JPH0529368Y2 - - Google Patents
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- JPH0529368Y2 JPH0529368Y2 JP1987003464U JP346487U JPH0529368Y2 JP H0529368 Y2 JPH0529368 Y2 JP H0529368Y2 JP 1987003464 U JP1987003464 U JP 1987003464U JP 346487 U JP346487 U JP 346487U JP H0529368 Y2 JPH0529368 Y2 JP H0529368Y2
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- JP
- Japan
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- inner ring
- outer ring
- bearing
- fixed part
- rotating part
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- Expired - Lifetime
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- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 25
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
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
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
- F16C19/361—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with cylindrical rollers
- F16C19/362—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with cylindrical rollers the rollers being crossed within the single row
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/525—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation
-
- 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
- F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
- F16C2226/50—Positive connections
- F16C2226/60—Positive connections with threaded parts, e.g. bolt and nut connections
-
- 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
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本考案はころがり軸受の温度特性の改良に関す
るものである。
るものである。
［従来の技術］
第４図に従来におけるころがり軸受の構成例を
示す。図で、１は外輪、２は内輪、３は外輪１と
内輪２の間に挟まれた円柱形状の転動体である。
転動体３は、ａとｂが交互に回転軸になるように
外輪１と内輪２の円周方向に配列されていて、こ
れによつてラジアル方向とスラスト方向の荷重を
分けている。以下、このような構成の軸受をクロ
スローラ軸受とする。
示す。図で、１は外輪、２は内輪、３は外輪１と
内輪２の間に挟まれた円柱形状の転動体である。
転動体３は、ａとｂが交互に回転軸になるように
外輪１と内輪２の円周方向に配列されていて、こ
れによつてラジアル方向とスラスト方向の荷重を
分けている。以下、このような構成の軸受をクロ
スローラ軸受とする。
ころがり軸受の外輪１は回転部４に篏合され、
内輪２は固定部５に篏合されている。これによつ
てクロスローラ軸受により回転部４が固定部５に
回転可能に支持されている。回転部４と固定部５
は例えばモータのロータとステータのハウジング
である。クロスローラ軸受は耐摩耗性が必要なこ
とから鉄で構成され、ハウジング４と５は軽量化
が必要なことからアルミニウムで構成されてい
る。
内輪２は固定部５に篏合されている。これによつ
てクロスローラ軸受により回転部４が固定部５に
回転可能に支持されている。回転部４と固定部５
は例えばモータのロータとステータのハウジング
である。クロスローラ軸受は耐摩耗性が必要なこ
とから鉄で構成され、ハウジング４と５は軽量化
が必要なことからアルミニウムで構成されてい
る。
［考案が解決しようとする問題点］
鉄とアルミニウムの熱膨脹係数は約12×10-6
［１／℃］と22×10-6［１／℃］である。このた
め、温度が上昇すると、内輪２とハウジング５の
篏合部では内輪２に力ｆが加わる。
［１／℃］と22×10-6［１／℃］である。このた
め、温度が上昇すると、内輪２とハウジング５の
篏合部では内輪２に力ｆが加わる。
また、軸受軌道面６，７の半径r1，r2も半径の
大きさに比例して膨脹する。このため、軸受軌道
面間隔δは大きくなる。
大きさに比例して膨脹する。このため、軸受軌道
面間隔δは大きくなる。
しかし、熱応力ｆによる内輪２のふくらみが熱
