JP2015218786A

JP2015218786A - アンギュラ玉軸受

Info

Publication number: JP2015218786A
Application number: JP2014101564A
Authority: JP
Inventors: 武始前島; Takeshi Maejima
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2015-12-07

Abstract

【課題】軸受内にグリースを循環する気流を意図的に作り出して、高速回転環境下及び高温環境下であったとしても、潤滑性能を向上することができるアンギュラ玉軸受を提供する。
【解決手段】外輪１１と、軸方向一端部側にカウンターボアを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に接触角αを持って転動可能に配置される複数の玉１３と、複数の玉１３を転動可能に保持する保持器１４と、外輪１１の軸方向両端部に取り付けられるシール部材２１，２２と、を備え、保持器１４は、カウンターボア側に配置される第１円環部１４ａと、反カウンターボア側に配置される第２円環部１４ｂと、第１及び第２円環部１４ａ，１４ｂを軸方向に連結すべく、周方向に略等間隔で配置される複数の柱部１４ｃと、を有し、軸受内にグリースが封入され、第１円環部１４ａの外周面と外輪１１の内周面との間の隙間Ｓ１が、第２円環部１４ｂの外周面と外輪１１の内周面との間の隙間Ｓ２より大きく設定される。
【選択図】図１

Description

この発明は、アンギュラ玉軸受に関する。

従来のアンギュラ玉軸受として、図７に示すような、外輪１１１と、内輪１１２と、外内輪１１１，１１２間に配置される複数の玉１１３と、玉１１３を転動可能に保持する玉案内型の保持器１１４と、一対のシール部材１１６と、を備え、保持器１１４がポケット１１５の端部から突設し、玉１１３と接触して保持器１１４の径方向の移動を規制する係止部１２１を備え、保持器１１４の軸方向中心部近傍の内周面に円周方向溝１２０が形成されるアンギュラ玉軸受１１０が知られている（例えば、特許文献１参照）。このアンギュラ玉軸受１１０では、保持器１１４の内周面に形成される円周方向溝１２０にグリースを溜め込むことで潤滑性能を向上して、軸受寿命を向上している。

特開２００８−２４０７９６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のアンギュラ玉軸受１１０では、高速回転環境下及び高温環境下で使用される場合、円周方向溝１２０に溜められたグリース内の油が遠心力により分離し潤滑性能が低下する可能性があった。また、軸受内に封入されたグリースは、軸受が高速回転している場合、外輪内周面やシール部材の内側面に落ち付いた後は、大きく流動せず、潤滑の大半はグリースから徐々に染み出す少量の油で行われていることが知られている。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受内にグリースを循環する気流を意図的に作り出して、高速回転環境下及び高温環境下であったとしても、潤滑性能を向上することができるアンギュラ玉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。
（１）内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有すると共に、軸方向一端部側にカウンターボアを有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に接触角を持って転動可能に配置される複数の玉と、複数の玉を転動可能に保持する保持器と、外輪の軸方向両端部にそれぞれ取り付けられるシール部材と、を備え、保持器は、カウンターボア側に配置される第１円環部と、反カウンターボア側に配置される第２円環部と、第１及び第２円環部を軸方向に連結すべく、周方向に略等間隔で配置される複数の柱部と、を有し、グリースが封入されるアンギュラ玉軸受であって、第１円環部の外周面と外輪の内周面との間の隙間が、第２円環部の外周面と外輪の内周面との間の隙間より大きく設定されることを特徴とするアンギュラ玉軸受。
（２）保持器は、第２円環部の径方向幅を第１円環部の径方向幅より大きくし、且つ第２円環部の外周面によって外輪案内されることを特徴とする（１）に記載のアンギュラ玉軸受。
（３）保持器の柱部の内周面に周溝が形成されることを特徴とする（１）又は（２）に記載のアンギュラ玉軸受。

本発明によれば、第１円環部の外周面と外輪の内周面との間の隙間が、第２円環部の外周面と外輪の内周面との間の隙間より大きく設定されるため、軸受内にグリースを循環する気流を意図的に作り出すことができる。このため、高速回転環境下及び高温環境下であったとしても、軸受の潤滑性能を向上することができる。

本発明に係るアンギュラ玉軸受の一実施形態を説明する要部断面図である。本発明に係るアンギュラ玉軸受の一実施形態の第１変形例を説明する要部断面図である。本発明に係るアンギュラ玉軸受の一実施形態の第２変形例を説明する要部断面図である。本発明に係るアンギュラ玉軸受の一実施形態の第３変形例を説明する要部断面図である。本発明に係るアンギュラ玉軸受の一実施形態の第４変形例を説明する要部断面図である。本発明に係るアンギュラ玉軸受の一実施形態の第５変形例を説明する要部断面図である。従来のアンギュラ玉軸受を説明する要部断面図である。

