JP2009052615A - 深溝玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】予圧を付与するための弾性体の摩耗を防止して、軸受一定の予圧を持続的に付与することができ、また、高速回転時の遠心力や熱膨張等による保持器の変形を防止し、保持器の均一な回転を確保して、振動や騒音を防止することができる深溝玉軸受を提供する。
【解決手段】深溝玉軸受１０は、軌道溝１１ａ，１２ａをそれぞれ有する一対の軌道輪１１，１２と、一対の軌道輪１１，１２の各軌道溝１１ａ，１２ａ間に転動可能に配設される複数の玉１３と、を備え、一対の軌道輪１１，１２の一方の軌道輪１１の軸方向端部に、一方の軌道輪１１を軸方向に押圧して予圧を付与するための弾性体２０が、他方の軌道輪１２に対して非接触状態で取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車のトランスミッションや産業機械等の回転部分に用いられる深溝玉軸受に関する。

一般に、深溝玉軸受は、軌道溝をそれぞれ有する外輪及び内輪と、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に転動可能に配設される複数の玉と、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持する保持器と、を備える。

保持器は、軽量化、低トルク化、高速化の要求から樹脂製の冠型保持器が多く用いられており、この冠型保持器は、円環状のリム部と、リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部と、柱部間に形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部と、ポケット部の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部と、を有する。そして、一対の爪部間の開口幅は玉の直径未満とされており、開口から玉を一対の爪部を弾性変形させつつポケット部に挿入することでポケット部に玉が保持される。

ところで、自動車のトランスミッション等の回転部分に用いられる深溝玉軸受においては、近年の高速化に伴い、軸受の剛性向上が必須となっている。軸受の剛性を向上させるには軸受に予圧を付与する方法があり、予圧方式として、軸受間に間座等を介装して予圧を付与する定位置予圧方式がある。

しかし、定位置予圧方式では、軸受を２列以上組み合せる必要があるため、幅方向のサイズが大きくなり、また、軸受の数も増加することになるため、コストや組み立て性の面で好ましくない。また、定位置予圧方式では、自動車のトランスミッション内の広範囲の温度変化において、軸受に対して一定の予圧を持続させることが困難となる。

そこで、自動車のトランスミッション内の広範囲の温度変化に対応するため、ばね等の弾性体を介して軸受に予圧を付与する定圧予圧方式があり、例えば、外輪の軸方向端部に弾性体の一端を取り付け、弾性体の他端を内輪の軸方向端部に摺動材を介して押圧接触させることで軸受に予圧を付与する深溝玉軸受が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、保持器については、軸受の高速回転時の遠心力や熱膨張等により変形して、一対の爪部間の開口幅が玉径以上に広がり、また、爪部が破損して保持器抜けが発生する虞れがあることから、外輪又は内輪の保持器のリム側に保持器抜け止め板を取り付ける深溝玉軸受が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−１７０６３５号公報 特開昭６３−９２８１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の深溝玉軸受では、弾性体を取り付けた外輪を固定側、弾性体を摺動材を介して接触させる内輪を回転側として用いることで、軸受に予圧が付与される構造としているため、摺動材が内輪に摺接して摩耗することになり、この摩耗により軸受に一定の予圧を持続的に付与することが困難となる。

また、上記特許文献２に記載の深溝玉軸受では、保持器抜け止め板により保持器抜けを回避することはできるものの、軸受の高速回転時の遠心力や熱膨張等による保持器の変形により、保持器の回転が不均一となり、振動や騒音が誘発される虞れがある。

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、予圧を付与するための弾性体の摩耗を防止して、軸受一定の予圧を持続的に付与することができ、また、高速回転時の遠心力や熱膨張等による保持器の変形を防止し、保持器の均一な回転を確保して、振動や騒音を防止す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、一対の軌道輪の各軌道溝間に転動可能に配設される複数の玉と、を備える深溝玉軸受であって、一対の軌道輪のいずれか一方の軌道輪の軸方向端部に、一方の軌道輪を軸方向に押圧して予圧を付与するための弾性体が、他方の軌道輪に対して非接触状態で取り付けられることを特徴とする深溝玉軸受。
（２） 円環状のリム部と、リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部と、柱部間に形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部と、を有する合成樹脂製の保持器を備え、ポケット部の開口部の幅が玉の直径以上であることを特徴とする（１）に記載の深溝玉軸受。
（３） 保持器は、リム部側に配置される弾性体によって軸方向の移動が規制されることを特徴とする（２）に記載の深溝玉軸受。

