JP2014059030A - 転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】潤滑剤の保持性能を高めて長期間にわたって潤滑性能を維持することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】内輪１０と、外輪２０と、複数の転動体３１とを備える。内輪軌道面１２及び外輪軌道面２２は、転動体３１に接触する接触領域１３、２３と、その接触領域１３、２３の端部外側に隣接して形成されかつ転動体３１に接触しない非接触領域１４、２４とを有する。内輪軌道面１２と、外輪軌道面２２とのうち、少なくとも一方の軌道面１２、１１２の非接触領域１４、１１４には、窪み部１５、１１９と、多数の非連続の凹凸部１５、１１５とを有する潤滑剤保持部１７、１１７が形成される。
【選択図】図３

Description

この発明は転がり軸受に関する。
転がり軸受に対する潤滑剤（主に潤滑油）の供給量が過大となると軸受回転時の潤滑剤の攪拌抵抗が大きくなり、低トルク化を図ることが困難となる。また、潤滑剤の供給量が不足すると焼き付きが発生する虞がある。
転がり軸受の潤滑性能を向上させるために、例えば、特許文献１に開示されている転がり軸受（アンギュラ形玉軸受）が知られている。
これにおいては、内輪又は外輪の軌道面のうちの玉が接触しない部分を、全周に亘って凹ませることにより、一側が軌道肩部に迄達する逃げ部を設けている。
（例えば特許文献１を参照）。
実開平５−８０４５号公報
ところで、特許文献１に開示された転がり軸受においては、逃げ部に保持された潤滑油が玉に付着することで潤滑がなされる。
しかしながら、逃げ部に保持された潤滑油は流出しやすく、長期間にわたって潤滑性能を確保することが困難となることが想定される。
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、潤滑剤の保持性能を高めて長期間にわたって潤滑性能を維持することができる転がり軸受を提供することである。
前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る転がり軸受は、内輪と、この内輪の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設された外輪と、前記内輪の外周面に形成された内輪軌道面と前記外輪の内周面に形成された外輪軌道面との間に転動可能に配設された複数の転動体とを備えた転がり軸受であって、
前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面は、転動体に接触する接触領域と、その接触領域の端部外側に隣接して形成されかつ前記転動体に接触しない非接触領域とを有し、
前記内輪軌道面と、前記外輪軌道面とのうち、少なくとも一方の軌道面の前記非接触領域には、窪み部と、この窪み部の底面に設けられた多数の非連続の凹凸部とによって潤滑剤を保持する潤滑剤保持部が形成されていることを特徴とする。
前記構成によると、軌道面の非接触領域に対し、窪み部と、この窪み部の底面に設けられた多数の非連続の凹凸部とにより潤滑剤を保持する潤滑剤保持部が形成されることで、非接触領域が滑らかな面で形成される場合と比較して潤滑剤（例えば、高粘度のグリースや含油ポリマ）の保持性能を高めることができる。
これによって、軌道面の接触領域に対し、潤滑剤保持部に保持された潤滑剤を徐々に供給することができ、長期間にわたって潤滑性能を維持することができる。
請求項２に係る転がり軸受は、請求項１又は２に記載の転がり軸受であって、
潤滑剤保持部は非接触領域の全域にわたって形成されていることを特徴とする。
前記構成によると、非接触領域の全域にわたって潤滑剤保持部が形成されることで、より多くの潤滑剤を保持することができる。
請求項３に係る転がり軸受は、請求項１又は２に記載の転がり軸受であって、
転動体は玉によって構成され、
接触領域の軸方向断面は、前記玉の半径寸法よりも僅かに大きい曲率半径をもつ円弧溝に形成され、
非接触領域の軸方向断面は、前記接触領域の円弧溝の端部外側に連続する円弧溝に形成され、