膨脹量よりも大きいと、逆に軌道面間隔δは小さ
くなる。
膨脹量よりも大きいと、逆に軌道面間隔δは小さ
くなる。
軌道面間隔δの変化分Δδに比例して転動体３
に加わる押し付け力が変わり、転動体３のころが
り摩擦力が変化する。このため、熱応力により軌
道面間隔δが小さくなると、静止状態からハウジ
ング４を回転するのに要するトルク（以下、軸受
起動トルクとする）が大きくなる。このように第
４図のころがり軸受では温度の上昇により軸受起
動トルクが大きくなるという問題点があつた。
に加わる押し付け力が変わり、転動体３のころが
り摩擦力が変化する。このため、熱応力により軌
道面間隔δが小さくなると、静止状態からハウジ
ング４を回転するのに要するトルク（以下、軸受
起動トルクとする）が大きくなる。このように第
４図のころがり軸受では温度の上昇により軸受起
動トルクが大きくなるという問題点があつた。
本考案は上述した問題点を解決するためになさ
れたものであり、軸受軌道トルクが温度上昇の影
響を受けにくいころがり軸受を実現することを目
的とする。
れたものであり、軸受軌道トルクが温度上昇の影
響を受けにくいころがり軸受を実現することを目
的とする。
［問題点を解決するための手段］
本考案は、
外輪と内輪で転動体を挟んだ構成になつてい
て、この転動体のころがりで回転部を固定部に回
転可能に支持するとともに、前記外輪と内輪は前
記回転部と固定部よりも熱膨脹係数が小さい材料
で構成されたころがり軸受において、 前記外輪と内輪には径方向につばが形成され、
前記回転部と固定部にはこのつばを受け得る形状
の溝が形成されていて、温度が変化したときに回
転部または固定部からつばに熱応力を加え、外輪
と内輪の径の変化量を回転部と固定部の径の変化
量に追従させるようにしたことを特徴とするころ
がり軸受である。
て、この転動体のころがりで回転部を固定部に回
転可能に支持するとともに、前記外輪と内輪は前
記回転部と固定部よりも熱膨脹係数が小さい材料
で構成されたころがり軸受において、 前記外輪と内輪には径方向につばが形成され、
前記回転部と固定部にはこのつばを受け得る形状
の溝が形成されていて、温度が変化したときに回
転部または固定部からつばに熱応力を加え、外輪
と内輪の径の変化量を回転部と固定部の径の変化
量に追従させるようにしたことを特徴とするころ
がり軸受である。
［実施例］
以下、図面を用いて本考案を説明する。
第１図は本考案にかかるころがり軸受の一実施
例の構成図である。図で、第４図と同一のものは
同一符号を付ける。
例の構成図である。図で、第４図と同一のものは
同一符号を付ける。
外輪１と内輪２には円周方向に沿つたつば８と
９がそれぞれ形成されている。ハウジング４と５
にはつば８と９を受け得る形状の溝１０と１１が
それぞれ形成されている。また、ハウジング５に
固定されたクランプ１２もつば９を受け得る形状
になつている。外輪１と内輪２は、ハウジング４
と５に対して焼きばめ、冷しばめ等により篏合さ
れている。
９がそれぞれ形成されている。ハウジング４と５
にはつば８と９を受け得る形状の溝１０と１１が
それぞれ形成されている。また、ハウジング５に
固定されたクランプ１２もつば９を受け得る形状
になつている。外輪１と内輪２は、ハウジング４
と５に対して焼きばめ、冷しばめ等により篏合さ
れている。
このような構成のころがり軸受で、温度が変化
した場合の各部の寸法変化について説明する。
した場合の各部の寸法変化について説明する。
温度が上昇した場合について考える。
第２図は温度が上昇したときの軸受各部の寸法
変化を示した概念的構成図である。
変化を示した概念的構成図である。
温度が上昇すると、内輪２もハウジング５も膨
脹する。ハウジング５は内輪２よりも熱膨脹係数
が大きいため、ハウジング５と内輪２の篏合部で
は、ハウジング５は内輪２に外側へ押し拡げる応
力ｆを加える。これによつて内輪２はｃだけ外側
に変形する。また、内輪２自体もｄだけ外側に熱
膨脹する。これによつて内輪２の外側面１３はｃ
＋ｄだけ外側に変形する。このとき、つば９は変
形に関与しない。
脹する。ハウジング５は内輪２よりも熱膨脹係数
が大きいため、ハウジング５と内輪２の篏合部で
は、ハウジング５は内輪２に外側へ押し拡げる応
力ｆを加える。これによつて内輪２はｃだけ外側
に変形する。また、内輪２自体もｄだけ外側に熱
膨脹する。これによつて内輪２の外側面１３はｃ
＋ｄだけ外側に変形する。このとき、つば９は変
形に関与しない。
一方、外輪１とハウジング４の篏合部分では、
ハウジング４が外輪１よりも熱膨脹係数が大きい
ため、ハウジング４はつば８に熱応力f1を加えて
外輪１を外側に押し拡げる。これによつて外輪１
はｅだけ外側に変形する。また、外輪１自体もｇ
だけ外側に熱膨脹する。これによつて、外輪１の
内側面１４はｅ＋ｇだけ外側に変形する。
ハウジング４が外輪１よりも熱膨脹係数が大きい
ため、ハウジング４はつば８に熱応力f1を加えて
外輪１を外側に押し拡げる。これによつて外輪１
はｅだけ外側に変形する。また、外輪１自体もｇ
だけ外側に熱膨脹する。これによつて、外輪１の
内側面１４はｅ＋ｇだけ外側に変形する。
熱膨脹による長さの変化量はr0・α・Δt（r0：
変化前の長さ、α：熱膨脹係数、Δt：温度の変
化量）である。また、篏合部の熱応力は次のよう
になる。
変化前の長さ、α：熱膨脹係数、Δt：温度の変
化量）である。また、篏合部の熱応力は次のよう
になる。
σ＝（LB−LH）・Δt・EB／１＋hB／hH EB／EH
αH：ハウジング４または５の熱膨脹係数
αB：外輪１または内輪２の熱膨脹係数
EH：ハウジング４または５の縦弾性係数
EB：外輪１または内輪２の縦弾性係数
hH：ハウジング４または５の肉厚
hB：外輪１または内輪２の肉厚
このように内輪２がそれ自体の熱膨脹に加えて
