JPH08277842A - 玉軸受用保持器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 保持器６ａのかじりや摩耗を防止し、この保
持器６ａ、並びにこの保持器６ａを用いて構成した玉軸
受の耐久性及び信頼性の向上を図る。 【構成】 保持器６ａは、円環状の主部８と、この主部
８の円周方向複数個所に設けたポケット７とを備える。
このポケット７は、主部８の内周面に近付くにつれて小
径となるテ−パ部１４を有する。このテ−パ部１４によ
ってラジアル方向に亙る保持器６ａの動き量を規制す
る。上記主部８の外周面には１対の突条１７、１７を形
成する。この突条１７、１７の外周面は外輪４の内周面
と摺接自在な摺動面をなす。即ち、上記テーパ部１４と
玉５との接触部分が使用に伴って摩耗し、保持器６ａが
外輪４内周面に近付いた場合に、この内周面と上記突条
１７、１７の外周面とが摺接する。この為、使用開始直
後は玉案内型として機能し、長期間経過後は外輪案内型
として機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る玉軸受用保持器
は、例えば、鉄道車両の主電動機用軸受等、高速で潤滑
条件の厳しい部分に使用される玉軸受を構成する玉軸受
用保持器の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種回転部分を支持する為に従来から、
図６に示す様な玉軸受が広く使用されている。この図６
に示す玉軸受は、外周面に内輪軌道１を有する内輪２
と、内周面に外輪軌道３を有する外輪４と、上記内輪軌
道１と外輪軌道３との間に転動自在に設けられた複数個
の玉５、５と、これら複数個の玉５、５を保持した状態
で、上記内輪軌道１と外輪軌道３との間に回転自在に設
けられた保持器６とを備える。保持器６の円周方向複数
箇所にはポケット７、７を設け、このポケット７、７内
に上記各玉５、５を転動自在に保持している。図示の例
の場合、上記内輪軌道１と外輪軌道３とは、共に深溝型
としている。

【０００３】この様な玉軸受は、保持器６の案内状態に
よって、外輪案内型、内輪案内型、玉案内型の３通りに
分類できる。例えば、図７は外輪案内型の玉軸受を示し
ている。この外輪案内型の玉軸受では、保持器６の外周
面と外輪４の内周面とを近接させる事により、保持器６
のラジアル方向の位置決めを図っている。又、図示は省
略したが、内輪案内型の玉軸受は、上記外輪案内型の玉
軸受とは逆に、保持器の内周面と内輪の外周面とを近接
させて、保持器のラジアル方向の位置決めを図る。これ
ら外輪案内型、或は内輪案内型の玉軸受の使用時には、
各保持器６はそれぞれ、外輪４の内周面、或は内輪２の
外周面に案内されつつ回転する。又、図８は玉案内型の
玉軸受を示している。玉案内型の場合に保持器６の内外
両周面は、上記内輪２の外周面、外輪４の内周面の何れ
にも近接する事はなく、上記各玉５によってラジアル方
向の位置決めを図られる。

【０００４】上述した様な各玉軸受に組み込まれる、図
示の保持器６は、所謂もみ抜き保持器と呼ばれるもの
で、合成樹脂又は金属により全体を円環状に形成された
主部８を有する。図示の各例の場合、この主部８は、１
対の主部片９ａ、９ｂを突き合わせ、これら両主部片９
ａ、９ｂ同士をポケット７、７から外れた部分で、複数
のリベット１０により結合固定する事で構成される、２
ピース構造のものである。主部片９ａ、９ｂのそれぞれ
端部内周側には、それぞれ係合凹部１２ａ、係合凸部１
２ｂを形成している。又、主部片９ａ、９ｂの互いに対
向する片側縁でそれぞれ円周方向複数箇所には、上記ポ
ケット７を構成する凹部１１、１１を形成している。従
って、１対の主部片９ａ、９ｂは、係合凹部１２ａと係
合凸部１２ｂとが係合した状態で結合固定され、結合固
定した場合に、上記各凹部１１、１１によりポケット７
が形成される。但し、図７に示す保持器６の場合、外輪
案内型とする事に起因して上記ポケット７の内径が、そ
の全長（図７の上下方向長さ）に亙って玉５の直径より
も大きい円筒状であるのに対し、図８に示す保持器６の
場合、保持器６を各玉５により案内する関係上、ポケッ
ト７の内周側（図８の下側）をテーパ凹面状として、そ
の内端開口部の直径を玉５の直径よりも小さくしてい
る。尚、上記主部８を一体とした１ピース構造のものも
ある。

