JP2012132536A - 転がり軸受用保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器の製造コストの上昇を抑制しつつ、潤滑剤を効率良く潤滑に寄与させ、転動体とポケットの凹面部との間に潤滑剤を適切に供給可能とし、攪拌抵抗の増加を抑制することによって、回転トルクの上昇を抑制した転がり軸受用保持器を提供する。
【解決手段】転がり軸受用保持器４０は、転がり軸受の軌道面間に配置される複数の転動体を転動自在に保持するために全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所にポケット４１を設け、ポケット４１が転動体が位置する凹面部４２Ａ、４２Ｂを有する転がり軸受用保持器４０であって、互いに隣り合うポケット４１，４１の間の柱部４３に空洞部４４を設け、空洞部４４は、空洞部４４に隣り合う両側の凹面部の内、片側の凹面部４２Ａに開口している。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の軌道面間に配置される複数の転動体を転動自在に保持する転がり軸受用保持器に関する。

転がり軸受は自動車や各種産業機械等の各種回転機械装置で回転軸等を支持する軸受部に広く使用されているが、この転がり軸受の従来例の概略的構成を図５に示す。図５の転がり軸受は、ラジアル玉軸受１０であり、ラジアル玉軸受１０は、外周面に内輪軌道面１を形成した内輪２と、内周面に外輪軌道面３を形成した外輪４とを同心的に配置し、内輪軌道面１と外輪軌道面３との間に複数個の玉５を転動自在に設けて構成されている。複数個の玉５は保持器６により転動自在に保持されている。図６に図５の保持器６の斜視図を示す。

図６に示すように、保持器６は、円環状の冠型に構成されており、樹脂から射出成形により製造され、従来の金属からプレス成形で製造された波型保持器の代わりに用いられるようになっている。図６の冠型保持器６は、円環状の主部１７の円周方向の複数個所に玉５（図５）を転動自在に保持するように設けられたポケット１８と、ポケット１８の両側に設けられた弾性変形可能な一対の弾性片１６ａ、１６ｂと、を複数組有する。各ポケット１８において、主部１７に互いに間隔をあけて配置された一対の弾性片１６ａと１６ｂとの間から底部に向けて形成された凹面部１９がほぼ全体に球面状に構成されている。各ポケット１８の図の上部には一対の弾性片１６ａ、１６ｂ間に開口部Ｔが形成される。

図６の冠型保持器６を用いて図５のようなラジアル玉軸受を組み立てる場合、玉５を、ポケット１８の一対の弾性片１６ａ、１６ｂの先端縁同士の間隔を弾性的に押し広げて弾性片１６ａ、１６ｂの間の開口部Ｔから押し込むようにして挿入する。このように、冠型保持器６は各ポケット１８内に各玉５を抱き込むことで、玉５を内輪軌道面１と外輪軌道面３との間（図５）で転動自在に保持する。

上述のように、従来のラジアル玉軸受の保持器は、金属製の波型保持器やポケットが単一の球面で成形された樹脂製の円環状の冠型保持器が使われることが一般的であった。

図７は図６の保持器６の要部を径方向外方からみた図である。保持器６が二点鎖線で示す玉５をポケット１８内に保持した状態で図５のラジアル玉軸受１０で使用されると、軸受の回転に伴い、玉５は保持器６のポケット１８内で転動中心軸ｖを中心にして転動（自転）するが、このとき、軸受内部に充填されたグリース等の潤滑剤が玉５とポケット１８の凹面部１９の端部１９ａとの接触により掻き取られてしまうこと等に起因してポケット１８内に潤滑剤が溜り難くなってしまう。

このため、例えば、玉５とポケット１８の凹面部１９との間に潤滑剤Ｇの膜が図７の破線のように部分的にしか形成されなくなってしまうと、玉５と凹面部１９との間の摩擦が大きくなり、ポケット１８の磨耗や玉５の焼き付きや騒音発生等の問題が生じる場合がある。また、玉５と凹面部１９との間に潤滑剤を充分に供給するために、潤滑剤の軸受内部への充填量を増やすことが考えられるが、そうすると、軸受内部における潤滑剤の撹拌抵抗が増加してしまい、回転トルクの上昇につながってしまう。

また、従来より、図８や図９や図１０のように、ラジアル玉軸受の軌道面間に配置される複数の玉を転動自在に保持するために、全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所にポケットを設け、前記ポケットが前記玉が位置する凹面部を有し、互いに隣り合うポケットの間の柱部に空洞部を設け、前記凹面部と前記空洞部とを連通する連通部２１ａ、２１ｂ、２２ｂ、２３ａを設けたラジアル玉軸受用保持器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２６１４７８公報

