JPS63297817A - 転動体案内保持器付軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、転動体案内保持器を有するころがり軸受に
係り、特にきしり音防止に関するものである。

〔従来の技術〕

円筒ころ軸受や玉軸受などのころがり軸受に、ラジアル
荷重のみを負荷した状態で、グリース潤滑して回転させ
る場合（例えば、大型電動機に用いた場合等）は、金属
性のきしるような耳ざわりな、一般にきしり音と呼ばれ
ている異状者がしばしば発生する。

このきしり音は、軸受の潤滑不足とか、転動体のスキュ
ーなどの不正運動に起因し、軸受外輪と転動体との間で
生じていると考えられているが、軸受本来の音と比べて
かなり大きな、しかも耳ぎわすな音であるから、実用上
好ましくない。

従来は、このきしり音の発生を防止するため、次のよう
な対策がとられていた。

■　軸受の運転すき間を小さくする。

■　軸受に軸方向の予圧荷重をかける。

■　外輪内周面や、転動体表面などに周溝を設ける（但
し、円筒ころ軸受にのみ適用する。特許第６１１０２号
）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のきしり音対策にあっては、上記■
の場合は期待した程の異状者防止効果は得られず、しか
も、運転すき間を小さくし過ぎると発熱や焼付きを起こ
すという問題点があった。また■の場合、一般に円筒こ
ろ軸受ではその構造上十分な予圧がかけられないし、ま
た玉軸受でも大型電動機などに使用する際は、構造に制
限されて予圧がかけられない場合が多く、いずれにして
も十分な対策とはなり得ないという問題点があった。

■の場合にも、円筒ころ軸受については有効で広く使用
されているが、周溝の溝幅に応じて負荷容量が減少して
しまう、更にまた玉軸受には適用できないという問題点
があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものである。一般に、電動機など回転機械の回転軸は
横型が多く、その場合、回転軸を支承する軸受の転動体
は、軸の下側となる負荷圏では拘束されているが、反対
側つまり軸の上側の無負荷圏ではフリーとなっており、
そのため転動体の不正運動を起こして、きしり音が発生
し易い。

そこで、この発明は、従来は無拘束状態にあった無負荷
圏の転動体の動きを、保持器で規制して正しく案内され
るようにするとともに、無負荷圏の転動体と外輪との接
触を和らげて、きしり音の発生を防止することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するこの発明は、転動体案内保持器を
有する軸受において、保持器のポケット内面における外
径側の稜線上の点から転動体表面に至る保持器ポケット
中心と保持器の中心を結ぶ線と平行方向の距離ｄｏと、
保持器のポケット内面における内径側の稜線上の点から
転動体表面に至る保持器ポケット中心と保持器の中心を
結ぶ線と平行方向の距離ｄｉが、ｄｉ＞ｄｏとなるよう
に形成した。

〔作用〕

横型の回転軸で軸受が使用される場合、保持器がその重
量でやや下がると、上側の無負荷置中央では、保持器の
ポケット内面における外径側の稜線上の点から転動体表
面に至る保持器ポケット中心と保持器の中心を結ぶ線と
平行方向（以下、これを重力方向という）の距離ｄｏが
零となり、保持器が転動体に当接する。そのとき下側の
負荷圏中央では、保持器のポケット内面における内径側
の稜線上の点から転動体表面に至る重力方向の距離ｄｉ
は未だ零にはならず隙間が保たれている。

その結果、無負荷圏の転動体の不正な動きが保持器で規
制されて、きしり音の発生は防止される。

更にまた、保持器の重量が無負荷圏の転動体に負荷され
、回転中の転動体に作用する遠心力に対する対抗力とな
る。このため、転動体と外輪との接触圧力が減少されて
、きしり音の発生が防止される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お各図中、同一符号は同一または相当部分を表している
。

第１図ないし第５図は、この発明を円筒ころ軸受（また
は玉軸受）に適用した第１の実施例を示すものであり、
外輪１の軌道面ＩＡと内輪２の軌道面２Ａとに挟まれて
、転動体である円筒ころ（または、玉）３が、ソリッド
タイプのもみ抜き保持器（またはプレス保持器）４のポ
ケット５内に転動自在に保持されている。

