JP2008309177A

JP2008309177A - 軸受装置

Info

Publication number: JP2008309177A
Application number: JP2007155046A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Aizawa; 知之相澤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-12-25

Abstract

【課題】玉の案内・保持機能を高めた傾斜型保持器を有する軸受装置を提供する。
【解決手段】保持器１４の外周面には、保持器１４を軸線直交方向に見たときに、玉１３を保持するポケット部１４ｄと重合する位置まで延在する円筒面１４ｅが形成されているので、保持器１４の素材量を削減することより低コスト化を図り、また面積の大きな円筒面１４ｅをチャック等で支持することにより、切削加工時等における保持を確実に行うことで、精度の良い加工を行うことが出来る。更に、環状部１４ａ、１４ｂは、ポケット部１４ｄに保持された玉１３のＰＣＤの位置にまたがって半径方向に延在しているので、玉１３の案内・保持を確実に行うことができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、転動体として玉を有する軸受装置に関する。

いわゆるアンギュラコンタクト玉軸受は、一つの軸受でラジアル荷重及びアキシャル荷重の両荷重を支持することができるため、各種機械装置の回転支持部に広く用いられている。アンギュラコンタクト玉軸受において、転動体である玉は、１５°〜４０°程度の接触角を持って外輪、内輪間に組み込まれている。一般的に、玉はテーパ円筒状の本体部に複数のポケットが形成された傾斜型保持器や、円環状の主部に複数のポケットを形成した冠型保持器によって回動自在に保持されており、玉の転動面同士の接触を阻止し、接触摩擦に基づく回転抵抗の増大や焼付き等を防止するようになっている。

特許文献１には、アンギュラコンタクト玉軸受に用いられる傾斜型保持器として、ポケットの部分凹球面の中心を一方の端面側に偏寄させて設定した傾斜型保持器が開示されている。
特公昭６４−８２０８号公報

ところで、特許文献１の技術によれば、傾斜型保持器の一方の環状部は、ポケット部に保持される玉のＰＣＤより半径方向外方に配置されている。従って、玉の案内・保持機能が低いという問題がある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、玉の案内・保持機能を高めた傾斜型保持器を有する軸受装置を提供することを目的とする。

第１の本発明の軸受装置は、外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪間に配置された複数の玉と、前記玉を保持する保持器とを有する軸受装置において、
前記保持器は、一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とを有し、前記柱部の内周面及び前記外周面の少なくとも一部が、前記保持器の軸線に対して傾いており、
前記保持器の外周面には、前記保持器を軸線直交方向に見たときに、前記玉を保持するポケット部と重合する位置まで延在する円筒面が形成されており、前記環状部は、前記ポケット部に保持された玉のＰＣＤ（ＰｉｔｃｈＣｉｒｃｌｅＤｉａｍｅｔｅｒ）の位置にまたがって半径方向に延在していることを特徴とする。

第２の本発明の軸受装置は、外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪間に配置された複数の玉と、前記玉を保持する保持器とを有する軸受装置において、
前記保持器は、一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とを有し、前記柱部の内周面及び前記外周面の少なくとも一部が、前記保持器の軸線に対して傾いており、
前記保持器の内周面には、前記保持器を軸線直交方向に見たときに、前記玉を保持するポケット部と重合する位置まで延在する円筒面が形成されており、前記環状部は、前記ポケット部に保持された玉のＰＣＤの位置にまたがって半径方向に延在していることを特徴とする。

第１の本発明によれば、前記保持器の外周面には、前記保持器を軸線直交方向に見たときに、前記玉を保持するポケット部と重合する位置まで延在する円筒面が形成されているので、前記保持器の素材量を削減することより低コスト化を図り、また面積の大きな前記円筒面をチャック等で支持することにより、切削加工時等における保持を確実に行うことで、精度の良い加工を行うことが出来る。更に、前記環状部は、前記ポケット部に保持された玉のＰＣＤの位置にまたがって半径方向に延在しているので、前記玉の案内・保持を確実に行うことができる。

