JP2008267451A - Bearing for food manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、食品製造装置用軸受に関し、例えば、食品製造装置の回転部、搬送系に用いられる軸受のグリース漏れ等を解決する技術に関する。 The present invention relates to a bearing for a food production apparatus, for example, a technique for solving grease leakage of a bearing used in a rotating part of a food production apparatus and a conveyance system.
食品製造装置に使用される軸受には、耐グリース漏洩性、低トルク性、耐食性等が要求される。これらの要求のうち、耐グリース漏洩性を高めるため、密封形の転がり軸受が嵌合される固定軸に、この転がり軸受を軸方向に挟み込むように一対のスリンガーを嵌合固定するもの(例えば特許文献1)や、シールを複数枚設けるもの(例えば特許文献2)が提案されている。
しかし、特許文献1,2に開示のものでは、軸受の軸方向にスリンガーや複数のシールを設けるためのスペースが必要であり、部品点数が増えて製造コストが高くなる。
また、軸受からグリースが漏れて食品に混入しても問題のない、植物系のグリースを使用する場合もあるが、鉱油系、化学合成油系のグリースに比べて短寿命である。また、植物系のグリースであっても、食品に混入しない方が望ましい。
このように、食品製造装置用の軸受において、耐グリース漏洩性および省スペースを同時にかつ低コストで達成することは困難である。
However, the ones disclosed in
There are also cases where plant-based grease is used, which does not cause any problems even if grease leaks from the bearing and enters the food, but has a shorter life than mineral oil-based or chemically synthesized oil-based grease. Moreover, it is desirable not to be mixed with food even if it is vegetable grease.
As described above, it is difficult to achieve grease leakage resistance and space saving at the same time and at a low cost in a bearing for a food production apparatus.
この発明の目的は、耐グリース漏洩性および省スペースを同時にかつ低コストで達成することができる食品製造装置用軸受を提供することである。 An object of the present invention is to provide a bearing for a food production apparatus that can simultaneously achieve grease leakage resistance and space saving at low cost.
この発明の食品製造装置用軸受は、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪に取付けられこの軸受空間を密封するシールを有する食品製造装置用の軸受において、前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状の保持器であって、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けることを特徴とする。 The food production apparatus bearing according to the present invention is the food production apparatus bearing having a seal that holds a plurality of balls interposed between the inner and outer rings by a cage and is attached to the outer ring and seals the bearing space. The container has pockets for holding a plurality of balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and the inner diameter of each pocket becomes smaller as the portion on the inner diameter side of the ball arrangement pitch circle approaches the opening diameter on the inner diameter side of the cage. In the ring-shaped cage having a concave curved surface, a concave portion extending from the opening edge on the inner diameter side of the cage to the outer diameter side of the cage is provided on the inner surface of each pocket.
この構成によると、保持器の各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたため、内輪のシール溝にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止できる。食品製造装置の搬送系等に塗布される油が、この軸受内部に侵入すると、グリースのちょう度が上がるが、上記保持器を用いることで、グリース漏れは発生しない。 According to this configuration, the inner surface of each pocket of the cage is a ring shape in which the portion on the inner diameter side of the ball arrangement pitch circle has a concave curved surface shape having a smaller diameter as it approaches the opening edge on the inner diameter side of the cage. Since the concave portion extending from the opening edge on the inner diameter side of the cage to the outer diameter side of the cage is provided on the inner surface of the cage, it is difficult for grease to adhere to the seal groove of the inner ring, and grease leakage can be prevented. If the oil applied to the conveying system of the food manufacturing apparatus enters the inside of the bearing, the consistency of the grease increases. However, grease leakage does not occur by using the cage.
この発明において、前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心から両側に広がって1箇所に設けられ、ポケットの保持器円周方向の幅の半分よりも大きな幅を有し、前記凹み部の内面形状が、保持器の半径方向の直線を中心とする仮想円筒の表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状であっても良い。 In this invention, the concave portion is provided at one position so as to spread from the center in the cage circumferential direction at the opening edge of the pocket to one side, and has a width larger than half of the width in the cage circumferential direction of the pocket. The inner surface shape of the recessed portion is a cylindrical surface shape substantially along the surface of the virtual cylinder centered on the radial straight line of the cage, and the recessed portion extends from the opening edge on the cage inner diameter side to the ball. The shape may extend to the vicinity of the arrangement pitch circle and gradually become shallower and narrower as it approaches the ball arrangement pitch circle from the inner diameter edge of the cage.
この発明において、前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して複数箇所に設けられ、各凹み部の内面形状が、保持器の半径方向の直線を中心とする各仮想円筒の表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状であっても良い。 In the present invention, the recesses are provided at a plurality of locations on both sides of the center in the circumferential direction of the cage at the opening edge of the pocket, and the inner surface shape of each recess is a straight line in the radial direction of the cage. It has a cylindrical surface shape that is substantially along the surface of each virtual cylinder as the center, and this recess extends from the opening edge on the inner diameter side of the cage to the vicinity of the ball arrangement pitch circle, and the ball arrangement from the inner diameter edge of the cage The shape may gradually become shallower and narrower as it approaches the pitch circle.
前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して2箇所に設けられて、保持器外径縁付近まで延び、これら2箇所の凹み部の内面形状が、一つの仮想リングの表面に略沿った形状であり、前記仮想リングは、ポケット内に収まるリング外径で、任意周方向位置の断面形状が円形であり、リング中心が保持器中心軸に対して傾きを持つようにしても良い。 The recesses are provided at two locations on both sides of the center in the circumferential direction of the cage at the opening edge of the pocket and extend to the vicinity of the outer diameter edge of the cage, and the inner surface shape of these two recesses is The virtual ring has a shape substantially along the surface of one virtual ring, and the virtual ring has a ring outer diameter that fits in a pocket, a circular cross-sectional shape at an arbitrary circumferential position, and the center of the ring is relative to the cage center axis. And may have an inclination.
また、この発明の食品製造装置用軸受は、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪に取付けられこの軸受空間を密封するシールを有する食品製造装置用の軸受において、前記保持器は、この軸受の玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有するリング状の保持器であって、2個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であり、前記球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたことを特徴とする。
なお、この板厚を薄くする部分の軸方向範囲は、球殻状板部の全体であっても一部であっても良く、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分は薄くする。
この構成によると、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたため、内輪肩部にグリースが付着しない。そのため、内輪シール溝にグリースが付着し難く、接触形および非接触形のいずれのシールを用いてもグリース漏れを防止できる。これは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって一般的な鉄板打ち抜き保持器のようなシールに付着することによる軸受トルクの上昇のようなデメリットは発生しない。さらに、シール機能にグリース漏れを防ぐ要素を付加させる必要がないので、耐泥水、耐異物、および低トルクに特化したシール設計が可能となる。
また、保持器半体の平板部や球殻状板部の玉配列ピッチ円よりも外径側部分の板厚となる基準板厚は従来と同等とすることで、保持器の強度低下を生じることなく、グリース漏れだけを防止できる。さらに、玉と接触し得るポケット部の形状は従来と同様であることから、保持器の可動範囲の増加による保持器間の干渉力の増加も生じない。
In addition, the food production apparatus bearing of the present invention is a food production apparatus bearing having a seal that holds a plurality of balls interposed between the inner and outer rings by a cage and is attached to the outer ring and seals the bearing space. The cage is a ring-shaped cage having pockets for holding balls of the bearings at a plurality of locations in the circumferential direction, and two annular half-body cages are faced and overlapped in the axial direction. Each of these cage halves has a shape in which a spherical shell plate portion whose inner surface forms half of each pocket and a flat plate portion that is a portion between adjacent pockets are alternately arranged in the circumferential direction. The plate thickness of the flat plate portion is the plate thickness of the portion located at the outer diameter surface portion of the shoulder height on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring in the inner diameter side portion of the ball arrangement pitch circle in the spherical shell plate portion. It is characterized by being thinner than the thickness.
