JP5633185B2 - 転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は転がり軸受に関する。さらに詳しくは、高速回転下においてグリース潤滑で使用される転がり軸受に関する。

ターボ分子ポンプなどの高速で回転する機械に使用される転がり軸受では、従来、油やオイルミストによる潤滑が一般的であったが、近年、取扱いの容易性より、グリースを潤滑剤として用いることが行われている。この場合、内輪と外輪との間の環状空間左右の端面部に鋼板などで作製されたシールリング（封止部材）を配置して、軸受内部に封入したグリースが外部に漏洩するのを防止している。

しかしながら、従来構造の転がり軸受を高速回転のグリース潤滑で使用すると、比較的初期の段階において軸受内部に封入したグリースが遠心力により飛散してシールリングの内側面などに移動してしまい、軌道（外輪内周面及び内輪外周面と転動体とが接触する部分であり、潤滑剤による潤滑が必要な部分である）に潤滑に必要な油分が供給されにくい状態になり、短期間で潤滑不良による振動や摩耗が発生しやすくなることがある。

そこで、軸受内部に封入されるグリースの残存期間を長くするための工夫が種々提案されている。例えば、特許文献１には、図３に示されるように、円環状の保持器４０の内周面にグリース溜め用のくぼみ４１を凹設することが開示されている。前記くぼみ４１は、玉を保持するための複数の円形ポケット４２における互いに隣接するポケット間に凹設されている。特許文献１記載の保持器４０によれば、保持器４０の内周部のくぼみ４１にグリースが溜まることにより、高速回転時の遠心力でもグリースが脱落しなくなってグリース残存期間が長くなり、又、当該くぼみ４１から玉表面へのグリースの供給が長く続くことによって軸受の運転寿命が延びる効果を生じる、とされている。

特開２００８−１５７４４１号公報

しかしながら、特許文献１記載の保持器４０におけるくぼみ４１は、玉を収容するポケット４２とは独立して形成された凹所、すなわちポケット４２と非連通状態に形成された凹所であるため、グリースを長期間に亘り溜めておくことができるものの、潤滑に必要な油分を軌道に円滑に供給することができないという問題がある。

本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、潤滑に必要な油分を軌道に円滑に供給することができる転がり軸受を提供することを目的としている。

（１）本発明の転がり軸受は、内輪と、この内輪の外周に複数の転動体を介して配設された外輪と、前記複数の転動体を円周方向ほぼ等間隔に保持する保持器と、前記内輪と外輪との間の環状空間に配設され、潤滑剤を封止する封止部材とを備えた転がり軸受であって、
前記保持器の内径側には、前記潤滑剤を貯留する第１潤滑剤溜まり部が形成されており、
前記封止部材の内側には、前記潤滑剤を貯留する第２潤滑剤溜まり部が形成されており、
前記外輪の内周面であって前記転動体が転動する軌道の近傍には、前記潤滑剤を貯留する第３潤滑剤溜まり部が形成されており、
前記封止部材の内側面には、前記第２潤滑剤溜まり部内の潤滑剤を前記軌道側に案内する傾斜状の第１案内面が形成されるとともに、前記外輪の内周面には、当該第１案内面と連続し、潤滑剤を前記軌道側に案内する傾斜状の第２案内面が形成されており、
前記保持器の第１潤滑剤溜まり部は、転動体を収容する保持器のポケットと連通しており、
前記第２案内面は、前記第３潤滑剤溜まり部の軸方向外側に隣接して設けられており、且つ、前記第３潤滑剤溜まり部側における前記第２案内面の端部は、前記第３潤滑剤溜まり部の底面よりも径方向内側に位置することを特徴としている。

