(57)【要約】【課題】軸受内部の潤滑性を長期に亘って一定に維持することで、保持器音の発生を抑制すると共に音響耐久性に優れた冠形保持器を提供する。【解決手段】内外輪間に転動自在に複数組み込まれた球状の転動体４を１つずつ回転自在に保持する複数のポケット２ｐを有し、内外輪間に沿って配置可能な環状を成し、その一方側には、各ポケットに対して１つずつ転動体を挿入するための開口２ｈが形成され、その他方側は閉塞された冠形保持器２であり、ポケットは、転動体の直径よりも大きな寸法に設定され且つ転動体を収容保持可能なポケット面２ｓを有し、ポケット面に転動体を収容保持した状態で、転動体が当該転動体の仮想回転中心軸Ｘに沿ってポケット面内を移動可能な動き量をδ、転動体の直径をＤａとすると、δ／Ｄａ≦０.０６なる関係を満足するように設定されている。【選択図】図１
2008175365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に対向配置された内外輪間に転動自在に複数組み込まれた球状の転動体を１つずつ回転自在に保持する複数のポケットを有していると共に、内外輪間に沿って配置可能な環状を成しており、その一方側には、各ポケットに対して１つずつ転動体を挿入するための開口が形成され、その他方側は閉塞されている冠形保持器であって、
ポケットは、転動体の直径よりも大きな寸法に設定され且つ転動体を収容保持可能なポケット面を有しており、ポケット面に転動体を収容保持した状態において、転動体が当該軸受の回転中心軸に沿ってポケット面内を移動可能な動き量をδ、転動体の直径をＤａとすると、δ／Ｄａ≦０.０６なる関係を満足するように設定されていることを特徴とする冠形保持器。
【請求項２】
ポケットのポケット面は、軸受の回転中心軸を横断する方向に延在したポケット底面と、ポケット底面から開口に向けて軸受の回転中心軸に沿って互いに平行に延出し且つ転動体を両側から保持する一対のポケット側面とを備えて構成され、
開口は、各ポケット側面から互いに対向して延出した一対の爪で一部覆われていると共に、これら一対の爪相互間の寸法に応じて開口の幅寸法が規定され、当該幅寸法は、転動体の直径よりも小さく設定されており、
一対のポケット側面は、所定の曲率半径を有する曲面形状を成していると共に、ポケット底面及び各爪の延出端は、ポケット側面よりも大きな曲率半径を有する曲面形状を成していることを特徴とする請求項１に記載の冠形保持器。
【請求項３】
転動体の動き量は、当該転動体がポケット底面と爪の延出端との間を軸受の回転中心軸に沿って移動可能な範囲量として規定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冠形保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば玉軸受に組み込まれた複数の転動体(玉)を転動自在に保持するための冠形保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されたような冠形保持器をはじめ各種の保持器が知られている。例えば図２(ａ),(ｂ)に示された冠形保持器２には、相対回転可能に対向配置された内外輪間に転動自在に複数組み込まれた球状の転動体(玉)４を１つずつ回転自在に保持する複数のポケット２ｐが設けられている。かかる冠形保持器２は、内外輪間に沿って配置可能な環状を成しており、その一方側には、各ポケット２ｐに対して１つずつ転動体(玉)４を挿入するための開口２ｈが形成され、その他方側は閉塞されている。
【０００３】
各ポケット２ｐには、転動体(玉)４の直径Ｄａよりも大きな球面状を成したポケット面２ｓが形成されており、当該ポケット２ｐに挿入された転動体(玉)４は、ポケット面２ｓによって収容保持される。また、各ポケット２ｐに形成された開口２ｈは、ポケット面２ｓから互いに対向して延出した一対の爪２ｎで一部覆われており、これら一対の爪２ｎ相互間の寸法に応じて開口２ｈの幅寸法Ｗが規定されている。この場合、開口２ｈの幅寸法Ｗは、転動体(玉)４の直径Ｄａよりも小さな幅寸法Ｗに設定されており、開口２ｈからポケット２ｐに挿入された転動体(玉)４は、当該開口２ｈを一部覆っている一対の爪２ｎによってポケット２ｐからの脱落が防止された状態に保持される。
【０００４】
ところで、上述したような冠形保持器２が組み込まれた軸受を回転させた際に、その回転状態(例えば、回転速度、回転方向など)によっては、当該保持器２の振動に起因して保持器音が発生する場合がある。なお、保持器音は、冠形保持器２が振動した際に、そのポケット２ｐと転動体(玉)４とが衝突することで発生する。
