JP2004084819A - Cage for bearing, and bearing - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低振動が要求されるモータ等に用いられる深溝玉軸受等の軸受用保持器と、この軸受用保持器を有する軸受に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ等に搭載されるハードディスクドライブ等の駆動モータ用転がり軸受では、モータの回転に同期しない回転非同期振動(NRRO)を低減することが求められている。
従来ある低NRROの達成を目的とする転がり軸受に用いられる保持器においては、転動体を収納保持しているポケットのポケット面は単一の球面により形成されている。そして、転動体とポケット面との間の隙間を小さくし、円周方向の転動体動き量を小さく抑え、NRROの転動体公転成分の抑制を図っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、転動体とポケット面との間の隙間を小さくすることによって低NRROが達成しようとしても、転動体とポケット面との間で潤滑剤の流動が妨げられるという不具合を生じていた。そして、潤滑剤の流動が妨げられることにより、音響寿命が低下し、動摩擦トルクが増大してしまう。このため、転動体とポケット面との間の隙間を小さくすることによる低NRROの達成には一定の限界があった。
【0004】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、転動体を収容保持するポケット面と転動体の間の潤滑剤の流動を確保しつつ、NRROのうち転動体の公転成分を抑制可能な軸受用保持器及び軸受を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項1の発明は、全体が円環状をなし、凹面をなすポケット内壁で転動体を収容保持するポケットを円周方向の複数箇所に形成し、且つ、各ポケットのアキシアル方向の一方側に前記転動体の直径よりも開口幅が小さな開口部を設けた軸受用保持器において、前記複数箇所のポケットのうち少なくとも1箇所のポケットのポケット内壁は、内側ポケット面と外側ポケット面とがラジアル方向に並んで形成されており、前記内側ポケット面を、前記開口部側にある第1の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第1の球面状ポケット面に連なる第2の球面状ポケット面とから形成して、この第1の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第2の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成し、前記外側ポケット面を、前記開口部側にある第3の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第3の球面状ポケット面に連なる第4の球面状ポケット面とで形成して、この第3の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第4の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成した軸受用保持器である。
【0006】
請求項1の発明によると、ポケット内壁は、球面の一部の凹面からなる球面状ポケット面を4面組合わせて形成してある。第1の球面状ポケット面と第2の球面状ポケット面を形成する球面の曲率半径の中心は互いにずれて偏心しており、第1の球面状ポケット面と第2の球面状ポケット面の境界部分は谷を形成する。この境界部分の奥まで転動体が入り込むことはできず、この境界部分において常に転動体との間に隙間が存在し、この隙間を潤滑剤が流動可能となる。第3の球面状ポケット面と第4の球面状ポケット面の境界部分においても、同様であり、転動体との間に潤滑剤が流動可能な隙間が常に存在する。
【0007】
また、転動体の表面に付着した余剰の潤滑剤は第1の球面状ポケット面及び第2の球面状ポケット面の端部で掻き取られ、動摩擦トルクが過大になることが防止される。同様に、第3の球面状ポケット面と第4の球面状ポケット面の端部でも、転動体の表面に付着した余剰の潤滑剤は掻き取られている。
したがって、転動体とポケット内壁との距離を小さくしてNRROのうち転動体の公転成分が抑制されると同時に、ポケット内壁と転動体との間で潤滑剤の流動が確保され、音響寿命が低下することは防止され、動摩擦トルクも低く抑えられえる。
【0008】
なお、軸受用保持器の中心軸の方向をアキシアル方向という。また、軸受用保持器の中心軸に垂直な方向であり、且つ、この中心軸から放射線状に遠ざかる方向をラジアル方向という。さらに、軸受用保持器の円周に沿った方向を円周方向という。
請求項2の発明は、請求項1に記載の軸受用保持器であって、無負荷状態での前記転動体の回転表面と、前記第1の球面状ポケット面との間に形成される円周方向の距離δHIの最小値δHIminと、前記転動体の回転直径DBとの比δHImin/DBの値の範囲を0.01〜0.02に設定し、無負荷状態での前記転動体の回転表面と、前記第3の球面状ポケット面との間の円周方向の距離δHOの最小値δHOminと、前記転動体の回転直径DBとの比δHOmin/DBの値の範囲を0.01〜0.02に設定した軸受用保持器である。
【0009】
転動体がポケット内を回転しつつ円周方向に動いて、転動体が第1の球面状ポケット面及び第2の球面状ポケット面と接触する場合、転動体が円周方向に動く距離はδHIの最小値δHIminに相当する距離であり、δHIは第1の球面状ポケット面と第2の球面状ポケット面との境界部分で最大値δHImaxをとる。このため、この境界部分と転動体との間には、少なくともδHIの最大値δHImaxと最小値δHIminの差に相当する距離があいており、隙間が常に存在し、この隙間を潤滑剤が流動する。同様に、第3の球面状ポケット面と第4の球面状ポケット面との間の境界部分と、転動体との間には、少なくともδHOの最大値δHOmaxと最小値δHOminの差に相当する距離があいており、隙間が常に存在し、この隙間を潤滑剤が流動する。したがって、転動体とポケット内壁との距離を小さくしてNRROのうち転動体の公転成分が抑制されると同時に、ポケット内壁と転動体との間で潤滑剤の流動が確保され、音響寿命が低下することは防止され、動摩擦トルクも低く抑えられえる。
【0010】
また、δHOmin/DBの値またはδHImin/DBの値が0.01未満であると、ポケットと転動体の間の動摩擦トルクが大きくなり、軸受用保持器を備える軸受が円滑に回転しなくなる。δHOmin/DBの値またはδHImin/DBの値が0.02を超えると、転動体とポケット面との間の円周方向の距離が大きすぎて、転動体がポケット面に大きな力で衝突する。したがって、低NRROを実現するには、δHOmin/DBの値及びδHImin/DBの値を0.01〜0.02の範囲とすることが好ましい。
【0011】
請求項3の発明は、全体が円環状をなし、凹面をなすポケット内壁で転動体を収容保持するポケットを円周方向の複数箇所に形成し、且つ、各ポケットのアキシアル方向の一方側に前記転動体の直径よりも開口幅が小さな開口部を設けた軸受用保持器において、前記複数箇所のポケットのうち少なくとも1箇所のポケットのポケット内壁は、内側ポケット面と外側ポケット面とがラジアル方向に並んで形成されており、前記内側ポケット面と外側ポケット面のうちのいずれか一方を、前記開口部側にある第1の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第1の球面状ポケット面に連なる第2の球面状ポケット面とから形成して、この第1の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第2の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成し、前記内側ポケット面と外側ポケット面のうちの他方を、中心軸がラジアル方向を向く円筒若しくは円錐の内側面の一部からなり、且つ、前記開口部側にある第1の筒状ポケット面と、中心軸がラジアル方向を向く円筒若しくは円錐の内側面の一部からなり、且つ、前記開口部と反対側で第1の筒状ポケット面に連なっている第2の筒状ポケット面とから形成して、この第1の筒状ポケット面の中心軸と、第2の筒状ポケット面の中心軸とを、互いにずらして構成した軸受用保持器である。
