JP2014194283A - Ball bearing, carrier device and carrier robot - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball bearing which hardly causes the locking due to the biting of a separator.SOLUTION: A ball bearing includes: an inner ring; an outer ring; a plurality of balls arranged freely rollably between the inner ring and the outer ring; and an annular retainer along the inner ring and the outer ring. Therein, the balls are provided in a pocket which retains the balls in the retainer, and separators are provided in the pocket which retains the separators of solid lubricant in the retainer arranged between adjacent two balls. The separators are cylindrical-shaped members of which both edge surfaces (both bottom surfaces of a column) are confronted with the balls. Diameter b of the ball, diameter d of the separator and the total amount t of gaps between the balls and the separators in the circumferential direction satisfy the following relations: 0.6b≤d≤0.95b, 0.3b≤t≤2b.

Description

本発明は、軌道内に配置されたボールの間に固体潤滑剤からなる複数のセパレータを備える玉軸受、並びにその玉軸受を備えた搬送装置及び搬送ロボットに関するものである。   The present invention relates to a ball bearing including a plurality of separators made of a solid lubricant between balls arranged in a track, and a transfer device and a transfer robot including the ball bearing.

従来より、液晶用パネルの搬送装置や搬送ロボットは、真空環境下で使用される場合があり、前記搬送装置や搬送ロボットに使用される軸受も真空用の仕様となっている。例えば、軸受の潤滑剤として、低アウトガスであるフッ素グリースや、さらに低アウトガスである固体潤滑剤が用いられている。固体潤滑剤は、転動体や軌道面と摺動することにより相手に転移して固体潤滑剤被膜を形成し、この被膜が潤滑に寄与するものであり、固体潤滑剤を含有する自己潤滑性材料からなる円柱状のセパレータ(間隔体あるいはスペーサとも言う)をボール同士の間に配置した玉軸受が用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, liquid crystal panel transfer devices and transfer robots are sometimes used in a vacuum environment, and bearings used for the transfer devices and transfer robots are also vacuum specifications. For example, fluorine grease that is low outgas or solid lubricant that is low outgas is used as a bearing lubricant. A solid lubricant is a self-lubricating material containing a solid lubricant, which forms a solid lubricant film by sliding to the counterpart by sliding with a rolling element or raceway surface, and this film contributes to lubrication. A ball bearing is used in which a cylindrical separator (also referred to as a spacing member or a spacer) is disposed between balls.

しかしながら、上記のようなセパレータを有する玉軸受は、ボールの進み遅れに起因する玉詰りによって、回転時にセパレータが内外輪の間に噛み込まれ(いわゆるくさび効果)、回転が停止(以降は「ロック」と記すこともある)してしまうおそれがあるという課題があった。   However, in the ball bearing having the separator as described above, the separator is caught between the inner and outer rings during rotation (so-called wedge effect) due to ball clogging due to the advance and delay of the ball, and the rotation stops (hereinafter referred to as “lock”). There is a problem that there is a risk of ”.

この部分の改善の先行技術としては、特許文献1〜4に開示されているものがあり、固体潤滑剤で構成された円柱状のセパレータを備える玉軸受が開示されている。そして、セパレータを軸受内部に装填するための軸受構造、セパレータの形状や寸法、セパレータの保持構造等が記載されている。   As prior arts for improving this portion, there are those disclosed in Patent Documents 1 to 4, and a ball bearing including a columnar separator made of a solid lubricant is disclosed. And the bearing structure for loading a separator inside a bearing, the shape and dimension of a separator, the holding structure of a separator, etc. are described.

特許文献1には、円柱状セパレータの長手方向の寸法をボール直径の1.3〜2.0倍に限定した玉軸受が記載されている。特許文献2には、ボールよりも小径の球形セパレータと、円柱状セパレータを併用した玉軸受が記載されている。特許文献3には、セパレータの両端面を、軸受の軸心方向から見た投影面の形状が台形となるように成形した玉軸受が記載されている。特許文献4には、円柱状セパレータの直径、セパレータの長さ及び内外輪の溝半径を限定した玉軸受が記載されている。   Patent Document 1 describes a ball bearing in which the dimension in the longitudinal direction of a cylindrical separator is limited to 1.3 to 2.0 times the ball diameter. Patent Document 2 describes a ball bearing using a spherical separator having a smaller diameter than a ball and a cylindrical separator in combination. Patent Document 3 describes a ball bearing in which both end surfaces of a separator are formed so that the shape of a projection surface viewed from the axial direction of the bearing is a trapezoid. Patent Document 4 describes a ball bearing that limits the diameter of a cylindrical separator, the length of the separator, and the groove radius of the inner and outer rings.

