JP2011220455A - 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の基油及び繊維状物質をポケット側に効果的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、半径方向内方に突出する突出部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（ａ）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な面で切断した縦断端面図、図６（ｂ）は図６（ａ）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（ａ）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７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との間に山形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て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には封入時と同様の健全な状態のグリースが存在していた。

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、延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に封入し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、くぼみを備えた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７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、このために中間部分１０ｂに多くの健全な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はできず、よって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ポケット側に効果的に移動させるようにして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、保持器の内周面における隣接するポケットの相互間に、半径方向内方に突出する突出部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、前記突出部が、ポケット相互の中間部分に対してポケット側の肉厚が小さくなるよう形成されていることは好ましい。

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、半径方向内方に突出する突出部を形成したので、内周面の突出部上にグリースが堆積するようになるが、堆積したグリースには遠心力が作用するために突出部上のグリースが効果的にポケット側に移動するようになり、これによって内周面に堆積したグリースを使い切ることができるため玉軸受の寿命が延長され、メンテナンス作業を必要とする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、前記突出部が、ポケット相互の中間部分に対してポケット側の肉厚が小さくなるよう形成されていると、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ポケット側に移動し易くなるという効果がある。

図６（ｂ）に対応する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）のＹ−Ｙ方向矢視図である。 保持器の他の実施例を示す部分切断側面図である。 保持器の更に他の実施例を示す部分切断側面図である。 保持器の更に他の実施例を示す部分切断側面図である。 （ａ）は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、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ方向から見た部分切断側面図である。 寿命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（ａ）、（ｂ）、図７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（ａ）、（ｂ）、図７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相互間の夫々に、半径方向内方へ突出する突出部１１を一体に設けた点にある。

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相互間に設ける突出部１１を、玉軸受を軸方向から見た側面形状が、中間部の平坦面１２ａと左右の傾斜面１２ｂとからなる台形突面１２を有して突出するようにした場合を示している。この突出部１１は図２（ｂ）に示す如く、保持器４の軸方向両端までの前幅で形成されている。尚、突出部１１は保持器４の軸方向両端に達しない幅で形成されていてもよい。上記突出部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。

前記突出部１１の高さは、図１に示す内輪２の外周面に達しない任意の高さとすることができるが、この突出部１１の高さは、保持器４の内周面４ａにおけるポケット５相互間の凹面を埋める平坦な面よりも少なくとも半径方向内側に突出していればよい。従って、図２（ａ）に示すようにポケット５相互間に堆積する堆積グリース１０の量を増加させる上では、突出部１１はできるだけ小さい突出高さとすることが好ましい。

図３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相互間に設ける突出部１１を、玉軸受を軸方向から見た側面形状が円弧突面１３を有して突出するようにし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は本発明の更に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相互間に設ける突出部１１を、玉軸受を軸方向から見た側面形状が三角突面１４を有して突出するようにし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。

上記図１、図２（ａ）、（ｂ）に示した台形突面１２、図３に示した円弧突面１３、図４に示した三角突面１４による突出部１１は、ポケット５の相互間の中間部に対してポケット５側の肉厚が徐々に小さくなるよう形成されている。このように中間部に対してポケット５側の肉厚が小さくなるようにする形状は、傾斜面であってもよく、又、曲面であってもよい。

図５は本発明の更に他の実施例を示したもので、保持器４の内周面４ａにおける隣接するポケット５相互間に設ける突出部１１を、玉軸受を軸方向から見た側面形状が矩形突面１５を有して突出するようにし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。

本発明では、保持器４の内周面４ａにおける隣接するポケット５相互間に、保持器４の内周面４ａにおけるポケット５相互間の凹面を埋める平坦な面よりも少なくとも半径方向内側に突出した突出部１１を備えたので、図６の玉軸受の内部空間９に封入したグリースは、図２（ａ）、図３〜図５に示すように、ポケット５相互間に設けた突出部１１上にも堆積するようになり、突出部１１上に堆積した堆積グリース１０には保持器４の回転による遠心力Ｓが作用するため、堆積グリース１０の基油及び繊維状物質は突出部１１の中間部側のポテンシャルエネルギの高い側からポテンシャルエネルギが低いポケット５側に徐々に移動するようになる。

従って、隣接するポケット５相互間に堆積した堆積グリース１０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。

ここで、図１、図２（ａ）、（ｂ）、図３、図４、図５の実施例に示すように、突出部１１が、ポケット５相互間の中間部に対してポケット５側の肉厚が小さくなるように形成されていると、堆積グリース１０の基油及び繊維状物質がポケット５側に向かって流動し易くなる。

前記突出部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と、安価に提供することができる。

更に、本発明では、保持器４の内周面４ａにおける隣接するポケット５相互間に、半径方向内側に突出した突出部１１を備えたので、突出部１１により保持器４の強度が強化されることはあっても、保持器４の強度が低下するような問題を生じることはない。

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 突出部

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、半径方向内方に突出する突出部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. 前記突出部が、ポケット相互の中間部分に対してポケット側の肉厚が小さくなるよう形成され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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