JP2013068281A - ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 ころ軸受１の保持器７のポケット８内における摩耗粉のかみ込み及び滞留を防止することにより、ころ６に圧痕や油膜切れが生じないようにして、長寿命化を図る。
【解決手段】 外方部材３と内方部材５との間に、ころ６と保持器７とを組み込んだ状態において、ころ６の外周面に、保持器７の柱部９に設けた、ころ６の脱落防止用の内側突起部１１及び外側突起部１２が常に接触しないように、外輪軌道２の径と、内輪軌道４の径、保持器７の内外径と、柱部９の内側突起部１１及び外側突起部１２との位置並びに寸法関係を規定することにより、ころ６の外周面と保持器７の柱部９との間に形成される隙間を潤滑油がスムーズに流通するようにした。
【選択図】 図４

Description

この発明は、遊星歯車減速装置に用いて好適なころ軸受に関する。

ころ軸受２１は、図５〜図７に示すように、内周面に円筒形の外輪軌道２２を有する外方部材２３と、外周面に円筒形の内輪軌道２４を有する内方部材２５と、これら外輪軌道２２と内輪軌道２４との間に転動自在に設けた複数のころ２６とからなる。

ころ２６は、全体が円筒状に形成された保持器２７に転動自在に保持されている。保持器２７は、周方向に所定間隔でころ２６を収容するポケット２８を有し、周方向に隣り合う各ポケット２８間に柱部２９と、柱部２９の軸方向の両側に円環部３０とを備えている。

保持器２７の柱部２９には、内径側と外径側とに、ころ２６の抜け落ちを防止する内側突起部３１と外側突起部３２を設けている。

例えば、柱部２９の軸方向中間部と軸方向両端の３か所には、径方向内外に延びる油道３３Ａ、３３Ｂが、内側突起部３１と外側突起部３２が形成された部分を除いて設けられる。そして、保持器２７の径方向内側から外側に遠心力によって潤滑油を前記各油道３３Ａ、３３Ｂを介して流通させることにより、潤滑油の流れやころ軸受２１内における潤滑油の油量を確保している。

このように構成されるころ軸受２１は、例えば、遊星歯車減速装置の各減速歯車機構における遊星歯車（外方部材２３）を支持ピン（内方部材２５）によって軸支する場合に使用される。

このような場合、外方部材２３と保持器２７との間に形成される隙間が外側油路３４を形成し、内方部材２５と保持器２７との間に形成される隙間が内側油路３５を形成し、遊星歯車減速装置の外形を構成するハウジング内の潤滑油が、外側油路３４と内側油路３５を通ってころ軸受２１の各ポケット２８内に流入する。そして、流入した潤滑油は、遊星歯車が回転するときに生じる遠心力によって、各油道３３Ａ、３３Ｂを介して保持器２７の径方向内側から外側に向けて流れる。これにより、ころ軸受２１の潤滑性が高められている。

ところで、上記のような遊星歯車減速装置に、ころ軸受２１を使用した場合、運転中に歯車の噛合い面等から摩耗粉やシール部材のシール片等の塵埃が発生し、この塵埃が、潤滑油の流れに乗ってころ軸受２１の各ポケット２８内に浸入する。

ところが、ころ軸受２１の各ポケット２８を仕切る柱部２９には、ころ２６の抜け落ちを防止する内側突起部３１と外側突起部３２を設けている。

このため、ころ２６が、柱部９の内側突起部３１と外側突起部３２に接触しながら回転すると、ころ２６の外表面の潤滑油が内側突起部３１と外側突起部３２によって掻き落とされると共に、ころ２６と内側突起部３１及び外側突起部３２の接触部分に塵埃が滞留する。

その結果、各ポケット２８内のころ２６は、内側突起部３１と外側突起部３２の部分に滞留した塵埃、とりわけ、鉄粉等の金属摩耗粉とすれ合い早期に摩耗するという問題があった。

