JP2017089754A

JP2017089754A - 転がり軸受

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Publication number: JP2017089754A
Application number: JP2015220552A
Authority: JP
Inventors: 谷口　陽三; Yozo Taniguchi; 陽三谷口
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-05-25

Abstract

【課題】軌道と転動体との間への異物の侵入を抑制し、耐久性を高めた転がり軸受を提供する。
【解決手段】外輪と、内輪と、複数の転動体１３と、保持器１４とを備え、保持器１４が、周方向に間隔をあけて設けられた複数の柱部３２と、円環状に形成されかつ柱部３２の軸方向端部を互いに接続する環状部３１とを有し、環状部３１と柱部３２とによって形成されたポケット３３に転動体１３が保持され、保持器１４には、柱部３２が接続された側とは反対側の環状部３１の軸方向一方側の端面３１ａにおいて開放しかつ前記端面３１ａよりも軸方向他方側に底部を有しかつ径方向の外側において閉じた形状を有しており、内部に入り込んだ潤滑油に含まれる異物を保持する保持凹部４１〜４３が形成されており、保持凹部４１〜４３の底部には、軸方向一方側又は周方向に向いた２つの隣接する面の間に９０度以下の角度をなすコーナー部４４〜４６が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、転動体を保持する保持器を備えた転がり軸受に関する。

特許文献１には、自動車のトランスミッション等に用いられる転がり軸受が開示されている。この転がり軸受には、転動体である玉を保持する保持器として、いわゆる片抱きタイプの保持器（冠型保持器）が用いられている。また、この転がり軸受は、軸方向にオイルが供給されることによって潤滑されている。

特開２００８−１８５１４１号公報

トランスミッションの内部では、ギヤの摩耗粉のような異物がオイルに混入することがある。この場合、転がり軸受には、異物を含んだオイルが供給される。しかし、転がり軸受の内部に異物が入り込むと、軌道と転動体との間に異物が噛み込まれ、軌道に圧痕が生じたり、圧痕を起点として軌道に亀裂や剥離が生じたりする可能性がある。そのため、軌道と転動体との間への異物の侵入は転がり軸受の耐久性低下の原因となる。

本発明は、軌道と転動体との間への異物の侵入を抑制し、耐久性を高め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、内周に軌道を有する外輪と、外周に軌道を有する内輪と、前記外輪の軌道と前記内輪の軌道との間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記複数の転動体の周方向の間隔を保持する保持器とを備え、前記保持器が、周方向に間隔をあけて設けられた複数の柱部と、円環状に形成されるとともに前記柱部の軸方向端部を互いに接続する環状部とを有し、前記環状部と前記柱部とによって形成されたポケットに前記転動体が保持されている転がり軸受であって、前記保持器には、前記柱部が接続された側とは反対側の前記環状部の軸方向一方側の端面において開放しかつ前記端面よりも軸方向他方側に底部を有しかつ径方向外側に内側面を有し、内部に入り込んだ潤滑油に含まれる異物を保持する保持凹部が形成されており、前記保持凹部の底部には、軸方向一方側又は周方向に向いた２つの隣接する面の間に９０度以下の角度をなすコーナー部が設けられていることを特徴とする。

本発明の転がり軸受によれば、保持器に、潤滑油に含まれる異物を保持するための保持凹部が形成されているので、内輪及び外輪の軌道と転動体との間への異物の侵入を抑制し、軌道や転動体の損傷を防止して転がり軸受の耐久性を向上させることができる。

本発明によれば、軌道と転動体との間への異物の侵入を抑制し、転がり軸受の耐久性を高めることができる。

第１の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。保持器の一部を示す斜視図である。保持器の環状部の一部を軸方向一方側から見た側面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。図３のＢ−Ｂ線断面図である。第２の実施形態に係る転がり軸受の保持器における、図４に相当する保持凹部の断面図である。第３の実施形態に係る転がり軸受の保持器における、図４に相当する保持凹部の断面図である。第４の実施形態に係る転がり軸受の保持器における、図４に相当する保持凹部の断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。転がり軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、複数の転動体１３と、保持器１４とを備えている。外輪１１は、円環状に形成され、内周面に軌道２１を有している。内輪１２も円環状に形成され、外周面に軌道２２を有している。内輪１２は、外輪１１の径方向内側に外輪１１と同心状に配置されている。外輪１１の軌道２１と内輪１２の軌道２２とは径方向に対向して配置されている。

