JP2008298228A - 玉軸受用保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】使用の初期状態において、ポケットに収容される玉、および、玉と内外輪との摺動部を潤滑でき、内外輪の間に潤滑剤を封入する必要がなくて、内外輪の外部の環境を汚染しにくい玉軸受用保持器を提供すること。
【解決手段】環状第１板部材１０の接合部２１と環状第２板部材１１の接合部３１との間に位置していると共に、潤滑油が含浸されている多孔質部材１４を備える。多孔質部材１４は、環状第１板部材１０の接合部２１と環状第２板部材１１の接合部３１とによって軸方向に締め付けられ、弾性変形している。多孔質部材１４は、ポケット３５に収容される玉３に接触可能にポケット３５内に突出する突出部７０を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、玉軸受用保持器に関し、特に、半導体製造装置等のクリーンな環境で駆動される必要がある装置に設置されている玉軸受に使用されれば好適な玉軸受用保持器に関する。

従来、玉軸受用保持器としては、特開２０００−２６６０６１号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

この玉軸受用保持器は、周方向に隣接するポケットの間に、軸方向の一方の側に開口する凹部を設け、この凹部に、潤滑剤と多孔質材料とを一体に複合化してなる潤滑性樹脂複合物を配設している。

上記玉軸受用保持器が配置されている外輪と内輪との間には、使用の初期状態において、内外輪および玉を潤滑するための潤滑油が封入されている。

ここで、初期状態において、内外輪および玉を潤滑するための潤滑油の封入量が多いときには、発塵としての油敵が、玉軸受から軸受外の環境に飛散して、軸受外の環境を汚染する。このため、この玉軸受用保持器が配置されている玉軸受を、クリーンな環境で駆動することが要求される半導体製造装置に搭載した場合、製品である半導体の歩留まり率が悪化する。

一方、初期状態において、内外輪および玉を潤滑するための潤滑油の封入量が少ないときには、内外輪の軌道面等の軌道輪と玉との摺動部の油膜切れが発生して、上記軌道面等の上記摺動部が焼付くことがある。

したがって、初期状態において、内外輪および玉を潤滑するための潤滑油の封入量の調整および管理が非常に難しい。
特開２０００−２６６０６１号公報

そこで、本発明の課題は、使用の初期状態において、ポケットに収容される玉、および、玉と内外輪との摺動部を潤滑でき、内外輪の間に潤滑剤を封入する必要がなくて、内外輪の外部の環境を汚染しにくい玉軸受用保持器を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の玉軸受用保持器は、
ポケットを形成するための玉案内部と、径方向の外方から見たとき略直線状の接合部とが、周方向に交互に複数回繰り返えす略波型の環状第１板部材と、
ポケットを形成するための玉案内部と、径方向の外方から見たとき略直線状の接合部とが、周方向に交互に複数回繰り返えす略波型の環状第２板部材と、
上記環状第１板部材の上記接合部と上記環状第２板部材の上記接合部との間に位置していると共に、潤滑剤が含浸されている多孔質部材と
を備え、
上記多孔質部材は、上記環状第１板部材の上記接合部と上記環状第２板部材の上記接合部とで挟まれて上記環状第１板部材の軸方向に圧縮されることによって弾性変形していて、上記ポケットに収容される玉に接触可能に上記ポケット内に突出する突出部を有していることを特徴としている。

本発明によれば、上記環状第１板部材の上記接合部と上記環状第２板部材の上記接合部との間に位置していると共に、潤滑剤が含浸されている多孔質部材を備え、かつ、この多孔質部材は、上記環状第１板部材の上記接合部と上記環状第２板部材の上記接合部とで圧縮されて弾性変形していて、ポケットに収容される玉に接触可能にポケット内に突出する突出部を有しているから、上記突出部の表面から上記潤滑剤が常時しみだし、運転の初期状態においても、上記突出部から上記玉に潤滑剤を供給することができる。したがって、運転の初期状態においても、ポケット内の玉を確実に潤滑することができ、更に、玉を介して、軌道輪における上記玉との摺接部に潤滑剤を供給できる。したがって、使用の初期状態において玉と内外輪との摺動部を潤滑できる。