これらの特許文献1〜4に記載された発明は、軌道内に配置されるセパレータの数が多い場合でも、セパレータの噛み込みによるロックが生じにくく、スムーズな回転を長期に渡り維持することのできる玉軸受を提供するというものである。   In the inventions described in these Patent Documents 1 to 4, even when the number of separators arranged in the track is large, locking due to the biting of the separators hardly occurs, and smooth rotation can be maintained over a long period of time. It is to provide ball bearings.

特開2006−022864号公報JP 2006-022864 A 特開2006−017241号公報JP 2006-017241 A 特開2006−009935号公報JP 2006-009935 A 特開2008−267401号公報JP 2008-267401 A

しかしながら、これらの先行技術は、セパレータの寸法または形状を限定することで、玉詰まりによるトルクの上昇を緩和し、ロックの発生を抑制するものであり、ロックの原因である玉詰まり現象の発生を防止するものではない。   However, these prior arts limit the size or shape of the separator to alleviate the increase in torque caused by clogging and suppress the occurrence of locks. It is not something to prevent.

ここで、玉軸受の玉詰まり現象について説明する。玉詰まり現象とは、総ボール構成の玉軸受に発生しやすい軸受の挙動の一つで、軸受を回転させると軸受のボール列の局所にボールが集中して、複数のボールを介して内外輪を押し広げるようにボールが詰まって、回転がロックする現象である。これは、ボールとそれに隣接するボールとが軸受回転時に競り合うために一方は内輪、もう一方は外輪に互いを押しつけるようになり、軸受回転のロックが発生する。ボールに隣接する部材がボールではなく、円柱状のセパレータであったとしても、ボールとセパレータとが局所的に集中する状態が起こり得る場合は、隣接部材の形状には係わりなく前記のような玉詰まり現象は原理的に発生する。   Here, the ball clogging phenomenon of the ball bearing will be described. The ball clogging phenomenon is one of the behaviors of a bearing that is likely to occur in a ball bearing with a total ball configuration. When the bearing is rotated, the balls are concentrated locally in the ball row of the bearing, and the inner and outer rings are connected via a plurality of balls. This is a phenomenon in which the ball is clogged so as to spread and the rotation is locked. This is because a ball and a ball adjacent to each other compete at the time of rotation of the bearing, so that one of them is pressed against the inner ring and the other is pressed against the outer ring, and the bearing rotation is locked. Even if the member adjacent to the ball is not a ball but a cylindrical separator, if the state where the ball and the separator are locally concentrated can occur, the ball as described above regardless of the shape of the adjacent member The clogging phenomenon occurs in principle.

したがって、特許文献1〜4に記載された軸受構成であれば、たとえ固体潤滑剤セパレータの寸法や形状をある設定値に管理したとしても、ボールと隣接部材との集中状態が起こらないよう規制するものでなく、玉詰まり現象の発生防止に関しては効果が乏しいという問題があった。   Therefore, with the bearing configuration described in Patent Literatures 1 to 4, even if the size and shape of the solid lubricant separator are controlled to a certain set value, the ball and the adjacent member are restricted from being concentrated. There was a problem that it was not effective in preventing the occurrence of the clogging phenomenon.

本発明は、固体潤滑剤セパレータの玉詰まり発生防止により、セパレータの噛み込みによるロックが生じにくい玉軸受、並びに搬送装置及び搬送ロボットを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a ball bearing, a transport device, and a transport robot that are less likely to be locked due to biting of the separator by preventing occurrence of clogging of the solid lubricant separator.

上記問題を解決するために、本発明に係る玉軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数のボールと、隣り合う2個のボールの間に配された固体潤滑剤製のセパレータと、前記内輪及び前記外輪に沿う環状をなし、前記セパレータを保持するポケット及び前記ボールを保持するポケットを有する保持器と、を備える玉軸受において、前記セパレータを保持するポケットは少なくとも3個の前記ボールに対応する領域で連通しており、
前記セパレータは円柱形状で両端面を前記ボールに対面させて摺動し、その側面と角部とが内輪軌道面又は外輪軌道面と摺動するとともに、前記ボールの直径b、前記セパレータの直径d,前記セパレータを保持するポケットの直径D、及びボールとセパレータの円周方向のすきま総量tが下記式を満足することにより、玉詰まり現象を規制し、ボールとセパレータの集中状態を回避することができるので、セパレータの噛み込みによるロックが生じにくいことを特徴とする。
0.6D≦d≦0.95D
0.3b≦t≦2b
In order to solve the above-described problem, a ball bearing according to the present invention includes an inner ring, an outer ring, a plurality of balls that are freely rollable between the inner ring and the outer ring, and two adjacent balls. A ball bearing comprising: a solid lubricant separator disposed on the inner ring; and a retainer having an annular shape along the inner ring and the outer ring and having a pocket for holding the separator and a pocket for holding the ball. The pockets holding the holes communicate with each other in an area corresponding to at least three of the balls,
The separator has a cylindrical shape and slides with both end surfaces facing the ball, and the side surface and the corner of the separator slide with the inner ring raceway surface or the outer ring raceway surface, and the ball diameter b and the separator diameter d. The diameter D of the pocket holding the separator and the total clearance t in the circumferential direction of the ball and the separator satisfy the following formula, thereby restricting the clogging phenomenon and avoiding the concentrated state of the ball and the separator. Therefore, the separator is less likely to be locked by biting.
0.6D ≦ d ≦ 0.95D
0.3b ≦ t ≦ 2b