しかし、図８をIIの軸方向から見た図１０では、空洞部２１、２２、２３が、背面２６の開口部２１ｃ、２２ｃ、２３ｃに開口している為、前記開口部から潤滑剤が保持器外部に漏れる可能性がある。また、図１１では、開口部が蓋部材３１、３２、３３にて閉塞されいる。そのため、潤滑剤が保持器外部に漏れる可能性は低いが、前記蓋部材を空洞部毎に設けている為、蓋部材の取り付けに手間が掛かるので、保持器の製造コストが上昇する可能性がある。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、保持器の製造コストの上昇を抑制しつつ、潤滑剤を効率良く潤滑に寄与させ、転動体とポケットの凹面部との間に潤滑剤を適切に供給可能とし、攪拌抵抗の増加を抑制することによって、回転トルクの上昇を抑制した転がり軸受用保持器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による転がり軸受用保持器は、転がり軸受の軌道面間に配置される複数の転動体を転動自在に保持するために全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所にポケットを設け、前記ポケットが前記転動体が位置する凹面部を有する転がり軸受用保持器であって、互いに隣り合うポケットの間の柱部に空洞部を設け、前記空洞部は、前記空洞部に隣り合う両側の前記凹面部の内、片側の前記凹面部に開口していることを特徴とする。

本発明の転がり軸受用保持器によれば、保持器の製造コストの上昇を抑制しつつ、潤滑剤を効率良く潤滑に寄与させ、転動体とポケットの凹面部との間に潤滑剤を適切に供給可能とし、攪拌抵抗の増加を抑制することによって、回転トルクの上昇を抑制した転がり軸受用保持器を提供できる。

本発明に係る転がり軸受用保持器の斜視図 本発明に係る転がり軸受用保持器用外側部品の斜視図 本発明に係る転がり軸受用保持器用内側部品の斜視図 本発明に係る転がり軸受用保持器の部分斜視図 従来の転がり軸受の斜視図 従来の転がり軸受用保持器の斜視図 従来の転がり軸受用保持器を径方向外方から見た図 従来の転がり軸受用保持器を径方向外方から見た図 従来の転がり軸受用保持器を軸方向から見た側面図 従来の転がり軸受用保持器を径方向外方から見た図

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態による転がり軸受用保持器の斜視図である。本発明による転がり軸受用保持器４０は、転がり軸受の軌道面間に配置される複数の転動体を転動自在に保持するために全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所にポケット４１、４１を設け、前記ポケット４１が前記転動体が位置する凹面部４２Ａ、４２Ｂを有する。互いに隣り合うポケット４１の間の柱部４３に、グリースを封入し、保持する為の空洞部４４を設け、前記空洞部４４は、前記空洞部４４に隣り合う両側の前記凹面部４２Ａ、４２Ｂの内、片側の前記凹面部４２Ａに開口している。また、前記空洞部には、グリースが封入されている。前記保持器４０は、例えば樹脂からなる。樹脂材料としては、６６ナイロンを用いることが出来るが、高温強度や耐熱性に優れる４６ナイロンを用いることが好ましい。また、例えば、耐摩耗性や耐油性や耐熱性が求められる用途においては、耐摩耗性や耐油性や耐熱性に優れた直鎖型ポリフェニレンサルファイドを用いることがより好ましい。

図２は、図１の転がり軸受用保持器４０の外側部品５０であり、軸受用保持器の外側を構成する。図３は、図１の転がり軸受用保持器４０の内側部品６０であり、軸受用保持器の内側を構成する。前記外側部品５０は、グリースを封入し、保持する為の空洞部５４を有し、前記内側部品６０を嵌め込み固定する為の凹部５５、５５を有する。前記内側部品６０は、グリースを封入し、保持する為の空洞部６４を有し、前記外側部品６０を嵌め込み固定する為の凸部６５、６５を有する。図４は、図１の転がり軸受用保持器４０の一部の斜視図である。グリースは、前記外側部品５０と前記内側部品６０が嵌め込まれた後に、矢印の方向から封入される。

