回転機のベアリング支持構造
【課題】 環状ばねの劣化や破損を防ぐことができる回転機のベアリング支持構造を提供する。
【解決手段】 回転軸を回転自在に支持するベアリングの半径方向外周面を、ハウジング部内周面に支持させるとともに、前記ベアリングの軸方向片側端面を、軸方向に付勢力を有する環状ばねを介して上記ハウジング部奥行き端面に支持させるようにした回転機のベアリング支持構造において、前記環状ばね６と前記ハウジング部４ａ奥行き端面との間に、複数の軸方向の突起部７を板面に設けた環状部材５を配設した構造。
【解決手段】 回転軸を回転自在に支持するベアリングの半径方向外周面を、ハウジング部内周面に支持させるとともに、前記ベアリングの軸方向片側端面を、軸方向に付勢力を有する環状ばねを介して上記ハウジング部奥行き端面に支持させるようにした回転機のベアリング支持構造において、前記環状ばね６と前記ハウジング部４ａ奥行き端面との間に、複数の軸方向の突起部７を板面に設けた環状部材５を配設した構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状ばねの劣化や破損を防ぐことができる回転機のベアリング支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機の回転軸を支持するベアリングには、通常、予圧と呼ばれる軸方向への荷重を加える。これは、ベアリングを構成する各部材間の隙間を除去し、これによりベアリング自体の剛性を確保するためである。予圧をかける方法として、環状のばねを用いるのが最も一般的である。
【０００３】
しかしながら、こうした環状ばねによる予圧のかけ方にあっては、回転機への軸方向外力、いわゆるスラスト荷重によって、環状ばねが劣化して十分な予圧が加えられなくなったり、さらにはばねが破損して全くその機能を果たさなくなるという問題があった。
このような問題を解決するため、出願人は以前、環状ばねに複数個の突起を設け、その突起によって一定の予圧を維持する方法を提案した(特許文献１参照)。
また、同様の発想による考案が、次の文献にも開示されている(特許文献２、特許文献３参照)。
【特許文献１】特開平７−２４８０２３号公報
【特許文献２】実開昭５７−５３１２０号公報
【特許文献３】実開昭５３−４７４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうした環状ばね自体に細工を施す方法は、必ずしも強度が十分ではないため長期の使用には耐えきれず、依然として上述の問題すなわち、劣化による予圧不足、そして破損といった問題が残っていた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決し、環状ばねの劣化や破損を防ぐことができる回転機のベアリング支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するため、回転軸を回転自在に支持するベアリングの半径方向外周面を、ハウジング部内周面に支持させるとともに、前記ベアリングの軸方向片側端面を、軸方向に付勢力を有する環状ばねを介して上記ハウジング部奥行き端面に支持させるようにした回転機のベアリング支持構造において、前記環状ばねと前記ハウジング部奥行き端面との間に、複数の軸方向の突起部を板面に設けた環状部材を配設したことにある。
また、本発明は、前記環状ばねに、円周方向に波形に形成した板ばねを用いるとともに、前記環状部材の突起部が、前記環状ばねの波形に合致するような円弧状の突起であることにある。
さらに、本発明は、前記環状部材の突起部が、前記環状ばねの疲労破壊限界高さより大きく、かつ、前記ベアリングに適性予圧をかけるための環状ばねの最小値よりも小さく構成されたことにある。
さらにまた、本発明は、前記環状部材の突起部同士の中間点の一か所に前記環状ばねを固定するための爪部を備え、前記環状ばねが前記爪部によって位置決め固定されるように構成されたことにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の効果としては、環状ばねとハウジング部奥行き端面との間に、突起部を設けた環状部材を配設することによって、環状ばねの劣化や破損を防ぐことができ、良好な回転機のベアリング支持構造を得ることができる。また、前記突起部を、前記環状ばねの波形に合致するような円弧状の突起にすることによってさらに優れたベアリング支持構造を得ることができる。また、前記突起部の高さを最適値にすることによって、さらに優れたベアリング支持構造を得ることができる。また、環状部材に設けた爪部に環状ばねを固定することによって、組み付けも容易なベアリング支持構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図示の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は回転軸支持部のベアリング支持構造を示す部分断面図、図２は環状部材を示す斜視図、図３は環状ばねを示す斜視図、図４はベアリングに対する適正予圧の関係を示す図、図５（ａ）〜（ｄ）は環状ばねにかかる荷重と、その時の環状ばねの高さを示す図である。
