JP2005003145A - Retainer for rolling bearing and rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受用保持器並びに転がり軸受に係り、特に、保持器騒音の低減に関する。
【0002】
【従来の技術】
内輪と外輪の軌道面間に玉やころ等の転動体を組み込み、この転動体を保持器によって保持する転がり軸受において、保持器に起因する騒音を低減することが要望されている。このような保持器騒音の主な原因の一つとして、保持器に形成され転動体を収容するポケットの内面のエッジ部(ポケット・エッジ部)において潤滑が安定しないために、スティック・スリップが起こり、保持器が転動体に対して相対的に周方向の不安定な挙動を示すことが挙げられる。このようなスリップ・スティックが発生する原因として、軸受が回転する際に、転動体の自転と保持器の公転に起因して、ポケットエッジが転動体表面に付着している潤滑油を掻きとることが原因であるといわれている。
【0003】
これに対し、従来、ポケットエッジによる転動体表面からの潤滑油の掻きとりを防止するため、ポケットエッジ部に面取り処理を施すことが提案されている。(例えば、特許文献1および2を参照。)
【0004】
【特許文献1】
特開平10−82424号公報(第1頁、図1等)
【特許文献2】
特開平11―13769号公報(第1頁、図3等)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術のようにポケットエッジ部に面取りを施す場合、スティック・スリップ防止の効果を奏するためには、ある程度面取りを大きくする必要があるが、面取りを大きくすると、保持器による転動体の拘束力が小さくなってしまう。このため、保持器の動き量が大きくなり、保持器騒音が増大してしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、保持器騒音を低減することにある。
【0006】
【課題を解決する手段】
本発明は、転動体を収容するためのポケットが周方向に所定の間隔で設けられた保持器であって、このポケットの内周側のポケットエッジおよび外周側のポケットエッジを、この保持器の周方向に位相をずらして配置した転がり軸受用保持器によって上述した課題を解決する。
また、外周部に軌道面が形成されてなる内輪と、内周部に軌道面が形成されてなる外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に組み込まれた複数の転動体と、転動体を保持する保持器とを有して構成され、保持器には複数の転動体をそれぞれ収容するポケットが形成され、このポケットの内周側のポケットエッジおよび外周側のポケットエッジを、この保持器の周方向に位相をずらして配置した転がり軸受によって上述した課題を解決する。
【0007】
これらの本発明によれば、軸受の回転時に、転動体が接するポケット内面とこの転動体とは、保持器の内周側又は外周側の一方のポケットエッジ部において接するとともに、他方のポケットエッジ部では、ポケット内面と転動体とは離間し、両者間には隙間が形成される。そして、この隙間側からポケット内面と転動体とが接する側に向けて、転動体の表面に付着した潤滑油が転動体の自転によって進入するように軸受の回転方向を設定することによって、転動体の表面に付着した潤滑油がポケット内に入るときに、ポケット入り側のポケットエッジによって掻き落とされにくくなる。これによって、潤滑性能が向上し、スティック・スリップの発生が抑制されて保持器騒音が低減される。また、転動体はポケット内面と転動体とが接する側およびポケット内面と転動体とが非常に小さい隙間をもって離間する側のポケットエッジによって小さい動き量に拘束され、その結果、ポケットエッジに面取りを施す従来技術よりも保持器による転動体の拘束力が増し、これによっても保持器騒音が低減される。
【0008】
また、各ポケットに収容される転動体の中心に対し保持器の周方向一方側においては、保持器の内周側又は外周側何れか一方のポケットエッジが転動体に接しかつ保持器の内周側又は外周側他方のポケットエッジは転動体と離間し、該転動体の中心に対し周方向他方側においては、保持器の前記内周側又は外周側何れか一方のポケットエッジは転動体と離間しかつ保持器の前記内周側又は外周側他方のポケットエッジは転動体と非常に小さい隙間をもって離間する構成としてもよい。この場合において、内輪と外輪とを所定の方向に相対的に回転させたときに、転動体の表面に付着した潤滑油が、保持器の前記周方向一方側においては、この転動体の自転によってポケットに入る側のポケットエッジは転動体と離間し、この潤滑油がポケットから出る側のポケットエッジは転動体と接し、保持器の前記周方向の他方側においては、この転動体の自転によってポケットに入る側のポケットエッジは転動体と離間し、この潤滑油がポケットから出る側のポケットエッジは、転動体と非常に小さい隙間をもって離間する構成とするとよい。
