JP2006077905A - 転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】 回転初期における良好な潤滑を可能として保持器の案内面と軌道輪の案内面との摺接面の摩耗、かじり、などの発生を抑制すると共に、該摺接面への潤滑剤の流れ(供給)を確保して寿命の長期化を図った転がり軸受を提供する。
【解決手段】 保持器5は、ころ4の側面4aと対向するポケット5bの側壁5dに形成され、保持器5の外周面5aと内周面5hとを連通するとともに、深さが軌道輪2に向かって次第に深くなるように傾斜した半径方向溝5eと、保持器5の案内面5aに軸方向に形成された軸方向溝5gと、を有する。保持器5の案内面5aと軌道輪2の周面2cの一方は、保持器5の半径方向溝5eと軸方向溝5gとを連通させるように、軸方向において半径方向溝5eと軸方向溝5gとの間に円環状溝5fを有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、転がり軸受に関し、より詳細には、潤滑剤としてグリースが用いられる一般産業用転がり軸受に関する。
転がり軸受の一例である円筒ころ軸受100は、従来、図15に示すように、内周面に外輪軌道面101aが形成された外輪101と、外周面に内輪軌道面102aが形成され、外輪101と同芯に配置された内輪102と、外輪軌道面101aと内輪軌道面102aとの間に回動自在に配設された複数のころ103と、複数のころ103をそれぞれ転動自在に保持する複数のポケット104aが円周方向に所定の間隔で形成され、外周面104bが静止輪である外輪101の鍔部101bの内周面101cに摺接して案内される軌道輪案内型保持器104とを備えている。
円筒ころ軸受100の軸受性能を良好に維持するためには、ころ103の挙動を安定させることが重要であり、ころ103を転動自在に保持する軌道輪案内型保持器104の外周面104bと外輪101の鍔部101bの内周面101cとの隙間を狭くして軌道輪案内型保持器104の振れ回りを抑えるようにしている。また、ポケット104aところ103との隙間も同様の理由から小さく設定されている。このため、これらの隙間(摺接面)には、グリースなどの潤滑剤がに入り難く、潤滑不足となって摩耗やかじり発生の一因となっていた。
上記の潤滑不足を解消するために、保持器のポケット端面に油溜め用の凹部を形成して摺接面の潤滑性能の向上を図ったものが知られている(例えば、特許文献1及び2参照。)。特許文献1に記載のころ軸受用の保持器は、開口縁部が周囲面に対して滑らかな曲面で連続された油溜め用凹部をポケットの側壁面に形成し、油溜め用凹部に溜められた潤滑剤を、ころの端面と保持器との摺接面、およびころの端面と内、外輪の鍔部との摺接面に供給している。
また、特許文献2に記載の転がり軸受用保持器は、ポケットの側壁面に保持器の外径側と内径側とを連通させた凹部を設け、ころ端面と鍔端面、および保持器外周面と鍔部内周面との間に潤滑剤を供給している。
特開平8−200376号公報(第2−3頁、図1) 特開平11−315841号公報(第2−3頁、図1)
ところで、特許文献1に記載のころ軸受用の保持器は、転動体案内型保持器を想定したものであって、軌道輪案内型保持器について開示されておらず、軌道輪案内型保持器の外周面または内周面と、外、内輪の鍔部の内周面または外周面との摺接面の潤滑については考慮されていない。
また、特許文献2に記載の転がり軸受用保持器は、ころ端面と鍔端面、および保持器外周面と鍔部内周面との間に潤滑剤を供給しているが、保持器外周面と鍔部内周面との間の潤滑状態を維持することについては考慮されておらず、特に、軸受の回転初期においては保持器外周面と鍔部内周面との間の潤滑状態を維持することが望まれている。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転初期においても良好な潤滑を可能として保持器の案内面と軌道輪の鍔部との摺接面の摩耗、かじり等の発生を抑制すると共に、該摺接面への潤滑剤の流れ(供給)を確保して寿命の長期化を図った転がり軸受を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 互いに同芯に配置された第1及び第2の軌道輪と、該第1及び第2の軌道輪間に回動自在に配設された複数のころと、該複数のころをそれぞれ転動自在に保持する複数のポケットが円周方向に所定の間隔で形成され、その外周面と内周面の一方を案内面として該案内面を前記第1の軌道輪の周面と摺接させることで前記第1の軌道輪に案内される保持器と、を備えた転がり軸受であって、
