JP2553672Y2 - Ceramic spherical plain bearings - Google Patents

Ceramic spherical plain bearings

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JP2553672Y2
JP2553672Y2 JP1977292U JP1977292U JP2553672Y2 JP 2553672 Y2 JP2553672 Y2 JP 2553672Y2 JP 1977292 U JP1977292 U JP 1977292U JP 1977292 U JP1977292 U JP 1977292U JP 2553672 Y2 JP2553672 Y2 JP 2553672Y2
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博明 竹林
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、セラミックス製球面す
べり軸受に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic spherical plain bearing.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の球面すべり軸受には各種の機械
の揺動部分の軸受によく使用されており、この構造の代
表的なものとして従来では、その内レースと外レースと
を共に例えばM50などの金属素材で形成するととも
に、内レースと外レースとをはめ合わせるために、外レ
ースにはその内周一端側に内レースを入れるための溝を
形成したり、あるいは内レースまたは外レースのいずれ
かの一方を径方向に半割り状に二分割したような構造の
ものがある。
2. Description of the Related Art Spherical plain bearings of this type are often used as bearings in the swinging parts of various machines. As a typical example of this structure, conventionally, both an inner race and an outer race are used, for example. In order to fit the inner race and the outer race, the outer race is formed with a groove for inserting the inner race at one end of the inner circumference, or the inner race or the outer race is formed of a metal material such as M50. Has a structure in which either one of the two is divided into two in a radially-half manner.

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】このような金属製の球
面すべり軸受には、通常の使用で想定された焼き付き寿
命があるが、高温環境下において機械の揺動部分に使用
される場合では、すべり軸受のすべり面が上記想定の寿
命を大きく短縮させてしまう程の予想外の高温となって
くることがある。
Although such metal spherical plain bearings have a seizure life assumed in normal use, when they are used in a swinging part of a machine in a high-temperature environment, The sliding surface of the sliding bearing may have an unexpectedly high temperature that significantly shortens the expected life.

【0004】このような高温に対しては、そのすべり面
を冷却したり、あるいは潤滑したりしてその寿命を長く
保たせるための装置を用いることも考えられるが、これ
では上記対策には有効であるものの軸受としてのコスト
の増大を来し、結果的にはその装置を採用されなくなる
などの不都合にもつながってしまうおそれがある。
[0004] For such high temperatures, it is conceivable to use a device for cooling or lubricating the sliding surface so as to extend the life of the sliding surface. However, the cost as a bearing increases, and as a result, there is a possibility that the device may not be used, which may lead to inconvenience.

【0005】そこで、本考案者らは、コストの増大を来
すことなく、かつすべり面での焼き付き寿命を延ばすこ
とができるように、レース素材を従来のような金属製で
はなくセラミックス製とすることを提案するとともに、
該セラミックス製球面すべり軸受を実用化するための研
究を鋭意重ねている。
[0005] In view of the above, the inventors of the present invention have made the lace material ceramic instead of the conventional metal so that the life of seizure on the slip surface can be extended without increasing the cost. While proposing that
We are diligently studying the practical use of the ceramic spherical plain bearing.

【0006】ところで、この研究の過程において、内レ
ースや外レースを取付相手(揺動軸や軸受ハウジング)
に対して固定する場合、金属製のものと同様に圧入嵌合
することによって行っていたが、それが原因で、下記す
るような不具合が発生することが判った。
By the way, in the course of this research, the inner race and the outer race are attached to the other party (the swing shaft and the bearing housing).
In the case of fixing with metal, it was performed by press-fitting similarly to the case of metal, but it was found that the following problems occurred due to this.

【0007】すなわち、仮に、揺動軸が金属製である場
合、それとセラミックス製の内レースとの線膨張係数の
差が大きいため、温度上昇に伴い揺動軸が熱膨張するこ
とにより、内レースとの嵌め合い隙間が小さくなり過ぎ
て内レースが破損しやすくなる。一方、軸受ハウジング
が金属製である場合、それとセラミックス製の外レース
との線膨張係数の差が大きいため、温度上昇に伴い軸受
ハウジングの内孔が熱膨張して拡がることにより、外レ
ースとの嵌め合い隙間が大きくなり過ぎて揺動軸の支持
状態が不安定になる。
That is, if the swing shaft is made of metal, the difference in linear expansion coefficient between the metal and the ceramic inner race is large, so that the swing shaft thermally expands as the temperature rises. The inner race is too small, and the inner race is easily damaged. On the other hand, when the bearing housing is made of metal, there is a large difference in linear expansion coefficient between the bearing housing and the outer race made of ceramics. The fitting gap becomes too large and the supporting state of the swing shaft becomes unstable.

【0008】なお、温度上昇した時点で、取付相手と内
外レースとの嵌め合い状態が好ましくなるように予め嵌
め合い隙間を設定しようとしても、内レース側では平常
温度時に揺動軸と同心に保持できなくなって運転初期の
動作が不安定になることが考えられ、また、外レース側
では軸受ハウジングに対して組立不可能となるなど、実
現不可能である。
At the time when the temperature rises, even if it is attempted to set a fitting gap in advance so that a fitting state between the mating member and the inner and outer races is preferable, the inner race is kept concentric with the swing shaft at normal temperature. It is conceivable that the operation cannot be performed and the operation at the initial stage of operation becomes unstable, and it is impossible to realize such that the outer race cannot be assembled to the bearing housing.

