特開 2023-122911 玉軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023122911

(43)【公開日】2023-09-05

(54)【発明の名称】玉軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/38 20060101AFI20230829BHJP

   F16C 19/16 20060101ALI20230829BHJP

   F16C 33/66 20060101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

F16C33/38

F16C19/16

F16C33/66 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022026688

(22)【出願日】2022-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹島 一帆

(72)【発明者】

【氏名】武藤 圭祐

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA02

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA34

3J701BA44

3J701BA50

3J701CA14

3J701CA15

3J701DA11

3J701DA14

3J701EA31

3J701EA34

3J701EA36

3J701EA37

3J701EA47

3J701EA76

3J701FA01

3J701FA31

3J701FA44

(57)【要約】

【課題】簡単な構成で案内すきまへの給油性を確保し、保持器の案内面の摩耗の進行を抑制でき、保持器の異常挙動が防止され、軸受の振動を抑制することができる玉軸受を提供する。
【解決手段】玉軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、複数の玉１３と、保持器２０と、を備える。保持器２０は、外輪１１に案内される案内面に、周方向に凸状に湾曲した溝形状を持する複数の凸曲溝２３を備える。複数の凸曲溝２３の少なくとも一つは、その端部が保持器２０のポケット２１に連通する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、
外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、
前記外輪軌道溝及び前記内輪軌道溝間に転動自在に配置される複数の玉と、
前記複数の玉を保持する複数のポケットを有する保持器と、
を備える玉軸受であって、
前記保持器は、前記外輪に案内される案内面に、周方向に凸状に湾曲した溝形状を持する複数の凸曲溝を備え、
前記複数の凸曲溝の少なくとも一つは、その端部が前記ポケットに連通する、
玉軸受。

【請求項2】

前記複数の凸曲溝は、周方向一方側に凸状に湾曲した溝形状を有する第１凸曲溝と、周方向他方側に凸状に湾曲した溝形状を有する第２凸曲溝を備え、
前記第１凸曲溝と前記第２凸曲溝とは、周方向に互いに対称な溝形状を有し、周方向に交互に配置される、
請求項１に記載の玉軸受。

【請求項3】

前記複数の凸曲溝は、周方向一方側に凸状に湾曲した部分と周方向他方側に凸状に湾曲した部分が軸方向において繋がった溝形状を有する、
請求項１に記載の玉軸受。

【請求項4】

前記複数のポケットは、径方向外側から見て円形形状のポケットと、径方向外側から見て軸方向又は案内面側で回転方向後方となる傾斜方向に長い長孔形状のポケットと、を有する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の玉軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、玉軸受に関し、より詳細には、外輪案内方式の保持器を備え、振動を抑制可能な玉軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、軌道輪案内方式の保持器を有する玉軸受では、保持器の案内面の摩擦が起因となって保持器の挙動に異常が発生し、軸受の振動が生じる場合がある。このため、例えば、特許文献１に記載の軸受では、保持器のポケットの軸方向外側である案内面の領域に、少なくとも一つの切り欠き、溝、穴などの凹みを設け、この凹みと、案内すきまに形成される潤滑膜との相互作用によって、半径方向の振動に対する減衰を与え、摩擦低減効果を図ったものが知られている。また、特許文献２に記載の軸受では、保持器の内周面から外周面に、複数のグリースの給油穴（貫通穴）を設け、案内すきまへの給油性向上による摩擦低減効果を図ったものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第８，６２２，６２２号明細書

【特許文献2】米国特許第９，１０９，６２９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の軸受では、案内すきまに潤滑剤が介在することを前提としており、案内すきまへの給油性を高めることが望まれる。特許文献２に記載の軸受では、貫通穴を付与することで案内すきまへの給油性向上が図られているが、その分、製作コストが嵩むという課題がある。