前記保持器は、前記ころの側面と対向する前記ポケットの側壁に形成され、前記保持器の前記外周面と内周面とを連通するとともに、深さが前記第1の軌道輪に向かって次第に深くなるように傾斜した半径方向溝と、前記保持器の案内面に軸方向に形成された軸方向溝と、を有し、
前記保持器の案内面と前記第1の軌道輪の周面の一方は、前記保持器の前記半径方向溝と前記軸方向溝とを連通させるように、軸方向において前記半径方向溝と前記軸方向溝との間に円環状溝を有することを特徴とする転がり軸受。
(2) 前記軸方向溝は、前記ポケットと円周方向に離間した位置に配置されていることを特徴とする(1)に記載の転がり軸受。
(3) 前記第1の軌道輪は外輪、前記第2の軌道輪は内輪、及び前記案内面は前記外輪の内周面と摺接する前記保持器の外周面からなり、
前記半径方向溝、前記軸方向溝、及び前記円環状溝は前記保持器の外周面に形成されることを特徴とする(1)又は(2)に記載の転がり軸受。
(4) 前記第1の軌道輪は外輪、前記第2の軌道輪は内輪、及び前記案内面は前記外輪の内周面と摺接する前記保持器の外周面からなり、
前記半径方向溝と前記軸方向溝は前記保持器の外周面に形成されるとともに、前記円環状溝は前記外輪の内周面に形成されることを特徴とする(1)又は(2)に記載の転がり軸受。
(5) 前記第1の軌道輪は内輪、前記第2の軌道輪は外輪、及び前記案内面は前記内輪の外周面と摺接する前記保持器の内周面からなり、
前記半径方向溝、前記軸方向溝、及び前記円環状溝は前記保持器の内周面に形成されることを特徴とする(1)又は(2)に記載の転がり軸受。
(6) 前記第1の軌道輪は内輪、前記第2の軌道輪は外輪、及び前記案内面は前記内輪の外周面と摺接する前記保持器の内周面からなり、
前記半径方向溝と前記軸方向溝は前記保持器の内周面に形成されるとともに、前記円環状溝は前記内輪の外周面に形成されることを特徴とする(1)又は(2)に記載の転がり軸受。
本発明の転がり軸受によれば、保持器は、ころの側面と対向するポケットの側壁に形成され、保持器の外周面と内周面とを連通するとともに、深さが保持器を案内する軌道輪に向かって次第に深くなるように傾斜した半径方向溝と、保持器の案内面に軸方向に形成された軸方向溝と、を有し、また、保持器の案内面と上記の軌道輪の周面の一方は、保持器の半径方向溝と軸方向溝とを連通させるように、軸方向において半径方向溝と軸方向溝との間に円環状溝を有するようにしたので、潤滑剤がころの側面とポケットの側壁との摺接面と、保持器の案内面と軌道輪の周面との摺接面とに供給される。従って、半径方向溝、円環状溝および軸方向溝にグリース等の潤滑剤を多量に充填することが可能となり、ころ側面とポケットの側壁との摺接面、回転初期において潤滑剤不足となり易い保持器の案内面と軌道輪の周面との摺接面に確実に潤滑剤を供給して、摺接面の摩耗やかじりの発生を抑制して転がり軸受の寿命を長期化することができる。また、半径方向溝、円環状溝および軸方向溝を介して摺接面への潤滑剤の連続した供給を可能として良好な潤滑状態を長期間維持し、転がり軸受の軸受性能を向上させることができる。
以下、本発明に係る転がり軸受の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態である転がり軸受の縦断面図、図2は図1における転がり軸受の正面図、図3は図1における外輪案内型保持器の正面図、図4は図3における外輪案内型保持器の側面図、図5は図4におけるV部拡大図、図6は図5におけるVI−VI矢視縦断面図である。
