JP2004044661A - 軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】低トルク化と共に高い回転精度及び清浄度を維持可能な潤滑性能に優れた軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受１８は、内輪２０と、外輪２２と、内外輪間に組み込まれた複数の転動体２４と、これら複数の転動体を転動自在に保持可能な複数のポケット４を有する冠形保持器２と、内輪（又は外輪）に対して非接触な状態で設けられた密封板２６とから構成され、各ポケットには、夫々、所定の潤滑剤を保持可能な潤滑剤保持部Ｓが設けられており、夫々の潤滑剤保持部は、転動体と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２及びこれら接触点を結んだ線分Ｌを跨ぐような範囲で形成されている。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば回転又は揺動する物体（小型冷却ファンモータ、情報記録装置（ＨＤＤ）のスピンドルモータやスイングアームなど）を回転・揺動自在に支持するための軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軸受用保持器として、例えば、冠形保持器、もみ抜き形保持器、波形保持器（後述する図１（ａ）〜（ｃ）参照）が知られており、各保持器は、夫々、複数の転動体を内外輪間に等間隔で且つ転動自在に配置することができるように構成されている。この種の保持器を用いた転がり軸受は、通常２個一組で用いられ、内輪又は外輪を軸方向に押圧・固定し、所定の予圧が付された状態で物体（例えば回転又は揺動する物体）に組み込まれる。この場合、転がり軸受には、摩擦や磨耗を低減するために、主に内外輪と転動体との間に潤滑剤（例えばグリースやオイル等）が封入されている。また近年、このような転がり軸受には、高い回転精度が求められていると共に、特に密閉されたクリーン環境下では、高い清浄度も求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の転がり軸受には、潤滑剤が軸受外部に漏洩して例えば情報記録装置（ＨＤＤ）のデスク表面やヘッド表面等を汚染しないように、所定の密封板が設けられている。そして特に、軸受動作時のトルクの低減を図るために、非接触形の密封板が用いられる場合がある。この場合、非接触形密封板は、内輪（又は外輪）に対して非接触な状態、即ち密封板と内輪（又は外輪）との間に隙間が形成された状態（軸受内部と外部とが完全に遮断されていない状態）に位置付けられる。このため、密封板と内輪（又は外輪）との隙間から潤滑剤が漏洩したり、潤滑剤から発生するガスが軸受外部に放出し（アウトガス）、例えば情報記録装置（ＨＤＤ）のデスク表面やヘッド表面等を汚染したり、情報の記録再生に支障をきたす場合がある。
【０００４】
その対策として、低アウトガス特性を有する潤滑剤を適用することが考えられるが、低トルク化を維持するためには、軸受内部に封入する潤滑剤の量を少なくせざるを得ない（現状：軸受内部静空間の１０％以下）。しかし、潤滑剤の量を少なくすると、内外輪と転動体との間の潤滑性能や転動体と保持器との間の潤滑性能が損なわれてしまう。この場合、各構成部品（内外輪、転動体、保持器）間の摩擦や磨耗が進行し、その結果、回転精度の低下、トルク変動、軸受音響の劣化などが生じ易くなってしまう。
【０００５】
特にスイングアーム用の軸受は、ある角度の範囲内で揺動・回転運動を行うため、潤滑剤の油膜形成能力がスピンドルモータ用軸受に比べて劣っている。このため、上記のような問題が発生し易い。この場合、保持器ポケットの全面に潤滑剤保持部を形成することも考えられるが、潤滑剤保持部に保持された潤滑剤と転動体とのせん断抵抗が大きくなるため、トルクが上昇してしまう場合がある。
【０００６】
また、転動体と内外輪（軌道面）との間の潤滑に実際に寄与する潤滑剤は、その一部が転動体と内外輪（軌道面）との接触点を通る線（赤道）付近に付着し、他の一部が内外輪（軌道面）に対する転動体の接触点近傍に付着する。従って、保持器ポケットの全面に潤滑剤保持部を形成しても、その全ての潤滑剤が転動体と内外輪（軌道面）との潤滑に寄与するわけでは無い。
本発明は、このような問題を解決するために成されており、その目的は、低トルク化と共に高い回転精度及び清浄度を維持可能な潤滑性能に優れた軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、複数の転動体を内外輪間に転動自在に保持可能な複数のポケットを有する軸受用保持器において、各ポケットには、夫々、所定の潤滑剤を保持可能な潤滑剤保持部が設けられており、夫々の潤滑剤保持部は、転動体と内外輪との接触点及びこれら接触点を結んだ線分を跨ぐような範囲で形成されている。
