JPH01307517A - 軸と環体との取付具 - 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〕 この発明は、軸に取り付けられる環体、たとえば転がり
軸受の内輪、滑り軸受のスリーブが軸とは異なる線膨張
係数をもつ材料からなる場合における軸と環体との取付
具に関する。

〔従来の技術〕

従来、軸と環体との線膨張係数が異なる場合、たとえば
セラミック材からなる軸受内輪を鋼材からなる軸に取り
付けるときの装置については、ＬＵｌｌＲＩｃＡＴＩＯ
Ｎ　ＥＮＧＩＮＩ！ＲＩＮＧ　１９８１年７月号の４０
７〜４１５頁に記載された間座付き転がり軸受に関する
報文が知られている。この軸受は、内輪の軸方向両側端
面が中心軸線に対して外開きの傾斜面であって、軸に対
して半径方向すきまをもつすきまばめにより嵌合され、
鋼材からなる一対の間座を軸に対してしめ代をもつしま
りばめにより嵌合し、この間座の一方の軸方向端面に形
成された内輪の軸方向端面と同一角度の傾斜面によって
、内輪の軸方向両側端面を挟着した６構成としたもので
あり、軸と内輪との線膨張係数の差に基づく熱応力によ
って内輪が損傷することがないようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の転がり軸受においては、すきまばめにより軸に嵌
合された内輪を、軸にしまりばめにより嵌合された一対
の間座によって挟着したときに、内輪と軸との芯ずれが
生じたり、あるいは中心線同士が傾くことがあるため、
取付時にはこのような偏心や傾きのないように細心の注
意を払う必要があった。

また、従来の転がり軸受は、使用時に急激な温度変化が
生じたときに、内輪の軸方向両側端面の熱応力により内
輪と間座との間に相対的な変位が起こり、このため無理
な力が生じて内輪が損傷することがあり、さらにこの場
合に軸受に作用する荷重が大きくなると、内輪と間座と
の接触面（傾斜面）における伝達荷重が、くさび作用に
よってきわめて大きくなるため、ますます内輪が損傷し
やすくなるという欠点があった。

この発明は、上記の欠点を除去して、軸と、軸とは異な
る線膨張係数を有する環体との組付けが容易にでき、か
つ熱応力に起因する環体の損傷を防止することができる
取付具を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明においては、軸の
線膨張係数とは異なる線膨張係数を有する環体は、その
軸方向両側端面が中心軸線に対して垂直面、または外開
きの傾斜面であって、軸に対して半径方向すきまをもつ
はめあいとし、この環体を軸に組み付ける取付具を、そ
れぞれ一対の間座と取付環とにより構成している。

上記の取付具を構成する一対の間座は、軸に固く係合す
る係合面が内径面または一方の軸方向端面に形成された
環状体であって、環体の軸方向端面に対する挾着面を有
している。

また、上記の取付具を構成する一対の取付環は、間座の
外径面に固く係合する少なくとも一つの係合面が内径面
に形成された環状体であって、環体の軸方向端部の外径
面に嵌合される取付面と環体の軸方向端面の一部に対す
る挾着面とのうち少なくとも取付面を内径面に有してい
る。

環体の線膨張係数が軸の線膨張係数よりも小さい値のも
のである場合は、間座は軸と同等以下の線膨張係数を有
する材料、取付環は環体と同等以下の線膨張係数を有す
る材料によりそれぞれ成形したものを使用するのが好ま
しい。

また、この発明を転がり軸受の内輪と軸との組付けに適
用する場合は、環体である内輪の外径面に嵌合する一対
の取付環の少なくとも一方は、その軸方向端部を転がり
軸受の転動体に対する案内つばに兼用するか、または転
動体の保持器に対する案内輪に兼用してもよく、案内つ
ばと案内輪との双方に兼用してもよい。

