JP2016070423A - Cage for rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は転がり軸受用保持器に関する。 The present invention relates to a cage for a rolling bearing.
転がり軸受では、多くの品種において保持器が用いられる。保持器の主な役割は、回転中の各転動体を軸受に対して等配に公転させ、軸受の剛性及び回転精度を高い状態で維持することである。 In rolling bearings, cages are used in many types. The main role of the cage is to revolve each rolling element in rotation equally with respect to the bearing and maintain the rigidity and rotational accuracy of the bearing in a high state.
保持器は一般的に、転動体、内輪、及び外輪の間に、一定の隙間を介して配置される。保持器の半径方向の動き量が、内輪又は外輪で規制される場合は、内輪案内保持器又は外輪案内保持器として分類され、転動体で規制される場合は転動体案内保持器として分類される。 In general, the cage is disposed between the rolling elements, the inner ring, and the outer ring with a certain gap therebetween. When the amount of movement in the radial direction of the cage is regulated by the inner ring or the outer ring, it is classified as an inner ring guide cage or outer ring guide cage, and when it is regulated by a rolling element, it is classified as a rolling element guide cage. .
転動体の等配を維持するため、軸受回転中、保持器と転動体との間には接触が発生する。特に、転動体案内保持器の場合は、通常、保持器の動きは転動体に依存するため、保持器と転動体の接触によって発生する摩擦は大きくなる。 In order to maintain the uniform distribution of the rolling elements, contact is generated between the cage and the rolling elements during the rotation of the bearing. In particular, in the case of a rolling element guide retainer, the movement of the retainer usually depends on the rolling element, so that the friction generated by the contact between the retainer and the rolling element increases.
転動体と保持器ポケット間で発生する摩擦は、発熱や摩耗、保持器の回転不良(暴れ)を引き起こす。発熱や摩耗は軸受の劣化(寿命低下)を引き起こし、保持器の回転不良(暴れ)は回転精度不良や異常音を発生させるため、転がり軸受において、この様な摩擦の低減は解決すべき課題の一つとなっている。 Friction generated between the rolling elements and the cage pocket causes heat generation, wear, and rotation failure (rambling) of the cage. Heat generation and wear cause deterioration of the bearing (life reduction), and rotation failure of the cage (runaway) generates poor rotation accuracy and abnormal noise. Therefore, such reduction of friction in rolling bearings is a problem to be solved. It has become one.
特許文献1には、柱部の円周方向側面が、外径側凹曲面部と内径側凹曲面とを連続させてなる、ゴシックアーチ状の複合曲面からなる保持器が開示されている。これにより、ポケット内でのころの変位に拘らず、各ころの転動面と各柱部の円周方向側面の径方向端縁部とが当接(エッジ当たり)しない事を図っている。
しかしながら、特許文献1に記載の保持器では、柱部の円周方向側面が2つの凹円弧同士を連続させてなるため、転動体が公転した際に、当該転動体と円周方向側面との接触が二面当たりとなってしまい、摩擦が大きくなってしまう問題が生じる。
However, in the cage described in
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、転動体とポケット部との間で発生する摩擦を低減可能な転がり軸受用保持器を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the cage for rolling bearings which can reduce the friction which generate | occur | produces between a rolling element and a pocket part.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 周方向に所定間隔で配置された複数の柱部と、
隣り合う前記柱部の間に形成され、それぞれ転動体を転動自在に保持するポケット部と、
を備える転がり軸受用保持器であって、
前記ポケット部は、隣り合う前記柱部のうち、一方の前記柱部の第1円周方向側面と、他方の前記柱部の第2円周方向側面と、を有し、
前記第1及び第2円周方向側面は、それぞれ、第1及び第2中心軸を有する第1及び第2円筒面からなり、
前記第1及び第2中心軸は、円周方向位置が不同である、転がり軸受用保持器。
(2) 前記第1及び第2中心軸は、半径方向位置が同一である、(1)に記載の転がり軸受用保持器。
(3) 前記第1及び第2中心軸は、半径方向位置が不同である、(1)に記載の転がり軸受用保持器。
(4) 前記第1及び第2円筒面は、半径が同一である、(1)〜(3)の何れか1つに記載の転がり軸受用保持器。
(5) 前記第1及び第2円筒面は、半径が不同である、(1)〜(3)の何れか1つに記載の転がり軸受用保持器。
(6) 周方向に所定間隔で配置された複数の柱部と、
隣り合う前記柱部の間に形成され、それぞれ転動体を転動自在に保持するポケット部と、
を備える転がり軸受用保持器であって、
前記ポケット部は、隣り合う前記柱部のうち、一方の前記柱部の第1円周方向側面と、他方の前記柱部の第2円周方向側面と、を有し、
前記第1及び第2円周方向側面は、それぞれ、第1及び第2中心軸を有する第1及び第2円筒面と、前記第1及び第2円筒面と接続して平面形状である第1及び第2ストレート部と、からなり、
前記第1及び第2中心軸は、円周方向位置が不同である、転がり軸受用保持器。
(7) 前記転動体は、円筒ころである、(1)〜(6)の何れか1つに記載の転がり軸受用保持器。
