JP2015148241A - 玉軸受用保持器及び玉軸受 - Google Patents
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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、ポケット4の内周面に、潤滑剤溜まりとして機能する凹部として、ディンプル状のくぼみ6が全周にわたって複数形成されている。複数のくぼみ6は、径方向に沿って所定の間隔で直線状に整列させたものを、ポケット4の周方向に所定の間隔で配設され、潤滑剤供給体が装着されており、前記凹部の開口の幅が10〜100μmであり、前記凹部の深さが10〜50μmであり、各凹部の間隔が20〜500μmであり、ポケット4の面積に対する前記凹部の面積が5〜50%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5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6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。)
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て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、
前記ポケットの内周面に潤滑剤溜まりとして機能する凹部が設けられ、前記凹部の開口の幅が10〜100μmであり、前記凹部の深さが10〜50μmであり、各凹部の間隔が20〜500μmであり、前記ポケットの面積に対する前記凹部の面積が5〜50%であって、前記凹部に潤滑剤供給体が装着されていることを特徴とする玉軸受用保持器。 (2) 前記凹部が、ディンプル状のくぼみとして複数形成され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) 前記潤滑剤供給体が、ポリエチレンが20〜40質量%、残りの60〜80質量%をエステル、PAО、エーテル、鉱油のいずれかで構成した潤滑剤含有ポリマであることを特徴とする(1)乃至(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(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。
(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、
前記ポケットの内周面に潤滑剤溜まりとして機能する凹部が設けられ、前記凹部の開口の幅が10〜100μmであり、前記凹部の深さが10〜50μmであり、各凹部の間隔が20〜500μmであり、前記ポケットの面積に対する前記凹部の面積が5〜50%であって、前記凹部に潤滑剤供給体が装着されていることを特徴とする玉軸受用保持器。 (2) 前記凹部が、ディンプル状のくぼみとして複数形成され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) 前記潤滑剤供給体が、ポリエチレンが20〜40質量%、残りの60〜80質量%をエステル、PAО、エーテル、鉱油のいずれかで構成した潤滑剤含有ポリマであることを特徴とする(1)乃至(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(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、保持器のポケットの内周面に潤滑剤溜まりとして機能する凹部が設けられ、前記凹部の開口の幅が10〜100μmであり、前記凹部の深さが5〜100μmであり、各凹部の間隔が20〜500μmであり、ポケット部の面積に対する凹部の面積が5〜50%であって、該凹部に潤滑剤供給体が装着されているため、潤滑剤供給体からしみ出た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。
保持器のポケット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潤滑剤供給体を使用するので、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。
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。
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、該保持器のポケット周辺の拡大斜視図であり、図1(c)は、該ポケットの凹部周辺の拡大断面図である。
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、一対の円環部2と、一対の円環部2を連結し、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。保持器1の外周面で、ポケット4の周方向に対向する開口端には、玉8を保持するための一対の爪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。
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、該保持器のポケット周辺の拡大斜視図であり、図1(c)は、該ポケットの凹部周辺の拡大断面図である。
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、一対の円環部2と、一対の円環部2を連結し、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。保持器1の外周面で、ポケット4の周方向に対向する開口端には、玉8を保持するための一対の爪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。
また、ポケット4の内周面には、潤滑剤溜まりとして機能する凹部として、平面視円形状のディンプル状のくぼみ6が全周にわたって複数形成されている。複数のディンプル状のくぼみ6は、径方向に沿って所定の間隔で直線状に整列させたものを、ポケット4の周方向に所定の間隔で配設されている。
