JP5030650B2 - Rolling bearing - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、回転支持部等に用いられる玉軸受のグリース漏れの解決と、吸着現象の解決とを実現する転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing that achieves a solution to grease leakage of a ball bearing used for, for example, a rotation support portion and a solution to an adsorption phenomenon.
回転支持部に用いられる軸受のうち、転動体に玉を使用する軸受の耐グリース漏洩策として、通常、シール形状にて対策するのが一般的である。しかしながら、シール形式を非接触形とすると低トルクとなるが、耐グリース漏洩性、耐ダスト性が問題となる。シール形式を接触形とすれば、耐ダスト性は高くなるが、高トルクとなる。また、いわゆる呼吸現象により、グリース漏洩も起こる。これらの問題を解決するため、接触シールのリップ部における軸受摺動面に突起部を設け、空気の通路を確保するものがある(例えば特許文献1)。
上記特許文献1に開示のものでは、リップ部の突起部が摩擦した後は、空気の通路を確保することができず吸着現象を防止できない。また、上記突起部の摩擦前においては、異物が軸受外部から浸入する。その他、密封形の転がり軸受が嵌合される固定軸に、この転がり軸受を軸方向に挟み込むように一対のスリンガーを嵌合固定する(例えば特許文献2)技術等も提案されているが、軸受の軸方向にスリンガーを設けるためのスペースが必要であり、部品点数が増えて製造コストが高くなる。
In the device disclosed in
この発明の目的は、低トルク、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペース化を同時にかつ低コストで達成することができる転がり軸受を提供することである。 An object of the present invention is to provide a rolling bearing capable of simultaneously achieving low torque, grease leakage resistance, dust resistance and space saving at low cost.
この発明における第1の発明(請求項1)の転がり軸受は、内外輪間に介在する複数の玉が保持器に保持され、これら内外輪の両軌道の両端面をシール部材で塞ぎ、このシール部材のうちの一方の周縁部が一方の軌道の端に形成したシール溝に摺接し、他方の周縁部が他方の軌道の端に固定された転がり軸受において、前記シール溝に摺接するシール部材の周縁をシールリップとすると共に、このシールリップの内面に突起を設け、前記突起は、前記シール部材で仕切られる軸受内部と軸受外部とに圧力差が生じて前記シールリップが内側に押し込まれたとき、前記シール溝の内側面にこの突起が接触し、この突起の接触により、その接触付近のシールリップを部分的に弾性変形させて、前記軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される状態と、前記圧力差が生じないとき前記シール溝の内側面にこの突起が非接触となる状態とにわたって変位可能に構成し、前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状の保持器であって、前記各ポケットの、保持器が前記シール部材に沿う部分の内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたことを特徴とする。 Rolling of the first inventions of this invention (claim 1), a plurality of balls are held in a cage interposed between the inner and outer rings, closing both end surfaces of the raceway of the outer ring in the seal member, the In a rolling bearing in which one peripheral portion of the seal member is in sliding contact with a seal groove formed at the end of one track and the other peripheral portion is fixed to the end of the other track, the seal member is in sliding contact with the seal groove. The seal lip is used as a seal lip, and a protrusion is provided on the inner surface of the seal lip. The protrusion has a pressure difference between the inside of the bearing and the outside of the bearing partitioned by the seal member, and the seal lip is pushed inward. When this projection comes into contact with the inner surface of the seal groove, the seal lip in the vicinity of the contact is partially elastically deformed by the contact of the projection to form an air passage that communicates the inside of the bearing with the outside of the bearing. And a state in which the protrusion is not in contact with the inner surface of the seal groove when the pressure difference does not occur, and the cage has a pocket for holding a plurality of balls, respectively. It is a ring-shaped cage that has a plurality of pockets in the direction, and the inner surface of each pocket has a concave curved surface with a portion whose inner diameter side is closer to the cage inner diameter side opening edge than the ball arrangement pitch circle. Te, wherein each pocket, the cage inner surface of the portion along the sealing member, characterized in that the recess extends in the cage outer diametric side from an opening edge of the cage inner diameter side digits set.
この構成によると、吸着現象が発生すると、シールリップが内側に押し込まれるが、このシールリップが押し込まれるのと同時に、同シールリップの内面の突起がシール溝の内側面に押し当てられる。このとき、その突起の接触位置付近であってシール溝内側面に押し当てられる付近のシールリップは、突起の存在により、他の部分に対して部分的に弾性変形される。すなわち、突起の接触位置付近のシールリップは、シール溝の内側面に接触できずに、その非接触により、軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される。 According to this configuration, when the adsorption phenomenon occurs, the seal lip is pushed inward. At the same time as the seal lip is pushed, the protrusion on the inner surface of the seal lip is pressed against the inner surface of the seal groove. At this time, the seal lip near the contact position of the protrusion and pressed against the inner surface of the seal groove is partially elastically deformed with respect to the other part due to the presence of the protrusion. That is, the seal lip in the vicinity of the contact position of the protrusion cannot contact the inner side surface of the seal groove, and an air passage that connects the inside of the bearing and the outside of the bearing is formed by non-contact.
さらに、突起およびシールリップ先端部が共に、シール溝の内側面に接触した状態では、この突起とシールリップ先端部との接触圧力の違いによって、突起先端部は、その摺動抵抗がシールリップの先端部の摺動抵抗よりも大きくなる。この状態で軸受を回転させると、シールリップ先端部が凹凸状に波打つよう捩れが生じて空気通路が形成される。
このため、軸受内外の圧力バランスを瞬時に均一に保って吸着現象を防止することができる。また、この圧力バランスを保つための空気通路は、軸受内外の圧力バランスが均一つまり圧力差が生じないと直ちに閉じシールリップは通常状態になる。このとき、突起は、シール溝の内側面に非接触となる。したがって、外部からの異物の浸入を最小限にとどめることができ、またその空気通路は狭いものであるため、グリースが漏れることもない。
また、保持器の各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたことにより、内輪のシール溝にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止できる。したがって、シール溝の形状を設計変更する必要がなく、また、軸受の軸方向にスリンガー等を設けるスペースを確保する必要もない。したがって、部品点数を上記特許文献に記載のものより少なくし製造コストの低減を図ることができる。
この発明において、前記凹み部における保持器円周方向の幅を、前記ポケットの保持器円周方向の幅の半分よりも大きくしても良い。
この発明において、前記凹み部が2箇所であっても良い。
前記凹み部を2箇所とした場合に、前記各凹み部の位置は、ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心に対する周方向の配向角度を40°±15°としても良い。
Further, when both the protrusion and the seal lip tip are in contact with the inner surface of the seal groove, due to the difference in contact pressure between the protrusion and the seal lip tip, the protrusion tip has a sliding resistance of the seal lip. It becomes larger than the sliding resistance of the tip. When the bearing is rotated in this state, twisting occurs so that the tip of the seal lip undulates and an air passage is formed.
For this reason, the pressure balance inside and outside the bearing can be kept instantaneously uniform to prevent the adsorption phenomenon. Further, the air passage for maintaining the pressure balance is immediately closed when the pressure balance between the inside and outside of the bearing is uniform, that is, no pressure difference occurs, and the seal lip is in a normal state. At this time, the protrusion is not in contact with the inner surface of the seal groove. Therefore, it is possible to minimize the intrusion of foreign matters from outside, and therefore the air passage is narrow, it has name that grease leakage.
Also, by providing a recess on the inner surface of each pocket of the cage that extends from the opening edge on the inner diameter side of the cage to the outer diameter side of the cage, it is difficult for grease to adhere to the seal groove of the inner ring, and grease leakage can be prevented. . Therefore, it is not necessary to change the design of the shape of the seal groove, and it is not necessary to secure a space for providing a slinger or the like in the axial direction of the bearing. Therefore, the number of parts can be made smaller than that described in the above patent document, and the manufacturing cost can be reduced.
In this invention, you may make the width | variety of the holder circumferential direction in the said recessed part larger than the half of the width | variety of the holder | retainer circumferential direction of the said pocket.
In the present invention, the recessed portion may have two locations.
When the number of the recesses is two, the positions of the recesses may be 40 ° ± 15 ° in the circumferential orientation angle with respect to the center in the circumferential direction of the cage at the opening edge of the pocket.
この発明における第2の発明(請求項5)の転がり軸受は、内外輪間に介在する複数の玉が保持器に保持され、これら内外輪の両軌道の両端面をシール部材で塞ぎ、このシール部材のうちの一方の周縁部が一方の軌道の端に形成したシール溝に摺接し、他方の周縁部が他方の軌道の端に固定された転がり軸受において、前記シール溝に摺接するシール部材の周縁をシールリップとすると共に、このシールリップの内面に突起を設け、前記突起は、前記シール部材で仕切られる軸受内部と軸受外部とに圧力差が生じて前記シールリップが内側に押し込まれたとき、前記シール溝の内側面にこの突起が接触し、この突起の接触により、その接触付近のシールリップを部分的に弾性変形させて、前記軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される状態と、前記圧力差が生じないとき前記シール溝の内側面にこの突起が非接触となる状態とにわたって変位可能に構成し、前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを形成して保持器径方向にのみ開口した複数の球殻状部分と、隣合うポケット間の部分となる平板状部分とが交互に並ぶ形状であって、前記球殻状部分における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたことを特徴とする。In the rolling bearing according to the second aspect of the present invention (Claim 5), a plurality of balls interposed between the inner and outer rings are held by a cage, and both end surfaces of both raceways of these inner and outer rings are closed with seal members. In a rolling bearing in which one peripheral portion of the members is in sliding contact with the seal groove formed at the end of one track and the other peripheral portion is fixed to the end of the other track, the seal member is in sliding contact with the seal groove. The seal lip is used as a peripheral edge, and a protrusion is provided on the inner surface of the seal lip. The protrusion has a pressure difference between the inside and outside of the bearing partitioned by the seal member, and the seal lip is pushed inward. The protrusion contacts the inner surface of the seal groove, and the contact of the protrusion partially elastically deforms the seal lip in the vicinity of the contact to form an air passage that communicates the inside of the bearing with the outside of the bearing. And a state in which the protrusion is not in contact with the inner surface of the seal groove when the pressure difference does not occur, and the cage forms pockets for holding a plurality of balls, respectively. A plurality of spherical shell-shaped portions that are open only in the radial direction of the cage, and a flat plate-like portion that is a portion between adjacent pockets, which are alternately arranged, and more than the ball arrangement pitch circle in the spherical shell-shaped portion. In the inner diameter side portion, at least the thickness of the portion located at the outer diameter surface portion of the shoulder height on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring is made thinner than the plate thickness of the flat plate portion.