本発明の転がり軸受では、保持器の内径側に形成され潤滑剤を貯留する第１潤滑剤溜まり部が、転動体を収容する保持器のポケットと連通しているので、当該ポケット内に収容される転動体を介して、潤滑が必要とされる軌道（外輪内周面と転動体との接触部及び内輪外周面と転動体との接触部）に円滑に油分を供給することができる。すなわち、第１潤滑剤溜まり部は、段差や凸部などの障壁を経ることなく連続して保持器のポケットと通じているので、潤滑が必要とされる軌道に円滑に油分を供給することができる。
また、外輪の内周面であって前記転動体が転動する軌道の近傍に第３潤滑剤溜まり部が形成されているので、この第３潤滑剤溜まり部からも、外輪内周面と転動体との接触部に油分を供給することができる。

さらに、封止部材の内側面に傾斜状の第１案内面が形成されるとともに、外輪の内周面に当該第１案内面と連続し、潤滑剤を軌道側に案内する傾斜状の第２案内面が形成されているので、封止部材の第２潤滑剤溜まり部の貯留されている潤滑剤を円滑に外輪の軌道に供給することができる。
このように、本発明の転がり軸受では、軌道への油分の供給が円滑に行われるので、潤滑不良による振動や摩耗などが発生することがなく、長期に亘り転がり軸受を高速回転域で使用することができる。
（２）前記（１）の転がり軸受において、前記保持器の内周面の軸方向両端に周方向に沿って凸部が形成されており、この凸部の内側空間が前記第１潤滑剤溜まり部とされていることが好ましい。この場合、保持器に凸部を形成するという簡単な構成により第１潤滑剤溜まり部を設けることができる。前記凸部の内側空間は、段差や凸部などの障壁を経ることなく連続して保持器のポケットと通じているので、潤滑が必要とされる軌道に円滑に油分を供給することができる。

（３）前記（１）又は（２）の転がり軸受において、前記保持器が、含油性を有する綿布基材フェノール樹脂で作製されており、この保持器に、前記潤滑剤を構成するグリースの基油があらかじめ含浸されていることが好ましい。この場合、保持器にはあらかじめグリースの基油が含浸されているので、軸受内部に封入されるグリース中の基油が保持器に含浸することがなく、グリース中の基油を有効に軌道の潤滑に用いることができる。

（４）前記（１）〜（３）の転がり軸受において、前記保持器の外周面に、前記外輪の第２案内面と協働して潤滑剤を前記軌道側に案内する傾斜状の第３案内面が形成されていることが好ましい。この場合、保持器の外周面に形成された傾斜状の第３案内面と、外輪の第２案内面とによって、スムーズに潤滑剤中の油分を軌道に案内することができ、当該軌道の潤滑を効果的に行うことができる。
（５）前記（４）の転がり軸受において、前記第２案内面と前記第３案内面との傾斜角度が異なっており、前記第３潤滑剤溜まり部側における前記第２案内面の端部と前記第３案内面の端部との間隔が、前記第１案内面側における前記第２案内面の端部と前記第３案内面の端部との間隔よりも小さいことが好ましい。
（６）前記（４）又は（５）の転がり軸受において、前記第３案内面の両端部における前記保持器の角部が丸められていることが好ましい。

本発明の転がり軸受によれば、潤滑に必要な油分を軌道に円滑に供給することができる。

本発明の転がり軸受の一実施の形態の断面説明図である。 図１に示される転がり軸受における保持器の断面説明図である。 従来の転がり軸受における保持器を断面説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の転がり軸受の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受１の断面説明図であり、図２は、図１に示される転がり軸受１における保持器２の断面説明図である。

転がり軸受１は、内輪３と、外輪４と、保持器２と、封止部材５とを備えている。
外輪４は複数の転動体であるボール６を介して内輪３の外周に配設されており、この外輪４と内輪３は、回転軸線Ｃの周りに相対回転するように構成されている。外輪４の前記内輪３に対向する内周面４ａ、及び内輪３の前記外輪４に対向する外周面３ａには、前記複数のボール６が転動する軌道７、８がそれぞれ凹設されている。