そして、複数のディンプル状のくぼみ6は、開口の幅W1が10〜100μmであり、深さDが10〜50μmであり、各間隔W2が20〜500μmであり、ポケット4の面積に対するディンプル状のくぼみ6の面積が5〜50%であって、潤滑剤供給体7が接着などによりそれぞれ装着されている。ポケット4の面積に対するディンプル状のくぼみ6の面積が5%未満では潤滑性能不足で、50%より大きいと、ポケット内周面の強度が不足する。
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。
潤滑剤供給体7は、多孔質部材など、潤滑剤を吸収または吸着する部材に該潤滑剤を吸収または吸着させて構成することができる。例えば、潤滑剤供給体7は、ポリエチレンが20〜40質量%、残りの60〜80質量%をエステル、PAО(ポリ−α−オレフィン)、エーテル、鉱油等のいずれかで構成する潤滑剤含有ポリマによって構成される。
また、この潤滑剤供給体7については、一定の温度に達するとしみ出てくるといった温度特性を潤滑剤や潤滑剤吸収部材に持たせることもできる。このような温度特性を持たせることで、低温時に必要以上の潤滑剤をしみ出させる必要がなくなり、軸受の転がりトルクの上昇を抑えることができる。
また、この潤滑剤供給体7については、一定の温度に達するとしみ出てくるといった温度特性を潤滑剤や潤滑剤吸収部材に持たせることもできる。このような温度特性を持たせることで、低温時に必要以上の潤滑剤をしみ出させる必要がなくなり、軸受の転がりトルクの上昇を抑えることができる。
このような本実施形態では、複数のディンプル状のくぼみ6に潤滑剤供給体7が保持されているので、潤滑剤供給体7からしみ出た潤滑剤が玉8の転動面に付着して、外輪又は内輪(図示せず)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。
これにより、グリースがなくなった場合や、玉の転動面や、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、潤滑剤を安定して玉の転動面や、外輪又は内輪の軌道面に供給することができる。
なお、ディンプル状のくぼみ6は、グリースも溜めることができるため、潤滑剤だけでなく、ディンプル状のくぼみ6に溜まったグリースも玉に供給することができる。
また、電動ターボチャージャは急加減速するため、本実施形態の構成を用いることで、転動体の転走面の温度が上昇して焼き付きが発生するのを防止することができる。
なお、ディンプル状のくぼみ6は、グリースも溜めることができるため、潤滑剤だけでなく、ディンプル状のくぼみ6に溜まったグリースも玉に供給することができる。
また、電動ターボチャージャは急加減速するため、本実施形態の構成を用いることで、転動体の転走面の温度が上昇して焼き付きが発生するのを防止することができる。
(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、該保持器のポケット周辺の拡大斜視図であり、図2(c)は、該ポケットの凹部周辺の拡大断面図である。
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、ポケット4の内周面に、潤滑剤溜まりとして機能する凹部として、ディンプル状のくぼみ6aが複数形成されている一方、本実施形態のディンプル状のくぼみ6aは、平面視長球形状で断面視円弧状に形成されている。この場合にも、ディンプル状のくぼみ6aは、開口の幅W1が10〜100μmであり、深さDが10〜50μmであり、各間隔W2が20〜500μmであり、ポケット4の面積に対するディンプル状のくぼみ6aの面積が5〜50%であって、潤滑剤供給体7が装着されている。
また、第2実施形態の保持器1a及び後述の第3実施形態の保持器1bと第4実施形態の保持器1cは、第1実施形態のものと異なり、外周面に爪を持たずに構成されている。 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。
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、該保持器のポケット周辺の拡大斜視図であり、図2(c)は、該ポケットの凹部周辺の拡大断面図である。
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、ポケット4の内周面に、潤滑剤溜まりとして機能する凹部として、ディンプル状のくぼみ6aが複数形成されている一方、本実施形態のディンプル状のくぼみ6aは、平面視長球形状で断面視円弧状に形成されている。この場合にも、ディンプル状のくぼみ6aは、開口の幅W1が10〜100μmであり、深さDが10〜50μmであり、各間隔W2が20〜500μmであり、ポケット4の面積に対するディンプル状のくぼみ6aの面積が5〜50%であって、潤滑剤供給体7が装着されている。
また、第2実施形態の保持器1a及び後述の第3実施形態の保持器1bと第4実施形態の保持器1cは、第1実施形態のものと異なり、外周面に爪を持たずに構成されている。 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。
(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、該保持器のポケット周辺の拡大斜視図であり、図3(c)は、該ポケットの凹部周辺の拡大図である。
本実施形態の玉軸受用保持器1bでは、ポケット4の内周面に、潤滑剤溜まりとして機能する凹部として、保持器1bの径方向に延在する溝部6bが複数形成されている。溝部6bは、ポケット4の周方向に所定の間隔で設けられており、ポケット4の内周面側開口周縁から外周面側開口周縁まで連続する。そして、溝部6bは、開口の幅W1が10〜100μmであり、深さDが10〜50μmであり、各間隔W2が20〜500μmであり、ポケット4の面積に対する溝部6bの面積が5〜50%であって、潤滑剤供給体7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。
