JP2008175257A - 深溝玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】低トルク化及び発熱量の抑制を図ることができる深溝玉軸受を提供する。
【解決手段】軌道溝をそれぞれ有する一対の軌道輪と、一対の軌道輪の各軌道溝間に転動自在に介設される複数の玉１３と、軸方向片側に開口部１９を備えて円周方向の複数箇所に設けられたポケット１６に複数の玉１３を保持する冠型保持器１４とを備え、玉１３と冠型保持器１４とを合わせた軸方向最大幅ｂに対する、冠型保持器１４のポケット１６間の柱部２２の軸方向幅ａの比率を７０％以上とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、深溝玉軸受に関し、特に、低トルク化を図った深溝玉軸受に関する。

一般に、深溝玉軸受には、玉を保持する保持器として、図１１に示すような冠型保持器１と呼ばれるものが使用されている。この冠型保持器１は、合成樹脂の射出成形により形成されるもので、図１２に示す複数の玉２を転動可能に保持するポケット３が円周方向に等間隔で形成されている。このポケット３には、その内壁面の円周方向両端部から軸方向に突出する一対の爪部４が設けられている。また、ポケット３は一対の爪部４の先端となる軸方向片側位置に開口部５を有しており、この開口部５から玉２がポケット３に挿入されることで、玉２はポケット３に対して微小な隙間を介して転動可能に保持される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３５３１７号公報（第２頁、第８図）

ところで、従来の深溝玉軸受に組み込まれる冠型保持器１は、そのポケット３の開口部５側と開口部５とは反対のリム側とが軸方向において非対称な断面形状に形成される。また、冠型保持器１のポケット３間の柱部６に対する、玉２及びポケット３の爪部４の軸方向の段差が大きい。このため、図１２に示すように、冠型保持器１がＲ方向に回転する際にグリースや潤滑油が矢印Ａ方向に流れると、段差部分の近傍に矢印Ｂで示すような不均一な流れが生じ、トルク及び発熱量が増加してしまう。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、低トルク化及び発熱量の抑制を図ることができる深溝玉軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 軌道溝をそれぞれ有する一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の各軌道溝間に転動自在に介設される複数の玉と、前記複数の玉を円周方向に等間隔にそれぞれ保持する複数のポケットを有する冠型保持器と、を備える深溝玉軸受であって、
前記玉と前記冠型保持器とを合わせた軸方向最大幅に対する、前記冠型保持器の前記ポケット間の柱部における軸方向幅の比率が７０％以上であることを特徴とする深溝玉軸受。
（２） 前記冠型保持器のポケットは、前記軸受の半径方向に対して平行な内壁面を備えることを特徴とする（１）に記載の深溝玉軸受。
（３） 前記冠型保持器のポケットは、その周方向幅が該ポケットの開口側に向かうにつれて小さくなるように形成されることを特徴とする（２）に記載の深溝玉軸受。
（４） 前記冠型保持器は、前記一対の軌道輪の一方と前記玉とによって軸方向に位置決めされることを特徴とする（２）又は（３）に記載の深溝玉軸受。
（５） 前記冠型保持器は、前記一対の軌道輪の一方に装着した装着部材と前記玉とによって軸方向に位置決めされることを特徴とする（２）又は（３）に記載の深溝玉軸受。
（６） 前記冠型保持器は、前記一対の軌道輪の一方を固定する固定部材と前記玉とによって軸方向に位置決めされることを特徴とする（２）又は（３）に記載の深溝玉軸受。

本発明の深溝玉軸受によれば、玉と冠型保持器とを合わせた軸方向最大幅に対する、冠型保持器のポケット間の柱部における軸方向幅の比率を７０％以上としたので、ポケットの開口側での玉と柱部との段差が小さくなる。これにより、潤滑油が流れる際に段差部分近傍に生じる不均一な流れを抑制できる。したがって、低トルク化及び発熱量の抑制を図ることができる。

以下、本発明に係る深溝玉軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明に係る深溝玉軸受の第１実施形態について説明する。図１に示すように、第１実施形態の深溝玉軸受１０は、内輪（軌道輪）１１の軌道溝１１ａと外輪（軌道輪）１２の軌道溝１２ａとの間に複数の玉１３が介設されており、複数の玉１３は、樹脂製の冠型保持器１４を介して円周方向に等間隔で転動可能に保持されている。

冠型保持器１４は、合成樹脂の射出成形により円環状に形成されるもので、玉１３を転動可能に保持する複数のポケット１６が、軸方向片側に開口するように円周方向に等間隔で形成されている。冠型保持器１４は、玉１３によって軸方向及び径方向に位置決めされる玉案内方式であり、各ポケット１６は、内壁面１７が凹球形状をなしている。各ポケット１６には、図２に示すように、それぞれの内壁面１７の円周方向両端部から軸方向に突出する一対の爪部１８が設けられている。また、各ポケット１６は、一対の爪部１８の先端となる軸方向片側位置に開口部１９を有しており、この開口部１９から玉１３が一対の爪部１８を押し広げつつポケット１６に押し込まれることで、玉１３はポケット１６に対して微小な隙間を介して転動可能に保持される。各ポケット１６内に玉１３が収納された状態においては、各ポケット１６の一対の爪部１８によって玉１３が軸方向に保持される。

