JP2009041684A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軌道面と転動体の転動面とをできるだけ滑らかにした場合に、保持器のポケットと玉との間で潤滑剤を充分に保持することができ、転動体と軌道面との摩耗を抑制して長寿命化を図ることのできる転がり軸受を提供する。
【解決手段】この転がり軸受２０は、外輪軌道面を有する外輪と、内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に配置される転動体２４と、転動体をポケット内で転動自在に保持する保持器１０と、を備え、軌道面及び転動体の転動面を滑らかな平滑面にし、保持器のポケット１８を球状凹面部１１，１３と円筒状凹面部１２とから構成することで球状凹面部と円筒状凹面部との境界近傍に潤滑剤溜まり部Ａ，Ｂを形成したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、外輪軌道面と内輪軌道面との間に配置される転動体を保持器のポケット内で転動自在に保持するように構成した転がり軸受に関する。

従来の転がり軸受の要部を図３の要部縦断面図に概略的に示し、図４に保持器のポケットと転動体である玉とを図３の方向Ｘからみた図を示す。図３，図４のように、従来の転がり軸受は、転動体としての複数の玉５が内輪２の内輪軌道面１と外輪４の外輪軌道面３との間に配置され、全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所に設けられたポケット１８内で複数の玉５を転動自在に保持する保持器６を有する。図５に図３，図４の保持器６の斜視図を示す。

図５に示すように、保持器６は、円環状の冠型に構成されており、樹脂から射出成形により製造され、従来の金属からプレス成形で製造された波型保持器の代わりに用いられるようになっている（下記特許文献１，２参照）。図５の冠型保持器６は、円環状の主部１７の円周方向の複数個所に玉５（図３，図４）を転動自在に保持するように設けられたポケット１８と、ポケット１８の両側に設けられた弾性変形可能な爪状の一対の弾性片（爪状部）１６ａ、１６ｂと、を複数組有する。各ポケット１８は、一対の弾性片１６ａと１６ｂとの間から主部１７に向けて凹状の球面状に形成された凹面部１９から構成される。各ポケット１８の図の上部には一対の弾性片１６ａ、１６ｂ間に開口部Ｔが形成される。

図５の冠型保持器６を用いて図３のような転がり軸受を組み立てる場合、玉５を、ポケット１８の一対の弾性片１６ａ、１６ｂの先端縁同士の間隔を弾性的に押し広げて弾性片１６ａ、１６ｂの間の開口部Ｔから押し込むようにして挿入する。このように、冠型保持器６は各ポケット１８内に各玉５を抱き込むことで、玉５を内輪軌道面１と外輪軌道面３との間（図３）で転動自在に保持する。

図４のように、保持器６の各ポケット１８の凹面部１９は、ほぼ単一の球面形状であり、ポケット１８内における玉５（破線で示す）の中心Ｏを中心とする半径Ｒの球状凹面となっている。
特許第３７４４６６３号公報 特許第３０３５７６６号公報

図３のような転がり軸受では、軌道面１，３及び転動体である玉５の各転がり接触面はできるだけ滑らかに加工して軸受の音響性能の向上を図っているが、軌道面の表面粗さと転動体（玉）の転動面の表面粗さとの比率によっては、軌道面と転動体の転動面との間で金属接触が発生し易くなってしまう。この場合、図３の転がり軸受は軸受内部に潤滑剤が充填されて使用され、この使用中に図３〜図５の保持器６の各ポケット１８と玉５との間に潤滑剤が供給される。しかし、図４のようにポケット１８の凹面部１９はほぼ単一の球面形状であるため、保持器６と玉５との間に潤滑剤を保持する場所がなく、軌道面と転動体との転がり接触面で潤滑剤の供給不足が起こり易くなってしまい、転動体と軌道面との摩耗によって寿命が短くなる傾向があった。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、軌道面と転動体の転動面とをできるだけ滑らかにした場合に、保持器のポケットと玉との間で潤滑剤を充分に保持することができ、転動体と軌道面との摩耗を抑制して長寿命化を図ることのできる転がり軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による転がり軸受は、外輪軌道面を有する外輪と、内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に配置される転動体と、前記転動体をポケット内で転動自在に保持する保持器と、を備え、前記軌道面及び前記転動体の転動面を滑らかな平滑面にした転がり軸受であって、前記保持器のポケットを球状凹面部と円筒状凹面部とから構成することで前記球状凹面部と前記円筒状凹面部との境界近傍に潤滑剤溜まり部を形成したことを特徴とする。

