特開 2024-107791 転がり軸受

(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】P2024107791

(43)【公開日】2024-08-09

(54)【発明の名称】転がり軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 19/40 20060101AFI20240802BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20240802BHJP

   F16C 33/37 20060101ALI20240802BHJP

【ＦＩ】

F16C19/40

F16C19/36

F16C33/37

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023011896

(22)【出願日】2023-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】000229335

【氏名又は名称】日本トムソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136098

【弁理士】

【氏名又は名称】北野 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100137246

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勝也

(74)【代理人】

【識別番号】100158861

【弁理士】

【氏名又は名称】南部 史

(74)【代理人】

【識別番号】100194674

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 覚史

(72)【発明者】

【氏名】小松 史子

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA26

3J701AA33

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA13

3J701BA20

3J701CA08

3J701CA14

3J701EA02

3J701EA31

3J701EA53

3J701FA32

(57)【要約】

【課題】セパレータの摩耗を抑制することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受は、内周面に配置された外側転走面を含む外輪と、外側転走面に向かい合う内側転走面を含む内輪と、外側転走面および内側転走面上を転動可能に配置された複数の転動体と、隣り合って配置された転動体同士の各間に配置された複数のセパレータと、を備え、複数のセパレータは、第１セパレータを含み、第１セパレータは、複数の転動体のピッチ円に沿う方向である周方向における第１の向きに向く第１面と周方向において第１の向きとは反対の第２の向きに向く第２面とを含み、外側転走面および内側転走面のうち少なくともいずれか一方と接触可能に配置されており、潤滑剤を含む潤滑部と、第１面から第１の向きに突出しており、潤滑部よりも高い硬度を有する第１突出部と、第２面から第２の向きに突出しており、潤滑部よりも高い硬度を有する第２突出部と、を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に配置された外側転走面を含む外輪と、
外周面に配置され、前記外側転走面に向かい合う内側転走面を含み、前記外輪の中心軸と中心軸が一致するように前記外輪の内周側に配置された内輪と、
前記外側転走面および前記内側転走面上を転動可能に配置された複数の転動体と、
前記複数の転動体のうち隣り合って配置された転動体同士の各間に配置された複数のセパレータと、を備え、
前記複数のセパレータは、第１セパレータを含み、
前記第１セパレータは、
前記複数の転動体のピッチ円に沿う方向である周方向における第１の向きに向く第１面と前記周方向において前記第１の向きとは反対の第２の向きに向く第２面とを含み、前記外側転走面および前記内側転走面のうち少なくともいずれか一方と接触可能に配置されており、潤滑剤を含む潤滑部と、
前記第１面から前記第１の向きに突出しており、前記潤滑部よりも高い硬度を有する第１突出部と、
前記第２面から前記第２の向きに突出しており、前記潤滑部よりも高い硬度を有する第２突出部と、を有する、転がり軸受。

【請求項2】

前記複数のセパレータは、すべて、前記第１セパレータである、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項3】

前記潤滑部は、多孔質材をさらに含み、
前記潤滑剤は、前記多孔質材に含侵されている、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項4】

前記多孔質材は、フッ素樹脂である、請求項３に記載の転がり軸受。

【請求項5】

前記第１突出部および前記第２突出部は、金属製である、請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項6】

前記第１突出部と前記第２突出部とは、前記潤滑部を前記周方向に貫通する一体の部材で構成されている、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の転がり軸受。

【請求項7】

前記一体の部材は、円筒状の形状を有する、請求項６に記載の転がり軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、転がり軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

転がり軸受として、転走面に潤滑剤を供給可能なセパレータを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－３２８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

セパレータが転走面に潤滑剤をより長い間供給するためには、セパレータの摩耗を抑制することが望まれる。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、セパレータの摩耗を抑制することができる転がり軸受を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に従う転がり軸受は、内周面に配置された外側転走面を含む外輪と、外周面に配置され、外側転走面に向かい合う内側転走面を含み、外輪の中心軸と中心軸が一致するように外輪の内周側に配置された内輪と、外側転走面および内側転走面上を転動可能に配置された複数の転動体と、複数の転動体のうち隣り合って配置された転動体同士の各間に配置された複数のセパレータと、を備える。複数のセパレータは、第１セパレータを含む。第１セパレータは、複数の転動体のピッチ円に沿う方向である周方向における第１の向きに向く第１面と周方向において第１の向きとは反対の第２の向きに向く第２面とを含み、外側転走面および内側転走面のうち少なくともいずれか一方と接触可能に配置されており、潤滑剤を含む潤滑部と、第１面から第１の向きに突出しており、潤滑部よりも高い硬度を有する第１突出部と、第２面から第２の向きに突出しており、潤滑部よりも高い硬度を有する第２突出部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、セパレータの摩耗を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施の形態における転がり軸受を、外輪の一部を省いて示す概略斜視図である。

