JPH01275915A - 軸受取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転軸をハウジング内に支持する２つの軸受の
取付装置に関する。

本明細書および特許請求の範囲の記載において、“軸受
“なる語はローラ軸受またはローラもしくは玉軸受のい
ずれかを指すため用いられ、“ローラ”なる語はローラ
ならびに玉の総称である。

軸方向推力をうける回転軸を取付ける際には、軸受に軸
方向予備負荷を加えることが必要であり、軸受は、軸受
の一方のローラおよびレースがこの軸受に加えられる軸
方向負荷がゼロまたは負になるとき分解することが防止
されるように、軸を支持する。

このことは通常各部分の大きさを決めることによって達
成され、そこで軸受は取付装置に含まれる各部分のそれ
自体の強度に応じて確実に取付けられる。

しかしながら、実際には、取付装置が同じ２つの軸受を
備えるとき、一方の軸受が分解する前に軸に加えうる最
大の軸方向推力は軸方向予備負荷の最大２．８倍である
ことが分っている。さらに、そのような取付装置は、外
部条件、とくに温度ならびに取付装置の機能を損なう内
部条件とくにレースの摩耗に敏感である。

フランス国特許第２４７６４０７号または米国特許第４
２２６４８５号により、軸受の一方を外側レースとハウ
ジングとの間に延びるスペーサ膜を介して組付けること
が公知であり、スペーサ部材は大きい半径方向強度およ
び軸受に所定の軸方向予備負荷を加える所定の軸方向可
撓性を９する。

そのような取付装置は、強固な取付装置よりも熱によっ
て生ずる寸法の変化に対する感度は小さいが、軸受が分
解する前に加えられる軸方向推力は推力の方向によりい
ちじるしく異っている。さらに、得られる取付装置の軸
方向可撓性は加えられる軸方向推力の方向に従って異な
る。したがって、この取付装置は、軸方向推力の方向が
使用中一定である装置に限定される。

ドイツ国特許第８５９５４７号には軸受の２つの外側レ
ースを２つの環状可撓性膜によって取付けることが開示
されている。しかしながら、外側凹所を膜内端へ取付け
ることは軸方向ならびに半径方向の可撓性または膜強度
に関して精度を欠く。

その結果、上記特許に開示された装置は、ハウジングに
対する軸の軸線の位置の正確に制御された位置決めを実
施するのに有効でなく、また軸受への正確に制御された
軸方向予備負荷を実施するのに有効でもない。

〔発明が決しようとする課題〕

本発明は、２つの軸受をその２つの外側レースに取付け
た環状可撓性膜によって支持するようにした従来技術に
おける上記の欠点、すなわち、ハウジングに対する軸の
軸線の位置の正確に制御された位置決めを実施するのに
有効でなく、また軸受への正確に制御された軸方向予備
負荷を実施するのに有効でもない点を改善することを目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、ハ
ウジング内に軸を支持する２つの軸受であって、前記各
軸受が軸に固定された内側レースおよび外側レースを含
む前記軸受を取付ける装置において、装置が大きい半径
方向強度および所定の軸方向可撓性を有する２つの環状
膜型スペーサ部材を備え、前記スペーサ部材が外端およ
び内端を有し、各スペーサ部材の内端が各軸受の外側レ
ースに固定されまた各スペーサ部材の外端がハウジング
内に固定され、前記両スペーサ部材が非応力状態におい
て所定量の軸方向に変形され、それによりスペーサ部材
が正確に所定の軸方向予備負荷を前記軸受の前記外側レ
ースに加えるようにした装置に関する。

本発明の別の特徴によれば、両方の模型スペーサ部材は
互いに接近して設置され、それにより両方のスペーサ膜
がほとんど同じ環境条件にあり、部材の一方がその内端
で直接一方の軸受の外側レースに固定され、一方ハウジ
ング内の他端において第１部材に近接して固定された他
方の膜がその内端で軸を囲む長い管状スリーブに固定さ
れ、スリーブの反対側端部が他方の軸受の外側レースに
取付けられている。

さらに、心出し膜がスリーブのこの反対側端部とスリー
ブとの間に取付けられ、前記心出し膜は大きい半径方向
強度を有するが、その唯一の目的が軸受の同心を維持す
ることであるため、軸方向強度は無視しうるものであっ
て、それ自体の軸方向強度が２つのスペーサ膜の軸方向
可撓性を妨害することを回避している。

