JP3897193B2 - すべり軸受 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高温環境下で使用されるすべり軸受、特に線膨張係数の比較的大きい材料のシャフト或いはハウジングと、線膨張係数の小さい材料の内輪（リング）及び外輪とを組み合わせて形成されるすべり軸受であって、内輪或いは外輪を固定するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高温環境下で使用されるすべり軸受は、図６に示すように、ハウジング２２に外輪２４を嵌め入れ、また、シャフト２１には内輪２３を嵌め入れ、外輪２４に内輪２３を嵌合させた構成としてある。これら外輪２４と内輪２３との間の潤滑には二硫化モリブデン等が使用される。そして前記ハウジング２２やシャフト２１を鋼製とし、外輪２４や内輪２３にはセラミックスや固体潤滑剤成形体で製作される。この場合、ハウジング２２と外輪２４との嵌合或いはシャフト２１と内輪２３との嵌合（固定）は、圧入か焼嵌めである。
【０００３】
また、鋼製のシャフトとセラミックス製の内輪とを嵌合（固定）する方法としては、図７に示すように、鋼製の鍔３１ｂ付のシャフト３１にセラミックス製の内輪３３を嵌合すると共に、該シャフト３１には雄ねじ３１ａを形成し該内輪３３を固定する構成のものが知られている（特開平２−２５３０１０号）。３４は外輪であり、これら内輪３３と外輪３４との間にはころ３５を保持した保持器３６が配置される。この場合、前記シャフト３１の内輪３３を嵌合固定する表面には溝３１ｃを設けて応力を緩和している。
【０００４】
或いは、鋼製のシャフトとセラミックス製の内輪とを嵌合（固定）する他の方法としては、図８に示すように、鋼製のシャフト４１にセラミックス製の内輪４３を緩く嵌合（すきま嵌め）すると共に、該シャフト４１両側から別部材の固定用リング４２、４６を圧入して該内輪４３を固定する構成のものが知られている（特開平３−１４０６２５号）。４４は外輪であり、これら内輪４３と外輪４４との間にはころ４５を保持した保持器４８が配置される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すように、ハウジング２２に外輪２４を圧入し、シャフト２１に内輪２３を圧入し、外輪２４と内輪２３とをすべり軸受とするタイプのものは、温度変化により締代が変化してこれら外輪２４や内輪２３等が割れる恐れがある。また、すきま嵌めでは外輪２４の鍔２４ａや内輪２３の鍔２３ａで軸方向の移動を固定している以外位置決めができない。
また、図７に示すタイプのものでは、内輪３３の嵌合固定は圧入か焼嵌めになるため、メインテナンスで内輪３３を交換する際にシャフト３１からの内輪３３の抜き差しが困難である。
更に、図８に示すタイプのものは、温度変化が大きい場合、線膨張係数の大きいシャフト４１が伸びてリング４２、４６が緩む可能性があり内輪４３の固定状態が不安定となる。
【０００６】
この発明は上記する課題に対処するためになされたものであり、圧入や焼嵌めのような嵌合作業を必要とせず嵌合が容易であり、高温環境下で使用しても割れが生ぜず、且つ高温状態の熱膨張で嵌め合いすき間が負になっても応力を緩和することのできるすべり軸受を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は、上記する課題を解決するために、すべり軸受が、請求項１に記載の発明は、ハウジング（２）に設けた雌ねじ（２ａ）に、外周面に雄ねじ（６ａ）を設けた固定リング（６）を螺合させ、雌ねじ穴に外輪（４）を嵌め入れ、更に、該外輪（４）を入れた後外周面に雄ねじ（８ａ）を設けた固定リング（８）を螺合させ、これら固定リング（６，８）で両側を固定した前記外輪（４）に、シャフト（１）に設けた雄ねじ（１ａ）に、内周面に雌ねじ（５ａ）を設けた固定リング（５）を螺合させた後、該シャフト（１）を内輪（３）に嵌め入れ、更に、該内輪（３）を嵌め入れた後内周面に雌ねじ（７ａ）を設けた固定リング（７）を螺合させ、これらの固定リング（５，７）で両側を固定された前記内輪（３）を嵌め入れて成り、