前記接触領域の円弧溝の曲率半径をＲ１とし、前記非接触領域の円弧溝の曲率半径をＲ２としたときに「Ｒ１＜Ｒ２」の関係となるように設定され、
非接触領域の円弧溝は、接触領域の端部外側に隣接する内側から外側に向かって玉との離反距離がしだいに大きく形成されていることを特徴とする。
前記構成によると、接触領域の円弧溝の曲率半径Ｒ１よりも非接触領域の円弧溝の曲率半径Ｒ２が大きく設定されることで、非接触領域が接触領域と同一中心で同一半径の円弧面に形成される場合と比べ、非接触領域の傾斜が緩やかとなる。このため、潤滑剤保持部に保持された潤滑剤が流れ難くなり、潤滑剤の保持性に優れる。
また、接触領域の円弧溝の曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２をもつ非接触領域の円弧溝が、接触領域の端部外側に隣接する内側から外側に向かって玉との離反距離がしだいに大きく形成されることで、非接触領域により多くの潤滑剤が保持可能となる。
この発明の実施例１に係る転がり軸受の軸方向断面図である。 同じく内輪軌道面を示す内輪の側面図である。 同じく内輪軌道面に形成された多数のディンプルを拡大して示す側面図である。 同じく内輪軌道面のディンプルを拡大して示す軸方向断面図である。 この発明の実施例２に係る転がり軸受の軸方向断面図である。
この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。
この発明の実施例１を図１〜図４にしたがって説明する。
この実施例では転がり軸受が深溝玉軸受である場合を例示する。
図１に示すように、転がり軸受としての深溝玉軸受は、内輪１０と、外輪２０と、転動体としての複数の玉３１と、保持器３５とを備えている。
内輪１０は、円筒状に形成され、その外周面１１の軸方向中央部には、円弧状の環状溝をなす内輪軌道面１２が形成されている。
図１と図２に示すように、外輪２０は、内輪１０の外径寸法よりも大きい内径寸法を有する円筒状に形成され、内輪１０の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設される。この外輪２０の内周面の軸方向中央部には、円弧状の環状溝をなす外輪軌道面２２が形成されている。
複数の玉３１は、保持器３５によって保持された状態で内輪軌道面１２と外輪軌道面２２との間に転動可能に配設されている。
図２に示すように、内輪軌道面１２及び外輪軌道面２２は、玉３１に接触する接触領域１３、２３と、その接触領域１３、２３の両端部外側に隣接して形成されかつ玉３１に接触しない非接触領域１４、２４とを有する。なお、図２と図３に示す二点鎖線の楕円は、玉３１との接触楕円４０を示し、接触領域１３、２３の軸方向の幅寸法は、接触楕円４０の長径寸法に相当する。
図３に示すように、内輪軌道面１２と、外輪軌道面２２とのうち、少なくとも一方の軌道面、この実施例１では内輪軌道面１２の両非接触領域１４には、高粘度のグリースや含油ポリマー等の潤滑剤を保持する窪み部と、この窪み部の底面に設けられた多数の非連続の凹凸部とを有する潤滑剤保持部１７が形成されている。
この実施例１において、潤滑剤保持部１７の窪み部は多数形成されており、これら多数の窪み部は、それぞれ独立したディンプル１５によって形成されている。
さらに、図４に示すように、多数のディンプル１５の底面には多数の非連続の微細な凹凸部１６が形成されている。
なお、ここでいう非連続の凹凸部１６とは、例えば切削加工などが施されることによって所定の方向に沿って形成された凹凸部のことではなく、方向性を有さないで形成された凹凸部のことをいう。この実施例１では後述するように、非連続の凹凸部１６は、ショットブラスト処理が施されることによって形成される。したがって、この実施例１における非連続の凹凸部１６は、投射材の粒子による凹みがディンプル１５の底面に配置された状態となる。このように、ショットブラスト処理が用いられることによって、非連続な凹凸部１６を簡易に形成可能であると共に、投射材の粒径を適宜に変更することにより、凹凸の細かさを調整可能である。