本発明の深溝玉軸受によれば、一対の軌道輪のいずれか一方の軌道輪の軸方向端部に、一方の軌道輪を軸方向に押圧して予圧を付与するための弾性体が、他方の軌道輪に対して非接触状態で取り付けられるため、弾性体を取り付けた一方の軌道輪を静止側、弾性体と非接触の他方の軌道輪を回転側として用いることで、静止側の軌道輪が弾性体により軸方向に押圧されて軸受に予圧が付与される。これにより、弾性体が回転側の軌道輪に摺動するのを防止することができるので、定圧予圧方式を採用して、広範囲に及ぶ温度変化の領域下で軸受に一定の予圧を持続的に付与することができる。

また、本発明の深溝玉軸受によれば、保持器のポケット部の開口部の幅を玉の直径以上とし、保持器のリム部側に弾性体を配置して保持器の軸方向の移動を規制するため、保持器の抜けを防止することができると共に、保持器の柱部の軸方向長さを従来よりも短くして高速回転時の遠心力や熱膨張等による保持器の変形を防止することができる。これにより、保持器の均一な回転を確保することができるので、軸受の振動や騒音を防止することができる。

以下、本発明に係る深溝玉軸受の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る深溝玉軸受の一実施形態を説明するための要部断面図、図２は図１に示す深溝玉軸受に組み込まれる冠型保持器を説明するための斜視図、図３は図２のＡ部拡大図、図４は本発明に係る深溝玉軸受の一実施形態の変形例を説明するための要部断面図である。

本実施形態の深溝玉軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道溝１１ａを有する外輪（軌道輪）１１と、外周面に内輪軌道溝１２ａを有する内輪（軌道輪）１２と、外輪軌道溝１１ａと内輪軌道溝１２ａとの間に転動可能に配設される複数の玉１３と、複数の玉１３を円周方向に略等間隔に保持する冠型保持器１４と、を備える。

冠型保持器１４は、図２に示すように、円環状のリム部１５と、リム部１５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部１６と、柱部１６間に形成され、複数の玉１３を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部１７と、を有する。そして、本実施形態では、図３に示すように、ポケット部１７の開口部１８の幅Ｗは玉１３の直径以上に設定されている。

冠型保持器１４の樹脂材料としては、４６ナイロンや６６ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェレンサルファイド（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）などが例示できる。また、上記した樹脂に１０〜５０重量％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維など）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。

また、本実施形態では、図１に示すように、外輪１１の冠型保持器１４のリム部１５側の軸方向端面には、円周方向に沿って環状凹部１９が形成されており、この環状凹部１９には、例えば、皿ばねやウェーブワッシャ等のばねワッシャからなる弾性体２０が取り付けられる。弾性体２０は、環状板２１と、環状板２１の外周部から軸方向に突出する円筒部２２と、を有しており、この円筒部２２が環状凹部１９に圧入或いは弾性変形等により取り付けられる。そして、この取り付け状態においては、弾性体２０の環状板２１は内輪１２に対して非接触とされ、また、環状板２１によって冠型保持器１４の軸方向の移動が規制される。

このように構成された深溝玉軸受１０は、図１に示すように、ハウジング２３に静止側の外輪１１が内嵌され、回転側の内輪１２に回転軸２４が挿通されて、自動車のトランスミッション等の回転部分に組み付けられる。そして、この組み付け状態においては、弾性体２０は内輪１２に対して非接触とされると共に、ハウジング２３と外輪１１との間に弾性体２０が挟まれた状態となる。これにより、弾性体２０の弾性力が外輪１１に対して軸方向に作用して、深溝玉軸受１０に一定の予圧が持続的に付与される。