この発明における第3の発明(請求項6)の転がり軸受は、内外輪間に介在する複数の玉が保持器に保持され、これら内外輪の両軌道の両端面をシール部材で塞ぎ、このシール部材のうちの一方の周縁部が一方の軌道の端に形成したシール溝に摺接し、他方の周縁部が他方の軌道の端に固定された転がり軸受において、前記シール溝に摺接するシール部材の周縁をシールリップとすると共に、このシールリップの内面に突起を設け、前記突起は、前記シール部材で仕切られる軸受内部と軸受外部とに圧力差が生じて前記シールリップが内側に押し込まれたとき、前記シール溝の内側面にこの突起が接触し、この突起の接触により、その接触付近のシールリップを部分的に弾性変形させて、前記軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される状態と、前記圧力差が生じないとき前記シール溝の内側面にこの突起が非接触となる状態とにわたって変位可能に構成し、前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを形成して保持器径方向にのみ開口した複数の球殻状部分と、隣合うポケット間の部分となる平板状部分とが交互に並ぶ形状であって、前記ポケットのある円周方向部分である前記球殻状部分の内周面が、軸方向から見て保持器円周方向の幅の中間部が外径側へ凹む形状とされて、この凹む形状となった部分の内径となる保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたことを特徴とする。 Rolling of the third inventions in the present invention (Claim 6), a plurality of balls are held in a cage interposed between the inner and outer rings, closing both end surfaces of the raceway of the outer ring in the seal member, the In a rolling bearing in which one peripheral portion of the seal member is in sliding contact with a seal groove formed at the end of one track and the other peripheral portion is fixed to the end of the other track, the seal member is in sliding contact with the seal groove. The seal lip is used as a seal lip, and a protrusion is provided on the inner surface of the seal lip. The protrusion has a pressure difference between the inside of the bearing and the outside of the bearing partitioned by the seal member, and the seal lip is pushed inward. When this projection comes into contact with the inner surface of the seal groove, the seal lip in the vicinity of the contact is partially elastically deformed by the contact of the projection to form an air passage that communicates the inside of the bearing with the outside of the bearing. A condition, the projections on the inner surface of the seal groove when the pressure difference is not generated is displaceably configured over the state of the non-contact, said retainer forms a pocket for holding a plurality of balls respectively A plurality of spherical shell-shaped portions that are opened only in the radial direction of the cage, and a flat plate-like portion that is a portion between adjacent pockets, and is a circumferential portion having the pockets The inner peripheral surface of the shell-shaped part is formed in a shape in which the intermediate part of the width in the circumferential direction of the cage is recessed toward the outer diameter side when viewed from the axial direction. radius, characterized by being larger than the radius of the circumferential portions cage center of the inner diameter of between pocket.
この構成によると、吸着現象が発生すると、シールリップが内側に押し込まれるのと同時に、突起がシール溝の内側面に押し当てられる。このとき、突起の接触位置付近のシールリップは他の部分に対して部分的に弾性変形され、突起の接触位置付近のシールリップは、シール溝の内側面に対し非接触となることにより、軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される。軸受内部と軸受内部とに圧力差が生じないとき、前記突起は、シール溝の内側面に対し非接触状態となる。このとき空気通路は閉じているので、外部からの異物の浸入を最小限にとどめることができ、またその空気通路は狭いものであるため、グリースが漏れることもない。
また、保持器のポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたので、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、シールが接触形、非接触形のいずれの場合にも、グリースの漏洩を防止できる。また、シールリップの緊迫力を強くする必要がないため、トルクが増大しない。
前記ポケットのある円周方向部分の内径を大きくした部分の位置は、内輪の肩部高さとなる内輪外径面と軸方向に重なる範囲を含むものであっても良い。
According to this configuration, when the adsorption phenomenon occurs, the seal lip is pushed inward, and at the same time, the protrusion is pushed against the inner surface of the seal groove. At this time, the seal lip in the vicinity of the protrusion contact position is partially elastically deformed with respect to other portions, and the seal lip in the vicinity of the protrusion contact position is not in contact with the inner surface of the seal groove. An air passage that communicates the inside and the outside of the bearing is formed. When there is no pressure difference between the inside of the bearing and the inside of the bearing, the protrusion is in a non-contact state with respect to the inner surface of the seal groove. At this time, since the air passage is closed, entry of foreign matter from the outside can be minimized, and the air passage is narrow, so that the grease does not leak.
In addition, since the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pocket of the cage is larger than the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion between the pockets, the inner ring shoulder and inner ring Grease hardly adheres to the seal groove. This appears particularly when the outer ring rotates. Thereby, leakage of grease can be prevented regardless of whether the seal is a contact type or a non-contact type. Further, since it is not necessary to increase the tightening force of the seal lip, the torque does not increase .
The position of the portion where the inner diameter of the circumferential portion having the pocket is increased may include a range overlapping in the axial direction with the inner ring outer diameter surface which is the shoulder height of the inner ring.
この発明において、前記突起が前記シールリップの内面にその先端摺接部に沿って所定の間隔に形成されても良い。この場合、吸着現象が発生した際に、前記突起がシール溝の内側面に押し当てられると共に、この突起付近のシールリップを弾性変形させる。このため、シールリップの先端摺接部とシール溝の内側面とが離れ、突起の周囲に軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される。 In the present invention, the protrusions may be formed on the inner surface of the seal lip at a predetermined interval along the tip sliding contact portion. In this case, when the adsorption phenomenon occurs, the protrusion is pressed against the inner surface of the seal groove, and the seal lip near the protrusion is elastically deformed. For this reason, the tip sliding contact portion of the seal lip and the inner surface of the seal groove are separated from each other, and an air passage is formed around the protrusion so as to communicate the inside of the bearing and the outside of the bearing.
この発明において、前記突起が前記シールリップの内面にその先端摺接部に沿って全周にわたって突出する突条により形成され、この突条を横断する方向に切り欠き溝が設けられても良い。この場合、吸着現象が発生した際に、前記突条がシール溝の内側面に押し当てられると共に、この突条付近のシールリップを弾性変形させる。このため、シールリップの先端摺接部とシール溝の内側面とが離れ、この突条の切り欠き溝に軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される。 In the present invention, the projection may be formed on the inner surface of the seal lip by a ridge protruding over the entire circumference along the tip sliding contact portion, and a notch groove may be provided in a direction crossing the ridge. In this case, when an adsorption phenomenon occurs, the protrusion is pressed against the inner surface of the seal groove, and the seal lip near the protrusion is elastically deformed. For this reason, the tip sliding contact portion of the seal lip is separated from the inner surface of the seal groove, and an air passage that communicates the inside of the bearing and the outside of the bearing is formed in the notch groove of the protrusion.
この第1の発明の転がり軸受は、シール部材の周縁をシールリップとすると共に、このシールリップの内面に突起を設け、前記突起は軸受内部と軸受外部とに圧力差が生じて前記シールリップが内側に押し込まれたとき、シール溝の内側面にこの突起が接触することにより、その接触付近のシールリップを部分的に弾性変形させて空気通路が形成される状態と、前記圧力差が生じないとき前記シール溝の内側面にこの突起が非接触となる状態とにわたって変位可能に構成した。
さらに、保持器の各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状の保持器であって、前記各ポケットの、保持器が前記シール部材に沿う部分の内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたので、低トルク、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペース化を同時にかつ低コストで達成することができる転がり軸受を実現することができる。
In the rolling bearing according to the first aspect of the present invention, the periphery of the seal member is used as a seal lip, and a protrusion is provided on the inner surface of the seal lip. The protrusion causes a pressure difference between the inside of the bearing and the outside of the bearing. When pushed inward, the protrusion contacts the inner surface of the seal groove, so that the seal lip in the vicinity of the contact is partially elastically deformed to form an air passage, and the pressure difference does not occur. In some cases, the protrusion is displaceable over the inner surface of the seal groove over a state where the protrusion is not in contact.
Furthermore, the inner surface of each pocket of the cage is a ring-shaped cage in which the portion on the inner diameter side of the ball arrangement pitch circle is a concave curved surface having a smaller diameter as it approaches the cage inner diameter side opening edge, of each pocket, the inner surface of the retainer portion along said sealing member, since the recessed portion extending cage outer diametric side from an opening edge of the cage inner diameter side digits set, low torque, resistance to grease leakage resistance, dust It is possible to realize a rolling bearing capable of achieving high performance and space saving at the same time and at low cost.