また、冠型保持器１４は、一対の爪部１８を含むポケット１６の隣り合うもの同士の間が、軸方向に略一定の厚さに形成される柱部２２とされており、隣り合うポケット１６同士の間がそれぞれ柱部２２で連結されることで全体として円環状をなしている。

冠型保持器１４の材料としては、４６ナイロンや６６ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェレンサルサイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等が挙げられる。また、上記した樹脂に１０〜５０ｗｔ％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維等）を適宜添加することにより冠型保持器１４の剛性及び寸法精度を向上させることができる。

ここで、第１実施形態の深溝玉軸受１０では、玉１３と冠型保持器１４とを合わせた軸方向最大幅ｂに対する、冠型保持器１４のポケット１６間の柱部２２の軸方向幅ａの比率ａ／ｂが７０％以上となるように形成されている。

これにより、玉１３と冠型保持器１４の柱部２２との段差が小さくなるため、図３に示すように、冠型保持器１４がＲ方向に回転しグリース又は潤滑油が矢印Ａ方向に流れる際に、段差部分の近傍に生じる不均一な流れを矢印Ｂ’で示すように抑制でき、全体的に均一に流すことができる。したがって、低トルク化及び発熱量の抑制を図ることができる。つまり、図１２に示すような比率ａ／ｂが７０％未満の従来の深溝玉軸受１に比べて、グリース又は潤滑油が均一に流れるので、低トルク化及び発熱量の抑制を図ることができる。

また、玉１３の直径ｃに対するポケット１６の底厚さｄの比率ｄ／ｃは１５％以上に設定されることが望ましい。上記した比率ａ／ｂを７０％以上に確保することで、冠型保持器１４の重心が軸方向の開口部１９側に移動し、重量も大きくなることから、遠心力による冠型保持器１４の捩れ変形が大きくなる可能性がある。このため、比率ｄ／ｃを１５％以上に設定することで、この捩れ変形を抑えることができる。なお、ポケット１６の底厚さｄを確保するために、上記した比率ａ／ｂを満たしながら、玉１３を軸方向にオフセットすることも可能である。

さらに、玉１３の直径ｃに対する一対の爪部１８の開口部１９の入口径ｅの比率ｅ／ｃは８６％〜９６％に設定されることが望ましい。これにより、一対の爪部１８を破損させることなく玉１３を挿入でき、且つ冠型保持器１４を軸方向に固定するのに十分な強度を得ることができる。

（第２実施形態）
次に、図４〜図１０を参照して、本発明に係る深溝玉軸受の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同等部分については、同一符号を付して、説明を省略或は簡略化する。

第２実施形態の図４に示す深溝玉軸受３０は、図５にも示すように、その冠型保持器１４のポケット１６に爪部が設けられていない。つまり、ポケット１６の開口部１９が柱部２２の軸方向端面と一致している。

また、図６に示すように、第２実施形態の冠型保持器１４は、ポケット１６の内壁面１７が、同一の軸受半径方向に対し全体にわたって平行をなすように形成されている。より具体的にはポケット１６の中心を通る半径方向の線に対して平行となっている。さらに、ポケット１６の内壁面１７の開口部１９側の対向面は互いに平行で略一定となっている。これにより、ポケット１６に収納された玉１３は、必ず、図７に示すように、ポケット１６の内壁面１７と点接触する。

加えて、図４に示すように、冠型保持器１４の軸方向の位置決めは、内輪１１及び外輪１２のうちの一方である外輪１２の軸方向端面から半径方向内方に延出するシールド部３１と玉１３とで行なわれている。

なお、第２実施形態においても、図５に示すように、玉１３と冠型保持器１４とを合わせた軸方向最大幅ｂに対する、冠型保持器１４のポケット１６間の柱部２２の軸方向幅ａの比率ａ／ｂが、７０％以上となっている。

このように、第２実施形態においても、上記した比率ａ／ｂを７０％以上に確保することで、玉１３と冠型保持器１４の柱部２２との段差が小さくなるため、冠型保持器１がＲ方向に回転し矢印Ａ方向にグリース又は潤滑油が流れる際に、段差部分の近傍に生じる不均一な流れを矢印Ｂ’で示すように抑制でき、全体的に均一に流すことができる。したがって、低トルク化及び発熱量の抑制を図ることができる。

また、ポケット１６の内壁面１７と玉１３との接触を常時点接触としていることから、玉１３と冠型保持器１４との摩擦を抑制することができるため、一層の低トルク化及び発熱量の抑制を図ることができる。

