JP4601450B2 - 玉軸受 - Google Patents

Description

この発明は、合成樹脂製保持器を組み込んだ玉軸受に関する。

高速回転用玉軸受に組み込まれる合成樹脂製保持器として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。この保持器は、軸方向に向き合う２枚の環状体からなり、各環状体の対向面にはボールを収容する半球状のポケットが周方向に等間隔に形成され、隣り合うポケット間には軸方向に突出する係合爪と、その係合爪を係合させる係合孔とが形成されている。

この保持器を組み込んだ玉軸受は、ｄｎ値（軸受内径と回転数の積）が３５万を超える高速回転域になると、ポケット面にボールが強く衝突して環状体を離反させる力が係合爪に作用し、その繰り返しにより係合爪が摩耗して、２枚の環状体の間にガタが生じることがあった。ガタが生じると、そのガタによりポケットが変形してポケット面とボールとの摩擦が大きくなって、内輪の回転抵抗が大きくなったり、ポケット面が急速に摩耗して摩耗粉を生じ、その摩耗粉がグリースの劣化を早めたりするおそれがある。

特開２００３−３４３５７１号公報

この発明が解決しようとする課題は、高速回転域においても合成樹脂製保持器の係合爪が摩耗しにくい玉軸受を提供することである。

上記の課題を解決するために、軸方向に向き合う２枚の環状体の対向面にボールを収容する半球状のポケットを周方向に等間隔に形成し、軸方向に突出する係合爪を前記各環状体の隣り合うポケット間に設け、その係合爪を係合させる係合孔を前記各環状体の隣り合うポケット間に形成した合成樹脂製保持器を有し、その合成樹脂製保持器で内輪と外輪の間のボールを保持する玉軸受において、前記ポケットと前記ボールの直径差を前記ボール径の１．０〜５．０％とした。

ポケットとボールの直径差をボール径の５．０％以下としたので、ポケット内におけるボールの動きしろが小さく、ボールがポケット面に衝突してもその衝撃が小さい。そのため、高速回転域においても係合爪が摩耗しにくい。また、ポケットとボールの直径差をボール径の１．０％以上としたので、ポケット面とボールの摩擦による軸受の温度上昇が生じにくい。

図１に、この発明の実施形態の深溝玉軸受を示す。この深溝玉軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１と外輪２の間に組み込まれたボール３と、ボール３を保持する保持器４とを有する。また、この玉軸受にはシール部材５が組み込まれており、このシール部材５が内輪１と外輪２の間に封入されたグリースの漏れを防いでいる。

保持器４は、図２に示すように軸方向に向き合う２枚の環状体６ａ、６ｂからなる。環状体６ａ、６ｂの対向面には半球状のポケット７が形成されており、このポケット７にボール３が収容される。ポケット７は、図３に示すように周方向に等間隔に形成されており、隣り合うポケット７、７の間には、係合爪８と係合孔９が形成されている。

ポケット７は、直径Ａが、図４に示すようにボール３の直径Ｂよりも大きく、その直径差δ（=Ａ−Ｂ）は、ボール３の直径Ｂの１．０〜５．０％の範囲内となっている。

環状体６ａの係合爪８は、図２に示すように、他方の環状体６ｂに突き合わせる合わせ面１０から軸方向に突出して設けられており、環状体６ｂの係合孔９に挿入されるようになっている。この係合爪８の先端には鈎部１１が形成されており、その鈎部１１が、環状体６ｂの係合孔９の内面に形成された段部１２に係合する。環状体６ｂの係合爪８も同様に形成されており、環状体６ａの係合孔９に挿入された係合爪８の鈎部１１がその係合孔９内の段部１２に係合する。

この環状体６ａ、６ｂは合成樹脂の成形品からなる。合成樹脂としては、たとえばポリアミド（ＰＡ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の滑り性に優れた合成樹脂を用いることができ、必要に応じてグラスファイバ等の繊維強化材が混入される。

