JP2003314558A - ラジアルボールベアリングのリテーナ - Google Patents
ラジアルボールベアリングのリテーナInfo
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Abstract
が抑制され、ベアリングの回転トルクの軽減ならびに寿
命の向上が図られるリテーナを提供する。 【解決手段】 軸方向の一方側に開口するC字状に形成
されてボール30を転動自在に保持するポケット41の
内面に、アキシャル方向に予圧が与えられることにより
接触角αが生じた状態のボール30の自転方向に沿って
湾曲し、ボール30が線接触する円筒内面状もしくは円
錐内面状の接触面44を形成する。接触面44とポケッ
トの球面状の内面との間に形成される境界部は接触角α
と平行であり、接触面44のみ、または接触面44と球
面状の内面とによってボールを保持する。
Description
器等に搭載されるスピンドルモータや各種汎用モータの
回転軸を支持する精密軸受として広く用いられているラ
ジアルボールベアリングのリテーナに関する。
外輪の内側に内輪が配され、これら軌道輪の対向面にそ
れぞれ形成された転走溝に複数のボールが嵌め込まれ、
これらボールがリテーナにより等間隔に保持された状態
でころがり運動する構造が一般的であり、すべり摩擦が
格段に少ないことから、各種機械の回転部分に多用され
ている。このようなラジアルボールベアリングにあって
は、内部にグリス等の潤滑油を封入したものが一般的で
あり、その潤滑油は、リテーナのポケット内でボールが
自転することによって外輪と内輪の転走溝間を移動し、
常にボールの転動面に供給される。
通常、ボールの振動の規制、回転精度や剛性の向上等を
目的として、アキシャル方向に予圧を与えた状態で使用
される。図10はその状態を示しており、この場合、外
輪10が固定され、回転する内輪20に対し図10中左
側(X2方向)から予圧が与えられている。このように
予圧が与えられると、ラジアル隙間の存在によって外輪
10と内輪20は軸方向に相対的にずれ、このため接触
角αが生じ、ボール30は点Aで外輪10と接触し、点
Bで内輪20と接触する。そして、図10でX1方向か
ら見た場合に内輪20が時計方向に回転すると、ボール
30は、ABに直交するCDを軸として矢印R1方向に
自転しながら、内輪20と同方向に回転するリテーナ5
0とともに公転する。なお点Oはボール30の中心であ
る。
に、予圧が与えられることによりボールの自転軸がベア
リングの軸方向に対して傾斜した状態では、ボールの自
転によって外輪と内輪の転走溝間を移動する潤滑油が、
リテーナのポケット内面を通過する際に剪断力を受け
る。このため、リテーナによって潤滑油の円滑な移動が
妨げられるとともに、潤滑油の撹拌抵抗が増大し、この
ため、ベアリングの回転トルクが増大するといった問題
が発生する。回転トルクの増大は、発熱や回転むらの原
因となり、モータに組み込まれた場合には消費電力の増
大を招くので、改善せねばならない課題である。
動する潤滑油の剪断を抑えることにより潤滑特性の向上
が図られ、その結果として回転トルクの軽減が可能なラ
ジアルボールベアリングのリテーナを提供することを目
的としている。
間に介装された複数のボールを保持して回転輪とともに
回転するラジアルボールベアリングのリテーナであっ
て、軸方向の一方側に開口するC字状に形成されてボー
ルを転動自在に保持するポケットを有し、このポケット
の内面には、円筒内面状もしくは円錐内面状でボールが
線接触する複数の接触面が形成され、この接触面と球面
状の内面との間に形成される境界部は、アキシャル方向
に予圧が与えられることにより生じる接触角と平行であ
り、接触面のみ、または接触面と球面状の内面とによっ
て、ボールが保持されていることを特徴としている。
によって外輪と内輪の間を移動する潤滑油は、ボールが
線接触する上記接触面から剪断を受けにくく、円滑に移
動する。すなわち、潤滑油に対する剪断力が低減し、そ
の結果、回転トルクの軽減やベアリングの寿命の向上が
図られる。
れた状態で、ポケットの開口が軸方向の一方側に開口す
るが、その開口方向(装着方向に相当する)は、回転輪
に対する予圧方向か、反予圧方向かのいずれかである。
すなわちリテーナは、ポケットの開口を予圧方向に向け
るか、あるいは予圧と反対方向に向けて装着される。ち
なみに、図10で示したベアリングでは、内輪が予圧を
