JP2014109369A - 玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】玉配置室内に封入する流動性の潤滑剤の量を低減できて、低トルクを実現できるにも拘わらず、軌道溝等の摺動部が焼付きにくい玉軸受を提供すること。
【解決手段】玉軸受が、外輪１と、その外輪１の径方向に略延在する段部５１,５２と外周面部５５とを有する輪状部材取付部を有する内輪２と、外輪１の内周軌道溝１１と内輪２の外周軌道溝２１との間に配置された玉３と、段部５１,５２に当接している状態で上記輪状部材取付部に固定された輪状の潤滑剤供給部材５,６とを備えるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、外輪と、内輪と、玉と、潤滑剤供給部材とを備える玉軸受に関する。

従来、玉軸受としては、特開２００２−３５７２２７号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この玉軸受は、外輪と、内輪と、複数の玉と、二つのシールド板とを備え、上記複数の玉は、外輪の軌道溝と、内輪の軌道溝との間に配置されている。一方の上記シールド板は、外輪の内周面と、内輪の外周面とで画定される玉配置室の軸方向の一方側の端部を密封する一方、他方のシールド板は、上記玉配置室の軸方向の他方側の端部を密封している。また、上記玉配置室にはグリースが封入されている。

上記各シールド板の径方向の外方側の端部は、外輪の内周面に固定される一方、各シールド板の径方向の内方側の端部は、内輪に対して僅かな間隔をおいて位置している。この玉軸受は、このようにして、上記各シールド板の径方向の内方側の端部と、内輪の外周面とでラビリンスシールを構成し、グリースが玉配置室から外部に漏れ出ることを抑制すると共に、異物が外部から玉配置室に浸入することを抑制している。

特開２００２−３５７２２７号公報（第１図）

上記従来の玉軸受において、低トルクを実現して欲しいとの要請がある。ここで、玉配置室内に封入するグリース量を減らして、攪拌抵抗を低減して低トルク化を実現しようとすると、軌道溝等の焼付きが発生することがある。

そこで、本発明の課題は、玉配置室内に封入する流動性の潤滑剤の量を低減できて、低トルクを実現できるにも拘わらず、軌道溝等の摺動部が焼付きにくい玉軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の玉軸受は、
内周軌道溝を有する外輪と、
外周軌道溝を有すると共に、上記外輪の径方向に略延在する段部と、外周面部とを有する輪状部材取付部を有する内輪と、
上記外輪の内周軌道溝と、上記内輪の外周軌道溝との間に配置された玉と、
上記段部に当接している状態で上記輪状部材取付部に固定された輪状の潤滑剤供給部材と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、輪状の潤滑剤供給部材が、外周面部を有して内輪の外周側に位置する輪状部材取付部に固定されているから、その潤滑剤供給部材から軸方向に隣接する外周軌道溝に潤滑油分を円滑に供給でき、さらに、玉の転動によって、外周軌道溝から、玉の転動面および内周軌道溝に潤滑油分を供給することができる。したがって、軌道溝等の摺動部が焼付きにくいようにできると共に、玉配置室内に封入する流動性の潤滑剤の量も低減できて、低トルクを実現できる。

また、一実施形態では、
上記輪状部材取付部は、上記内輪の外周面に位置する環状溝であり、
上記潤滑剤供給部材は、上記環状溝に嵌入されて固定されている。

上記実施形態によれば、輪状部材取付部が、内輪の外周面に位置する環状溝でるから、環状溝の二つの側面で、潤滑剤供給部材の軸方向の一方側の移動および他方側の移動を規制でき、潤滑剤供給部材の所望の位置から移動を確実に防止できる。

また、一実施形態では、
上記外輪に固定される一方、上記内輪の外周面に間隔をおいて位置し、かつ、上記潤滑剤供給部材に上記内輪の径方向に重なるシールド板を備え、
かつ、上記内輪の外周面において上記環状溝の軸方向の上記外周軌道溝側とは反対側に位置する部分の最大の外径をＤ_ｉ［ｍｍ］とし、上記潤滑剤供給部材の内径をｄ_Ｌ［ｍｍ］とし、上記シールド板の内径をｄ_Ｚ［ｍｍ］とし、上記潤滑剤供給部材の径方向の弾性限界変形量をδ_Ｌ［ｍｍ］とし、上記潤滑剤供給部材の外径をＤ_Ｌ［ｍｍ］とするとき、
Ｄ_ｉ＜ｄ_Ｌ＋δ_Ｌであると共に、Ｄ_Ｌ＜ｄ_Ｚである。