この転がり軸受によれば、ポケットにおいて球状凹面部と円筒状凹面部との境界近傍に形成された潤滑剤溜まり部により潤滑剤を保持可能な容積を大きくできるので、ポケットと転動体との間に多くの潤滑剤を供給でき保持できる。このため、軸受の音響レベルの向上等のために軌道面と転動体の転動面とをできるだけ滑らかにした場合に保持器のポケットと転動体との間で潤滑剤を充分に保持することができるので、転動体と軌道面との間に潤滑剤を供給することができ、転動体と軌道面との摩耗を抑制することができ、軸受の長寿命化を実現できる。これにより、転がり軸受において音響レベルの向上及び長寿命化の両方を達成できる。

上記転がり軸受において前記ポケットの球状凹面部は、球状に形成された第１球状凹面部と、前記第１球状凹面部から離れ対置に球状に形成された第２球状凹面部と、を有し、前記円筒状凹面部が前記第１球状凹面部と前記第２球状凹面部との間に形成され、前記潤滑剤溜まり部が前記第１球状凹面部と前記円筒状凹面部との間及び前記円筒状凹面部と前記第２球状凹面部との間にそれぞれ形成されるようにすることが好ましい。潤滑剤溜まり部が複数箇所に形成されるので、潤滑剤保持可能な容積を大きく確保できる

また、前記第１球状凹面部及び前記第２球状凹面部は、前記ポケット内の転動体の中心からずれた位置を中心とする、前記転動体の半径よりも大きい半径をそれぞれ有するように構成することが好ましい。また、前記第１球状凹面部及び前記第２球状凹面部は、前記ポケット内の転動体の中心を略中心とする、前記転動体の半径よりも大きい半径をそれぞれ有するように構成してもよい。

また、前記円筒状凹面部は前記ポケット内の転動体が転動する転動中心軸を中心として円筒状に形成されることが好ましい。

また、前記軌道面の表面粗さが平均粗さ（Ｒａ）で０．０１５μｍ以下であり、前記転動体の転動面の表面粗さ（Ｒａ）が平均粗さで０．０１５μｍ以下であることが好ましい。これにより、転がり軸受の音響性能を向上できる。

本発明の転がり軸受によれば、軌道面と転動体の転動面とをできるだけ滑らかにした場合に保持器のポケットと転動体との間で潤滑剤を充分に保持することができ、転動体と軌道面との摩耗を抑制して長寿命化を実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態による転がり軸受の要部を概略的に示す要部縦断面図である。図２は図１の保持器のポケットの要部を示す図４と同様の平面図である。

図１に示すように、本実施の形態の転がり軸受２０は、外周面に内輪軌道面２１ａを有する内輪２１と、内周面に外輪軌道面２２ａを有する外輪２２と、外輪２２と内輪２１との間に配置された転動体である複数の玉２４と、複数の玉２４を均等位置に転動自在に保持するための保持器１０と、を備える。

内輪２１の軌道面２１ａ及び外輪２２の軌道面２２ａは、それらの表面粗さが平均粗さ（Ｒａ）で０．０１５μｍ以下になるように加工されている。また、転動体である玉２４の転動面（表面）は、その表面粗さ（Ｒａ）が平均粗さで０．０１５μｍ以下になるように加工されている。このように、各軌道面２１ａ，２２ａ及び玉２４の転動面が滑らかな平滑面になっていることで、転がり軸受の音響性能を向上できる。

転がり軸受２０は、内輪回転の場合のシール付に構成され、回転軸の両側にシール部材３０，３３を備える。シール部材３０は、外周に鈎部を有するリング状の芯金３１と、その外側に合成ゴムを一体に加硫成形してなる弾性体３２と、から構成され、その機能上から、芯金３１の鈎部以外とその外側の弾性体３２とからなる円環状の主部３４と、芯金３１の鈎部とその外側の弾性体とからなり外輪２２内周面の止め溝２５に係止される加締部３５と、芯金３１の内周側の弾性体からなり内輪２１の外周面の受け溝２６に接触されるリップ部３６と、に分けられる。

