JP2024002516A - 保持器付き軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】冠型保持器の爪部の剛性を確保しつつ、内輪や外輪との接触による摩耗を抑制することが可能な保持器付き軸受を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明にかかる保持器付き軸受の代表的な構成は、内輪１１０と、外輪１２０と、内輪１１０および外輪１２０間を転動する転動体１３０と、転動体１３０を保持する樹脂製の冠型保持器（保持器１４０）とを備え、保持器１４０は、内輪１１０または外輪１２０の一方とラジアル方向に接触するラジアルガイド面１５０を有し、ラジアルガイド面１５０には膜厚をコントロールする溝１５２を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製の冠型保持器を備える保持器付き軸受に関する。

軸受は保持器を用いるのが一般的である。保持器は、複数のポケットそれぞれに転動体（玉やころ）を保持することで、転動体の間隔を保ち、また転動体同士がこすれないようにする役割を有している。用いられる保持器はさまざまな形状のものがあるが、そのひとつとして冠型保持器がある。

例えば特許文献１には、「外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、内輪軌道溝及び外輪軌道溝間に転動自在に配置された複数の玉と、玉を回転自在に保持する複数のポケットを有する樹脂製の冠型保持器と、を備える多点接触玉軸受」が開示されている。特に特許文献１の冠型保持器は、その内周面と外周面の少なくとも一方に径方向に突出する抜け止め部を備え、内輪の外周面と外輪の内周面の少なくとも一方は、抜け止め部と係合することで冠型保持器が軸受外へ抜け出ることを防止する凹溝を備えている。

特開２０２０－１２２５５６号公報

上述した樹脂製の冠型保持器は、金属製の保持器（プレス保持器とも称される）に比して軽量化することができるという利点がある。一方、冠型の保持器（特にその爪部）では、高速回転時に遠心力によって変形して転動体（玉やころ）との接触による摩耗が生じるという課題があった。高速回転時における摩耗への対策としては、樹脂製の冠型保持器の爪部を軽量化すること（爪の肉厚を薄くする、ブリッジ形状を変更する等）が考えられる。

しかしながら、爪部を軽量化すると、爪部の剛性が低下するため、転動体との接触による破損や変形を抑制する効果を十分に得ることができず、また組付の難易度が高くなってしまう。そこで冠型保持器を、ボールガイドではなく内輪ガイドまたは外輪ガイドにすれば転動体との接触による摩耗や損傷を好適に抑制できると考えられるが、この場合、冠型保持器において内輪や外輪との接触面積が増えるため、接触箇所の摩耗やトルクの増大が生じることが懸念される。

本発明は、このような課題に鑑み、冠型保持器の爪部の剛性を確保しつつ、内輪や外輪との接触による摩耗を抑制することが可能な保持器付き軸受を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる保持器付き軸受の代表的な構成は、内輪と、外輪と、内輪および外輪間を転動する転動体と、転動体を保持する樹脂製の冠型保持器とを備え、保持器は、内輪または外輪の一方とラジアル方向に接触するラジアルガイド面を有し、ラジアルガイド面には膜厚をコントロールする溝を有することを特徴とする。

上記冠型保持器は、さらに、内輪または外輪の他方とアキシャル方向に接触するアキシャルガイド面を有し、アキシャルガイド面には冠型保持器の回転によって潤滑油を外部に排出する溝が形成されているとよい。

上記ラジアルガイド面に形成された溝は、ラジアルガイド面の幅方向両側（すなわち軸方向両側）に連通しているとよい。また上記ラジアルガイド面に形成された溝は、周方向に伸びる線状であってもよい。また上記ラジアルガイド面に形成された溝は、周方向に不連続な破線状であってもよい。

上記冠型保持器は、ラジアルガイド面に隣接していて転動体に近づくにしたがって内輪または外輪との間隔が広くなるテーパ面を有するとよい。

本発明によれば、冠型保持器の爪部の剛性を確保しつつ、内輪や外輪との接触による摩耗を抑制することが可能な保持器付き軸受を提供することができる。

本実施形態にかかる保持器付き軸受を説明する図である。 図１の保持器の全体斜視図である。 溝の形状を例示する図である。 本実施形態にかかる保持器付き軸受の他の例を説明する図である。 図４の保持器の全体斜視図である。 本実施形態にかかる保持器付き軸受の他の例を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる保持器付き軸受（以下、軸受１００と称する）を説明する図である。図１に示すように本実施形態の軸受１００は、内輪１１０と、外輪１２０と、内輪１１０および外輪１２０間を転動する転動体１３０と、転動体１３０を保持する樹脂製の冠型保持器（以下、保持器１４０と称する）を備える。なお、本実施形態では、保持器１００に組み込む転動体１３０の例として玉（不図示）を例示するが、これに限定するものではなく、転動体１３０としてころを用いて本発明を適用することも可能である。

