JP2009180367A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 潤滑油の無駄をなくし、必要とされる部位に潤滑油を効率よく供給することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】 外周に内輪軌道面２ｂを有する内輪２と、内周に外輪軌道面３ｂを有する外輪３と、内輪軌道面２ｂと外輪軌道面３ｂとの間に配設される複数の転動体４と、この複数の転動体４を周方向所定間隔に保持するポケット５を有する環状体からなる保持器６とを備えており、軸方向一方側の内輪２の外周面と保持器６の内周面との間を通って潤滑油が供給される転がり軸受１。少なくとも軸方向一方側における保持器６の内周面に、軸方向一端からポケット５の周縁に亘り、縮径することなくかつ全体として拡径する拡径部分２０が形成されており、且つ、当該拡径部分２０の表面２０ａが撥油性を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は転がり軸受に関する。さらに詳しくは、潤滑油を摺動又は転動部分に供給する、自己潤滑機能を備えた転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受に潤滑油を供給するために、潤滑油を貯留するタンクと、潤滑油を吸引し吐出するポンプと、潤滑油の吐出口となるノズルとを備えた給油ユニットを付設した転がり軸受が知られている。
かかる給油ユニットを付設した転がり軸受として、ノズルを内輪と保持器との間を通してその先端を転動体の直近にまで近づけ、転動体付近の保持器の内周面に潤滑油を供給するものがある（特許文献１参照）。
この特許文献１記載の転がり軸受では、保持器内周面に供給された潤滑油が、転がり軸受の回転による遠心力により、転動体を通じて外輪の軌道面に向けて移動するとともに、転動体が介して内輪の軌道面にも転着され、転がり軸受を有効に潤滑することができる、とされている。

ところが、ノズルから供給された潤滑油には、遠心力の他にも転がり軸受の回転により発生する軸受内部の空気流による力も作用することから、保持器内周面を転動体と反対側に移動して、保持器の端部から転がり軸受の外部に流出する場合もあり、その全量が転がり軸受の潤滑に寄与しているとは言い難い。
そこで、転がり軸受の保持器の内周面に軸方向両端から中心に向けて漸次拡径させたテーパ面を形成することで、保持器の端部から転がり軸受の外部に潤滑油が流出するのを防止する転がり軸受が提案されている（特許文献２参照）。
この特許文献２記載の転がり軸受は、保持器の内周面をテーパ面にすることで、転がり軸受の回転による遠心力によって、保持器内周面上の潤滑油を保持器の軸方向中心に向けて流動させるので、保持器端部からの潤滑油の流出を防ぐことができる。

特開２００４−１０８３８８号公報 特開２００６−１９４４０２号公報

しかしながら、従来の保持器は、フェノール樹脂などの親油性（潤滑油に対する親油性）の材料で作製されている場合が多く、このような保持器の内周面では、濡れ性がよく、潤滑油の接触角が小さくなることから、以下のような問題があった。
すなわち、親油性の表面に潤滑油を滴下すると当該潤滑油の油滴は保持器内周面に薄く付着して保持された状態になり、そのままでは遠心力をもってしても転動体側に移動することができない。そして、前記油滴の上にさらに油滴が滴下されていき、その油滴がまとまって一定の大きさになって初めて保持器の内周面を転動体側に移動することになる。このとき、一定の大きさになった油滴が一度に移動するため、その一部が転動体などの潤滑に用いられずに、転がり軸受外部に流出して無駄になる惧れがある。

また、一部が外部に流出することで必要量の潤滑油が転動体などに供給されない結果、転がり軸受に焼付きが発生する惧れもある。かかる焼付きを防止するために、保持器内周面への潤滑油の供給量を多くすると、給油ユニットのタンクに潤滑油を補充するインターバルが短くなり、そのメンテナンスの負担が増大する。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、潤滑油の無駄をなくし、必要とされる部位に潤滑油を効率よく供給することができる転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る転がり軸受は、外周に内輪軌道面を有する内輪と、内周に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配設される複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するポケットを有する環状体からなる保持器とを備え、軸方向一方側の前記内輪の外周面と前記保持器の内周面との間を通って潤滑油が供給される転がり軸受であって、少なくとも軸方向一方側における前記保持器の内周面に、軸方向一端から前記ポケットの周縁に亘り、縮径することなくかつ全体として拡径する拡径部分が形成されており、且つ、当該拡径部分の表面が撥油性を有していることを特徴としている。

