JP6186886B2

JP6186886B2 - 転がり軸受

Info

Publication number: JP6186886B2
Application number: JP2013112073A
Authority: JP
Inventors: 飯田　彰; 彰飯田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-05-28
Also published as: JP2014231861A; CN203500282U

Description

本発明は、グリースを転がり軸受の一部の内部空間のみに充填する転がり軸受に関するものである。

微細な粉塵が存在する環境下で使用される転がり軸受は、微細な粉塵が転がり軸受の内部に侵入すると、玉の転動面や内輪、外輪の軌道面等を含む転走面を損傷させ、軸受の機能を低下させるおそれがある。また、軸受の内部に充填されている潤滑用のグリースに粉塵や摩耗粉が混入すると、グリースが劣化する原因となる。転動面の損傷やグリースの劣化が進むと、異常音が発生し、焼付が発生してしまうおそれもある。

軸受の防塵性を向上する為に、例えば特許文献１では、シールド板を採用する軸受において、内輪の外周面に溝を設け、遠心力を利用することでグリースを溝内に蓄積させ、シールド板と内輪の間の隙間を塞ぐ提案があった。また、この発明は内輪回転による遠心力を利用する発明であるので、冷却ファンモータなどのような内輪回転の軸受に特定したものである。

特開２００４−２１８７８９号公報

最近、複写機やプリンター等の事務機やＡＴＭに使用される軸受は低トルク・低コスト要求が強く、事務機の紙送り機構（フィーダー）に使用される転がり軸受に防塵性能が要求される。防塵性能を向上するために、通常、軸受にゴム製の接触シールを使用する。

しかしながら、接触シールを使うと、接触による軸受の回転トルクが大きくなってしまうので、紙や紙幣が撚れたりして紙詰まり等を発生させてしまう。また、紙や紙幣から発生する粉塵等が軸受内に入ってしまうと回転不良等の不具合が発生する。

そこで、本発明は、上記の課題を解決する為に、
（１）内輪および外輪と、前記内輪と前記外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有し、前記外輪が回転輪として使用される転がり軸受であって、前記保持器は冠形保持器で、軸方向片側が開口されたポケットを有し、前記内輪と前記外輪との間を軸方向両端で塞ぐ非接触型密封装置と、前記内輪、前記外輪、前記転動体および前記非接触型密封装置で囲まれた空間に配置されたグリースとを備え、前記グリースは、内輪外周面の前記非接触型密封装置の近傍に位置し、前記内輪外周面の軸方向両端に、前記保持器の前記開口側よりも前記開口の反対側を少量にして配置されていることを特徴とする転がり軸受を提供している。
（２）グリースの体積は前記空間の体積の２５％以上３０体積％以下であることを特徴とする。
（３）グリースは、２５℃における混和ちょう度が２２０以上２５０以下のものであることを特徴とする。
（４）軸受回転開始前の状態で、グリースは内輪外周面の非接触型密封装置の近傍に位置することを特徴とする。
本発明の転がり軸受は、半固体状のグリースので、運転開始前にグリースの位置がほぼ変更せず、シールド板を開けると、シールド板の近傍に充填したことを確認できる。
更に、上述（３）の２５℃における混和ちょう度が２２０以上２５０以下（即ちＮＬＧＩちょう度番号Ｎｏ．３に相当するもの）のグリースを利用すれば、従来品のちょう度（ＮＬＧＩちょう度番号Ｎｏ．２）のグリースより硬く、潤滑性能を発揮できるとともに防塵性能がより高く、好ましい。
また、グリースを軸受の軸方向両端に充填する際に、保持器４開口部側の塗布体積は、総体積の５０〜６０％程度であり、保持器４開口部の反対側の塗布体積は、総体積の４０〜５０％程度とすることが好ましい。

本発明の転がり軸受は、グリースを非接触型密封装置の近傍に充填させることで、密封装置と内輪外周面の間の隙間を塞ぐことができ、外部の粉塵が軸受内部に侵入することを抑制できる。更に、グリースは回転しない内輪側に位置するので、軸受の外輪回転による軸受外部へのグリース飛散は発生しない。

第１の実施形態に係る玉軸受を示す断面図である。図１のＡ−Ａ断面に対応する図である。第２の実施形態に係る玉軸受を示す断面図である。図３のＡ−Ａ断面に対応する図である。

［第１実施形態］
図１は、この発明の第１実施形態に相当する玉軸受を示す断面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面に対応する図である。この玉軸受は、内輪１と、外輪２と、玉３と、保持器４と、シールド板５０と、グリース６で構成されている。この玉軸受の寸法は、外径１２〜２２ｍｍ、内径５〜８ｍｍ、幅３．５〜７ｍｍ、玉の直径１．２〜４ｍｍである。内輪１の外周面１１の軸方向中央部に、玉３の転動溝１２が形成されている。外輪２の内周面２１の軸方向中央部に、玉３の転動溝２２が形成されている。外輪２の内周面２１の軸方向両端部に、シールド板５０の取り付け溝２３が形成されている。保持器４は合成樹脂製の冠形保持器で、軸方向片側が開口されたポケット４１を有する。

シールド板５０は金属製で、シールド板５０の内周縁部が、内輪１の外周面１１と所定隙間で近接する近接部５０１となっている。シールド板５０の外周縁部が、外輪２の内周面２１に形成された取り付け溝２３に固定される固定部５２となっている。

