JP2008151181A

JP2008151181A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2008151181A
Application number: JP2006337203A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Kosugi; 太小杉; Satoshi Kuruhara; 聡来原
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-07-03

Abstract

【課題】保持器案内面の潤滑状態を安定化して保持器音の発生を抑えると共に、保持器に作用する遠心力に起因する保持器変形を防止し、保持器に保持される玉を安定して案内させて円滑に回転させる転がり軸受であって、その製造コストの低減を図ることができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】保持器５は、外輪３の内周面６に案内されるものであり、且つ、この内周面６に案内される保持器外径５Ｄの案内面のうち端部に、環状のグリース溜り凹部７を設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、高速回転する工作機械主軸等を支持するアンギュラ玉軸受等に好適に適用される技術に関する。

高速回転する工作機械主軸等を支持するアンギュラ玉軸受が実用に供されている。このアンギュラ玉軸受は、例えば、図８に示すような外輪案内型の保持器８０が適用される。この外輪案内型の保持器８０は、保持器外径面８０ａが外輪内径面で案内される。この案内面８１の潤滑状態が不安定になると、保持器音を発生しやすい。そのため、次のような構造が採用されていた（例えば、特許文献１参照）。

前記構造を図９、図１０と共に説明する。図９に示すように、外輪内径面に、半径方向外方に凹む凹部８２が形成され、該凹部８２に潤滑剤８３を保持させている。これにより、案内面８４の摩耗や焼付き等の潤滑不良を抑制している。また図１０に示すように、外輪案内型のアンギュラ玉軸受において、組込まれる保持器８５の外径面に、半径方向内方に凹む断面凹形状の貯油周溝８５ａを設け、この貯油周溝８５ａに油を保持し、潤滑に寄与させる技術が開示されている。

特開２００６−１１８５２５号公報

前述の外輪内径面に凹部を形成して、この凹部に潤滑剤を保持させる技術では、外輪内径面を加工する工数が大きく、軸受の製造コストが高くつく。前述の保持器の外径面に、断面凹形状の貯油周溝を設ける技術では、保持器に高速で遠心力が加わった場合、図１１に示すように、該保持器が半径方向外方に凸形状に変形することが懸念される。このように保持器が変形すると、保持器に保持される玉の案内を不安定にし、円滑な玉の回転を阻害し、回転不具合に繋がるおそれがある。

本発明の目的は、保持器案内面の潤滑状態を安定化して保持器音の発生を抑えると共に、保持器に作用する遠心力に起因する保持器変形を防止し、保持器に保持される玉を安定して案内させて円滑に回転させる転がり軸受であって、その製造コストの低減を図ることができる転がり軸受を提供することである。

この発明の転がり軸受は、内輪と外輪との間に、保持器に保持された玉を介在させた転がり軸受において、前記保持器は、外輪の内周面に案内されるものであり、且つ、この内周面に案内される保持器外径の案内面のうち端部に、環状のグリース溜り凹部を設けたことを特徴とする。

この構成によると、軸受運転時において、外輪の内周面に保持器外径が案内される。また、保持器外径の案内面のうち端部に設けられた環状のグリース溜り凹部によって、保持器の案内面積を減少させると共に、このグリース溜り凹部に、潤滑剤であるグリースが溜まることで、案内面にグリースが行き届き易くなる。換言すれば、案内面に存在するグリースは、グリース溜り凹部に溜まるグリース自体によって阻止され、保持器外径の案内面の端部から軸受側方に飛散し難くなる。よって、案内面の摩耗や焼き付き等の潤滑不良を防止することができ、保持器音の発生を抑えることができる。
特に、保持器外径の案内面のうち端部に、環状のグリース溜り凹部を設けたので、保持器の剛性強度が低くなり過ぎず、軸受運転時に保持器に作用する遠心力に起因して当該保持器が不所望に変形することを防止することができる。また、外輪内径面に凹部を加工する前述の従来技術よりも工数低減が可能となり、製造コストの低減を図ることが可能となる。

この発明において、前記保持器の環状のグリース溜り凹部は、保持器外径に対し、半径方向内方に段差を有する段差部であることが望ましい。この構成によると、グリース溜り凹部の形状を簡単化し、金型、後加工のいずれによっても、このグリース溜り凹部を容易に形成することができる。

この発明において、前記保持器のうち、保持器外径から段差部の外周面までの段差寸法を、保持器外径から保持器内径までの半径方向寸法の１／２以下に規定することが望ましい。この構成によると、段差寸法を、保持器外径から保持器内径までの前記半径方向寸法の１／２よりも大きくすると、保持器の剛性強度が小さくなり、保持器の変形を引き起こすおそれがある。段差寸法を保持器リング幅の１／２以下にした場合には、保持器の剛性強度の低下を極力抑え、その変形を未然に防止することができる。

この発明において、前記保持器は樹脂製であることが望ましい。この構成によると、工作機械主軸等を支持するアンギュラ玉軸受等のように高速回転（ピッチ円直径ｄｍに回転速度ｎを乗じたいわゆるｄｍｎ値が、例えば１４０万）しても、保持器の軽量性および樹脂材料の有する自己潤滑性により、潤滑不良となるおそれを低減することができる。

