JP2013047528A

JP2013047528A - 転がり軸受用保持器

Info

Publication number: JP2013047528A
Application number: JP2011185387A
Authority: JP
Inventors: Takashi Noda; 隆史野田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-08-28
Filing date: 2011-08-28
Publication date: 2013-03-07

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】本発明による転がり軸受用保持器４０は、複数の転動体を転動自在に保持し、転動体が位置する凹面部４２を有するポケット４１と、ポケット４１間に形成された柱部４３と、柱部４３に形成された空洞部４４を有するものであって、空洞部４４は、柱部中央に設けられた架橋部により仕切られ、空洞部４４は、凹面部４２に開口しており、また、保持器は外側部材と内側部材を結合させて成り、外側部材と内側部材とを、それぞれ線膨張係数の異なる材質により成形している、
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の内輪軌道及び外輪軌道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。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１を形成した内輪２と、内周面に外輪軌道３を形成した外輪４とを同心に配置し、内輪軌道１と外輪軌道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に示した、保持器６は、冠型保持器であり、合成樹脂を射出成形することにより形成される。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１と外輪軌道３との間で転動自在に保持する。

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。

このような問題の対策として、図８や図９や図１０に示すラジアル玉軸受用保持器が提案されている(特許文献１参照)。この保持器は円環状の主部の円周方向に等間隔に形成された複数のポケット１８を備え、ポケット１８は玉５が位置する球面状の凹面部１９を有しており、各ポケット１８とその隣のポケット１８の間の柱部２９の内部には、空洞部２１，２２，２３が形成され、さらに、凹面部１９と空洞部２１，２２，２３とを連通する連通部２１ａ、２１ｂ、２２ｂ、２３ａが設けられている。空洞部２１，２２，２３内にはグリース等の潤滑剤Ｇを予め充填、貯蔵している。ラジアル玉軸受が回転した際には、潤滑剤が連通部２１ａ、２１ｂ、２２ｂ、２３ａ内に入り込んで、各ポケット１８の凹面部１９に適量の潤滑剤を滲み出すことができる。

また、図１０に示す保持器では、空洞部２１，２２，２３が蓋部材３１，３２，３３により閉塞されているので、ラジアル玉軸受が回転した際に、空洞部２１．２２．２３内に充填したグリース等の潤滑剤が保持器の外に漏れ出ることを防ぐことができる。

特開２００８−２６１４７８号公報

しかしながら、図８を矢印IIの軸方向から見た図９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恐れがある。また、図１０では、開口部が蓋部材３１、３２、３３にて閉塞されている。そのため、潤滑剤が保持器外部に漏れる恐れは低いが、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ことになる。

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、転がり軸受の内輪軌道と外輪軌道との間に配置される複数の転動体を転動自在に保持し、転動体が位置する凹面部を有するポケットと、ポケット間に形成された柱部と、柱部に形成された空洞部を有する転がり軸受用保持器において、前記空洞部は、柱部中央に設けられた架橋部により仕切られ、空洞部は、ポケットの凹面部に開口しており、保持器は外側部材と内側部材とを結合させて成り、外側部材と内側部材とをそれぞれ線膨張係数の異なる材質により成形させたことを特徴としている。

また、本発明の転がり軸受用保持器は、内側部材の線膨張係数を外側部材の線膨張係数よりも小さくしていることを特徴としている。

さらに、本発明の転がり軸受用保持器は、外側部材と内側部材の相対する面には、それぞれねじ溝が形成され、相対回転させて両者を結合させたことを特徴としている。

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、組み付け性を向上させることができる。また、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材の斜視図本発明に係る転がり軸受用保持器用内側部材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、外側部材５０と内側部材６０とを組み合わせたもので、転がり軸受の内輪軌道と外輪軌道との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、該ポケット４１には前記転動体が位置する凹面部４２が設けられている。ポケット４１、４１の間には、柱部４３が設けられており、柱部４３には空洞部４４が設けられている。この空洞部４４は、凹面部に開口している。

