JP2014101946A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】量産性が高く安価であるとともに軸受損失及び滑り損傷が生じにくく且つ潤滑性に優れた転がり軸受を提供する。
【解決手段】アンギュラ玉軸受は、内輪１と外輪２と転動体３と保持器４と潤滑剤とを備えている。この保持器４は、樹脂材料を金型内に射出成形することにより製造されたものであり、外輪２の内周面によって案内される外輪案内方式の保持器である。保持器４の外周面は、保持器４を案内する保持器案内面である外輪２の内周面と対向し、外輪２の内周面に案内される被案内面をなしているが、この保持器４の外周面のうち、隣接するポケット４ａ，４ａ間に位置する柱４ｂの部分の外周面に、軸方向に沿って線状に延びる凹部１０が形成されている。そして、この凹部１０内にパーティングライン１２が形成されている。
【選択図】図３
【解決手段】アンギュラ玉軸受は、内輪１と外輪２と転動体３と保持器４と潤滑剤とを備えている。この保持器４は、樹脂材料を金型内に射出成形することにより製造されたものであり、外輪２の内周面によって案内される外輪案内方式の保持器である。保持器４の外周面は、保持器４を案内する保持器案内面である外輪２の内周面と対向し、外輪２の内周面に案内される被案内面をなしているが、この保持器４の外周面のうち、隣接するポケット４ａ，４ａ間に位置する柱４ｂの部分の外周面に、軸方向に沿って線状に延びる凹部１０が形成されている。そして、この凹部１０内にパーティングライン１２が形成されている。
【選択図】図３
Description
本発明は、コンプレッサに使用される転がり軸受に関する。
従来、コンプレッサに使用される転がり軸受には、許容回転速度を超える使用条件においては、外輪案内方式の金属製もみ抜き保持器（特許文献１の従来の技術の項を参照）が採用されることが多かった。
しかしながら、金属製もみ抜き保持器は、削り加工で製造されるため、量産性が低く高価であるという問題点を有していた。また、軸受サイズによっては、保持器の質量が大きいため、軸受損失が大きく、また、軌道輪と転動体との間で滑り損傷が発生しやすいという問題点も有していた。さらに、高粘度の潤滑油で潤滑され、高速条件で使用される場合には、軌道輪の保持器案内面とこれに対向する保持器の外面との間に潤滑油が供給されにくかった。
射出成形法により製造された樹脂材料製の保持器を用いれば、前述した量産性、コスト、質量の問題は発生しないが、保持器の外面にパーティングラインが形成されるという問題が発生する場合がある。すなわち、射出成形法とは、金型を構成するふたつの型の間に形成されたキャビティ内に、溶融した樹脂材料を充填する成形方法であるので、成形品における前記ふたつの型の接合面が位置する部分に、パーティングラインが形成される場合がある。
パーティングラインは保持器の径方向に突出した「バリ」を有しているため、「バリ」を有する保持器を転がり軸受に組み込むと、保持器案内面である例えば外輪の内周面とパーティングラインとが摺接し、外輪の内周面が摩耗したり、トルク変動を起こしたりして、転がり軸受に作動不良が生じるおそれがあった。よって、従来は、射出成形法により製造された樹脂材料製の保持器を転がり軸受に組み込む前に、切削、バレル加工等により「バリ」の除去作業を行なっていた。しかしながら、このような「バリ」の除去作業は煩雑であり、転がり軸受の製造コストの上昇に繋がっていた。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、量産性が高く安価であるとともに軸受損失及び滑り損傷が生じにくく且つ潤滑性に優れた転がり軸受を提供することを課題とする。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、量産性が高く安価であるとともに軸受損失及び滑り損傷が生じにくく且つ潤滑性に優れた転がり軸受を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明の態様は次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係る転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に前記転動体を保持し前記内輪又は前記外輪に案内される軌道輪案内方式の保持器と、を備え、コンプレッサに使用される転がり軸受であって、前記保持器は、樹脂材料を型内に射出成形することにより製造されたものであり、前記保持器を案内する保持器案内面である前記内輪の外周面又は前記外輪の内周面に対向する前記保持器の内周面又は外周面の柱の部分に、軸方向に沿って線状に延びる凹部が形成されていることを特徴とする。