受け、ポケットの開口方向が内輪の予圧方向に向いてい
る。予圧方向によってボールの自転軸は2通りとなり、
このボールの自転軸とポケットの開口方向との組み合わ
せに応じて、本発明の上記接触面は形成される。言い換
えると、回転輪に対する予圧方向とポケットの開口方向
との相関により、接触面の形成位置ならびに湾曲方向は
限定される。
方が回転方向を一方向に定められている回転輪であり、
ポケットの底面に、ボールの自転によってリテーナの外
周面または内周面に潤滑油を導く溝が形成されている形
態を含む。この形態によると、溝が形成されていること
により、ボールの自転によって潤滑油が自転方向により
流れやすいので、その潤滑油に剪断が生じにくくなり、
潤滑特性がより向上する。
された上記溝によって導かれた潤滑油を受け、かつ、そ
の潤滑油をリテーナの回転方向後方側に隣接するポケッ
トの開口付近に導く潤滑油流路が、溝によって導かれる
潤滑油の流動方向に応じて外周面または内周面に形成さ
れている形態を含む。この形態によると、ボールの自転
により溝を流動してリテーナの外周面または内周面に導
かれた潤滑油は、潤滑油流路で受けられ、さらに、リテ
ーナの回転によってその回転方向後方側に向かって潤滑
油流路を流動し、隣接するポケットの開口付近に供給さ
れる。すなわち、ポケットの底面から、そのポケットに
隣接するポケットの開口付近に潤滑油を供給する作用
が、順次リレーして繰り返される。ポケットの底面は潤
滑油が貯留しやすく、かたや開口側の内面には潤滑油が
供給されにくいので、このような形態を採用することに
よって潤滑油をまんべんなくポケット内面にいきわたら
せることができ、よって潤滑特性の向上が図られる。な
お、本発明の潤滑油流路は、フィン等により構成するこ
とができる。
与える予圧方向が一定とした場合であっても、回転輪が
外輪か内輪かに加え、その回転輪の回転方向によって異
なるので、これに応じて、上記溝による潤滑油の流動方
向はリテーナの外周面方向か内周面方向のいずれかとな
る。従って、この溝および上記潤滑油流路は、回転輪の
種類(外輪か内輪)と回転輪の回転方向の組み合わせに
応じて適宜に形成される。
施形態を説明する。 (1)第1実施形態 図1は、第1実施形態に係るリテーナが適用された深溝
型のラジアルボールベアリング(以下、ベアリングと略
称する)を示している。図1中符号10は外輪、20は
内輪であり、これら外輪10および内輪20の相対向す
る軌道面、すなわち外輪10の内周面と内輪20の外周
面には、それぞれ転走溝11,21が形成され、これら
転走溝11,21に所定数のボール30が嵌め込まれて
いる。各転走溝11,21の断面はボール30の径より
も若干大きな径の円弧状である。そして、各ボール30
は、リテーナ40のポケット41に嵌め込まれることに
より、等間隔に、かつ転動自在に保持されている。
て、図3に示すように、主体をなすリング42に、周方
向に等間隔をおいて複数のポケット41が形成されたも
のである。ポケット41は軸方向の一方側に開口するC
字状を呈しており、開口側に形成された弾性変形可能な
一対の爪43と、リング42に形成された凹所とにより
形成されている。ポケット41の内面はボール30の径
よりも若干大きな球面状であり、ポケット41に嵌め込
まれたボール30は、その中心がリテーナ40の肉厚の
ほぼ中央に位置した状態で転動自在に保持される。一対
の爪43の先端には、ポケット41内へのボール30の
導入を容易とするガイド面43aが形成されている。ボ
ール30は、一対の爪43のガイド面43aにボール3
0を当てた状態から、ボール30をポケット41内に押
し込んで爪43の間隔を押し広げ、さらに押し込むこと
により、ポケット41内に嵌め込まれる。
ように、アキシャル方向に予圧が与えられた状態で使用
される。この場合、外輪10が回転輪に設定され、外輪
10には図1および図2でX1方向に予圧が与えられ
る。また、外輪10は、図1および図2でX1方向から
見た場合、時計方向に回転する。リテーナ40は、予圧
の付与方向とは反対方向(図2で左側)から装着され、
ポケット41は予圧方向とは反対側(図2で右側)に開
口している。このように予圧が与えられると、ラジアル
隙間の存在によって外輪10と内輪20は軸方向に相対
的にずれ、このため、図2に示すように接触角αが生
じ、点Oを中心とするボール30は点Aで外輪10と接
触し、点Bで内輪20と接触する。そして、外輪10が
回転すると、ボール30は、ABに直交するCDを軸と