The axial range of the portion where the plate thickness is reduced may be the whole or a part of the spherical shell plate, and at least the outer diameter of the shoulder height on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring. The part located on the surface is made thinner.
According to this configuration, since the plate thickness of the portion located at the outer diameter surface portion of the shoulder portion on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring is made thinner than the plate thickness of the flat plate portion, no grease adheres to the inner ring shoulder portion. Therefore, it is difficult for grease to adhere to the inner ring seal groove, and grease leakage can be prevented by using either a contact type or non-contact type seal. This particularly appears when the outer ring rotates. Therefore, there is no demerit such as an increase in bearing torque caused by adhering to a seal such as a general iron punching cage. Furthermore, since it is not necessary to add an element for preventing grease leakage to the sealing function, a seal design specialized for muddy water resistance, foreign matter resistance, and low torque becomes possible.
In addition, the strength of the cage is reduced by making the reference plate thickness that is the plate thickness of the outer diameter side portion of the flat plate portion of the cage half and the ball arrangement pitch circle of the spherical shell plate portion equal to the conventional one. Therefore, only grease leakage can be prevented. Furthermore, since the shape of the pocket part which can contact with the ball is the same as the conventional one, the interference force between the cages does not increase due to the increase of the movable range of the cage.
また、この発明の食品製造装置用軸受は、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪に取付けられこの軸受空間を密封するシールを有する食品製造装置用の軸受において、前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、前記ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたことを特徴とする。
この場合、保持器のポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくすることにより、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、シールが接触形、非接触形のいずれの場合にも、グリースの漏洩を防止できる。また、シールリップの緊迫力を強くする必要がないため、トルクが増大しない。ポケットのある円周方向部分の内径面が、軸方向から見て凹曲線となる曲面形状、および複数の角部を有する多角形状のいずれの場合でも、上記の各作用が得られる。
In addition, the food production apparatus bearing of the present invention is a food production apparatus bearing having a seal that holds a plurality of balls interposed between the inner and outer rings by a cage and is attached to the outer ring and seals the bearing space. The cage has pockets for holding a plurality of balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pockets is set to the circumferential portion between the pockets. It is characterized in that it is larger than the radius from the center of the cage.
In this case, the inner ring shoulder is formed by making the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pocket of the cage larger than the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion between the pockets. And it becomes difficult for grease to adhere to the inner ring seal groove. This appears particularly when the outer ring rotates. Thereby, leakage of grease can be prevented regardless of whether the seal is a contact type or a non-contact type. Further, since it is not necessary to increase the tightening force of the seal lip, the torque does not increase. Each of the above-described actions can be obtained in any case where the inner diameter surface of the circumferential portion having the pocket is a curved surface having a concave curve when viewed from the axial direction, or a polygonal shape having a plurality of corners.
この発明の食品製造装置用軸受の保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたため、内輪のシール溝にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止できる。食品製造装置の搬送系等に塗布される油が、この軸受内部に侵入すると、グリースのちょう度が上がるが、上記保持器を用いることで、グリース漏れは発生しない。これにより、食品にグリースが付着することを防止することができる。 The retainer of the bearing for food production apparatus of the present invention has pockets respectively holding a plurality of balls in a plurality of locations in the circumferential direction, and the inner surface of each pocket is a portion on the inner diameter side of the ball arrangement pitch circle, The inner ring has a ring shape with a concave curved surface that decreases in diameter as it approaches the opening edge on the inner diameter side of the cage, and has a recess on the inner surface of each pocket that extends from the opening edge on the inner diameter side of the cage to the outer diameter side of the cage. It is difficult for grease to adhere to the seal groove of this, and grease leakage can be prevented. If the oil applied to the conveying system of the food manufacturing apparatus enters the inside of the bearing, the consistency of the grease increases. However, grease leakage does not occur by using the cage. Thereby, it can prevent that grease adheres to a foodstuff.
したがって、この食品製造装置用軸受内部に、鉱油系、化学合成油系のグリースを封入することが可能となるので、植物系のグリースを封入した軸受よりも寿命を長くすることが可能となる。この発明の食品製造装置用軸受内部に、植物系のグリースを封入した場合であっても、軸受からグリース漏れが発生せず、グリースが食品に混入しないので望ましい。また、上記保持器を用いることでグリース漏れが発生しないので、シールを接触形とする必要がなく、低トルク化も図ることができる。また、この食品製造装置用軸受の構成によると、軸受にスリンガーや複数のシール等を設けるスペースを確保する必要がなく、部品点数も上記特許文献に記載のものより少なくし製造コストの低減を図ることができる。 Accordingly, it is possible to enclose mineral oil or chemically synthesized oil grease in the food production apparatus bearing, and therefore, it is possible to extend the life compared to a bearing in which vegetable grease is encapsulated. Even when plant-based grease is sealed in the bearing for a food production apparatus of the present invention, it is desirable because grease does not leak from the bearing and the grease does not enter the food. Moreover, since grease leakage does not occur by using the cage, it is not necessary to make the seal a contact type, and the torque can be reduced. Further, according to the structure of the bearing for the food production apparatus, it is not necessary to secure a space for providing a slinger, a plurality of seals, etc. on the bearing, and the number of parts is less than that described in the above patent document, thereby reducing the manufacturing cost. be able to.
また、この発明の食品製造装置用軸受の保持器は、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたため、内輪肩部にグリースが付着しない。そのため、内輪シール溝にグリースが付着し難く、接触形および非接触形のいずれのシールを用いてもグリース漏れを防止できる。これは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって一般的な鉄板打ち抜き保持器のようなシールに付着することによる軸受トルクの上昇のようなデメリットは発生しない。さらに、シール機能にグリース漏れを防ぐ要素を付加させる必要がないので、耐泥水、耐異物、および低トルクに特化したシール設計が可能となる。
また、保持器半体の平板部や球殻状板部の玉配列ピッチ円よりも外径側部分の板厚となる基準板厚は従来と同等とすることで、保持器の強度低下を生じることなく、グリース漏れだけを防止できる。さらに、玉と接触し得るポケット部の形状は従来と同様であることから、保持器の可動範囲の増加による保持器間の干渉力の増加も生じない。
In addition, the retainer of the bearing for food production apparatus of the present invention, because the plate thickness of the portion located on the outer diameter surface portion of the shoulder height on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring is made thinner than the plate thickness of the flat plate portion, Grease does not adhere to the inner ring shoulder. Therefore, it is difficult for grease to adhere to the inner ring seal groove, and grease leakage can be prevented by using either a contact type or non-contact type seal. This particularly appears when the outer ring rotates. Therefore, there is no demerit such as an increase in bearing torque caused by adhering to a seal such as a general iron punching cage. Furthermore, since it is not necessary to add an element for preventing grease leakage to the sealing function, a seal design specialized for muddy water resistance, foreign matter resistance, and low torque becomes possible.
In addition, the strength of the cage is reduced by making the reference plate thickness that is the plate thickness of the outer diameter side portion of the flat plate portion of the cage half and the ball arrangement pitch circle of the spherical shell plate portion equal to the conventional one. Therefore, only grease leakage can be prevented. Furthermore, since the shape of the pocket part which can contact with the ball is the same as the conventional one, the interference force between the cages does not increase due to the increase of the movable range of the cage.
