JPH10311342A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】転がり軸受装置において、軌道輪の着脱作業を
簡単かつ迅速にできる構造とすること。 【解決手段】内・外輪４，５の少なくともいずれか一方
が合成樹脂からなる転がり軸受３をケース１と軸体２と
の間に嵌合した構造の転がり軸受装置であって、合成樹
脂製の軌道輪（４または５）とそれの嵌合相手（１また
は２）とに、回り止め用の一対の突起８（または９）と
溝１０（または１１）を振り分けて設ける。この突起８
（または９）と溝１０（または１１）は、軌道輪（４ま
たは５）を相手（１または２）に対して軸方向から嵌合
するときに、溝１０（または１１）の開放端から突起８
（または９）を受け入れて合致するものとすることによ
り、軌道輪（４または５）を無理に径方向に撓ませない
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂製の軌道
輪を有する転がり軸受をケースまたは軸体に対して回り
止めして嵌合する構造の転がり軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、転がり軸受の構成要素特に軌
道輪を合成樹脂で形成することが考えられている。この
ような転がり軸受においては、例えば交換のための着脱
を可能とするために、合成樹脂製の外輪に径方向外向き
のフランジなどを設け、このフランジをケースの端面な
どに対してボルトにより固定するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな構造では、万一、ボルトを過剰に締め付けた場合、
合成樹脂製の外輪に亀裂が発生したり割れたりするおそ
れがあるし、また、ボルトの着脱作業もワンタッチとは
いかず考えようによっては面倒とも言える。

【０００４】これに対して、実公昭３７−５９１８号公
報に示すように、芯金（軸）の外周の円周数カ所に凹部
を設け、この芯金の外周に合成樹脂製の内輪部材を一体
成形することにより、芯金の凹部に内輪の一部を埋め込
むようにした構造や、実公昭５１−６５９９号公報に示
すように、外輪の外周面に周方向に連続する突条を設
け、この突条をケースの内周面に形成した周溝に無理嵌
めするようにした構造が考えられている。

【０００５】前者では、内輪と芯金との一体成形が必要
な特殊な構造であり、その内輪の軌道面の摩耗に伴い交
換が必要になる場合には、内輪と芯金との一体物を交換
する必要があり、面倒であるし、また、回転軸を支持す
るために用いる場合だと、芯金の存在により、回転軸の
外周に装着できない。

【０００６】後者では、ケースに対して外輪を軸方向か
ら嵌合するときに、外輪の突条がケースの周溝の存在す
る位置へ到達するまでの間、外輪を径方向で圧縮変形さ
せる必要があり、また、外輪を取り外すときも同様であ
る。このため、外輪の着脱に要する力が比較的大きなも
のとなり、着脱作業が簡単かつ迅速に行えないことが指
摘される。しかも、突条の形成位置であるが、外輪の軌
道面の近傍に配置すると、嵌合時に、外輪の変形が軌道
部にまで及び軌道部の精度（真円度など）が悪くなり、
回転精度が出にくい。

【０００７】したがって、本発明は、転がり軸受装置に
おいて、軌道輪の着脱作業を簡単かつ迅速にできる構造
とすることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の転がり軸
受装置は、内・外輪の少なくともいずれか一方が合成樹
脂からなる転がり軸受をケースと軸体との間に嵌合した
構造であって、前記合成樹脂製の軌道輪とそれの嵌合相
手とに、回り止め用の一対の突起と溝が振り分けて設け
られており、この突起と溝が、軌道輪を相手に対して軸
方向から嵌合するときに、溝の開放端から突起を受け入
れて合致するものである。

【０００９】本発明の第２の転がり軸受装置は、少なく
とも合成樹脂製の外輪を有する転がり軸受をケースに対
して嵌合した構造であって、前記外輪とケースとに、回
り止め用の一対の突起と溝が振り分けて設けられてお
り、この突起と溝が、外輪をケースに対して軸方向から
嵌合するときに溝の開放端から突起を受け入れて合致す
るものである。