図２は、図１の保持器１４０の全体斜視図である。図２に示す保持器１００は、ナイロン（ポリアミド合成樹脂）やＡＢＳなどの樹脂製であり、円環部１４２、基部１４４および爪部１４６を含んで構成される。

円環部１４２は、軸受１００の軸心を中心とした環状の部位である。基部１４４は、円環部１４２から軸方向に突出していて、その先端には爪部１４６が形成されている。これらの円環部１４２、基部１４４、爪部１４６によって、基部１４４の周方向に転動体１３０を保持するポケット１４８が形成される。

図１および図２に示すように保持器１４０は、内輪１１０または外輪１２０の一方（本実施形態では内輪１１０を例示）とラジアル方向に接触するラジアルガイド面１５０を有する。すなわち保持器１４０は、内輪１１０によって位置規制されながら回転する内輪ガイドの保持器である。これにより、ポケットすきま（転動体１３０とポケット１４８の間のクリアランス）を大きめに取ることができるため、仮に基部１４４および爪部１４６が遠心力で撓んだとしても転動体１３０に強く接触しないので、保持器１４０（特にその爪部１４６）の転動体１３０との摩擦による損傷を好適に防ぐことができる。またポケット１４８に転動体１３０を挿入しやすくなるため、基部１４４および爪部１４６の剛性を高くして、撓みにくくすることが可能である。

本実施形態の軸受１００の特徴として、保持器１４０のラジアルガイド面１５０には「潤滑油の膜厚をコントロールする溝１５２」が形成されている。図２では、ラジアルガイド面１５０の幅方向両側に連通するＸ状の溝１５２を例示している。

かかる構成によれば、高速回転した際に溝１５２に潤滑油が入り込み、そしてラジアルガイド面１５０と内輪１１０との間に潤滑油の皮膜が形成されるため、確実に潤滑を行うことができる。このとき溝１５２の角度や密度によって膜厚が適切にコントロールされる。したがって、潤滑油の膜によって高い潤滑性を確保することができ、保持器１４０を内輪ガイドや外輪ガイドにした場合に懸念される「内輪１１０や外輪１２０との接触による保持器１４０の摩耗」を抑制することが可能となる。

図３は、溝の形状を例示する図である。図３（ａ）の溝１５２は、図２にも例示されている「ラジアルガイド面１５０の幅方向両側に連通するＸ状の溝」である。図３（ｂ）の溝１５４は、「ラジアルガイド面１５０の幅方向両側に連通するＶ状の溝」である。Ｖ状の端が回転方向に向かって傾斜している場合に、より多くの潤滑油を取り込むことができる。

図３（ｃ）の溝１５６は、「保持器１４０の周方向に不連続な破線状の溝」である。図３（ｄ）の溝１５８は、「保持器１４０の周方向に伸びる線状の溝」である。これらの形状の溝によっても上述した効果を得ることが可能である。溝１５６、１５８はラジアルガイド面１５０の外側に連通していないが、油溜まりとして機能する。ラジアルガイド面１５０は短い円筒形状であり、内輪１１０にかぶせられたスリーブの状態となっているため、一方向に寄っているとき（こすれているとき）は、他方側は隙間が大きめに空くことになる。隙間が大きめに開いている側でラジアルガイド面１５０と内輪１１０の間に潤滑油が入り込み、溝１５６、１５８に潤滑油が保有されて、隙間が狭い側（接触している側）で油膜を形成する。このようにして、ラジアルガイド面１５０の油膜を切らすことなく安定して潤滑油を供給することができる。

