JP2014005913A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転動体を転動自在に保持する合成樹脂製の保持器を内輪と外輪との間に組み込んだ転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing in which a synthetic resin cage that holds a rolling element so as to roll freely is incorporated between an inner ring and an outer ring.
例えば、発動機を有する車両のトランスミッションのギヤ支持軸には、深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受などの各種の転がり軸受が広く使用されている。 For example, various rolling bearings such as deep groove ball bearings and angular ball bearings are widely used for gear support shafts of transmissions of vehicles having motors.
この種の転がり軸受は、外径面に内側転走面が形成された内輪と、その内輪の外側に配置され、内径面に外側転走面が形成された外輪と、内輪の内側転走面と外輪の外側転走面との間に転動自在に介在された複数の転動体と、内輪と外輪との間に配され、各転動体を円周方向等間隔に保持する保持器とで主要部が構成されている。この内輪あるいは外輪のいずれか一方がハウジングなどの固定部分に装着され、他方が回転軸などの回転部分に装着される。 This type of rolling bearing includes an inner ring having an inner race surface formed on the outer diameter surface, an outer ring disposed outside the inner ring and having an outer race surface formed on the inner diameter surface, and an inner race surface of the inner ring. A plurality of rolling elements interposed between the outer ring and the outer raceway surface of the outer ring, and a cage disposed between the inner ring and the outer ring and holding the rolling elements at equal intervals in the circumferential direction. The main part is composed. Either the inner ring or the outer ring is mounted on a fixed part such as a housing, and the other is mounted on a rotating part such as a rotating shaft.
この転がり軸受を油浴潤滑下で使用すると、回転する保持器がポンプの圧縮機のように作用し、内外輪と保持器との間を通って軸受内部に潤滑油が過剰に引き込まれる。このようにして引き込まれた潤滑油は、軸受内部で転動体と保持器によって攪拌されるため、その攪拌抵抗により軸受のトルク(発熱)が大きくなる。特に、電動車両やハイブリッド車両においては、高速のモータ回転が入力されるため、回転軸などの回転部分は高速回転となる傾向にある。このような高温環境下で高速回転した場合、前述した攪拌抵抗の影響は無視できないものとなっている。 When this rolling bearing is used under oil bath lubrication, the rotating cage acts like a compressor of the pump, and the lubricating oil is excessively drawn into the bearing through between the inner and outer rings and the cage. Since the lubricating oil drawn in this way is stirred by the rolling elements and the cage inside the bearing, the torque (heat generation) of the bearing increases due to the stirring resistance. In particular, in an electric vehicle or a hybrid vehicle, since high-speed motor rotation is input, a rotating portion such as a rotating shaft tends to rotate at high speed. When rotating at a high speed in such a high temperature environment, the influence of the stirring resistance described above cannot be ignored.
本出願人は、高温環境下で高速回転に対応できるようにした合成樹脂製の保持器を具備した転がり軸受を先に提案している(例えば、特許文献1参照)。 The present applicant has previously proposed a rolling bearing provided with a synthetic resin cage that can cope with high-speed rotation in a high-temperature environment (for example, see Patent Document 1).