【0009】
さらに、ポケット内面の保持器軸方向視形状が、このポケット内に収容される転動体表面の保持器の軸方向視形状から、この保持器の径方向に対し傾斜した方向に張り出した弧状に形成されるようにしてもよい。なお、ここで卵形とは、鶏卵の側面視投影形状に似た形状をいう。また、卵形に限らず、円形や楕円形としてもよい。
【0010】
また、上述した各発明を適用した場合、その効果を奏することができるのは、軸受を所定の一方向に回転させた場合である。そこで、内輪と外輪との相対的な回転方向を指定する表示が付されるようにしてもよい。例えば、回転方向を示す表示等を軸受の外部から見える箇所に付すとよい。また、内輪又は外輪の端面に、識別記号を付すようにしてもよい。また、内輪と外輪との間に転動体および保持器を挟んで対向する一対の密封板が設けられ、これら一対の密封板にそれぞれ異なった色を着色してもよい。ここで、密着板は、いわゆるシールド形、非接触シール形および接触シール形のいずれであってもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる転がり軸受の一実施形態について説明する。図1は、本実施形態の転がり軸受を径方向に切って見た状態を示す断面図である。図1に示すように、軸受1は、いわゆる非接触シール形の単列深溝玉軸受として構成されている。軸受1は、外周部に軌道面が形成されてなる内輪3と、内輪3と略軸心を揃えて配列され、内周部に軌道面が形成されてなる外輪5と、内輪3の軌道面と外輪5の軌道面との間に組み込まれる転動体である複数の鋼球7とを有する。さらに、軸受1は、複数の鋼球7を保持するいわゆる冠型の保持器9を有する。そして、内輪3と外輪5との間隔に、鋼球7および保持器9を挟んで対向する一対の非接触シール11、13が設けられている。各シール11、13は、それぞれ外輪5のシール溝に外径側が固定され、内径側が内輪3に対し非接触となっている。そして、各シール11、13には、それぞれ異なった色の着色がなされている。
【0012】
内輪3には、外周面の軸方向略中央部に、周方向に沿って延在する溝状の軌道面15が形成されている。そして、内輪3の外周面のうち、軌道面15を挟んだ両側の領域であるいわゆる肩部には、それぞれ周方向に沿って延在し、シール11、13の内周縁部を位置させるシール溝17、19が形成されている。一方、外輪5には、内周面の軸方向略中央部に、周方向に沿って延在する溝状の軌道面21が形成されている。そして、外輪5の内周面のうち、軌道面21を挟んだ両側の領域であるいわゆる肩部には、それぞれ周方向に沿って延在し、シール11、13の外周縁部が固定されるシール溝23、25が形成されている。
【0013】
保持器9は、いわゆる冠型の保持器として構成されている。図2は、本実施形態における保持器9の拡大斜視図である。図2に示すように、保持器9には、鋼球7に対して軸方向一方側に設けられた環状部27が設けられ、軸受1に組み込まれる複数の鋼球7をそれぞれ収容するポケット31が、周方向略等間隔に形成されている。爪部29は、環状部27の端面を円弧状に凹ませて形成された凹部33の周方向両端部に設けられ、ポケット31は、この凹部33と、これに隣接する爪部29の側部とによって構成されている。ポケット内面35は、凹部33から爪部29のポケット31内側の側部にかけて連続的に形成されている。ポケット内面35は、略球面状の凹曲面として形成されるが、その詳細については後述する。なお、本明細書において、ポケット内面35と、保持器の内周面および外周面がそれぞれ接する縁部を、それぞれポケットエッジ37、39と称して以下説明する。
【0014】
図3は、本実施形態におけるポケット31部の軸方向視拡大断面図であって、軸受1を回転させたときの動作を示す図である。図3においては、一例として外輪5を固定し、内輪3を、図3に向かって反時計方向に回転させた例を示している。従って、鋼球7は、図3に向かって時計回りに自転し、これによって図3に向かって反時計周りに公転する。そして、保持器9もまた鋼球7の公転に伴って図3に向かって反時計周りに公転する。本実施形態においては、図3に示すように、保持器9の内周側のポケットエッジ37が、外周側のポケットエッジ39よりも、保持器9の公転方向における周方向前方となるように、保持器9の中心に対する位相をずらして(すなわち、内周側のポケットエッジ37が、外周側のポケットエッジ39に対し、図中反時計方向にずれている。)設けられていることを特徴とする。そして、ポケット内面35の、保持器9の軸方向視断面形状は、保持器9の公転方向前方においては、鋼球7の表面に対して保持器9の内周側かつ公転方向前方に張り出した円弧41に含まれる弧状に形成されている。一方、保持器9の公転方向後方においては、ポケット内面35の、保持器9の軸方向視断面形状は、鋼球7の表面よりも保持器9の外周側かつ公転方向後方に張り出した円弧43に含まれる弧状に形成されている。
