JP2654557B2 - セラミックス軸受の固定装置 - Google Patents
セラミックス軸受の固定装置Info
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- JP2654557B2 JP2654557B2 JP60094588A JP9458885A JP2654557B2 JP 2654557 B2 JP2654557 B2 JP 2654557B2 JP 60094588 A JP60094588 A JP 60094588A JP 9458885 A JP9458885 A JP 9458885A JP 2654557 B2 JP2654557 B2 JP 2654557B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inner ring
- bearing
- bearing inner
- shaft
- conical surface
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温、低温或いはその他の特殊な環境で使
用するのに適したセラミツクス軸受の固定装置に関す
る。
用するのに適したセラミツクス軸受の固定装置に関す
る。
セラミツクス軸受は、耐熱性、耐摩耗性、耐食性、耐
薬品性に富み、強度が大きい等の特徴があるため、最近
各方面に利用されるようになつてきた。
薬品性に富み、強度が大きい等の特徴があるため、最近
各方面に利用されるようになつてきた。
ところが、セラミツクス軸受は、一般に鋼に比べて材
料の線膨脹係数が小さいので、セラミツクス製のころが
り軸受を回転軸に取付ける場合、通常の鋼製の軸受で行
われているようなしめしろによる固定を行うと、使用中
に環境温度が高くなつた場合に、軸材（鋼製）と軸受
（セラミツクス製）間の線膨脹差のため、軸受内径寸法
と軸外径寸法との間の寸法差がさらに大きくなり（しめ
しろが一層大きくなり）、その結果として異常に大きい
引張応力が軸受に作用し、場合によつてはそれだけで軸
受の破損を招くことも起こり得る。反対に、環境温度が
低くなると、上記しめしろが小さくなり、軸受の取り付
けが緩んで振動の原因となる。
料の線膨脹係数が小さいので、セラミツクス製のころが
り軸受を回転軸に取付ける場合、通常の鋼製の軸受で行
われているようなしめしろによる固定を行うと、使用中
に環境温度が高くなつた場合に、軸材（鋼製）と軸受
（セラミツクス製）間の線膨脹差のため、軸受内径寸法
と軸外径寸法との間の寸法差がさらに大きくなり（しめ
しろが一層大きくなり）、その結果として異常に大きい
引張応力が軸受に作用し、場合によつてはそれだけで軸
受の破損を招くことも起こり得る。反対に、環境温度が
低くなると、上記しめしろが小さくなり、軸受の取り付
けが緩んで振動の原因となる。
この解決策として、軸受内径と軸外径との間に予め所
定の隙間を与える方法や、軸受内周と軸外周との間に弾
性体を挿入する方法（特開昭57−6121号）などが提案さ
れた。
定の隙間を与える方法や、軸受内周と軸外周との間に弾
性体を挿入する方法（特開昭57−6121号）などが提案さ
れた。
しかしながら、このような解決方法によつて軸受を回
転軸に取付けて使用する場合、取付け隙間や支持剛性の
不足等が存在すると、回転中に異常振動を起こし、軸受
の早期破損につながることは言うまでもない。同様に、
たとえ組込み時に正常に取付けられた軸受でも、使用環
境で取付け精度が低下する場合には、上記と同様、使用
に耐えない結果を引き起こすことになる。
転軸に取付けて使用する場合、取付け隙間や支持剛性の
不足等が存在すると、回転中に異常振動を起こし、軸受
の早期破損につながることは言うまでもない。同様に、
たとえ組込み時に正常に取付けられた軸受でも、使用環
境で取付け精度が低下する場合には、上記と同様、使用
に耐えない結果を引き起こすことになる。
従つて、本発明は、 1.回転軸に軸受を取付ける再、軸への取付け装置に取付
け隙間を必要とせず、 2.取付け誤差を最小に抑えることができ、 3.環境温度の変化により、過大な応力の発生や取り付け
隙間の発生がなく、 4.環境温度の変化により、取付け誤差の増大を生ずるこ
とがなく、 5.しかも、いろいろな環境条件のもとでも容易に使用す
ることができる、 セラミツクス軸受の固定装置を提供することを目的と
している。
け隙間を必要とせず、 2.取付け誤差を最小に抑えることができ、 3.環境温度の変化により、過大な応力の発生や取り付け