特に近年、歯車減速装置メーカではコスト削減の流れから、歯車の仕上げ加工の省略等で表面粗さが大きくなっており、歯車のかみ合いにより粗さの突起が脱落するなどして、多量の摩耗粉が発生しているケースが多々見受けられる。したがって、金属摩耗粉によるころの摩耗を防止することが重要な課題になっている。

このような摩耗粉対策として、特許文献１及び特許文献２には、ポケット２８の柱部９の壁面に、異物や摩耗粉を捕捉する溝３６を設けるということが示されている。

特開平８−１８４３２０号公報 特開２００６−１１２５８４号公報

ところが、上記のように、ポケット２８の壁面に溝３６を設け、異物や摩耗粉を溝３６により捕捉するようにしても、溝３６の開口端縁と、ころとの間でやはり摩耗粉のかみ込みが生じるため、かみ込んだ摩耗粉により、ころが早期に破損するという問題がある。

そこで、この発明は、多量の摩耗粉が介在する使用箇所においても、ころと保持器柱部の内側突起部及び外側突起部で摩耗粉をかみ込むことなく、且つ保持器のポケット内における摩耗粉の滞留を防止することにより、ころに圧痕や油膜切れが生じないようにして、ころ軸受の長寿命化を図ることを課題とするものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、内周面に円筒形の外輪軌道を有する外方部材と、外周面に円筒形の内輪軌道を有する内方部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数のころと、このころを周方向に所定間隔で保持する保持器とからなり、保持器が、ころを収容するポケットを周方向に所定間隔で形成した全体が円筒状で、周方向に隣り合う各ポケット間に柱部と、この柱部の軸方向の両側に円環部を備え、柱部の軸方向両側の内径側と外径側とに、ころの抜け落ちを防止する内側突起部と外側突起部を設けたころ軸受において、外輪軌道径と、内輪軌道径と、保持器の内外径と、柱部の内側突起部及び外側突起部との位置並びに寸法関係を、外輪軌道径と内輪軌道径の間にころと保持器を組み込んだ状態において、ころの外周面と、柱部に設けた内側突起部及び外側突起部とが非接触状態となるように規定したことを特徴とする。

上記のように、外輪軌道径と内輪軌道径の間にころと保持器とを組み込んだ状態において、ころの外周面と、柱部に設けた内側突起部及び外側突起部とが非接触状態になるようにするには、外輪軌道径と、内輪軌道径と、保持器の内外径と、柱部の内側突起部及び外側突起部との位置並びに寸法関係を次のように規定する。

即ち、前記外輪軌道径をＡ、保持器の外径寸法をＢ、内輪軌道径をＦ、保持器内径寸法をＧ、ころをポケットの中央に位置させた状態でころと柱部との周方向隙間をＬ、Ｌ＝０の時の外側突起部ところの最小隙間をＤ、内側突起部ところの最小隙間をＥとした時に、Ａ−Ｂ＝Ｃ、Ｇ−Ｆ＝Ｈ、Ｄ＞Ｃ、Ｅ＞Ｃ、Ｃ≠０、Ｈ≠０の関係を満足するようにする。

前記外輪軌道と保持器の外径との間に形成される外側油路の隙間間隔よりも、内輪軌道と保持器の内径との間に形成される内側油路の隙間間隔を大きく設定することが望ましい。

前記保持器の材料は、樹脂材料又は鉄製材料によって形成される。

前記樹脂材料としては、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等を使用することができ、グラスファイバーにより繊維強化してもよい。

この発明に係るころ軸受は、遊星歯車減速装置に使用することができ、その場合、外方部材を遊星歯車、内方部材を支持ピンとして使用される。

この発明のころ軸受は、外輪軌道径と内輪軌道径の間にころと保持器とを組み込んだ状態において、ころの外周面と、柱部に設けた内側突起部及び外側突起部とが非接触状態であるため、内側突起部と外側突起部によってころの外表面の潤滑油が掻き取られず、且つ互いに摩耗粉をかみ込み合わない。また、内側突起部と外側突起部の部分に潤滑油中に混入した金属摩耗粉等の塵埃が滞留せず、潤滑油がころとポケットの隙間をスムーズに流れる。