図1及び図2に示すように、本発明の転がり軸受の一例である円筒ころ軸受1は、本発明の第1の軌道輪である外輪2と、本発明の第2の軌道輪である内輪3と、複数の円筒ころ4と、外輪案内型保持器(軌道輪案内型保持器)5と、を備えている。
外輪2は、内周面に形成された外輪軌道面2aと、両側端に半径方向内方に突出して円環状に形成された鍔部2bとを有している。内輪3は、外周面に内輪軌道面3aが形成され、外輪2の内径側に同芯に配置されている。外輪2の外輪軌道面2aと内輪3の内輪軌道面3aとの間には複数の円筒ころ4が回動自在に配置され、円筒ころ4の両側面4aは、外輪2の鍔部2bの内側壁と摺接して案内されている。外輪案内型保持器5は、外周面5aを案内面としてこの案内面を外輪2の鍔部2bの内周面2cに摺接させることで外輪2に案内されており、円周方向に所定の間隔で形成された複数のポケット5bにそれぞれ、円筒ころ4を転動自在に保持している。ポケット5bは、円筒ころ4の円筒面4bの曲率半径より僅かに大きい曲率半径を有し、円筒ころ4の円筒面4bと摺接する一対の円筒面5cと、円筒ころ4の両側面4aと摺接する一対の側壁5dとによって4辺が囲まれて形成されている(図5参照。)。
図3〜図6に示されるように、外輪案内型保持器5は、円筒ころ4の両側面4aと摺接するポケット5bの側壁5dに形成された半径方向溝5eと、外周面5aに形成された円環状溝5fと、外周面5aに軸方向に形成された軸方向溝5gと、を有している。半径方向溝5eは、図6に示すように、外輪案内型保持器5の外周面5aと内周面5hとを連通させ、その深さdが外輪2の鍔部2bの内周面2c、即ち、半径方向外方に向かうに従って次第に深くなるように傾斜して形成されている。円環状溝5fは、半径方向溝5eの外周面5a側の一端と軸方向溝5gの一端に連通して、軸方向において半径方向溝5eと軸方向溝5gとの間に設けられ、ポケット5bの軸方向両側の外周面5aに全周に亘って形成された断面略U字形の溝である。軸方向溝5gは、隣接するポケット5bの円周方向中間位置、即ち、ポケット5bと円周方向に離間した位置で、外周面5aに軸方向に形成されており、一端は円環状溝5fに連通し、他端は外輪案内型保持器5の側面5kに開放されている。
そして、転がり軸受(円筒ころ軸受)1は、外輪案内型保持器5の各ポケット5bに、それぞれ円筒ころ4を挿入して転動自在に保持させて、外輪2と内輪3との間に組み付けられた後、グリース等の潤滑剤を充填する。このとき、外輪案内型保持器5に形成された半径方向溝5e、円環状溝5f、および軸方向溝5gに多量の潤滑剤が貯留される。
図1および図2において、外輪2が静止輪とされて内輪3が回転すると、これに伴って円筒ころ4は自転しながら公転し、外輪案内型保持器5も外周面5aが外輪2の鍔部2bの内周面2cに摺接して同一方向に回転する。外輪案内型保持器5の外周面5aと外輪2の鍔部2bの内周面2cとの摺接面は円環状溝5fおよび軸方向溝5gに保持されている潤滑剤によって潤滑され、また、円筒ころ4とポケット4bとの摺接面は半径方向溝5eに保持されている潤滑剤によって潤滑されるので、潤滑不足となり易い回転初期から良好な潤滑が行われる。これによって、回転初期における外輪案内型保持器5の摩耗を抑制することができる。更に、回転中においては、外輪案内型保持器5の外周面5aと外輪2の鍔部2bの内周面2cとの摺接面に半径方向溝5eによって潤滑剤の流れが確保され、潤滑剤が効率よく摺接面に供給されて良好な潤滑状態が維持される。
本実施形態の転がり軸受1によれば、互いに同芯に配置された外輪2及び内輪3と、外輪2と内輪3間に回動自在に配設された複数のころ4と、複数のころ4をそれぞれ転動自在に保持する複数のポケット5bが円周方向に所定の間隔で形成され、その外周面5aを案内面5aとして案内面5aを外輪2の内周面2cと摺接させることで外輪2に案内される保持器5と、を備える。また、保持器5は、ころ4の側面4aと対向するポケット5bの側壁5dに形成され、保持器5の外周面5aと内周面5hとを連通するとともに、深さが外輪2に向かって次第に深くなるように傾斜した半径方向溝5eと、保持器5の案内面5aに軸方向に形成された軸方向溝5gと、を有し、保持器5の案内面5aは、保持器5の半径方向溝5eと軸方向溝5gとを連通させるように、軸方向において半径方向溝5eと軸方向溝5gとの間に円環状溝5fを有する。