【０００５】上述した様な各玉軸受の使用時には、上記
複数個の転動体５の転動に伴って、上記内輪２と外輪４
との相対回転を自在とする。例えば、外輪４を固定し、
内輪２を回転させる場合には、上記複数の転動体５は、
自転しつつ上記内輪２の周囲を公転する。この際に上記
保持器６は、上記転動体５の公転速度と同じ速度で、上
記内輪２の周囲を回転する。

【０００６】上記内輪２の外周面と外輪４の内周面との
間部分には、グリース等の潤滑剤を充填し、上記相対回
転が円滑に行なわれる様にしている。尚、前記図６〜８
に示した各例の場合、内輪２の外周面と外輪４の内周面
との間部分で、これら内外両輪２、４の軸方向（図６〜
８の左右方向）両端部に、シール板やシールド板等の密
封部材を設けていない構成を示している。この様な密封
部材は必要に応じて設けられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば鉄道
車両の主電動機用軸受として従来から、ハウジングと軸
との間に、外輪案内型でグリースにより潤滑する玉軸受
が広く使用されている。この様にグリースにより潤滑を
行なう外輪案内型の玉軸受を使用する場合、互いに近接
し運転時に摺接する保持器６の外周面と外輪４の内周面
との間部分に、その使用初期に、上記グリースが十分に
存在するようにしなければならない。上記グリースが不
十分であった場合、上記保持器６の外周面にかじりや摩
耗が発生してしまう。この様なかじりや摩耗は、上記鉄
道車両の主電動機用軸受等、高速回転すると共に大きな
ラジアル荷重が加わる、使用条件の厳しい玉軸受の場合
に発生し易い。上記かじりや摩耗が発生すると、摩耗粉
が上記グリース中に入り込んでこのグリースを汚すのみ
ならず、騒音や振動の原因となる。特に、上記鉄道車両
の主電動機用軸受の場合、軸受の運転時間が長く、定期
点検までの期間が長期に亙る為、上述の潤滑が十分に行
なわれる様にする必要がある。

【０００８】しかしながら、従来使用されていた外輪案
内型の玉軸受の場合、潤滑剤充填作業時に上記保持器の
外周面と外輪の内周面との間に確実にグリースを行き亙
らせる作業が面倒で、使用初期に於ける潤滑を十分にし
にくかった。この為、使用初期に於いて潤滑不良に起因
するかじりや摩耗が生じる場合があり、保持器６の耐久
性、ひいては当該玉軸受の信頼性、耐久性の向上を図り
難かった。

【０００９】玉軸受として玉案内型のものを使用すれ
ば、上述の様な使用初期に於ける潤滑不良に起因するか
じりや摩耗は生じないが、次の理由により採用する事が
難しい。即ち、玉案内型の玉軸受の場合、保持器６の質
量を複数個の玉５で保持しており、ポケット７と玉５の
転動面との摺接部（玉５のもたせ部）で滑りに伴う摩耗
が生じる。又、この摺接部は、外輪案内型のもの及び内
輪案内型のものに比べて摺接面積が小さい為、比較的摩
耗し易い。そして、この様な摩耗が進むと、ラジアル方
向に亙る保持器６の動き量が増大し、各玉５が保持器６
のラジアル方向に亙る位置決めをできなくなり、保持器
６がラジアル方向に激しく変位する事で振動を発生し、
玉軸受として使用できなくなる。従って、上記鉄道車両
の主電動機用軸受の様に、特に耐久性を要求される軸受
に於いては、玉案内型の玉軸受は採用し難い。本発明の
玉軸受用保持器は、この様な事情に鑑みて考えたもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の玉軸受用保持器
は、前述した従来の玉軸受用保持器と同様に、円環状の
主部と、この主部の円周方向複数個所に、それぞれ主部
の内外両周面に開口する状態で形成され、それぞれの内
側に玉を１個ずつ転動自在に保持する複数個のポケット
とを備える。そして、これら各ポケットは、ラジアル方
向に亙る上記各玉に対する上記主部の動き量を規制すべ
く、この主部の内周面に近付くにつれて小径となるテ−
パ部を有する。

