JP4605099B2

JP4605099B2 - 深溝玉軸受

Info

Publication number: JP4605099B2
Application number: JP2006157478A
Authority: JP
Inventors: 正剛浦上; 洋一松本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2026-06-06
Also published as: JP2007327516A

Description

本発明は、冠型保持器を備えた深溝玉軸受に関し、特に、高速回転仕様に好適な深溝玉軸受に関する。

従来の深溝玉軸受としては、例えば、図５に示すものが知られており、この深溝玉軸受は、図５に示すように、内輪１と外輪２との間に転動体としての複数の玉３が配設されており、複数の玉３は、円環状の冠型保持器４を介して円周方向に等間隔で転動可能に保持されている。

冠型保持器４は、近年の軽量化、低騒音化および高速化等の要求に従い、ガラス繊維を含有させたポリアミド樹脂材等の射出成形品が多く使用されており、例えば、図６〜図８に示すような形状が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。

冠型保持器４は、複数の玉３を円周方向に等間隔で転動可能に保持するポケット部５が形成され、このポケット部５の内周面の円周方向両端部には軸方向に突出する一対の爪部６が設けられている。また、一対の爪部６間には開口部７が形成されており、この開口部７から玉３を一対の爪部６を押し広げつつ、ポケット部５に押し込むことにより、ポケット部５内に玉３が微小なすきまを介して収納される。ポケット部５内に玉３が収納された状態においては、ポケット部５の一対の爪部６の内周面に設けられるパチン部６ａ（図６参照）によって玉３が軸方向に保持される。

また、冠型保持器４の円周方向に互いに隣り合うポケット部５間の柱部８には、それぞれ肉ぬすみ部９と呼ばれる空間部（凹溝形状）が設けられており、この肉ぬすみ部９は、樹脂成形時において、樹脂肉厚不均等による変形を抑制する為に保持器各部位の肉厚を均等に近くすることや、保持器軽量化などの理由により設けられている。

肉ぬすみ部９は、冠型樹脂製保持器の場合、通常、柱部８における開口部７から離間する側（以下、リム側という）の軸方向端部に形成され、柱部８の軸方向端面及びポケット部５の内周面において均等肉厚になるように概略台形形状をなしている。

実開平６−５３８２３号公報特開平１１−１３２２３８号公報特開２００３−３５３１７号公報特開平７−２１７６５９号公報

しかしながら、上記従来の深溝玉軸受においては、近年の高速回転化への対応により、振動が発生しやすい環境で用いられることが多く、軸受中の保持器も径方向や軸方向への振動が大きくなってきている。

そのため、上記特許文献１〜４に記載の従来型冠型保持器４では、ポケット部５が凹球形状で、且つ玉（転動体）案内であることから、図９に示すように、軸方向に振動する場合、ポケット部５のパチン部６ａが玉３と衝突し（図９のＡ部参照）、ポケット部５の底面に引張り応力が発生して（図９のＢ部参照）、また、径方向に振動する場合は、図１０に示すように、ポケット部５の内径側及び外径側のエッジ部が玉３と衝突して（図１０のＣ部参照）、ポケット部５の底面（特に、エッジ部）に引っ張り応力が発生する。