(8) 前記転動体は、玉である、(1)〜(6)の何れか1つに記載の転がり軸受用保持器。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) a plurality of pillars arranged at predetermined intervals in the circumferential direction;
A pocket portion formed between the adjacent column portions, each holding a rolling element so as to be freely rollable;
A rolling bearing retainer comprising:
The pocket portion includes a first circumferential side surface of one of the column portions and a second circumferential side surface of the other column portion among the adjacent column portions,
The first and second circumferential side surfaces comprise first and second cylindrical surfaces having first and second central axes, respectively.
The said 1st and 2nd center axis | shaft is a cage for rolling bearings where the circumferential direction position is not the same.
(2) The rolling bearing retainer according to (1), wherein the first and second central axes have the same radial position.
(3) The cage for a rolling bearing according to (1), wherein the first and second central axes have the same radial position.
(4) The rolling bearing retainer according to any one of (1) to (3), wherein the first and second cylindrical surfaces have the same radius.
(5) The rolling bearing retainer according to any one of (1) to (3), wherein the first and second cylindrical surfaces have radii that are the same.
(6) a plurality of pillars arranged at predetermined intervals in the circumferential direction;
A pocket portion formed between the adjacent column portions, each holding a rolling element so as to be freely rollable;
A rolling bearing retainer comprising:
The pocket portion includes a first circumferential side surface of one of the column portions and a second circumferential side surface of the other column portion among the adjacent column portions,
The first and second circumferential side surfaces are first and second cylindrical surfaces having first and second central axes, respectively, and are connected to the first and second cylindrical surfaces and have a planar shape. And the second straight part,
The said 1st and 2nd center axis | shaft is a cage for rolling bearings where the circumferential direction position is not the same.
(7) The rolling bearing retainer according to any one of (1) to (6), wherein the rolling element is a cylindrical roller.
(8) The rolling bearing retainer according to any one of (1) to (6), wherein the rolling element is a ball.
本発明の転がり軸受用保持器によれば、ポケット部を形成する第1及び第2円周方向側面は、それぞれ、第1及び第2中心軸を有する第1及び第2円筒面からなり、第1及び第2中心軸は、円周方向位置が不同である。したがって、転動体と保持器が半径方向に相対移動した場合には、保持器と転動体との接触が面当たりとなるので、転動体と柱部の円周方向側面の径方向端縁部とがエッジ当たりすることを回避できる。
また、第1及び第2円周方向側面がそれぞれ単一の円筒面である第1及び第2円筒面からなるので、転動体と保持器とが円周方向に相対移動した場合には、転動体と保持器とを一点で接触させることができる。
このように、接触面積が減少するので、転動体と保持器との間で発生する摺動摩擦を低減することが可能である。したがって、本発明の転がり軸受用保持器は、転動体と保持器との接触摩擦が大きい転動体案内形式の保持器に好適である。
According to the rolling bearing cage of the present invention, the first and second circumferential side surfaces forming the pocket portion are respectively composed of first and second cylindrical surfaces having first and second central axes, The circumferential positions of the first and second central axes are not the same. Therefore, when the rolling element and the cage move relative to each other in the radial direction, the contact between the cage and the rolling element comes into contact with the surface, so that the radial edge of the circumferential side surface of the rolling element and the column portion Can be prevented from hitting the edge.
