JP2008014411A

JP2008014411A - 転がり軸受の潤滑構造

Info

Publication number: JP2008014411A
Application number: JP2006186713A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Hayashi; 祐一郎林
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-24
Also published as: EP1876366A2; US20080008411A1

Abstract

【課題】転がり軸受の潤滑を確実に行いつつ、転がり軸受の組込時の歩留まりを向上させることができる転がり軸受の潤滑構造を提供する。
【解決手段】玉１３の軸方向側面にグラファイトリング１４，２４を配置し、ウェーブワッシャ１５，２５の付勢力によりグラファイトリング１４，２４が玉１３を押圧するように構成する。これにより、玉１３の転がり動作によってグラファイトを玉１３へと転着させ、深溝玉軸受１の潤滑を行う。また、グラファイトリング１４，２４及びウェーブワッシャ１５，２５は、玉１３の軸方向側面から組み込まれるため、従来のように保持器のポケットに対して転動体を組み込むような構成がなくなり、転がり軸受の組込時における部品の破損等を抑えることができ、歩留まりを向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内輪と、外輪と、内外輪間で周方向に配置される複数の転動体とを備える転がり軸受の潤滑構造に関するものである。

従来、内輪と、外輪と、内外輪間で周方向に配置される複数の転動体とを備えた転がり軸受を、熱処理炉等の高温雰囲気中で使用する場合においては、潤滑剤としてグリースや油が使用できないため、固体潤滑剤としてのグラファイトにより保持器を形成し、保持器から転動体へのグラファイトの転着を利用して転がり軸受を潤滑することが行われている。こうした転がり軸受の保持器は、特許文献１に示されるように、転動体を保持するポケットの一部が軸方向一端に向けて開口した冠形状に形成されている。そして、転動体は、この開口からポケット内に挿入される。ポケットの開口の幅は、保持器の軸方向への脱落を防止するために、転動体の直径よりも小さく設定されており、転動体がポケットの開口を通過する際には、ポケットの開口に隣接する柱部分が弾性変形するように構成されている。
特開平０１−１２６４２６号公報

ところで、上記のような保持器は、内輪と外輪との間に転動体を組み入れた後に、転動体を等間隔に保持しながら組み込まれるため、保持器の組込時に全ての転動体が同時にポケットの開口を通過する。このため、保持器の柱部分は周方向に変形することができずに径方向に大きく変形してしまう。保持器を構成するグラファイトは、靭性および強度に乏しく脆弱であるため、このような柱部分の変形によって保持器が破損してしまうことがある。特許文献１に示される保持器では、こうした変形を抑えるために、ポケットの開口幅を転動体の直径の約９７〜９９％に設定しているが、このような開口幅の設定によっても依然として保持器の破損は発生しており、歩留まりの向上が望まれている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転がり軸受の潤滑を確実に行いつつ、転がり軸受の組込時の歩留まりを向上させることができる転がり軸受の潤滑構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間で周方向に配置される複数の転動体とを備える転がり軸受の潤滑構造であって、前記転動体の軸方向側面に配置され、固体潤滑剤で形成される円環状の潤滑部材と、前記潤滑部材を前記転動体に対して付勢する弾性部材とを備えることをその要旨としている。

同構成によれば、内輪と外輪との間で周方向に配置される複数の転動体の軸方向側面に、固体潤滑剤で形成される円環状の潤滑部材を配置して、弾性部材により潤滑部材を各転動体に対して付勢するように構成するため、各転動体の軸方向側面に設けられる潤滑部材及び弾性部材によって転がり軸受の潤滑を行うことができる。すなわち、潤滑部材が各転動体の軸方向側面に押し付けられることにより、固体潤滑剤が転動体へと転着し、転がり軸受の潤滑が行われる。このため、従来のように固体潤滑剤で形成される保持器のポケットに対して転動体を組み込むような構成がなくなり、転がり軸受の組込時における部品の破損等を抑えることができ、歩留まりを向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転がり軸受の潤滑構造において、前記弾性部材は、前記潤滑部材を押圧する円環状のウェーブワッシャであり、前記ウェーブワッシャを押圧状態に保持する保持部材を更に備えることをその要旨としている。