これにより、潤滑剤はころ4の側面4aとポケット5bの側壁5dとの摺接面と、保持器5の案内面5aと外輪2の内周面2cとの摺接面とに供給される。従って、半径方向溝5e、円環状溝5fおよび軸方向溝5gにグリース等の潤滑剤を多量に充填することが可能となり、ころ4の側面4aとポケット5bの側壁5dとの摺接面、回転初期において潤滑剤不足となり易い保持器5の案内面5aと外輪2の内周面2cとの摺接面に確実に潤滑剤を供給して、摺接面の摩耗やかじりの発生を抑制して転がり軸受1の寿命を長期化することができる。また、半径方向溝5e、円環状溝5fおよび軸方向溝5gを介して摺接面への潤滑剤の連続した供給を可能として良好な潤滑状態を長期間維持し、転がり軸受1の軸受性能を向上させることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る転がり軸受について図7から図14を参照して説明する。なお、第1実施形態の転がり軸受と同等部分については、同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
図7は本発明の第2実施形態である転がり軸受の縦断面図、図8は図7における転がり軸受の正面図、図9は図7における外輪案内型保持器の正面図、図10は図9における外輪案内型保持器の側面図、図11は図10におけるXI−XI矢視縦断面図、図12は図7における外輪の縦断面図である。
図7および図8に示すように、本発明の第2実施形態である転がり軸受10は、本発明の第1の軌道輪である外輪12と、内輪3と、複数のころ4と、外輪案内型保持器(軌道輪案内型保持器)15と、を備えている。
外輪12は、内周面に形成された外輪軌道面12aと、両側端に半径方向内方に突出して円環状に形成された鍔部12bとを有している。内輪3は、外周面に内輪軌道面3aが形成され、外輪12の内径側に同芯に配置されている。外輪12の外輪軌道面12aと内輪3の内輪軌道面3aとの間に複数の円筒ころ4が回動自在に配設され、円筒ころ4の両側面4aは、外輪12の鍔部12bの内側壁に摺接して案内されている。外輪案内型保持器15は、外周面15aを案内面としてこの案内面を外輪12の鍔部12bの内周面12cに摺接することで外輪12に案内されており、円周方向に所定の間隔で形成された複数のポケット15bにそれぞれ、円筒ころ4を転動自在に保持している。ポケット15bは、円筒ころ4の円筒面4bの曲率半径より僅かに大きい曲率半径を有し円筒ころ4の円筒面4bと摺接する一対の円筒面15cと、円筒ころ4の両側面4aと摺接する一対の側壁15dとによって4辺が囲まれて形成されている。
図9から図11に示すように、外輪案内型保持器15は、円筒ころ4の両側面4aと摺接するポケット15bの側壁15dに形成された半径方向溝15eと、外周面15aに軸方向に形成された軸方向溝15gと、を有している。半径方向溝15eは、図11に示すように、外輪案内型保持器15の外周面15aと内周面15hとを連通させ、その深さdが外輪12の鍔部12bの内周面12c、即ち半径方向外方に向かうに従って次第に深くなるように傾斜して、ポケット15bの側壁15dに形成されている。軸方向溝15gは、隣接するポケット15bの円周方向中間位置、即ち、ポケット15bと円周方向に離間した位置で、外周面15aにその側面15kから所定の長さLだけ軸方向に形成されている。
また、図12に示すように、外輪12の鍔部12bの内周面12cには、円環状溝12dが全周に亘って形成されており、外輪12に外輪案内型保持器15を嵌合させたとき、円環状溝12dが外輪案内型保持器15の半径方向溝15eと軸方向溝15gとを連通させるように、軸方向において半径方向溝15eと軸方向溝15gとの間に位置している(図7参照。)。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