【0012】
請求項3の発明によると、ポケット内壁は、球面の一部の凹面からなる球面状ポケット面と、円筒若しくは円錐の一部の凹面からなる筒状ポケット面とが組合わさって形成されている。成型された球面状ポケット面の球面の曲率半径の公差が大きくなってしまうときでも、筒状ポケット面を精度良く成型することが可能であり、転動体の回転表面とポケット面との間の保持器円周方向の距離は、筒状ポケット面により一定値以内に制限される。このため、転動体とポケットとの間に存在する隙間の大きさは一定値以下に管理され、NRROのうち転動体の公転成分が抑制可能となる。したがって、請求項1又は請求項2に記載の発明よりも効果的にNRROのうち転動体の公転成分が抑制される。
【0013】
また、第1の球面状ポケット面と第2の球面状ポケット面を形成する球面の曲率半径の中心は互いにずれて偏心しており、第1の球面状ポケット面と第2の球面状ポケット面の境界部分には谷が形成されており、この境界部分において常に転動体との間に隙間が存在し、この隙間を潤滑剤が流動可能となっており、同様に、第1の筒状ポケット面と第2の筒状ポケット面の中心軸は互いにずれて偏心しており、第1の筒状ポケット面と第2の筒状ポケット面の境界部分においても、転動体との間に潤滑剤が流動可能な隙間が常に存在する。さらに、転動体の表面に付着した余剰の潤滑剤は第1の球面状ポケット面及び第2の球面状ポケット面の端部で掻き取られ、動摩擦トルクが過大になることが防止される。したがって、ポケット内壁と転動体との間で潤滑剤の流動が確保され、音響寿命が低下することは防止され、動摩擦トルクも低く抑えられえる。
【0014】
請求項4の発明は、請求項3に記載の軸受用保持器であって、無負荷状態での前記転動体の回転表面と、前記第1の球面状ポケット面との間に形成される円周方向の距離δHの最小値δHminと、前記転動体の回転直径DBとの比δHmin/DBの値の範囲を0.01〜0.02に設定した軸受用保持器である。
転動体がポケット内を回転しつつ円周方向に動いて、転動体が第1の球面状ポケット面及び第2の球面状ポケット面と接触する場合、転動体が円周方向に動く距離はδHの最小値δHminに相当する距離である。また、δHは、第1の球面状ポケット面と第2の球面状ポケット面との間の境界部分において最大値δHmaxをとる。このため、この境界部分で転動体との間には、δHの最大値δHmaxと最小値δHminの差に相当する距離が少なくともあいており、隙間が常に存在する。この隙間を潤滑剤が流動する。したがって、転動体とポケット内壁との距離を小さくしてNRROのうち転動体の公転成分が抑制されると同時に、ポケット内壁と転動体との間で潤滑剤の流動が確保され、音響寿命が低下することは防止され、動摩擦トルクも低く抑えられえる。
【0015】
請求項5の発明は、全体が円環状をなし、凹面をなすポケット内壁で転動体を収容保持するポケットを円周方向の複数箇所に形成し、且つ、各ポケットのアキシアル方向の一方側に前記転動体の直径よりも開口幅が小さな開口部を設けた軸受用保持器において、前記複数箇所のポケットのうち少なくとも1箇所のポケットのポケット内壁は、内側ポケット面と、中間ポケット面と、外側ポケット面とがラジアル方向に順番に並んで形成されており、前記内側ポケット面を、前記開口部側にある第1の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第1の球面状ポケット面に連なる第2の球面状ポケット面とから形成して、この第1の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第2の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成し、前記中間ポケット面を、中心軸がラジアル方向を向く円筒若しくは円錐の内側面の一部からなり、且つ、前記開口部側にある第1の筒状ポケット面と、中心軸がラジアル方向を向く円筒若しくは円錐の内側面の一部からなり、且つ、前記開口部と反対側で第1の筒状ポケット面に連なる第2の筒状ポケット面とで形成して、この第1の筒状ポケット面の中心軸と、第2の筒状ポケット面の中心軸とを、互いにずらして構成し、前記外側ポケット面を、前記開口部側にある第3の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第3の球面状ポケット面に連なる第4の球面状ポケット面とで形成して、この第3の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第4の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成した軸受用保持器である。
【0016】
請求項5の発明によると、ポケット内壁は、球面の一部の凹面からなる球面状ポケット面と、円筒若しくは円錐の一部の凹面からなる筒状ポケット面と、球面の一部の凹面からなる球面状ポケット面とが順番にラジアル方向に並んで形成されている。少なくとも筒状ポケット面を精度良く成型することが可能であるので、転動体の回転表面とポケット面との間の保持器円周方向の距離を一定値以内に管理でき、NRROのうち転動体の公転成分が抑制可能となり、請求項1又は請求項2に記載の発明よりも効果的にNRROのうち転動体の公転成分が抑制される。
【0017】
また、第1の球面状ポケット面と第2の球面状ポケット面を形成する球面の曲率半径の中心は互いにずれて偏心しており、第1の筒状ポケット面と第2の筒状ポケット面の中心軸は互いにずれて偏心しており、第3の球面状ポケット面と第4の球面状ポケット面を形成する球面の曲率半径の中心は互いにずれて偏心しており、第1の球面状ポケット面と第2の球面状ポケット面の境界部分、第1の筒状ポケット面と第2の筒状ポケット面の境界部分、第3の球面状ポケット面と第4の球面状ポケット面の境界部分のそれぞれにおいて、潤滑剤の流動を可能とする隙間が転動体との間に常に存在する。さらに、転動体の表面に付着した余剰の潤滑剤は内側ポケット面及び外側ポケット面の端部でそれぞれ掻き取られる。したがって、ポケット内壁と転動体との間で潤滑剤の流動が確保され、音響寿命が低下することは防止され、動摩擦トルクも低く抑えられえる。
【0018】
請求項6の発明は、請求項5に記載の軸受用保持器であって、無負荷状態での前記転動体の回転表面と、前記第1の球面状ポケット面との間に形成される円周方向の距離δHIの最小値δHIminと、前記転動体の回転直径DBとの比δHImin/DBの値の範囲を0.01〜0.02に設定し、無負荷状態での前記転動体の回転表面と、前記第3の球面状ポケット面との間の円周方向の距離δHOの最小値δHOminと、前記転動体の回転直径DBとの比δHOmin/DBの値の範囲を0.01〜0.02に設定した軸受用保持器である。
【0019】
転動体がポケット内を回転しつつ円周方向に動いて、転動体が第1の球面状ポケット面及び第2の球面状ポケット面と接触する場合、転動体が円周方向に動く距離はδHIの最小値δHIminに相当する距離であり、δHIは第1の球面状ポケット面と第2の球面状ポケット面との境界部分で最大値δHImaxをとる。したがって、この境界部分と転動体との間には、少なくともδHIの最大値δHImaxと最小値δHIminの差に相当する距離があいており、隙間が常に存在する。同様に、第3の球面状ポケット面と第4の球面状ポケット面との間の境界部分と、転動体との間には、少なくともδHOの最大値δHOmaxと最小値δHOminの差に相当する距離があいており、隙間が常に存在する。
【0020】
したがって、転動体とポケット内壁との距離を小さくしてNRROのうち転動体の公転成分が抑制されると同時に、ポケット内壁と転動体との間で潤滑剤の流動が確保され、音響寿命が低下することは防止され、動摩擦トルクも低く抑えられえる。
請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6のうちのいずれかに記載の軸受用保持器を有する軸受である。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図1ないし図5を参照して本実施の形態の構成を説明する。
図1は、本実施の形態に係る軸受用の保持器10の外形を示したものである。保持器10は合成樹脂等を材料として射出成型により成型した円形冠状の部材であり、この保持器10の円周方向LCに所定の間隔をおいて複数のポケット20を備え、各ポケット20の間は柱部12で区切られている。また、柱部12の先端から弾性変形可能な一対の爪14が円弧状に延び、この一対の爪14の間にポケット20の開口部16が構成され、開口部16はアキシアル方向LAの一方側に開口している。開口部16の開口幅は転動体Bの直径の0.85倍〜0.95倍の範囲に設定することが好ましい。