この第2の発明の転がり軸受は、内外輪間に介在する複数の玉が保持器に保持され、これら内外輪の両軌道の両端面をシール部材で塞ぎ、このシール部材のうちの一方の周縁部が一方の軌道の端に形成したシール溝に摺接し、他方の周縁部が他方の軌道の端に固定された転がり軸受において、前記シール溝に摺接するシール部材の周縁をシールリップとすると共に、このシールリップの内面に突起を設け、前記突起は、前記シール部材で仕切られる軸受内部と軸受外部とに圧力差が生じて前記シールリップが内側に押し込まれたとき、前記シール溝の内側面にこの突起が接触し、この突起の接触により、その接触付近のシールリップを部分的に弾性変形させて、前記軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される状態と、前記圧力差が生じないとき前記シール溝の内側面にこの突起が非接触となる状態とにわたって変位可能に構成し、前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを形成して保持器径方向にのみ開口した複数の球殻状部分と、隣合うポケット間の部分となる平板状部分とが交互に並ぶ形状であって、前記球殻状部分における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたため、低トルク、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペース化を同時にかつ低コストで達成することができる転がり軸受を実現することができる。In the rolling bearing according to the second aspect of the present invention, a plurality of balls interposed between the inner and outer rings are held by a cage, both end surfaces of both raceways of these inner and outer rings are closed with seal members, and one peripheral edge of the seal members In a rolling bearing in which the portion is in sliding contact with the seal groove formed at the end of one track and the other peripheral portion is fixed to the end of the other track, the periphery of the seal member in sliding contact with the seal groove is used as a seal lip. A protrusion is provided on the inner surface of the seal lip, and the protrusion has an inner surface of the seal groove when a pressure difference is generated between the inside of the bearing and the outside of the bearing partitioned by the seal member and the seal lip is pushed inward. The projections contact each other, and the contact between the projections partially elastically deforms the seal lip in the vicinity of the contact to form an air passage that connects the inside of the bearing and the outside of the bearing, and the pressure difference. When this does not occur, the inner surface of the seal groove is configured to be displaceable over a state in which the protrusion is not in contact, and the retainer is formed with pockets for retaining a plurality of balls, and is opened only in the retainer radial direction. A plurality of spherical shell-shaped portions and flat plate-shaped portions that are portions between adjacent pockets are alternately arranged, and at least a bearing in a portion on the inner diameter side of the ball arrangement pitch circle in the spherical shell-shaped portion The thickness of the part located on the outer diameter surface part of the shoulder height on both sides of the raceway surface of the inner ring is made thinner than the plate thickness of the flat plate part, so low torque, grease leakage resistance, dust resistance and space saving are achieved. At the same time, a rolling bearing that can be achieved at low cost can be realized.
この第3の発明の転がり軸受は、シールリップの内面に突起を設け、前記突起は、前記シール部材で仕切られる軸受内部と軸受外部とに圧力差が生じて前記シールリップが内側に押し込まれたとき、前記シール溝の内側面にこの突起が接触し、この突起の接触により、その接触付近のシールリップを部分的に弾性変形させて、前記軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される状態と、前記圧力差が生じないとき前記シール溝の内側面にこの突起が非接触となる状態とにわたって変位可能に構成した。
さらに、前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを形成して保持器径方向にのみ開口した複数の球殻状部分と、隣合うポケット間の部分となる平板状部分とが交互に並ぶ形状であって、前記ポケットのある円周方向部分である前記球殻状部分の内周面が、軸方向から見て保持器円周方向の幅の中間部が外径側へ凹む形状とされて、この凹む形状となった部分の内径となる保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたため、低トルク、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペース化を同時にかつ低コストで達成することができる転がり軸受を実現することができる。
In the rolling bearing according to the third aspect of the present invention, a protrusion is provided on the inner surface of the seal lip, and the protrusion has a pressure difference between the inside of the bearing partitioned by the seal member and the outside of the bearing, so that the seal lip is pushed inward. When this projection comes into contact with the inner surface of the seal groove, the seal lip in the vicinity of the contact is partially elastically deformed by the contact of the projection to form an air passage that communicates the inside of the bearing with the outside of the bearing. It is configured to be displaceable over a state where the protrusion is not in contact with the inner surface of the seal groove when the pressure difference does not occur.
Further, the cage is formed by alternately forming a plurality of spherical shell-shaped portions that form pockets that respectively hold a plurality of balls and that are opened only in the radial direction of the cage, and flat plate portions that are portions between adjacent pockets. The inner peripheral surface of the spherical shell-shaped portion, which is a circumferential portion having the pocket, has a shape in which an intermediate portion of the width in the cage circumferential direction is recessed toward the outer diameter side when viewed from the axial direction. It is the radius from the cage center as the inner diameter of the portion becomes the recessed shape, because of the greater than the radius from the circumferential portion cage center of the inner diameter of between pockets, low torque, resistance to grease leakage , Dust resistance and space saving can be achieved at the same time and at a low cost.
この発明の一実施形態を図1ないし図5と共に説明する。この転がり軸受は、内輪1と、外輪2と、この内輪1と外輪2との間に転走自在に設けられた複数の玉3と、これら玉3を保持する保持器4と、内輪1および外輪2の軸方向両端面に嵌められる環状のシール部材SLとを有する。前記内輪1の外径面に、玉3が転走する内輪軌道5が設けられ、外輪2の内径面に、内輪軌道5に対向した外輪軌道6が設けられている。この内輪軌道5の両側方に周方向のシール溝9,9が形成され、この各シール溝9に対向した外輪2の内径面にシール部材係止溝8,8が形成されている。このシール部材係止溝8に、シール部材SLの外周縁部7が係止されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This rolling bearing includes an
前記シール部材SLは、芯金10により合成ゴム等からなる弾性体11を補強したものであり、その弾性体11の部分に径方向内向きに延びるシールリップ12が形成される。弾性体11に用いられる合成ゴム等として、水素添加ニトリルゴム、または耐エステルアクリルゴムを採用することができる。水素添加ニトリルゴムは、シール部材として一般的に用いられるニトリルゴムと比較して耐熱性に優れ、耐薬品性にも問題がないため、安定した性状を維持し、かつ、より高温での使用ができる。また、耐エステルアクリルゴムは、水素添加ニトリルゴムと同様にニトリルゴムと比較して耐熱性に優れ、アクリルゴムのエステル油やエアコンのコンプレッサーオイル等の薬品に対する耐薬品性を向上させたものであるため、安定した性状を維持し、かつ、より高温での使用ができる。
The seal member SL is obtained by reinforcing an
前記シールリップ12は、弾性体11の肉厚が小さくなっている腰部13と、この腰部13の端部から軸方向外向きに延び出したダストリップ14と、前記腰部13の端部から内向きに延び出し、その先端部がシール溝9の内側面16に摺接する主リップ15とが形成されるものである。この主リップ15は、図2に示すように、シール溝9の内側面16に対向する面に、この内側面16に向かって突出する突起17を有する。この突起17は、この主リップ15の内側に、その先端部つまりシール部材SLの内周縁に沿って、1ないし複数箇所設けられる。
The
このように構成されるシール部材SLは、外輪2のシール部材係止溝8に係止されると、図3(a)に示すように、主リップ15の先端部がシール溝9の内側面16に接触した状態となる。この状態において、突起17は、軸受内部と外部との圧力差がない状態では、シール溝9の内側面16に接触しないため、シール性を損なうことはない。
When the sealing member SL configured as described above is locked in the sealing
この転がり軸受の輸送中の温度変化や、転がり軸受の回転に伴う摩擦熱の発生後、軸受が冷却された場合等、軸受内部と外部との圧力差が発生し、前記シールリップ12が内側に押し込まれた際に、図3(b)に示すように、主リップ15に設けた突起17がシール溝9の内側面16に接触する。これにより、突起17の付近の主リップ15の先端部は、外向きに弾性変形しシール溝9の内側面16と離れた状態となる。
When the bearing is cooled after the temperature change during the transportation of the rolling bearing or the generation of frictional heat due to the rotation of the rolling bearing, a pressure difference between the inside and outside of the bearing is generated, and the
この状態では、突起17の周囲には、軸受内部と外部とを連通する空気通路18が形成され、軸受内部と外部の圧力差が解消されて、軸受の吸着現象を防止することができる。この空気通路18は、突起17の周囲のみに形成されるため、突起17が存在しない部分の主リップ15の先端部は、シール溝9の内側面16と接触した状態を維持し、シール性は確保される。また、軸受内部と外部の圧力差が解消すると直ちにシールリップ12が通常の状態に戻り、シール性低下を最小限にとどめる。
In this state, an
仮に、軸受内外の圧力差が大きいために突起17がシール溝9の内側面16との接触により潰れたり、軸受内外の圧力差が微小である場合、図4に示すように、突起17および主リップ15の先端部がともに、シール溝9の内側面16に接触した吸着状態となる。この場合での吸着状態では、シール溝9の内側面16と接触する突起17の先端部は、シール溝9の内側面16と接触する主リップ15の先端部よりも接触圧力が大きくなる。
If the pressure difference between the inside and outside of the bearing is large and the
この接触圧力の違いにより、突起17の先端部は、その摺動抵抗が主リップ15の先端部の摺動抵抗よりも大きくなり、この吸着状態で軸受を回転させると、図5(a)に示すように、突起17はシール溝9の内側面16に接した状態を維持し、この内側面16とともに回転しようとする。このとき、主リップ15の先端部は摺動するため、図5(b)に示すように、主リップ15の先端部であってこのシール部材SLの内周縁が、凹凸状に波打つように弾性変形させられる。この主リップ15の先端部の弾性変形時に空気通路19が形成され、吸着が解除される。
Due to the difference in contact pressure, the sliding resistance of the tip of the
