JP2012237445A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を確保しつつ良好な静音効果を得ることが可能な転がり軸受を提供する。
【解決手段】内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体１３と、複数の転動体１３を円周方向に所定の間隔で保持する複数のポケット１６を備えた保持器１５と、を有する転がり軸受であって、保持器１５は、金属材料から形成される保持器本体２１と、保持器本体２１に装着され、ポケット１６を形成する樹脂部材２２と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受に関し、より詳細には、エレベータの巻上機に使用される転がり軸受に関する。

エレベータの巻上機に使用される転がり軸受としては、自動調心ころ軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、玉軸受などがある。エレベータにおいては、安全性及び利便性とともに快適性が求められる。このため、エレベータの巻上機の巻上シャフトを支持する軸受にも耐久性とともに静音性が要求される。

音の発生を抑える転がり軸受としては、制振合金からなる芯材にプラスチック材を肉付けしてポケットを形成した保持器を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、鋼板２枚の間にアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂をサンドイッチした複合制振鋼板から形成される保持器を備えたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−２９４４５９号公報 特開２００４−９２７１１号公報

ところで、上記の特許文献１では、芯材は保持器の外周側のみに配置されており、保持器の内周側はプラスチック材のみで構成されているため、耐久性の向上が望まれる。また、特許文献２では、制振性を有するものの、保持器の鋼板部分の転動体等への接触は避けられず、静音効果が十分に期待できない。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、耐久性を確保しつつ良好な静音効果を得ることが可能な転がり軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、
前記複数の転動体を円周方向に所定の間隔で保持する複数のポケットを備えた保持器と、
を有する転がり軸受であって、
前記保持器は、金属材料から形成される保持器本体と、前記保持器本体に装着され、前記ポケットを形成する樹脂部材と、を有することを特徴とする転がり軸受。
（２） 前記樹脂部材は、前記内輪または外輪に案内される前記保持器の案内面をさらに形成することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
（３） 前記保持器本体は、一対の円環部と該一対の円環部を軸方向に連結する複数の柱部とを有し、前記一対の円環部が別体によって形成され、
前記樹脂部材には、前記円環部との対向面に係合部が形成され、
前記樹脂部材は、前記円環部に形成された被係合部へ前記係合部を嵌合させることにより、前記保持器本体に装着されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の転がり軸受。
（４） 前記保持器本体は、一対の円環部と該一対の円環部を軸方向に連結する複数の柱部とを有し、前記一対の円環部が別体によって形成され、
前記樹脂部材には、前記柱部との対向面に係合部が形成され、
前記樹脂部材は、前記柱部に形成された被係合部に前記係合部を係合させることにより、前記保持器本体に装着されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の転がり軸受。
（５） 前記係合部は、前記樹脂部材の前記柱部との対向面の外径側および内径側に形成され、
前記被係合部は、前記突起に対応して、前記柱部の前記樹脂部材との対向面の外径側および内径側に形成されることを特徴とする（４）に記載の転がり軸受。
（６） 前記樹脂部材は、ポリイミドまたは直鎖型ポリフェニレンサルファイドから形成されていることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載の転がり軸受。
（７） エレベータの巻上機を構成する巻上シャフトを支持する軸受に用いられることを特徴とする（１）から（６）のいずれかに記載の転がり軸受。

本発明の転がり軸受によれば、保持器本体を金属材料で形成することで十分な耐久性を確保しつつ、ポケットを樹脂部材で形成することで、シャフトの回転時における騒音を大幅に低減させて良好な静音効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る転がり軸受を説明する軸方向断面図である。 図１の転がり軸受を構成する転動体及び保持器の斜視図である。 樹脂部材が装着された保持器本体の周方向断面図である。 図３で保持器本体に装着されていた樹脂部材の平面図である。 （ａ）は、第２実施形態に係る転がり軸受において、樹脂部材が装着された保持器本体の周方向断面図であり、（ｂ）は、保持器本体の柱部と樹脂部材の摺接板部との係合箇所の拡大図である。 図５で保持器本体に装着されていた樹脂部材の平面図である。 （ａ）は、第３実施形態に係る転がり軸受において、樹脂部材が装着された保持器本体の周方向断面図であり、（ｂ）は、保持器本体の柱部と樹脂部材の摺接板部との係合箇所の拡大図である。 図７で保持器本体に装着されていた樹脂部材の平面図である。 本発明が適用された自動調心ころ軸受を示す軸方向断面図である。

