JP5644350B2 - 転がり軸受用保持器および転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受用保持器および転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受としては、特開昭６１−９６２１６号公報（特許文献１）に記載されている円錐ころ軸受がある。

この円錐ころ軸受は、外輪、内輪、複数の円錐ころおよび保持器を備える。上記保持器は、大径環状部、小径環状部および複数の柱部を有し、大径環状部は、小径環状部よりも径が大きくなっている。

上記各柱部は、大径環状部と、小径環状部との間を連結している。上記複数の柱部は、大径環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置している。上記周方向に隣接する二つの柱部の間に円錐ころを収容するポケットを形成している。上記各柱部は、その柱部の延在方向に延在すると共に、径方向に開口する溝を有している。上記溝の深さは、その溝の延在方向の全ての範囲で、略一定になっている。上記溝は、延在方向の両側に保持器の略径方向に延在する端面を有している。

上記従来の円錐ころ軸受は、保持器の柱部に溝を形成することにより、溝に油を溜めることができるようにして、円錐ころ軸受の高速回転時の油切れによる焼付き等の異常現象を未然に防止するようにしている。

しかしながら、上記従来の円錐ころ軸受では、保持器が、延在方向の両側に保持器の略径方向に延在する端面を有しているから、溝に溜まった油の上記延在方向の移動が、上記端面で阻止されて、上記溝に溜まった油が、溝から外部に排出されにくくて、摺動部に供給されにくいという問題がある。そして、特に、回転トルクの低減の目的で、攪拌抵抗を少なくするために、供給される潤滑剤の量を少量に制限した場合に、摺動部の焼付きが起こり易くて、円錐ころ軸受の内輪の大鍔部のころ案内面の焼付きの抑制を、十分に行うことができないという問題がある。

特開昭６１−９６２１６号公報（第１図）

そこで、本発明の課題は、回転トルクを低減できると共に、摺動部の焼付きを抑制できる転がり軸受用保持器および転がり軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受用保持器は、
第１環状部と、
上記第１環状部の軸方向の一方側の端部から延在すると共に、上記第１環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の柱部と
を備え、
少なくとも一つの上記柱部の上記第１環状部の径方向の内方側の端面は、上記径方向の内方側に開口すると共に、上記柱部の延在方向に延在する二つの第１溝を有し、
上記各第１溝の深さは、その第１溝の上記延在方向の上記第１環状部側で、その第１溝の上記第１環状部側の端に行くにしたがって徐々に浅くなっており、
上記各第１溝の側面の上記径方向の内方側の縁と、その第１溝の底とは、その第１溝の上記第１環状部側の端でつながっており、
上記少なくとも一つの柱部の径方向の内方側の端部は、底部と、その底部につながると共に、底部の幅方向に互いに間隔をおいて位置する三つの壁部とを有して、上記二つの第１溝のうちの一方の上記第１溝は、中央の上記壁部と一端側の上記壁部との間に存在する一方、上記二つの第１溝のうちの他方の上記第１溝は、上記中央の壁部と他端側の上記壁部との間に存在し、
上記底部からの上記中央の壁部の高さは、上記底部からの上記一端側の壁部の高さよりも高いと共に、上記底部からの上記他端側の壁部の高さよりも高いことを特徴としている。

本発明によれば、上記環状体の径方向の内方側の端面が、第１溝を有しているから、保持器の第１溝の周辺に存在する潤滑剤が、第１溝に収容され易くなる。また、上記第１溝の深さが、上記延在方向の上記第１環状部側で、上記延在方向の上記第１環状部側に行くにしたがって零になるまで連続的に小さくなっているから、上記第１溝内の潤滑剤が、上記第１溝の底を伝って第１溝外に移動し易くなる。したがって、第１溝内から第１溝外に導かれた潤滑剤を、転動体の転動面等の摺動部に効率的に導くことができる。したがって、潤滑剤を効率的に摺動部に供給できて、摺動部の焼付きを効率的に抑制できる。