図２は、図１の転がり軸受用保持器４０の外側部材５０を示す。図３は、転がり軸受用保持器４０の内側部材６０を示す。転がり軸受用保持器４０は、これら外側部材５０と内側部材６０を組み合わせることにより構成される。図２に示す外側部材５０は、ポケット５１と、ポケット５１に転動体が位置する凹面部５２を有し、ポケット５１，５１の間には柱部５３が設けられている。また、柱部中央には架橋部５５が設けられている。柱部５３の両側には空洞部５４が設けられており、空洞部５４は、架橋部５５により仕切られた構造となっている。

図３に示す内側部材６０は、ポケット６１と、ポケット６１に転動体が位置する凹面部６２を有し、ポケット６１，６１の間には柱部６３が設けられている。また、柱部中央には架橋部６５が設けられている。柱部６３の両側には空洞部６４が設けられており、空洞部６４は架橋部６５により仕切られた構造となっている。

外側部材５０の内側面５６には、ねじ溝が形成されている。また、外側部材５０の内側面５６と相対する面となる内側部材６０の外側面６６にもねじ溝が形成されている。これら相対する面に形成されたねじ溝を螺合することにより、外側部材５０と内側部材６０を一体化させ保持器４０としている。尚、ねじ部としては、テーパねじとするのが組立上より好ましい。

本発明の保持器４０は、例えば樹脂を射出成形することにより形成される。樹脂材料としては、６６ナイロンを用いることができるが、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。転がり軸受に組み込まれる保持器４０の空洞部４４には、潤滑剤としてグリースが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４２は，転動体により蓋をされた、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り、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、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恐れ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、本構成では、転動体を両側からポケットを挟む構造となっているため、転動体の公転方向に拠らずグリースを転動体表面に安定的に供給させることができる。

また、保持器４０の柱部中央に架橋部５５，６５を設けた構造であるので、空洞部４４を有する構造であるが、保持器の圧縮及び遠心膨張に対する剛性を大きくすることができる。さらに、外側部材５０の内側面５６に形成したねじ溝と内側部材６０の外側面６６に形成したねじ溝とを螺合させることにより、保持器４０を一体化させることができるので、組付け性を向上させることができる。

また、内側部材６０と外側部材５０とは、それぞれ異なる線膨張係数を有する材質により成形されている。内側部材６０の線膨張係数が外側部材５０の線膨張係数よりも小さい。これにより、転がり軸受が高速回転した際にも、発熱による保持器変形量が、外側部材５０に比べて内側部材６０のほうが小さいため、遠心力による半径方向外側への保持器変形を内側部材６０が相殺抑制する。このため、保持器の強度向上、寿命延長を図ることができる。

１内輪軌道
２内輪
３外輪軌道
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、５１、６１ポケット
１９、４２，５２，６２凹面部
２０、３０ラジアル玉軸受用保持器
２１、２２、２３、４４空洞部
２１ａ、２１ｂ、２２ｂ、２３ａ連結部
２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ開口部
２６背面
２９、４３，５３，６３柱部
３１、３２、３３蓋部材
４２，５２，６２凹面部
５０外側部材
５５、６５架橋部
５６内側面
６０内側部材
６６外側面
Ｔ開口部

Claims

転がり軸受の内輪軌道と外輪軌道との間に配置される複数の転動体を転動自在に保持し、転動体が位置する凹面部を有するポケットと、ポケット間に形成された柱部と、柱部に形成された空洞部とを有する転がり軸受用保持器において、前記空洞部は柱部中央に設けられた架橋部により仕切られ、空洞部は凹面部に開口しており、保持器は外側部材と内側部材を結合させて成り、外側部材と内側部材とを、それぞれ線膨張係数の異なる材質により成形している、ことを特徴とする転がり軸受用保持器。
内側部材の線膨張係数が。外側部材の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受用保持器。
外側部材と内側部材の相対する面にはそれぞれねじ溝が形成され、相対回転させて外側部材と内側部材とを結合させたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受用保持器。