また、この発明の食品製造装置用軸受の保持器は、保持器のポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくすることにより、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、シールが接触形、非接触形のいずれの場合にも、グリースの漏洩を防止できる。また、シールリップの緊迫力を強くする必要がないため、トルクが増大しない。ポケットのある円周方向部分の内径面が、軸方向から見て凹曲線となる曲面形状、および複数の角部を有する多角形状のいずれの場合でも、上記の各作用が得られる。 In addition, the cage for the food manufacturing apparatus bearing according to the present invention is configured such that the radius from the center of the inner diameter of the circumferential portion having the pocket of the cage is changed from the center of the cage of the inner diameter of the circumferential portion between the pockets. By making it larger than the radius, it becomes difficult for the grease to adhere to the inner ring shoulder and the inner ring seal groove. This appears particularly when the outer ring rotates. Thereby, leakage of grease can be prevented regardless of whether the seal is a contact type or a non-contact type. Further, since it is not necessary to increase the tightening force of the seal lip, the torque does not increase. Each of the above-described actions can be obtained in any case where the inner diameter surface of the circumferential portion having the pocket is a curved surface having a concave curve when viewed from the axial direction, or a polygonal shape having a plurality of corners.
この発明の第1の実施形態を図1と共に説明する。この第1の実施形態にかかる食品製造装置用軸受は、例えば、食品製造装置の回転部、搬送系に用いられる。この軸受は、内輪1と外輪2の軌道面1a,2aの間に、複数の転動体3を介在させ、これら転動体3を保持する保持器4を設け、両側に軸受空間を密封する非接触形のシール部材5を設けたものである。転動体3は例えばボールからなり、この場合、軸受はシール付きの深溝玉軸受とされている。シール部材5は、環状の芯金6とこの芯金6に一体に固着されるゴム状部材7とで構成され、外輪2の内周面に形成されたシール取付溝8に外周部が嵌合状態に固定される。ゴム状部材7は合成ゴムからなり、芯金6は鋼板製とされる。内輪1は各シール部材5の内径部に対応する位置に、円周溝からなるシール溝9が形成され、シール部材5の内径側端と内輪1のシール溝9との間にラビリンスシール隙間10が形成される。シール取付溝8およびシール溝9は旋削仕上げとされている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The food manufacturing apparatus bearing according to the first embodiment is used, for example, in a rotating unit and a conveyance system of a food manufacturing apparatus. In this bearing, a plurality of rolling
図1(b)に拡大して示すように、シール溝9は、底面9aが円筒面状の平坦面に形成され、シール溝内側壁9bおよびシール溝外側壁9cは、いずれも傾斜面とされている。内輪1のシール溝9よりも軸受内側の肩部外周面1cは、シール溝9の軸受内側の肩部外周面1bよりも低く、つまり小径に形成されている。シール部材5のゴム状部材7は、芯金6の内周端から内径側へ延びる芯金無しゴム部分7aを有し、この芯金無しゴム部分7aに、外側の側面が環状溝15となる断面形状のくびれ部11が設けられている。このくびれ部11を形成する環状溝15の外径側の溝側壁面15aは、テーパ状とされている。芯金無しゴム部分7aの内径部は、内径側および軸受外側へそれぞれ延びるセンターリップ12aおよびダストリップ12bの2枚のシールリップに形成されている。ダストリップ12bは、センターリップ12aを基端として軸受外側へ延びている。センターリップ12aは、軸受内側へ延びてシール溝内側壁9bと非接触の状態を保っている。このように、センターリップ12aを軸受内側に延ばすことにより、芯金無しゴム部分7aの重心の軸方向位置を、くびれ部11の断面の中心、詳しくはくびれ部11の溝底部分の断面の中心よりも軸受内側に偏らせている。
As shown in an enlarged view in FIG. 1B, the
シール部材5の内径端側と内輪1の外径面との間で形成されるラビリンスシール隙間10には、芯金無しゴム部分7aの内径部に形成される両リップ12a,12bの形状により、隙間寸法の狭まり部10a〜10cが、内外方向に並んで複数箇所に形成されている。具体的には、ダストリップ12bと内輪1の外径面との間に第1の狭まり部10aが形成され、センターリップ12aと内輪1のシール溝外側壁9cとの間に第2の狭まり部10bが形成され、センターリップ12aと内輪1のシール溝内側壁9bとの間に第3の狭まり部10cが形成されている。最外部の狭まり部10aは他の狭まり部10b,10cより狭くされている。これにより、ラビリンスシール隙間10には、狭い箇所,広い箇所を1組の広狭変化部として、3つの広狭変化部が形成されている。
In the
シール部材5の内側の側面には、径方向に並ぶ2箇所に、それぞれ環状溝からなるグリース溜まり13a,13bが設けられている。これら両グリース溜まり部13a,13bのうち、外径側のグリース溜まり13aの外径寸法は、外輪2の内径寸法よりも小さくされている。
シール部材5の内径側端の断面形状を、シール部材内径端と内輪1の外径面との間で形成されるラビリンスシール隙間10に、隙間寸法の狭まり部10a〜10cが、内外方向に並んで形成される形状としているので、ラビリンスシール隙間10に、狭い箇所,広い箇所を1組の広狭変化部として、複数(この実施形態では3つ)の広狭変化部が形成される。このようにラビリンスシール隙間10が広狭の変化を繰り返し生じているため、ラビリンスシール隙間10からのグリース漏れの防止性が高められる。したがって、グリース漏れによる周辺の汚損が防止される。
On the inner side surface of the
In the
また、シール部材5における芯金無しゴム部分7aの重心の軸方向位置を、くびれ部11の断面の中心よりも軸受内側に偏らせているので、例えば、外輪回転時にシール部材5の内径部先端が軸受外側へ振れることを抑制できる。そのため、振れによりシール部材5内径端とシール溝9との間の隙間10が増減して起きるポンプ効果を低減し、ポンプ効果によるグリース漏れの助長を抑制することができる。
Further, since the axial position of the center of gravity of the
シール部材5の内側の側面については、それぞれ環状溝からなるグリース溜まり13a,13bを径方向に並べて設け、その外径側のグリース溜まり13aの外径寸法を、外輪2の内径寸法よりも小さくしているので、グリース溜まり13a,13b内のグリースを外輪回転時の遠心力により徐々に軌道面2aに供給できる。そのため、グリース溜まり13a,13bのグリースを軌道面1a,2aの潤滑に寄与させることができる。
On the inner side surface of the
この実施形態にかかる食品製造装置用軸受では、以下に示す保持器4を用いることで、内輪1のシール溝9にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止することができる。食品製造装置の例えば、搬送系から滴下した油が、この軸受内部に侵入すると、グリースのちょう度が上がるが、上記保持器4を用いることで、グリース漏れは発生しない。
In the food manufacturing apparatus bearing according to this embodiment, by using the
上記保持器4について、図2ないし図11と共に説明する。
この保持器4は、図2に斜視図で示すように、各玉3(図1(a))を保持するポケット50を円周方向の複数箇所に有し、各ポケット50の内面を凹球面状としたリング状のものである。この保持器4は、図3に斜視図で示す環状体の保持器半体51の2個を、軸方向に対面して重ね合わせ、リベット孔52に挿通したリベット53で互いに接合して一体に構成される。これら保持器半体51は、内面がポケット50の半分を形成する部分的な球殻状の形状の球殻状板部50Aを複数有し、隣合うポケット50間の部分となる平板部51aと球殻状板部50Aとが円周方向に交互に並んだものとされる。前記球殻状板部50Aは、球殻の一部となる部分であり、換言すれば、内外両面が球面状となったカウンタシンク形状の膨らみ部分である。保持器半体51の軸方向の投影形状は、半径方向幅が全周に渡って一定のリング状である。
The
As shown in a perspective view in FIG. 2, the
保持器半体51の一部を拡大して図5に斜視図で示す。図4は、図5と対応する部分につき、ポケット内面を単調な球面とした場合の図である。図4において、2点鎖線で示す部分Aは、この保持器半体51における平板部51aが周方向に並ぶ円周帯域を示す。その円周帯域Aの平板部51aでない部分にポケット50の半分である前記球殻状板部50Aが形成される。同図における球殻状板部50Aの一側部が保持器4の内径側部分50Aiとなり、球殻状板部50Aの他側部が保持器4の外径側部分50Aoとなる。
A part of the