【0009】本考案は、このような課題を解決するため
に創案されたもので、セラミックスよりも線膨張係数の
大きな揺動軸の熱膨張によってセラミックス製内レース
が破損するのを防ぐことを第1の目的とし、また、セラ
ミックスよりも線膨張係数の大きな軸受ハウジングの熱
膨張によってセラミックス製外レースの支持状態を安定
にさせることを第2の目的とし、さらに、セラミックス
よりも線膨張係数の大きな揺動軸と軸受ハウジングとの
間に介装される場合において揺動軸および軸受ハウジン
グの熱膨張時にセラミックス製内レースの破損を防ぎな
がらセラミックス製外レースの支持状態を安定にさせる
ことを第3の目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and it is intended to prevent the inner race made of ceramics from being damaged by thermal expansion of a swing shaft having a larger linear expansion coefficient than ceramics. A second object is to stabilize the support state of the ceramic outer race by thermal expansion of a bearing housing having a larger coefficient of linear expansion than ceramics, and further, to have a larger coefficient of linear expansion than ceramics. The third object is to stabilize the support state of the ceramic outer race while preventing damage to the ceramic inner race when the swing shaft and the bearing housing are thermally expanded when interposed between the swing shaft and the bearing housing. The purpose of.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本考案は、セラミックス製内レースの径方向
外周面を径方向に一定の曲率をもつ凸状または凹状に形
成するとともに、セラミックス製外レースの径方向内周
面を同じく径方向に対し前記曲率に一致もしくはほぼ一
致する曲率をもって凹状または凸状に形成したセラミッ
クス製球面すべり軸受において、次のような構成をと
る。
In order to achieve such an object, the present invention is to form a radially outer peripheral surface of a ceramic inner race into a convex or concave shape having a constant radius of curvature, The following configuration is used in a ceramic spherical plain bearing in which a radially inner peripheral surface of a ceramic outer race is similarly formed in a concave or convex shape with a curvature which coincides with or substantially coincides with the curvature in the radial direction.

【0011】本考案の第1のセラミックス製球面すべり
軸受では、セラミックス製の内レースよりも線膨張係数
の大きな軸の外周に前記内レースが所要の隙間を存して
配置され、かつ、内レースが、軸に装着される二つの固
定リングでもって軸方向両側から挟まれているととも
に、該二つの固定リングと内レースとの各接触面が当該
内レースの軸方向中央寄りから両側方へ向けて径大とな
るテーパ面に形成されることにより軸に同心状に固定さ
れていることに特徴を有する。
[0011] In the first ceramic spherical plain bearing of the present invention, the inner race is arranged with a required gap around the outer periphery of a shaft having a larger coefficient of linear expansion than the inner race made of ceramics. Are sandwiched from both sides in the axial direction by two fixing rings attached to the shaft, and each contact surface between the two fixing rings and the inner race is directed to both sides from the center in the axial direction of the inner race. It is characterized in that it is concentrically fixed to the shaft by being formed on a tapered surface having a large diameter.

【0012】本考案の第2のセラミックス製球面すべり
軸受では、セラミックス製の外レースよりも線膨張係数
の大きな軸受ハウジングの内周に前記外レースが配置さ
れ、かつ、外レースが、軸受ハウジングに装着される二
つの固定リングでもって軸方向両側から挟まれていると
ともに、該二つの固定リングと外レースとの各接触面が
当該外レースの軸方向中央寄りから両側方へ向けて径大
となるテーパ面に形成されることにより内レースが装着
される軸に同心状に固定されていることに特徴を有す
る。
In the second ceramic spherical plain bearing of the present invention, the outer race is arranged on the inner periphery of a bearing housing having a larger linear expansion coefficient than the outer race made of ceramics, and the outer race is mounted on the bearing housing. While being sandwiched from both sides in the axial direction by the two fixing rings to be mounted, each contact surface between the two fixing rings and the outer race has a large diameter toward both sides from the center in the axial direction of the outer race. It is characterized in that it is formed concentrically on the shaft on which the inner race is mounted by being formed on a tapered surface.

【0013】本考案の第3のセラミックス製球面すべり
軸受では、セラミックス製の内レースよりも線膨張係数
の大きな軸の外周に前記内レースが所要の隙間を存して
配置され、かつ、内レースが、軸に装着される二つの固
定リングでもって軸方向両側から挟まれているととも
に、該二つの固定リングと内レースとの各接触面が当該
内レースの軸方向中央寄りから両側方へ向けて径大とな
るテーパ面に形成されることにより軸に同心状に固定さ
れ、また、セラミックス製の外レースよりも線膨張係数
の大きな軸受ハウジングの内周に前記外レースが配置さ
れ、かつ、外レースが、軸受ハウジングに装着される二
つの固定リングでもって軸方向両側から挟まれていると
ともに、該二つの固定リングと外レースとの各接触面が
当該外レースの軸方向中央寄りから両側方へ向けて径大
となるテーパ面に形成されることにより軸に同心状に固
定されていることに特徴を有する。
[0013] In the third ceramic spherical plain bearing of the present invention, the inner race is arranged with a required gap around the outer periphery of a shaft having a larger coefficient of linear expansion than the inner race made of ceramics. Are sandwiched from both sides in the axial direction by two fixing rings attached to the shaft, and each contact surface between the two fixing rings and the inner race is directed to both sides from the center in the axial direction of the inner race. The outer race is arranged concentrically on the shaft by being formed on a tapered surface having a large diameter, and the outer race is arranged on the inner periphery of a bearing housing having a larger linear expansion coefficient than the outer race made of ceramics, and The outer race is sandwiched by two fixing rings mounted on the bearing housing from both sides in the axial direction, and each contact surface between the two fixing rings and the outer race is in the axial direction of the outer race. Characterized in that it is coaxially fixed to the shaft by being formed into a tapered surface which becomes large diameter toward the Middle to both sides.