以下、本発明に係る転がり軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る転がり軸受（ころ軸受）１０は、エレベータの巻上機を構成する巻上シャフトを支持している。転がり軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配置される、複数の転動体である円筒ころ１３と、を備える。

また、転がり軸受１０は、複数の円筒ころ１３を円周方向に所定の間隔で保持する複数のポケット１６を備えるもみ抜き保持器１５を有する。保持器１５は、保持器本体２１と、保持器本体２１に装着され、ポケット１６の少なくとも一部を形成する複数の樹脂部材２２とを有している。

保持器本体２１は、黄銅あるいはその他の金属から形成されている。この保持器本体２１は、図２にも示すように、一対の円環部２１ａ，２１ｂと、一対の円環部２１ａ，２１ｂを軸方向に連結する複数の柱部２１ｃと、を有しており、これらの一対の円環部２１ａ，２１ｂが別体とされている。一方の円環部２１ａは、柱部２１ｃと一体に形成され、他方の円環部２１ｂは、柱部２１ｃに接続されている。柱部２１ｃの円周方向側面は、円筒ころ１３の周面に沿う円弧状に形成されている。

樹脂部材２２は、ポリイミドまたは直鎖型ポリフェニレンサルファイド（Ｌ−ＰＰＳ）から形成され、射出成形等によって一体成形されている。図３及び図４に示すように、樹脂部材２２は、ポケット１６の円周方向において対向する一対の摺接板部２２ａと、これらの摺接板部２２ａの軸方向の一端側を円周方向に連結する連結板部２２ｂとを有する平面視コ字状に形成されている。摺接板部２２ａは、互いに対向する円周方向側面が、円筒ころ１３の周面に沿って円弧状に形成され、また、柱部２１ｃと当接する円周方向側面も柱部２１ｃの円周方向側面に沿って円弧状に形成されている。

また、連結板部２２ｂは、一方の円環部２１ａに当接可能に平板状に形成されており、この連結板部２２ｂにおける円環部２１ａとの対向面には、円周方向の中間部に、円環部２１ａ側へ突出する係合部としての係合突起３１が形成されている。この連結板部２２ｂが当接される円環部２１ａにおける連結板部２２ｂとの対向面には、被係合部としての係合穴３２が形成されており、この係合穴３２には、樹脂部材２２の連結板部２２ｂに形成された係合突起３１が嵌合されている。これにより、それぞれの樹脂部材２２は、保持器本体２１に装着される。

また、係合穴３２は、内径を大径とすることにより設けられた環状溝部３２ａを有し、係合突起３１は、外径を大径とすることにより設けられた環状張り出し部３１ａを有している（図１参照）。そして、保持器本体２１に対して、その軸方向から樹脂部材２２を挿入し、円環部２１ａに形成された係合穴３２に樹脂部材２２の連結板部２２ｂに形成された係合突起３１を嵌合させ、係合穴３２の環状溝部３２ａに係合突起３１の環状張り出し部３１ａを係合させることにより、保持器本体２１に対して樹脂部材２２を容易にかつ確実に装着させることができる。また、保持器本体２１の他方の円環部２１ｂは、樹脂部材２２が一方の円環部２１ａ及び柱部２１ｃに対して挿入された後に、柱部２１ｃに接続される。

なお、樹脂部材２２は、保持器本体２１にさらに接着剤によって固定しても良い。これにより、保持器本体２１への樹脂部材２２の固定強度をさらに高めることができる。また、接着剤によって保持器本体２１に樹脂部材２２を固定する場合、樹脂部材２２の線膨張係数を、保持器本体２１を形成する金属材料の線膨張係数の１．５倍以下とすることが好ましい。このようにすれば、保持器本体２１と樹脂部材２２との熱膨張量の差による熱応力を低減し、樹脂部材２２の損傷等の不具合なく、保持器本体２１に対して樹脂部材２２を確実に固定することができる。

このように構成された本実施形態に係る転がり軸受１０によれば、ポケット１６に収容保持された円筒ころ１３は、保持器１５の樹脂部材２２が円筒ころ１３の周面に摺接することで保持され、金属同士が摺接することで生じる音が大幅に低減される。つまり、保持器１５の一対の円環部２１ａ，２１ｂ及び柱部２１ｃを金属材料からなる保持器本体２１で形成することにより十分な耐久性を確保しつつ、樹脂部材２２によって巻上シャフトの回転時における騒音を大幅に低減させて良好な静音効果を得ることができる。

