JP6422387B2 - ベアリング取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、ベアリングをトレランスリングを介してシャフト等の被取付部材に取付けるベアリング取付構造に係る技術分野に属する。

ベアリング取付構造としては、ベアリング側と被取付部材側との間に高精度の機械的な工作，加工を施して、ベアリングを被取付部材に圧入嵌合させるものがある。然しながら、このベアリング取付構造では取付けコストがかなり高くなってしまうことから、低コストでベアリングを被取付部材に取付けることのできる技術の開発が要望されている。

従来、低コストでベアリングを被取付部材に取付けることを指向した技術としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１には、ベアリングの軸長よりも短い幅の環状のトレランスリング嵌合溝が被取付部材に設けられ、トレランスリング嵌合溝にトレランスリングが嵌合され、ベアリングがトレランスリングを覆うように被取付部材に圧入嵌合されたベアリング取付構造が記載されている。

特許文献１に係るベアリング取付構造は、ベアリング，被取付部材の間の摩擦力とトレランスリングの弾圧力とによって被取付部材に対するベアリングの固定力を確保することで、ベアリング側と被取付部材側との間の高精度の機械的な工作，加工を不要にして、ベアリングの被取付部材への取付けコストを低減させるものである。

特開２００２−１３０３１０号公報

特許文献１に係るベアリング取付構造では、ベアリング，被取付部材の間の摩擦力とトレランスリングの弾圧力というベアリングの軸方向で性質の異なる２種類の固定力によってベアリングを被取付部材に取付けているため、短期の使用でガタ付き等の不具合が生じやすく耐久性が低いという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、耐久性の高いベアリング取付構造を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係るベアリング取付構造は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、環状のトレランスリング嵌合溝が被取付部材に設けられ、トレランスリング嵌合溝にバネ要素からなるトレランスリングが嵌合され、ベアリングがトレランスリングを介して被取付部材に圧入嵌合されたベアリング取付構造において、トレランスリング嵌合溝及びトレランスリングの幅はベアリングの軸長よりも長く形成され、トレランスリングは、軸方向に延び周方向に一定の間隔を介して配置された隆起部が設けられ、該隆起部は谷部を囲んで相対する２つ山形状に山部が形成される共に該山部の軸方向の幅はベアリングの軸長よりも長く形成され、トレランスリング嵌合溝は、ベアリングの圧入嵌合の際に生じるトレランスリングの弾性変形を吸収するスペースが確保された溝深さを深くした部分である逃溝が設けられている、ことを特徴とする。

この手段では、トレランスリング嵌合溝及びトレランスリングの幅はベアリングの軸長よりも長く形成されることで、ベアリングの軸方向で性質の単一の種類の固定力（トレランスリングの弾圧力のみ）によってベアリングを被取付部材に取付けることになる。また、トレランスリング嵌合溝には、ベアリングの圧入嵌合の際に生じるトレランスリングの弾性変形を吸収するスペースが確保された溝深さを深くした部分である逃溝が設けられることで、ベアリングの被取付部材への圧入嵌合の際に生ずるトレランスリングの弾性変形を吸収するスペースが確保される。

この手段では、軸方向に延び周方向に一定の間隔を介して配置された隆起部が設けられ、トレランスリングの隆起部の山部の軸方向の幅はベアリングの軸長よりも長く形成されることで、トレランスリングの弾圧力がベアリングの両端部の軸方向にも掛かることになる。

この手段では、トレランスリングは、軸方向に延び周方向に一定の間隔を介して配置された隆起部が設けられ、該隆起部は谷部を囲んで相対する２つ山形状に山部が形成されることで、トレランスリングの各隆起部の弾圧力が強化される。

本発明に係るベアリング取付構造は、トレランスリング嵌合溝及びトレランスリングの幅がベアリングの軸長よりも長く形成されることで、ベアリングの軸方向で性質の単一の種類の固定力（トレランスリングの弾圧力のみ）によってベアリングを被取付部材に取付けることになるため、短期の使用でガタ付き等の不具合が生じることがなく耐久性が高くなる。また、トレランスリング嵌合溝にベアリングの圧入嵌合の際に生じるトレランスリングの弾性変形を吸収するスペースが確保された溝深さを深くした部分である逃溝が設けられることで、ベアリングの被取付部材への圧入嵌合の際のトレランスリングの変形，損傷が回避される効果がある。