【0022】
そして、図2及び図3に示すように、ポケット20の内壁は、内側ポケット面22、中間ポケット面28及び外側ポケット面34とが、保持器10のラジアル方向LR内側から外側に向かって順番に並んで構成されている。内側ポケット面22は、一対の爪14の間の開口部16にそれぞれ連なる2面の第1の球面状ポケット面24と、これらの第1の球面状ポケット面24の間に位置する第2の球面状ポケット面26とからなる。第1の球面状ポケット面24、第2の球面状ポケット面26は、それぞれ曲率半径がRSである球状の凹面からなる。第1の球面状ポケット面24の曲率中心O1は、ポケット20内に保持収容される転動体Bの無負荷状態での回転中心OBよりもアキシアル方向LAの開口部16と反対側へ距離hだけ偏在しており、第2の球面状ポケット面26の曲率中心O2は、OBに対してO1とは反対側に距離hだけ偏在している。
【0023】
また、内側ポケット面22のうちで、第1の球面状ポケット面24及び第2の球面状ポケット面26との境界部分XIから開口部16にかけての部分と、転動体Bの無負荷状態での回転表面との間に形成される隙間の円周方向LCの距離をδHIと表す。δHIの値は、境界部分XIにおいて最大値δHImaxをとり、開口部16側の第1の球面状ポケット面24の縁で最小値δHIminをとる。δHIminがとる値の範囲は、転動体Bの回転直径DBの0.01倍〜0.02倍の範囲に設定してある。
【0024】
さらに、内側ポケット面22と転動体Bの無負荷状態での回転表面との間隔であって、転動体Bの回転表面に対する法線方向の距離δVIは、ポケット20の最奥部Yで最小値δVIminをとる。さらに、境界部分XIにおいて距離δVIは最大値をとり、その値は、δHImaxと等しい。
そして、図2に示すように、外側ポケット面34は、内側ポケット面22と同様に構成されており、一対の爪14の間の開口部16にそれぞれ連なる2面の第3の球面状ポケット面36と、これらの第3の球面状ポケット面36の間に位置する第4の球面状ポケット面38とからなる。第3の球面状ポケット面36が一部をなす球面は、第1の球面状ポケット面24が一部をなす球面と同一の球面であり、第4の球面状ポケット面38が一部をなす球面は、第2の球面状ポケット面26が一部をなす球面と同一の球面である。すなわち、第3の球面状ポケット面36の曲率半径はRS、その曲率中心はO1であり、第4の球面状ポケット面38の曲率半径はRS、その曲率中心はO2である。
【0025】
また、内側ポケット面22と同様に、外側ポケット面34のうちで第3の球面状ポケット面36及び第4の球面状ポケット面38との境界部分XOから開口部16にかけての部分と、転動体Bの無負荷状態での回転表面との間に形成される隙間の円周方向LCの距離をδHOと表す。δHOの値は、境界部分XOにおいて最大値δHOmaxをとり、開口部16側の第3の球面状ポケット面36の縁で最小値δHOminをとる。δHOminがとる値の範囲は、転動体Bの回転直径DBの0.01倍〜0.02倍の範囲に設定してある。
【0026】
さらに、δVIと同様に、外側ポケット面34と転動体Bの無負荷状態での回転表面との間隔であって、転動体Bの回転表面に対する法線方向の距離δVOは、ポケット20の最奥部Yで最小値δVOminをとる。さらに、境界部分XOにおいて距離δVOは最大となり、その値は、δHOmaxと等しい。
そして、図2及び図4に示すように、中間ポケット面28の内壁は、一対の爪14の間の開口部16にそれぞれ連なる第1の筒状ポケット面30と、これらの第1の筒状ポケット面30の間に位置する第2の筒状ポケット面32とからなる。第1の筒状ポケット面30のラジアル方向LR内側の縁は第1の球面状ポケット面24の縁に連なっており、第2の筒状ポケット面32のラジアル方向LR内側の縁は第2の球面状ポケット面26の縁に連なっている。同様に、第1の筒状ポケット面30と第2の筒状ポケット面32のラジアル方向LR外側の各縁は、それぞれ第3の球面状ポケット面36の縁、第4の球面状ポケット面38の縁に連なっている。
【0027】
また、第1の筒状ポケット面30、第2の筒状ポケット面32は、それぞれ半径がRMの円形断面を有する円筒の内側面の一部をなす曲面からなっており、これらの円筒の中心軸はラジアル方向LRを向いている。第1の筒状ポケット面30をなす円筒の円形断面の曲率中心OM1は、O1と同様に、転動体Bの回転中心OBよりもアキシアル方向LAの開口部16と反対側へ距離hだけ偏在しており、第2の筒状ポケット面32をなす円筒の円形断面の曲率中心OM2は、O2と同様に、OBに対してOM1とは反対側に距離hだけ偏在している。したがって、それぞれの円筒の中心軸は互いに距離2hだけ互いに離れている。なお、OM1を通る円筒の中心軸線上にO1が存在し、OM2を通る円筒の中心軸線上にO2が存在する。
【0028】
さらに、中間ポケット面28をラジアル方向LRに見ると、転動体Bの無負荷状態での回転表面との間の間隔であって、転動体Bの回転表面に対する法線方向の距離δVMは、ラジアル方向LRの最外側及び最内側から中央に向かって小さくなっている。δVMの値は、ポケット20の最奥部Yにおける第2の筒状ポケット面32のラジアル方向LR幅長さの中央で最小値δVMminをとる。また、中間ポケット面28を保持器10の円周方向LCに見ると、第2の筒状ポケット面32と第1の筒状ポケット面30との接続部分XMに近づくにしたがってδVMが大きくなっている。δVMの値は、境界部分XMのラジアル方向LRの両端部で最大値δVMmaxをとり、その値はδHImaxと等しい。
【0029】
また、中間ポケット面28のうちで境界部分XMから開口部16にかけての部分と、転動体Bの無負荷状態での回転表面との間に形成される隙間の円周方向LCの距離をδHMと表す。δHMの値は、境界部分XMにおいて最大値δHMmaxをとり、開口部16側の第1の筒状ポケット面30の縁で最小値δHMminをとる。
【0030】
また、図5は、ポケット20を転動体Bの回転中心OBを通るラジアル方向LRの縦断面を示す。この縦断面上にポケット20の最奥部Yがある。そして、中間ポケット面28のラジアル方向LRの幅長さをWとすると、次の式(1)、(2)が幾何学的に成立している。
RM=DB/2+h+δVMmin … (1)
RS={RM 2+(W/2)2}1/2 … (2)
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
【0031】
保持器10のポケット20内に転動体Bを挿入するときは、開口部16から転動体Bを押し込む。転動体Bによって一対の爪14は円周方向LCに押し広げられて弾性変形し、転動体Bは開口部16を通過してポケット20内に収まる。転動体Bを各ポケット20内に収容保持する保持器10を組み込んだ図示しない軸受が回転すると、ポケット20内を転動体Bが負荷を受けて回転する。
【0032】
また、転動体Bが回転し、ポケット20内で保持器10の円周方向LCに動くと、転動体Bの回転表面がポケット20の内壁と接する。まず、転動体Bが第1の筒状ポケット面30及び第2の筒状ポケット面32と接触した状態を考える。このとき、転動体Bの回転表面は、第1の筒状ポケット面30の開口部16側の端部と接触し、無負荷状態で転動体Bが回転している場合に較べて、転動体Bは円周方向LCにδHMminだけ動いている。XMにおいては、XMから転動体Bの回転表面までδHMmax−δHMminの長さの距離があいており、隙間が存在している。この隙間部分が潤滑剤溜まりとなり、転動体Bと中間ポケット面28との間で潤滑剤の流動は損なわれない。
【0033】
さらに、転動体Bが第1の球面状ポケット面24及び第2の球面状ポケット面26と接触した場合も同様であり、XIから転動体Bの回転表面までδHImax−δHIminの長さの距離があいており、隙間が存在し、この隙間が潤滑剤溜まりとなり、転動体Bと内側ポケット面22との間で潤滑剤の流動は損なわれない。
【0034】
また、転動体Bが第3の球面状ポケット面36及び第4の球面状ポケット面38と接触した場合も同様であり、XOから転動体Bの回転表面までδHOmax−δHOminの長さの距離があいており、隙間が存在しており、この隙間が潤滑剤溜まりとなり、転動体Bと外側ポケット面34との間で潤滑剤の流動は損なわれない。
【0035】