同構成によれば、弾性部材は潤滑部材を押圧する円環状のウェーブワッシャであり、ウェーブワッシャは保持部材により押圧状態に保持されるため、簡素な形状のウェーブワッシャを用いて、円環状の潤滑部材を全体的に押圧することができる。このため、固体潤滑剤が各転動体に対して確実に転着するように構成することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の転がり軸受の潤滑構造において、前記潤滑部材は、前記転動体の軸方向の両側面にそれぞれ設けられることをその要旨としている。

同構成によれば、潤滑部材は、複数の転動体の軸方向の両側面にそれぞれ設けられるため、両側面の潤滑部材によってバランス良く転動体を保持するように構成することができる。また、潤滑部材と転動体との接触箇所が増加するため、転がり軸受の潤滑効果を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受の潤滑構造において、前記転がり軸受は、各転動体の周方向位置が相互干渉により規制される総ボールタイプ又は総ころタイプであることをその要旨としている。

同構成によれば、転がり軸受は、各転動体の周方向位置が相互干渉により規制される総ボールタイプ又は総ころタイプであるため、別個の保持器を設けたり、潤滑部材に保持器の機能を持たせたりする必要がなくなる。このため、潤滑部材の転動体側の側面を平面で構成することができ、潤滑部材を板状に形成することができる。従って、潤滑部材の形状を単純化することができ、製造工程の簡素化や低コスト化を図ることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受の潤滑構造において、前記固体潤滑剤は、グラファイトであることをその要旨としている。
同構成によれば、潤滑部材を形成する固体潤滑剤はグラファイトであるため、高温雰囲気中で使用される転がり軸受において、好適な潤滑構造を提供することができる。

本発明によれば、複数の転動体の軸方向側面に固体潤滑剤で形成される円環状の潤滑部材を配置して、弾性部材により潤滑部材を各転動体に対して付勢するように構成するため、グリースや油が使用できない環境下においても、潤滑部材及び弾性部材によって転がり軸受の潤滑を行うことができる。また、従来のように固体潤滑剤で形成される保持器のポケットに対して転動体を組み込むような構成がなくなるため、転がり軸受の組込時における部品の破損等を抑えることができ、歩留まりを向上させることができる。

以下、図１〜３を参照して、本発明に係る転がり軸受の潤滑構造を具体化した一実施形態について説明する。
図１は本発明に係る潤滑構造を適用した深溝玉軸受１の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う周方向の部分断面図、図３は深溝玉軸受１の分解斜視図である。深溝玉軸受１は、図１に示すように、円環状に形成された内輪１１と、内輪１１と同軸に円環状に形成された外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間で周方向に配置される複数の転動体としての玉１３とを備える。内輪１１の外周面には玉１３の軌道面１１ａが形成され、外輪１２の内周面には玉１３の軌道面１２ａが形成されている。玉１３は、軌道面１１ａと軌道面１２ａとの間に配置されている。なお、深溝玉軸受１は、図２に示すように、玉１３の周方向位置が隣接する玉１３との相互干渉により規制される総ボールタイプの転がり軸受である。また、深溝玉軸受１は、高温雰囲気中等、潤滑剤としてグリースや油が使用できない環境下において使用される転がり軸受である。

このような深溝玉軸受１を潤滑する潤滑構造は、固体潤滑剤としてのグラファイトにより形成されるグラファイトリング１４と、グラファイトリング１４を玉１３に対して付勢するウェーブワッシャ１５とを備えて構成される。潤滑部材としてのグラファイトリング１４は、円環板状に形成され、複数の玉１３の軸方向側面に配置される。弾性部材としてのウェーブワッシャ１５は、円環状の板材が軸方向に波打つように形成され、グラファイトリング１４の外側、すなわちグラファイトリング１４に対して玉１３とは反対側に配置される。ウェーブワッシャ１５の内側面１５ａは、グラファイトリング１４の外側面１４ａを押圧し、グラファイトリング１４を玉１３に対して付勢する。これにより、グラファイトリング１４の内側面１４ｂの中央部が玉１３と当接し、玉１３を軸方向に押圧する。