【0015】
これによって、保持器9の公転方向の前方側においては、ポケット内面35は、保持器9の外周側のポケットエッジ39側において鋼球7の表面と接する一方、内周側のポケットエッジ37側においては、隙間を隔てて鋼球7の表面に対向する。すなわち、鋼球7の表面に付着する潤滑油がポケット31に入る入り側のポケットエッジ37は鋼球7の表面から離間し、その反対側の出側のポケットエッジ39は鋼球7の表面に接する。そして、ポケット内面35と鋼球7の表面との間の隙間45は、保持器9の内周側から外周側にかけて、徐々に狭くなるように構成されている。
【0016】
一方、保持器9の公転方向の後方側においては、ポケット内面35は、保持器9の内周側のポケットエッジ37側において鋼球7の表面と非常に小さい隙間をもって離間する一方、外周側のポケットエッジ39側においては、隙間を隔てて鋼球7の表面に対向する。すなわち、鋼球7の表面に付着する潤滑油がポケット31に入る入り側のポケットエッジ39は鋼球7の表面から離間し、その反対側の出側のポケットエッジ37は鋼球7の表面に非常に小さい隙間をもって離間する。そして、ポケット内面35と鋼球7の表面との隙間47は、保持器9の外周側から内周側にかけて、徐々に狭くなるように構成されている。なお、隙間45および隙間47は、図3に示すように、その保持器9軸方向視断面形状が、三日月の一端側のような形状となる。
【0017】
以上のように、本実施形態によれば、軸受1の回転時に、鋼球7の表面に付着した潤滑油は、隙間45、47側からポケットエッジ37、39に掻き落とされずにポケット31内に入るから、ポケット内面35と鋼球7の表面との摺動面部における潤滑が良好となり、スティック・スリップの発生が低減される。また、鋼球7は、その表面と接する側のポケットエッジ39および非常に小さい隙間をもって離間するポケットエッジ37によって保持器9に小さい動き量に拘束されるから、保持器9振動の発生も抑制される。これによって、保持器騒音が低減される効果がある。
【0018】
また、シール11、13にそれぞれ異なった色の着色を施しているから、この色を目印として、上述した効果が得られる回転方向を識別しやすく、常にポケットエッジ37、39によって潤滑油が掻き取られにくい回転方向で軸受1を使用することが容易である。なお、この回転方向の識別のためには、シールへの着色に代え、内輪又は外輪の端面に、識別記号を付与(具体的には、例えば刻印を打つ)してもよい。
【0019】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その発明の範囲内で適宜変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態においては、保持器はいわゆる冠型であるが、もみ抜き形や波型の保持器を用いてもよい。また、転動体も球(玉)に限らず、ころ軸受としてもよい。その他内輪と外輪の形状や、シール又はシールド等の密封板の構成や有無についても、適宜変更を加えることが可能である。
【0020】
また、上述した実施形態においては、ポケット内面は球面状の凹面であるが、これに限らず、任意の平面又は曲面とすることが可能である。例えば、保持器の軸方向視断面形状を、任意の曲線又は直線状としたり、あるいは折線状に形成してもよい。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、保持器騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用してなる転がり軸受の一実施形態の径方向視断面図である。
【図2】図1の軸受における保持器の斜視図である。
【図3】図1の軸受における保持器ポケット部の軸方向視拡大断面図であって、軸受を回転させたときの動作を示す図である。
【符号の説明】
1 軸受
3 内輪
5 外輪
7 鋼球
9 保持器
11 シール
13 シール
15 軌道面
21 軌道面
31 ポケット
35 ポケット内面
37 ポケットエッジ
39 ポケットエッジ
45 隙間
47 隙間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling bearing cage and a rolling bearing, and more particularly to reduction of cage noise.
