JP3795156B2 - Resin rolling bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製の軌道輪を有する樹脂製転がり軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
樹脂製転がり軸受とは、一般的に、内・外輪などの軌道輪を合成樹脂で形成し、転動体を金属、合成樹脂、セラミックス、ガラスなどで形成したものを言い、例えば特開平8−135662号公報などに示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような樹脂製転がり軸受は、主として軽負荷の回転部に使用する軽量な軸受として有用なものであるが、軌道輪の素材である樹脂の物性に起因して下記するような不具合が指摘される。
【0004】
▲1▼ 樹脂製の軌道輪の弾性率が小さいために、金属製転がり軸受に比較して剛性が低く、また、外力を受けた際の弾性変形も大きい。このように弾性変形した部分はその逃げ場所がないので、それによって軌道面が盛り上がるなど悪影響を受けやすく、転動体それぞれの転がり円滑性が低下するなど、軸受性能が損なわれる。
【0005】
▲2▼ 軌道輪を成形により製作する場合には、成形収縮により寸法精度が低下しやすいために、実装時の嵌め合い不良が発生しやすくなる。
【0006】
▲3▼ 熱伝導率が小さいために、蓄熱しやすいなど、軌道面が変形するおそれがある。
【0007】
なお、上記公報例では、軌道輪を軸方向両側から挟持固定する場合などにかかるアキシャル荷重で軌道面が湾曲変形するのを緩和する対策が講じられているものの、実際の軸受使用状況では、アキシャル荷重やラジアル荷重のいずれか一方が軸受に対して純粋に働くことが少なく、多くにおいてアキシャル荷重やラジアル荷重が複合して働くため、種々な軸受使用状況を考慮すると、不十分な対策であると言え、改良の余地がある。しかも、上記公報例では、上記不具合▲2▼や▲3▼についての対策が見られない。
【0008】
したがって、本発明は、樹脂製転がり軸受において、荷重に対する軌道面の変形を抑制することを目的としている。また、本発明は、先の目的に加えて、嵌め合い部で寸法誤差を吸収できるようにすることや、さらに、放熱性を向上できるようにすることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る樹脂製転がり軸受は、樹脂製の軌道輪を外輪および内輪として有する樹脂製転がり軸受であって、前記外輪と内輪の軸方向での端面、および、前記外輪と前記内輪とのそれぞれにおいて嵌め合い面となる前記外輪の外周面と前記内輪の内周面、とのうち少なくとも一方に、弾性変形を許容するとともに弾性変形する部分の逃げとなる撓み許容部が設けられており、前記撓み許容部は、周方向および軸方向に非連続であり、且つその形状が、表面より陥没するように形成されることで周囲を肉部で囲んだ複数の凹部であることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る樹脂製転がり軸受は、樹脂製の軌道輪を外輪および内輪として有する樹脂製転がり軸受であって、前記外輪の軸方向での端面と前記外輪の外周面、および前記内輪の軸方向での端面と前記内輪の内周面の両方に、弾性変形を許容するとともに弾性変形する部分の逃げとなる撓み許容部がそれぞれ連続して設けられており、前記撓み許容部は、周方向において互いに独立する複数の筋状凹部であることを特徴とする。
【0011】
上記本発明の構成では、アキシャル荷重とラジアル荷重が働いたとき、撓み許容部の存在によって軌道輪の軸方向端部や嵌め合い部が局部的に弾性変形されやすくなり、前述の荷重による応力が分散されることになるとともに、嵌め合い面での嵌め込み応力が緩和されることになる。しかも、このように弾性変形したときに、この弾性変形した部分が撓み許容部で吸収するから、転動体を案内する軌道面に変形が伝達されにくくなる。
【0012】
また、撓み許容部を凹部または突起としていることによって、外輪や内輪の軸方向での端面や、外輪の外周面、内輪の内周面の嵌め合い面における表面積が増すから、熱の放散が促進される。
【0013】