上記実施形態によれば、Ｄ_ｉ＜ｄ_Ｌ＋δ_Ｌであるから、潤滑剤供給部材を、弾性変形させて、内輪の軸方向の外端から環状溝まで内輪の外周面上を通過させることができ、潤滑剤供給部材を、環状溝に嵌入させることができる。

また、上記実施形態によれば、Ｄ_Ｌ＜ｄ_Ｚであるから、潤滑剤供給部材が、シールド板に接触することがなくて、シールド板が潤滑剤供給部材からの力によって変形したり、所定の位置から離脱することがない。

また、一実施形態では、
上記内輪の線膨張係数をｋ_１［Ｋ^−１］とし、上記潤滑剤供給部材の線膨張係数をｋ_２［Ｋ^−１］とし、使用上限温度から室温を引いた温度をΔＴ［Ｋ］とするとき、
Ｄ_ｉ＋ｋ_１．ΔＴ．Ｄ_ｉ＞ｄ_Ｌ＋ｋ_２．ΔＴ．ｄ_Ｌである。

上記実施形態によれば、Ｄ_ｉ＋ｋ_１．ΔＴ．Ｄ_ｉ＞ｄ_Ｌ＋ｋ_２．ΔＴ．ｄ_Ｌであるから、内輪と、潤滑剤供給部材とが、温度変化により伸び縮みしても、潤滑剤供給部材の内径が、内輪の外周面において輪状部材取付用の環状溝の軸方向の外周軌道溝側とは反対側に位置する部分の最大の外径を超えることがない。したがって、潤滑剤供給部材の軸方向の移動を規制できて、潤滑剤供給部材が、内輪から離脱することがない。

本発明によれば、玉配置室内に封入する流動性の潤滑剤の量を低減できて、低トルクを実現できるにも拘わらず、軌道溝等の摺動部が焼付きにくい玉軸受を実現できる。

本発明の一実施形態の玉軸受の軸方向の半断面図である。 環状部材取付部の変形例を示す模式図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の玉軸受の軸方向の半断面図である。

図１に示すように、この玉軸受は、外輪１と、内輪２と、複数の玉３と、第１潤滑剤供給部材４と、第２潤滑剤供給部材５と、第１シールド板７と、第２シールド板８とを備える。

上記外輪１は、その外輪１の内周面に、内周軌道溝１１と、第１シールド板取付溝１２と、第２シールド板取付溝１３とを有している。上記第１シールド板取付溝１２は、環状溝であって、外輪１の内周面の一端部に形成されている。また、上記第２シールド板取付溝１３は、環状溝であって、外輪１の内周面の他端部に形成されている。上記内周軌道溝１１は、第１シールド板取付溝１２と、第２シールド板取付溝１３の間に配置されている。

一方、上記内輪２は、その内輪２の外周面に、外周軌道溝２１と、第１環状溝２２と、第２環状溝２３とを有している。上記第１環状溝２２は、内輪２の外周面の一端部に形成されている。また、上記第２環状溝２３は外輪１の内周面の他端部に形成されている。上記外周軌道溝２１は、第１環状溝２２と、第２環状溝２３の間に配置されている。

上記複数の玉３は、外輪１の内周軌道溝１１と、内輪２の外周軌道溝２１との間に、保持器６によって保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて配置されている。また、上記内周軌道溝１１と、外周軌道溝２１とは、深溝タイプの軌道溝となっている。上記第１および第２環状溝２２,２３の夫々は、軌道肩部の外周面に形成されている。この実施形態では、深溝玉軸受型の軌道溝１１,２１を採用して軌道肩部をより大きく形成し、その大きな軌道肩部を有効に利用している。上記第１および第２環状溝２２,２３の夫々は、輪状部材取付部を構成し、第１および第２環状溝２２,２３の夫々の二つの側面５１,５２（第２環状溝２３の側面部には参照番号を付していない）は、輪状部材取付部の段部を構成している。

