JP2014037892A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】転がり軸受1は、内径寸法が30mm以上150mm以下であり、外輪案内方式の保持器10には、アンバランス量が0.8g・cm以上4g・cm以下となるように凹部15が形成されている。
【選択図】図1
Description
さらに、特許文献1は、数値シミュレーション解析によって、質量中心の軌跡を求めており、保持器の振動大小の差を明確にしているが、実際にどこまで振動値を下げれば保持器音の発生を解消できるのか、検証実験結果には開示されていない。
(1) 外輪と、内輪と、前記外輪及び内輪との間に転動自在に配置される複数の転動体と、円周方向に所定の間隔で形成され、該複数の転動体をそれぞれ保持する複数のポケットを有する保持器と、を備え、該保持器の案内方式が外輪案内である転がり軸受であって、
前記転がり軸受の内径寸法は、30mm以上150mm以下であり、
前記保持器は、軸方向に並んで配置された一対のリング部と、前記一対のリング部間を繋ぐように、円周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部と、を有し、
前記一対のリング部の少なくとも一方の外周面の円周方向の一部には、少なくとも一つの凹部が前記複数のポケットを跨いで連続して形成されており、
前記保持器は、アンバランス量が0.8g・cm以上4g・cm以下となるように非点対称に形成されていることを特徴とする転がり軸受。
(2) 前記一対のリング部の外周面は、前記柱部の径方向外面よりも大径であることを特徴とする(1)に記載の転がり軸受。
なお、本発明の外輪案内方式とは、保持器の外周面と外輪の内周面との間のすきまで、保持器が半径方向に位置決め案内される構造であり、転動体案内方式とは、転動体が玉である玉軸受において、保持器を半径方向に移動させた時の玉と保持器のポケット内部の接触点(凸部)との間の半径方向すきまで保持器が半径方向に位置決め案内される構造を意味する。
図1〜図3に示すように、本発明の第1実施形態に係る円筒ころ軸受1は、内周面に外輪軌道面2aを有する外輪2と、外周面に内輪軌道面3aを有する内輪3と、外輪軌道面2a及び内輪軌道面3a間に転動自在に配置される複数のころ(転動体)4と、円周方向に所定の間隔で形成され、複数のころ4をそれぞれ保持する複数のポケット11を有する保持器10と、を備える。
ここで、
Fc:アンバランスにより保持器に働く遠心力
m :偏芯質量
e :偏芯質量の回転中心からの距離
ω :角速度(2・π・n/60)
n :保持器回転速度(min−1)
なお、SI単位で偏心質量を「kg」、偏心質量の回転中心からの距離を「m」に設定した場合、遠心力はN(ニュートン)で算出される。
図4は、本発明の第2実施形態に係る円筒ころ軸受の保持器10aを示している。この保持器10aのように、軸方向に亘って形成される凹部15aは、単一の円弧によって形成されてもよく、この場合にも、適切なアンバランスと良好なグリース排出特性を与えることができる。また、凹部15aとリング部12の外周面12aとの境界部分19は、柱部13の付根部分13aよりも円周方向においてポケット11寄りに位置しており、柱部13での応力集中をより防止することができる。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
図5は、本発明の第3実施形態に係る円筒ころ軸受の保持器10bを示している。この保持器10bのように、軸方向に亘って形成される凹部15bが曲率の異なる複数の円弧によって形成された場合にも、アンバランスの付与と良好なグリース排出性を与えることができる。この場合にも、凹部15bとリング部12の外周面12aとの境界部分19が柱部13と干渉しないため、柱部13での応力集中をより防止することができる。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
図6は、本発明の第4実施形態に係る円筒ころ軸受の保持器10cを示している。この保持器10cでは、一対の凹部15cが、両リング部12の軸方向外端面と外周面との境界部分を切り欠くようにして、両リング部12の円周方向の一部に複数のポケット11を跨いで連続して形成されている。また、凹部15cを形成する角度θは、アンバランス荷重を一方向に集中させるため、90°以内に設定されている。また、このような凹部15cの立ち上がり部17は、柱部13と円周方向において重ならない位置となるのが好ましく、また、応力集中を考慮して曲率半径が大きいほうがよい。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