[0002]
[Prior art]
In rolling bearings in which rolling elements such as balls and rollers are incorporated between the raceways of the inner ring and the outer ring and the rolling elements are held by a cage, it is desired to reduce noise caused by the cage. One of the main causes of such cage noise is that stick-slip occurs because the lubrication is not stable at the inner edge (pocket edge) of the pocket that is formed in the cage and accommodates the rolling elements. The cage exhibits an unstable behavior in the circumferential direction relative to the rolling element. The cause of the occurrence of such slip sticks is that when the bearing rotates, the pocket edge scrapes off the lubricating oil adhering to the surface of the rolling element due to the rotation of the rolling element and the revolution of the cage. Is said to be the cause.
[0003]
On the other hand, in order to prevent the scraping of the lubricating oil from the rolling element surface by the pocket edge, it has been proposed to chamfer the pocket edge portion. (For example, see Patent Documents 1 and 2.)
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-82424 (first page, FIG. 1 etc.)
[Patent Document 2]
JP-A-11-13769 (first page, FIG. 3 etc.)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when chamfering the pocket edge portion as in the prior art described above, it is necessary to increase the chamfer to some extent in order to achieve the effect of preventing stick-slip, but if the chamfer is increased, the rolling element by the cage The binding force will be reduced. For this reason, the amount of movement of the cage increases, and the cage noise increases.
In view of the above problems, an object of the present invention is to reduce cage noise.
[0006]
[Means for solving the problems]
The present invention is a cage in which pockets for accommodating rolling elements are provided at predetermined intervals in the circumferential direction, and the pocket edge on the inner circumferential side and the pocket edge on the outer circumferential side of the pocket are connected to the cage. The above-described problems are solved by a rolling bearing cage arranged with a phase shifted in the circumferential direction.
Further, an inner ring having a raceway surface formed on the outer periphery, an outer ring having a raceway surface formed on the inner periphery, and a plurality of rolling elements incorporated between the raceway surface of the inner ring and the raceway surface of the outer ring, And a holder for holding the rolling elements, and the holder is formed with a pocket for accommodating each of the plurality of rolling elements, and the pocket edge on the inner peripheral side and the pocket edge on the outer peripheral side of the pocket, The above-mentioned problems are solved by the rolling bearings arranged with the phases shifted in the circumferential direction of the cage.
[0007]
According to these aspects of the present invention, the inner surface of the pocket with which the rolling element comes into contact with the rolling element at the time of rotation of the bearing is in contact with one pocket edge portion on the inner peripheral side or outer peripheral side of the cage, and the other pocket edge portion. Then, the pocket inner surface and the rolling element are separated from each other, and a gap is formed between them. Then, by setting the rotation direction of the bearing so that the lubricating oil adhering to the surface of the rolling element enters by the rotation of the rolling element from the gap side toward the side where the pocket inner surface and the rolling element come into contact, the rolling element When the lubricating oil adhering to the surface enters the pocket, it becomes difficult to be scraped off by the pocket edge on the pocket entering side. As a result, the lubrication performance is improved, the occurrence of stick-slip is suppressed, and the cage noise is reduced. Further, the rolling element is constrained to a small amount of movement by the pocket edge on the side where the pocket inner surface and the rolling element are in contact with each other and the pocket inner surface and the rolling element are separated by a very small gap, thereby chamfering the pocket edge. Compared with the prior art, the restraint force of the rolling element by the cage is increased, which also reduces the cage noise.