この実施形態の保持器4のポケット50(球殻状板部50A)の内面は、図5に示すように、保持器4の上記内径側部分50Aiにおいて、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部54を設け、この凹み部54の内面の保持器円周方向に沿う断面形状(すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状)を、ポケット50の内面となる凹球面の曲率半径Raよりも小さな曲率半径Rbの円弧状としている。
As shown in FIG. 5, the inner surface of the pocket 50 (spherical
この凹み部54は、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50から両側に広がって1箇所に設けられ、凹み部54の幅W54は、ポケット50の保持器円周方向の幅W50の略全体にわたる幅としている。凹み部54の幅W54は、ポケット50の幅W50の半分よりも大きいことが好ましく、2/3以上、あるいは3/4以上であることがより好ましい。
The recessed
凹み部54の内面形状は、同図(B)に示すように、保持器4の半径方向の直線Lを中心とする仮想円筒Vの表面に略沿う円筒面状の形状である。上記仮想円筒Vは、凹み部54を加工する砥石の表面であっても良い。この凹み部54は、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDまで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに至るに従って、徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅が狭くなる形状とされている。凹み部54は、この実施形態では、丁度、玉配列ピッチ円PCDまで延びているが、玉配列ピッチ円PCDよりも保持器外径側まで若干延びていても、また玉配列ピッチ円PCDに若干達しないものであっても良い。なお、玉配列ピッチ円PCDはポケットPCDとも呼ぶ。
The inner surface shape of the recessed
凹み部54の深さは、ポケット内面の凹球面の中心O50から凹み部54の最深位置までの距離Rcが、玉3の半径の1.05倍以上となる深さ(丁度1.05倍であって良い)であることが好ましい。ポケット50の内面となる凹球面の曲率半径Raは、玉3の半径よりも僅かに大きくし、玉3の半径の1.05未満としている。
The depth of the
図6は、保持器4のポケット50(球殻状板部50A)の内面の他の形状例を示す。この例では、ポケット50(球殻状板部50A)の内面の内径側部分50Aiに設けられる凹み部54Aを、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50の両側に位置する2箇所としている。各凹み部54Aの内面形状は、保持器円周方向に沿う断面形状(すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状)が、ポケット50の内面となる凹球面の曲率半径Raよりも小さな曲率半径RAbの円弧状であり、詳しくは同図(B)に示すように、保持器4の半径方向の直線LAを中心とする各仮想円筒VAの表面に略沿う円筒面状の形状である。この凹み部54Aは、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。
FIG. 6 shows another example of the shape of the inner surface of the pocket 50 (spherical
2個の凹み部54Aの位置は、例えば、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50に対する周方向の配向角度を40°±15°とした対称な2箇所である。この例でも、凹み部54Aの深さは、ポケット内面の凹球面の中心O50から凹み部54Aの最深位置までの距離RAcが、玉3の半径の1.05倍以上となる深さであることが好ましい(丁度1.05倍であって良い)。
なお、この実施形態では凹み部54Aを2箇所としたが、3箇所以上としても良い。
The positions of the two recessed
In this embodiment, the number of the recessed
図7は、保持器4(図1)のポケット50(球殻状板部50A)の内面のさらに他の形状例を示す。この例は、図6の実施形態において、凹み部54Aの断面形状(保持器円周方向に沿う断面形状)を円弧状とする代わりに、多角形状としたものである。詳しくは、同図(B)に示すように、保持器4の半径方向の直線LAを中心とする各多角形柱(図示の例では正10角形柱)VCの表面に略沿う多角形状の形状である。この凹み部54Cは、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。この実施形態におけるその他の構成は、図6の例と同様である。
FIG. 7 shows still another example of the shape of the inner surface of the pocket 50 (spherical
図8は、保持器4のポケット50(球殻状板部50A)の内面のさらに他の形状例を示す。この例は、ポケット50(球殻状板部50A)の内面の内径側部分50Aiに設けられる凹み部54Bが、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50の両側に位置して2箇所に設けられていることでは図6の実施形態と同様であるが、各凹み部54Bが、保持器外径縁付近まで延びている。これら凹み部54Bの内面の保持器円周方向に沿う断面形状は、ポケット50の内面となる凹球面の曲率半径Raよりも小さな曲率半径RBbの円弧状であり、詳しくは同図(B)に示すように、一つの仮想リングVBの表面に略沿った形状である。この仮想リングVBは、凹み部54Bを加工する砥石の外周面であっても良い。前記仮想リングVBは、ポケット50内に収まるリング外径であって、任意周方向位置の断面形状が円形となるドーナツ状であり、図9のように、リング中心OVBが保持器中心軸Oに対して傾きを持つ。
FIG. 8 shows still another example of the shape of the inner surface of the pocket 50 (spherical shell-
なお、この発明において、凹み部54A〜54Cの保持器円周方向に沿う断面形状は、図6〜図8の各例の形状に限らず、部分楕円状や、矩形溝状、台形溝状や、その他任意の断面形状としても良い。また、凹み部54A〜54Cの上記断面形状は、凹み部中心に対して非対称の形状であっても良い。
ポケット50における内面形状は、球面状に限らず、玉配列ピッチ円PCDよりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる形状であれば良く、例えば玉配列ピッチ円PCDよりも外径側の部分が円筒面状、内径側の部分が円すい面状であっても良い。
In the present invention, the cross-sectional shape along the circumferential direction of the cage of the recessed
The inner surface shape of the
図10は、上記保持器4の製造方法を示す。この製造方法は鉄板打ち抜き保持器の製造方法であって、先ず鋼板をプレスしてリング状の金属帯材55を打ち抜く。次に、図10(A)のように、前記保持器半体51の球殻状板部50Aの内面を成形する凸側プレス金型56と、前記球殻状板部50Aの外面を成形する凹側プレス金型57とでなるプレス金型組58を用意し、これら凸側プレス金型56と凹側プレス金型57の間に前記リング状の金属帯材55を挟み込んで、図10(B)のように保持器半体51をプレス成形する。このプレス成形は、粗押しと仕上げ押しの2段階で行っても良く、また一度で行っても良い。
FIG. 10 shows a method for manufacturing the
なお、凸側プレス金型56および凹側プレス金型57は、図ではそれぞれ1個のみ示しているが、これら凸側プレス金型56および凹側プレス金型57は、それぞれ保持器半体51の球殻状板部50Aの個数分だけ円周方向に並べて互いに一体の金型として設けられ、複数の球殻状板部50Aを同時に成形する。
このようにして得られた2つの保持器半体51を、図10(C)のように重ね合わせ、図10(D)のように保持器半体51の平板部51aが重なり合う部分をリベット53で接合して保持器4とする。
Although only one convex press die 56 and one concave press die 57 are shown in the drawing, each of the convex press die 56 and the concave press die 57 is a
The two
図11には、プレス成形における仕上げ押し工程に用いる上記凸側プレス金型56および凹側プレス金型57として、図6の保持器半体51の成形用のものを示している。凸側プレス金型56の半球状凸面には、ポケット50(球殻状板部50A)における凹み部54Aの内面を成形する凹み部成形用型部56aが部分的に形成されている。また、凹側プレス金型57には、ポケット50(球殻状板部50A)における凹み部54Aの外面を成形する凹み部裏面成形用型部57aが部分的に形成されている。保持器ポケットの外面側に凸部が形成されることになるが、シールと非接触であれば、機能上問題ない。この場合の凸側プレス金型56および凹側プレス金型57も、それぞれ保持器半体51の球殻状板部50Aの個数分だけ、互いに一体の金型として設けられ、複数の球殻状板部50Aを同時に成形する。
In FIG. 11, the convex side press die 56 and the concave side press die 57 used for the finishing pressing step in press molding are shown for molding the
図6の保持器半体51を成形する場合、その球殻状板部50Aの内面は単純な半球状凹面の一部に、凹み部54Aを有する形状であるため、仕上げ押し工程で単純な半球状凹面を成形した後で、その半球状凹面の一部にさらに凹み部54Aをプレス成形するものとすると、従来の鉄板打ち抜き保持器の成形の場合に比べて製造工程が一工程増えることになる。
この実施形態では、上記したように、仕上げ押し工程に用いる凸側プレス金型56の半球状凸面に、ポケット50(球殻状板部50A)における凹み部54Aの内面を成形する凹み部成形用型部56aを部分的に形成しているので、仕上げ押し工程で凹み部54Aも同時に成形でき、製造工程を増やすことなく効率的に保持器4を製造できる。
When the
In this embodiment, as described above, for forming a concave portion, the inner surface of the
