JP2020125850A - 深溝玉軸受及びクリープ抑制用の環状溝の形成方法 - Google Patents
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図1は、本発明の転がり軸受7を含む回転装置1の実施の一形態を示す縦断面図である。回転装置1はハウジング2及び回転軸4を有しており、一対の転がり軸受7,7によって回転軸4がハウジング2に回転自在となって支持されている。回転軸4は、転がり軸受7,7が取り付けられている小径軸部4a,4aと、転がり軸受7,7(内輪11,11)の間に介在し小径軸部4aよりも外径が大きい大径軸部4bとを有している。
このため、回転軸4が内輪11と共に回転している使用状態で、外輪12とハウジング2との間においてクリープ(ハウジング2に対する外輪12の周方向の滑り)が発生することがある。なお、クリープについては、後にも説明する。
・第1のクリープ:軸受回転方向と同方向へゆっくりと外輪12が滑るクリープ
・第2のクリープ:軸受回転方向と同方向へ速く外輪12が滑るクリープ
・第3のクリープ:軸受回転方向と逆方向に外輪12が滑るクリープ
つまり、転がり軸受7に径方向の大きな荷重が作用している場合、外輪12のうちの外輪軌道溝12aの径方向外側の領域は径方向外側に弾性変形(拡径)するが、その領域に環状溝32が形成されていることにより、弾性変形(拡径)を主に環状溝32の範囲で生じさせることができる。このため、弾性変形部分とハウジング内周面3とが直接的に接触する作用を低減することができ、弾性変形が相手部材であるハウジング2に(ほとんど)伝わらず、外輪12とハウジング2との間における第1のクリープの発生が抑制される。以上より、環状溝32は、第1のクリープ抑制用の溝(逃げ溝)となる。
これに対して、図3(B)は、外輪12に対する砥石60の切り込み深さE1が、設定値E0(図3(A)参照)よりも深くなった場合を示している。この場合、形成される環状溝32の溝幅X1は、規定の溝幅X0よりも僅かに大きくなるが、従来例(図8(B))と比較して、その変化量(X1−X0)は小さい。
また、図3(C)は、砥石60の切り込み深さE2が、設定値E0(図3(A))よりも浅くなった場合を示している。この場合、形成される環状溝32の溝幅X2は、規定の溝幅X0よりも僅かに小さくなるが、従来例(図8(C))と比較して、その変化量(X0−X2)は小さい。
この結果、環状溝32の溝幅X0を設計値に近づけることが容易となり、環状溝32によるクリープ抑制の作用を適切に発揮させることができ、また、前記交差部分39a,39b(図2参照)とハウジング2とが接触することによる、ハウジング2における面圧が高くなるのを抑えることができる。また、環状溝32の溝幅X0の寸法のばらつきを抑えることが可能となることから、量産にも適している。
転がり軸受7は、実使用時、動的荷重として静定格荷重以下の径方向荷重が作用する条件で使用される場合が多いことから、前記構成によれば、実使用時において第1のクリープの発生をより効果的に抑えることが可能となる。なお、図4は、転がり軸受7に静定格荷重が作用している場合の外輪12及びハウジング2の拡大断面図である。この図4において、実線は静定格荷重が作用することで弾性変形した後の状態を示しており、二点鎖線は荷重が作用していない状態を示している。
なお、前記静定格荷重とは、JIS B 1519:2009による「基本静ラジアル定格荷重」である。
しかし、本発明では、内輪11と外輪12との内の一方が回転輪であって他方が固定輪であればよく、前記実施形態と反対に、図5に示すように、軸54に取り付けられている内輪11が固定輪であって、外輪12がハウジング55と共に一体回転する回転輪であってもよい。この場合、内輪11と軸54との間がすきま嵌めの状態とされ、軸54に対して内輪11がクリープすることから、相手部材である軸54に対する内輪11の嵌め合い面(内周面)21に(図2の形態と同様に)環状溝42が形成される。そして、この環状溝42は、溝底部43と、嵌め合い面(内周面)21側に向かうにしたがって溝幅を広くしている一対のテーパー面部44,45とを有している。軸受中心線C0を含む断面におけるこれらテーパー面部44,45の断面形状は、嵌め合い面(内周面)21に対して傾いている直線形状となっている。
例えば、溝底部33は、凹形の円弧面であってもよい。また、溝底部33とテーパー面部34(35)との境界部は、凹状のアール面を介して連続していてもよい。
また、転がり軸受は深溝玉軸受以外にアンギュラ玉軸受であってもよく、また、転動体は玉以外であってもよく、円筒ころや円すいころであってもよい。
12:外輪 13:玉(転動体) 14:保持器
21:内輪の内周面(嵌め合い面) 22:外輪の外周面(嵌め合い面)
32:環状溝 33:溝底部 34,35:テーパー面部
34a,35a:延長仮想線 42:環状溝 43:溝底部
44,45:テーパー面部 54:軸(相手部材) 55:ハウジング
C0:軸受中心線 θ1,θ2:角度 h:深さ
X0:溝幅
Claims (3)
- 内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在している複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する保持器と、を備え、前記内輪と前記外輪との内の一方が回転輪であって他方が固定輪である転がり軸受であって、
前記固定輪が取り付けられる相手部材との嵌め合い面に、クリープ抑制用の環状溝が形成されており、
前記環状溝は、溝底部と、当該溝底部の軸方向両側から延び前記嵌め合い面側に向かうにしたがって溝幅を広くしている一対のテーパー面部と、を有し、
軸受中心線を含む断面における前記テーパー面部の断面形状は、前記嵌め合い面に対して傾いている直線形状である、転がり軸受。 - 前記断面において、直線形状である前記テーパー面部の延長仮想線と前記嵌め合い面との間の角度は、5°〜45°である、請求項1に記載の転がり軸受。
- 前記環状溝は、径方向の静定格荷重が作用した際に前記溝底部が前記相手部材に接触不可能である深さを有している、請求項1又は2に記載の転がり軸受。
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