この転がり軸受は、図5に示すように、内輪112と外輪114との間に配され、その内輪112の内側転走面111と外輪114の外側転走面113との間に転動自在に介在された複数の転動体115を円周方向等間隔に保持する保持器116を具備する。この種の保持器116は、高速回転下において遠心力による変形を抑制することを目的として軽量の合成樹脂製のものが採用されている。保持器116は、軸方向に向き合う二枚の環状体117の対向面118に転動体115を収容する半球状のポケット119を周方向の複数箇所に形成し、環状体117のそれぞれの対向面118を衝合させて二枚の環状体117を結合させた構造を有する。
As shown in FIG. 5, this rolling bearing is arranged between the
前述したように油浴潤滑下での使用では、内外輪112,114と保持器116との間を通って軸受内部に潤滑剤が過剰に引き込まれることから、この転がり軸受は、軸受内部への潤滑剤の流入を制限する手段として以下の構造を具備する。環状体117の軸方向端部の内径側および外径側に、径方向に延びる鍔部120,121を一体的に設けると共に、内輪112および外輪114の鍔部120,121と対応する部位に、鍔部120,121とでラビリンス122,123が形成される凹溝124,125を形成している。このように、保持器116の鍔部120,121と内外輪112,114の凹溝124,125とで構成されたラビリンス122,123により、潤滑油が軸受内部に過剰に流入することを確実に抑制できるようにしている。
As described above, when used under oil bath lubrication, since the lubricant is excessively drawn into the bearing through the space between the inner and
ところで、特許文献1に開示された転がり軸受では、全体が合成樹脂製の保持器116を採用していることから、高速回転下において遠心力が負荷された際の保持器116の変形を抑制するため、図6に示すように、ポケット119の底部の肉厚t(軸方向寸法)を厚肉にすることにより保持器116の剛性を確保するようにしている。また、保持器116の鍔部120,121が軸受端面から軸方向外側へ突出することを防止するため、内輪112および外輪114の軸方向寸法を、保持器116の軸方向寸法、保持器116のポケット軸方向すきまおよび軸受の軸方向ガタの和よりも大きく設定しなければならない(図5参照)。
By the way, the rolling bearing disclosed in Patent Document 1 employs a synthetic resin-made
以上のように、ポケット119の底部を厚肉にすることや、内輪112および外輪114の軸方向寸法を前述のように設定しなければならないことから、転がり軸受の軸方向寸法を小さくすることが困難であり、転がり軸受の小型軽量化が難しいというのが現状であった。
As described above, the bottom portion of the
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡便な構造により小型軽量化を容易に実現し得る転がり軸受を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rolling bearing that can be easily reduced in size and weight with a simple structure.
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、互いに相対回転する内輪および外輪と、内輪と外輪との間に介在する複数の転動体と、内輪と外輪との間に配され、転動体を円周方向等間隔に保持する合成樹脂製の保持器とを備えた転がり軸受であって、保持器の軸方向端部の内径側あるいは外径側の少なくとも一方に、径方向に延びる金属製の鍔部を設けると共に、内輪あるいは外輪の鍔部と対応する部位に、鍔部とでラビリンスが形成される凹溝を設けたことを特徴とする。なお、「内径側あるいは外径側の少なくとも一方」とは、鍔部を内径側のみに設ける場合、鍔部を外径側のみに設ける場合、鍔部を内径側および外径側の両方に設ける場合の全てを含むことを意味する。 As technical means for achieving the above-mentioned object, the present invention is arranged between an inner ring and an outer ring that rotate relative to each other, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and an inner ring and an outer ring. A rolling bearing provided with a synthetic resin cage that holds the rolling elements at equal intervals in the circumferential direction, and at least one of the axial end portion of the cage at the inner diameter side or the outer diameter side in the radial direction An extending metal collar is provided, and a groove in which a labyrinth is formed by the collar is provided at a portion corresponding to the collar of the inner ring or the outer ring. “At least one of the inner diameter side and the outer diameter side” means that when the collar portion is provided only on the inner diameter side, when the collar portion is provided only on the outer diameter side, the collar portion is provided on both the inner diameter side and the outer diameter side. It means to include all of the cases.
本発明では、合成樹脂製の保持器の軸方向端部に金属製の鍔部を設けたことにより、その金属製の鍔部で保持器の剛性を確保することが容易となることから、保持器のポケット底部の肉厚(軸方向寸法)を、全体が合成樹脂製の保持器よりも薄肉にすることが容易となる。その結果、転がり軸受の軸方向寸法を小さくすることが容易となって転がり軸受の小型軽量化が図れる。 In the present invention, since the metal collar is provided at the axial end of the cage made of synthetic resin, it becomes easy to secure the rigidity of the cage with the metal collar. It becomes easy to make the wall thickness (axial dimension) of the pocket bottom of the vessel thinner than the cage made of synthetic resin as a whole. As a result, it is easy to reduce the axial dimension of the rolling bearing, and the rolling bearing can be reduced in size and weight.
本発明における鍔部は、合成樹脂製の保持器のインサート成形により保持器の軸方向端部に環状金属板を接合一体化されていることが望ましい。このようにすれば、保持器の剛性を確保し得る鍔部付き保持器の製作が容易となる。
本発明において、保持器の軸方向端部の内径側に位置する鍔部の内側面を径方向内側へ向けて拡開するように傾斜させた構造が望ましい。このようにすれば、潤滑剤を径方向内側から軸受内部へスムーズに流入させることで、軸受内部へ適度な量の潤滑剤を供給することができる。
As for the collar part in this invention, it is desirable that the cyclic | annular metal plate is joined and integrated by the axial direction edge part of the cage | basket | carrier by insert molding of the cage | baskets made from a synthetic resin. If it does in this way, manufacture of the cage with a collar part which can secure the rigidity of a cage will become easy.