【００１０】本発明の第３の転がり軸受装置は、合成樹
脂製の内・外輪を有する転がり軸受をケースと軸体との
間に嵌合した構造であって、前記内輪と軸体とに、また
外輪とケースとに、それぞれ、回り止め用の一対の突起
と溝が振り分けて設けられており、この突起と溝が、軌
道輪を相手に対して軸方向から嵌合するときに溝の開放
端から突起を受け入れて合致するものである。

【００１１】なお、前述の突起および溝には、軸方向で
の引っ掛かり部分が設けられ、軌道輪側の引っ掛かり部
分が周方向に弾性変形する形状とされている。また、前
述の突起は、平面視ほぼＶ字形とされかつその字体の上
下が軸方向に配向されるものであり、前記溝は、該突起
の外形に合致する形状とされかつ開放端の幅寸法が前記
突起の最大幅寸法よりも小さく設定されるものである。

【００１２】要するに、本発明は、合成樹脂製の軌道輪
を備える転がり軸受を嵌合相手に対して回り止めして嵌
合する構造において、転がり軸受を嵌合相手に対して軸
方向から嵌合するときに、突起を溝の開放側から入れて
それらを合致させるようにしている。これにより、従来
のボルト固定による場合のように合成樹脂製の軌道輪の
万一の破損が回避されるようになり、あるいは従来の凹
凸の無理嵌めによる場合のように軌道輪を無理に径方向
で撓ませる必要がなくなり、軌道輪の精度を確保しつつ
着脱作業が円滑に行えるようになる。

【００１３】特に、突起を溝に対して軸方向に拘束する
ように合致させるようなスナップフィット形態にすれ
ば、軸方向での位置決めも可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図１ないし図７に
示す各実施形態に基づいて説明する。

【００１５】図１ないし図３は本発明の一実施形態にか
かり、図１は、転がり軸受装置の上半分の断面図、図２
は、外輪およびケースを分離した斜視図、図３は、内輪
および軸を分離した斜視図である。図中、１はケース、
２は軸、３は転がり軸受である。転がり軸受３は、内輪
４と、径方向外向きのフランジ５ａを有する外輪５と、
複数の球形の転動体６と、冠形保持器７とを含む。

【００１６】そして、内・外輪４，５および保持器７
は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐ
Ｅ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケ
トン（ＰＥＥＫ）など、各種合成樹脂で形成することが
できる。前述の合成樹脂材では、例えば、アルカリ溶液
（水酸化カリウム溶液や水酸化ナトリウム溶液）に対す
る浸漬実験でも、寸法、重量の変化がなく、腐食も発生
しないなど、アルカリ溶液に対する耐腐食性が優れてい
る。また、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（Ｐ
Ｅ）は、室温程度の低温環境、軽荷重条件での使用に限
られるが、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフ
ェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテ
ルケトン（ＰＥＥＫ）は、高温環境、高荷重条件での使
用にも問題ない。

【００１７】転動体６は、一般的に市販されている炭素
球を用いることができる他、例えば軸受鋼などを母材と
してその表面に炭素や、金、銀などの軟質金属あるいは
二硫化モリブデンなどの層状固体潤滑剤などをコーティ
ングしたものとすることができる。この他、軽荷重用途
では、転動体６も前述のような合成樹脂で形成すること
ができる。

【００１８】そして、内輪４の内周面と外輪５の外周面
の円周数カ所例えば４カ所には、平面視ほぼＶ字形の突
起８，９が設けられ、これに対応して、ケース１の内周
面と軸２の外周面とには、突起８，９の外形に合致する
形状の溝１０，１１が設けられている。具体的に、突起
８，９は、その形状である「Ｖ」の字体の上下が軸方向
に配向されている。溝１０，１１は、ケース１および軸
２の軸端に開放するように軸方向に沿って形成されてお
り、突起８，９を向かい入れるようになっている。この
溝１０，１１の開放端の幅寸法は、突起８，９の最大幅
寸法よりも若干小さく設定されており、この溝１０，１
１の途中には、突起８，９としての「Ｖ」の字体の自由
端の微小凸部１２，１３が係入する微小凹部１４，１５
が設けられている。この微小凸部１２，１３と微小凹部
１４，１５とが、請求項４に記載の引っ掛かり部分に相
当する。