In addition, since the first and second circumferential side surfaces are respectively composed of the first and second cylindrical surfaces which are single cylindrical surfaces, when the rolling element and the cage move relative to each other in the circumferential direction, the rolling The moving body and the cage can be brought into contact at a single point.
As described above, since the contact area is reduced, it is possible to reduce the sliding friction generated between the rolling elements and the cage. Therefore, the rolling bearing cage of the present invention is suitable for a rolling element guide type cage having a large contact friction between the rolling element and the cage.
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受用保持器について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, a rolling bearing retainer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態の転がり軸受用保持器1(以下、単に保持器と呼ぶ。)は、円周方向に所定間隔で配置された複数の柱部10と、隣り合う柱部10の間に形成され、それぞれ転動体3(図2参照)を転動自在に保持するポケット部20と、複数の柱部10の軸方向両端部と接続する一対の円環部30と、を備える転動体案内形式のかご形状保持器である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the rolling bearing cage 1 (hereinafter simply referred to as a cage) of the present embodiment includes a plurality of
図2も参照し、ポケット部20は、隣り合う柱部10のうち、一方の柱部10の第1円周方向側面11aと、他方の柱部10の第2円周方向側面11bと、一対の円環部30の軸方向側面31と、から構成される。
Referring also to FIG. 2, the
第1及び第2円周方向側面11a、11bは、それぞれ、第1及び第2中心軸Oa、Ob並びに第1及び第2半径Ra、Rbを有する第1及び第2円筒面12a、12bからなる。すなわち、第1及び第2円周方向側面11a、11bはいわゆるゴシックアーチ形状に形成される。
The first and second
第1及び第2中心軸Oa、Obは、互いに円周方向位置(図2における時計回り方向位置)が不同であり、半径方向位置(図2における上下方向位置)が同一である。第1及び第2半径Ra、Rbは、互いに等しく(Ra=Rb)、且つ転動体3の半径よりも大きく設定される。
The first and second central axes Oa and Ob have the same circumferential position (clockwise direction position in FIG. 2) and the same radial position (vertical direction position in FIG. 2). The first and second radii Ra and Rb are set equal to each other (Ra = Rb) and larger than the radius of the
第1及び第2中心軸Oa、Obの位置を適正値にずらし、第1及び第2半径Ra、Rbを適正値にすることにより、軸受回転中、図3に示すように保持器1と転動体3とが半径方向に相対移動した場合であっても、保持器1と転動体3との接触を面当たりとすることが可能となる。仮に、第1及び第2中心軸Oa、Obが同一位置にあり、第1及び第2円周方向側面11a、11bが単一中心軸の円筒面であった場合、いかなる寸法関係においても、保持器1と転動体3との接触がエッジ当たりとなってしまう。すなわち、ポケット部20の半径方向端縁部(エッジ部)と転動体3とが接触し、接触部の摩擦増大による不良や異常を引き起こす大きな要因となってしまう。本実施形態の保持器1は、この様なエッジ当たりを回避できるため、接触部の摩擦を低減することが可能である。