〔作用〕

この発明の取付具は、間座の外径面に取付環を固く係合
させて一体にした組立体としての取扱いが可能であり、
軸に半径方向すきまをもって嵌合された環体は、その軸
方向両側端面が少なくとも軸に固く係合した間座の軸方
向端面に形成された挾着面により挟着され、環体の軸方
向両端部の外径面には取付環の内径面に形成された取付
面が嵌合する。

この発明の取付具によって軸に取り付けられた環体は、
使用時に温度変化が生じても、環体と軸とはすきまばめ
であるため、互いに干渉することがなく、この環体の外
径面には間座に固く係合した取付環が嵌合し、間座は軸
に固く係合しているため、環体に作用する荷重は取付環
と間座とを経て軸に伝達され、荷重が取付環と間座とに
負担される。

環体の線膨張係数が軸のそれよりも小さい場合において
、間座が軸と同等以下の線膨張係数を有し、取付環が環
体と同等以下の線膨張係数を有しているときは、使用時
の温度変化によって間座と軸との固い保合が緩んだり、
取付環と環体とのはめあいすきまが増加することがなく
、環体から軸への荷重伝達がより確実に行われる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明を円筒ころ軸受の内輪と軸との組付
けに適用した実施例の上半部を示す縦断側面図である。

この円筒ころ軸受は、外輪ｌ、内輪２．および外輪１と
内輪２との間に配設された円筒ころ３により構成され、
円筒ころ３は保持器４に保持案内されて転勤するように
なっている。

上記の円筒ころ軸受の外輪１は通常の軸受鋼により作ら
れるが、内輪２は軸１０の材料の線膨張係数とは異なる
線膨張係数を有する材料により成形され、その軸方向両
側の各端面２ａは、中心軸線〇−ｏに対して直交する垂
直面を形成し、軸１０に対するはめあいが半径方向すき
まをもつすきまばめとなる内径寸法を有している。

この内輪２は・その軸方向両端部がそれぞれ一対の間座
３０と取付環４０とからなる取付具２０を介して軸１０
に組み付けられている。

間座３０は内輪２と同一外径寸法をもつ環状体に成形さ
れ、その一方の軸方向端面ば内輪２の軸方向端面２ａを
挾着する挾着面３１であり、内径面は軸ｌＯにしまりば
めにより固く係合する係合面３２になっている。

取付環４０は、間座３０よりも軸方向幅が長い環状体に
成形され、その内径面のうち間座３０の軸方向幅に対応
する部分が間座３０の外径面に固く係合する係合面４２
であり、係合面４２以外の部分が内輪２の外径面に嵌合
される取付面４３になっている。

間座３０に対して取付環４０を固く係合させる手段とし
ては、取付環４０の係合面４２をしまりばめによって間
座３０に嵌合するか、または取付環４０の係合面４２と
間座３−０の外径面とを接着。

溶接、圧接等により固着するか、あるいはねじ締着によ
り結合するかのいずれかの手段を採用すればよい。

上記の取付具２０を構成する間座３０と取付環４０との
成形材料については、温度変化が生じても固い係合状態
が維持される限り、双方の線膨張係数が同じであっても
よく、相違していてもよい。

また、間座３０と軸ｌＯとの材料についても、同様に双
方の線膨張係数が同一であっても、相違していてもよく
、さらに取付環４０と内輪２との材料の線膨張係数につ
いても同一でもよく、相違してもよい。

ただし、鋼材からなる軸１０にセラミック材からなる内
輪２を組み付ける場合、すなわち内輪２の線膨張係数が
軸１０の線膨張係数よりも小さい場合においては、間座
３０は鋼材の線膨張係数と同等、またはそれよりも小さ
い線膨張係数を有する材料（たとえば、特殊合金、イン
バー等）により成形したものを使用し、取付環４０はセ
ラミック材の線膨張係数と同等、またはそれよりも小さ
い線膨張係数を有する材料（たとえば、インバー。