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、該保持器のポケット周辺の拡大斜視図であり、図3(c)は、該ポケットの凹部周辺の拡大図である。
本実施形態の玉軸受用保持器1bでは、ポケット4の内周面に、潤滑剤溜まりとして機能する凹部として、保持器1bの径方向に延在する溝部6bが複数形成されている。溝部6bは、ポケット4の周方向に所定の間隔で設けられており、ポケット4の内周面側開口周縁から外周面側開口周縁まで連続する。そして、溝部6bは、開口の幅W1が10〜100μmであり、深さDが10〜50μmであり、各間隔W2が20〜500μmであり、ポケット4の面積に対する溝部6bの面積が5〜50%であって、潤滑剤供給体7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。
(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、該保持器のポケット周辺の拡大斜視図であり、図4(c)は、該ポケットの凹部周辺の拡大断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器1cは、潤滑剤溜まりとして機能する凹部として、ポケット4の内周面に全周にわたって延在する溝部6cが複数形成されている。そして、溝部6cは、開口の幅W1が10〜100μmであり、深さDが10〜50μmであり、各間隔W2が20〜500μmであり、ポケット4の面積に対する溝部6cの面積が5〜50%であって、潤滑剤供給体7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。
また、溝部6cの代わりに、ポケット4の内周面に全周にわたって螺旋状に延在する溝部であってもよい。
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、該保持器のポケット周辺の拡大斜視図であり、図4(c)は、該ポケットの凹部周辺の拡大断面図である。
本実施形態の玉軸受用保持器1cは、潤滑剤溜まりとして機能する凹部として、ポケット4の内周面に全周にわたって延在する溝部6cが複数形成されている。そして、溝部6cは、開口の幅W1が10〜100μmであり、深さDが10〜50μmであり、各間隔W2が20〜500μmであり、ポケット4の面積に対する溝部6cの面積が5〜50%であって、潤滑剤供給体7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。
また、溝部6cの代わりに、ポケット4の内周面に全周にわたって螺旋状に延在する溝部であってもよい。
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。
たとえば、保持器は必要に応じて各所に面取りを設けても良く、面取りを設けることにより、保持器の加工が容易となり、保持器のエッジ部分で玉が傷付くことを防止する。
可能である。
たとえば、保持器は必要に応じて各所に面取りを設けても良く、面取りを設けることにより、保持器の加工が容易となり、保持器のエッジ部分で玉が傷付くことを防止する。
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。
また、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。
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。
また、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。
本発明の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は、電動圧縮機や電動送風機、自動車向けモータの支持用として好適に使用できる。
1、1a、1b、1c 保持器
2 円環部
3 柱部
4 ポケット
5 爪
6、6a くぼみ(凹部)
6b、6c 溝部(凹部)
7 潤滑剤供給体
2 円環部
3 柱部
4 ポケット
5 爪
6、6a くぼみ(凹部)
6b、6c 溝部(凹部)
7 潤滑剤供給体
Claims (6)
- 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、
前記ポケットの内周面に潤滑剤溜まりとして機能する凹部が設けられ、前記凹部の開口の幅が10〜100μmであり、前記凹部の深さが10〜50μmであり、各凹部の間隔が20〜500μmであり、前記ポケットの面積に対する前記凹部の面積が5〜50%であって、前記凹部に潤滑剤供給体が装着されていることを特徴とする玉軸受用保持器。 - 前記凹部が、ディンプル状のくぼみとして複数形成され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。
- 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。
- 前記潤滑剤供給体が、ポリエチレンが20〜40質量%、残りの60〜80質量%をエステル、PAО、エーテル、鉱油のいずれかで構成した潤滑剤含有ポリマであ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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014020059A JP2015148241A (ja) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | 玉軸受用保持器及び玉軸受 |
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---|---|---|---|---|
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-
2014
- 2014-02-05 JP JP2014020059A patent/JP2015148241A/ja active Pending
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