ウェーブワッシャ１５の外側には、軸受内部に異物等が侵入することを防止する円環状のシールド１６が配置されている。シールド１６は、その外周側端部１６ａが外輪１２の内周に設けられた溝部１２ｂに挿入され、外輪１２に対して固定されている。保持部材としてのシールド１６は、ウェーブワッシャ１５の外側面１５ｂと当接し、ウェーブワッシャ１５を押圧状態に保持するとともに、グラファイトリング１４及びウェーブワッシャ１５の脱落を防止している。

グラファイトリング１４、ウェーブワッシャ１５、及びシールド１６は、図３に示すように、玉１３の軸方向側面にグラファイトリング１４とウェーブワッシャ１５とを重ね合わせるように配置し、シールド１６を外輪１２に対して固定することによって組み込まれる。

また、グラファイトリング１４が配置される玉１３の軸方向側面の反対側には、グラファイトリング１４、ウェーブワッシャ１５、及びシールド１６と同様の機能及び構成を持ったグラファイトリング２４、ウェーブワッシャ２５、及びシールド２６が、玉１３に対して対称位置に配置されるように組み込まれている。

次に、深溝玉軸受１の潤滑作用について説明する。内輪１１と外輪１２とが相対回転を行うと、軌道面１１ａと軌道面１２ａとの間で玉１３が転がり動作を開始する。そして、玉１３の転がりに伴って、玉１３とグラファイトリング１４の内側面１４ｂとが摺動し、グラファイトリング１４から玉１３へとグラファイトが転着される。玉１３は、内輪１１と外輪１２との間に付与されている予圧によって、内輪１１又は外輪１２の回転方向とは異なる方向にスピンしながら転がり動作を行う。このため、転着されたグラファイトは、軌道面１１ａ及び軌道面１２ａの全面に拡散する。これにより、玉１３と軌道面１１ａ及び軌道面１２ａとの間にグラファイトが介在する状態となり、深溝玉軸受１の潤滑が行われる。

上記実施形態の転がり軸受の潤滑構造によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、玉１３の軸方向側面にグラファイトリング１４，２４を配置し、ウェーブワッシャ１５，２５の付勢力によりグラファイトリング１４，２４が玉１３を押圧するように構成しているため、玉１３の転がり動作によってグラファイトが玉１３へと転着し、深溝玉軸受１の潤滑を行うようにすることができる。また、グラファイトリング１４，２４及びウェーブワッシャ１５，２５は、玉１３の軸方向側面から組み込まれるため、従来のように保持器のポケットに対して転動体を組み込むような構成がなくなり、転がり軸受の組込時における部品の破損等を抑えることができ、歩留まりを向上させることができる。

（２）上記実施形態では、グラファイトリング１４，２４は、シールド１６，２６に保持された円環状のウェーブワッシャ１５，２５により、玉１３に対して押圧状態に保持されている。このため、簡素な形状のウェーブワッシャ１５，２５を用いて、円環状のグラファイトリング１４，２４を全体的に押圧するような構成をとることができる。これにより、グラファイトが周方向に設けられる複数の玉１３に対して確実に転着するように構成することができる。

（３）上記実施形態では、グラファイトリング１４，２４は、玉１３の軸方向の両側面に設けられて、それぞれが玉１３に対して付勢されているため、両側面のグラファイトリング１４，２４によってバランス良く玉１３を保持することができる。また、グラファイトリング１４，２４と玉１３との接触箇所が増加するため、深溝玉軸受１の潤滑効果を向上させることができる。

（４）上記実施形態では、深溝玉軸受１は、玉１３の周方向位置が相互干渉により規制される総ボールタイプであるため、保持器を設けたり、グラファイトリング１４，２４に保持器の機能を持たせたりする必要がなくなる。このため、グラファイトリング１４，２４の玉１３側の側面を平面で構成することができ、グラファイトリング１４，２４を円環板状の単純な形状にすることができる。従って、グラファイトリング１４，２４の加工が容易となり、製造工程の簡素化や低コスト化を図ることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、総ボールタイプの玉軸受に本発明を適用しているが、総ころタイプのころ軸受に本発明を適用してもよい。ころ軸受のころの側面に、潤滑部材としてのグラファイトリング１４，２４を押さえ付けるように構成しても、潤滑が最も必要となるころ側面の潤滑を好適に行うことができる。