本実施形態の転がり軸受10によれば、互いに同芯に配置された外輪12と内輪3と、外輪12と内輪3間に回動自在に配設された複数のころ4と、複数のころ4をそれぞれ転動自在に保持する複数のポケット15bが円周方向に所定の間隔で形成され、その外周面15aを案内面として案内面15aを外輪12の内周面12cと摺接させることで外輪12に案内される保持器15と、を備える。また、保持器15は、ころ4の側面4aと対向するポケット15bの側壁15dに形成され、保持器15の外周面15aと内周面15hとを連通するとともに、深さが外輪2に向かって次第に深くなるように傾斜した半径方向溝15eと、保持器15の案内面15aに軸方向に形成された軸方向溝15gと、を有する。さらに、外輪12の内周面12cは、保持器15の半径方向溝15eと軸方向溝15gとを連通させるように、軸方向において半径方向溝15eと軸方向溝15gとの間に円環状溝12dを有する。
これにより、潤滑剤はころ4の側面4aとポケット15bの側壁15dとの摺接面と、保持器15の案内面15aと外輪12の内周面12cとの摺接面とに供給される。従って、半径方向溝15e、円環状溝12dおよび軸方向溝15gにグリース等の潤滑剤を多量に充填することが可能となり、ころ4の側面4aとポケット15bの側壁15dとの摺接面、回転初期において潤滑剤不足となり易い保持器15の案内面15aと外輪12の内周面12cとの摺接面に確実に潤滑剤を供給して、摺接面の摩耗やかじりの発生を抑制して転がり軸受10の寿命を長期化することができる。また、半径方向溝15e、円環状溝12dおよび軸方向溝15gを介して摺接面への潤滑剤の連続した供給を可能として良好な潤滑状態を長期間維持し、転がり軸受10の軸受性能を向上させることができる。
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
軌道輪案内型保持器は、外輪案内型保持器に限定されることはなく、軌道輪案内型保持器の内周面が内輪の外周面と摺接するようにした内輪案内型保持器とすることもできる。 この場合の転がり軸受20は、図13に示されるように、第1の軌道輪である内輪21と、第2の軌道輪である外輪22と、内輪21と外輪22との間に回動自在に配置された複数のころ23と、複数のころ23をそれぞれ転動自在に保持する複数のポケット24aが円周方向に所定の間隔で形成され、その内周面24bの一方を案内面として案内面を内輪21の鍔部21aの外周面21bと摺接させることで、内輪21に案内される内輪案内型保持器24とする。
そして、内輪案内型保持器24は、ころ23の側面23aと対向するポケット24aの側壁に形成される半径方向溝24cと、内周面24bに形成された円環状溝24dと、ポケット24aと円周方向に離間した位置に、内周面24bに軸方向に形成された軸方向溝24eとを有している。半径方向溝24cは、保持器24の外周面24fと内周面24bとを連通するとともに、深さが内輪21に向かって次第に深くなるように傾斜して形成される。また、円環状溝24dは、保持器24の半径方向溝24cと軸方向溝24eとを連通させるように、軸方向において半径方向溝24cと軸方向溝24eとの間に位置している。
なお、第2実施形態と同様に、内輪案内型保持器の場合においても、図14に示す転がり軸受30は、内輪案内型保持器24に円環状溝24dを設ける代わりに、内輪21の鍔部21aの外周面21bに円環状溝21cを設けるようにしてもよい。
その作用については外輪案内型保持器の転がり軸受の場合と同様である。
また、本発明においては、転がり軸受は円筒ころ軸受として説明したが、これに限定されるものではなく、円錐ころ軸受、棒状ころ軸受、円すいころ軸受等の他の形式の転がり軸受にも適用することができ、同様の効果を奏する。