【０００８】
また、本発明は、互いに相対回転可能に配置された外輪及び内輪と、これら内外輪間に配列された複数の転動体と、各転動体を内外輪間に転動自在に保持可能な複数のポケットを有する軸受用保持器とを備えた転がり軸受において、各ポケットには、夫々、所定の潤滑剤を保持可能な潤滑剤保持部が設けられており、夫々の潤滑剤保持部は、転動体と内外輪との接触点及びこれら接触点を結んだ線分を跨ぐような範囲で形成されている。
【０００９】
この場合、潤滑剤保持部は、軸受用保持器の内径側から外径側に亘って形成されており、転動体と内外輪との接触点を結んだ線分と平行に、又は、転動体と内外輪との接触点を結んだ線分を横断する軸受半径方向に沿って形成することができる。また、潤滑剤保持部は、単一の凹状溝、複数の凹状溝、複数点在する凹状部から構成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受について、添付図面を参照して説明する。以下の説明では、軸受用保持器として、冠形保持器、もみ抜き形保持器、波形保持器を例にとって説明するが、本発明の技術的範囲を何等限定するものでは無く、適用可能な範囲で他の形式の保持器に対して本発明の技術を適用することができることは言うまでも無い。また、転がり軸受としては、ラジアル軸受やスラスト軸受を含めた上位概念であり、軸受を何等限定するものでは無い。
【００１１】
ここで、冠形保持器、もみ抜き形保持器、波形保持器の構成について簡単に説明する。まず、冠形保持器２は、図１（ａ）に示すように、複数の転動体２４（図２参照）を等間隔に且つ転動自在に保持するための複数のポケット４が設けられており、各ポケット４を弾性変形させることによって各転動体２４を冠形保持器２に組み込むことができるようになっている。また、もみ抜き形保持器６は、図１（ｂ）に示すように、中空円筒状保持器本体６ａに削り加工によって複数のポケット８を形成し、これら各ポケット８に各転動体２４を保持させることができるようになっている。そして、波形保持器１０は、図１（ｃ）に示すように、プレス加工によって波形に造られた２枚の鋼板１２を互いにリベット１４で締結し、そのとき構成された複数のポケット１６に各転動体２４を保持させることができるようになっている。
【００１２】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受について、図２及び図３を参照して説明する。
本実施の形態の軸受用保持器は、冠形保持器２（図１（ａ）参照）を想定しており、転がり軸受１８には、この冠形保持器２が組み込まれている。この場合、転がり軸受１８は、内輪２０と、外輪２２と、内外輪間に組み込まれた複数の転動体２４と、これら複数の転動体２４を転動自在に保持する冠形保持器２と、内輪２０（又は外輪２２）に対して非接触な状態で設けられた密封板２６とから構成される。図面には、２個一組として用いられた転がり軸受１８の配置構成が示されている。なお、本実施の形態に適用した密封板２６は、その一例として、外輪２２から内輪２０方向に向けて延出し、内輪２０に対して非接触な状態で設けられている。
【００１３】
また、冠形保持器２は、方向性が有るタイプと、方向性が無いタイプに分けられ、更に、転がり軸受１８は、内輪２０を軸方向に押圧して予圧Ｆを負荷するタイプと、外輪２２を軸方向に押圧して予圧Ｆを負荷するタイプが知られている。そこで、以下では、これらのタイプを組み合わせた構成例について説明する。
【００１４】
第１の構成例として、図２（ａ）には、方向性が有るタイプの冠形保持器２が組み込まれた２個一組の転がり軸受１８が示されており、これらの転がり軸受１８には、内輪２０を軸方向に押圧して予圧Ｆが負荷されている。
冠形保持器２の各ポケット４には、夫々、所定の潤滑剤を保持可能な潤滑剤保持部Ｓが設けられている。夫々の潤滑剤保持部Ｓは、冠形保持器２の内径側から外径側に亘って形成されていると共に、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２及びこれら接触点を結んだ線分Ｌを跨ぐような範囲で形成されている。
本構成例の冠形保持器２は、方向性が有るタイプであるため、潤滑剤保持部Ｓは、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２を結んだ線分Ｌと平行に形成されている。この場合、潤滑剤保持部Ｓの幅寸法は、使用目的や使用環境（例えば、軸受サイズ、ポケット形状など）に応じて適宜最適な寸法に設定されるため、ここでは数値限定はしない。