また、球面内側の一部からなる凹面を精度良く成型することは比較的難しいが、円筒内面の一部からなる凹面を精度良く成型することは比較的容易であり、その精度を管理しやすい。このため、第1の球面状ポケット面24、第2の球面状ポケット面26、第3の球面状ポケット面36、第4の球面状ポケット面38を形成する球面の曲率半径RSの仕上り精度にばらつきがあっても、第1の筒状ポケット面30及び第2の筒状ポケット面32を精度良く仕上げることが可能である。したがって、第1の球面状ポケット面24、第2の球面状ポケット面26、第3の球面状ポケット面36、第4の球面状ポケット面38の仕上り精度が悪い場合であっても、ポケット20内での転動体Bの動き量は中間ポケット面28によって抑制され、転動体Bとポケット20の内壁との距離を所定の値以下に管理することが容易となる。
【0036】
また、転動体Bの表面に付着した余剰の潤滑剤は、内側ポケット面22のラジアル方向LR内側の端部と、外側ポケット面34のラジアル方向LR外側の端部とでそれぞれ掻き取られる。したがって、余剰の潤滑剤が転動体Bに付着して動摩擦トルクが大きくなるといった悪影響が防止される。
したがって、本実施の形態にかかる軸受用の保持器10によって、ポケット20の内壁と転動体Bとの間を適量の潤滑剤が流動することとなり、動摩擦トルクが増大することが防止され、音響寿命が低下することが防止される。また、転動体Bとポケット20の内壁との間の距離が大きくならず、NRROのうち転動体の公転成分が抑制される。
【0037】
また、本実施の形態にかかる軸受用の保持器10を有する軸受を構成すると、この軸受においてNRROのうち転動体の公転成分が抑制されることとなる。
なお、本実施の形態において、ポケット20は内側ポケット面22、中間ポケット面28及び外側ポケット面34とから形成されるとしたが、内側ポケット面22及び中間ポケット面28とによってポケット20を形成することも可能である。さらに、ポケット20を中間ポケット面28及び外側ポケット面34とによって形成することも可能である。
【0038】
また、第1の筒状ポケット面30及び第2の筒状ポケット面32を、円筒の内側面の一部をなす曲面からなるとしたが、円錐の内側面の一部をなす曲面によって形成することも可能である。
次に、NRROのうち転動体の公転成分の低下について、本実施の形態にかかる軸受用保持器によって実現される効果の検証結果を図6に示す。
【0039】
本検証では、本実施の形態にかかる軸受用保持器(本発明例)と従来からある軸受用保持器(比較例)を使用して、それぞれの保持器のポケットの寸法の公差の範囲内で生じるNRROの転動体公転成分について測定した。
まず、本発明例で使用した保持器は、本実施の形態にかかる軸受用保持器と同じ構成を有し、その寸法を、内径5mm、外径13mm、ラジアル方向の幅4mmとした。そして、回転数を7200min−1とし、11.8Nのアキシアル荷重を負荷し、ポケットの寸法を公差の最大値、最小値、及び中央値とした各場合について、NRROの転動体公転成分を測定した。
【0040】
また、比較例で使用した保持器は、そのポケットが中間ポケット面を有しない点で本発明例で使用した保持器と異なり、他の構成は同じであり、また、寸法も本発明例の保持器と同じである。そして、回転数を7200min−1とし、11.8Nのアキシアル荷重を負荷し、ポケットの寸法を公差の最大値、最小値、及び中央値とした各場合についてNRROの転動体公転成分を測定した。
【0041】
図6の縦軸はNRROの転動体公転成分を示す。ポケットの寸法が公差の最大値である場合、本発明例でNRROの転動体公転成分は15nmであり、比較例では22nmであった。また、本発明例と比較例では、公差の最小値及び中央値におけるNRROの転動体公転成分が3nmと10nmとなり、両例は互いに同じ値であった。したがって、本発明例の方が、NRROの転動体公転成分の最大値を低い値に抑制できていることがわかる。
【0042】
次に、δHImin/DB及びδHOmin/DBの最適範囲を決定するために実施した試験結果を図7に示す。ポケットの内壁と転動体の回転表面との間の円周方向LCの距離δHの最小値δHminと、転動体の回転直径DBとの比δHmin/DBを変化させて、それぞれ動摩擦トルクとNRROの転動体公転成分を測定した。
【0043】
図7の横軸はδHmin/DBを示し、右側縦軸はNRROの転動体公転成分を示し、左側縦軸は動摩擦トルクを示す。δHmin/DBが0.01未満で、動摩擦トルクは急激に大きくなっており、δHmin/DBが0.02を超えると、NRROの転動体公転成分は急激に大きくなる。したがって、動摩擦トルク及びNRROの転動体公転成分を低く抑制するためには、δHmin/DBを0.01以上、0.02以下とすれば良いことがわかる。すなわち、δHImin/DBを0.01以上、0.02以下の範囲とし、δHOmin/DBを0.01以上、0.02以下の範囲とする。
【0044】
【発明の効果】
本発明は、上記のような軸受用保持器及び軸受であるので、転動体を収容保持するポケット面と転動体の間の潤滑剤の流動を確保しつつ、NRROのうち転動体の公転成分を抑制可能な軸受用保持器及び軸受を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る本実施の形態に係る保持器の斜視図である。
【図2】本実施の形態の保持器のポケットの斜視図である。
【図3】本実施の形態の保持器の内側ポケット面の形状を示す図である。
【図4】本実施の形態の保持器の中間ポケット面の形状を示す図である。
【図5】本実施の形態の保持器のポケットのラジアル方向縦断面図である。
【図6】本実施の形態の保持器の効果の検証結果の図である。
【図7】δHmin/DB、動摩擦トルク及びNRROの転動体公転成分の関係図である。
【符号の説明】
10 保持器
12 柱部
14 爪
16 開口部
20 ポケット
22 内側ポケット面
24 第1の球面状ポケット面
26 第2の球面状ポケット面
28 中間ポケット面
30 第1の筒状ポケット面
32 第2の筒状ポケット面
34 外側ポケット面
36 第3の球面状ポケット面
38 第4の球面状ポケット面
B 転動体
OB 転動体回転中心
DB 転動体回転直径
O1 第1、第3の球面状ポケット面の曲率中心
O2 第2、第4の球面状ポケット面の曲率中心
OM1 第1の筒状ポケット面の断面をなす円の曲率中心
OM2 第2の筒状ポケット面の断面をなす円の曲率中心
RS 球面状ポケット面の曲率半径
RM 筒状ポケット面の円形断面の曲率半径
δHI 転動体の回転表面と内側ポケット面との間の円周方向の距離
δHImax 転動体の回転表面と内側ポケット面との間の円周方向の距離の最大値
δHImin 転動体の回転表面と内側ポケット面との間の円周方向の距離の最小値
δHO 転動体の回転表面と外側ポケット面との間の円周方向の距離
δHM 転動体の回転表面と中間ポケット面との間の円周方向の距離
δHMmax 転動体の回転表面と中間ポケット面との間の円周方向の距離の最大値
δHMmin 転動体の回転表面と中間ポケット面との間の円周方向の距離の最小値
XI 第2の球面状ポケット面と各第1の球面状ポケット面との接続部分
XO 第4の球面状ポケット面と各第3の球面状ポケット面との接続部分
XM 第2の筒状ポケット面と各第1の筒状ポケット面との接続部分
Y ポケットの最奥部
W 中間ポケット面のラジアル方向の幅
LA 保持器のアキシアル方向
LR 保持器のラジアル方向
LC 保持器の円周方向[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing retainer such as a deep groove ball bearing used for a motor or the like that requires low vibration, and a bearing having the bearing retainer.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Rolling bearings for driving motors such as hard disk drives mounted on personal computers and the like are required to reduce rotation asynchronous vibration (NRRO) that is not synchronized with rotation of the motor.