【０００９】
図１は回転機の回転軸の一端部を拡大して示したもので、図１において、１は電動機、あるいは減速機等の回転機である。この回転機１の回転軸２は、半径方向外周面をベアリング３を介して回転機１のケース４内のベアリングハウジング部４ａに回転自在に支持されている。ベアリングハウジング部４ａは、ケース４内のボス部内側に形成された空洞部４１で、一定の径Ｌの側壁部４２と、奥行き端面まで所定深さＨの底壁部４３が形成されている。
【００１０】
前記ベアリング３は、同心状に配置されたリング状の内輪３１と外輪３２相互間に図示しないリテイナーを介して多数のボール３３を配設したもので、内輪３１の内周面で回転軸２の端部軸部２１を支持するとともに、外輪３２の外周面をベアリングハウジング部４ａの内周面、すなわち空洞部４１の側壁部４２に支持されている。前記ベアリング３の片側端面、すなわち内輪３１と外輪３２の片側端面３１ａ，３２ａは、環状部材５と環状ばね６を介してベアリングハウジング部４ａの奥行き端面、すなわち空洞部４１の底壁部４３に支持されている。ベアリング３の内輪３１の他方側端面３１ｂは、回転軸２の端部軸部２１の基端段部２２に係止されている。
【００１１】
前記環状部材５と環状ばね６は、環状部材５、環状ばね６の順に空洞部４１の底壁部４３に配置されており、前記ベアリング３に対して軸方向の予圧を与えるものである。図２は環状部材５を示したもので、この環状部材５は、樹脂成形で環状に形成されたプレートで、片側板面には、円周方向に一定間隔で複数の突起部７(図示例では３箇所)が形成されている。この突起部７は円周方向に円弧状の突部を半径方向に沿って柱状に形成したものである。前記環状部材５の内周縁部には、半径方向に一対の爪部８を突設した環状のガイド用リング部９が装着されており、爪部８を介して環状ばね６を保持できるように構成されている。
前記環状ばね６は、図３に示すように、リング状の板ばねを、円周方向に沿って波状の曲面に形成して凸面部６ａを形成したもので、ベアリングハウジング部４ａの環状部材５の上に配置されて前記ベアリング３を軸方向に付勢し、ベアリング３に対して軸方向の予圧を与えるものである。
【００１２】
次に、上記の実施の形態の作用を説明する。
空洞部４１の底壁部４３に環状部材５と環状ばね６を配置し、その上に回転軸２の端部軸部２１を支持するベアリング３を配置する。環状ばね６によりベアリング３を軸方向に付勢し、ベアリング３に対して軸方向の予圧を与える。
ベアリング３に対する適正予圧は、図４に示す関係になっており、荷重は図４に示す適正予圧範囲ｆ２−ｆ３間に保つため、環状ばね６の変形量を図４に示す範囲内ｈ２−ｈ３間で管理する必要がある。本実施の形態では、変形可能量を超える外力がスラスト方向に繰り返し加わった場合、環状ばね６が疲労破壊することのない様に環状部材５の突起部７で荷重を受けることで、環状ばね６の破損を防ぐ。環状部材５の突起部７の高さはベアリング３に対する適正予圧ｆと、バネワッシャー高さ(環状ばね６の高さ)ｈを示す図４及び図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、バネワッシャー高さ(環状ばね６の高さ)ｈを、疲労破壊限度範囲ｈ０まで達しないｈ１に設定することで破損を防ぐ。
【００１３】
図６は本発明の他の実施の形態で、この場合、環状部材５の爪部８に環状ばね６を係合させて一体にして組み込んだもので、環状ばね６の凸部６ａと環状部材５の突起部７の位置を一致させる。また、環状部材５の爪部８とガイド９に組み込まれた環状ばね６は位置がずれないので、ケース４への組み込みも容易になる。
【００１４】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
環状ばね６とベアリングハウジング部４ａの奥行き端面との間に、突起部７を設けた環状部材５を配設することによって、環状ばね６の劣化や破損を防ぐことができ、良好な回転機１のベアリング支持構造を得ることができる。また、前記突起部７を、前記環状ばね６の波形に合致するような円弧状の突起部にすることによってさらに優れたベアリング支持構造を得ることができる。また、前記突起部７の高さを最適値にすることによって、さらに優れたベアリング支持構造を得ることができる。また、環状部材６に設けた爪部８に環状ばね６を固定することによって、組み付けも容易なベアリング支持構造を得ることができる。
【００１５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、環状部材５の突起部７の数は任意に設定することができる等、その他本発明の要旨を変更しない範囲内で、適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転機のベアリング支持構造を示す断面図である。