さらに、凹部または突起を筋状とした場合では、その弾性変形が一層容易となる他、熱が放散されやすくなる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細について、図1ないし図6に示す種々な実施形態を用いて説明する。いずれの実施形態でもラジアル玉軸受を例に挙げている。
【0015】
図1および図2は本発明の実施形態1にかかり、図1は、樹脂製転がり軸受の一部を切り欠いた斜視図、図2は、上半分の縦断面図である。
【0016】
図例の樹脂製転がり軸受1は、内・外輪2,3を合成樹脂で形成し、多数の転動体4を金属で形成したもので、内・外輪2,3において外部に露出する軸方向両端部には弾性変形を許容するとともに弾性変形する部分の逃げとなる撓み許容部5,6を設けている。
【0017】
内・外輪2,3の素材とする合成樹脂は、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアミド(PA6,PA66)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などが挙げられる。また、転動体4の素材は、例えば軸受鋼、上記合成樹脂、セラミックス、ガラスなどが挙げられる。
【0018】
前述の撓み許容部5,6は、内輪2および外輪3の軸方向両端部の円周数箇所に軸方向から陥没する部分円弧状の凹部とされている。また、この凹部の深さは、内・外輪2,3において転動体4の存在する領域にまで到達しないように設定されており、内・外輪2,3の軌道面の剛性が著しく低下するのを防止するようになっている。
【0019】
このような樹脂製転がり軸受1では、内・外輪2,3の軸方向両端部での弾性変形が容易となるとともに、内・外輪2,3の軸方向両端部での表面積が増大して熱の放散を促進することになる。
【0020】
このため、この樹脂製転がり軸受1を、例えば図示しないが、ケースに対して回転軸を回転支持するために用いた場合だと、回転軸の若干の傾きによるモーメント荷重を受けたとき、内・外輪2,3の軸方向両端部が凹部からなる撓み許容部5,6の存在によって弾性変形して、前記荷重による応力が分散されることになる。しかも、この弾性変形した部分は凹部からなる撓み許容部5,6で吸収されるので、内・外輪2,3の軌道面に変形が伝達されなくなる。したがって、軌道面での転動体4の転がり特性が安定し、所期の軸受性能を発揮できるようになる。
【0021】
この他、アキシャル荷重を受けたときも、あるいはアキシャル荷重とラジアル荷重を複合して受けたときも、前述と同様の作用、効果を発揮することになる。
図3および図4は本発明の実施形態2にかかり、図3は、樹脂製転がり軸受の一部を切り欠いた斜視図、図4は、上半分の縦断面図である。
【0022】
この実施形態では、内輪2の軸方向両端部および内周部と、外輪3の軸方向両端部および外周部とに、撓み許容部5,6を設けている。
【0023】
この実施形態での撓み許容部5,6は、筋状の凹凸とされている。つまり、内輪2の撓み許容部5は、内輪2の軸方向両端部に放射方向に沿って形成される多数の径方向溝5aと、内輪2の内周部(嵌め合い部)に軸方向に沿って形成される多数の軸方向溝5bとからなり、これら径方向溝5aと軸方向溝5bの一つ一つがそれぞれ連続されている。外輪3の撓み許容部6は、外輪3の軸方向両端部に放射方向に沿って形成される多数の径方向溝6aと、外輪3の外周部(嵌め合い部)に軸方向に沿って形成される多数の軸方向溝6bとからなり、これら径方向溝6aと軸方向溝6bの一つ一つがそれぞれ連続されている。
【0024】
このような樹脂製転がり軸受1では、上記実施形態1の作用、効果に加えて、内輪2の内周部や外輪3の外周部での弾性変形が容易となるとともに、内・外輪2,3の表面積がさらに増大して熱の放散を促進することになる。
【0025】
特に、この実施形態2では、主としてラジアル荷重を受けたときにも、内・外輪2,3の軌道面に対して変形を伝達することがなくなり、結局、アキシャル荷重やラジアル荷重が複合的に作用する場合などに有効に対応できるなど、軸受使用状況での実用性において優れている。この他、図示しないケースなどに対する内・外輪2,3の嵌め合い部において、寸法誤差などにより過大な嵌め込み応力が発生してもそれを吸収、緩和することができて、嵌め合い不良を回避できるようになる。しかも、内・外輪2,3の嵌め合い部で弾性変形した部分は凹部からなる撓み許容部5,6で吸収されるので、内・外輪2,3の軌道面に変形が伝達されなくなる。