【0014】[0014]

【作用】第1のセラミックス製球面すべり軸受では、要
するに、軸が熱膨張しても内レースを圧迫することがな
いように内レースと軸との嵌め合い隙間を十分に大きく
し、また、熱膨張していなくとも軸に対して内レースが
同心状に配置されるように二つの固定リングで挟むとと
もに、固定リングと内レースとをテーパ面どうしの接触
にさせるようにしている。これにより、軸と内レースと
の各嵌め合い面の寸法精度を高精度に管理せずに済むよ
うになり、製作が容易となる。また、軸が熱膨張して
も、固定リングを通じて内レースが径方向外向きに突っ
張られるようになって、内レースの位置が軸と同心位置
のままに保たれるようになる。しかも、熱膨張する固定
リングから内レースに加わる突っ張り力は内レースのテ
ーパ面に加えられるので内レースのエッジ部での応力集
中が緩和される。さらに、それ以上の突っ張り力が加え
られた場合にも、固定リングと軸とのはめ合い度合を適
宜調節してやれば、固定リングが内レースのテーパ面に
沿って軸受外側に移動することにより、内レースに無理
な力が加わらずに済む。
In the first ceramic spherical plain bearing, the gap between the inner race and the shaft is sufficiently large so that the inner race is not pressed even if the shaft thermally expands. The inner race is sandwiched between the two fixing rings so that the inner race is concentrically arranged with respect to the shaft even if it is not expanded, and the fixing ring and the inner race are brought into contact with each other with the tapered surfaces. As a result, it is not necessary to control the dimensional accuracy of the respective mating surfaces of the shaft and the inner race with high accuracy, and the manufacture becomes easy. In addition, even if the shaft thermally expands, the inner race is stretched radially outward through the fixing ring, so that the position of the inner race remains concentric with the shaft. In addition, since the tension force applied to the inner race from the thermally expanding fixing ring is applied to the tapered surface of the inner race, stress concentration at the edge of the inner race is reduced. Furthermore, even when a greater tension is applied, if the degree of engagement between the fixing ring and the shaft is adjusted as appropriate, the fixing ring moves to the outside of the bearing along the tapered surface of the inner race, so that the inner ring is moved. The race is not overpowered.

【0015】第2のセラミックス製球面すべり軸受で
は、要するに、軸受ハウジングが熱膨張しても外レース
の支持状態が不安定にならないように外レースを固定リ
ングを介して軸受ハウジングに保持させるようにしてい
る。これにより、軸受ハウジングが熱膨張したとき、外
レースとの嵌め合い隙間が大きくなるけれども、固定リ
ングを介して外レースが径方向外向きに引っ張られるこ
とになるから、外レースの位置が軸受ハウジングと同心
位置のままに保たれるようになる。しかも、固定リング
から外レースに加わる引っ張り力は固定リングとハウジ
ングとのはめ合い度合を適宜調節してやれば固定リング
が外レースのテーパ面に沿って軸受外側に移動すること
により有効的に逃がされることになり、外レースに無理
な力が加わらずに済む。
In the second ceramic spherical plain bearing, in short, the outer race is held by the bearing housing via the fixing ring so that the support state of the outer race does not become unstable even if the bearing housing thermally expands. ing. As a result, when the bearing housing thermally expands, the fitting gap with the outer race is increased, but the outer race is pulled radially outward through the fixing ring. And will be kept in a concentric position. Moreover, the tension applied from the fixing ring to the outer race can be effectively released by moving the fixing ring to the outside of the bearing along the tapered surface of the outer race if the degree of fitting between the fixing ring and the housing is adjusted appropriately. , So that unnecessary force is not applied to the outer race.

【0016】さらに、第1,第2のセラミックス製球面
すべり軸受では、固定リングと内外のレースとがテーパ
面どうしの接触となっているから、その内外のレースが
取付相手(揺動軸、軸受ハウジング)によって揺動させ
られても、固定リングと内外のレースとが面当たりとな
ってエッジ当たりすることがなくなり、セラミックス製
の内外レースの欠けが防止されるようになる。
Furthermore, in the first and second ceramic spherical plain bearings, since the fixing ring and the inner and outer races are in contact with each other on the tapered surfaces, the inner and outer races are attached to the other party (the swing shaft, the bearing). Even if it is swung by the housing), the fixing ring and the inner and outer races come into contact with each other and do not come into contact with the edge, thereby preventing the ceramic inner and outer races from being chipped.