この転がり軸受においては、前記凹部内にパーティングラインを形成してもよい。
また、前記凹部は、前記保持器の軸方向両端面間にわたって形成されていてもよい。
さらに、前記保持器が有する全ての柱の部分に前記凹部が形成されていてもよい。
さらに、前記凹部の深さを０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下としてもよい。
また、前記凹部は、前記保持器の軸方向両端面間にわたって形成されていてもよい。
さらに、前記保持器が有する全ての柱の部分に前記凹部が形成されていてもよい。
さらに、前記凹部の深さを０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下としてもよい。
さらに、この転がり軸受は、ｄｍＮ値が５０万以上１３０万以下の高速回転条件で使用することができる。
さらに、前記樹脂材料を、樹脂とガラス繊維又は炭素繊維とを含有する樹脂組成物としてもよい。
さらに、この転がり軸受はアンギュラ玉軸受又は円筒ころ軸受とすることができる。
さらに、前記樹脂材料を、樹脂とガラス繊維又は炭素繊維とを含有する樹脂組成物としてもよい。
さらに、この転がり軸受はアンギュラ玉軸受又は円筒ころ軸受とすることができる。
樹脂材料を型内に射出成形することにより保持器が製造されているため、本発明の転がり軸受は、量産性が高く安価である。また、保持器が樹脂材料製で軽量であるため、本発明の転がり軸受は、軸受損失が小さいとともに、軌道輪と転動体との間で滑り損傷が生じにくい。さらに、保持器に形成された凹部が、潤滑剤を保持する潤滑剤溜まりとして機能するため、潤滑剤が高粘度である場合や転がり軸受が高速条件で使用される場合であっても、保持器案内面である内輪の外周面又は外輪の内周面とこれに対向する保持器の内周面又は外周面との間に潤滑剤が供給されやすい。よって、本発明の転がり軸受は潤滑性に優れている。
本発明に係る転がり軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明に係る転がり軸受の一実施形態であるアンギュラ玉軸受の構造を示す部分縦断面図であり、図２は、その側面図である。また、図３は、図１のアンギュラ玉軸受が備える保持器を径方向外方側から見た部分拡大図であり、図４は、その軸方向端面図である。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明に係る転がり軸受の一実施形態であるアンギュラ玉軸受の構造を示す部分縦断面図であり、図２は、その側面図である。また、図３は、図１のアンギュラ玉軸受が備える保持器を径方向外方側から見た部分拡大図であり、図４は、その軸方向端面図である。
図１に示すアンギュラ玉軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の転動体（玉）３と、内輪１と外輪２との間に転動体３を保持する保持器４と、を備えている。そして、内輪１の外周面と外輪２の内周面との間の軸受内部空間内には、両軌道面１ａ，２ａと転動体３の転動面３ａとの潤滑を行う図示しない潤滑剤（例えば潤滑油，グリース）が配されている。
以下に、保持器４について詳細に説明する。この保持器４は、樹脂材料を金型内に射出成形することにより製造されたものであり、外輪２の内周面（保持器案内面）によって案内される外輪案内方式の保持器である。保持器の種類は特に限定されるものではないが、第一実施形態のアンギュラ玉軸受に組み込まれた保持器４は、全体として円筒形状をなす部材であり、円形の貫通孔からなるポケット４ａが、周方向に等間隔を空けて複数個形成されている。
樹脂材料を射出成形することにより製造されるため、保持器４は量産性に優れ安価に製造することができる。よって、第一実施形態のアンギュラ玉軸受は、量産性が高いことに加えて安価である。また、保持器４が樹脂材料製で軽量であるため、第一実施形態のアンギュラ玉軸受は、軸受損失が小さいとともに、内輪１，外輪２と転動体３との間で滑り損傷が生じにくい。
また、保持器４の外周面には、図２〜４に示すように、軸方向に沿って線状に延びる凹部１０が形成されている。詳述すると、保持器４の外周面は、保持器４を案内する保持器案内面である外輪２の内周面と対向し、外輪２の内周面に案内される被案内面をなしているが、この保持器４の外周面のうち、隣接するポケット４ａ，４ａ間に位置する柱４ｂの部分の外周面に、軸方向に沿って線状に延びる凹部１０が形成されている。