【００１１】特に、本発明の玉軸受用保持器は、上記テ
ーパ部の一部で玉の転動面との摺接部分が使用に伴って
摩耗し、上記動き量が、この玉軸受用保持器が組み付け
られる外輪相当部材の内周面と上記主部の外周面との隙
間寸法とほぼ等しくなった場合に、上記外輪相当部材の
内周面と摺接自在な摺動面を上記主部の外周面に設ける
べく、上記保持器の外径を上記外輪相当部材の内径との
関係で規制している。

【００１２】

【作用】上述の様に構成される本発明の玉軸受用保持器
が、内輪相当部材と外輪相当部材との間で複数個の玉を
転動自在に保持する際の作用は、次の通りである。先
ず、この保持器を用いて構成した玉軸受の使用初期段階
に於いては、前述した従来の玉案内型の保持器と同様、
複数の玉により上記保持器を案内し、この保持器がラジ
アル方向に変位する事を防止する。従って、この保持器
の主部の外周面が外輪相当部材の内周面に接触する事は
なく、この主部の外周面にかじりや摩耗は発生しない。

【００１３】上記玉軸受の使用に伴う上記各玉の転動面
とテーパ部との摺接により、このテーパ部の接触部（玉
のもたせ部）が摩耗すると、ラジアル方向に亙る保持器
の動き量が、使用初期よりも増大する。そして、この動
き量が、上記主部の外周面と上記外輪相当部材の内周面
との間の隙間寸法とほぼ等しくなった場合に、この主部
の外周面に設けた摺動面が、上記外輪相当部材の内周面
に摺接する様になる。即ち、玉案内型から外輪案内型に
移行する。この場合、当該玉軸受は長期間の使用を経て
いる為、上記主部の外周面と外輪相当部材の内周面とに
は十分な潤滑剤が行き渡っている。従って、玉案内型か
ら外輪案内型に移行した場合に、潤滑不良に基づく不都
合は生じない。この結果、外輪案内型となった場合に於
いても、この後、長期間に亙って使用できる。

【００１４】

【実施例】図１〜５は本発明の実施例を示している。本
発明の玉軸受用保持器６ａは、前述した従来の玉軸受用
保持器６（図６〜８）と同様に、円環状の主部８と、こ
の主部８の円周方向複数個所にそれぞれ主部８のラジア
ル方向に亙り貫通して設けられた複数個のポケット７と
を備える。これら各ポケット７は、図１、２に示す様に
それぞれ主部８の内外両周面に開口して、それぞれの内
側に玉５を１個ずつ転動自在に保持する。

【００１５】上記主部８は、図１、２に示す様に、１対
の主部片９ａ、９ｂ同士を突き合わせ、これら両主部片
９ａ、９ｂ同士を上記ポケット７から外れた部分で、複
数のリベット１０によって不離に結合する事により構成
されている。上記１対の主部片９ａ、９ｂの互いに対向
する面には、これら主部片９ａ、９ｂ同士を組み付けた
際に各ポケット７をなす凹部１１、１１を形成してい
る。又、上記対向する面のそれぞれ端部には、それぞれ
係合凹部１２ａ、係合凸部１２ｂを形成し、主部片９
ａ、９ｂを結合する際に凹凸係合させている。

【００１６】更に、上記各ポケット７は、その一端（図
１の上端）が主部８の外周面に開口する円筒部１３と、
この円筒部１３の他端（図１の下端）から連続し、その
一端（図１の下端）が主部８の内周面に開口すると共
に、この主部８の内周面に近付くにつれて小径となるテ
ーパ部１４とから成る。即ち、上記各主部片９ａ、９ｂ
の互いに対向する片端縁側に形成する凹部１１、１１
は、主部片９ａ、９ｂ外半側の半円筒形の凹部と、主部
片９ａ、９ｂ内半側のテーパ状の凹部とから成る。そし
て、１対の主部片９ａ、９ｂ同士を突き合わせる事によ
り、上述した形状のポケット７が形成される。このポケ
ット７内に玉５を保持した状態で上記主部８がラジアル
方向に変位すると、上記テーパ部１４の中間部が玉５の
転動面と、図４に示す様に、Ｐ点を含む円周で接触す
る。これにより、ラジアル方向に亙る保持器６ａの動き
量が規制される。尚、上記図４は、図３の状態から保持
器６ａがラジアル方向（図３〜４の上方）に変位した状
態を示している。

