(57)【要約】【課題】玉軸受用保持器の構成品を増やすことなく、ポケットに働く潤滑油の攪拌抵抗を低減する。【解決手段】玉軸受の玉を保持する玉軸受用保持器であって、複数の玉１６を周方向に間隔をおいた配設状態で軸方向両側から挟持し各玉１６を包囲して保持する複数のポケット２２と、複数のポケット２２間の部位に位置する複数の平坦部３４、４４と、を有する一対の環状板部材３０、４０を備え、ポケット２２の外周面３８、４８には、ポケット２２から見て玉１６の公転方向Ｘに対する上流側２２Ａにおいて径方向外方に向かって突出する凸部５０が設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
玉軸受の玉を保持する玉軸受用保持器であって、
前記複数の玉を周方向に間隔をおいた配設状態で軸方向両側から挟持し該各玉を包囲して保持する複数のポケットと、該複数のポケット間の部位に位置する複数の平坦部と、を有する一対の環状板部材を備え、
前記ポケットの外周面には、該ポケットから見て前記玉の公転方向に対する上流側において径方向外方に向かって突出する凸部が設けられている玉軸受用保持器。
【請求項２】
請求項１に記載の玉軸受用保持器であって、
前記凸部は、線状に形成されており、前記ポケットの外周面において連続又は断続的に形成されている玉軸受用保持器。
【請求項３】
請求項２に記載の玉軸受用保持器であって、
前記凸部は、前記玉軸受の回転軸方向から見た場合、前記各玉の中心を結ぶ玉の公転軌道に近い位置から、前記公転軌道に遠い位置に向かって、前記玉の公転方向に傾斜して設けられている玉軸受用保持器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の玉軸受用保持器であって、
前記凸部は、前記玉軸受用保持器の各ポケットにおける玉の公転方向に対する上流側と、前記玉の中心に対して対称位置の下流側に設けられている玉軸受用保持器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の玉軸受用保持器であって、
前記凸部の突出量ｄは、前記玉の直径をＤとしたときに、０．０１Ｄ＜ｄ＜０．０５Ｄの関係である玉軸受用保持器。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の玉軸受用保持器であって、
前記玉軸受の回転中心と、前記玉の中心を結ぶ仮想直線に直交し、且つその玉の中心を通る仮想平面で切断したときの断面でから見たときの前記凸部の配設角度αは、前記玉の公転方向に対し、４０°＜α＜６０°の位置に設けられている玉軸受用保持器。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の玉軸受用保持器であって、
前記凸部は前記ポケットの内周面側から押出成形により形成されている玉軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は玉軸受用保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、深溝玉軸受等の玉軸受に使用される玉軸受用保持器が知られている（例えば、特許文献１参照）。玉軸受用保持器は、一対の環状板部材を備えている。環状板部材は、複数のポケットと、複数の平坦部と、が周方向に交互に隣接する。複数のポケットは、複数の玉を周方向に間隔をおいた配設状態で軸方向両側から挟持し各玉を包囲して保持する部位である。複数の平坦部は、複数のポケット間の部位に位置し、一対の平坦部を密着させた状態でリベットにより厚さ方向に締結している。
【０００３】
ここで玉軸受のポケットは、各玉を保持する部位が厚み方向において円弧状に突出した膨出部が形成される。そのため、玉軸受の平坦部は、ポケット部に比べて窪んだ形状となる。そのため、玉軸受は潤滑油に浸された状態で回転するとポケットが潤滑油を掻き分けるように公転し平坦部における窪みに渦を生じさせる。そのため、ポケットの上流側と下流側には、圧力差が生じてポケットの公転を妨げる向きの力が生じる。係る力は、玉軸受に対する攪拌抵抗となり、回転数が大きくなるにつれて大きくなる懸念がある。そのため、特許文献１には、攪拌抵抗の低減を図るために平坦部の部位に、ポケットと平坦部の差を小さくする増厚部を設ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７０９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような玉軸受用保持器は、増厚部を採用するため玉軸受全体の重量増の懸念がある。