いま、第２図に示すように、転動体３の中心Ｏが軸受の
ピッチサークルダイア（ＰＣＤ）上にあり、図外の軸受
中心と保持器中心とが一致しているものとし、保持器４
の外径ＤＯ１Ｏ２Ｏ３”、この内径にプラスα（後述）
したり、”＋α＝＝Ｄｉ、ポケット５の直径り、％転動
体３の直径りやとする。なお、図中ｈ０．ｈ、は、保持
器４における、ＰＣＤを中心として外側の厚さくｈｏ）
と内側の厚さくｈｉ）とを示し、通常はり。’４　ｈ　
４である。

ここで、保持器４のポケット５が無負荷圏の中央位置に
おかれた状態を仮定し、ポケット内面５Ａにおける外径
側の稜線上の点ＰＣから転動体４の表面上の点Ｐ、に至
る重力方向の距離をｄｏとすると、 ■ 但し、 となる。

また、保持器４のポケット内面５Ａにおける内径側の稜
線上の点Ｑｃから転動体４の表面上の点Ｑ１に至る重力
方向の距離をｄ、とするととなる。

そして、上記の（１）、　（２１式で表されるｄｏとｄ
ｌとの関係、換言すれば転動体３とこれを保持する保持
器４のポケット５との相対的な寸法関係は、ｄｏ＜ｄ、
　　・・・・・・・・・・・（３）となるように規定さ
れる。

すなわち、具体的には、保持器４は従来の保持器におけ
るポケット内面５Ａの内径側の角Ｑ。′を外径側にαだ
け削除した形状（面取り部４Ａを有する形状）に形成さ
れる。その結果、角Ｑ、“はポケット内面５Ａにおける
内径側の稜線上の点Ｑｃに移動することとなる。この点
Ｑ、から転動体４の表面上の点Ｑｒに至る重力方向の距
離ｄ１は、上記αの値を大きくとる程、従来のポケット
内面５Ａの内径側の角Ｑ、′から転動体４の表面上の点
Ｑ、、′に至る重力方向の距ｉｄ□′より大きくなる。

したがって、容易にｄｏ＜ｄ、とすることが可能である
。

このように形成した軸受を、横型の回転機械の回転軸に
取付けると、第３図に示すように、保持器４がその重量
でやや下がり、上側の無負荷圏では（同図（ａｌ）、保
持器のポケット内面５Ａにおける外径側の稜線上の点Ｐ
ｃから転動体３の表面に至る重力方向の距離ｄｏが零と
なり、保持器４が転動体３に当接する。

その結果、無負荷圏の転動体３の不正な動きが保持器４
で規制されて、きしり音の発生は防止される。更にまた
、そのとき下側の負荷圏では（同図（ｂ））、保持器の
ポケット内面５Ａにおける外径側の稜線上の点Ｑｃから
転動体３０表面に至る重力方向の距離ｄｉは、ｄｏ＜ｄ
ｉとされているため零にはならず、保持器４と転動体３
との間には隙間が保たれている。そのため、保持器４の
重量は無負荷圏の転動体３に負荷され、回転中の転動体
に作用する遠心力に対する対抗力となる。これにより、
無負荷圏での転動体３と外輪ｌとの接触圧力が減少され
て、きしり音の発生が防止される。

なお、上記実施例では、保持器内径側の面取り部４Ａを
、ポケット５を形成する保持器４の両側の柱４１．４２
の対向縁に設けたが、どちらか一方の柱にのみ設けるよ
うにしてもよい。

第４図は、この実施例のきしり音防止効果を、従来の円
筒ころ軸受の場合と比較して実験的に確認した結果を示
している。

被検体として、きしり音が発生し易いように半径方向の
すき間を約８０μｍとした円筒ころ軸受Ｎ３１７（外径
１８０ｆｌ、内径８５ｎ＋、幅４１Ｎ、ころ数１３）を
用い、その保持器のポケット面の内径側の角を片側のみ
４Ｈ程面取したものを発明品、全く面取りしないものを
従来品とした。

その軸受をラジアル荷重２００　ｋｇ、回転数１２ＱＱ
ｒｐｍの条件で回転させて、きしり音の主成分である３
５５０Ｈｚ　〜４５００Ｈｚの範囲の音圧レベルを測定
したものである。

実線で示される従来品にはきしり音が検出されたが、破
線で示される発明品には金属性の耳ざわりなきしり音の
発生はなく、また全騒音でも１０ｄＢ程小さくなること
が確認された。

