JP2005069271A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】転がり軸受の耐久性を向上する。
【解決手段】転がり軸受を、外周面に軌道面が形成されてなる内輪と、内周面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る複数の転動体と、複数の転動体を保持する保持器とを有して構成され、保持器は転動体と対向するポケット内面を有し、該ポケット内面の転動体との接触面部を除く範囲の少なくとも一部に油溜り加工部が設けられる構成とする。これによって、油溜り加工部と転動体表面とが接触することを防ぎ、点接触に起因する応力集中を防ぐことができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受に係り、特に、保持器のポケット内面と、玉またはころ等の転動体との摺動面における潤滑油の保持および集中応力の発生に伴う損傷の防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内輪と外輪の軌道面間に、例えば玉やころ等の転動体を組み込んで構成され、保持器によって転動体を保持する転がり軸受において、軸受の音響・振動特性を向上し、さらに保持器のポケット内面と転動体表面の損傷、摩耗および焼付きを防止するために、転動体とポケット内面との間の摺動面の潤滑は重要である。具体的には、この摺動面部に潤滑油が流入しやすくし、かつ潤滑油が保持されやすいことが要望される。
【０００３】
上述した要望に対し、例えば転動体と摺動する保持器のポケット内面に、多数の微細な溝を形成し、この溝内に潤滑油を保持させて潤滑状態を向上することが知られている。（例えば、特許文献１を参照。） また、同じく保持器のポケット内面に、油溜りとなるトレー状の浅い凹部を形成することが知られている。（例えば、特許文献２を参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−４２５７４号公報（第１頁、図２等。）
【特許文献２】
特開２００２−１４７４６４号公報（第１頁、図２等）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した各従来技術においては、ポケット内面に設けられた溝または凹部の縁と、転動体の表面との間で点接触を生ずるおそれがある。例えば、油溜り用に形成された凹部の縁と転動体の表面が接触すると、点接触の状態となる場合がある。このような点接触が生ずると集中応力が生じ、転動体の表面またはポケット内面が損傷を受ける場合があり、ひいてはこれらの面の摩耗や焼付きを生じさせる場合がある。特に、音響や振動特性に対する要求が厳しい軸受においては、潤滑性能を確保しつつ、このような点接触を避けることが求められている。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、転がり軸受の耐久性を向上することにある。
【０００６】
【課題を解決する手段】
本発明は、外周面に軌道面が形成されてなる内輪と、内周面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る複数の転動体と、複数の転動体を保持する保持器とを有して構成され、保持器は転動体と対向するポケット内面を有し、このポケット内面の転動体との接触面部を除く範囲の少なくとも一部に油溜り加工部が設けられることを特徴とする転がり軸受によって上述した課題を解決する。
【０００７】
本発明によれば、ポケット面の転動体と接触する部分を避けた範囲に油溜り加工部を設けているから、軸受の回転時に転動体の表面と油溜り加工部との接触が生じず、点接触が生じない。これによって、油溜り加工部による潤滑性能の向上を享受しつつ、転動体と保持器との点接触を避けられるので、転がり軸受の耐久性を向上することができる。
【０００８】
この場合において、油溜り加工部は、ポケット内面の転動体との接触面部よりも内周側の領域に設けると、油溜り加工部に貯留される潤滑油が遠心力によって外周側へ流れ、転動体との接触面部に供給されるので好ましい。
【０００９】
また、転動体のピッチ円直径をＤＰＷ、保持器が径方向に移動する動き量をδ１としたときに、ポケット内面上における油溜り加工部の最外周部の直径Ｄ１が、Ｄ１ ≦ ＤＰＷ − δ１を満たすようにしてもよい。これによれば、保持器と案内面との隙間等に起因して、保持器が径方向に移動しても、油溜り加工部と転動体表面との点接触を防止することができる。
【００１０】