この発明の転がり軸受によると、保持器外径の案内面のうち端部に、環状のグリース溜り凹部を設けたので、保持器の案内面積を減少させ、保持器案内面の潤滑状態を安定化して保持器音の発生を抑えることができる。これと共に、保持器に作用する遠心力に起因する保持器変形を防止し、保持器に保持される玉を安定して案内させて円滑に回転させることができる。また、外輪内径面に凹部を加工する前述の従来技術よりも、製造コストの低減を図ることが可能となる。

この発明の第１の実施形態を図１〜図４と共に説明する。この第１の実施形態に係る転がり軸受１は、アンギュラ玉軸受に適用される。この転がり軸受１は、内輪２と外輪３との間に玉４を介在させたものであり、グリース潤滑で使用される。玉４は、保持器５によって、周方向に所定の間隔で転動自在に保持されている。内輪２の外周面および外輪３の内周面には、玉４との接触角が予め定める角度となるように、軌道溝２ａ、軌道溝３ａがそれぞれ設けられている。

保持器５は、リング状で全周において肉厚（後述するリング幅）が一定となるように形成されている。この保持器５の幅方向中央に、玉４を転動可能に保持する円筒孔状のポケット５ａが形成されている。該ポケット５ａは円周方向一定間隔おきに複数配設されている（図４参照）。この保持器５は、樹脂材料からなり、且つ外輪３の内周面６に案内されるものである。この保持器５を案内する外輪３の内周面６における外輪案内面６ａとなる部分は、軌道溝３ａの軸方向両側に設けられている。前記外輪３の内周面６は、円筒面状とされ、いわゆるカウンタボアは設けられていない。外輪３の内周面６に案内される保持器外径５Ｄの案内面のうち、軸方向一端部および他端部（図１の左右）に、環状のグリース溜り凹部７，７が設けられている。これらグリース溜り凹部７，７は、保持器５の幅方向中心位置に対し左右対称に構成されている。したがって、軸方向一端部のグリース溜り凹部７について符号を付して説明し、軸方向他端部のグリース溜り凹部７は、軸方向一端部のグリース溜り凹部に付した符号と同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、これらグリース溜り凹部７は左右対称の構成に限定されるものではない。

グリース溜り凹部７は、保持器外径５Ｄに対し、半径方向内方に予め定める距離段差を有する段差部７Ａである。保持器外径５Ｄから段差部７Ａの外周面までの段差寸法ｄ１は、保持器外径５Ｄから保持器内径５Ｉまでの半径方向寸法ＲＨ（「保持器リング幅ＲＨ」ともいう）の１／２以下に規定されている。前記段差寸法ｄ１を、保持器リング幅ＲＨの１／２よりも大きくすると、保持器５の剛性強度が小さくなり、保持器５の変形を引き起こすおそれがある。本実施形態では、段差寸法ｄ１を保持器リング幅ＲＨの１／２以下にしているため、保持器５の剛性強度の低下を極力抑え、その変形を未然に防止し得る。段差部７Ａのうち軸方向に垂直な壁部８から保持器端部９までの幅方向寸法ｈ１は、例えば、当該保持器５の柱幅Ｗｈの１／２よりもやや大きくなるように規定されている。ただし、この幅方向寸法ｈ１に限定されるものではない。

内輪２の外周面において、軌道溝２ａの片側に、外径が端面に向かうに従って次第に小径となるカウンタボア１０が設けられている。該カウンタボア１０は、前記外周面のうち、接触角の生じる方向と反対側部分に設けられている。軸受組立時において、この転がり軸受１は、玉４が組付けられた外輪３を加熱することによって、該外輪３を半径方向外方に所定小距離膨張させ、カウンタボア１０側から軸方向に内輪２を挿入することにより組付け得る。

以上説明した第１の実施形態に係る転がり軸受１によると、軸受運転時において、外輪３の内周面６に保持器外径５Ｄが案内される。また、保持器外径５Ｄの案内面のうち軸方向一端部および他端部に設けられた環状のグリース溜り凹部７，７によって、保持器５の案内面積を減少させると共に、このグリース溜り凹部７，７に、潤滑剤であるグリースＧｒが溜まることで、案内面にグリースＧｒが行き届き易くなる。換言すれば、案内面に存在するグリースＧｒは、グリース溜り凹部７，７に溜まるグリースＧｒ自体によって阻止され、保持器外径５Ｄの案内面の端部から軸受側方に飛散し難くなる。よって、案内面の摩耗や焼き付き等の潤滑不良を防止することができ、保持器音の発生を抑えることができる。保持器５に設けたグリース溜り凹部７によって、シールやシールドを設けることなくグリースＧｒの飛散を抑制できるので、シールド等を有する軸受に比べて軸受構造を簡単化でき、製造コストの低減を図ることが可能となる。