熱応力により外側に変形したときは、外輪１もそ
れ自体の熱膨脹に加えて、つば８にかかる熱応力
により外側に変形させられる。これによつて、温
度上昇が上昇しても内輪の外側面１３と外輪の内
側面１４の間隔がほぼ一定に保たれる。変化の前
後の間隔はそれぞれΔδとΔδ′になる。
熱応力により外側に変形したときは、外輪１もそ
れ自体の熱膨脹に加えて、つば８にかかる熱応力
により外側に変形させられる。これによつて、温
度上昇が上昇しても内輪の外側面１３と外輪の内
側面１４の間隔がほぼ一定に保たれる。変化の前
後の間隔はそれぞれΔδとΔδ′になる。
第４図の軸受では、温度が上昇したときに外輪
１の変形はそれ自体の熱膨脹によるものだけであ
るため、内輪の外側面１３と外輪の内側面１４の
間隔は第１図の軸受よりも小さくなる。
１の変形はそれ自体の熱膨脹によるものだけであ
るため、内輪の外側面１３と外輪の内側面１４の
間隔は第１図の軸受よりも小さくなる。
温度が下がつたときは外輪と内輪の関係が逆に
なり、内輪２のつば９にかかる熱応力f2により内
輪２が強制的に変形させられることになる。
なり、内輪２のつば９にかかる熱応力f2により内
輪２が強制的に変形させられることになる。
なお、ハウジング４と５は軸受よりも熱膨脹係
数が大きい材料で構成されていればよく、ハウジ
ング４と５および軸受はそれぞれ鉄およびアルミ
ニウム以外の材料で構成されていてもよい。
数が大きい材料で構成されていればよく、ハウジ
ング４と５および軸受はそれぞれ鉄およびアルミ
ニウム以外の材料で構成されていてもよい。
また、ハウジング４と５はモータのハウジング
以外のものであつてもよい。
以外のものであつてもよい。
また、軸受はクロスローラ軸受以外の軸受例え
ばラジアル玉軸受、スラスト玉軸受等であつても
よい。
ばラジアル玉軸受、スラスト玉軸受等であつても
よい。
［効果］
本考案によれば、外輪と内輪につばが設けられ
ているため、温度が変化すると、つばにかかる熱
応力による外輪と内輪は回転部と固定部の変形に
追従するよう変形させられる。これによつて、温
度による外輪と内輪の間隔の変化が小さくなり、
温度変化による軸受起動トルクの変化を低減でき
る。軸受起動トルクＴと温度変化Δtの関係を示
すと第３図のようになり、直線l1で表わされる本
考案にかかる軸受は直線l2で表わされる第４図の
軸受に比べてトルクＴの変化率が小さくなる。
ているため、温度が変化すると、つばにかかる熱
応力による外輪と内輪は回転部と固定部の変形に
追従するよう変形させられる。これによつて、温
度による外輪と内輪の間隔の変化が小さくなり、
温度変化による軸受起動トルクの変化を低減でき
る。軸受起動トルクＴと温度変化Δtの関係を示
すと第３図のようになり、直線l1で表わされる本
考案にかかる軸受は直線l2で表わされる第４図の
軸受に比べてトルクＴの変化率が小さくなる。
第１図は本考案にかかるころがり軸受の一実施
例の構成図、第２図は第１図の軸受の動作説明
図、第３図は本考案にかかる軸受の効果の説明
図、第４図はころがり軸受の従来における構成例
を示した図である。 １……外輪、２……内輪、３……転動体、４…
…回転部、５……固定部、８，９……つば、１
０，１１……溝。
例の構成図、第２図は第１図の軸受の動作説明
図、第３図は本考案にかかる軸受の効果の説明
図、第４図はころがり軸受の従来における構成例
を示した図である。 １……外輪、２……内輪、３……転動体、４…
…回転部、５……固定部、８，９……つば、１
０，１１……溝。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 外輪と内輪で転動体を挟んだ構成になつてい
て、この転動体のころがりで回転部を固定部に回
転可能に支持するとともに、前記外輪と内輪は前
記回転部と固定部よりも熱膨脹係数が小さい材料
で構成されたころがり軸受において、 前記外輪と内輪には径方向につばが形成され、
前記回転部と固定部にはこのつばを受け得る形状
の溝が形成されていて、温度が変化したときに回
転部または固定部からつばに熱応力を加え、外輪
と内輪の径の変化量を回転部と固定部の径の変化
量に追従させるようにしたことを特徴とするころ
がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987003464U JPH0529368Y2 (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987003464U JPH0529368Y2 (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63112621U JPS63112621U (ja) | 1988-07-20 |
| JPH0529368Y2 true JPH0529368Y2 (ja) | 1993-07-28 |
Family
ID=30783245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987003464U Expired - Lifetime JPH0529368Y2 (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529368Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-01-13 JP JP1987003464U patent/JPH0529368Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63112621U (ja) | 1988-07-20 |
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