【００１７】更に本発明の玉軸受用保持器６ａに於いて
は、上記主部８の外周面に摺動面を設けている。この摺
動面は、上記テーパ部１４の一部で玉５の転動面と摺接
する部分が使用に伴って摩耗し、上記玉５に対する保持
器６ａのラジアル方向に亙る動き量が、図５に示す様
に、この保持器６ａが組み付けられる外輪４の内周面と
上記主部８の外周面との隙間寸法ｄ（図３）とほぼ等し
くなった場合に、上記外輪４の内周面と摺接する。尚、
上記図５は、上記テーパ部１４が摩耗後、保持器６ａが
ラジアル方向に変位した状態を示している。

【００１８】上記摺動面を設けるべく、上記保持器６ａ
を構成する１対の主部片９ａ、９ｂの幅方向（図１の左
右方向）外端部の外周面に、第一突部１５、１５を形成
している。従って、これら１対の主部片９ａ、９ｂを組
み合わせて主部８を形成した場合、この主部８の軸方向
両端部（図１の左右方向両端部）外周面には、主部８の
外周から突出する突条１７、１７が形成される。この突
条１７、１７の外周面が上記摺動面をなし、本発明の保
持器６ａが、後述する様に、使用に伴って外輪案内型に
移行した場合に、上記外輪４の内周面に案内される被案
内面となる。尚、上記突条１７、１７を構成する第一突
部１５、１５の高さ寸法は互いに等しい。又、上記突条
１７、１７の間部分は、グリース溜りとして機能する。
即ち、本発明の保持器６ａを用いて玉軸受を構成し、こ
の玉軸受を例えば固定のハウジングと回転軸との間に組
み付けて使用した場合、当該間部分にグリースが保持さ
れる。特に、ポケット７の周囲が突条１７、１７と次述
する突部１８とで囲まれる為、玉５の転動に伴ってこの
玉５の転動面に付着したグリースが周囲に振り飛ばされ
ても、このグリースが保持器６ａ外に飛び出しにくくな
る。

【００１９】更に、図示の実施例の場合、１対の主部片
９ａ、９ｂの互いに当接すべき面側の端部で、上記主部
片９ａ、９ｂの内周面に、第二突部１６、１６を設けて
いる。従って、これら１対の主部片９ａ、９ｂを組み合
わせて主部８を形成した場合、この主部８の軸方向中間
部内周面には、内輪２に向けて突出する、断面形状が台
形である突部１８が形成される。この突部１８は、上記
保持器６ａのラジアル方向に亙る動き量を規制すべく、
上記テーパ部１４と玉５との接触点の角度α（図３）を
大きくする為に設けている。

【００２０】上述の様に構成される本発明の玉軸受用保
持器６ａを用いて、内輪２、外輪４、及び玉５と共に玉
軸受を構成し、この玉軸受を例えば鉄道車両用主電動機
のハウジングと軸との間に組み付けた際に、使用開始直
後には上記主部８の外周面と上記外輪４の内周面とが摺
接しない様に、これら両周面同士の間の隙間寸法ｄ（＝
両周面の半径の差）を設定している。これにより、上記
保持器６ａを玉案内型としている。この為に、上記隙間
寸法ｄと、主部８のラジアル方向の動き量ａとは、ｄ＞
ａを満たす関係としている。即ち、使用開始前及び使用
開始直後には、図４に示すｄ−ａが正（ｄ−ａ＞０）の
値をとる。特に本実施例の場合、ｄ≒１．５ａとなる様
にしている。そして、ｄ＞ａを満たす場合、玉案内型を
維持する。

【００２１】玉軸受の使用に伴ってテーパ部１４が摩耗
した場合、この保持器６ａのラジアル方向の動き量が上
記ａより大きいａ´（≒１．５ａ≒ｄ）となる事で、玉
５の転動面とテーパ部１４との摺接部が、Ｐ点を含む円
周から、このＰ点より内輪２側に位置するＰ´点を含む
円周位置となる。この結果、上記保持器６ａは初期の状
態に比べ外輪４側に移動可能な状態となり、図５に示す
様に、前記突条１７、１７が外輪４の内周面に摺接す
る、所謂外輪案内型となる。即ち、ａ′≧ｄとなる場合
に、外輪案内型となる。上記隙間寸法ｄは、上記動き量
の他、主部８の突条１７、１７形成部分の外径寸法及
び、外輪４の内径寸法を勘案して定める。