〔実施例〕

本発明の詳細な説明する前に従来技術について説明する
。

第４図に示す従来技術から分るように、ハウジング１２
内に取付けられ軸線Ｘ−Ｘの周りで回転する軸１０は、
２つの軸受１４Ａおよび１４Ｂによってほぼ剛性的に取
付けられている。各軸受は輔１０に直接固定された内側
レース１６Ｆおよび１６Ｒ１およびハウジング１２内に
直接固定された外側レース１８Ｆおよび１８Ｒを有する
。

要素の軸方向変位およびそれらの特性は、軸受に軸方向
予備負荷Ｆ、を加えるように選択され、そのＴ備負荷は
軸１０の軸方向推力がまったくないとき２つの軸受１４
Ｆおよび１４Ｒに等しく加えられる。

軸方向推力Ｆが軸１０にたとえば図面の矢印方向に加え
られるとき、この推力は前方軸受１４Ｆに生ずる軸方向
負荷Ｆ、を増大し、対応して、後方軸受１４Ｒによって
発生した軸方向負荷を減少し、軸は最初の甲高位置から
距離Δ８だけ変位する。

最大推力ＦＭを超えると、後方軸受１４Ｒに生じた軸方
向負荷はゼロに減少し、この軸受のローラは分解し、作
用に悪影響を及ぼす。

第５図のグラフは、軸１０に加えられる軸方向推力の関
数として、それぞれ前方および後方軸受１４Ｆおよび１
４Ｒに生ずる軸方向負荷（Ｆ　Ｆ）および（ＦＲ）、お
よび最初の位置Ａからの軸方向変位Δ８の実験による曲
線を示す。

負荷は横座標にそして変位は縦座標に示され、図面の右
に向かう正の変位は上向きに示され、左に向かう負の変
位は下向きに示されている。

軸は最初基点Ａによって示された平衡位置を占め、各軸
受に対する軸方向負荷はともにＦＰに等しく、点Ａと曲
線（Ｆ　Ｆ）および（Ｆ　Ｒ）の交点との間の水平部分
の長さは同じである。

軸方向推力Ｆ１が加えられると、軸は軸方向距離Δ工だ
け変位し、軸受に生ずる軸方向負荷は、ＦＦ＋　　　Ｆ
＋−ＦＲ＋のような、ＦＦ、およびＦＲ，となる。

ある限界を超えると、ＦＲはゼロになり、軸受１４Ｒの
レースおよびローラは分解する。この状態において、最
大の軸方向推力ＦＭはＦＲに等しくなり、実験ではＦＭ
−２，８Ｆｐであった。

しかしながら、この種の取付装置は種々の要因、とくに
集合体のいくつかの要素の軸方向寸法精度、および周囲
温度にとくに敏感である。実際、各要素は、異った熱膨
張率を有する種々の材料から作られ、小さい温度差が軸
方向予備負荷ＦＰの重大な変化をもたらす。したがって
、最大の軸方向負荷ＦＭは正確かつ厳密に決定すること
はできない。

さらに、たとえば軸受レースの摩耗によりまたは軸受へ
の不純物の侵入によるような、軸の軸方向位置ΔＸの好
ましくない変化が起きる。

フランス国特許第２４７６４０７号によって公知の第６
図に略図的に示す第２の従来技術によれば、後方軸受１
４Ｒはハウジングに直接でなくスペーサ膜２０を介して
固定されている。

膜２０は、後方軸受１４Ｒの外側レースに固定された内
端２２およびハウジング１２内に固定された外端２４を
何する、平らな円板状部材である。

さらに、スペーサ膜は大きい半径方向強度および一定の
可撓性をＨする。

大きい半径方向強度のため、スペーサ膜２０は実際にハ
ウジング１２内における軸受１４Ｒのしたがって軸１０
を完全に同心に維持する。

一定の軸方向可撓性のため、非応力状態において膜によ
って画定された平面から膜内端がどのような軸方向の変
位にも、軸受１４Ｆ、１４Ｒの外側レース１８Ｆ、１８
Ｒに加えられる予備負荷を発生する。

軸方向推力Ｆ１を加えると、軸は軸方向推力のない軸の
ゞｒｚ衡位置を示す点Ａから距離Δ８たけ移動し、軸受
１４Ｆおよび１４Ｒに生ずる軸方向負荷はＦＦ、および
ＦＲ，に変化する。