本発明の第1実施形態である転がり軸受の縦断面図である。 図1における転がり軸受の正面図である。 図1における外輪案内型保持器の正面図である。 図3における外輪案内型保持器の側面図である。 図4におけるA部拡大図である。 図5におけるVI− VI矢視縦断面図である。 本発明の第2実施形態である転がり軸受の縦断面図である。 図7における転がり軸受の正面図である。 図7における外輪案内型保持器の正面図である。 図9における外輪案内型保持器の側面図である。 図10におけるXI−XI矢視縦断面図である。 図7における外輪の縦断面図である。 本発明の内輪案内型保持器を有する転がり軸受を示す縦断面図である。 本発明の内輪案内型保持器を有する転がり軸受の変形例を示す縦断面図である。 従来の転がり軸受の縦断面図である。
符号の説明
1、10、20、30 円筒ころ軸受(転がり軸受)
2、12、22 外輪
2a、12a 外輪軌道面
2c、12c 外輪の内周面
3、21 内輪
3a 内輪軌道面
4、23 ころ
4a ころの側面
5、15、24 外輪案内型保持器(保持器)
5a、15a、24f 保持器の外周面
5b、15b、24a ポケット
5d、15d ポケットの側壁
5e、15e、24c 半径方向溝
5f、12d、21c、24d 円環状溝
5g、15g、24e 軸方向溝
5h、15h、24b 保持器の内周面

Claims (6)

  1. 互いに同芯に配置された第1及び第2の軌道輪と、該第1及び第2の軌道輪間に回動自在に配設された複数のころと、該複数のころをそれぞれ転動自在に保持する複数のポケットが円周方向に所定の間隔で形成され、その外周面と内周面の一方を案内面として該案内面を前記第1の軌道輪の周面と摺接させることで前記第1の軌道輪に案内される保持器と、を備えた転がり軸受であって、
    前記保持器は、前記ころの側面と対向する前記ポケットの側壁に形成され、前記保持器の前記外周面と内周面とを連通するとともに、深さが前記第1の軌道輪に向かって次第に深くなるように傾斜した半径方向溝と、前記保持器の案内面に軸方向に形成された軸方向溝と、を有し、
    前記保持器の案内面と前記第1の軌道輪の周面の一方は、前記保持器の前記半径方向溝と前記軸方向溝とを連通させるように、軸方向において前記半径方向溝と前記軸方向溝との間に円環状溝を有することを特徴とする転がり軸受。
  2. 前記軸方向溝は、前記ポケットと円周方向に離間した位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受。
  3. 前記第1の軌道輪は外輪、前記第2の軌道輪は内輪、及び前記案内面は前記外輪の内周面と摺接する前記保持器の外周面からなり、
    前記半径方向溝、前記軸方向溝、及び前記円環状溝は前記保持器の外周面に形成され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。
  4. 前記第1の軌道輪は外輪、前記第2の軌道輪は内輪、及び前記案内面は前記外輪の内周面と摺接する前記保持器の外周面からなり、
    前記半径方向溝と前記軸方向溝は前記保持器の外周面に形成されるとともに、前記円環状溝は前記外輪の内周面に形成され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。
  5. 前記第1の軌道輪は内輪、前記第2の軌道輪は外輪、及び前記案内面は前記内輪の外周面と摺接する前記保持器の内周面からなり、
    前記半径方向溝、前記軸方向溝、及び前記円環状溝は前記保持器の内周面に形成され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。
  6. 前記第1の軌道輪は内輪、前記第2の軌道輪は外輪、及び前記案内面は前記内輪の外周面と摺接する前記保持器の内周面からなり、
    前記半径方向溝と前記軸方向溝は前記保持器の内周面に形成されるとともに、前記円環状溝は前記内輪の外周面に形成され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。
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