以下、本発明に係るアンギュラ玉軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態のアンギュラ玉軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有すると共に、軸方向一端部側にカウンターボア（肩部を有しない形状）を有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に接触角αを持って転動可能に配置される複数の玉１３と、複数の玉１３を転動可能に保持する保持器１４と、外輪１１の内周面の軸方向一端部（図１の右側端部）に取り付けられる第１シール部材２１と、外輪１１の内周面の軸方向他端部（図１の左側端部）に取り付けられる第２シール部材２２と、を備え、軸受内にグリースが封入されて使用される。なお、玉１３は、焼き付き性向上のためセラミック製である。

また、外輪１１の軸方向両端部には肩部１１ｂが互いに同じ内径でそれぞれ形成されている。さらに、外輪１１の両肩部１１ｂの軸方向外端部には、第１及び第２シール部材２１，２２を取り付けるための係止溝１１ｃがそれぞれ形成されている。また、内輪１２の軸方向他端部には肩部１２ｂが形成されている。

保持器１４は、合成樹脂の射出成形で形成されており、カウンターボア側に配置される第１円環部１４ａと、反カウンターボア側に配置される第２円環部１４ｂと、第１及び第２円環部１４ａ，１４ｂを軸方向に連結すべく、周方向に略等間隔で配置される複数の柱部１４ｃと、を有する。そして、周方向に互いに隣り合う各柱部１４ｃ間には、玉１３を転動可能に保持するポケット１４ｄがそれぞれ形成されている。また、保持器１４は、外輪案内であり、具体的には、第２円環部１４ｂの外周面によって、外輪１１の反カウンターボア側の肩部１１ｂの内周面により案内される。

第１シール部材２１は、鋼板などの金属板を円環状に形成した芯金２３と、芯金２３に固着され、ゴムやエラストマーなどの弾性材料からなる円環状のシール部２４と、を備える。シール部２４は、芯金２３の内周縁から径方向内側に延び、内輪１２の外周面に対して非接触のリップ２４ａを有する。

第２シール部材２２は、鋼板などの金属板を円環状に形成した芯金２５と、芯金２５に固着され、ゴムやエラストマーなどの弾性材料からなる円環状のシール部２６と、を備える。シール部２６の内周面は、軸方向に沿った平面に形成され、内輪１２の肩部１２ｂの外周面に対して非接触なフラットシールである。

そして、本実施形態では、図１に示すように、第２円環部１４ｂの径方向幅を第１円環部１４ａの径方向幅より大きくして、カウンターボア側に配置される第１円環部１４ａの外周面と外輪１１の肩部１１ｂの内周面との間の隙間Ｓ１が、反カウンターボア側に配置される第２円環部１４ｂの外周面と外輪１１の肩部１１ｂの内周面との間の隙間Ｓ２より大きく設定されている。なお、保持器１４の柱部１４ｃの外周面は、第１円環部１４ａから第２円環部１４ｂに向かうに従って拡径するようにテーパー状に形成されている。

このため、軸受１０の内輪１２が高速回転することにより、軌道面１１ａ，１２ａ及び玉１３に付着したグリースが、空間の大きいカウンターボア側の隙間Ｓ１から第１シール部材２１側に流れると共に、外輪１１側から内輪１２側に流れて、さらに、第１円環部１４ａと内輪１２との間の隙間から再び軌道面１１ａ，１２ａ及び玉１３に戻されるという、グリースを循環させる気流（図１の矢印Ａ参照）が軸受１０内に作り出される。従って、外輪軌道面１１ａ、内輪軌道面１２ａ、及び玉１３にグリースが常に供給されるため、軸受１０の高速回転環境下及び高温環境下における潤滑性能を向上することができる。

また、反カウンターボア側の隙間Ｓ２が小さく設定されているため、軌道面１１ａ，１２ａ及び玉１３に付着したグリースが、反カウンターボア側の隙間Ｓ２から第２シール部材２２側に流れることが抑制されている。このため、内輪１２にカウンターボアを有する軸受では、空気をカウンターボア側から吸い込み、反カウンターボア側から排出するが、本実施形態のように反カウンターボア側へのグリースの流れを抑制することにより、グリースが軸受１０内のカウンターボア側で循環するため、軸受１０内にグリースが留まり、グリース漏れを抑制して、軸受寿命を向上することができる。

以上説明したように、本実施形態のアンギュラ玉軸受１０によれば、カウンターボア側の第１円環部１４ａの外周面と外輪１１の内周面との間の隙間Ｓ１が、反カウンターボア側の第２円環部１４ｂの外周面と外輪１１の内周面との間の隙間Ｓ２より大きく設定されるため、軸受１０内にグリースを循環する気流を意図的に作り出すことができる。このため、高速回転環境下及び高温環境下であったとしても、軸受１０の潤滑性能を向上することができる。