潤滑剤が高粘度である場合やアンギュラ玉軸受が高速条件で使用される場合は、保持器案内面である外輪２の内周面と被案内面である保持器４の外周面との間に潤滑剤が供給されにくく、潤滑剤不足となりやすい。よって、互いに摺接する外輪２の内周面と保持器４の外周面とに摩耗や焼付きが生じるおそれがある。しかしながら、保持器４に形成された凹部１０が、潤滑剤を保持する潤滑剤溜まりとして機能するため、潤滑剤不足の状態となった際には、凹部１０から外輪２の内周面と保持器４の外周面との間へ潤滑剤が供給され、潤滑剤不足が解消される。よって、潤滑剤が高粘度である場合やアンギュラ玉軸受が高速条件で使用される場合であっても、第一実施形態のアンギュラ玉軸受は潤滑性に優れており、外輪２の内周面と保持器４の外周面とに摩耗や焼付きが生じにくい。
凹部１０は、図３に示すように、保持器４の軸方向両端面間にわたって形成されていることが好ましい。そうすれば、より多くの量の潤滑剤を凹部１０内に保持することができるとともに、後述するパーティングライン１２の全体を凹部１０内に収容することができる。また、凹部１０は、保持器４が有する全ての柱４ｂの部分の外周面に形成されていることが好ましい。そうすれば、より多くの量の潤滑剤を凹部１０内に保持することができる。さらに、凹部１０の深さは、０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。凹部１０の深さが０．１ｍｍ未満であると、潤滑剤を保持する機能が不十分となるおそれがあり、０．２５ｍｍ超過であると、射出成形後に金型から成形品を抜き取りにくくなるおそれがある。
さらに、凹部１０内にパーティングライン１２が形成されていることが好ましい。すなわち、保持器４は、樹脂材料を金型内に射出成形することにより製造されたものであるので、金型を構成するふたつの型の接合面が位置する部分に、パーティングライン１２が形成されるが、このパーティングライン１２が凹部１０内に形成されるように、金型を設計することが好ましい。
凹部１０内にパーティングライン１２が収容されていて、保持器４の外周面よりも径方向外方にパーティングライン１２の「バリ」の先端が突出していないので、パーティングライン１２の「バリ」が外輪２の内周面に接触することはない。よって、アンギュラ玉軸受の回転時に、外輪２の内周面が摩耗したり、トルク変動を起こしたりして、アンギュラ玉軸受に作動不良が生じることがない。
また、射出成形法により製造された保持器４に形成されているパーティングライン１２の「バリ」を除去する必要がないため、保持器４を容易且つ安価に製造することができるとともに、保持器４の製造歩留まりが高い。そして、射出成形法により製造された保持器４を、そのまま転がり軸受に組み込むことができるので、第一実施形態のアンギュラ玉軸受は製造が容易である。
このような第一実施形態のアンギュラ玉軸受は、コンプレッサに好適に使用可能である。特に、ｄｍＮ値が５０万以上１３０万以下の高速回転条件で好適に使用可能である。なお、ｄｍＮ値とは、軸受ピッチ円直径ｄｍ（単位はｍｍである）と転がり軸受の回転速度Ｎ（単位はｍｉｎ-1である) との積である。
保持器４の素材である樹脂材料の種類は特に限定されるものではないが、樹脂とガラス繊維又は炭素繊維とを含有する樹脂組成物が好ましい。好適な樹脂としては、例えば、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンがあげられる。
保持器４の素材である樹脂材料の種類は特に限定されるものではないが、樹脂とガラス繊維又は炭素繊維とを含有する樹脂組成物が好ましい。好適な樹脂としては、例えば、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンがあげられる。
また、ガラス繊維及び炭素繊維は、保持器４の強度向上のために添加されるが、ガラス繊維の場合は、樹脂組成物の１０質量％以上４０質量％以下、炭素繊維の場合は、樹脂組成物の１０質量％以上３０質量％以下添加することが好ましい。いずれの場合も、添加量が下限値未満であると、保持器４の強度が不十分となるおそれがある。一方、添加量が上限値超過であると、樹脂組成物の成形性が悪くなり成形物の外観も悪くなるおそれがある。炭素繊維の添加量は、樹脂組成物の２０質量％以上３０質量％以下とすることがより好ましく、そうすれば強度、成形性ともにより良好となる。
〔第二実施形態〕
図５は、本発明に係る転がり軸受の第二実施形態であるアンギュラ玉軸受が備える保持器の軸方向端面図である。なお、第二実施形態は、内輪１の外周面（保持器案内面）によって案内される内輪案内方式の保持器４を備えるアンギュラ玉軸受の例であり、この点を除いては、第二実施形態のアンギュラ玉軸受の構成及び作用効果は第一実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。図５においては、図１〜４と同一又は相当する部分には、図１〜４と同一の符号を付してある。
