JP2006226448A - 玉軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】高速回転域においてもボールとの接触による摩擦音、摩耗粉、衝突音、および摩擦熱を生じにくく、しかも合成樹脂製保持器の係合爪が摩耗しにくい玉軸受を提供する。
【解決手段】軸方向に向き合う２枚の環状体６ａ、６ｂの対向面にボールを収容する半球状のポケット７を周方向に等間隔に形成し、軸方向に突出する係合爪８を一方の環状体６ａのポケット７、７の間に設け、その係合爪８を挿入する係合孔９を他方の環状体６ｂのポケット７、７の間に形成し、係合孔９に挿入した係合爪８を環状体６ｂに係合させて環状体６ａ、６ｂを結合する合成樹脂製保持器を有し、その合成樹脂製保持器で内輪１と外輪２の間のボールを保持する玉軸受において、グリース溜りをなす凹部１３を各環状体６ａ、６ｂの各ポケット７の両端に形成し、環状体６ａ、６ｂの合わせ目１４にボールが接触するようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、合成樹脂製保持器を組み込んだ玉軸受に関する。
合成樹脂製保持器を組み込んだ玉軸受として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。この玉軸受の合成樹脂製保持器は、軸方向に向き合う２枚の環状体からなり、各環状体の対向面にはボールを収容する半球状のポケットが周方向に等間隔に形成され、隣り合うポケット間には軸方向に突出する係合爪と、その係合爪を係合させる係合孔とが設けられている。
しかし、この保持器は、ポケット内にグリースが入りにくい構造なので、高速回転域におけるポケット面とボールの間の潤滑状態が好ましくない。そのため、この保持器を組み込んだ玉軸受は、ポケット面とボールの摩擦によって摩擦音を生じたり、ポケット面が摩耗して生じた摩耗粉によってグリースを早く劣化させるという問題があった。また、ポケット面の摩耗によってポケット面とボールの隙間が大きくなり、ポケット面とボールの衝突音が増加するという問題もあった。さらに、ポケット面とボールの接触により摩擦熱が生じ、その摩擦熱により軸受の温度が上昇するという問題もあった。
この問題を解消するために、図９に示すように、グリース溜りをなす凹部５０をポケット５１の両端に形成してポケット５１の内面とボール５２とを潤滑すると、ボール５２の一部が凹部５０に入り、凹部５０の縁と接触する。ボール５２が凹部５０の縁と接触すると、環状体５３ａ、５３ｂを離反させる力が係合爪５４に作用し、その繰り返しにより係合爪５４が摩耗して環状体５３ａ、５３ｂの間にガタを生じる。ガタが生じると、そのガタによりポケット５１が変形してボール５２からポケット５１の内面までの隙間が大きくなり、この隙間の増大によってポケット５１の内面とボール５２の衝突音が大きくなったり、ボール５２に対する保持器の動き量が大きくなるという問題が生じる。
特開２００３−３４３５７１号公報
この発明が解決しようとする課題は、高速回転域においてもボールとの接触による摩擦音、摩耗粉、衝突音、および摩擦熱を生じにくく、しかも合成樹脂製保持器の係合爪が摩耗しにくい玉軸受を提供することである。
上記の課題を解決するために、軸方向に向き合う２枚の環状体の対向面にボールを収容する半球状のポケットを周方向に等間隔に形成し、軸方向に突出する係合爪を一方の前記環状体の隣り合うポケット間に設け、その係合爪を挿入する係合孔を他方の前記環状体の隣り合うポケット間に形成し、前記係合孔に挿入した前記係合爪を前記他方の環状体に係合させて前記２枚の環状体を結合する合成樹脂製保持器を有し、その合成樹脂製保持器で内輪と外輪の間のボールを保持する玉軸受において、グリース溜りをなす凹部を前記各環状体の前記ポケットの両端に形成し、前記各環状体の合わせ目に前記ボールが接触するようにした。
この玉軸受は、次の構成を加えるとより好ましいものとなる。
１）前記凹部を前記環状体の内周から外周に至らせて形成し、一方の前記環状体の前記凹部と他方の前記環状体の前記凹部の合わせ目に前記ボールが接触するようにする。
２）前記凹部を内周側に片寄った位置と外周側に片寄った位置の一方または両方に形成し、一方の前記環状体のポケット面と他方の前記環状体のポケット面の合わせ目に前記ボールが接触するようにする。
３）前記凹部を内周と外周の中間位置に形成し、一方の前記環状体の前記凹部の縁と他方の前記環状体の前記凹部の縁の合わせ目に前記ボールが接触するようにする。
グリース溜りに保持されたグリースがボールとポケット面を潤滑して、高速回転域における摩擦音、摩耗粉、衝突音、および摩擦熱の発生を抑制する。また、ボールが各環状体の合わせ目に接触するので、各環状体に軸方向の分力が生じない。そのため、環状体を離反させる力が係合爪に作用せず、係合爪が摩耗しにくい。