ここで、上記玉軸受においては、上記ボールの直径をb、上記ボールの個数をbnとしたとき、3個の上記ボールに対応する領域のすきま量が3×0.3b/bn以上に設定されることが好ましい。
また、上記問題を解決するために、本発明に係る搬送装置は、上記玉軸受を備えたことを特徴とする。
また、上記問題を解決するために、本発明に係る搬送ロボットは、上記玉軸受を備えたことを特徴とする。
Here, in the ball bearing, when the diameter of the ball is b and the number of the balls is bn, the clearance amount in the region corresponding to the three balls is set to 3 × 0.3 b / bn or more. It is preferable.
Moreover, in order to solve the said problem, the conveying apparatus which concerns on this invention was provided with the said ball bearing.
In order to solve the above problem, a transfer robot according to the present invention includes the ball bearing.

円周方向すきま総量tと固体潤滑剤セパレータ直径dとが適正値になっているため、玉詰まり現象の発生を抑制し、セパレータの噛み込みによるロックが生じにくい玉軸受、並びに搬送装置及び搬送ロボットを提供できるという効果がある。   Since the total circumferential clearance t and the solid lubricant separator diameter d are appropriate values, a ball bearing, a transport device, and a transport robot that suppress the occurrence of a clogging phenomenon and are less likely to be locked due to the biting of the separator. There is an effect that can be provided.

第1の実施形態における玉軸受の平面方向の断面図である。It is sectional drawing of the planar direction of the ball bearing in 1st Embodiment. 第1の実施形態を示す玉軸受の平面図である。It is a top view of the ball bearing which shows a 1st embodiment. セパレータの噛み込みにより軸受がロックする現象を説明する玉軸受の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the ball bearing explaining the phenomenon that a bearing locks by biting of a separator. 本発明を評価した試験方法の説明図である。It is explanatory drawing of the test method which evaluated this invention. 第2の実施形態における玉軸受の平面方向の断面図の一部である。It is a part of sectional drawing of the plane direction of the ball bearing in 2nd Embodiment. 図5のA−A位置で切断した径方向の断面図である。It is sectional drawing of the radial direction cut | disconnected by the AA position of FIG. 第3の実施形態における玉軸受の径方向の断面図である(内輪側配置)。It is sectional drawing of the radial direction of the ball bearing in 3rd Embodiment (inner ring side arrangement | positioning). 第3の実施形態における玉軸受の径方向の断面図である(外輪側配置)。It is sectional drawing of the radial direction of the ball bearing in 3rd Embodiment (outer ring side arrangement | positioning). 第4の実施形態における玉軸受の平面方向の断面図(a)と、A−A位置の径方向の断面図(b)である(内輪側配置)。It is sectional drawing (a) of the planar direction of the ball bearing in 4th Embodiment, and sectional drawing (b) of radial direction of AA position (inner ring side arrangement | positioning). 第4の実施形態における玉軸受の平面方向の断面図(a)と、A−A位置の径方向の断面図(b)である(外輪側配置)。It is sectional drawing (a) of the planar direction of the ball bearing in 4th Embodiment, and sectional drawing (b) of the radial direction of an AA position (outer ring side arrangement).

図1は第1実施形態における玉軸受の断面図、図2は玉軸受の平面図である。軸受は深溝玉軸受であり、外周面に内輪軌道面11を有する内輪1と、内周面に外輪軌道面21を有する外輪2と、内輪軌道面11及び外輪軌道面21の間に転動自在に配された複数のボール3と、ボール同士の間隔を保つ固体潤滑剤製のセパレータ6と、を備えている。このセパレータ6は円柱形状の部材で、その両端面(円柱の両底面)を前記ボールに対面させている。また、ボールの直径b、セパレータの直径d,及びボールとセパレータの円周方向のすきま総量tが下記式を満足する。
0.6b≦d≦0.95b
0.3b≦t≦2b
FIG. 1 is a sectional view of a ball bearing in the first embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the ball bearing. The bearing is a deep groove ball bearing, and can freely roll between the inner ring 1 having the inner ring raceway surface 11 on the outer peripheral surface, the outer ring 2 having the outer ring raceway surface 21 on the inner peripheral surface, and the inner ring raceway surface 11 and the outer ring raceway surface 21. And a plurality of separators 6 made of a solid lubricant that keeps the distance between the balls. The separator 6 is a columnar member, and both end surfaces (both bottom surfaces of the column) are opposed to the ball. Further, the ball diameter b, the separator diameter d, and the total clearance t in the circumferential direction of the ball and separator satisfy the following formula.
0.6b ≦ d ≦ 0.95b
0.3b ≦ t ≦ 2b