また、仕上げ押し工程に用いる上記凸側プレス金型56の半球状凸面の形状および面粗さは、保持器ポケット50の内面に転写され、そのポケット内面は軸受に組み込まれた場合に玉3(図1)と接触するため、ポケット内面の面粗さは小さくする必要がある。従来の鉄板打ち抜き保持器ではポケット内面が単純な凹球面であるため、凸側プレス金型の半球状凸面を凹形状の砥石等で研磨することで面粗さを小さくしている。しかし、この実施形態の場合、上記したように凸側プレス金型56の半球状凸面は、単純な半球状凸面の一部にポケット内面の上記凹み部54Aに対応する凹み部成形用型部56aを有する形状であり、従来例の場合のように凹形状の砥石等で研磨して面粗さを小さくすることはできない。
Further, the shape and surface roughness of the hemispherical convex surface of the convex press die 56 used in the finishing pressing step are transferred to the inner surface of the
そこで、この実施形態では、仕上げ押し工程に用いる凸側プレス金型56の成形凸球面を、ショットブラスト、または電子ビームによる研磨、または研磨剤の噴射によるラッピングで表面仕上げする。この場合のラッピングは、研磨砥粒に水分を含有させることで弾力性および粘着性を有する研磨材を得て、この研磨材を被加工材である金型の表面に高速で滑走させて発生する摩擦力によって表面仕上げする方法が好ましい。このようなラッピングとして、金型の超鏡面仕上げ装置として販売されているエアロラッピング(株式会社ヤマシタワークス)等が採用できる。このように、ショットブラストや電子ビーム、あるいは研磨剤の噴射によるラッピングで凸側プレス金型56の成形凸球面を表面仕上げすることにより、手作業による研磨などが要らず、ばらつきなく低コストで凸側プレス金型56の成形凸球面の面粗さを小さくできる。 Therefore, in this embodiment, the convex convex spherical surface of the convex press die 56 used in the finishing pressing step is surface-finished by shot blasting, polishing with an electron beam, or lapping by injection of an abrasive. In this case, lapping is generated by obtaining abrasive material having elasticity and adhesiveness by adding moisture to the abrasive grains and sliding the abrasive material on the surface of a mold as a workpiece at high speed. A method of surface finishing by frictional force is preferred. As such wrapping, aero wrapping (Yamashi Towers Co., Ltd.) sold as a mold ultra-mirror finishing device can be employed. As described above, the surface of the convex spherical surface of the convex press die 56 is finished by shot blasting, electron beam, or lapping by jetting an abrasive, so that there is no need for manual polishing, and there is no unevenness and low cost. The surface roughness of the convex convex spherical surface of the side press die 56 can be reduced.
図12〜図14は、グリース付着状態の確認を行った試験結果を示す。この試験では、この実施形態(図5の実施形態、および図6の実施形態)の保持器4を組み込んだ玉軸受と、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受とを、次の表1の条件で運転して比較した。
図12および図13はこの実施形態(それぞれ図5の実施形態、および図6の実施形態)の保持器4を用いた玉軸受のグリース付着状態を示し、図14は一般的な鉄板打ち抜き保持器を用いた玉軸受のグリース付着状態を示す。
12 to 14 show the test results of confirming the grease adhesion state. In this test, a ball bearing incorporating the
FIGS. 12 and 13 show the grease adhesion state of the ball bearing using the
図12〜図14の試験結果から、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受(図14)では、内輪シール溝にグリースが付着するが、この実施形態の保持器4を組み込んだ玉軸受(図12,図13の例)ではグリースの付着がないことが分かる。
この実施形態にかかる食品製造装置用軸受の保持器4では、ポケット50の形状を上記したように従来例のものと異なるものとしたことにより、内輪肩部へのグリースの付着を無くすことができる。すなわち、玉に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部を設けたため、グリースの掻き取りが生じる際の、玉の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。
From the test results of FIGS. 12 to 14, in the ball bearing (FIG. 14) in which a general steel plate punched cage is incorporated, grease adheres to the inner ring seal groove, but the ball bearing in which the
In the
そのため、内輪シール溝へグリースが付着することがなく、接触形および非接触形のいずれのシールを用いても、グリース漏れは発生しない。この効果は、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって、一般的な鉄板打ち抜き保持器のようにシールにグリースが付着することによる不具合は発生しない。さらに、シール機能にグリース漏れを防ぐ要素を付加させる必要がないので、耐泥水、耐ダスト、および低トルクに特化したシール設計が可能となる。また、この実施形態の玉軸受用保持器4はプレス加工が可能なため、低コストで高強度のものを製造でき、一般的な鉄板打ち抜き保持器と比べてシールとの距離も変わらない。
Therefore, grease does not adhere to the inner ring seal groove, and no grease leakage occurs regardless of whether a contact type or non-contact type seal is used. This effect is characteristic especially when the outer ring rotates. Therefore, there is no problem caused by the grease adhering to the seal unlike a general iron plate punched cage. Furthermore, since it is not necessary to add an element for preventing grease leakage to the sealing function, a seal design specialized for muddy water resistance, dust resistance, and low torque is possible. Further, since the
なお、上記各実施形態では、鉄板打ち抜き保持器の場合を示したが、図15および図16に示すような樹脂製保持器59の場合にも適用できる。この樹脂製保持器59は、樹脂成形品からなる2枚の環状体60,60を有する。各環状体60の互いに衝合される一側面には、玉の外周に沿う半球状のポケット61Aが周方向に等間隔に複数形成される。隣接するポケット61A,61A間には結合部となる係合孔62と係合爪63とが設けられ、一方の環状体60の係合爪63を、他方の環状体60の係合孔62に挿入させることにより、両環状体60が一体に接合されて保持器59とされる。
In each of the above-described embodiments, an iron plate punched cage is shown, but the present invention can also be applied to a
以上説明した食品製造装置用軸受の構成によると、この保持器4,59は、複数の玉3をそれぞれ保持するポケット50を円周方向の複数箇所に有し、各ポケット50の内面を、玉配列ピッチ円PCDよりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、各ポケット50の内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部54(54A,54B,54C)を設けたため、内輪1のシール溝9にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止できる。
According to the structure of the food manufacturing apparatus bearing described above, the
この食品製造装置の搬送系等に塗布される油が、この軸受内部に侵入すると、グリースのちょう度が上がるが、上記保持器4を用いることで、グリース漏れは発生しない。これにより、食品にグリースが付着することを防止することができる。
したがって、この食品製造装置用軸受内部に、鉱油系、化学合成油系のグリースを封入することが可能となるので、植物系のグリースを封入した軸受よりも寿命を長くすることが可能となる。この食品製造装置用軸受内部に、植物系のグリースを封入した場合であっても、軸受からグリース漏れが発生せず、グリースが食品に混入しないので望ましい。また、上記保持器を用いることでグリース漏れが発生しないので、シールを接触形とする必要がなく換言すればシール部材5を非接触形とし、低トルク化も図ることができる。また、この食品製造装置用軸受の構成によると、軸受にスリンガーや複数のシール等を設けるスペースを確保する必要がなく、部品点数も上記特許文献に記載のものより少なくし製造コストの低減を図ることができる。