【図２】図１の環状部材を示す斜視図である。
【図３】図１の環状ばねを示す斜視図である。
【図４】ベアリングに対する適正予圧の関係を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、環状ばねにかかる荷重と、その時の環状ばねの高さを示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係るベアリング支持構造で、環状部材の爪に、環状ばねを固定した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１７】
１ 回転機
２ 回転軸
３ ベアリング
４ ケース
４ａ ベアリングハウジング部（ハウジング部）
５ 環状部材
６ 環状ばね
７ 突起部
８ 爪部
９ ガイド用リング部
２１ 端部軸部
２２ 基端段部
４１ 空洞部
４２ 側壁部
４３ 底壁部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状ばねの劣化や破損を防ぐことができる回転機のベアリング支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機の回転軸を支持するベアリングには、通常、予圧と呼ばれる軸方向への荷重を加える。これは、ベアリングを構成する各部材間の隙間を除去し、これによりベアリング自体の剛性を確保するためである。予圧をかける方法として、環状のばねを用いるのが最も一般的である。
【０００３】
しかしながら、こうした環状ばねによる予圧のかけ方にあっては、回転機への軸方向外力、いわゆるスラスト荷重によって、環状ばねが劣化して十分な予圧が加えられなくなったり、さらにはばねが破損して全くその機能を果たさなくなるという問題があった。
このような問題を解決するため、出願人は以前、環状ばねに複数個の突起を設け、その突起によって一定の予圧を維持する方法を提案した(特許文献１参照)。
また、同様の発想による考案が、次の文献にも開示されている(特許文献２、特許文献３参照)。
【特許文献１】特開平７−２４８０２３号公報
【特許文献２】実開昭５７−５３１２０号公報
【特許文献３】実開昭５３−４７４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうした環状ばね自体に細工を施す方法は、必ずしも強度が十分ではないため長期の使用には耐えきれず、依然として上述の問題すなわち、劣化による予圧不足、そして破損といった問題が残っていた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決し、環状ばねの劣化や破損を防ぐことができる回転機のベアリング支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するため、回転軸を回転自在に支持するベアリングの半径方向外周面を、ハウジング部内周面に支持させるとともに、前記ベアリングの軸方向片側端面を、軸方向に付勢力を有する環状ばねを介して上記ハウジング部奥行き端面に支持させるようにした回転機のベアリング支持構造において、前記環状ばねと前記ハウジング部奥行き端面との間に、複数の軸方向の突起部を板面に設けた環状部材を配設したことにある。
また、本発明は、前記環状ばねに、円周方向に波形に形成した板ばねを用いるとともに、前記環状部材の突起部が、前記環状ばねの波形に合致するような円弧状の突起であることにある。
さらに、本発明は、前記環状部材の突起部が、前記環状ばねの疲労破壊限界高さより大きく、かつ、前記ベアリングに適性予圧をかけるための環状ばねの最小値よりも小さく構成されたことにある。
さらにまた、本発明は、前記環状部材の突起部同士の中間点の一か所に前記環状ばねを固定するための爪部を備え、前記環状ばねが前記爪部によって位置決め固定されるように構成されたことにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の効果としては、環状ばねとハウジング部奥行き端面との間に、突起部を設けた環状部材を配設することによって、環状ばねの劣化や破損を防ぐことができ、良好な回転機のベアリング支持構造を得ることができる。また、前記突起部を、前記環状ばねの波形に合致するような円弧状の突起にすることによってさらに優れたベアリング支持構造を得ることができる。また、前記突起部の高さを最適値にすることによって、さらに優れたベアリング支持構造を得ることができる。また、環状部材に設けた爪部に環状ばねを固定することによって、組み付けも容易なベアリング支持構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図示の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は回転軸支持部のベアリング支持構造を示す部分断面図、図２は環状部材を示す斜視図、図３は環状ばねを示す斜視図、図４はベアリングに対する適正予圧の関係を示す図、図５（ａ）〜（ｄ）は環状ばねにかかる荷重と、その時の環状ばねの高さを示す図である。