本発明の第１の観点に係る転がり軸受によれば、少なくとも軸方向一方側における保持器の内周面に、縮径することなくかつ全体として拡径する拡径部分が形成され、且つ、当該拡径部分の表面が撥油性を有している。
撥油性を有する拡径部分の表面では、潤滑油の濡れ性が悪く、接触角が大きくなるため、潤滑油が薄く付着することなく弾かれた状態となり、潤滑油の流動性を高めることができる。
したがって、保持器の拡径部分の表面に潤滑油を滴下すれば、転がり軸受の回転による遠心力によって、潤滑油の油滴を当該拡径部分の表面から転動体側に即座に移動させることができるので、潤滑油を転動体、内輪軌道面、及び外輪軌道面などの潤滑を必要とする部位に確実に効率よく供給することができる。

これにより、潤滑油の無駄をなくして潤滑油の供給量を最小限にすることができるとともに、必要量の潤滑油を確実に摺動ないしは転動部位に供給できるので、転がり軸受の焼付きを防止することができる。
そして、供給する潤滑油の量を最小限にすることができることから、潤滑油を貯留するタンクに潤滑油を補充するインターバルが長くなり、転がり軸受のメンテナンスの負担を軽減することができる。

また、本発明の第２の観点に係る転がり軸受は、外周に内輪軌道面を有する内輪と、内周に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配設される複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するポケットを有する環状体からなる保持器とを備え、少なくとも軸方向一方側の前記内輪の外周面と前記保持器の内周面との間を通って潤滑油が供給される転がり軸受であって、軸方向両方側における前記保持器の内周面に、軸方向両端からそれぞれ前記ポケットの周縁に亘り、縮径することなくかつ全体として拡径する拡径部分が形成されており、且つ、当該拡径部分の表面が撥油性を有していることを特徴としている。

本発明の第２の観点に係る転がり軸受によれば、軸方向両方側における保持器の内周面に、縮径することなくかつ全体として拡径する拡径部分が形成され、且つ、当該拡径部分の表面が撥油性を有している。
したがって、潤滑油が供給される側の拡径部分については、前述した第１の観点に係る転がり軸受と同様に、滴下された潤滑油は遠心力によって即座に転動体側に移動され、潤滑を必要とする部位に確実にかつ効率よく供給される。

また、軸方向一方側の保持器の内周面に滴下された潤滑油が転動体を介するなどして保持器の軸方向中心を越えて他方側の保持器の内周面に移動したとしても、他方側の保持器内周面にも撥油性の拡径部分が形成されていることから、転がり軸受の回転による遠心力によって、潤滑油が保持器の軸方向中心に戻されるため、他方側の保持器端部からの潤滑油の流出を確実に防ぐことができる。
以上より、潤滑油の無駄をなくして潤滑油の供給量を最小限にすることができるとともに、必要量の潤滑油を確実に摺動ないしは転動部位に供給できるので、転がり軸受の焼付きを防止することができる。
そして、供給する潤滑油の量を最小限にすることができることから、潤滑油を貯留するタンクに潤滑油を補充するインターバルが長くなり、転がり軸受のメンテナンスの負担を軽減することができる。

前記保持器の隣接するポケット間の柱部の内周面が、撥油性を有しているのが好ましい。この場合、柱部の内周面が撥油性を有しているので、柱部の内周面においても、潤滑油の流動性を高めることができる。したがって、保持器の内周面に滴下されて柱部の内周面に移動した潤滑油を、転がり軸受の回転によって、周方向の転動体側に即座に移動させることができるので、潤滑を必要とする部位に潤滑油をより効率よく供給することができる。

本発明の転がり軸受によれば、潤滑油の流動性を高めることにより、潤滑油の無駄をなくし、必要とされる部位に潤滑油を効率よく供給することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の転がり軸受の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態（第１実施形態）に係る転がり軸受１の軸平行断面図であり、図２は、図１に示される転がり軸受１のＡ−Ａ矢視側面図である。
図１に示される転がり軸受１はアンギュラ玉軸受であり、内輪２と、外輪３と、この内輪２と外輪３との間に配設される複数の転動体４と、この複数の転動体４を周方向所定間隔に保持する複数のポケット５を有する環状体からなる保持器６とを備えており、内輪２と外輪３との間の環状空間における外輪３の内周面に給油ユニット１０が固設されている。そして、回転輪である内輪２の内周面には軸Ｓが固定され、固定輪である外輪３の外周面はハウジングＨに固定されている。

内輪２は、内輪本体部２ａと、この内輪本体部２ａの一端から軸方向に延出させた内輪延長部２ｃとを有しており、内輪本体部２ａの外周には内輪軌道面２ｂが形成されている。
一方、外輪３は、外輪本体部３ａと、この外輪本体部３ａの一端から軸方向に延出させた外輪延長部３ｃとを有しており、外輪本体部２ａの内周には外輪軌道面３ｂが形成されている。
内輪軌道面２ｂと外輪軌道面３ｂとの間に転動体４が転動自在に配設されている。
内輪延長部２ｃと外輪延長部３ｃは、軸方向において互いに対向する位置に配置されており、両延長部２ｃ，３ｃの間の環状空間に給油ユニットが配設されている。