また、潤滑剤を第１溝に効率的に収容できて、第１溝内の潤滑剤を摺動部に効率的に供給できるから、転がり軸受に供給する潤滑剤の量を低減することができる。したがって、潤滑剤の攪拌抵抗を抑制できて、回転トルクを低減できる。

また、一実施形態では、
上記各柱部の上記第１環状部側とは反対側の端部につながっていると共に、上記第１環状部よりも内径が小さい第２環状部を備え、
上記第２環状部の軸方向の上記第１環状部側の端面は、上記第２環状部の周方向に延在する第２溝を有し、
上記第１溝は、上記第２環状部の第１環状部側の端面から上記第１環状部に上記径方向に重なる部分まで上記延在方向に延在しており、
上記第２溝は、上記第１溝が存在している上記周方向の位相と同じ上記周方向の位相に存在する部分を有する。

上記実施形態によれば、柱部が第１環状部とそれより小径の第２環状部との間を連結することになるから、上記柱部の径方向の内方の面と、保持器の中心軸との距離が、軸方向の第１環状部側に行くにしたがって大きくなる。したがって、第１溝内の潤滑剤が、保持器の遠心力に起因するポンプ作用によって第１溝内を第１環状部の方に移動することになるから、潤滑剤の第１溝外への移動を円滑にすることができて、潤滑剤を、第１環状部の内周面に円滑に移動させることができる。したがって、潤滑剤を大径側の第１環状部の内周面から円錐ころの大径端面を介して、内輪の大鍔のころ案内面に円滑に供給することができて、内輪のころ案内面の焼付きを効果的に抑制できる。

また、一実施形態では、
上記各柱部の上記第１環状部側とは反対側の端部が接続されると共に、上記第１環状部よりも内径が小さい第２環状部を備え、
上記第１溝は、上記第２環状部の第１環状部側の端面から上記第１環状部に上記径方向に重なる部分まで上記延在方向に延在している。

上記実施形態によれば、上記第１溝が、第１環状部に径方向に重なる部分まで上記延在方向に延在しているから、第１溝を介して第１環状部の内周面に到達する潤滑剤の量が多くなる。したがって、潤滑剤を、円錐ころの端面に更に供給し易くなって、内輪の大鍔のころ案内面等の摺動部の焼付きを更に抑制することができる。

また、上記実施形態によれば、第２環状部の第１環状部側の端面に第２溝を有し、その第２溝が第１溝につながっているから、第２溝に流れ込んだ潤滑剤を、第１溝に円滑に移動させることができる。したがって、より大きな量の潤滑剤を、内輪の大鍔部のころ案内面等の摺動部に供給することができて、摺動部の焼付きを更に抑制することができる。

また、本発明の転がり軸受は、
内周軌道面を有する外側軌道部材と、
外周軌道面を有する内側軌道部材と、
上記内周軌道面と上記外周軌道面との間に配置された複数の転動体と、
上記複数の転動体を保持する本発明の転がり軸受用保持器と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、本発明の転がり軸受用保持器を備えるから、潤滑剤を、転がり軸受用保持器の第１溝を介して摺動部に円滑に供給できる。したがって、摺動部の焼付きを効果的に抑制できる。また、本発明によれば、供給された潤滑剤を摺動部に円滑に供給することができるから、供給する潤滑剤の量を低減することができる。したがって、転動体の潤滑剤の攪拌抵抗を低減できて、回転トルクを低減できる。

本発明の転がり軸受用保持器によれば、環状体の径方向の内方側の端面が、第１溝を有しているから、保持器の第１溝の周辺に存在する潤滑剤が、第１溝に収容され易くなる。また、上記第１溝の深さが、上記延在方向の上記第１環状部側で、上記延在方向の上記第１環状部側に行くにしたがって零になるまで連続的に小さくなっているから、上記第１溝内の潤滑剤が、上記第１溝の底を伝って第１溝外に移動し易くなる。したがって、上記第１溝内から第１溝外に導かれた潤滑剤を、転動体の転動面等の摺動部に効率的に導くことができて、摺動部の焼付きを効率的に抑制できる。