【００２２】上述の様に構成される本発明の玉軸受用保
持器６ａが、玉軸受に組み込まれ、各玉５を転動自在に
保持する際の作用は、前述した従来の玉軸受用保持器６
と同様である。特に、本発明の玉軸受用保持器６ａに於
いては、使用初期の段階に於いては、保持器６ａを玉案
内型としている。従って、この保持器６ａの外周面が外
輪４の内周面に接触する事はなく、外輪案内型の玉軸受
の様に初期潤滑不良によるかじりや摩耗は生じない。

【００２３】玉軸受の使用に伴う上記各玉５の転動面と
テーパ部１４との摺接により、このテーパ部１４の一部
が摩耗すると、ラジアル方向に亙る保持器６ａの動き量
が、初期値ａよりも増大する。この結果、上記保持器６
ａは使用初期段階に比べて、上記テーパ部１４のより内
径寄り位置と接触する様になり、上記保持器６は使用初
期段階に比べて外輪４の内周面に近付き得る様になる。
そして、図５に示す様に、上記テーパ部１４と玉５の転
動面との接触点がＰ´点となると、上記動き量がδだけ
増加する。従って、摩耗後の上記動き量ａ´はａ´＝ａ
＋δとなり、このａ´が上記初期値ａの１．５倍（ａ´
≒１．５ａ）即ち、このａ´が上記隙間寸法ｄと等しく
（ａ´≒ ｄ）なる。この結果、上記主部７の外周面に
形成した突条１７、１７の外周面が上記外輪４の内周面
と摺接する、外輪案内型となる。この様に、玉案内型か
ら外輪案内型に移行した場合、当該玉軸受は長期間の使
用を経ている。この為、上記保持器６ａ外周面と外輪４
内周面との間部分には十分な潤滑剤が行き渡っている。
従って、玉案内型から外輪案内型に移行した場合に、潤
滑不良に係る不都合は生じない。従って、外輪案内型と
なった場合に於いても、この後、長期間に亙って使用で
きる。例えば、万一玉軸受に流れる直流電流により玉５
を含む構成部材の摩耗が進み、玉案内型としての機能が
損なわれても、外輪案内型として機能する事で、更に使
用を継続できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の玉軸受用保持器は、以上に述べ
た通り構成され作用する為、使用条件の厳しい場合でも
保持器の被案内面にかじりや摩耗が生じ難く、耐久性が
向上する。この結果、本発明の玉軸受用保持器を用いて
構成された玉軸受の耐久性並びに信頼性を向上させられ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保持器を用いて構成した玉軸受示す、
図６のＡ部に相当する断面図。

【図２】本発明の保持器の部分斜視図。

【図３】組み付けの初期段階を示す、図１のＢ−Ｂ断面
図。

【図４】同初期段階に於いて、保持器をラジアル方向に
変位させた状態を示す、図３と同様の断面図。

【図５】テーパ部が摩耗した後に於いて、保持器をラジ
アル方向に変位させた状態を示す、図３と同様の断面
図。

【図６】従来から知られた玉軸受を示す断面図。

【図７】外輪案内型の玉軸受を示す、図６のＡ部に相当
する断面図。

【図８】玉案内型の玉軸受を示す、図６のＡ部に相当す
る断面図。

【符号の説明】

１ 内輪軌道 ２ 内輪 ３ 外輪軌道 ４ 外輪 ５ 玉 ６、６ａ 保持器 ７ ポケット ８ 主部 ９ａ、９ｂ 主部片 １０ リベット １１ 凹部 １２ａ 係合凹部 １２ｂ 係合凸部 １３ 円筒部 １４ テーパ部 １５ 第一突部 １６ 第二突部 １７ 突条 １８ 突部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円環状の主部と、この主部の円周方向複
   数個所に、それぞれ主部の内外両周面に開口する状態で
   形成され、それぞれの内側に玉を１個ずつ転動自在に保
   持する複数個のポケットとを備えた玉軸受用保持器に於
   いて、 上記各ポケットは、ラジアル方向に亙る上記各玉に対す
   る上記主部の動き量を規制すべく、この主部の内周面に
   近付くにつれて小径となるテ−パ部を有し、 上記テーパ部の一部で玉の転動面との摺接部分が使用に
   伴って摩耗し、上記動き量が、この玉軸受用保持器が組
   み付けられる外輪相当部材の内周面と上記主部の外周面
   との隙間寸法とほぼ等しくなった場合に、上記外輪相当
   部材の内周面と摺接自在な摺動面を上記主部の外周面に
   設けるべく、上記保持器の外径を上記外輪相当部材の内
   径との関係で規制した事を特徴とする玉軸受用保持器。