保持器６の軸方向両方側における内周面には、軸方向両端からポケット５の周縁の少なくとも一部に亘って、縮径することなくかつ全体として拡径する拡径部分２０が形成されており、この拡径部分２０の表面２０ａに撥油処理が施されている。具体的には、保持器６は、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの親油性（潤滑油に対する親油性）の材料で作製されており、その表面は親油性を有しているが、本実施の形態では、拡径部分２０の表面２０ａにイソシアネート基等の官能基を複数有するパーフルオロアルキルエーテルを重合させたフッ素系硬化膜、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂やシリコン系撥油材などの撥油性材料をコーティングすることによって、撥油性被膜７を形成している。また、隣接するポケット５間の柱部６ａの内周面にも撥油性被膜７が形成されている。したがって、保持器６は、内周面が撥油性を有しており、それ以外の表面、例えば外周面やポケット内周面は親油性を有している。

なお、本明細書において、「縮径することなくかつ全体として拡径する」とは、始点から終点に至るまで連続して拡径している場合だけでなく、部分的に同径部が含まれている場合も含む趣旨である。始点と終点とを比較したとき、終点の方が拡径していることが、十分条件であるが、この条件を満たす場合であっても途中で部分的に縮径する場合は、「縮径することなくかつ全体として拡径する」には該当しない。拡径は、直線状に拡径させてもよいし、曲線状に拡径させてもよい。また、直線部分と曲線部分を含む形状であってもよい。

給油ユニット１０は、図１〜２に示されるように、潤滑油を貯留するタンク１１と、このタンク１１内の潤滑油を吸引し吐出するポンプ１２と、このポンプ１２の吐出口に取り付けられたノズル１３と、タンク１１とポンプ１２を連通するための配管１４と、ポンプ１２を駆動するための駆動部（図示省略）とを備えている。
ノズル１３は、ポンプ１２から軸方向に延ばされ、保持器６と、この保持器６と対向する内輪２の外周面との間の空間に挿入されている。また、ノズル１３は、その先端付近において、転がり軸受１の回転方向側に曲げられた角部（図示省略）を有しており、この角部の先端に先端開口部１３ａが形成されている。
給油ユニット１０では、ポンプ１２によって、タンク１１の潤滑油が吸引され、さらに、吸引された潤滑油がノズル１３の先端開口部１３ａから吐出され、保持器６の内周面に潤滑油が滴下される。

本実施の形態では、拡径部分２０の表面２０ａ及び柱部６ａの内周面、つまり、保持器６の内周面全体に撥油性被膜７が形成されており、この撥油性被膜７上では、潤滑油の接触角が大きくなるため、潤滑油の流動性が高くなる。
したがって、ノズル１３の先端開口部１３ａより保持器６の拡径部分２０の表面２０ａに潤滑油を滴下すれば、転がり軸受１の回転による遠心力によって、滴下された潤滑油の油滴を即座に転動体４側に移動させ、ポケット５内に流動させることができる。このとき、柱部６ａの内周面に移動した潤滑油は、転がり軸受１の回転によって周方向に移動してポケット５内に流動する。

そして、ポケット５内に流動した潤滑油は、転動体４の表面に付着し、この転動体４の自転及公転によって、ポケット内周面、内輪軌道面２ｂ、外輪軌道面３ｂ、保持器６外周面などに供給される。この保持器６外周面やポケット内周面は親油性を有しているので、濡れ性がよく、供給された潤滑油を保持し易い状態になっている。したがって、良好な潤滑作用を維持することができる。
なお、潤滑油の一部が保持器６の軸方向中心を越えて保持器６の他方側に移動することがあるが、本実施の形態では、この他方側にも拡径部分が形成されているので、転がり軸受１の回転による遠心力によって、潤滑油が転動体４側に戻されるため、保持器６の端部から潤滑油が流出することはない。

このように、保持器６の拡径部分２０の表面２０ａに滴下した潤滑油は、潤滑を必要とする内輪軌道面や外輪軌道面などの部位に確実に効率よく供給されるので、潤滑油の無駄をなくして当該潤滑油の供給量を最小限にすることができる。また、必要量の潤滑油を確実に摺動ないしは転動部位に供給できるので、転がり軸受の焼付きを防止することができる。そして、供給する潤滑油の量を最小限にすることができることから、潤滑油を貯留するタンクに潤滑油を補充するインターバルが長くなり、転がり軸受のメンテナンスの負担が軽くなる。なお、タンクに潤滑油を補充することができないタイプの給油ユニットを備えた転がり軸受にあっては、当該転がり軸受の寿命を長くすることができる。