また、上述した油溜り加工部は、例えば、ポケット内面を凹ませて形成された凹部であってもよい。この場合、油溜り加工部は、その最大径部分をポケット内面よりも周方向外側に設けてもよい。また、油溜り加工部は、ポケット内面に形成された複数の溝であってもよい。また、油溜り加工部は、ポケット内面に一端を開口させてなる複数の孔を分布させてなるようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を適用してなる転がり軸受の実施形態について説明する。図１は、本発明を適用してなる転がり軸受の第１の実施形態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、本実施形態の転がり軸受は、例えば単列の深溝玉軸受として構成される。そして、軸受１は、外周面に軌道面が形成された内輪３と、内周面に軌道面が形成された外輪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た複数の転動体である鋼球７とを有して構成されている。そして、鋼球７を保持する保持器９が設けられている。
【００１２】
図１に示すように、内輪３は略矩形の断面を有し、その外周面の軸方向略中央部に、周方向に延在する溝状の軌道面１１が形成されている。軌道面１１の溝断面形状は、鋼球７の寸法を考慮して定められた曲率の円弧状となっている。一方、外輪５もまた略矩形の断面を有し、その内周面の軸方向略中央部に、周方向に延在する溝状の軌道面１３が形成されている。
【００１３】
本実施形態においては、保持器９は、例えばいわゆるもみ抜き型の保持器として形成されている。すなわち、保持器９は、その全体を円環状に形成され、軸受１の軸心と略同軸に配置されている。図１に示すように、保持器９を径方向に切って見た断面は、軸方向に長い矩形状であり、その軸方向略中央部には、鋼球７を収容し、保持するポケット１５が形成されている。ポケット１５は、保持器９の内周面から外周面に貫通して形成された開口である。このポケットを径方向から見た形状は、例えば円形であるが、他の形状であってもよい。
【００１４】
そして、本実施形態においては、このポケット１５内の鋼球７と対向する側壁であるポケット内面１７の内周側に、このポケット内面１７から段状に凹ませて形成された油溜り用の加工部である凹部１９が形成されている。この凹部１９は、ポケット内面１７の保持器内周面側の縁に沿って、その全周にわたって設けられており、ポケット内面１７と保持器９の内周面２１との間の角部を、断面矩形状に切り欠くことによって形成されている。なお、ポケット１５は、軸受１に組み込まれる鋼球７の個数と同数だけ、周方向に略等間隔に形成されている。なお、凹部１９を除くポケット内面１７は、既存の周知の保持器と同様に、加工上不可避的に生ずる表面粗さを無視すると、平滑な円筒内面状に形成されている。
【００１５】
図２は、本実施形態における保持器９の軸方向視断面図である。上段の図２（ａ）においては、鋼球７が組み込まれた状態を示し、下段の図２（ｂ）においては、保持器単独の状態を示している。なお、ポケット１５および鋼球７は１箇所のみ示し、他は図示を省略するが、他のポケット等も図示したものと同様に構成されていることはいうまでもない。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、凹部１９は、保持器９の内周面２１に沿って、略一定の深さに形成されている。なお、ポケット内面１７上における凹部１９の、内周面２１からの深さが最も深い位置（最外周部）での、直径をＤ１とする。換言すれば、Ｄ１は、保持器中心からの最外周部までの距離の２倍である。一方、鋼球７のピッチ円直径（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ ： Ｐ．Ｃ．Ｄ．）をＤＰＷとする。そして、保持器９が軸受１に組み込まれたときに、径方向に移動可能な距離をδ１とする。このδ１は、いわゆるガタまたは隙間として不可避的に設けられるものである。例えば保持器９がその複数のポケット内面１７をそれぞれ対応する鋼球７に当接させることによって保持されるいわゆる「玉案内」の場合には、この移動量δ１は、例えばポケット１５の内径と、鋼球９の径とに依存する。一方、保持器９が、その外周面を外輪５の肩部と当接させることによって保持されるいわゆる「外輪案内」の場合には、移動量δ１は、これらの案内面（保持器外周面と外輪肩面）相互の径の違いに依存する。
【００１７】
そして、本実施形態においては、上述したＤ１、ＤＰＷおよびδ１を、以下の関係を満たすように設定している。
Ｄ１ ≦ ＤＰＷ − δ１
【００１８】
なお、本実施形態において、保持器９の材質としては、例えば黄銅系合金が用いられるが、これに代えて、例えば鉄系合金、軽合金、合成樹脂等を用いてもよい。また、加工方法も、切削加工、焼結、プレス等の各種加工方法を適宜用いることができ、合成樹脂を材料とする場合であれば、射出成型を用いてもよい。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、ポケット内面１７のうち鋼球７と接触する部分は平滑に形成し、軸受１の回転中に鋼球７と接触する範囲を避けた内周側の範囲にのみ油溜り用の凹部１９を設けているから、鋼球７の表面と凹部１９の縁とが接触し、点接触状態が生ずることを防止できる。したがって、油溜りの効果によって潤滑性能を向上させつつ、点接触の発生を防止して、転がり軸受の耐久性を向上することができる。
