JP6267906B2 - 玉軸受用冠型保持器および玉軸受 - Google Patents

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Description

この発明は、玉軸受のボールを保持する冠型保持器および玉軸受に関する。
近年、自動車におけるトランスミッションにおいては、燃費の向上を図る目的から、オイルレベルの設定を必要最低限に下げることや、動粘度の低いオイルを選択する傾向にある。
このようなオイルの低レベルの設定や低粘度のオイルの採用は、回転軸やギヤを支持する軸受に対して過酷な潤滑条件下となるため、油膜切れによって潤滑不良になり易く、焼付きが生じて損傷しやすくなる。このため、潤滑性に優れた軸受が求められている。
ここで、特許文献１においては、転動体を保持するポケットの内面に保持器径方向に延びる平行な浅い細溝を密に形成し、あるいは、ポケットの円周方向に延びるねじ溝または環状溝を形成し、これらの溝で潤滑剤を保持して潤滑性を高め、転動体に対する接触面積の低減によって発熱を抑制する転がり軸受用保持器を提案している。
また、特許文献２においては、玉を転動自在に保持するポケットの凹面部に、その底面の中心部からポケット開口部に向けて次第に大径となるスパイラル状溝を設け、そのスパイラル状溝で潤滑剤を保持してポケットと玉との間で潤滑剤の膜切れを抑制するラジアル玉軸受用保持器を提案している。
特開平８−１８４３１８号公報 特開２００８−２３２４２０号公報
ところで、特許文献１に記載された保持器においては、ポケットの内面に保持器径方向に延びる平行な浅い細溝、円周方向に延びるねじ溝および環状溝のいずれもが開口端を有するため、転動体の回転によって潤滑剤が溝の開口端から掻き出されて潤滑剤を保持できなくなり、潤滑不良が生じ易い。
また、特許文献２に記載された保持器においては、転動体の回転方向がスパイラル溝の巻き方向と逆の方向となった場合、スパイラル溝の中心部の潤滑剤が外端側に掻き出されて中心部に潤滑剤を供給することができなくなり、潤滑不良が生じることになる。
この発明の課題は、玉軸受の潤滑性を向上し、過酷な使用条件下においても潤滑不良によって焼き付きが生じて損傷するという不都合の発生を抑制することである。
上記の課題を解決するため、この発明に係る冠型保持器においては、環状体の一側面に対向一対のポケット爪を周方向に間隔をおいて複数設け、その対向一対のポケット爪間のそれぞれにボールの外周に沿うポケットを形成した合成樹脂からなる玉軸受用の冠型保持器において、前記ポケットの前記ポケット爪間に形成された開口部と軸方向で対向する内面に巻き方向が相違する一対の渦巻き溝を、保持器軸心およびポケット中心線を含む仮想平面を対称面として対称位置に設けた構成を採用したのである。
また、この発明に係る玉軸受においては、外輪の内径面に形成された軌道溝と内輪の外径面に形成された軌道溝間に複数のボールを組み込み、その複数のボールを保持器により保持した玉軸受において、前記保持器として、この発明に係る上記冠型保持器を採用した構成としたのである。
この発明に係る冠型保持器のように、ポケットの内面に巻き方向が相違する一対の渦巻き溝を設けることにより、ポケットに保持されたボールが保持器の側面を正視する状態で右方向および左方向のいずれの方向に回転しても、一対の渦巻き溝の一方の渦巻き溝の中心方向に潤滑剤が送り込まれて保持されることになり、その保持された潤滑剤によってボールとポケット内面との接触部が潤滑されるため、潤滑不良になるようなことはない。
ここで、複数のポケットのそれぞれにおいて、保持器周方向で対向する内面に保持器径方向に延びる油溝を設けることにより、その油溝で潤滑剤を保持することができる。油溝内の潤滑剤はボール回転によって外輪軌道溝および内輪軌道溝に向けて掻き出され、その潤滑剤によってボールと外輪および内輪の接触部を潤滑することができる。このため、ボールと外・内輪の接触部で潤滑不良になり、焼き付きが生じるのを抑制することができる。
