JP2006200615A

JP2006200615A - 転がり軸受用冠型保持器

Info

Publication number: JP2006200615A
Application number: JP2005012272A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kawai; 敏宏河合
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】高速条件下においても保持器の弾性変形を防止し、さらに材料費及び製造コストが安価な転がり軸受用冠型保持器を提供する。
【解決手段】冠型保持器４０は反ポケット開口側外径面の外径の反ポケット開口側側面から冠型保持器４０の幅Ｂの２５〜３５％に相当する厚さｔ１をポケット開口側の外径面の外径よりも大きくすると共に、反ポケット開口側内径面の内径の反ポケット開口側側面から保持器４０の幅Ｂの１５〜２５％に相当する厚さｔ２をポケット開口側の内径面の内径よりも小さくすることにより、反ポケット開口側の径方向の肉厚をポケット開口側の径方向の肉厚と比較し大きくしている。さらに、本体４１の反ポケット開口側の軸方向の肉厚ｔを転動体の直径の少なくとも１３％以上に設定している。
【選択図】図２

Description

本発明は、高速回転で使用される玉軸受用の合成樹脂製の冠型保持器に関する。

従来、例えば使用されている深溝玉軸受の概略構造を図４により説明する。図４に示されるように、深溝玉軸受１０は基本的には内周面１１ａに外輪軌道１１ｂを有する軸受外輪１１と、外周面１２ａに内輪軌道１２ｂを有する軸受内輪１２と、前記外輪軌道１１ｂと内輪軌道１２ｂとの間に転動自在に設けられた複数の転動体１３と、軸受外輪１１の内周面１１ａと軸受内輪１２の外周面１２ａとの間に設けられた複数の転動体１３を転動自在に保持する合成樹脂製の冠型保持器２０とから構成される。

図５に示されるように、前記冠型保持器２０は、円環状の本体２１の円周径方向複数箇所に、複数個の転動体１３（図４参照）を転動自在に保持するためのポケット（転動体保持ポケット）２２が設けられている。前記ポケット２２は本体２１の軸方向の一側に円周方向に配置された１対の爪部２３と、前記爪部２３の間に設けられた転動体保持用の球面状の凹部２４とを、備える。

冠型保持器２０の組立の際、転動体１３が爪部２３の先端の弾性変形によって、これらの爪部２３の間に押し込まれる。これにより、冠型保持器２０は、ポケット２２の中に転動体１３を保持することにより転動自在に保持される（例えば、特許文献１参照）。

実開平６−５３８２３号公報

しかしながら、近年軸受の高速回転化が進み特許文献１に開示されている冠型保持器２０の回転速度が高くなっている。この結果、冠型保持器２０に負荷する遠心力が大きくなり、爪部２３が円周外径方向に弾性変形する。この弾性変形に伴ってポケット２２が拡張し、冠型保持器２０の動き量も大きくなる。さらに、この弾性変形により、冠型保持器２０が軸受外輪１１（図４参照）の内周面１１ａ（図４参照）及び外輪軌道１１ｂ（図４参照）に干渉し、トルクを増大させるだけでなく、異常振動、軸受の昇温が大きくなり焼付きに至る。さらには干渉に至らずとも弾性変形により凹部２４の底部の引張応力が過大になり、切損に至るという問題が発生する。

このため、冠型保持器２０に曲げ弾性率が高い合成樹脂材料を使用することもあるが、係る曲げ弾性率が高い合成樹脂材料は高価で、製造コストも嵩み、実用的ではない。一方、冠型保持器２０のポケット２２の開口側の径方向の肉厚を小さくすることより、該ポケット２２の開口側を軽量化にして遠心力の低減を図り、弾性変形しにくくすることも考えられるが、ポケット２２の開口側を軽量化しすぎると剛性が低下し、高速回転時に深溝玉軸受１０（図４参照）から冠型保持器２０が脱落することがある。
本発明は、前述した課題を解決するためになされたもので、高速条件下においても保持器の弾性変形を防止し、さらに材料費及び製造コストが安価な転がり軸受用冠型保持器を提供することを目的とする。

請求項1に記載した本発明は、合成樹脂製で円環状の円周方向に複数個の転動体保持ポケットが設けられ、該転動体保持ポケットは軸方向一方に開口されてポケット開口側と軸方向反対側の隣り合った各転動体保持ポケットの間には開口された複数個の凹部が設けられた転がり軸受用冠型保持器において、
反ポケット開口側外径面の外径の反ポケット開口側側面から冠型保持器の幅の２５〜３５％間をポケット開口側の外径面の外径よりも大きくすると共に、反ポケット開口側内径面の内径の反ポケット開口側側面から冠型保持器の幅の１５〜２５％間をポケット側の内径面の内径よりも小さくすることにより、本体の反ポケット開口側の径方向の肉厚をポケット開口側の径方向の肉厚に対し大きくしたことを特徴とする。
請求項２に記載した本発明は、前記反ポケット開口側の軸方向の肉厚を転動体直径の少なくとも１３％以上としたことを特徴とする。

本発明によれば、冠型保持器は反ポケット開口側の径方向の肉厚及び軸方向の肉厚を大きくすることにより、弾性変形しやすいポケット開口側と反ポケット開口側の重量差を少なくし、さらに反ポケット開口側の軸方向の肉厚を大きくすることにより、反ポケット開口側の剛性を高めることで、ポケット開口側の円周外径方向の弾性変形を防止することができる。このように弾性変形しにくくすることにより、ポケット開口側が、軸受外輪の内径面及び外輪軌道に干渉する事を防止して、トルクが増大したり、異常振動が起ったり、さらに軸受の昇温による焼付き、また転動体保持用ポケットの底部の引張応力の過大による切損という問題を防止することができる。
また、ポケット開口側が弾性変形しにくいため、冠型保持器と軸受の干渉及び転動体保持用ポケットの底部の引張応力の過大による切損を防止できるほか、この弾性変形に伴って転動体保持用ポケットが拡張し、あるいは爪部の引張応力の過大による軸方向の変形での冠型保持器の抜けにも効果を発揮する。