エリンバ−９特殊合金、複合材料等）により成形したも
のを使用するのが好ましい。

上記構成の間座３０と取付環４０とを、軸１０と内輪２
とに取り付けるに当たっては、あらかじめ間座３０の外
径面に取付環４０の係合面４２を固く係合させ、一体と
しての取扱いができる組立体とする。

このように間座３０と取付環４０とが一体に組み立てら
れた取付具２０を一対用意して、軸１０にすきまばめで
嵌合された内輪２を挟んで、一対の間座３０をしまりば
めにより軸１０に嵌合し、取付環４０の取付面４３を内
輪２の外径面に嵌合させることにより、内輪２の軸方向
両側端面２ａが間座３０の挾着面３１によって挾着され
る。

これにより、軸１０に対して高精度で、しかも簡単な操
作で内輪２を組み付けることができ、組付時に、間座３
０の内径面に形成されている係合面３２や取付環４０の
内径面に形成されている取付面４３が損傷することはな
い。

上記のようにして内輪２が軸１０に組み付けられている
円筒ころ軸受は、軸ｌＯと内輪２との線膨張係数が異な
っているから、使用時の発熱または冷却による温度変化
に応じて軸１０と内輪２との相対的寸法が取付時とは相
違することになるが、内輪２は軸１０にすきまばめによ
り嵌合しているので、互いに干渉することはない。

また、内輪２の外径面には、間座３０に固く係合した取
付環４０が嵌合し、間座３０は軸１０にしまりばめによ
り嵌合しているため、内輪２に作用する外力、トルク等
の荷重は取付環４０と間座３０とを経て軸１０に伝達さ
れることになり、取付環４０と間座３０が荷重を負担す
るので、内１輪２が熱応力による過大な力を受けること
はない。

とくに、内輪２の線膨張係数が軸１０のそれよりも小さ
い場合に、間座３０は軸１０と同等以下の線膨張係数を
有する材料によるもの、取付環４０は内輪２と同等以下
の線膨張係数を有する材料によるものをそれぞれ使用し
たときは、使用時の温度変化に応じて内輪２と軸１０と
の間の半径方向すきまが増減するが、軸１０に対する間
座３０のしめ代は減少することがなく、この間座３０に
固く係合している取付環４０と内輪２とのはめあいが緩
むこともないので、寸法、材質等を適切に選定、設計す
ることにより取付環４０は内輪２に大きな圧力を与える
ことなく内輪２を保持することができ、軸１０に対する
荷重の伝達がより有効に、かつ確実に行われる。

第２図は、円筒ころ軸受についての他の実施例の上半部
を示す縦断側面図である。

円筒ころ軸受自体については、第１図に示した軸受と同
一構成であるから、同一部品に同一符号を付すにとどめ
、説明を省略する。

取付具２０の構成部品である一対の間座３０は、円筒部
３０ａと、円筒部３０ａの端部から半径方向外側に突出
する円環部３０ｂとからなる環状体であって、円筒部３
０ａの内径面が軸１０にしまりばめで固く係合する係合
面３２であり、円環部３０ｂはその外径面が内輪２の外
径面と同一直径を有し、その軸方向端面が内輪２の軸方
向端面２ａに対する挾着面３１になっている。

取付具２０の構成部品である一対の取付環４０は、円筒
部４０ａと、円筒部４０ａの端部から半径方向内側に突
出する円環部４０ｂとからなる環状体であり、円筒部４
０ａの内径面のうち円環部４０ｂ側の一部分および円環
部４０ｂの内径面が、それぞれ間座３０の円環部３０ｂ
および円筒部３０ａの各外径面に固く係合する係合面４
２ａ、４２ｂであり、取付環４０の円環部４０ｂの側面
（段面）が間座３０の円環部３０ｂの側面（段面）に係
合する係合面４２ｃになっている。また、取付環４０の
円筒部４０ａの内径面のうち、前記間座３０の円環部３
０ｂに対する係合面４２ａ以外の部分が内輪２の外径面
に嵌合される取付面４３になっている。

