JPH0469406A - ボールベアリング - Google Patents
ボールベアリングInfo
- Publication number
- JPH0469406A JPH0469406A JP2178331A JP17833190A JPH0469406A JP H0469406 A JPH0469406 A JP H0469406A JP 2178331 A JP2178331 A JP 2178331A JP 17833190 A JP17833190 A JP 17833190A JP H0469406 A JPH0469406 A JP H0469406A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer race
- ceramic
- race
- ball bearing
- metal ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はボールベアリングに係り、特にセラミック材料
を利用した構造のベアリングの改良に関する。
を利用した構造のベアリングの改良に関する。
ボールベアリングはインナレースとアウタレースの間に
鋼球を介装し、転がり接触によりインナレースとアウタ
レースの相対回転を良好に行なわせる。このようなボー
ルベアリングにおいて、従来、鋼球以外の部材をセラミ
ック材料により形成し、軽量化や耐摩耗性、耐熱性など
、セラミックの有する利点を得ようとする試みが図られ
ている。 これはインナレースやアウタレースをセラミック材料に
より形成し、両レースの間に鋼球を挟み込む構造とした
もので、主たる構成部材をセラミック製とすることによ
り材料の特徴を有効に利用しようとするものである。
鋼球を介装し、転がり接触によりインナレースとアウタ
レースの相対回転を良好に行なわせる。このようなボー
ルベアリングにおいて、従来、鋼球以外の部材をセラミ
ック材料により形成し、軽量化や耐摩耗性、耐熱性など
、セラミックの有する利点を得ようとする試みが図られ
ている。 これはインナレースやアウタレースをセラミック材料に
より形成し、両レースの間に鋼球を挟み込む構造とした
もので、主たる構成部材をセラミック製とすることによ
り材料の特徴を有効に利用しようとするものである。
ところが、従来のセラミック材料を用いたボールベアリ
ングでは、セラミック材料自体が割れに対して非常に弱
いため、フープ応力が発生した場合、セラミックレース
が瞬間破断する危険性があり、信頼性に欠けるという問
題があった。これは特にアウタレース側で問題となり、
ベアリングをケースに組込む際に、ケース側の装着孔の
軸心とベアリング軸心が合わないまま無理に組込むこと
によって生じるコジリに起因して過大なフープ応力が発
生し、アウタレースの瞬間破断を招くので問題となって
いる。 本発明は、上記従来の問題点に着目し、セラミツク材料
を用いて軽量化や耐摩耗性、耐熱性などを図りつつ、破
断の虞を大幅に低減して信頼性を向上させたボールベア
リングを提供することを目的とする。
ングでは、セラミック材料自体が割れに対して非常に弱
いため、フープ応力が発生した場合、セラミックレース
が瞬間破断する危険性があり、信頼性に欠けるという問
題があった。これは特にアウタレース側で問題となり、
ベアリングをケースに組込む際に、ケース側の装着孔の
軸心とベアリング軸心が合わないまま無理に組込むこと
によって生じるコジリに起因して過大なフープ応力が発
生し、アウタレースの瞬間破断を招くので問題となって
いる。 本発明は、上記従来の問題点に着目し、セラミツク材料
を用いて軽量化や耐摩耗性、耐熱性などを図りつつ、破
断の虞を大幅に低減して信頼性を向上させたボールベア
リングを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るボールベアリ
ングは、ベアリングのアウタレースをセラミック材によ
り形成するとともに、該セラミック製アウタレースの外
周面に金属リングを焼ばめ装着し、セラミック製アウタ
レースにプレストレスを付与して組み付けた構成とした
ものである。
ングは、ベアリングのアウタレースをセラミック材によ
り形成するとともに、該セラミック製アウタレースの外
周面に金属リングを焼ばめ装着し、セラミック製アウタ
レースにプレストレスを付与して組み付けた構成とした
ものである。
上記構成によれば、アウタレースはセラミック材料によ
り形成されているが、予めその外周面には金属リングを
焼ばめしてプレストレスが与えられているため、当該ア
ウタレースに外力のフープ応力が作用しても、応力が相
殺され、セラミック性アウタレースが破断にいたること
を防止することができる。したがって、ベアリング取付
は用のケースに装着する際にコジレ等が発生しても、こ
れによる瞬間的な過大応力を吸収することかでき、セラ
ミックレースの破断を阻止して信頼性の高い構造とする
ことかできるのである。
り形成されているが、予めその外周面には金属リングを
焼ばめしてプレストレスが与えられているため、当該ア
ウタレースに外力のフープ応力が作用しても、応力が相
殺され、セラミック性アウタレースが破断にいたること
を防止することができる。したがって、ベアリング取付
は用のケースに装着する際にコジレ等が発生しても、こ
れによる瞬間的な過大応力を吸収することかでき、セラ
ミックレースの破断を阻止して信頼性の高い構造とする
ことかできるのである。
以下に本発明に係るボールベアリングの具体的実施例を
図面を参照して詳細に説明する。 第１図は実施例に係るボールベアリングの要部断面図で
ある。図示のようにこのボールベアリング１０は円環リ
ングとしてのインナレース１２とこれより径の大きいア
ウタレース１４を備え、それらの間に複数の鋼球１６を
介装した構造となっている。鋼球１６はリテーナ１８に
より正規の位置に保持され、インナレース１２とアウタ
レース１４とを転がり接触によっての相対回転させるよ
うにしている。 このようなボールベアリング１０において、実施例では
前記アウタレース１４をセラミック材料により形成され
たレース本体２０とその外周に嵌着されて一体化した金
属リング２２の２種の材料からなるハイブリッド構造と
して構成されている。 前記アウタレース本体２０を形成するセラミック材料と
しては窒化ケイ素、ジルコニア等の周知のセラミック材