ハウジング（２）に螺合させる一方の固定リング（６）には、側面に軸方向に対して傾斜するテ−パ（６ｃ）を設けた突起部（６ｂ）と内径方向に延設した鍔部（６ｄ）とを形成し、ハウジング（２）に螺合させる他方の固定リング（８）には、前記固定リング（６）に設けた突起部（６ｂ）に対向する側の側面にテ−パ（８ｃ）を設けた突起部（８ｂ）と内径方向に延設した鍔部（８ｄ）とを形成し、外輪（４）の内周面両端部には、前記二つの突起部（６ｂ，８ｂ）に設けたテ−パ（６ｃ，８ｃ）と接合するテ−パ面（４ｂ、４ｃ）を設けて該外輪（４）を固定すると共に、
シャフト（１）に設けた雄ねじ（１ａ）に螺合させる一方の固定リング（５）には、側面に軸方向に対して傾斜するテ−パ（５ｃ）を設けた突起部（５ｂ）と外径方向に延設した鍔部（５ｄ）とを形成し、該シャフト（１）に設けた雄ねじ（１ａ）に螺合させる他方の固定リング（７）には、前記固定リング（５）に設けた突起部（５ｂ）に対向する側の側面にテ−パ（７ｃ）を設けた突起部（７ｂ）と外径方向に延設した鍔部（７ｄ）とを形成し、内輪（３）の内周面両端部には、前記二つの突起部（５ｂ，７ｂ）に設けたテ−パ（５ｃ，７ｃ）と接合するテ−パ面（３ｂ，３ｃ）を設けて該内輪（３）を固定して成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記すべり軸受において、ハウジング（２）に螺合させる一方の固定リング（６）には、側面に軸方向に対して傾斜するテ−パ（６ｃ）を設けた突起部（６ｂ）を形成し、ハウジング（２）に螺合させる他方の固定リング（８）には、前記固定リング（６）に設けた突起部（６ｂ）に対向する側の側面にテ−パ（８ｃ）を設けた突起部（８ｂ）を形成し、外輪（４）の内周面両端部には、前記二つの突起部（６ｂ，８ｂ）に設けたテ−パ（６ｃ，８ｃ）と接合するテ−パ面（４ｂ，４ｃ）を設け、前記二つの固定リング（６，８）のテ−パ面（６ｃ，８ｃ）面と外輪（４）のテーバ面（４ｂ，４ｃ）とをそれぞれ接合して該外輪（４）を固定して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
或いは、請求項３に記載の発明は、前記すべり軸受において、シャフト（１）に設けた雄ねじ（１ａ）に螺合させる一方の固定リング（５）には、側面に軸方向に対して傾斜するテ−パ（５ｃ）を設けた突起部（５ｂ）を形成し、シャフト（１）に設けた雄ねじ（１ａ）に螺合させる他方の固定リング（７）には、前記固定リング（５）に設けた突起部（５ｂ）に対向する側の側面にテ−パ（７ｃ）を設けた突起部（７ｂ）を形成し、内輪（３）の外周面両端部には、前記二つの突起部（５ｂ，７ｂ）に設けたテ−パ（５ｃ，７ｃ）と接合するテ−パ面（３ｂ，３ｃ）を設け、前記二つの固定リング（５，７）のテ−パ面（５ｃ，７ｃ）と内輪（３）のテ−パ面（３ｂ，３ｃ）とをそれぞれ接合して該内輪（３）を固定して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明のすべり軸受をハウジング及びシャフトに取り付け、嵌合させた状態の断面図である。このすべり軸受は、ハウジング２と、該ハウジング２側に嵌め入れる外輪４と、該外輪４の両側に嵌め入れる固定用リング６，８と、シャフト１と、該シャフト１を嵌め入れる内輪３と、該内輪３の両側に嵌め入れる固定用リング５，７と、で構成される。前記ハウジング２及びシャフト１は例えば鋼材で製作され、外輪４や内輪３はこれらハウジング２及びシャフト１よりも線膨張係数の小さい例えばセラミックスで製作する。
【００１１】
前記外輪４を嵌め入れるハウジング２の内周面には、雌ねじ２ａが設けられ、該外輪４を固定する固定用リング６，８の外周面には、それぞれ前記雌ねじ２ａと螺合する雄ねじ６ａ，８ａが設けられている。また、前記内輪３に嵌め入れるシャフト１の外周面には、雄ねじ１ａが設けられ、該内輪３を固定する固定用リング５，７の内周面には、それぞれ前記雄ねじ１ａと螺合する雌ねじ５ａ，７ａが設けられている。
【００１２】