なお、上記実施形態では、一方の円環部２１ａに樹脂部材２２を取り付けたが、他方の円環部２１ｂにも別体の樹脂部材を取り付け、ポケット１６の軸方向の内側面の両側を樹脂で覆うようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る転がり軸受について、図５、６を参照して説明する。なお、本実施形態では、保持器本体２１への樹脂部材２２の装着構造が第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と同一または同等部分については、説明を省略或いは簡略化する。

図５（ａ）（ｂ）及び図６に示すように、本実施形態では、樹脂部材２２は、摺接板部２２ａにおける保持器本体２１の柱部２１ｃとの対向面に、軸方向へ延びる係合部としての係合突起４１が形成されている。一方、柱部２１ｃにおける摺接板部２２ａとの対向面には、軸方向へ延びる被係合部としての係合溝４２が形成されている。

係合突起４１は、突出方向へ向かって次第に幅寸法が大きくされており、また、係合溝４２は、係合突起４１に対応して、深さ方向へ向かって次第に幅寸法が大きくされている。これにより、図５（ｂ）に示すように、係合突起４１の基部から半径方向に延びる線Ａと係合突起４１の側面に沿った線Ｂとの交差角θが９０°以下とされる。

そして、保持器本体２１に対して、その軸方向から樹脂部材２２を挿入し、柱部２１ｃに形成された係合溝４２に摺接板部２２ａに形成された係合突起４１を係合させることにより、保持器本体２１に対して樹脂部材２２を容易にかつ確実に装着させることができる。

なお、本実施形態においても、保持器本体２１に対して樹脂部材２２を接着剤によって接着固定しても良い。

また、本実施形態の樹脂部材２２は、それぞれ別体の一対の摺接板部２２ａによって構成し、連結板部２２ｂを有しない構成であってもよい。従って、一対の摺接板部２２ａの係合突起４１を保持器本体２１の係合溝４２に別々に挿入してもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る転がり軸受について、図７，８を参照して説明する。なお、本実施形態では、保持器本体２１への樹脂部材２２の装着構造が第１、第２実施形態と異なる。このため、第１、第２実施形態と同一または同等部分については、説明を省略或いは簡略化する。

図７（ａ）（ｂ）及び図８に示すように、本実施形態では、樹脂部材２２は、摺接板部２２ａにおける保持器本体２１の柱部２１ｃとの対向面において、係合部としての一対の係合突起５１，５１を有する。係合突起５１，５１は、摺接板部２２ａにおける柱部２１ｃとの対向面の外径側および内径側から円周方向に突出して、軸方向にわたって延びる。

各係合突起５１の突出方向先端には、爪部５１ａが形成されている。外径側の爪部５１ａと内径側の爪部５１ａは、径方向で互いに向かい合うように形成されている。

一方、柱部２１ｃにおける摺接板部２２ａとの対向面には、被係合部としての一対の係合段部５２，５２が形成されている。係合段部５２は、係合突起５１に対応して、柱部２１ｃにおける摺接板部２２ａとの対向面の内径側および外径側において、柱部２１ｃの内周面および外周面から一段下がった面として形成されている。

各係合段部５２の終端には、係合溝５２ａが形成されている。外径側の係合溝５２ａと内径側の係合溝５２ａは、爪部５１ａに対応して、互いに径方向に向かい合った位置に形成されている。

そして、保持器本体２１に対して、その軸方向から樹脂部材２２を挿入し、柱部２１ｃに形成された係合段部５２および係合溝５２ａに対して係合突起５１および爪部５１ａを係合させることにより、保持器本体２１に対して樹脂部材２２を容易にかつ確実に装着させることができる。各係合突起５１がそれぞれ係合段部５２上に載置されると共に、各爪部５１ａがそれぞれ係合溝５２ａ内に係合するので、樹脂部材２２は、柱部２１ｃの内径側と外径側とを抱え込むこととなり、保持機本体２１に一体的に固定される。このような構造によれば、樹脂部材２２に熱膨張等による負荷が付与されたとしても、ポケット１６の収縮等を防止できる。また、転動体とポケット１６との間に所定の範囲で空間を確保できるため、転がり軸受の機能を維持することができる。

なお、本実施形態においても、保持器本体２１に対して樹脂部材２２を接着剤によって接着固定しても良い。

また、本実施形態の樹脂部材２２は、それぞれ別体の一対の摺接板部２２ａによって構成し、連結板部２２ｂを有しない構成であってもよい。従って、一対の摺接板部２２ａの係合突起５１および爪部５１ａを、保持器本体２１の係合段部５２および係合溝５２ａに別々に挿入してもよい。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良などが可能である。