【0017】第3のセラミックス製球面すべり軸受で
は、第1,第2のセラミックス製球面すべり軸受それぞ
れの作用を同時に発揮できる。
The third ceramic spherical plain bearing can simultaneously exert the functions of the first and second ceramic spherical plain bearings.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1および図2には本考案の第1実施例を
示している。図中、1は軸受ハウジング、2は軸受ハウ
ジング1に挿入された揺動軸、3A,3Bは、揺動軸2
の外周に円環状となるように配置された二つ一対の径方
向に半割り状のセラミックス製の内レース、4は軸受ハ
ウジング1の内周に配置され、内レース3A,3Bとで
球面すべり軸受をなす円環状のセラミックス製の外レー
ス、5,5は揺動軸2の外周に円環状に組み合わせた内
レース3A,3Bをその両側から挟むように揺動軸2に
外嵌圧入される二つ一対の固定リングである。
FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In the drawing, 1 is a bearing housing, 2 is a swing shaft inserted into the bearing housing 1, 3A and 3B are swing shafts 2.
A pair of radially split ceramic inner races 4 are arranged on the outer periphery of the bearing so as to form a ring, and the inner race 4 is arranged on the inner periphery of the bearing housing 1 and slides spherically with the inner races 3A and 3B. The annular ceramic outer races 5 and 5 forming a bearing are externally fitted and press fitted to the swing shaft 2 so as to sandwich the inner races 3A and 3B, which are combined in an annular shape, on the outer periphery of the swing shaft 2 from both sides thereof. Two pairs of fixing rings.

【0020】この実施例では、軸受ハウジング1をセラ
ミックス製の外レース4の線膨張係数に近似する材料に
しており、揺動軸2を例えばSUS304などの金属と
している。
In this embodiment, the bearing housing 1 is made of a material that approximates the linear expansion coefficient of the outer race 4 made of ceramics, and the swing shaft 2 is made of metal such as SUS304.

【0021】内レース3A,3Bそれぞれの径方向の外
周面は、一定の曲率をもつ径方向に凸状の球面形に、ま
た、外レース4の径方向の内周面は内レース3A,3B
の外周面と一致もしくはほぼ一致する曲率をもつ径方向
に凹状の球面形に、それぞれ形成されている。内レース
3A,3Bは、外レース4に所定の微小隙間を持つ状態
にはめ合わされ、また、揺動軸2に対しては十分に大き
な嵌め合い隙間を存して嵌め合わされる。さらに、二つ
の内レース3A,3Bは、それぞれ、内周面の軸方向両
側部分に軸方向中央寄りから端面側へ向けて径大となる
テーパ面6A,6Bが形成されている。テーパ面6A,
6Bの角度は応力集中を避けるため曲面状に形成されて
いる。なお、このような内レース3A,3Bや外レース
4をセラミックスで製作する場合、セラミックス粉体
(窒化ケイ素)に稀土類元素を焼結助剤として混合した
ものを用いて、まず、それぞれ所定形状に成形し、その
後、この成形品を、HP(ホット・プレス)、HIP
(ホット・アイソスタテック・プレス)、CIP(コー
ルド・アイソスタテック・プレス)と称する方法でもっ
て焼結すればよい。
The radially outer peripheral surface of each of the inner races 3A and 3B has a radially convex spherical shape having a constant curvature, and the radially inner peripheral surface of the outer race 4 has the inner races 3A and 3B.
Are formed in a radially concave spherical shape having a curvature which coincides with or substantially coincides with the outer peripheral surface thereof. The inner races 3 </ b> A and 3 </ b> B are fitted to the outer race 4 in a state having a predetermined minute gap, and are fitted to the swing shaft 2 with a sufficiently large fitting gap. Further, each of the two inner races 3A, 3B is formed with tapered surfaces 6A, 6B that increase in diameter from near the center in the axial direction toward the end surfaces on both axial sides of the inner peripheral surface. 6A,
The angle 6B is formed in a curved shape to avoid stress concentration. When the inner races 3A and 3B and the outer race 4 are made of ceramics, a mixture of ceramic powder (silicon nitride) and a rare earth element as a sintering aid is first used. Then, this molded product is HP (hot pressed), HIP
(Hot isostatic press) and CIP (cold isostatic press).

【0022】固定リング5,5個々は、それぞれ、揺動
軸2に適宜なはめ合いで外嵌圧入される寸法の軸方向貫
通孔(符号省略)を有しているとともに、軸方向中央寄
りから一方端面側へ向けて径小となるテーパ面7,7が
形成されている。この固定リング5,5は、揺動軸2に
外嵌圧入された状態で、そのテーパ面7,7が揺動軸2
の外周に円環状に組み合わせられる内レース3A,3B
個々のテーパ面6A,6Bに対応して圧接させられる。
この固定リング5,5は、揺動軸2と同一の金属または
線膨張係数の近似する材料からなる。
Each of the fixing rings 5 and 5 has an axial through hole (symbol omitted) of a size that can be externally fitted and press-fitted into the swing shaft 2 by appropriate fitting, and also from the center in the axial direction. On the other hand, tapered surfaces 7, 7 having a smaller diameter toward the end surface side are formed. When the fixing rings 5 and 5 are externally fitted and pressed into the swing shaft 2, the tapered surfaces 7 and 7 are fixed to the swing shaft 2.
Inner races 3A and 3B combined in an annular shape around the outer circumference
Pressure contact is made corresponding to each of the tapered surfaces 6A and 6B.
The fixing rings 5 and 5 are made of the same metal as the swing shaft 2 or a material having a similar linear expansion coefficient.