In a conventional cage used for a rolling bearing for achieving a low NRRO, a pocket surface of a pocket that houses and holds a rolling element is formed by a single spherical surface. Then, the clearance between the rolling element and the pocket surface is reduced, the amount of movement of the rolling element in the circumferential direction is reduced, and the rolling element revolution component of NRRO is suppressed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if an attempt is made to achieve a low NRRO by reducing the gap between the rolling element and the pocket surface, there has been a problem that the flow of the lubricant between the rolling element and the pocket surface is hindered. And, the hindrance of the flow of the lubricant reduces the acoustic life and increases the dynamic friction torque. For this reason, there is a certain limit in achieving a low NRRO by reducing the gap between the rolling element and the pocket surface.
[0004]
The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned problems of the conventional technology, and an object of the present invention is to secure the flow of a lubricant between a rolling element and a pocket surface that accommodates and holds a rolling element. Another object of the present invention is to provide a bearing retainer and a bearing capable of suppressing a revolving component of a rolling element in NRRO.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration to solve the problem. The invention according to claim 1 is characterized in that the pockets for accommodating and holding the rolling elements are formed at a plurality of positions in the circumferential direction by the inner wall of the pocket, which is entirely annular, and the pocket is formed on one side in the axial direction of each pocket. In a bearing retainer provided with an opening having an opening width smaller than a diameter of a rolling element, at least one of the plurality of pockets has a pocket inner wall in which an inner pocket surface and an outer pocket surface are formed in a radial direction. A second spherical pocket formed side by side and connecting the inner pocket surface to a first spherical pocket surface on the side of the opening and a first spherical pocket surface on the side opposite to the opening. And the center of the radius of curvature of the first spherical pocket surface and the center of the radius of curvature of the second spherical pocket surface are offset from each other. The third spherical pocket surface is formed by a third spherical pocket surface on the opening side and a fourth spherical pocket surface connected to the third spherical pocket surface on the side opposite to the opening. This is a bearing retainer in which the center of the radius of curvature of the surface and the center of the radius of curvature of the fourth spherical pocket surface are shifted from each other.
[0006]
According to the first aspect of the present invention, the inner wall of the pocket is formed by combining four spherical pocket surfaces each having a concave surface of a part of the spherical surface. The centers of the radii of curvature of the spherical surfaces forming the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface are deviated from each other and eccentric, and a boundary portion between the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface. Form a valley. The rolling element cannot penetrate deep into the boundary, and there is always a gap between the rolling element and this boundary, and the lubricant can flow through this gap. The same applies to the boundary between the third spherical pocket surface and the fourth spherical pocket surface, and there is always a gap between the rolling element and the lubricant.
[0007]
Excess lubricant adhering to the surface of the rolling element is scraped off at the ends of the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface, thereby preventing the dynamic friction torque from becoming excessive. Similarly, at the ends of the third spherical pocket surface and the fourth spherical pocket surface, excess lubricant adhering to the surface of the rolling element is scraped off.
Therefore, the distance between the rolling element and the inner wall of the pocket is reduced to suppress the revolving component of the rolling element in the NRRO, and at the same time, the flow of the lubricant is secured between the inner wall of the pocket and the rolling element, and the acoustic life is shortened. Is prevented, and the dynamic friction torque can be kept low.
[0008]
The direction of the center axis of the bearing cage is referred to as an axial direction. The direction perpendicular to the center axis of the bearing retainer and radially away from the center axis is referred to as a radial direction. Further, a direction along the circumference of the bearing retainer is referred to as a circumferential direction.
The invention according to
[0009]
When the rolling element moves in the circumferential direction while rotating in the pocket, and the rolling element contacts the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface, the distance that the rolling element moves in the circumferential direction is δ.HIMinimum value of δHIminΔHIIs the maximum value δ at the boundary between the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface.HImaxTake. Therefore, at least δ is provided between the boundary and the rolling element.HIMaximum value of δHImaxAnd the minimum value δHIminAnd a gap always exists, and the lubricant flows through this gap. Similarly, at least δ is provided between the rolling element and the boundary between the third spherical pocket surface and the fourth spherical pocket surface.HOMaximum value of δHOmaxAnd the minimum value δHOminAnd a gap always exists, and the lubricant flows through this gap. Therefore, the distance between the rolling element and the inner wall of the pocket is reduced to suppress the revolving component of the rolling element in the NRRO, and at the same time, the flow of the lubricant is secured between the inner wall of the pocket and the rolling element, and the acoustic life is shortened. Is prevented, and the dynamic friction torque can be kept low.
[0010]
Also, δHOmin/ DBThe value of or δHImin/ DBIs less than 0.01, the dynamic friction torque between the pocket and the rolling element increases, and the bearing including the bearing retainer does not rotate smoothly. δHOmin/ DBThe value of or δHImin/ DBExceeds 0.02, the circumferential distance between the rolling element and the pocket surface is too large, and the rolling element collides with the pocket surface with a large force. Therefore, to realize low NRRO, δHOmin/ DBValue and δHImin/ DBIs preferably in the range of 0.01 to 0.02.
[0011]
The invention according to claim 3 is characterized in that the pockets for accommodating and holding the rolling elements are formed at a plurality of positions in the circumferential direction by the inner wall of the pocket, which is formed in an annular shape, and the pocket is formed on one side in the axial direction of each pocket. In a bearing retainer provided with an opening having an opening width smaller than a diameter of a rolling element, at least one of the plurality of pockets has a pocket inner wall in which an inner pocket surface and an outer pocket surface are formed in a radial direction. One of the inner pocket surface and the outer pocket surface is formed with a first spherical pocket surface on the opening side and a first spherical pocket surface on the side opposite to the opening. The center of the radius of curvature of the first spherical pocket surface and the center of the radius of curvature of the second spherical pocket surface are offset from each other by being formed from a second spherical pocket surface connected to the pocket surface. And the other of the inner pocket surface and the outer pocket surface is formed of a part of the inner surface of a cylinder or a cone whose central axis is oriented in the radial direction, and a first cylindrical shape located on the opening side. A second cylindrical pocket surface comprising a pocket surface and a part of the inner surface of a cylinder or a cone whose central axis faces in the radial direction, and which is connected to the first cylindrical pocket surface on the side opposite to the opening; And the center axis of the first cylindrical pocket surface and the center axis of the second cylindrical pocket surface are shifted from each other.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, the pocket inner wall is formed by combining the spherical pocket surface formed by a part of the concave surface of the spherical surface and the cylindrical pocket surface formed by the partial concave surface of the cylinder or the cone. Even when the tolerance of the radius of curvature of the spherical surface of the molded spherical pocket surface becomes large, the cylindrical pocket surface can be molded with high accuracy, and the holding between the rotating surface of the rolling element and the pocket surface is possible. The distance in the container circumferential direction is limited within a certain value by the cylindrical pocket surface. For this reason, the size of the gap existing between the rolling element and the pocket is controlled to a certain value or less, and the revolving component of the rolling element in NRRO can be suppressed. Therefore, the revolving component of the rolling elements in the NRRO is more effectively suppressed than in the first or second aspect of the invention.
