JP2009133418A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、玉軸受又はローラ軸受のような転がり軸受、特に隙間嵌め構造を有する転がり軸受の潤滑性能を保持する構造に関する。 The present invention relates to a structure that maintains the lubrication performance of a rolling bearing such as a ball bearing or a roller bearing, particularly a rolling bearing having a gap fitting structure.
旧くから現在に至るまで、多くの分野における多種多様な機器の回転箇所には軸受が用いられている。軸受の寿命及び摩擦抵抗などは、機器の寿命及び品質などに大きな影響を与えるので、軸受の寿命の向上、あるいは摩擦抵抗の低減などのために潤滑剤を用い、潤滑性能を長期間維持する工夫が種々行われてきた。その代表的な軸受として、多孔質の焼結金属に潤滑油をしみこませた焼結含油軸受が提案されており、実際にすべり軸受として広く採用されている(例えば、特許文献1参照)。また、軸受に油溜まりを設けると共に、細孔を穿孔し、油溜まりの潤滑油を穿孔した細孔を通してシャフト部材面に供給するすべり軸受(例えば、特許文献2参照)も開示されている。 From the old days to the present, bearings are used in the rotating parts of various devices in many fields. Bearing life and frictional resistance greatly affect the life and quality of equipment, so use lubricants to improve the life of bearings or reduce frictional resistance and maintain lubrication performance for a long period of time. Has been done in various ways. As a representative bearing, a sintered oil-impregnated bearing in which a lubricating oil is soaked in a porous sintered metal has been proposed, and is actually widely used as a sliding bearing (see, for example, Patent Document 1). In addition, a sliding bearing (see, for example, Patent Document 2) is also disclosed in which an oil reservoir is provided in the bearing, pores are drilled, and lubricating oil in the oil reservoir is supplied to the shaft member surface through the drilled pores.
更に、保持器を焼結金属で形成し、含油させて潤滑性を向上させた転がり軸受(例えば、特許文献3参照)、あるいは転動体であるボールの全部又は潤滑性付与のための径の小さな非負荷ボールを焼結金属で形成し、含油させて潤滑性を向上させた転がり軸受(例えば、特許文献4、5参照)、少なくとも内輪部材又は外輪部材の一方を焼結金属で構成し、含油させて潤滑性を向上させた転がり軸受(例えば、特許文献6参照)、内輪部材に貫通孔を形成し、シャフト部材側から貫通孔を通して潤滑油を軸受内へ供給する転がり軸受(例えば、特許文献7参照)、又は外輪部材に貫通孔を形成し、外輪部材の外側に位置するハウジング側から貫通孔を通して潤滑油を軸受内へ供給する転がり軸受(例えば、特許文献8参照)などが既に提案されている。 Furthermore, the cage is made of sintered metal and oil-impregnated to improve lubricity (for example, see Patent Document 3), or all of the balls as rolling elements or a small diameter for imparting lubricity. A rolling bearing in which a non-load ball is formed of a sintered metal and oil-impregnated to improve lubricity (for example, see Patent Documents 4 and 5), at least one of an inner ring member or an outer ring member is composed of a sintered metal, Rolling bearings with improved lubricity (for example, see Patent Document 6), rolling bearings that form through holes in the inner ring member and supply lubricating oil into the bearings from the shaft member side through the through holes (for example, Patent Documents) 7) or a rolling bearing (for example, see Patent Document 8) that forms a through hole in the outer ring member and supplies lubricating oil into the bearing through the through hole from the housing side located outside the outer ring member. To have.
前掲の特許文献に限らず焼結金属を用いた軸受は潤滑油の含油を目的にしており、焼結金属でそれぞれ構成した保持器、あるいはボール、若しくは外輪部材又は内輪部材に潤滑油を予め滲み込ませておくことによって、転動体と転動面との潤滑性能を向上させると共に、維持している。また、焼結金属を用いていない転がり軸受にあっては、一般的に潤滑性能を向上させるために軸受内に潤滑剤を封入しているが、前掲の特許文献7、8に記述されているように、外輪部材又は内輪部材に設けた細孔を通してハウジングあるいはシャフト部材から軸受内に潤滑油を供給する構造のものもある。
転がり軸受をシャフト部材に取り付ける場合には、一般的に転がり軸受の内輪部材にシャフト部材を圧入し、堅牢に固定する。また、転がり軸受の外輪部材を機器などの取付け部材に取り付ける場合には、一般的に転がり軸受の外輪部材又はハウジングをその取付け部材に圧入し、堅牢に固定する。このように圧入によって堅牢に固定する場合には、内輪部材とシャフト部材との間、又は外輪部材と機器などの取付け部材との間に相対的な微小運動が発生しないから、フレッチングとして知られている損傷は発生しない。したがって、転がり軸受を圧入によって堅牢に固定する場合には、転動体と転動面との潤滑性能の向上と維持を考慮するだけでよい。 When the rolling bearing is attached to the shaft member, the shaft member is generally press-fitted into the inner ring member of the rolling bearing and fixed firmly. When the outer ring member of the rolling bearing is attached to an attachment member such as a device, the outer ring member or the housing of the rolling bearing is generally press-fitted into the attachment member and firmly fixed. In this way, when firmly fixed by press-fitting, there is no relative minute movement between the inner ring member and the shaft member or between the outer ring member and the mounting member such as equipment, so it is known as fretting. No damage will occur. Therefore, when the rolling bearing is firmly fixed by press-fitting, it is only necessary to consider improvement and maintenance of the lubricating performance between the rolling elements and the rolling surface.