When the oil applied to the conveying system of the food manufacturing apparatus enters the inside of the bearing, the consistency of the grease increases. However, the use of the
Accordingly, it is possible to enclose mineral oil or chemically synthesized oil grease in the food production apparatus bearing, and therefore, it is possible to extend the life compared to a bearing in which vegetable grease is encapsulated. Even when plant-based grease is sealed in the bearing for the food production apparatus, it is desirable because grease does not leak from the bearing and the grease does not enter the food. Further, since grease leakage does not occur by using the cage, it is not necessary to make the seal a contact type. In other words, the
凹み部54は、例えば、図5に示すように、前記ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心から両側に広がって1箇所に設けられ、ポケット50の保持器円周方向の幅W50の半分よりも大きな幅W54を有し、前記凹み部54の内面形状が、保持器4の半径方向の直線Lを中心とする仮想円筒Vの表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部54は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状とすることで、前述の作用、効果を奏する。
For example, as shown in FIG. 5, the recessed
また、凹み部54Aは、例えば、図6に示すように、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50の両側に位置して複数箇所に設けられ、各凹み部54Aの内面形状が、保持器4の半径方向の直線LAを中心とする各仮想円筒VAの表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部54Aは、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状とすることで、前述の作用、効果を奏する。
In addition, as shown in FIG. 6, for example, as shown in FIG. 6, the recessed
また、凹み部54Bは、例えば、図8,図9に示すように、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50の両側に位置して2箇所に設けられて、保持器外径縁付近まで延び、これら2箇所の凹み部54Bの内面形状が、一つの仮想リングVBの表面に略沿った形状であり、前記仮想リングVBは、ポケット50内に収まるリング外径で、任意周方向位置の断面形状が円形であり、リング中心OVBが保持器中心軸Oに対して傾きを持つ形状とすることで、前述の作用、効果を奏する。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, for example, as shown in FIGS. 8 and 9, the recessed
図17ないし図19は、第2の発明に対応する実施形態を示す。この実施形態にかかる食品製造装置用軸受の保持器4Aは、図2ないし図6と共に前述した保持器4と、特に説明する事項を除いて同様である。
この保持器4Aは、図1と共に前述した食品製造装置用軸受に用いられる保持器であって、玉3を保持するポケット50を円周方向の複数個所に有するリング状であり、2個の環状体の保持器半体51を軸方向に対面して重ね合わせてなる。これら保持器半体51は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部50Aと、隣合うポケット50間の部分となる平板部51aとが円周方向に交互に並ぶ形状とされる。各保持器半体51は、金属板のプレス成形品(例えば鉄板打ち抜き品)であり、平板部51aに設けられたリベット孔52に挿通したリベット53により、2枚の保持器半体51が互いに接合して一体に構成される。以上の構成は、図2ないし図6に示す実施形態と同様である。
17 to 19 show an embodiment corresponding to the second invention. The
This
また、保持器4Aは、図17,図19に示すように、内輪1の軌道面1aの両側の肩部高さとなる外径面部1bに、軸方向に重なる範囲を持つ。
As shown in FIGS. 17 and 19, the
この実施形態の保持器4Aは、上記構成において、球殻状板部50Aにおける玉配列ピッチである玉配列ピッチ円PCDよりも内径側部分に薄肉部分50Aaを形成している。この薄肉部分50Aaは、内輪1の軌道面1aの両側の肩部高さとなる外径面部1bに位置する部分の板厚t1を、平板部51aの板厚t0よりも薄くしたものである。肩部高さとなる外径面部1bは、内輪1の軌道面1aの肩部の高さで続く外径面部分のことであり、シール溝9が設けられている場合、軌道面1aとシール溝9との間の外径面部分のことである。球殻状板部50Aは、この外径面部分1bの軸方向範囲Wに位置する部分の板厚t1を薄くする。なお、図17において、球殻状板部50Aを薄肉化しない場合の断面形状を想像線で示している。
The
板材t1を薄くする形態は、保持器半径方向において、玉配列ピッチ円PCDに相当する箇所から内径側に至る範囲の全体を薄くしても良く、また玉配列ピッチ円PCDと保持器内径縁間の途中の箇所から内径縁至る範囲を薄くなるようにしても良い。これらの場合に、板厚t1は、保持器半径方向の内径側に至るに従って次第に薄くなって内径縁が最小板厚となるようにしても良く、また薄くする範囲の全体を略一定して薄くしても良い。さらに、球殻状板部50Aのポケット内面形状を維持したままで、外面側の形状が変わるように板厚を薄くしても、また球殻状板部50Aの外面形状を維持したままで、ポケット内面側の形状が変わるように板厚を薄くしても良い。
The plate material t1 may be thinned by thinning the entire range from the portion corresponding to the ball arrangement pitch circle PCD to the inner diameter side in the radial direction of the cage, and between the ball arrangement pitch circle PCD and the cage inner edge. The range from the midway point to the inner diameter edge may be made thinner. In these cases, the plate thickness t1 may gradually become thinner toward the inner diameter side in the radial direction of the cage so that the inner diameter edge becomes the minimum plate thickness. You may do it. Furthermore, while maintaining the shape of the inner surface of the pocket of the spherical shell-shaped
また、この実施形態では、図18のように、球殻状板部50Aの内径縁に沿う円弧状の範囲において、両端を残し、ほぼ全体を薄くしているが、内輪1の肩部高さとなる外径面部1bと保持器4Aの幅の関係によっては、図20のように、板厚を薄くした薄肉部分50Aaが、球殻状板部50Aにおける内径縁の円弧の中央を除く両側となる2箇所に分かれていても良い。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 18, both ends are left thin in the arc-shaped range along the inner diameter edge of the spherical shell-
この保持器4Aは、このようにポケット50を構成する球殻状板部50Aの内径部に薄肉部分50Aaを成形しており、この薄肉部分50Aaは、内輪1の肩部高さの外径面部1bと軸方向に重なり合う部分であって、玉3の表面に付着したグリースが保持器4Aで掻き取られる部分、またはその掻き取られたグリースが移動してくる部分である。この部分50Aaの板厚t1が薄ければ、ここに堆積し得るグリース量が減少するため、内輪1の外径面部1bに到達し得る頻度や量が減少し、結果としてグリースの軸受外部への漏れが防止できる。すなわち、保持器4Aの外径側へグリースが移動しやすくなり、内径側に留まり得るグリース量が減少する。
In this
しかしながら、保持器の全体の板厚を薄くすることは、保持器の単体の強度が低下するため、ミスアライメント下あるいは外部加振下において保持器に繰り返し応力が作用する場合に保持器の破損が生じやすくなるなど、難しい。
そこで、保持器4Aの内径部において、内輪1の肩部となる外径面部1bと軸方向に重なり合う範囲Wのみの板厚を薄くしており、これにより、実質上の保持器4Aの強度の低下が無く、かつグリース漏れを防止可能な玉軸受用保持器4Aが成立する。前記食品製造装置用軸受の搬送系等に塗布される油が、この軸受内部に侵入すると、グリースのちょう度が上がるが、上記保持器4Aを用いることで、グリース漏れは発生しない。これにより、食品にグリースが付着することを防止することができる。
However, reducing the overall plate thickness of the cage reduces the strength of the cage alone, so that the cage may be damaged when repeated stress is applied to the cage under misalignment or external vibration. It is difficult to occur.
