JP2011133062A - 転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】良好な潤滑性能を確保しつつ、運転開始時において動摩擦トルクを早期に安定させて小さくすることが可能な転がり軸受を提供する。
【解決手段】内輪１１又は外輪１２に案内される保持器１４を備えた転がり軸受１０において、前記保持器１４に潤滑油が含浸され、前記保持器１４の案内面である内径面又は外径面１４ａに、軸方向に延びる溝と周方向に延びる溝を複数形成する。これにより、潤滑油に起因する攪拌抵抗を減らし、転がり摩擦抵抗も減少させることができ、また、回転初期においては、動摩擦トルクを低く抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の改良に関し、具体的には、少量の油潤滑で使用される人工衛星姿勢制御用フライホイール用転がり軸受やジャイロスコープ用転がり軸受の改良に関するものである。
人工衛星姿勢制御用フライホイール用転がり軸受やジャイロスコープ用転がり軸受には、耐久性を確保するため、低トルク、及び/又は、トルク変動を最小に抑え、転がり軸受の組み立て時に充填する潤滑油量を最小限に絞り、良好な潤滑性能を確保するという課題があった。
この部分の改善の先行技術としては、特許文献１：特開２００８―８３９６公報があり、これは含油性を有する布材を埋め込んだ連通気孔を有する多孔質体で保持器を形成し、これらの布材と多孔質体に低蒸気圧の潤滑油を含浸させることにより、潤滑油の飛散を抑え、多孔質体の気孔率を増大させることなく、布材に潤滑油を長期間保持可能とし、良好な潤滑性能を確保しようとするものである。
特開２００８―８３９６号公報
しかしながら、この先行技術には、潤滑油が保持器の案内面や保持器のポケット面に滞留するという問題があった。転がり軸受の回転に伴う動摩擦トルクは、回転開始後、あるいは、軸受が組み込まれた装置の運転開始後、時間の経過とともに次第に減少して定常状態になり、定常的なトルク値で安定する。しかし、保持器の案内面や保持器のポケット面に潤滑油が滞留している場合、滞留した潤滑油に起因して動摩擦トルクが減少しない、いわゆる、オイルジョグ現象が発生し、これによって動摩擦トルクが定常値になるのに多大な時間を要してしまうことがある。このような場合は、動摩擦トルクを安定させるために、いわゆる、慣らし運転に長時間を要してしまうことになり、作業効率が極めて低くなる。一方、かかる現象を避けるために潤滑油の量を少なくしすぎると、保持器の案内面の潤滑が十分でなくなり、保持器と軌道輪の案内面との間の滑り摩擦が大きくなる。そのため、保持器の自励振動を招き、騒音が発生してしまう場合があるという課題が有った。
本発明は、上記課題を解決するために、内輪又は外輪に案内される保持器を備えた転がり軸受において、前記保持器に潤滑油が含浸され、前記保持器の案内面である内径面又は外径面に、軸方向に延びる溝と周方向に延びる溝とが複数形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、案内面に設けられた軸方向及び周方向の溝によって、潤滑油が適宜外部に流出され、案内面やポケットに滞留することがなくなる。このため、オイルジョグ現象等によって動摩擦トルクが安定するのに多大な時間を要することを回避することができ、転がり軸受の慣らし運転に長時間をかける必要が無くなる。また、軸方向及び周方向の溝に、最低限の量の潤滑油が適宜保持されるため、保持器と軌道輪との間において良好な潤滑性能を確保することができ、騒音が発生する可能性も低減することができる。
本発明のアンギュラ玉軸受を示す部分断面図である。 本発明にかかる保持器を示す図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を説明する。図１に、人工衛生姿勢制御用フライホイールやジャイロスコープに使用可能なアンギュラ玉軸受１０を示す。アンギュラ玉軸受１０は、内輪１１と、外輪１２と、内輪・外輪間に複数配置された転動体（玉）１３と、玉１３を円周方向等間隔に保持するポケット１５が設けられ、潤滑油が含浸された保持器１４を備えている。
保持器１４の外径面１４ａは、外輪１２に案内される案内面である。外径面１４ａと外輪１２の内径面との隙間に潤滑油が供給されることで滑り摩擦が抑えられる構成となっている。