また、この実施形態にかかる転がり軸受では、以下に示す保持器4を用いることで、内輪1のシール溝9にグリースが付着し難く、グリース漏れを確実に防止することができる。上記保持器4について、図6ないし図15と共に説明する。
Further, in the rolling bearing according to this embodiment, by using the
この保持器4は、図6に斜視図で示すように、各玉3(図1)を保持するポケット50を円周方向の複数箇所に有し、各ポケット50の内面を凹球面状としたリング状のものである。この保持器4は、図7に斜視図で示す環状体の保持器半体51の2個を、軸方向に対面して重ね合わせ、リベット孔52に挿通したリベット53で互いに接合して一体に構成される。これら保持器半体51は、内面がポケット50の半分を形成する部分的な球殻状の形状の球殻状板部50Aを複数有し、隣合うポケット50間の部分となる平板部51aと球殻状板部50Aとが円周方向に交互に並んだものとされる。前記球殻状板部50Aは、球殻の一部となる部分であり、換言すれば、内外両面が球面状となったカウンタシンク形状の膨らみ部分である。保持器半体51の軸方向の投影形状は、半径方向幅が全周に渡って一定のリング状である。
As shown in a perspective view in FIG. 6, the
保持器半体51の一部を拡大して図9に斜視図で示す。図8は、図9と対応する部分につき、ポケット内面を単調な球面とした場合の図である。図8において、2点鎖線で示す部分Aは、この保持器半体51における平板部51aが周方向に並ぶ円周帯域を示す。その円周帯域Aの平板部51aでない部分にポケット50の半分である前記球殻状板部50Aが形成される。同図における球殻状板部50Aの一側部が保持器4の内径側部分50Aiとなり、球殻状板部50Aの他側部が保持器4の外径側部分50Aoとなる。
A part of the
この実施形態の保持器4のポケット50(球殻状板部50A)の内面は、図9に示すように、保持器4の上記内径側部分50Aiにおいて、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部54を設け、この凹み部54の内面の保持器円周方向に沿う断面形状(すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状)を、ポケット50の内面となる凹球面の曲率半径Raよりも小さな曲率半径Rbの円弧状としている。
As shown in FIG. 9, the inner surface of the pocket 50 (spherical
この凹み部54は、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50から両側に広がって1箇所に設けられ、凹み部54の幅W54は、ポケット50の保持器円周方向の幅W50の略全体にわたる幅としている。凹み部54の幅W54は、ポケット50の幅W50の半分よりも大きくなっており、2/3以上、あるいは3/4以上であることがより好ましい。
The recessed
凹み部54の内面形状は、同図(B)に示すように、保持器4の半径方向の直線Lを中心とする仮想円筒Vの表面に略沿う円筒面状の形状である。上記仮想円筒Vは、凹み部54を加工する砥石の表面であっても良い。この凹み部54は、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDまで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに至るに従って、徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅が狭くなる形状とされている。凹み部54は、この実施形態では、丁度、玉配列ピッチ円PCDまで延びているが、玉配列ピッチ円PCDよりも保持器外径側まで若干延びていても、また玉配列ピッチ円PCDに若干達しないものであっても良い。なお、玉配列ピッチ円PCDはポケットPCDとも呼ぶ。
The inner surface shape of the recessed
凹み部54の深さは、ポケット内面の凹球面の中心O50から凹み部54の最深位置までの距離Rcが、玉8の半径の1.05倍以上となる深さ(丁度1.05倍であって良い)であることが好ましい。ポケット50の内面となる凹球面の曲率半径Raは、玉8の半径よりも僅かに大きくし、玉8の半径の1.05未満としている。
The depth of the
図10は、保持器4のポケット50(球殻状板部50A)の内面の他の形状例を示す。この例では、ポケット50(球殻状板部50A)の内面の内径側部分50Aiに設けられる凹み部54Aを、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50の両側に位置する2箇所としている。各凹み部54Aの内面形状は、保持器円周方向に沿う断面形状(すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状)が、ポケット50の内面となる凹球面の曲率半径Raよりも小さな曲率半径RAbの円弧状であり、詳しくは同図(B)に示すように、保持器4の半径方向の直線LAを中心とする各仮想円筒VAの表面に略沿う円筒面状の形状である。この凹み部54Aは、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。
FIG. 10 shows another example of the shape of the inner surface of the pocket 50 (spherical
2個の凹み部54Aの位置は、例えば、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50に対する周方向の配向角度を40°±15°とした対称な2箇所である。この例でも、凹み部54Aの深さは、ポケット内面の凹球面の中心O50から凹み部54Aの最深位置までの距離RAcが、玉3の半径の1.05倍以上となる深さであることが好ましい(丁度1.05倍であって良い)。
なお、この実施形態では凹み部54Aを2箇所としたが、3箇所以上としても良い。
The positions of the two recessed
In this embodiment, the number of the recessed
図11は、保持器4(図1)のポケット50(球殻状板部50A)の内面のさらに他の形状例を示す。この例は、図10の実施形態において、凹み部54Aの断面形状(保持器円周方向に沿う断面形状)を円弧状とする代わりに、多角形状としたものである。詳しくは、同図(B)に示すように、保持器4の半径方向の直線LAを中心とする各多角形柱(図示の例では正10角形柱)VCの表面に略沿う多角形状の形状である。この凹み部54Cは、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。この実施形態におけるその他の構成は、図10の例と同様である。
FIG. 11 shows still another example of the shape of the inner surface of the pocket 50 (spherical
図12は、保持器4のポケット50(球殻状板部50A)の内面のさらに他の形状例を示す。この例は、ポケット50(球殻状板部50A)の内面の内径側部分50Aiに設けられる凹み部54Bが、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50の両側に位置して2箇所に設けられていることでは図6の実施形態と同様であるが、各凹み部54Bが、保持器外径縁付近まで延びている。これら凹み部54Bの内面の保持器円周方向に沿う断面形状は、ポケット50の内面となる凹球面の曲率半径Raよりも小さな曲率半径RBbの円弧状であり、詳しくは同図(B)に示すように、一つの仮想リングVBの表面に略沿った形状である。この仮想リングVBは、凹み部54Bを加工する砥石の外周面であっても良い。前記仮想リングVBは、ポケット50内に収まるリング外径であって、任意周方向位置の断面形状が円形となるドーナツ状であり、図13のように、リング中心OVBが保持器中心軸Oに対して傾きを持つ。
FIG. 12 shows still another example of the shape of the inner surface of the pocket 50 (spherical
なお、この発明において、凹み部54A〜54Cの保持器円周方向に沿う断面形状は、図8〜図12の各例の形状に限らず、部分楕円状や、矩形溝状、台形溝状や、その他任意の断面形状としても良い。また、凹み部54A〜54Cの上記断面形状は、凹み部中心に対して非対称の形状であっても良い。
ポケット50における内面形状は、球面状に限らず、玉配列ピッチ円PCDよりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる形状であれば良く、例えば玉配列ピッチ円PCDよりも外径側の部分が円筒面状、内径側の部分が円すい面状であっても良い。
In addition, in this invention, the cross-sectional shape along the cage circumferential direction of the recessed
The inner surface shape of the
図14は、上記保持器4の製造方法を示す。この製造方法は鉄板打ち抜き保持器の製造方法であって、先ず鋼板をプレスしてリング状の金属帯材55を打ち抜く。次に、図14(A)のように、前記保持器半体51の球殻状板部50Aの内面を成形する凸側プレス金型56と、前記球殻状板部50Aの外面を成形する凹側プレス金型57とでなるプレス金型組58を用意し、これら凸側プレス金型56と凹側プレス金型57の間に前記リング状の金属帯材55を挟み込んで、図14(B)のように保持器半体51をプレス成形する。このプレス成形は、粗押しと仕上げ押しの2段階で行っても良く、また一度で行っても良い。
FIG. 14 shows a method for manufacturing the
なお、凸側プレス金型56および凹側プレス金型57は、図ではそれぞれ1個のみ示しているが、これら凸側プレス金型56および凹側プレス金型57は、それぞれ保持器半体51の球殻状板部50Aの個数分だけ円周方向に並べて互いに一体の金型として設けられ、複数の球殻状板部50Aを同時に成形する。
このようにして得られた2つの保持器半体51を、図14(C)のように重ね合わせ、図14(D)のように保持器半体51の平板部51aが重なり合う部分をリベット53で接合して保持器4とする。
Although only one convex press die 56 and one concave press die 57 are shown in the drawing, each of the convex press die 56 and the concave press die 57 is a
The two
図15には、プレス成形における仕上げ押し工程に用いる上記凸側プレス金型56および凹側プレス金型57として、図10の保持器半体51の成形用のものを示している。凸側プレス金型56の半球状凸面には、ポケット50(球殻状板部50A)における凹み部54Aの内面を成形する凹み部成形用型部56aが部分的に形成されている。また、凹側プレス金型57には、ポケット50(球殻状板部50A)における凹み部54Aの外面を成形する凹み部裏面成形用型部57aが部分的に形成されている。保持器ポケットの外面側に凸部が形成されることになるが、シールと非接触であれば、機能上問題ない。この場合の凸側プレス金型56および凹側プレス金型57も、それぞれ保持器半体51の球殻状板部50Aの個数分だけ、互いに一体の金型として設けられ、複数の球殻状板部50Aを同時に成形する。
FIG. 15 shows the convex side press die 56 and the concave side press die 57 used for the finishing pressing step in press molding for molding the
図10の保持器半体51を成形する場合、その球殻状板部50Aの内面は単純な半球状凹面の一部に、凹み部54Aを有する形状であるため、仕上げ押し工程で単純な半球状凹面を成形した後で、その半球状凹面の一部にさらに凹み部54Aをプレス成形するものとすると、従来の鉄板打ち抜き保持器の成形の場合に比べて製造工程が一工程増えることになる。
この実施形態では、上記したように、仕上げ押し工程に用いる凸側プレス金型56の半球状凸面に、ポケット50(球殻状板部50A)における凹み部54Aの内面を成形する凹み部成形用型部56aを部分的に形成しているので、仕上げ押し工程で凹み部54Aも同時に成形でき、製造工程を増やすことなく効率的に保持器4を製造できる。
When the
In this embodiment, as described above, for forming a concave portion, the inner surface of the
また、仕上げ押し工程に用いる上記凸側プレス金型56の半球状凸面の形状および面粗さは、保持器ポケット50の内面に転写され、そのポケット内面は軸受に組み込まれた場合に玉3(図1)と接触するため、ポケット内面の面粗さは小さくする必要がある。従来の鉄板打ち抜き保持器ではポケット内面が単純な凹球面であるため、凸側プレス金型の半球状凸面を凹形状の砥石等で研磨することで面粗さを小さくしている。しかし、この実施形態の場合、上記したように凸側プレス金型56の半球状凸面は、単純な半球状凸面の一部にポケット内面の上記凹み部54Aに対応する凹み部成形用型部56aを有する形状であり、従来例の場合のように凹形状の砥石等で研磨して面粗さを小さくすることはできない。
Further, the shape and surface roughness of the hemispherical convex surface of the convex press die 56 used in the finishing pressing step are transferred to the inner surface of the
そこで、この実施形態では、仕上げ押し工程に用いる凸側プレス金型56の成形凸球面を、ショットブラスト、または電子ビームによる研磨、または研磨剤の噴射によるラッピングで表面仕上げする。この場合のラッピングは、研磨砥粒に水分を含有させることで弾力性および粘着性を有する研磨材を得て、この研磨材を被加工材である金型の表面に高速で滑走させて発生する摩擦力によって表面仕上げする方法が好ましい。このようなラッピングとして、金型の超鏡面仕上げ装置として販売されているエアロラッピング(株式会社ヤマシタワークス)等が採用できる。このように、ショットブラストや電子ビーム、あるいは研磨剤の噴射によるラッピングで凸側プレス金型56の成形凸球面を表面仕上げすることにより、手作業による研磨などが要らず、ばらつきなく低コストで凸側プレス金型56の成形凸球面の面粗さを小さくできる。 Therefore, in this embodiment, the convex convex spherical surface of the convex press die 56 used in the finishing pressing step is surface-finished by shot blasting, polishing with an electron beam, or lapping by injection of an abrasive. In this case, lapping is generated by obtaining abrasive material having elasticity and adhesiveness by adding moisture to the abrasive grains and sliding the abrasive material on the surface of a mold as a workpiece at high speed. A method of surface finishing by frictional force is preferred. As such wrapping, aero wrapping (Yamashi Towers Co., Ltd.) sold as a mold ultra-mirror finishing device can be employed. As described above, the surface of the convex spherical surface of the convex press die 56 is finished by shot blasting, electron beam, or lapping by jetting an abrasive, so that there is no need for manual polishing, and there is no unevenness and low cost. The surface roughness of the convex convex spherical surface of the side press die 56 can be reduced.