【0005】

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で案内すきまへの給油性を確保し、保持器の案内面の摩耗の進行を抑制でき、保持器の異常挙動が防止され、軸受の振動を抑制することができる玉軸受を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、
外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、
前記外輪軌道溝及び前記内輪軌道溝間に転動自在に配置される複数の玉と、
前記複数の玉を保持する複数のポケットを有する保持器と、
を備える玉軸受であって、
前記保持器は、前記外輪に案内される案内面に、周方向に凸状に湾曲した溝形状を持する複数の凸曲溝を備え、
前記複数の凸曲溝の少なくとも一つは、その端部が前記ポケットに連通する、
玉軸受。
（２） 前記複数の凸曲溝は、周方向一方側に凸状に湾曲した溝形状を有する第１凸曲溝と、周方向他方側に凸状に湾曲した溝形状を有する第２凸曲溝を備え、
前記第１凸曲溝と前記第２凸曲溝とは、周方向に互いに対称な溝形状を有し、周方向に交互に配置される、、
（１）に記載の玉軸受。
（３） 前記複数の凸曲溝は、周方向一方側に凸状に湾曲した部分と周方向他方側に凸状に湾曲した部分が軸方向において繋がった溝形状を有する、
（１）に記載の玉軸受。
（４） 前記複数のポケットは、径方向外側から見て円形形状のポケットと、径方向外側から見て軸方向又は案内面側で回転方向後方となる傾斜方向に長い長孔形状のポケットと、を有する、
（１）～（３）のいずれかに記載の玉軸受。

【発明の効果】

【0007】

本発明の玉軸受によれば、保持器は、外輪に案内される案内面に、周方向に凸状に湾曲した溝形状を持する複数の凸曲溝を備え、複数の凸曲溝の少なくとも一つは、その端部がポケットに連通するので、複数の凸曲溝にグリースを安定的に溜めることができ、簡単な構成で案内すきまへの給油性を確保して、外輪との接触時における接触抵抗が軽減され、案内面の摩耗の進行が抑制される。これにより、保持器の異常挙動が防止され、軸受の振動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る玉軸受の断面図である。

【図2】図１の保持器の斜視図である。

【図3】図１の保持器の斜視図である。

【図4】本発明の第１変形例に係る保持器の斜視図である。

【図5】本発明の第２変形例に係る保持器の斜視図である。

【図6】本発明の第３変形例に係る保持器の斜視図である。

【図7】本発明の第４変形例に係る保持器の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態に係るアンギュラ玉軸受を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、アンギュラ玉軸受１０は、内周面に外輪軌道溝１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道溝１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道溝１１ａ及び内輪軌道溝１２ａ間に接触角αを有して転動自在に配置される複数の玉（転動体）１３と、玉１３を転動自在に保持する複数のポケット２１を有する保持器２０と、を備える。アンギュラ玉軸受１０は、潤滑剤としてのグリースによって潤滑される。ポケット２１は、玉１３の形状に合わせて径方向から見て円形形状を有する。

【0010】

外輪１１には、外輪軌道溝１１ａに対して軸方向一方側にカウンタボア１１ｂが形成され、外輪軌道溝１１ａに対して軸方向他方側には、肩部１１ｃが形成される。

【0011】

保持器２０は、外輪１１と内輪１２との間に配置され、複数のポケット２１が、軸方向中間位置に、円周方向に等間隔で形成されている円筒もみ抜き保持器である。また、保持器２０は、外輪１１の肩部１１ｃの円筒状の内周面に摺接して案内される外輪案内方式のものである。

【0012】

保持器２０は、例えば、合成樹脂を含む材料を用いた射出成形品である。保持器２０に使用可能な合成樹脂としては、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳ－ＣＦ（カーボン繊維強化ポリフェニレンサルファイド）等が挙げられる。その他にも、母材として、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）が利用可能で、強化繊維として、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の有機繊維が利用可能である。

【0013】

外輪１１の肩部１１ｃの内周面に案内される保持器２０の案内面２２には、図２及び図３に示すように、周方向一方側に凸状に湾曲した溝形状を持する複数の凸曲溝２３が形成されている。本実施形態では、１つのポケット２１に対して、２つの凸曲溝２３が対応して、該ポケット２１の側方に形成されており、２つの凸曲溝２３のうち、一方の凸曲溝２３の軸方向一端部がポケット２１に連通している。また、複数の特曲溝２３の軸方向他端部は、保持器２０の軸方向端面に開口するまで形成されている。これらの凸曲溝２３にグリースが溜まることで、外輪１１との接触時における接触抵抗が軽減され、摩耗の進行が抑制される。
なお、凸曲溝２３の溝形状は、放物線形状のほか、Ｕ字形状、半円形状、ｓｉｎ波形状のいずれであってもよい。

