JP2007303563A

JP2007303563A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2007303563A
Application number: JP2006132872A
Authority: JP
Inventors: Akira Uchida; 章内田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】保持器の機械的強度を上げて許容回転数を増加することができ、価格、入手性においても有利な転がり軸受を提供する。
【解決手段】深溝玉軸受１０は、内輪１１と、外輪１２と、複数の玉１３と、冠型保持器１４と、を備える。冠型保持器１４は、高分子材料からなる本体部２１と、本体部２１と一体成形される金属材料からなる補強部２２とを有する。補強部２２は、本体部２１の内径面２１ａより大きい内径面２２ａと、本体部２１の外径面２１ｂより小さい外径面２２ｂとを有し、補強部２２の内径面２２ａと外径面２２ｂの少なくとも一方は本体部２１から露出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受に関し、特に、高速スピンドルモータのような高速回転で使用される産業機械に適用される深溝玉軸受に関するものである。

深溝玉軸受用として採用されている保持器の形式としては、図３に示す鋼板製打ち抜き保持器、図４に示す黄銅製（又はフェノール製）もみ抜き保持器、図５に示すポリアミド樹脂を主流とした樹脂製冠型保持器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図３に示す打ち抜き保持器１００は、２枚の波形保持板１０１の平坦部をリベット１０２で加締めることで一体化し、玉１０４を保持するポケット部１０３を形成する。図４に示すもみ抜き保持器１１０は、軸方向中間部で二分される分割体１１１を、柱部となる位置でリベット１１２により加締めることで一体化し、ポケット部１１３を形成する。また、図５に示す冠型保持器１２０は、軸方向一側の環状部１２１から軸方向に複数の柱部１２２を延設し、隣接する柱部１２２間にポケット部１２３を形成する。

図５に示した樹脂製保持器１２０は、以下の（ａ）〜（ｄ）の点において図３や図４に示す金属製保持器１００，１１０に比べて優れている。
（ａ）弾力性に富み、モーメント荷重に対して有利である。
（ｂ）自己潤滑性があり、潤滑不良になった場合でも保持器摩耗が出難い。
（ｃ）酸化され難く、保持器摩耗粉が出ても金属製保持器のように鉄粉によるグリースの劣化を促進し難い。
（ｄ）動摩擦係数が小さいので、軸受の動トルクが小さい。

また、深溝玉軸受の保持器の許容回転数は、鋼板製打ち抜き保持器＜樹脂製保持器＜黄銅製もみ抜き保持器の順に高くなっている。
特開平８−２１４４９号公報

ところで、従来より深溝玉軸受で使用される樹脂製保持器は、軸受の組み立て上の問題より冠型保持器を採用している。樹脂製保持器は金属製保持器に比べて機械的強度が弱いため、高速回転で使用されると、図６に示すように、遠心力により保持器柱部１２２の爪部１２２ａが外側に開くことがある。

このように遠心力で保持器が外側に開くことは、冠型形状を採用する樹脂製保持器では通常のことで軸受性能上特に問題となることはないが、開き量が大きくなると玉の回転を拘束したり、更に開き量が大きくなると外輪内周面と保持器外周面、或は、シール部材裏面と保持器底部とが接触することになり、保持器損傷、更には軸受損傷に至ることがある。

このため、樹脂製保持器の許容回転数を越える場合には、黄銅製（又はフェノール製）もみ抜き保持器を使用することがある。この場合、油潤滑であれば保持器案内面の潤滑が確保される為、保持器の摩耗は少ないが、グリース潤滑では、潤滑グリースが保持器案内面に供給され難いため、保持器の摩耗が多くなり、摩耗粉によるグリース劣化を促進し、軸受損傷に至る可能性がある。

また、もみ抜き保持器１１０にシール部材１０５を取り付けてグリース潤滑で軸受を使用する場合、図７に示すように、軸受幅Ｂを現行寸法より数ｍｍ程度大きくしなければならず（Ｂ＋α）、高価格、軸受の入手に問題となることが予測される。

一方、樹脂製保持器の爪部の開き量は、保持器の底厚寸法に依存していることから、保持器の開き量を抑えるには保持器の底厚を出来る限り厚くすることが必要であるが、軸受幅寸法の制約がある為、無制限に厚くすることはできない。また、保持器の底厚を厚くするためには、軸受幅寸法を大きくすることになり、高価格、軸受の入手の問題、又、保持器外径面の倒れが大きくなり、機能上の問題がある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、保持器の機械的強度を上げて許容回転数を増加することができ、価格、入手性においても有利な転がり軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
（１）外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、該複数の転動体を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、を備える転がり軸受であって、
前記保持器は、高分子材料からなる本体部と、該本体部と一体成形される金属材料からなる補強部とを有し、前記補強部は、前記本体部の内径面より大きい内径面と、前記本体部の外径面より小さい外径面とを有し、前記補強部の内径面と外径面の少なくとも一方は前記本体部から露出することを特徴とする転がり軸受。

本発明の転がり軸受によれば、保持器は、高分子材料からなる本体部と、本体部と一体成形される金属材料からなる補強部とを有するので、補強部が高速回転使用時に保持器の外側への開きを拘束し、保持器の機械的強度を上げて許容回転数を増加することができる。また、保持器は、本体部と補強部とが同時に一体成形され、標準の幅寸法の軸受に適用することができ、製作上の問題もなく、価格、入手性においても有利である。さらに、補強部は、本体部の内径面より大きい内径面と、本体部の外径面より小さい外径面とを有し、補強部の内径面と外径面の少なくとも一方は本体部から露出するので、一体成形の際に、本体部と補強部との位置決めを容易に行うことができる。

