JP2017025931A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】余剰の潤滑剤が供給されることに起因して軸受トルクが増大するのを抑制することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受１の保持器５には、ポケット８を形成している壁部１３を挟んで溜まり部１５が形成され、壁部１３には、溜まり部１５とポケット８とを連通する連通孔１７が形成されている。溜まり部１５には潤滑剤の油分を浸透させる第１浸透部材２１が設けられている。連通孔１７には、第１浸透部材２１に浸透した油分を浸透させてポケット８内に当該油分を供給し得る第２浸透部材２２が設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

転がり軸受の潤滑方式として、グリース潤滑が広く用いられている。グリース潤滑を用いた転がり軸受には、高温、高速回転および高荷重などの過酷な潤滑条件下でも潤滑性能を維持するために、グリースを溜めておくグリース溜め部を備えたものがある（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の転がり軸受は、図７に示すように、複数の玉１０１を転動可能に保持する冠型の保持器１０２を備えている。この保持器１０２は、軸方向一方側（図中の上側）に開口する複数のポケット１０３を有し、これらのポケット１０３に玉１０１が収容されている。保持器１０２の隣り合うポケット１０３の間の軸方向他方側（図中の下側）には、保持器１０２と蓋部材１０４とにより、グリースが溜められるグリース溜め部１０５が区画形成されている。グリース溜め部１０５に溜められたグリースは、保持器１０２に貫通して形成されたグリース通路１０６を通過してポケット１０３内に供給されるようになっている。

特開２００９−２４８２２号公報

上記転がり軸受では、グリース溜め部１０５に溜められたグリースが塊となってグリース通路１０６を通過することで、ポケット１０３内に必要以上のグリースが供給される場合がある。この場合、図示しない内輪及び外輪の軌道面と玉１０１との摺動部分や、玉１０１とポケット１０３の内面との摺動部分に余剰のグリースが流入することで、軸受トルクが増大するという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、余剰の潤滑剤が供給されることに起因して軸受トルクが増大するのを抑制することができる転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明の転がり軸受は、内輪軌道面を有する内輪と、前記内輪軌道面に対向する外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動可能に配置された複数の転動体と、前記転動体を収容するポケットが周方向に所定間隔をおいて複数形成された保持器と、を備えた転がり軸受であって、前記保持器に、前記ポケットを形成している壁部を挟んで溜まり部が形成され、前記壁部に、前記溜まり部と前記ポケットとを連通する連通孔が形成され、前記溜まり部に、潤滑剤の油分を浸透させる第１浸透部材が設けられ、前記連通孔に、前記第１浸透部材に浸透した前記油分を浸透させて前記ポケット内に当該油分を供給し得る第２浸透部材が設けられていることを特徴とする。

上記のように構成された転がり軸受によれば、溜まり部の第１浸透部材に浸透した潤滑剤の油分は、連通孔に設けられた第２浸透部材に浸透してポケット内に供給される。このため、ポケット内には潤滑剤の油分のみが供給されるので、従来のように潤滑剤の塊がポケット内に供給されるのを防止することができる。これにより、ポケット内に余剰の潤滑剤が供給されるのを防止することができるので、軸受トルクが増大するのを抑制することができる。

また、前記第２浸透部材は、前記第１浸透部材よりも前記油分の浸透性が高いのが好ましい。この場合、第２浸透部材は第１浸透部材よりも油分の保持能力が低くなるので、第２浸透部材に浸透した油分は第１浸透部材に浸透した油分よりも外部へ流出し易い。このため、第２浸透部材に浸透した油分は遠心力によってポケット内に流出し易くなる。さらにその結果、第１浸透部材と第２浸透部材との間で油分の濃度勾配が生じるので、第１浸透部材に浸透した油分が第２浸透部材に浸透し易くなる。したがって、上記濃度勾配及び遠心力によって、潤滑剤の油分が第１浸透部材から第２浸透部材に浸透してポケット内に向かう流れが生じるので、長期間にわたり安定した潤滑性能を維持することができる。

また、前記保持器には、前記溜まり部の径方向外側を遮蔽した遮蔽部が形成されているとともに、前記溜まり部の径方向内側を開口させた開口部が形成されているのが好ましい。この場合、溜まり部の径方向外側は遮蔽部により遮蔽されているので、保持器の回転に伴う遠心力によって溜まり部内の第１浸透部材に浸透している油分が径方向外側へ流出するのを抑制することができる。また、溜まり部の径方向内側は開口しているので、当該径方向内側を遮蔽する部材が不要となり、その分だけ溜まり部の容積を増加させることができる。