図7は、本発明の第5実施形態に係るアンギュラ玉軸受を示している。アンギュラ玉軸受30は、内周面に外輪軌道面32aを有する外輪32と、外周面に内輪軌道面33aを有する内輪33と、外輪軌道面32a及び内輪軌道面33a間に接触角αを持って転動自在に配置される複数の玉(転動体)34と、円周方向に所定の間隔で形成され、複数の玉34をそれぞれ保持する複数のポケット41を有する保持器40と、を備える。
図10は、本発明の第6実施形態に係るアンギュラ玉軸受の保持器40bを示している。この保持器40bでは、第5実施形態の保持器40に対して、凹部45と略180°反対側の位相で、柱部43のリング部42との繋ぎ部分に少なくとも一つの凸部46(本実施形態では、4つの柱部43の軸方向両側で、計8つ)が設けられている。
また、本実施形態のように凸部46を形成する場合には、応力集中による保持器40bの強度低下の心配なくアンバランスを付与することができる。
その他の構成及び作用については、第5実施形態と同様である。
図12は、本発明の第7実施形態に係るアンギュラ玉軸受30cを示している。このアンギュラ玉軸受30cに使用される玉案内方式の保持器40cは、カウンターボア側に位置する一方のリング部42の外周面42aの円周方向の一部に、凸部46aを有している。また、リング部42と柱部43の外周面は、凸部46aを除いて連続した一様外径をなしている。これにより、カウンターボア側のリング部42の外周面に凸部46aを設けることによって、アンバランスを付与することができる。
その他の構成及び作用については、第5実施形態のものと同様である。
さらに、保持器は、一対のリング部を有するかご型保持器に限定されるものでなく、冠型保持器など他の形状であってもよい。
また、保持器材料としては、高速回転での使用を考慮すると、金属よりも軽量で、耐摩耗性に優れる合成樹脂が好ましく、フェノール、ポリアミド、PPS、PEEK、ポリイミドなどが良い。また、ガラス繊維・カーボン繊維・アラミド繊維などの強化剤を添加しても良い。
・アンバランス仕様:第1実施形態による
・試験回転数:12,000min-1(最高)
・潤滑方式:グリース潤滑(基油粘度:105cst)
また、試験品Aのようにアンバランス量を大きくしすぎると、逆に保持器音の発生が認められた。この理由は、アンバランスによる遠心力の影響で保持器にいびつな変形が生じたり、案内面での接触圧が上昇し本部分でのすべり摩擦が増加するため、逆に保持器に不規則な挙動を与えているためと考えられる。
なお、試験品Gにおいて12,000min−1で保持器音が解消しているのは、遠心力が保持器に作用する不規則な力に打ち勝ったため、低速回転時に比べて一定位相でのホワール運動が可能になったことによるものと考えられる。
表1より、保持器音を確実に抑制できるアンバランス量は、0.8g・cm以上4g・cm以下であることがわかる。
10,10a,10b,10c,40,40a,40b,40c 保持器
11,41 ポケット
12,42 リング部
13,43 柱部
15,15a,15b,15c,45 凹部
46,46a 凸部
30,30a,30b,30c アンギュラ玉軸受(転がり軸受)
α 接触角
Claims (2)
- 外輪と、内輪と、前記外輪及び内輪との間に転動自在に配置される複数の転動体と、円周方向に所定の間隔で形成され、該複数の転動体をそれぞれ保持する複数のポケットを有する保持器と、を備え、該保持器の案内方式が外輪案内である転がり軸受であって、
前記転がり軸受の内径寸法は、30mm以上150mm以下であり、
前記保持器は、軸方向に並んで配置された一対のリング部と、前記一対のリング部間を繋ぐように、円周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部と、を有し、
前記一対のリング部の少なくとも一方の外周面の円周方向の一部には、少なくとも一つの凹部が前記複数のポケットを跨いで連続して形成されており、
前記保持器は、アンバランス量が0.8g・cm以上4g・cm以下となるように非点対称に形成されていることを特徴とする転がり軸受。 - 前記一対のリング部の外周面は、前記柱部の径方向外面よりも大径であることを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受。
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