【００２０】
また、凹部１９をポケット内面１７と鋼球７との接触する領域よりも内周側の領域に設けているから、保持器９が回転する際の遠心力によって潤滑油が接触面に供給されやすく、潤滑性能が向上する。
【００２１】
さらに、ポケット内面１７上における凹部１９の最外周部の直径Ｄ１、鋼球７のピッチ円直径ＤＰＷおよび保持器９の径方向移動量δ１の関係を、Ｄ１ ≦ ＤＰＷ − δ１ を満たすように設定しているから、保持器９の径方向の移動にかかわらず、鋼球７の表面と凹部１９の縁とが接触することが防止される。
【００２２】
（第２の実施形態）
次に、本発明を適用してなる転がり軸受の第２の実施形態について説明する。以下、上述した第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、相違点について説明する。図３は、本実施形態の転がり軸受における保持器９の軸方向視断面図である。図２と同様に、上段の図３（ａ）においては、鋼球７が組み込まれた状態を示し、下段の図３（ｂ）においては、保持器９単独の状態を示している。（以下、図６に至るまで同じ。）
【００２３】
図３に示すように、本実施形態においては、保持器９の内周面２１からの凹部１９の深さが、ポケット内面１７からの距離とともに大きくなるように形成したことを特徴とする。なお、本実施形態の場合にも、第１の実施形態の説明において述べた寸法Ｄ１は、ポケット内面１７上において測定するものとする。そして、凹部１９が、保持器９の内周面２１から最も奥まった位置の直径Ｄ２は、Ｄ１よりも大きくなる。
【００２４】
以上のように、本実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができ、さらに、潤滑油が貯留される凹部１９の容積が増大しているから、潤滑性能を確保することができる。
【００２５】
（第３の実施形態）
次に、本発明を適用してなる転がり軸受の第３の実施形態について説明する。図４は、本実施形態の転がり軸受における保持器９の軸方向視断面図である。図４に示すように、本実施形態においては、油溜り用の加工部として、凹部１９に代えて、ポケット内面１７の内周側の領域に、複数の微細な溝２３を形成したことを特徴とする。
【００２６】
本実施形態においては、溝２３は、Ｄ１≦ＤＰＷ−δ１を満たすＤ１よりも内周側の領域に複数、例えば５本配列されている。各溝２３は、保持器９の周方向に沿って設けられ、保持器９の軸方向視形状において、それぞれ保持器９の軸心を中心とする同心円弧状に形成され、配列されている。それぞれの溝２３は、ポケット内面１７の、保持器内周側の縁に沿って、その全周にわたって延在して形成されている。このような本実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２７】
（第４の実施形態）
次に、本発明を適用してなる転がり軸受の第４の実施形態について説明する。図５は、本実施形態の転がり軸受における保持器９の軸方向視断面図である。図５に示すように、本実施形態においては、ポケット内面１７に油溜り用の加工部として複数の微細な溝２５を形成したことを特徴とする。この溝２５の、上述した第３の実施形態における溝２３との違いは、溝２５の保持器９の軸方向視形状が直線状に形成されていることである。溝２５は、本実施形態の場合には、例えば５本が平行に形成されている。各溝２５は、ポケット１５の中心における周方向に、直線状に延在して設けられている。この場合にも、ポケット内面１７において溝２５が保持器９の最も外周側に設けられる位置の直径をＤ１とすると、上述した各実施形態と同様に、Ｄ１≦ＤＰＷ−δ１の関係を満たすようになっている。本実施形態のようにしても、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２８】
（第５の実施形態）
次に、本発明を適用してなる転がり軸受の第５の実施形態について説明する。図６は、本実施形態の転がり軸受における保持器の軸方向視断面図である。図６に示すように、本実施形態においては、油溜り用の加工部として、ポケット内面１７の内周側の領域に、複数の微細な孔２７を分布させたことを特徴とする。個々の孔２７は、ポケット内面１７に対し垂直な方向に穿設され、一端をポケット内面１７上に円形に開口させている。そして、孔の底部は球面状に丸めて形成されている。本実施形態の場合には、図６に示すように、孔２７は、ポケット内面１７の保持器９の内周面２１からの深さ方向に例えば３列または２列、一方、ポケット内面１７の周方向にかけては全周にわたって、マトリックス状に配列されている。そして、ポケット内面１７上において、最外周部に設けられる孔２７の位置の、保持器９の軸心を基準としてみたときの直径Ｄ１が、Ｄ１≦ＤＰＷ−δ１を満たすように設定されていることを特徴とする。換言すれば、Ｄ１は、保持器９の軸心から、最も遠い孔２７までの距離を２倍した値ともいえる。本実施形態のようにしても、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上述した実施形態によって限定されるものではなく、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、上述した実施形態は、単列の深溝玉軸受に係るものであるが、例えばアンギュラ玉軸受等、他の種類の玉軸受や、あるいは転動体としてころを有する転がりころ軸受にも本発明を適用することができる。