【0023】次に動作を説明する。揺動軸2と内レース
3A,3Bとの嵌め合い隙間を予め十分に大きくなるよ
うに設定しているから、温度上昇に伴い揺動軸2が熱膨
張しても内レース3A,3Bに対しては無理な力がかか
らない。ところで、揺動軸2とともに固定リング5,5
が熱膨張するので、それにより内レース3A,3Bが外
レース4側へ押し付けられるように圧迫させられること
になって、内レース3A,3Bが揺動軸2と同心位置に
保たれるようになる。また、内レース3A,3Bは半割
り状であるため、固定リング5,5の熱膨張分は単に径
が大きくなるだけで割り面において吸収されるため内レ
ース3A,3Bに無理な力がかからない。さらに、たと
え内・外レース3A,3B,4間のすきま分以上に内レ
ース3A,3Bが径大になったとしても、内レース3
A,3Bのテーパ面6A,6Bで応力を受けるのでエッ
ジ部での応力集中は避けられる。さらに、それ以上の応
力を受けた場合、固定リング5,5のテーパ面7,7が
内レース3A,3Bのテーパ面6A,6Bに沿って径方
向斜め外向きにすべり案内されることになって固定リン
グ5,5から内レース3A,3Bへ作用する突っ張り力
が吸収されるから、内レース3A,3Bへ無理な力が加
わることもなく、内レース3A,3Bを破損させるまで
に至らずに済む。
Next, the operation will be described. Since the fitting gap between the oscillating shaft 2 and the inner races 3A and 3B is set to be sufficiently large in advance, even if the oscillating shaft 2 thermally expands due to a rise in temperature, the inner races 3A and 3B will not move. No excessive force is applied. By the way, together with the swing shaft 2, the fixing rings 5, 5
Is thermally expanded, so that the inner races 3A, 3B are pressed so as to be pressed against the outer race 4 side, so that the inner races 3A, 3B are maintained at the concentric position with the swing shaft 2. Become. Further, since the inner races 3A and 3B are in a half-split shape, the thermal expansion of the fixing rings 5 and 5 is absorbed by the split surface merely by increasing the diameter, so that no excessive force is applied to the inner races 3A and 3B. . Furthermore, even if the inner races 3A, 3B become larger in diameter than the gap between the inner and outer races 3A, 3B, 4, the inner race 3
Since stress is applied to the tapered surfaces 6A and 6B of A and 3B, stress concentration at the edge can be avoided. Furthermore, when a stress greater than that is applied, the tapered surfaces 7, 7 of the fixing rings 5, 5 are slid and guided diagonally outward in the radial direction along the tapered surfaces 6A, 6B of the inner races 3A, 3B. Therefore, the tension force acting on the inner races 3A, 3B from the fixing rings 5, 5 is absorbed, so that no excessive force is applied to the inner races 3A, 3B and the inner races 3A, 3B are not damaged. Only

【0024】この実施例のように、揺動軸2と内レース
3A,3Bとの嵌め合い隙間を予め十分に大きくなるよ
うに設定していれば、揺動軸2の外周面や内レース3
A,3B個々の内周面の寸法精度を高精度に管理しなく
てもよくなり、製作が容易になるだけでなく製作コスト
の低減に貢献できるようになる。さらに、揺動軸2が揺
動するときに、固定リング5,5と内レース3A,3B
とが面当たりとなってエッジ当たりすることがなくなる
から、セラミックス製の内レース3A,3Bの端面の欠
けを防ぐことができる。
As in this embodiment, if the fitting gap between the swing shaft 2 and the inner races 3A and 3B is set to be sufficiently large in advance, the outer peripheral surface of the swing shaft 2 and the inner race 3
It is not necessary to control the dimensional accuracy of the inner peripheral surface of each of the A and 3B with high accuracy, so that not only the manufacturing is facilitated but also the manufacturing cost can be reduced. Further, when the swing shaft 2 swings, the fixing rings 5, 5 and the inner races 3A, 3B
And the edge does not come into contact with the edge, so that chipping of the end faces of the ceramic inner races 3A and 3B can be prevented.

【0025】図3には本考案の第2実施例を示してい
る。この実施例では、上記実施例と異なり、軸受ハウジ
ング1をSUS304などの金属とし、揺動軸2を内レ
ース3A,3Bの線膨張係数と近似する材料としてお
り、外レース4側の問題を解決する例を挙げている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, unlike the above embodiment, the bearing housing 1 is made of metal such as SUS304, and the swing shaft 2 is made of a material that approximates the linear expansion coefficient of the inner races 3A and 3B, thereby solving the problem on the outer race 4 side. An example is given.