転動体１３は、玉である。複数の転動体１３は、外輪１１の軌道２１と内輪１２の軌道２２との間に周方向に並べられ、両軌道２１，２２上を転動可能に配置されている。外輪１１、内輪１２、及び転動体１３は、例えば軸受鋼やステンレス鋼等の金属材料により形成されている。

図２は、保持器１４の一部を示す斜視図である。保持器１４は、複数の転動体１３の周方向の間隔を保持するために設けられている。保持器１４は、合成樹脂材料により形成され、図１及び図２に示すように、環状部３１と、複数の柱部３２とを有する片抱きタイプ（冠型）とされている。環状部３１は、円環状に形成され、外輪１１及び内輪１２と同心状に配置されている。柱部３２は、周方向に等間隔に配置されている。各柱部３２は、軸方向の端部が環状部３１の軸方向の側部に接続されている。したがって、複数の柱部３２は、互いに環状部３１によって接続されている。なお、以下の説明では、環状部３１を基準として、柱部３２が接続された側とは反対側を軸方向一方側といい、柱部３２が接続された側を軸方向他方側という。

周方向に隣接する柱部３２と、両柱部３２の間に配置された環状部３１とによって形成された空間は、転動体１３を収容するためのポケット３３とされている。ポケット３３は、環状部３１とは反対側の保持器１４の軸方向の側部において開放されている。ポケット３３の内面は、転動体１３の外面に沿った球面形状に形成されている。

図３は、保持器１４の環状部３１の一部を軸方向一方側から見た側面図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図、図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
図２〜図５に示すように、保持器１４には、背抜き部３４と呼ばれる凹部が形成されている。この背抜き部３４は、柱部３２における肉厚を減少させて保持器１４の肉厚を均一化したり軽量化したりするため等の理由で形成される。背抜き部３４は、周方向に隣接するポケット３３の間であって柱部３２に相当する位置に形成されている。背抜き部３４は、環状部３１の軸方向一方側の端面３１ａにおいて開放し、周方向両側、径方向両側、及び軸方向他方側において閉じた有底凹形状に形成されている。

図４に示すように、背抜き部３４は複数の内面３４ａ〜３４ｅを有している。背抜き部３４の内面は、周方向両側に配置された内側面３４ａ，３４ｂと、径方向両側に配置された内側面３４ｃ，３４ｄと、環状部３１の端面３１ａよりも軸方向他方側に配置された底面３４ｅとからなる。背抜き部３４の周方向両側の内側面３４ａ，３４ｂは、保持器１４の軸方向に対して互いに逆向きに傾斜している。保持器１４の周方向の一方側（矢印Ｘ方向の先方側）に配置された一方の内側面３４ａ（以下、「第１の内側面」ともいう）は、軸方向一方側ほどＸ方向の先方側に位置するように傾斜している。Ｘ方向の後方側に配置された他方の内側面３４ｂ（以下、「第２の内側面」ともいう）は、軸方向一方側ほどＸ方向の後方側に位置するように傾斜している。したがって、背抜き部３４は、軸方向一方側から軸方向他方側へ向けて漸次周方向の幅が小さくなるような略台形状に形成されている。背抜き部３４の底面３４ｅは、周方向に沿って配置され、軸方向一方側に向いている。また、図３に示すように、背抜き部３４の径方向両側の内側面３４ｃ，３４ｄは、保持器１４の軸心を中心とした円弧状の面に形成されている。なお、本明細書において、背抜き部３４の底面３４ｅ付近や、この底面３４ｅと各内側面３４ａ〜ｄとの境界部付近のことを背抜き部３４の底部ともいう。

背抜き部３４の内部には、壁部３６，３７が設けられている。壁部３６，３７は、板状に形成され、背抜き部３４の内部空間を複数の空間に区画している。壁部３６，３７は、保持器１４の径方向及び軸方向に沿って配置されている。本実施形態では、２つの壁部３６，３７が周方向に間隔をあけて設けられており、背抜き部３４の内部が周方向に関して３つの空間に区画されている。なお、保持器１４は、合成樹脂の射出成形等によって金型成形され、第１及び第２の壁部３６，３７は、背抜き部３４を金型によって成形する際に同時に成形される。