図３は、本発明の他の実施の形態（第２実施形態）に係る転がり軸受３１の軸平行断面図である。
図３に示される転がり軸受３１は、アンギュラ玉軸受であり、内輪３２と、外輪３３と、この内輪３２と外輪３３との間に配設される複数の転動体３４と、この複数の転動体３４を周方向所定間隔に保持する複数のポケット３５を有する環状体からなる保持器３６とを備えており、図示しない給油ユニットが転がり軸受３１の外部に隣接配置されている。

内輪３２の外周には内輪軌道面３２ａが形成されており、外輪３３の内周には外輪軌道面３３ａが形成されており、両軌道面３２ａ，３３ａ間に転動体３４が転動自在に配設されている。

本実施の形態では、図示しない給油ユニットが、ハウジングＨ等の固定部材の適宜の位置に取り付けられ、給油ユニットに含まれるポンプに取り付けられたノズル１３が、保持器３６と、この保持器３６と対向する内輪３２の外周面との間の空間に挿入されている。保持器３６とノズル１３の相対位置、保持器３６の形状、材料、撥油性材料の種類、撥油性被膜の形成箇所、および、保持器３６と、この保持器３６と対向する内輪３２の外周面との間の空間におけるノズル１３の位置、ノズル１３の形状、など、図１に示される実施の形態と同様になっている。そして、図１に示される実施の形態と同様にして、転がり軸受３１への潤滑油の供給を行うことができる。
この実施の形態では、転がり軸受３１の大きさ及び設置場所の環境等に関係なく給油ユニットを設定することができるので、例えば、給油ユニットのタンクを大きくすることによって、潤滑油を補充するインターバルを長くすることができ、転がり軸受３１のメンテナンスの負担を軽減することができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。例えば、前述した実施の形態では、保持器６の内周面に、その軸方向両端からそれぞれポケット５の周縁に亘り拡径部分が形成され、且つ、当該拡径部分の表面に撥油性被膜７が形成される構成としたが、図４に示される転がり軸受４１のように、潤滑油の供給されない他方側の保持器４６の内周面において、軸方向一端からポケット４５の周縁に亘り拡径部分及び撥油性被膜７が形成されていない構成としても良い。

本発明の一実施の形態に係る転がり軸受の軸平行断面図である。 図１に示される転がり軸受のＡ−Ａ矢視側面図である。 本発明の転がり軸受の他の実施の形態を示す軸平行断面図である。 本発明の転がり軸受のさらに他の実施の形態を示す軸平行断面図である。

符号の説明

１ 転がり軸受
２ 内輪
２ｂ 内輪軌道面
２ｃ 内輪延長部
３ 外輪
３ｂ 外輪軌道面
３ｃ 外輪延長部
４ 転動体
５ ポケット
６ 保持器
７ 撥油性被膜
１０ 給油ユニット
１１ タンク
１２ ポンプ
１３ ノズル
２０ 拡径部分
３１ 転がり軸受
４１ 転がり軸受

Claims (3)

1. 外周に内輪軌道面を有する内輪と、
   内周に外輪軌道面を有する外輪と、
   前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配設される複数の転動体と、
   前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するポケットを有する環状体からなる保持器とを備え、
   軸方向一方側の前記内輪の外周面と前記保持器の内周面との間を通って潤滑油が供給される転がり軸受であって、
   少なくとも軸方向一方側における前記保持器の内周面に、軸方向一端から前記ポケットの周縁に亘り、縮径することなくかつ全体として拡径する拡径部分が形成されており、且つ、当該拡径部分の表面が撥油性を有している
   ことを特徴とする転がり軸受。
2. 外周に内輪軌道面を有する内輪と、
   内周に外輪軌道面を有する外輪と、
   前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に配設される複数の転動体と、
   前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するポケットを有する環状体からなる保持器とを備え、
   少なくとも軸方向一方側の前記内輪の外周面と前記保持器の内周面との間を通って潤滑油が供給される転がり軸受であって、
   軸方向両方側における前記保持器の内周面に、軸方向両端からそれぞれ前記ポケットの周縁に亘り、縮径することなくかつ全体として拡径する拡径部分が形成されており、且つ、当該拡径部分の表面が撥油性を有している
   ことを特徴とする転がり軸受。
3. 前記保持器の隣接するポケット間の柱部の内周面が、撥油性を有している請求項１又は２に記載の転がり軸受。

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