図２は、前記ハウジング２に外輪４を嵌め入れ固定用リング６，８で該外輪４を固定する方法を示す図である。先ず、ハウジング２には、一方の固定用リング６を前記雌ねじ２ａと螺合させてねじ込み適当な位置に置く。該固定リング６の側面には、軸方向に突起部６ｂが形成され、該突起部６ｂには軸方向に対して所定角度傾斜するテ−パ６ｃが形成してある（図２（Ａ））。次に、外輪４をハウジング２内に嵌め入れるが、この場合、ハウジング２と外輪４とはハウジング２の雌ねじ２ａの内径（山径）が外輪４の外径より大きいか、同一径とした通常の『すき間嵌め』である（図２（Ｂ））。
前記外輪４の内周側の一方の端部には、前記固定リング６の突起部６ｂに設けたテ−パ６ｃと同一の角度のテ−パ４ｂ（面取り）が形成され、該外輪４の内周側の他方の端部にも軸方向に対して所定角度のテ−パ４ｃ（面取り）が形成されている。そして、前記固定リング６の突起部６ｂに設けたテ−パ６ｃと外輪４のテ−パ４ｂとを接合させる。次に、該外輪４を嵌め入れた後、もう一方の固定リング８をハウジング２の雌ねじ２ａに螺合させて嵌め入れる。該固定リング８にも、前記固定リング６の突起部６ｂと対向する側面に突起部８ｂが形成されると共に、該突起部８ｂには軸方向に所定角度、即ち、前記外輪４のもう一方のテ−パ４ｃの角度と同一角度のテ−パ８ｃが形成されている。そして該固定リング８の突起部８ｂのテ−パ８ｃと外輪４のテ−パ４ｃとを接合させ、該固定リング８を外輪４に押しつけて固定する（図２（Ｃ））。
【００１３】
図３は、前記シャフト１に内輪３を嵌め入れ固定用リング５，７で該内輪３を固定する方法を示す図である。先ず、シャフト１には、一方の固定用リング５を前記雄ねじ１ａと螺合させてねじ込み適当な位置に置く。該固定リング５の側面には、軸方向に突起部５ｂが形成され、該突起部５ｂには軸方向に対して所定角度傾斜するテ−パ５ｃが形成してある（図３（Ａ））。次に、内輪３にシャフト１を嵌め入れるが、この場合、シャフト１と内輪３とは、内輪３の内径がシャフト１の雄ねじ１ａの外径（山径）より大きいか、または同一径とした通常の『すき間嵌め』である（図３（Ｂ））。
前記内輪３の外周側の一方の端部には、前記固定リング５の突起部５ｂに設けたテ−パ５ｃの角度と同一の角度のテ−パ３ｂが形成され、該内輪３の外周側の他方の端部にも軸方向に対して所定角度のテ−パ３ｃが形成されている。そして、前記固定リング５のテ−パ５ｃと内輪３のテ−パ３ｂとを接合させる。次に、シャフト１に内輪３を嵌め入れた後、もう一方の固定リング７をシャフト１の雄ねじ１ａに螺合させて嵌め入れる。該固定リング７にも、軸方向に前記固定リング５の突起部５ｂとは対向する側面に突起部７ｂが形成されると共に、該突起部７ｂには軸方向に所定角度、即ち、前記内輪３のもう一方のテ−パ３ｃと同一角度のテ−パ７ｃが形成されている。そして該固定リング７の突起部７ｂのテ−パ７ｃと内輪３のテ−パ３ｃとを接合し、該固定リング７を内輪３に押しつけて固定する（図３（Ｃ））。
【００１４】
上記するように、この発明のすべり軸受の外輪４側は、ハウジング２に雌ねじ２ａを設け、外輪４を嵌め入れ、該外輪４の両側から外周面に雄ねじ６ａを設けた固定リング６と、外周面に雄ねじ８ａを設けた固定リング８とで固定するものであり、内輪３側は、シャフト１に雄ねじ１ａを設け、内輪３にシャフト１を嵌め入れ、該内輪３の両側から内周面に雌ねじ５ａを設けた固定リング５と、内周面に雌ねじ７ａを設けた固定リング７とで固定するものである。そして、該ハウジング２の材質と固定リング６，８の材質、及びシャフト１と固定リング５，７とは線膨張係数がほぼ同等のものを用いる。
【００１５】
また、前記外輪４を固定する固定リング６，８の内径方向に鍔部６ｄ，８ｄがそれぞれ延設され、内輪３を固定する固定リング５，７の外径側には鍔部５ｄ，７ｄがそれぞれ延設されているが、前記外輪４や内輪３を固定するに際しては固定リング６，８或いは固定リング５，７にはこれらの鍔部６ｄ，・・等は必須のものではない。しかし、これらの鍔部６ｄ，・・等は、後述するように、潤滑剤溜まり用の空間１５，１６を形成するための溝部１２，１１，１４，１３を形成するためには必要となる。
【００１６】