図2に示すように、内外輪1,2の側面に固体潤滑剤セパレータ装填用に入れミゾ7が設けられており、内外輪それぞれの入れミゾを同位相に配置すると軌道面に連通して開口する四角形の入れ穴として機能する。この穴を通して円柱状の固体潤滑剤セパレータ6を軸受内に装填する。固体潤滑剤セパレータ6はあらかじめ内外輪1,2間に入れてあるボール3の間に配置されるよう、ボール3を軌道内を滑らせて、次々に送りながら装填する。   As shown in FIG. 2, a groove 7 is provided on the side surfaces of the inner and outer rings 1 and 2 for loading a solid lubricant separator. When the grooves in the inner and outer rings are arranged in the same phase, the grooves communicate with the raceway surface and are opened. It functions as a rectangular insertion hole. A cylindrical solid lubricant separator 6 is loaded into the bearing through this hole. The solid lubricant separator 6 is loaded while being fed one after another by sliding the ball 3 in the track so as to be disposed between the balls 3 previously placed between the inner and outer rings 1 and 2.

上記式に従う深溝玉軸受は、内外輪1,2間にセパレータ6が噛み込まれにくいので、ロックが生じにくい。また、セパレータ6は低アウトガス性の固体潤滑剤で形成されていて、この深溝玉軸受はセパレータ6から転移した固体潤滑剤で潤滑されるので、低アウトガスである。
よって、真空環境下でも好適に使用可能である。また、固体潤滑剤の転移は深溝玉軸受の回転開始直後から発生し、通常は初期潤滑のために、外輪、内輪、ボールの少なくても1つに個体潤滑剤のコーティングが施されている。
In the deep groove ball bearing according to the above formula, the separator 6 is not easily caught between the inner and outer rings 1 and 2, so that the lock is less likely to occur. Further, the separator 6 is formed of a low outgassing solid lubricant, and the deep groove ball bearing is lubricated with the solid lubricant transferred from the separator 6, so that the outgas is low.
Therefore, it can be suitably used even in a vacuum environment. Further, the transition of the solid lubricant occurs immediately after the start of the rotation of the deep groove ball bearing. Usually, at least one of the outer ring, the inner ring and the ball is coated with a solid lubricant for initial lubrication.

ところで、玉詰まり現象を規制するためには集中状態を回避する構造が必要であるが、本実施形態の深溝玉軸受においては集中状態が確率的に発生しにくくなる理由について説明する。   By the way, in order to regulate the ball clogging phenomenon, a structure that avoids the concentrated state is necessary, but the reason why the concentrated state hardly occurs stochastically in the deep groove ball bearing of this embodiment will be described.

ここで、ボール3の直径をb、セパレータ6の直径をd、ボール3とセパレータ6の円周方向のすきま総量tとすると、円周方向スキマtは大きい程集中状態が発生しにくくなるが、円周方向スキマtが大きすぎると軸受の回転速度が変化した際に、ボール3に固体潤滑剤セパレータ6が衝突し、固体潤滑剤セパレータ6の割れや欠けが発生する可能性がある。tがボール直径の2倍(=2b)を超えるとその可能性が大きくなるため、tが2bを超えないように上限の値を定めている(t≦2b)。   Here, when the diameter of the ball 3 is b, the diameter of the separator 6 is d, and the total clearance t in the circumferential direction of the ball 3 and the separator 6 is, the larger the circumferential clearance t is, the less the concentrated state is generated. If the circumferential clearance t is too large, the solid lubricant separator 6 may collide with the ball 3 when the bearing rotational speed changes, and the solid lubricant separator 6 may be cracked or chipped. If t exceeds twice the ball diameter (= 2b), the possibility increases. Therefore, an upper limit value is set so that t does not exceed 2b (t ≦ 2b).

さらに、円柱形状である固体潤滑剤セパレータ6が内外輪軌道面11,21で形成されるトンネル内を引っ掛かりなく円滑に相対進行するためには、セパレータ6の直径を規制する必要がある。前述したように、円周方向スキマtの許容値を比較的大きく設定しているため(t≦2b)、ボールとボールの間の固体潤滑剤セパレータ6は、円周方向に対して自由度が高く、軸受回転中に上述のトンネルの中で自由に遊ぶ状態が生じる。   Furthermore, in order for the solid lubricant separator 6 having a cylindrical shape to smoothly move relative to the tunnel formed by the inner and outer ring raceway surfaces 11 and 21 without being caught, it is necessary to regulate the diameter of the separator 6. As described above, since the allowable value of the circumferential clearance t is set relatively large (t ≦ 2b), the solid lubricant separator 6 between the balls has a degree of freedom with respect to the circumferential direction. It is high and a state of free play in the above-described tunnel occurs during bearing rotation.