料が使用され、これは所望のアウタレースの形状に成形
されるようになっている。 方、アウタレース本体２０の外周に装着される金属リン
グ２２はＳＯ８材料の特にみがき鋼によって形成された
もので、これは焼ばめによって前記アウタレース本体２
０の外周面に嵌着し、セラミックレース本体２０にプレ
圧縮ストレスを与えるように結合させているものである
。この場合において、アウタレース１４の全厚をｔとし
たときに、金属リング２２の肉厚ｓｉｏ、ｉ〜０．３ｔ
となるように設定され、特に焼ばめ代を２５／ １００
００〜３５／１１００００（■）として両者を嵌着結合
して形成するようにしてい名。焼ばめは通常の手法を用
いればよく、熱変形の大きい金属リング２２を加熱して
熱膨張を与えた状態でセラミックレース本体２０の外周
に填め込み、冷却することによって簡単に組み付けるこ
とができる。 なお、インナレース１２はフープ応力による破断の危険
性はほとんど問題にならないため、セラミック材料のみ
で形成するようにすればよい。 このように構成されたボールベアリング１０は、インナ
レース１２に回転軸などを貫通装着し、アウタレース１
４を支持部材側のケースに設けられた取付は孔に嵌合装
着することによって回転支持をなす。このとき、回転支
持状態で鋼球１６を介してアウタレース１４に第２図に
示すようなラジアル方向の外向きの力が作用し、あるい
はケース側への取付けに際してベアリング軸心と取付は
孔の軸心とが不一致のまま組込むことにより、アウタレ
ース１４に円周方向に沿うフープ力が発生する。これは
アウタレース１４に母線に沿う破断力として作用するが
、実施例ではアウタレース本体２０に金属リング２２に
よってフープ応力に対抗するプレストレスが与えられて
いるので、フープ力は金属リング２２により支承される
。これによりセラミックレース本体２０では予め与えら
れている圧縮応力がフープ応力により緩和されるだけと
なり、破断に至る引張り応力の発生が軽減される。した
がって、セラミック材料を用いてインナレース１２やア
ウタレース１４を形成しても、外力のフープ応力による
瞬間破断を防止することかでき、セラミックのもつ軽量
化、耐摩耗性、耐熱性、潤滑不要等の有効な機能をもた
せたボールベアリングとしつつ、高い信頼性をもたせる
ことができる。 なお、上記実施例では、金属リング２２としてＳＵＳ材
料を用いた例を示したが、これは他の金属材料を用いる
こともでき、鉄系材料のみならず非鉄金属でも可能であ
り、セラミックレース本体２０にプレストレスを付与す
ることができるものであればよい。
図面を参照して詳細に説明する。 第１図は実施例に係るボールベアリングの要部断面図で
ある。図示のようにこのボールベアリング１０は円環リ
ングとしてのインナレース１２とこれより径の大きいア
ウタレース１４を備え、それらの間に複数の鋼球１６を
介装した構造となっている。鋼球１６はリテーナ１８に
より正規の位置に保持され、インナレース１２とアウタ
レース１４とを転がり接触によっての相対回転させるよ
うにしている。 このようなボールベアリング１０において、実施例では
前記アウタレース１４をセラミック材料により形成され
たレース本体２０とその外周に嵌着されて一体化した金
属リング２２の２種の材料からなるハイブリッド構造と
して構成されている。 前記アウタレース本体２０を形成するセラミック材料と
しては窒化ケイ素、ジルコニア等の周知のセラミック材
料が使用され、これは所望のアウタレースの形状に成形
されるようになっている。 方、アウタレース本体２０の外周に装着される金属リン
グ２２はＳＯ８材料の特にみがき鋼によって形成された
もので、これは焼ばめによって前記アウタレース本体２
０の外周面に嵌着し、セラミックレース本体２０にプレ
圧縮ストレスを与えるように結合させているものである
。この場合において、アウタレース１４の全厚をｔとし
たときに、金属リング２２の肉厚ｓｉｏ、ｉ〜０．３ｔ
となるように設定され、特に焼ばめ代を２５／ １００
００〜３５／１１００００（■）として両者を嵌着結合
して形成するようにしてい名。焼ばめは通常の手法を用
いればよく、熱変形の大きい金属リング２２を加熱して
熱膨張を与えた状態でセラミックレース本体２０の外周
に填め込み、冷却することによって簡単に組み付けるこ
とができる。 なお、インナレース１２はフープ応力による破断の危険
性はほとんど問題にならないため、セラミック材料のみ
で形成するようにすればよい。 このように構成されたボールベアリング１０は、インナ
レース１２に回転軸などを貫通装着し、アウタレース１
４を支持部材側のケースに設けられた取付は孔に嵌合装
着することによって回転支持をなす。このとき、回転支
持状態で鋼球１６を介してアウタレース１４に第２図に
示すようなラジアル方向の外向きの力が作用し、あるい
はケース側への取付けに際してベアリング軸心と取付は
孔の軸心とが不一致のまま組込むことにより、アウタレ
ース１４に円周方向に沿うフープ力が発生する。これは
アウタレース１４に母線に沿う破断力として作用するが
、実施例ではアウタレース本体２０に金属リング２２に
よってフープ応力に対抗するプレストレスが与えられて
いるので、フープ力は金属リング２２により支承される
。これによりセラミックレース本体２０では予め与えら
れている圧縮応力がフープ応力により緩和されるだけと
なり、破断に至る引張り応力の発生が軽減される。した
がって、セラミック材料を用いてインナレース１２やア
ウタレース１４を形成しても、外力のフープ応力による
瞬間破断を防止することかでき、セラミックのもつ軽量
化、耐摩耗性、耐熱性、潤滑不要等の有効な機能をもた
せたボールベアリングとしつつ、高い信頼性をもたせる
ことができる。 なお、上記実施例では、金属リング２２としてＳＵＳ材
料を用いた例を示したが、これは他の金属材料を用いる
こともでき、鉄系材料のみならず非鉄金属でも可能であ
り、セラミックレース本体２０にプレストレスを付与す
ることができるものであればよい。
以上説明したように、本発明によれば、ベアリングのア
ウタレースをセラミック材により形成するとともに、該
セラミック製アウタレースの外周面に金属リングを焼ば
め装着し、セラミック製アウタレースにプレストレスを
付与して組み付けたので、セラミック材料の有する特徴
を活かしつつ、フープ力による破断の虞を大幅に低減し