【0026】この実施例において外レース4を軸受ハウ
ジング1に位置決め固定するために固定リング8,8を
用いている。この固定リング8,8は、図1に示す固定
リング5,5の内径および外径を大きくしただけであっ
て外観形状はほとんど変わらないものであるが、軸受ハ
ウジング1に適宜なはめ合いで内嵌圧入される点で図1
の固定リング5,5と相違している。また、外レース4
は、その内周面の軸方向両側に軸方向中央側から両端面
側へ向けてそれぞれ径大となるテーパ面10A,10B
が形成されており、このテーパ面10A,10Bに二つ
の固定リング8,8のテーパ面9,9がそれぞれ圧接さ
せられている。
In this embodiment, fixing rings 8 are used for positioning and fixing the outer race 4 to the bearing housing 1. Although the fixing rings 8 and 8 have substantially the same external shape as the fixing rings 5 and 5 shown in FIG. Fig. 1
And fixing rings 5, 5. In addition, outside race 4
Are tapered surfaces 10A and 10B that increase in diameter from the center in the axial direction to both end surfaces on both sides in the axial direction of the inner peripheral surface.
Are formed, and the tapered surfaces 9, 9 of the two fixing rings 8, 8 are pressed against the tapered surfaces 10A, 10B, respectively.

【0027】動作を説明する。温度上昇すると、軸受ハ
ウジング1および固定リング8,8が熱膨張してその孔
径寸法が大きくなる一方で、セラミックス製の外レース
4がほとんど熱膨張しないから、固定リング8,8によ
ってセラミックス製の外レース4が径方向外向きに引っ
張られることになり、外レース4が軸受ハウジング1と
同心位置のままに保たれるようになる。このように固定
リング8,8が熱膨張しても、それのテーパ面9,9が
外レース4のテーパ面10A,10Bに沿って径方向斜
め外向きにすべり案内されることになって固定リング
8,8から外レース4へ作用する引っ張り力が吸収され
るから、外レース4へ無理な力が加わることもなく、し
たがって、外レース4を破損させるまでには至らずに済
む。
The operation will be described. When the temperature rises, the bearing housing 1 and the fixing rings 8, 8 are thermally expanded to increase their hole diameters, while the outer race 4 made of ceramics hardly expands. The race 4 will be pulled radially outward, so that the outer race 4 will remain in a concentric position with the bearing housing 1. Even if the fixing rings 8, 8 are thermally expanded in this way, the tapered surfaces 9, 9 thereof are slid and guided obliquely outward in the radial direction along the tapered surfaces 10A, 10B of the outer race 4. Since the pulling force acting on the outer race 4 from the rings 8, 8 is absorbed, no excessive force is applied to the outer race 4, so that the outer race 4 does not have to be damaged.

【0028】この実施例でも、軸受ハウジング1と外レ
ース4との嵌め合い隙間を予め十分に大きくなるように
設定しているから、軸受ハウジング1の内周面や外レー
ス4の外周面の寸法精度を高精度に管理しなくてもよく
なり、製作が容易になるだけでなく製作コストの低減に
貢献できるようになる。さらに、軸受ハウジング1が揺
動する場合だと、固定リング8,8と外レース4とが面
当たりとなってエッジ当たりすることがなくなるから、
セラミックス製の外レース4の欠けを防ぐことができ
る。
Also in this embodiment, since the fitting gap between the bearing housing 1 and the outer race 4 is set to be sufficiently large in advance, the dimensions of the inner peripheral surface of the bearing housing 1 and the outer peripheral surface of the outer race 4 are set. It is not necessary to control the precision with high precision, which not only facilitates the production but also contributes to the reduction of the production cost. Further, when the bearing housing 1 swings, the fixing rings 8, 8 and the outer race 4 come into contact with each other and do not come into contact with the edge.
Chipping of the outer race 4 made of ceramics can be prevented.

【0029】図4には本考案の第3実施例を示してい
る。この実施例は、図1と図3の構造を合併した例を挙
げており、内レース3A,3Bと外レース4の両方につ
いて温度上昇時の対策を施している。なお、この実施例
では、軸受ハウジング1と揺動軸2とは例えばSUS3
04などの金属からなる。この実施例の構成および動作
は上述した二つの実施例を組み合わせたものとなるの
で、ここでの詳細な説明は割愛する。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment exemplifies an example in which the structures shown in FIGS. 1 and 3 are combined, and measures against a rise in temperature are taken for both the inner races 3A and 3B and the outer race 4. In this embodiment, the bearing housing 1 and the swing shaft 2 are, for example, SUS3
04 and other metals. Since the configuration and operation of this embodiment are obtained by combining the above-described two embodiments, detailed description thereof will be omitted.

【0030】なお、上記の各実施例において、内レース
3A,3Bの外周面と外レース4の内周面との凹凸の関
係は逆であってもよい。また、上記実施例とは逆に、内
レースを円環状に形成するとともに外レースを半円形の
もの二つとしたものや、あるいは外レースに入れ溝を形
成して内レースと外レースの両方を円環状にしたものな
ども本考案の適用対象となる。
In each of the above embodiments, the relationship between the outer peripheral surfaces of the inner races 3A and 3B and the inner peripheral surface of the outer race 4 may be reversed. Contrary to the above embodiment, the inner race is formed in an annular shape and the outer race is formed into two semicircular ones, or a groove is formed in the outer race to form both the inner race and the outer race. The present invention is also applicable to a ring-shaped one.

【0031】[0031]

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
次のような効果が得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention,
The following effects can be obtained.