また、前記連通孔は、前記溜まり部側の開口端から前記ポケット側の開口端へ向かうに従って、前記保持器の径方向外側へ向かうように傾斜しているのが好ましい。この場合、連通孔内の第２浸透部材に浸透した油分は、保持器の回転に伴う遠心力によって、連通孔のポケット側の開口端に向けて流れ易くなるので、さらに安定した潤滑性能を維持することができる。

本発明の転がり軸受によれば、余剰の潤滑剤が供給されることに起因して軸受トルクが増大するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る転がり軸受を示す軸方向断面図である。 前記転がり軸受の保持器を示す斜視図である。 前記保持器の要部を示す径方向断面図である。 前記保持器の要部を示す図３のＩ−Ｉ矢視断面図である。 連通孔の変形例を示す保持器の軸方向断面図である。 連結部の変形例を示す保持器の軸方向断面図である。 従来の転がり軸受の保持器を示す径方向断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受を示す軸方向断面図である。本実施形態の転がり軸受１は、ラジアル玉軸受であり、内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間の環状空間に転動可能に配置された複数の玉（転動体）４と、複数の玉４を所定間隔で保持する冠型保持器５とを備えている。以下、冠型保持器５を単に保持器５ともいう。

内輪２の外周には、玉４が転動する内輪軌道面２ａが形成されている。外輪３の内周には、内輪軌道面２ａと対向する位置に、玉４が転動する外輪軌道面３ａが形成されている。複数の玉４は、内輪２と外輪３との間に配置されている。これらの玉４は、それぞれ内輪軌道面２ａ及び外輪軌道面３ａ上を転動可能であり、これによって、内輪２及び外輪３が相対回転自在とされている。保持器５は、複数の玉４を転動可能に保持している。

外輪３の軸方向両側（図１では左右の両側）には、例えば金属製の環状板部材からなる一対のシールド部材７が設けられている。このシールド部材７は、内輪２と外輪３との間に形成された環状空間６を密封する機能を有している。これにより、シールド部材７は、軸受外部に存在する異物が環状空間６に侵入するのを防ぐとともに、環状空間６の内部に封入されたグリース（潤滑剤）が軸受外部へ流出するのを防止している。

グリースは、玉４と、上記各軌道面２ａ，３ａにおける玉４の転走面との間の摺動部分や、玉４と保持器５の円弧部１３（後述）との間の摺動部分を潤滑するものである。グリースは、例えば増ちょう剤と基油とその他添加剤とを含む。増ちょう剤としては、Ｌｉ石けん、Ｌｉ複合石けんなどの石けん、ウレア、ベントン、ポリテトラフルオロエチレンなどを用いることができる。基油としては、鉱油、合成炭化水素油、エステル油、エーテル油、シリコン油、フッ素油などを用いることができる。

図２は、保持器５を示す斜視図である。また、図３は、保持器５の要部を示す径方向断面図である。図２及び図３において、保持器５は、合成樹脂製であり、その全体形状が円環状に形成された、いわゆる冠型として構成されている。保持器５には、複数の玉４をそれぞれ収容して転動可能に保持するポケット８が周方向に複数（図例では９個）形成されている。ポケット８は、軸方向一方側（図２では右側であり、図３では上側）に開口している。

保持器５は、保持器本体１１と蓋部材１２とを備えている。保持器本体１１は、周方向に所定間隔をおいて形成された複数（図例では９個）の円弧部１３と、隣り合う円弧部１３同士を連結する複数（図例では９個）の連結部１４とを有している。円弧部１３は、軸方向一方側に開口して形成された凹球面形状の内周面１３ａを有し、この内周面１３ａにより上記ポケット８が形成されている。

円弧部１３の内周面１３ａの曲率半径は、玉４の曲率半径よりも若干大きく設定されている。円弧部１３の周方向両端の開口端１３ｂは、ポケット８内に玉４を押し入れる際に、弾性的に押し広げられる。これにより、円弧部１３の周方向両端の開口端１３ｂは、ポケット８内に収容された玉４が抜け出るのを防止する。連結部１４は、隣り合う円弧部１３の外周面の中間部分を連結している。