この深溝玉軸受は、たとえば次のようにして組み立てることができる。まず、内輪１と外輪２の間にボール３を組み込み、そのボール３を周方向に等間隔となるように位置調整する。つぎに、ボール３にポケット７を対応させて環状体６ａ、６ｂを対向配置する。つづいて、環状体６ａ、６ｂを互いに近づけて、環状体６ａの係合爪８を環状体６ｂの係合孔９に、環状体６ｂの係合爪８を環状体６ａの係合孔９に、それぞれ挿入する。さらに環状体６ａ、６ｂを互いに近づけて、合わせ面１０が互いに接触する位置まで係合爪８を係合孔９に入れると、係合爪８の鈎部１１が係合孔９の段部１２に係合して環状体６ａ、６ｂが互いに結合する。

この深溝玉軸受を用いれば、ポケット７とボール３の直径差δがボール３の直径Ｂの５．０％以下なので、ポケット７内におけるボール３の動きしろが小さく、ボール３がポケット７の内面に衝突してもその衝撃が小さい。そのため、高速回転域においても係合爪８の鈎部１１が摩耗しにくく、環状体６ａ、６ｂの間にガタが生じにくい。また、ポケット７とボール３の直径差δがボール３の直径Ｂの１．０％以上なので、ポケット７の内面とボール３の摩擦による軸受の温度上昇が生じにくい。

図６のグラフに、ポケット７とボール３の直径差δを、０．５から５．０％まで変化させた場合のｄｎ値（軸受内径と回転数との積）と外輪の温度上昇との関係を示す。このグラフから、直径差δが１．０％よりも小さい軸受はｄｎ値が４０万を超えると外輪の温度が急激に上昇するが、直径差δが１．０％以上の軸受はｄｎ値が４０万を超えても外輪の温度上昇が少ないことがわかる。

環状体６ａ、６ｂは、図に示すようにポケット７の両端にグリース溜りをなす凹部１３を形成するとより好ましい。グリース溜りをなす凹部１３を形成すると、凹部１３に保持されたグリースが、ボール３とポケット７の内面を潤滑して、ボール３と保持器４の接触による摩耗粉や摩擦熱の発生を更に抑制する。

係合孔９は、図２に示すように係合爪８に隣接して配置すると好ましい。隣接して配置すると、係合爪８のアンダカット部１４から係合孔９を通じて形成金型を抜くことができるので、環状体６ａ、６ｂの成形が容易である。

また、環状体６ａ、６ｂは、図に示すように互いに同一形状とすれば、１種類の成形金型で保持器４を生産することができるので、生産コストの面で有利になる。

上記実施形態では、玉軸受として深溝玉軸受を例に挙げて説明したが、たとえばアンギュラ玉軸受等の他の形式の玉軸受にも適用することができる。

この発明の玉軸受の実施形態を示す断面図 同上の玉軸受の保持器の一部を示す拡大斜視図 同上の保持器の環状体を示す平面図 同上の保持器の一部を示す拡大断面図 ｄｎ値を変化させたときの外輪の温度上昇の測定結果を示すグラフ

符号の説明

１ 内輪
２ 外輪
３ ボール
４ 保持器
６ａ、６ｂ 環状体
７ ポケット
８ 係合爪
９ 係合孔
Ａ ポケットの直径
Ｂ ボールの直径

Claims (1)

1. 軸方向に向き合う２枚の環状体の対向面にボールを収容する半球状のポケットを周方向に等間隔に形成し、軸方向に突出する係合爪を前記各環状体の隣り合うポケット間に設け、その係合爪を係合させる係合孔を前記各環状体の隣り合うポケット間に形成した合成樹脂製保持器を有し、その合成樹脂製保持器で内輪と外輪の間のボールを保持し、前記各係合爪の先端に形成した鈎部と、前記係合孔の内面に形成した段部との係合によって環状体同士を結合し、前記ポケットの両端での各環状体の合わせ目が合成樹脂製保持器の軸方向中央に位置する玉軸受において、
   前記ポケットの両端にグリース溜りをなす凹部を形成し、前記ポケットと前記ボールの直径差を前記ボール径の１．０〜５．０％としたことを特徴とする玉軸受。
   

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