【0026】
図5および図6は本発明の実施形態3にかかり、図5は、樹脂製転がり軸受の一部を切り欠いた斜視図、図6は、上半分の縦断面図である。
【0027】
この実施形態では、内輪2の軸方向両端部および内周部と、外輪3の軸方向両端部および外周部とに、撓み許容部5,6を設けている。
【0028】
この実施形態での撓み許容部5,6は、マトリクス状に互いに独立する複数の凹部とされており、凹部の形状としてもディンプル状とされている。
【0029】
このような樹脂製転がり軸受1では、上記実施形態2の作用、効果とほぼ同様の作用、効果を発揮する。但し、この場合、内・外輪2,3の軸方向両端部や嵌め合い部が撓み許容部5,6の存在によって弾性変形するとき、その弾性変形の方向が無くなるので、荷重の作用方向に対して最も有効な形態で弾性変形しうることになり、応力分散が良好に行われることになる。
【0030】
ところで、上記実施形態1〜3の撓み許容部5,6は、内・外輪2,3を成形により製作するときに、成形金型から転写することにより得ることができる他、内・外輪2,3を製作した後で適宜の機械加工または表面処理により得ることができる。特に、成形により内・外輪2,3を製作する場合、内・外輪2,3の外周面や内周面に成形収縮が発生して寸法精度が低下しやすいが、特に実施形態2,3の場合だと、嵌め合い部での寸法誤差を吸収できるので、嵌め込み応力を効果的に分散、緩和できるようになる。
【0031】
なお、本発明は、上記実施形態1〜3のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【0033】
(1)上記各実施形態での撓み許容部5,6としての凹部や溝の断面形状は、角形、三角形、台形、半球形など、任意の形状を選択することができる。
【0034】
(2)上記実施形態2,3において、前記撓み許容部5,6を周方向の複数領域に部分的に形成することができる。
【0035】
(3)上記実施の形態2において、両端面の径方向溝5a,6aと、周面の軸方向溝5b,6bとを連続させずに独立させていてもよいし、また、両端面の径方向溝5a,6aと、周面の軸方向溝5b,6bとを周方向に位相をずらして独立させていてもよい。さらに、これらの溝は、軸方向でなく、周方向に形成してもよい。
【0036】
【発明の効果】
本発明の樹脂製転がり軸受では、樹脂製の軌道輪である外輪と内輪の軸方向での側面や、外輪の外周面および内輪の内周面に撓み許容部を設けて、これらの存在によって弾性変形を容易にしているから、アキシャル荷重やラジアル荷重あるいはモーメント荷重が作用したときの応力分散を図ることができ、軌道輪の軌道面の変形を効果的に抑制できるようになる。したがって、軌道輪の軌道面を転動する転動体の転がり特性を安定なものにでき、所期の軸受性能を発揮できるようになる。
【0037】
また、軌道輪の嵌め合い部に撓み許容部を設けている場合、例えば軌道輪を成形により製作するときに成形収縮が発生して寸法精度が低下していても、嵌め合い部での寸法誤差を吸収できるので、嵌め込み応力を分散、緩和できるようになるなど、嵌め合い不良を回避できる。
【0038】
さらに、撓み許容部を凹部とすることにより、軌道輪の表面積を増大できるようになるので、放熱効果が高めることができるなど、温度上昇の少ない耐熱性に優れた樹脂製転がり軸受にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の樹脂製転がり軸受の一部を切り欠いた斜視図
【図2】図1の樹脂製転がり軸受の上半分の縦断面図
【図3】本発明の実施形態2の樹脂製転がり軸受の一部を切り欠いた斜視図
【図4】図3の樹脂製転がり軸受の上半分の縦断面図
【図5】本発明の実施形態3の樹脂製転がり軸受の一部を切り欠いた斜視図
【図6】図5の樹脂製転がり軸受の上半分の縦断面図
【符号の説明】
1 樹脂製転がり軸受
2 内輪
3 外輪
5,6 撓み許容部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin rolling bearing having a resin ring.