保持器２は、図２に示されるように、円環状の本体２ａからなっており、この本体２ａには前記ボール６を収容、保持するための円形のポケット２ｂが周方向に沿って所定間隔で形成されている。前記ポケット２ｂは、保持器２の本体２ａを径方向に貫通しており、その内周は円筒状に形成されている。保持器２は、含油性を有する綿布基材フェノール樹脂で作製されており、この保持器２に、潤滑剤であるグリースの基油があらかじめ含浸されている。このため、軸受内部に封入されるグリース中の基油が保持器２に含浸することがなく、グリース中の基油を有効に軌道７、８の潤滑に用いることができる。

封止部材５は、軸受内部に充填されたグリースの漏洩を防止するとともに、外部から水などの異物が軸受内部に浸入するのを防止するための部材であり、前記内輪３と外輪４との間の環状空間に配設されている。より詳細には、外輪４の内周面４ａの軸方向両端部には内周シール溝９が形成されており、内輪３の外周面３ａの軸方向両端部には外周シール溝１０が形成されている。一方、封止部材５は、芯金１１と、この芯金１１の周囲に加硫処理により焼き付けられているゴムなどの弾性体１２からなっており、この弾性体１２の外周側には固定部１３が形成されており、内周側には前記外周シール溝１０の表面と摺動するシールリップ１４が形成されている。そして、前記固定部１３が外輪３の内周シール溝９に固定されることで、封止部材５の外輪３への固定が行われる。

保持器２の内径側には、グリースを貯留する第１潤滑剤溜まり部２０が形成されている。具体的に、保持器２の本体２ａの内周面の軸方向両端（図１において左右方向両端）には周方向に沿って凸部２ｃが形成されており、この凸部２ｃの内側空間が第１潤滑剤溜まり部２０とされている。この第１潤滑剤溜まり部２０は、保持器２のポケット２ｂと連通している、すなわち段差や凸部などの障壁を経ることなく連続して保持器のポケットと通じている。第１潤滑剤溜まり部２０は、ポケット２ｂの両側（保持器２の軸方向両側）に形成されている。

また、封止部材５の内側には、グリースを貯留する第２潤滑剤溜まり部２１が形成されている。さらに、外輪４の内周面４ａであって前記ボール６が転動する軌道７の近傍には、グリースを貯留する第３潤滑剤溜まり部２２が形成されている。第３潤滑剤溜まり部２２は、外輪４の内周面４ａに周方向に沿って全周に亘り形成されている。なお、この第３潤滑剤溜まり部２２は、外輪４の内周面４ａに周方向に沿って適宜の間隔で形成され、前記軌道７と連通可能な凹部とすることもできる。

このように本実施の形態では、軸受内部に３種類の潤滑剤溜まり部、すなわち第１潤滑剤溜まり部２０、第２潤滑剤溜まり部２１及び第３潤滑剤溜まり部２２が形成されており、このうち保持器２の内径側に形成される第１潤滑剤溜まり部２０は、ボール６を収容する保持器２のポケット２ｂと連通しているので、当該ポケット２ｂ内に収容されるボール６を介して、潤滑が必要とされる軌道７、８にグリース中の油分を円滑に供給することができる。また、外輪４の内周面４ａであって前記ボール６が転動する軌道７の近傍に第３潤滑剤溜まり部２２が形成されているので、この第３潤滑剤溜まり部２２からも、外輪内周面４ａとボール６との接触部にグリース中の油分を供給することができる。

また、本実施の形態では、封止部材５の固定部１３の内側面に、前記第２潤滑剤溜まり部２１内のグリースを外輪４の軌道７側に案内する傾斜状の第１案内面３０が形成されるとともに、外輪４の内周面４ａには、前記第１案内面３０と段差なく滑らかに連続し、グリースを前記軌道７に案内する傾斜状の第２案内面３１が形成されている。第２潤滑剤溜まり部２１に貯留されたグリース中の油分は、前記第１案内面３０及び第２案内面３１を通って前記外輪４の軌道７に供給される。この場合、第１案内面３０及び第２案内面３１が、軸受内部側に行くに従い径外方向に向かう傾斜状であるので、グリース中の油分を円滑に軌道７へ供給することができる。