て信頼性を向上させたボールヘアリングとすることかで
きる効果か得られる。
ウタレースをセラミック材により形成するとともに、該
セラミック製アウタレースの外周面に金属リングを焼ば
め装着し、セラミック製アウタレースにプレストレスを
付与して組み付けたので、セラミック材料の有する特徴
を活かしつつ、フープ力による破断の虞を大幅に低減し
て信頼性を向上させたボールヘアリングとすることかで
きる効果か得られる。
第１図は実施例に係るボールベアリングの断面図、第２
図はフープ力の説明図である。 １０・・・・・ボールヘアリング、１２・・・・・・イ
ンナレース、１４・・・・・・アウタレース、１６・・
・・・鋼球、１８・・・・・リテーナ、２０・・・・・
セラミックレース本体、２２・・・・・・金属リング。
図はフープ力の説明図である。 １０・・・・・ボールヘアリング、１２・・・・・・イ
ンナレース、１４・・・・・・アウタレース、１６・・
・・・鋼球、１８・・・・・リテーナ、２０・・・・・
セラミックレース本体、２２・・・・・・金属リング。
Claims (1)
- １）、ベアリングのアウタレースをセラミック材により
形成するとともに、該セラミック製アウタレースの外周
面に金属リングを焼ばめ装着し、セラミック製アウタレ
ースにプレストレスを付与して組み付けたことを特徴と
するボールベアリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178331A JPH0469406A (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | ボールベアリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178331A JPH0469406A (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | ボールベアリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469406A true JPH0469406A (ja) | 1992-03-04 |
Family
ID=16046627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2178331A Pending JPH0469406A (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | ボールベアリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0469406A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1003136C2 (nl) * | 1996-05-15 | 1997-11-18 | Skf Ind Trading & Dev | Wentellager met een zirconiummateriaal. |
| WO2006009430A1 (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Ab Skf | Bearing with light weight metal and ceramic material |
| DE102005022730A1 (de) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Schaeffler Kg | Wälzlagerring,insbesondere für hochbeanspruchte Wälzlager in Flugzeugtriebwerken, sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
-
1990
- 1990-07-05 JP JP2178331A patent/JPH0469406A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1003136C2 (nl) * | 1996-05-15 | 1997-11-18 | Skf Ind Trading & Dev | Wentellager met een zirconiummateriaal. |
| EP0807762A1 (en) * | 1996-05-15 | 1997-11-19 | SKF Industrial Trading & Development Company, B.V. | Rolling bearing element comprising a zirconium material |
| US5971620A (en) * | 1996-05-15 | 1999-10-26 | Skf Industrial Trading & Development Company B.V. | Rolling element bearing comprising a zirconium material |
| WO2006009430A1 (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Ab Skf | Bearing with light weight metal and ceramic material |
| US7798724B2 (en) | 2004-07-16 | 2010-09-21 | Ab Skf | Bearing with light weight metal and ceramic material |
| DE102005022730A1 (de) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Schaeffler Kg | Wälzlagerring,insbesondere für hochbeanspruchte Wälzlager in Flugzeugtriebwerken, sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
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