また、本発明の転がり軸受用保持器によれば、第１溝内の潤滑剤を摺動部に効率的に供給できるから、転がり軸受に供給する潤滑剤の量を低減することができる。したがって、潤滑剤の攪拌抵抗を抑制できて、回転トルクを低減することができる。

本発明の一実施形態の円錐ころ軸受の軸方向の断面図である。 上記保持器の側面を示す図である。 上記保持器の一の柱部の周辺を、保持器の内周側から見たときの図である。 上記柱部の延在方向の中心において、第１溝の縁につながる矩形状の平面部の法線方向と幅方向とを含む平面で、柱部を切断したときの断面図である。 上記保持器の一部をその径方向の外方側からみたときの図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の円錐ころ軸受の軸方向の断面図である。

この円錐ころ軸受は、外側軌道部材の一例としての外輪１と、内側軌道部材の一例としての内輪２と、複数の転動体としての複数の円錐ころ３と、転がり軸受用保持器の一例としての円錐ころ軸受用保持器（以下、単に保持器という）５とを備える。

上記外輪１は、例えば、自動車のディファレンシャルギヤのハウジング等、自動車用部品のハウジングに内嵌されて固定されている。上記外輪１は、内周軌道面の一例としての円錐軌道面１１を有している。一方、上記内輪２は、自動車のディファレンシャルギヤのピニオン軸等の自動車用部品の回転軸に外嵌されて固定されている。上記内輪２は、外周軌道面の一例としての円錐軌道面２１を有している。

上記内輪２は、小鍔部２２と、大鍔部２３とを有し、小鍔部２２は、円錐軌道面２１の小径側に位置している一方、大鍔部２３は、円錐軌道面２１の大径側に位置している。上記大鍔部２３の軸方向の円錐軌道面２１側の端面は、円錐ころ３を案内するころ案内面２７を構成している。

上記複数の円錐ころ３は、外輪１の円錐軌道面１１と、内輪２の円錐軌道面２１との間に、保持器５によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

図２は、上記保持器５の側面を示す図である。

上記保持器５は、樹脂製保持器であって、射出成型により形成されている。図２に示すように、上記保持器５は、第１環状部としての大径環状部３０と、第２環状部としての小径環状部３１と、複数の柱部３３とを備え、大径環状部３０の内周面の径は、小径環状部３１の内周面の径よりも大きくなっている。

上記各柱部３３は、大径環状部３０と、小径環状部３１とを連結している。上記複数の柱部３３は、大径環状部３０の周方向に互いに間隔をおいて位置している。上記周方向に互いに隣接する柱部３３の間に、円錐ころ（図示せず）を収容するポケット３７を形成している。

図２において、参照番号３５は、応力緩和部を示している。この応力緩和部３５は、各柱部３３の小径環状部３１側の端部の周方向両側に設けられている。この応力緩和部３５は、凹部であって、円錐ころをポケット３７に収容する際に柱部３３に生じる応力を緩和するようになっている。

図３は、上記保持器５の一の柱部３３の周辺を、保持器５の内周側から見たときの図である。

図３に示すように、保持器５の径方向の内方側の端面５０は、第１溝５１を有する。上記第１溝５１は、各柱部３３の径方向の内方側の端面を含む部分に存在している。詳しくは、上記第１溝５１は、小径環状部３１の大径環状部３０側の端面５４から大径環状部３０に径方向に重なる部分まで、各柱部３３の延在方向に延在している。上記第１溝５１は、径方向の内方側に開口している。上記第１溝５１の深さは、柱部３３の延在方向の大径環状部３０側で、上記延在方向の大径環状部３０側に行くにしたがって零になるまで連続的に小さくなっている。上記第１溝５１の深さは、第１溝５１の上記延在方向の大径環状部３０側で、第１溝５１の大径環状部３０側の端７２に行くにしたがって徐々に浅くなっている。上記第１溝５１の側面（後述する高さ高い壁部６０）の径方向の内方側の縁７１と、第１溝５１の底とは、第１溝５１の大径環状部３０側の端７２でつながっている。

