JP2014066346A

JP2014066346A - 玉軸受保持器及び玉軸受

Info

Publication number: JP2014066346A
Application number: JP2012213947A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Himoto; 浩太郎樋本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-17
Also published as: CN203477079U

Abstract

【課題】保持器に接触しないように局部的にグリースを封入した玉軸受では、軸受回転時に保持器の爪部がグリースの増ちょう剤と基油を一緒に掻き取る現象が起こりやすい。この場合、掻き取られたグリースは玉に付着した後、軌道面に入り込み、その結果、軸受のトルク上昇が発生してしまう。
【解決手段】そこで、本発明は上記の課題を解決する為に、円環状に形成されると共に、円周方向の複数箇所に転動体である玉を収容するポケット部をする冠型保持器において、玉を保持器に保持された状態で、玉がポケット部からの軸方向露出量は、玉の直径に対して２０％〜２５％とするよう、ポケット部の爪高さを設定することを特徴とする冠型保持器、及びこの冠型保持器を利用する玉軸受を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却用ファンモータ、医療器械用小型モータ等の小型モータの回転支持部に用いられる玉軸受の冠型保持器、及び該冠型保持器が組み込まれる玉軸受の改良に関する。

エアコンの冷却ファンに用いられるモータ等の小型モータにおいて、低消費電力化や回転数の安定化を達成する為に、その回転軸を支持する軸受の低トルク化が要求される。しかし、軸受に保持器を装着する場合、軸受内に潤滑剤を一定量封入して、潤滑状態を維持すると、トルクの増大の原因となる。

そこで、特許文献１には、保持器ポケット部の断面高さと保持器ポケット表面積に着目し、断面高さとグリース封入量をコントロールすることにより、トルクを低減する対策が開示されている。

また、特許文献２には、潤滑剤の封入形態を改良する発明が開示されている。上記特許文献２では、潤滑剤を固定輪である内輪又は外輪の周面に塗布することで、一定なトルクを低減させている。

特開２０００−２７４４３５号公報特開２００８―２２３８５４号公報

しかしながら、玉軸受に採用する冠型保持器には、玉を保持するポケット部先端に爪が設けられており、通常、保持器の爪が玉より突出している。ここで、保持器に接触しないように局部的にグリースを封入した玉軸受では、軸受回転時に保持器の爪部がグリースの増ちょう剤と基油を一緒に掻き取る現象が起こりやすい。この場合、掻き取られたグリースは玉に付着した後、軌道面に入り込み、その結果、軸受のトルク上昇が発生してしまう。

上記の課題を解決する為に、第１の発明は、円環状に形成されると共に、先端に爪部が形成され、円周方向の複数箇所に転動体である玉を収容するポケット部から構成する冠型保持器において、玉を保持器に保持された状態で、玉が爪部からの軸方向露出量は、玉の直径に対して２０％〜２５％とすることを特徴とする冠型保持器を提供している。
更に、第２の発明に係る冠型保持器は、爪部の爪高さが玉の直径に対して１９％〜２４％とし、爪部の根元高さが玉の直径に対して６％〜１１％とすることを特徴する
また、第３の発明に係る冠型保持器は、ポケット部の断面高さが、玉の直径に対し、３０％〜３５％とすることを特徴とする。
第４の発明は、少なくとも内輪と、外輪と、及び第１〜３の発明のいずれの冠型保持器とを備え、グリースが封入される玉軸受を提供している。

本発明に係る冠型保持器は軸方向において玉がポケット部から露出するように、ポケット部の爪高さを設定する為、爪部の高さは従来品より低く、爪部のグリース掻き取りを抑制でき、更に掻き取られた潤滑剤を爪部に堆積することも抑制できる。
更に、本発明に係る冠型保持器を用いた玉軸受は、本発明の冠型保持器を利用することで、軸受が高速に回転しても、回転トルクの上昇値が従来品より小さく、軸受内部のトルク上昇を抑制できる。

本発明の転がり軸受の実施形態を示す縦断面図。本発明の実施形態に係る転動体と冠型保持器の平面概略図。図２のＡ−Ａ’断面を示す要部拡大図。

以下、本発明の一実施形態を図１〜３に基づいて説明する。

図１は、エアコンファンモータに組み込まれるモータの回転支持部分を構成する本発明の転がり軸受の一実施形態を示す。

玉軸受Ａは、内径２ｍｍ〜６ｍｍ、外径５ｍｍ〜１５ｍｍ、幅２ｍｍ〜５ｍｍの軸受で、相対回転可能に配設した一対の軌道輪（外輪１と内輪２）と、該軌道輪１、２間に組み込まれる複数個の玉によりなる転動体３と、該転動体３を収容保持する冠型保持器４とで構成されている。また、玉軸受Ａは、内輪２と外輪１との間を軸方向両端で密封するシールド板５を有する。本発明は、冠型保持器４に特徴的な構成を有し、その他の構成、例えば外輪１、内輪２、転動体３、シールド板５等については特に限定解釈されないため、以下冠型保持器４についての説明に留め、その他の構成についての説明は省略する。