図４は、保持器５の要部を示す図３のＩ−Ｉ矢視断面図（軸方向断面図）である。図４において、連結部１４は、軸方向断面視においてＬ字形に形成されており、軸方向一方側（図４では右側）に形成された円環部１４ａと、その円環部１４ａの径方向外側（図４では上側）の端部から軸方向他方側（図４では左側）に向かって延びる環状部１４ｂとを有している。環状部１４ｂの軸方向他方側の端面には、上記蓋部材１２が取り付けられている。

蓋部材１２は円環状に形成されており（図２参照）、蓋部材１２の径方向（図４では上下方向）の寸法は、円環部１４ａの径方向の寸法と略同一長さに設定されている。蓋部材１２の径方向外側（図４では上側）の端部には軸方向一方側に突出する凸部１２ａが形成されている。凸部１２ａは、環状部１４ｂの軸方向他方側の端面に形成された凹溝１４ｃに嵌合して固定されている。

保持器５には、ポケット８を形成している壁部である円弧部１３を挟んで溜まり部１５が形成されている。溜まり部１５は、隣り合う円弧部１３の間に形成された複数の溝部１５ａと、隣り合う溝部１５ａ同士を連通する連通部１５ｂとにより形成されている。

溝部１５ａは、図３及び図４に示すように、隣り合う円弧部１３の外周面と、連結部１４の円環部１４ａ及び環状部１４ｂと、蓋部材１２とにより区画形成されている。連通部１５ｂは、円弧部１３の底部に形成された外周面と、これに対向する蓋部材１２の内面と、連結部１４の環状部１４ｂとにより区画形成されている（図１も参照）。

図４に示すように、保持器５には、溜まり部１５の径方向内側を開口させた開口部１６が形成されている。また、連結部１４の環状部１４ｂは、溜まり部１５の径方向外側を遮蔽する遮蔽部として機能する。

図３において、円弧部１３には、溜まり部１５とポケット８とを連通する連通孔１７が形成されている。連通孔１７は、各円弧部１３の周方向の２箇所において、当該円弧部１３の径方向に貫通して形成されている。また、本実施形態の連通孔１７は、図４に示すように、溜まり部１５側の開口端１７ａからポケット８側の開口端１７ｂへ向かって、軸方向に沿って真っ直ぐに形成されている。

図３において、溜まり部１５には、グリースの油分（基油）を浸透させる複数の第１浸透部材２１が設けられている。第１浸透部材２１は、溜まり部１５の各溝部１５ａに、その空間全体を満たすように嵌め込まれている（図１も参照）。第１浸透部材２１は、多孔質部材からなり、毛細管現象によってグリースの油分のみを吸い込んで保持する。

各円弧部１３の連通孔１７には、第１浸透部材２１に浸透した油分を浸透させてポケット８内に当該油分を供給するための第２浸透部材２２が設けられている。第２浸透部材２２は、連通孔１７の空間全体を満たすように当該連通孔１７に嵌め込まれている。第２浸透部材２２における溝部１５ａ側の端面２２ａは、第１浸透部材２１における円弧部１３側の外面に接触している。第２浸透部材２２は、第１浸透部材２１と同様に多孔質部材からなり、毛細管現象によって、第１浸透部材２１に浸透したグリースの油分を第２浸透部材２２に吸い込んで保持する。

第１及び第２浸透部材２１，２２に用いられる多孔質部材としては、例えばＰＶＡスポンジなどの多孔質樹脂、羊毛やフェルトなどの多孔質繊維、及び金属、セラミック、ガラスなどの粉末を焼結させてなる多孔質部材などが挙げられる。本実施形態では、第２浸透部材２２は、第１浸透部材２１よりも油分の保持能力が低くなるように、第１浸透部材２１よりも油分の浸透性が高い多孔質部材が用いられている。

以上、第１実施形態の転がり軸受１によれば、溜まり部１５の第１浸透部材２１に浸透したグリースの油分は円弧部１３の連通孔１７に設けられた第２浸透部材２２に浸透してポケット８内に供給される。このため、ポケット８内にはグリースの油分のみが供給されるので、従来のようにグリースの塊がポケット８内に供給されるのを防止することができる。これにより、ポケット８内に余剰のグリースが供給されるのを防止することができるので、軸受トルクが増大するのを抑制することができる。