In the present invention, a structure in which the inner side surface of the flange portion located on the inner diameter side of the axial end portion of the cage is inclined so as to expand radially inward is desirable. In this way, an appropriate amount of lubricant can be supplied into the bearing by smoothly flowing the lubricant into the bearing from the radially inner side.
本発明において、保持器の軸方向端部の外径側に位置する鍔部の内側面を径方向外側へ向けて拡開するように傾斜させた構造が望ましい。このようにすれば、潤滑剤を軸受内部から径方向外側へスムーズに流出させることで、高速回転下での攪拌抵抗によるトルク(発熱)の増大を抑制できる。 In the present invention, a structure in which the inner side surface of the collar portion located on the outer diameter side of the axial end portion of the cage is inclined so as to expand outward in the radial direction is desirable. In this way, the increase in torque (heat generation) due to the stirring resistance under high-speed rotation can be suppressed by smoothly flowing the lubricant from the inside of the bearing to the outside in the radial direction.
本発明における保持器は、軸方向に向き合う二枚の環状体の対向面に転動体を収容する半球状のポケットを周方向の複数箇所に形成し、対向面を衝合させて二枚の環状体を結合させた構造が望ましい。このような構造を採用すれば、高速回転下において遠心力が負荷された際に、保持器を構成する二枚の環状体同士が互いにその変形を抑制して保持器全体の変形を抑制することができて転動体がポケットから脱落したり、内外輪などの他部品と干渉することを回避できる。 The cage according to the present invention is formed by forming hemispherical pockets for accommodating rolling elements at a plurality of locations in the circumferential direction on opposing surfaces of two annular members facing each other in the axial direction, and bringing the opposing surfaces into contact with each other to form two annular members. A structure in which the bodies are combined is desirable. If such a structure is adopted, when a centrifugal force is applied under high-speed rotation, the two annular members constituting the cage suppress the deformation of each other, thereby suppressing the deformation of the entire cage. It is possible to prevent the rolling element from falling out of the pocket and interfering with other parts such as inner and outer rings.
本発明における二枚の環状体は軸方向で対称な同一形状を有する構造が望ましい。このような構造にすれば、一つの金型で製作した一種の環状体を使用して一方の環状体と他方の環状体とすることができ、製品コストの低減が図れる。 The two annular bodies in the present invention preferably have a structure having the same shape symmetrical in the axial direction. With such a structure, it is possible to make one annular body and the other annular body by using a kind of annular body manufactured by one mold, and the product cost can be reduced.
本発明における保持器は、軽量化が図れる点で合成樹脂製であることが有効であり、コスト面や耐油性の点を考慮すれば、PPS、PA66あるいはPA46から選択されたいずれか一つの合成樹脂で成形されていることが望ましい。 It is effective that the cage in the present invention is made of a synthetic resin in terms of weight reduction. In consideration of cost and oil resistance, any one selected from PPS, PA66, or PA46 is used. It is desirable to be molded with resin.
本発明によれば、合成樹脂製の保持器の軸方向端部に金属製の鍔部を設けたことにより、その金属製の鍔部で保持器の剛性を確保することが容易となることから、保持器のポケット底部の肉厚(軸方向寸法)を、全体が合成樹脂製の保持器よりも薄肉にすることが容易となる。その結果、転がり軸受の軸方向寸法を小さくすることが容易となって転がり軸受の小型軽量化が図れる。電動車両やハイブリッド車両において使用される高速回転軸受に好適な自動車用途として、コンパクトな転がり軸受を提供できる。 According to the present invention, since the metal collar is provided at the axial end of the synthetic resin cage, it is easy to ensure the rigidity of the cage with the metal collar. The wall thickness (axial dimension) of the pocket bottom portion of the cage can be easily made thinner than the cage made of synthetic resin as a whole. As a result, it is easy to reduce the axial dimension of the rolling bearing, and the rolling bearing can be reduced in size and weight. A compact rolling bearing can be provided as an automotive application suitable for a high-speed rotary bearing used in an electric vehicle or a hybrid vehicle.