上記油溝の形成に際し、その油溝を保持器内径側および外径側を広幅とし、ポケット内面の径方向中央に至るに従って幅寸法が次第に小さくなるくさび形とすると、潤滑剤が早期に掻き出されるということがなく、潤滑剤を長期にわたって保持することができる。
保持器の形成素材としての合成樹脂は、耐油性に優れた合成樹脂で成形するのが好ましい。そのような樹脂として、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ(ＰＡ９Ｔ)、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を挙げることができる。
この発明においては、上記のように、ポケットの内面に巻き方向が異なる一対の渦巻き溝を設けたことにより、ボールの回転方向が左右いずれの場合においても一方の渦巻き溝の中心に向けて潤滑剤を送り込んで溜めておくことができ、その一方の渦巻き溝で保持される潤滑剤によってボールとポケット内面の接触部を潤滑することができるため、玉軸受の過酷な使用条件下においても潤滑不良になるということがなく、玉軸受が早期に損傷するのを抑制することができる。
この発明に係る冠型保持器を用いて形成された玉軸受の正面図 図１に示す冠型保持器の正面図 図２に示す冠型保持器の一部分を示す斜視図 図２に示す冠型保持器の一部分を示す一部切欠正面図 図４のV−V線に沿った断面図 図４のVI−VI線に沿った断面図
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、玉軸受は、外輪１０の内径面に形成された軌道溝１１と内輪２０の外径面に形成された軌道溝２１間に複数のボール３０を組み込み、その複数のボール３０を保持器４０により保持している。
図２乃至図６に示すように、保持器４０は、環状体４１の一側面に対向一対のポケット爪４２を周方向に間隔をおいて複数設け、その対向一対のポケット爪４２間のそれぞれに内面がボール３０の外周に沿う球面とされたボール保持用のポケット４３を形成した冠型をなし、合成樹脂によって成形されている。
ここで、樹脂として、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ(ＰＡ９Ｔ)、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を挙げることができ、使用環境によって適切な樹脂材を選択して使用する。
具体的には、ポリアミド樹脂をベース材とし、温度環境や潤滑油との相性を考慮する場合はＰＡ４６、ＰＡ６６、ＰＡ９Ｔを用いる。また、電気自動車(ＥＶ)やハイブリッド電気自動車(ＨＥＶ)用モータのように、高速回転で使用される場合は、表面損傷防止を目的としてＰＥＥＫを用いる。さらに、高温条件下かつ保持器強度が必要な場合はＰＰＳを用いる。
複数のポケット４３のそれぞれ内面には、対向一対のポケット爪４２の対向端部に形成された開口と軸方向で対向する位置に巻き方向が異なる一対の渦巻き溝４４が設けられている。
一対の渦巻き溝４４は、図１に示す保持器軸心Ｌ１および図２に示すポケット中心線Ｌ２を含む仮想平面を対称面として対称位置に設けられている。また、渦巻き溝４４は、外端がポケット４３の保持器内径側の開口端に位置し、内端がポケット４３のピッチ円ＰＣＤ上に位置する形成とされている。
なお、渦巻き溝４４は、その外端がポケット４３の保持器外径側の開口端に位置し、内端がポケット４３のピッチ円ＰＣＤ上に位置する形成としてもよい。
また、複数のポケット４３のそれぞれ内面には、保持器周方向で対向する位置に保持器径方向に延びる油溝４５が設けられている。油溝４５は、保持器内径側および外径側を広幅とし、ポケット内面の径方向中央に至るに従って幅寸法が次第に小さくなるくさび形とされている。
上記のように、ポケット４３の内面に巻き方向が相違する一対の渦巻き溝４４を設けることにより、玉軸受が油潤滑される使用において、ポケット４３に保持されたボール３０が、例えば、図４の矢印ａで示す方向に回転すると、同図の右側の渦巻き溝４４内の潤滑油は掻き出されることになるが、左側の渦巻き溝４４においては中心方向に向けて潤滑油が送り込まれて保持されることになる。