また、図３に示すように、上記小径環状部３１の軸方向の大径環状部３０側の端面５４は、小径環状部３１の周方向に延在する第２溝５７を有し、第２溝５７は、第１溝５１につながっている。図３に示すように、上記第２溝５７は、第１溝５１の側面で塞がれている。また、上記第１溝５１の第２溝５７を塞いでいる側面の開口側の縁７１は、矩形状の平面部５９につながっている。

上記第１溝５１の底面の大径環状部３０側は、平面部５８からなり、その平面部５８は、上記側面の開口側の縁７１にある矩形状の平面部５９に対して傾斜する傾斜面になっている。傾斜角度は、４５°以下になっている。傾斜角度は、４５°以下であれば好ましいが、４５°以上の角度であっても構わない。

図４は、上記柱部３３の延在方向の中心Ａ（図３参照：大径環状部３０と、小径環状部３１との中間）において、上記矩形状の平面部５９の法線方向と幅方向とを含む平面で、柱部３３を切断したときの断面図である。

図４に示すように、柱部３３の上記平面での切断面は、断面山字状の形状を有している。詳しくは、断面略矩形状の板状の底部７０と、その底部７０につながる三つの断面矩形状の壁部６０,６１,６２とを有し、各壁部６０,６１,６２は、保持器５の周方向において互いに向かい合う面が、互いに略平行な状態で、底部７０の表側の面からその面の法線方向に延在している。また、二つの端の壁部６１,６２は、それぞれ保持器５の周方向において中央の壁部６０とは反対側の面が保持器５の径方向の内側に向かって保持器５の周方向の中央の壁部側に近づくよう傾斜した平面になっている。上記三つの壁部６０,６１,６２は、中央の壁部６０における一端の壁部６１側の側面の法線方向に互いに等間隔に配置されている。図４に示すように、中央の壁部６０の底部７０からの高さは、端の壁部６１,６２の底部７０からの高さよりも高くなっている。上記中央の壁部６０と、底部７０と、一端の壁部６１とで第１溝５１を画定すると共に、中央の壁部６０と、底部７０と、他端の壁部６１とで第１溝５１を画定している。

図４の断面において、各柱部３３は、中央の壁部６０の幅を二等分する中央の壁部６０の垂直二等分線に対して、線対称な構造になっている。上記各柱部３３は、二つの第１溝５１を有し、二つの第１溝５１は、中央の壁部６０の左右両側に対称に位置している。

図５は、保持器５の一部をその径方向の外方側からみたときの図である。

図５に示すように、上記応力緩和部３５は、柱部３３と、小径環状部３１との交差部から大径環状部３０側に向かうに従って先細りとなるように直線的なテーパー状の切欠によって構成され、柱部３３の一部を直線的に切除したような簡単な形状になっている。

上記実施形態の保持器５によれば、環状体である保持器５の径方向の内方側の端面が、第１溝５１を有しているから、保持器５の第１溝５１の周辺に存在する潤滑剤は、第１溝５１に収容され易くなる。また、上記第１溝５１の深さが、柱部３３の延在方向の大径環状部３０側で、上記延在方向の大径環状部３０側に行くにしたがって零になるまで連続的に小さくなっているから、第１溝５１内の潤滑剤が、第１溝５１の底を伝って第１溝５１外に移動し易くなる。したがって、上記第１溝５１内から第１溝５１外に導かれた潤滑剤を、円錐ころ３の転動面等の摺動部に効率的に導くことができる。したがって、潤滑剤を効率的に摺動部に供給できるから、摺動部の焼付きを効率的に抑制できる。