[0002]
[Prior art]
The resin rolling bearing generally refers to a bearing ring such as an inner / outer ring formed of a synthetic resin and a rolling element formed of a metal, a synthetic resin, ceramics, glass or the like, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-135662. It is shown in the gazette.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the resin rolling bearing as described above is useful as a lightweight bearing mainly used for a rotating part of a light load, but the following problems are caused by the physical properties of the resin that is a material of the race ring. Is pointed out.
[0004]
(1) Since the elastic modulus of the resin bearing ring is small, the rigidity is lower than that of a metal rolling bearing, and the elastic deformation is large when an external force is applied. Since the elastically deformed portion does not have the escape location, the bearing performance is impaired such that the raceway surface is prone to be adversely affected and the rolling smoothness of each rolling element is lowered.
[0005]
{Circle around (2)} When the race is manufactured by molding, the dimensional accuracy is likely to be lowered due to molding shrinkage, so that fitting failure during mounting is likely to occur.
[0006]
(3) Since the thermal conductivity is small, there is a possibility that the raceway surface is deformed, for example, it is easy to store heat.
[0007]
In the above publication example, although measures are taken to mitigate the curved deformation of the raceway surface due to the axial load applied when the race ring is clamped and fixed from both sides in the axial direction, One of the load and radial load rarely works on the bearing, and in many cases the axial load and radial load work in combination, so it is an insufficient measure when considering various bearing use situations There is room for improvement. In addition, in the above publication example, no countermeasures for the above problems (2) and (3) are found.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to suppress deformation of the raceway surface with respect to a load in a resin rolling bearing. In addition to the above object, the present invention has an object to make it possible to absorb a dimensional error at the fitting portion and to further improve heat dissipation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A resin rolling bearing according to claim 1 of the present invention is a resin rolling bearing having a resin raceway as an outer ring and an inner ring, and includes end faces in the axial direction of the outer ring and the inner ring, and the outer ring and the the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the inner ring of the outer ring to be mating surface in each of the inner ring, at least one of the allowable portion is provided bending the relief portion is elastically deformed while permitting elastic deformation The bendable portion is discontinuous in the circumferential direction and the axial direction, and the shape thereof is a plurality of concave portions surrounded by meat portions by being formed to be recessed from the surface. Features.
A resin rolling bearing according to a second aspect of the present invention is a resin rolling bearing having a resin raceway as an outer ring and an inner ring, and includes an end surface in the axial direction of the outer ring, an outer peripheral surface of the outer ring, and the Both the end surface in the axial direction of the inner ring and the inner peripheral surface of the inner ring are provided with a bending allowance portion that continuously allows elastic deformation and escapes the elastically deforming portion, and the bending allowance portion is A plurality of streak-like recesses that are independent from each other in the circumferential direction.
[0011]
In the configuration of the present invention described above, when an axial load and a radial load are applied, the axial end portion and the fitting portion of the bearing ring are easily elastically deformed locally due to the presence of the bending allowance portion, and the stress due to the load is increased. In addition to being dispersed, the fitting stress on the mating surface is alleviated. Moreover, when elastically deforming in this way, the elastically deformed portion is absorbed by the bending allowance portion, so that it is difficult for the deformation to be transmitted to the raceway surface that guides the rolling elements.