[0008]
In addition, on one side in the circumferential direction of the cage with respect to the center of the rolling element accommodated in each pocket, the pocket edge on either the inner circumferential side or the outer circumferential side of the cage is in contact with the rolling element and the inner circumference of the cage. The pocket edge on the other side is separated from the rolling element, and the pocket edge on either the inner circumferential side or the outer circumferential side of the cage is separated from the rolling element on the other circumferential side with respect to the center of the rolling element. In addition, the other pocket edge on the inner peripheral side or outer peripheral side of the cage may be separated from the rolling element with a very small gap. In this case, when the inner ring and the outer ring are relatively rotated in a predetermined direction, the lubricating oil adhering to the surface of the rolling element is caused by the rotation of the rolling element on one side in the circumferential direction of the cage. The pocket edge on the side entering the pocket is separated from the rolling element, the pocket edge on the side from which this lubricant exits the pocket is in contact with the rolling element, and the pocket on the other side in the circumferential direction of the cage is caused by the rotation of the rolling element. The pocket edge on the entering side is separated from the rolling element, and the pocket edge on the side from which the lubricant exits the pocket is preferably separated from the rolling element with a very small gap.
[0009]
Further, the cage axial view shape of the pocket inner surface is formed in an arc shape projecting in a direction inclined with respect to the radial direction of the cage from the axial view shape of the cage on the rolling element surface accommodated in the pocket. You may be made to do. In addition, an egg shape here means the shape similar to the side view projection shape of a chicken egg. Further, the shape is not limited to an egg shape, and may be a circle or an ellipse.
[0010]
Further, when each of the above-described inventions is applied, the effect can be achieved when the bearing is rotated in a predetermined direction. Therefore, a display for designating the relative rotation direction of the inner ring and the outer ring may be attached. For example, a display indicating the rotation direction or the like may be attached to a place visible from the outside of the bearing. Moreover, you may make it attach | subject an identification symbol to the end surface of an inner ring | wheel or an outer ring | wheel. Further, a pair of sealing plates that are opposed to each other with the rolling element and the cage interposed between the inner ring and the outer ring may be provided, and the pair of sealing plates may be colored differently. Here, the contact plate may be any of a so-called shield type, non-contact seal type, and contact seal type.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a rolling bearing to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which the rolling bearing of this embodiment is viewed in the radial direction. As shown in FIG. 1, the bearing 1 is configured as a so-called non-contact seal type single row deep groove ball bearing. The bearing 1 includes an
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
FIG. 3 is an enlarged sectional view in the axial direction of the
[0015]
Thus, on the front side in the revolution direction of the
[0016]
On the other hand, on the rear side in the revolution direction of the
[0017]
As described above, according to the present embodiment, the lubricating oil adhering to the surface of the
[0018]
In addition, since the seals 11 and 13 are colored differently, it is easy to identify the rotation direction in which the above-described effect can be obtained using this color as a mark, and the lubricant is always scraped off by the pocket edges 37 and 39. It is easy to use the bearing 1 in a rotation direction that is difficult to be generated. In order to identify the rotational direction, instead of coloring the seal, an identification symbol may be given to the end face of the inner ring or the outer ring (specifically, for example, engraving is performed).
[0019]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can change suitably within the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, the cage is a so-called crown type, but a hollow type or corrugated type cage may be used. Further, the rolling element is not limited to a ball (ball) but may be a roller bearing. In addition, it is possible to appropriately change the shape of the inner ring and the outer ring and the configuration and presence of a sealing plate such as a seal or a shield.
[0020]
Further, in the above-described embodiment, the pocket inner surface is a spherical concave surface, but is not limited thereto, and may be an arbitrary plane or curved surface. For example, the axial sectional shape of the cage may be an arbitrary curve or a straight line, or may be formed in a broken line shape.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the cage noise can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a radial sectional view of an embodiment of a rolling bearing to which the present invention is applied.
2 is a perspective view of a cage in the bearing of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the cage pocket portion in the bearing of FIG. 1 as viewed in the axial direction, showing the operation when the bearing is rotated.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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