また、潤滑剤を第１溝５１に効率的に収容できて、第１溝５１内の潤滑剤を摺動部に効率的に供給できるから、転がり軸受に供給する潤滑剤の量を低減することができる。したがって、潤滑剤を攪拌する際に発生する攪拌抵抗を抑制できて、回転トルクを低減することができる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、柱部３３が大径環状部３０とそれより小径の小径環状部３１との間を連結することになるから、柱部３３の径方向の内方の面と、保持器５の中心軸との距離が、軸方向の大径環状部３０側に行くにしたがって大きくなる。したがって、第１溝５１内の潤滑剤が、保持器５の遠心力に起因するポンプ作用によって第１溝５１内を大径環状部３０の方に移動することになるから、潤滑剤の第１溝５１外への移動を円滑にすることができて、潤滑剤を、大径環状部３０の内周面に円滑に移動させることができる。したがって、潤滑剤を大径側の大径環状部３０の内周面から円錐ころ３の大径端面を介して、内輪２の大鍔部２３のころ案内面２７に円滑に供給することができて、内輪２のころ案内面２７の焼付きを効果的に抑制できる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、上記第１溝５１が、大径環状部３０に径方向に重なる部分まで柱部３３の延在方向に延在しているから、潤滑剤をいっそう容易に大径環状部３０の内周面まで到達させることができる。したがって、潤滑剤を、円錐ころ３の端面に更に供給し易くなって、内輪２の大鍔部２３のころ案内面２７等の摺動部の焼付きを更に抑制することができる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、上記小径環状部３１の大径環状部３０側の端面に第２溝５７を有し、その第２溝５７が第１溝５１につながっているから、第２溝５７に流れ込んだ潤滑剤を、第１溝５１に円滑に移動させることができる。したがって、より大きな量の潤滑剤を、内輪２の大鍔部２３のころ案内面２７等の摺動部に供給することができて、摺動部の焼付きを更に抑制することができる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、上記柱部３３の径方向の内方側の端面が、断面山字状の形状を有して、柱部３３の周方向の両端部の夫々に第１溝５１が存在しているから、柱部の中央部に一つの凹部を形成する場合と比較して、軸受内部の潤滑剤を、円錐ころ３の回転によりより第１溝５１に取り込み易くなる。また、中央の壁部６０の高さが、端の壁部６１,６２の高さより高いから、潤滑剤が中央の壁部６０に衝突し易くなって、中央の壁部６０に衝突した軸受内部の潤滑剤を、第１溝５１に効率良く取り込むことができる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、二つの第１溝５１を、中央の壁部６０の左右両側に対称に形成しているから、柱部３３における凹部の範囲を大きくできて、柱部３３の厚さを薄くできる。したがって、柱部３の放熱性を向上することができて、柱部３３の劣化を抑制できる。仮に、柱部が厚いとすると、熱が逃げにくくなって、放熱性が悪くなるのである。

尚、上記実施形態の保持器５では、上記各柱部３３において、第１溝５１が、中央の壁部６０を境に左右対称に存在していたが、この発明では、少なくとも一つの柱部に、形状が同一の二以上の第１溝が、非対称に形成されていても良く、少なくとも一つの柱部に、構造が異なる二以上の第１溝が、存在しても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、各柱部３３において、第１溝５１が二つ存在していたが、この発明では、少なくとも一つの柱部は、第１溝を一つのみ有していても良い。また、この発明では、第１溝を有していない柱部が存在しても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、第１溝５１の深さが、零になって、第１溝５１が終わる地点が、大径環状部３０であった。しかしながら、この発明では、少なくとも一つの第１溝において、第１溝の側面の径方向の内方側の縁と、第１溝の底とが、第１溝の第１環状部側の端でつながる地点であって、少なくとも一つの第１溝の深さが、零になって、第１溝が終わる地点が、柱部であっても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、第１溝５１につながる第２溝５７が、小径環状部３１の大径環状部３０側の端面に存在していたが、この発明では、第２溝が存在していなくても良い。また、第２溝は、第２環状部の周方向に延在し、かつ、少なくとも延在方向の一方側で第１溝につながる構造であれば、如何なる構造であっても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、三つの板状の壁部６０,６１,６２の厚さが同一であったが、この発明では、少なくとも二以上の板状の壁部の厚さが、異なっていても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、第１溝５１の底面の大径環状部３０側に、第１溝５１の側面の開口側の縁７１にある矩形状の平面部５９に対して傾斜する平面部５８を形成して、第１溝５１の深さを徐々に零になるようにした。