本構成によると、グリースは周囲を保持器で囲まれ、かつ空洞部４４の開口部である凹面部４２Ａは，転動体により蓋をされた、いわば密封に近い状態にあるということができる。軸受が回転するとグリースは流動を始めるが、その流出口は開口部に制限されている。よってグリースおよびグリースから染み出た基油が外部に流れ出る際には、その大部分が転動体に付着して転走面に運ばれる過程を経て潤滑に寄与することになる。したがって初期に封入した大部分のグリース（基油も含む）を無駄なく効率良く消費できるので、転がり軸受の長寿命化を図ることができる。また密封に近い状態にあるということは、グリースの漏れ対策にも効果的である。グリース潤滑では、封入したグリースのうちグリースバルクとして潤滑に寄与するのは僅かで、大半は転動体に掻き分けられて転走面から排除されてしまう。長時間の使用中にシール隙間から漏れる原因となるのは、主に後者によるものが大きい。本構成ではそもそも、空洞部４４から流れ出たグリースが軌道面に達したのち排除されるという過程を経ているので、グリース全体が激しく攪拌されて漏れを引き起こすということが起こらない。潤滑に寄与し、役目を終えたグリースのうち一部が漏れる可能性があるといった程度なので、軸受周りの環境を極力汚染せずに済む効果もある。さらには、グリースは周囲を保持器で囲まれているため、空気との接触が低減され、その表面において無駄な酸化を抑制することができる。この点からも寿命延長に効果的である。また運転にともなう軸受温度上昇により、空洞部のグリース粘度が低下するので、基油の染み出しを効率的に促進させる効果も期待できる。

グリースの封入量は、従来同様使用条件に適した体積割合に相当する量を目安としてよいが、この限りではない。なぜなら、保持器外部に封入する通常の方法では、転走面から排除された大部分のグリース以外の少量により潤滑するが、一方で本形態では全てのグリースが潤滑対象になるため、従来ほどの量は必要ないと考えられるからである。すなわち前記少量のグリースを空洞部に封入すればよい。これに伴って空洞部の容積、保持器のサイズが縮小方向に一意的に定まり、保持器の軽量化、グリースの節約が可能となる。さらにはグリース量が少ないため潤滑剤の攪拌抵抗が小さくなり、低トルク化にも繋がる。潤滑剤はグリースとし、グリースの種類は特に限定しないが、グリースのおかれる環境は剪断がかかり難いので、稠度は大、基油粘度は小、そして温度変化に対して粘度変化は小の流動特性を示すグリースが好ましい。例えば、基油は、鉱油またはジエステル油、シリコーン油等の合成油等が使用できる。増ちょう剤としては、各種の金属石けん、ベントナイト等の無機質増ちょう剤、あるいはウレア、ふっ素化合物等の耐熱性有機質増ちょう剤が使用できる。また、本構成では、図１０の様な蓋部材３１、３２、３３が不要なので、蓋部材自体や蓋部材を保持器に組み付けるコストは必要無い。以上の様に、本発明の転がり軸受用保持器によれば、保持器の製造コストの上昇を抑制しつつ、潤滑剤を効率良く潤滑に寄与させ、転動体とポケットの凹面部との間に潤滑剤を充分に供給可能とし、攪拌抵抗の増加を抑制することによって、回転トルクの上昇を抑制した転がり軸受用保持器を提供できる。

また、上述の実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を外れない限り、他の実施形態にも適用出来る。例えば、空洞部はその開口部がポケット側に配置してあれば、形状は任意である。また保持器の形状等は限定しない。保持器分割方法、固定方法も任意である。本発明は転がり軸受全般に適用できる。

１ 内輪軌道面
２ 内輪
３ 外輪軌道面
４ 外輪
５ 玉
６，４０ 保持器
１０ ラジアル玉軸受
１６ａ，１６ｂ 弾性片
１７ 主部
１８，４１ ポケット
１９ 凹面部
２０ ラジアル玉軸受用保持器、保持器
２１，２２，２３，４４ 空洞部
２１ａ，２１ｂ，２２ｂ，２３ａ 連結部
２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ 開口部
２６ 背面
２９，４３ 柱部
３０ ラジアル玉軸受用保持器、保持器
３１，３２，３３ 蓋部材
４２Ａ，４２Ｂ 凹面部
５０ 外側部品
５５ 凹部
６０ 内側部品
６５ 凸部
Ｇ 潤滑剤
Ｔ 開口部

Claims (1)

1. 転がり軸受用保持器において、転がり軸受の軌道面間に配置される複数の転動体を転動自在に保持するために全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所にポケットを設け、前記ポケットが前記転動体が位置する凹面部を有する転がり軸受用保持器であって、互いに隣り合うポケットの間の柱部に空洞部を設け、前記空洞部は、前記空洞部に隣り合う両側の前記凹面部の内、片側の前記凹面部に開口していることを特徴とする転がり軸受用保持器

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