【0014】

これにより、運転中、保持器２０の内周面側に存在するグリースは、軸受の回転に伴う遠心力によって、保持器２０の内周面側から外周面側へポケット２１と玉１３との間のすきまを介して供給される。保持器２０の外周面側に移動したグリースの一部は、案内面２２に付着し、残余分は凸曲溝２３に貯留される。特に、保持器２０が周方向他方側に向かって回転することで、グリースは、周方向一方側に形成された凸曲溝２３の変曲点付近に移動し、この部分にグリースが貯留される。そして、案内面２２のグリースが減少すると、減少した保持器２０の案内面２２のグリースの表面張力効果や保持器２０の遠心力により、凸曲溝２３に貯留されているグリースが適宜、保持器２０の案内面２２に供給される。

【0015】

また、凸曲溝２３の容積を超えるグリースが貯留されると、保持器２０の凸曲溝２３の軸方向端部からグリースが排出されるので、グリースの流動性が確保される。これにより、外輪１１の肩部１１ｃの内周面と保持器２０の案内面２２との間の案内すきまに、適度なグリースを介在させ、外輪１１と保持器２０間において期待した摩擦低減効果が得られる。

【0016】

なお、凸曲溝２３は、保持器成型時の金型からの転写で形成されてもよいし、案内面に切削加工を行って形成されてもよい。
また、凸曲溝２３は、案内すきまに形成される潤滑膜との相互作用によって、半径方向の振動に対する減衰を与えるような大きさに設計される。

【0017】

以上説明したように、本実施形態のアンギュラ玉軸受１０によれば、保持器２０は、外輪１１に案内される案内面２２に、周方向に凸状に湾曲した溝形状を持する複数の凸曲溝２３を備え、複数の凸曲溝２３の少なくとも一つは、その端部がポケット２１に連通するので、凸曲溝２３にグリースを安定的に溜めることができ、外輪１３との接触時における接触抵抗が軽減され、案内面の摩耗の進行が抑制される。これにより、保持器２０の異常挙動が防止され、軸受１０の振動を抑制することができる。

【0018】

図４は、本発明の第１変形例に係る保持器の斜視図である。この保持器２０Ａでは、１つのポケット２１に対して、周方向一方側に凸状に湾曲した溝形状を有する第１凸曲溝２３ａと、周方向他方側に凸状に湾曲した溝形状を有する第２凸曲溝２３ｂと、が案内面２２に形成される。また、第１凸曲溝２３ａと第２凸曲溝２３ｂのいずれも軸方向一端部が、ポケット２１に連通しており、軸方向他端部が、保持器２０の軸方向端面に開口している。
なお、凸曲溝２３ａ，２３ｂの溝形状は、放物線形状のほか、Ｕ字形状、半円形状、ｓｉｎ波形状のいずれであってもよい。

【0019】

したがって、この変形例の保持器２０Ａでは、保持器２０が周方向他方側に向かって回転するときには、グリースは、周方向一方側に形成された第１凸曲溝２３ａの変曲点付近に移動し、この部分にグリースを貯留する。また、保持器２０が周方向一方側に向かって回転するときには、グリースは、周方向他方側に形成された第２凸曲溝２３ｂの変曲点付近に移動し、この部分にグリースを貯留する。

【0020】

これにより、いずれの方向に回転した場合でも、ポケット２１を介して第１凸曲溝２３ａ又は第２凸曲溝２３ｂにグリースを安定的に溜めることができ、案内面の摩耗の進行が抑制され、これにより、保持器の異常挙動が防止され、軸受の振動を抑制することができる。

【0021】

図５は、本発明の第２変形例に係る保持器の斜視図である。この保持器２０Ｂでは、複数の凸曲溝２３は、ｓｉｎ波のような、周方向一方側に凸状に湾曲した部分２３ｃと周方向他方側に凸状に湾曲した部分２３ｄが軸方向において繋がった溝形状を有する。また、本実施形態においても、１つのポケット２１に対して、２つの凸曲溝２３が対応して、該ポケット２１の側方に形成されており、２つの凸曲溝２３のうち、一方の凸曲溝２３の軸方向一端部がポケット２１に連通している。また、２つの凸曲溝２３はいずれも、軸方向他端部が保持器２０の軸方向端面に開口している。
なお、凸曲溝２３の溝形状は、ｓｉｎ波形状のほか、３次関数形状やＳ字形状であってもよい。

