特開 2024-30349 軸受用保持器

(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】P2024030349

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】軸受用保持器

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/41 20060101AFI20240229BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

F16C33/41

F16C19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133186

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】藤島 大亮

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA02

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA25

3J701BA37

3J701BA44

3J701FA01

(57)【要約】

【課題】転動体の定点通過振動に伴う異音の発生を防止することができる軸受用保持器を提供する。
【解決手段】本発明にかかる保持器１００は、軸受１０２の内外輪間を転動するボール１１２を保持する軸受用保持器であって、軸受の軸心を中心とした円環部１１４と、円環部から軸方向に突出する基部１１６と、基部の先端周方向両側に突出する爪部１１８と、隣接する基部の間に形成されボールを収容するポケットとを有し、ポケットは、周方向の幅が３種類以上あり、周方向の幅が最も狭く、ボールの外面に沿う保持ポケット１２０と、保持ポケットよりも周方向の幅が広く、幅が２種類以上ある幅広ポケット１２２とを含むことを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸受の内外輪間を転動する転動体を保持する軸受用保持器であって、
前記軸受の軸心を中心とした円環部と、
前記円環部から軸方向に突出する基部と、
前記基部の先端周方向両側に突出する爪部と、
隣接する前記基部の間に形成され前記転動体を収容するポケットとを有し、
前記ポケットは、周方向の幅が３種類以上あり、
周方向の幅が最も狭く、転動体の外面に沿う保持ポケットと、
前記保持ポケットよりも周方向の幅が広く、該幅が２種類以上ある幅広ポケットとを含むことを特徴とする軸受用保持器。

【請求項2】

前記複数の幅広ポケットの周方向の幅は、それぞれ異なっていることを特徴とする請求項１に記載の軸受用保持器。

【請求項3】

前記保持ポケットと前記幅広ポケットとが交互に配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載の軸受用保持器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸受の転動体を保持する軸受用保持器に関する。

【背景技術】

【0002】

軸受としては、保持器を用いた保持器付き軸受が知られている。保持器は、複数のポケットにそれぞれ転動体（玉やころ）を保持することで、転動体の間隔を保ち、また転動体同士がこすれないようにする役割を有している。

【0003】

保持器にはさまざまな形状のものが提供されているが、そのひとつに冠型の保持器がある。冠型の保持器は、軸受の軸心を中心とした円環部に転動体を収容するポケットと転動体の脱落を防止する爪部とを有する。冠型の保持器のポケットは軸方向に開口している。本出願では、ポケットとポケットの間にある棒状の部位を「基部」と称する。ただしポケットの開口部（基部の先端）に突出する爪部を設置することで、転動体と接触し、ポケットから転動体が抜け落ちることを防止する。

【0004】

一方、軸受においては、転動体の定点通過振動に起因する共振現象によって異音が発生する場合がある。これに対して特許文献１には、複数の転動体が収容される複数のポケットを有する転がり軸受装置が記載されている。この転がり軸受装置では、複数のポケットのピッチを全て異なる値にして、複数のポケットを周方向に不等配に配置している。また、この転がり軸受装置は、外輪の内周面と内輪の外周面との間にオイルとエアを供給するオイルエア供給機構を有する。

【0005】

特許文献１の転がり軸受装置では、複数の転動体が、周方向に不等配に配置されることになることから、転動体がエアを横切る際に発生する風切り音の周波数を分散させることができて、風切り音が単一の周波数を有することがないため、風切り音を弱め合うことができて、耳障りな高周波の騒音を抑制できる、としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１－８５１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の転がり軸受装置では、複数の転動体を周方向に不均等に配置しているに過ぎず、転動体同士の配置（間隔）は規則的（固定的）である。このため、転動体の定点通過振動は周期性を完全には失わず、軸受の固有振動数が生じるため、共振現象が起きて異音が発生してしまう。

【0008】

本発明は、このような課題に鑑み、転動体の定点通過振動に伴う異音の発生を防止することができる軸受用保持器を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明にかかる軸受用保持器の代表的な構成は、軸受の内外輪間を転動する転動体を保持する軸受用保持器であって、軸受の軸心を中心とした円環部と、円環部から軸方向に突出する基部と、基部の先端周方向両側に突出する爪部と、隣接する基部の間に形成され転動体を収容するポケットとを有し、ポケットは、周方向の幅が３種類以上あり、周方向の幅が最も狭く、転動体の外面に沿う保持ポケットと、保持ポケットよりも周方向の幅が広く、幅が２種類以上ある幅広ポケットとを含むことを特徴とする。