図16〜図18は、グリース付着状態の確認を行った試験結果を示す。この試験では、この実施形態(図9の実施形態、および図10の実施形態)の保持器4を組み込んだ玉軸受と、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受とを、次の表1の条件で運転して比較した。
図16および図17はこの実施形態(それぞれ図9の実施形態、および図10の実施形態)の保持器4を用いた玉軸受のグリース付着状態を示し、図18は一般的な鉄板打ち抜き保持器を用いた玉軸受のグリース付着状態を示す。
FIGS. 16-18 shows the test result which confirmed the grease adhesion state. In this test, a ball bearing incorporating the
FIG. 16 and FIG. 17 show the grease adhesion state of the ball bearing using the
図16〜図18の試験結果から、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受(図18)では、内輪シール溝にグリースが付着するが、この実施形態の保持器4を組み込んだ玉軸受(図16,図17の例)ではグリースの付着がないことが分かる。
この実施形態にかかる転がり軸受の保持器4では、ポケット50の形状を上記したように従来例のものと異なるものとしたことにより、内輪肩部へのグリースの付着を無くすことができる。すなわち、玉に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部を設けたため、グリースの掻き取りが生じる際の、玉の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。
From the test results shown in FIGS. 16 to 18, in the ball bearing (FIG. 18) incorporating a general steel plate punched cage, grease adheres to the inner ring seal groove, but the ball bearing incorporating the
In the rolling
そのため、内輪シール溝へグリースが付着することがなく、接触形および非接触形のいずれのシールを用いても、グリース漏れは発生しない。この効果は、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって、一般的な鉄板打ち抜き保持器のようにシールにグリースが付着することによる不具合は発生しない。さらに、シール機能にグリース漏れを防ぐ要素を付加させる必要がないので、耐泥水、耐ダスト、および低トルクに特化したシール設計が可能となる。また、この実施形態の玉軸受用保持器4はプレス加工が可能なため、低コストで高強度のものを製造でき、一般的な鉄板打ち抜き保持器と比べてシールとの距離も変わらない。
Therefore, grease does not adhere to the inner ring seal groove, and no grease leakage occurs regardless of whether a contact type or non-contact type seal is used. This effect is characteristic especially when the outer ring rotates. Therefore, there is no problem caused by the grease adhering to the seal unlike a general iron plate punched cage. Furthermore, since it is not necessary to add an element for preventing grease leakage to the sealing function, a seal design specialized for muddy water resistance, dust resistance, and low torque is possible. Further, since the
なお、上記各実施形態では、鉄板打ち抜き保持器の場合を示したが、図19および図20に示すような樹脂製保持器59の場合にも適用できる。この樹脂製保持器59は、樹脂成形品からなる2枚の環状体60,60を有する。各環状体60の互いに衝合される一側面には、玉の外周に沿う半球状のポケット61Aが周方向に等間隔に複数形成される。隣接するポケット61A,61A間には結合部となる係合孔62と係合爪63とが設けられ、一方の環状体60の係合爪63を、他方の環状体60の係合孔62に挿入させることにより、両環状体60が一体に接合されて保持器59とされる。
In each of the above embodiments, the case of the iron plate punched cage is shown, but the present invention can also be applied to the case of the
以上説明した転がり軸受の構成によると、シールリップ12の内面に前述の突起17を設けたので、吸着現象が発生すると、図3(b)に示すように、シールリップ12が軸受軸方向内側に押し込まれるが、このシールリップ12が押し込まれるのと同時に、同シールリップ12の内面の突起17がシール溝9の内側面16に押し当てられる。このとき、その突起17の接触位置付近であってシール溝9の内側面16に押し当てられる付近の主リップ15の先端部は、突起17の存在により、他の部分に対して部分的に弾性変形される。すなわち、突起17の接触位置付近のシールリップ12における主リップ15は、シール溝9の内側面16に接触できずに、その非接触により、軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路18が形成される。
さらに、図4に示すように、突起17および主リップ15の先端部が共に、シール溝9の内側面16に接触した状態では、この突起17と主リップ15の先端部との接触圧力の違いによって、突起17の先端部17aは、その摺動抵抗が主リップ15の先端部15aの摺動抵抗よりも大きくなる。この状態で軸受を回転させると、主リップ15の先端部15aが凹凸状に波打つよう捩れが生じて図5(b)に示すような空気通路19が形成される。
このため、軸受内外の圧力バランスを瞬時に均一に保って吸着現象を防止することができる。また、この圧力バランスを保つための空気通路19は、軸受内外の圧力バランスが均一つまり圧力差が生じないと直ちに閉じシールリップ12は図3(a)に示すような通常状態になる。このとき、突起17は、シール溝9の内側面16に非接触となる。したがって、軸受外部からの異物の浸入を最小限にとどめることができ、またその空気通路19は狭いものであるため、軸受内のグリースが漏れることもない。
According to the configuration of the rolling bearing described above, since the
Further, as shown in FIG. 4, when both the
For this reason, the pressure balance inside and outside the bearing can be kept instantaneously uniform to prevent the adsorption phenomenon. Further, the
この保持器4,59は、複数の玉8をそれぞれ保持するポケット50を円周方向の複数箇所に有し、各ポケット50の内面を、玉配列ピッチ円PCDよりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、各ポケット50の内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部54(54A,54B,54C)を設けたため、内輪1のシール溝9にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止できる。したがって、シール溝の形状を設計変更する必要がなく、また、軸受の軸方向にスリンガー等を設けるスペースを確保する必要もない。したがって、部品点数を前述の特許文献に記載のものより少なくし製造コストの低減を図ることができる。
The
凹み部54は、例えば、図9に示すように、前記ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心から両側に広がって1箇所に設けられ、ポケット50の保持器円周方向の幅W50の半分よりも大きな幅W54を有し、前記凹み部54の内面形状が、保持器4の半径方向の直線Lを中心とする仮想円筒Vの表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部54は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状とすることで、前述の作用、効果を奏する。
For example, as shown in FIG. 9, the recessed
また、凹み部54Aは、例えば、図10に示すように、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50の両側に位置して複数箇所に設けられ、各凹み部54Aの内面形状が、保持器4の半径方向の直線LAを中心とする各仮想円筒VAの表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部54Aは、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円PCDの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円PCDに近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状とすることで、前述の作用、効果を奏する。
Further, for example, as shown in FIG. 10, the recessed
また、凹み部54Bは、例えば、図12,図13に示すように、ポケット50の開口縁における保持器円周方向の中心OW50の両側に位置して2箇所に設けられて、保持器外径縁付近まで延び、これら2箇所の凹み部54Bの内面形状が、一つの仮想リングVBの表面に略沿った形状であり、前記仮想リングVBは、ポケット50内に収まるリング外径で、任意周方向位置の断面形状が円形であり、リング中心OVBが保持器中心軸Oに対して傾きを持つ形状とすることで、前述の作用、効果を奏する。
Further, as shown in FIGS. 12 and 13, for example, as shown in FIGS. 12 and 13, the recessed
図21ないし図23は、第2の発明に対応する実施形態を示す。この実施形態にかかる転がり軸受の保持器4Aは、図4ないし図8と共に前述した保持器4と、特に説明する事項を除いて同様である。
この保持器4Aは、図1と共に前述した転がり軸受に用いられる保持器であって、玉3を保持するポケット50を円周方向の複数個所に有するリング状であり、2個の環状体の保持器半体51を軸方向に対面して重ね合わせてなる。これら保持器半体51は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部50Aと、隣合うポケット50間の部分となる平板部51aとが円周方向に交互に並ぶ形状とされる。各保持器半体51は、金属板のプレス成形品(例えば鉄板打ち抜き品)であり、平板部51aに設けられたリベット孔52に挿通したリベット53により、2枚の保持器半体51が互いに接合して一体に構成される。以上の構成は、図6ないし図8に示す実施形態と同様である。
21 to 23 show an embodiment corresponding to the second invention. The rolling
This
また、保持器4Aは、図21,図23に示すように、内輪1の内輪軌道5の両側の肩部高さとなる内輪外径面1aに軸方向に重なる範囲を持つ。
