JP6946697B2 - 転がり軸受 - Google Patents
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Description
以下の説明において、軸方向の位置に関して「軸方向一方側」及び「軸方向他方側」という用語を用いる。軸方向一方側は図1では左側であり、軸方向他方側は図1では右側である。
すなわち、図3及び図4において、各ポケット10は、玉4の外周面と対向するポケット面17を有しており、ポケット面17は球面の一部により構成されている。この球面は、玉4の直径d0よりも僅かに大きな直径d1を有している。図4は、前記のとおり、保持器5の中心軸と組立体の中心軸とを一致させた状態を示している。保持器5の中心軸と組立体の中心軸とを一致させた場合、ポケット10の中心Cと玉4の中心C1とが一致するようポケット10は形成されている。図5は、保持器5の外周面12が外輪2の保持器案内面(内周面23)に接触している状態を示している。図5に示すように、保持器5の中心軸を含み、かつ、ポケット10の中心Cを含む断面において、ポケット10の中心Cとポケット面17の内周面の縁部19aとを結ぶ線分L1と、保持器5の中心軸に平行な線L2とがなす劣角をβとすると、前記線分L1の保持器5の中心軸に平行な方向の長さ成分は(d1/2)cosβとなる。図5に示す状態では、玉4の中心C1は、この玉4が保持されるポケット10の中心Cから径方向の内方側に、外輪2の保持器案内面(内周面23)の直径d2から保持器5の外周面12の直径d3(図4参照)を引いた値の半分((d2−d3)/2)の値について移動している。そして、この玉4において、保持器5の中心軸に平行な方向の長さ成分が(d1/2)cosβであるところの保持器5の中心軸に垂直な線L3と、玉4の表面との交点をQとし、この交点Qと玉4の中心C1とを結ぶ線分L4と、保持器5の中心軸に平行な線分L5とのなす劣角をαとする。そうすると、(d1/2)cosB=(d0/2)cosαが成り立つ。このとき、保持器5を転動体案内ではなく外輪案内とするためには、玉4の表面が保持器5のポケット面17に接触していないことが条件として必要であるため、次の式〔1〕を満たすように設計される。
(d1/2)sinβ>(d0/2)sinα+(d2−d3)/2 ・・・〔1〕
(d1/2)sinβ−(d0/2)sinα>(d2−d3)/2 ・・・〔2〕
この式〔2〕の左辺は前記のとおり第二隙間B2であり、右辺は前記のとおり第一隙間B1である。すなわち、外輪案内とするための前記式〔1〕は、第一隙間B1(式〔2〕の右辺)が、玉4とポケット面17との間に形成される径方向の第二隙間B2(式〔2〕の左辺)よりも小さく設定されている(B2>B1)ことを意味している。
また、ポケット面17の最も外周側に位置する縁部19bと、玉4との径方向についての間隔を第三隙間B3としており、第一隙間B1は第三隙間B3よりも小さく設定されている(B1<B3)。なお、図4に示す第二隙間B2と第三隙間B3とは同じとすることができる(B2=B3)。
これに対して、図7は従来例を示す説明図である。図8に示す従来の保持器90のポケット面95は円筒面となっている。このため、従来例における玉99とポケット面95との接触範囲(弾性接触部分)は楕円の領域(接触楕円)となるが、この接触態様はほぼ点接触であり、図6に示す本実施形態の接触面積よりも小さくなる。
接触面積が広くなると両者間に作用する面圧は下がることから、本実施形態(図6)のようにポケット面17を球面に沿った形状とすれば接触面積を広くすることができ、ポケット面17と玉4との間に作用する面圧を下げることが可能となる。
また、保持器5は熱膨張もする。保持器5が遠心力により変形したり、熱膨張したときも、次の式〔3〕(式〔1〕と同じ)を満たすように設計されている。
(d1/2)sinβ>(d0/2)sinα+(d2−d3)/2 ・・・〔3〕