【００１９】ところで、ケース１と軸２に対する転がり
軸受３の嵌合は、いわゆるすきま嵌めとされるが、転が
り軸受３の内・外輪４，５の回り止めを、上述した突起
８，９と溝１０，１１との周方向での引っ掛かりにより
行うようにしている。また、突起８，９を溝１０，１１
に対して軸方向で拘束して合致させるようなスナップフ
ィット形態にして、転がり軸受３を軸方向でも位置決め
できるようにしている。

【００２０】つまり、ケース１や軸２に対して、転がり
軸受３を軸方向から装着するとき、すきま嵌めであるか
ら、その作業が比較的容易となり、この転がり軸受３を
規定の位置まで装着し終えると、内・外輪４，５の突起
８，９が、ケース１および軸２の溝１０，１１に対して
合致することになる。この装着の初期では、溝１０，１
１の開放端部分で突起８，９の微小凸部１２，１３が周
方向で若干撓んで入り込むが、溝１０，１１の微小凹部
１４，１５の位置にまで到達すると、微小凸部１２，１
３が弾性復帰して微小凹部１４，１５に係合することに
なり、これで突起８，９と溝１０，１１とが外れにくく
なる。

【００２１】一方、転がり軸受３を取り外す場合には、
初期段階に転がり軸受３を軸方向に若干強く押すかまた
は引くかにより、突起８，９の微小凸部１２，１３を溝
１０，１１の微小凹部１４，１５から外せば、後はわず
かな力で簡単に転がり軸受３を取り出せる。

【００２２】このように、突起８，９と溝１０，１１と
を合致させるときや離脱させるときには、突起８，９の
微小凸部１２，１３が周方向で弾性変形するだけであっ
て、内・外輪４，５の全体を無理に径方向に撓ませる必
要がないから、それらの着脱作業がきわめて簡単でしか
も迅速に行えるのである。

【００２３】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。

【００２４】（１） 内・外輪４，５に設ける突起８，
９の形状は、上述したＶ字形の他にも種々考えられる。
例えば、図４ないし図７に示すようなものとすることが
できる。この場合、溝１０，１１についても突起８，９
と対応する形状とする必要がある。図４ないし図７で
は、外輪５とケース１とについてのみ示している。要す
るに、外輪５の突起９として、図４では平面視ほぼＵ字
形の形状に、図５では平面視ほぼコ字形の形状に、図６
では図５に示すコ字形の連接部分を除去した２つの帯形
の形状に、図７では、図６に示す２つの帯形のうちの一
方のみの形状に、それぞれ設定されている。なお、図６
の場合では、ケース１の溝１０を図５に示す形状として
もよい。

【００２５】（２） 突起８，９と溝１０，１１につい
ては、上記実施形態と反対の関係つまり突起８，９をケ
ース１と軸２側に、溝１０，１１を内・外輪４，５側に
設けるようにしてもよい。この場合、合成樹脂製の内・
外輪４，５に設ける溝１０，１１の開放端が周方向に撓
んで広がることになる。さらに、突起８，９の微小凸部
１２，１３と溝１０，１１の微小凹部１４，１５とを無
くして、突起８，９を溝１０，１１にただ単に合致させ
るだけとしたものも本発明に含まれる。この場合、転が
り軸受３の着脱がより容易となる。

【００２６】（３） 上記実施形態では、転がり軸受３
としてフランジ５ａ付きの外輪５を有する深溝型玉軸受
を例示しているが、フランジのないものとすることがで
きる。また、軸受形式や軸受種類についても一般的に周
知のもの、例えばアンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円
錐ころ軸受ならびに、軸を内輪とするインテグラル型転
がり軸受の他、ラジアルタイプやスラストタイプなど、
種々な形式のものに本発明を適用できる。