図４は、ハウジング２に固定した外輪４に、シャフト１に固定した内輪３を嵌め入れる場合の断面図である。即ち、前記ハウジング２に両側から固定リング６、８により外輪４を固定し、シャフト１に両側から固定リング５、７により内輪３を固定した状態で、該シャフト１をハウジング２に嵌め入れると、図１に示すように、外輪４に内輪３を嵌合したすべり軸受が形成される。
また、外輪４を固定する一方の固定リング６には突起部６ｂと鍔部６ｄが形成され、内輪３を固定する固定リング５には突起部５ｂと鍔部５ｄが形成されるが、外輪４と内輪３との嵌合状態において、突起部６ｂと鍔部６ｄと外輪４のテ−パ４ｂとの間、及び突起部５ｂと鍔部５ｄと内輪３のテ−パ３ｂとの間には、それぞれ溝１２、１１が形成され、これら溝１２と溝１１との間には環状の空間１５が形成される。同様に、他方の固定リング８、７と外輪４のテ−パ４ｃ及び内輪３のテ−パ３ｃとの間も溝１４、１３との間に環状の空間１６が形成される。そしてこれらの環状の空間１５、１６は『潤滑剤溜まり』或いは『磨耗粉溜め』となる。
【００１７】
図５（Ａ）はこの発明のすべり軸受の外輪側の断面図であり、図５（Ｂ）はその一部拡大図である。
上記構成からなるこの発明のすべり軸受は、固定リング６，８の突起部６ｂ，８ｂが外輪４のテ−パ４ｂ，４ｃに押しつけるとき、それぞれ若干弾性変形してこれら外輪４を押さえつけることで固定される。即ち、高温時にハウジング２が熱膨張した場合、外輪４には内径方向へ力がかかるが、前記固定リング６，８の突起部６ｂ，８ｂは径方向に弾性変形しながら外輪４を押さえ固定する。このような固定リング６等の作用によりすべり軸受の温度変化による緩みを防止することができる。前記シャフト１が熱膨張した場合の内輪３を固定する固定リング５，７についても同様である。また、外輪４や内輪３或いはリング６，８、５，７等の交換に際しては、これら固定リング６，８、５，７等とハウジング２やシャフト１とがねじ結合であるため極めて簡単に交換することができる。
【００１８】
尚、上記実施例においては、ハウジング２側に嵌め入れる外輪４にのみテ−パ面４ｂ，４ｃを形成すると共に、固定リング６，８にテ−パ６ｃ，８ｃを設けた突起部６ｂ，８ｂを形成し、シャフト１側の内輪３にはテ−パ面３ｂ，３ｃを設けず、また、該内輪３を固定する固定リング５，７にもテ−パ５ｃ，７ｃや突起部５ｂ，７ｂを設けないすべり軸受としてもよいし、逆に、シャフト１側に嵌め入れる内輪３にのみテ−パ面３ｂ，３ｃを形成すると共に、固定リング５，７にテ−パ５ｃ，７ｃを設けた突起部５ｂ，７ｂを形成し、ハウジング２にはテ−パ面４ｂ，４ｃを設けず、更に、固定リング６，８にもテ−パ６ｃ，８ｃや突起部６ｂ，８ｂを設けないすべり軸受としてもよい。また、実施の形態では、固定リング６，８の突起部６ｂ，８ｂは連続した円形としているが、円形状で不連続であってもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明のすべり軸受によれば、ハウジング及びシャフトと、外輪及び内輪と、これら外輪や内輪を固定する固定リング等、はそれぞれ別種の材料、即ち、線膨張係数の異なる部材であるため、圧入による固定とは異なり、割れが殆ど発生しなくなる。また、このすべり軸受は『すきま嵌め』でよく、且つ外輪や内輪を固定する固定リングは『ねじ止め』によりハウジングやシャフトに嵌め込むため、取付けや取外しが容易となる。更に、高温時の熱膨張差により嵌め合いのすき間が負になっても、固定リングの弾性変形により対処することができる。また、ハウジングやシャフトと固定リングとの嵌め合い面にはねじが加工されているため膨張時の応力を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のすべり軸受をハウジング及びシャフトに取り付け、嵌合させた状態の断面図である。
【図２】 ハウジングに外輪を嵌め入れ固定用リングで該外輪を固定する方法を示す図であって、図２（Ａ）はハウジングに一方の固定リングを螺合させた状態、図２（Ｂ）は、一方の固定リングに外輪を接合させた状態、図２（Ｃ）はハウジングに外輪を嵌め入れて両側から固定リングで固定した状態を示す図である。