[0013]
The centers of the radii of curvature of the spherical surfaces forming the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface are offset from each other and are eccentric, and the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface are eccentric. A valley is formed at the boundary portion, and at this boundary portion there is always a gap between the rolling element, and the lubricant can flow through this gap. The center axes of the first and second cylindrical pocket surfaces are offset from each other and eccentric, and the lubricant flows between the rolling elements also at the boundary between the first cylindrical pocket surface and the second cylindrical pocket surface. There are always possible gaps. Further, excess lubricant adhering to the surface of the rolling element is scraped off at the ends of the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface, thereby preventing the dynamic friction torque from becoming excessive. Therefore, the flow of the lubricant is ensured between the inner wall of the pocket and the rolling element, the acoustic life is prevented from being shortened, and the dynamic friction torque can be suppressed low.
[0014]
The invention according to
When the rolling element moves in the circumferential direction while rotating in the pocket, and the rolling element contacts the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface, the distance that the rolling element moves in the circumferential direction is δ.HMinimum value of δHminIs the distance corresponding to Also, δHIs the maximum value δ at the boundary between the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface.HmaxTake. Therefore, δ between the rolling element at this boundary portionHMaximum value of δHmaxAnd the minimum value δHminAre at least open, and there is always a gap. The lubricant flows through this gap. Therefore, the distance between the rolling element and the inner wall of the pocket is reduced to suppress the revolving component of the rolling element in the NRRO, and at the same time, the flow of the lubricant is secured between the inner wall of the pocket and the rolling element, and the acoustic life is shortened. Is prevented, and the dynamic friction torque can be kept low.
[0015]
The invention according to claim 5 is characterized in that the pockets for accommodating and holding the rolling elements are formed at a plurality of positions in the circumferential direction by the inner wall of the pocket, which is formed in an annular shape, and the pocket is formed on one side in the axial direction of each pocket. In a bearing retainer provided with an opening having an opening width smaller than a diameter of a rolling element, at least one of the plurality of pockets has an inner pocket surface, an inner pocket surface, an intermediate pocket surface, and an outer pocket. And the inner pocket surface is formed with a first spherical pocket surface on the side of the opening and a first spherical pocket surface on the side opposite to the opening. And the center of the radius of curvature of the first spherical pocket surface and the center of the radius of curvature of the second spherical pocket surface are shifted from each other. The intermediate pocket surface is formed of a part of the inner surface of a cylinder or a cone whose central axis faces in the radial direction, and the first cylindrical pocket surface on the opening side and the cylinder whose central axis faces in the radial direction. Alternatively, the first cylindrical pocket surface is formed by a second cylindrical pocket surface formed of a part of the inner surface of the cone and connected to the first cylindrical pocket surface on the side opposite to the opening. And the center axis of the second cylindrical pocket surface is shifted from each other, and the outer pocket surface is opposite to the third spherical pocket surface on the opening side and the opening. A fourth spherical pocket surface connected to the third spherical pocket surface on the side thereof, and a center of the radius of curvature of the third spherical pocket surface and a radius of curvature of the fourth spherical pocket surface. This is a bearing retainer whose center is shifted from each other.
[0016]
According to the fifth aspect of the present invention, the pocket inner wall includes a spherical pocket surface formed by a part of a spherical concave surface, a cylindrical pocket surface formed by a cylindrical or a concave part of a cone, and a partial concave surface of a spherical surface. The spherical pocket surfaces are formed in order in the radial direction. Since it is possible to mold at least the cylindrical pocket surface with high accuracy, the distance between the rotating surface of the rolling element and the pocket surface in the circumferential direction of the cage can be controlled within a certain value. The revolution component can be suppressed, and the revolution component of the rolling element in the NRRO is more effectively suppressed than the invention described in
[0017]
The centers of the radii of curvature of the spherical surfaces forming the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface are offset from each other and eccentric, and the first cylindrical pocket surface and the second cylindrical pocket surface are eccentric. The central axes are offset and eccentric from each other, and the centers of the radii of curvature of the spherical surfaces forming the third spherical pocket surface and the fourth spherical pocket surface are offset and eccentric from each other. A boundary portion between the second spherical pocket surface, a boundary portion between the first cylindrical pocket surface and the second cylindrical pocket surface, and a boundary portion between the third spherical pocket surface and the fourth spherical pocket surface. In the above, there is always a gap between the rolling element and the gap that allows the lubricant to flow. Further, excess lubricant adhering to the surface of the rolling element is scraped off at the ends of the inner pocket surface and the outer pocket surface, respectively. Therefore, the flow of the lubricant is ensured between the inner wall of the pocket and the rolling element, the acoustic life is prevented from being shortened, and the dynamic friction torque can be suppressed low.
[0018]
The invention according to claim 6 is the bearing retainer according to claim 5, wherein a circle formed between the rotating surface of the rolling element and the first spherical pocket surface in a no-load state. Circumferential distance δHIMinimum value of δHIminAnd the rotation diameter D of the rolling elementBRatio δHImin/ DBIs set to 0.01 to 0.02, and the circumferential distance δ between the rotating surface of the rolling element and the third spherical pocket surface in a no-load state is set.HOMinimum value of δHOminAnd the rotation diameter D of the rolling elementBRatio δHOmin/ DBIs a bearing retainer in which the value range is set to 0.01 to 0.02.
[0019]
When the rolling element moves in the circumferential direction while rotating in the pocket, and the rolling element contacts the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface, the distance that the rolling element moves in the circumferential direction is δ.HIMinimum value of δHIminΔHIIs the maximum value δ at the boundary between the first spherical pocket surface and the second spherical pocket surface.HImaxTake. Therefore, at least δ between the boundary and the rolling elementHIMaximum value of δHImaxAnd the minimum value δHIminThere is a distance corresponding to the difference, and a gap always exists. Similarly, at least δ is provided between the rolling element and the boundary between the third spherical pocket surface and the fourth spherical pocket surface.HOMaximum value of δHOmaxAnd the minimum value δHOminThere is a distance corresponding to the difference, and a gap always exists.
[0020]
Therefore, by reducing the distance between the rolling element and the inner wall of the pocket, the revolving component of the rolling element in the NRRO is suppressed, and at the same time, the flow of the lubricant is secured between the inner wall of the pocket and the rolling element, and the acoustic life is shortened. Is prevented, and the dynamic friction torque can be kept low.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a bearing having the bearing retainer according to any one of the first to sixth aspects.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an outer shape of a
[0022]
Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the inner wall of the
[0023]
Also, of the
[0024]
Further, the distance between the
As shown in FIG. 2, the
[0025]
Similarly to the
[0026]
Furthermore, δVIIs the distance between the
As shown in FIGS. 2 and 4, the inner wall of the
[0027]
The first
[0028]
Further, the
[0029]
Also, the boundary portion X in the
[0030]
FIG. 5 shows that the
RM= DB/ 2 + h + δVMmin… (1)
RS= {RM 2+ (W / 2)2}1/2… (2)
This embodiment is configured as described above, and its operation will be described next.