この実施形態の保持器4Aは、上記構成において、球殻状板部50Aにおける玉配列ピッチである玉配列ピッチ円PCDよりも内径側部分に薄肉部分50Aaを形成している。この薄肉部分50Aaは、内輪1の内輪軌道5の両側の肩部高さとなる内輪外径面1aに位置する部分の板厚t1を、平板部51aの板厚t0よりも薄くしたものである。肩部高さとなる内輪外径面1aは、内輪1の内輪軌道5の肩部の高さで続く外径面部分のことであり、シール溝9が形成されている場合、内輪軌道5とシール溝9との間の外径面部分のことである。球殻状板部50Aは、この内輪外径面1aの軸方向範囲Wに位置する部分の板厚t1を薄くする。なお、図21において、球殻状板部50Aを薄肉化しない場合の断面形状を想像線で示している。
Further, as shown in FIGS. 21 and 23, the
The
板厚t1を薄くする形態は、保持器半径方向において、玉配列ピッチ円PCDに相当する箇所から内径側に至る範囲の全体を薄くしても良く、また玉配列ピッチ円PCDと保持器内径縁間の途中の箇所から内径縁至る範囲を薄くなるようにしても良い。これらの場合に、板厚t1は、保持器半径方向の内径側に至るに従って次第に薄くなって内径縁が最小板厚となるようにしても良く、また薄くする範囲の全体を略一定して薄くしても良い。さらに、球殻状板部50Aのポケット内面形状を維持したままで、外面側の形状が変わるように板厚を薄くしても、また球殻状板部50Aの外面形状を維持したままで、ポケット内面側の形状が変わるように板厚を薄くしても良い。
In the form in which the plate thickness t1 is reduced, the entire range from the portion corresponding to the ball arrangement pitch circle PCD to the inner diameter side in the radial direction of the cage may be reduced. Also, the ball arrangement pitch circle PCD and the inner diameter edge of the cage The range from the midway point to the inner diameter edge may be made thinner. In these cases, the plate thickness t1 may gradually become thinner toward the inner diameter side in the radial direction of the cage so that the inner diameter edge becomes the minimum plate thickness. You may do it. Furthermore, while maintaining the shape of the inner surface of the pocket of the spherical shell-shaped
また、この実施形態では、図22のように、球殻状板部50Aの内径縁に沿う円弧状の範囲において、両端を残し、ほぼ全体を薄くしているが、内輪1の肩部高さとなる内輪外径面1aと保持器4Aの幅の関係によっては、図24のように、板厚を薄くした薄肉部分50Aaが、球殻状板部50Aにおける内径縁の円弧の中央を除く両側となる2箇所に分かれていても良い。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 22, both ends are left thin in the arc-shaped range along the inner diameter edge of the spherical shell-
この保持器4Aは、このようにポケット50を構成する球殻状板部50Aの内径部に薄肉部分50Aaを成形しており、この薄肉部分50Aaは、内輪1の肩部高さの内輪外径面1aと軸方向に重なり合う部分であって、玉3の表面に付着したグリースが保持器4Aで掻き取られる部分、またはその掻き取られたグリースが移動してくる部分である。この部分50Aaの板厚t1が薄ければ、ここに堆積し得るグリース量が減少するため、内輪1の内輪外径面1aに到達し得る頻度や量が減少し、結果としてグリースの軸受外部への漏れが防止できる。すなわち、保持器4Aの外径側へグリースが移動しやすくなり、内径側に留まり得るグリース量が減少する。
In this
しかしながら、保持器の全体の板厚を薄くすることは、保持器の単体の強度が低下するため、ミスアライメント下あるいは外部加振下において保持器に繰り返し応力が作用する場合に保持器の破損が生じやすくなるなど、難しい。
そこで、保持器4Aの内径部において、内輪1の肩部となる内輪外径面1aと軸方向に重なり合う範囲Wのみの板厚を薄くしており、これにより、実質上の保持器4Aの強度の低下が無く、かつグリース漏れを防止可能な玉軸受用保持器4Aが成立する。
However, reducing the overall plate thickness of the cage reduces the strength of the cage alone, so that the cage may be damaged when repeated stress is applied to the cage under misalignment or external vibration. It is difficult to occur.
Therefore, in the inner diameter portion of the
したがって、この転がり軸受に、上記保持器を用いることで、内輪1の内輪外径面1aに到達し得る頻度や量が減少し、結果としてグリースの軸受外部への漏れが防止できる。すなわち、保持器4Aの外径側へグリースが移動しやすくなり、内径側に留まり得るグリース量を減少することができる。したがって、内輪1のシール溝9にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止することができる。また、この転がり軸受の構成によると、内輪1のシール溝9の形状を設計変更する必要がなく、また、軸受の軸方向にスリンガー等を設けるスペースを確保する必要がなく、部品点数も上記特許文献に記載のものより少なくし製造コストの低減を図ることができる。
Therefore, by using the cage in the rolling bearing, the frequency and amount that can reach the inner ring
なお、上記の板厚t1の低減には、最初に円環に打ち抜いた平板の内径側のみを薄くしておき、プレス成形しても良い。また均一厚の円環平板からプレスで保持器を成形する場合のプレス金型において、図22や図24で示した領域の板厚のみが減少するように、一対の金型間のすきま分布を変更しても良い。また、この実施形態では深溝玉軸受の鉄板製打ち抜き保持器の場合を示したが、第2の発明は、図19,図20などと共に前述した2分割の樹脂保持器にも適用することができる。 In order to reduce the plate thickness t1, only the inner diameter side of the flat plate initially punched into the ring may be thinned and press molded. Further, in a press mold when a cage is formed by pressing from a circular plate having a uniform thickness, the clearance distribution between a pair of molds is reduced so that only the thickness of the region shown in FIGS. 22 and 24 is reduced. It may be changed. In this embodiment, the case of a deep groove ball bearing punch made of iron plate is shown. However, the second invention can be applied to the two-part resin cage described above with reference to FIGS. .
図25ないし図27は、第3の発明に対応する実施形態を示す。この実施形態にかかる転がり軸受の保持器4Bは、図1と共に前述した転がり軸受に用いられる保持器である。この保持器4Bは、リング状の部材であって、玉3(図1)を収容保持する窓状のポケット4Baが、周方向に等間隔で玉3と同数だけ形成されている。ポケット4Baのある円周方向部分の内周面4Bbは外径側に凹む形状となるよう傾斜させてあり、ポケット4Baのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Rpがポケット4Ba間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Riよりも大きくなっている(Rp>Ri)。この実施形態では、前記内周面4Bbが、軸方向から見て凹曲線となる曲面形状、具体的には円弧状面とされている。
25 to 27 show an embodiment corresponding to the third invention . The rolling
この保持器4Bは、例えば鉄板をプレスにより打ち抜きおよび成形加工して製作された2枚の環状部材64から成る。各環状部材64は、円周方向に等間隔で並びそれぞれがポケット4Baの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部64aと、隣合うポケット壁部64a同士を連結する平板状の結合板部64bとを交互に形成したものである。鉄板製である環状部材64の結合板部64bには、リベット孔64cが穿設されている。2枚の環状部材64は、それぞれの各結合板部64bを互いに重ね合わせ、前記リベット孔64cにリベット65を挿通し、そのリベット65の両端部を加締めることにより結合されている。このように、2枚の環状部材64を互い結合して1個の保持器4Bとする構成とすれば、上記のような内径の保持器中心からの半径が各部で異なる形状でありながら、保持器4Bの加工が容易である。
The
この実施形態の保持器4Bは、ポケット4Baのある円周方向部分の内周面4Bbが外径側に凹む形状となっているため、全体の強度低下が懸念される。しかし、図31に示すような従来の標準形状の保持器Hr(Rp=Ri)の損傷は、その大部分がポケットHra間の円周方向部分からポケットHraのある円周方向部分へのR部Hr7で生じることが経験的に知られている。この実施形態の保持器4Bは、この部分の形状変更を行なっていないため、全体の強度低下が生じないと言える。
The
この転がり軸受における運転中のグリースの状態を調べるために、表2に示す条件で試験を行った。運転停止後のグリースの軸受各部への付着状態は図27に示すようになった。比較のため、図31に示す従来の保持器Hrを組み込んだ軸受についても、同一条件で試験を行った。運転停止後のグリースの軸受各部への付着状態は図32に示すようになった。 In order to investigate the state of grease during operation of this rolling bearing, a test was conducted under the conditions shown in Table 2. FIG. 27 shows the state of adhesion of grease to each part of the bearing after the operation was stopped. For comparison, a test was conducted under the same conditions for a bearing incorporating the conventional cage Hr shown in FIG. The state of adhesion of grease to each part of the bearing after the operation was stopped was as shown in FIG.