By shifting the positions of the first and second central axes Oa and Ob to appropriate values and setting the first and second radii Ra and Rb to appropriate values, the
上述の適正値とは、以下に示す条件を満たす数値である。図4には、保持器1が半径方向外側に移動し、当該保持器1の第1円周方向側面11aと転動体3とがeで接触し、第2円周方向側面11bと転動体3とがfで接触している状態が示されている。また、第1円周方向側面11aの半径方向内側縁部がaで示され、半径方向外側縁部がbで示され、第2円周方向側面11bの半径方向内側縁部がcで示され、半径方向外側縁部がdで示されている。図4において、Y軸方向は、第1及び第2円周方向側面11a、11bの周方向中間部を径方向に延びる中間線Mと同一方向であり、X軸方向は、Y軸方向及び軸受回転軸方向と垂直の方向である。また、Y軸は、軸受中心O及び保持器1の中心O1を通る軸であり、X軸は、保持器1の中心O1を通る軸である。このとき、Oa、Ob、a〜fの座標はそれぞれ、(XOa、YOa)、(XOb、YOb)、(Xa、Ya)、(Xb、Yb)、(Xc、Yc)、(Xd、Yd)、(Xe、Ye)、(Xf、Yf)で、転動体3の直径はWで、第1及び第2中心軸Oa、Obの中間線M(Y軸)からのX軸方向ずれ量はLa、Lbで、転動体3のピッチ円直径はPCDで示されている。
The appropriate value described above is a numerical value that satisfies the following conditions. In FIG. 4, the
このとき、接触点eは、(La−Ra)<Xe<Xa、且つYa<Ye<Ybを満たす。また、Xe及びYeは以下のように表される。
また、同様に、接触点fは、Xc<Xf<(Rb−Lb)、且つYc<Yf<Ydを満たす。また、Xf及びYfは以下のように表される。
図5には、保持器1が半径方向内側に移動し、当該保持器1の第1円周方向側面11aと転動体3とがgで接触し、第2円周方向側面11bと転動体3とがhで接触している状態が示されている。ここで、g及びhの座標はそれぞれ、(Xg、Yg)、(Xh、Yh)である。
In FIG. 5, the
このとき、接触点gは、(La−Ra)<Xg<Xb、且つYa<Yg<Ybを満たす。また、Xg及びYgは以下のように表される。
また、同様に、接触点hは、Xd<Xh<(Rb−Lb)、且つYc<Yh<Ydを満たす。また、Xh及びYhは以下のように表される。
このように、接触点e〜hにおいて、保持器1の第1及び第2円周方向側面11a、11bと転動体3との接触条件が全て満たされるように設定される。
As described above, the contact points e to h are set so that all the contact conditions between the first and second circumferential side surfaces 11a and 11b of the
また、転動体3の公転によって、当該転動体3と保持器1とが円周方向に接触した場合であっても、第1及び第2円周方向側面11a、11bは、それぞれ転動体3の公転方向(円周方向)において単一の第1及び第2円筒面12a、12bからなるので、通常の保持器と同様に、転動体3と保持器1とを一点で接触させることができる。
Further, even when the rolling
なお、軸受回転軸方向の自由度のためには、本実施形態のように、第1及び第2中心軸Oa、Obの半径方向位置は同一であることが好ましく、第1及び第2円筒面12a、12bの第1及び第2半径Ra、Rbは同一であることが好ましい(図6(a)参照)。しかしながら、保持器暴れ抑制等の目的により、意図的に保持器1に拘束を与えるために、第1及び第2中心軸Oa、Obの半径方向位置、並びに、第1及び第2半径Ra、Rbのうち、一方又は両方を異なる値としてもよい。例えば、図6(b)に示すように、第1及び第2中心軸Oa、Obの半径方向位置が不同であり、第1及び第2半径Ra、Rbが同一であってもよい。また、図6(c)に示すように、第1及び第2中心軸Oa、Obの半径方向位置が同一であり、第1及び第2半径Ra、Rbが不同であってもよい。また、図6(d)に示すように、第1及び第2中心軸Oa、Obの半径方向位置、並びに第1及び第2半径Ra、Rbが共に不同であってもよい。
