JP2013002486A

JP2013002486A - 軸受用保持器

Info

Publication number: JP2013002486A
Application number: JP2011131814A
Authority: JP
Inventors: Fumi Kikuchi; 文菊池; Takashi Fujioka; 隆藤岡
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2013-01-07

Abstract

【課題】潤滑剤の保持性並びにその流動性の向上を図ると共に、耐焼付き性及び低トルク化に優れた低コストの軸受用保持器を提供する。
【解決手段】相対回転可能に対向配置された軌道輪１４,１６間に組み込まれた複数の転動体１２を回転可能に保持しつつ、当該各転動体と共に、軌道輪間に沿って公転する中空円筒状の軸受用保持器２であって、軸受用保持器には、複数の転動体を１つずつ回転可能に保持する複数のポケット１０が、周方向に沿って所定間隔で設けられていると共に、軸受用保持器の表面には、少なくともその表面の一部に、当該表面を周方向に沿って連続して窪ませて形成された凹溝Ｇが、その周方向を横断する方向に沿って所定間隔で複数設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、潤滑剤（例えば、油、グリース）の保持性並びにその流動性の向上を図ると共に、耐焼付き性及び低トルク化に優れた低コストの軸受用保持器に関する。

従来、例えば玉軸受やころ軸受などの軸受には、相対回転可能に対向配置された軌道輪間（例えば、内輪と外輪との間）に組み込まれた複数の転動体を回転可能に保持しつつ、当該各転動体と共に、軌道輪間に沿って公転する種々の保持器が用いられている。この場合、かかる保持器については、その外表面に独立した微小な凹形状のくぼみを無数にランダムに形成することで、当該保持器の耐摩耗性や耐焼付き性を向上させる技術が知られている（特許文献１参照）。

実開平７−６５２４号公報

しかしながら、保持器の外表面に独立した微小な凹形状のくぼみを無数にランダムに形成する加工プロセスは、比較的煩雑な加工処理を必要とし、それに要する手間や時間がかかるため、その分だけ当該保持器の製造に要するコストが上昇してしまうといった問題がある。

また、保持器の外表面に形成された無数のくぼみは、潤滑剤を保持する効果（換言すると、潤滑剤の保持性）について、これを期待することはできるが、例えば軸受回転中に保持器が公転した際に、これに伴って、各くぼみに保持されている潤滑剤が流動するといった効果（換言すると、潤滑剤の流動性の効率化）について、これを充分に期待することができないといった問題がある。

更に、上記したように潤滑剤の保持性を期待できる反面、潤滑剤の流動性の効率化を期待できない場合、耐焼付き性をある程度維持することができるが、当該耐焼付き性をさらに向上させるには一定の限界がある。

また更に、上記したように無数のくぼみをランダムに形成した場合、例えば軸受回転中に保持器が公転した際、当該くぼみが形成された保持器の表面と、当該保持器表面が接触する相手方部材（例えば、内輪、外輪）の表面との間の摩擦状態（例えば、摩擦抵抗、摩擦係数など）を小さくすることが困難となり、その結果、トルクの低減には一定の限界がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、潤滑剤の保持性並びにその流動性の向上を図ると共に、耐焼付き性及び低トルク化に優れた低コストの軸受用保持器を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、相対回転可能に対向配置された軌道輪間に組み込まれた複数の転動体を回転可能に保持しつつ、当該各転動体と共に、軌道輪間に沿って公転する中空円筒状の軸受用保持器であって、軸受用保持器には、複数の転動体を１つずつ回転可能に保持する複数のポケットが、周方向に沿って所定間隔で設けられていると共に、軸受用保持器の表面には、少なくともその表面の一部に、当該表面を周方向に沿って連続して窪ませて形成された凹溝が、その周方向を横断する方向に沿って所定間隔で複数設けられている。
本発明において、複数の凹溝は、軸受用保持器の表面のうち、軸受回転中に保持器が公転した際、軌道輪に接触しつつ案内される案内面に設けられている。
本発明において、複数の凹溝は、軌道輪が相対回転した際の回転方向と同一方向に沿って形成されている。
本発明において、軸受用保持器は、金属材料、又は、樹脂材料によって一体的に成形されている。