【0032】本考案の第1のセラミックス製球面すべり
軸受では、セラミックスよりも線膨張係数の大きな揺動
軸が熱膨張してもそれから無理な圧迫力を受けずに済む
から、内レースの破損を防止できるようになる。しか
も、揺動軸の熱膨張の有無に関係なく内レースを揺動軸
と同心状に配置できるから、揺動軸の支持状態を常に安
定化できるようになる。加えて、内レースと揺動軸との
嵌め合い隙間を十分に大きくしているため、揺動軸と内
レースとの各嵌め合い面の寸法精度を高精度に管理せず
に済んで、製作コストの低減に貢献できる。
In the first ceramic spherical plain bearing of the present invention, even if the oscillating shaft having a larger linear expansion coefficient than the ceramics does not thermally expand, the oscillating shaft does not receive an excessive pressing force from the oscillating shaft. Can be prevented. Moreover, since the inner race can be arranged concentrically with the swing shaft regardless of the presence or absence of thermal expansion of the swing shaft, the support state of the swing shaft can be always stabilized. In addition, because the clearance between the inner race and the swinging shaft is sufficiently large, it is not necessary to control the dimensional accuracy of each fitting surface between the swinging shaft and the inner race with high precision. It can contribute to cost reduction.

【0033】本考案の第2のセラミックス製球面すべり
軸受では、セラミックスよりも線膨張係数の大きな軸受
ハウジングの熱膨張の有無に関係なく外レースを揺動軸
と同心状に配置できるから、当該セラミックス製球面す
べり軸受を介して支持する揺動軸の支持状態を常に安定
化できるようになる。
In the second ceramic spherical plain bearing of the present invention, the outer race can be arranged concentrically with the oscillating shaft regardless of the presence or absence of thermal expansion of the bearing housing having a larger linear expansion coefficient than the ceramic. This makes it possible to always stabilize the support state of the oscillating shaft supported via the spherical plain bearing.

【0034】さらに、上記本考案の第1,第2のセラミ
ックス製球面すべり軸受では、いずれも、固定リングと
内外のレースとがテーパ面どうしの接触となっているか
ら、その内外のレースが取付相手(揺動軸、軸受ハウジ
ング)によって揺動させられても、固定リングと内外の
レースとが面当たりとなってエッジ当たりすることがな
くなり、セラミックス製の内外レースの欠けを防ぐこと
ができる。
In each of the first and second ceramic spherical plain bearings of the present invention, since the fixing ring and the inner and outer races are in contact with each other on the tapered surfaces, the inner and outer races are mounted. Even when the fixing ring and the inner and outer races are brought into contact with each other and do not come into contact with the edges even when they are swung by the other party (the swinging shaft and the bearing housing), the ceramic inner and outer races can be prevented from being chipped.

【0035】本考案の第3のセラミックス製球面すべり
軸受では、本考案の第1,第2のセラミックス製球面す
べり軸受それぞれについての作用、効果を同時に発揮で
きるから、セラミックスよりも線膨張係数の大きな揺動
軸および軸受ハウジングの間に問題のない好ましい状態
に装着できるから、セラミックス製球面すべり軸受の実
用化に大きく貢献できる。
In the third ceramic spherical plain bearing of the present invention, the functions and effects of the first and second ceramic spherical plain bearings of the present invention can be simultaneously exhibited, so that the coefficient of linear expansion is larger than that of ceramics. Since it can be mounted in a preferable state without any problem between the swing shaft and the bearing housing, it can greatly contribute to the practical use of ceramic spherical plain bearings.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本考案のセラミックス製球面すべり軸受の第1
実施例の縦断面図。
FIG. 1 is a first view of a ceramic spherical plain bearing of the present invention.
The longitudinal section of an example.

【図2】図1の側面図。FIG. 2 is a side view of FIG. 1;

【図3】本考案のセラミックス製球面すべり軸受の第2
実施例の縦断面図。
FIG. 3 is a second view of the ceramic spherical plain bearing of the present invention.
The longitudinal section of an example.

【図4】本考案のセラミックス製球面すべり軸受の第3
実施例の縦断面図。
FIG. 4 shows a third embodiment of the ceramic spherical plain bearing of the present invention.
The longitudinal section of an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 軸受ハウジング 2 揺動軸 3A,3B 内レース 4 外レース 5,5 内レースの固定リング 6A,6B 内レースのテーパ面 7,7 固定リングのテーパ面 8,8 外レースの固定リング 9,9 固定リングのテーパ面 10,10 外レースのテーパ面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bearing housing 2 Oscillating shaft 3A, 3B Inner race 4 Outer race 5, 5 Inner race fixing ring 6A, 6B Inner race taper surface 7, 7 Taper surface of fixing ring 8, 8 Outer race fixing ring 9, 9 Tapered surface of fixing ring 10,10 Tapered surface of outer race