本発明に係る転がり軸受の実施形態を以下に詳述する。この実施形態の転がり軸受は、特に、電動車両やハイブリッド車両において油浴潤滑下で使用される自動車用途の高速回転軸受に好適である。 Embodiments of the rolling bearing according to the present invention will be described in detail below. The rolling bearing of this embodiment is particularly suitable for a high-speed rotary bearing for automobiles used under oil bath lubrication in an electric vehicle or a hybrid vehicle.
この実施形態の転がり軸受は、図1に示すように、外径面に内側転走面11が形成された内輪12と、その内輪12の外側に配置され、内径面に外側転走面13が形成された外輪14と、内輪12の内側転走面11と外輪13の外側転走面14との間に転動自在に介在された複数の転動体15と、内輪12と外輪13との間に配され、各転動体15を円周方向等間隔に保持する保持器16とで主要部が構成されている。この内輪12あるいは外輪13のいずれか一方がハウジングなどの固定部分に装着され、他方が回転軸などの回転部分に装着される。
As shown in FIG. 1, the rolling bearing of this embodiment has an
この転がり軸受は、高速回転下において遠心力による保持器16の変形を抑制することを目的として軽量な合成樹脂製の保持器16を備えている。この保持器16は、コスト面や耐油性の点を考慮すれば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PA66(ポリアミド66)あるいはPA46(ポリアミド46)から選択されたいずれか一つの合成樹脂で成形することが有効である。なお、その他の樹脂材料としては、PA9T(ポリアミド9T)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)やフェノール樹脂を使用することも可能である。
The rolling bearing includes a lightweight
転がり軸受における保持器16は、図3(A)(B)に示すように、軸方向に向き合う二枚の環状体17の対向面18に転動体15(図1参照)を収容する半球状のポケット19を周方向の複数箇所に形成し、環状体17のそれぞれの対向面18を衝合させて二枚の環状体17を結合部(図示せず)により結合させた構造を有する。二枚の環状体17同士が互いにその変形を抑制して保持器16全体の変形を抑制することができて転動体15がポケット19から脱落したり、内輪12や外輪13などの他部品と干渉することを回避できる。以上のように二枚の環状体17は、軸方向で対称な同一形状を有する。このような構造とすることにより、一つの金型で製作した一種の環状体17を使用して一方の環状体17と他方の環状体17とすることができ、製品コストの低減が図れる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
前述のように二枚の環状体17からなる保持器16は、図2に示すように、保持器16の軸方向端部、つまり、それぞれの環状体17の軸方向外側端部の内径側および外径側の両方に、径方向に延びる鍔部20,21を設けると共に、内輪12および外輪14の鍔部20,21と対応する部位に、鍔部20,21とでラビリンス22,23が形成される凹溝24,25を設けている(図1参照)。
As described above, as shown in FIG. 2, the
前述の鍔部20,21は、合成樹脂製の保持器16のインサート成形により、保持器16の軸方向端部、つまり、それぞれの環状体17の軸方向外側端部に薄い環状金属板26を接合一体化した構造を具備する。この鍔部20,21を構成する金属板26の素材としては、保持器16を構成する合成樹脂よりも剛性の高いSPCC鋼板が好適である。なお、保持器16のインサート成形では、金属板26の円周方向複数箇所に軸方向外側に向けて拡開するテーパ状の孔27を形成することにより、その孔27に合成樹脂が充填されることで合成樹脂に対する金属板26の接合強度を向上させるようにしている。
The
一方、内輪側の凹溝24は、内輪12の外径軸方向端部を段差状に凹ますようにして形成され、外輪側の凹溝25は、外輪14の内径軸方向端部を段差状に凹ますようにして形成されている。なお、保持器16の鍔部20,21と内外輪12,14の凹溝24,25の位置関係は、常に接触しない完全な非接触状態としている。
On the other hand, the
以上のように、合成樹脂製の保持器16の軸方向端部に、環状の金属板26からなる鍔部20,21を設けたことにより、その鍔部20,21を構成する金属板26で合成樹脂製の保持器16における剛性を確保することが容易となる。このことから、図4(A)(B)に示すように、この実施形態における保持器16のポケット19の底部の肉厚T(軸方向寸法)を、従来における保持器(全体が合成樹脂製)のポケット19の底部の肉厚t(軸方向寸法)よりも小さくすることができる(T<t)。このように、保持器16のポケット19の底部の肉厚Tを薄肉とすることで、転がり軸受の軸方向寸法を小さくすることが容易となって転がり軸受の小型軽量化が図れる。
As described above, by providing the
この転がり軸受は、油浴潤滑下での使用時、高速回転による遠心力でもって、適度な量の潤滑剤を軸受外部から軸受内部へ供給し易くすると共に、高温の潤滑剤を軸受内部から軸受外部へ排出し易くした以下の構造を具備する。図2に示すように、保持器16の軸方向端部の内径側に位置する鍔部20の内側面28を径方向内側へ向けて傾斜角θで拡開するように傾斜させている。また、保持器16の軸方向端部の外径側に位置する鍔部21の内側面29を径方向外側へ向けて傾斜角θで拡開するように傾斜させている。
This rolling bearing, when used under oil bath lubrication, makes it easy to supply an appropriate amount of lubricant from the outside of the bearing to the inside of the bearing by centrifugal force due to high-speed rotation, and high-temperature lubricant from the inside of the bearing. It has the following structure that facilitates discharge to the outside. As shown in FIG. 2, the