本発明によれば、潤滑剤の保持性並びにその流動性の向上を図ると共に、耐焼付き性及び低トルク化に優れた低コストの軸受用保持器を実現することができる。

(ａ)は、本発明の一実施形態に係る軸受用保持器の構成を示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)に示された軸受用保持器の凹溝の構成を一部拡大して示す拡大断面図。本発明の一実施形態に係る軸受用保持器の構成を示す斜視図。

以下、本発明の一実施形態に係る軸受用保持器について添付図面を参照して説明する。
本実施形態に係る軸受用保持器は、相対回転可能に対向配置された軌道輪間（例えば、内輪と外輪との間）に組み込まれた複数の転動体を回転可能に保持しつつ、当該各転動体と共に、軌道輪間に沿って公転する中空円筒状を成して構成されている。

なお、本実施形態に係る軸受用保持器が組み込まれる軸受としては、玉軸受やころ軸受を含めたラジアル軸受やスラスト軸受を適用することができる。この場合、玉軸受としては、例えば深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受など既存の全ての玉軸受を想定することができる。また、ころ軸受としては、例えば円筒ころ軸受や針状ころ軸受など既存の全てのころ軸受を想定することができる。ここで、上記した軸受のいずれに、本実施形態に係る軸受用保持器を適用して組み込むかについては、これを使用する目的や環境に応じて決定されるため、ここでは特に限定しない。

図２には一例として、ラジアルころ軸受に組み込まれる中空円筒状を成す軸受用保持器２（以下、保持器という）が示されている。保持器２は、互いに平行に対向配置された中空円環状を成す一対の円環部４,６と、これら一対の円環部４,６相互間に亘って延在し、かつ、当該円環部４,６に沿って周方向に所定間隔（例えば、等間隔）で配列して設けられた複数の柱部８とを備えている。

このような保持器２には、一対の円環部４,６と複数の柱部８とで囲まれた長矩形状の空間領域１０が周方向に沿って所定間隔（例えば、等間隔）で構成されており、これら各空間領域１０が、複数の転動体１２（図１(ａ)参照）を１つずつ回転可能に保持する複数のポケット１０として設けられている。この場合、転動体１２としては、その直径が小さく、長さが直径の３〜１０倍という細長いころ（ニードル）を適用する。

なお、保持器２は、金属材料（例えば、鋼板、黄銅板）、又は、樹脂材料（例えば、熱可塑性又は熱硬化性プラスチックス）によって一体的に成形することができるが、これ以外の材料で成形してもよい。従って、本実施形態では、保持器２の材質について、特に限定しない。

本実施形態において、上記した保持器２の表面には、その表面の一部若しくは表面全体に、当該表面を周方向に沿って連続して窪ませて形成された凹溝Ｇが、その周方向を横断する方向に沿って所定間隔（例えば、等間隔）で複数設けられている。別の捉え方をすると、複数の凹溝Ｇは、軌道輪（例えば、内輪１４、外輪１６：図１(ａ)参照）が相対回転した際の回転方向と同一方向に沿って形成（構成）されている。

ここで、保持器２の表面とは、当該保持器２の内周面及び外周面を含めた表面領域を指し、図２に示された保持器２では、一対の円環部４,６のそれぞれの内周面４in,６in及び外周面４out,６outと、複数の柱部８のそれぞれの内周面８in及び外周面８outを含めた表面領域を指す。また、回転方向とは、軌道輪が相対回転することで、当該軸受には、１本の回転軸（図示しない）が構成され、その回転軸を中心にした軸受（内輪、外輪）の回転方向を指す。