【図３】 シャフトを内輪に嵌め入れ固定用リングで内輪を固定する方法を示す図であって、図３（Ａ）はシャフトに一方の固定リングを螺合させた状態、図３（Ｂ）は、一方の固定リングに内輪を接合させた状態、図３（Ｃ）はシャフトに内輪を嵌め入れて両側から固定リングで固定した状態を示す図である。
【図４】 ハウジングに固定した外輪に、シャフトに固定した内輪を嵌め入れる状態の断面図である。
【図５】 図５（Ａ）はこの発明のすべり軸受の外輪側の断面図であり、図５（Ｂ）はその一部拡大図である。
【図６】 図６（Ａ）は、従来のすべり軸受の軸方向に対して直角な面の断面図であり、図６（Ｂ）は、軸方向の断面図である。図６（Ａ）は、図６（Ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】 従来のころ軸受の一部断面図である。
【図８】 従来のすべり軸受の一部断面図である。
【符号の説明】
１ シャフト
１ａ 雄ねじ
２ ハウジング
２ａ 雌ねじ
３ 内輪
３ｂ，３ｃ テ−パ面
４ 外輪
４ｂ，４ｃ テ−パ面
５，７ 固定リング
５ｂ，７ｂ 突起部
５ｃ，７ｃ テ−パ
５ｄ，７ｄ 鍔部
６，８ 固定リング
６ｂ，８ｂ 突起部
６ｃ，８ｃ テ−パ
６ｄ，８ｄ 鍔部
１１，１２ 溝
１３，１４ 溝
１５，１６ 空間

Claims (3)

1. ハウジングに設けた雌ねじに、外周面に雄ねじを設けた固定リングを螺合させ、雌ねじ穴に外輪を嵌め入れ、更に、該外輪を入れた後外周面に雄ねじを設けた固定リングを螺合させ、これら固定リングで両側を固定した前記外輪に、シャフトに設けた雄ねじに、内周面に雌ねじを設けた固定リングを螺合させた後、該シャフトを内輪に嵌め入れ、更に、該内輪を嵌め入れた後内周面に雌ねじを設けた固定リングを螺合させ、これらの固定リングで両側を固定された前記内輪を嵌め入れて成り、ハウジングに螺合させる一方の固定リングには、側面に軸方向に対して傾斜するテ−パを設けた突起部と内径方向に延設した鍔部とを形成し、ハウジングに螺合させる他方の固定リングには、前記固定リングに設けた突起部に対向する側の側面にテ−パを設けた突起部と内径方向に延設した鍔部とを形成し、外輪の内周面両端部には、前記二つの突起部に設けたテ−パと接合するテ−パ面を設けて該外輪を固定すると共に、
   シャフトに設けた雄ねじに螺合させる一方の固定リングには、側面に軸方向に対して傾斜するテ−パを設けた突起部と外径方向に延設した鍔部とを形成し、該シャフトに設けた雄ねじに螺合させる他方の固定リングには、前記固定リングに設けた突起部に対向する側の側面にテ−パを設けた突起部と外径方向に延設した鍔部とを形成し、内輪の内周面両端部には、前記二つの突起部に設けたテ−パと接合するテ−パ面を設けて該内輪を固定して成ることを特徴とするすべり軸受。
2. ハウジングに螺合させる一方の固定リングには、側面に軸方向に対して傾斜するテ−パを設けた突起部を形成し、ハウジングに螺合させる他方の固定リングには、前記固定リングに設けた突起部に対向する側の側面にテ−パを設けた突起部を形成し、外輪の内周面両端部には、前記二つの突起部に設けたテ−パと接合するテ−パ面を設け、前記二つの固定リングのテ−パ面と外輪のテ−パ面とをそれぞれ接合して該外輪を固定して成ることを特徴とする請求項１に記載のすべり軸受。
3. シャフトに設けた雄ねじに螺合させる一方の固定リングには、側面に軸方向に対して傾斜するテ−パを設けた突起部を形成し、シャフトに設けた雄ねじに螺合させる他方の固定リングには、前記固定リングに設けた突起部に対向する側の側面にテ−パを設けた突起部を形成し、内輪の外周面両端部には、前記二つの突起部に設けたテ−パと接合するテ−パ面を設け、前記二つの固定リングのテ−パ面と内輪のテ−パ面とをそれぞれ接合して該内輪を固定して成ることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のすべり軸受。

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