図５は、本発明に係る転がり軸受の第二実施形態であるアンギュラ玉軸受が備える保持器の軸方向端面図である。なお、第二実施形態は、内輪１の外周面（保持器案内面）によって案内される内輪案内方式の保持器４を備えるアンギュラ玉軸受の例であり、この点を除いては、第二実施形態のアンギュラ玉軸受の構成及び作用効果は第一実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。図５においては、図１〜４と同一又は相当する部分には、図１〜４と同一の符号を付してある。
第二実施形態のアンギュラ玉軸受に組み込まれた保持器４は、樹脂材料を金型内に射出成形することにより製造されたものであり、内輪１の外周面（保持器案内面）によって案内される内輪案内方式の保持器である。保持器４の内周面には、図５に示すように、軸方向に沿って線状に延びる凹部１０が形成されている。詳述すると、保持器４の内周面は、保持器４を案内する保持器案内面である内輪１の外周面と対向し、内輪１の外周面に案内される被案内面をなしているが、この保持器４の内周面のうち、隣接するポケット４ａ，４ａ間に位置する柱４ｂの部分の内周面に、軸方向に沿って線状に延びる凹部１０が形成されている。
潤滑剤が高粘度である場合やアンギュラ玉軸受が高速条件で使用される場合は、保持器案内面である内輪１の外周面と被案内面である保持器４の内周面との間に潤滑剤が供給されにくく、潤滑剤不足となりやすい。よって、互いに摺接する内輪１の外周面と保持器４の内周面とに摩耗や焼付きが生じるおそれがある。しかしながら、保持器４に形成された凹部１０が、潤滑剤を保持する潤滑剤溜まりとして機能するため、潤滑剤不足の状態となった際には、凹部１０から内輪１の外周面と保持器４の内周面との間へ潤滑剤が供給され、潤滑剤不足が解消される。よって、潤滑剤が高粘度である場合やアンギュラ玉軸受が高速条件で使用される場合であっても、第二実施形態のアンギュラ玉軸受は潤滑性に優れており、内輪１の外周面と保持器４の内周面とに摩耗や焼付きが生じにくい。
さらに、第二実施形態のアンギュラ玉軸受においては、図５に示すように、凹部１０内にパーティングライン１２が形成されていることが好ましい。そうすれば、第一実施形態のアンギュラ玉軸受と同様の作用効果が奏される。
さらに、第二実施形態のアンギュラ玉軸受においては、図５に示すように、凹部１０内にパーティングライン１２が形成されていることが好ましい。そうすれば、第一実施形態のアンギュラ玉軸受と同様の作用効果が奏される。
〔第三実施形態〕
図６は、本発明に係る転がり軸受の第三実施形態である円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図であり、図７は、図６の円筒ころ軸受が備える保持器を径方向外方側から見た部分拡大図である。なお、第三実施形態は、転がり軸受の種類が円筒ころ軸受である場合の例であり、この点を除いては、第三実施形態の円筒ころ軸受の構成及び作用効果は第一実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。図６，７においては、図１〜４と同一又は相当する部分には、図１〜４と同一の符号を付してある。
図６は、本発明に係る転がり軸受の第三実施形態である円筒ころ軸受の構造を示す部分縦断面図であり、図７は、図６の円筒ころ軸受が備える保持器を径方向外方側から見た部分拡大図である。なお、第三実施形態は、転がり軸受の種類が円筒ころ軸受である場合の例であり、この点を除いては、第三実施形態の円筒ころ軸受の構成及び作用効果は第一実施形態とほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明し、同様の部分の説明は省略する。図６，７においては、図１〜４と同一又は相当する部分には、図１〜４と同一の符号を付してある。
図６に示す円筒ころ軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の転動体（ころ）３と、内輪１と外輪２との間に転動体３を保持する保持器４と、を備えている。そして、内輪１の外周面と外輪２の内周面との間の軸受内部空間内には、両軌道面１ａ，２ａと転動体３の転動面３ａとの潤滑を行う図示しない潤滑剤（例えば潤滑油，グリース）が配されている。
この保持器４は、樹脂材料を金型内に射出成形することにより製造されたものであり、外輪２の内周面（保持器案内面）によって案内される外輪案内方式の保持器である。保持器の種類は特に限定されるものではないが、第三実施形態の円筒ころ軸受に組み込まれた保持器４は、全体として円筒形状をなす部材であり、矩形の貫通孔からなるポケット４ａが、周方向に等間隔を空けて複数個形成されている。
