JP2009168110A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】、両抱きタイプの保持器を玉ガイド構成として保持器の外周面と外輪の内周面との間に潤滑オイルが流れることのできる隙間を確実に確保して、転がり軸受の攪拌損失の低減を図る。
【解決手段】両抱きタイプの保持器３０を有する深溝玉軸受１０において、内輪１４と外輪２０との間で前記保持器３０を径方向に対して位置決めする構成を、前記保持器３０の四角形状孔のポケット部３２の軸方向内壁面のみに径方向外径側位置と内径側位置の両方に凸部形状４０Ａ，４０Ｂを形成して、保持器３０が玉２４に対して径方向に相対移動できない係合とする玉ガイド形状構成として、保持器３０の外周面３０ａと外輪２０の内周面２０Ａとの間に隙間Ｓを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受に関する。特に、深溝玉軸受に関し、その内輪と外輪との間に配設される玉を保持する樹脂製の保持器の内輪と外輪との間における径方向の配置位置を決めるガイド構成に関する。

図７に示すように、転がり軸受としての深溝玉軸受５０の一般的構成は、外周面６０Ａに深溝の内輪軌道６０ａを有する内輪６０と、内周面７０Ａに深溝の外輪軌道７０ａを有する外輪７０と、該内輪６０の内輪軌道６０ａと外輪７０の外輪軌道７０ａとの間の円周上に配設される複数個の玉８０と、内輪６０と外輪７０との間にあって前記玉８０を保持する保持器８４とから成っている。
保持器８４は、図８に示すように、樹脂製で形成されており、通常は、玉８０を片抱きタイプの構成で保持している。この片抱きタイプの保持器８４は、玉８０を片抱きしている構成であることと、樹脂製で形成されていること等が相俟って剛性が低いため、高速回転での使用時には遠心力の影響により、保持器８４における玉８０を保持するポケット形状の先端部８４ａが変形しやすく、このため、玉８０と保持器８４とが干渉し、トルク増や、焼付き等が発生する懸念があるという問題がある。
この問題の対応のため、図９から図１１に示される両抱きタイプの保持器８６が用いられることがある。この両抱きタイプの保持器８６は、軸方向に分割して形成された分割部材８６Ａ、８６Ｂを組み合わせることにより構成される。このため、両抱きタイプの保持器８６では、玉８０を保持するポケット形状の変形が防止され、片抱きタイプにおける問題を解消することができる。なお、両抱きタイプの保持器８６においては、図１０に良く示されるように、玉８０が介在されるポケット部８２の形状は、通常、略四角形状孔とされている。
特開２００６−２９２０９７号公報 特開２００７−１１３５９２号公報 特開平７−４４３９号公報 特開平８−２７７８４２号公報

しかし、上述した両抱きタイプの保持器８６は、玉８０を保持する四角形状孔のポケット部８７の内部空間が大きく形成され、また、保持器８６の径方向に対する位置決めが外輪ガイドとなる構成であるため、保持器８６のポケット部内部に潤滑オイルが溜まり易く、このため、攪拌損失が大きくなるという問題がある。
なお、保持器８６の径方向に対する位置決めが外輪ガイドとなる構成とは、保持器８６の外周面が外輪７０の内周面７０Ａに接触して径方向への移動が外輪７０によってガイド規制されて位置決めされる構成をいう。この外輪ガイド構成であると、図９に示されるように、保持器８６の外周面と外輪７０の内周面７０Ａとの間のガイド部８８の隙間が少なく、このため、玉８０を保持するポケット部内の潤滑オイルの流れが悪くなり、攪拌損失が大きくなるという問題を生じるものである。