なお、上記ｄ０とｄ、との差は軸受のサイズ。

保持器の形式、使用条件などによって適宜に定められる
。

また、保持器はソリッドタイプに限定されず、例えば第
５図に示すように玉軸受におけるプレス保持器４にも適
用可能であり、その場合も転動体３を収納する保持器４
のポケット内面５Ａの内径側端部を削除して面取部４Ａ
を形成することにより、上記と同様の作用効果が得られ
る。

第６図には、他の実施例を示す。

このものは、ソリッドタイプの保持器４において、ポケ
ット５が軸受は中心の方に向かって開いた形状とした点
が、上記の実施例とは異なる。

例えば、円筒ころ軸受けの場合は断面形状が、軸受は中
心側を下底とする台形のポケット形状となる。玉軸受の
場合は、ポケット５の全体形状を円錐形にする。

この軸受を横型回転軸に装着すると、第１の実施例と同
様に、無負荷圏では保持器４のポケット内面５Ａにおけ
る外径側の稜線上の点Ｐ、が、転動体３に当接してその
不正な動きを規制するとともに、保持器４の重量が回転
中の転動体３に作用する遠心力に対する対抗力を生じて
、きしり音の発生が効果的に防止される。

第７図には、更に他の実施例を示す。

この実施例は、もみ抜き保持器４において、ＰＣＤを中
心として外側の厚さｈｏを内側の厚さり。

より大きくした点が第１の実施例と異なる。

これにより、保持器４のポケット内面５Ａの外径側の稜
線上の点ＰＣから転動体４の表面上の点にいたる重力方
向の距離（ｄｏ）と１、ポケット内面５Ａの内径側の稜
線上の点Ｑｃ°　から転動体４の表面上の点にいたる重
力方向の距離（ｄ、”　）との間に、ｄｏ＜ｄ、’　　
の関係を保つことができ、上記実施例と同様のきしり音
防止効果が得られる。

なおまた、図示しないが、保持器のポケット内面の曲率
半径の中心点を、転動体のピッチ円より内方に、所定の
距離だけ偏った位置に設定することで、ポケット内面に
おける外径側の稜線上の点から転動体の表面上の点に至
る重力方向の距離ｄ０と、ポケット内面における内径側
の稜線上の点から転動体の表面上の点に至る重力方向の
距離をｄ。

との関係をｄｏ＜ｄ、に保ち、きしり音を有効に防止す
ることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、転動体案内保
持器を有する軸受において、無負荷圏の転動体の動きを
保持器で規制して正しく案内されるようにするとともに
、無負荷圏の転動体と外輪との接触を和らげるようにし
た。そのため軸受の発熱や焼付きを起こすおそれなしに
、また負荷容量が減少することもなく、更には玉軸受・
円筒ころ軸受のいずれに対しても、きしり音を極めて有
効に防止できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の第１の実施例を示し、
第１図はころがり軸受の要部横断面図、第２図はその部
分拡大図、第３図（ａ）は第１図に示すものの無負荷圏
における、同図中）は負荷圏における保持器の挙動を説
明する要部横断面図、第４図はこの発明の第１の実施例
の異常音防止効果の実験結果を示す音圧レベルのグラフ
、第５図はこの発明を玉軸受におけるプレス保持器に適
用した場合の要部横断面図、第６図は他の実施例の要部
横断面図、第７図は更に他の実施例の要部横断面図であ
る。 １は外輪、２は内輪、３は転動体、４は保持器、５はポ
ケット、５Ａはポケット内面、Ｐｃはポケット内面にお
ける外径側の稜線上の点、Ｑｃはポケット内面における
内径側の稜線上の点。 寸へ 区 ■ 鰹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転動体案内保持器を有する軸受において、保持器のポケ
   ット内面における外径側の稜線上の点から転動体表面に
   至る保持器ポケット中心と保持器の中心を結ぶ線と平行
   方向の距離ｄｏと、保持器のポケット内面における内径
   側の稜線上の点から転動体表面に至る保持器ポケット中
   心と保持器の中心を結ぶ線と平行方向の距離ｄｉが、ｄ
   ｉ＞ｄｏとなるように形成したことを特徴とする転動体
   案内保持器付軸受。