特に、保持器外径５Ｄの案内面のうち軸方向一端部および他端部に、環状のグリース溜り凹部７，７を設けたので、保持器５の剛性強度が低くなり過ぎず、軸受運転時に保持器５に作用する遠心力に起因して当該保持器５が不所望に変形することを防止することができる。また、外輪内径面に凹部を加工する従来技術よりも工数低減が可能となり、製造コストの低減を図ることが可能となる。

また保持器５は樹脂製であるので、工作機械主軸等を支持するアンギュラ玉軸受のように高速回転（ピッチ円直径ｄｍに回転速度ｎを乗じたいわゆるｄｍｎ値が、例えば１４０万）しても、保持器５の軽量性および樹脂材料の有する自己潤滑性により、潤滑不良となるおそれを低減することができる。

次に、この発明の第２の実施形態を図５〜図７と共に説明する。以下の説明においては、第１の実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

この第２の実施形態に係る転がり軸受１Ａも、グリース潤滑で使用されるアンギュラ玉軸受に適用される。この転がり軸受１Ａの保持器１１は、保持器５と同様に、リング状で全周において肉厚（後述するリング幅）が一定となるように形成されている。この保持器１１の幅方向中央に、玉４を転動可能に保持する円筒孔状のポケット１１ａが形成されている。該ポケット１１ａは円周方向一定間隔おきに複数配設されている（図７参照）。この保持器１１は、樹脂材料からなり、且つ外輪３の内周面６に案内されるものである。保持器外径１１Ｄの案内面のうち軸方向一端部および他端部に、環状のグリース溜り凹部としての傾斜部７Ｂ，７Ｂが設けられている。各傾斜部７Ｂは、保持器端部１２に向かう程半径方向内方に傾斜するように形成されている。傾斜部７Ｂのうち保持器端部１２との第１交差部Ｐ１から保持器外径１１Ｄまでの半径方向寸法ｄ２は、例えば、保持器リング幅ＲＨの１／２の寸法に規定されている。傾斜部７Ｂのうち保持器外径１１Ｄとの第２交差部Ｐ２から保持器端部１２までの幅方向寸法ｈ２は、例えば、当該保持器１１の柱幅Ｗｈ１の１／２よりも若干大きくなるように規定されている。ただし、このような半径方向寸法ｄ２、幅方向寸法ｈ２に限定されるものではない。また、第１および第２交差部Ｐ１，Ｐ２は、尖りなきように形成されている。

以上説明した第２の実施形態に係る転がり軸受１Ａによると、保持器外径１１Ｄの案内面のうち軸方向一端部および他端部に、環状のグリース溜り凹部としての傾斜部７Ｂを設けたので、保持器１１の剛性強度を、第１の実施形態に係る転がり軸受１の保持器５よりも剛性強度をさらに高め、軸受運転時に保持器１１に作用する遠心力に起因して当該保持器１１が不所望に変形することを確実に防止することができる。また、傾斜部７Ｂのうち保持器外径１１Ｄとの第２交差部Ｐ２は、尖りがないように形成されているので、案内面の摩耗や焼き付き等の潤滑不良を防止することができる。その他第１の実施形態と同様の効果を奏する。

本発明の他の実施形態として、段差部は、複数の段差をなす階段形状にしてもよい。この場合の保持器は、第１の実施形態の保持器よりもやや剛性強度を高めることができる。傾斜部は、第１交差部から第２交差部まで直線的に繋がっていなくてもよい。第１交差部から第２交差部まで次第に傾斜角度が大きくなる（又は小さくなる）ような曲線的な傾斜部であってもよい。この場合であっても、第２の実施形態と同様の効果を奏する。また第１の実施形態の段差部と、第２の実施形態の傾斜部とが複合的に組み合わされた形態であっても良い。その他本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を行うことが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。図１における保持器等の要部拡大図である。同保持器の断面図である。同保持器の一部破断した平面図である。本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。同転がり軸受の保持器の断面図である。同保持器の一部破断した平面図である。従来の外輪案内型の転がり軸受の断面図である。従来技術に係り、外輪内径面に凹部が形成された転がり軸受の断面図である。従来技術に係り、保持器の外径面に断面凹形状の貯油周溝を設けた転がり軸受の断面図である。同保持器の変形前後を表す断面図である。

符号の説明

１，１Ａ…転がり軸受
２…内輪
３…外輪
４…玉
５…保持器
５Ｄ…保持器外径
６…内周面
７…グリース溜り凹部
７Ａ…段差部
ｄ１…段差寸法
１１…保持器

Claims

内輪と外輪との間に、保持器に保持された玉を介在させた転がり軸受において、
前記保持器は、外輪の内周面に案内されるものであり、且つ、この内周面に案内される保持器外径の案内面のうち端部に、環状のグリース溜り凹部を設けたことを特徴とする転がり軸受。
請求項１において、
前記保持器の環状のグリース溜り凹部は、保持器外径に対し、半径方向内方に段差を有する段差部であることを特徴とする転がり軸受。
請求項２において、
前記保持器のうち、保持器外径から段差部の外周面までの段差寸法を、保持器外径から保持器内径までの半径方向寸法の１／２以下に規定したことを特徴とする転がり軸受。
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、
前記保持器は樹脂製であることを特徴とする転がり軸受。