JP2007333015A - 玉軸受 - Google Patents

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知樹 松下
Jiro Mochizuki
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Abstract

【課題】波形保持器のポケット部でボールが受ける潤滑剤の撹拌抵抗によるトルクロスを低減することである。
【解決手段】波形保持器４のポケット部４ａに、ボール３が配列されたピッチ円直径Ａよりも内径側のボール３の転動方向前側で、ポケット部４ａの外側面に貫通する貫通孔８ａを設けることにより、ボール３の転動方向前側でピッチ円直径Ａよりも内径側の隙間Ｓ１に滞留する潤滑剤を、波形保持器４の回転に伴う遠心力によって、貫通孔８ａからポケット部４ａの外側へ流出させ、ポケット部４ａでボール３が受ける潤滑剤の撹拌抵抗によるトルクロスを低減できるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ボールを保持する半球状のポケット部とその連結部が交互に設けられた一対の環状体を連結部で結合した波形保持器を用いた玉軸受に関する。
内輪と外輪の軌道溝間に配列した複数のボールを保持器で保持した玉軸受には、ボールを保持する半球状のポケット部とその連結部が交互に設けられた一対の環状体を連結部で結合した波形保持器を用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記波形保持器４のポケット部４ａの内側面の曲率半径ρは、ボール３の半径ｒよりも少し大きく形成されている。ポケット部４ａの中で内輪と外輪の軌道溝間を転動するボール３は、図中に矢印で示す転動方向の前側で、ポケット部４ａの半球状の内側面とピッチ円直径Ａの近傍で接触し、波形保持器４を転動方向へ引き連れるように回転させる。
したがって、図３（ｂ）に示すように、ボール３の転動方向後側では、ポケット部４ａの内側面との間に、内径側から外径側へ連通する隙間Ｓ３が形成されるが、転動方向前側では、ボール３とポケット部４ａの内側面との間の内径側の隙間Ｓ１と外径側の隙間Ｓ２とが、ピッチ円直径Ａの近傍で遮断される。このため、隙間Ｓ２と隙間Ｓ３に存在するグリース等の潤滑剤は、波形保持器４の回転に伴う遠心力によって外径側へ流出するが、隙間Ｓ１に存在する潤滑剤は、ピッチ円直径Ａの近傍で堰き止められて滞留する。
特開２００１−２４１４４９号公報
上述したように、ボールを保持した波形保持器のポケット部の内部では、ボールの転動方向前側でピッチ円直径よりも内径側の隙間に存在する潤滑剤が滞留するので、この滞留する潤滑剤の撹拌抵抗を受けながらボールが軌道溝間を転動する。このため、このボールが受ける潤滑剤の撹拌抵抗によって、軸受のトルクロスが増大する問題がある。このトルクロスは、軸受が高速回転するほど大きくなる。
そこで、本発明の課題は、波形保持器のポケット部でボールが受ける潤滑剤の撹拌抵抗によるトルクロスを低減することである。
上記の課題を解決するために、本発明は、内輪と外輪の軌道溝間に配列した複数のボールを、これらのボールを保持する半球状のポケット部とその連結部が交互に設けられた一対の環状体を連結部で結合した波形保持器で保持した玉軸受において、前記波形保持器のポケット部に、前記ボールが配列されたピッチ円直径よりも内径側の少なくともボールの転動方向前側で、ポケット部の外側面に貫通する貫通孔を設けた構成を採用した。
すなわち、波形保持器のポケット部に、ボールが配列されたピッチ円直径よりも内径側の少なくともボールの転動方向前側で、ポケット部の外側面に貫通する貫通孔を設けることにより、ボールの転動方向前側でピッチ円直径よりも内径側の隙間に滞留する潤滑剤を、貫通孔から波形保持器の回転に伴う遠心力によってポケット部の外側へ流出させ、ポケット部でボールが受ける潤滑剤の撹拌抵抗によるトルクロスを低減できるようにした。
前記ポケット部の貫通孔を、前記波形保持器の回転方向中心線に対して左右両側に設けることにより、前記隙間に滞留する潤滑剤を波形保持器の回転方向中心線に対して左右両側からポケット部の外側へ流出させ、潤滑剤の撹拌抵抗によるトルクロスをより低減することができる。
前記波形保持器のポケット部の少なくとも内側面にフッ素樹脂皮膜を形成することにより、ボールのポケット部の内側面との摺接抵抗によるトルクロスを低減することができる。前記皮膜を形成するフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリトリフルオロクロルエチレン、ポリビニリデンフルオライド等を用いることができる。
前記ボールをセラミックスで形成することにより、ボールの弾性変形に伴うヒステリシスによるトルクロスを低減することができる。前記ボールを形成するセラミックスとしては、窒化珪素、窒化硼素等を用いることができる。