第７図のグラフに示すように、それを超えると後方軸受
１４Ｒのレースおよびローラが分解するか、または他の
場合軸方向負荷ＦＲはゼロとなる最大軸方向推力ＦＭは
、同し軸方向予備負荷ＦＰよりいちじるしく大きい。

明らかに、上記説明は軸方向推力が前方軸受から後方軸
受に向う、すなわち第６図の右方に向う方向に加えられ
る場合である。

軸方向推力が反対方向に加えられるとき、それを超える
と前方軸受１４Ｆのレースおよびローラか分解する、す
なわちＦＦがゼロになる最大推力１４ＦＭは、はるかに
小さくなる。

以Ｆ、本発明の詳細な説明する。

第２図に略本された本発明によれば、両方の軸受１４Ｆ
、１４Ｒはそれぞれ前記特徴を有するスペーサ膜２０を
介して取付けられている。

したがって、スペーサ膜内端２２がそれらの非応力位置
から向合って変形するとき、軸１０は平衡位置をとり、
その位置は第３図にＡで示すように（Ｆ　Ｆ）、（ＦＲ
）に対してほぼ対称に湾曲し、両方の軸受は同じ軸方向
予備負荷ＦＰをうける。

前の場合のように、軸方向推力Ｆ１の負荷は軸を距離Δ
８たけ軸方向に動かし、前方および後方軸受１４Ｆおよ
び１４Ｒによって生じた軸方向負荷ＦＦ、およびＦＲ，
の変化を生じ、それを超えると軸受１４Ｒのレースおよ
びローラが分解する最大軸方向推力はＦＦに等しくなる
。

この実施例において、反対方向に加えられる軸ｈ″向推
力に対する反力は対称であることが分る。

換言すれば、加えうる最大軸方向推力は方向に係イ）ら
ず同じてあり、取付装置から得られる軸方向可撓性は、
最大軸方向推力に達するまで、両方向に同じである。

第１図に示す本発明のもつともよい実施例において、両
方のスペーサ膜２０．２６はハウジング１２の端部付近
に設けられている。前方膜２６は直接前方軸受１４Ｆの
外側レース１８Ｆに取付けられ、一方後方膜２０は軸１
０を囲む長い管状スリーブ３２の端部３０に取付けられ
て後方軸受１４Ｒの外側レース１８Ｒまで延び、スリー
ブ３２の反対側端部３４は外側レース１８Ｈに固定され
ている。

膜２０．２６の外端２４．２９が互いに接触し、かつ嵌
合形状を備えることがａ利であり、そこで確実に相対的
に正確な軸方向および半径方向位置決めができる。

この装置により、両方のスペーサ膜２０．２６ははゾ同
じ環境に設置され、とくに温度に対して同様の影響をう
ける。

明らかに、後方軸受１４Ｒはハウジング１２と同心でな
ければならず、このことは第３膜または心出し膜３６に
よって確実に実施され、この膜は大きい半径方向強度を
有するが反対に軸方向強度は無視することができ、膜３
６ははＶ自由に軸１０の軸方向変位に追随し、後方軸受
１４Ｒおよび輔１０の一方または双方に好ましくない軸
方向力を加えることがない。

この実施例はとくに回転軸を両端がいちじるしく異った
温度になる装置に取付けることを意図している。スペー
サ膜は最低の温度になる端部に設けることが好ましい。

この実施例において、正確に制御された最初の変形を膜
２０．２６に与える装置は、前方軸受の内側レース１６
Ｆと軸の肩部４０との間に挿入されるリング３８を備え
ている。リング３８の軸方向厚さは、この非応力状態に
おいて、正確に決められた量だけスペーサ膜が変形され
、軸受１４Ｆ、１４Ｒにスペーサ膜２６．２０によって
加えられる軸方向］’ｇ負荷か正確に一定量になるよう
な、ものである。

リング以外のすべての要素の組立てをまず天狗するのが
好ましい。スペーサ膜は非応力状態にある。前方軸受の
内側レースと軸の対応する肩部とを分離する軸方向間隙
は正確に測定される。