For the degree of freedom in the bearing rotation axis direction, the radial positions of the first and second central axes Oa and Ob are preferably the same as in the present embodiment, and the first and second cylindrical surfaces The first and second radii Ra and Rb of 12a and 12b are preferably the same (see FIG. 6A). However, in order to intentionally constrain the
また、保持器1の半径方向動き量は、第1及び第2中心軸Oa、Obの座標、第1及び第2円筒面12a、12bの第1及び第2半径Ra、Rb、転動体3の直径W、及び転動体3のピッチ円直径PCDの関係から決定される。これらの値は、軸受の用途により変更可能な数値であるが、いずれの値に設定したとしても、上述したエッジ当たりが回避可能な値となっていれば、同様の効果が発揮可能である。
The radial movement amount of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る転がり軸受用保持器1について、図7を用いて説明する。本実施形態の保持器1において、第1及び第2円周方向側面11a、11bは、第1及び第2中心軸Oa、Obを有する第1及び第2円筒面12a、12bと、第1及び第2円筒面12a、12bの径方向外側端部と接続して平面形状である第1及び第2ストレート部13a、13bと、からなる。なお、第1及び第2円周方向側面11a、11bのうち、径方向内側の略半分が第1及び第2円筒面12a、12bとされ、径方向外側の略半分が第1及び第2ストレート部13a、13bとされる。また、本実施形態の第1及び第2ストレート部13a、13bは中間線Mと略平行となるように形成される。なお、第1及び第2ストレート部13a、13bは、径方向外側に向かうにしたがって、中間線Mから円周方向に離間するような形状としても構わない。
(Second Embodiment)
Next, a rolling
このように構成することで、保持器1の半径方向の動き量の規制が、第1及び第2円筒面12a、12bによるもののみとなるため、転動体3と保持器1の接触位置のランダム性が減少し、保持器1の動きを安定させることが可能となる。また、運転時の遠心力により保持器1が膨張する際、転動体3公転方向(円周方向)のポケット部20の隙間増大に合わせて、保持器1の径も大きくなるため、相対的に保持器1の半径方向動き量の増大を抑制し、又は減少させることが可能となる。
With this configuration, since the restriction of the amount of movement of the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る転がり軸受用保持器1について、図8を用いて説明する。本実施形態の保持器1において、第1及び第2円周方向側面11a、11bは、第1及び第2中心軸Oa、Obを有する第1及び第2円筒面12a、12bと、第1及び第2円筒面12a、12bの径方向内側端部と接続して平面形状である第1及び第2ストレート部13a、13bと、からなる。なお、第1及び第2円周方向側面11a、11bのうち、径方向外側の略半分が第1及び第2円筒面12a、12bとされ、径方向内側の略半分が第1及び第2ストレート部13a、13bとされる。また、本実施形態の第1及び第2ストレート部13a、13bは中間線Mと略平行となるように形成される。なお、第1及び第2ストレート部13a、13bは、径方向内側に向かうにしたがって、中間線Mから円周方向に離間するような形状としても構わない。
(Third embodiment)
Next, a rolling
このように構成することで、保持器1の半径方向の動き量の規制が、第1及び第2円筒面12a、12bによるもののみとなるため、転動体3と保持器1の接触位置のランダム性が減少し、保持器1の動きを安定させることが可能となる。また、本実施形態では、遠心力の増大により、保持器1の動き量を大きくできるので、保持器1の膨張による第1及び第2円筒面12a、12bと転動体3との干渉の発生を回避できるとともに、保持器1の半径方向動き量の初期値を極限まで小さく設定することが可能となる。
With this configuration, since the restriction of the amount of movement of the
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A change, improvement, etc. are possible suitably.