Therefore, in the inner diameter portion of the
したがって、この食品製造装置用軸受内部に、鉱油系、化学合成油系のグリースを封入することが可能となるので、植物系のグリースを封入した軸受よりも寿命を長くすることが可能となる。この食品製造装置用軸受内部に、植物系のグリースを封入した場合であっても、軸受からグリース漏れが発生せず、グリースが食品に混入しないので望ましい。また、上記保持器を用いることでグリース漏れが発生しないので、シールを接触形とする必要がなく換言すればシール部材5を非接触形とし、低トルク化も図ることができる。また、この食品製造装置用軸受の構成によると、軸受にスリンガーや複数のシール等を設けるスペースを確保する必要がなく、部品点数も上記特許文献に記載のものより少なくし製造コストの低減を図ることができる。
Accordingly, it is possible to enclose mineral oil or chemically synthesized oil grease in the food production apparatus bearing, and therefore, it is possible to extend the life compared to a bearing in which vegetable grease is encapsulated. Even when plant-based grease is sealed in the bearing for the food production apparatus, it is desirable because grease does not leak from the bearing and the grease does not enter the food. Further, since grease leakage does not occur by using the cage, it is not necessary to make the seal a contact type. In other words, the
なお、上記の板厚t1の低減には、最初に円環に打ち抜いた平板の内径側のみを薄くしておき、プレス成形しても良い。また均一厚の円環平板からプレスで保持器を成形する場合のプレス金型において、図18や図20で示した領域の板厚のみが減少するように、一対の金型間のすきま分布を変更しても良い。また、この実施形態では深溝玉軸受の鉄板製打ち抜き保持器の場合を示したが、第2の発明は、図15,図16などと共に前述した2分割の樹脂保持器にも適用することができる。 In order to reduce the plate thickness t1, only the inner diameter side of the flat plate initially punched into the ring may be thinned and press molded. Further, in a press mold when a cage is formed by pressing from an annular flat plate having a uniform thickness, the clearance distribution between a pair of molds is reduced so that only the thickness of the region shown in FIGS. 18 and 20 decreases. It may be changed. Further, in this embodiment, the case of a deep groove ball bearing punch made of iron plate is shown, but the second invention can also be applied to the two-part resin cage described above with reference to FIGS. .
図21ないし図23は、この発明の実施形態を示す。この実施形態にかかる食品製造装置用軸受の保持器4Bは、図1と共に前述した食品製造装置用軸受に用いられる保持器である。この保持器4Bは、リング状の部材であって、ボール3(図1)を収容保持する窓状のポケット4Baが、周方向に等間隔でボール3と同数だけ形成されている。ポケット4Baのある円周方向部分の内周面4Bbは外径側に凹む形状となるよう傾斜させてあり、ポケット4Baのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Rpがポケット4Ba間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Riよりも大きくなっている(Rp>Ri)。この実施形態では、前記内周面4Bbが、軸方向から見て凹曲線となる曲面形状、具体的には円弧状面とされている。
21 to 23 show an embodiment of the present invention. The food production
この保持器4Bは、例えば鉄板をプレスにより打ち抜きおよび成形加工して製作された2枚の環状部材64から成る。各環状部材64は、円周方向に等間隔で並びそれぞれがポケット4Baの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部64aと、隣合うポケット壁部64a同士を連結する平板状の結合板部64bとを交互に形成したものである。鉄板製である環状部材64の結合板部64bには、リベット孔64cが穿設されている。2枚の環状部材64は、それぞれの各結合板部64bを互いに重ね合わせ、前記リベット孔64cにリベット65を挿通し、そのリベット65の両端部を加締めることにより結合されている。このように、2枚の環状部材64を互い結合して1個の保持器4Bとする構成とすれば、上記のような内径の保持器中心からの半径が各部で異なる形状でありながら、保持器4Bの加工が容易である。
The
この実施形態の保持器4Bは、ポケット4Baのある円周方向部分の内周面4Bbが外径側に凹む形状となっているため、全体の強度低下が懸念される。しかし、図27に示すような従来の標準形状の保持器Hr(Rp=Ri)の損傷は、その大部分がポケットHra間の円周方向部分からポケットHraのある円周方向部分へのR部Hr7で生じることが経験的に知られている。この実施形態の保持器4Bは、この部分の形状変更を行なっていないため、全体の強度低下が生じないと言える。
The
この食品製造装置用軸受における運転中のグリースの状態を調べるために、表2に示す条件で試験を行った。運転停止後のグリースの軸受各部への付着状態は図23に示すようになった。比較のため、図27に示す従来の保持器Hrを組み込んだ軸受についても、同一条件で試験を行った。運転停止後のグリースの軸受各部への付着状態は図28に示すようになった。 In order to investigate the state of grease during operation in this bearing for food production equipment, tests were conducted under the conditions shown in Table 2. FIG. 23 shows the state of the grease adhering to each part of the bearing after the operation was stopped. For comparison, the bearing incorporating the conventional cage Hr shown in FIG. 27 was also tested under the same conditions. The state of adhesion of grease to each part of the bearing after the operation was stopped was as shown in FIG.
この試験により、従来の保持器Hrを組み込んだ軸受の場合、内輪シール溝Hr1aにグリースGが付着するが、本発明の保持器4を組み込んだ食品製造装置用軸受では、内輪シール溝Hr1aにグリースが付着しないことが判った。このため、シールを設けた食品製造装置用軸受において、呼吸による内輪シール溝Hr1aの部分からのグリースGの漏洩を防止できるということが推論される。
According to this test, the grease G adheres to the inner ring seal groove Hr1a in the case of the bearing incorporating the conventional cage Hr. However, in the bearing for food manufacturing apparatus incorporating the
次に、接触形のシール(エヌティエヌ株式会社製LUシール)を組付けた軸受を用いて、グリース漏れ頻度の確認試験を行った。試験条件は、表2の条件に対して運転時間のみを15分に変更した。目視により30〜100mg程度の量のグリースが軸受外部に飛び出していると確認された場合に、グリース漏れがあるとした。試験結果は表3に示すようになった。 Next, a grease leakage frequency confirmation test was performed using a bearing assembled with a contact-type seal (LU seal manufactured by NTN Corporation). The test conditions were changed from the conditions shown in Table 2 to 15 minutes. When it was confirmed by visual inspection that grease of an amount of about 30 to 100 mg had jumped out of the bearing, grease leakage was assumed. The test results are shown in Table 3.
従来の保持器Hrを組み込んだ軸受では10個中9個のグリース漏れが発生したが、本発明の保持器4を組み込んだ軸受では10個中グリース漏れが発生したものはなかった。これにより、前記推論が正しいことが立証された。
Nine out of 10 grease leaks were found in the bearings incorporating the conventional cage Hr, but none of the bearings incorporating the
上記実施形態では保持器4Bを構成する2枚の環状部材64を鉄板製としたが、環状部材64を樹脂製としてもよい。その場合、図24および図25に示す保持器4Cのように、結合板部64bに係合爪66と係合孔67とを設け、両者66,67を互いに嵌合させることにより、2枚の環状部材64を結合する構成とすることができる。この場合も、ポケット4Caのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Rpをポケット4Ca間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Riよりも大きくする(Rp>Ri)。また、2枚の樹脂製の環状部材64を接着剤等により接合してもよい。
保持器に使用される合成樹脂材料としては、例えばPA66、PA46等のポリアミド樹脂やポリフェニルサルファイド樹脂が好適であり、さらに必要に応じてグラスファイバ等の強化繊維材を混入してもよい。
また、2枚の環状部材64を結合して1個の保持器とする構成に限らず、鋼材から所定の形状に削り出すもみ抜き保持器としてもよく、あるいは樹脂材料で一体に成形した成形保持器としてもよい。
In the above embodiment, the two
As the synthetic resin material used for the cage, for example, polyamide resins such as PA66 and PA46 and polyphenyl sulfide resins are suitable, and a reinforcing fiber material such as glass fiber may be mixed as necessary.