【0010】

上記構成によれば、隣接する基部の間に形成されたポケットとして、保持ポケットと幅広ポケットを配置している。保持ポケットは、周方向の幅が最も狭く転動体の外面に沿っていて、転動体を保持する通常のポケットである。幅広ポケットは、保持ポケットよりも周方向の幅が広い。このため、幅広ポケット内の転動体は、幅広ポケットの周方向の範囲内で自由に揺動することができ、隣接する他の保持ポケットまたは幅広ポケット内の転動体との相対的な位置を変えながら回転する。さらに幅広ポケットの幅が２種類以上ある（転動体の幅に対して、少し大きい、さらに大きいというように）ことから、動きの自由度（揺動する範囲）も異ならせることができる。その結果、軸受の回転中において、転動体は不規則に変動する。これにより、転動体の定点通過振動は周期性を失い、軸受の固有振動数が生じず、共振現象が起きない。したがって上記構成によれば、転動体の定点通過振動に伴う異音の発生を防止することができる。

【0011】

上記の複数の幅広ポケットの周方向の幅は、それぞれ異なっているとよい。このように、幅広ポケットの周方向の幅が全て異なるため、それぞれの幅広ポケット内の転動体は、動きの自由度がそれぞれ異なり、さらに、より不規則に変動することになる。このため、異音の発生をより防止することができる。なお上記構成では、幅広ポケットの数だけ、幅広ポケットの幅の種類があることになる。

【0012】

上記の保持ポケットと幅広ポケットとが交互に配列されているとよい。これにより、保持ポケットで転動体を確実に保持することにより転動体による保持器の保持を確実にして軸受の本来の機能を担保することと、幅広ポケットより転動体の動きに自由度を与えて異音の発生を防止することとを両立させることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、転動体の定点通過振動に伴う異音の発生を防止することができる軸受用保持器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態における軸受用保持器を用いた軸受を示す図である。

【図2】図１の保持器を示す図である。

【図3】図２の保持器の各ポケット内にボールが収容された状態の軸受を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0016】

図１は、本発明の実施形態における軸受用保持器（以下、保持器１００）を用いた軸受１０２を示す図である。軸受１０２は、開口型の玉軸受であって、外周に軌道面１０４を有する内輪１０６と、内周に軌道面１０８を有する外輪１１０と、内外輪の軌道面間を転動する複数の転動体（以下、ボール１１２）とを有する。内輪１０６と外輪１１０の間には、保持器１００が設けられている。

【0017】

図２は、図１の保持器１００を示す図である。図２（ａ）は保持器１００の斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す保持器１００の一部を模式的に示すとともに、各ポケット内に収容されたボール１１２の挙動を説明する図である。図３は、図２の保持器１００の各ポケット内にボール１１２が収容された状態の軸受１０２を示す図である。

【0018】

保持器１００は、玉軸受用保持器であって、樹脂製の一体成型の部品である。保持器１００は、図２（ａ）に示すように冠型であって、軸受１０２の軸心を中心とした円環部１１４と、円環部１１４から軸方向に突出する基部１１６と、基部１１６の先端周方向両側に突出する爪部１１８とを有する。なお図１の保持器１００では、図中左側に円環部１１４が位置し、図中右側に基部１１６および爪部１１８が突出している。

【0019】

さらに保持器１００は、図２（ａ）に示すように、隣接する基部１１６の間に形成され軸方向に開口したポケットとして、交互に配列された複数の保持ポケット１２０と、複数の幅広ポケット１２２とを有する。図中では、保持ポケット１２０、幅広ポケット１２２いずれも６つ配列されているが、この配列数に限定されず、ボール１１２の大きさや円環部１１４の大きさなどにより適宜変更してよい。

【0020】

複数（ここでは６つ）の保持ポケット１２０は、ポケットのうち周方向の幅が最も狭く、図２（ｂ）に示すように、ボール１１２の外面に沿う形状（ここでは円弧状）を有する。保持ポケット１２０は、ポケットの開口に突出する爪部１１８、１１８の間隔Ｗａがボール１１２の直径Ｌよりも小さく、爪部１１８、１１８がボール１１２に接触することで、ポケットからボール１１２が抜け落ちることを防止する。つまり、保持ポケット１２０は、ボール１１２が円滑にすべり回転できるようにボール１１２をポケット内に保持できる。

【0021】

複数（ここでは６つ）の幅広ポケット１２２は、図２（ａ）および図３に示すように保持ポケット１２０よりも周方向の幅が広く、この幅が２種類以上ある。つまりポケットは、保持ポケット１２０と幅広ポケット１２２を含むことから、周方向の幅が３種類以上ある。ここでは一例として、幅広ポケット１２２は、周方向の幅がそれぞれ異なっている幅広ポケット１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆを含んでいて、周方向の幅が６種類ある。