前記円筒面の外周は、前記玉が前記保持器に接触する位置より半径方向外側に位置するので、玉の案内・保持機能の低下を抑制できる。

前記保持器はもみぬき保持器である場合、素材量や加工量を抑えることができるので、本発明の効果が特に高い。もみぬき保持器とは、金属素材等を切削加工により形成した保持器をいう。

前記保持器は玉案内形式であると、潤滑性を高めることが出来、軸受の温度低減を図れるので好ましい。玉案内形式とは、保持器が外輪又は内輪に接触することなく、玉のみで支持されるものをいう。

第２の本発明によれば、前記保持器の内周面には、前記保持器を軸線直交方向に見たときに、前記玉を保持するポケット部と重合する位置まで延在する円筒面が形成されているので、前記保持器の素材量を削減することより低コスト化を図り、また面積の大きな前記円筒面をチャック等で支持することにより、切削加工時等における保持を確実に行うことで、精度の良い加工を行うことが出来る。更に、前記環状部は、前記ポケット部に保持された玉のＰＣＤの位置にまたがって半径方向に延在しているので、前記玉の案内・保持を確実に行うことができる。

前記円筒面の内周面は、前記玉が前記保持器に接触する位置より半径方向内側に位置するので、玉の案内・保持機能の低下を抑制できる。

前記保持器はもみぬき保持器であると好ましい。

前記保持器は玉案内形式であると、潤滑性を高めることが出来、軸受の温度低減を図れるので好ましい。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかる軸受装置を用いた遠心ポンプの断面図である。図１において、ハウジング１に対して、羽根車２を一端に取り付けた軸３が、深溝玉軸受４と、背面合わせにされ予圧板５により予圧された一対のアンギュラコンタクト玉軸受１０，１０により回転自在に支持されている。軸３の他端には、不図示のモータが連結されている。

不図示のモータを駆動すると、軸３と共に羽根車２が回転し、ハウジング１の吸気側通路１ａから、環状通路１ｂを介して、排出側通路１ｃに流体を圧送するようになっている。背面合わせにされ予圧された一対のアンギュラコンタクト玉軸受１０，１０を用いて軸３を支持することで、羽根車２の高精度な位置決め祖実現でき、ポンプの効率を向上することができる。尚、アンギュラコンタクト玉軸受１０の軸受寸法許容差、回転精度は、ＪＩＳのＰ６規格に従うようにすると、ポンプの低騒音・低振動に貢献できる。尚、例えば温度上昇による軸３の伸びなどが生じた場合に、一対のアンギュラコンタクト玉軸受１０，１０側では、ハウジング１に対する軸３の変位を阻止するが、深溝玉軸受４側では、ハウジング１に対する軸３の変位を許容するようになっている。アンギュラコンタクト玉軸受１０，１０は羽根車２側に設けられていても良い。

図２は、アンギュラコンタクト玉軸受１０の断面図である。図３は、アンギュラコンタクト玉軸受１０の保持器を拡大して示す断面図である。図２において、アンギュラコンタクト玉軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、外輪１１及び内輪１２間に配置された複数の玉１３と、玉１３を保持する保持器１４とを有する。保持器１４は、玉案内形式である。

図３において、保持器１４は、銅合金等からなる矩形断面の円筒形状である素材から切削加工されるもみぬき保持器であって、一対の環状部１４ａ、１４ｂと、環状部１４ａ、１４ｂを連結する複数の柱部１４ｃとから一体的に形成されている。柱部１４ｃは、環状部１４ａから環状部１４ｂに向かうにつれて、保持器１４の軸線に近接するように傾いている。環状部１４ａ、１４ｂは、ポケット部１４ｄに保持された玉１３のＰＣＤの位置にまたがって半径方向に延在している。

保持器１４の外周面は、保持器１４を軸線直交方向に見たときに、環状部１４ａ側端部からポケット部１４ｄと重合する位置まで延在する円筒面１４ｅと、軸線に対して傾いているテーパ面１４ｆとからなる。円筒面１４ｅは、保持器１４を切削加工する際に、チャック等で保持するのに好適な軸線方向長さとなっている。