また、本発明によれば、使用の初期状態においても、玉、軌道輪を問題なく潤滑できるから、使用の初期状態において、軌道輪と玉との摺動部を潤滑するための潤滑剤を、外輪と内輪との間に封入する必要がない。したがって、この玉軸受用保持器を有する玉軸受から潤滑剤成分が外部に飛散されることを抑制できて、外部環境の汚染を抑制できる。

また、本発明によれば、微量の潤滑剤を長期に亘って上記突出部から上記玉に常時供給することができる。したがって、上記摺動部に潤滑剤切れが起こることを長期に亘って抑制することができる。

また、一実施形態では、
上記環状第１板部材の上記接合部は、略上記軸方向に延在する貫通穴を有していると共に、上記第２部材の上記接合部は、略上記軸方向に延在する貫通穴を有し、
上記多孔質部材は、上記環状第１板部材の上記貫通穴と上記環状第２板部材の上記貫通穴とに連通する貫通穴を有し、
上記環状第１板部材の上記貫通穴、上記多孔質部材の上記貫通穴および上記環状第２板部材の上記貫通穴に挿通された軸部を有して、上記環状第１板部材の上記接合部と上記環状第２板部材の上記接合部とを締結する締結部材を備える。

上記実施形態によれば、上記多孔質部材を、上記締結部材の上記軸部に拘束することができて、上記多孔質部材を、所定位置に正確に位置決めすることができる。

本発明の玉軸受用保持器によれば、環状第１板部材の接合部と環状第２板部材の接合部との間に位置していると共に、潤滑剤が含浸されている多孔質部材を備え、かつ、この多孔質部材は、上記環状第１板部材の上記接合部と上記環状第２板部材の上記接合部とで圧縮されて弾性変形していて、ポケットに収容される玉に接触可能にポケット内に突出する突出部を有しているから、運転の初期状態においても、上記突出部から上記玉に潤滑剤を供給することができて、ポケット内の玉を確実に潤滑することができ、更に、玉を介して、軌道輪における上記玉との摺接部に潤滑剤を供給できる。

また、本発明の玉軸受用保持器によれば、使用の初期状態においても、玉、軌道輪を問題なく潤滑できるから、使用の初期状態において、外輪と内輪との間に潤滑剤を封入する必要がなくて、この玉軸受用保持器を有する玉軸受から油敵が外部に飛散されることを抑制でき、外部環境の汚染を抑制できる。

また、本発明の玉軸受用保持器によれば、微量の潤滑剤を長期に亘って上記突出部から上記玉に常時供給することができて、上記摺動部に潤滑剤切れが起こることを長期に亘って抑制することができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の玉軸受用保持器を備えた玉軸受の軸方向の断面図である。

この玉軸受は、クリーンな環境に設置されている半導体製造装置の回転軸を回動自在に支持している。

この玉軸受は、外輪１と、内輪２と、複数の玉３と、二つのシールド板４と、本発明の一実施形態の保持器５とを備える。

上記外輪１は、その外輪１の内周面に、軌道溝と、二つのシールド板取付溝とを有している。一方のシールド板取付溝は、環状溝であって、外輪１の内周面の軸方向の一端部に形成される一方、他方のシールド板取付溝は、環状溝であって、外輪１の内周面の軸方向の他端部に形成されている。上記軌道溝は、二つの上記シールド板取付溝の間に配置されている。

上記内輪２は、外輪１の軌道溝に径方向に対向する位置に軌道溝を有している。また、上記複数の玉３は、外輪１の軌道溝と、内輪２の軌道溝との間に、保持器５によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記シールド板４は、金属材料または樹脂材料からなっている。上記シールド板４は、玉３の軸方向の両側に配置されている。上記シールド板４は、外輪１と内輪２との間の開口の大部分を塞ぐように配置されている。上記シールド板４の径方向外方の一端部は、シールド板取付溝に嵌入固定されている一方、シールド板４の径方向の内方の他端部は、内輪２の外周面に径方向に隙間を介して非接触に対向している。

上記シールド板４の上記他端部は、内輪２の外周面に対してラビリンスシールを構成している。すなわち、上記シールド板４の上記他端部の径方向の内方の端面と、内輪２の外周面との間には、隙間が形成されている。この隙間は、玉軸受内の異物が通過することを防止できる位小さい径方向の寸法を有すると共に、玉軸受内の異物が通過することを防止できる位大きな軸方向の寸法を有している。