また、図４の矢印ａで示す反対の方向にボール３０が回転した場合、同図の左側の渦巻き溝４４内の潤滑油は掻き出されることになるが、右側の渦巻き溝４４においては中心方向に向けて潤滑油が送り込まれて保持されることになり、ボール３０のいずれの回転方向においても、一対の渦巻き溝４４の一方の渦巻き溝４４によって潤滑油が保持されることになる。そして、その一方の渦巻き溝４４で保持される潤滑剤によりボール３０とポケット４３内面の接触部が潤滑されるため、玉軸受の過酷な使用条件下においても潤滑不良になるということがなく、玉軸受が早期に損傷するという不都合の発生はない。
また、複数のそれぞれのポケット４３の保持器周方向で対向する内面に保持器径方向に延びる油溝４５を設けたことにより、その油溝４５で潤滑油を保持することができる。この油溝４５内の潤滑油はボール３０の回転により外輪軌道溝１１および内輪軌道溝２１に向けて掻き出され、その潤滑油によってボール３０と外輪１０および内輪２０の接触部が潤滑されるため、ボール３０と外・内輪１０、２０の接触部で潤滑不良が生じるようなことはない。
１０ 外輪
１１ 軌道溝
２０ 内輪
２１ 軌道溝
３０ ボール
４０ 冠型保持器
４１ 環状体
４２ ポケット爪
４３ ポケット

Claims (6)

  1. 環状体の一側面に対向一対のポケット爪を周方向に間隔をおいて複数設け、その対向一対のポケット爪間のそれぞれにボールの外周に沿うポケットを形成した合成樹脂からなる玉軸受用の冠型保持器において、
    前記ポケットの前記ポケット爪間に形成された開口部と軸方向で対向する内面に巻き方向が相違する一対の渦巻き溝を、保持器軸心およびポケット中心線を含む仮想平面を対称面として対称位置に設け、各渦巻き溝の外端が前記ポケットの保持器内径側又は外径側の開口端に位置し、各渦巻き溝の内端が前記ポケットのピッチ円上に位置するように一対の渦巻き溝を形成したことを特徴とする玉軸受用の冠型保持器。
  2. 前記複数のポケットのそれぞれの保持器周方向で対向する内面に保持器径方向に延びる油溝を設けた請求項１に記載の玉軸受用の冠型保持器。
  3. 環状体の一側面に対向一対のポケット爪を周方向に間隔をおいて複数設け、その対向一対のポケット爪間のそれぞれにボールの外周に沿うポケットを形成した合成樹脂からなる玉軸受用の冠型保持器において、
    前記ポケットの前記ポケット爪間に形成された開口部と軸方向で対向する内面に巻き方向が相違する一対の渦巻き溝を、保持器軸心およびポケット中心線を含む仮想平面を対称面として対称位置に設け、
    前記複数のポケットのそれぞれの保持器周方向で対向する内面に保持器径方向に延びる油溝を設け、
    前記油溝が、保持器内径側および外径側を広幅とし、ポケット内面の径方向中央に至るに従って幅寸法が次第に小さくなるくさび形からなることを特徴とする玉軸受用の冠型保持器。
  4. 前記合成樹脂が、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド９Ｔのうちの一種のポリアミド樹脂からなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の玉軸受用の冠型保持器。
  5. 前記合成樹脂が、ポリエーテルエーテルケトンまたはポリフェニレンサルファイドからなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の玉軸受用の冠型保持器。
  6. 外輪の内径面に形成された軌道溝と内輪の外径面に形成された軌道溝間に複数のボールを組み込み、その複数のボールを保持器により保持した玉軸受において、
    前記保持器が請求項１乃至５のいずれか１項に記載の冠型保持器からなることを特徴とする玉軸受。
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