JP2015048883A - 玉軸受用保持器及び玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転時においても、潤滑剤を保持するとともに、玉の潤滑に必要な適正量の潤滑剤を供給し、良好な潤滑性を維持することが可能な玉軸受用保持器、及びその保持器を組み込んだ玉軸受を提供する。【解決手段】玉軸受用保持器１は、柱部３の内面に、固体潤滑剤溜まりとして機能する凹部６が形成されている。凹部６には、固体潤滑剤７が装着されており、前記凹部の深さが前記玉の直径の５〜２０％であり、前記凹部の軸方向の幅が前記玉の直径の２５〜１２０％である。【選択図】図１

Description

本発明は、玉軸受用保持器及びこの玉軸受用保持器が組み込まれた玉軸受に関し、例えば、電動圧縮機や電動送風機、自動車向けモータ支持用に使用される玉軸受に関する。

電動圧縮機（電動ターボチャージャ）は内燃機関効率向上のために、近年各社が開発を進めている。その電動ターボチャージャ支持に用いられる軸受は、油潤滑が構造上困難であることからグリース潤滑軸受が従来から用いられている。

グリース潤滑軸受に使用される保持器としては、図１１に示すように、ポケット１０１の内周面にグリース溜りとして機能する溝１０２を形成し、その溝１０２にグリースが堆積することで、ボール表面にグリースを供給し続ける保持器１００が知られている。（特許文献１参照。）

また、図１２に示すように、ポケット１１１の内周面に周方向に連続するグリース溜り１１２を設け、保持器が公転した際にグリース溜り１１２に積極的にグリースが取り込まれるとともに保持され、運転中に転動体表面にグリースが供給される保持器１１０が知られている。（特許文献２参照。）

特開２００７−３１５５８７号公報 特開２００８−１０６９１１号公報

ところで、電動ターボチャージャ支持に用いられる軸受の使用回転数は、数万〜十数万ｒｐｍであるため、遠心力や転動体公転による風圧により、グリースが軸受からはき出される、又はシール付近に停滞し転動体軌道面に行き渡らないことで、軸受走行面の焼き付きが生じるおそれがある。また、グリースを軸受内部に停滞させるための対策としてグリース粘度を上げる手段も考えられるが、軸受フリクションが上昇し内燃機関の効率が下がる。また、特許文献１及び２に記載の保持器を用いた場合にも、上記課題を解決するには至らず、さらなる改善の余地があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速回転時においても、潤滑剤を保持するとともに、玉の潤滑に必要な適正量の潤滑剤を供給し、良好な潤滑性を維持することが可能な玉軸受用保持器、及びその保持器を組み込んだ玉軸受を提供することにある。

上記目的は以下の構成により達成される。
（１） 円環部と、所定の間隔で配設された複数の柱部とを備え、隣接する前記柱部の間に玉を保持するポケットが形成された玉軸受用保持器であって、
前記保持器の内周面に固体潤滑剤溜まりとして機能する凹部が設けられ、前記凹部に固体潤滑剤が装着されており、前記凹部の深さが前記玉の直径の５〜２０％であり、前記凹部の軸方向の幅が前記玉の直径の２５〜１２０％であることを特徴とする玉軸受用保持器。
（２） 前記凹部が、前記柱部の内面に設けられており、前記凹部の周方向縁部が、前記柱部の周方向両側に位置する前記ポケットの内径側開口縁部を形成していることを特徴とする（１）に記載の玉軸受用保持器。
（３） 前記玉を保持するための一対の爪が、前記ポケットの周方向に対向する開口端から突設されることを特徴とする（１）又は（２）に記載の玉軸受用保持器。
（４） 前記固体潤滑剤が、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、グラファイト（黒鉛）、ＰＴＦＥ、フッ化黒鉛｛（ＣＦ）ｎ｝、窒化ホウ素（ＢＮ）、二硫化タングステン（ＷＳ_２）メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）、油溶性有機モリブデン化合物のいずれかをベースとする材料からなることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の玉軸受用保持器。
（５） 前記保持器が、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、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（ＰＰＳ）のいずれかの樹脂材料からなり、前記樹脂材料にグラスファイバーが添加されることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の玉軸受用保持器。
（６） （１）乃至（５）のいずれかに記載の玉軸受用保持器が組み込まれ、該玉軸受用保持器が油潤滑またはグリース潤滑下で使用されることを特徴とする玉軸受。

本発明の玉軸受用保持器によれば、保持器の内周面に固体潤滑剤溜まりとして機能する凹部が設けられ、該凹部に固体潤滑剤が装着されているため、固体潤滑剤が玉の転動面に付着して、外輪又は内輪の軌道面に行き渡り、転動面と軌道面の焼き付きを防止することができる。