【０００９】
図１は回転機の回転軸の一端部を拡大して示したもので、図１において、１は電動機、あるいは減速機等の回転機である。この回転機１の回転軸２は、半径方向外周面をベアリング３を介して回転機１のケース４内のベアリングハウジング部４ａに回転自在に支持されている。ベアリングハウジング部４ａは、ケース４内のボス部内側に形成された空洞部４１で、一定の径Ｌの側壁部４２と、奥行き端面まで所定深さＨの底壁部４３が形成されている。
【００１０】
前記ベアリング３は、同心状に配置されたリング状の内輪３１と外輪３２相互間に図示しないリテイナーを介して多数のボール３３を配設したもので、内輪３１の内周面で回転軸２の端部軸部２１を支持するとともに、外輪３２の外周面をベアリングハウジング部４ａの内周面、すなわち空洞部４１の側壁部４２に支持されている。前記ベアリング３の片側端面、すなわち内輪３１と外輪３２の片側端面３１ａ，３２ａは、環状部材５と環状ばね６を介してベアリングハウジング部４ａの奥行き端面、すなわち空洞部４１の底壁部４３に支持されている。ベアリング３の内輪３１の他方側端面３１ｂは、回転軸２の端部軸部２１の基端段部２２に係止されている。
【００１１】
前記環状部材５と環状ばね６は、環状部材５、環状ばね６の順に空洞部４１の底壁部４３に配置されており、前記ベアリング３に対して軸方向の予圧を与えるものである。図２は環状部材５を示したもので、この環状部材５は、樹脂成形で環状に形成されたプレートで、片側板面には、円周方向に一定間隔で複数の突起部７(図示例では３箇所)が形成されている。この突起部７は円周方向に円弧状の突部を半径方向に沿って柱状に形成したものである。前記環状部材５の内周縁部には、半径方向に一対の爪部８を突設した環状のガイド用リング部９が装着されており、爪部８を介して環状ばね６を保持できるように構成されている。
前記環状ばね６は、図３に示すように、リング状の板ばねを、円周方向に沿って波状の曲面に形成して凸面部６ａを形成したもので、ベアリングハウジング部４ａの環状部材５の上に配置されて前記ベアリング３を軸方向に付勢し、ベアリング３に対して軸方向の予圧を与えるものである。
【００１２】
次に、上記の実施の形態の作用を説明する。
空洞部４１の底壁部４３に環状部材５と環状ばね６を配置し、その上に回転軸２の端部軸部２１を支持するベアリング３を配置する。環状ばね６によりベアリング３を軸方向に付勢し、ベアリング３に対して軸方向の予圧を与える。
ベアリング３に対する適正予圧は、図４に示す関係になっており、荷重は図４に示す適正予圧範囲ｆ２−ｆ３間に保つため、環状ばね６の変形量を図４に示す範囲内ｈ２−ｈ３間で管理する必要がある。本実施の形態では、変形可能量を超える外力がスラスト方向に繰り返し加わった場合、環状ばね６が疲労破壊することのない様に環状部材５の突起部７で荷重を受けることで、環状ばね６の破損を防ぐ。環状部材５の突起部７の高さはベアリング３に対する適正予圧ｆと、バネワッシャー高さ(環状ばね６の高さ)ｈを示す図４及び図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、バネワッシャー高さ(環状ばね６の高さ)ｈを、疲労破壊限度範囲ｈ０まで達しないｈ１に設定することで破損を防ぐ。
【００１３】
図６は本発明の他の実施の形態で、この場合、環状部材５の爪部８に環状ばね６を係合させて一体にして組み込んだもので、環状ばね６の凸部６ａと環状部材５の突起部７の位置を一致させる。また、環状部材５の爪部８とガイド９に組み込まれた環状ばね６は位置がずれないので、ケース４への組み込みも容易になる。
【００１４】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
環状ばね６とベアリングハウジング部４ａの奥行き端面との間に、突起部７を設けた環状部材５を配設することによって、環状ばね６の劣化や破損を防ぐことができ、良好な回転機１のベアリング支持構造を得ることができる。また、前記突起部７を、前記環状ばね６の波形に合致するような円弧状の突起部にすることによってさらに優れたベアリング支持構造を得ることができる。また、前記突起部７の高さを最適値にすることによって、さらに優れたベアリング支持構造を得ることができる。また、環状部材６に設けた爪部８に環状ばね６を固定することによって、組み付けも容易なベアリング支持構造を得ることができる。
