JP2015059620A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】強力な永久磁石を必要とせず、かつ転動体は通常の鋼材を使用可能とすることで、低コストで保持器の振動を低減する効果を有する転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪と、外輪と、前記内輪と前期外輪との間に設けられた複数の転動体と、当該転動体を保持するための保持器とを備えた転がり軸受であって、前記保持器には周方向に所定間隔をもって永久磁石が設けられ、当該永久磁石と前記転動体との間の吸引力により、当該転動体間の周方向の間隔が維持されるようになっている。【選択図】図1

Description

本発明は、例えば電動機に組み込まれ、回転する軸を支持するために用いられる転がり軸受に関し、より詳しくは、保持器の振動を防止できるように改良された転がり軸受に関する。

転がり軸受は、転動体を周方向に均等に所定間隔で保持する為に、金属製又は樹脂製の保持器を一般的に使用している。保持器を使用しない場合には、転動体数を多くでき高負荷容量化が可能となるが、一方で転動体同士が互いに接触する為、この対策を講ずる必要がある。この点、保持器を使用する場合は、転動体間に柱が存在することで転動体同士が互いに接触するのを防止できる。

しかし軸受使用時、転動体は自転しながら軸受中心軸の周りを公転するという運動をしていることで、この転動体と隙間をもって設けられている保持器は不規則な振動をし、転動体が非負荷圏から負荷圏に入ったときに保持器の柱に密着していた場合、それが原因で強い力がかかると、保持器が場合によっては損傷することがある。

このような保持器の不規則な振動、保持器の柱への転動体の密着を防ぐ為に、図８に示すようなころがり軸受が提案されている（特許文献１）。図８において、内輪１０２、外輪１０３間に設けられた複数の転動体１０４（ころ）には、永久磁石１０６を、磁気モーメントの向きが該転動体１０４の回転軸と同一方向となるように取り付けられている。これにより、これら永久磁石１０６間の反発力により転動体１０４の間隔を保持しようとするものである。

特開２００１−３４９３２８号公報

しかしながらこの構成では、以下のような問題点が考えられる。（１）反発力を利用するため、十分に強力な永久磁石を使用しなければならない。（２）反発力を利用するための一例として、転動体自身を磁石にする場合には、通常の鋼材のみで作られた転動体が使用できない。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、強力な永久磁石を必要とせず、かつ転動体は通常の鋼材を使用可能とすることで、低コストで保持器の振動を低減する効果を有する転がり軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
内輪と、外輪と、前記内輪と前期外輪との間に設けられた複数の転動体と、当該転動体を保持するための保持器とを備えた転がり軸受であって、
前記保持器には周方向に所定間隔をもって永久磁石が設けられ、当該永久磁石と前記転動体との間の吸引力により、当該転動体間の周方向の間隔が維持されていることを特徴とする転がり軸受。

本発明に係る転がり軸受によれば、永久磁石と転動体の間の吸引力を利用して転動体間の周方向の間隔を維持する構成としたことにより、強力な永久磁石を必要とせず、かつ転動体は通常の鋼材を使用可能となっていることで、低コストで保持器の振動を低減する効果を有する転がり軸受を得ることが出来る。

本発明の第１実施形態の転がり軸受の軸方向断面図、 図１の側面断面図、 本発明の第２実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を、図２矢印Ａ方向視の、保持器を展開して示す断面図、 本発明の第３実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を示す図３と同様な断面図、 本発明の第４実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を示す斜視図、 本発明の第５実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を示す図３と同様な断面図、 本発明の第６実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を示す図３と同様な断面図、 従来例の転がり軸受の軸方向断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基き説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る転がり軸受の軸方向断面図、図２は図１の側面断面図を示す。転がり軸受１は、外周に軌道面２ａが形成された内輪２と、内周に軌道面３ａが形成された外輪３と、内輪２と外輪３との間に設けられた複数の転動体である玉４と、この玉４を周方向で所定間隔に保持するための保持器５とを備えている。保持器５には、周方向に所定の間隔をもって永久磁石６が埋め込まれている。