さらに、トレランスリングの隆起部の山部の軸方向の幅はベアリングの軸長よりも長く形成されることで、トレランスリングの弾圧力がベアリングの両端部の軸方向にも掛かることになるため、ベアリングの軸方向へのズレを確実に防止することができる効果がある。

さらに、トレランスリングの各隆起部が谷部を囲んで相対する２つ山形状に山部が形成されることで、トレランスリングの各隆起部の弾圧力が強化されるため、ベアリングの固定力が強化される効果がある。

本発明に係るベアリング取付構造を実施するための形態の第１例の断面図であり、（Ａ）に取付け前の状態が示され、（Ｂ）に取付け後の状態が示されている。 図１のＸ−Ｘ線断面図である。 図２の要部の拡大平面図である。 図１の取付け工作を示す要部の拡大図である。 図１の取付け状態における固定力の作用を説明する簡略図である。 本発明に係るベアリング取付構造を実施するための形態の第２例の取付け後の状態の断面図である。 本発明に係るベアリング取付構造を実施するための形態の第３例の取付け後の状態の断面図である。

以下、本発明に係るベアリング取付構造を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５は、本発明に係るベアリング取付構造を実施するための形態の第１例を示すものである。

第１例では、紙幣，伝票等の紙類を送るローラの軸受部として構成するに好適なものを示してある。

第１例は、ベアリング１と被取付部材２との間にトレランスリング嵌合溝３，逃溝４，トレランスリング５が設けられた構成になっている。

ベアリング１は、外輪１１と内輪１２との間でボール１３が転動するラジアル軸受タイプからなるものである。

被取付部材２は、ベアリング１の内輪１２側が圧入嵌合される円柱形のシャフトからなるものである。

トレランスリング嵌合溝３は、被取付部材２の外周面に環状に掘込み形成されている。トレランスリング嵌合溝３の幅(軸長)ａは、ベアリング１の軸長ｂよりも長く形成されている。

逃溝４は、トレランスリング嵌合溝３の内部のベアリング１が圧入される方向に圧入嵌合の際に生じるトレランスリングの弾性変形を吸収するスペースが確保された溝深さを深くして部分的に掘込み形成されている。逃溝４の位置については、トレランスリング嵌合溝３の内部のベアリング１が圧入される側の端部から少しの間隔ｃが確保される。

トレランスリング５は、トレランスリング嵌合溝３に嵌合されるもので、一部を切除した円板リング状の本体部５１の外周側に隆起部５２を突出させたバネ要素からなる。隆起部５２は、本体部５１の周方向に谷部５２ａを介して山部５２ｂが相対する２つ山形状に形成されて幅(軸方向)方向に延び、本体部５１の周方向に６０度の角度を介して３〜１０個（例えば６個）が放射状に配置されている。隆起部５２の山部５２ｂは、両端部（トレランスリング５の幅方向の）に連続され、谷部５２ａを囲む格好となっている。隆起部５２の山部５２ｂの軸方向の幅ｄは、本体部５１よりも短いがベアリング１の軸長ｂよりも長く形成されている。また、図３に示すように、隆起部５２の山部５２ｂの谷部５２ａを介した幅ｅは、軸方向の両端部で絞込まれている。

第１例によると、まず、被取付部材２に設けられているトレランスリング嵌合溝３にトレランスリング５が嵌合される。その後、被取付部材２にベアリング１を圧入嵌合させ、ベアリング１をトレランスリング５の外側に位置させることになる。

このとき、図４に拡大されて示されるように、トレランスリング嵌合溝３とトレランスリング５との間に少しのクリアランスｆが存在するため、ベアリング１の圧入嵌合が容易になる。

この結果、ベアリング１は、ベアリング１の軸長ｂよりも長い幅ａのトレランスリング５のみに当接され、トレランスリング５の弾圧力によってのみ被取付部材２に固定されることになる。即ち、ベアリング１がベアリング１の軸方向で性質の単一の種類の固定力によって被取付部材２に取付けられることになるため、ベアリング１がベアリング１の軸方向で性質の異なる２種類の固定力によって被取付部材２に取付けられる特許文献１に記載の技術に比して、短期の使用でベアリング１のガタ付き等の不具合が生じることがなくなる。従って、耐久性がかなり高くなる。