以上説明したように、本実施形態の深溝玉軸受１０によれば、外輪１１の軸方向端部に、外輪１１を軸方向に押圧して予圧を付与するための弾性体２０が、内輪１２に対して非接触状態で取り付けられるため、弾性体２０を取り付けた外輪１１を静止側、弾性体２０と非接触の内輪１２を回転側として用いることで、静止側の外輪１１が弾性体２０により軸方向に押圧されて軸受１０に予圧が付与される。これにより、弾性体２０が回転側の内輪１２に摺動するのを防止することができるので、定圧予圧方式を採用して、広範囲に及ぶ温度変化の領域下で軸受１０に一定の予圧を持続的に付与することができる。

また、本実施形態の深溝玉軸受１０によれば、冠型保持器１４のポケット部１７の開口部１８の幅Ｗを玉１３の直径以上とし、冠型保持器１４のリム部１５側に弾性体２０を配置して冠型保持器１４の軸方向の移動を規制するため、冠型保持器１４の抜けを防止することができると共に、冠型保持器１４の柱部１６の軸方向長さを従来よりも短くして高速回転時の遠心力や熱膨張等による冠型保持器１４の変形を防止することができる。これにより、冠型保持器１４の均一な回転を確保することができるので、軸受１０の振動や騒音を防止することができる。

また、本実施形態の深溝玉軸受１０によれば、外輪１１、内輪１２、玉１３、冠型保持器１４、及び弾性体２０を一体化することができるため、他部材への深溝玉軸受１０の取り付けも容易となり、最小限の軸受スペースで軸受１０に一定の予圧を持続的に付与することが可能となる。

さらに、本実施形態の深溝玉軸受１０によれば、冠型保持器１４のポケット部１７の開口部１８の幅Ｗが従来よりも大きく開いているため、ポケット部１７内へ潤滑剤が入り込みやすくなるので、ポケット部１７の内周面と玉１３との摩擦による振動や騒音の発生を防止することができる。

なお、本実施形態の変形例として、図４に示すように、上記した環状凹部１９の代わりに、外輪１１の冠型保持器１４のリム部１５側の軸方向端面に円周方向に沿って環状溝部２５を形成して、この環状溝部２５に弾性体２０の円筒部２２を嵌め込むことで弾性体２０を外輪１１に取り付けるようにしてもよい。

本発明に係る深溝玉軸受の一実施形態を説明するための要部断面図である。 図１に示す深溝玉軸受に組み込まれる冠型保持器を説明するための斜視図である。 図２のＡ部拡大図である。 本発明に係る深溝玉軸受の一実施形態の変形例を説明するための要部断面図である。

符号の説明

１０ 深溝玉軸受
１１ 外輪（軌道輪）
１１ａ 外輪軌道溝
１２ 内輪（軌道輪）
１２ａ 内輪軌道溝
１３ 玉
１４ 冠型保持器
１５ リム部
１６ 柱部
１７ ポケット部
１８ 開口部
１９ 環状凹部
２０ 弾性体
２１ 環状板
２２ 円筒部
２３ ハウジング
２４ 回転軸
２５ 環状溝部
Ｗ 幅（開口幅）

Claims (3)

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可能に配設される複数の玉と、を備える深溝玉軸受であって、
   前記一対の軌道輪のいずれか一方の軌道輪の軸方向端部に、前記一方の軌道輪を軸方向に押圧して予圧を付与するための弾性体が、他方の軌道輪に対して非接触状態で取り付けられることを特徴とする深溝玉軸受。
2. 円環状のリム部と、前記リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部と、前記柱部間に形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部と、を有する合成樹脂製の保持器を備え、
   前記ポケット部の開口部の幅が前記玉の直径以上であることを特徴とする請求項１に記載の深溝玉軸受。
3. 前記保持器は、前記リム部側に配置される前記弾性体によって軸方向の移動が規制されることを特徴とする請求項２に記載の深溝玉軸受。

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