その時、図3に示すように、トンネル内で固体潤滑剤セパレータ6が起き上がって、一端の角部が内輪軌道面11、他端の角部が外輪軌道面21に接触する。軸受の回転によってさらに起き上がるようになると、固体潤滑剤セパレータ6を介して内外輪がロックする。   At that time, as shown in FIG. 3, the solid lubricant separator 6 rises in the tunnel, and the corner of one end contacts the inner ring raceway surface 11 and the corner of the other end contacts the outer ring raceway surface 21. When the bearing is further raised by the rotation of the bearing, the inner and outer rings are locked via the solid lubricant separator 6.

これを防止するには、トンネル内で固体潤滑剤セパレータ6が起き上がらいようにトンネルの直径、すなわちボール直径bと固体潤滑剤セパレータ直径dとをなるべく近くする必要がある。ただし、内外輪1,2の弧の影響があるため、d=bでは軸受内に装填することが出来ないため、dの最大値を0.95bとしている(d≦0.95b)。   In order to prevent this, it is necessary to make the diameter of the tunnel, that is, the ball diameter b and the solid lubricant separator diameter d as close as possible so that the solid lubricant separator 6 rises in the tunnel. However, since there is an influence of the arcs of the inner and outer rings 1 and 2 and d = b, the bearing cannot be loaded into the bearing, so the maximum value of d is 0.95b (d ≦ 0.95b).

一方、dが小さすぎても内外輪軌道面間のトンネル開口部から固体潤滑剤セパレータが脱落することが生じるため、その下限値を0.6bと定めている(0.6b≦d)。0.6bあれば内外輪軌道面間のトンネル開口部から固体潤滑剤セパレータ6が脱落することはない。   On the other hand, even if d is too small, the solid lubricant separator may fall off from the tunnel opening between the inner and outer ring raceway surfaces, so the lower limit is set to 0.6b (0.6b ≦ d). If it is 0.6b, the solid lubricant separator 6 will not fall out of the tunnel opening between the inner and outer ring raceway surfaces.

さらに、図2の構成においては固体潤滑剤セパレータ6は全てのボール3と接触することが可能になるため、固体潤滑剤セパレータ6からの固体潤滑剤の移着(転移)が確実に行われ、ボールが確実に潤滑される。よって、全てのボールとボールとの間に固体潤滑剤セパレータが配置されているのが望ましいが、軸受内に少なくとも1個の固体潤滑剤セパレータが存在すれば、軸受は潤滑可能である。   Further, in the configuration of FIG. 2, the solid lubricant separator 6 can come into contact with all the balls 3, so that the transfer (transfer) of the solid lubricant from the solid lubricant separator 6 is performed reliably, The ball is reliably lubricated. Thus, it is desirable that a solid lubricant separator be disposed between all balls, but the bearing can be lubricated if at least one solid lubricant separator is present in the bearing.

その場合、固体潤滑剤セパレータ6が少ない分ボール個数をより多く装填することが可能となるため、例えば同じサイズの軸受では、より大きな負荷を付与することが可能となる。ただし、固体潤滑剤セパレータ6の個数はより少なくなるため、潤滑剤枯渇による軸受の寿命(潤滑寿命)は短くなる。   In that case, since it is possible to load a larger number of balls as the solid lubricant separator 6 is smaller, for example, a larger load can be applied to a bearing of the same size. However, since the number of the solid lubricant separators 6 becomes smaller, the bearing life (lubricating life) due to the exhaustion of the lubricant is shortened.

軸受の種類がアンギュラ玉軸受であることを除いては本実施形態の玉軸受とほぼ同様の構成の玉軸受を用意して、回転試験を行い、式の数値の妥当性について評価した。なお、固体潤滑剤セパレータはボールとボールとの間に全て設置されている。   Except that the type of the bearing is an angular ball bearing, a ball bearing having substantially the same configuration as that of the ball bearing of this embodiment was prepared, a rotation test was performed, and the validity of the numerical value of the formula was evaluated. The solid lubricant separator is all installed between the balls.

図4に示す簡単な装置において、玉軸受端面を上下面として基台93に設置、内輪1には手回し治具92に装着したおもり91により適当となるアキシャル荷重を負荷し、全ボールが荷重を受けて内外輪1,2の両方と接触しながら軸受が回転するようにした。試験方法は、毎分6回転の回転速度で、軸受内輪軸の手回し治具92により軸受を100回転一方向に回転させ、100回転中に何回玉詰まりが生じるかを計測した。   In the simple apparatus shown in FIG. 4, the ball bearing end face is installed on the base 93 and the inner ring 1 is loaded with an appropriate axial load by the weight 91 mounted on the hand-turning jig 92, and all the balls are loaded. The bearing was rotated while contacting both the inner and outer rings 1 and 2. The test method was to measure how many times clogging occurred during 100 rotations by rotating the bearing in one direction for 100 rotations by a hand turning jig 92 of the bearing inner ring shaft at a rotation speed of 6 rotations per minute.