なお、ベアリング１がベアリング１の軸長ｂよりも長い幅ａのトレランスリング５のみに当接されることになって、ベアリング１と被取付部材２との直接的な接触が避けられ摩耗がなくなるため、被取付部材２の素材として鋼材の他により軟質のアルミニウム、黄銅等も選択することができるようになる。

さらに、第１例では、ベアリング１が被取付部材２に圧入嵌合されトレランスリング５を加圧することになるが、図４に示すように、加圧されたトレランスリング５の一部が逃溝４に押込まれることになる。即ち、逃溝４によって、ベアリング１の被取付部材２への圧入嵌合の際に生ずるトレランスリング５の弾性変形を吸収するスペースが確保されている。従って、ベアリング１の被取付部材２への圧入嵌合の際のトレランスリング５の変形，損傷が回避されると同時に、ベアリング内・外輪の大きな変形による精度の劣化が回避される。また、逃溝４がベアリング１の圧入される側の端部から少しの間隔ｃが確保される位置にあるため、弾性変形したトレランスリング５の端部が逃溝４に引掛かって弾性復元が阻止されるようなことは起こらない。

第１例の取付け工作が完了した状態では、ベアリング１がトレランスリング５の隆起部５２の山部５２ｂの大部分を押潰した格好となる。ただし、トレランスリング５の隆起部５２の山部５２ｂの幅ｄがベアリング１の軸長Ｂよりも長く形成されていることと、隆起部５２の山部５２ｂから、トレランスリング５の隆起部５２の山部５２ｂが両端部で連続されていることとから、押潰されないで残存した隆起部５２の山部５２ｂが弾圧力をベアリング１の両端部の軸方向にも掛けることになる(図１参照)。従って、ベアリング１の軸方向へのズレが確実に防止され、従来スラスト方向への抜けや移動止めとして使用されているＣ型トメ輪が不要となる。なお、トレランスリング５の隆起部５２の山部５２ｂの谷部５２ａを介した幅ｅが軸方向の両端部で絞込まれ軸方向の両端部で押潰にの提供が強くなっていることも、ベアリング１の軸方向へのズレの防止に役立つ。

さらに、ベアリング１によって押潰されたトレランスリング５の隆起部５２の山部５２ｂは、２つ山形状であることから、１つ山形状よりも広い面積に弾圧力を発揮してトレランスリング５の弾圧力が強化される。

図６は、本発明に係るベアリング取付構造を実施するための形態の第２例を示すものである。

第２例では、被取付部材２が小径部分２１と大径部分２２との間に段差面２３を有して、小径部分２１にベアリング１を圧入嵌合するものを示してある。

第２例によると、被取付部材２の段差面２３をトレランスリング嵌合溝３の一端側の介面として利用することで、トレランスリング嵌合溝３を容易に形成することができる。

図７は、本発明に係るベアリング取付構造を実施するための形態の第３例を示すものである。

第３例では、被取付部材２が端面から空芯部２４が掘込まれ、空芯部２４にベアリング１の外輪１１を圧入固定するものを示してある。

第３例では、トレランスリング５の隆起部５２を内側に突出させることで、第１例，第２例と同様の作用，効果を奏することができる。

以上、図示した各例の外に、被取付部材２としてある程度の肉厚を有するパイプを選択することも可能である。

本発明に係るベアリング取付構造は、紙幣，伝票等の紙類を送るローラの軸受部以外の広範な精密な軸受部に適用が可能である。

１ ベアリング
２ 被取付部材
３ トレランスリング嵌合溝
４ 逃溝
５ トレランスリング
５２ 隆起部
５２ａ 谷部
５２ｂ 山部

Claims (1)

1. 環状のトレランスリング嵌合溝が被取付部材に設けられ、トレランスリング嵌合溝にバネ要素からなるトレランスリングが嵌合され、ベアリングがトレランスリングを介して被取付部材に圧入嵌合されたベアリング取付構造において、
   トレランスリング嵌合溝及びトレランスリングの幅はベアリングの軸長よりも長く形成され、
   トレランスリングは、軸方向に延び周方向に一定の間隔を介して配置された隆起部が設けられ、該隆起部は谷部を囲んで相対する２つ山形状に山部が形成される共に該山部の軸方向の幅はベアリングの軸長よりも長く形成され、
   トレランスリング嵌合溝は、ベアリングの圧入嵌合の際に生じるトレランスリングの弾性変形を吸収するスペースが確保された溝深さを深くした部分である逃溝が設けられている、
   ことを特徴とするベアリング取付構造。