このため、保持器の外周面と外輪の内周面との間に隙間を確保することができる保持器の位置決めがいわゆる玉ガイドとなる構成のものも既に提案されている（上掲特許文献３，４参照）。しかし、これらの構成のものは、保持器が一体的に形成されたタイプのものであり、かつ、断面円形のポケット部内壁面の全周にガイド用凸部が構成されているものである。このため、これらの構成のものにおいては、ポケット部内壁面の全周に形成されたガイド用凸部と玉との接触部位で潤滑油切れの問題が生じる懸念があり、又、内径側からポケット部への潤滑オイルの供給がしにくいと言う問題も懸念される。従って、最近では、両抱きタイプの保持器でいわゆる玉ガイド構成とする場合であっても、ポケット部での潤滑オイル流れを良好なものとすることが実用上の観点から重要な課題とされている。

而して、本発明は上述した問題を解決するものとして創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、転がり軸受として軸方向に分割形成された両抱きタイプの保持器を用いる場合であっても、保持器を玉ガイド構成として保持器の外周面と外輪の内周面との間に潤滑オイルが流れることのできる隙間を確実に確保して、転がり軸受の攪拌損失の低減を図ることにある。

上記課題を達成するために、本発明に係る転がり軸受は次の手段をとる。
本発明に係る転がり軸受は、先ず、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、該内輪の内輪軌道と外輪の外輪軌道との間の円周上に配設された複数個の玉と、前記内輪と外輪との間にあって前記玉を周方向に対して保持する保持器とからなり、該保持器は軸方向に分割して形成された分割部材を組み合わせることにより形成される四角形状孔のポケット部に玉を保持する両抱きタイプ構成とされている。そして、かかる構成において、前記内輪と外輪との間で前記保持器を径方向に対して位置決めする構成を、前記保持器の四角形状孔のポケット部の軸方向内壁面のみで保持器が前記玉に対して径方向に相対移動できない係合とする玉ガイド形状構成として、保持器の外周面と外輪の内周面との間に隙間が形成されていることを特徴とする構成をとる。

本発明は、上記のように転がり軸受として軸方向に分割形成された両抱きタイプの保持器を用いる場合であっても、保持器の径方向の位置決めを玉ガイド構成として保持器の外周面と外輪の内周面との間に潤滑オイルが流れることのできる隙間を確実に形成するものであるので、玉を保持するために保持器に形成されるポケット部内の潤滑オイルの排出の流れを良好なものとすることができて、転がり軸受の攪拌損失の低減を図ることができる。
特に、上記した本発明においては、保持器のポケット部の形状は四角形状孔とされており、この四角形状孔のポケット部の軸方向内壁面でのみ玉との係合がされる玉ガイド構成とされているため、潤滑オイルの流れが良好なものとなる。すなわち、玉は保持器に対する周方向に自転しながら公転するが、その玉の自転方向のポケット部には潤滑オイルの流れの障害となる凸部等がなく、潤滑オイルが流れることができる空間が形成されることから、潤滑オイルの排出性が良く、良好な流れとなる。このため、転がり軸受の攪拌損失の低減を図ることができると共に、油膜切れも生じにくくなる。

なお、前述した本発明の手段における保持器のポケット部の玉ガイド形状は、四角形状孔のポケット部の軸方向内壁面のみの径方向の内径側及び外径側位置における少なくとも一方の位置に玉に向けて形成した凸部形状であり、該凸部形状が玉と径方向に対して当接することにより保持器が玉に対して径方向の相対移動ができない構成とするのが好ましい。凸部形状を四角形状孔のポケット部の軸方向内壁面のみの径方向の内径側及び外径側位置の両方の位置に設ける場合には、ポケット部の空間容積を減らすことができて、潤滑オイルの連れまわりを低減することができる。なお、凸部形状は内径側及び外径側位置の一方の位置に設けるのみでも玉ガイドとしての機能を果たすことができ、この場合にはその構成を簡単とすることができる。

また、前述した本発明の手段における外輪の内周面の軸方向の端部は外輪軌道から端面方向に向けて拡開するテーパ形状で形成されていることが好ましい。このように外輪の内周面をテーパ形状で形成すると、ポケット部の潤滑オイルの排出流れをより向上させることができ、転がり軸受の攪拌損失の一層の低減を図ることができる。