このため、深溝玉軸受の使用中に冠型保持器４のポケット部５の底部に応力が集中し、冠型保持器４の寿命低下につながるという問題がある。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、高速回転時の軸受の振動に起因する冠型保持器の径方向、軸方向の振れによって、冠型保持器のポケット部の底面に生じる応力集中を回避することができる深溝玉軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）軌道溝をそれぞれ有する一対の軌道輪と、一対の軌道輪の各軌道溝間に転動自在に介設される複数の玉と、複数の玉を円周方向に等間隔に保持する冠型保持器と、を備える深溝玉軸受であって、冠型保持器は、玉を転動可能に保持するために円周方向に互いに隣り合って設けられたポケット部と、ポケット部内に玉を押し込むために設けられた開口部と、ポケット部内で玉を軸方向に保持するために設けられたパチン部と、を有し、
さらに、冠型保持器は、一対の軌道輪の一方に案内され、且つ軌道輪の軸方向端部に取り付けられて、軌道輪の径方向に延びるシールド部によっても案内され、前記一方の軌道輪は、冠型保持器が径方向に振動したとき、ポケット部の内径側または外径側のエッジ部が玉に衝突するよりも先に冠型保持器を支持して前記衝突を回避し、シールド部は、冠型保持器が軸方向に振動したとき、パチン部が玉に衝突するよりも先に冠型保持器を支持して前記衝突を回避することを特徴とする深溝玉軸受。
（２）軌道溝をそれぞれ有する一対の軌道輪と、一対の軌道輪の各軌道溝間に転動自在に介設される複数の玉と、複数の玉を円周方向に等間隔に保持する冠型保持器と、を備える深溝玉軸受であって、冠型保持器は、玉を転動可能に保持するために円周方向に互いに隣り合って設けられたポケット部と、ポケット部内に玉を押し込むために設けられた開口部と、を有し、ポケット部内で玉を軸方向に保持するためのパチン部が無く、開口部の開口幅がポケット部の直径と略同一であり、さらに、冠型保持器は、一対の軌道輪の一方に案内され、且つ軌道輪の軸方向端部に取り付けられて、軌道輪の径方向に延びるシールド部によっても案内され、前記一方の軌道輪は、冠型保持器が径方向に振動したとき、ポケット部の内径側または外径側のエッジ部が玉に衝突するよりも先に冠型保持器を支持して前記衝突を回避することを特徴とする深溝玉軸受。
（３）軌道輪における冠型保持器の案内面が軌道輪の溝肩部の周面であり、且つ冠型保持器に、溝肩部と軌道溝との間の角部を逃げる逃げ部を設けることを特徴とする（１）又は（２）に記載の深溝玉軸受。

本発明の深溝玉軸受によれば、冠型保持器は、一対の軌道輪の一方に案内され、且つ軌道輪の軸方向端部に取り付けられて、軌道輪の径方向に延びるシールド部によっても案内されるため、径方向に冠型保持器が振動しても、冠型保持器は玉ではなく軌道輪で支持される。これにより、ポケット部の内径側及び外径側のエッジ部が玉と衝突せず、結果としてポケット部の底面（特に、エッジ部）の引張り応力の発生を回避することができる。

また、冠型保持器のポケット部が、ポケット部に玉を軸方向に保持するためのパチン部を有する形状であって、軸方向の冠型保持器の振動により、冠型保持器が玉から外れようとする方向に振れたとしても、冠型保持器は軌道輪の軸方向端部に取り付けられたシールド部で支持される。これにより、冠型保持器のポケット部のパチン部に玉は衝突せず、結果としてポケット部の底面の引っ張り応力の発生を回避することができる。

これらにより、高速回転時の深溝玉軸受の振動に起因する保持器の径方向、軸方向の振れによって、保持器のポケット部の底面に生じる応力集中を回避することができる。

以下、本発明に係る深溝玉軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明に係る深溝玉軸受の第１実施形態について説明する。
図１は本発明に係る深溝玉軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図、図２は図１に示す深溝玉軸受の作用効果を説明するための説明図である。

本実施形態の深溝玉軸受１０は、図１に示すように、内輪（軌道輪）１１の軌道溝１１ａと外輪（軌道輪）１２の軌道溝１２ａとの間に転動体としての複数の玉１３が介設されており、複数の玉１３は、樹脂製の冠型保持器１４を介して円周方向に等間隔で転動可能に保持されている。

冠型保持器１４は、外輪１２の溝肩部１６の内周面によって案内される外輪案内形式とされており、円周方向に互いに隣り合うポケット部１５を有している。ポケット部１５の内周面の円周方向の両端部間には、開口部１７（図４参照）が設けられており、この開口部１７の開口幅はポケット部１５の直径と略同一とされている。この開口部１７から玉１３をポケット部１５に押し込むことにより、ポケット部１５内に玉１３が微小なすきまを介して収納される。なお、本実施形態では、冠型保持器１４には、従来の冠型保持器のように一対の爪部及びパチン部は設けられていない。