また、この実施例１において、窪み部としての多数のディンプル１５は、非接触領域１４の全域にわたって形成されている。
また、微細な凹凸部１６をショットブラスト加工する際、接触領域１３はマスキングされる。
また、この実施例１において、内輪軌道面１２の接触領域１３の軸方向断面は、玉３１の半径寸法よりも僅かに大きい曲率半径をもつ円弧溝に形成されている。
また、接触領域１３の両端部外側に隣接する両非接触領域１４の軸方向断面は、接触領域１３の円弧溝の両端Ｐに滑らかに（段差面なく）連続する円弧溝に形成されている。
そして、図３に示すように、接触領域１３の円弧溝の曲率半径をＲ１とし、両非接触領域１４の円弧溝の曲率半径をＲ２としたときに「Ｒ１＜Ｒ２」の関係となるように設定されている。
また、この実施例１において、両非接触領域１４の円弧溝の円弧の中心Ｏ２は、接触領域１３の円弧溝の両端Ｐと同円弧溝の円弧の中心０１とを通る線Ｌ上に設定されている。
そして、両非接触領域１４の円弧溝は、接触領域１３の両端部に隣接する内側から外側に向かって玉３１との離反距離がしだいに大きく形成されている。
この実施例１に係る転がり軸受としての深溝玉軸受は上述したように構成される。
したがって、内輪軌道面１２の非接触領域１４の潤滑剤保持部１７には、高粘度のグリースや含油ポリマ等の潤滑剤が塗布され、潤滑剤保持部１７の多数のディンプル１５に潤滑剤が保持される。
また、非接触領域１４に、多数のディンプル１５よりなる潤滑剤保持部１７が形成されることで、非接触領域１４が滑らかな面に形成される場合と比較して潤滑剤の保持性能を高めることができる。
さらに、多数のディンプル１５の底面に微細な凹凸部１６が形成されることで、潤滑剤の保持性能をより一層高めることができる。
特に、この実施例１では、窪み部としてのディンプル１５の底面に対し方向性を有しない非連続の凹凸部１６が形成されることで、潤滑剤が所定方向に向けて流れることを抑制することができると共に、凹凸部１６のうちの凹部内に潤滑油を保持することができ、保持性能をより一層高めることができる。
これによって、内輪軌道面１２の接触領域１３に対し、多数のディンプル１５内に保持された潤滑剤を徐々に供給することができ、長期間にわたって潤滑性能を維持することができる。
また、接触領域１３の円弧溝の曲率半径Ｒ１よりも非接触領域１４の円弧溝の曲率半径Ｒ２が大きく設定されることで、非接触領域１４が接触領域１３と同一中心で同一半径の円弧面に形成される場合と比べ、非接触領域１４の傾斜が緩やかとなる。このため、潤滑剤保持部１７の多数のディンプル１５に保持された潤滑剤が流れ難くなり、潤滑剤の保持性に優れる。
また、この実施例１において、接触領域１３の円弧溝の曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２をもつ非接触領域１４の円弧溝が、接触領域１３の端部外側に隣接する内側から外側に向かって玉３１との離反距離がしだいに大きく形成されている。このため、非接触領域１４により多くの潤滑剤が保持可能となる。
次に、この発明の実施例２を図５にしたがって説明する。
この実施例２において、内輪軌道面１１２の両非接触領域１１４に形成される潤滑剤保持部１１７は、非接触領域１１４に凹まされた窪み部１１９と、この窪み部１１９の底面に設けられた多数の非連続の凹凸部１１５とによって形成される。
また、この実施例２において、窪み部１１９は、非接触領域１１４の全域を接触領域１１３よりも低く凹ませた状態で一方の軌道肩部にまで達した状態で段差状に形成される。そして、潤滑剤は、窪み部１１９に保持されつつ、窪み部１１９の斜面に沿って接触領域１１３に微量ずつ流れ出る。
多数の凹凸部１１５はショットブラスト加工によって容易に形成することができる。多数の凹凸部１１５を形成するために、ショットブラスト加工に用いる投射材の粒径は、実施例１のショットブラスト加工に用いる投射材の粒径よりも小さいものが用いられる。
また、この実施例２において、接触領域１１３の円弧溝の曲率半径をＲ１とし、両非接触領域１１４の円弧溝の曲率半径をＲ２としたときに「Ｒ１＜Ｒ２」の関係となるように設定されている。これによって、非接触領域１１４の全域にわたって段差状に凹まされた窪み部１１９が形成される。