さらに、本実施の形態では、保持器２の外周面に、グリース中の油分を外輪４の軌道７側に案内する傾斜状の第３案内面３２が形成されている。この第３案内面３２は、外輪４の第２案内面３１と協働して、スムーズにグリース中の油分を外輪４の軌道７に案内する。

なお、本発明は前述した実施の形態に限定されるものでなく種々の変更が可能である。例えば、前述した実施の形態では、転がり軸受として単列の玉軸受を例示しているが、複列であってもよいし、また、ころ軸受けなど他の転がり軸受にも本発明を適用することができる。
また、保持器や封止部材としては、公知のものを適宜採用することができる。

１：転がり軸受、２：保持器、２ａ：本体、２ｂ：ポケット、２ｃ：凸部、３：内輪、３ａ：外周面、４：外輪、４ａ：内周面、５：封止部材、６：ボール（転動体）、７：軌道、８：軌道、９：内周シール溝、１０：外周シール溝、１１：芯金、１３：固定部、１４：シールリップ、２０：第１潤滑剤溜まり部、２１：第２潤滑剤溜まり部、２２：第３潤滑剤溜まり部、３０：第１案内面、３１：第２案内面、３２：第３案内面、Ｃ：回転軸線

Claims (6)

1. 内輪と、この内輪の外周に複数の転動体を介して配設された外輪と、前記複数の転動体を円周方向ほぼ等間隔に保持する保持器と、前記内輪と外輪との間の環状空間に配設され、潤滑剤を封止する封止部材とを備えた転がり軸受であって、
   前記保持器の内径側には、前記潤滑剤を貯留する第１潤滑剤溜まり部が形成されており、
   前記封止部材の内側には、前記潤滑剤を貯留する第２潤滑剤溜まり部が形成されており、
   前記外輪の内周面であって前記転動体が転動する軌道の近傍には、前記潤滑剤を貯留する第３潤滑剤溜まり部が形成されており、
   前記封止部材の内側面には、前記第２潤滑剤溜まり部内の潤滑剤を前記軌道側に案内する傾斜状の第１案内面が形成されるとともに、前記外輪の内周面には、当該第１案内面と連続し、潤滑剤を前記軌道側に案内する傾斜状の第２案内面が形成されており、
   前記保持器の第１潤滑剤溜まり部は、転動体を収容する保持器のポケットと連通しており、
   前記第２案内面は、前記第３潤滑剤溜まり部の軸方向外側に隣接して設けられており、且つ、前記第３潤滑剤溜まり部側における前記第２案内面の端部は、前記第３潤滑剤溜まり部の底面よりも径方向内側に位置することを特徴とする転がり軸受。
2. 前記保持器の内周面の軸方向両端に周方向に沿って凸部が形成されており、この凸部の内側空間が前記第１潤滑剤溜まり部とされている請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記保持器が、含油性を有する綿布基材フェノール樹脂で作製されており、この保持器に、前記潤滑剤を構成するグリースの基油があらかじめ含浸されている請求項１又は２に記載の転がり軸受。
4. 前記保持器の外周面に、前記外輪の第２案内面と協働して潤滑剤を前記軌道側に案内する傾斜状の第３案内面が形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受。
5. 前記第２案内面と前記第３案内面との傾斜角度が異なっており、前記第３潤滑剤溜まり部側における前記第２案内面の端部と前記第３案内面の端部との間隔が、前記第１案内面側における前記第２案内面の端部と前記第３案内面の端部との間隔よりも小さい請求項４に記載の転がり軸受。
6. 前記第３案内面の両端部における前記保持器の角部が丸められている請求項４又は５に記載の転がり軸受。

Images