図１に、この発明の玉軸受の第１実施形態を示す。この玉軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１と外輪２の間に組み込まれたボール３と、ボール３を保持する保持器４とを有する。また、この玉軸受にはシール部材５が組み込まれており、このシール部材５が内輪１と外輪２の間に封入されたグリースの漏れを防いでいる。
保持器４は、図２に示すように軸方向に向き合う２枚の環状体６ａ、６ｂからなる。環状体６ａ、６ｂの対向面には半球状のポケット７が形成されており、このポケット７にボール３が収容される。ポケット７は、図３に示すように周方向に等間隔に形成されており、隣り合うポケット７、７の間には、係合爪８と係合孔９が形成されている。
環状体６ａの係合爪８は、図２に示すように、他方の環状体６ｂに突き合わせる合わせ面１０から軸方向に突出して設けられており、環状体６ｂの係合孔９に挿入されるようになっている。その係合爪８の先端には鈎部１１が形成されており、その鈎部１１が、環状体６ｂの係合孔９の内面に形成された段部１２に係合する。環状体６ｂの係合爪８も同様に形成されており、環状体６ａの係合孔９に挿入された係合爪８の鈎部１１がその係合孔９内の段部１２に係合する。
ポケット７の両端には、図４に示すように、グリース溜りをなす凹部１３が形成されており、この凹部１３に保持されたグリースがボール３とポケット７の内面とを潤滑する。
凹部１３は、図５に示すように環状体の内周から外周に至らせて形成されており、図６に示すように環状体６ａの凹部１３と他方の環状体６ｂの凹部１３との合わせ目１４にボール３が接触するように形成されている。そのため、ボール３が環状体６ａ、６ｂに接触しても軸方向の分力が生じず、環状体６ａ、６ｂを離反させる力が係合爪に作用しない。
この環状体６ａ、６ｂは合成樹脂の成形品からなる。合成樹脂としてはポリアミド（ＰＡ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等のエンジニアリングプラスチック単体材料、あるいは更にガラス繊維、炭素繊維などの短繊維を混入して強化した複合材料を用いることができる。
この玉軸受は、たとえば次のようにして組み立てることができる。まず、内輪１と外輪２との間にボール３を組み込み、そのボール３を周方向に等間隔となるように位置調整する。つぎに、ボール３にポケット７を対応させて環状体６ａ、６ｂを対向配置する。つづいて、環状体６ａ、６ｂを互いに近づけて、環状体６ａの係合爪８を環状体６ｂの係合孔９に、環状体６ｂの係合爪８を環状体６ａの係合孔９に、それぞれ挿入する。さらに環状体６ａ、６ｂを互いに近づけて、合わせ面１０が互いに接触する位置まで係合爪８を係合孔９に挿入すると、係合爪８の鈎部１１が係合孔９内の段部１２に係合して環状体６ａ、６ｂが互いに結合する。
このように、保持器４は、２枚の環状体６ａ、６ｂを対向配置して軸方向に押し込む簡単な動作によって組み立てることができる。
この玉軸受は、凹部１３に保持されるグリースでボール３とポケット７の内面とが潤滑されるので、高速回転域においてもボール３とポケット７の内面との摩擦音、摩擦熱を生じにくい。また、ポケット７の内面が摩耗しにくいので、ポケット７の内面の摩耗粉によるグリースの劣化が生じにくい。また、ポケット７の内面が摩耗しにくいので、ボール３とポケット７の内面との隙間が大きくなりにくく、ボール３とポケット７の内面との衝突音が増加しにくい。さらに、ボール３が環状体６ａ、６ｂに接触しても、環状体６ａ、６ｂを離反させる力が係合爪８に作用しないので、係合爪８の鈎部１１が摩耗しにくく、環状体６ａ、６ｂの間にガタが生じにくい。
係合孔９は、図２に示すように係合爪８に隣接して配置すると好ましい。隣接して配置すると、係合爪８のアンダカット部１５から係合孔９を通じて成形金型を抜くことができるので、環状体６ａ、６ｂの成形が容易である。
また、環状体６ａ、６ｂは、図に示すように互いに同一形状とすれば、１種類の成形金型で保持器４を生産することができるので、生産コストの面で有利になる。
図では、係合爪８の鈎部１１が係合孔９内の段部１２に係合するようにしたが、たとえば係合爪８の鈎部１１が係合孔９を通り抜けてその係合孔９の縁に係合するようにしてもよい。要は、係合孔９に挿入した係合爪８が係合して環状体６ａ、６ｂを結合すればよい。
図では、係合爪８を環状体６ａ、６ｂの両方に形成し、係合孔９も環状体６ａ、６ｂの両方に形成したが、たとえば係合爪８を環状体６ａにのみ形成し、係合孔９を環状体６ｂにのみ形成してもよい。
次に、第２実施形態の玉軸受を説明する。図７に、この実施形態の玉軸受の保持器２０を示す。保持器２０は、第１実施形態と同様、軸方向に向き合う２枚の環状体２１ａ、２１ｂからなり、その対向面にはボールを収容する半球状のポケット２２が周方向に等間隔に形成されている。また、隣り合うポケット２２、２２の間には、軸方向に突出する係合爪２３と、他方の環状体の係合爪２３を挿入する係合孔２４とが形成されている。