冠型保持器１４の樹脂材料としては、４６ナイロンや６６ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性イミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）などが例示できる。また、上記した樹脂に１０〜５０重量％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維など）を適宜添加することにより保持器の剛性および寸法精度を向上させることができる。

冠型保持器１４のリム側における外輪１２の軸方向の端部内周面には、外輪１２の径方向内方に延びるシールド部１８が取り付けられており、このシールド部１８によって冠型保持器１４のリム側の端面が案内されるようになっている。また、シールド部１８と玉１３とによって冠型保持器１４を挟むことにより、冠型保持器１４が軸方向に位置決めされている。なお、シールド部１８の材料としては、鉄や黄銅等の金属や、ナイロン系の樹脂が例示できる。

従って、本実施形態の深溝玉軸受１０によれば、冠型保持器１４は、外輪１２に案内され、且つ外輪１２の軸方向端部に取り付けられて、外輪１２の径方向に延びるシールド部１８によっても案内されるため、図２に示すように、軸受１０の高速回転時に冠型保持器１４が径方向に振動しても、冠型保持器１４は玉１３ではなく外輪１２で支持案内される。これにより、ポケット部１５の内径側及び外径側のエッジ部が玉１３と衝突せず、結果としてポケット部１５の底面（特に、エッジ部）の引張り応力の発生を回避することができる。

また、ポケット部１５の開口部１７の開口幅をポケット部１５の直径と略同一として、一対の爪部及びパチン部を省略し、シールド部１８と玉１３とによって冠型保持器１４を挟んでいるため、冠型保持器１４を軸方向に位置決めしているので、図２に示すように、軸受の高速回転時に冠型保持器１４が軸方向に振動して、冠型保持器１４が玉１３から外れようとする方向に振れたとしても、シールド部１８によって冠型保持器１４のリム側の端面が支持案内される。これにより、冠型保持器１４のポケット部１５に玉１３の衝突荷重が作用するのを回避することができ、結果としてポケット部１５の底面に引っ張り応力が発生するのを回避することができる。

これらにより、高速回転時の深溝玉軸受１０の振動に起因する冠型保持器１４の径方向、軸方向の振れによって、冠型保持器１４のポケット部１５の底面に生じる応力集中を回避することができ、冠型保持器１４ひいては深溝玉軸受１０の耐久性を向上することができる。

また、本実施形態の深溝玉軸受１０によれば、冠型保持器１４が外輪１２の溝肩部１６の内周面及びシールド部１８の端面の２つの滑らかな面によって径方向及び軸方向に案内されるため、軸受１０の高速安定性を向上することができる。

（第２実施形態）
次に、図３及び図４を参照して、本発明に係る深溝玉軸受の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
図３は本発明に係る深溝玉軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図、図４は図３に示す深溝玉軸受に組み込まれる冠型保持器を説明するための斜視図である。

本実施形態の深溝玉軸受２０は、図３及び図４に示すように、外輪１２における冠型保持器１４の案内面が外輪１２の溝肩部１６の周面のみであると共に、冠型保持器１４の外周面に、溝肩部１６と軌道溝１２ａとの間の角部２１を逃げる逃げ部２２を設けている。

本実施形態の深溝玉軸受２０によれば、冠型保持器１４に角部２１を逃げる逃げ部２２を設けるため、冠型保持器１４が溝肩部１６と軌道溝１２ａとの間の角部２１に接触するのを防止することができるので、軸受１０の高速安定性をさらに向上することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、一対の爪部及びパチン部が設けられていない冠型保持器を例示したが、これに限定されるものではない。即ち、軸受の高速回転時に冠型保持器が軸方向に振動した際に、ポケット部に玉の衝突荷重が作用しないことが重要であるので、シールド部と玉とによって冠型保持器が軸方向に位置決めされる形態であれば、従来の冠型保持器のように、ポケット部の内周面の円周方向両端部に一対の爪部を設けると共に、この一対の爪部の内周面にパチン部を設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、外輪案内形式の冠型保持器を例示したが、内輪案内形式の冠型保持器に本発明を適用してもよい。
また、上記実施形態では、シールド部を外輪の溝肩部に組み込んだ場合を例示したが、内輪回転、外輪回転などに応じて内輪の溝肩部にシールド部を組み込むようにしてもよい。
さらに、上記実施形態では、冠型保持器の各ポケット部１５間の柱部に肉ぬすみ部を設けていない場合を例示したが、樹脂肉厚不均等による変形を抑制するために、柱部に肉ぬすみ部を設けるようにしてもよい。