【００１５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、環状部材５の突起部７の数は任意に設定することができる等、その他本発明の要旨を変更しない範囲内で、適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る回転機のベアリング支持構造を示す断面図である。
【図２】図１の環状部材を示す斜視図である。
【図３】図１の環状ばねを示す斜視図である。
【図４】ベアリングに対する適正予圧の関係を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、環状ばねにかかる荷重と、その時の環状ばねの高さを示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係るベアリング支持構造で、環状部材の爪に、環状ばねを固定した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１７】
１ 回転機
２ 回転軸
３ ベアリング
４ ケース
４ａ ベアリングハウジング部（ハウジング部）
５ 環状部材
６ 環状ばね
７ 突起部
８ 爪部
９ ガイド用リング部
２１ 端部軸部
２２ 基端段部
４１ 空洞部
４２ 側壁部
４３ 底壁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転自在に支持するベアリングの半径方向外周面を、ハウジング部内周面に支持させるとともに、前記ベアリングの軸方向片側端面を、軸方向に付勢力を有する環状ばねを介して上記ハウジング部奥行き端面に支持させるようにした回転機のベアリング支持構造において、前記環状ばねと前記ハウジング部奥行き端面との間に、複数の軸方向の突起部を板面に設けた環状部材を配設したことを特徴とする回転機のベアリング支持構造。
【請求項２】
前記環状ばねに、円周方向に波形に形成した板ばねを用いるとともに、前記環状部材の突起部が、前記環状ばねの波形に合致するような円弧状の突起であることを特徴とする請求項１に記載の回転機のベアリング支持構造。
【請求項３】
前記環状部材の突起部が、前記環状ばねの疲労破壊限界高さより大きく、かつ、前記ベアリングに適性予圧をかけるための環状ばねの最小値よりも小さく構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転機のペアリング支持構造。
【請求項４】
前記環状部材は、突起部同士の中間点の一か所に前記環状ばねを固定するための爪部を備え、前記環状ばねが前記爪部によって位置決め固定されるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転機のベアリング支持構造。
【請求項１】
回転軸を回転自在に支持するベアリングの半径方向外周面を、ハウジング部内周面に支持させるとともに、前記ベアリングの軸方向片側端面を、軸方向に付勢力を有する環状ばねを介して上記ハウジング部奥行き端面に支持させるようにした回転機のベアリング支持構造において、前記環状ばねと前記ハウジング部奥行き端面との間に、複数の軸方向の突起部を板面に設けた環状部材を配設したことを特徴とする回転機のベアリング支持構造。
【請求項２】
前記環状ばねに、円周方向に波形に形成した板ばねを用いるとともに、前記環状部材の突起部が、前記環状ばねの波形に合致するような円弧状の突起であることを特徴とする請求項１に記載の回転機のベアリング支持構造。
【請求項３】
前記環状部材の突起部が、前記環状ばねの疲労破壊限界高さより大きく、かつ、前記ベアリングに適性予圧をかけるための環状ばねの最小値よりも小さく構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転機のペアリング支持構造。
【請求項４】
前記環状部材は、突起部同士の中間点の一か所に前記環状ばねを固定するための爪部を備え、前記環状ばねが前記爪部によって位置決め固定されるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転機のベアリング支持構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−９７７６５（Ｐ２００６−９７７６５Ａ）
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８３４３０（Ｐ２００４−２８３４３０）
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００１０３７９２）オリエンタルモーター株式会社 (150)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００１０３７９２）オリエンタルモーター株式会社 (150)
【Ｆターム（参考）】
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