次に、本実施形態の第１変形例として、図２に示すように、第２シール部材２２が、内輪１２との間でラビリンスシールを形成するタイプであってもよい。この場合、内輪１２の肩部１２ｂの外周面の軸方向外端部にシール溝１２ｃが形成され、第２シール部材２２のシール部２６は、芯金２５の内周縁から径方向内側に延び、シール溝１２ｃとの間にラビリンスシールを形成するシールリップ２６ａを有する。

本変形例によれば、軸受１０による軸受外部空間との間の空気の吸い込み量及び排出量を低減することができるので、軸受外部へのグリース漏れを抑制して、軸受寿命を更に向上することができる。

次に、本実施形態の第２変形例として、図３に示すように、第１及び第２シール部材２１，２２が、内輪１２との間でラビリンスシールを形成するタイプであってもよい。この場合、内輪１２の外周面の軸方向両端部にシール溝１２ｃが形成され、第１シール部材２１のシール部２４は、芯金２３の内周縁から径方向内側に延び、シール溝１２ｃとの間にラビリンスシールを形成するシールリップ２４ｂを有し、第２シール部材２２のシール部２６は、芯金２５の内周縁から径方向内側に延び、シール溝１２ｃとの間にラビリンスシールを形成するシールリップ２６ａを有する。

本変形例によれば、軸受１０による空気の吸い込み量及び排出量を低減することができるので、グリース漏れを抑制して、軸受寿命を更に向上することができる。また、グリースを循環させるカウンターボア側の密封性能を向上することができるので、グリース漏れを更に抑制することができる。

次に、本実施形態の第３変形例として、図４に示すように、外輪軌道面１１ａ、内輪軌道面１２ａ、玉１３、及び保持器１４を、軸受１０の軸方向中心に対して反カウンターボア側に軸方向に移動して、保持器１４と第１シール部材２１との間の空間を大きくしてもよい。

本変形例によれば、グリースを循環させる空間を大きくして、循環するグリース量を増加することができるので、軸受１０の潤滑性能を更に向上することができる。

次に、本実施形態の第４変形例として、図５に示すように、保持器１４の柱部１４ｃの内周面に断面凹状の周溝１４ｅが形成されていてもよい。

本変形例によれば、柱部１４ｃの周溝１４ｅにグリースが溜め込まれるので、軸受１０の潤滑性能を更に向上することができる。

次に、本実施形態の第５変形例として、図６に示すように、保持器１４の柱部１４ｃの内周面に断面略Ｖ字状の周溝１４ｆが形成されていてもよい。また、周溝１４ｆは、柱部１４ｃの軸方向中心に向かう２つのテーパー面により略Ｖ字状に形成される。

本変形例によれば、柱部１４ｃの周溝１４ｆにグリースが溜め込まれるので、軸受１０の潤滑性能を更に向上することができる。さらに、周溝１４ｆの２つのテーパー面により、空気の流れを整流化して、外輪１１側に向かう安定した気流を発生させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１０アンギュラ玉軸受
１１外輪
１１ａ外輪軌道面
１２内輪
１２ａ内輪軌道面
１３玉
１４保持器
１４ａ第１円環部
１４ｂ第２円環部
１４ｃ柱部
１４ｄポケット
１４ｅ周溝
１４ｆ周溝
２１第１シール部材
２３芯金
２４シール部
２４ａリップ
２４ｂシールリップ
２２第２シール部材
２５芯金
２６シール部
２６ａシールリップ
Ｓ１カウンターボア側の隙間
Ｓ２反カウンターボア側の隙間
α 接触角

Claims

内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有すると共に、軸方向一端部側にカウンターボアを有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に接触角を持って転動可能に配置される複数の玉と、前記複数の玉を転動可能に保持する保持器と、前記外輪の軸方向両端部にそれぞれ取り付けられるシール部材と、を備え、
前記保持器は、カウンターボア側に配置される第１円環部と、反カウンターボア側に配置される第２円環部と、前記第１及び第２円環部を軸方向に連結すべく、周方向に略等間隔で配置される複数の柱部と、を有し、グリースが封入されるアンギュラ玉軸受であって、
前記第１円環部の外周面と前記外輪の内周面との間の隙間が、前記第２円環部の外周面と前記外輪の内周面との間の隙間より大きく設定されることを特徴とするアンギュラ玉軸受。
前記保持器は、前記第２円環部の径方向幅を前記第１円環部の径方向幅より大きくし、且つ前記第２円環部の外周面によって外輪案内されることを特徴とする請求項１に記載のアンギュラ玉軸受。
前記保持器の前記柱部の内周面に周溝が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンギュラ玉軸受。