この試験により、従来の保持器Hrを組み込んだ軸受の場合、内輪シール溝Hr1aにグリースGが付着するが、本発明の保持器4を組み込んだ転がり軸受では、内輪シール溝にグリースが付着しないことが判った。このため、シールを設けた転がり軸受において、呼吸による内輪シール溝の部分からのグリースGの漏洩を防止できるということが推論される。
According to this test, the grease G adheres to the inner ring seal groove Hr1a in the case of the bearing incorporating the conventional cage Hr. However, in the rolling bearing incorporating the
次に、接触形のシール(エヌティエヌ株式会社製LUシール)を組付けた軸受を用いて、グリース漏れ頻度の確認試験を行った。試験条件は、表2の条件に対して運転時間のみを15分に変更した。目視により30〜100mg程度の量のグリースが軸受外部に飛び出していると確認された場合に、グリース漏れがあるとした。試験結果は表3に示すようになった。 Next, a grease leakage frequency confirmation test was performed using a bearing assembled with a contact-type seal (LU seal manufactured by NTN Corporation). The test conditions were changed from the conditions shown in Table 2 to 15 minutes. When it was confirmed by visual inspection that grease of an amount of about 30 to 100 mg had jumped out of the bearing, grease leakage was assumed. The test results are shown in Table 3.
従来の保持器Hrを組み込んだ軸受では10個中9個のグリース漏れが発生したが、本発明の保持器4を組み込んだ軸受では10個中グリース漏れが発生したものはなかった。これにより、前記推論が正しいことが立証された。
Nine out of 10 grease leaks were found in the bearings incorporating the conventional cage Hr, but none of the bearings incorporating the
上記実施形態では保持器4Bを構成する2枚の環状部材64を鉄板製としたが、環状部材64を樹脂製としてもよい。その場合、図28および図29に示す保持器4Cのように、結合板部64bに係合爪66と係合孔67とを設け、両者66,67を互いに嵌合させることにより、2枚の環状部材64を結合する構成とすることができる。この場合も、ポケット4Caのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Rpをポケット4Ca間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Riよりも大きくする(Rp>Ri)。また、2枚の樹脂製の環状部材64を接着剤等により接合してもよい。
保持器に使用される合成樹脂材料としては、例えばPA66、PA46等のポリアミド樹脂やポリフェニルサルファイド樹脂が好適であり、さらに必要に応じてグラスファイバ等の強化繊維材を混入してもよい。
また、2枚の環状部材64を結合して1個の保持器とする構成に限らず、鋼材から所定の形状に削り出すもみ抜き保持器としてもよい、あるいは樹脂材料で一体に成形した成形保持器としてもよい。
In the above embodiment, the two
As the synthetic resin material used for the cage, for example, polyamide resins such as PA66 and PA46 and polyphenyl sulfide resins are suitable, and a reinforcing fiber material such as glass fiber may be mixed as necessary.
Further, the structure is not limited to a structure in which the two
図30は異なる実施形態を示す。この保持器4Dは、ポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbの形状が、軸方向から見て多角形状とされている。具体的には、前記内周面4Dbは、ポケット4Da間の円周方向部分の内周面4Dcに対し外径側へ傾斜する一対の傾斜面部4Dbaと、両端がこれら一対の傾斜面部4Dbaの外径側端に連なり内径が一定な一定径面部4Dbbとで成る台形状をしている。この保持器4Dも、前記実施形態の保持器4B,4Cと同様、ポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbが外径側に凹む形状となるよう傾斜したものであり、ポケット4Daのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Rpがポケット4Da間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Riよりも大きくなっている(Rp>Ri)。
FIG. 30 shows a different embodiment. In the
このようにポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbの形状を軸方向から見て多角形状とした保持器4Dも、前記実施形態の保持器4B,4Cと同様、全体の強度低下が生じることがなく、かつ図1のように転がり軸受に組み込んだ場合に、軸受の内輪シール溝の部分からのグリースの漏洩を防止できる。
In this way, the
なお、ポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbを複数の角部を有する多角形状とする場合、その角部の数は特に限定しない。また、径方向の直線に対して非対称な形状であってもよい。さらに、ポケット4Daのある円周方向部分の内周面4Dbは、平面と曲面を組み合わせたものであっても良い。 In addition, when making inner peripheral surface 4Db of the circumferential direction part with pocket 4Da into the polygonal shape which has a some corner | angular part, the number of the corner | angular part is not specifically limited. Further, the shape may be asymmetric with respect to a straight line in the radial direction. Furthermore, the inner peripheral surface 4Db of the circumferential direction portion with the pocket 4Da may be a combination of a flat surface and a curved surface.
要するに、本発明は、材質や加工方法については問わず、ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径がポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きいという条件を満たす形状の保持器に適用できるものである。
以上説明したように、転がり軸受において、この軸受に組み込まれる前記保持器は、ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたことにより、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、シールが接触形、非接触形のいずれの場合にも、グリースの漏洩を防止できる。また、シールリップ12(図1)の緊迫力を強くする必要がないため、トルクが増大しない。ポケットのある円周方向部分の内径面が、軸方向から見て凹曲線となる曲面形状、および複数の角部を有する多角形状のいずれの場合でも、上記の各作用が得られる。
In short, regardless of the material and processing method of the present invention, the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion with the pocket is larger than the radius from the cage center of the inner diameter of the circumferential portion between the pockets. It can be applied to a cage having a shape that satisfies the condition of large.
As described above, in the rolling bearing, the cage incorporated in the bearing has a radius from the center of the inner diameter of the circumferential portion having the pocket, and the inner diameter of the circumferential portion between the pockets. By making it larger than the radius from the center, it becomes difficult for grease to adhere to the inner ring shoulder and the inner ring seal groove. This appears particularly when the outer ring rotates. Thereby, leakage of grease can be prevented regardless of whether the seal is a contact type or a non-contact type. Further, since it is not necessary to increase the tightening force of the seal lip 12 (FIG. 1), the torque does not increase. Each of the above-described actions can be obtained in any case where the inner diameter surface of the circumferential portion having the pocket is a curved surface having a concave curve when viewed from the axial direction, or a polygonal shape having a plurality of corners.
次に、この発明の他の実施形態を図33および図34と共に説明する。以下の説明においては、図1ないし図5に示す前述の実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, portions corresponding to the matters described in the above-described embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
この場合の実施形態は、図33(a)に示すように、主リップ15の内面に、その先端摺接部に沿って全周にわたって突出する突条20を形成し、この突条20を横断する方向に切り欠き溝21を設けた点で前述した実施形態の場合と相違する。その他の構成は前述した実施形態の場合と同様である。この突条20は、図33(b)に示すように、軸受内部と外部との圧力差がない状態では、シール溝9の内側面16に接触しないため、シール性を損なうことはない。上記切り欠き溝21は、上記突条20の一部を切り欠いて形成されるものに限らず、主リップ15の内面にまで達してこの突条20を分断して形成されるものも含む。
In the embodiment in this case, as shown in FIG. 33 (a), a
この転がり軸受の輸送中の温度変化や、転がり軸受の回転に伴う摩擦熱の発生後、軸受が冷却された場合など、軸受内部と外部との圧力差が発生し、前記シールリップ12が内側に押し込まれた際に、図33(c)に示すように、主リップ15に設けた突条20がシール溝9の内側面16に接触する。これにより、突条20の付近の主リップ15の先端部は、外向きに弾性変形しシール溝9の内側面16と離れた状態となる。
A pressure difference between the inside and outside of the bearing occurs, for example, when the bearing is cooled after the temperature change during the transportation of the rolling bearing or the generation of frictional heat accompanying the rotation of the rolling bearing, and the
この状態では、突条20の切り欠き溝21により軸受内部と外部とを連通する空気通路22が形成され、軸受内部と外部の圧力差が解消されて、軸受の吸着現象を防止することができるとともに、主リップ15の先端部に沿って全周に突出する突条20が、シール溝9の内側面16と接触しているため、シール性を確保することができる。仮に、軸受内外の圧力差が大きいために突条20がシール溝9の内側面16との接触により潰れたり、軸受内外の圧力差が微小である場合、図34(a)に示すように、前記突条20および主リップ15の先端部がともに、シール溝9の内側面16に接触した吸着状態となる。この場合での吸着状態では、シール溝9の内側面16と接触する突条20の先端部は、シール溝9の内側面16と接触する主リップ15の先端部よりも接触圧力が大きくなる。
In this state, an
この接触圧力の違いにより、突条20の先端部は、その摺動抵抗が主リップ15の先端部の摺動抵抗よりも大きくなり、この吸着状態で軸受を回転させると、図34(b)に示すように、突条20はシール溝9の内側面16に接した状態を維持し、この内側面16とともに回転しようとする。このとき、主リップ15の先端部は摺動するため、図34(c)に示すように、主リップ15の先端部であってシール部材SLの内周縁が凹凸状に波打つように弾性変形させられる。この主リップ15の先端部の弾性変形時に空気通路23が形成され、吸着が解除される。さらに、この実施形態に係る転がり軸受において、保持器4,59を適用することにより、内輪のシール溝にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止できる。したがって、シール溝の形状を設計変更する必要がなく、また、軸受の軸方向にスリンガー等を設けるスペースを確保する必要もない。したがって、部品点数を前述の特許文献に記載のものより少なくし製造コストの低減を図ることができる。
Due to this difference in contact pressure, the sliding resistance of the tip of the
図35は、燃料電池システムにおける蒸気圧送装置に、本実施形態にかかる転がり軸受を用いた状態を概略表す断面図である。
ところで、燃料電池の周辺では水蒸気を送り込む必要がある。この水蒸気を送り込む効率を上げるために、コンプレッサが用いられる。このコンプレッサに使用されるインペラ支持用軸受の潤滑は、グリース潤滑とする場合が多い。これは、油潤滑の場合シール部を通過して、潤滑油が水蒸気に混入しやすいという問題があることからである。混入した潤滑油が、燃料電池内部に入り込むと、電解質や電極が汚染されて電池寿命の低下につながる。グリース潤滑としても、シール性が低いとグリース自体が漏洩する。また、シール性が低下すれば、グリースに水蒸気が混入すると、グリースが乳化等の変質を起こし、軸受寿命の低下をもたらす。
FIG. 35 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which the rolling bearing according to the present embodiment is used in the vapor pressure feeding device in the fuel cell system.