ポケット２２の両端には、グリース溜りをなす凹部２５が環状体の内周側に片寄った位置と外周側に片寄った位置にそれぞれ形成されている。この凹部２５は、環状体２１ａのポケット２２の内面と、他方の環状体２１ｂのポケット２２の内面とが互いに突き合わさり、その合わせ目２６にボールが接触するように形成されている。そのため、ボールが環状体２１ａ、２１ｂに接触しても軸方向の分力が生じず、環状体２１ａ、２１ｂを離反させる力が係合爪２３に作用しない。
この玉軸受を用いれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、凹部２５に保持されるグリースでボールとポケット２２の内面とが潤滑されるので、高速回転域においてもボールとポケット２２の内面との摩擦音、摩擦熱を生じにくく、ポケット２２の内面の摩耗粉によるグリースの劣化が生じにくい。また、ボールとポケット２２の内面との衝突音が増加しにくい。さらに、ボールが環状体２１ａ、２１ｂに接触しても、環状体２１ａ、２１ｂを離反させる力が係合爪２３に作用しないので、係合爪２３が摩耗しにくく、環状体２１ａ、２１ｂの間にガタが生じにくい。
凹部２５は、環状体の内周側に片寄った位置にのみ形成してもよい。また、ポケット２２の一端は内周側に片寄った位置にのみ、ポケット２２の他端は外周側に片寄った位置にのみ、それぞれ形成してもよい。要は、環状体の内周側に片寄った位置と外周側に片寄った位置の一方または両方に凹部２５を形成し、ポケット２２の内面の合わせ目にボールが接触すればよい。
次に、第３実施形態の玉軸受を説明する。図８に、この実施形態の玉軸受の保持器３０を示す。保持器３０は、第１実施形態と同様、軸方向に向き合う２枚の環状体３１ａ、３１ｂからなり、その対向面にはボールを収容する半球状のポケット３２が周方向に等間隔に形成されている。また、隣り合うポケット３２、３２の間には、軸方向に突出する係合爪３３と、他方の環状体の係合爪３３を挿入する係合孔３４とが形成されている。
ポケット３２の両端には、グリース溜りをなす凹部３５が環状体の内周と外周の中間位置に形成されている。この凹部３５は、環状体３１ａの凹部３５の縁と、他方の環状体３１ｂの凹部３５の縁が互いに突き合わさり、その合わせ目３６にボールが接触するように形成されている。そのため、ボールが環状体３１ａ、３１ｂに接触しても軸方向の分力が生じず、環状体３１ａ、３１ｂを離反させる力が係合爪３３に作用しない。
この玉軸受も第１実施形態の軸受と同様の効果を得る。
この発明の第１実施形態の玉軸受を示す断面図 同上の玉軸受の保持器の一部を示す分解斜視図 同上の保持器の環状体を示す平面図 同上の保持器の一部を示す断面図 同上の玉軸受の保持器の一部を示す斜視図 同上の保持器にボールが接触した状態を示す断面図 この発明の第２実施形態の玉軸受の保持器を示す斜視図 この発明の第３実施形態の玉軸受の保持器を示す斜視図 従来の玉軸受の保持器にボールが接触した状態を示す断面図
符号の説明
１ 内輪
２ 外輪
３ ボール
４ 保持器
６ａ、６ｂ 環状体
７ ポケット
８ 係合爪
９ 係合孔
１３ 凹部
１４ 合わせ目
２０ 保持器
２１ａ、２１ｂ 環状体
２２ ポケット
２３ 係合爪
２４ 係合孔
２５ 凹部
２６ 合わせ目
３０ 保持器
３１ａ、３１ｂ 環状体
３２ ポケット
３３ 係合爪
３４ 係合孔
３５ 凹部
３６ 合わせ目

Claims (4)

  1. 軸方向に向き合う２枚の環状体の対向面にボールを収容する半球状のポケットを周方向に等間隔に形成し、軸方向に突出する係合爪を一方の前記環状体の隣り合うポケット間に設け、その係合爪を挿入する係合孔を他方の前記環状体の隣り合うポケット間に形成し、前記係合孔に挿入した前記係合爪を前記他方の環状体に係合させて前記２枚の環状体を結合する合成樹脂製保持器を有し、その合成樹脂製保持器で内輪と外輪の間のボールを保持する玉軸受において、グリース溜りをなす凹部を前記各環状体の前記ポケットの両端に形成し、前記各環状体の合わせ目に前記ボールが接触することを特徴とする玉軸受。
  2. 前記凹部を前記環状体の内周から外周に至らせて形成し、一方の前記環状体の前記凹部と他方の前記環状体の前記凹部の合わせ目に前記ボールが接触する請求項１に記載の玉軸受。
  3. 前記凹部を内周側に片寄った位置と外周側に片寄った位置の一方または両方に形成し、一方の前記環状体のポケット面と他方の前記環状体のポケット面の合わせ目に前記ボールが接触する請求項１に記載の玉軸受。
  4. 前記凹部を内周と外周の中間位置に形成し、一方の前記環状体の前記凹部の縁と他方の前記環状体の前記凹部の縁の合わせ目に前記ボールが接触する請求項１に記載の玉軸受。
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