本発明の冠型保持器は反ポケット開口側の径方向の肉厚及び軸方向の肉厚を大きくすることにより、高速条件下でも、保持器のポケット開口側の円周外径方向の弾性変形しにくくすることができる。このように弾性変形しにくくすることにより、保持器と軸受の干渉防止、低トルク、低振動、低騒音、低発熱、高耐久性及び高信頼性を維持することが可能である。
また、ポケット開口側の円周外径方向の弾性変形をしにくくしたことにより、高速回転時の冠型保持器の抜け防止にも効果を発揮する。

次に本発明の実施の形態に係る転がり軸受用冠型保持器を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る転がり軸受用冠型保持器４０を使用した深溝玉軸受３０の要部縦断面図で、図２は本発明の実施の形態に係る転がり軸受用冠型保持器４０の要部縦断面図を示す。図１及び図２中、図４及び図５の構成要度と同一構成要素については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図２に示すように、冠型保持器４０は反ポケット開口側外径面の外径の反ポケット開口側側面から冠型保持器４０の幅Ｂの２５〜３５％に相当する厚さｔ１をポケット開口側の外径面の外径よりも大きくすると共に、反ポケット開口側内径面の内径の反ポケット開口側側面から保持器４０の幅Ｂの１５〜２５％の厚さｔ２をポケット開口側の内径面の内径よりも小さくすることにより、反ポケット開口側の径方向の肉厚をポケット開口側の径方向の肉厚と比較し大きくしている。さらに、本体４１の反ポケット開口側の軸方向の肉厚ｔを転動体１３の直径の少なくとも１３％以上に設定している。

本実施の形態に係る冠型保持器４０において、反ポケット開口側外径面の外径をポケット開口側の外径面の外径よりも大きくする幅を反ポケット開口側側面から冠型保持器４０の幅Ｂの２５〜３５％、反ポケット開口側内径面の内径をポケット開口側の内径面の内径よりも小さくする幅を反ポケット開口側側面から冠型保持器４０の幅Ｂの１５〜２５％としたのは、それ以下ではポケット開口側と反ポケット開口側の重量バランスの偏りが改善されず、それ以上では逆にポケット開口側の重量が増加し、遠心力が大きくなり、弾性変形量を大きくする可能性があるからである。

本発明の実施の形態に係る冠型保持器４０を使用した深溝玉軸受３０と従来の冠形保持器２０を使用した深溝玉軸受１０との比較試験を行なった。
その結果は、深溝玉軸受１０の場合は、ｄｍ・ｎ値が６０〜７０×１０^４を超えた辺りから軸受外輪１１の温度が急上昇をはじめる。一方、深溝玉軸受３０の場合は、ｄｍ・ｎ値が９０×１０^４に達しても軸受外輪１１の温度の急上昇は見られず、本発明の冠型保持器４０の効果を確認することができた。

以上述べたように、本発明の冠型保持器は反ポケット開口側の径方向の肉厚及び軸方向の肉厚を大きくすることにより、高速条件下でも、冠型保持器のポケット開口側の円周外径方向の弾性変形しにくくすることができる。このように弾性変形しにくくすることにより、冠型保持器と軸受の干渉防止、低トルク、低振動、低騒音、低発熱、高耐久性及び高信頼性を維持することが可能である。
また、ポケット開口側の円周外径方向の弾性変形をしにくくしたことにより、高速回転時の冠型保持器の抜け防止にも効果を発揮する。

本発明の実施に形態に係る冠型保持器を使用した深溝玉軸受の要部縦断面図である。本発明の実施に形態に係る冠型保持器の要部縦断面図である。本発明の実施に形態に係る冠型保持器の斜視図である。従来の深溝玉軸受の縦断面図である。図４に使用した冠形保持器の斜視図である。

符号の説明

１０、３０深溝玉軸受１２ｂ内輪軌道
１１軸受外輪１３転動体
１１ａ内周面２０、４０冠型保持器
１１ｂ外輪軌道２１、４１本体
１２軸受内輪２２ポケット
１２ａ外周面２３爪部
２４凹部

Claims

合成樹脂製で円環状の円周方向に複数個の転動体保持ポケットが設けられ、該転動体保持ポケットは軸方向一方に開口されてポケット開口側と軸方向反対側の隣り合った各転動体保持ポケットの間には開口された複数個の凹部が設けられた転がり軸受用冠型保持器において、
反ポケット開口側外径面の外径の反ポケット開口側側面から冠型保持器の幅の２５〜３５％間をポケット開口側の外径面の外径よりも大きくすると共に、反ポケット開口側内径面の内径の反ポケット開口側側面から冠型保持器の幅の１５〜２５％間をポケット側の内径面の内径よりも小さくすることにより、本体の反ポケット開口側の径方向の肉厚をポケット開口側の径方向の肉厚に対し大きくしたことを特徴とする転がり軸受用冠型保持器。
請求項１記載の転がり軸受用冠型保持器において、
前記本体の反ポケット開口側の軸方向の肉厚を転動体直径の少なくとも１３％以上としたことを特徴とする転がり軸受用冠型保持器。