以下、本発明の転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受について図面を参照して説明する。

図１に示すように、深溝玉軸受１０は、外周面に内輪軌道面１１ａを有する内輪１１と、内周面に外輪軌道面１２ａを有する外輪１２と、内輪軌道面１１ａと外輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配置される複数の転動体である玉１３と、複数の玉１３を円周方向に所定の間隔で保持する冠型保持器１４と、外輪１２の軸方向両端部に固定され、玉１３が配置される軸受空間をシールするシール部材１５と、を備える。

冠型保持器１４は、図２に示すように、軸方向一側に形成された環状部１６と、環状部１６から軸方向に延設されて先端に爪部１７ａを有する複数の柱部１７とを有し、隣接する柱部１７間にポケット部１８を形成する。この冠型保持器１４は、ポリアミド樹脂等の高分子材料からなる本体部２１と、本体部２１と射出成形により一体成形される金属材料からなる複数の補強部２２とによって、環状部１６と柱部１７とを構成している。この補強部２２に使用される金属材料は、特に限定されるものではないが、線膨張係数が出来るだけ小さいものが好ましい。

具体的に、補強部２２は、円周方向におけるポケット部１８間、即ち、柱部１７が設けられる位置に、玉１３の数と同数設置されている。補強部２２は、環状部１６の軸方向側面に露出する平面部２３と、平面部２３の径方向両端から軸方向に延出して柱部１７内に埋め込まれる内径延出部２４と外径延出部２５とを有して、側面視略コ字状に形成される。外径延出部２５は、爪部１７ａの外側への開きをより効果的に拘束するように、内径延出部２４より軸方向に長く形成されている。平面部２３の中間位置には、固定用孔部２３ａが形成されており、この孔部２３ａには、一体成形時に本体部２１を構成する樹脂が充填されている。また、環状部１６と柱部１７の残りの部分を本体部２１が構成している。

さらに、補強部２２の平面部２３及び内径延出部２４は、本体部２１の内径面２１ａより大きい内径面２２ａを有し、平面部２３及び外径延出部２５は、本体部３２の外径面２１ｂより小さい外径面２２ｂを有する。そして、図２（ｂ）に示すように、平面部２３の内径面２２ａを本体部２１から露出することにより、成形時の本体部２１と補強部２２との位置決めを行っている。
なお、成形時の本体部２１と補強部２２との位置決めは、平面部２３の外径面２２ｂを本体部２１から露出させて外径側で行っても良く、両側で行っても良い。
また、成形時の本体部２１と補強部２２との円周方向における位置決めをより確実に行うように、平面部２３の円周方向側面の少なくとも一方が本体部２１から露出する形状であってもよい。

上記のように構成される深溝玉軸受１０によれば、冠型保持器１４は、高分子材料からなる本体部２１と、本体部２１と一体成形される金属材料からなる補強部２２とを有するので、補強部２２が高速回転使用時に冠型保持器１４の外側への開きを拘束し、冠型保持器１４の機械的強度を上げて許容回転数を増加することができる。

また、冠型保持器１４は、本体部２１と補強部２２とが同時に一体成形され、標準の幅寸法Ｂの軸受に適用することができ、製作上の問題もなく、価格、入手性においても有利である。さらに、補強部２２は、本体部２１の内径面２１ａより大きい内径面２２ａと、本体部２１の外径面２１ｂより小さい外径面２２ｂとを有し、補強部２２の内径面２２ａと外径面２２ｂの少なくとも一方は本体部２１から露出するので、一体成形の際に、本体部２１と補強部２２との位置決めを容易に行うことができる。

さらに、冠型保持器１４の形状及び寸法は、従来の図５に示す保持器１２０と同じであり、シール部材１５を配置しても軸受幅Ｂを増加することがなく、また、軸受の組み立ては現行のものと同様に行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更、または改良が可能である。

本発明の補強部は、保持器の機械的強度を向上でき、且つ、一体成形する際に本体部との位置決めを確実に行えるものであれば良く、形状及び寸法は適宜変更可能である。
また、本発明の保持器は、ポリアミド樹脂のような高分子材料を主流としたものであればよく、他の形状の保持器に適用されてもよい。また、保持器の案内方式も、本実施形態のような転動体案内であってもよいし、軌道輪案内であってもよい。

本発明の一実施形態に係る深溝玉軸受の断面図である。（ａ）は、図１の保持器の側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のII−II断面図である。一般的な打ち抜き保持器が適用された転がり軸受の断面図である。一般的なもみ抜き保持器が適用された転がり軸受の断面図である。一般的な冠型保持器が適用された転がり軸受の断面図である。図５の保持器が高速回転により開いた状態を示す転がり軸受の断面図である。図４に示す一般的なもみ抜き保持器とシール部材とを兼ね備えた転がり軸受の断面図である。

符号の説明

１０深溝玉軸受（転がり軸受）
１１内輪
１１ａ内輪軌道面
１２外輪
１２ａ外輪軌道面
１３玉（転動体）
１４冠型保持器
１５シール部材
１６環状部
１７柱部
２１本体部
２２補強部
２３平面部
２４内径延出部
２５外径延出部

Claims

外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、該複数の転動体を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、を備える転がり軸受であって、
前記保持器は、高分子材料からなる本体部と、該本体部と一体成形される金属材料からなる補強部とを有し、前記補強部は、前記本体部の内径面より大きい内径面と、前記本体部の外径面より小さい外径面とを有し、前記補強部の内径面と外径面の少なくとも一方は前記本体部から露出することを特徴とする転がり軸受。