JP2011220454A - グリース潤滑式玉軸受の保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器の内周面に堆積するグリースを、保持器を貫通して外周側に移動させるようにして玉軸受の寿命を延長させる。
【解決手段】グリース潤滑式玉軸受の外輪１と内輪２の間に、転動体３を収容するためのポケット５を有して配置されているリング状の保持器４において、保持器４の周方向における隣接するポケット５の相互間に、半径方向に貫通する少なくとも１つの貫通孔１１を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、グリース潤滑式玉軸受の保持器に関する。

玉軸受には外輪と内輪との間に、複数の転動体（玉）を転動自在に保持する保持器を備えたものが広く用いられている。

このような玉軸受を潤滑する方法しては、液体の油を供給する油潤滑式と、玉軸受にグリースを封入するようにしたグリース潤滑式とが一般的に知られている。

一般的に高速回転する装置の玉軸受には従来油潤滑式が多く用いられてきたが、油潤滑式の場合には油を安定して供給するためにポンプや配管、フィルタ等の機構が必要となるため、コストが増加するという問題がある。

一方、グリース潤滑式は、玉軸受の内部にグリースを充填してシール板で密封しており、メンテナンスフリーであるために、低コストで実施できる利点がある。

従って、近年ではコストダウンのニーズから、グリース潤滑式による玉軸受を高速回転機械に採用することが検討されている。

図６は従来のグリース潤滑式の玉軸受の一例を示すもので玉軸受を軸線と平行に切断した縦断端面図、図７は図６をＸ−Ｘ方向から見た部分切断側面図であり、この玉軸受の外輪１と内輪２との間には、転動体３（玉）を保持するためのリング形状を有する保持器４が配置されている。この保持器４は、プラスチック或いは金属によって形成されており、更に、この保持器４には、セラミック或いは金属からなる転動体３を嵌合して保持するためのポケット５が周方向に等間隔で形成されている。

更に、図６に示すように、外輪１と内輪２の左右方向端部間（軸方向端部間）には、鉄板等からなるシールリング６，７が嵌合配置されており、該シールリング６，７により囲まれる内部空間９の前記転動体３と保持器４の部分にグリースを供給して封入しており、前記シールリング６，７は封入したグリースが外部へ流出するのを防止している。又、前記保持器４とシールリング６，７との間には互いに接触しないように間隔が設けてあり、前記外輪１と内輪２が相対的に回転して転動体３が回転することにより、保持器４は、外輪１或いは内輪２の回転につられて回転するようになっている。

グリース潤滑式玉軸受に封入するグリースは、繊維状物質に基油を染み込ませたものであり、従って、玉軸受に封入したグリースは徐々に基油と一部の繊維状物質が移動することで転動体３の転動を潤滑するようになっている。

グリースは、シールリング６，７によって囲まれる内部空間９の容積の例えば約３０％前後の量を封入するようにしており、グリースを封入した状態で玉軸受を回転すると、転動体３は外輪１と内輪２の間を自転しながら公転し、グリースは前記転動体３によって押しやられるように流動して所定の位置に落ち着くようになる。このとき、前記内部空間９内のグリースは遠心力の作用を受けて外輪１の内周面側に移動し易くなるため、外輪１の内周面にグリースが溜まった状態になっている。

前記内部空間９に封入するグリースの量が少ないと、グリースで潤滑される期間（寿命）が短くなって玉軸受の寿命が短縮されてしまい、又、内部空間９に封入するグリースの量が多過ぎると、グリースが回転の抵抗となることにより発熱する問題があり、そのため、各玉軸受には内部空間９の容積の約３０％前後の好適な量を選定して封入するようにしている。

このようなグリース潤滑式の玉軸受の例としては、玉軸受の保持器の内周面にグリース溜め用のくぼみを設けて玉軸受の耐久性を高めるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−１５７４４１号公報

本発明者らは、寿命に達したと判断された従来のグリース潤滑式の玉軸受を分解して、グリースの状態を調査する試験を実施した。この試験においては、前記したように外輪１の内面にグリースが堆積する以外に、図８に示すように、保持器４の内周面４ａにおける転動体３と転動体３との間に山型を有する堆積グリース１０が存在しており、一方、保持器４の外周面４ｂにはグリースは殆ど付着していないことが判明した。