Further, the structure is not limited to a structure in which the two
図26は異なる実施形態を示す。この保持器4Dは、ポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbの形状が、軸方向から見て多角形状とされている。具体的には、前記内周面4Dbは、ポケット4Da間の円周方向部分の内周面4Dcに対し外径側へ傾斜する一対の傾斜面部4Dbaと、両端がこれら一対の傾斜面部4Dbaの外径側端に連なり内径が一定な一定径面部4Dbbとで成る台形状をしている。この保持器4Dも、前記実施形態の保持器4B,4Cと同様、ポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbが外径側に凹む形状となるよう傾斜したものであり、ポケット4Daのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Rpがポケット4Da間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Riよりも大きくなっている(Rp>Ri)。
FIG. 26 shows a different embodiment. In the
このようにポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbの形状を軸方向から見て多角形状とした保持器4Dも、前記実施形態の保持器4B,4Cと同様、全体の強度低下が生じることがなく、かつ図1のように食品製造装置用軸受に組み込んだ場合に、軸受の内輪シール溝の部分からのグリースの漏洩を防止できる。
In this way, the
なお、ポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbを複数の角部を有する多角形状とする場合、その角部の数は特に限定しない。また、径方向の直線に対して非対称な形状であってもよい。さらに、ポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbは、平面と曲面を組み合わせたものであっても良い。 In addition, when making inner peripheral surface 4Db of the circumferential direction part with pocket 4Da into the polygonal shape which has a some corner | angular part, the number of the corner | angular part is not specifically limited. Further, the shape may be asymmetric with respect to a straight line in the radial direction. Furthermore, the inner peripheral surface 4Db of the circumferential direction portion with the pocket 4Da may be a combination of a flat surface and a curved surface.
要するに、本発明は、材質や加工方法については問わず、ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径がポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きいという条件を満たす形状の保持器に適用できるものである。
以上説明したように、食品製造装置用軸受において、この軸受に組み込まれる前記保持器は、ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたことにより、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、シールが接触形、非接触形のいずれの場合にも、グリースの漏洩を防止できる。すなわち非接触形のシールを適用することが可能となり、低トルク化を図ることが可能となる。また、シールリップの緊迫力を強くする必要がないため、トルクが増大しない。ポケットのある円周方向部分の内径面が、軸方向から見て凹曲線となる曲面形状、および複数の角部を有する多角形状のいずれの場合でも、上記の各作用が得られる。
In short, regardless of the material and processing method of the present invention, the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pocket is larger than the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion between the pockets. It can be applied to a cage having a shape that satisfies the condition of large.
As described above, in the food manufacturing apparatus bearing, the cage incorporated in the bearing has a radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pocket, and an inner diameter of the circumferential portion between the pockets. By making it larger than the radius from the center of the cage, it becomes difficult for grease to adhere to the inner ring shoulder and the inner ring seal groove. This appears particularly when the outer ring rotates. Thereby, leakage of grease can be prevented regardless of whether the seal is a contact type or a non-contact type. That is, it is possible to apply a non-contact type seal, and it is possible to reduce the torque. Further, since it is not necessary to increase the tightening force of the seal lip, the torque does not increase. Each of the above-described actions can be obtained in any case where the inner diameter surface of the circumferential portion having the pocket is a curved surface having a concave curve when viewed from the axial direction, or a polygonal shape having a plurality of corners.
ここで、図29は、この発明の一実施形態にかかる軸受を食品製造装置に設けた状態を概略表す図であり、図29(A)は軸受を食品製造装置の回転部に設けた断面図、図29(B)は軸受を食品製造装置の搬送系に設けた断面図である。図29(A)に示すように、この食品製造装置には、同装置の回転シャフトShに、例えば、2個の軸受が嵌合され、この回転シャフトShを回転駆動させるためのギヤ列Grが設けられている。このギヤ列Grに図示外の駆動源が動力伝達可能に設けられている。例えば、この回転部SRのギヤ列Gr等に塗布される油が、下方の軸受内部に侵入すると、この軸受内のグリースのちょう度が上がるが、前述の保持器を用いることで、グリース漏れは発生しない。 Here, FIG. 29 is a diagram schematically illustrating a state in which the bearing according to one embodiment of the present invention is provided in the food production apparatus, and FIG. 29A is a cross-sectional view in which the bearing is provided in the rotating portion of the food production apparatus. FIG. 29B is a cross-sectional view in which the bearing is provided in the transport system of the food manufacturing apparatus. As shown in FIG. 29 (A), in this food production apparatus, for example, two bearings are fitted on the rotation shaft Sh of the apparatus, and a gear train Gr for rotating the rotation shaft Sh is provided. Is provided. A drive source (not shown) is provided in the gear train Gr so as to transmit power. For example, if oil applied to the gear train Gr of the rotating portion SR enters the inside of the lower bearing, the consistency of the grease in the bearing increases. However, by using the above-mentioned cage, grease leakage is reduced. Does not occur.
また、図29(B)に示すように、この食品製造装置には、同装置の食品搬送用の搬送部HBの軸方向一端部および他端部に一対の軸受が嵌合され、この搬送部HBは、搬送テーブルHTb上を移動可能に構成されている。この搬送部HBに例えば食品用の油等がかかり、軸受内部に侵入すると、この軸受内のグリースのちょう度が上がるが、前述の保持器を用いることで、グリース漏れは発生しない。また、この搬送部HBに設けられる軸受は特に外輪回転型であるので、内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。 As shown in FIG. 29 (B), in this food production apparatus, a pair of bearings are fitted to one end and the other end of the conveying section HB for conveying the food of the apparatus, and this conveying section. The HB is configured to be movable on the transport table HTb. When, for example, food-grade oil or the like is applied to the transport unit HB and enters the inside of the bearing, the consistency of the grease in the bearing is increased. However, grease leakage does not occur by using the above-described cage. Further, since the bearing provided in the transport unit HB is an outer ring rotating type, it is difficult for grease to adhere to the inner ring seal groove.
1…内輪
2…外輪
3…玉
4,4A,4B…保持器
4Ba…ポケット
5…シール部材
50…ポケット
50A…球殻状板部
51…保持器半体
51A…平板部
54,54A,54B…凹み部
O…保持器中心軸
OVB…リング中心
PCD…玉配列ピッチ円
Ri,Rp…半径
t0,t1…板厚
V,VA…仮想円筒
VB…仮想リング
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状の保持器であって、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けることを特徴とする食品製造装置用軸受。 In a bearing for a food manufacturing apparatus having a seal that holds a plurality of balls interposed between inner and outer rings by a cage and is attached to the outer ring and seals the bearing space.
The cage has pockets for holding a plurality of balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and the inner surface of each pocket is closer to the inner diameter side opening edge of the cage than the ball arrangement pitch circle. A ring-shaped cage having a concave curved surface having a small diameter according to the food, wherein a concave portion extending from the opening edge on the inner diameter side of the cage to the outer diameter side of the cage is provided on the inner surface of each pocket. Bearing for manufacturing equipment.
前記保持器は、この軸受の玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有するリング状の保持器であって、2個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であり、前記球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたことを特徴とする食品製造装置用軸受。 In a bearing for a food manufacturing apparatus having a seal that holds a plurality of balls interposed between inner and outer rings by a cage and is attached to the outer ring and seals the bearing space.
The cage is a ring-shaped cage having pockets for holding balls of the bearings at a plurality of locations in the circumferential direction, and two annular half-body cages are faced and overlapped in the axial direction. Each of these cage halves has a shape in which a spherical shell plate portion whose inner surface forms half of each pocket and a flat plate portion that is a portion between adjacent pockets are alternately arranged in the circumferential direction. The plate thickness of the flat plate portion is the plate thickness of the portion located at the outer diameter surface portion of the shoulder height on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring in the inner diameter side portion of the ball arrangement pitch circle in the spherical shell plate portion. A bearing for food production equipment characterized by being made thinner than the thickness.
前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、前記ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたことを特徴とする食品製造装置用軸受。 In a bearing for a food manufacturing apparatus having a seal that holds a plurality of balls interposed between inner and outer rings by a cage and is attached to the outer ring and seals the bearing space.
The cage has pockets for holding a plurality of balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pockets is set to the circumferential portion between the pockets. A bearing for a food production apparatus, wherein the inner diameter of the food is larger than the radius from the center of the cage.
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