しかしOA機器、例えばコンピュータの端末機器であるプリンタなどでは使用頻度が飛躍的に増えてきており、途中で転がり軸受を保守、交換する必要が生じる場合がある。この転がり軸受の保守、交換を容易に行えるようにするために、転がり軸受を圧入でシャフト部材などに取り付けるのではなく、隙間嵌めするケースが増えてきている。例えば、シャフト部材を内輪部材に隙間嵌めしたとすると、機器の稼働中、つまりシャフト部材の回転中に内輪部材とシャフト部材との当接面で、微小振動や微小揺動などが繰り返し行われ、それらの当接面での酸化と摩耗が進行し、フレッチングと称される損傷が生じる。隙間嵌めの場合にはフレッチングを避けることはできず、このフレッチングが転がり軸受の寿命を短くし、保守の回数を増やすことになる。 However, the frequency of use of OA equipment, such as a printer that is a terminal device of a computer, has increased dramatically, and it may be necessary to maintain and replace the rolling bearing in the middle. In order to facilitate the maintenance and replacement of this rolling bearing, there are an increasing number of cases in which the rolling bearing is not fitted to a shaft member or the like by press-fitting but fitted into a gap. For example, if the shaft member is fitted into the inner ring member with a gap, micro vibrations and micro oscillations are repeatedly performed on the contact surface between the inner ring member and the shaft member during operation of the device, that is, during rotation of the shaft member. Oxidation and wear at these abutting surfaces proceed and damage called fretting occurs. In the case of clearance fitting, fretting cannot be avoided, and this fretting shortens the life of the rolling bearing and increases the number of maintenance.
本発明は、転がり軸受をシャフト又は機器の取付け部材に隙間嵌めで取り付けた場合に、フレッチングの進行速度を大幅に遅延することにより寿命を十分に改善することが可能で、かつ簡単な構造で製造し易い転がり軸受を提供することを主目的としている。 In the present invention, when a rolling bearing is mounted on a shaft or a mounting member of a device with a clearance fit, the service life can be sufficiently improved by greatly delaying the fretting speed and manufactured with a simple structure. The main object is to provide a rolling bearing that is easy to do.
第1の発明は、外側面に転動溝を有する内輪部材と、内側面に転動溝を有する外輪部材と、これら転動溝を転動する転動体とを備え、前記内輪部材と前記外輪部材との間に潤滑剤を封入してなる転がり軸受において、前記内輪部材は前記外側面から内側面に通じる微細孔を有し、前記内輪部材の前記内側面には、前記内輪部材に隙間バメされるシャフト部材に接触しないための非摩耗凹所が形成されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。 1st invention is equipped with the inner ring member which has a rolling groove in an outer surface, the outer ring member which has a rolling groove in an inner surface, and the rolling element which rolls these rolling grooves, The said inner ring member and the said outer ring In a rolling bearing in which a lubricant is sealed between the inner ring member and the inner ring member, the inner ring member has a minute hole communicating from the outer surface to the inner surface. There is provided a rolling bearing characterized in that a non-wear recess is formed so as not to contact a shaft member.
第2の発明は、外側面に転動溝を有する内輪部材と、内側面に転動溝を有する外輪部材と、これら転動溝を転動する転動体とを備え、前記内輪部材と前記外輪部材との間に潤滑剤を封入してなる転がり軸受において、前記外輪部材は前記内側面から外側面に通じる微細孔を有し、前記外輪部材の前記外側面には、前記外輪部材に隙間バメされる取付け部材に接触しないための非摩耗凹所が形成されていることを特徴とする転がり軸受を提供するものである。 2nd invention is provided with the inner ring member which has a rolling groove in an outer surface, the outer ring member which has a rolling groove in an inner surface, and the rolling element which rolls these rolling grooves, The said inner ring member and the said outer ring In a rolling bearing in which a lubricant is sealed between the outer ring member and the outer ring member, the outer ring member has a minute hole communicating from the inner side surface to the outer side surface. The present invention provides a rolling bearing characterized in that a non-wear recess is formed so as not to contact the mounting member.
第3の発明は、外側面に転動溝を有する内輪部材と、内側面に転動溝を有する外輪部材と、これら転動溝を転動する転動体と、前記内輪部材の内側面に隙間嵌めされているシャフト部材とを備え、前記内輪部材と前記外輪部材との間に潤滑剤を封入してなる転がり軸受において、前記内輪部材は前記外側面から前記内側面に通じる微細孔を有し、前記シャフト部材における前記内輪部材と対向する対向面には、前記内輪部材の前記内側面に接触しないための非摩耗凹所が形成されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an inner ring member having a rolling groove on the outer surface, an outer ring member having a rolling groove on the inner surface, a rolling element that rolls the rolling groove, and a gap between the inner surface of the inner ring member. A rolling bearing formed by sealing a lubricant between the inner ring member and the outer ring member, and the inner ring member has a fine hole communicating from the outer surface to the inner surface. A rolling bearing is provided in which a non-wear recess is formed in a surface of the shaft member that faces the inner ring member so as not to contact the inner side surface of the inner ring member.
第4の発明は、外側面に転動溝を有する内輪部材と、内側面に転動溝を有する外輪部材と、これら転動溝を転動する転動体と、前記外輪部材の外側面と隙間嵌めされる取付け部材とを備え、前記内輪部材と前記外輪部材との間に潤滑剤を封入してなる転がり軸受において、前記外輪部材は前記内側面から前記外側面に通じる微細孔を有し、前記取付け部材における前記外輪部材と対向する対向面には、前記外輪部材の前記外側面に接触しないための非摩耗凹所が形成されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an inner ring member having a rolling groove on the outer surface, an outer ring member having a rolling groove on the inner surface, a rolling element that rolls the rolling groove, and a gap between the outer surface of the outer ring member and the outer ring member. A rolling bearing formed by sealing a lubricant between the inner ring member and the outer ring member, and the outer ring member has a fine hole that communicates from the inner side surface to the outer side surface. A rolling bearing is provided in which a non-wearing recess for preventing contact with the outer surface of the outer ring member is formed on a surface of the mounting member facing the outer ring member.