この場合、図２には一例として、複数の凹溝Ｇは、保持器２の表面のうち、軸受回転中に保持器２が公転した際、軌道輪（内輪、外輪）に接触しつつ案内される案内面８ｓに設けられている。具体的に説明すると、図２に示された保持器２は、内輪案内を想定したものであり、当該保持器２において、複数の柱部８には、それぞれ、その中央部分を内径側に向けて屈曲させて突出させた案内部８ｐが一体的に構成（成形）されており、当該案内部８の内径側に、上記した案内面８ｓが形成されている。当該案内面８ｓは、上記した各柱部８の内周面８inの一部として連続的に構成されている。なお、図面では一例として、各柱部８の内周面８inの全体に亘って複数の凹溝Ｇが設けられているが、これにより、本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

ここで、例えば図１(ａ)に示すように、上記した保持器２において、その複数のポケット１０に１つずつ複数の転動体（ニードル）１２を保持させた状態で、当該保持器２が内輪１４と外輪１６との間に組み込まれた使用態様を想定する。なお、図１(ａ)では一例として、内輪１４は、回転軸１４（即ち、回転輪）として構成され、一方、外輪１６は、ハウジング１８に嵌合された静止輪として構成されており、内外輪１４,１６は、互いに相対回転可能に対向配置されている。また、内外輪１４,１６間には、特に図示しないが、潤滑剤（例えば、油、グリース）が封入されているものとする。

このような使用態様において、内外輪１４,１６が相対回転すると、これら内外輪１４,１６間に組み込まれた複数の転動体（ニードル）１２が、内外輪１４,１６間に沿って転動する。このとき、各転動体（ニードル）１２を保持している保持器２は、当該各転動体（ニードル）１２と共に、内外輪１４,１６間に沿って公転する。その際、当該保持器２は、その各柱部８の案内部８ｐ（具体的には、案内面８ｓ）が内輪（回転軸）１４に案内されつつ公転することとなる。

この場合、保持器２の表面に設けられる各凹溝Ｇの形状としては、例えば断面視で、矩形状、円弧形状、楕円形状、三角形状など各種のものを適用することができる。なお、図１(ｂ)には、矩形状の凹溝Ｇが例示されているが、これにより、本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、各凹溝Ｇの幅や深さは、例えば、当該保持器２の使用目的や使用環境、或いは、当該保持器２の肉厚や大きさ、更には、内外輪１４,１６間に封入される潤滑剤の種類などに基づいて設定されるため、ここでは特に数値限定しない。

要するに、各凹溝Ｇの形状、幅、深さについては、例えば、既存の旋削装置（図示しない）によって保持器２の表面に旋削処理を施した際に、当該表面に周方向に沿って連続して窪んだ旋削目形状の凹溝Ｇが形成されれば特に限定されず、適宜の自由度を持って設定することができる。なお、複数の凹溝Ｇの相互間距離（間隔）は、例えば、保持器２の表面の広さ、或いは、当該保持器２の使用目的や使用環境に応じて設定されるため、ここでは特に限定しない。

また、保持器２の表面における各凹溝Ｇの周方向の連続性については、例えば一対の円環部４,６では、それぞれの内周面４in,６in及び外周面４out,６outに沿って周方向に連続させればよく、また、複数の柱部８では、それぞれの内周面８in及び外周面８outに沿って周方向に連続させればよい。具体的には、例えば図１及び図２に示された保持器２において、各柱部８の内周面８in（上記した案内面８ｓを含める）に設けられた凹溝Ｇは、各柱部８の周方向両側に隣接した各ポケット１０に連通するように（別の捉え方をすると、柱部８両側の各ポケット１０相互を連通させるように）連続させればよい。なお、各柱部８の外周面８outに複数の凹溝Ｇを設ける場合も同様である。

以上、本実施形態によれば、保持器２の表面に、当該表面を周方向に沿って連続して窪ませて形成された凹溝Ｇを、その周方向を横断する方向に沿って所定間隔（例えば、等間隔）で複数設けたことで、これら複数の凹溝Ｇにより、潤滑剤を保持する効果（換言すると、潤滑剤の保持性）を飛躍的に向上させることができると共に、例えば軸受回転中に保持器２が公転した際に、これに伴って、各凹溝Ｇに保持されている潤滑剤が流動するといった効果（換言すると、潤滑剤の流動性の効率化）を飛躍的に向上させることができる。