【0022】

この場合も、第１変形例と同様に、回転する方向に応じて、変曲点となる、周方向一方側に突出する部分２３ｃ付近、又は周方向他方側に突出する部分２３ｄのいずれかにグリースを安定的に溜めることができ、案内面の摩耗の進行が抑制され、これにより、保持器の異常挙動が防止され、軸受の振動を抑制することができる。

【0023】

図６は、本発明の第３変形例に係る保持器の斜視図である。この保持器２０Ｃでは、図２の保持器２０に対して、任意のポケットを、軸方向長さを大きくした、楕円形状に形成している。即ち、複数のポケット２１は、円形形状のポケット２１ａと、長軸を軸方向に向けた楕円形状のポケット２１ｂとを備える。この楕円形状のポケット２１ｂと玉１３との間には、軸方向にすきまが形成され、該すきまが案内すきまに連通する。なお、本実施形態では、楕円形状のポケット２１ｂは、円周方向において等間隔に設けられることが好ましく、少なくとも２つ以上であればよい。

【0024】

なお、保持器２０Ｃは、円形形状のポケット２１ａを有するので、ミスアライメントが生じることはない。また、楕円形状のポケット２１ｂにおいて、玉１３との接触点および接触頻度は、円形形状のポケット２１ａと変わらないと考えられ、円形形状のポケット２１ａにおける偏摩耗を回避できる。
なお、円形形状のポケット２１ａと、楕円形状のポケット２１ｂとを備える構成は、図３や図４に示す保持器２０Ａ，２０Ｂにも組合せ可能である。

【0025】

図７は、本発明の第４変形例に係る保持器の斜視図である。この保持器２０Ｄでは、図２の保持器２０に対して、任意のポケットを、径方向外側から見て案内面側で回転方向後方となる傾斜方向に長い長円形状のポケット２１ｃを有する。即ち、複数のポケット２１は、円形形状のポケット２１ａと、長軸を傾斜方向に向けた長円形状のポケット２１ｃとを備える。

【0026】

この場合、玉軸受は、一方向にのみ回転する場合に限るが、上記実施形態と同様に、ポケット２１ａ，２１ｃを介して凸曲溝２３にグリースを安定的に溜めることができ、案内面の摩耗の進行が抑制され、これにより、保持器の異常挙動が防止され、軸受の振動を抑制することができる。
また、この場合も、凸曲溝２３の容積を超えるグリースが貯留されると、保持器２０Ｄの凸曲溝２３の軸方向端部からグリースが排出されるので、グリースの流動性が確保される。これにより、外輪１１の肩部１１ｃの内周面と保持器２０Ｄの案内面２２との間の案内すきまに、適度なグリースを介在させ、外輪１１と保持器２０Ｄ間において期待した摩擦低減効果が得られる。
したがって、第３変形例の保持器２０Ｃや第４変形例の保持器２０Ｄのように、ポケット２１は、径方向外側から見て軸方向又は案内面側で回転方向後方となる傾斜方向に長い長孔形状のポケットを有していることが好ましい。

【0027】

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、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態では、凸曲溝２３は、１つのポケット２１に対して２つの凸曲溝が対応するように形成されているが、本発明はこれに限らず、ポケット２１の位相に対して任意の位相に形成されればよい。また、凸曲溝の配置個数も任意である。

【0028】

また、本発明では、円形形状のポケットや長孔形状のポケットの断面形状も任意であり、例えば、円形形状のポケットは、径方向に沿った断面直線形状を有する円筒ポケットでもよいし、玉に沿った断面円弧形状を有する球面ポケットでもよい。

【0029】

さらに、上記実施形態では、アンギュラ玉軸受を用いて説明したが、これに限らず、本発明は、自動調心玉軸受や４点接触玉軸受など、他の構成の玉軸受にも適用可能である。
また、例えば、案内面が軸方向両側に設けられる保持器を有する場合や保持器の回転軸に対するバランスが厳密に要求される軸受においては、軸方向両側の案内面に凸曲溝を有してもよい。
また、保持器の種類は、上記実施形態の円筒もみ抜き保持器としたが、これに限らず、他の保持器形状であってもよい。

【符号の説明】

【0030】

１０ アンギュラ玉軸受（玉軸受）
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道溝
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道溝
１３ 玉
２０ 保持器
２１ ポケット
２１ａ 円形形状のポケット
２１ｂ，２１ｃ 長孔形状のポケット
２２ 案内面
２３ 凸曲溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】