[0012]
In addition, the use of a bending allowance as a recess or protrusion increases the surface area of the outer ring or inner ring in the axial direction, the outer ring of the outer ring, and the mating surface of the inner ring of the inner ring , thereby facilitating heat dissipation. Is done.
[0013]
Further, when the concave portion or the projection is formed in a streak shape, the elastic deformation is further facilitated and heat is easily dissipated.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Details of the present invention will be described with reference to various embodiments shown in FIGS. In any of the embodiments, a radial ball bearing is taken as an example.
[0015]
1 and 2 relate to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a perspective view in which a part of a resin rolling bearing is cut out, and FIG. 2 is a vertical sectional view of an upper half.
[0016]
The resin-made rolling bearing 1 shown in the figure has inner and
[0017]
Examples of the synthetic resin used as the material for the inner and
[0018]
The
[0019]
Such a resin rolling bearing 1 facilitates elastic deformation at both axial ends of the inner and
[0020]
For this reason, if this resin rolling bearing 1 is used for rotating and supporting the rotating shaft with respect to the case, for example, although not shown, when the moment load due to a slight inclination of the rotating shaft is received, Both end portions in the axial direction of the
[0021]
In addition, even when an axial load is received or when an axial load and a radial load are combined, the same operations and effects as described above are exhibited.
3 and 4 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a perspective view in which a part of a resin rolling bearing is cut out, and FIG. 4 is a vertical sectional view of the upper half.
[0022]
In this embodiment, bending
[0023]
The bending
[0024]
In such a resin rolling bearing 1, in addition to the operation and effect of the first embodiment, the
[0025]
In particular, in the second embodiment, even when a radial load is mainly received, the deformation is not transmitted to the raceway surfaces of the inner /
[0026]
5 and FIG. 6 relate to
[0027]
In this embodiment, bending
[0028]
The bending
[0029]
Such a resin rolling bearing 1 exhibits substantially the same functions and effects as those of the second embodiment. However, in this case, when the axially opposite ends and the fitting portions of the inner and
[0030]
By the way, the bending
[0031]
In addition, this invention is not limited only to the said Embodiment 1-3, A various application and deformation | transformation can be considered.
[0033]
(1) As the cross-sectional shapes of the concave portions and the grooves as the bending
[0034]
(2) In the said
[0035]
(3) In the second embodiment, the
[0036]
【The invention's effect】
In the resin rolling bearing according to the present invention , the bending allowance portions are provided on the side surfaces in the axial direction of the outer ring and the inner ring , which are resin bearing rings , and on the outer circumferential surface of the outer ring and the inner circumferential surface of the inner ring. Since the deformation is facilitated, the stress distribution when an axial load, radial load or moment load is applied can be achieved, and the deformation of the raceway surface of the raceway can be effectively suppressed. Therefore, the rolling characteristics of the rolling elements that roll on the raceway surface of the raceway can be stabilized, and the desired bearing performance can be exhibited.
[0037]
In addition, when a bendable portion is provided in the fitting portion of the race ring, for example, even when molding shrinkage occurs and the dimensional accuracy is reduced when the race ring is manufactured by molding, a dimensional error in the fit portion. Can be absorbed, so that it is possible to disperse and relieve the fitting stress, thereby avoiding poor fitting.
[0038]
Further, by the concave portion of the allowable unit deflection, since it becomes possible to increase the surface area of the bearing ring, etc. can be enhanced heat dissipation effect can be excellent resin rolling bearing with less heat resistance temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view in which a part of a resin rolling bearing according to Embodiment 1 of the present invention is cut away. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an upper half of the resin rolling bearing of FIG. FIG. 4 is a perspective view in which a part of the resin rolling bearing of
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