また、図1に示すアンギュラ玉軸受1では、内輪3の外周側(外輪2の内周側)が、肩径寸法が異なる肩おとし内輪の形状(肩おとし外輪の形状)であることから、前記のとおり、内輪3と外輪2との間の環状空間Sにおいてグリースが軸方向一方側から他方側へ向かう作用が生じる。これにより、軸方向他方側の空間K2にグリースが集まる。本実施形態では、グリースが集まる軸方向他方側には、保持器5は環状体を有していない。このため、空間K2のグリースは保持器5によって撹拌され難く、軸方向他方側の第二密封装置7からグリースが漏れ難い。また、保持器5が回転しても、軸方向他方側の空間K2には環状体が存在していないので、この空間K2のグリースはせん断され難く、グリースの寿命低下も防ぐことが可能となる。
前記実施形態では、保持器5が外輪2に接触する一部は、環状体11の外周面12であり、この外周面12が外輪2の第一外肩部21の内周面23と接触する場合について説明したが、保持器5と外輪2との接触部位は、他であってもよい。この場合であっても、外輪2の保持器案内面(内周面)の直径(d4とする)、保持器5の外周面の直径(d5とする)とから保持器5は、次の式〔4〕を満たすように設計されている。
(d1/2)sinβ>(d0/2)sinα+(d4−d5)/2 ・・・〔4〕
これにより、回転する保持器5は、玉4ではなく(転動体案内ではなく)外輪2によって案内される(外輪案内となる)。
4:玉 5:保持器 10:ポケット
11:環状体 13:つの 17:ポケット面
21:第一外肩部 22:第二外肩部 61,62:補強部
65:本体部 66:爪部 66b:根本部
67:凹部 68:底面 69:凹曲面
B1:第一隙間 B2:第二隙間
Claims (6)
- 内輪と、第一密封装置が固定された軸方向一方側の第一肩部及び第二密封装置が固定され前記第一肩部よりも内径の大きい軸方向他方側の第二肩部を有する外輪と、グリースが充填される前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の玉と、前記玉を収容するポケットが周方向に沿って複数形成されている保持器と、を備え、
前記保持器は、軸方向一方側に設けられている環状体と、当該環状体から軸方向他方側に延びて設けられている複数のつのと、を有し、前記環状体の軸方向他方側であって周方向で隣り合う前記つのの間が前記ポケットとなる冠形保持器であり、
前記ポケットの前記玉と対向するポケット面は、球面の一部であり、
前記保持器は、径方向の位置決めのために前記外輪の内周側と接触可能であり、
前記外輪の一部である前記第一肩部と接触可能な前記環状体の外周面は、軸方向断面において軸方向に一直線であり、
前記環状体の軸方向一方側の側面は、軸方向断面において径方向に一直線であり、
前記環状体の外周面は、前記環状体の軸方向一方側の側面と繋がる、転がり軸受。 - 前記保持器の外周側の一部と当該一部と接触可能な前記外輪の一部との間に形成される径方向の第一隙間は、前記玉と前記ポケット面との間に形成される径方向の第二隙間よりも小さい、請求項1に記載の転がり軸受。
- 前記外輪は、前記保持器の外周側の一部である前記環状体の外周面と接触可能である軸方向一方側の第一外肩部と、当該第一外肩部よりも内径が大きく前記つのの径方向外側面と干渉しない軸方向他方側の第二外肩部と、を有している、請求項1又は2に記載の転がり軸受。
- 前記つのは、前記環状体から軸方向他方側に延びて設けられている本体部と、当該本体部から更に軸方向他方側に延びて設けられている一対の爪部と、を有し、
前記一対の爪部の間に形成されている凹部の底面は、前記ポケット面の中心よりも軸方向一方側に位置している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の転がり軸受。 - 前記つのは、前記環状体から軸方向他方側に延びて設けられている本体部と、当該本体部から更に軸方向他方側に延びて設けられている一対の爪部と、を有し、
前記一対の爪部の間に形成された凹部であって当該一対の爪部それぞれの根本部の形状は凹曲面により構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の転がり軸受。 - 前記保持器は、周方向で隣り合う前記つのの間であって径方向外側及び径方向内側に、前記環状体から軸方向他方側に突出している補強部を有している、請求項1〜5のいずれか一項に記載の転がり軸受。
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