図３に示す断面において、一点鎖線で示す玉１３が、環状部１４ａに対して、２点Ｐ１，Ｐ２で接触するように、環状部１４ａの内面形状はくぼんでおり、更に環状部１４ｂに対して、２点Ｐ３，Ｐ４で接触するように、環状部１４ｂの内面形状はくぼんでいる。尚、Ｐ１，Ｐ３を結んだ線が玉１３の中心を通ると好ましい。ここで、円筒面１４ｅの外周は、玉１３が保持器１４の環状部１４ａに接触する位置Ｐ１より半径方向外側に位置するので、玉１３の案内・保持機能の低下を抑制できる。

保持器１４の外周面には、保持器１４を軸線直交方向に見たときに、玉１３を保持するポケット部１４ｄと重合する位置まで延在する円筒面１４ｅが形成されているので、保持器１４の円筒状の素材の内外径を小さくすることで素材量や加工量を削減することより、比較的高価な銅合金等を用いた場合でもコストを抑えることが出来、また面積の大きな円筒面１４ｅをチャック等で支持することにより、切削加工時等における保持を確実に行うことで、精度の良い加工を行うことが出来る。更に、環状部１４ａ、１４ｂは、ポケット部１４ｄに保持された玉１３のＰＣＤの位置にまたがって半径方向に延在しているので、玉１３の案内・保持を確実に行うことができる。

図４は、別な実施の形態にかかるアンギュラコンタクト玉軸受１０’の断面図である。図５は、アンギュラコンタクト玉軸受１０’の保持器を拡大して示す断面図である。

本実施の形態においては、図５において、保持器１４’の内周面は、保持器１４を軸線直交方向に見たときに、環状部１４ｂ側端部からポケット部１４ｄと重合する位置まで延在する円筒面１４ｅ’と、軸線に対して傾いているテーパ面１４ｆ’とからなる。円筒面１４ｅ’は、保持器１４を切削加工する際に、チャック等で保持するのに好適な軸線方向長さとなっている。

図５に示す断面において、一点鎖線で示す玉１３が、環状部１４ａに対して、２点Ｐ１，Ｐ２で接触するように、環状部１４ａの内面形状はくぼんでおり、更に環状部１４ｂに対して、２点Ｐ３，Ｐ４で接触するように、環状部１４ｂの内面形状はくぼんでいる。ここで、円筒面１４ｅ’の内周は、玉１３が保持器１４の環状部１４ｂに接触する位置Ｐ４より半径方向内側に位置するので、玉１３の案内・保持機能の低下を抑制できる。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。

図６は、別な実施の形態にかかるアンギュラコンタクト玉軸受１０”の断面図である。図７は、アンギュラコンタクト玉軸受１０”の保持器を拡大して示す断面図である。

本実施の形態においては、図７において、保持器１４”の外周面は、保持器１４”を軸線直交方向に見たときに、環状部１４ａ側端部からポケット部１４ｄと重合する位置まで延在する円筒面１４ｅと、軸線に対して傾いているテーパ面１４ｆとからなる。円筒面１４ｅは、保持器１４を切削加工する際に、チャック等で保持するのに好適な軸線方向長さとなっている。又、保持器１４”の内周面は、保持器１４を軸線直交方向に見たときに、環状部１４ｂ側端部からポケット部１４ｄと重合する位置まで延在する円筒面１４ｅ’と、軸線に対して傾いているテーパ面１４ｆ’とからなる。円筒面１４ｅ’は、保持器１４を切削加工する際に、チャック等で保持するのに好適な軸線方向長さとなっている。