その後リングが特別に制作され、リングはスペーサ膜の
所望の所定の軸方向変形の対応する所定量より少ない軸
方向間隙の幅に等しい厚さを有する。

リングを含む全要素は最終的に組立てられる。

スペーサ膜は図示の円板形とは異なる他の形状を備える
こともできる。とくに、スペーサ膜は大きい頂角を有す
る截頭円錐形とすることもできる。

図示しない別の変型によれば、膜は全体的に平坦な形状
を合し環状しわ型とすることもできる。

簡単な平板構造の利点は、膜の物理的特性、とくにその
軸方向可撓性が数学的モデルを用いて容易に達成するこ
とかできることである。

そのようなモデルを使用することによって得られる結果
の予１ｌｌｌＩ性は、膜製造に使用される材料の適当な
選択によって改善される。

また、膜製造に使用される飼料の選択は、所要の所定の
軸方向可撓性を有する集合体を設計するとき作用する、
パラメータの一つである。

所望の所定の軸方向可撓性を得るため変更しうる他のパ
ラメータの中には、膜の厚さおよびその内径および外径
がある。

最後に、本発明の範囲は、この技術に通じた人に明らか
なように、固定ハウジング内への回転軸の取付けに限定
されるものでなく、固定軸の周りの回転ハウジングの取
付けをも含むものである。

〔発明の効果〕

本発明は、２つの軸受をその２つの外側レースに取付け
た環状口■撓性膜によって支持するようにした軸受取付
装置において、両方の膜の外端を接近して固定すること
により両方の膜の環境条件をはゾ同じにし、ハウジング
に対する軸の軸線の位置の正確に制御された位置決め、
および軸受への正確に制御された軸方向予備負荷を達成
することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は本発明によ
る装置の略断面図、第３図は第２図の装置に対する軸受
によって生ずる軸方向負荷と軸の軸方向変位の関係を示
すグラフ、第４図は回転軸を支持する２つの軸受の従来
技術による取付装置の断面図、第５図は第４図の装置に
おける軸受によって生ずる軸方向負荷と軸の軸方向変位
の関係を示すグラフ、第６図は従来技術による第２の取
付装置の略断面図、第７図は第３図の装置に対する第２
図と同様のグラフである。 １０・・軸、１２・・・ハウジング、１４Ｆ、１４Ｒ・
・・軸受、１６Ｆ、１６Ｒ・・・内側レース、１８Ｆ、
１８Ｒ・・・外側レース、２０．２６・・・膜、３０・
・・端部、３２・・・スリーブ、３４・・・端部、３６
・・・心出し膜、３８・・・リング。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ｎ− な；　　　　　々− 蛎釈；―−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジング内に軸を支持する２つの軸受であつて、
   前記各軸受が軸に固定された内側レースおよび外側レー
   スを有する軸受を取付ける装置において、装置が大きい
   半径方向強度および所定の軸方向可撓性を有する２つの
   環状膜型スペーサ部材を備え、前記スペーサ部材が外端
   および内端を有し、各スペーサ部材の内端が各軸受の外
   側レースに固定されまた各スペーサ部材の外端がハウジ
   ング内に固定され、前記両スペーサ部材が非応力状態に
   おいて所定量の軸方向に変形され、それによりスペーサ
   部材が正確に所定の軸方向予備負荷を前記軸受の前記外
   側レースに加える、軸受取付装置。 ２、２つの膜が互いに接近して設置され、それにより両
   方の膜がほとんど同じ環境条件にあり、両方の膜の外端
   がハウジング内に接近して固定され、第１膜の内端が第
   １軸受の外側レースに固定され、装置がさらに前記軸を
   囲む長い管状スリーブを備え、前記スリーブが第２膜の
   内端に固定された第１端部および第２軸受の外側レース
   に固定された第２端部を有し、装置がさらにハウジング
   内に固定された外端およびスリーブの第２端部に固定さ
   れた内端を有する心出し膜を備え、前記心出し膜が大き
   い半径方向強度および無視しうる軸方向強度を有する、
   請求項１記載の装置。 ３、前記スペーサ膜が平らな環状円板として形成された
   、請求項１記載の取付装置。 ４、前記スペーサ膜が截頭円錐形である請求項１記載の
   装置。 ５、前記スペーサ膜が環状のしわを有する全体的に平ら
   な環状円板として形成された、請求項１記載の装置。 ６、前記軸が固定され前記ハウジングが回転する請求項
   １記載の装置。