WO2023074364A1 - 転がり軸受 - Google Patents

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WO2023074364A1
WO2023074364A1 PCT/JP2022/037997 JP2022037997W WO2023074364A1 WO 2023074364 A1 WO2023074364 A1 WO 2023074364A1 JP 2022037997 W JP2022037997 W JP 2022037997W WO 2023074364 A1 WO2023074364 A1 WO 2023074364A1
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rolling bearing
ring
housing
circumferential groove
outer ring
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PCT/JP2022/037997
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French (fr)
Inventor
謙一郎 西村
洋司 堀内
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/06—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement by means of parts of rubber or like materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring

Definitions

  • the present invention relates to rolling bearings.
  • a known technique is to attach an O-ring made of an elastic material to the outer peripheral surface of the bearing ring of the rolling bearing in order to ensure the airtightness of the device in which the rolling bearing is attached to the housing and to absorb vibration.
  • the repulsive force of the O-ring against the housing be high.
  • the O-ring is likely to be damaged or broken in the mounting process of mounting the rolling bearing to the housing.
  • the object is to provide a rolling bearing that can suppress O-ring damage.
  • the rolling bearing includes an outer ring, an inner ring, rolling elements arranged to roll between the outer ring and the inner ring, and a circumferential groove provided on an outer peripheral surface of the outer ring. and an O-ring made of an elastic body.
  • a first bottom surface is provided in the axial center of the circumferential groove, and a second bottom surface extending in the circumferential direction and having a smaller diameter than the first bottom surface is provided at an axial end of the first bottom surface.
  • damage to the O-ring can be suppressed.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view showing an example of a rolling bearing according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a circumferential groove of the rolling bearing in the embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a circumferential groove in which an O-ring is arranged according to the embodiment.
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view showing an example of a process of mounting the rolling bearing to the housing in the embodiment.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view showing an example of a process of mounting the rolling bearing to the housing in the embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing an example of a rolling bearing attached to the housing in the embodiment.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view showing an example of a rolling bearing according to an embodiment.
  • FIG. 1 shows a cross section of an annular rolling bearing 20 taken along the diameter of the rolling bearing 20 . That is, the configuration illustrated in the upper part and the configuration illustrated in the lower part in FIG. 1 indicate the upper part and the lower part of the annular member, with some exceptions.
  • the rolling bearing 20 in the embodiment includes an outer ring 30, an inner ring 40 arranged on the inner peripheral side of the outer ring 30, a plurality of spherical rolling elements 23, a retainer 24, and a sealing material 25. and Grease G is enclosed in the interior sealed by the sealing material 25 . Note that the sealing material 25 and the retainer 24 are not essential. Full ball bearings without cages 24 are also included in the technical scope of the present invention.
  • the plurality of rolling elements 23 are metal spheres, for example, and are provided to roll between the raceway groove 32 of the outer ring 30 and the raceway groove 42 of the inner ring 40 .
  • the plurality of rolling elements 23 are arranged, for example, at regular intervals in the circumferential direction. In FIG. 1, only some of the rolling elements 23a and 23n are shown.
  • the cage 24 has pockets that rotatably hold the rolling elements 23 .
  • Grease G is arranged in a bearing space surrounded by outer ring 30 and inner ring 40 . Also, the grease G is sealed on the inner peripheral surface side of the outer ring 30 on both the one side in the axial direction and the other side in the axial direction across the plurality of rolling elements 23 in the bearing space.
  • the volume of the enclosed grease G is, for example, 3-60% of the volume of the bearing space.
  • the rolling bearing 20 in the embodiment rotatably supports the shaft 80 . Further, the rolling bearing 20 is inserted and attached to a housing 70 of a fan motor, a pump, a valve opening/closing mechanism, a transmission, or the like. At this time, an O-ring 60 made of an elastic material such as rubber is disposed between the rolling bearing 20 and the housing 70 in the radial direction in order to ensure airtightness and absorb vibration. In the embodiment, the O-ring 60 is arranged so as to fit into the circumferential groove 50 formed in the outer peripheral surface 31 of the outer ring 30 of the rolling bearing 20 .
  • the circumferential groove 50 is circumferentially formed along the outer peripheral surface 31 of the outer ring 30 of the rolling bearing 20 .
  • a plurality of circumferential grooves 50 are formed at equal intervals in the axial direction.
  • the O-ring 60 may be fitted in only one of the plurality of circumferential grooves 50 or may be fitted in both of the circumferential grooves 50 .
  • only one circumferential groove 50 may be provided on the outer peripheral surface 31 .
  • the rolling bearing 20 in the embodiment has two circumferential grooves 50a and 50b that are spaced apart in the axial direction.
  • the circumferential grooves 50a and 50b are not distinguished from each other, they may be simply referred to as the circumferential groove 50 in some cases.
  • the elastic body forming the O-ring 60 has heat resistance, oil resistance, cold resistance, and chemical resistance depending on its use.
  • the O-rings 60 are arranged in the circumferential grooves 50a and 50b, respectively. That is, in the embodiment, two O-rings 60a and 60b are arranged for the rolling bearing 20.
  • FIG. in the following description, when the O-rings 60a and 60b are not distinguished from each other, they may simply be referred to as the O-ring 60 in some cases.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a circumferential groove of the rolling bearing in the embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the portion indicated by the frame F1 in FIG.
  • the circumferential groove 50 includes a first bottom surface 51, two second bottom surfaces 52a and 52b, and two side walls 55a and 55b.
  • first bottom surface 51 two second bottom surfaces 52a and 52b
  • side walls 55a and 55b two side walls 55a and 55b.
  • the side wall 55 is formed substantially parallel to the radial direction. That is, in the embodiment, the circumferential groove 50 has neither a protruding portion nor a notched portion in the axial direction.
  • a first bottom surface 51 of the circumferential groove 50 extends in the circumferential direction of the rolling bearing 20 .
  • the first bottom surface 51 is formed so that the distance to the housing 70 and the distance to the shaft 80 are substantially constant in the radial direction.
  • the axial cross section of the first bottom surface 51 has a linear shape substantially parallel to the axial direction, as shown in FIG.
  • the second bottom surfaces 52a and 52b extend in the circumferential direction similarly to the first bottom surface 51 and are formed adjacent to the first bottom surface 51 in the axial direction. That is, the first bottom surface 51 is provided at the center of the circumferential groove 50 in the axial direction, and the pair of second bottom surfaces 52a and 52b are provided at both ends of the first bottom surface 51 in the axial direction.
  • second bottom surface 52a contacts first bottom surface 51 at contact point 59 shown in FIG.
  • the second bottom surface 52 is formed radially inward of the first bottom surface 51 by a size D1. That is, the size of the second bottom surface 52 in the radial direction is smaller than the size of the first bottom surface 51 in the radial direction.
  • the axially outer end of the second bottom surface 52 is located axially inward of the side wall 55 .
  • the left end of the second bottom surface 52a in the drawing is located on the right side of the side wall 55a in the drawing, and the right end of the second bottom surface 52b in the drawing is located on the side wall. It is located on the left side of 55b in the figure.
  • the second bottom surface 52 may be formed, for example, so that the distance to the housing 70 and the distance to the shaft 80 in the radial direction change.
  • the outer portions of the second bottom surface 52 that is, the portions in contact with the side walls 55 and the portions in contact with the first bottom surface 51 are radially larger than the central portion of the second bottom surface 52 . is large.
  • the size of the second bottom surface 52 in the radial direction changes continuously in the axial direction. That is, the cross section in the axial direction of the second bottom surface 52 is arcuate as shown in FIG.
  • the first bottom surface 51 and the second bottom surface 52 are not continuous. For example, as shown in FIG. 2, a portion substantially parallel to the axial direction is not formed in a portion of the second bottom surface 52 in contact with the first bottom surface 51 .
  • the first bottom surface 51 is formed so as to occupy a certain portion of the circumferential groove 50 in the axial direction.
  • the axial length L1 of the first bottom surface 51 is 40% or more of the axial length L0 of the circumferential groove 50, that is, the distance between the side walls 55a and 55b. is formed as
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a circumferential groove in which an O-ring is arranged according to the embodiment.
  • the distance H1 from the first bottom surface 51 of the circumferential groove 50 to the outer peripheral surface 31 of the outer ring 30 of the rolling bearing 20 is smaller than the diameter R1 of the O-ring 60 .
  • the axial length L0 of the circumferential groove 50 is greater than the diameter R1 of the O-ring 60 .
  • the O-ring 60 placed in the circumferential groove 50 protrudes radially outward beyond the circumferential groove 50 and does not contact at least one of the side walls 55a and 55b.
  • the rolling bearing 20 in the embodiment is inserted into the housing 70 as shown in FIGS. 4A to 5 with the O-ring 60 arranged in the circumferential groove 50 as shown in FIG. 4A and 4B are enlarged cross-sectional views showing an example of a process of mounting the rolling bearing to the housing in the embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing an example of a rolling bearing attached to the housing in the embodiment.
  • the color depth of the pressed and deformed O-ring 60 indicates the strength of the stress applied to the O-ring 60.
  • the housing 70 extends from the right side to the left side in the drawings, that is, from the side wall 55b and the second bottom surface 52b to the side wall 55a and the second bottom surface 52a. It moves relative to the rolling bearing 20 in the direction indicated by the arrow in FIG. 4A.
  • the portion 61 (first portion 61) of the O-ring 60 protruding radially outward from the circumferential groove 50 in FIG. It is pressed and deformed.
  • the O-ring 60 in contact with the side wall 55b moves to the side wall 55a, and stress is applied to the deformed O-ring 60 centering on the first portion 61 as shown in FIG. 4A.
  • a large stress is applied to the first portion 61 when the outer ring 30 with the O-ring 60 is fitted into the housing 70 .
  • the stress on the O-ring 60 is not concentrated only on the first portion 61, but is distributed to other portions as well.
  • the stress applied to the first portion 61 is less than the stress applied to the portion 69 (fourth portion 69) near the first bottom surface 51 of the circumferential groove 50 . In this case, breakage of the O-ring 60 in the mounting process is suppressed.
  • the O-ring 60 is pressed and deformed, resulting in the second portion 62 is in contact with one second bottom surface 52a in the radial direction, and the third portion 63 is in contact with the other second bottom surface 52b in the radial direction. Furthermore, the fourth portion 69 of the O-ring 60 is in radial contact with the first bottom surface 51 of the circumferential groove 50 . That is, a part of the O-ring 60 protrudes radially inward from the first bottom surface 51 on both sides of the first bottom surface 51 in the axial direction, so that the O-ring 60 is substantially C-shaped as shown in FIG.
  • the second portion 62 and the third portion 63 do not necessarily have to be in contact with the second bottom surface 52a and the second bottom surface 52b, respectively.
  • the fourth portion 69 of the O-ring 60 preferably contacts the first bottom surface 51 of the circumferential groove 50 along the entire axial direction of the first bottom surface 51 .
  • the deformed O-ring 60 preferably contacts not only the contact point 59 between the first bottom surface 51 and the second bottom surface 52a but also the contact point between the first bottom surface 51 and the second bottom surface 52b.
  • a greater stress is applied from the first bottom surface 51 to the fourth portion 69 in contact with the first bottom surface 51 .
  • the corner portion abuts the O-ring 60, thereby increasing the stress.
  • the stress acts as a repulsive force against the housing 70 when the O-ring 60 whose cross section is deformed into a substantially C-shape tries to return to the O-shaped cross section. Thereby, the O-ring 60 can exert a sufficient repulsive force against the housing 70 .
  • the rolling bearing 20 in the embodiment includes the outer ring 30 and the inner ring 40, the rolling elements 23 arranged to roll between the outer ring 30 and the inner ring 40, and the outer peripheral surface 31 of the outer ring 30. and an O-ring 60 made of an elastic body, which is fitted in the provided circumferential groove 50 .
  • a first bottom surface 51 is provided in the center of the circumferential groove 50 in the axial direction, and second bottom surfaces 52a and 52b extending in the circumferential direction and having smaller diameters than the first bottom surface are provided at the axial ends of the first bottom surface 51.
  • the axial length L1 of the first bottom surface 51 is 40% or more of the axial length L0 of the entire circumferential groove 50 .
  • the first bottom surface 51 is formed so that the distance from the housing 70 in the radial direction is substantially constant. With such a configuration, a sufficient contact area is secured between the first bottom surface 51 and the O-ring 60 in the radial direction, so that stress applied to the O-ring 60 in the radial direction increases.
  • the fourth portion 69 of the O-ring 60 is preferably in contact with the first bottom surface 51 of the circumferential groove 50 along the entire axial direction of the first bottom surface 51 .
  • first bottom surface 51 and the second bottom surfaces 52a and 52b are not formed so as to be continuous in the axial direction. With such a configuration, the stress applied to the O-ring 60 is suppressed from escaping in the axial direction, so the repulsive force to the housing 70 is ensured.
  • the embodiment is not limited to this.
  • the second bottom surfaces 52a and 52b are formed symmetrically in the axial direction, but the embodiment is not limited to this.
  • the two second bottom surfaces 52a and 52b may be axially asymmetrical, or the configuration may be such that only one second bottom surface is formed.
  • the configuration may be such that the circumferential groove 50 does not have the second bottom surface 52b.

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Abstract

転がり軸受（２０）は、外輪（３０）及び内輪（４０）と、外輪（３０）と内輪（４０）との間に、転動可能に配置された転動体（２３）と、外輪（３０）の外周面（３１）に設けられた周溝（５０）に嵌合される、弾性体からなるＯリング（６０）と、を備える。周溝（５０）の軸方向中央には第１底面（５１）が設けられ、第１底面（５１）の軸方向端部には、円周方向に延び、該第１底面（５１）よりも径の小さい第２底面（５２ａ，５２ｂ）が設けられる。

Description

転がり軸受
　本発明は、転がり軸受に関する。
　転がり軸受をハウジングに装着した装置の密閉性確保や振動吸収のために、転がり軸受の軌道輪の外側の周面に、弾性体からなるＯリングを装着する技術が知られている。
特許第５５０５５４９号公報 特開２０１５－７２０３４号公報
　Ｏリングによる密閉性や振動吸収性を向上するためには、ハウジングに対するＯリングの反発力を高い状態とすることが望ましい。しかし、そうすると、転がり軸受をハウジングに装着する取付工程において、Ｏリングの破損や破断が生じやすくなる。
　一つの側面では、Ｏリングの破損を抑制できる転がり軸受を提供することを目的とする。
　一つの態様において、転がり軸受は、外輪及び内輪と、前記外輪と前記内輪との間に、転動可能に配置された転動体と、前記外輪の外周面に設けられた周溝に嵌合される、弾性体からなるＯリングと、を備える。前記周溝の軸方向中央には第１底面が設けられ、前記第１底面の軸方向端部には、円周方向に延び、該第１底面よりも径の小さい第２底面が設けられる。
　一つの態様によれば、Ｏリングの破損を抑制できる。
図１は、実施形態における転がり軸受の一例を示す側断面図である。 図２は、実施形態における転がり軸受の周溝の一例を示す拡大断面図である。 図３は、実施形態におけるＯリングが配置された周溝の一例を示す拡大断面図である。 図４Ａは、実施形態における転がり軸受のハウジングへの取付工程の一例を示す拡大断面図である。 図４Ｂは、実施形態における転がり軸受のハウジングへの取付工程の一例を示す拡大断面図である。 図５は、実施形態におけるハウジングに取り付けられた転がり軸受の一例を示す拡大斜視図である。
　以下に、本願の開示する転がり軸受の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。各図面において、説明を分かりやすくするために、後に説明するシャフト８０が延在する軸方向とする座標系を図示する場合がある。また、以下の説明における周方向及び径方向は、後に説明する転がり軸受２０の周方向及び径方向を示す。
［実施形態］
　まず、実施形態における転がり軸受について説明する。図１は、実施形態における転がり軸受の一例を示す側断面図である。図１は、円環形状の転がり軸受２０を、転がり軸受２０の直径で切断した断面を示す。すなわち、図１中の上部に図示された構成と、下部に図示された構成とは、一部の例外を除き、環状の部材の上側の部分と下側の部分とを示す。
　図１に示すように、実施形態における転がり軸受２０は、外輪３０と、外輪３０の内周側に配置された内輪４０と、複数の球状の転動体２３と、保持器２４と、シール材２５とを備えている。そして、シール材２５によりシールされた内部に、グリースＧが封入されている。なお、シール材２５や保持器２４は必須ではない。保持器２４を備えていない総玉形軸受も本発明の技術的範囲に含まれる。
　複数の転動体２３は、例えば金属製の球体であり、外輪３０の軌道溝３２と内輪４０の軌道溝４２との間に転動可能に設けられている。複数の転動体２３は、例えば、周方向において等間隔に配置される。図１においては、複数の転動体２３のうち、一部の転動体２３ａ及び２３ｎだけが図示されている。
　保持器２４は、転動体２３を回転可能に保持するポケットを備える。グリースＧは、外輪３０および内輪４０で囲まれた軸受空間に配置されている。また、グリースＧは、軸受空間のうち、複数の転動体２３を挟んで軸方向の一方側と軸方向の他方側との双方において、外輪３０の内周面側に封入されている。封入されるグリースＧの体積は、例えば軸受空間の体積の３～６０％である。
　実施形態における転がり軸受２０は、シャフト８０を回動可能に支持する。また、転がり軸受２０は、ファンモータやポンプ、バルブ開閉機構、変速機等のハウジング７０に挿入して装着される。その際、密閉性確保や振動吸収等のために、ゴム等の弾性体からなるＯリング６０が、径方向における転がり軸受２０とハウジング７０との間に配置される。実施形態において、Ｏリング６０は、転がり軸受２０の外輪３０の外周面３１に形成された周溝５０に嵌合して配置される。
　周溝５０は、転がり軸受２０の外輪３０の外周面３１に沿って、周方向に形成される。周溝５０は、例えば、軸方向において等間隔に複数形成される。その場合、Ｏリング６０は、複数形成された周溝５０の片方のみに嵌合していてもよいし、周溝５０の両方に嵌合していてもよい。また、周溝５０は、外周面３１に１本のみ設けられていてもよい。実施形態における転がり軸受２０は、図１に示すように、軸方向に離間して形成された２つの周溝５０ａ及び５０ｂを備える。なお、以下において、周溝５０ａ及び５０ｂを区別せずに表現する場合に、単に周溝５０と表記する場合がある。
　Ｏリング６０を形成する弾性体には、例えば、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、アクリルゴム、フッ素ゴム等の公知のゴムが用いられる。なお、Ｏリング６０を形成する弾性体は、その用途に応じて耐熱性や耐油性、耐寒性、耐薬品性があることが望ましい。
　実施形態において、Ｏリング６０は、周溝５０ａ及び５０ｂに、それぞれ配置される。すなわち、実施形態においては、転がり軸受２０に対して、２つのＯリング６０ａ及び６０ｂが配置される。なお、以下において、Ｏリング６０ａ及び６０ｂを区別せずに表現する場合に、単にＯリング６０と表記する場合がある。
　図１及び図２に示すように、周溝５０には、径方向における深さが異なる複数の底面が形成される。図２は、実施形態における転がり軸受の周溝の一例を示す拡大断面図である。図２は、図１の枠Ｆ１に示す部分を拡大した図である。
　図２に示すように、周溝５０は、第１底面５１と、２つの第２底面５２ａ及び５２ｂと、２つの側壁５５ａ及び５５ｂとを備える。なお、以下において、第２底面５２ａ及び５２ｂを区別せずに表現する場合に、単に第２底面５２と表記し、側壁５５ａ及び５５ｂを区別せずに表現する場合に、単に側壁５５と表記する場合がある。
　側壁５５は、径方向に対して略平行に形成される。すなわち、実施形態において、周溝５０には、軸方向において突出した部分も、切り欠かれた部分も形成されない。
　周溝５０の第１底面５１は、転がり軸受２０の周方向に延在する。実施形態において、第１底面５１は、径方向において、ハウジング７０に対する距離、及びシャフト８０に対する距離が略一定となるように形成される。この場合において、第１底面５１の軸方向における断面は、図２に示すように、軸方向に対して略平行な直線形状となる。
　第２底面５２ａ及び５２ｂは、第１底面５１と同様に周方向に延在し、軸方向において、第１底面５１と隣接して形成される。すなわち、第１底面５１は、軸方向において、周溝５０の中央に設けられ、一対の第２底面５２ａ及び５２ｂは、軸方向において、第１底面５１の両端に設けられる。例えば、第２底面５２ａは、第１底面５１と、図２に示す接触点５９において接する。
　第２底面５２は、第１底面５１よりも、大きさＤ１だけ、径方向内側に形成される。すなわち、第２底面５２の径方向における大きさは、第１底面５１の径方向における大きさよりも小さい。
　また、第２底面５２の軸方向外側の端部は、側壁５５よりも軸方向において内側に位置する。例えば、図２に示すように、第２底面５２ａの図中における左側の端部は、側壁５５ａよりも図中において右側に位置し、第２底面５２ｂの図中における右側の端部は、側壁５５ｂよりも図中において左側に位置する。
　実施形態において、第２底面５２は、例えば、径方向におけるハウジング７０に対する距離、及びシャフト８０に対する距離が変化するように形成されていてもよい。例えば、図２に示すように、第２底面５２の外側の部分、すなわち側壁５５に接する部分及び第１底面５１に接する部分は、第２底面５２の中央部分に比べて、径方向における大きさが大きい。
　なお、実施形態において、第２底面５２の径方向における大きさは、軸方向において連続的に変化する。すなわち、第２底面５２の軸方向における断面は、図２に示すように、円弧状となる。一方で、実施形態において、第１底面５１と第２底面５２とは連続していない。例えば、図２に示すように、第２底面５２の第１底面５１と接する部分には、軸方向に対して略平行な部分は形成されない。
　実施形態において、第１底面５１は、軸方向において、周溝５０の一定の部分を占めるように形成される。実施形態における周溝５０は、例えば、第１底面５１の軸方向における長さＬ１が、周溝５０の軸方向における長さＬ０、すなわち側壁５５ａと５５ｂとの距離に対して４０％以上となるように形成される。
　図２に示す周溝５０には、図３に示すように、Ｏリング６０が配置される。図３は、実施形態におけるＯリングが配置された周溝の一例を示す拡大断面図である。図３に示すように、周溝５０の第１底面５１から、転がり軸受２０の外輪３０の外周面３１までの距離Ｈ１は、Ｏリング６０の直径Ｒ１よりも小さい。一方、周溝５０の軸方向における長さＬ０は、Ｏリング６０の直径Ｒ１よりも大きい。この場合において、周溝５０に配置されたＯリング６０は、図３に示すように、周溝５０よりも径方向外側に突出する一方、側壁５５ａ及び５５ｂのうち、少なくともいずれかとは接しない。
　実施形態における転がり軸受２０は、図３に示すように周溝５０にＯリング６０が配置された状態で、図４Ａ乃至図５に示すように、ハウジング７０に挿入される。図４Ａ及び図４Ｂは、実施形態における転がり軸受のハウジングへの取付工程の一例を示す拡大断面図である。図５は、実施形態におけるハウジングに取り付けられた転がり軸受の一例を示す拡大斜視図である。図４Ａ乃至図５において、押圧されて変形したＯリング６０の色の濃さは、Ｏリング６０に加わる応力の強さを示す。
　図４Ａ及び図４Ｂにおいて、ハウジング７０は、図中の右側の方向から左側の方向へ、すなわち側壁５５ｂ及び第２底面５２ｂが位置する方向から側壁５５ａ及び第２底面５２ａが位置する方向へと、図４Ａの矢印に示す方向に、転がり軸受２０に対して相対的に移動する。この場合において、図４Ａに示すように、図３において周溝５０から径方向外側に突出していたＯリング６０の一部６１（第１の部分６１）は、ハウジング７０により図中の左側へと押圧されて変形する。この際、側壁５５ｂに接していたＯリング６０が、側壁５５ａへと移動するとともに、変形したＯリング６０には、図４Ａに示すように、第１の部分６１を中心に応力が加わる。
　そして、ハウジング７０が転がり軸受２０に対してさらに相対的に移動することにより、押圧されて変形したＯリング６０の別の一部６２（第２の部分６２）は、周溝５０の一方の第２底面５２ａ（ハウジング７０に後から接近する位置にある第２底面）に近い位置へ移動する。また、Ｏリング６０のさらに別の一部６３（第３の部分６３）は、周溝５０のもう一方の第２底面５２ｂ（ハウジング７０に先に接近する位置にある第２底面）に近い位置へ移動する。これにより、Ｏリング６０は、転がり軸受２０の外輪３０の外周面３１よりも径方向外側にほとんど突出することなく、周溝５０内に収容される。なお、実施形態において、第２の部分６２は、第３の部分６３よりも大きい。
　Ｏリング６０が配置された外輪３０がハウジング７０に嵌合される際、第１の部分６１には大きな応力が加わる。しかし、実施形態において、Ｏリング６０にかかる応力は、第１の部分６１だけには集中せず、その他の部分にも分散される。例えば、図４Ｂに示すように、第１の部分６１に加わる応力は、周溝５０の第１底面５１に近い部分６９（第４の部分６９）に加わる応力よりも小さい。この場合、取付工程においてＯリング６０が破断することが抑制される。
　そして、図５に示すように、外輪３０がハウジング７０に嵌合された状態（ハウジング７０に転がり軸受２０を挿入した後の状態）において、Ｏリング６０は、押圧されて変形した結果、第２の部分６２が径方向において一方の第２底面５２ａと接し、第３の部分６３が径方向において他方の第２底面５２ｂと接する。さらに、Ｏリング６０の第４の部分６９は、周溝５０の第１底面５１と径方向において接する。すなわち、Ｏリング６０の一部が、軸方向における第１底面５１の両側において、第１底面５１よりも径方向における内側に突出することにより、Ｏリング６０は、図５に示すように略Ｃ字形状となる。なお、第２の部分６２および第３の部分６３はそれぞれ、第２底面５２ａおよび第２底面５２ｂと必ずしも接する必要はない。また、Ｏリング６０の第４の部分６９は、第１底面５１の軸方向全体にわたって、周溝５０の第１底面５１に接することが好ましい。例えば、変形後のＯリング６０は、第１底面５１と第２底面５２ａとの接触点５９だけでなく、第１底面５１と第２底面５２ｂとの接触点にも接することが好ましい。
　また、図５に示すように、第１底面５１と接する第４の部分６９には、第１底面５１から、より大きな応力が加わる。特に、図２に示すように、周溝５０の第１底面５１と第２底面５２ａとの接触点５９付近において、角部がＯリング６０に突き当たることにより、応力がより大きくなる。かかる応力は、断面が略Ｃ字形状に変形したＯリング６０が、Ｏ字形状の断面に戻ろうとすることにより、ハウジング７０に対する反発力となる。これにより、Ｏリング６０は、ハウジング７０に対して、十分な反発力を発揮することができる。
　以上説明したように、実施形態における転がり軸受２０は、外輪３０及び内輪４０と、外輪３０と内輪４０との間に、転動可能に配置された転動体２３と、外輪３０の外周面３１に設けられた周溝５０に嵌合される、弾性体からなるＯリング６０と、を備える。周溝５０の軸方向中央には第１底面５１が設けられ、第１底面５１の軸方向端部には、円周方向に延び、第１底面よりも径の小さい第２底面５２ａ及び５２ｂが設けられる。かかる構成によれば、Ｏリング６０の破断が抑制されるとともに、Ｏリング６０のハウジング７０に対する反発力も担保することができる。
　また、第１底面５１の軸方向における長さＬ１は、周溝５０全体の軸方向における長さＬ０の４０％以上である。さらに、第１底面５１は、径方向におけるハウジング７０との距離が略一定となるように形成される。かかる構成によれば、径方向において、第１底面５１と、Ｏリング６０との間に十分な接触面積が確保されることにより、Ｏリング６０に対して、径方向において加わる応力が大きくなる。なお、Ｏリング６０の第４の部分６９は、第１底面５１の軸方向全体にわたって、周溝５０の第１底面５１に接することが好ましい。
　また、第１底面５１と第２底面５２ａ及び５２ｂとは、軸方向において連続するように形成されていない。かかる構成によれば、Ｏリング６０にかかる応力が、軸方向に逃げることが抑制されるので、ハウジング７０に対する反発力が担保される。
　［変形例］
　以上、実施形態における構成について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、実施形態において、第２底面５２ａ及び５２ｂは、例えば軸方向において対称になるように形成されるが、実施の形態はこれに限られない。例えば、ハウジング７０への挿入方向が一定である場合は、２つの第２底面５２ａ，５２ｂが軸方向において非対称であってもよく、又は第２底面が１つだけ形成されるような構成であってもよい。実施形態で説明したように、例えば、ハウジング７０が図４Ａの矢印に示す方向にのみ移動する場合、第３の部分６３が形成されなくとも、Ｏリング６０の破断が抑制されるとともに、Ｏリング６０のハウジング７０に対する反発力も担保することができる。この場合、周溝５０が第２底面５２ｂを備えないような構成であってもよい。
　以上、本発明を実施形態及び各変形例に基づき説明したが、本発明は実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能であることも言うまでもない。そのような要旨を逸脱しない範囲での種々の変更を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。
　２０　転がり軸受、２３　転動体、３０　外輪、３１　外周面、４０　内輪、５０　周溝、５１　第１底面、５２ａ，５２ｂ　第２底面、５５ａ，５５ｂ　側壁、６０　Ｏリング、７０　ハウジング、８０　シャフト

Claims (8)

  1. 　外輪及び内輪と、
    　前記外輪と前記内輪との間に、転動可能に配置された転動体と、
    　前記外輪の外周面に設けられた周溝に嵌合される、弾性体からなるＯリングと、
    　を備え、
    　前記周溝の軸方向中央には第１底面が設けられ、
    　前記第１底面の軸方向端部には、円周方向に延び、該第１底面よりも径の小さい第２底面が設けられる、
    　転がり軸受。
  2. 　前記第１底面の軸方向長さが、前記周溝の軸方向長さの４０％以上である、請求項１に記載の転がり軸受。
  3. 　前記第２底面が、前記第１底面の軸方向両端に設けられている、請求項１又は２に記載の転がり軸受。
  4. 　前記転がり軸受を挿入することにより前記外輪が嵌合するハウジングをさらに備え、
    　前記ハウジングに前記転がり軸受を挿入した後に、前記Ｏリングの一部が前記第２底面に向かって断面Ｃ字状に弾性変形する、
    　請求項１乃至３のいずれか１つに記載の転がり軸受。
  5. 　前記転がり軸受を挿入することにより前記外輪が嵌合するハウジングをさらに備え、
    　前記第２底面が、前記第１底面の軸方向両端に設けられ、
    　前記ハウジングに前記転がり軸受を挿入した後に、前記Ｏリングの一部が前記第１底面に接し、別の一部が一対の前記第２底面のいずれか一方に接する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の転がり軸受。
  6. 　前記転がり軸受を挿入することにより前記外輪が嵌合するハウジングをさらに備え、
    　前記ハウジングに前記転がり軸受を挿入した後に、前記第１底面の軸方向全体にわたって、前記Ｏリングの一部が前記第１底面に接する、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の転がり軸受。
  7. 　前記転がり軸受を挿入することにより前記外輪が嵌合するハウジングをさらに備え、
    　前記第１底面は、径方向における前記ハウジングとの距離が略一定となるように形成される、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の転がり軸受。
  8. 　前記第２底面は、前記周溝の側壁よりも、軸方向において内側に形成される、請求項１乃至７のいずれか１つに記載の転がり軸受。
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JP2005321006A (ja) * 2004-05-07 2005-11-17 Nsk Ltd 転がり軸受装置
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