図４に示すように、保持器１４のＸ方向の先方側に位置する一方の壁部３６（以下、「第１の壁部」ともいう）は、軸方向他方側の端部が、Ｘ方向の先方側に位置する背抜き部３４の第１の内側面３４ａと、背抜き部３４の底面３４ｅとの境界部分に接続されている。Ｘ方向の後方側に位置する他方の壁部３７（以下、「第２の壁部」ともいう）は、軸方向他方側の端部が、Ｘ方向の後方側に位置する背抜き部３４の第２の内側面３４ｂと、背抜き部３４の底面３４ｅとの境界部分に接続されている。したがって、壁部３６，３７は、いずれも背抜き部３４の底部から軸方向一方側へ向けて延在している。

第１及び第２の壁部３６，３７の軸方向一方側の端部は、保持器１４の環状部３１における軸方向一方側の端面３１ａよりも若干軸方向他方側へ向けて後退した位置に配置されている。図３に示すように、第１の壁部３６及び第２の壁部３７の径方向の両端は、それぞれ背抜き部３４の径方向の内側面３４ｃ，３４ｄに接続されている。

図３及び図４に示すように、第１の壁部３６の一側面３６ａと、背抜き部３４の第１の内側面３４ａと、背抜き部３４の径方向両内側面３４ｃ，３４ｄとによって囲まれた空間は、潤滑油に含まれる摩耗粉等の異物Ｐを保持可能な第１の保持凹部４１を構成している。また、第２の壁部３７の一側面３７ａと、背抜き部３４の第２の内側面３４ｂと、背抜き部３４の径方向両内側面３４ｃ，３４ｄとによって囲まれた空間は、当該異物Ｐを保持可能な第２の保持凹部４２を構成している。

図４に示すように、第１の壁部３６の一側面３６ａと、背抜き部３４の第１の内側面３４ａとは、いずれも周方向に向けて配置され、第１の保持凹部４１の底部において交差することによって隣接して配置されている。したがって、第１の保持凹部４１の底部には、第１の壁部３６の一側面３６ａと背抜き部３４の第１の内側面３４ａとの交差により第１のコーナー部４４が形成されている。第１のコーナー部４４の角度θ１は鋭角であり、例えば約３０°に設定されている。

第２の壁部３７の一側面３７ａと、背抜き部３４の第２の内側面３４ｂとは、いずれも周方向に向けて配置され、第２の保持凹部４２の底部において交差することによって隣接して配置されている。したがって、第２の保持凹部４２の底部には、第２の壁部３７の一側面３７ａと背抜き部３４の第２の内側面３４ｂとの交差により第２のコーナー部４５が形成されている。第２のコーナー部４５の角度θ２は鋭角であり、例えば約３０°に設定されている。なお、角度θ１，θ２は、例えば、１０°以上６０°以下の範囲で設定することができる。

本実施形態の保持器１４は、潤滑油によって潤滑されている。例えば、図１に示すように、転がり軸受１０の内部へ向けて矢印Ｄ方向に流れる潤滑油によって潤滑されている。
図４において、保持器１４がＸ方向に回転すると、潤滑油は、保持器１４に相対してＸ方向とは反対方向へ流動する。そして、図４に点線矢印Ｙで示すように、保持器１４の軸方向一方側の端面３１ａ付近を流れる潤滑油は、背抜き部３４の第１の内側面３４ａに沿って第１の保持凹部４１内に入り込んだ後、第１の壁部３６の一側面３６ａに沿って第１の保持凹部４１から流出する。このとき、潤滑油に含まれる摩耗粉等の異物Ｐは、第１の保持凹部４１の底部に到ったときにコーナー部４４に入り込むことによって捕捉され、保持される。そのため、外輪１１及び内輪１２の軌道２１，２２と転動体１３との間への異物Ｐの侵入を抑制することができ、軌道２１，２２や転動体１３に圧痕、亀裂、剥離等が生じるのを防止して転がり軸受１０の耐久性を高めることができる。