しかも、冠型保持器１４の軸方向の位置決めが、外輪１２の軸方向端面から半径方向内方に延出するシールド部３１と玉１３との挟み込みで行なわれるため、爪部によって位置決めする場合に生じるポケット１６の底面の引張り応力を抑制できる。したがって、冠型保持器１４ひいては深溝玉軸受３０の耐久性を向上することができる。なお、冠型保持器１４の軸方向の位置決めは、上記とは逆に、内輪１１の軸方向端面から半径方向外方に延出するシールド部と玉１３とで行なわれても、ポケット１６の底面に生じる引張り応力は抑制される。

なお、冠型保持器１４の軸方向の位置決めは、図８に示すように、内輪１１及び外輪１２のうちの一方である外輪１２の軸方向端面に装着されて半径方向内方に延出するシールド部材（装着部材）３３と玉１３との挟み込みで行なわれてもよい。ここで、シールド部３３の材料としては、鉄や黄銅等の金属や、ナイロン系の樹脂が例示できる。また、この場合も、冠型保持器１４の軸方向の位置決めは、内輪１１及び外輪１２のうちの一方である内輪１１の軸方向端面に半径方向外方に延出するように装着したシールド部（装着部材）と玉１３との挟み込みで行なわれてもよい。

さらに、図９に示すように、内輪１１及び外輪１２のうちの一方である外輪１２が支持固定されるハウジング（固定部材）３５を外輪１２の軸方向端面に沿って半径方向内方に一部延出させ、冠型保持器１４の軸方向の位置決めを、このハウジング３５と玉１３との挟み込みで行ってもよい。また、この場合も、冠型保持器１４の軸方向の位置決めは、内輪１１が支持固定される軸部材（固定部材）を内輪１１の軸方向端面から半径方向外方に一部延出させて、冠型保持器１４の軸方向の位置決めを、この軸部材と玉１３との挟み込みで行っても良い。

加えて、図１０に示すように、ポケット１６の内壁面１７の円周方向の幅が軸方向において底部側平坦面近傍から開口部１９側に向かうにつれて小さくなるようにして、冠型保持器１４の軸方向の位置決めを、玉１３のみで行うようにしても良く、このように構成すれば簡素な構成で位置決めできることになる。

なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、図４〜図９の深溝玉軸受では、冠型保持器の径方向の案内方式を玉案内としたが、外輪案内方式としてもよい。

本発明に係る深溝玉軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図である。 図１に示すII−II線に沿った断面図である。 図１に示す深溝玉軸受の作用効果を説明するための説明図である。 本発明に係る深溝玉軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図である。 図４に示すV−V線に沿った断面図である。 図４に示す深溝玉軸受の冠型保持器の部分斜視図である。 図５に示すVII−VII線に沿った断面図である。 図４に示す深溝玉軸受の変形例１の要部断面図である。 図４に示す深溝玉軸受の変形例２の要部断面図である。 図４に示す深溝玉軸受の変形例３の要部断面図である。 従来の深溝玉軸受に用いられる冠型保持器の斜視図である。 従来の深溝玉軸受の課題を説明するための説明図である。

符号の説明

１０，３０ 深溝玉軸受
１１ 内輪（軌道輪）
１１ａ，１２ａ 軌道溝
１２ 外輪（軌道輪）
１３ 玉
１４ 冠型保持器
１６ ポケット
１７ 内壁面
１９ 開口部
２２ 柱部
３３ シールド部材（装着部材）
３５ ハウジング（固定部材）
ａ 柱部の軸方向幅
ｂ 玉と冠型保持器とを合わせた軸方向最大幅

Claims (6)

1. 軌道溝をそれぞれ有する一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の各軌道溝間に転動自在に介設される複数の玉と、前記複数の玉を円周方向に等間隔にそれぞれ保持する複数のポケットを有する冠型保持器と、を備える深溝玉軸受であって、
   前記玉と前記冠型保持器とを合わせた軸方向最大幅に対する、前記冠型保持器の前記ポケット間の柱部における軸方向幅の比率が７０％以上であることを特徴とする深溝玉軸受。
2. 前記冠型保持器のポケットは、前記軸受の半径方向に対して平行な内壁面を備えることを特徴とする請求項１に記載の深溝玉軸受。
3. 前記冠型保持器のポケットは、その周方向幅が該ポケットの開口側に向かうにつれて小さくなるように形成されることを特徴とする請求項２に記載の深溝玉軸受。
4. 前記冠型保持器は、前記一対の軌道輪の一方と前記玉とによって軸方向に位置決めされることを特徴とする請求項２又は３に記載の深溝玉軸受。
5. 前記冠型保持器は、前記一対の軌道輪の一方に装着した装着部材と前記玉とによって軸方向に位置決めされることを特徴とする請求項２又は３に記載の深溝玉軸受。
6. 前記冠型保持器は、前記一対の軌道輪の一方を固定する固定部材と前記玉とによって軸方向に位置決めされることを特徴とする請求項２又は３に記載の深溝玉軸受。

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