また、本実施形態によれば、上記した潤滑剤の保持性と流動性の効率化とを同時に向上させることができるため、内外輪１４,１６間に封入された潤滑剤を、軸受回転中において、例えば各転動体（ニードル）１２及び保持器２の表面全体に亘って満遍なく行き渡らせることができる。これにより、耐焼付き性を飛躍的に向上させることができる。

更に、本実施形態によれば、複数の凹溝Ｇを保持器２の表面に周方向に沿って連続して設けたことで、例えば軸受回転中に保持器２が公転した際、各凹溝Ｇが形成された保持器２の表面（図１及び図２の保持器２では、案内面８ｓ）と、当該保持器２の表面が接触する相手方部材（図１及び図２の構成では、内輪（回転軸）１４）の表面との間の摩擦状態（例えば、摩擦抵抗、摩擦係数など）を大幅に低減することができる。これにより、トルクを飛躍的に低減させることができる。

更にまた、本実施形態によれば、保持器２の表面に複数の凹溝Ｇを設ける方法として、例えば既存の旋削装置（図示しない）によって保持器２の表面に旋削処理を施すだけで、当該表面に周方向に沿って連続して窪んだ旋削目形状の凹溝Ｇを簡単かつ短時間に形成することができる。このため、当該旋削処理に要する手間や時間を削減することができるため、その分だけ当該保持器２の製造に要するコストを大幅に低減することができる。この場合、一般的な表面加工（例えば、バレル加工やショットピーニングなど）のように、成形後の処理が不要となるため、保持器２の真円度等の形状崩れを引き起こす虞はない。

なお、上記した実施形態では、保持器２の表面の一部（即ち、各柱部８の内周面８in）に複数の凹溝Ｇを設ける場合を想定したが、これに限定されることはなく、これに代えて例えば、各柱部８の外周面８outに上記した複数の凹溝Ｇを設けるようにしてもよいし、或いは、一対の円環部４,６の内周面４in,６in及び／又は外周面４out,６outに上記した複数の凹溝Ｇを設けるようにしてもよい。また、上記した各円環部４,６及び各柱部８の内外周面を含めた当該保持器２の表面全体に亘って上記した複数の凹溝Ｇを設けるようにしてもよい。これにより、上記した実施形態と同様の効果を実現することができる。

また、上記した実施形態では、内輪案内を想定した保持器２を例示したが、これに限定されることはなく、これに代えて例えば、外輪案内を想定した保持器２にも、上記した本発明の技術的思想を適用することができる。この場合、外輪１８に接触する保持器２の外周面に上記した凹溝Ｇを設ければよい。これにより、上記した実施形態と同様の効果を実現することができる。

２保持器
１０ポケット
１２転動体
１４,１６軌道輪
Ｇ凹溝

Claims

相対回転可能に対向配置された軌道輪間に組み込まれた複数の転動体を回転可能に保持しつつ、当該各転動体と共に、軌道輪間に沿って公転する中空円筒状の軸受用保持器であって、
軸受用保持器には、複数の転動体を１つずつ回転可能に保持する複数のポケットが、周方向に沿って所定間隔で設けられていると共に、
軸受用保持器の表面には、少なくともその表面の一部に、当該表面を周方向に沿って連続して窪ませて形成された凹溝が、その周方向を横断する方向に沿って所定間隔で複数設けられていることを特徴とする軸受用保持器。
複数の凹溝は、軸受用保持器の表面のうち、軸受回転中に保持器が公転した際、軌道輪に接触しつつ案内される案内面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の軸受用保持器。
複数の凹溝は、軌道輪が相対回転した際の回転方向と同一方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受用保持器。
軸受用保持器は、金属材料、又は、樹脂材料によって一体的に成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軸受用保持器。