WO2012011408A1 - 玉軸受用波形保持器 - Google Patents

玉軸受用波形保持器 Download PDF

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晋一 吉岡
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    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/20—Land vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a corrugated cage incorporated in a ball bearing used for grease lubrication.
  • a corrugated cage composed of a pair of annular retaining pieces formed by pressing a steel plate is often used as a cage for holding a plurality of balls arranged between inner and outer rings.
  • a plurality of bending portions and connecting portions that connect the bending portions are alternately formed in the circumferential direction of each annular holding piece, and the connecting portions are connected in a state where the bending portions of both holding pieces face each other.
  • the balls are held in pockets formed by curved portions facing each other.
  • the inner surface of the pocket is formed in a concave spherical shape having a radius of curvature substantially the same as the radius of the ball.
  • an object of the present invention is to improve the performance of preventing wear, seizure, and damage of a corrugated cage incorporated in a ball bearing used for grease lubrication.
  • the present invention comprises a pair of annular holding pieces, and each holding piece is provided along a plurality of balls arranged between inner and outer rings of a ball bearing used in grease lubrication.
  • the curved portions that are curved and the coupling portions that connect these curved portions are alternately formed in the circumferential direction, and the coupling portions are coupled to each other so that the curved portions of the two holding pieces face each other.
  • the ball bearing corrugated cage that holds the ball in the pocket formed by the curved portion, at any one of the pair of annular holding pieces, at least one of the inner circumferential side and the outer circumferential side has a shaft A configuration with an overhanging part protruding in the direction was adopted.
  • each holding piece of the corrugated cage by providing an axial extension at any position of each holding piece of the corrugated cage to prevent grease flow during rotation of the bearing and make it easier for the grease to remain, the reduction in grease due to rotation of the bearing is suppressed.
  • the lubrication state between the pocket inner surface and the ball is kept good over a long period of time.
  • the arbitrary positions where the axially extending portions of the holding pieces are provided can be the respective connecting portions or bending portions.
  • the protruding portion is provided in the curved portion of each holding piece, by bending the inner peripheral edge of the curved portion in a direction away from the ball as it approaches the axial center, the protruding portion is formed. It becomes easy for grease to enter between the pocket inner surface and the ball, and the lubricity between the cage and the ball can be further improved.
  • each holding piece is a Gothic arch shape
  • the grease can be held in the gap between the pocket inner surface and the ball formed at the apex portion of the Gothic arch shape.
  • the lubricity between the vessel and the ball is further improved.
  • the holding piece one formed by press forming a metal plate can be used.
  • corrugated cage for ball bearings of the present invention can be particularly effectively applied to a cage incorporated in a ball bearing for an electric vehicle motor.
  • the corrugated cage for a ball bearing according to the present invention is provided with a protruding portion at the connecting portion or the curved portion of the annular retaining piece to reduce the grease as the ball bearing incorporating the cage is rotated.
  • the lubrication state between the pocket inner surface and the ball is maintained well over a long period of time, and the pocket inner surface is less likely to be worn, seized, or damaged. Therefore, the life of the ball bearing incorporating this cage can be extended.
  • FIG. 1 Front view of the cage of FIG.
  • the arrow view of the principal part seen from the arrow A direction of FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view in the circumferential direction of a main part when a modified example of the holding piece bending portion of FIG.
  • FIG. 1 shows a deep groove ball bearing 1 incorporating a corrugated cage 5 for ball bearings according to a first embodiment.
  • This deep groove ball bearing 1 has a plurality of balls 4 arranged between a raceway groove 2a of an inner ring 2 and a raceway groove 3a of an outer ring 3 by a waveform holder 5, and is grease lubricated for an electric vehicle motor. used.
  • the waveform holder 5 is formed by alternately forming curved portions 6 a that are curved along the balls 4 and connecting portions 6 b that connect these curved portions 6 a in the circumferential direction.
  • the pair of annular holding pieces 6 and 6 are connected to each other by a rivet 7 in a state in which the curved portions 6a face each other, and the balls 4 in the pockets 8 formed by the curved portions 6a and 6a facing each other. Is to hold.
  • the inner surface of the pocket 8 is formed in a concave spherical shape having the same radius of curvature as the radius of the ball 4.
  • Each holding piece 6 is formed by press-forming a steel plate, and an overhanging portion 9 is provided on the inner peripheral side of the connecting portion 6b. These overhanging portions 9 are inclined with respect to the axial direction so as to form a V-shaped groove between the opposing portions, and the grease flows during rotation of the ball bearing 1 incorporating the cage 5. As a result, the grease can easily remain, so that the reduction of the grease accompanying the rotation of the ball bearing 1 can be effectively suppressed. Moreover, the circumferential direction edge part of each overhang
  • the corrugated cage 5 is provided with the axial protruding portion 9 in the connecting portion 6b of each holding piece 6 so that the decrease in grease due to the rotation of the ball bearing 1 can be suppressed. 8
  • the lubrication state between the inner surface and the ball 4 is maintained well over a long period of time, and wear, seizure, and damage are less likely to occur.
  • FIG. 4 shows a modification in which the circumferential cross-sectional shape of the curved portion 6a of each holding piece 6 is a Gothic arch shape.
  • the grease is held in the gap between the inner surface of the pocket 8 formed at the apex portion of the gothic arch shape of the holding piece bending portion 6a and the ball 4, so that the lubricity between the cage 5 and the ball 4 is further increased. Can be improved.
  • an overhanging portion 10 protruding in the axial direction is provided on the outer peripheral side of the connecting portion 6 b of each holding piece 6 in place of the overhanging portion 9 on the inner peripheral side of the first embodiment.
  • the configuration of the other parts and the point that the decrease in grease accompanying the rotation of the ball bearing 1 can be suppressed by the overhanging portion 10 of each holding piece 6 are the same as in the first embodiment.
  • projection part 10 of each holding piece 6 is extended substantially parallel to the axial direction, you may make it incline with respect to an axial direction similarly to the overhang
  • the inner peripheral edge of the bending portion 6a of each holding piece 6 is bent in a direction away from the ball 4 as it approaches the axial center, and the overhanging portion on the outer peripheral side of the third embodiment.
  • An overhanging portion 12 is formed instead of 11.
  • the projecting portion 11 projects so that the gap with the outer peripheral surface of the inner ring 2 is narrower than in the first to third embodiments.
  • the corrugated cage of the present invention is not limited to a ball bearing without a seal structure as in each of the embodiments described above, but can be effectively applied to a ball bearing with a seal structure using a rubber seal, a shield plate, or the like. it can. This is because even a ball bearing having a seal structure cannot completely prevent a decrease in grease during rotation of the bearing, and the suppression of the decrease in grease contributes to a longer life.