固体潤滑剤セパレータの直径dが、ボール直径bの0.96倍、0.95倍、0.90倍の3種類の試料による比較試験の結果、0.96bは10回ロックが発生したのに対して、0.95bと0.90bは1回もロックが発生しなかった。このことからd≦0.95bとすれば玉詰まりが発生しないことが分かる。一方、dが0.6b以上であれば、内外輪軌道面間のトンネル開口部から固体潤滑剤セパレータは脱落しない。   As a result of a comparative test using three types of samples in which the diameter d of the solid lubricant separator is 0.96 times, 0.95 times, and 0.90 times the ball diameter b, 0.96b was locked 10 times. On the other hand, 0.95b and 0.90b did not lock once. From this, it is understood that clogging does not occur when d ≦ 0.95b. On the other hand, if d is 0.6b or more, the solid lubricant separator does not fall off from the tunnel opening between the inner and outer ring raceway surfaces.

なお、本試験においては固体潤滑剤セパレータの長さはボール直径bと同一とし、d=0.69bの時の固体潤滑剤セパレータが、組み立て時の軸受の内外輪間に入れ穴から装填可能である内輪外径と外輪内径とを選定している。   In this test, the length of the solid lubricant separator is the same as the ball diameter b, and the solid lubricant separator when d = 0.69b can be loaded from the insertion hole between the inner and outer rings of the bearing during assembly. A certain inner ring outer diameter and outer ring inner diameter are selected.

次に、ボールとセパレータの円周方向のすきま総量tがボール直径bの0.2倍、0.3倍、0.4倍の3種類の試料による比較試験の結果、0.2bは20回ロックが発生したのに対して、0.3bと0.4bは1回もロックが発生しなかった。このことからt≧0.3bであれば玉詰まりは生じないことが分かる。   Next, as a result of a comparative test using three types of samples in which the total clearance t in the circumferential direction of the ball and the separator is 0.2 times, 0.3 times, and 0.4 times the ball diameter b, 0.2b is 20 times. While locking occurred, 0.3b and 0.4b did not lock even once. From this, it can be seen that clogging does not occur if t ≧ 0.3b.

一方、tが2bを超えなければ、軸受の回転速度が変化した際にボールに固体潤滑剤セパレータが衝突しても、固体潤滑剤セパレータに割れや欠けが発生する可能性は低い。なお、本試験においては固体潤滑剤セパレータの径をd=0.8bとして、充分に玉詰まりの条件から遠ざけている。   On the other hand, if t does not exceed 2b, even if the solid lubricant separator collides with the ball when the rotation speed of the bearing is changed, there is a low possibility that the solid lubricant separator will be cracked or chipped. In this test, the diameter of the solid lubricant separator is d = 0.8b, which is sufficiently away from the clogging condition.

図5は第2実施形態における玉軸受の断面図、図6は図5のA−A位置で切断した断面図である。本実施形態の深溝玉軸受は、外周面に内輪軌道面11を有する内輪1と、内周面に外輪軌道面21を有する外輪2と、内輪軌道面11及び外輪軌道面21の間に転動自在に配された複数のボール3と、内輪1及び外輪2に沿う環状の保持器4を備えるとともに、保持器4の柱部分42にポケット41が設けられ、ポケット41内に、2個の前記ボールとこれら2個のボールの間に配された固体潤滑剤製のセパレータ5と、を備えている。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the ball bearing in the second embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The deep groove ball bearing of the present embodiment rolls between an inner ring 1 having an inner ring raceway surface 11 on an outer peripheral surface, an outer ring 2 having an outer ring raceway surface 21 on an inner peripheral surface, and an inner ring raceway surface 11 and an outer ring raceway surface 21. A plurality of balls 3 arranged freely and an annular retainer 4 along the inner ring 1 and the outer ring 2 are provided, and a pocket 41 is provided in a column portion 42 of the retainer 4. And a separator 5 made of a solid lubricant disposed between the two balls.

このセパレータ5は円柱形状で両端面をボール3に対面させているとともに、ボールの直径b、セパレータの直径d,ポケットの直径D、及びボールとセパレータの円周方向のすきま総量tが下記式を満足する。
0.6D≦d≦0.95D
0.3b≦t≦2b
The separator 5 is cylindrical and has both end surfaces facing the ball 3, and the ball diameter b, the separator diameter d, the pocket diameter D, and the total clearance t in the circumferential direction of the ball and the separator are expressed by the following equations. Satisfied.
0.6D ≦ d ≦ 0.95D
0.3b ≦ t ≦ 2b