本発明の転がり軸受は上述した手段をとることにより次の効果を得ることができる。
先ず、転がり軸受として軸方向に分割形成された両抱きタイプの保持器を用いる場合であっても、保持器の径方向の位置決めを玉ガイド構成とすることにより、玉を保持するために保持器に形成されるポケット部内の潤滑オイルの排出の流れを良好なものとすることができて、転がり軸受の攪拌損失の低減を図ることができる。
特に、本発明の場合は、保持器のポケット部の形状は四角形状孔とされており、この四角形状孔のポケット部の軸方向内壁面でのみ玉との係合がされる玉ガイド構成とされていることにより、玉は保持器に対する周方向に自転しながら公転するが、その玉の自転方向のポケット部内の潤滑オイルの流れは良好な流れとなり、転がり軸受の攪拌損失の低減を図ることができると共に、油膜切れも生じにくくなる。

また、保持器のポケット部の玉ガイド形状を凸部形状として形成する場合には、その形成が容易である。そして、その凸部形状を内径側及び外径側位置の両方の位置に設ける場合には、ポケット部の空間容積を減らすことができて、潤滑オイルの連れまわりを低減することができきる。
また、外輪の内周面の軸方向の端部を外輪軌道から端面方向に向けて拡開するテーパ形状で形成する場合には、ポケット部の潤滑オイルを排出する流れがより向上して、転がり軸受の攪拌損失の一層の低減を図ることができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態の実施例を、図面を用いて説明する。この実施例の転がり軸受は深溝玉軸受の場合である。

先ず、図１から図３に示す第１実施例の深溝玉軸受について説明する。図１は深溝玉軸受の上半分を示す断面図、図２は両抱きタイプの保持器の部分斜視図、図３は保持器の一方の分割部材を示す斜視図である。
図１で示すように、深溝玉軸受１０は、内輪１４と、外輪２０と、玉２４と、保持器３０とから構成される。玉２４は内輪１４と外輪２０との間の円周上に等間隔で複数個配設されている。玉２４は内輪１４の外周面１４Ａに深溝で形成された内輪軌道１４ａと、外輪２０の内周面２０Ａに深溝で形成された外輪軌道２０ａに嵌合して配設され、内輪軌道１４ａと外輪軌道２０ａとの間を転動移動するようになっている。
図２に示すように、保持器３０は軸方向に分割して形成された分割部材３０Ａ、３０Ｂを組合わせて形成する両抱きタイプ構成として形成されている。分割部材３０Ａ、３０Ｂを軸方向に組合わせて構成された保持器３０には玉２４を周方向に対して保持するポケット部３２が等間隔に配置されて形成されている。なお、この実施例における保持器３０の２つの分割部材３０Ａ、３０Ｂは樹脂製とされている。また、２つの分割部材３０Ａ、３０Ｂが組合わされて形成されるポケット部３２は四角形状孔として形成されており、対向して形成される軸方向内壁面３２Ａ、３２Ａと、同様に対向して形成される周方向内壁面３２Ｂ、３２Ｂとで形成されている。四角形状孔のポケット部３２はその四角形の各辺が軸方向と周方向の位置となるように配置されている。

図３は保持器３０の一方の分割部材３０Ａの一部の斜視図を示すものであるが、他方の分割部材３０Ｂも同じ構造で構成されるものであり、同じ構造のものが向かい合わされて組合わされて組立てられる。分割部材３０Ａには組合わされる他の分割部材３０Ｂと相互に係合するための係合爪３４と係合孔３６とが周方向に隣接して一組の係合部３８として設けられている。この係合部３８は一方の分割部材の係合爪３４が他方の分割部材の係合孔３６に挿入係合されて係合される構成となっている。そして、この係合部３８は玉２４の配置数に応じて周方向の複数箇所に等間隔に配置形成されている。
図２に良く示されるように、分割部材３０Ａ、３０Ｂが係合部３８を組合わせて保持器３０を構成する際に、係合部３８と係合部３８との間に四角形状孔のポケット部３２が形成される。このポケット部３２を形成する保持器３０の軸方向内壁面３２Ａには、図３に良く示されるように、その径方向の内径側及び外径側位置にポケット部３２の軸方向内方に向けて突出形成する凸部４０が形成されている。この実施例では、径方向の外径側位置に形成される凸部４０を凸部形状４０Ａとして示し、径方向の内径側位置に形成される凸部４０を凸部形状４０Ｂとして示している。なお、凸部４０が設けられるのは四角形状孔のポケット部３２の軸方向内壁面３２Ａのみであって、周方向内壁面３２Ｂには設けられていない。