保持器の内周面の全面ではなく、特定の部分に設けた凹部にのみ固体潤滑剤を使用するので、少ない材料で潤滑性能を維持することができるとともに、材料費の節約もできる。

（ａ）は、本発明に係る第１実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の軸方向から見た正面図、（ｃ）は、（ｂ）のＩ−Ｉ断面図、（ｄ）は、（ｂ）のＩ’−Ｉ’断面図である。 （ａ）は、本発明に係る第２実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。 （ａ）は、本発明に係る第３実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。 （ａ）は、本発明に係る第４実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。 （ａ）は、本発明に係る第５実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。 （ａ）は、本発明に係る第６実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。 （ａ）は、本発明に係る第７実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。 （ａ）は、本発明に係る第８実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。 （ａ）は、本発明に係る第９実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。 （ａ）は、本発明に係る第１０実施形態の玉軸受用保持器の斜視図であり、（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。 ポケットの内周面に周方向のグリース溜りを形成した特許文献１の保持器を示す斜視図である。 ポケットの内周面に周方向のグリース溜りを形成した特許文献２の保持器を示す斜視図である。

以下、本発明の玉軸受用保持器及び玉軸受の各実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図１（ｂ）は、該保持器の軸方向から見た正面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＩ−Ｉ断面図、図１（ｄ）は、図１（ｂ）のＩ’−Ｉ’断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器１は、例えば、電動ターボチャージャ用モータの玉軸受に適用されるもので、グリース潤滑下で使用される。保持器１は、円環部２と、所定の間隔で配設された複数の柱部３とを備え、隣接する柱部３の間には、玉８を保持する円筒状のポケット４が形成される。

また、保持器１の内周面を構成する柱部３の内面には、固体潤滑剤溜まりとして機能する軸方向断面視コ字状の凹部６が形成されている。凹部６は、その深さを玉８の直径の５〜２０％に、軸方向の幅を玉８の直径の２５％〜１２０％に設定されている。また、凹部６の周方向縁部が、柱部３の周方向両側に位置するポケット４の内径側開口縁部を形成している。

そして、凹部６には、固体潤滑剤７が装着されている。固体潤滑剤７は、一般的な油やグリースといった潤滑剤と比べ、耐熱温度が高いため、保持器１に固体潤滑剤７を予め接着、圧着等させておいて、保持器成形することができる。

なお、保持器１は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、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（ＰＰＳ）のいずれかの樹脂材料からなる。樹脂材料には、グラスファイバーが添加されてもよい。

また、固体潤滑剤７は、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、グラファイト（黒鉛）、ＰＴＦＥ、フッ化黒鉛｛（ＣＦ）ｎ｝、窒化ホウ素（ＢＮ）、二硫化タングステン（ＷＳ_２）メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）、油溶性有機モリブデン化合物のいずれかをベースとする材料からなる。

このような本実施形態では、固体潤滑剤７が、内輪軌道面（不図示）及び外輪軌道面（不図示）と玉８の表面に効率的に移行し、転動面と軌道面の焼き付きを防止することができる。

これにより、グリースがなくなった場合や、玉８の転動面や、外輪又は内輪の軌道面にグリースが行き渡らない場合であっても、固体潤滑剤７を安定して玉８の転動面や、外輪又は内輪の軌道面に供給することができる。

（第２実施形態）
図２（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図２（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。なお、後述する実施形態を説明する図２〜図１０では、凹部に装着される固体潤滑剤を図示省略する。
本実施形態の玉軸受用保持器１ａでは、第１実施形態と同様、保持器１ａの内周面を構成する柱部３の内面には、固体潤滑剤溜まりとして機能する凹部６ａが形成されている。この凹部６ａは、軸方向断面視で弧状をなし、該凹部６ａには、固体潤滑剤（不図示）が装着されている。
なお、その他の構成及び機能については、第１実施形態と同様である。ただし、玉８は図示していない。

（第３実施形態）
図３（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図３（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器１ｂでは、保持器１ｂの内周面を構成する柱部３の内面の軸方向両側には、固体潤滑剤溜まりとして機能する凹部６ｂが２つ形成されている。この凹部６ｂは、軸方向断面視で弧状をなし、該凹部６ｂには、固体潤滑剤（不図示）が装着されている。
なお、その他の構成及び機能については、第１実施形態と同様である。ただし、玉８は図示していない。

（第４実施形態）
図４（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図４（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器１ｃは、その内周部及び外周部におけるエッジに面取りが形成され、保持器１ｃの内周面を構成する柱部３の内面の両側には、固体潤滑剤溜まりとして機能する凹部６ｃが２つ形成されている。この凹部６ｃは、軸方向断面視で弧状をなし、該凹部６ｃには、固体潤滑剤（不図示）が装着されている。
なお、その他の構成及び機能については、第１実施形態と同様である。ただし、玉８は図示していない。

（第５実施形態）
図５（ａ）は、本発明の第５実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図５（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器１ｄは、その内周部におけるエッジに面取りが形成されるとともに、ポケット４の周方向に対向する開口端から一対の爪５が突設されている。この爪５は、開口端の外周面側から径方向外側に向けて延在し、一対の爪５の対向する各面は、玉８を保持する球面形状に形成されている。保持器１ｄの内周面を構成する柱部３の内面には、固体潤滑剤溜まりとして機能する凹部６ｄが形成されている。凹部６ｄは、軸方向断面視でコ字状をなし、該凹部６ｄには、固体潤滑剤（不図示）が装着されている。
なお、その他の構成及び機能については、第１実施形態と同様である。ただし、玉８は図示していない。