上記実施形態では、円筒ころ１３が摺接するポケット１６の摺接面（円周方向側面）を樹脂部材２２によって覆った構造を例示したが、保持器本体２１に対する樹脂部材２２の取り付け箇所は、ポケット１６における転動体１３との摺動面に限定されない。例えば、保持器１５が外輪１１の内周面に案内される外輪案内構造または保持器１５が内輪１２の外周面に案内される内輪案内構造の場合には、外輪１１の内周面または内輪１２の外周面と摺接する保持器１５の案内面を樹脂部材によって覆うことでさらなる静音効果が与えられる。なお、転動体案内構造の場合には、本実施形態のようにポケット１６の摺接面を樹脂部材２２によって覆うことで、静音効果が得られる。

また、保持器本体２１に樹脂部材２２を装着する構造としては、上記構造に限定されず、他の装着構造であってもよい。上記実施形態では、一対の円環部２１ａ，２１ｂを別体として構成して、樹脂部材２２を軸方向から挿入する構成としたが、一体に構成された保持器本体２１に樹脂部材２２を径方向から挿入、或いは、圧入固定するような構成であってもよい。

また、上記実施形態では、樹脂部材２２が係合突起３１、４１、５１および爪部５１ａを有し、保持器本体２１が係合穴３２、係合溝４２、係合段部５２、係合溝５２ａを有する構成としたが、保持器本体２１が係合突起を有し、樹脂部材２２が係合穴、係合溝、係合段部を有する構成であってもよい。

さらに、上記実施形態では、円筒ころ軸受を例にとって説明したが、本発明は、自動調心ころ軸受、円錐ころ軸受、玉軸受等の各種の転がり軸受にも適用可能である。例えば、図９は、自動調心ころ軸受１０の保持器１５が、上記第２実施形態と同様に、金属材料から形成される保持器本体２１と、保持器本体２１に装着され、ポケットを形成する樹脂部材２２とで構成される場合を示している。なお、自動調心ころ軸受１０においても、樹脂部材２２を保持器本体２１に装着する方法は、図９に示す構造に限定されるものではない。

１０ 転がり軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道面
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道面
１３ 円筒ころ（転動体）
１５ 保持器
１６ ポケット
２１ 保持器本体
２１ａ，２１ｂ 円環部
２１ｃ 柱部
２２ 樹脂部材
３１ 係合突起（係合部）
３２ 係合穴（被係合部）
４１ 係合突起（係合部）
４２ 係合溝（被係合部）
５１ 係合突起（係合部）
５１ａ 爪部（係合部）
５２ 係合段部（被係合部）
５２ａ 係合溝（被係合部）

Claims (7)

1. 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
   外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
   前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、
   前記複数の転動体を円周方向に所定の間隔で保持する複数のポケットを備えた保持器と、
   を有する転がり軸受であって、
   前記保持器は、金属材料から形成される保持器本体と、前記保持器本体に装着され、前記ポケットを形成する樹脂部材と、を有することを特徴とする転がり軸受。
2. 前記樹脂部材は、前記内輪または外輪に案内される前記保持器の案内面をさらに形成することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記保持器本体は、一対の円環部と該一対の円環部を軸方向に連結する複数の柱部とを有し、前記一対の円環部が別体によって形成され、
   前記樹脂部材には、前記円環部との対向面に係合部が形成され、
   前記樹脂部材は、前記円環部に形成された被係合部へ前記係合部を嵌合させることにより、前記保持器本体に装着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受。
4. 前記保持器本体は、一対の円環部と該一対の円環部を軸方向に連結する複数の柱部とを有し、前記一対の円環部が別体によって形成され、
   前記樹脂部材には、前記柱部との対向面に係合部が形成され、
   前記樹脂部材は、前記柱部に形成された被係合部に前記係合部を係合させることにより、前記保持器本体に装着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受。
5. 前記係合部は、前記樹脂部材の前記柱部との対向面の外径側および内径側に形成され、
   前記被係合部は、前記突起に対応して、前記柱部の前記樹脂部材との対向面の外径側および内径側に形成されることを特徴とする請求項４に記載の転がり軸受。
6. 前記樹脂部材は、ポリイミドまたは直鎖型ポリフェニレンサルファイドから形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の転がり軸受。
7. エレベータの巻上機を構成する巻上シャフトを支持する軸受に用いられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の転がり軸受。

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