また、第２浸透部材２２は、第１浸透部材２１よりも油分の保持能力が低いので、第２浸透部材２２に浸透した油分は第１浸透部材２１に浸透した油分よりも外部へ流出し易い。このため、保持器５の回転に伴う遠心力が作用することで、第２浸透部材２２に浸透した油分はポケット８内に流出し易くなる。さらにその結果、第１浸透部材２１と第２浸透部材２２との間で油分の濃度勾配が生じるので、第１浸透部材２１に浸透した油分が第２浸透部材２２に浸透し易くなる。したがって、上記濃度勾配及び遠心力によって、グリースの油分が第１浸透部材２１から第２浸透部材２２に浸透してポケット８内に向かう流れが生じるので、長期間にわたり安定した潤滑性能を維持することができる。

また、溜まり部１５の径方向外側は遮蔽部（環状部１４ｂ）により遮蔽されているので、保持器５の回転に伴う遠心力によって溜まり部１５内の第１浸透部材２１に浸透している油分が径方向外側へ流出するのを抑制することができる。また、溜まり部１５の径方向内側は開口部１６により開口しているので、当該径方向内側を遮蔽する部材が不要となり、その分だけ溜まり部１５の容積を増加させることができる。

図５は、連通孔１７の変形例を示す保持器５の軸方向断面図である。本変形例の連通孔１７は、溜まり部１５側の開口端１７ａからポケット８側の開口端１７ｂへ向かうに従って、保持器５の径方向外側（図５では上側）へ向かうように傾斜して形成されている。これにより、連通孔１７内に設けられた第２浸透部材２２（図３参照）に浸透した油分は、保持器５の回転に伴う遠心力によって、連通孔１７のポケット８側の開口端１７ｂに向けて流れ易くなるので、さらに安定した潤滑性能を維持することができる。

図６は、保持器本体１１の連結部１４の変形例を示す保持器５の軸方向断面図である。本変形例の連結部１４は、軸方向断面視においてコ字型に形成されている。具体的には、連結部１４は、軸方向一方側（図６では右側）に形成された円環部１４ａと、その円環部１４ａの径方向両端部からそれぞれ軸方向他方側（図６では左側）に向かって延びる第１環状部１４ｂ及び第２環状部１４ｄとを有している。これにより、本変形例における溜まり部１５の溝部１５ａは、隣り合う円弧部１３の外周面（図３参照）と、円環部１４ａと、第１及び第２環状部１４ｂ，１４ｄと、蓋部材１２とにより区画形成されている。

なお、今回開示した実施形態は例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内での全ての変更が含まれる。例えば、本実施形態における第２浸透部材２２は、第１浸透部材２１よりも浸透性が高い多孔質部材を用いているが、第１浸透部材２１と同じ浸透性を有する多孔質部材を用いても良い。また、本実施形態の保持器５は、冠型保持器として説明したが、壁部を挟んでポケットと溜まり部とを形成できるものであれば、他の種類の保持器であっても良い。また、本発明は、玉軸受以外に、ころ軸受等の他の転がり軸受にも適用することができる。

１：転がり軸受、２：内輪、２ａ：内輪軌道面、３：外輪、３ａ：外輪軌道面、４：玉（転動体）、５：保持器、８：ポケット、１３ 円弧部（壁部）、１４ｂ 環状部（遮蔽部）、１５：溜まり部、１６ 開口部、１７：連通孔、１７ａ：溜まり部側の開口端、１７ｂ：ポケット側の開口端、２１：第１浸透部材、２２：第２浸透部材

Claims (4)

1. 内輪軌道面を有する内輪と、
   前記内輪軌道面に対向する外輪軌道面を有する外輪と、
   前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動可能に配置された複数の転動体と、
   前記転動体を収容するポケットが周方向に所定間隔をおいて複数形成された保持器と、を備えた転がり軸受であって、
   前記保持器に、前記ポケットを形成している壁部を挟んで溜まり部が形成され、
   前記壁部に、前記溜まり部と前記ポケットとを連通する連通孔が形成され、
   前記溜まり部に、潤滑剤の油分を浸透させる第１浸透部材が設けられ、
   前記連通孔に、前記第１浸透部材に浸透した前記油分を浸透させて前記ポケット内に当該油分を供給し得る第２浸透部材が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記第２浸透部材は、前記第１浸透部材よりも前記油分の浸透性が高い請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記保持器には、前記溜まり部の径方向外側を遮蔽した遮蔽部が形成されているとともに、前記溜まり部の径方向内側を開口させた開口部が形成されている請求項１又は２に記載の転がり軸受。
4. 前記連通孔は、前記溜まり部側の開口端から前記ポケット側の開口端へ向かうに従って、前記保持器の径方向外側へ向かうように傾斜している請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受。

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