第5の発明は、前記第1の発明ないし前記第4の発明のいずれかにおいて、前記転動溝を形成する面は研摩又は研削によって平滑化されており、前記内輪部材における前記転動溝以外の前記外側面、あるいは前記外輪部材における前記転動溝以外の前記内側面の少なくとも一部分は研摩も研削もされておらず、前記微細孔が前記研摩又は研削により塞がれていないことを特徴とする転がり軸受を提供する。 According to a fifth invention, in any one of the first invention to the fourth invention, a surface on which the rolling groove is formed is smoothed by polishing or grinding, and other than the rolling groove in the inner ring member The outer surface of the outer ring member or at least a part of the inner surface other than the rolling groove in the outer ring member is not polished or ground, and the fine holes are not blocked by the polishing or grinding. A rolling bearing is provided.
第6の発明は、前記第1の発明ないし前記第5の発明のいずれかにおいて、前記内輪部材と前記シャフト部材との対向面、あるいは前記外輪部材と前記取付け部材との対向面における前記非摩耗凹所が形成された面域と前記非摩耗凹所が形成されていない面域の比率が、0.2〜1.0の範囲にあることを特徴とする転がり軸受を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the non-abrasion on the facing surface between the inner ring member and the shaft member or the facing surface between the outer ring member and the mounting member. There is provided a rolling bearing characterized in that a ratio of a surface area in which a recess is formed and a surface area in which the non-wear recess is not formed is in a range of 0.2 to 1.0.
前記第1の発明によれば、多孔質材料からなる内輪部材に形成される微細な径の貫通孔(微細孔)により、内輪部材の外面側に存在する潤滑剤の油をその内面側に滲み出させ、内輪部材の内面とシャフト部材との当接面の潤滑性能を向上させるだけでなく、内輪部材の内面に非摩耗凹所を備えているので、内輪部材とシャフト部材との当接面の相対的な微小運動によるフレッチングで生じる金属粒子により微細孔が塞がれても、非摩耗凹所に通じる微細孔は塞がれずに潤滑油を滲み出すので、フレッチングの進行速度を大幅に遅延させることができ、したがって、転がり軸受の寿命を大幅に改善することができる。また、多孔質材料中に形成される微細孔を利用して潤滑油を滲み出させているので、別途に貫通孔を穿孔する工程が不要であり、また、転動孔を研摩などするときに一緒に研摩などを行う面域の広さを調整することにより、内輪部材の内面とシャフト部材との当接面に滲み出す油量を調整することができる。したがって、製造が容易、安価で、潤滑油が漏出することがなく、寿命が大幅に改善された転がり軸受を提供できる。前記第1の発明は、特に内輪部材とシャフト部材とが隙間嵌めされる場合に適する。 According to the first aspect of the present invention, the lubricant oil existing on the outer surface side of the inner ring member is oozed into the inner surface side by the fine-diameter through holes (micro holes) formed in the inner ring member made of the porous material. In addition to improving the lubrication performance of the contact surface between the inner surface of the inner ring member and the shaft member, the inner surface of the inner ring member has a non-wear recess, so that the contact surface between the inner ring member and the shaft member Even if the micropores are blocked by the metal particles generated by fretting due to the relative micromotion of the micropores, the micropores that lead to the non-wearing recesses are not blocked, and the lubricating oil oozes out, so the fretting speed is greatly delayed. Therefore, the life of the rolling bearing can be greatly improved. Moreover, since the lubricating oil is oozed out using the fine holes formed in the porous material, there is no need for a step of drilling through holes separately, and when the rolling holes are polished, etc. By adjusting the width of the surface area where polishing or the like is performed together, the amount of oil that oozes out to the contact surface between the inner surface of the inner ring member and the shaft member can be adjusted. Therefore, it is possible to provide a rolling bearing that is easy to manufacture, inexpensive, has no leakage of lubricating oil, and has a significantly improved life. The first invention is particularly suitable when the inner ring member and the shaft member are fitted into a gap.
前記第2の発明によれば、多孔質材料からなる外輪部材に形成される微細な径の貫通孔(微細孔)により、外輪部材の内面側に存在する潤滑剤の油をその外面側に滲み出させ、外輪部材の外面と取り付け部材との当接面の潤滑性能を向上させるだけでなく、外輪部材の外面に非摩耗凹所を備えているので、外輪部材と取付け部材との当接面の相対的な微小運動によるフレッチングで生じる金属粒子により前記当接面の微細孔が塞がれても、非摩耗凹所に通じる微細孔からは潤滑油が滲み出すので、フレッチングの進行速度を大幅に遅延させることができ、前記第1の発明と同様に、製造が容易、安価で、潤滑油が漏出することがなく、寿命の大幅に改善された転がり軸受を提供できる。前記第2の発明は、特に外輪部材と取付け部材とが隙間嵌めされる場合に適する。 According to the second aspect of the present invention, the lubricant oil existing on the inner surface side of the outer ring member is oozed to the outer surface side by the fine diameter through-holes (micro holes) formed in the outer ring member made of the porous material. In addition to improving the lubrication performance of the contact surface between the outer surface of the outer ring member and the mounting member, the outer surface of the outer ring member has a non-wear recess, so that the contact surface between the outer ring member and the mounting member Even if the fine holes on the abutment surface are blocked by the metal particles generated by fretting due to relative micro-movements, the lubricating oil oozes out from the fine holes leading to the non-wear recesses, greatly increasing the fretting speed. As in the first aspect of the invention, it is possible to provide a rolling bearing that is easy to manufacture, inexpensive, has no leakage of lubricating oil, and has a significantly improved life. The second aspect of the invention is particularly suitable when the outer ring member and the attachment member are fitted into a gap.
前記第3の発明によれば、多孔質材料からなる内輪部材に非摩耗凹所を形成せずに、シャフト部材における前記内輪部材との対向面に非摩耗凹所を設けており、内輪部材とシャフト部材との当接面の相対的な微小運動によるフレッチングで生じる金属粒子により微細孔が塞がれても、非摩耗凹所に通じる微細孔からは潤滑油が滲み出すので、前記第1の発明と同様な効果を奏することができる。 According to the third invention, the inner ring member made of a porous material is not formed with a non-wear recess, but the shaft member is provided with a non-wear recess on the surface facing the inner ring member. Even if the micropores are blocked by the metal particles generated by fretting due to the relative micromotion of the contact surface with the shaft member, the lubricating oil oozes out from the micropores that lead to the non-wear recess. The same effects as the invention can be achieved.