図４は、本実施形態にかかる保持器付き軸受の他の例を説明する図である。図５は、図４の保持器２４０の全体斜視図である。なお、先に説明した軸受１００と共通する部材については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図４に示す保持器付き軸受（以下、軸受２００と称する）が備える冠型保持器（以下、保持器２４０と称する）は、円環部１４２の外周面から立設する円盤部２４２を有し、円盤部２４２、および内輪１１０または外輪１２０の他方（本実施形態では外輪１２０を例示）とアキシャル方向に接触するアキシャルガイド面２５０を有する。外輪１２０には、大径部１２２と、アキシャルガイド面２５０が当接する段部１２４が形成されている。

図４および図５に示すように、保持器２４０のアキシャルガイド面２５０には、保持器２４０の回転によって潤滑油を外部に排出する溝２５２が形成されている。図５では溝２５２は放射状の溝を例示している。これにより、保持器２４０と外輪１２０との間にも適切な厚みの油膜が形成されるため、かかる保持器２４０と外輪１２０との摩擦を抑制することができる。またかかる構成によれば、保持器２４０と内輪１１０および外輪１２０との間が、潤滑油の油膜によって封止された状態となる。また、遠心力によって転動体１３０の近傍から円盤部２４２の外縁に向かう潤滑油の流れが形成される。このため、保持器２４０の内部への異物の進入を好適に防ぐことが可能となる。

図６は、本実施形態にかかる保持器付き軸受の他の例を説明する図である。図６に示す保持器付き軸受（以下、軸受３００と称する）が備える冠保持器（以下、保持器３４０と称する）は、ラジアルガイド面１５０に加えて、「ラジアルガイド面１５０に隣接していて転動体１３０に近づくにしたがって内輪１１０または外輪１２０（本実施形態では内輪１１０を例示）との間隔が広くなるテーパ面３５０」を有する。換言すれば、図２に示したラジアルガイド面１５０の一部をテーパ面３５０に変えた構造である。

上記構成によれば、潤滑油は、間隔が広い内輪１１０とテーパ面３５０との間を通過し、内輪１１０とラジアルガイド面１５０との隙間に流れ込む。これにより、保持器３４０から外部に向かう潤滑油の流れが形成されるため、上述した効果に加えて、ラジアルガイド面１５０と内輪１１０の摺動面に外部からの異物が混入することを好適に防ぐことが可能となる。

なお本実施形態では保持器を内輪ガイドとする構成を例示したが、これに限定するものではない。保持器を外輪ガイドとした場合も同様の効果を得ることができる。この場合、保持器のラジアルガイド面は外輪とラジアル方向に接触する面であり、保持器のアキシャルガイド面は内輪とアキシャル方向に接触する面である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、内輪と、外輪と、内輪および外輪間を転動する転動体と、転動体を保持する樹脂製の冠型保持器とを備える保持器付き軸受として利用することができる。

１００…軸受、１１０…内輪、１２０…外輪、１２２…大径部、１２４…段部、１３０…転動体、１４０…保持器、１４２…円環部、１４４…基部、１４６…爪部、１４８…ポケット、１５０…ラジアルガイド面、１５２…溝、１５４…溝、１５６…溝、１５８…溝、２００…軸受、２４０…保持器、２４２…円盤部、２５０…アキシャルガイド面、２５２…溝、３００…軸受、３４０…保持器、３５０…テーパ面

Claims (6)

1. 内輪と、外輪と、前記内輪および前記外輪間を転動する転動体と、転動体を保持する樹脂製の冠型保持器とを備え、
   前記冠型保持器は、前記内輪または前記外輪の一方とラジアル方向に接触するラジアルガイド面を有し、
   前記ラジアルガイド面には膜厚をコントロールする溝が形成されていることを特徴とする保持器付き軸受。
2. 前記冠型保持器は、さらに、前記内輪または前記外輪の他方とアキシャル方向に接触するアキシャルガイド面を有し、
   前記アキシャルガイド面には前記冠型保持器の回転によって潤滑油を外部に排出する溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の保持器付き軸受。
3. 前記ラジアルガイド面に形成された前記溝は、前記ラジアルガイド面の幅方向両側に連通することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持器付き軸受。
4. 前記ラジアルガイド面に形成された前記溝は、周方向に伸びる線状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持器付き軸受。
5. 前記ラジアルガイド面に形成された前記溝は、周方向に不連続な破線状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持器付き軸受。
6. 前記冠型保持器は、前記ラジアルガイド面に隣接していて前記転動体に近づくにしたがって前記内輪または前記外輪との間隔が広くなるテーパ面を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持器付き軸受。

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