隙間の発生がなく、 4.環境温度の変化により、取付け誤差の増大を生ずるこ
とがなく、 5.しかも、いろいろな環境条件のもとでも容易に使用す
ることができる、 セラミツクス軸受の固定装置を提供することを目的と
している。
本発明によれば、セラミツクス製軸受を、一方の側面
に設けられた軸方向外側に向って拡開する円錐面を有す
るセラミツクス製軸受の内輪を鋼製軸に対して隙間を介
して配設し、前記鋼製軸に嵌装されるとともに一方の側
面が前記円錐面に当接し他方の側面が軸端に螺合される
締め付けナツトを介して前記内輪側に締め付けられる軸
受内輪押さえによりセラミツクス製軸受内輪を軸に固定
する装置であって、前記円錐面の角度θを、 で示される角度とすることにより、環境温度が変化した
とき軸受内輪と軸受内輪押さえとが相対的変位を生じ、
軸、軸受内輪および軸受内輪押さえの熱による膨脹差を
吸収し、上記の問題を解決することができる。
に設けられた軸方向外側に向って拡開する円錐面を有す
るセラミツクス製軸受の内輪を鋼製軸に対して隙間を介
して配設し、前記鋼製軸に嵌装されるとともに一方の側
面が前記円錐面に当接し他方の側面が軸端に螺合される
締め付けナツトを介して前記内輪側に締め付けられる軸
受内輪押さえによりセラミツクス製軸受内輪を軸に固定
する装置であって、前記円錐面の角度θを、 で示される角度とすることにより、環境温度が変化した
とき軸受内輪と軸受内輪押さえとが相対的変位を生じ、
軸、軸受内輪および軸受内輪押さえの熱による膨脹差を
吸収し、上記の問題を解決することができる。
以下、図面に示す実施例に基づき本発明をさらに詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明実施例の縦断面図、第２図は軸受内輪
の左側側面を軸線に対して垂直としたときの第１図の一
点鎖線で囲んだ部分Ａの拡大図で、１は回転軸でその端
部の小径部に軸受（玉軸受）２が取付けられている。軸
受２はその内輪2aおよび外輪2bがセラミツクスで作られ
ている。内輪2aの内径は、軸１の小径部の外径より僅か
に大きく、その両側面は外向きに拡大する角度すなわち
軸受の中心軸に垂直な面に対して角度θで斜截されて円
錐面となつている。軸受２の外輪2bは軸箱５に挿入固定
されている。３は軸受内輪押さえで、その軸受内輪2a側
の側面は内輪2aの側面と同じ角度の円錐面となつてい
る。軸受内輪押さえ３は軸１に挿入後、軸１のねじ部に
螺合した締付ナツト４により、前記両円錐面を密接し、
軸受内輪2aを軸１の大径部に押付け固定とする。
の左側側面を軸線に対して垂直としたときの第１図の一
点鎖線で囲んだ部分Ａの拡大図で、１は回転軸でその端
部の小径部に軸受（玉軸受）２が取付けられている。軸
受２はその内輪2aおよび外輪2bがセラミツクスで作られ
ている。内輪2aの内径は、軸１の小径部の外径より僅か
に大きく、その両側面は外向きに拡大する角度すなわち
軸受の中心軸に垂直な面に対して角度θで斜截されて円
錐面となつている。軸受２の外輪2bは軸箱５に挿入固定
されている。３は軸受内輪押さえで、その軸受内輪2a側
の側面は内輪2aの側面と同じ角度の円錐面となつてい
る。軸受内輪押さえ３は軸１に挿入後、軸１のねじ部に
螺合した締付ナツト４により、前記両円錐面を密接し、
軸受内輪2aを軸１の大径部に押付け固定とする。
つぎに、第２図を参照して、本発明の作用を説明す
る。
る。
第２図において、実線は常温における組込み状態を示
し、二点鎖線は高温における各部が変位した状態を示し
ている。
し、二点鎖線は高温における各部が変位した状態を示し
ている。
軸１の小径部の半径はr0で、ねじ部を除いてｃの長さ
を有し、そこに軸受内輪2aおよび軸受内輪押さえ３が嵌
装され、締付ナット４により締付け固定される。
を有し、そこに軸受内輪2aおよび軸受内輪押さえ３が嵌
装され、締付ナット４により締付け固定される。
軸受内輪2aは内径がｒで（ｒ＞r0）、側面間の半径Ｒ
の位置における幅はａである。また、軸受内輪押さえ３
の半径Ｒの位置における幅はｂである。そて常温（T0）
においては、ａ＋ｂ＝ｃである。軸受２は常温におい
て、軸受内輪2aと軸１との間にｒ−r0の環状の隙間のあ
る状態で組込まれている。
の位置における幅はａである。また、軸受内輪押さえ３
の半径Ｒの位置における幅はｂである。そて常温（T0）
においては、ａ＋ｂ＝ｃである。軸受２は常温におい
て、軸受内輪2aと軸１との間にｒ−r0の環状の隙間のあ
る状態で組込まれている。
環境温度が常温T0から△Ｔ上がつてＴになるときを考
える。なお、軸径r0はあらかじめ予想される膨脹差△ｒ