この凸部形状４０Ａ、４０Ｂは、図１の保持器３０の断面形状からも良く分かるように、玉２４と接する内面形状は玉形状に沿ったＲ形状（曲面形状）とされている。従って、両抱きタイプ構成として形成されたこの実施例の保持器３０は、その分割部材３０Ａ、３０Ｂが組合わされて玉２４を両抱きされた状態では、その凸部形状４０Ａ、４０Ｂが玉２４を径方向の外径側と内径側の上下方向から当接保持した状態となって、玉２４に対して径方向にガイド規制された状態となる。このため、保持器３０の外輪２０と内輪１４間における径方向の配置位置の位置決めは玉２４により位置決めされた玉ガイド構成となり、図１に良く示されるように、保持器３０の外周面３０ａと外輪２０の内周面２０Ａとの間に隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓが積極的に形成されることにより、ポケット部３２内に流入した潤滑オイルは、この隙間Ｓから容易に流出する排出が行われるため、攪拌損失の低減を図ることができる。
上記した実施例においては、保持器３０のポケット部３２の形状は四角形状孔とされており、この四角形状孔のポケット部３２の軸方向内壁面３２Ａのみに凸部４０が形成されて玉ガイド構成とされているのみであり、保持器３０に保持される玉の自転方向のポケット部には潤滑オイルの流れの障害となる凸部等がなく、潤滑オイルが流れることができる空間が形成されることから、潤滑オイルの排出性が良く、良好な流れとなる。このため、転がり軸受の攪拌損失の低減を図ることができると共に、油膜切れも生じにくくなる。

なお、この実施例においては、外輪２０の内周面２０Ａは、図１で見て、深溝の外輪軌道２０ａの両側位置から外輪２０の両側端方向に向けて拡開するテーパ形状として形成されている。このため、前述した保持器３０の外周面３０ａと外輪２０の内周面２０Ａとの間の隙間Ｓからの潤滑オイルの流出をより良好なものとすることができて、攪拌損失の一層の低減を図ることができる。
特に、この第１実施例のように、凸部形状４０Ａ、４０Ｂをポケット部３２の径方向の内径側及び外径側位置の両方の位置に設けると、保持器３０のポケット部３２の空間容積を減らすことができて、潤滑オイルの連れまわりを低減することができる。

次に、第２実施例について説明する。第２実施例は、図４から図６に示されている。これらの図４から図６は上述の第１実施例の図１から図３に対応させて図示したものである。そして、この第２実施例において、上述の第１実施例と同じ構成箇所については同じ符号を付して示し、詳細な説明を省略する。
第２実施例は、保持器３０のポケット部３２の軸方向内壁面３２Ａに形成する凸部４０を、上述の第１実施例においてはその径方向の内径側及び外径側の両位置に凸部形状４０Ａ、４０Ｂとして形成していたのを、内径側位置の凸部形状４０Ｂのみとして形成したものである。このため、この第２実施例では、図４に良く示されるように、径方向の外径側位置は凸部形状が形成されていなく、ストレート形状として形成されている。この様に凸部形状を径方向の内径側及び外径側位置の一方の位置にのみ設ける場合でも、保持器３０を玉ガイド構成とする機能を持たせることができて、上述の第１実施例と同様に機能させることができるものである。なお、この第２実施例のように、径方向外径側位置をストレート形状とすることによりポケット部３２の潤滑オイルの排出をより良好なものとすることができると共に、その構成をより簡単な構成とすることができるものである。