【００２７】（４） 本発明の転がり軸受の使用用途
は、半導体製造装置の搬送系や、種々な電気製品、機械
製品において比較的軽荷重、低速回転となる軸受部分に
用いることができる。もちろん、軸受構成要素の素材を
高強度なエンジニアリングプラスチックスとすれば、高
荷重、高速回転などの条件で使用することができる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１ないし３の発明では、合成樹脂
製の軌道輪を備える転がり軸受を嵌合相手に対して回り
止めして嵌合する構造において、転がり軸受を嵌合相手
に対して軸方向から嵌合するときに、突起を溝の開放側
から受け入れてそれらを合致させる形態にしているか
ら、従来のボルト固定による場合のように合成樹脂製の
軌道輪の万一の破損を回避できるようになるとともに、
従来の凹凸の無理嵌めによる場合のように軌道輪を無理
に径方向で撓ませずに済むので、軌道輪の精度を確保し
つつ着脱作業を簡単かつ迅速に行うことができるように
なる。

【００２９】特に、請求項４，５の発明では、突起を溝
に対して軸方向に拘束するように合致させるようなスナ
ップフィット形態にしているから、軸方向での位置決め
も可能となる。このスナップフィットでは、軌道輪全体
を弾性変形させるものでなく、合成樹脂材からなる突起
または溝のみを周方向で撓ませる程度のもので事足りる
から、弾性変形させるための力も小さくて済み、それら
の合致や離脱が面倒なものにならない。

【００３０】このように、転がり軸受を例えば交換のた
めに着脱するとき、それの作業を簡単にかつ迅速に行う
ことができるなど、メインテナンス性に優れた転がり軸
受装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の転がり軸受装置の上半分
の断面図

【図２】外輪およびケースを分離した斜視図

【図３】内輪および軸を分離した斜視図

【図４】突起および溝の他の例を示す要部の平面図

【図５】突起および溝の他の例を示す要部の平面図

【図６】突起および溝の他の例を示す要部の平面図

【図７】突起および溝の他の例を示す要部の平面図

【符号の説明】

１ ケース ２ 軸 ３ 転がり軸受 ４ 内輪 ５ 外輪 ８，９ 突起 １０，１１ 溝

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内・外輪の少なくともいずれか一方が合
   成樹脂からなる転がり軸受をケースと軸体との間に嵌合
   した構造の転がり軸受装置であって、 前記合成樹脂製の軌道輪とそれの嵌合相手とに、回り止
   め用の一対の突起と溝が振り分けて設けられており、こ
   の突起と溝が、軌道輪を相手に対して軸方向から嵌合す
   るときに、溝の開放端から突起を受け入れて合致するも
   のである、ことを特徴とする転がり軸受装置。
2. 【請求項２】 少なくとも合成樹脂製の外輪を有する転
   がり軸受をケースに対して嵌合した構造の転がり軸受装
   置であって、 前記外輪とケースとに、回り止め用の一対の突起と溝が
   振り分けて設けられており、この突起と溝が、外輪をケ
   ースに対して軸方向から嵌合するときに溝の開放端から
   突起を受け入れて合致するものである、ことを特徴とす
   る転がり軸受装置。
3. 【請求項３】 合成樹脂製の内・外輪を有する転がり軸
   受をケースと軸体との間に嵌合した構造の転がり軸受装
   置であって、 前記内輪と軸体とに、また外輪とケースとに、それぞ
   れ、回り止め用の一対の突起と溝が振り分けて設けられ
   ており、この突起と溝が、軌道輪を相手に対して軸方向
   から嵌合するときに溝の開放端から突起を受け入れて合
   致するものである、ことを特徴とする転がり軸受装置。
4. 【請求項４】 前記突起および溝には、軸方向での引っ
   掛かり部分が設けられ、軌道輪側の引っ掛かり部分が周
   方向に弾性変形する形状とされている、請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の転がり軸受装置。
5. 【請求項５】 前記突起は、平面視ほぼＶ字形とされか
   つその字体の上下が軸方向に配向されるものであり、前
   記溝は、該突起の外形に合致する形状とされかつ開放端
   の幅寸法が前記突起の最大幅寸法よりも小さく設定され
   るものである、請求項１ないし３のいずれかに記載の転
   がり軸受装置。