保持器１４の外径面１４ａには、図２（ａ）に示すように、保持器軸方向に延びる軸方向溝１６と、周方向に延びる周方行溝１７が形成されている。軸方向溝１６と周方向溝１７は、それぞれ保持器１４の径方向に深さを有するように外径面１４ａに凹設されおり、断面形状が半円形状である。
軸方向溝１６は、保持器１４の外径面１４ａにおいて隣接するポケット１５の間（以下、柱部ともいう。）と、ポケット１５の周方向位置に対応する位置に設けられている。隣接する軸方向溝１６は周方向に対して一定の間隔で設けられている。周方向溝１７は、柱部の保持器軸方向中央に設けられ、その溝内の空間を介して隣接するポケット１５同士が周方向に連通するように構成されている。柱部において、軸方向溝１６と周方向溝１７は互いに垂直に交わって、連通している。
本実施形態の構成によれば、外輪１２に案内される保持器１４の案内面である外径面１４ａに軸方向溝１６及び周方向溝１７が設けられているため、最低限の量の潤滑油を外径面１４ａに確保しつつ、余分な潤滑油を軸方向溝１６及び周方向溝１７から効率良く外部へ排出することができる。このため、アンギュラ玉軸受１０内の回転時に、潤滑油に起因する攪拌抵抗を減らし、転がり摩擦抵抗も減少させることができ、また、運転初期においては、動摩擦トルクを低く抑えることができる。保持器１４の外径面１４ａやポケット１５に余分な潤滑油が滞留しなくなるため、アンギュラ玉軸受１０の運転開始から定常値に至る時間を著しく短縮することができる。また、保持器１４の外径面１４ａに設けた軸方向溝１６及び周方向溝１７に潤滑油が最低限の量だけ適宜確保されるため、保持器１４の案内面での摩擦が小さくでき、保持器１４の自励振動や騒音の発生を防止することができる。
図２（ｂ）に、本発明の他の実施形態を示す。保持器２４は、円筒ころ軸受に組み込まれるもみ抜き型保持器である。保持器２４は、周方向等間隔に、図示しないころが装填されるポケット２５を有し、潤滑油が含浸されている。保持器２４の外径面２４ａには、保持器軸方向に延びる軸方向溝２６と、周方向に延びる周方行溝２７が形成されている。
軸方向溝２６は、保持器２４の外径面２４ａにおいて隣接するポケット２５の間（以下、柱部ともいう。）と、ポケット２５の周方向位置に対応する位置に設けられている。隣接する軸方向溝２６は周方向に対して一定の間隔で設けられている。周方向溝２７は、柱部の保持器軸方向中央に設けられ、その溝内の空間を介して隣接するポケット２５同士が周方向に連通するように構成されている。その他、軸方向溝２６及び周方向溝２７の寸法及び形状は図２に示すものと同様の構成である。
上記の実施形態においては、外径面１４ａ、２４ａに溝を設ける構成としたが、内輪案内の転がり軸受の場合は、保持器の内径面に溝を設ければよい。こうすれば、上記の実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。本発明は玉軸受及び円筒ころ軸受はもちろん、円すいころ軸受、ニードル軸受、自動調心軸受等、保持器を有する転がり軸受全般に適用でき、顕著な効果を奏する。軸方向溝は、保持器の柱部のみに設けてもよいし、ポケットに対応する位置にのみ設けてもよい。周方向溝は、柱部だけでなく、ポケットの軸方向両側に周回させてもよい。軸方向溝及び周方向溝の深さ、幅等の寸法及び形状は、本発明の効果を奏する範囲でそれぞれ自由に設定することが可能である。例えば、断面形状は、半円形状の他に、正方形状、矩形状、三角形状であってもよい。
また、軸受の外輪軌道及び内輪軌道並びに転動体の表面に微量の潤滑油を塗布したオイルプレーティング処理を施した状態で使用してもよい。
本発明は、転がり軸受として、具体的には、少量の油潤滑で使用される人工衛星姿勢制御用フライホイール用転がり軸受やジャイロスコープ用転がり軸受として利用可能である。
１０ アンギュラ玉軸受
１１ 内輪
１２ 外輪
１３ 転動体（玉）
１４ 保持器
１５ ポケット
１６ 軸方向溝
１７ 周方向溝
２４ 保持器
２５ ポケット
２６ 軸方向溝
２４ 保持器
２５ ポケット
２６ 軸方向溝
２７ 周方向溝

Claims (1)

  1. 内輪又は外輪に案内される保持器を備えた転がり軸受において、前記保持器に潤滑油が含浸され、前記保持器の案内面である内径面又は外径面に、軸方向に延びる溝と周方向に延びる溝とが複数形成されていることを特徴とする転がり軸受。
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