第１の保持凹部４１は、保持器１４の回転方向Ｘの先方側に配置された第１の内側面３４ａが、軸方向一方側ほど回転方向Ｘの先方側へ位置するように傾斜している。そのため、潤滑油が第１の保持凹部４１内に流入し易くなっている。また、第１の保持凹部４１は、保持器１４の回転方向Ｘの後方側に配置された第１の壁部３６の一側面３６ａが軸方向に沿って配置されている。そのため、第１の保持凹部４１内に流入した潤滑油の流れが第１の壁部３６に遮られ、異物Ｐを第１の保持凹部４１内に滞留させやすくなっている。このような作用によって、第１の保持凹部４１の底部に異物Ｐが保持されやすくなる。

第１の保持凹部４１の底部に形成されたコーナー部４４は、鋭角に形成されているので、当該コーナー部４４に異物Ｐがより保持されやすくなり、異物Ｐの保持能力を高めることができる。
第２の保持凹部４２は、保持器１４の回転方向Ｘの先方側に配置された第２の壁部３７の一側面３７ａが軸方向に沿って配置されている。そのため、第１の保持凹部４１に比べて潤滑油が流入し難くなる。また、回転方向Ｘの後方側に配置された背抜き部３４の第２の内側面３４ｂは、回転方向Ｘの後方側ほど軸方向一方側に位置するように傾斜する傾斜面に形成されている。そのため、第２の保持凹部４２に流入した潤滑油が流出し易くなる。以上より、第２の保持凹部４２は、第１の保持凹部４１に比べて異物Ｐを保持する能力が若干低くなる。しかしながら、第２の保持凹部４２内に潤滑油が流入するかぎり、コーナー部４５に異物Ｐを保持することが可能である。なお、保持器１４の回転方向が反転した場合、第１の保持凹部４１と第２の保持凹部４２との作用が逆になり、第２の保持凹部４２における異物Ｐの保持がより促進される。

また、第１の壁部３６と第２の壁部３７との間に形成される凹部（第３の保持凹部）４３は、底部に９０°の角度をなすコーナー部４６が形成された第３の保持凹部４３を構成する。この第３の保持凹部４３にも異物Ｐを保持させることができる。
第１及び第２の壁部３６，３７は、背抜き部３４内に設けられることによって柱部３２の強度を高めることができる。
本実施形態では、保持器１４の環状部３１に形成された背抜き部３４を利用して保持凹部４１〜４３が形成されている。そのため、背抜き部を有する従来の保持器から少ない設計変更で容易に保持凹部４１〜４３を形成することができる。

［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る転がり軸受の保持器における、図４に相当する保持凹部の断面図である。
前述した第１の実施形態では、背抜き部３４の内部に２つの壁部３６，３７が設けられていたが、第２の実施形態では、背抜き部３４の内部に壁部として機能する直方体形状のブロック部３８が設けられている。そして、背抜き部３４の第１の内側面３４ａとブロック部３８の一側面３８ａと背抜き部３４の径方向両内側面３４ｃ，３４ｄによって第１の保持凹部４１が形成されている。また、背抜き部３４の第２の内側面３４ｂとブロック部３８の他側面３８ｂと背抜き部３４の径方向両内側面３４ｃ，３４ｄによって第２の保持凹部４２が形成されている。

本実施形態では、背抜き部３４の大部分がブロック部３８によって埋め尽くされ、背抜き部３４が第１，第２の保持凹部４１，４２のみによって構成されているといえる。
本実施形態のその他の構成は、第１の実施形態と同様であり、第１及び第２の保持凹部４１，４２は、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。

［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に係る転がり軸受の保持器における、図４に相当する保持凹部の断面図である。
前述した第１の実施形態では、背抜き部３４の内部に設けられた２つの壁部３６，３７が、軸方向及び径方向に均一な厚さを有するものとされていた。これに対して、第３の実施形態では、２つの壁部３６，３７が軸方向一方側ほど肉厚が小さくなるような断面台形状に形成されている。そして、第３の実施形態においても、２つの壁部３６，３７によって区画された背抜き部３４の内部空間によって第１及び第２の保持凹部４１，４２が形成されている。

第３の実施形態では、第１及び第２の壁部３６，３７と背抜き部３４の第１及び第２の内側面３４ａ，３４ｂと間のコーナー部４４，４５の角度θ１，θ２が、第１の実施形態に比べて僅かに大きくなり、異物を保持する作用が若干低下するものの、十分に異物Ｐを保持することが可能となっている。
また、本実施形態では、壁部３６，３７が軸方向一方側ほど肉厚が小さくなるように断面台形状に形成されているので、保持器１４を金型成形する場合に、背抜き部３４及び壁部３６，３７を成形するための金型を離脱させやすくなる。したがって、保持器１４の成形性を高めることができる。