図１に示すように、グリース６は、内輪１と外輪２と玉３とシールド板５０で囲まれた空間（軸受空間）のうち、保持器４の開口側であって、内輪１の外周面（非回転輪）１１のシールド板５０近傍に塗布されている。保持器４の開口部とは反対側の空間にも同様に塗布されている。

図２に示すように、グリース６は、内輪１の外周面１１に塗布され、外輪１の内周面２１には塗布されていない。グリース６の塗布は、シールド板５０を取り付ける前に、軸方向の端部から、例えば複数の穴の開いたノズルを使用して、内輪１の外周面１１の周方向全体に渡って、複数の球状のグリース６が隙間なく配置されるように行う。これにより、グリースは周方向に数珠状に配置される。この塗布方法では、従来のグリース封入装置が利用できるため、新たな設備が不要であり、生産コストの上昇を招かない。グリース６の混和ちょう度は２３０であり、軸方向両端に塗布するグリース６の総体積は軸受空間の２６体積％である。また、軸受に予圧をかける際に、軸受の内部隙間が小さくなる傾向があるので、グリースが保持器のポケット４１背面に付けてしまう可能性がある。この場合、軸受の回転上昇の原因となるので、予め保持器４の開口部反対側に比較的少量のグリースを塗布することが好ましい。保持器４開口部側の一端の塗布体積は、総体積の６０％程度であり、保持器４開口部の反対側の塗布体積は、総体積の４０％程度とする。

本実施形態の玉軸受は、グリース６をシールド板５０寄りに塗布することで、シールド板５０と、内輪１の外周面１１の間の隙間を塞ぐことができ、外部からの粉塵侵入が抑制される。

また、本実施形態の玉軸受は、軸受空間が狭いミニアチュア玉軸受であり、内部隙間がＪＩＳ規格に準拠するＭＣ３（５〜１０μｍ）のものであるが、内輪２（非回転輪）の外周面１１に塗布される為、回転による遠心力からの影響を受けず、グリースが潰されにくい。また、グリース６がシールド板５０の近傍に塗布されていることで、予圧を付与して内外輪に軸方向のずれが生じた場合でも、グリース６が玉３に接触しにくい状態となる。よって、玉軸受に予圧を付与した状態でもグリース６が潰されにくい。したがって、この実施形態の玉軸受によれば、予圧を付与した状態でも、内外輪の軌道溝１２，１３にグリース６の入る量が低減されるため、回転トルクの上昇が抑制される。

［第２実施形態］
図３は、この発明の第２実施形態の玉軸受を示す断面図である。図４は図３のＡ−Ａ断面に対応する図である。この玉軸受は、以下の点で第１実施形態の玉軸受と異なるが、それ以外の点は第１実施形態の玉軸受と同じである。

玉軸受の内部隙間は、ＪＩＳ規格に準拠するＭＣ２（３〜８μｍ）隙間を採用している。本実施形態では、内輪１の外周面１１に円環状のグリース６が配置されている。そして、円環状のグリース６の外周面が内輪１の外周面１１に接触している。軸方向両端のグリース６の塗布総体積は軸受空間の２９体積％であり、両端夫々の塗布体積は、総体積の５０％程度とする。

グリース６の塗布は、シールド板５０を取り付ける前に、保持器４の開口側から、例えば１個の穴の開いたノズルを使用し、ノズルまたは玉軸受の内輪１を回転させながら内輪１の外周面１１の周方向全体に渡って、ノズルからグリースを吐出させることで行う。これにより、グリース６を、内輪１の外周面１１の周方向全体に渡って切れ目なく円環状に塗布する。これにより、グリースは、周方向に円環状に配置される。

したがって、この実施形態の玉軸受によれば、第１実施形態の玉軸受と同様に、グリース６をシールド板５０寄りに塗布することで、シールド板５０と、内輪１の外周面１１の間の隙間を塞ぐことができ、外部からの粉塵侵入が抑制される。また、予圧を付与した状態でも、グリース６に含まれる増ちょう剤が内外輪の軌道溝１２，１３に入る量が低減されるため、回転トルクの上昇が抑制される。

１内輪
１１内輪の外周面
１２転動溝
２外輪
２１外輪の内周面
２２転動溝
２３シールド板の取り付け溝
３玉
４保持器
４１ポケット
５シールド板
６グリース

Claims

内輪および外輪と、前記内輪と前記外輪の間に転動自在に配置された複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有し、前記外輪が回転輪として使用される転がり軸受であって、
前記保持器は冠形保持器で、軸方向片側が開口されたポケットを有し、
前記内輪と前記外輪との間を軸方向両端で塞ぐ非接触型密封装置と、
前記内輪、前記外輪、前記転動体および前記非接触型密封装置で囲まれた空間に配置されたグリースとを備え、
前記グリースは、内輪外周面の前記非接触型密封装置の近傍に位置し、前記内輪外周面の軸方向両端に、前記保持器の前記開口側よりも前記開口の反対側を少量にして配置されていることを特徴とする転がり軸受。
前記グリースの体積は前記空間の体積の２５％以上３０体積％以下であることを特徴とする請求項１の転がり軸受。
前記グリースは、２５℃における混和ちょう度が２２０以上２５０以下のものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
軸受回転開始前の状態で、前記グリースは前記内輪外周面の前記非接触型密封装置の近傍に位置することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の転がり軸受。