（第６実施形態）
図６（ａ）は、本発明の第６実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図６（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器１ｅは、保持器１ｅの内周面における柱部３において軸方向断面視で弧状をなす凹部６ｅが形成されている柱部３と、該凹部６ｅが形成されていない柱部３とが、保持器１ｅの周方向に１つおきに交互に配設されている。そして、凹部６ｅには、固体潤滑剤（不図示）が装着されている。
なお、その他の構成及び機能については、第１実施形態と同様である。ただし、玉８は図示していない。

（第７実施形態）
図７（ａ）は、本発明の第７実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図７（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器１ｆでは、保持器１ｆの内周面における柱部３において軸方向断面視で弧状をなす凹部６ｆが一方の円環部２寄りに形成されている柱部３と、該凹部６ｆが他方の円環部２寄りに形成されている柱部３とが、保持器１ｆの周方向に交互に配設さている。そして、凹部６ｆには、固体潤滑剤（不図示）が装着されている。
なお、その他の構成及び機能については、第１実施形態と同様である。ただし、玉８は図示していない。

（第８実施形態）
図８（ａ）は、本発明の第８実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図８（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器１ｇは、円環部２の内周面に全周にわたる２つの溝部として形成された凹部６ｇを備え、該凹部６ｇは軸方向断面視でコ字状をなす。凹部６ｄには、固体潤滑剤（不図示）が装着されている。
なお、その他の構成及び機能については、第１実施形態と同様である。ただし、玉８は図示していない。

（第９実施形態）
図９（ａ）は、本発明の第９実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図９（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器１ｈは、平面視矩形状で軸方向断面視コ字状に形成された凹部６ｈが、円環部２の内周面の全周にわたって柱部３と位相が同じ部分に間欠的に複数設けられ、該凹部６ｈには、固体潤滑剤（不図示）が装着されている。
なお、その他の構成及び機能については、第１実施形態と同様である。ただし、玉８は図示していない。

（第１０実施形態）
図１０（ａ）は、本発明の第１０実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図であり、図１０（ｂ）は、該保持器の柱部の断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器１ｉは、平面視矩形状で軸方向断面視弧状に形成された凹部６ｉが、円環部２の内周面の全周にわたって柱部３と位相が同じ部分に間欠的に複数設けられ、該凹部６ｉには、固体潤滑剤（不図示）が装着されている。
なお、その他の構成及び機能については、第１実施形態と同様である。ただし、玉８は図示していない。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良などが可能である。

ポケットの内周面の形状は、本実施形態の円筒形状に限定されず、球面形状であってもよい。
また、上記実施形態では、玉軸受は、グリース潤滑下で使用されているが、油潤滑下で使用されてもよい。
また、玉軸受としては、玉が軸方向中心に位置する深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受が適用できる。
さらに、保持器は、樹脂製保持器であれば本実施形態のものに限定されず、例えば、冠型保持器であってもよい。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１００、１１０ 保持器
２ 円環部
３ 柱部
４、１０１、１１１ ポケット
５ 爪
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈ、６ｉ 凹部
７ 固形潤滑剤
８ 玉
１０２ 溝
１１２ グリース溜り

Claims (6)

1. 円環部と、所定の間隔で配設された複数の柱部とを備え、隣接する前記柱部の間に玉を保持するポケットが形成された玉軸受用保持器であって、
   前記保持器の内周面に固体潤滑剤溜まりとして機能する凹部が設けられ、前記凹部に固体潤滑剤が装着されており、前記凹部の深さが前記玉の直径の５〜２０％であり、前記凹部の軸方向の幅が前記玉の直径の２５〜１２０％であることを特徴とする玉軸受用保持器。
2. 前記凹部が、前記柱部の内面に設けられており、前記凹部の周方向縁部が、前記柱部の周方向両側に位置する前記ポケットの内径側開口縁部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受用保持器。
3. 前記玉を保持するための一対の爪が、前記ポケットの周方向に対向する開口端から突設されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の玉軸受用保持器。
4. 前記固体潤滑剤が、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、グラファイト（黒鉛）、ＰＴＦＥ、フッ化黒鉛｛（ＣＦ）ｎ｝、窒化ホウ素（ＢＮ）、二硫化タングステン（ＷＳ_２）メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）、油溶性有機モリブデン化合物のいずれかをベースとする材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の玉軸受用保持器。
5. 前記保持器が、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、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（ＰＰＳ）のいずれかの樹脂材料からなり、前記樹脂材料にグラスファイバーが添加されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の玉軸受用保持器。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の玉軸受用保持器が組み込まれ、該玉軸受用保持器が油潤滑またはグリース潤滑下で使用されることを特徴とする玉軸受。

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