シール部材３０は、リップ部３６を内輪２１の外周面の受け溝２６に接触させた状態で、加締部３５を弾性変形させながら外輪２２の内周面の止め溝２５に押し込むことによって、軸受２０の外輪２２と内輪２１との間に配設される。シール部材３３もシール部材３０と同じ構造であり、同様に外輪２２と内輪２１との間に配設される。このようなシール部材３０，３３の一般的な材料は、芯金としてはＳＰＣＣやＳＥＣＣなどの鋼板が使用され、リップ等を形成する弾性体としてはニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムが使用される。なお、シール部材３０，３３は、図１のような接触ゴムシールタイプに限らず、非接触ゴムシール、非接触鋼板などのタイプであってもよい。

図１，図２に示す保持器１０は、全体が図５と同様に円環状に形成され、複数の玉２４を保持する複数のポケット１８が円周方向に等間隔で並んで形成されているが、図５と同様の構成部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。

図２のように、保持器１０のポケット１８の凹面部２９は、開口部Ｔと対向する底面側に設けられ、玉２４の中心Ｏから転動中心軸ｖ上でずれた中心Ｏ１を中心とした半径Ｒ１（Ｒ１＞ｒ（ｒ：玉２４の半径））を有する第１球状凹面部１１と、図２の右側で開口部Ｔの両側に設けられ、玉２４の中心Ｏから転動中心軸ｖ上でずれた中心Ｏ２を中心とした半径Ｒ２（Ｒ２＞ｒ）を有する第２球状凹面部１３，１３と、第１球状凹面部１１と第１球状凹面部１３，１３との中間部分に円筒状にそれぞれ形成された円筒状凹面部１２，１２と、を備える。円筒状凹面部１２，１２は、転動中心軸ｖを中心軸とする円筒状に形成されている。なお、保持器１０は、樹脂により射出成形により製造できる。

図２のように、ポケット１８の凹面部２９において、第１球状凹面部１１と円筒状凹面部１２，１２との間の境界領域、及び、第２球状凹面部１３，１３と円筒状凹面部１２，１２との間の境界領域は、それぞれ、図の破線のように玉２４が組み込まれて位置したとき、玉２４に対し隙間が形成される。このため、第１球状凹面部１１と円筒状凹面部１２，１２との間に第１潤滑剤溜まり部Ａが形成され、第２球状凹面部１３，１３と円筒状凹面部１２，１２との間に第２潤滑剤溜まり部Ｂが形成される。

上述のように、ポケット１８を２つの球状凹面と円筒状凹面との複合形状から構成することで複数の潤滑剤溜まり部Ａ，Ｂを形成することができ、潤滑剤溜まり部Ａ，Ｂに潤滑剤を溜めて保持できる。複数の潤滑剤溜まり部Ａ，Ｂにより、保持器１０は、ポケット１８において図４のような単一の球状凹面からなる凹面部１９と比べて潤滑剤を保持可能な容積を大きくできので、保持器１０のポケット１８と玉２４との間に多くの潤滑剤を供給でき保持できる。

したがって、転動体である玉２４の転動面と各軌道面２１ａ，２２ａとの間に充分に潤滑剤を供給でき、従来の潤滑剤不足を解消できるので、玉２４の転動面と各軌道面２１ａ，２２ａとの転がり接触面における摩耗を抑制することができ、軸受の長寿命化を実現できる。これにより、転がり軸受２０において音響レベルの向上及び長寿命化の両方を達成できる。