【００１５】
第２の構成例として、図２（ｂ）には、方向性が無いタイプの冠形保持器２が組み込まれた２個一組の転がり軸受１８が示されており、これらの転がり軸受１８には、内輪２０を軸方向に押圧して予圧Ｆが負荷されている。
冠形保持器２の各ポケット４には、夫々、所定の潤滑剤を保持可能な潤滑剤保持部Ｓが設けられている。夫々の潤滑剤保持部Ｓは、冠形保持器２の内径側から外径側に亘って形成されていると共に、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２及びこれら接触点を結んだ線分Ｌを跨ぐような範囲で形成されている。
本構成例の冠形保持器２は、方向性が無いタイプであるため、潤滑剤保持部Ｓは、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２を結んだ線分Ｌを横断する軸受半径方向に沿って形成されている。この場合、潤滑剤保持部Ｓの幅寸法は、使用目的や使用環境（例えば、軸受サイズ、ポケット形状など）に応じて適宜最適な寸法に設定されるため、ここでは数値限定はしない。
【００１６】
第３の構成例として、図２（ｃ）には、方向性が有るタイプの冠形保持器２が組み込まれた２個一組の転がり軸受１８が示されており、これらの転がり軸受１８には、外輪２２を軸方向に押圧して予圧Ｆが負荷されている。
冠形保持器２の各ポケット４には、夫々、所定の潤滑剤を保持可能な潤滑剤保持部Ｓが設けられている。夫々の潤滑剤保持部Ｓは、冠形保持器２の内径側から外径側に亘って形成されていると共に、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２及びこれら接触点を結んだ線分Ｌを跨ぐような範囲で形成されている。
本構成例の冠形保持器２は、方向性が有るタイプであるため、潤滑剤保持部Ｓは、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２を結んだ線分Ｌと平行に形成されている。この場合、潤滑剤保持部Ｓの幅寸法は、使用目的や使用環境（例えば、軸受サイズ、ポケット形状など）に応じて適宜最適な寸法に設定されるため、ここでは数値限定はしない。
【００１７】
第４の構成例として、図２（ｄ）には、方向性が無いタイプの冠形保持器２が組み込まれた２個一組の転がり軸受１８が示されており、これらの転がり軸受１８には、外輪２２を軸方向に押圧して予圧Ｆが負荷されている。
冠形保持器２の各ポケット４には、夫々、所定の潤滑剤を保持可能な潤滑剤保持部Ｓが設けられている。夫々の潤滑剤保持部Ｓは、冠形保持器２の内径側から外径側に亘って形成されていると共に、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２及びこれら接触点を結んだ線分Ｌを跨ぐような範囲で形成されている。
本構成例の冠形保持器２は、方向性が無いタイプであるため、潤滑剤保持部Ｓは、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２を結んだ線分Ｌを横断する軸受半径方向に沿って形成されている。この場合、潤滑剤保持部Ｓの幅寸法は、使用目的や使用環境（例えば、軸受サイズ、ポケット形状など）に応じて適宜最適な寸法に設定されるため、ここでは数値限定はしない。
【００１８】
以上、本実施の形態の各構成例によれば、冠形保持器２の内径側から外径側に亘り、且つ、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２及びこれら接触点を結んだ線分Ｌを跨ぐような範囲で潤滑剤保持部Ｓを形成したことによって、低トルク化と共に高い回転精度及び清浄度を維持可能な潤滑性能に優れた冠形保持器２及びこの冠形保持器２を用いた転がり軸受１８を実現することができる。具体的に説明すると、転がり軸受１８の冠形保持器２に保持された転動体２４は、転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２を結んだ線分Ｌを赤道として自転する。従って、この線分Ｌを跨ぐような範囲で潤滑剤保持部Ｓを形成することによって、潤滑剤保持部Ｓから転動体２４に潤滑剤を付着させ続けることができるため、転動体２４と内外輪２０，２２及び冠形保持器２（ポケット４）との間の潤滑状態を常に最適な状態に維持することができる。
【００１９】