上記第１潤滑剤供給部材４は、環状であって、第１環状溝２２に嵌入されて固定されている。上記第１潤滑剤供給部材４は、熱可塑性または熱硬化性樹脂（例えば、エラストマー、潤滑油、添加剤とを含む樹脂）や、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）固体潤滑剤や、グラファイト（黒鉛）固体潤滑剤や、ＰＴＦＥ（商品名テフロン(登録商標)）固体潤滑剤や、油溶性有機モリブデン化合物等の油分がしみ出る性質がある固体潤滑剤からなっている。上記第１潤滑剤供給部材５の軸方向の寸法は、第１環状溝２２の軸方向の寸法と同一かまたは第１環状溝２２の軸方向の寸法よりも若干小さい寸法になっている。上記第１潤滑剤供給部材５の軸方向の少なくとも一方の端面は、第１環状溝２２の少なくとも一方の端面に当接している。上記第１潤滑剤供給部材５は、第１環状溝２２に嵌入されている。

また、上記第１シールド板７は、金属材料または樹脂材料からなっている。上記第１シールド板７は、外輪１と内輪２との間の軸方向の一方側の開口の大部分を塞いでいる。上記第１シールド板７の径方向外方の一端部は、第１シールド板取付溝１２に嵌入固定されている。また、図１に示すように、上記第１潤滑剤供給部材５は、第１シールド板７の一部に径方向に重なる位置から保持器６に径方向に重なる位置まで軸方向に延在している。上記第１シールド板７の径方向の内方の他端部は、内輪２の外周面かまたは第１潤滑剤供給部材５に径方向に隙間を介して非接触に対向している。

上記第１シールド板７の上記他端部と、内輪２の外周面と、第１潤滑剤供給部材５の外周面とは、ラビリンスシールを構成している。すなわち、上記第１シールド板７の上記他端部の径方向の内方の端面と、内輪２の外周面との間には、玉軸受内の異物が通過することを妨げることが出来る位小さい径方向の寸法を有する一方、玉軸受内の異物が通過することを妨げることが出来る位大きな軸方向の寸法を有する隙間が形成されている。

詳しくは、図１に示すように、上記第１シールド板７は、その径方向の内方側の端部に、軸方向に延在する円筒部３１を有している。このようにして、ラビリンスシールの軸方向の寸法を長くして、グリース３５の流出の防止等のラビリンスシールの性能を向上するようにしている。この玉軸受は、非接触シールを採用することによりトルクを大きく低減している。

図１に示すように、上記第１シールド板７の軸方向の内方側の端面は、軸方向の内方側に開口する凹部３０を有している。この凹部３０には、玉軸受の始動時に、流動性を有する潤滑剤の一例としてのグリース３５が封入されている。この玉軸受では、内輪２の外周面において第１環状溝２２の軸方向の外周軌道溝２１側とは反対側に位置する部分の最大の外径をＤ_ｉ［ｍｍ］とし、第１潤滑剤供給部材５の内径をｄ_Ｌ［ｍｍ］とし、第１シールド板７の内径をｄ_Ｚ［ｍｍ］とし、第１潤滑剤供給部材５の径方向の弾性限界変形量をδ_Ｌ［ｍｍ］とし、潤滑剤供給部材５の外径をＤ_Ｌ［ｍｍ］とするとき、Ｄ_ｉ＜ｄ_Ｌ＋δ_Ｌになっていると共に、Ｄ_Ｌ＜ｄ_Ｚになっている。

このようにして、上記第１潤滑剤供給部材５が、弾性変形によって、内輪２の軸方向の外端から第１環状溝２２まで内輪２の外周面上を通過することができるようにし、第１潤滑剤供給部材５を、第１環状溝２２に嵌入できるようにしている。