【0022】

図２（ｂ）に代表的に示す幅広ポケット１２２ａは、周方向に沿う直線状の底辺１２４と、その底辺１２４の両端からそれぞれ連続する円弧状の前壁１２６および後壁１２８とを含む形状となっている。本実施形態では、ポケットのうちボール１１２の公転方向に位置する壁を「前壁」、公転方向とは反対方向に位置する壁を「後壁」と称している。幅広ポケット１２２ａは、直線状の底辺１２４を含むことで、保持ポケット１２０よりも確実に周方向の幅が広い形状となっていて、ポケットの開口に突出する爪部１１８、１１８の間隔Ｗｂがボール１１２の直径Ｌよりも大きい。

【0023】

このため、幅広ポケット１２２ａ内に収容されたボール１１２は、幅広ポケット１２２ａの周方向の範囲内すなわち底辺１２４、前壁１２６および後壁１２８で規定される範囲内を周方向に自由に揺動することができる（図２（ｂ）の矢印Ａ参照）。そして、幅広ポケット１２２ａ内のボール１１２は、隣接する他のポケット（ここでは保持ポケット１２０）内に保持されたボール１１２との相対的な位置を変えながら回転する。その結果、図３に示す軸受１０２の回転中において、ボール１１２は不規則に変動する。

【0024】

これにより、ボール１１２の定点通過振動は周期性を失い、軸受１０２の固有振動数が生じず、共振現象が起きない。したがって保持器１００によれば、ボール１１２の定点通過振動に伴う異音の発生を防止することができる。

【0025】

さらに保持器１００では、幅広ポケット１２２の幅が２種類以上（ここでは６種類）あることから、ボール１１２の動きの自由度（揺動する範囲）も異ならせることができる。本実施形態の保持器１００では、複数の幅広ポケット１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆの周方向の幅が、それぞれ異なっている。これにより、それぞれの幅広ポケット１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆ内のボール１１２は、動きの自由度がそれぞれ異なり、さらに、より不規則に変動することになる。このため、保持器１００によれば、異音の発生をより防止することができる。

【0026】

ここで図３に示す軸受１０２でボール１１２が内外輪に保持された状態においては、保持器１００は、転動体であるボール１１２の外面に沿う（ジャストサイズの）保持ポケット１２０でボール１１２を確実に保持している。しかし換言すればボール１１２の列で保持器１００を保持していると見ることもできる。仮に、保持ポケット１２０が１つも配置されていない場合には、幅広ポケット１２２ではボール１１２を保持できず、保持器１００が軸受１０２から脱落してしまう。

【0027】

そこで、ボール１１２の列に保持器１００が保持されるための、保持ポケット１２０の必要な数を検討すると、最低でも３点支持を確保する必要があるため、最小限は３つと考えられる。これに対して保持器１００では、保持ポケット１２０と幅広ポケット１２２とを交互に配列し、しかも保持ポケット１２０、幅広ポケット１２２いずれも６つ配列するという構成を採用している。

【0028】

したがって保持器１００によれば、保持ポケット１２０でボール１１２を確実に保持することにより、ボール１１２の列による保持器１００の保持を確実にして軸受１０２の本来の機能を担保しつつ、幅広ポケット１２２よりボール１１２の動きに自由度を与えることで異音の発生を防止することができる。

【0029】

上記実施形態においては、保持ポケット１２０と幅広ポケット１２２とが交互に配列されている保持器１００を例に挙げて説明したが、保持ポケット１２０と幅広ポケット１２２が両方設置されているのであれば、ポケットの配列はこれに限定されない。一例として、所定数の保持ポケット１２０と所定数の幅広ポケット１２２とを規則的に配列してもよい。例えば１つの保持ポケット１２０と２つの幅広ポケット１２２を配列して、２つおきに保持ポケット１２０を配置するようにしてもよい。

【0030】

また保持器１００としては、転動体としてボール１１２を保持する玉軸受用保持器を例に挙げたが、これに限られず、ころ軸受や円錐ころ軸受に適用される保持器であってもよい。このような保持器では、転動体の外面に沿う保持ポケットを円筒状や円錐台形状に形成し、保持ポケットと、保持ポケットよりも周方向の幅が広く、この幅が２種類以上ある幅広ポケットの両方を設置すればよい。

【0031】

さらに保持器１００が適用される軸受としては、図１に示す開口型の玉軸受である軸受１０２を例示したが、これに限られず、内部にグリースを封入した一般的なシール付き玉軸受であってもよい。

【0032】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0033】

本発明は、軸受の転動体を保持する軸受用保持器として利用することができる。

【符号の説明】

【0034】

１００…保持器、１０２…軸受、１０４、１０８…軌道面、１０６…内輪、１１０…外輪、１１２…ボール、１１４…円環部、１１６…基部、１１８…爪部、１２０…保持ポケット、１２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆ…幅広ポケット、１２４…底辺、１２６…前壁、１２８…後壁

【図1】

【図2】

【図3】