更に、上述した第１〜第４の構成例において、潤滑剤保持部Ｓの形状は、単一の凹状溝（図３（ａ），（ｂ）参照）、複数の凹状溝（図３（ｃ），（ｄ）参照）、複数点在する凹状部（図３（ｅ），（ｆ）参照）など、使用目的や使用環境に応じて適宜最適な形状を選択することができる。このような形状の潤滑剤保持部Ｓは、転動体２４に付着している余剰な潤滑剤を適度に掻き取って一時的に保持することができるため、軸受内の潤滑剤を枯渇させること無く、常時循環させ続けることができる。つまり、転動体２４の自転に伴って転動体２４表面に潤滑剤を付着させると同時に、余剰な潤滑剤を掻き取ることができるため、転動体２４と内外輪２０，２２及び冠形保持器２（ポケット４）との間の潤滑状態を常に最適な状態に維持することができる。
【００２０】
なお、図３（ａ），（ｂ）には、断面形状が円弧形状を成す単一の凹状溝を示したが、これ以外に例えば、矩形状、三角形状、台形状なども適用可能であり、その寸法（幅、深さ等）についても任意に設定することが可能である。
また、図３（ｃ），（ｄ）には、断面形状が矩形状を成す複数の凹状溝を示したが、これ以外に例えば、円弧状、三角形状、台形状なども適用可能であり、その寸法（幅、深さ等）についても任意に設定することが可能である。この場合、溝の本数、各溝と線分Ｌとの成す角度についても適宜最適な状態（例えば、各溝と線分Ｌとが交差した綾目状）に設定することが可能である。
更に、図３（ｅ），（ｆ）には、複数点在する三角形状を成す凹状部を示したが、これ以外に例えば、矩形状、円弧状、台形状なども適用可能であり、その寸法（幅、深さ等）についても任意に設定することが可能である。図では、規則的に点在した複数の凹状部を示したが、不規則に点在させても良い。また、凹状部の点在個数や点在範囲についても適宜最適な状態に設定することが可能である。
【００２１】
また、転がり軸受１８に冠形保持器２を組み込む方向として、図２（ａ）〜（ｄ）では、夫々、上側の転がり軸受１８には開口側が上向きになるように冠形保持器２を組み込み、下側の転がり軸受１８には開口側が下向きになるように冠形保持器２を組み込んでいるが、これに限定されることは無く、向きを逆にして冠形保持器２を組み込んでも良い。
また、内輪２０と、外輪２２、転動体２４、密封板２６の形状や材質なども周知のものを適用することができる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受について、図４を参照して説明する。
本実施の形態の軸受用保持器は、もみ抜き形保持器６及び波形保持器１０（図１（ｂ），（ｃ）参照）を想定している。転がり軸受１８には、このもみ抜き形保持器６（波形保持器１０）が組み込まれており、もみ抜き形保持器６（波形保持器１０）には、その内径側から外径側に亘って且つ転動体２４と内外輪との接触点Ｐ１，Ｐ２及びこれら接触点を結んだ線分Ｌを跨ぐような範囲で潤滑剤保持部Ｓが形成されている。これ以外の構成は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、同一の構成には同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【００２３】
また、もみ抜き形保持器６（波形保持器１０）は、方向性が有るタイプと、方向性が無いタイプに分けられ、更に、転がり軸受１８は、内輪２０を軸方向に押圧して予圧を負荷するタイプと、外輪２２を軸方向に押圧して予圧を負荷するタイプが知られている。この場合も上述した第１の実施の形態と同様に、各タイプを組み合わせた第１〜第４の構成例（図４（ａ）〜（ｄ））が成立するが、各構成例の組み合わせも上記第１〜第４の構成例（図２（ａ）〜（ｄ））と同一であるため、同一の構成には同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【００２４】
以上、本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を実現することができるため、詳細な説明は省略する。
また、潤滑剤保持部Ｓについても、その寸法（幅、深さ等）や形状を上記第１の実施の形態と同様に変更することができる。例えば，単一の凹状溝（図３（ａ），（ｂ）参照）、複数の凹状溝（図３（ｃ），（ｄ）参照）、複数点在する凹状部（図３（ｅ），（ｆ）参照）などによって潤滑剤保持部Ｓを構成することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、低トルク化と共に高い回転精度及び清浄度を維持可能な潤滑性能に優れた軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る軸受用保持器の斜視図であって、（ａ）は、冠形保持器の斜視図、（ｂ）は、もみ抜き形保持器の斜視図、（ｃ）は、波形保持器の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受の構成例を示す図であって、（ａ）は、第１の構成例を示す図、（ｂ）は、第２の構成例を示す図、（ｃ）は、第３の構成例を示す図、（ｄ）は、第４の構成例を示す図。