【００３０】
また、上述した実施形態においては、もみ抜き型の保持器を用いているが、これについても任意に変更が可能であり、例えば冠型の保持器、波型保持器等にも本発明を適用することができる。
【００３１】
また、油溜り加工部の構成も、上述した各実施形態のものに限られず、既存の他の油溜り加工とすることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、転がり軸受の耐久性を向上することができる。
【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第１の実施形態の断面図である。
【図２】（ａ）図１の転がり軸受の保持器の軸方向視断面図であって、鋼球が組み込まれた状態を示す図である。
（ｂ）図１の転がり軸受の保持器の軸方向視断面図であって、保持器単独の状態を示す図である。
【図３】（ａ）本発明を適用してなる転がり軸受の第２の実施形態における保持器の軸方向視断面図であって、鋼球が組み込まれた状態を示す図である。
（ｂ）本発明を適用してなる転がり軸受の第２の実施形態における保持器の軸方向視断面図であって、保持器単独の状態を示す図である。
【図４】（ａ）本発明を適用してなる転がり軸受の第３の実施形態における保持器の軸方向視断面図であって、鋼球が組み込まれた状態を示す図である。
（ｂ）本発明を適用してなる転がり軸受の第３の実施形態における保持器の軸方向視断面図であって、保持器単独の状態を示す図である。
【図５】（ａ）本発明を適用してなる転がり軸受の第４の実施形態における保持器の軸方向視断面図であって、鋼球が組み込まれた状態を示す図である。
（ｂ）本発明を適用してなる転がり軸受の第４の実施形態における保持器の軸方向視断面図であって、保持器単独の状態を示す図である。
【図６】（ａ）本発明を適用してなる転がり軸受の第５の実施形態における保持器の軸方向視断面図であって、鋼球が組み込まれた状態を示す図である。
（ｂ）本発明を適用してなる転がり軸受の第５の実施形態における保持器の軸方向視断面図であって、保持器単独の状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 軸受
３ 内輪
５ 外輪
７ 玉
９ 保持器
１１ 軌道面
１３ 軌道面
１５ ポケット
１７ ポケット内面
１９ 凹部

Claims (8)

1. 外周面に軌道面が形成されてなる内輪と、内周面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る複数の転動体と、複数の転動体を保持する保持器とを有して構成され、保持器は転動体と対向するポケット内面を有し、該ポケット内面の転動体との接触面部を除く範囲の少なくとも一部に油溜り加工部が設けられることを特徴とする転がり軸受。
2. 油溜り加工部は、ポケット内面の転動体との接触面部よりも内周側の領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 外周面に軌道面が形成されてなる内輪と、内周面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る複数の転動体と、複数の転動体を保持する保持器とを有して構成され、保持器は転動体と対向するポケット内面を有し、該ポケット内面の一部に油溜り加工部が設けられ、転動体のピッチ円直径をＤＰＷ、保持器が径方向に移動する動き量をδ１としたときに、ポケット内面上における前記油溜り加工部の最外周部の直径Ｄ１が、Ｄ１ ≦ ＤＰＷ − δ１を満たすことを特徴とする転がり軸受。
4. 油溜り加工部は、ポケット内面を凹ませて形成された凹部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転がり軸受。
5. 油溜り加工部は、ポケット内面に形成された複数の溝であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転がり軸受。
6. 油溜り加工部は、ポケット内面に一端を開口させてなる複数の孔を分布させてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転がり軸受。
7. 油溜り加工部は、その最大径部分をポケット内面よりも周方向外側に設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の転がり軸受。
8. ポケット内面は、保持器の径方向に延在する円筒面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の転がり軸受。

Images