して矢印R2方向に自転しながら、外輪10と同方向に
回転するリテーナ40とともに公転する。
入され、必要に応じてリング状のシールが装着される。
このシールは、外輪10の内周面に装着される。封入さ
れた潤滑油は、リテーナ40のポケット41内でボール
30が自転することによって外輪10と内輪20の転走
溝11,21間を移動し、常にボール30の転動面に供
給される。
おける開口側の両端部の内面には、図2〜図4に示すよ
うに、ボール30の接触面44が形成されている。これ
ら接触面44は、上記のように外輪10に予圧が与えら
れて接触角αが生じた状態でのボール30の自転方向に
沿って湾曲しており、球面状の三次曲面をなすポケット
41の内面とは異なって円錐内面状の三次曲面に形成さ
れている。これら接触面44は所定の幅を有し、自転す
るボール30は、図5に示すように、2つの接触面44
に線接触し、さらにポケット41の底面に接触する。ボ
ール30はこのようにポケット41の底面と2つの接触
面44によって3点支持された状態で自転する。接触面
44は、上記のようにボール30の自転方向に沿って湾
曲していることから、リテーナ40の肉厚方向に対して
傾斜しており、球面状のポケット41の内面との境界を
形成する傾斜した稜線(境界部)は、図2に示した外輪
10および内輪20に対する接触点ABを結ぶ線と平行
である。
は、図1および図2でX1方向から見た場合に時計方向
であるR3方向に回転し、リテーナ40もこの方向に回
転する。そして、ボール30は外輪10の回転に伴って
R4方向に自転する。リテーナ40のポケット41の内
面には、ボール30の自転方向R4に沿って湾曲する溝
46が、ポケット41の内周面から外周面にわたって形
成されている。この溝46の内周面側の端部はポケット
41の底面に位置し、そこから、外周面に向かうに従っ
てしだいに幅が広くなりながら湾曲しており、ポケット
41の底面に存在する潤滑油は、ボール30の自転によ
って溝46を流動し、外周面側に導かれる。
ーナ40のリング42の外周面であって隣り合うポケッ
ト41間には、直角三角形状のフィン45が一体成形さ
れている。このフィン45の斜面45a(潤滑油流路)
は、ベアリングが作動した状態におけるリテーナ40の
回転方向R3(これは外輪10の回転方向と同じ)の先
方側のポケット41の底面近傍から後方側のポケット4
1の開口側に向かって緩やかな凹状の湾曲面に形成され
ている。また、この斜面45aにおけるポケット41の
底面側の出発点は尖鋭であり、隣りのポケット41の開
口側に向かうに従ってしだいに幅が広くなっている。ボ
ール30の自転によって上記溝46から外周面に導かれ
た潤滑油は、フィン45の斜面45aで受けられ、リテ
ーナ40が回転することにより斜面45aを伝って後方
側のポケット41の開口付近に供給される。
ば、ボール30の自転によって外輪10と内輪20の間
を移動する潤滑油は、ボール30が線接触する上記接触
面44がボール30の自転方向に沿って湾曲しているた
め、この接触面44から剪断を受けにくく円滑に移動す
る。すなわち、潤滑油に対する剪断力が低減し、その結
果、回転トルクの軽減やベアリングの寿命の向上が図ら
れる。
46によって、その底面に存する潤滑油がボール30の
自転方向に流動するので、潤滑油に剪断が生じにくくな
り、潤滑特性がより向上する。そして、溝46から外周
面に導かれた潤滑油は、フィン45の斜面45aで受け
られ、さらに、リテーナ40の回転によってその回転方
向後方側に向かって斜面45aを流動し、隣接するポケ
ット41の開口付近に供給される。すなわち、ポケット
41の底面から、そのポケット41の隣りのポケット4
1の開口付近に潤滑油を供給する作用が順次リレーして
繰り返される。ポケット41の底面は潤滑油が貯留しや
すく、かたや開口側の内面には潤滑油が供給されにくい
ので、このような形態を採用することによって潤滑油を
まんべんなくポケット41の内面にいきわたらせること
ができ、よって潤滑特性の向上が図られる。
に示したように、外輪10がX1方向に予圧されたベア
リングに対して開口を反予圧方向に向けて装着されるタ
イプのものであり、予圧方向の違いに伴うボール30の
自転軸の違いや、開口をどちらに向けるかに応じて、接
触面44の形成位置や方向は異なってくる。
6とフィン45との組み合わせは、外輪10が回転輪
で、その外輪10が、図1および図2でX1方向から見
た場合に時計方向(図6でR3方向)に回転する形式の