また、保持器４の外周面には、図７に示すように、軸方向に沿って線状に延びる凹部１０が形成されている。凹部１０の構成については第一実施形態と同様であるので、詳細な説明については省略するが、第一実施形態と同様に、凹部１０内にパーティングライン１２が形成されていることが好ましく、同様の作用効果が得られる。
また、保持器４の外周面には、図７に示すように、軸方向に沿って線状に延びる凹部１０が形成されている。凹部１０の構成については第一実施形態と同様であるので、詳細な説明については省略するが、第一実施形態と同様に、凹部１０内にパーティングライン１２が形成されていることが好ましく、同様の作用効果が得られる。
なお、第一〜第三実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は第一〜第三実施形態に限定されるものではない。例えば、第一〜第三実施形態の転がり軸受においては、凹部１０の断面形状（軸方向に沿って線状に連続する凹部１０の連続方向直角断面形状）は半円形であったが、これに限定されるものではなく、潤滑剤溜まりとして機能し、パーティングライン１２を収容可能な形状であれば、例えば半楕円形、三角形、四角形、五角形、六角形でも差し支えない。
また、第一〜第三実施形態の転がり軸受においては、凹部１０の幅方向略中央位置にパーティングライン１２が形成されているが、凹部１０内にパーティングライン１２が収容されるならば、幅方向略中央位置でなくてもよい。
さらに、第一〜第三実施形態の転がり軸受は、シール，シールド等の密封装置を備えていないが、密封装置を備えていてもよい。
さらに、第一〜第三実施形態の転がり軸受は、シール，シールド等の密封装置を備えていないが、密封装置を備えていてもよい。
さらに、第一〜第三実施形態においては、転がり軸受の例としてアンギュラ玉軸受又は円筒ころ軸受をあげて説明したが、本発明はアンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受以外の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、深溝玉軸受，自動調心玉軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
１ 内輪
１ａ 軌道面
２ 外輪
２ａ 軌道面
３ 転動体
３ａ 転動面
４ 保持器
４ａ ポケット
４ｂ 柱
１０ 凹部
１２ パーティングライン
１ａ 軌道面
２ 外輪
２ａ 軌道面
３ 転動体
３ａ 転動面
４ 保持器
４ａ ポケット
４ｂ 柱
１０ 凹部
１２ パーティングライン
Claims (8)
- 内輪と、外輪と、前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に前記転動体を保持し前記内輪又は前記外輪に案内される軌道輪案内方式の保持器と、を備え、コンプレッサに使用される転がり軸受であって、
前記保持器は、樹脂材料を型内に射出成形することにより製造されたものであり、
前記保持器を案内する保持器案内面である前記内輪の外周面又は前記外輪の内周面に対向する前記保持器の内周面又は外周面の柱の部分に、軸方向に沿って線状に延びる凹部が形成されていることを特徴とする転がり軸受。 - 前記凹部内にパーティングラインが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
- 前記凹部は、前記保持器の軸方向両端面間にわたって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受。
- 前記保持器が有する全ての柱の部分に前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記凹部の深さが０．１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- ｄｍＮ値が５０万以上１３０万以下の高速回転条件で使用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記樹脂材料が、樹脂とガラス繊維又は炭素繊維とを含有する樹脂組成物であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- アンギュラ玉軸受又は円筒ころ軸受であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の転がり軸受。
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