け力を確保でき、大型化することはない。
請求項3に係る軸受装置の構成上の特徴は、回転軸と、この回転軸の外周に嵌合して使用する転がり軸受と、を備え、前記転がり軸受は、前記回転軸に嵌合する内輪と、この内輪の外径側に配置される外輪と、内外輪間の軌道面を転動する転動体と、を有し、前記回転軸の外周面には、軸線に対して平行な溝が形成され、前記転がり軸受を前記回転軸に軸線方向の一方から所定位置まで圧入して嵌合するとしたときに、前記溝は、軸線方向の一方の端から前記所定位置より先まで形成されるとともに周方向に複数形成され、前記転がり軸受を前記回転軸に圧入する際に、前記回転軸の外周に付着した油が前記溝に集められることである。
請求項3の軸受装置は、回転軸の外周面において転がり軸受を圧入開始する軸線方向の一方の端から圧入終了する所定位置より先まで軸線に対して平行な溝が形成されるので、転がり軸受を回転軸に圧入する際に、回転軸の外周に付着した油や油に付着した塵埃などの異物が溝に集められる。その結果、回転軸の外周に付着した異物が減少し、内外輪間の軌道面への異物の侵入を抑制できる。そして、この軸受装置の構成は、内輪の両端間の内周面が回転軸に嵌合するので、内輪が所定の締め付け力を確保でき、大型化することはない。
請求項4に係る軸受装置の構成上の特徴は、回転軸と、この回転軸の外周に嵌合して使用する転がり軸受と、を備え、前記転がり軸受は、前記回転軸に嵌合する内輪と、この内輪の外径側に配置される外輪と、内外輪間の軌道面を転動する転動体と、を有し、前記回転軸の外周面には、軸線方向に螺旋状の溝が形成され、前記転がり軸受を前記回転軸に軸線方向の一方から所定位置まで圧入して嵌合するとしたときに、前記溝は、軸線方向の一方の端から前記所定位置より先まで形成されるとともに周方向に複数形成され、前記転がり軸受を前記回転軸に圧入する際に、前記回転軸の外周に付着した油が前記溝に集められることである。
請求項4の軸受装置は、回転軸の外周面において転がり軸受を圧入開始する軸線方向の一方の端から圧入終了する所定位置より先まで螺旋状の溝が形成されるので、転がり軸受を回転軸に圧入する際に、回転軸の外周に付着した油や油に付着した塵埃などの異物が溝に集められる。その結果、回転軸の外周に付着した異物が減少し、内外輪間の軌道面への異物の侵入を抑制できる。また、この軸受装置は、溝が螺旋状からなるので、溝体積が大きくより多くの異物を集めることができ、溝からあふれる異物が減少し、内外輪間の軌道面への異物の侵入をさらに抑制できる。そして、この軸受装置の構成は、内輪の両端間の内周面が回転軸に嵌合するので、内輪が所定の締め付け力を確保でき、大型化することはない。
本発明によれば、回転軸に転がり軸受を圧入する際の内外輪間の軌道面への異物の侵入を抑制する構成が、大型化することなく所定の締め付け力を確保することができる軸受装置を提供できる。
第1実施形態:本発明の軸受装置の軸線方向の断面図である。 第1実施形態:図1に示す軸受装置を軸線方向から見た図である。 第1実施形態:図1に示す転がり軸受を回転軸に圧入するとき及び圧入終了以降における状態を説明する断面図である。 第2実施形態:本発明の軸受装置を軸線方向から見た図である。 第2実施形態:図4に示す内輪の軸線方向の断面図である。 第3実施形態:本発明の軸受装置を換気扇のハウジングに収容した状態を示す断面図である。 第4実施形態:本発明の軸受装置を換気扇のハウジングに収容した状態を示す断面図である。
以下、本発明の軸受装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の軸受装置10の軸線方向の断面図である。図2は、図1に示す軸受装置10を軸線方向から見た図である。
図1及び図2に示すように、軸受装置10は、例えば24時間換気する住宅用の換気扇(図示せず)の回転軸81と、回転軸81を支持する転がり軸受1とからなる。転がり軸受1は、回転軸81の外周にしまり嵌めで嵌合する内輪2と、内輪2の外径側に配置される外輪3と、内輪2と外輪3との間の環状空間11に配置される複数の玉(転動体)4と、玉4を保持する保持器5と、環状空間11の両端に装着されるシール6とを備える。
玉4は、内輪2の外周面に形成される軌道面2aと、外輪3の内周面に形成される軌道面3aとの間を転動する。内輪2及び外輪3の材料としては、例えば、高炭素クロム軸受鋼材「SUJ2」が用いられる。