ベアリングのみに適用されるものである。以下に、アキ
シャル方向に予圧が与えられることにより、外輪10と
内輪20が図1および図2に示すように軸方向にずれた
状態で、X1方向から見た場合に外輪10が反時計方向
に回転する場合(第2実施形態)と、内輪20が回転輪
とされ、その回転方向が時計方向(第3実施形態)と反
時計方向(第4実施形態)である場合につき、溝46お
よびフィン45の形態の違いを説明する。
うに軸方向にずれた状態で、X1方向から見て外輪10
が反時計方向(R5方向)に回転する場合のリテーナ4
0を示している。この場合のボール30の自転方向はR
6方向であり、その自転方向に沿ってポケット41の内
面に溝46が形成され、潤滑油はこの溝46を流動して
外周面に導かれる。そして、リテーナ40の外周面に
は、その潤滑油を受けてリテーナ40の回転方向後方側
のポケット41の開口付近に導く斜面45aを有するフ
ィン45が形成されている。
1および図2でX1方向から見て時計方向(R3方向)
に回転する場合のリテーナ40を示している。この場
合、予圧は図1および図2に示すように内輪20に対し
てX2方向に与えられる。ボール30の自転方向はR6
方向であり、その自転方向に沿ってポケット41の内面
に溝46が形成され、潤滑油はこの溝46を流動して内
周面に導かれる。そして、リテーナ40の内周面に、溝
46からの潤滑油を受けてリテーナ40の回転方向後方
側のポケット41の開口付近に導く斜面45aを有する
フィン45が形成されている。
は逆の反時計方向(R 5方向)に回転する場合のリテー
ナ40を示している。この場合、ボール30の自転方向
はR4方向であり、その自転方向に沿ってリテーナ40
のポケット41の内面に溝46が形成され、潤滑油はこ
の溝46を流動して内周面に導かれる。そして、リテー
ナ40の内周面に、溝46からの潤滑油を受けてリテー
ナ40の回転方向後方側のポケット41の開口付近に導
く斜面45aを有するフィン45が形成されている。
によれば、ポケットの内面に、円筒内面状もしくは円錐
内面状で、球面状の内面との境界部が、アキシャル方向
に予圧が与えられることにより生じる接触角と平行でボ
ールが線接触する複数の接触面を形成し、これら接触面
のみ、または接触面と球面状の内面とによってボールを
保持するので、ボールの自転によって外輪と内輪の間を
移動する潤滑油の剪断が抑えられ、その結果、ベアリン
グの回転トルクの軽減ならびに寿命の向上が図られると
いった効果を奏する。
たラジアルボールベアリングの断面図である。
す斜視図である。
が保持された状態を示す断面図である。
状態を示す断面図である。
ナ、41…ポケット、44…接触面、45a…フィンの
斜面(潤滑油流路)、46…溝、α…接触角。
Claims (3)
- 【請求項1】 外輪と内輪の間に介装された複数のボー
ルを保持して回転輪とともに回転するラジアルボールベ
アリングのリテーナであって、軸方向の一方側に開口す
るC字状に形成されて前記ボールを転動自在に保持する
ポケットを有し、このポケットの内面には、円筒内面状
もしくは円錐内面状でボールが線接触する複数の接触面
が形成され、この接触面と球面状の内面との間に形成さ
れる境界部は、アキシャル方向に予圧が与えられること
により生じる接触角と平行であり、前記接触面のみ、ま
たは接触面と球面状の内面とによって、前記ボールが保
持されていることを特徴とするラジアルボールベアリン
グのリテーナ。 - 【請求項2】 前記外輪または前記内輪のいずれか一方
が回転方向を一方向に定められている回転輪であり、前
記ポケットの底面に、前記ボールの自転によって前記リ
テーナの外周面または内周面に潤滑油を導く溝が形成さ
れていることを特徴とする請求項1に記載のラジアルボ
ールベアリングのリテーナ。 - 【請求項3】 前記溝によって導かれた潤滑油を受け、
かつ、その潤滑油を前記リテーナの回転方向後方側に隣
接するポケットの開口付近に導く潤滑油流路が、溝によ
って導かれる潤滑油の流動方向に応じて前記外周面また
は前記内周面に形成されていることを特徴とする請求項
2に記載のラジアルボールベアリングのリテーナ。
Priority Applications (6)
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Publications (3)
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