・上記実施形態では、転動体が単列の軸受に本発明を適用しているが、転動体が複列の軸受に本発明を適用してもよい。
・上記実施形態では、深溝玉軸受１が総ボールタイプの転がり軸受として構成されているが、隣接する玉１３の間にグラファイトリング１４，２４が介在するような構成をとってもよい。図４は図２と同様の断面における玉１３及びグラファイトリング１４，２４の配置を示したものである。隣接する玉１３の間には、グラファイトリング１４，２４に形成された突出部１４ｃ，２４ｃが介在している。そして、突出部１４ｃ，２４ｃの外周は、玉１３の外形に沿うように形成されている。このように構成すると、グラファイトリング１４，２４と玉１３との接触面積を大きくとることができるため、深溝玉軸受１の潤滑効果を向上させることができる。

・上記実施形態では、玉１３の軸方向の両側面にグラファイトリング１４，２４を設けるように構成しているが、玉１３のいずれか一方の側面のみに、グラファイトリングを設けるように構成してもよい。

・上記実施形態では、グラファイトリング１４，２４を玉１３に対して付勢する弾性部材としてウェーブワッシャ１５，２５を用いているが、円環状のゴム部材や圧縮コイルばね等の弾性部材を用いてもよい。

・上記実施形態では、シールド１６，２６によりウェーブワッシャ１５，２５を保持し、グラファイトリング１４，２４に付勢力を与えるように構成しているが、シールド１６，２６を板ばねで形成して、弾性部材としてのシールド１６，２６が直接グラファイトリング１４，２４に付勢力を与えるように構成してもよい。

・上記実施形態では、グラファイトにより形成されるグラファイトリング１４，２４を潤滑部材として用いているが、他の固体潤滑剤、例えば、二硫化モリブデンやフッ素系樹脂を使用して形成される円環状の部材を潤滑部材として用いてもよい。また、グラファイトリング１４，２４は、玉１３を押圧する部位の表面層のみがグラファイトにより形成されるようにしてもよい。

本発明に係る潤滑構造を適用した深溝玉軸受の縦断面図。図１のＡ−Ａ線に沿う周方向の部分断面図。深溝玉軸受の分解斜視図。図２の他の例における深溝玉軸受の配置を示す部分断面図。

符号の説明

１…深溝玉軸受、１１…内輪、１２…外輪、１３…玉、１４，２４…グラファイトリング、１５，２５…ウェーブワッシャ、１６，２６…シールド。

Claims

内輪と、外輪と、内輪と外輪との間で周方向に配置される複数の転動体とを備える転がり軸受の潤滑構造であって、
前記転動体の軸方向側面に配置され、固体潤滑剤で形成される円環状の潤滑部材と、
前記潤滑部材を前記転動体に対して付勢する弾性部材とを備える
ことを特徴とする転がり軸受の潤滑構造。
請求項１に記載の転がり軸受の潤滑構造において、
前記弾性部材は、前記潤滑部材を押圧する円環状のウェーブワッシャであり、
前記ウェーブワッシャを押圧状態に保持する保持部材を更に備える
ことを特徴とする転がり軸受の潤滑構造。
請求項１又は２に記載の転がり軸受の潤滑構造において、
前記潤滑部材は、前記転動体の軸方向の両側面にそれぞれ設けられる
ことを特徴とする転がり軸受の潤滑構造。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受の潤滑構造において、
前記転がり軸受は、各転動体の周方向位置が相互干渉により規制される総ボールタイプ又は総ころタイプである
ことを特徴とする転がり軸受の潤滑構造。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受の潤滑構造において、
前記固体潤滑剤は、グラファイトである
ことを特徴とする転がり軸受の潤滑構造。