【図2】図２は、図１の転がり軸受を、中心軸を含む平面で切断した断面図である。

【図3】図３は、図１の転がり軸受を径方向に見た概略側面図である。

【図4】図４は、軌道内に配置されたころおよびセパレータを示す概略図である。

【図5】図５は、実施の形態におけるセパレータを示す概略斜視図である。

【図6】図６は、図５のセパレータを中心軸に平行な方向に見た概略平面図である。

【図7】図７は、変形例１において軌道内に配置されたころおよびセパレータを示す概略図である。

【図8】図８は、変形例２におけるセパレータを示す概略側面図である。

【図9】図９は、変形例３におけるセパレータを示す概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［実施形態の概要］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。本開示に従う転がり軸受は、内周面に配置された外側転走面を含む外輪と、外周面に配置され、外側転走面に向かい合う内側転走面を含み、外輪の中心軸と中心軸が一致するように外輪の内周側に配置された内輪と、外側転走面および内側転走面上を転動可能に配置された複数の転動体と、複数の転動体のうち隣り合って配置された転動体同士の各間に配置された複数のセパレータと、を備える。複数のセパレータは、第１セパレータを含む。第１セパレータは、複数の転動体のピッチ円に沿う方向である周方向における第１の向きに向く第１面と周方向において第１の向きとは反対の第２の向きに向く第２面とを含み、外側転走面および内側転走面のうち少なくともいずれか一方と接触可能に配置されており、潤滑剤を含む潤滑部と、第１面から第１の向きに突出しており、潤滑部よりも高い硬度を有する第１突出部と、第２面から第２の向きに突出しており、潤滑部よりも高い硬度を有する第２突出部と、を有する。

【0010】

第１突出部および第２突出部が潤滑部から突出しているため、潤滑部と転動体とが接触することが抑制される。第１突出部および第２突出部がともに潤滑部よりも高い硬度を有することにより、第１突出部および第２突出部が転動体と接触することによる第１突出部および第２突出部の摩耗は、潤滑部が転動体と接触することによる潤滑部の摩耗よりも少なくなる。その結果、第１セパレータの摩耗が抑制される。これにより、セパレータの摩耗を抑制することができる。

【0011】

上記転がり軸受において、複数のセパレータは、すべて、第１セパレータであってもよい。これにより、セパレータの摩耗をより効果的に抑制することができる。

【0012】

上記転がり軸受において、潤滑部は、多孔質材をさらに含み、潤滑剤は、多孔質材に含侵されていてもよい。これにより、潤滑部を容易に製造することができる。

【0013】

上記転がり軸受において、多孔質材は、フッ素樹脂であってもよい。これにより、潤滑部の耐熱温度を高めることができる。

【0014】

上記転がり軸受において、第１突出部および第２突出部は、金属製であってもよい。これにより、第１突出部および第２突出部の摩耗をより効果的に抑制することができる。

【0015】

上記転がり軸受において、第１突出部と第２突出部とは、潤滑部を周方向に貫通する一体の部材で構成されていてもよい。これにより、第１突出部および第２突出部を含む第１セパレータを容易に製造することができる。

【0016】

上記転がり軸受において、一体の部材は、円筒状の形状を有してもよい。これにより、第１突出部および第２突出部を含む第１セパレータをさらに容易に製造することができる。

【0017】

［実施形態の具体例］
次に、本開示の転がり軸受の具体的な実施の形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

【0018】

（実施の形態）
図１は、実施の形態における転がり軸受Ａを、外輪１の一部を省いて示す概略斜視図である。図１を参照して、転がり軸受Ａは、外輪１と、内輪２と、複数の転動体である複数のころ３と、複数のセパレータ４と、を備える。外輪１は、本体１ａと、蓋９０と、ピン９５と、を含む。内輪２は、一体の部材で構成されている。

【0019】

内輪２は、外輪１の中心軸と中心軸が一致するように外輪１の内周側に配置されている。外輪１と内輪２とは、共通する中心軸δを有する。中心軸δは、転がり軸受Ａの回転軸である。外輪１と内輪２との間には、ころ３が配置されている。内輪２が中心軸δ周りに外輪１に対して相対的に回転すると、ころ３が外輪１と内輪２とに接触しつつ転動する。外輪１と内輪２とは、相対的に回転自在である。