By the way, it is necessary to feed water vapor around the fuel cell. In order to increase the efficiency of feeding this water vapor, a compressor is used. The lubrication of the impeller support bearing used in this compressor is often grease lubrication. This is because in the case of oil lubrication, there is a problem that the lubricating oil tends to be mixed into water vapor through the seal portion. When the mixed lubricating oil enters the fuel cell, the electrolyte and electrodes are contaminated, leading to a reduction in battery life. Even with grease lubrication, if the sealing performance is low, the grease itself leaks. Further, if the sealing performance is lowered, when water vapor is mixed into the grease, the grease undergoes alteration such as emulsification, leading to a reduction in bearing life.
さらには、変質現象による離油(グリースの基油と増ちょう剤の分離)が起こり、油潤滑とした場合と同様のことが起こる。そこでシールのシール性を上げるために,接触シールの押し付け圧力を高くする方法が考えられるが、コンプレッサの軸が高速で回転した際に、シールリップの摺動による発熱が問題となる。当然、非接触シールでは、潤滑油の漏れは防げない。 Furthermore, oil separation (separation of grease base oil and thickener) occurs due to an alteration phenomenon, and the same thing occurs when oil lubrication is performed. In order to improve the sealing performance of the seal, a method of increasing the pressing pressure of the contact seal can be considered. However, when the compressor shaft rotates at a high speed, heat generated by sliding of the seal lip becomes a problem. Naturally, the non-contact seal cannot prevent leakage of the lubricating oil.
そこで、本件出願人は、燃料電池蒸気圧送装置用軸受NBにおいて、前述の吸着現象を緩和し得るシール部材SL,SLaと、保持器4,59とを適用した。前記蒸気圧送装置のコンプレッサCPRでは、運転により水蒸気の圧力が軸受外部にかかるため、軸受内部より外部の方が圧力が高い状態になる。よって、この燃料電池蒸気圧送装置用軸受NBに、前記シール部材SL,SLaを適用すると共に、前記保持器4,59を適用することで、耐グリース漏洩性、耐吸着現象および省スペース化を同時にかつ低コストで達成することができる。この実施形態では、燃料電池蒸気圧送装置に本発明の転がり軸受を適用したが、燃料電池蒸気圧送装置以外の他の装置に、本発明の転がり軸受を適用することも可能である。
Therefore, the present applicant applied seal members SL and SLa that can alleviate the above-described adsorption phenomenon, and
1…内輪
2…外輪
3…玉
4…保持器
5…内輪軌道
6…外輪軌道
9…シール溝
12…シールリップ
15…主リップ
16…内側面
17…突起
18,19…空気通路
50…ポケット
54…凹み部
Rp,Ri…半径
SL…シール部材
NB…燃料電池蒸気圧送装置用軸受
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記シール溝に摺接するシール部材の周縁をシールリップとすると共に、このシールリップの内面に突起を設け、前記突起は、前記シール部材で仕切られる軸受内部と軸受外部とに圧力差が生じて前記シールリップが内側に押し込まれたとき、前記シール溝の内側面にこの突起が接触し、この突起の接触により、その接触付近のシールリップを部分的に弾性変形させて、前記軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される状態と、前記圧力差が生じないとき前記シール溝の内側面にこの突起が非接触となる状態とにわたって変位可能に構成し、
前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状の保持器であって、前記各ポケットの、保持器が前記シール部材に沿う部分の内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたことを特徴とする転がり軸受。 A plurality of balls intervening between the inner and outer rings are held by the cage, and both end surfaces of both raceways of these inner and outer races are closed with seal members, and one peripheral edge portion of the seal members is formed at the end of one raceway. In the rolling bearing in sliding contact with the seal groove and the other peripheral edge fixed to the end of the other raceway,
The periphery of the seal member that is in sliding contact with the seal groove is used as a seal lip, and a protrusion is provided on the inner surface of the seal lip. The protrusion has a pressure difference between the inside of the bearing partitioned by the seal member and the outside of the bearing. When the seal lip is pushed inward, the projection comes into contact with the inner surface of the seal groove, and the contact of the projection causes the seal lip in the vicinity of the contact to be partially elastically deformed, so that the inside of the bearing and the outside of the bearing And is configured to be displaceable over a state in which an air passage communicating therewith is formed and a state in which the protrusion is not in contact with the inner surface of the seal groove when the pressure difference does not occur,
The cage has pockets for holding a plurality of balls at a plurality of locations in the circumferential direction, and the inner surface of each pocket is closer to the inner diameter side opening edge of the cage than the ball arrangement pitch circle. a ring-shaped retainer having a concave curved surface whose diameter according to the of each pocket, the cage inner surface of the portion along the sealing member, the cage outer diametric side from an opening edge of the cage inner diameter side rolling bearing wherein the recess that set digit and extending.
前記シール溝に摺接するシール部材の周縁をシールリップとすると共に、このシールリップの内面に突起を設け、前記突起は、前記シール部材で仕切られる軸受内部と軸受外部とに圧力差が生じて前記シールリップが内側に押し込まれたとき、前記シール溝の内側面にこの突起が接触し、この突起の接触により、その接触付近のシールリップを部分的に弾性変形させて、前記軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される状態と、前記圧力差が生じないとき前記シール溝の内側面にこの突起が非接触となる状態とにわたって変位可能に構成し、The periphery of the seal member that is in sliding contact with the seal groove is used as a seal lip, and a protrusion is provided on the inner surface of the seal lip. The protrusion has a pressure difference between the inside of the bearing partitioned by the seal member and the outside of the bearing. When the seal lip is pushed inward, the projection comes into contact with the inner surface of the seal groove, and the contact of the projection causes the seal lip in the vicinity of the contact to be partially elastically deformed, so that the inside of the bearing and the outside of the bearing And is configured to be displaceable over a state in which an air passage communicating therewith is formed and a state in which the protrusion is not in contact with the inner surface of the seal groove when the pressure difference does not occur
前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを形成して保持器径方向にのみ開口した複数の球殻状部分と、隣合うポケット間の部分となる平板状部分とが交互に並ぶ形状であって、前記球殻状部分における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたことを特徴とする転がり軸受。The cage has a shape in which a plurality of spherical shell portions that are formed only in the radial direction of the cage by forming pockets that respectively hold a plurality of balls, and flat plate portions that are portions between adjacent pockets are alternately arranged. The plate thickness of the portion located at the outer diameter surface portion of at least the shoulder height on both sides of the raceway surface of the bearing inner ring in the inner diameter side portion from the ball arrangement pitch circle in the spherical shell-shaped portion, A rolling bearing characterized by being made thinner than the plate thickness.
前記シール溝に摺接するシール部材の周縁をシールリップとすると共に、このシールリップの内面に突起を設け、前記突起は、前記シール部材で仕切られる軸受内部と軸受外部とに圧力差が生じて前記シールリップが内側に押し込まれたとき、前記シール溝の内側面にこの突起が接触し、この突起の接触により、その接触付近のシールリップを部分的に弾性変形させて、前記軸受内部と軸受外部とを連通する空気通路が形成される状態と、前記圧力差が生じないとき前記シール溝の内側面にこの突起が非接触となる状態とにわたって変位可能に構成し、
前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを形成して保持器径方向にのみ開口した複数の球殻状部分と、隣合うポケット間の部分となる平板状部分とが交互に並ぶ形状であって、前記ポケットのある円周方向部分である前記球殻状部分の内周面が、軸方向から見て保持器円周方向の幅の中間部が外径側へ凹む形状とされて、この凹む形状となった部分の内径となる保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたことを特徴とする転がり軸受。 A plurality of balls intervening between the inner and outer rings are held by the cage, and both end surfaces of both raceways of these inner and outer races are closed with seal members, and one peripheral edge portion of the seal members is formed at the end of one raceway. In the rolling bearing in sliding contact with the seal groove and the other peripheral edge fixed to the end of the other raceway,
The periphery of the seal member that is in sliding contact with the seal groove is used as a seal lip, and a protrusion is provided on the inner surface of the seal lip. The protrusion has a pressure difference between the inside of the bearing partitioned by the seal member and the outside of the bearing. When the seal lip is pushed inward, the projection comes into contact with the inner surface of the seal groove, and the contact of the projection causes the seal lip in the vicinity of the contact to be partially elastically deformed, so that the inside of the bearing and the outside of the bearing And is configured to be displaceable over a state in which an air passage communicating therewith is formed and a state in which the protrusion is not in contact with the inner surface of the seal groove when the pressure difference does not occur,
The cage has a shape in which a plurality of spherical shell portions that are formed only in the radial direction of the cage by forming pockets that respectively hold a plurality of balls, and flat plate portions that are portions between adjacent pockets are alternately arranged. a is, the inner peripheral surface of said spherical shell-like portion is a circumferential portion of the pocket, is a shape in which an intermediate portion of the cage circumferential width as viewed in the axial direction is recessed radially outward , the rolling bearing, wherein a radius from the cage center as the inner diameter of the portion becomes the recessed shape, is larger than the radius of the circumferential portions cage center of the inner diameter of between pocket.
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