図6に示すように、保持器4の柱部分42(ボールとボールの間に入る部位)に固体潤滑剤セパレータ5用のポケット41が設けられていて、ポケット41の一部が内輪側及び外輪側に開口している。このポケット41に固体潤滑剤セパレータ5が内蔵されて、固体潤滑剤セパレータ5の端面部分がボールと対向して摺動し、固体潤滑剤セパレータ5の側面や角部が内輪軌道面11および外輪軌道面21と摺動する構成になっている。   As shown in FIG. 6, a pocket 41 for the solid lubricant separator 5 is provided in a column portion 42 (a portion between the balls) of the cage 4, and a part of the pocket 41 is formed on the inner ring side and the outer ring. Open to the side. The solid lubricant separator 5 is built in the pocket 41, the end surface portion of the solid lubricant separator 5 slides facing the ball, and the side and corners of the solid lubricant separator 5 are the inner ring raceway surface 11 and the outer ring raceway. It is configured to slide with the surface 21.

この摺動により固体潤滑剤が相手部材に転移して軸受を潤滑する。本実施形態では、ポケット41を、内輪軌道面11とボール3の接触角付近及び外輪軌道面21とボール3の接触角付近の2箇所に配置することにより、潤滑性能を向上させている。   By this sliding, the solid lubricant is transferred to the mating member and lubricates the bearing. In this embodiment, the lubrication performance is improved by arranging the pockets 41 at two locations near the contact angle between the inner ring raceway surface 11 and the ball 3 and near the contact angle between the outer ring raceway surface 21 and the ball 3.

この保持器4を持つ玉軸受の場合、ポケット直径Dは、第一実施形態における内外輪軌道面11,21のトンネル直径(ボール直径bに相当)と同様に機能する構造物と考えられるため、第一実施形態の条件式のボール直径bをポケット直径Dに置き換えることにより、固体潤滑剤セパレータの直径dに関して下記式が成り立つ。
0.6D≦d≦0.95D
In the case of a ball bearing having the cage 4, the pocket diameter D is considered to be a structure that functions similarly to the tunnel diameter (corresponding to the ball diameter b) of the inner and outer ring raceway surfaces 11 and 21 in the first embodiment. By replacing the ball diameter b in the conditional expression of the first embodiment with the pocket diameter D, the following expression is established with respect to the diameter d of the solid lubricant separator.
0.6D ≦ d ≦ 0.95D

また、保持器があるためにボール及びセパレータが1箇所に集中することはないが、部分的な集中状態は発生する。保持器のポケットは少なくとも3個のボールに対応する領域で連通しており、円周方向スキマ総量tは、ボール個数をbn、ボール直径をbとすると、下記式が成り立つ。
3×0.3b/bn≦3×t/bn≦3×2b/bn
式を整理すると下記式となる。
0.3b≦t≦2b
Further, since the cage is present, the balls and the separator do not concentrate at one place, but a partial concentration state occurs. The pockets of the cage communicate with each other in an area corresponding to at least three balls, and the total amount of circumferential clearance t is given by the following formula, where the number of balls is bn and the ball diameter is b.
3 × 0.3b / bn ≦ 3 × t / bn ≦ 3 × 2b / bn
Organizing the formula gives the following formula.
0.3b ≦ t ≦ 2b

したがって、保持器を持つ玉軸受の場合、下記式を満足するならば、玉詰まりが生じない玉軸受を得ることが出来る。
0.6D≦d≦0.95D
0.3b≦t≦2b
Therefore, in the case of a ball bearing having a cage, a ball bearing that does not cause clogging can be obtained if the following formula is satisfied.
0.6D ≦ d ≦ 0.95D
0.3b ≦ t ≦ 2b

図7,8は第3実施形態における玉軸受の径方向断面図である。本実施形態の玉軸受は、前記第2実施形態の玉軸受とほぼ同様であるが、保持器の柱42に設けられたポケット41の個数が異なる。本実施形態では、ポケット41は、保持器の柱42の内輪側または外輪側の1箇所に配置されている。   7 and 8 are radial cross-sectional views of the ball bearing in the third embodiment. The ball bearing of this embodiment is substantially the same as the ball bearing of the second embodiment, but the number of pockets 41 provided in the retainer column 42 is different. In the present embodiment, the pocket 41 is disposed at one place on the inner ring side or the outer ring side of the retainer column 42.

固体潤滑剤セパレータ5の端面部分がボール3と対向して摺動し、固体潤滑剤セパレータの側面や角部が内輪軌道面11または外輪軌道面21と摺動することにより固体潤滑剤が相手部材に転移して軸受を潤滑するが、ボール3のスキュー運動により潤滑剤を軸受内部全域に転移することができる。したがって、ポケット41の個数が少なく、固体潤滑剤セパレータ5の収容個数が少なくても軸受を潤滑することができる。   The end face portion of the solid lubricant separator 5 slides facing the ball 3, and the side and corners of the solid lubricant separator slide with the inner ring raceway surface 11 or the outer ring raceway surface 21, so that the solid lubricant becomes the counterpart member. However, the lubricant can be transferred to the entire interior of the bearing by the skew movement of the ball 3. Therefore, even if the number of pockets 41 is small and the number of solid lubricant separators 5 is small, the bearing can be lubricated.