を考慮してr0≦ｒ−△ｒのような寸法を選んである。
える。なお、軸径r0はあらかじめ予想される膨脹差△ｒ
を考慮してr0≦ｒ−△ｒのような寸法を選んである。
そこで、軸受内輪2aと軸受内輪押さえ３の接触面にお
いて、軸中心からＲの距離にある任意の点Ｐはつぎのよ
うになる。すなわち、 1.軸受について、点Ｐの軸方向の温度上昇による変位
（△Ｐ′）は、近似的に下記のようになる（右向きを＋
とする）。
いて、軸中心からＲの距離にある任意の点Ｐはつぎのよ
うになる。すなわち、 1.軸受について、点Ｐの軸方向の温度上昇による変位
（△Ｐ′）は、近似的に下記のようになる（右向きを＋
とする）。
軸方向の膨脹量……＋ａα１△Ｔ 半径方向の膨脹による軸方向成分……−Ｒα１△Ttanθ 従って、△Ｐ′＝ａα１△Ｔ−Ｒα１△Ttanθ 2.軸受内輪押さえについて、点Ｐの軸方向の温度上昇に
よる変位（△Ｐ″）は同様に下記のようになる。
よる変位（△Ｐ″）は同様に下記のようになる。
軸の軸方向膨脹量……＋ｃα３△Ｔ 軸受内輪押さえの軸方向膨脹量……−ｂα２△Ｔ 軸受内輪押さえの半径方向膨張量の軸方向成分……−Ｒ
α２△Ttanθ 従って△Ｐ″＝ｃα３△Ｔ ＝ｂα２△Ｔ−Ｒα２△Ttanθ 3.初期の締付力を維持するためには△Ｐ′＝△Ｐ″でな
ければならないから、 ａα１△Ｔ−Ｒα１△Ttanθ＝ｃα３△Ｔ−ｂα２△Ｔ
−Ｒα２△Ttanθ ……（１） すなわち 上記のθを求める式において、Ｒが変化するときはθ
も当然変化するが、その変化量はきわめて小さいので、
θはほぼ一定と見做すことができる。
α２△Ttanθ 従って△Ｐ″＝ｃα３△Ｔ ＝ｂα２△Ｔ−Ｒα２△Ttanθ 3.初期の締付力を維持するためには△Ｐ′＝△Ｐ″でな
ければならないから、 ａα１△Ｔ−Ｒα１△Ttanθ＝ｃα３△Ｔ−ｂα２△Ｔ
−Ｒα２△Ttanθ ……（１） すなわち 上記のθを求める式において、Ｒが変化するときはθ
も当然変化するが、その変化量はきわめて小さいので、
θはほぼ一定と見做すことができる。
もし、構成部材に温度差が発生する場合は、上式にお
いて、△Ｔの代わりに予想される条件を入れればよい。
例えば、運転中の軸受の発熱により軸と軸受内輪の間に
△TBの温度差が生じた場合を考えると、上式（１）は、 ａα１（△Ｔ＋△TB）−Ｒα１（△Ｔ＋△TB）tanθ ＝ｃα３△Ｔ−ｂα２△Ｔ−Ｒα２△Ttanθ となるから、従つて、 すなわち により、θの値を補正すればよい。
いて、△Ｔの代わりに予想される条件を入れればよい。
例えば、運転中の軸受の発熱により軸と軸受内輪の間に
△TBの温度差が生じた場合を考えると、上式（１）は、 ａα１（△Ｔ＋△TB）−Ｒα１（△Ｔ＋△TB）tanθ ＝ｃα３△Ｔ−ｂα２△Ｔ−Ｒα２△Ttanθ となるから、従つて、 すなわち により、θの値を補正すればよい。
実際には、この補正量は極く小さい値である上、補正
しない場合でも軸受固定力が増大する方向であつて安全
側であるから、実用上は必ずしも必要でない場合が多
い。
しない場合でも軸受固定力が増大する方向であつて安全
側であるから、実用上は必ずしも必要でない場合が多
い。
上記実施例は、接触面がともに円錐面であつて密接し
た状態で変位するが、一方を円錐面、他方を球面として
点接触させることもでき、任意のＲの値に対応して、同
様に上記の式によってほぼ一定のθを求めることができ
る。
た状態で変位するが、一方を円錐面、他方を球面として
点接触させることもでき、任意のＲの値に対応して、同
様に上記の式によってほぼ一定のθを求めることができ
る。
本発明は、軸受を隙間をもつて軸に嵌装し、軸受内輪
の側面および軸受内輪押さえの側面を共に円錐面或いは
いずれか一方を球面とし、双方を接触角θで密接或いは
点接触させたので、環境温度が変化しても、軸受内輪が
過大な引張り力により損傷を受けることがなく、軸なら
びに軸受内輪押さえが膨脹、収縮しても、内輪両端に対
する締付け力は維持されるので、セラミツクス軸受はつ
ねに所定位置を正確に保持することができる。
の側面および軸受内輪押さえの側面を共に円錐面或いは
いずれか一方を球面とし、双方を接触角θで密接或いは
点接触させたので、環境温度が変化しても、軸受内輪が
過大な引張り力により損傷を受けることがなく、軸なら
びに軸受内輪押さえが膨脹、収縮しても、内輪両端に対
する締付け力は維持されるので、セラミツクス軸受はつ
ねに所定位置を正確に保持することができる。
第１図は、本発明の一実施例の縦断側面図。 第２図は作用を説明するための、第１図の一点鎖線で囲