前記第4の発明によれば、多孔質材料からなる外輪部材に非摩耗凹所を形成せずに、外輪部材に対抗する取り付け部材の対向面に非摩耗凹所を設けており、外輪部材と取付け部材との当接面の相対的な微小運動によるフレッチングで生じる金属粒子により前記当接面の微細孔が塞がれても、非摩耗凹所に通じる微細孔からは潤滑油が滲み出すので、前記第2の発明と同様な効果を奏することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the outer ring member made of the porous material is not formed with the non-wear recess, but the non-wear recess is provided on the opposing surface of the mounting member that faces the outer ring member. Even if the fine holes in the contact surface are blocked by the metal particles generated by fretting due to the relative minute movement of the contact surface with the mounting member, the lubricating oil oozes out from the micro holes leading to the non-wear recess. The same effects as those of the second invention can be obtained.
前記第5の発明によれば、前記第1の発明ないし前記第4の発明が奏する効果の他に、多孔質材料からなる内輪部材又は外輪部材の転動溝を研摩などして転動体の転がり摩擦を小さくし、転動溝以外の内輪部材又は外輪部材の面の少なくとも一部分を研摩などしていないので、適量の潤滑油を当接面に滲み出させることができ、したがって、潤滑性能を長期間維持できるので、転がり軸受の品質を高めるだけでなく、より寿命を改善することができる。 According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effects of the first to fourth aspects of the invention, the rolling elements are rolled by polishing the rolling grooves of the inner ring member or the outer ring member made of a porous material. Since the friction is reduced and at least a part of the surface of the inner ring member or the outer ring member other than the rolling groove is not polished, an appropriate amount of lubricating oil can be oozed out to the contact surface, and therefore the lubrication performance is increased. Since the period can be maintained, not only the quality of the rolling bearing can be improved, but also the life can be improved.
前記第6の発明によれば、前記内輪部材と前記シャフト部材との対向面、あるいは前記外輪部材と前記取付け部材との対向面における前記非摩耗凹所が形成された面域と前記非摩耗凹所が形成されていない面域の比率が0.2〜1.0の範囲にあるので、前記第1の発明ないし前記第5の発明の効果をさらに向上させることができる。 According to the sixth aspect of the invention, the surface area where the non-wear recess is formed on the facing surface between the inner ring member and the shaft member or the facing surface between the outer ring member and the mounting member, and the non-wear recess. Since the ratio of the surface area where no place is formed is in the range of 0.2 to 1.0, the effects of the first to fifth inventions can be further improved.
[実施形態1]
本発明に係る実施形態1の転がり軸受について図1及び図2により説明する。図1は本発明の転がり軸受の概略を説明するための図である。図2はこの転がり軸受の内輪部材を説明するための図であり、図2(A)、(B)はそれぞれ内輪部材の断面(斜線は省略)を説明するための図面である。この転がり軸受は、内輪部材1、外輪部材2、転動体3(この実施形態1では鋼球のようなボールを用いるので、以下ではボールと言う。)、ボール3を保持するための保持器4、内輪部材1と外輪部材2との間の空隙を両端で閉じる一対のシールド部材5からなり、内輪部材1と外輪部材2との間の空隙には潤滑剤6が封入されている。
[Embodiment 1]
A rolling bearing according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view for explaining the outline of the rolling bearing of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining an inner ring member of the rolling bearing, and FIGS. 2A and 2B are views for explaining a cross section (hatched lines are omitted) of the inner ring member. The rolling bearing includes an inner ring member 1, an
外輪部材2の外側面2Bは取付け部材7の取付け面7Aに隙間嵌めされている。取付け部材7は、例えば不図示の機器の固定部材である。内輪部材1には円柱状又は円筒状のシャフト部材8が隙間嵌めで取り付けられている。したがって、この転がり軸受けの交換、保守を容易に行うことができる。実施形態1では、シャフト部材8は転がり軸受を構成する一部品である必要はない。なお、取付け部材7が転がり軸受のハウジングである場合には、外輪部材2は取付け部材7に圧入され、取付け部材7はネジ止めなど簡便な固定手段によって不図示の機器などに固定される。
The
内輪部材1は、焼結金属又はメタルインジェクションモールド(MIM)材料などのような多孔質材料からなる。メタルインジェクションモールド材料とは、金属粉末と樹脂バインダとを混練し、射出成形した後に樹脂バインダを熱処理によって除去し、金属単体で焼結したものである。焼結金属はメタルインジェクションモールド材料に比べて広く知られているので、説明を省くものとする。焼結金属及びメタルインジェクションモールド材料などのような多孔質材料は、無数の金属粒子と金属粒子との間に形成される微小空間を有し、その微小空間によって微細孔が形成されている。したがって、多孔質材料からなる内輪部材1には狭い幅の内側面1Aから外側面1Bに通ずる複数の微細な貫通孔(以下では微細孔という。)Hが形成されている。微細孔Hは、電子ビーム又はレーザ光によって穿孔された真っ直ぐに延びる貫通孔と違って曲がりくねっており、平均で2μm程度から20μm程度の径の微細孔である。