内輪２、外輪３、および玉４は好ましくは軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製とされ、これに対し保持器６は、好ましくは合成樹脂製とされている。保持器５の材料としては、例えばポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、等の樹脂や、これら樹脂に強化繊維（例えば、ガラス繊維や炭素繊維。）を添加した樹脂組成物が用いられる。また永久磁石６としては、例えばネオジム磁石等の希土類磁石が用いられる。

保持器５に埋め込まれている永久磁石６は、玉４を吸引する作用を果たせばよいので、特に保持器５への取り付けに当たってその方向性は問わない。ただ、軸方向で磁力線の向きを揃える為には、図１において、玉４側をＮ極、反対側をＳ極のように揃えるのが好ましい。

かかる保持器５を用いたころがり軸受１にあっては、保持器５に埋め込まれた永久磁石６の吸引力により玉４が保持器５に吸い寄せられ、玉４の間隔は常に一定距離（保持器５に埋め込まれた永久磁石６同士の間隔）に保たれる。そのため、非負荷圏ではもちろん、非負荷圏から負荷圏に移る境界領域や、負荷圏でも玉４同士の接触およびそれによる抗力・摩擦力は発生しない。

また、玉４と玉４の間には柱が存在しないことにより、非負荷圏から負荷圏に移行する際に、玉４に保持器５が強く押し当てられ、保持器５が損傷するのを防止できる。

また、保持器５と玉４の間には磁力が発生しているため、軸方向以外の衝撃はその磁力によって緩和され、軸方向以外の振動が起きにくくなる。軸方向の振動は元々保持器と玉が密着しているため、こちらもほとんど発生しない。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を、図２矢印Ａ方向視の、保持器を展開して示す断面図である。尚、以下の実施形態の説明においては、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態が上述の第１実施形態と異なるところは、玉４の両側に永久磁石６が埋め込まれた保持器５を配置したことである。玉４の両側を保持器５で保持したことにより、玉４を所定位置により安定して維持することが出来る。

（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を、図２矢印Ａ方向視の、保持器を展開して示す断面図である。

第２実施形態と異なるところは、玉４の両側に配置された一対の保持器３５、３５を、柱３７で互いに連結したところである。かかる構成とする事により、一対の保持器３５、３５の円周方向における相対位置のずれがなくなる。また、保持器３５、３５が玉４から分離してしまうのも防止でき、玉４の保持がより安定する。なお、永久磁石６から作用している吸引力により玉４は所定位置に保持され、柱３７と接触するのを回避できる為、この柱３７は特に強度は必要ない。

（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を示す斜視図である。

保持器４５は冠型保持器とされ、玉４を収容する為のポケット４８底部に永久磁石４６が埋め込まれている。永久磁石４６の吸引力により玉４は所定位置に保持される為、玉４と玉４の間の柱４７は強度が必要ないので細くすることができる。このため、軸受内に収容できる玉４の数を多くでき、軸受を高負荷容量化できる。

（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を、図２矢印Ａ方向視の、保持器を展開して示す断面図である。

本実施形態では、転動体として、ころ５４が用いられているところが前述した各実施形態と異なる。保持器５側のころ５４の頭部５４ａには曲率がつけられ、かかる頭部５４ａが保持器５に埋め込まれた永久磁石６と接触する。ころ頭部５４ａに曲率がつけられていることにより、保持器５ところ５４との間の摩擦力を低減でき、第１実施形態の玉と同様な効果が得られる。

（第６実施形態）
図７は、本発明の第６実施形態の転がり軸受に用いられる保持器と転動体との関係を、図２矢印Ａ方向視の、保持器を展開して示す断面図である。

本実施形態では、保持器６５の側に先端面６６ａに曲率がつけられた永久磁石６６が埋め込まれているところが上述の第５実施形態と異なる。本実施形態によっても、第５実施形態と同様な効果が得られる。

１ 転がり軸受
２ 内輪
３ 外輪
４、５４、６４ 転動体
５、４５、６５ 保持器
６、６６ 永久磁石
３７、４７ 柱

Claims (1)

1. 内輪と、外輪と、前記内輪と前期外輪との間に設けられた複数の転動体と、当該転動体を保持するための保持器とを備えた転がり軸受であって、
   前記保持器には周方向に所定間隔をもって永久磁石が設けられ、当該永久磁石と前記転動体との間の吸引力により、当該転動体間の周方向の間隔が維持されるようになっていることを特徴とする転がり軸受。

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