【図３】本発明の軸受用保持器に設けられた潤滑剤保持部の形状を示す図であって、（ａ）は、単一の凹状溝形状を成す潤滑剤保持部の側面図、（ｂ）は、同図（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、複数の凹状溝形状を成す潤滑剤保持部の側面図、（ｄ）は、同図（ｃ）のｄ−ｄ線に沿う断面図、（ｅ）は、複数点在する凹状部形状を成す潤滑剤保持部の側面図、（ｆ）は、同図（ｅ）のｆ−ｆ線に沿う断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る軸受用保持器及びこの軸受用保持器を用いた転がり軸受の構成例を示す図であって、（ａ）は、第１の構成例を示す図、（ｂ）は、第２の構成例を示す図、（ｃ）は、第３の構成例を示す図、（ｄ）は、第４の構成例を示す図。
【符号の説明】
２：冠形保持器
４：ポケット
１８：転がり軸受
２０：内輪
２２：外輪
２４：転動体
２６：密封板
Ｐ１，Ｐ２：接触点
Ｌ：接触点を結んだ線分

Claims (14)

1. 複数の転動体を内外輪間に転動自在に保持可能な複数のポケットを有する軸受用保持器において、
   各ポケットには、夫々、所定の潤滑剤を保持可能な潤滑剤保持部が設けられており、夫々の潤滑剤保持部は、転動体と内外輪との接触点及びこれら接触点を結んだ線分を跨ぐような範囲で形成されていることを特徴とする軸受用保持器。
2. 潤滑剤保持部は、軸受用保持器の内径側から外径側に亘って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受用保持器。
3. 潤滑剤保持部は、転動体と内外輪との接触点を結んだ線分と平行に形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の軸受用保持器。
4. 潤滑剤保持部は、転動体と内外輪との接触点を結んだ線分を横断する軸受半径方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の軸受用保持器。
5. 潤滑剤保持部は、単一の凹状溝から構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の軸受用保持器。
6. 潤滑剤保持部は、複数の凹状溝から構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の軸受用保持器。
7. 潤滑剤保持部は、複数点在する凹状部から構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の軸受用保持器。
8. 互いに相対回転可能に配置された外輪及び内輪と、これら内外輪間に配列された複数の転動体と、各転動体を内外輪間に転動自在に保持可能な複数のポケットを有する軸受用保持器とを備えた転がり軸受において、
   各ポケットには、夫々、所定の潤滑剤を保持可能な潤滑剤保持部が設けられており、夫々の潤滑剤保持部は、転動体と内外輪との接触点及びこれら接触点を結んだ線分を跨ぐような範囲で形成されていることを特徴とする転がり軸受。
9. 潤滑剤保持部は、軸受用保持器の内径側から外径側に亘って形成されていることを特徴とする請求項８に記載の転がり軸受。
10. 潤滑剤保持部は、転動体と内外輪との接触点を結んだ線分と平行に形成されていることを特徴とする請求項８又は９のいずれかに記載の転がり軸受。
11. 潤滑剤保持部は、転動体と内外輪との接触点を結んだ線分を横断する軸受半径方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項８又は９のいずれかに記載の転がり軸受。
12. 潤滑剤保持部は、単一の凹状溝から構成されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の転がり軸受。
13. 潤滑剤保持部は、複数の凹状溝から構成されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の転がり軸受。
14. 潤滑剤保持部は、複数点在する凹状部から構成されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の転がり軸受。

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