The inner ring member 1 is made of a porous material such as a sintered metal or a metal injection mold (MIM) material. The metal injection mold material is obtained by kneading metal powder and a resin binder, injection molding, removing the resin binder by heat treatment, and sintering the metal alone. Sintered metal is widely known compared to metal injection molding materials, so the explanation is omitted. Porous materials such as sintered metals and metal injection mold materials have minute spaces formed between countless metal particles and metal particles, and fine holes are formed by the minute spaces. Accordingly, the inner ring member 1 made of a porous material is formed with a plurality of fine through-holes (hereinafter referred to as “micropores”) H extending from the narrow
内輪部材1の外側面1Bには、ボール3の転がる転動溝11が一般的には研摩、又は研削によって形成されている。転動溝11は深溝タイプの一般的な形状のものであるが、多孔質材料からなる関係上、転動溝11を研摩などによって仕上げることによって、転動溝11及び外輪部材2の転動溝21をボール3が転動するときの転がり摩擦抵抗を低減することができる。転動溝11が加圧成形時に作られる場合もその溝壁の研摩などを行って平滑化する。研摩などの加工工程によって転動溝11を形成する溝壁は平滑面になっているが、研摩などの加工時に生じる金属粒子によって転動溝11の面域の微細孔Hは目詰まりし、塞がれてしまう。しかし、転動溝11を形成する溝壁を除く内輪部材1の外側面1Bの一部分は研摩などされないので、内輪部材1の外側面1Bに通じる微細孔Hは塞がれない。したがって、潤滑剤6の油は転動溝11を除く外側面1Bから内側面1Aに通じる微細孔Hを通して、内輪部材1の内側面1Aとシャフト部材8との当接面に滲み出る。つまり、微細孔Hは潤滑剤6の油を内輪部材1の内側面1Aまで導く。
A rolling
一般に、焼結金属の場合は、金属粒子の径と製造時の加圧力の大きさなどの主な条件によって微細孔Hの径が決まり、また、インジェクションモールドの場合には、金属粒子と樹脂粒子との混合割合や金属粒子の径と成型時の加圧力の大きさなど主な条件によって微細孔Hの径が決まる。したがって、それら製造条件を選定することによって、適当な孔径をもつ微細孔Hの多孔質材料を製造することができるが、もし微細孔Hを通して滲み出す潤滑油の量が多い場合には、転動溝11を形成する溝壁を除く内輪部材1の外側面1Bの一部分を研摩など行うことによって、微細孔Hを通して滲み出す油の量を調整することができる。
In general, in the case of sintered metal, the diameter of the fine hole H is determined by main conditions such as the diameter of the metal particles and the pressure applied during the production. In the case of injection molding, the metal particles and the resin particles The diameter of the fine hole H is determined depending on the main conditions such as the mixing ratio and the diameter of the metal particles and the pressure applied during molding. Therefore, by selecting these production conditions, it is possible to produce a porous material with micropores H having an appropriate pore diameter. However, if the amount of lubricating oil that oozes through the micropores H is large, rolling By polishing a part of the
このように、潤滑剤6の油が微細孔Hを通して内輪部材1の内側面1Aとシャフト部材8との当接面に滲み出るので、フレッチングの進行速度は遅くなり、寿命は改善されるが、シャフト部材8の回転中には微小振動や微小揺動が潤滑油の有無に関係なく発生する。内輪部材1の内側面1Aとシャフト部材8との当接面に潤滑油が存在することによってフレッチングの進行速度は遅くなるが、長期間ではやはりフレッチングが生じ、そのフレッチングによって生じた金属粒子が微細孔Hを目詰まりさせ、微細孔Hから潤滑油が滲み出さなくなる。そして、内輪部材1の内側面1Aとシャフト部材8との当接面に潤滑油が存在しなくなると、フレッチングの進行速度が速くなり、寿命の改善に悪影響を及ぼす。
Thus, since the oil of the
このことを解決するために、図2(A)に示すように、この実施形態1では内輪部材1の内側面1Aに、シャフト部材8に接触しない非摩耗凹所12を形成し、内輪部材1の外側面1Bから非摩耗凹所12に通じる微細孔Hがフレッチングによって生じる金属粒子で目詰まりを起こすことが無いようにしている。つまり、非摩耗凹所12を除く内輪部材1の内側面1Aに通じる微細孔Hが摩耗による目詰まりで塞がれて、潤滑油を滲み出さなくなっても、内輪部材1の非摩耗凹所12はシャフト部材8に接触しないから摩耗せず、目詰まりをおこさないので、非摩耗凹所12に通じる微細孔Hからは潤滑油が滲み出し続ける。したがって、内輪部材1の内側面1Aとシャフト部材8との当接面の潤滑性能はほとんど変化せずに保持され、寿命は更に改善される。図2(A)では内輪部材1の幅Wの方向に非摩耗凹所12が延びているが、円環状の凹所、あるいは円環状の凹所を断続させた縞状の凹所、幅W方向に対して斜めに形成された凹所など、凹所の形状は任意である。なお、非摩耗凹所12は内輪部材1の加圧成形時に同時に造られる。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 2A, in the first embodiment, a