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Abstract

　グリース潤滑で使用される玉軸受に組み込まれる波形保持器の摩耗や焼き付き、損傷の防止性能を向上させる。一対の環状保持片（６）、（６）からなり、両保持片（６）、（６）の互いに対向する湾曲部（６ａ）、（６ａ）により形成されたポケット（８）で玉軸受（１）の玉（４）を保持するようにした玉軸受用波形保持器（５）において、各保持片（６）の湾曲部（６ａ）を連結する連結部（６ｂ）の内周側に軸方向に張り出す張出部（９）を設けた。これにより、この保持器（５）を組み込んだ玉軸受（１）の回転に伴うグリースの減少が抑えられて、ポケット（８）内面と玉（４）との間の潤滑状態が長期間にわたって良好に保たれ、ポケット（８）内面の摩耗や軸受損傷を生じにくくすることができる。

Description

玉軸受用波形保持器
　本発明は、グリース潤滑で使用される玉軸受に組み込まれる波形保持器に関する。
　一般的な深溝玉軸受では、その内外輪間に配した複数の玉を保持する保持器として、鋼板のプレス成形で形成された一対の環状保持片からなる波形保持器を用いることが多い。この波形保持器は、各環状保持片の周方向に複数の湾曲部と湾曲部を連結する連結部とが交互に形成されており、両保持片の湾曲部どうしが対向する状態で連結部どうしを結合して、互いに対向する湾曲部により形成されたポケットで玉を保持するようになっている。そのポケットの内面は、玉の半径とほぼ同じ曲率半径の凹球面状に形成されている。
　ところで、グリース潤滑で使用される玉軸受に上記のような波形保持器を組み込んでいる場合、軸受内部に充填されたグリースが軸受の回転に伴って徐々に減少していくうえ、保持器のポケットがその内面と玉との間にグリースが入りにくい形状となっているので、使用中に保持器のポケット内面と玉との間の潤滑状態が悪化し、ポケット内面に摩耗や焼き付き、損傷が発生するという問題がある。
　これに対して、波形保持器の保持片湾曲部の外径側または内径側を径方向とほぼ平行に形成して、潤滑剤がポケット内に入りやすくなるようにすることが提案されている（特許文献１参照。）。
特開２００２－２２７８４４号公報（図５（ｂ））
　しかしながら、上記特許文献１に記載された波形保持器では、ポケット内に入ってくるグリースが軸受の回転に伴って減少することには対処できないので、ポケット内面の摩耗や焼き付き、損傷の防止性能は必ずしも満足できるものではない。
　そこで、本発明は、グリース潤滑で使用される玉軸受に組み込まれる波形保持器の摩耗や焼き付き、損傷の防止性能を向上させることを課題とする。
　上記の課題を解決するために、本発明は、一対の環状保持片からなり、これらの各保持片は、グリース潤滑で使用される玉軸受の内外輪間に配される複数の玉に沿って湾曲する湾曲部と、これらの湾曲部を連結する連結部とが周方向に交互に形成されており、両保持片の湾曲部どうしが対向する状態で連結部どうしを結合して、互いに対向する湾曲部により形成されたポケットで前記玉を保持するようにした玉軸受用波形保持器において、前記一対の環状保持片の任意の位置で、その内周側と外周側の少なくとも一方には、軸方向に張り出す張出部を設けた構成を採用した。
　すなわち、波形保持器の各保持片の任意の位置に、軸受回転中のグリースの流動を妨げてグリースを残りやすくする軸方向張出部を設けることにより、軸受の回転に伴うグリースの減少を抑え、ポケット内面と玉との間の潤滑状態が長期間にわたって良好に保たれるようにしたのである。前記各保持片の軸方向張出部が設けられる任意の位置は、それぞれの連結部または湾曲部とすることができる。
　ここで、前記張出部を各保持片の連結部に設ける場合は、その連結部の張出部を、互いに対向するものどうしでＶ字溝を形成するように軸方向に対して傾斜させることにより、軸受の回転に伴うグリースの減少をより効果的に抑えることができる。
　一方、前記張出部を各保持片の湾曲部に設ける場合は、その湾曲部の内周縁を軸心に近づくにつれて前記玉から離れる方向に湾曲させて、前記張出部を形成することにより、グリースがポケット内面と玉との間に入り込んでいきやすくなり、保持器と玉との潤滑性をさらに向上させることができる。
　また、前記各保持片の湾曲部の周方向断面形状をゴシックアーチ形状とすれば、そのゴシックアーチ形状の頂点部分に形成されるポケット内面と玉との隙間にグリースを保持することができ、保持器と玉との潤滑性がさらに向上する。
　前記保持片としては、金属板のプレス成形で形成されたものを用いることができる。
　また、本発明の玉軸受用波形保持器は、電気自動車モータ用の玉軸受に組み込まれる保持器に対して、特に有効に適用することができる。