【0020】

図２は、図１の転がり軸受Ａを、中心軸δを含む平面で切断した断面図である。図３は、図１の転がり軸受Ａを径方向に見た概略側面図である。

【0021】

図２を参照して、外輪１は、外周面１０と、内周面１１と、内周面１１に配置された外側転走面１２と、逃げ溝１３と、を含む。外側転走面１２は、第１外側転走面１４と、第２外側転走面１５と、を含む。第１外側転走面１４と第２外側転走面１５とは、中心軸δに直交する対称面に対して面対称である。第１外側転走面１４と第２外側転走面１５とは、中心軸δを含む平面で切断した断面において直交する。第１外側転走面１４および第２外側転走面１５によって、第１軌道溝１６が形成されている。第１軌道溝１６は、中心軸δを含む平面で切断した断面において外輪１の径方向の内向きに開くＶ字状の形状を有する。逃げ溝１３は、第１外側転走面１４と第２外側転走面１５との間に配置されている。

【0022】

内輪２は、外周面２０と、内周面２１と、外周面２０に配置された内側転走面２２と、逃げ溝２３と、を含む。内側転走面２２は、外輪１の外側転走面１２に向かい合う。内側転走面２２は、第１内側転走面２４と、第２内側転走面２５と、を含む。第１内側転走面２４と第２内側転走面２５とは、中心軸δに直交する対称面に対して面対称である。第１内側転走面２４と第２内側転走面２５とは、中心軸δを含む平面で切断した断面において直交する。第１内側転走面２４および第２内側転走面２５によって、第２軌道溝２６が形成されている。第２軌道溝２６は、中心軸δを含む平面で切断した断面において内輪２の径方向の外向きに開くＶ字状の形状を有する。第１軌道溝１６と第２軌道溝２６とによって、外輪１と内輪２との間の空間である軌道αが形成されている。軌道αは、円環状である。逃げ溝２３は、第１内側転走面２４と第２内側転走面２５との間に配置されている。

【0023】

第１外側転走面１４と第２内側転走面２５とは、中心軸δを含む平面で切断した断面において平行である。第２外側転走面１５と第１内側転走面２４とは、中心軸δを含む平面で切断した断面において平行である。

【0024】

図２を参照して、外輪１は、さらに、内周面１１に配置された円環状の溝１１ａを含む。溝１１ａは、中心軸δに平行な方向において外側転走面１２の両側にそれぞれ配置されている。溝１１ａには、軌道αを密封するシール部材（図示せず）が取り付けられる。

【0025】

図１から図３を参照して、外輪１の本体１ａには、第１貫通孔１７、第２貫通孔１８および第３貫通孔１９が形成されている。

【0026】

図２および図３を参照して、第１貫通孔１７は、外輪１の本体１ａを外輪１の径方向に貫通する円形孔である。ころ３およびセパレータ４は、第１貫通孔１７を通じて軌道α内に入れられる。第１貫通孔１７は、蓋９０によって閉じられる。図１および図２を参照して、第２貫通孔１８は、外輪１の本体１ａを中心軸δに平行な方向に貫通する円形孔である。第２貫通孔１８は、第１貫通孔１７とつながっている。図３を参照して、第３貫通孔１９は、外輪１の本体１ａを外輪１の径方向に貫通する円形孔である。第３貫通孔１９の内径は、第１貫通孔１７の内径よりも小さい。第３貫通孔１９を通じて、軌道α内にオイルなどの潤滑剤が供給される。

【0027】

図２を参照して、蓋９０は、外側転走面１２に整合する転走面９１を含む。蓋９０には、外輪１の第２貫通孔１８に整合する貫通孔９２が形成されている。蓋９０が外輪１の第１貫通孔１７に差し込まれた状態で、ピン９５が外輪１の第２貫通孔１８および蓋９０の貫通孔９２に圧入されることにより、蓋９０が第１貫通孔１７を閉じた状態に固定される。

【0028】

ころ３は、外輪１の外側転走面１２および内輪２の内側転走面２２上を転動可能に配置されている。ころ３は、軌道α内に配置されている。図１を参照して、ころ３は、複数の第１ころ３０と、複数の第２ころ３１と、を含む。第１ころ３０および第２ころ３１は、同一の円筒状の形状を有する。第１ころ３０および第２ころ３１の円筒形状において、長さおよび直径は、略同一である。第１ころ３０および第２ころ３１は、例えば、鋼製である。