図9,10は第4の実施形態における玉軸受の平面方向断面図(a)と径方向断面図(b)である。本実施形態の玉軸受は、前記第3実施形態の玉軸受とほぼ同様であるが、固体潤滑剤セパレータ5の厚さが異なる。本実施形態では、固体潤滑剤セパレータの厚みがその直径dに比して極端に薄い。   9 and 10 are a sectional view (a) in the plane direction and a sectional view (b) in the radial direction of the ball bearing in the fourth embodiment. The ball bearing of this embodiment is substantially the same as the ball bearing of the third embodiment, but the thickness of the solid lubricant separator 5 is different. In this embodiment, the thickness of the solid lubricant separator is extremely thin compared to its diameter d.

固体潤滑剤セパレータが10円玉のような円盤形状であっても、図9,10に示すように固体潤滑剤セパレータ用のポケット41を有する保持器4を用いれば軸受を構成することが可能である。この時も、本願請求項2の条件に従って軸受を製作すれば、たとえ固体潤滑剤セパレータの形状が円盤形状である場合でも玉詰まりを生じない軸受を得ることができる。   Even if the solid lubricant separator has a disk shape such as a 10-yen coin, a bearing can be configured by using the cage 4 having the pocket 41 for the solid lubricant separator as shown in FIGS. is there. At this time, if the bearing is manufactured in accordance with the conditions of claim 2 of the present application, a bearing that does not cause clogging can be obtained even if the solid lubricant separator has a disk shape.

本発明の玉軸受は、真空環境下で使用される搬送装置や搬送ロボットに好適に適用できる。   The ball bearing of the present invention can be suitably applied to a transfer device or a transfer robot used in a vacuum environment.

1 内輪
2 外輪
3 ボール
4 保持器
5 セパレータ(保持器有り)
6 セパレータ(保持器なし)
7 入れミゾ
11 内輪軌道面
21 外輪軌道面
41 保持器のポケット
42 保持器の柱
91 おもり
t 円周方向のすきま総量
1 Inner ring 2 Outer ring 3 Ball 4 Cage 5 Separator (with cage)
6 Separator (without cage)
7 Groove 11 Inner ring raceway surface 21 Outer ring raceway surface 41 Retainer pocket 42 Retainer column 91 Weight t Total clearance in the circumferential direction

Claims (4)

内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数のボールと、隣り合う2個のボールの間に配された固体潤滑剤製のセパレータと、前記内輪及び前記外輪に沿う環状をなし、前記セパレータを保持するポケット及び前記ボールを保持するポケットを有する保持器と、を備える玉軸受において、
前記セパレータを保持するポケットは少なくとも3個の前記ボールに対応する領域で連通しており、
前記セパレータは円柱形状で両端面を前記ボールに対面させて摺動し、その側面と角部とが内輪軌道面又は外輪軌道面と摺動するとともに、前記ボールの直径b、前記セパレータの直径d,前記セパレータを保持するポケットの直径D、及びボールとセパレータの円周方向のすきま総量tが下記式を満足することを特徴とする玉軸受。
0.6D≦d≦0.95D
0.3b≦t≦2b
An inner ring, an outer ring, a plurality of balls that are freely rollable between the inner ring and the outer ring, a solid lubricant separator that is disposed between two adjacent balls, the inner ring, and the In a ball bearing comprising an annular shape along an outer ring, and a cage having a pocket for holding the separator and a pocket for holding the ball,
The pockets holding the separator communicate with each other in an area corresponding to at least three of the balls;
The separator has a cylindrical shape and slides with both end surfaces facing the ball, and the side surface and the corner of the separator slide with the inner ring raceway surface or the outer ring raceway surface, and the ball diameter b and the separator diameter d. A ball bearing characterized in that the diameter D of the pocket holding the separator and the total clearance t in the circumferential direction of the ball and the separator satisfy the following formula.
0.6D ≦ d ≦ 0.95D
0.3b ≦ t ≦ 2b
前記ボールの直径をb、前記ボールの個数をbnとしたとき、3個の前記ボールに対応する領域のすきま量を3×0.3b/bn以上に設定した請求項1に記載の玉軸受。   2. The ball bearing according to claim 1, wherein when the diameter of the ball is b and the number of the balls is bn, a clearance amount in a region corresponding to the three balls is set to 3 × 0.3 b / bn or more. 請求項1又は2に記載の玉軸受を備えたことを特徴とする搬送装置。   A conveying apparatus comprising the ball bearing according to claim 1. 請求項1又は2に記載の玉軸受を備えたことを特徴とする搬送ロボット。   A transfer robot comprising the ball bearing according to claim 1.
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