各軌道面と転動体であるための転動面との転がり接触面をできるだけ滑らかに加工して軸受の音響レベルの向上を図った転がり軸受では、軌道面の表面粗さと転動体の表面粗さとの比率によっては軌道面と転動体との間で金属接触が発生し易くなって、従来の保持器のポケットが図４のようにほぼ単一の球状凹面のみで構成されている場合、ポケットに潤滑剤を保持する部分がないため、軌道面と転動体との転がり接触面で潤滑剤の供給不足が起こり，転動体と軌道輪との摩耗によって寿命が短くなる傾向があったのに対し、本実施の形態のように、保持器１０のポケット１８を２つの球状凹面と、円筒状凹面とを組合せた複合面とすることで、ポケット１８の凹面部２９と転動体２４との間に潤滑剤溜まり部Ａ，Ｂを形成し、潤滑剤溜まり部Ａ，Ｂに潤滑剤を充分に保持することができる結果、転がり接触面への潤滑剤の供給不足を改善できるため、音響レベルの向上と長寿命化との両方を達成できる。

以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図２では第１球状凹面部１１と第２球状凹面部１３との半径の中心Ｏ１，Ｏ２はずれていたが、一致させてもよい。すなわち、例えば、図６のように、第１球状凹面部１１が玉５の中心Ｏを中心とする半径Ｒ３（Ｒ３＞ｒ）を有し、第２球状凹面部１３，１３が同じく中心Ｏを中心とする半径Ｒ４（Ｒ４＞ｒ）を有するように構成してもよい。

また、図１では転がり軸受の内輪２１を回転側としたが、外輪２２を回転側としてもよいことはもちろんであり、この場合は、内輪２１の内周面に止め溝を形成し、シール部材を嵌め込み等で取り付ける。また、転がり軸受は、図１のシール部材のないタイプであってもよいことはもちろんである。

本実施の形態による転がり軸受の要部を概略的に示す要部縦断面図である。 図１の保持器のポケットの要部を示す図４と同様の図である。 従来の転がり軸受の要部を概略的に示す要部縦断面図である。 図４の保持器のポケットの要部を図３の方向Ｘからみた図である。 図３，図４の保持器の全体を示す斜視図である。 図１の保持器のポケットの変形例を示す図２と同様の図である。

符号の説明

１０ 保持器
１１ 第１球状凹面部
１２ 円筒状凹面部
１３ 第２球状凹面部
１８ ポケット
２０ 転がり軸受
２１ 内輪
２１ａ 内輪軌道面
２２ 外輪
２２ａ 外輪軌道面
２４ 玉、転動体
２９ 凹面部
Ａ，Ｂ 潤滑剤溜まり部
ｖ 転動中心軸

Claims (6)

1. 外輪軌道面を有する外輪と、内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に配置される転動体と、前記転動体をポケット内で転動自在に保持する保持器と、を備え、前記軌道面及び前記転動体の転動面を滑らかな平滑面にした転がり軸受であって
   前記保持器のポケットを球状凹面部と円筒状凹面部とから構成することで前記球状凹面部と前記円筒状凹面部との境界近傍に潤滑剤溜まり部を形成したことを特徴とする転がり軸受。
2. 前記ポケットの球状凹面部は、球状に形成された第１球状凹面部と、前記第１球状凹面部から離れ対置に球状に形成された第２球状凹面部と、を有し、前記円筒状凹面部が前記第１球状凹面部と前記第２球状凹面部との間に形成され、
   前記潤滑剤溜まり部が前記第１球状凹面部と前記円筒状凹面部との間及び前記円筒状凹面部と前記第２球状凹面部との間にそれぞれ形成された請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記第１球状凹面部及び前記第２球状凹面部は、前記ポケット内の転動体の中心からずれた位置を中心とする、前記転動体の半径よりも大きい半径をそれぞれ有する請求項２に記載の転がり軸受。
4. 前記第１球状凹面部及び前記第２球状凹面部は、前記ポケット内の転動体の中心を略中心とする、前記転動体の半径よりも大きい半径をそれぞれ有する請求項２に記載の転がり軸受。
5. 前記円筒状凹面部は前記ポケット内の転動体が転動する転動中心軸を中心として円筒状に形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の転がり軸受。
6. 前記軌道面の表面粗さが平均粗さ（Ｒａ）で０．０１５μｍ以下であり、前記転動体の転動面の表面粗さ（Ｒａ）が平均粗さで０．０１５μｍ以下である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の転がり軸受。

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