本発明に係る深溝玉軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図である。図１に示す深溝玉軸受の作用効果を説明するための説明図である。発明に係る深溝玉軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図である。図３に示す深溝玉軸受に組み込まれる冠型保持器を説明するための斜視図である。従来の深溝玉軸受を説明するための要部断面図である。図５に示す冠型保持器を説明するための部分展開図である。図５に示す冠型保持器を開口部側から見た斜視図である。図５に示す冠型保持器をリム側から見た斜視図である。従来の深溝玉軸受の振動に起因する冠型保持器の軸方向の振れによって生じる応力集中の説明図である。従来の深溝玉軸受の振動に起因する冠型保持器の径方向の振れによって生じる応力集中の説明図である。

符号の説明

１０，２０深溝玉軸受
１１内輪（軌道輪）
１１ａ軌道溝
１２外輪（軌道輪）
１２ａ軌道溝
１３玉
１４冠型保持器
１５ポケット部
１６溝肩部
１７開口部
１８シールド部
２１角部
２２逃げ部

Claims

軌道溝をそれぞれ有する一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の各軌道溝間に転動自在に介設される複数の玉と、前記複数の玉を円周方向に等間隔に保持する冠型保持器と、を備える深溝玉軸受であって、
前記冠型保持器は、前記玉を転動可能に保持するために円周方向に互いに隣り合って設けられたポケット部と、該ポケット部内に前記玉を押し込むために設けられた開口部と、前記ポケット部内で前記玉を軸方向に保持するために設けられたパチン部と、を有し、
さらに、前記冠型保持器は、前記一対の軌道輪の一方に案内され、且つ前記軌道輪の軸方向端部に取り付けられて、前記軌道輪の径方向に延びるシールド部によっても案内され、
前記一方の軌道輪は、前記冠型保持器が径方向に振動したとき、前記ポケット部の内径側または外径側のエッジ部が前記玉に衝突するよりも先に前記冠型保持器を支持して前記衝突を回避し、
前記シールド部は、前記冠型保持器が軸方向に振動したとき、前記パチン部が前記玉に衝突するよりも先に前記冠型保持器を支持して前記衝突を回避することを特徴とする深溝玉軸受。
軌道溝をそれぞれ有する一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の各軌道溝間に転動自在に介設される複数の玉と、前記複数の玉を円周方向に等間隔に保持する冠型保持器と、を備える深溝玉軸受であって、
前記冠型保持器は、前記玉を転動可能に保持するために円周方向に互いに隣り合って設けられたポケット部と、該ポケット部内に前記玉を押し込むために設けられた開口部と、を有し、前記ポケット部内で前記玉を軸方向に保持するためのパチン部が無く、前記開口部の開口幅が前記ポケット部の直径と略同一であり、
さらに、前記冠型保持器は、前記一対の軌道輪の一方に案内され、且つ前記軌道輪の軸方向端部に取り付けられて、前記軌道輪の径方向に延びるシールド部によっても案内され、
前記一方の軌道輪は、前記冠型保持器が径方向に振動したとき、前記ポケット部の内径側または外径側のエッジ部が前記玉に衝突するよりも先に前記冠型保持器を支持して前記衝突を回避することを特徴とする深溝玉軸受。
前記軌道輪における前記冠型保持器の案内面が前記軌道輪の溝肩部の周面であり、
且つ前記冠型保持器に、前記溝肩部と前記軌道溝との間の角部を逃げる逃げ部を設けることを特徴とする請求項１又は２記載の深溝玉軸受。