この実施例２のその他の構成は、実施例１と同様に構成されるため、その説明は省略する。
上述したように構成されるこの実施例２に係る転がり軸受としての深溝玉軸受において、内輪軌道面１１２の非接触領域１１４の潤滑剤保持部１１７には、高粘度のグリースや含油ポリマ等の潤滑剤が塗布され、潤滑剤保持部１１７の多数の非連続の凹凸部１１５に潤滑剤が保持される。
非接触領域１１４に対し、多数の凹凸部１１５よりなる潤滑剤保持部１１７が形成されることで、非接触領域１１４が滑らかな面に形成される場合と比較して潤滑剤の保持性能を高めることができる。
これによって、内輪軌道面１１２の接触領域１１３に対し、多数の凹凸部１１５内に保持された潤滑剤を徐々に供給することができ、長期間にわたって潤滑性能を維持することができる。
なお、この発明は前記実施例１、２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施例１、２においては、非接触領域１４、１１４の潤滑剤保持部１７、１１７の多数の凹凸部１６、１１５が、ショットブラスト加工によって形成される場合を例示したが、転造加工やエッチング加工等によっても多数の凹凸部１６、１１５を加工することが可能である。
また、前記実施例１、２においては、内輪軌道面１２、１１２の非接触領域１４、１１４に、潤滑剤保持部１７、１１７が形成される場合を例示したが、内輪軌道面１２、１１２の非接触領域１４、１１４、及び／又は外輪軌道面２２の非接触領域２４に、潤滑剤保持部が形成されてもこの発明を実施することができる。
また、前記実施例１、２においては、転がり軸受が深溝玉軸受である場合を例示したが、アンギュラ玉軸受であってもよく、ころ軸受けであってもよい。
但し、転がり軸受がころ軸受である場合には、ころがクラウニング形状に形成される。
１０ 内輪
１２ 内輪軌道面（軌道面）
１３ 接触領域
１４ 非接触領域
１５ 多数のディンプル（窪み部）
１６ 多数の凹凸部
１７ 潤滑剤保持部
２０ 外輪
２２ 外輪軌道面（軌道面）
２３ 接触領域
２４ 非接触領域
３１ 玉（転動体）
１１４ 非接触領域
１１５ 多数の凹凸部
１１７ 潤滑剤保持部
１１９ 窪み部

Claims (3)

  1. 内輪と、この内輪の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設された外輪と、前記内輪の外周面に形成された内輪軌道面と前記外輪の内周面に形成された外輪軌道面との間に転動可能に配設された複数の転動体とを備えた転がり軸受であって、
    前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面は、転動体に接触する接触領域と、その接触領域の端部外側に隣接して形成されかつ前記転動体に接触しない非接触領域とを有し、
    前記内輪軌道面と、前記外輪軌道面とのうち、少なくとも一方の軌道面の前記非接触領域には、窪み部と、この窪み部の底面に設けられた多数の非連続の凹凸部とによって潤滑剤を保持する潤滑剤保持部が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
  2. 請求項１又は２に記載の転がり軸受であって、
    潤滑剤保持部は非接触領域の全域にわたって形成されていることを特徴とする転がり軸受。
  3. 請求項１又は２に記載の転がり軸受であって、
    転動体は玉によって構成され、
    接触領域の軸方向断面は、前記玉の半径寸法よりも僅かに大きい曲率半径をもつ円弧溝に形成され、
    非接触領域の軸方向断面は、前記接触領域の円弧溝の端部外側に連続する円弧溝に形成され、
    前記接触領域の円弧溝の曲率半径をＲ１とし、前記非接触領域の円弧溝の曲率半径をＲ２としたときに「Ｒ１＜Ｒ２」の関係となるように設定され、
    非接触領域の円弧溝は、接触領域の端部外側に隣接する内側から外側に向かって玉との離反距離がしだいに大きく形成されていることを特徴とする転がり軸受。
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