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】セラミックス製内レースの径方向外周面を
径方向に一定の曲率をもつ凸状または凹状に形成すると
ともに、セラミックス製外レースの径方向内周面を同じ
く径方向に対し前記曲率に一致もしくはほぼ一致する曲
率をもって凹状または凸状に形成したセラミックス製球
面すべり軸受であって、 セラミックス製の内レースよりも線膨張係数の大きな軸
の外周に前記内レースが所要の隙間を存して配置され、
かつ、内レースが、軸に装着される二つの固定リングで
もって軸方向両側から挟まれているとともに、該二つの
固定リングと内レースとの各接触面が当該内レースの軸
方向中央寄りから両側方へ向けて径大となるテーパ面に
形成されることにより軸に同心状に固定されている、こ
とを特徴とするセラミックス製球面すべり軸受。
1. A radially outer peripheral surface of a ceramic inner race is formed in a convex or concave shape having a constant curvature in a radial direction, and a radially inner peripheral surface of a ceramic outer race is also curved with respect to the radial direction. A ceramic spherical plain bearing formed in a concave or convex shape with a curvature that matches or almost matches with the inner race, wherein the inner race has a required gap on the outer periphery of a shaft having a larger linear expansion coefficient than the inner race made of ceramics. Placed
And, the inner race is sandwiched from both sides in the axial direction by two fixing rings attached to the shaft, and each contact surface between the two fixing rings and the inner race is located near the center of the inner race in the axial direction. A ceramic spherical plain bearing characterized in that it is formed concentrically on a shaft by being formed on a tapered surface whose diameter increases toward both sides.
【請求項2】セラミックス製内レースの径方向外周面を
径方向に一定の曲率をもつ凸状または凹状に形成すると
ともに、セラミックス製外レースの径方向内周面を同じ
く径方向に対し前記曲率に一致もしくはほぼ一致する曲
率をもって凹状または凸状に形成したセラミックス製球
面すべり軸受であって、 セラミックス製の外レースよりも線膨張係数の大きな軸
受ハウジングの内周に前記外レースが配置され、かつ、
外レースが、軸受ハウジングに装着される二つの固定リ
ングでもって軸方向両側から挟まれているとともに、該
二つの固定リングと外レースとの各接触面が当該外レー
スの軸方向中央寄りから両側方へ向けて径大となるテー
パ面に形成されることにより内レースが装着される軸に
同心状に固定されている、ことを特徴とするセラミック
ス製球面すべり軸受。
2. A radial inner peripheral surface of a ceramic inner race is formed in a convex or concave shape having a constant curvature in a radial direction, and a radial inner peripheral surface of the ceramic outer race is also curved in the radial direction. A ceramic spherical plain bearing formed in a concave or convex shape with a curvature that matches or almost matches with the outer race, wherein the outer race is disposed on the inner periphery of a bearing housing having a larger linear expansion coefficient than the outer race made of ceramic; and ,
The outer race is sandwiched from both sides in the axial direction by two fixing rings mounted on the bearing housing, and each contact surface between the two fixing rings and the outer race is formed on both sides from the axial center of the outer race. A spherical bearing made of ceramics, characterized in that it is formed concentrically on a shaft on which an inner race is mounted by being formed on a tapered surface whose diameter increases toward the direction.
【請求項3】セラミックス製内レースの径方向外周面を
径方向に一定の曲率をもつ凸状または凹状に形成すると
ともに、セラミックス製外レースの径方向内周面を同じ
く径方向に対し前記曲率に一致もしくはほぼ一致する曲
率をもって凹状または凸状に形成したセラミックス製球
面すべり軸受であって、 セラミックス製の内レースよりも線膨張係数の大きな軸
の外周に前記内レースが所要の隙間を存して配置され、
かつ、内レースが、軸に装着される二つの固定リングで
もって軸方向両側から挟まれているとともに、該二つの
固定リングと内レースとの各接触面が当該内レースの軸
方向中央寄りから両側方へ向けて径大となるテーパ面に
形成されることにより軸に同心状に固定され、 また、セラミックス製の外レースよりも線膨張係数の大
きな軸受ハウジングの内周に前記外レースが配置され、
かつ、外レースが、軸受ハウジングに装着される二つの
固定リングでもって軸方向両側から挟まれているととも
に、該二つの固定リングと外レースとの各接触面が当該
外レースの軸方向中央寄りから両側方へ向けて径大とな
るテーパ面に形成されることにより前記軸に同心状に固
定されている、ことを特徴とするセラミックス製球面す
べり軸受。
3. A radially outer peripheral surface of a ceramic inner race is formed in a convex or concave shape having a constant curvature in a radial direction, and a radially inner peripheral surface of a ceramic outer race is similarly curved with respect to the radial direction. A ceramic spherical plain bearing formed in a concave or convex shape with a curvature that matches or almost matches with the inner race, wherein the inner race has a required gap on the outer periphery of a shaft having a larger linear expansion coefficient than the inner race made of ceramics. Placed
And, the inner race is sandwiched from both sides in the axial direction by two fixing rings attached to the shaft, and each contact surface between the two fixing rings and the inner race is located near the center of the inner race in the axial direction. The outer race is arranged on the inner periphery of a bearing housing having a larger linear expansion coefficient than the ceramic outer race by being formed concentrically on the shaft by being formed on a tapered surface whose diameter increases toward both sides. And
Further, the outer race is sandwiched from both sides in the axial direction by two fixing rings mounted on the bearing housing, and each contact surface between the two fixing rings and the outer race is closer to the axial center of the outer race. A spherical plain bearing made of ceramics, which is formed concentrically on the shaft by being formed on a tapered surface that increases in diameter from both sides toward the shaft.
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