図２は、中心軸が上記保持器５の中心軸と略一致していると共に玉軸受のピッチサークル円を含む円筒面で、製造途中の保持器５の一部を切断したときの、保持器５の一部の模式断面図である。尚、図２においては、以下に説明するリベット１５は、カシメる前の状態になっている。

上記保持器５は、環状第１板部材１０と、環状第２板部材１１と、多孔質部材１４と、締結部材と一例としての金属製のリベット１５とを備える。

上記環状第１板部材１０は、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）等の金属製の環状の板材である。上記環状第１板部材１０は、略波型の形状を有している。上記環状第１板部材１０は、複数の湾曲部２０と、複数の接合部２１とからなる。

上記湾曲部２０は、ポケット３５を形成するための玉案内部であり、略円弧状に湾曲している。図２に示すように、上記湾曲部２０は、玉３を収容するポケット３５の中心に対して軸方向の一方の側に位置している。上記湾曲部２０の環状第２板部材１１側の表面は、ポケット３５におけるポケット３５の中心に対して軸方向の一方の側に位置する部分になっている。上記湾曲部２０は、軸方向において玉３の半分の部分に相当する半球を案内している。上記接合部２１は、湾曲部２０の周方向の端につながっている。上記接合部２１は、径方向の外方から見たとき、略直線状の形状を有している。上記接合部２１は、略軸方向に貫通する貫通穴２７を有している。湾曲部２０と、接合部２１とは、周方向に交互に配置されている。

上記環状第２板部材１１は、ＳＰＣＣ等の金属製の環状の板材である。上記環状第２板部材１１は、略波型の形状を有している。上記環状第２板部材１１は、複数の湾曲部３０と、複数の接合部３１とからなる。

上記湾曲部３０は、ポケット３５を形成するための玉案内部であり、略円弧状に湾曲している。図２に示すように、上記湾曲部３０は、ポケット３５の中心に対して軸方向の他方の側に位置している。上記湾曲部３０の環状第１板部材１０側の表面は、ポケット３５におけるポケット３５の中心に対して軸方向の他方の側に位置する部分になっている。上記湾曲部３０は、軸方向において玉３の半分の部分に相当する半球を案内している。上記接合部３１は、湾曲部３０の周方向の端につながっている。上記接合部３１は、径方向の外方から見たとき、略直線状の形状を有している。上記接合部３１は、略軸方向に貫通する貫通穴３７を有している。湾曲部３０と、接合部３１とは、周方向に交互に配置されている。

上記環状第２板部材１１の湾曲部３０は、環状第１板部材１０の湾曲部２０と軸方向に対向している一方、環状第２板部材１１の接合部３１は、環状第１板部材１０の接合部２１と軸方向に対向している。上記環状第１板部材３０および環状第２板部材３１は、プレス成型によって形成されている。

上記ポケット３５は、環状第１板部材１０の湾曲部２０における環状第２板部材１１側の表面と、環状第２板部材１１の湾曲部３０における環状第１板部材１０側の表面とで構成されている。

上記多孔質部材１４は、筒状の部材であり、貫通穴３４を有している。上記多孔質部材１４の貫通穴３４は、環状第２板部材１１の貫通穴３７と略等しい内径を有している。上記多孔質部材１４は、弾性変形が可能であって、潤滑剤（潤滑油やグリース等）が浸透する性質を有する材質からなる。例えば、上記多孔質部材１４は、フェルトや、硬質のスポンジ等からなる。多孔質部材１４には、潤滑剤の一例としての潤滑油が含浸させられている。上記多孔質部材１４は、軸方向において、環状第１板部材１０と環状第２板部材１１との間に位置している。

上記リベット１５は、頭部４０と、軸部４１とからなり、軸部４１は、大径軸部４４と小径軸部４５とからなる。

上記大径軸部４４は、頭部４０に軸方向に連なる一方、小径軸部４５は、大径軸部４４の頭部側とは反対側の端に段部３３を介して連なっている。上記小径軸部４５の直径は、大径軸部４４よりも小さくなっている。