本発明の玉軸受は、波形保持器のポケット部に、ボールが配列されたピッチ円直径よりも内径側の少なくともボールの転動方向前側で、ポケット部の外側面に貫通する貫通孔を設けたので、ボールの転動方向前側でピッチ円直径よりも内径側の隙間に滞留する潤滑剤を、貫通孔から波形保持器の回転に伴う遠心力によってポケット部の外側へ流出させ、ポケット部でボールが受ける潤滑剤の撹拌抵抗によるトルクロスを低減することができる。
前記ポケット部の貫通孔を、波形保持器の回転方向中心線に対して左右両側に設けることにより、前記隙間に滞留する潤滑剤を波形保持器の回転方向中心線に対して左右両側からポケット部の外側へ流出させ、潤滑剤の撹拌抵抗によるトルクロスをより低減することができる。
前記波形保持器のポケット部の少なくとも内側面にフッ素樹脂皮膜を形成することにより、ボールのポケット部の内側面との摺接抵抗によるトルクロスを低減することができる。
前記ボールをセラミックスで形成することにより、ボールの弾性変形に伴うヒステリシスによるトルクロスを低減することができる。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この玉軸受は、図１に示すように、内輪１と外輪２の軌道溝１ａ、２ａ間に配列された複数のボール３を波形保持器４で保持した深溝玉軸受である。潤滑剤としてグリースが封入された軸受内部は、外輪２の両端部に取り付けられたシール部材５でシールされ、各ボール３は窒化珪素のセラミックスで形成されている。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、前記波形保持器４は、半球状のポケット部４ａとその連結部４ｂが交互に設けられた一対の鋼鈑製の環状体を、連結部４ｂでのピン６の加締めによって結合したものであり、ボール３が収納されたポケット部４ａの内側面には、ＰＴＦＥのフッ素樹脂皮膜７が形成されている。
前記ポケット部４ａの内側面の曲率半径ρは、ボール３の半径ｒよりも少し大きく形成されており、ポケット部４ａの中で内輪１と外輪２の軌道溝１ａ、２ａを転動するボール３は、図中に矢印で示す転動方向の前側で、ポケット部４ａの半球状の内側面とピッチ円直径Ａの近傍で接触し、波形保持器４を転動方向へ引き連れるように回転させる。したがって、ボール３の転動方向前側でポケット部４ａの内側面との間に形成される内径側の隙間Ｓ１と外径側の隙間Ｓ２はピッチ円直径Ａの近傍で遮断され、転動方向後側でポケット部４ａの内側面との間に形成される隙間Ｓ３は内径側から外径側へ連通する。
図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、前記波形保持器４のポケット部４ａには、波形保持器４の回転方向中心線Ｂに対して左右両側に、ボール３のピッチ円直径Ａよりも内径側のボール３の転動方向前側と後側で、ポケット部４ａの外側面に貫通する貫通孔８ａ、８ｂが設けられている。したがって、波形保持器４の回転に伴う遠心力によって、隙間Ｓ１に存在する潤滑剤が滞留することなく、ボール３の転動方向前側に設けられた左右の貫通孔８ａからポケット部４ａの外側へ流出する。隙間Ｓ２と隙間Ｓ３に存在する潤滑剤は、波形保持器４の回転に伴う遠心力によって、開放されたポケット部４ａの外径側から流出する。なお、転動方向後側にも貫通孔８ｂを設けたのは、軸受が逆転してボール３が反対側へ転動するときに、この貫通孔８ｂから潤滑剤をポケット部４ａの外側へ流出させるためである。
上述した実施形態では、ボールの転動方向前側と後側で、波形保持器のポケット部に貫通孔を設けたが、軸受が一方向のみに回転する場合は、ボールの転動方向前側のみに貫通孔を設ければよい。
また、上述した実施形態では、波形保持器を形成する一対の環状体を鋼鈑製のものとしたが、これらの環状体は黄銅製や樹脂製のものとすることもできる。環状体を樹脂製のものとして射出成形する場合は、貫通孔も一緒に成形加工することができる。
玉軸受の実施形態を示す縦断面図 ａは図１の波形保持器のポケット部の平面断面図、ｂはａの正面図、ｃはａの側面図 ａは従来の波形保持器のポケット部の平面断面図、ｂはａの正面図
符号の説明
１ 内輪
２ 外輪
１ａ、２ａ 軌道溝
３ ボール
４ 保持器
４ａ ポケット部
４ｂ 連結部
５ シール部材
６ ピン
７ フッ素樹脂皮膜
８ａ、８ｂ 貫通孔

Claims (4)

  1. 内輪と外輪の軌道溝間に配列した複数のボールを、これらのボールを保持する半球状のポケット部とその連結部が交互に設けられた一対の環状体を連結部で結合した波形保持器で保持した玉軸受において、前記波形保持器のポケット部に、前記ボールが配列されたピッチ円直径よりも内径側の少なくともボールの転動方向前側で、ポケット部の外側面に貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする玉軸受。
  2. 前記ポケット部の貫通孔を、前記波形保持器の回転方向中心線に対して左右両側に設けた請求項１に記載の玉軸受。
  3. 前記波形保持器のポケット部の少なくとも内側面にフッ素樹脂皮膜を形成した請求項１または２に記載の玉軸受。
  4. 前記ボールをセラミックスで形成した請求項１乃至３のいずれかに記載の玉軸受。
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