【０００５】
そこで、従来では、図２(ｃ)に示すように、球面状を成したポケット面２ｓの曲率を小さくすることで、当該保持器２の振動量(動き量)を抑制し、これにより、保持器音の発生を防止する方策が用いられている。しかしながら、かかる方策では、冠形保持器２の振動量(動き量)は抑制できるが、転動体(玉)４に付着した潤滑剤(例えば、グリース、油)が各ポケット２ｐのエッジ部２ｅ(爪２ｎの爪先端(延出端)２ｅとも言う)で掻き取られてしまう。
【０００６】
この場合、軸受内部の潤滑性を長期に亘って一定に維持することが困難になってしまう場合がある。そうなると、転動体(玉)４とポケット２ｐ(ポケット面２ｓ)との間の潤滑性が低下し、その結果、摩擦力が増大することで保持器音が発生してしまう。また同時に、内外輪の軌道溝と転動体(玉)４との間の潤滑性も低下し、その結果、音響耐久性を維持することが困難になってしまう。
【特許文献１】特許第３７４４６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、軸受内部の潤滑性を長期に亘って一定に維持することで、保持器音の発生を抑制すると共に音響耐久性に優れた冠形保持器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明の冠形保持器は、相対回転可能に対向配置された内外輪間に転動自在に複数組み込まれた球状の転動体を１つずつ回転自在に保持する複数のポケットを有していると共に、内外輪間に沿って配置可能な環状を成しており、その一方側には、各ポケットに対して１つずつ転動体を挿入するための開口が形成され、その他方側は閉塞されている冠形保持器であって、ポケットは、転動体の直径よりも大きな寸法に設定され且つ転動体を収容保持可能なポケット面を有しており、ポケット面に転動体を収容保持した状態において、転動体が当該軸受の回転中心軸に沿ってポケット面内を移動可能な動き量をδ、転動体の直径をＤａとすると、δ／Ｄａ≦０.０６なる関係を満足するように設定されている。
【０００９】
本発明において、ポケットのポケット面は、軸受の回転中心軸を横断する方向に延在したポケット底面と、ポケット底面から開口に向けて軸受の回転中心軸に沿って互いに平行に延出し且つ転動体を両側から保持する一対のポケット側面とを備えて構成され、開口は、各ポケット側面から互いに対向して延出した一対の爪で一部覆われていると共に、これら一対の爪相互間の寸法に応じて開口の幅寸法が規定され、当該幅寸法は、転動体の直径よりも小さく設定されており、一対のポケット側面は、所定の曲率半径を有する曲面形状を成していると共に、ポケット底面及び各爪の延出端は、ポケット側面よりも大きな曲率半径を有する曲面形状を成している。この場合、転動体の動き量は、当該転動体がポケット底面と爪の延出端との間を軸受の回転中心軸に沿って移動可能な範囲量として規定されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、軸受内部の潤滑性を長期に亘って一定に維持することで、保持器音の発生を抑制すると共に音響耐久性に優れた冠形保持器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態に係る冠形保持器について添付図面を参照して説明する。
なお、本実施の形態は、上述した冠形保持器(図２)の改良であるため、以下では改良部分の説明にとどめる。この場合、図２に示された冠形保持器と同一の構成については、その構成に付された参照符号と同一の符号を本実施の形態に用いた図面上に付すことで、その説明を省略する。
【００１２】
図１(ａ),(ｂ)には、本実施の形態に係る冠形保持器２のポケット２ｐの構成が示されている。ポケット２ｐは、転動体(玉)４の直径Ｄａよりも大きな寸法に設定されており、転動体(玉)４を収容保持可能なポケット面２ｓを有している。この場合、ポケット面２ｓは、転動体(玉)４の仮想回転中心軸Ｘを横断する方向に延在したポケット底面Ｍ１と、ポケット底面Ｍ１から開口２ｈに向けて仮想回転中心軸Ｘに沿って互いに平行に延出し且つ転動体(玉)４を両側から保持する一対のポケット側面Ｍ２とを備えて構成されている。ここで、仮想回転中心軸Ｘは、実際の転がり軸受においては、軸受内部すきまや予圧などにより、軸受の回転中心軸に対して傾くこともあるが、その場合も本発明の作用効果は変わらない。そこで、本実施の形態では、仮想回転中心軸Ｘと軸受の回転中心軸とが平行な場合を想定して説明する。
【００１３】