また、この玉軸受では、上記内輪２の線膨張係数をｋ_１［Ｋ^−１］とし、第１潤滑剤供給部材５の線膨張係数をｋ_２［Ｋ^−１］とし、使用上限温度から室温を引いた温度をΔＴ［Ｋ］とするとき、Ｄ_ｉ＋ｋ_１．ΔＴ．Ｄ_ｉ＞ｄ_Ｌ＋ｋ_２．ΔＴ．ｄ_Ｌとなっている。このようにして、玉軸受の使用温度においては、内輪２と、第１潤滑剤供給部材５とが、温度変化により伸び縮みしても、第１潤滑剤供給部材５の内径が、内輪２の外周面において第１環状溝２２の軸方向の外周軌道溝２１側とは反対側に位置する部分の最大の外径を超えることがないようにしている。このようにして、第１潤滑剤供給部材５の軸方向の移動を規制して、第１潤滑剤供給部材５が、内輪２から離脱しないようにしている。

尚、今までは、玉軸受の図１における左側の構造について主に説明したが、この玉軸受は、この玉軸受の軸方向を垂直に二等分する平面に対して面対称になっている。玉軸受の図１における右側の構造については、上述の左側の構造の説明をもって説明を省略する。

上記実施形態によれば、環状の潤滑剤供給部材５,６が、外周面部５５を有して内輪２の外周側に位置する輪状部材取付部に固定されているから、その潤滑剤供給部材５,６から軸方向に隣接する外周軌道溝２１に潤滑油分を供給できて、さらに、外周軌道溝２１から、玉３の転動面に潤滑油分を円滑に供給できる共に、その転動面を介して内周軌道溝１１にも潤滑油分を円滑に供給できる。したがって、軌道溝１１,２１や上記転動面等からなる摺動部が焼付きにくいようにできると共に、玉配置室５８内に封入するグリースの量も低減できて、攪拌抵抗を低減でき、低トルクを実現できる。

また、上記実施形態によれば、輪状部材取付部が、内輪２の外周面に位置する環状溝２２,２３であるから、環状溝２２,２３の二つの側面５１,５２で、潤滑剤供給部材５,６の軸方向の一方側の移動および他方側の移動を規制でき、潤滑剤供給部材５,６の所望の位置から移動を防止できる。

また、上記実施形態によれば、潤滑剤供給部材５,６が、保持器６に径方向に重なる部分を有しているから、潤滑剤供給部材５,６と、外周軌道溝２１との距離が小さくなる。したがって、潤滑剤供給部材５,６から外周軌道溝２１に円滑に潤滑油分を供給できる。

また、上記実施形態によれば、潤滑剤供給部材５,６が、シールド板７,８に径方向に重なる部分を有しているから、潤滑剤供給部材５,６と、シールド板７,８の径方向の内方側の端部との間に油膜ができやすくなる。したがって、ラビリンスシールの密封性能を優れたものにできる。

尚、上記実施形態では、潤滑剤供給部材５,６が、保持器６に径方向に重なる部分を有していたが、この発明では、潤滑剤供給部材は、保持器に径方向に重なる部分を有さなくても良い。

また、上記実施形態では、潤滑剤供給部材５,６が、シールド板７,８に径方向に重なる部分を有していたが、この発明では、潤滑剤供給部材は、シールド板に径方向に重なる部分を有さなくても良い。

また、上記実施形態では、潤滑剤供給部材５,６は、環状部材であったが、この発明では、潤滑剤供給部材は、Ｃ字形状等、周方向の一箇所に切欠き部を有する形状であっても良い。潤滑剤供給部材は、輪状であれば良い。

また、上記実施形態では、Ｄ_ｉ＋ｋ_１．ΔＴ．Ｄ_ｉ＞ｄ_Ｌ＋ｋ_２．ΔＴ．ｄ_Ｌを満たしていたが、この発明では、Ｄ_ｉ＋ｋ_１．ΔＴ．Ｄ_ｉ＞ｄ_Ｌ＋ｋ_２．ΔＴ．ｄ_Ｌが、成立しなくても良い。

また、上記実施形態では、玉軸受配置室５８にグリース３５が封入されていたが、この発明では、玉軸受配置室にグリース以外の流動性を有する潤滑剤が封入されても良く、例えば、玉軸受配置室にグリースよりも粘度が低い潤滑油が封入されても良い。