[0031]
When the rolling element B is inserted into the
[0032]
Further, the rolling element B rotates, and the circumferential direction L of the
[0033]
The same applies to the case where the rolling element B comes into contact with the first
[0034]
The same applies to the case where the rolling element B contacts the third
[0035]
In addition, it is relatively difficult to mold a concave surface formed by a part of the inner surface of the spherical surface with high accuracy, but it is relatively easy to mold a concave surface formed by a part of the inner surface of the cylinder with high accuracy, and the accuracy is easily managed. For this reason, the radius of curvature R of the spherical surface forming the first
[0036]
Excess lubricant adhering to the surface of the rolling element B is removed from the
Therefore, the bearing
[0037]
Further, when a bearing having the bearing
In this embodiment, the
[0038]
In addition, the first
Next, FIG. 6 shows a verification result of an effect achieved by the bearing retainer according to the present embodiment with respect to a reduction in the revolving component of the rolling element in NRRO.
[0039]
In this verification, the bearing cage according to the present embodiment (example of the present invention) and a conventional bearing cage (comparative example) were used within the tolerance of the pocket dimensions of each cage. The resulting NRRO rolling element revolution component was measured.
First, the cage used in the example of the present invention had the same configuration as the bearing cage according to the present embodiment, and had dimensions of an inner diameter of 5 mm, an outer diameter of 13 mm, and a width of 4 mm in the radial direction. And, the rotational speed is 7200 min.-1Then, an axial load of 11.8 N was applied, and the rolling element revolution component of NRRO was measured in each case where the dimensions of the pocket were the maximum value, the minimum value, and the median value of the tolerance.
[0040]
Further, the cage used in the comparative example is different from the cage used in the example of the present invention in that the pocket has no intermediate pocket surface, the other configuration is the same, and the dimensions are the same as those of the example of the present invention. It is the same as a container. And, the rotational speed is 7200 min.-1An axial load of 11.8 N was applied, and the rolling element revolution component of the NRRO was measured in each case where the dimensions of the pocket were the maximum value, the minimum value, and the median value of the tolerance.
[0041]
The vertical axis in FIG. 6 shows the rolling element revolution component of NRRO. When the dimension of the pocket is the maximum value of the tolerance, the rolling element revolution component of the NRRO was 15 nm in the example of the present invention, and was 22 nm in the comparative example. In the present invention example and the comparative example, the rolling element revolution components of the NRRO at the minimum value and the median value of the tolerance were 3 nm and 10 nm, and both examples had the same value. Therefore, it is understood that the example of the present invention can suppress the maximum value of the rolling element revolution component of the NRRO to a lower value.
[0042]
Next, δHImin/ DBAnd δHOmin/ DBFIG. 7 shows the results of a test performed to determine the optimum range of. Circumferential direction L between the inner wall of the pocket and the rolling surface of the rolling elementCDistance δHMinimum value of δHminAnd the rolling diameter D of the rolling elementBRatio δHmin/ DBAnd the dynamic friction torque and the rolling element revolution component of NRRO were measured.
[0043]
The horizontal axis in FIG. 7 is δHmin/ DBThe right vertical axis shows the rolling element revolution component of the NRRO, and the left vertical axis shows the dynamic friction torque. δHmin/ DBIs less than 0.01, the dynamic friction torque sharply increases, and δHmin/ DBExceeds 0.02, the revolution component of the rolling element of the NRRO rapidly increases. Therefore, in order to reduce the dynamic friction torque and the rolling element revolution component of NRRO,Hmin/ DBIs set to 0.01 or more and 0.02 or less. That is, δHImin/ DBIs in the range of 0.01 to 0.02, and δHOmin/ DBIs in the range of 0.01 or more and 0.02 or less.
[0044]
【The invention's effect】
Since the present invention is a bearing retainer and a bearing as described above, the revolving component of the rolling element of the NRRO is ensured while ensuring the flow of the lubricant between the rolling element and the pocket surface that houses and holds the rolling element. There is an effect that a bearing cage and a bearing that can be suppressed can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a cage according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a pocket of the retainer according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a shape of an inner pocket surface of the cage according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a shape of an intermediate pocket surface of the cage according to the present embodiment.
FIG. 5 is a vertical longitudinal sectional view of a pocket of the cage according to the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing results of verification of the effect of the cage according to the present embodiment.
FIG. 7Hmin/ DBFIG. 4 is a diagram showing the relationship between dynamic friction torque, and rolling element revolution components of NRRO.
[Explanation of symbols]
10cm cage
12 pillar
14 nail
16mm opening
20 pocket
22mm inside pocket surface
24 ° first spherical pocket surface
26 ° second spherical pocket surface
28 middle pocket surface
30 ° first cylindrical pocket surface
32 ° second cylindrical pocket surface
34 outer pocket surface
36 ° third spherical pocket surface
38 ° fourth spherical pocket surface
B rolling element
OBRolling element rotation center
DB回 転 Rolling element rotation diameter
O1中心 Center of curvature of the first and third spherical pocket surfaces
O2中心 Center of curvature of the second and fourth spherical pocket surfaces
OM1中心 Center of curvature of the circle that forms the cross section of the first cylindrical pocket surface
OM2中心 The center of curvature of the circle that forms the cross section of the second cylindrical pocket surface
RS半径 Radius of curvature of spherical pocket surface
RM半径 Radius of curvature of circular cross section of cylindrical pocket surface
δHI距離 Circumferential distance between rolling surface of rolling element and inner pocket surface
δHImax最大 Maximum circumferential distance between the rotating surface of the rolling element and the inner pocket surface
δHImin最小 Minimum circumferential distance between the rotating surface of the rolling element and the inner pocket surface
δHO距離 Circumferential distance between rolling surface of rolling element and outer pocket surface
δHM距離 Circumferential distance between rolling surface of rolling element and intermediate pocket surface
δHMmax最大 Maximum circumferential distance between the rotating surface of the rolling element and the intermediate pocket surface
δHMmin最小 Minimum circumferential distance between the rolling surface of the rolling element and the intermediate pocket surface
XI接 続 Connecting portion between the second spherical pocket surface and each first spherical pocket surface
XO(4) A connection portion between the fourth spherical pocket surface and each third spherical pocket surface
XM接 続 Connecting portion between the second cylindrical pocket surface and each of the first cylindrical pocket surfaces
The innermost part of Y pocket
W Radial width of intermediate pocket surface
LAAxial direction of cage
LRRadial direction of cage
LCCircumferential direction
Claims (7)
前記複数箇所のポケットのうち少なくとも1箇所のポケットのポケット内壁は、内側ポケット面と外側ポケット面とがラジアル方向に並んで形成されており、
前記内側ポケット面を、前記開口部側にある第1の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第1の球面状ポケット面に連なる第2の球面状ポケット面とから形成して、この第1の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第2の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成し、
前記外側ポケット面を、前記開口部側にある第3の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第3の球面状ポケット面に連なる第4の球面状ポケット面とで形成して、この第3の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第4の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成したことを特徴とする軸受用保持器。A plurality of pockets for accommodating and holding the rolling elements are formed at a plurality of locations in the circumferential direction by a pocket inner wall having a concave surface, and the opening is formed on one side in the axial direction of each pocket with a diameter larger than the diameter of the rolling elements. In a bearing cage with an opening with a small width,
The pocket inner wall of at least one of the plurality of pockets is formed such that an inner pocket surface and an outer pocket surface are arranged in the radial direction,
Forming the inner pocket surface from a first spherical pocket surface on the opening side and a second spherical pocket surface continuous with the first spherical pocket surface on the side opposite to the opening; The center of the radius of curvature of the first spherical pocket surface and the center of the radius of curvature of the second spherical pocket surface are offset from each other;
The outer pocket surface is formed by a third spherical pocket surface on the opening side and a fourth spherical pocket surface continuous with the third spherical pocket surface on the side opposite to the opening, A bearing retainer wherein the center of the radius of curvature of the third spherical pocket surface and the center of the radius of curvature of the fourth spherical pocket surface are shifted from each other.