シール6は、環状の芯金61と、芯金61に加硫接着され一体化された弾性体62と、からなる。シール6は、外輪3の内周面の両端部に嵌合され、弾性体62の先端であるリップ63が内輪2の外周面の両端部に摺接している。
内輪2の内周面2bには、軸線C1に対して平行な溝21が形成されている。溝21は、軸線C1方向の両端を貫通するとともに、周方向の12箇所に等配されている。
次に、図3を参照しつつ、転がり軸受1を回転軸81に圧入するとき及び圧入終了以降の状態について説明する。図3(a)は、図1に示す転がり軸受1を回転軸81に圧入開始するときの状態を示す断面図である。図3(b)は、図1に示す転がり軸受1を回転軸81に圧入終了したときの状態を示す断面図である。図3(c)は、図1に示す転がり軸受1を回転軸81に圧入した組立品である軸受装置10を、換気扇のハウジング82に収容した状態を示す断面図である。
図3(a)に示すように、転がり軸受1を回転軸81に圧入する際には、回転軸81の固定と、転がり軸受1を圧入する位置の位置決めを行なうために治具83を使用する。治具83は、上部中央に回転軸81の直径に合わせた円柱状の凹部83aを設け、凹部83aの凹む深さは転がり軸受1を圧入する位置を決める所定の長さとしている。
まず、治具83が、作業台(図示せず)上に凹部83aを上にして載置され、凹部83aに対して、回転軸81を軸線C1方向に挿入する。そして、転がり軸受1を、回転軸81の軸線C1方向の上側に位置する端81eから所定位置P1まで、挿入方向D1にて圧入していく。
その後に、図3(b)に示すように、転がり軸受1の圧入は、転がり軸受1の軸線C1方向の一方側の端面が治具83の上面である突き当て部83bに突き当たることにより、所定位置P1まで圧入されたとして圧入を終了する。
その後に、図3(c)に示すように、転がり軸受1を回転軸81に圧入した軸受装置10が、治具83から分離し、換気扇のハウジング82に収容される。ハウジング82は、その内周面から円筒状で延びる小径部82aと小径部82aから段差部82bを介してさらに延びる大径部82cとを備える。軸受装置10は、転がり軸受1の軸線C1方向の一方側である外輪3の端面が段差部82bに当接し、外輪3が大径部82cの内周にすきま嵌めで嵌合されてハウジング82に収容される。
このように構成される軸受装置10では、図3(a),3(b)に示すように、転がり軸受1を圧入する際、回転軸81の外周に付着した防錆油や、この防錆油に付着した塵埃などの異物9が、溝21に集められる。溝21に集められた異物9は、その量が少量である場合には溝21に溜まり、その量が多量である場合には溝21を通過し転がり軸受1の軸線C1方向の他方側に排出される。その結果、回転軸81の外周に付着した異物9が減少し、軸受装置10は、転がり軸受1を回転軸81に圧入する際に、内外輪間の軌道面2a,3aに異物9が侵入するのを抑制できる。
また、軸受装置10は、内輪2の両端間の内周面2bが回転軸81に嵌合するので、内輪2が所定の締め付け力を確保でき、大型化することはない。
なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、溝21が周方向の12箇所に形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば周方向の16箇所でもよく、軸受装置の環境などにより適宜決定すればよい。
<第2実施形態>
第2実施形態は、第1実施形態における軸受装置10において、内輪2の内周面2bに形成される溝が螺旋状からなる構成の実施形態である。第2実施形態において、第1実施形態と同一の構成の説明は、簡略化のため省略する。
図4は、本発明の軸受装置10を軸線方向から見た図である。図5は、図4に示す内輪2の軸線方向の断面図である。
内輪2の内周面2bには、溝21aが軸線C1方向の両端を螺旋状に貫通して形成されている。溝21aは、周方向の4箇所に等配されている。
このように構成される軸受装置10では、転がり軸受1を圧入する際、回転軸81の外周に付着した防錆油や、この防錆油に付着した塵埃などの異物9が、溝21aに集められる。溝21aに集められた異物9は、その量が少量である場合には溝21aに溜まり、その量が多量である場合には溝21aを通過し転がり軸受1の軸線C1方向の他方側に排出される。その結果、回転軸81の外周に付着した異物9が減少し、軸受装置10は、転がり軸受1を回転軸81に圧入する際に、内外輪間の軌道面2a,3aに異物9が侵入するのを抑制できる。