　本発明の玉軸受用波形保持器は、上述したように、その環状保持片の連結部または湾曲部に張出部を設けて、この保持器を組み込んだ玉軸受の回転に伴うグリースの減少を抑えるようにしたものであるから、ポケット内面と玉との間の潤滑状態が長期間にわたって良好に保たれ、ポケット内面に摩耗や焼き付き、損傷が生じにくい。従って、この保持器を組み込んだ玉軸受の長寿命化を図ることができる。
第１実施形態の保持器を組み込んだ玉軸受の縦断面図（保持片連結部断面） 図１の保持器の正面図 図２の矢印Ａ方向から見た要部の矢視図 図１の保持片湾曲部の変形例を外周側から見た要部の周方向断面図 第２実施形態の保持器を組み込んだ玉軸受の縦断面図（保持片連結部断面） 第３実施形態の保持器を組み込んだ玉軸受の縦断面図（保持片湾曲部断面） 第４実施形態の保持器を組み込んだ玉軸受の縦断面図（保持片湾曲部断面）
１　玉軸受
２　内輪
３　外輪
４　玉
５　波形保持器
６　保持片
６ａ　湾曲部
６ｂ　連結部
７　リベット
８　ポケット
９、１０、１１、１２　張出部
　以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は第１実施形態の玉軸受用波形保持器５を組み込んだ深溝玉軸受１を示す。この深溝玉軸受１は、内輪２の軌道溝２ａと外輪３の軌道溝３ａとの間に配される複数の玉４を波形保持器５で保持したもので、電気自動車モータ用としてグリース潤滑で使用される。
　図１乃至図３に示すように、前記波形保持器５は、前記玉４に沿って湾曲する湾曲部６ａと、これらの湾曲部６ａを連結する連結部６ｂとが周方向に交互に形成された一対の環状保持片６、６を、その湾曲部６ａどうしが対向する状態で連結部６ｂどうしをリベット７で結合して、互いに対向する湾曲部６ａ、６ａにより形成されたポケット８で玉４を保持するようにしたものである。そのポケット８の内面は、玉４の半径とほぼ同じ曲率半径の凹球面状に形成されている。
　前記各保持片６は、鋼板のプレス成形で形成されており、その連結部６ｂの内周側に軸方向に張り出す張出部９が設けられている。これらの各張出部９は、互いに対向するものどうしでＶ字溝を形成するように軸方向に対して傾斜しており、この保持器５を組み込んだ玉軸受１の回転中のグリースの流動を妨げてグリースを残りやすくすることができるので、玉軸受１の回転に伴うグリースの減少を効果的に抑えられる。また、各張出部９の周方向端部は湾曲部６ａにも及んでおり、前記Ｖ字溝からポケット８へグリースが流れ込みやすくなっている。なお、各保持片６の素材としては、鋼板以外の金属板を用いることもできる。
　この波形保持器５は、上述したように、各保持片６の連結部６ｂに軸方向張出部９を設けて、玉軸受１の回転に伴うグリースの減少が抑えられるようにしたので、ポケット８内面と玉４との間の潤滑状態が長期間にわたって良好に保たれ、摩耗や焼き付き、損傷が生じにくい。
　図４は、各保持片６の湾曲部６ａの周方向断面形状をゴシックアーチ形状とした変形例を示す。この変形例では、保持片湾曲部６ａのゴシックアーチ形状の頂点部分に形成されるポケット８内面と玉４との隙間にグリースが保持されるので、保持器５と玉４との潤滑性をさらに向上させることができる。
　図５に示す第２の実施形態では、各保持片６の連結部６ｂの外周側に、第１実施形態の内周側の張出部９に代わって軸方向に張り出す張出部１０を設けている。その他の部分の構成、および各保持片６の張出部１０により玉軸受１の回転に伴うグリースの減少を抑えることができる点は、第１実施形態と同じである。なお、各保持片６の張出部１０は軸方向とほぼ平行に延びているが、第１実施形態の張出部９と同様に軸方向に対して傾斜させてもよい。
　図６に示す第３の実施形態では、第１、第２実施形態の各保持片６の連結部６ｂの張出部９、１０に代えて、各保持片６の湾曲部６ａの外周側に軸方向に張り出す張出部１１を設けている。このようにしても、第１、第２実施形態と同様に、各保持片６の張出部１１で玉軸受１の回転中のグリースの流動を妨げてグリースを残りやすくし、玉軸受１の回転に伴うグリースの減少を抑えることができる。
　図７に示す第４の実施形態では、各保持片６の湾曲部６ａの内周縁を、軸心に近づくにつれて玉４から離れる方向に湾曲させて、第３実施形態の外周側の張出部１１に代わる張出部１２を形成している。また、その張出部１１は、内輪２の外周面との隙間が第１乃至第３の実施形態よりも狭まるように張り出している。これにより、第１乃至第３の実施形態と同様に玉軸受１の回転に伴うグリースの減少を抑えられるだけでなく、グリースがポケット８内面と玉４との間に入り込んでいきやすくなり、保持器５と玉４との潤滑性をさらに向上させることができる。
　なお、本発明の波形保持器は、上述した各実施形態のようなシール構造のない玉軸受に限らず、ゴムシールやシールド板等を用いたシール構造のある玉軸受にも有効に適用することができる。シール構造のある玉軸受でも、軸受回転中のグリースの減少を完全に防止することはできず、グリース減少の抑制が長寿命化に寄与するからである。