内輪部材1の内側面1Aとシャフト部材8とは隙間嵌めで結合されているので、シャフト部材8が回転するときに、前述したように内輪部材1の内側面1Aとシャフト部材8と当接面では微小振動や微小揺動が存在すること、また、非摩耗凹所12に通じる微細孔Hから滲み出す潤滑油の量も微少であることから、非摩耗凹所12に潤滑油が溜まることはなく、内輪部材1の内側面1Aとシャフト部材8との当接面に薄い油膜を形成し、潤滑性能を保つ。このことからも非摩耗凹所12は従来の油溜りとは違って、シャフト部材8に接触しない非接触部分を形成するためのものであり、実質的に潤滑油が非摩耗凹所12に溜まることは無い。
Since the
非摩耗凹所12の面域を除く内側面1Aの面域と非摩耗凹所12の面域とがほぼ等しくなるのが好ましいが、0.2〜1.0程度の範囲にあればよい。非摩耗凹所12を除く内側面1Aの面域に対する非摩耗凹所12の面域の比率が0.2程度よりも小さくなると、非摩耗凹所12を除く内輪部材1の内側面1Aに通じる微細孔Hが目詰まりを起こした段階から、滲み出る潤滑油が少なくなり過ぎて、潤滑性能が低下するので好ましくない。また、非摩耗凹所12を除く内側面1Aの面域に対する非摩耗凹所12の面域の比率が1.0を越えると、非摩耗凹所12を除く内側面1Aにかかる単位面積当たりの荷重が大きくなるために、フレッチングの低減効果が小さくなり、所期の寿命が得られなくなる。
It is preferable that the surface area of the
なお、外輪部材2、ボール3、保持器4、及びシールド部材5は一般的なものであるので説明を省略する。以上述べたように、実施形態1の転がり軸受は、多孔質材料からなる内輪部材1を用い、内輪部材1の転動溝を除く外側面1Bの少なくとも一部分は研摩などせず、内側面1Aに非摩耗凹所を形成しているので、特に内輪部材1にシャフト部材8を隙間嵌めによって固定する場合に適した構造であり、シャフト部材8の回転中に内輪部材1とシャフト部材8との当接面で相対的な微小運動が生じても、従来に比べてフレッチングの進行速度が大幅に小さくなるので、寿命を改善できる。なお、内輪部材1に予め含油させておいても勿論よい。
In addition, since the
[実施形態2]
図1及び図3によって実施形態2の転がり軸受について説明する。図3は外輪部材を説明するための図である。図3において、図1及び図2で用いた記号と同じ記号は同一の名称の部材を示すものとする。この実施形態2の転がり軸受も図1に示したものと構造の概略は同じであり、外輪部材2の外側面2Bが取付け部材7の取付け面7Aに隙間嵌めされた転がり軸受である。実施形態2は、取付け部材7が回転し、シャフト部材8は固定の形態で使用される転がり軸受に適している。
[Embodiment 2]
The rolling bearing of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 3. FIG. 3 is a view for explaining the outer ring member. In FIG. 3, the same symbols as those used in FIGS. 1 and 2 indicate members having the same names. The rolling bearing according to the second embodiment has the same structure as that shown in FIG. 1 and is a rolling bearing in which the
この転がり軸受の内輪部材1は鋼材などからなる一般的な金属材料からなり、多孔質材料からなる必要はない。実施形態2では内輪部材1はシャフト部材8に圧入で堅固に固定されており、シャフト部材8はこの転がり軸受を構成する部材である。また、この実施形態2においても転動体3としてボールを用いているので、転動体をボール3と言う。ボール3、保持器4、シールド部材5も一般的なものでよいので説明を省略する。外輪部材2は、実施形態1の内輪部材1を形成するのに用いられた焼結金属又はメタルインジェクションモールド材料などのような多孔質材料からなる。
The inner ring member 1 of this rolling bearing is made of a general metal material made of steel or the like, and need not be made of a porous material. In the second embodiment, the inner ring member 1 is firmly fixed to the
実施形態1の内輪部材1と同様に、外輪部材2にはその内側面2Aから外側面2Bに通じる微細孔Hが形成されている。外輪部材2の内側面2Aのほぼ中央には研摩などによって平滑化された転動溝21が形成されている。この研摩などの工程によって、ボール3が転動溝21の溝壁を転がるときの転がり摩擦は低減されるが、その工程で生じる金属粒子によって転動溝21を形成する溝壁に通じる微細孔Hは目詰まりし、微細孔Hが塞がるために、転動溝21を形成する溝壁に通じる微細孔Hに潤滑剤6の油は滲み込まない。
Similar to the inner ring member 1 of the first embodiment, the
このため、外輪部材2における転動溝21の溝壁を除く内側面2Aの少なくとも一部分は研摩などをしていない。内側面2Aの研摩されていない面域に通じる微細孔Hには潤滑剤6の油が滲み込み、ある時間を経て外輪部材2の外側面2Bに滲み出る。この滲み出る潤滑油によって、外輪部材2の外側面2Bと取付け部材7との当接面の潤滑性能が良好な状態で維持され、転がり軸受の寿命が改善される。
For this reason, at least a part of the
外輪部材2の外側面2Bと取付け部材7との当接面の潤滑性能が良好な状態で維持されていても、シャフト部材8は内輪部材1に圧入されていて、外輪部材2と取付け部材7とが隙間嵌めであるために、取付け部材7が回転するとき、外輪部材2の外側面2Bと取付け部材7との当接面では相対的な微小運動が当然に発生する。潤滑性能が維持されていることによって、前述したフレッチングの進行速度は遅くなるものの、やはりフレッチングは避けられない。長い間にはフレッチングによって生じる金属粒子が外輪部材2の外側面2Bに通じる微細孔Hを目詰まりさせ、塞いでしまう。微細孔Hが塞がれてしまうと、潤滑油は外側面2Bに滲み出すことができず、潤滑性能が低下し、フレッチングの進行速度が速くなるので、軸受の寿命の改善が抑制される。
Even if the lubrication performance of the contact surface between the
したがって、実施形態2では、取付け部材7に隙間嵌めされる外輪部材2の外側面2Bに非摩耗凹所22を設け、外輪部材2の内側面2Aから非摩耗凹所22に通じる微細孔Hは目詰まりを起こさないようにしている。つまり、外輪部材2の外側面2Bにおいては、非摩耗凹所22だけが取付け部材7に当接しないから摩耗せず、非摩耗凹所22以外の外側面2Bに通じる微細孔Hが摩耗によって生じる金属粒子で目詰まりを起こした後も、非摩耗凹所22に通じる微細孔Hは目詰まりを起こすことなく、潤滑油を外側面2Bに滲み出し続け、潤滑性能を保持する。非摩耗凹所22は外輪部材2の加圧成形時に一緒に造られる。
Therefore, in the second embodiment, the
ここで、前述したように外輪部材2の外側面2Bと取付け部材7との当接面では微小振動や微小揺動などの相対的な微小運動が存在すること、また、非摩耗凹所22に通じる微細孔Hから滲み出す潤滑油の量も微少であることから、非摩耗凹所22に潤滑油が溜まることはなく、外輪部材2の外側面2Bと取付け部材7の取付け面7Aとの当接面に薄い油膜を形成し、潤滑性能を保つ。このことからも非摩耗凹所22は従来の油溜りとは違って、取付け部材7に接触しない非接触部分を形成するためのものであり、実質的に潤滑油が非摩耗凹所12に溜まることは無く、潤滑油が漏れ出すことも無い。