上記大径軸部４４の外径は、環状第２板部材１１の貫通穴３７の内径よりも若干小さく設定されている一方、小径軸部４５の外径は、環状第１板部材１０の貫通穴２７の内径よりも若干小さく設定されている。

上記環状第２板部材１１の貫通穴３７の環状第１板部材１０側の開口は、多孔質部材１４の貫通穴３４の一方の開口に軸方向に略重なっている一方、環状第１板部材１０の貫通穴２７の環状第２板部材１１側の開口は、多孔質部材１４の貫通穴３４の他方の開口に軸方向に略重なっている。

上記軸部４１は、環状第２板部材１１の貫通穴３７、多孔質部材１４の貫通穴３４、環状第１板部材１０の貫通穴２７を通過している。大径軸部４４は、環状第２板部材１１の貫通穴３７を通過している一方、小径軸部４５は、環状第１板部材１０の貫通穴１４を通過している。上記頭部４０の座面は、環状第２板部材１１の接合部３１の環状第１板部材１０側とは反対側の表面に当接している。

図３は、完成された状態の保持器５の一部と、保持器５のポケット３５に収容された玉３とを示す図２に対応する図である。

図２に示す状態において、詳しくは、頭部４０の座面が、環状第２板部材１１の接合部３１の環状第１板部材１０側とは反対側の表面に当接すると共に、軸部４１が、三つの貫通穴３７,３４,２７を貫通し、かつ、小径軸部４５が、環状第１板部材１０の貫通穴２７を通過している状態において、環状第１板部材１０がリベット１５の段部３３に当接するまで、多孔質部材１４を軸方向に圧縮しながら、環状第１板部材１０を環状第２板部材１１に近づける。

この状態で、上記リベット１５の小径軸部４５を、手ヅチまたはリベット打ち機で打って、環状第１板部材１０と環状第２板部材１１とを接合して、図３に示す保持器（所謂波形保持器）を完成する。

図３に示すように、多孔質部材１４は、環状第１板部材１０と環状第２板部材１１とによって軸方向に圧縮された際、周方向の長さが長くなるように弾性変形し、多孔質部材１４の周方向の両端部は、ポケット３５内に突出した状態になっている。多孔質部材１４のポケット３５内に突出している部分は、ポケット３５に収容される玉３に接触可能になっている。多孔質部材１４のポケット３５内に突出している部分は、突出部７０を構成している。

上記実施形態の玉軸受用保持器によれば、環状第１板部材１０の接合部２１と環状第２板部材１１の接合部３１との間に位置していると共に、潤滑剤が含浸されている多孔質部材１４を備え、かつ、この多孔質部材１４は、環状第１板部材１０の接合部２１と環状第２板部材１１の接合部３１とで圧縮されて弾性変形していて、ポケット３５に収容される玉３に接触可能にポケット３５内に突出する突出部７０を有しているから、突出部７０の表面から潤滑剤としての潤滑油が常時しみだし、この保持器５を有する玉軸受の運転の初期状態においても、突出部７０から玉３に潤滑油を供給することができる。したがって、運転の初期状態においても、ポケット３５内の玉３を確実に潤滑することができ、更に、玉３を介して、軌道輪１,２と玉３との摺接部に潤滑油を供給できる。したがって、使用の初期状態において玉３と内外輪１,２との摺動部を潤滑できる。

また、上記実施形態の玉軸受用保持器によれば、使用の初期状態においても、玉３、軌道輪１,２を問題なく潤滑できるから、使用の初期状態において、軌道輪１,２と玉３との摺動部を潤滑するための潤滑剤を、外輪１と内輪２との間に封入する必要がない。したがって、この玉軸受用保持器を有する玉軸受から潤滑油が外部に飛散されることを抑制できて、外部環境の汚染を抑制できる。

また、上記実施形態の玉軸受用保持器によれば、微量の潤滑剤を長期に亘って突出部７０から玉３に常時供給することができる。したがって、軌道輪１,２と玉３との摺動部に潤滑剤切れが起こることを長期に亘って抑制することができる。