図１に示す玉軸受４は、内輪回転を想定する実施例である。グリースは回転しない外輪の溝肩１１に封入している。グリースの封入量は、軸受内部空間容積の１５％〜３０％とすることが好ましい。グリースの封入量は、軸受内部空間容積の１５％より少ないと、潤滑不良になりやすく、３０％より多いと、軸受回転時にグリースの増ちょう剤が軌道輪に入り込む量が多く、軸受のトルク上昇が顕著となる。

図２、３に示すように、冠型保持器４は、合成樹脂又は強化繊維配合合成樹脂からなるプラスチック保持器４であり、円環部４１と、円周方向の複数箇所に転動体３を収容保持するポケット４２を設けて構成されている。各ポケット４２の保持器軸方向の一方側に転動体３の直径より開口幅の小さい開口を設けて構成されている。ポケット４２の先端である爪４３が転動体３の位置より低い為、玉はポケット４２から露出している。後述の実験結果の表１によると、転動体３がポケット４２からの軸方向露出量Ｈ１は、玉の直径に対して２０％〜２５％とする。同寸法軸受に取り組む保持器の従来品は、転動体３がポケットからの軸方向露出量Ｈ１は、通常玉の直径に対して５％程度のものである。これに対して、本発明の冠型保持器４は、転動体３がポケット５からの軸方向露出量Ｈ１を大幅に大きくし、爪４３のグリース掻き取りを抑制できるとともに、冠型保持器４本来の玉保持機能を確保している。

更に、軸方向露出量Ｈ１を転動体３の直径に対して２０％〜２５％とする為には、爪４３の爪高さＨ２は、転動体３の直径に対して１９％〜２４％とし、爪６の根元高さＨ３は、転動体３の直径に対して６％〜１１％とすることが好ましい。爪高さＨ２は、冠型保持器４の円環部４１から爪４３の先端までの軸方向長さである。また、爪６の根元高さＨ３は、Ａ−Ａ’断面における玉の中心位置から爪の根元位置までの軸方向長さである。同寸法の軸受に取り組む冠型保持器の従来品は、爪高さＨ１が３２％で、根元高さＨ３が１３％のものであることに対して、本実施形態の保持器４は、爪高さＨ１と根元高さＨ３両方を小さくする設計となっている。これにより、保持器の爪６から転動体３の露出量（軸方向露出量Ｈ１）が大きく取れるとともに、冠型保持器４本来の玉保持機能を確保している。

なお、保持器４爪４３のグリース掻き取り現象が発生する以外に、各ポケット端縁部が各玉の表面に付着したグリースを掻き取る現象も発生する。これにより、潤滑に寄与するグリース量は、玉軸受の運転時間に正比例して減少し、保持器ポケット内周面と玉との潤滑状態が悪化する虞がある。そこで、本実施形態の保持器４は、ポケット４２の断面高さＨ４、即ち（保持器の外径-内径）の１／２の長さが、軸受転動体（玉）３の直径に対して３０％〜３５％の範囲内であることが好ましい。同寸法軸受に取り組む保持器の従来品は、ポケット部４ａの断面高さＨ４が４０％のものであることに対して、本実施形態の保持器４は、断面高さＨ４を小さくする設計となっている。ポケット４２の断面高さＨ４を従来品より小さくすることで、玉３に保持器４を取り付ける際に、爪６を弾性変形させる為の必要な力が小さくなるので、玉軸受の組立性を高めることができる。

〈実施例１〉
内径３ｍｍ、外径８ｍｍ、幅４ｍｍの軸受に、直径１.５８８ｍｍの玉を６個保持する玉軸受Ａを一例とし、本発明と従来品保持器の寸法、及び軸受のトルク測定試験の結果は、下記の表１に示している。軸受のトルク測定試験の結果は、軸受を１０分間回転させ、その間のトルク値を測定したものである。１０分間におけるトルクの最大値が５×１０^-4Ｎ・ｍ以下のものは、合格品とする。

（表１）

表１に示すように、実施例１〜３の保持器は、１０分間の測定試験における軸受内部のトルク値が小さいことに対して、従来例の保持器は、軸受内部のトルク値が大きい。
従って、本発明保持器は軸受内部トルク上昇を抑制する効果が証明された。

なお、本実施形態は、本発明の一実施形態に過ぎず、これらに限定して解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。

１外輪
２内輪
３玉
４保持器
４１環状部
４２ポケット
４３爪

Claims

円環状に形成されると共に、先端に爪部が形成され、円周方向の複数箇所に転動体である玉を収容するポケット部から構成する冠型保持器において、前記玉を前記保持器に保持された状態で、前記玉が前記爪部からの軸方向露出量は、前記玉の直径に対して２０％〜２５％とすることを特徴とする冠型保持器。
前記爪部の爪高さは、玉の直径に対して１９％〜２４％であり、爪部の根元高さは、玉の直径に対して６％〜１１％であることを特徴とする請求項１に記載の冠型保持器。
前記ポケット部の断面高さは、前記玉の直径に対し、３０％〜３５％であることを特徴とする請求項１の冠型保持器。
少なくとも内輪と、外輪と、請求項１〜３のいずれか１項に記載された冠型保持器とを備え、グリースが封入される玉軸受であることを特徴とする玉軸受。