一対のポケット側面Ｍ２は、所定の曲率半径を有する曲面形状を成している。また、開口２ｈは、各ポケット側面Ｍ２から互いに対向して延出した一対の爪２ｎで一部覆われており、これら一対の爪２ｎ相互間の寸法に応じて開口２ｈの幅寸法が規定されている。この場合、当該幅寸法は、転動体(玉)４の直径Ｄａよりも小さく設定されている。更に、ポケット底面Ｍ１及び各爪２ｎの延出端(爪先端)２ｅは、ポケット側面Ｍ２よりも大きな曲率半径を有する曲面形状を成している。
【００１４】
ここで、ポケット２ｐのポケット面２ｓに転動体(玉)４を収容保持した状態において、転動体(玉)４がポケット底面Ｍ１と爪２ｎの延出端２ｅとの間を仮想回転中心軸Ｘに沿って移動可能な動き量をδとすると、当該動き量δと転動体(玉)４の直径Ｄａとの関係は、
δ／Ｄａ≦０.０６
なる関係を満足するように設定されている。
【００１５】
以上、本実施の形態によれば、上記設定を満足した冠形保持器２が組み込まれた軸受を回転させた場合、転動体(玉)４は、接触角に垂直な仮想回転中心軸Ｘを中心に自転する。このとき、転動体(玉)４の周速度は、当該転動体(玉)４の表面のうちポケット側面Ｍ２に対向する部位が最も大きくなるが、ポケット側面Ｍ２は、曲面形状を成している。このため、かかる部位において、転動体(玉)４表面に付着した潤滑剤の掻き取りが抑制され、転動体(玉)４表面に充分な潤滑剤を保持させておくことができる。
【００１６】
また、転動体(玉)４の周速度は、当該転動体(玉)４の表面のうち一対の爪２ｎの延出端２ｅ及びポケット底面Ｍ１に対向する部位が最も小さくなるが、かかる部位は、ポケット側面Ｍ２よりも大きな曲率半径を有する曲面形状を成した延出端２ｅ及びポケット底面Ｍ１で安定して保持及び案内される。また同時に、転動体(玉)４の仮想回転中心軸Ｘ方向(軸受に組み込んだ場合はアキシアル方向)の動き量δは、爪２ｎの延出端２ｅとポケット底面Ｍ１とによって、転動体(玉)４の直径Ｄａの６％以下に抑制される。
【００１７】
これにより、保持器音の発生を抑制することができると共に、音響耐久性を維持することが可能となり、その結果、軸受内部の潤滑性を長期に亘って一定に維持することができるため、軸受寿命の延命化を図ることが可能となる。
【００１８】
ここで、上述した効果を検証するために行った試験結果について、図１(ｃ)を参照して説明する。なお、当該試験では、内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍの軸受に潤滑剤としてエステル系グリースを封入した。そして、上述した実施の形態の設定を満足した冠形保持器２として、その動き量δを転動体(玉)４の直径Ｄａの２％〜１４％(２％間隔)で９種類用意し、これら９種類の保持器２を組み込んだ各軸受について、それぞれ、モータ組込時の騒音値及び電流値(軸受損失トルク)の測定試験を行った。この場合、各軸受の回転数は、毎分３０００回転、予圧３ｋｇｆ、モータ台数は各１０台に設定した。
【００１９】
試験結果によれば、図１(ｃ)に示すように、アキシアル動き量δを小さくすることで、騒音レベルが小さくなることが確認できる。また、動き量δを１４％とした保持器２を組み込んだ軸受の騒音値を「１」とした場合、動き量δを６％以下に設定することで、その効果がほぼ一定となることが確認できる。これにより、アキシアル動き量δを６％以下とすることで、騒音値を小さくできることが確認された。
【００２０】
一方、電流値は騒音値とは傾向が逆となり、アキシアル動き量δを大きくすることで、電流レベルが小さくなることが確認できる。また、動き量δを１４％とした保持器２を組み込んだ軸受の騒音値を「１」とした場合、動き量δを０％以上に設定することで、トルクが低減されることが確認できる。これにより、アキシアル動き量δを０％以上とすることで、軸受の低トルク化が図られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る冠形保持器のポケットの構成を一部拡大して示す図、(ｂ)は、同図(ａ)のポケットの構成を拡大して示す斜視図、(ｃ)は、アキシアル動き量と騒音レベル比及び電流レベル比との関係を示す図。
【図２】(ａ)は、現状の冠形保持器の斜視図、(ｂ)は、同図(ａ)のポケットに転動体が収容保持された状態を示す図、(ｃ)は、保持器音の発生防止策が講じられたポケットの構成を示す図。
【符号の説明】
【００２２】
２  冠形保持器
２ｈ  開口
２ｐ  ポケット
２ｓ  ポケット面
４  転動体
Ｘ  転動体の仮想回転中心軸
【図１】
2008175365.tif 000003
【図２】
2008175365.tif 000004