また、上記実施形態では、図１に示すように、潤滑剤供給部材５,６の外周面と、内輪２の軌道肩部の外周面とが、面一となっていて、潤滑剤供給部材５,６の外周面と、内輪２の軌道肩部の外周面との夫々が、略同じ外径を有する円筒外周面の一部になっている。しかしながら、この発明では、潤滑剤供給部材の外周面と、内輪の軌道肩部の外周面とは、面一になっていなくても良く、潤滑剤供給部材の外周面の外径は、内輪の軌道肩部の外周面の外径よりも大きくても、同一でも、小さくてもいずれでも良い。尚、潤滑油分の円滑な軌道溝への供給という観点からは、潤滑剤供給部材の外周面の外径が、内輪の軌道肩部の外周面の外径よりも大きいか、または、同一である方が好ましい。

また、上記実施形態では、シールド板７,８が、軸方向の内方側に開口する凹部３０を有して、その凹部３０に始状態でグリース３５が封入されていたが、この発明では、シールド板は、軸方向に開口する凹部を有さなくても良い。

また、上記実施形態では、輪状部材取付部が、環状溝２２,２３であったが、この発明では、輪状部材取付部は、図２、すなわち、環状部材取付部の変形例を示す模式図に示すように、内輪１０２の外周軌道溝１２１の軌道肩部に形成されると共に、内輪１０２（外輪）の径方向に略延在する一つのみの段部１５１と、外周面部１５５とを有する構造であっても良い。そして、この輪状部材取付部に、輪状の潤滑剤供給部材１０５を、段部１５１に当接した状態で、外周面部１５５に締め代をもった状態で締まり嵌めするようにしても良い。

１ 外輪
２,１０２ 内輪
３ 玉
４ 第１潤滑剤供給部材
５ 第２潤滑剤供給部材
６ 保持器
７ 第１シールド板
８ 第２シールド板
１１ 内周軌道溝
２１,１２１ 外周軌道溝
２２ 第１環状溝
２３ 第２環状溝
５５,１５５ 輪状部材取付部の外周面部
５８ 玉配置室
１０５ 潤滑剤供給部材
１５１ 輪状部材取付部の段部

Claims (4)

1. 内周軌道溝を有する外輪と、
   外周軌道溝を有すると共に、上記外輪の径方向に略延在する段部と、外周面部とを有する輪状部材取付部を有する内輪と、
   上記外輪の内周軌道溝と、上記内輪の外周軌道溝との間に配置された玉と、
   上記段部に当接している状態で上記輪状部材取付部に固定された輪状の潤滑剤供給部材と
   を備えることを特徴とする玉軸受。
2. 請求項１に記載の玉軸受において、
   上記輪状部材取付部は、上記内輪の外周面に位置する環状溝であり、
   上記潤滑剤供給部材は、上記環状溝に嵌入されて固定されていることを特徴とする玉軸受。
3. 請求項２に記載の玉軸受において、
   上記外輪に固定される一方、上記内輪の外周面に間隔をおいて位置し、かつ、上記潤滑剤供給部材に上記内輪の径方向に重なるシールド板を備え、
   かつ、上記内輪の外周面において上記環状溝の軸方向の上記外周軌道溝側とは反対側に位置する部分の最大の外径をＤ_ｉ［ｍｍ］とし、上記潤滑剤供給部材の内径をｄ_Ｌ［ｍｍ］とし、上記シールド板の内径をｄ_Ｚ［ｍｍ］とし、上記潤滑剤供給部材の径方向の弾性限界変形量をδ_Ｌ［ｍｍ］とし、上記潤滑剤供給部材の外径をＤ_Ｌ［ｍｍ］とするとき、
   Ｄ_ｉ＜ｄ_Ｌ＋δ_Ｌであると共に、Ｄ_Ｌ＜ｄ_Ｚであることを特徴とする玉軸受。
4. 請求項２または３に記載の玉軸受において、
   上記内輪の線膨張係数をｋ_１［Ｋ^−１］とし、上記潤滑剤供給部材の線膨張係数をｋ_２［Ｋ^−１］とし、使用上限温度から室温を引いた温度をΔＴ［Ｋ］とするとき、
   Ｄ_ｉ＋ｋ_１．ΔＴ．Ｄ_ｉ＞ｄ_Ｌ＋ｋ_２．ΔＴ．ｄ_Ｌであることを特徴とする玉軸受。

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