このように、鍔部20,21の内側面28,29を傾斜させることにより、潤滑油の流れを意図的にスムーズに発生させることができる。つまり、保持器16の軸方向端部の内径側に位置する鍔部20の内側面28を傾斜させることにより、潤滑剤を径方向内側から軸受内部へスムーズに流入させることで、軸受内部へ適度な量の潤滑剤を供給することができる。また、保持器16の軸方向端部の外径側に位置する鍔部21の内側面29を傾斜させることにより、潤滑剤を軸受内部から径方向外側へスムーズに流出させることで、高速回転下での攪拌抵抗によるトルク(発熱)の増大を抑制することができる。
In this way, by inclining the inner side surfaces 28 and 29 of the
以上の実施形態では、保持器16の軸方向端部の内径側および外径側の両方に鍔部20,21を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図示しないが、保持器16の軸方向端部の内径側あるいは外径側のいずれか一方のみに鍔部20,21を設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. It includes the equivalent meanings recited in the claims and the equivalents recited in the claims, and all modifications within the scope.
12 内輪
14 外輪
15 転動体
16 保持器
17 環状体
18 対向面
19 ポケット
20,21 鍔部
22,23 ラビリンス
24,25 凹溝
26 環状金属板
28,29 鍔部の内側面
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記保持器の軸方向端部の内径側あるいは外径側の少なくとも一方に、径方向に延びる金属製の鍔部を設けると共に、前記内輪あるいは外輪の前記鍔部と対応する部位に、前記鍔部とでラビリンスが形成される凹溝を設けたことを特徴とする転がり軸受。 An inner ring and an outer ring that rotate relative to each other, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and the inner ring and the outer ring, the rolling elements are held at equal intervals in the circumferential direction. A rolling bearing provided with a synthetic resin cage;
At least one of the axial end portion of the cage in the inner diameter side or the outer diameter side is provided with a metal flange portion extending in the radial direction, and the flange portion is provided at a portion corresponding to the flange portion of the inner ring or the outer ring. A rolling bearing characterized in that a concave groove is formed in which a labyrinth is formed.
Priority Applications (1)
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JP2012143270A JP2014005913A (en) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | Rolling bearing |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10030708B2 (en) | 2016-07-29 | 2018-07-24 | General Electric Company | Roller bearing cage for use in a gearbox |
EP3640490A1 (en) * | 2018-10-16 | 2020-04-22 | Ntn-Snr Roulements | Roller bearing |
CN111810539A (en) * | 2020-07-31 | 2020-10-23 | 苏州汇智精保持架科技有限公司 | Make things convenient for bearing holder of dismouting |
-
2012
- 2012-06-26 JP JP2012143270A patent/JP2014005913A/en active Pending
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---|---|---|---|---|
US10030708B2 (en) | 2016-07-29 | 2018-07-24 | General Electric Company | Roller bearing cage for use in a gearbox |
EP3640490A1 (en) * | 2018-10-16 | 2020-04-22 | Ntn-Snr Roulements | Roller bearing |
CN111810539A (en) * | 2020-07-31 | 2020-10-23 | 苏州汇智精保持架科技有限公司 | Make things convenient for bearing holder of dismouting |
CN111810539B (en) * | 2020-07-31 | 2022-02-08 | 苏州汇智精保持架科技有限公司 | Make things convenient for bearing holder of dismouting |
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