上記の間座３０と取付環４０とは、第１図の場合と同様
に取付環４０の各係合面４２　ａ、　　４２　ｂ。

４２ｃをこれに対応する間座３０の各面に固く係合させ
・一体の取付具２０となったものを用いて軸１０と内輪
２とに取り付ける。

上記構成の取付具２０を軸１０と内輪２とに取り付ける
ときは、第１図の場合と同様の操作を行えばよく、取付
具２０によって内輪２が軸１０に組み付けられた円筒こ
ろ軸受の使用時に温度変化が生じたときの作用、効果に
ついても第１図の場合と異なるところはないから、繰り
返しての説明を省略する。

なお、この実施例の円筒ころ軸受においては、内輪２の
外径面に嵌合されている取付環４０は、円筒部４０ａの
円環部４０ｂとは反対側の軸方向端面４４が円筒ころ３
の端面に近接して対向し、さらに円筒部４０ａの軸方向
端部の外径面４５が保持器４の内径面に近接して対向す
るような形状・寸法に成形されており、取付環４０の円
筒部４０ａの軸方向端部が円筒ころ３に対する案内つば
としての機能と保持器４に対する案内輪としての機能と
を兼備した構成にしである。これらの２つの機能はいず
れか一方の機能のみを兼備させてもよく、また一対の取
付環４０のうちの一方の取付環のみに上記の機能を兼備
させてもよい。

第３図は、この発明を玉軸受の内輪と軸との組付けに適
用した実施例の上半部を示す縦断側面図である。

この玉軸受は、外輪１．内輪２および保持器６によって
保持案内される玉５により構成されている。

上記の玉軸受の内輪２は、その線膨張係数が軸の線膨張
係数とは異なる材料により成形され、その軸方向両側端
面２ａには中心軸線０−Ｏに対してそれぞれ外開き方向
に拡大する角度をもつ傾斜面が形成され、内径面は軸１
０に対してすきまばめとなる直径を有している。

この内輪２を軸ＩＯに組み付ける取付具２０は、それぞ
れ一対の間座３０と取付環４０とにより構成されている
。　　゛ 間座３０は、一方の軸方向端面に傾斜面が形成された円
筒部３０ａと、円筒部３０ａの傾斜面側とは反対側の端
部から半径方向外側に突出する円環部３０ｂとからなる
環状体であって、円筒部３０ａの傾斜面が内輪２の軸方
向端面２ａの内周側の一部分に対する挾着面３１であり
、挾着面３１とは反対側の軸方向端面が後述する保合手
段を介して軸１０に固く係合する係合面３２になってい
る。

取付環４０は、内筒部４０ａと、円筒部４０ａの軸方向
のほぼ中央部から半径方向内側に突出する円環部４０ｂ
とからなる環状体であり、円環部４０ｂの内径円と一方
の側面とがそれぞれ間座３０の円筒部３０ａの外径面と
円環部３０ｂの側面（段面）とに係合する係合面４２ａ
、４２ｃである。取付環４０の円筒部４０ａの一方の側
の内径面４６は、間座３０の円環部３０ｂの外径面に対
してすきまばめで嵌合されるはめあい面になっている。

また、取付環４０の円筒部４０ａの他方の側の内径面は
内輪２の外径面に嵌合される取付面４３であり、円環部
４０ｂの取付面４３側の側面に形成された傾斜面が、内
輪２の軸方向端面の外周側部分に対する挾着面４１にな
っている。

上記の間座３０と取付環４０とは、間座３０の円筒部３
０ａの外径面に取付環４０の円環部４０ｂの係合面４２
ａをしまりばめ等により固（保合させて一体の取付具２
０としたものを一対用意して内輪２を軸１０に組み付け
る。