Here, as described above, the contact surface between the
このような観点から、非摩耗凹所12の面域を除く外側面2Bの面域と非摩耗凹所22の面域とがほぼ等しくなるのが好ましいが、それらの比率が0.2〜1.0程度の範囲にあればよい。非摩耗凹所22を除く外側面2Bの面域に対する非摩耗凹所22の面域の比率が0.2程度よりも小さくなると、非摩耗凹所22を除く外輪部材2の外側面2Bに通じる微細孔Hが目詰まりを起こした段階から、滲み出る潤滑油が少なくなりすぎて、潤滑性能が低下するので好ましくない。また非摩耗凹所22を除く外側面2Bの面域に対する非摩耗凹所22の面域の比率が1.0を越えると、非摩耗凹所22を除く外側面2Bにかかる単位面積当たりの荷重が大きくなるために、フレッチングの低減効果が小さくなり、所期の寿命が得られなくなる。
From such a viewpoint, it is preferable that the surface area of the
[実施形態3]
図4により実施形態3について説明する。図4は内輪部材1とシャフト部材8との当接面近傍を拡大して示しており、断面に斜線を付していない。この実施形態では、内輪部材1の内側面1Aにシャフト部材8が隙間嵌めされる。実施形態1では、シャフト部材8が隙間嵌めされる内輪部材1の内側面1Aに非摩耗凹所12を設けたが、この実施形態3では内輪部材1の内側面1Aに対向するシャフト部材8の面(以下、対向面と言う。)81に非摩耗凹所82を形成している。内輪部材1は前述のような多孔質材料からなり、内輪部材1の内側面1Aに前述の非摩耗凹所を形成せずに、シャフト部材8の対向面81に非摩耗凹所82を形成した構造が実施形態1と異なり、他は前述の実施形態1と同様であるので、この異なる点について説明する。
[Embodiment 3]
Embodiment 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the contact surface between the inner ring member 1 and the
シャフト部材8の対向面81に形成する非摩耗凹所82は、実施形態1で内輪部材1の内側面1Aに非摩耗凹所12を形成したものと同様な形状、配置で形成すればよい。この構造によれば、シャフト部材8の非摩耗凹所82を除く対向面81に当接する内輪部材1の内側面1Aに通じる微細孔Hがフレッチングによって生じる金属粒子で塞がれてしまって潤滑油を滲み出さなくなっても、シャフト部材8の非摩耗凹所82は内輪部材1の内側面1Aに当接せず、この当接しない内輪部材1の内側面1Aの面域は摩耗しないから、シャフト部材8の非摩耗凹所82に向き合った内側面1Aの面域に通じている微細孔Hは潤滑油を滲み出し続ける。この滲み出た潤滑油は、シャフト部材8の回転に生じる相対的な微小運動によってシャフト部材8の対向面81に広がり、実施形態1の場合と同様に潤滑性能が保持されるので、寿命を大幅に改善することができる。
The
[実施形態4]
図5により実施形態4について説明する。図5は外輪部材2と取付け部材7との当接面近傍を示しており、断面に斜線を付していない。この実施形態では取付け部材7の取付け面7Aに外輪部材2が隙間嵌めされており、実施形態2と同様にシャフト部材8が固定で、取付け部材7が回転する形態で使用される転がり軸受に適している。実施形態2では、外輪部材2の外側面2Bに非摩耗凹所22を設けたが、この実施形態4では外輪部材2の外側面2Bに対向する取付け部材7の面(以下、対向面と言う。)71に非摩耗凹所72を形成している。外輪部2は前述のような多孔質材料からなる。外輪部材2の外側面2Bに非摩耗凹所22を形成せずに、取付け部材7の対向面71に非摩耗凹所72を形成した構造が実施形態2と異なり、他は前述の実施形態2とほぼ同様であるので、この異なる点について説明する。
[Embodiment 4]
Embodiment 4 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the vicinity of the contact surface between the
取付け部材7の対向面71に形成する非摩耗凹所72は、実施形態2で外輪部材2の外側面2Bに形成された非摩耗凹所22と同様な形状、配置でよい。この構造によれば、取付け部材の非摩耗凹所72を除く対向面71に当接する外輪部材2の外側面2Bに通じる微細孔Hがフレッチングによって塞がれて潤滑油を滲み出さなくなっても、取付け部材7の非摩耗凹所72は外輪部材2の外側面2Bに当接せず、この当接しない外輪部材2の外側面2Bの面域は摩耗しないから、非摩耗凹所72に向き合った外輪部材2の外側面2Bの面域に通じている微細孔Hは潤滑油を滲み出し続ける。その滲み出た潤滑油は、取付け部材7の回転やそのときに生じる相対的な微小運動によって外輪部材2の外側面2Bに広がり、実施形態2の場合と同様な潤滑性能が保持されるので、寿命を大幅に改善することができる。
The
なお、以上述べた実施形態では転動体をボールで説明したが、転動体は一般的なローラ、ニードロ又はテーパーローラなどであっても勿論よい。この場合には、ローラの転動溝は一般的に研削仕上げされることが多いが、研摩仕上げなどであっても良い。このとき、転動溝を除く内輪部材の内側面、又は転動溝を除く外輪部材の外側面についてはほとんど研削又は研摩の工程を施さず、焼結したままの状態がよい。非摩耗凹所はV字状、又は円弧状など任意の形状でよい。多孔質材料として焼結金属、メタルインジェクションモールド材料を挙げたが、セラミック材料などの多孔質材料であっても良い。転動溝は転動体を保持する保持器を省略できるような凹所であっても勿論よい。 In the embodiment described above, the rolling element is described as a ball. However, the rolling element may be a general roller, a needle roller, a tapered roller, or the like. In this case, the rolling groove of the roller is generally often ground and finished, but may be a polished finish. At this time, the inner side surface of the inner ring member excluding the rolling groove or the outer side surface of the outer ring member excluding the rolling groove is hardly subjected to grinding or polishing, and may remain in a sintered state. The non-wear recess may be any shape such as a V shape or an arc shape. Although the sintered metal and the metal injection mold material are mentioned as the porous material, a porous material such as a ceramic material may be used. Of course, the rolling groove may be a recess that can omit the cage for holding the rolling element.