したがって、この発明の転がり軸受は、ころに圧痕や油膜切れが生じ難いので、金属摩耗粉が発生しやすい遊星歯車減速装置に使用しても、長寿命である。

また、前記外輪軌道と保持器の外径との間に形成される外側油路の隙間間隔よりも、内輪軌道と保持器の内径との間に形成される内側油路の隙間間隔を大きく設定することにより、内側油路から外側油路への潤滑油の流通が多くなるので、冷却効果も向上する。

この発明に係るころ軸受の一実施形態を部分的に示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。 この発明に係るころ軸受の潤滑油の流れを示す拡大断面図である。 従来のころ軸受を部分的に示す平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。

この発明の実施の形態について図１〜図４に基づいて説明する。
ころ軸受１は、内周面に円筒形の外輪軌道２を有する外方部材３と、外周面に円筒形の内輪軌道４を有する内方部材５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に転動自在に設けた複数のころ６とからなる。

ころ６は、金属材料等から円筒状体として形成され、針状ころ、棒状ころ等として構成され、全体が円筒状に形成された保持器７に規則正しく配列して保持されている。

保持器７は、周方向に所定間隔でころ６を規則正しく収容する矩形状のポケット８を有し、樹脂材料を射出成形等の手段を用いることにより形成される。保持器７は、ポケット８が内径側から外径側に貫通するように形成され、周方向に隣り合う各ポケット８間に柱部９と、柱部９の軸方向の両側に円環部１０を備える。

保持器７を形成する樹脂材料としては、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等を使用することができ、グラスファイバーにより繊維強化してもよい。

保持器７の柱部９には、軸方向両側の内径側と外径側とに、ころ６の抜け落ちを防止する内側突起部１１と外側突起部１２を設けている。

柱部９の軸方向中間部と軸方向両端の３か所には、径方向内外に延びる油道１３Ａ、１３Ｂが、内側突起部１１と外側突起部１２が形成された部分を除いて設けられる。そして、保持器７の径方向内側から外側に遠心力によって潤滑油を前記各油道１３Ａ、１３Ｂを介して流通させることにより、潤滑油の流れやころ軸受１内における潤滑油の油量を確保している。

この発明は、外方部材３と内方部材５との間に、ころ６と保持器７とを組み込んだ状態において、ころ６の外周面に、保持器７の柱部９に設けた内側突起部１１及び外側突起部１２が常に接触しないように、外輪軌道２の径と、内輪軌道４の径と、保持器７の内外径と、柱部９の内側突起部１１及び外側突起部１２との位置並びに寸法関係をそれぞれ次のように規定している。

即ち、図３に示すように、外輪軌道２の径をＡ、保持器７の外径寸法をＢ、内輪軌道４の径をＦ、保持器７の内径寸法をＧ、ころ６と柱部９との周方向隙間をＬとし、Ｌ＝０の時の外側突起部１２ところ６の最小隙間をＤ、内側突起部１１ところ６の最小隙間をＥとした時に、Ａ−Ｂ＝Ｃ、Ｇ−Ｆ＝Ｈ、Ｄ＞Ｃ、Ｅ＞Ｃ、Ｃ≠０、Ｈ≠０の関係を満足させている。

この条件において、外方部材３と内方部材５との間に、ころ６と保持器７とを組み込んだ状態において、ころ６の外周面に、保持器７の柱部９に設けた内側突起部１１及び外側突起部１２が常に接触しないので、図４に矢印Ｘで示すように、ころ６の外周面と保持器７の柱部９の隙間を潤滑油がスムーズに流通し、内側突起部１１と外側突起部１２によってころ６の外表面の潤滑油が掻き取られず、また、内側突起部１１と外側突起部１２の部分に潤滑油中に混入した金属摩耗粉等の塵埃が滞留しない。