また、上記実施形態の玉軸受用保持器によれば、上記多孔質部材１４が、締結部材であるリベット１５の軸部４１に拘束されているから、多孔質部材１４を、所定位置に正確に位置決めできる。

尚、多孔質部材１４の材質としては、連続気泡の多孔質発砲樹脂材料や、多孔質焼結樹脂や、各種フェルト等を使用できる。

ここで、連続気泡の多孔質発砲樹脂材料としては、例えば、熱可塑性エラストマー（ｔｐｅ）、ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、一般汎用樹脂、ポリエチレン（ｐｅ）、ポリプロピレン（ｐｐ）、エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ｅｖａ）、ポリスチレン（ｐｓ）、ａｂｓ、エンジニアリングプラスチックス、ポリアセタール（ｐｏｍ）、ポリブチレンテレフタレート（ｐｂｔ）、または、ナイロン等がある。

また、多孔質焼結樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニール共重合体、４フッ素エチレン重合体、または、ポリテトラフルオロエチレン等がある。

また、各種フェルトとしては、例えば、ナイロンフ、ポリテトラフルオロエチレン、または、ポリエステル等がある。

また、上記実施形態の玉軸受用保持器では、環状第１板部材１０と環状第２板部材１１とは、リベット１５によって接合されたが、この発明では、環状第１板部材と環状第２板部材とは、ボルトとナットとを用いて締結されても良い。また、環状第１板部材と環状第２板部材とは、環状第１板部材の接合部と環状第２板部材の接合部とを取り囲む輪状の締結部材によって締結されても良い。

また、上記実施形態の玉軸受用保持器では、環状第１板部材１０および環状第２板部材１１の夫々において、玉案内部は、略円弧状（半円状）に湾曲していたが、この発明では、環状第１板部材および環状第２板部材の夫々において、玉案内部は、多角形の一部からなる形状や、楕円の一部からなる形状等、ポケットを構成できる形状であれば如何なる形状であっても良い。

本発明の一実施形態の玉軸受用保持器を備えた玉軸受の軸方向の断面図である。 中心軸が保持器の中心軸と略一致していると共に玉軸受のピッチサークル円を含む円筒面で、製造途中の上記実施形態の保持器の一部を切断したときの、上記保持器の一部の模式断面図である。 完成された状態の保持器の一部と、保持器のポケットに収容された玉とを示す図２に対応する図である。

符号の説明

１ 外輪
２ 内輪
３ 玉
５ 保持器
１０ 環状第１板部材
１１ 環状第２板部材
１４ 多孔質部材
１５ リベット
２０,３０ 湾曲部
２１,３１ 接合部
２７,３４,３７ 貫通穴
７０ 突出部

Claims (2)

1. ポケットを形成するための玉案内部と、径方向の外方から見たとき略直線状の接合部とを、周方向に交互に複数回繰り返えす略波型の環状第１板部材と、
   ポケットを形成するための玉案内部と、径方向の外方から見たとき略直線状の接合部とを、周方向に交互に複数回繰り返えす略波型の環状第２板部材と、
   上記環状第１板部材の上記接合部と上記環状第２板部材の上記接合部との間に位置していると共に、潤滑剤が含浸されている多孔質部材と
   を備え、
   上記多孔質部材は、上記環状第１板部材の上記接合部と上記環状第２板部材の上記接合部とで挟まれて上記環状第１板部材の軸方向に圧縮されることによって弾性変形していて、上記ポケットに収容される玉に接触可能に上記ポケット内に突出する突出部を有していることを特徴とする玉軸受用保持器。
2. 請求項１に記載の玉軸受用保持器において、
   上記環状第１板部材の上記接合部は、略上記軸方向に延在する貫通穴を有していると共に、上記第２部材の上記接合部は、略上記軸方向に延在する貫通穴を有し、
   上記多孔質部材は、上記環状第１板部材の上記貫通穴と上記環状第２板部材の上記貫通穴とに連通する貫通穴を有し、
   上記環状第１板部材の上記貫通穴、上記多孔質部材の上記貫通穴および上記環状第２板部材の上記貫通穴に挿通された軸部を有して、上記環状第１板部材の上記接合部と上記環状第２板部材の上記接合部とを締結する締結部材を備えていることを特徴とする玉軸受用保持器。

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