しかしながら、この発明では、第１溝の底面の第１環状部側に、第１溝の側面の開口側の縁にある矩形状の平面部に対して傾斜する曲面を形成するか、または、曲面と平面とを接続して構成される面を形成して、第１溝の深さを徐々に零になるようにしても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、中央の壁部６０の径方向の内方側の端面５９が、平面であったが、この発明では、中央の壁部の径方向の内方側の端面は、平面に限らず曲面であっても良い。

また、上記実施形態の保持器５は、二つの環状部３０,３１の間を複数の柱部３３で連結する構成であったが、この発明の保持器は、冠型保持器であって、環状部が一つしか存在しない構成であっても良い。

また、上記実施形態の保持器５は、円錐ころ３を保持する構成であったが、この発明の保持器は、円筒ころ、凸面ころ（球面ころ）、玉等の円錐ころ以外の転動体を保持する構成であっても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受は、自動車用部品のハウジングと回転軸との間に配置されたが、この発明の転がり軸受は、産業用機械のハウジングと回転軸との間等に配置されても良い。この発明の転がり軸受は、如何なる回転軸をハウジングに対して回転自在に支持されるのに使用されても良い。

１ 外輪
２ 内輪
３ 円錐ころ
５ 保持器
１１ 外輪の円錐軌道面
２１ 内輪の円錐軌道面
３０ 大径環状部
３１ 小径環状部
３３ 柱部
５１ 第１溝
５７ 第２溝
７１ 第１溝の側面の径方向の内方側の縁
７２ 第１溝の大径環状部側の端

Claims (4)

1. 第１環状部と、
   上記第１環状部の軸方向の一方側の端部から延在すると共に、上記第１環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の柱部と
   を備え、
   少なくとも一つの上記柱部の上記第１環状部の径方向の内方側の端面は、上記径方向の内方側に開口すると共に、上記柱部の延在方向に延在する二つの第１溝を有し、
   上記各第１溝の深さは、その第１溝の上記延在方向の上記第１環状部側で、その第１溝の上記第１環状部側の端に行くにしたがって徐々に浅くなっており、
   上記各第１溝の側面の上記径方向の内方側の縁と、その第１溝の底とは、その第１溝の上記第１環状部側の端でつながっており、
   上記少なくとも一つの柱部の径方向の内方側の端部は、底部と、その底部につながると共に、底部の幅方向に互いに間隔をおいて位置する三つの壁部とを有して、上記二つの第１溝のうちの一方の上記第１溝は、中央の上記壁部と一端側の上記壁部との間に存在する一方、上記二つの第１溝のうちの他方の上記第１溝は、上記中央の壁部と他端側の上記壁部との間に存在し、
   上記底部からの上記中央の壁部の高さは、上記底部からの上記一端側の壁部の高さよりも高いと共に、上記底部からの上記他端側の壁部の高さよりも高いことを特徴とする転がり軸受用保持器。
2. 請求項１に記載の転がり軸受用保持器において、
   上記各柱部の上記第１環状部側とは反対側の端部につながっていると共に、上記第１環状部よりも内径が小さい第２環状部を備え、
   上記第２環状部の軸方向の上記第１環状部側の端面は、上記第２環状部の周方向に延在する第２溝を有し、
   上記第１溝は、上記第２環状部の第１環状部側の端面から上記第１環状部に上記径方向に重なる部分まで上記延在方向に延在しており、
   上記第２溝は、上記第１溝が存在している上記周方向の位相と同じ上記周方向の位相に存在する部分を有することを特徴とする転がり軸受用保持器。
3. 請求項１に記載の転がり軸受用保持器において、
   上記各柱部の上記第１環状部側とは反対側の端部が接続されると共に、上記第１環状部よりも内径が小さい第２環状部を備え、
   上記第１溝は、上記第２環状部の第１環状部側の端面から上記第１環状部に上記径方向に重なる部分まで上記延在方向に延在していることを特徴とする転がり軸受用保持器。
4. 内周軌道面を有する外側軌道部材と、
   外周軌道面を有する内側軌道部材と、
   上記内周軌道面と上記外周軌道面との間に配置された複数の転動体と、
   上記複数の転動体を保持する請求項１乃至３のいずれか１つに記載の転がり軸受用保持器と
   を備えることを特徴とする転がり軸受。

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