【0029】

第１ころ３０と第２ころ３１とは、軌道α内において交互に配置されている。第１ころ３０と第２ころ３１とは、隣り合う第１ころ３０および第２ころ３１の互いの中心軸が直交するように配置されている。第１ころ３０の中心軸は、中心軸δを含む平面で切断した断面において第２外側転走面１５および第１内側転走面２４に沿う。第２ころ３１の中心軸は、中心軸δを含む平面で切断した断面において第１外側転走面１４および第２内側転走面２５に沿う。第１ころ３０の中心軸が描く軌跡と第２ころ３１の中心軸が描く軌跡とは、中心軸δを含む平面で切断した断面において直交する。すなわち、本実施の形態における転がり軸受Ａは、クロスローラ軸受である。

【0030】

図４は、軌道α内に配置されたころ３およびセパレータ４を示す概略図である。図５は、実施の形態におけるセパレータ４を示す概略斜視図である。図６は、図５のセパレータ４を中心軸δに平行な方向に見た概略平面図である。

【0031】

図１および図４を参照して、セパレータ４は、複数のころ３のうち隣り合って配置されたころ３同士の各間に配置されている。複数のセパレータ４は、第１セパレータ４０を含む。本実施の形態において、複数のセパレータ４は、すべて、第１セパレータ４０である。

【0032】

図４から図６を参照して、第１セパレータ４０は、潤滑部５と、第１突出部６０と、第２突出部６１と、を有する。潤滑部５は、外輪１の外側転走面１２および内輪２の内側転走面２２のうち少なくともいずれか一方と接触可能に配置されている。本実施の形態において、潤滑部５は、外側転走面１２および内側転走面２２の両方と接触可能に配置されている。

【0033】

潤滑部５は、オイルなどの潤滑剤を含む。本実施の形態において、潤滑部５は、さらに、フッ素樹脂、ポリエチレンなどの多孔質材を含む。潤滑剤は、多孔質材に含侵されている。潤滑部５が外側転走面１２に接触することにより、潤滑剤が外側転走面１２に供給される。同様に、潤滑部５が内側転走面２２に接触することにより、潤滑剤が内側転走面２２に供給される。

【0034】

潤滑部５は、複数のころ３のピッチ円ＰＣに沿う方向である周方向Ｃにおける第１の向きＤ１に向く第１面５０と、周方向Ｃにおいて第１の向きＤ１とは反対の第２の向きＤ２に向く第２面５１と、第１面５０の外周縁と第２面５１の外周縁とを連続する第３面５２と、を含む。図４を参照して、ピッチ円ＰＣは、複数のころ３が軌道α内に配置された状態において、各ころ３の両端面の中心同士を結ぶ線分の中点を通る円である。図５および図６を参照して、潤滑部５には、第１面５０から第２面５１へ貫通する貫通孔５３が形成されている。

【0035】

図４から図６を参照して、第１突出部６０は、潤滑部５の第１面５０から第１の向きＤ１に突出している。第１突出部６０は、潤滑部５よりも高い硬度を有する。第１突出部６０は、先端部が面取り加工されることにより形成された第１テーパ部６２を含む。第１テーパ部６２によって、第１突出部６０が近隣のころ３と接触したときに、第１突出部６０が近隣のころ３に損傷を与えることが抑制される。

【0036】

第２突出部６１は、潤滑部５の第２面５１から第２の向きＤ２に突出している。第２突出部６１は、潤滑部５よりも高い硬度を有する。第２突出部６１は、先端部が面取り加工されることにより形成された第２テーパ部６３を含む。第２テーパ部６３によって、第２突出部６１が近隣のころ３と接触したときに、第２突出部６１が近隣のころ３に損傷を与えることが抑制される。第１突出部６０および第２突出部６１の硬度は、ころ３と同程度の硬度、例えば、ＨＲＣ５８～６６である。

【0037】

図５および図６を参照して、本実施の形態において、第１突出部６０と第２突出部６１とは、潤滑部５を周方向Ｃに貫通する一体の円筒状部材６で構成されている。円筒状部材６は、潤滑部５の貫通孔５３に軽圧入されている。軽圧入とは、円筒状部材６が潤滑部５から脱落しない程度に嵌め合わされた状態をいう。円筒状部材６は、例えば、金属製である。円筒状部材６として、例えば、円筒ころ軸受のころを転用してもよい。転用するころとして、例えば、ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ） Ｂ １５０６において記号Ａとして規定された外に膨らむ円弧状の端面形状を有するころ、または同ＪＩＳにおいて記号Ｆとして規定された平面状の端面形状を有するころを用いてもよい。

【0038】

図６を参照して、潤滑部５の第１面５０に対する第１突出部６０の突出量Ｐ１と、潤滑部５の第２面５１に対する第２突出部６１の突出量Ｐ２とは、ともに、例えば、１ｍｍ未満である。