図１〜図４に示す実施形態では、前記外輪軌道２と保持器７の外径との間に形成される外側油路１４の隙間間隔よりも、内輪軌道４と保持器７の内径との間に形成される内側油路１５の隙間間隔を大きく設定している。

これにより、内側油路１５から外側油路１４への潤滑油の流通が多くなり、潤滑油による冷却効果も向上する。

この発明のころ軸受１は、例えば、遊星歯車減速装置の各減速歯車機構における遊星歯車（外方部材３）を支持ピン（内方部材５）によって軸支する場合に使用される。

このような場合、外方部材３と保持器７との間に形成される隙間が外側油路１４を形成し、内方部材５と保持器７との間に形成される隙間が内側油路１５を形成し、遊星歯車減速装置の外形を構成するハウジング内の潤滑油が、外側油路１４と内側油路１５を通ってころ軸受１内に流入する。そして、流入した潤滑油は、遊星歯車が回転するときに生じる遠心力によって、各油道１３Ａ、１３Ｂを介して保持器７の径方向内側から外側に向けて流れる。これにより、ころ軸受１の潤滑性が高められている。

１ ころ軸受
２ 外輪軌道
３ 外方部材
４ 内輪軌道
５ 内方部材
６ ころ
７ 保持器
８ ポケット
９ 柱部
１０ 円環部
１１ 内側突起部
１２ 外側突起部
１３Ａ 油道
１３Ｂ 油道
１４ 外側油路
１５ 内側油路

Claims (10)

1. 内周面に円筒形の外輪軌道を有する外方部材と、外周面に円筒形の内輪軌道を有する内方部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数のころと、このころ周方向に所定間隔で保持する保持器とからなり、保持器が、ころを収容するポケットを周方向に所定間隔で形成した全体が円筒状で、周方向に隣り合う各ポケット間に柱部と、この柱部の軸方向の両側に円環部を備え、柱部の軸方向両側の内径側と外径側とに、ころの抜け落ちを防止する内側突起部と外側突起部を設けたころ軸受において、外輪軌道径と、内輪軌道径と、保持器の内外径と、柱部の内側突起部及び外側突起部との位置並びに寸法関係を、外輪軌道径と内輪軌道径の間にころと保持器とを組み込んだ状態において、ころの外周面と、柱部に設けた内側突起部及び外側突起部とが非接触状態となるように規定したことを特徴とするころ軸受。
2. 前記外輪軌道径をＡ、保持器の外径寸法をＢ、内輪軌道径をＦ、保持器内径寸法をＧ、ころをポケットの中央に位置させた状態でころと柱部との周方向隙間をＬ、Ｌ＝０の時の外側突起部ところの最小隙間をＤ、内側突起部ところの最小隙間をＥとした時に、下記式を満足する請求項１記載のころ軸受。
   Ａ−Ｂ＝Ｃ、Ｇ−Ｆ＝Ｈ、Ｄ＞Ｃ、Ｅ＞Ｃ、Ｃ≠０、Ｈ≠０
3. 前記外輪軌道と保持器の外径との間に形成される外側油路の隙間間隔よりも、内輪軌道と保持器の内径との間に形成される内側油路の隙間間隔を大きく設定している請求項１又は２記載のころ軸受。
4. 前記保持器の材料が樹脂材料である請求項１〜３のいずれかに記載のころ軸受。
5. 前記保持器の材料が鉄製材料である請求項１〜３のいずれかに記載のころ軸受。
6. 前記樹脂材料がポリアミド６６又はポリアミド４６である請求項４に記載のころ軸受。
7. 前記樹脂材料がポリエーテルエーテルケトン又はポリフェニレンサルファイドである請求項４に記載のころ軸受。
8. 前記樹脂材料を、グラスファイバーにより繊維強化している請求項６又は７に記載のころ軸受。
9. 前記請求項１〜８のいずれかに記載のころ軸受を使用した遊星歯車減速装置。
10. 前記外方部材を遊星歯車、内方部材を支持ピンとした請求項９記載の遊星歯車減速装置。