図７に示す断面において、一点鎖線で示す玉１３が、環状部１４ａに対して、２点Ｐ１，Ｐ２で接触するように、環状部１４ａの内面形状はくぼんでおり、更に環状部１４ｂに対して、２点Ｐ３，Ｐ４で接触するように、環状部１４ｂの内面形状はくぼんでいる。ここで、円筒面１４ｅの外周は、玉１３が保持器１４の環状部１４ａに接触する位置Ｐ１より半径方向外側に位置し、また円筒面１４ｅ’の内周は、玉１３が保持器１４の環状部１４ｂに接触する位置Ｐ４より半径方向内側に位置するので、玉１３の案内・保持機能の低下を抑制できる。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、アンギュラコンタクト玉軸受１０は、図８に示すように正面組み合わせでも、図９に示すように正面・背面組み合わせでも用いることができ、更に図１２〜１４に示すように、３つ以上のアンギュラコンタクト玉軸受を組み合わせても良い。このときアキシャル隙間の許容差を±１〜±２０μｍとして、ポンプの羽根車の高精度な位置決めを実現している。また、同一呼び番号の軸受をどのように組み合せても所定のすきま、予圧が得られる様、正面・背面差幅を等しく、かつ所定の値に管理された万能組合せ軸受とすることで、定期的又は損傷時の交換コスト、交換用軸受の在庫量などをおさえることができる。

本実施の形態にかかる軸受装置を用いた遠心ポンプの断面図である。アンギュラコンタクト玉軸受１０の断面図である。アンギュラコンタクト玉軸受１０の保持器を拡大して示す断面図である。アンギュラコンタクト玉軸受１０’の断面図である。アンギュラコンタクト玉軸受１０’の保持器を拡大して示す断面図である。アンギュラコンタクト玉軸受１０”の断面図である。アンギュラコンタクト玉軸受１０”の保持器を拡大して示す断面図である。正面合わせとしたアンギュラコンタクト玉軸受１０の断面図である。正面・背面合わせとしたアンギュラコンタクト玉軸受１０の断面図である。３つ組み合わせたアンギュラコンタクト玉軸受１０の断面図である。３つ組み合わせたアンギュラコンタクト玉軸受１０の断面図である。３つ組み合わせたアンギュラコンタクト玉軸受１０の断面図である。

符号の説明

１ハウジング
１ａ吸気側通路
１ｂ環状通路
１ｃ排出側通路
２羽根車
３軸
４深溝玉軸受
５予圧板
１０、１０’、１０” アンギュラコンタクト玉軸受
１１外輪
１２内輪
１３玉
１４、１４’、１４” 保持器
１４ａ環状部
１４ｂ環状部
１４ｃ柱部
１４ｄポケット部
１４ｅ円筒面
１４ｆテーパ面

Claims

外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪間に配置された複数の玉と、前記玉を保持する保持器とを有する軸受装置において、
前記保持器は、一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とを有し、前記柱部の内周面及び前記外周面の少なくとも一部が、前記保持器の軸線に対して傾いており、
前記保持器の外周面には、前記保持器を軸線直交方向に見たときに、前記玉を保持するポケット部と重合する位置まで延在する円筒面が形成されており、前記環状部は、前記ポケット部に保持された玉のＰＣＤの位置にまたがって半径方向に延在していることを特徴とする軸受装置。
前記円筒面の外周は、前記玉が前記保持器に接触する位置より半径方向外側に位置することを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
前記保持器はもみぬき保持器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
前記保持器は玉案内形式であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軸受装置。
外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪間に配置された複数の玉と、前記玉を保持する保持器とを有する軸受装置において、
前記保持器は、一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とを有し、前記柱部の内周面及び前記外周面の少なくとも一部が、前記保持器の軸線に対して傾いており、
前記保持器の内周面には、前記保持器を軸線直交方向に見たときに、前記玉を保持するポケット部と重合する位置まで延在する円筒面が形成されており、前記環状部は、前記ポケット部に保持された玉のＰＣＤの位置にまたがって半径方向に延在していることを特徴とする軸受装置。
前記円筒面の内周面は、前記玉が前記保持器に接触する位置より半径方向内側に位置することを特徴とする請求項５に記載の軸受装置。
前記保持器はもみぬき保持器であることを特徴とする請求項５又は６に記載の軸受装置。
前記保持器は玉案内形式であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の軸受装置。