前記グリース潤滑式の玉軸受では、外輪１の内周面に堆積したグリースの基油と繊維状物質の一部が徐々に転動体３側に染み出して移動することによって潤滑を行うが、寿命に達したグリースは、繊維状物質から基油が抜け切ってカラカラに渇いた状態を有して細かいひび割れが生じていた。

一方、前記保持器４の内周面４ａに堆積した堆積グリース１０について調査したところ、転動体３に近い黒色の部分１０ａでは前記したように基油が抜けたカラカラに渇いた状態となって細かいひび割れが生じているのに対し、点を付した中間部分１０ｂには封入時と同様に基油が含まれた健全な状態を有していた。

ここで、保持器４の内周面４ａは凹面を有しているために、内部空間９に封入したグリースは凹面に溜まり易く、しかも、この凹面に溜ったグリースも保持器４の回転によって遠心力Ｓの作用を受けるが、前記凹面で受けられているためにグリースがポケット５側（転動体３側）へ移動することができず、そのために中間部分１０ｂに健全なグリースが残ったものと考えられる。

グリース潤滑式の玉軸受では、グリースの寿命が玉軸受の寿命を決定する。しかし、グリース潤滑式の玉軸受では、前記したように内部空間９に封入するグリースの量が予め決定されているためにグリースの寿命を延ばすことには限度があり、従って、グリースが寿命に達すると、回転機械を分解して玉軸受の内部空間９へグリースの供給（給脂）を行う、或いは、玉軸受を新品のものと交換する等のメンテナンス作業が短い期間で必要になり、よって、運転コストが増加するという問題を有していた。

このため、内部空間９に封入されたグリースを使い切るようにすれば、玉軸受の寿命を延長させてメンテナンス作業の間隔を延長することができる。

特許文献１では、玉軸受の保持器の内周面にグリース溜め用のくぼみを設けるようにしているため、くぼみ溜まる分だけ保持器の内周面に堆積するグリースの量を増加することができる。

しかし、特許文献１においても、図８において示したように、くぼみに堆積したグリースが転動体３側に移動することは殆どなく、保持器４の内周面における隣接するポケット５相互の中間部分に、健全な多くのグリースが残ったままとなって、封入したグリースを使い切ることができず、玉軸受の寿命を延長することはできない。

本発明は、保持器の内周面に堆積するグリースを、保持器を貫通して外周側に移動させることにより玉軸受の寿命を延長できるようにしたグリース潤滑式玉軸受の保持器を提供することを目的とする。

本発明は、グリース潤滑式玉軸受の外輪と内輪の間に、転動体を収容するためのポケットを有して配置されているリング状の保持器において、保持器の周方向における隣接するポケットの相互間に、半径方向に貫通する少なくとも１つの貫通孔を形成したことを特徴とするグリース潤滑式玉軸受の保持器、に係るものである。

上記グリース潤滑式玉軸受の保持器において、前記保持器に備えた貫通孔の内周面側の開口部に、該開口部の外周部から開口部に向けて保持器の肉厚が薄くなるように形成した傾斜面を備えることは好ましい。

本発明のグリース潤滑式玉軸受の保持器によれば、保持器の内周面における隣接するポケットの相互間に、半径方向に貫通する少なくとも１つの貫通孔を形成したので、保持器の内周面に堆積するグリースは貫通孔の内部にも侵入して堆積するようになり、この堆積したグリースは遠心力の作用により貫通孔を通して徐々に外輪の内周面に供給され、これによって内周面に堆積したグリースを使い切るようになるために玉軸受の寿命が延長され、メンテナンス作業が必要な期間が延長されることにより、運転コストの大幅な低減が可能になるという優れた効果を奏し得る。

又、保持器に備えた貫通孔における保持器の内周面側の開口部に、該開口部の外周部から開口部に向けて保持器の肉厚が薄くなるように形成した傾斜面を備えたので、保持器の内周面における隣接するポケット相互間に堆積したグリースが貫通孔に移動し易くなるという効果がある。