［第４の実施形態］
図８は、第４の実施形態に係る転がり軸受の保持器における、図４に相当する保持凹部の断面図である。
第４の実施形態では、第１及び第２の壁部３６，３７が、背抜き部３４の内側面３４ａ，３４ｂから若干周方向に離れ、軸方向他方側の端部が底面３４ｅに接続されている。第１、第２の壁部３６，３７の一側面３６ａ，３７ａと、背抜き部３４の底面３４ｅとの間のコーナー部４４，４５がなす角度は９０°とされている。
本実施形態においては、第１及び第２の壁部３６，３７の側面と、背抜き部３４の底面３４ｅとの間に形成されるコーナー部４４，４５，４６に異物Ｐを保持することが可能となる。

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、上記各実施形態の保持凹部は、保持器の軸方向一方側の端面において開放され、軸方向他方側、周方向両側、及び径方向両側において閉じた形状とされていたが、径方向内側において開放されていてもよい。保持器の回転によって異物には径方向外方への遠心力が付与されるので、保持凹部の径方向内側が開放されていたとしても、異物を保持できるからである。

本発明の保持器は、上記実施形態で説明したような片抱きタイプ（冠型）のものに限らず、軸方向両側に環状部を備えた両抱きタイプのものであってもよい。この場合、双方の環状部に保持凹部を形成することができる。また、両抱きタイプの保持器である場合、軸方向の中央において２分割された分割型保持器であってもよい。
本発明の転がり軸受は、転動体として玉を備えたものに限らず、ころ（円筒ころ、円錐ころ等）を備えたものであってもよい。また、保持器は、合成樹脂製に限らず、金属製等であってもよい。

１０：転がり軸受、１１：外輪、１２：内輪、１３：転動体、１４：保持器、２１：軌道、２２：軌道、３１：環状部、３２：柱部、３３：ポケット、３４：背抜き部、３４ａ：第１の内側面、３４ｂ：第２の内側面、３４ｅ：底面、３６：第１の壁部、３６ａ：一側面、３７：第２の壁部、３７ａ：一側面、４１：第１の保持凹部、４２：第２の保持凹部、４３：第３の保持凹部、４４：第１のコーナー部、４５：第２のコーナー部、４６：コーナー部、Ｐ：異物

Claims

内周に軌道を有する外輪と、外周に軌道を有する内輪と、前記外輪の軌道と前記内輪の軌道との間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記複数の転動体の周方向の間隔を保持する保持器とを備え、前記保持器が、周方向に間隔をあけて設けられた複数の柱部と、円環状に形成されるとともに前記柱部の軸方向端部を互いに接続する環状部とを有し、前記環状部と前記柱部とによって形成されたポケットに前記転動体が保持されている転がり軸受であって、
前記保持器には、前記柱部が接続された側とは反対側の前記環状部の軸方向一方側の端面において開放しかつ前記端面よりも軸方向他方側に底部を有しかつ径方向外側に内側面を有し、内部に入り込んだ潤滑油に含まれる異物を保持する保持凹部が形成されており、
前記保持凹部の底部には、軸方向一方側又は周方向に向いた２つの隣接する面の間に９０度以下の角度をなすコーナー部が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
前記コーナー部は、鋭角をなして形成されている、請求項１に記載の転がり軸受。
前記環状部の軸方向一方側の端面に、軸方向他方側へ向けて凹み、かつ軸方向一方側における周方向の幅が軸方向他方側における周方向の幅よりも大きく形成された台形状の背抜き部が形成され、
前記背抜き部の内部に、前記背抜き部の底部から軸方向一方側へ延在する１又は複数の壁部が設けられ、
前記保持凹部が、前記背抜き部の内面と、前記壁部の側面とによって構成されている、請求項１又は２に記載の転がり軸受。
前記保持器の回転方向における先方側に配置された前記保持凹部の周方向一方の側面が、軸方向一方側ほど前記先方側に位置するように傾斜する傾斜面に形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受。