無負荷状態での前記転動体の回転表面と、前記第3の球面状ポケット面との間の円周方向の距離δHOの最小値δHOminと、前記転動体の回転直径DBとの比δHOmin/DBの値の範囲を0.01〜0.02に設定したことを特徴とする軸受用保持器。2. The bearing cage according to claim 1, wherein a circumferential distance δ HI formed between a rotating surface of the rolling element in a no-load state and the first spherical pocket surface is determined. 3. and a minimum value [delta] Himin, the range of values of the ratio [delta] Himin / D B between the rotation diameter D B of the rolling element is set to 0.01 to 0.02,
The ratio of the rotation surface of the rolling element in the unloaded condition, and the minimum value [delta] Homin circumferential distance [delta] HO between the third spherical pocket surface, the rotation diameter D B of the rolling element bearing retainer, characterized in that setting the range of values of δ HOmin / D B 0.01 to 0.02.
前記複数箇所のポケットのうち少なくとも1箇所のポケットのポケット内壁は、内側ポケット面と外側ポケット面とがラジアル方向に並んで形成されており、
前記内側ポケット面と外側ポケット面のうちのいずれか一方を、前記開口部側にある第1の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第1の球面状ポケット面に連なる第2の球面状ポケット面とから形成して、この第1の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第2の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成し、
前記内側ポケット面と外側ポケット面のうちの他方を、中心軸がラジアル方向を向く円筒若しくは円錐の内側面の一部からなり、且つ、前記開口部側にある第1の筒状ポケット面と、中心軸がラジアル方向を向く円筒若しくは円錐の内側面の一部からなり、且つ、前記開口部と反対側で第1の筒状ポケット面に連なっている第2の筒状ポケット面とから形成して、この第1の筒状ポケット面の中心軸と、第2の筒状ポケット面の中心軸とを、互いにずらして構成したことを特徴とする軸受用保持器。A plurality of pockets for accommodating and holding the rolling elements are formed at a plurality of locations in the circumferential direction by a pocket inner wall having a concave surface, and the opening is formed on one side in the axial direction of each pocket with a diameter larger than the diameter of the rolling elements. In a bearing cage with an opening with a small width,
The pocket inner wall of at least one of the plurality of pockets is formed such that an inner pocket surface and an outer pocket surface are arranged in the radial direction,
One of the inner pocket surface and the outer pocket surface is connected to a first spherical pocket surface on the opening side and a second spherical pocket surface on the opposite side to the opening. A center of the radius of curvature of the first spherical pocket surface and a center of the radius of curvature of the second spherical pocket surface.
The other of the inner pocket surface and the outer pocket surface, a central axis is formed of a part of the inner surface of a cylinder or cone whose radial direction is oriented in the radial direction, and a first cylindrical pocket surface on the opening side, A central axis is formed of a part of the inner surface of a cylinder or a cone facing in the radial direction, and is formed from a second cylindrical pocket surface continuous with the first cylindrical pocket surface on the side opposite to the opening. The center axis of the first cylindrical pocket surface and the center axis of the second cylindrical pocket surface are offset from each other.
前記複数箇所のポケットのうち少なくとも1箇所のポケットのポケット内壁は、内側ポケット面と、中間ポケット面と、外側ポケット面とがラジアル方向に順番に並んで形成されており、
前記内側ポケット面を、前記開口部側にある第1の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第1の球面状ポケット面に連なる第2の球面状ポケット面とから形成して、この第1の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第2の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成し、
前記中間ポケット面を、中心軸がラジアル方向を向く円筒若しくは円錐の内側面の一部からなり、且つ、前記開口部側にある第1の筒状ポケット面と、中心軸がラジアル方向を向く円筒若しくは円錐の内側面の一部からなり、且つ、前記開口部と反対側で第1の筒状ポケット面に連なる第2の筒状ポケット面とで形成して、この第1の筒状ポケット面の中心軸と、第2の筒状ポケット面の中心軸とを、互いにずらして構成し、
前記外側ポケット面を、前記開口部側にある第3の球面状ポケット面と、前記開口部と反対側で第3の球面状ポケット面に連なる第4の球面状ポケット面とで形成して、この第3の球面状ポケット面の曲率半径の中心と、第4の球面状ポケット面の曲率半径の中心とを、互いにずらして構成したことを特徴とする軸受用保持器。A plurality of pockets for accommodating and holding the rolling elements are formed at a plurality of locations in the circumferential direction by a pocket inner wall having a concave surface, and the opening is formed on one side in the axial direction of each pocket with a diameter larger than the diameter of the rolling elements. In a bearing cage with an opening with a small width,
The pocket inner wall of at least one of the plurality of pockets has an inner pocket surface, an intermediate pocket surface, and an outer pocket surface formed in order in the radial direction,
Forming the inner pocket surface from a first spherical pocket surface on the opening side and a second spherical pocket surface continuous with the first spherical pocket surface on the side opposite to the opening; The center of the radius of curvature of the first spherical pocket surface and the center of the radius of curvature of the second spherical pocket surface are offset from each other;
A cylinder having a central axis oriented in a radial direction, a part of the inner surface of a cylinder or a cone, and a first cylindrical pocket surface located on the opening side and a cylinder oriented in a radial direction; Alternatively, the first cylindrical pocket surface is formed by a second cylindrical pocket surface which is formed of a part of the inner surface of the cone and is continuous with the first cylindrical pocket surface on the side opposite to the opening. And the center axis of the second cylindrical pocket surface is shifted from each other,
The outer pocket surface is formed by a third spherical pocket surface on the opening side and a fourth spherical pocket surface continuous with the third spherical pocket surface on the side opposite to the opening, A bearing retainer wherein the center of the radius of curvature of the third spherical pocket surface and the center of the radius of curvature of the fourth spherical pocket surface are shifted from each other.
無負荷状態での前記転動体の回転表面と、前記第3の球面状ポケット面との間の円周方向の距離δHOの最小値δHOminと、前記転動体の回転直径DBとの比δHOmin/DBの値の範囲を0.01〜0.02に設定したことを特徴とする軸受用保持器。6. The bearing retainer according to claim 5, wherein a circumferential distance δ HI formed between the rotating surface of the rolling element in a no-load state and the first spherical pocket surface. and a minimum value [delta] Himin, the range of values of the ratio [delta] Himin / D B between the rotation diameter D B of the rolling element is set to 0.01 to 0.02,
The ratio of the rotation surface of the rolling element in the unloaded condition, and the minimum value [delta] Homin circumferential distance [delta] HO between the third spherical pocket surface, the rotation diameter D B of the rolling element bearing retainer, characterized in that setting the range of values of δ HOmin / D B 0.01 to 0.02.
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CN107939838A (en) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 瓦房店轴承集团有限责任公司 | Half retainer of angular contact ball bearing radial bore circular arc pocket hole |
CN110714986A (en) * | 2018-07-12 | 2020-01-21 | 斯凯孚公司 | Bearing cage and use thereof |
CN112240347A (en) * | 2019-07-17 | 2021-01-19 | 斯凯孚公司 | Bearing cage and use thereof |
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- 2002-08-27 JP JP2002247548A patent/JP2004084819A/en active Pending
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CN110714986A (en) * | 2018-07-12 | 2020-01-21 | 斯凯孚公司 | Bearing cage and use thereof |
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