軸１０にすきまばめで嵌合された内輪２を挟んで、一対
の取付具２０の間座３０を軸１０に嵌合し、一方の取付
具２０は間座３０の係合面（軸方向端面）３２を軸１０
のフランジ１）の側面に当接させ、他方の取付具２０の
間座３０の係合面（軸方向端面）３２に、軸１０に螺合
した止めナツト１５により軸方向の押圧力を与えて、双
方の間座３０を軸１０に固（保合させるとともに、内輪
２の外径面に一対の取付具２０の取付環４０の取付面４
３を嵌合させることにより、内輪２の軸方向両側端面２
ａが間座３０の挾着面３１と取付環４０の挾着面４１と
によって挟着される。

この実施例の取付具２０と、この取付具２０によって軸
１０に組み付けられた内輪２とについても、前記各実施
例と同様の作用、効果が得られる。

前述した各実施例においては、転がり軸受の内輪と軸と
の取付具について説明したが、この発明において軸に組
み付けられる環体としては、転がり軸受の内輪に限定さ
れるものではな（、滑り軸受の軸に組み付けられるスリ
ーブであってもよく、また、軸受の内輪やスリーブ以外
の環体、たとえば歯車、カム等の部品を軸に組み付ける
場合においても、この発明を適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明においては、軸とは異な
る線膨張係数を有する環体を軸にすきまばめにより嵌合
し、間座と間座に固（保合した取付環とからなる一対の
取付具を用いて、間座を軸に固く係合させて内輪の軸方
向両側端面を少なくとも間座により挟着し、取付環を環
体の軸方向両端の外径面に嵌合することによって、前記
環体が軸に組み付けられる構成としている。

したがって、この発明によれば、間座と取付環とは固く
結合した一体の取付具として取扱うことができるので、
はめあいすきまをもつ環体を軸に対して高精度の同心度
で、しかも簡単に組み付けることができるだけでなく、
間座と取付環とを損傷させることなく組み付けることが
可能となる。

また、この発明の取付具により環体が軸に組み付けられ
た装置は、使用中に温度変化が生じても、環体に作用す
る荷重は取付環と間座とにより負担され、熱応力による
環化の破損を防止することができるので、装置の高性能
が維持され、信頼性の高い取付具が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を円筒ころ軸受に適用した実施例を
示す上半部縦断側面図、第２図は、この発明を円筒ころ
軸受に適用した他の実施例を示す上半部縦断側面図、第
３図は、この発明を玉軸受に適用した実施例を示す上半
部縦断側面図である。 図中、２は環体（内輪）、２ａは環体の軸方向端面、１
０は軸、２０は取付具、３０は間座、′３１は間座の挾
着面、３２は間座の係合面、４０は取付環、４１は取付
環の挾着面、４２は取付環の係合面、４３は取付環の取
付面である。 第　１　区 第２図 、５Ｕｌ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸の線膨張係数とは異なる線膨張係数を有する環
   体の軸方向両側端面に中心軸線に対して垂直面または外
   開きの傾斜面が形成され、軸に対して半径方向すきまを
   もって嵌合される前記環体を軸に組み付ける取付具が、
   軸に固く係合する係合面を内径面または一方の軸方向端
   面に有する環状体であって、前記環体の軸方向端面に対
   する挾着面を有する一対の間座と、前記間座の外径面に
   固く係合する少なくとも一つの係合面を内径面に有する
   環状体であって、前記環体の軸方向端部の外径面に嵌合
   される取付面と環体の軸方向端面の一部に対する挾着面
   とのうち少なくとも前記取付面を内径面に有する一対の
   取付環とにより構成されていることを特徴とする軸と環
   体との取付具。
2. （２）環体の線膨張係数が軸のそれよりも小さいとき、
   間座の線膨張係数が軸のそれと同等以下であり、取付環
   の線膨張係数が環体のそれと同等以下である請求項（１
   ）記載の軸と環体との取付具。
3. （３）環体が転がり軸受の内輪であって、内輪の外径面
   に嵌合される一対の取付環の少なくとも一方は、その軸
   方向端部に転動体に対する案内つばと保持器に対する案
   内輪としての機能の少なくとも一つを有している請求項
   （１）または（２）記載の軸と環体との取付具。