【0039】

なお、転がり軸受Ａがクロスローラ軸受である場合の実施の形態について説明したが、本開示の軸受は、上記に限られず、第１ころ３０の中心軸と第２ころ３１の中心軸とが同一の方向を向くころ軸受であってもよい。本開示の軸受は、第１ころ３０の中心軸が描く軌跡と第２ころ３１の中心軸が描く軌跡とが、中心軸δを含む平面で切断した断面において同一であるころ軸受であってもよい。また、転動体は、ころに限られず、玉（または鋼球）であってもよい。外輪１および内輪２の構造は、上記に限られず、外輪１および内輪２の少なくとも一方が中心軸δに直交する面で分離可能な２つの部材で構成されていてもよい。この場合、ころ３およびセパレータ４は、外輪１または内輪２を構成する２つの部材が分離した状態で軌道α内に入れられてもよい。この場合、外輪１は、蓋９０およびピン９５を含まなくてもよい。

【0040】

なお、潤滑部５は、上記に限られず、ポリウレタンやポリエチレンなどの樹脂粉末とオイルなどの潤滑剤とを含む混合物の加熱成形品で構成されていてもよい。この場合、外輪１には、軌道α内に潤滑剤を供給するための第３貫通孔１９が形成されていなくてもよい。

【0041】

（変形例１）
図７は、変形例１において軌道α内に配置されたころ３およびセパレータ４を示す概略図である。

【0042】

図７に示す変形例１のように、複数のセパレータ４は、第１セパレータ４０と、第２セパレータ４１と、を含んでもよい。第２セパレータ４１は、金属製であってもよい。第２セパレータ４１は、潤滑部５単体で構成されていてもよい。複数のセパレータ４が第１セパレータ４０と第２セパレータ４１とを含むことにより、複数のセパレータ４がすべて第１セパレータ４０である場合と比較して、第１突出部６０および第２突出部６１として用いられる材料を節約することができる。

【0043】

変形例１において、第２セパレータ４１の厚みＴ２は、第１セパレータ４０において第１突出部６０の端縁から第２突出部６１の端縁までの距離である厚みＴ１と同じでもよい。第１セパレータ４０の厚みＴ１と第２セパレータ４１の厚みＴ２とが同じである場合、第１セパレータ４０と第２セパレータ４１との互換が可能となる。

【0044】

（変形例２）
図８は、変形例２におけるセパレータ４を示す概略側面図である。

【0045】

図８に示す変形例２のように、第１突出部６０と第２突出部６１とは、別の部材で構成されていてもよい。この場合、潤滑部５は、上記の実施の形態における貫通孔５３が形成される代わりに、第１面５０に配置された第１凹部５４と、第２面５１に配置された第２凹部５５と、を含んでもよい。この場合、第１突出部６０は、第１凹部５４に嵌め込まれる。第２突出部６１は、第２凹部５５に嵌め込まれる。

【0046】

（変形例３）
図９は、変形例３におけるセパレータ４を示す概略側面図である。

【0047】

図９に示す変形例３のように、第１突出部６０と第２突出部６１とは、潤滑部５を周方向Ｃに貫通する一体の玉７であってもよい。この場合、潤滑部５の貫通孔５３の内径の一部は、玉７の形状に合わせて拡張されてもよい。

【0048】

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0049】

１ 外輪、１ａ本体、２ 内輪、４ セパレータ、５ 潤滑部、６ 円筒状部材、７ 玉、１０ 外周面、１１ 内周面、１１ａ 溝、１２ 外側転走面、１３ 第１外側転走面、１４ 第２外側転走面、１５ 逃げ溝、１６ 第１軌道溝、１７ 第１貫通孔、１８ 第２貫通孔、１９ 第３貫通孔、２０ 外周面、２１ 内周面、２２ 内側転走面、２３ 第１内側転走面、２４ 第２内側転走面、２５ 逃げ溝、２６ 第２軌道溝、４０ 第１セパレータ、４１ 第２セパレータ、５０ 第１面、５１ 第２面、５２ 第３面、５３ 貫通孔、５４ 第１凹部、５５ 第２凹部、６０ 第１突出部、６１ 第２突出部、６２ 第１テーパ部、６３ 第２テーパ部、９０ 蓋、９１ 転走面、９２ 貫通孔、９５ ピン、Ａ 転がり軸受、Ｃ 周方向、Ｄ 周方向、Ｄ１ 第１の向き、Ｄ２ 第２の向き、Ｐ１ 突出量、Ｐ２ 突出量、ＰＣ ピッチ円、Ｔ１ 厚み、Ｔ２ 厚み、α 軌道、δ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】