実施形態1及び実施形態3において、取付け部材7が転がり軸受のハウジングであって、外輪部材とハウジング部材との間は圧入で固定され、ハウジングが不図示の機器にネジ止めなど簡単な取り付け手段によって固定される場合は、外輪部材2は多孔質材料からなる必要は無い。しかし、取付け部材7が不図示の機器の固定部材であって、軸受の着脱を容易なものにするために外輪部材2をその固定部材に隙間嵌めする場合には、外輪部材2は前記実施形態2又は実施形態4で説明したような多孔質材料からなる外輪部材からなってもよい。
In the first and third embodiments, the
1・・・内輪部材
1A・・・内輪部材1の内側面
1B・・・内輪部材1の外側面
2・・・外輪部材
2A・・・外輪部材2の内側面
2B・・・外輪部材2の外側面
3・・・転動体
4・・・保持器
5・・・シールド部材
6・・・潤滑剤
7・・・取付け部材
7A・・・取り付け部材7の取付け面
8・・・シャフト部材
11・・・内輪部材1の転動溝
12・・・内輪部材1の非摩耗凹所
21・・・外輪部材2の転動溝
22・・・外輪部材2の非摩耗凹所
71・・・取付け部材7の対向面
72・・・取付け部材7の非摩耗凹所
81・・・シャフト部材8の対向面
82・・・シャフト部材8の非摩耗凹所
H・・・微細孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (6)
前記内輪部材は前記外側面から内側面に通じる微細孔を有し、
前記内輪部材の前記内側面には、前記内輪部材に隙間バメされるシャフト部材に接触しないための非摩耗凹所が形成されていることを特徴とする転がり軸受。 An inner ring member having a rolling groove on the outer side surface, an outer ring member having a rolling groove on the inner side surface, and a rolling element that rolls on the rolling groove, and is lubricated between the inner ring member and the outer ring member. In rolling bearings filled with agent,
The inner ring member has a fine hole communicating from the outer surface to the inner surface,
2. A rolling bearing according to claim 1, wherein a non-wear recess is formed on the inner side surface of the inner ring member so as not to contact a shaft member that is clearance-fitted to the inner ring member.
前記外輪部材は前記内側面から外側面に通じる微細孔を有し、前記外輪部材の前記外側面には、前記外輪部材に隙間バメされる取付け部材に接触しないための非摩耗凹所が形成されていることを特徴とする転がり軸受。 An inner ring member having a rolling groove on the outer side surface, an outer ring member having a rolling groove on the inner side surface, and a rolling element that rolls on the rolling groove, and is lubricated between the inner ring member and the outer ring member. In rolling bearings filled with agent,
The outer ring member has a fine hole that communicates from the inner side surface to the outer side surface, and a non-wear recess is formed on the outer side surface of the outer ring member so as not to contact a mounting member that is clearance-fitted to the outer ring member. A rolling bearing characterized by
前記内輪部材は前記外側面から前記内側面に通じる微細孔を有し、
前記シャフト部材における前記内輪部材と対向する対向面には、前記内輪部材の前記内側面に接触しないための非摩耗凹所が形成されていることを特徴とする転がり軸受。 An inner ring member having a rolling groove on the outer side surface, an outer ring member having a rolling groove on the inner side surface, a rolling element that rolls these rolling grooves, and a shaft member that is fitted in the inner side surface of the inner ring member In a rolling bearing formed by sealing a lubricant between the inner ring member and the outer ring member,
The inner ring member has a fine hole communicating from the outer side surface to the inner side surface,
The rolling bearing according to claim 1, wherein a non-wear recess is formed on a surface of the shaft member facing the inner ring member so as not to contact the inner side surface of the inner ring member.
前記外輪部材は前記内側面から前記外側面に通じる微細孔を有し、
前記取付け部材における前記外輪部材と対向する対向面には、前記外輪部材の前記外側面に接触しないための非摩耗凹所が形成されていることを特徴とする転がり軸受。 An inner ring member having a rolling groove on the outer side surface, an outer ring member having a rolling groove on the inner side surface, a rolling element that rolls on the rolling groove, and an attachment member that fits into the outer surface of the outer ring member. In a rolling bearing comprising a lubricant sealed between the inner ring member and the outer ring member,
The outer ring member has a fine hole communicating from the inner side surface to the outer side surface,
The rolling bearing according to claim 1, wherein a non-wear recess is formed on a surface of the mounting member that faces the outer ring member so as not to contact the outer surface of the outer ring member.
前記転動溝を形成する面は研摩又は研削によって平滑化されており、
前記内輪部材における前記転動溝以外の前記外側面、あるいは前記外輪部材における前記転動溝以外の前記内側面の少なくとも一部分は研摩も研削もされておらず、前記微細孔が前記研摩又は研削により塞がれていないことを特徴とする転がり軸受。 In any one of Claim 1 thru | or 4,
The surface forming the rolling groove is smoothed by polishing or grinding,
The outer surface other than the rolling groove in the inner ring member, or at least a part of the inner surface other than the rolling groove in the outer ring member is not polished or ground, and the fine hole is not polished or ground. A rolling bearing characterized by being not blocked.
前記内輪部材と前記シャフト部材との対向面、あるいは前記外輪部材と前記取付け部材との対向面における前記非摩耗凹所が形成された面域と前記非摩耗凹所が形成されていない面域の比率が、0.2〜1.0の範囲にあることを特徴とする転がり軸受。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
A surface area in which the non-wear recess is formed and a surface area in which the non-wear recess is not formed in a facing surface between the inner ring member and the shaft member or a facing surface between the outer ring member and the mounting member. A rolling bearing characterized in that the ratio is in the range of 0.2 to 1.0.
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