んだ部分Ａの拡大図。 １……回転軸、２……軸受 2a……軸受内輪、2b……軸受外輪 2c……ボール ３……軸受内輪押さえ ４……締付けナツト ５……軸箱
んだ部分Ａの拡大図。 １……回転軸、２……軸受 2a……軸受内輪、2b……軸受外輪 2c……ボール ３……軸受内輪押さえ ４……締付けナツト ５……軸箱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭58−187610（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−62321（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】一方の側面に設けられた軸方向外側に向っ
て拡開する円錐面を有するセラミツクス製軸受の内輪を
鋼製軸に対して隙間を介して配設し、前記鋼製軸に嵌装
されるとともに一方の側面が前記円錐面に当接し他方の
側面が軸端に螺合される締め付けナツトを介して前記内
輪側に締め付けられる軸受内輪押さえによりセラミツク
ス製軸受内輪を軸に固定する装置であって、前記円錐面
の角度θを、 で示される角度とすることにより、環境温度が変化した
とき軸受内輪と軸受内輪押さえとが相対的変位を生じ、
軸、軸受内輪および軸受内輪押さえの熱による膨脹差を
吸収するようにしたことを特徴とする、セラミツクス軸
受の固定装置。 - 【請求項２】軸受内輪の前記一方の側面に当接する軸受
内輪押さえの面が軸受内輪の前記一方の側面と同じ角度
で軸方向外側に向かって拡開する円錐面である特許請求
の範囲第１項に記載の装置。 - 【請求項３】軸受内輪の前記一方の側面に当接する軸受
内輪押さえの面が軸受内輪の前記一方の側面と当接する
凸球面である特許請求の範囲第１項に記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094588A JP2654557B2 (ja) | 1985-05-04 | 1985-05-04 | セラミックス軸受の固定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094588A JP2654557B2 (ja) | 1985-05-04 | 1985-05-04 | セラミックス軸受の固定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61252917A JPS61252917A (ja) | 1986-11-10 |
| JP2654557B2 true JP2654557B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=14114435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60094588A Expired - Lifetime JP2654557B2 (ja) | 1985-05-04 | 1985-05-04 | セラミックス軸受の固定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2654557B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2586503B2 (ja) * | 1987-08-17 | 1997-03-05 | 日本精工株式会社 | 軸受の取付装置 |
| JPH048826U (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-27 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187610U (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-13 | 三菱電機株式会社 | 座金 |
| JPS5962321U (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-24 | 日本精工株式会社 | 軸受の固定装置 |
-
1985
- 1985-05-04 JP JP60094588A patent/JP2654557B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61252917A (ja) | 1986-11-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |