JP2007162870A

JP2007162870A - クリープ防止軸受

Info

Publication number: JP2007162870A
Application number: JP2005362078A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Imamura; 陽一今村
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】過酷な使用条件下でもクリープが発生しないクリープ防止軸受を提供する。
【解決手段】外輪の外周面に軸心と偏心した偏心周溝が形成され、該偏心周溝に略円弧状の弾性を有する止め輪を装着された上で軸受ハウジングに装着されるクリープ防止軸受において、前記止め輪の少なくとも先端部に表面硬化処理が施されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属製ハウジングに嵌合する軸受にクリープ防止機能を与えるために、軸受外輪に止め輪を装着されたクリープ防止軸受に関する。

従来、クリープ防止機能を備えたいわゆるクリープ防止軸受としては、例えば図１から図３に示すようなものがある（例えば特許文献１参照）。軸受の外輪１の外径面１Ａには全周にわたり偏心周溝２が形成されている。この偏心周溝２は、外輪１の半径Ｒを有する外周円３の中心Ｏに対して、半径Ｒ_１の溝底円４の中心Ｏ_１が偏心している（図１（ａ）、（ｂ）参照）。この偏心周溝２の最浅部の深さはｄ_１、最深部の深さはｄ_２である。この偏心周溝２には、半径Ｒ_２の円弧状でかつ中央部に張り出した半径Ｒ_３の小湾曲部５を有する所定肉厚の金属製止め輪６が装着される。止め輪６の肉厚ｔは偏心周溝２の最浅部の深さΔｄ_１より大きい。装着に際しては、止め輪６の小湾曲部５が偏心周溝２の最深部に位置して外輪１の外径面１Ａから僅かに張り出すが、その他の部分は偏心周溝２からはみ出さないようにする（図３（ｂ）参照）。

この状態で軸受をハウジング内径面７（内径は止め輪６の外径Ｄとほぼ等しい）に嵌合させると、止め輪６の小湾曲部５の張り出し箇所がハウジング内径面７の壁面に弾圧される。そのため止め輪６の両端部６Ａが偏心周溝２の浅い方へ延び、溝底とハウジング内径面７の壁面との間にクサビとして食い込む（図４参照）。そのため、軸受の外径面１Ａとハウジング内径面７の壁面とのはめあい面に隙間を生じたときも、クリープが発生してハウジングに対し軸受の外輪１が回転荷重の回転方向と逆方向に相対回転する現象は防止される（非特許文献１参照）。ここで、止め輪６としては通常ＳＷＨ７２Ａなどのばね鋼を熱処理して用いられている。
特開平３−２８９６６２号公報 NSK Technical Journal No.645 (日本精工株式会社、昭和６０年７月発行、第２８ページ)

しかし、上記クリープ防止軸受は、止め輪の先端が狭窄部に挟まれることによるクサビ効果で外輪の回転を阻止するものであるが、過酷な使用環境下において、止め輪先端部が摩耗してクリープ防止機能が低下する恐れがあるという問題がある。

本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、過酷な使用条件下でもクリープの発生を防止するクリープ防止軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
（１）外輪の外周面に軸心と偏心した偏心周溝が形成され、該偏心周溝に略円弧状の弾性を有する止め輪を装着された上で軸受ハウジングに装着されるクリープ防止軸受において、前記止め輪の少なくとも先端部に表面硬化処理が施されていることを特徴とするクリープ防止軸受。
（２）前記表面硬化処理としてショットピーニング処理が施されていることを特徴とする前記（１）に記載のクリープ防止軸受。

本発明によれば、止め輪の少なくとも先端部に表面硬化処理が施されていることから、過酷な使用条件下であっても、止め輪の先端部が摩耗し難く、クリープの発生を防止できる。したがって、オルタネータを始めとする、軸受周りでのクリープ発生が問題となるような機器に対して、軸受周りの構造を特に変更することなく本発明軸受を広く用いることができる。