図７に対応した本発明のグリース潤滑式玉軸受の保持器の一実施例を示す部分切断側面図である。 （ａ）は図１の保持器を取出して示した部分切断側面図、（ｂ）は（ａ）をＹ−Ｙ方向から見た展開図である。 （ａ）は図２（ａ）の貫通孔に変形を加えた実施例を示す部分切断側面図、（ｂ）は（ａ）をＺ−Ｚ方向から見た展開図である。 保持器の他の実施例を示す展開図である。 図４の貫通孔に変形を加えた実施例を示す展開図である。 従来のグリース潤滑式の玉軸受の一例を示すもので玉軸受を軸線と平行な面で切断した縦断端面図である。 図６をＸ−Ｘ方向から見た部分切断側面図である。 寿命に達したと判断された従来のグリース潤滑式の玉軸受から取り出した保持器の部分切断側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図１、図２（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を示すものであって、図中、図６〜図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図６〜図８に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１、図２（ａ）、（ｂ）に示す如く、保持器４の内周面４ａにおける隣接するポケット５相互間の夫々に、半径方向に貫通する少なくとも１つの貫通孔１１を形成した点にある。

図１、図２（ａ）、（ｂ）の実施例では、保持器４の内周面４ａにおける隣接するポケット５相互間の中心位置の夫々に、１つの貫通孔１１を設けている。この貫通孔１１の口径は任意の値に選定することができるが、保持器４の強度を損なわない口径としている。上記貫通孔１１を備えた保持器４は、プラスチックによる射出成形等によって製造することができ、又、金属を用いて切削加工等により製造することができる。

図３（ａ）、（ｂ）は図１、図２（ａ）、（ｂ）の実施例に変形を加えた実施例を示したものであり、保持器４の隣接するポケット５相互間に設けた貫通孔１１における保持器４の内周面４ａ側の開口部１１ａに、該開口部１１ａの外周部から開口部１１ａに向けて保持器４の肉厚が薄くなるように形成した面取り状の傾斜面１２を備えた場合を示しており、それ以外については前記実施例と同様である。

図４は本発明の他の実施例を示したものであり、保持器４の内周面４ａにおける隣接するポケット５相互間に設ける貫通孔１１を、軸方向（幅方向）に間隔を隔てて２個ずつ設けた場合を示しており、それ以外については前記実施例と同様である。

５は図４の実施例に変形を加えた実施例を示したものであり、保持器４の隣接するポケット５相互間に設けた２個の貫通孔１１における保持器４の内周面４ａ側の開口部１１ａに、該開口部１１ａの外周部から開口部１１ａに向けて保持器４の肉厚が薄くなるように形成した面取り状の傾斜面１２を備えた場合を示しており、それ以外については前記実施例と同様である。

次に、上記実施例の作動を説明する。

図１、図２（ａ）、（ｂ）、図４に示すように、保持器４の内周面４ａにおける隣接するポケット５の相互間に、半径方向に貫通する少なくとも１つの貫通孔１１を形成したので、保持器４の内周面４ａに堆積するグリースは貫通孔１１の内部にも侵入して堆積するようになり、この堆積したグリースは遠心力の作用により貫通孔１１を通して徐々に外輪１の内周面に供給されて、転動体３の潤滑に供せられるようになる。

このように、保持器４の内周面４ａに堆積したグリースの殆どが潤滑に利用されるようになるため、玉軸受の寿命が大幅に延長されるようになり、よって、メンテナンス作業の必要な期間が延長されて、運転コストの大幅な低減を図れるようになる。

一方、図３（ａ）、（ｂ）、及び図５に示すように、前記貫通孔１１における保持器４の内周面側の開口部１１ａに、該開口部１１ａの外周部から開口部１１ａに向けて保持器４の肉厚が薄くなるように形成した面取り状の傾斜面１２を備えたので、保持器４の内周面４ａにおける隣接するポケット５相互間に堆積したグリースは、前記傾斜面１２によって貫通孔１１に移動し易くなる。

前記貫通孔１１を備えた保持器４は、プラスチックによる射出成形等によって製造することにより安価に提供することができる。

尚、本発明のグリース潤滑式玉軸受の保持器は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 外輪
２ 内輪
３ 転動体
４ 保持器
４ａ 内周面
５ ポケット
１１ 貫通孔
１１ａ 内周面側の開口部
１２ 傾斜面

Claims (2)

1. グリース潤滑式玉軸受の外輪と内輪の間に、転動体を収容するためのポケットを有して配置されているリング状の保持器において、保持器の内周面における隣接するポケットの相互間に、半径方向に貫通する少なくとも１つの貫通孔を形成したことを特徴とするグリース潤滑式玉軸受の保持器。
2. 前記保持器に備えた貫通孔の内周面側の開口部に、該開口部の外周部から開口部に向けて保持器の肉厚が薄くなるように形成した傾斜面を備えたことを特徴とする請求項１記載のグリース潤滑式玉軸受の保持器。

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