Claims (8)

  1. 　一対の環状保持片からなり、これらの各保持片は、グリース潤滑で使用される玉軸受の内外輪間に配される複数の玉に沿って湾曲する湾曲部と、これらの湾曲部を連結する連結部とが周方向に交互に形成されており、両保持片の湾曲部どうしが対向する状態で連結部どうしを結合して、互いに対向する湾曲部により形成されたポケットで前記玉を保持するようにした玉軸受用波形保持器において、前記一対の環状保持片の任意の位置で、その内周側と外周側の少なくとも一方には、軸方向に張り出す張出部を設けたことを特徴とする玉軸受用波形保持器。
  2. 　前記一対の環状保持片の任意の位置が、前記各保持片の連結部であることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受用波形保持器。
  3. 　前記各保持片の連結部の張出部を、互いに対向するものどうしでＶ字溝を形成するように軸方向に対して傾斜させたことを特徴とする請求項２に記載の玉軸受用波形保持器。
  4. 　前記一対の環状保持片の任意の位置が、前記各保持片の湾曲部であることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受用波形保持器。
  5. 　前記各保持片の湾曲部の内周縁を、軸心に近づくにつれて前記玉から離れる方向に湾曲させて、前記張出部を形成したことを特徴とする請求項４に記載の玉軸受用波形保持器。
  6. 　前記各保持片の湾曲部の周方向断面形状をゴシックアーチ形状としたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の玉軸受用波形保持器。
  7. 　前記保持片が金属板のプレス成形で形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の玉軸受用波形保持器。
  8. 　電気自動車モータ用の玉軸受に組み込まれることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の玉軸受用波形保持器。
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