本発明において、表面硬化処理としては、物理的処理、化学的処理等、いかなる処理であってもよい。例えば、ショットピーニング処理、バレル処理、熱硬化処理を採用することができ、これらを単独又は複数組み合わせて用いることができる。また、止め輪を外輪及び軸受ハウジングよりも高硬度の材料で製造してもよい。更に、止め輪の表面に高硬度の部材を貼着してもよい。更に、止め輪の先端部のみを高硬度の別部材で形成して止め輪全体を一体に構成してもよい。

本発明において、止め輪の表面硬化処理が施される先端部とは、軸受ハウジング及び偏心周溝の溝底とにより挟まれてこれらと接触する部分を意味する。本発明において、止め輪の先端部だけに表面硬化処理が施されていてもよいが、止め輪全体に表面硬化処理が施されていてもよい。

表面硬化処理を施された止め輪の硬度は、ＨＲＣ５０〜６５であり、好ましくはＨＲＣ５５〜６５、更に好ましくはＨＲＣ６０〜６５である。

本発明によれば、止め輪の少なくとも先端部に表面硬化処理を施したことから、止め輪先端部が外輪の偏心周溝と軸受ハウジング内径面とに挟まれて用いられても、先端部が摩耗せず、その結果、過酷な使用条件下でもクリープが発生せず、クリープ防止機能を長期間にわたって維持することができる。

以下、本発明の一実施形態を説明する。
なお、本実施形態のクリープ防止軸受の基本的構成は、図１〜図３に示す従来のものと同じであるので、図１から図３を参照して本実施形態を説明する。

クリープ防止用軸受は、外輪１の外径面１Ａには軸心Ｏと偏心した偏心周溝２が形成され、この偏心周溝２に略円弧状の弾性を有する止め輪６が装着された上で、軸受ハウジング内径面７に装着されて用いられる。止め輪６は全体が表面硬化処理を施されており、従来の止め輪よりも硬度が高く設定されている。

図４を参照して本発明実施形態の止め輪６によるクリープ防止機構を説明する。なお、止め輪６の湾曲形状は図１〜図３に示す止め輪とは異なっているが、止め輪６の機能は同じである。

止め輪６が外輪１の偏心周溝２に装着されて軸受ハウジング内径面７に組み込まれると、図４（ａ）に示すように、止め輪６は弾性変形する。その場合、小湾曲部５の中央位置及び止め輪６の両端部６Ａにおいて、止め輪外径面と軸受ハウジング内径面７が接触し、小湾曲部５の両側付け根位置において、止め輪内径面と外輪１の偏心周溝２の底面とが接触する。

一般に、軸受ハウジング内径面７の摩擦係数より偏心周溝２の底面の摩擦係数の方が小さい。また、軸受ハウジング内径面７と止め輪６の滑り半径より外輪１と止め輪６の滑り半径の方が小さいため、軸受ハウジング内径面７と止め輪６の滑り摩擦力より外輪１と止め輪６の滑り摩擦力の方が小さい。したがって、外輪１がクリープを発生し始めると、軸受ハウジング内径面７と止め輪６の滑り量より外輪１と止め輪６の滑り量の方が大きくなり、止め輪６と外輪１とが相対的に円周方向に移動して、いずれは止め輪６の一方の端部６Ａが、図４（ｂ）に示すように、軸受ハウジング内径面７と偏心周溝２の浅い部分との間にクサビを打ち込む形となってクリープが防止される。

図１（ａ）は軸受外輪に形成した偏心周溝を説明する図、図１（ｂ）は軸受の縦断面図である。図２は金属製止め輪の平面図である。図３（ａ）は偏心周溝に金属製止め輪を嵌めた平面図、図３（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。図４（ａ）は偏心周溝に金属製止め輪を嵌めた平面図、図４（ｂ）は止め輪がクサビとして作用した状態図。

符号の説明

１軸受外輪
２偏心周溝
３外周円
４溝底円
５小湾曲部
６金属製止め輪
７軸受ハウジング内径面

Claims

外輪の外周面に軸心と偏心した偏心周溝が形成され、該偏心周溝に略円弧状の弾性を有する止め輪を装着された上で軸受ハウジングに装着されるクリープ防止軸受において、前記止め輪の少なくとも先端部に表面硬化処理が施されていることを特徴とするクリープ防止軸受。
前記表面硬化処理としてショットピーニング処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載のクリープ防止軸受。