また、軸受装置10は、溝21aが螺旋状からなるので、溝21aの体積が大きくより多くの異物9を集めて溜めることができ、溝21aからあふれて排出される異物9が減少し、内外輪間の軌道面2a,3aへの異物9の侵入をさらに抑制できる。
また、軸受装置10は、内輪2の両端間の内周面2bが回転軸81に嵌合するので、内輪2が所定の締め付け力を確保でき、大型化することはない。
なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、溝21aが周方向の4箇所に形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば周方向の6箇所でもよく、軸受装置の環境などにより適宜決定すればよい。
<第3実施形態>
第3実施形態は、第1実施形態における軸受装置10において、転がり軸受1の内輪2の内周面2bには溝21を備えず、回転軸81の外周面81aに溝81bを備える構成の実施形態である。第3実施形態において、第1実施形態と同一の構成の説明は、簡略化のため省略する。
図6は、本発明の軸受装置10を換気扇のハウジング82に収容した状態を示す断面図である。
図6に示すように、回転軸81の外周面81aには、軸線C1に対して平行な溝81bが形成されている。溝81bは、軸線C1方向の両端を貫通するとともに、周方向の10箇所に等配されている。
このように構成される軸受装置10では、転がり軸受1を圧入する際、回転軸81の外周面81aに付着した防錆油や、この防錆油に付着した塵埃などの異物9が、溝81bに集められる。溝81bに集められた異物9は、溝81bに溜まる。その結果、回転軸81の外周面81aに付着した異物9が減少し、軸受装置10は、転がり軸受1を回転軸81に圧入する際に、内外輪間の軌道面2a,3aに異物9が侵入するのを抑制できる。
また、軸受装置10は、内輪2の両端間の内周面2bが回転軸81に嵌合するので、内輪2が所定の締め付け力を確保でき、大型化することはない。
なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、溝81bが周方向の10箇所に形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば周方向の6箇所でもよく、軸受装置の環境などにより適宜決定すればよい。
また、本実施形態では、溝81bが軸線C1方向の両端を貫通するとしたが、それに限るものではなく、例えば転がり軸受1を圧入開始する軸線C1方向の一方の端81eから圧入終了する所定位置P1より先の2点鎖線で示す位置P2まで溝が形成される構成であればよい。
<第4実施形態>
第4実施形態は、第1実施形態における軸受装置10において、転がり軸受1の内輪2の内周面2bには溝21を備えず、回転軸81の外周面81aに溝81cを備える構成の実施形態である。第4実施形態において、第1実施形態と同一の構成の説明は、簡略化のため省略する。
図7は、本発明の軸受装置10を換気扇のハウジング82に収容した状態を示す断面図である。
図7に示すように、回転軸81の外周面81aには、溝81cが軸線C1方向の両端を螺旋状に貫通して形成されている。溝81cは、周方向の3箇所に等配されている。
このように構成される軸受装置10では、転がり軸受1を圧入する際、回転軸81の外周面81aに付着した防錆油や、この防錆油に付着した塵埃などの異物9が、溝81cに集められる。溝81cに集められた異物9は、溝81cに溜まる。その結果、回転軸81の外周面81aに付着した異物9が減少し、軸受装置10は、転がり軸受1を回転軸81に圧入する際に、内外輪間の軌道面2a,3aに異物9が侵入するのを抑制できる。
また、軸受装置10は、溝81cが螺旋状からなるので、溝81cの体積が大きくより多くの異物9を集めて溜めることができ、溝81cからあふれて排出される異物9が減少し、内外輪間の軌道面2a,3aへの異物9の侵入をさらに抑制できる。
また、軸受装置10は、内輪2の両端間の内周面2bが回転軸81に嵌合するので、内輪2が所定の締め付け力を確保でき、大型化することはない。
なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、溝81cが周方向の3箇所に形成されるとしたが、それに限るものではなく、例えば周方向の6箇所でもよく、軸受装置の環境などにより適宜決定すればよい。
また、本実施形態では、溝81cが軸線C1方向の両端を貫通するとしたが、それに限るものではなく、例えば転がり軸受1を圧入開始する軸線C1方向の一方の端81eから圧入終了する所定位置P1より先の2点鎖線で示す位置P2まで溝が形成される構成であればよい。
また、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態及び第4実施形態では、転がり軸受1が玉軸受としたが、それに限るものではなく、例えば円筒ころ軸受や円すいころ軸受などの構成に適用してもよい。
1:転がり軸受、 2:内輪、 2a:軌道面、 2b:内輪の内周面、 3:外輪、 3a:軌道面、 4:玉(転動体)、 5:保持器、 6:シール、 9:異物、 10:軸受装置、 11:環状空間、 21,21a:溝、 61:芯金、 62:弾性体、 63:リップ、 81:回転軸、 81a:回転軸の外周面、 81b,81c:溝、 81e:回転軸の一方の端、 82:ハウジング、 82a:小径部、 82b:段差部、 82c:大径部、 83:治具、 83a:凹部、 83b:突き当て部、 C1:軸線、 P1:所定位置、 P2:所定位置より先の位置

Claims (4)

  1. 回転軸と、
    この回転軸の外周に嵌合して使用する転がり軸受と、を備え、
    前記転がり軸受は、
    前記回転軸に嵌合する内輪と、
    この内輪の外径側に配置される外輪と、
    内外輪間の軌道面を転動する転動体と、を有し、
    前記内輪の内周面には、軸線に対して平行な溝が形成され、
    この溝は、軸線方向の両端を貫通するとともに周方向に複数形成され、
    前記転がり軸受を前記回転軸に圧入する際に、前記回転軸の外周に付着した油が前記溝に集められることを特徴とする軸受装置。
  2. 回転軸と、
    この回転軸の外周に嵌合して使用する転がり軸受と、を備え、
    前記転がり軸受は、
    前記回転軸に嵌合する内輪と、
    この内輪の外径側に配置される外輪と、
    内外輪間の軌道面を転動する転動体と、を有し、
    前記内輪の内周面には、軸線方向に螺旋状の溝が形成され、
    この溝は、軸線方向の両端を貫通するとともに周方向に複数形成され、
    前記転がり軸受を前記回転軸に圧入する際に、前記回転軸の外周に付着した油が前記溝に集められることを特徴とする軸受装置。
  3. 回転軸と、
    この回転軸の外周に嵌合して使用する転がり軸受と、を備え、
    前記転がり軸受は、
    前記回転軸に嵌合する内輪と、
    この内輪の外径側に配置される外輪と、
    内外輪間の軌道面を転動する転動体と、を有し、
    前記回転軸の外周面には、軸線に対して平行な溝が形成され、
    前記転がり軸受を前記回転軸に軸線方向の一方から所定位置まで圧入して嵌合するとしたときに、前記溝は、軸線方向の一方の端から前記所定位置より先まで形成されるとともに周方向に複数形成され、
    前記転がり軸受を前記回転軸に圧入する際に、前記回転軸の外周に付着した油が前記溝に集められることを特徴とする軸受装置。
  4. 回転軸と、
    この回転軸の外周に嵌合して使用する転がり軸受と、を備え、
    前記転がり軸受は、
    前記回転軸に嵌合する内輪と、
    この内輪の外径側に配置される外輪と、
    内外輪間の軌道面を転動する転動体と、を有し、
    前記回転軸の外周面には、軸線方向に螺旋状の溝が形成され、
    前記転がり軸受を前記回転軸に軸線方向の一方から所定位置まで圧入して嵌合するとしたときに、前記溝は、軸線方向の一方の端から前記所定位置より先まで形成されるとともに周方向に複数形成され、
    前記転がり軸受を前記回転軸に圧入する際に、前記回転軸の外周に付着した油が前記溝に集められることを特徴とする軸受装置。
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