(第1変形例)
例えば、本発明の保持器1は、図9に示すように、円筒ころ軸受のかご形状保持器に適用することが可能である。第1及び第2円周方向側面11a、11bの形状は、第1〜第3実施形態のうち、何れの構成を適用しても構わない。当該構成によれば、上述したように、転動体3としての円筒ころと、ポケット部20の半径方向端縁部(エッジ部)との接触を防止できるので、転動体3と保持器1との間の摩擦を低減することが可能である。
(First modification)
For example, the
(第2変形例)
また、本発明の保持器1は、図10に示すように、玉軸受のかご形状保持器1に適用することが可能である。第1及び第2円周方向側面11a、11bの形状は、第1〜第3実施形態のうち、何れの構成を適用しても構わない。当該構成によれば、転動体3としての玉とポケット部20との接触箇所が、ポケット部20を構成する各壁面(第1及び第2円周方向側面11a、11b、並びに一対の円環部30の軸方向側面31。)に対して一点ずつとなるため、摺動面積を非常に小さくすることができ、摺動摩擦を大きく低減することが可能である。
(Second modification)
Further, the
(第3変形例)
また、本発明の保持器1は、図11に示すように、複列円筒ころ軸受のくし形状保持器に適用することが可能である。この保持器1は、円環部30の軸方向両側面31から軸方向両側に延在する複数の柱部10を備える。ポケット部20は、隣り合う柱部10のうち、一方の柱部10の第1円周方向側面11aと、他方の柱部10の第2円周方向側面11bと、円環部30の軸方向側面31と、から構成される。第1及び第2円周方向側面11a、11bの形状は、第1〜第3実施形態のうち、何れの構成を適用しても構わない。当該構成によれば、上述の第1変形例(図9参照)と比較して、1つの転動体3に対するポケット部20の壁面数を少なくできるので、摺動面積を小さくでき、摺動摩擦を低減することが可能である。
(Third Modification)
Moreover, the
1 転がり軸受用保持器
3 転動体
10 柱部
11a 第1円周方向側面
12a 第1円筒面
13a 第1ストレート部
11b 第2円周方向側面
12b 第2円筒面
13b 第2ストレート部
20 ポケット部
30 円環部
31 軸方向側面
La X軸方向ずれ量
M 中間線
Oa 第1中心軸
Ob 第2中心軸
PCD ピッチ円直径
Ra 第1半径
Rb 第2半径
W 転動体の直径
DESCRIPTION OF
Claims (8)
隣り合う前記柱部の間に形成され、それぞれ転動体を転動自在に保持するポケット部と、
を備える転がり軸受用保持器であって、
前記ポケット部は、隣り合う前記柱部のうち、一方の前記柱部の第1円周方向側面と、他方の前記柱部の第2円周方向側面と、を有し、
前記第1及び第2円周方向側面は、それぞれ、第1及び第2中心軸を有する第1及び第2円筒面からなり、
前記第1及び第2中心軸は、円周方向位置が不同である、転がり軸受用保持器。 A plurality of pillars arranged at predetermined intervals in the circumferential direction;
A pocket portion formed between the adjacent column portions, each holding a rolling element so as to be freely rollable;
A rolling bearing retainer comprising:
The pocket portion includes a first circumferential side surface of one of the column portions and a second circumferential side surface of the other column portion among the adjacent column portions,
The first and second circumferential side surfaces comprise first and second cylindrical surfaces having first and second central axes, respectively.
The said 1st and 2nd center axis | shaft is a cage for rolling bearings where the circumferential direction position is not the same.
隣り合う前記柱部の間に形成され、それぞれ転動体を転動自在に保持するポケット部と、
を備える転がり軸受用保持器であって、
前記ポケット部は、隣り合う前記柱部のうち、一方の前記柱部の第1円周方向側面と、他方の前記柱部の第2円周方向側面と、を有し、
前記第1及び第2円周方向側面は、それぞれ、第1及び第2中心軸を有する第1及び第2円筒面と、前記第1及び第2円筒面と接続して平面形状である第1及び第2ストレート部と、からなり、
前記第1及び第2中心軸は、円周方向位置が不同である、転がり軸受用保持器。 A plurality of pillars arranged at predetermined intervals in the circumferential direction;
A pocket portion formed between the adjacent column portions, each holding a rolling element so as to be freely rollable;
A rolling bearing retainer comprising:
The pocket portion includes a first circumferential side surface of one of the column portions and a second circumferential side surface of the other column portion among the adjacent column portions,
The first and second circumferential side surfaces are first and second cylindrical surfaces having first and second central axes, respectively, and are connected to the first and second cylindrical surfaces and have a planar shape. And the second straight part,
The said 1st and 2nd center axis | shaft is a cage for rolling bearings where the circumferential direction position is not the same.
The rolling bearing retainer according to any one of claims 1 to 6, wherein the rolling element is a ball.
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