以上、本発明の各実施例について説明したが、本発明はその他各種の実施形態が考えられるものである。
例えば、上記各実施例は、転がり軸受が深溝玉軸受の場合について説明したが、斜接玉軸受にも適用することができるものである。
また、上記各実施例は、外輪２０の内周面２０Ａにテーパ形状を形成した場合について説明したが、必ずしもこのテーパ形状は必要とする構成のものではない。しかし、かかる構成を設ける場合には、ポケット部３２内の潤滑オイルの流出がより良好に行われ、攪拌損失の一層の低減を図ることができるものである。
また、上記実施例では、ポケット部３２の軸方向内壁面に形成する凸部形状は径方向の内径側及び外径側位置の両方の位置に設ける場合と、内径側位置のみに設ける場合について説明したが、外径側位置のみに設ける場合であっても良い。

第１実施例の深溝玉軸受の上半分を示す断面図である。 第１実施例の両抱きタイプの保持器を示す部分斜視図である。 第１実施例の両抱きタイプの保持器の一方の分割部材を示す部分斜視図である。 第２実施例の深溝玉軸受の上半分を示す断面図である。 第２実施例の両抱きタイプの保持器を示す部分斜視図である。 第２実施例の両抱きタイプの保持器の一方の分割部材を示す部分斜視図である。 従来の片抱きタイプ保持器の場合の深溝玉軸受の上半分を示す断面図である。 従来の片抱きタイプ保持器を示す部分斜視図である。 従来の両抱きタイプ保持器の場合の深溝玉軸受の上半分を示す断面図である。 従来の両抱きタイプ保持器を示す斜視図である。 従来の両抱きタイプ保持器の一部分の分解斜視図である。

符号の説明

１０ 深溝玉軸受（転がり軸受）
１４ 内輪
１４Ａ 内輪の外周面
１４ａ 内輪軌道
２０ 外輪
２０Ａ 外輪の内周面
２０ａ 外輪軌道
２４ 玉
３０ 保持器
３０ａ 保持器の外周面
３０Ａ 保持器の一方の分割部材
３０Ｂ 保持器の他方の分割部材
３２ ポケット部
３２Ａ 軸方向内壁面
３２Ｂ 周方向内壁面
３４ 係合爪
３６ 係合孔
３８ 係合部
４０ 凸部
４０Ａ 外径側位置の凸部形状
４０Ｂ 内径側位置の凸部形状
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. 外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、該内輪の内輪軌道と外輪の外輪軌道との間の円周上に配設された複数個の玉と、前記内輪と外輪との間にあって前記玉を周方向に対して保持する保持器とからなり、該保持器は軸方向に分割して形成された分割部材を組み合わせることにより形成される四角形状孔のポケット部に玉を保持する両抱きタイプ構成とされている転がり軸受であって、
   前記内輪と外輪との間で前記保持器を径方向に対して位置決めする構成を、前記保持器の四角形状孔のポケット部の軸方向内壁面のみで保持器が前記玉に対して径方向に相対移動できない係合とする玉ガイド形状構成として、保持器の外周面と外輪の内周面との間に隙間が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
2. 請求項１に記載の転がり軸受であって、
   前記保持器のポケット部の玉ガイド形状は、四角形状孔のポケット部の軸方向内壁面のみの径方向の内径側及び外径側位置における少なくとも一方の位置に玉に向けて形成した凸部形状であり、該凸部形状が玉と径方向に対して当接することにより保持器が玉に対して径方向の相対移動ができない構成となっていることを特徴とする転がり軸受。
3. 請求項１または請求項２に記載の転がり軸受であって、
   前記外輪の内周面の軸方向の端部を前記外輪軌道から端面方向に向けて拡開するテーパ形状で形成されていることを特徴とする転がり軸受。
   

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