また、増厚部は、保持器の各平坦部に設けることから製造コストの増加、部品管理の懸念がある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、玉軸受用保持器の構成品を増やすことなく、ポケットに働く潤滑油の攪拌抵抗を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の玉軸受用保持器は次の手段をとる。先ず、第１の発明に係る玉軸受用保持器は、玉軸受の玉を保持する玉軸受用保持器であって、前記複数の玉を周方向に間隔をおいた配設状態で軸方向両側から挟持し該各玉を包囲して保持する複数のポケットと、該複数のポケット間の部位に位置する複数の平坦部と、を有する一対の環状板部材を備え、前記ポケットの外周面には、該ポケットから見て前記玉の公転方向に対する上流側において径方向外方に向かって突出する凸部が設けられている。
【０００８】
この第１の発明によれば、ポケットの外周面には、ポケットから見て玉の公転方向に対する上流側において径方向外方に向かって突出する凸部が設けられる。潤滑油中に浸された玉軸受が回転すると、ポケットの外周面の近傍を流れる潤滑油は凸部を乗り越える。このとき、潤滑油の流れは、凸部によって強制的に乱流境界層に移行することになる。乱流境界層は、層流境界層よりも剥離しにくい。そのため、ポケットの外周面の近傍を流れる潤滑油は、ポケットの外周面にはりついて剥離しにくくなる。そのため、下流側の渦が小さくなるため、ポケットの上流側と下流側の圧力差が小さくなって攪拌抵抗を低減させることができる。また、凸部は、ポケットの外周面に設けるものであり、保持器の構成品は増えない。
【０００９】
次に、第２の発明は、第１の発明の玉軸受用保持器であって、前記凸部は、線状に形成されており、前記ポケットの外周面において連続又は断続的に形成されている。
【００１０】
この第２の発明によれば、凸部は、線状に形成されており、ポケットの外周面において連続又は断続的に形成されている。これにより、より多くの潤滑油を凸部に通過させることができる。
【００１１】
次に、第３の発明は、第２の発明の玉軸受用保持器であって、前記凸部は、前記玉軸受の回転軸方向から見た場合、前記各玉の中心を結ぶ玉の公転軌道に近い位置から、前記公転軌道に遠い位置に向かって、前記玉の公転方向に傾斜して設けられている。
【００１２】
この第３の発明によれば、凸部を潤滑油の流れに交差するように配設することで乱流境界層に移行させやすくしている。
【００１３】
次に、第４の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれかの玉軸受用保持器であって、前記凸部は、前記玉軸受用保持器の各ポケットにおける玉の公転方向に対する上流側と、前記玉の中心に対して対称位置の下流側に設けられている。
【００１４】
この第４の発明によれば、玉軸受の回転方向の正転、逆転何れの回転でも対応させることができる。
【００１５】
次に、第５の発明は、第１の発明から第４の発明のいずれかの玉軸受用保持器であって、前記凸部の突出量ｄは、前記玉の直径をＤとしたときに、０．０１Ｄ＜ｄ＜０．０５Ｄの関係である。
【００１６】
この第５の発明によれば、凸部の突出量ｄは、玉の直径をＤとしたときに、０．０１Ｄ＜ｄ＜０．０５Ｄの関係であることが好ましい。凸部の突出量ｄが０．０１Ｄより小さい場合、凸部を通過する潤滑油の流れが乱流境界層に移行し難くなる。一方、凸部の突出量ｄが０．０５Ｄより大きい場合、潤滑油の流れの抵抗となってしまうおそれがある。そのため、凸部の突出量ｄは、上記範囲であることが好ましい。
【００１７】
次に、第６の発明は、第１の発明から第５の発明のいずれかの玉軸受用保持器であって、前記玉軸受の回転中心と、前記玉の中心を結ぶ仮想直線に直交し、且つその玉の中心を通る仮想平面で切断したときの断面でから見たときの前記凸部の配設角度αは、前記玉の公転方向に対し、４０°＜α＜６０°の位置に設けられている。
【００１８】
この第６の発明によれば、上記凸部の配設は、上記構成であることが好ましい。これにより、より一層凸部を通過する潤滑油の流れを乱流境界層に移行させやすくすることができる。
【００１９】
次に、第７の発明は、第１の発明から第６の発明のいずれかの玉軸受用保持器であって、前記凸部は前記ポケットの内周面側から押出成形により形成されている。
【００２０】
この第７の発明によれば、凸部はポケットの内周面側から押出成形により形成されている。これにより、ポケットの成形と同時に凸部を形成することができる。また凸部は、ポケットの内周面側から押し出すため、ポケットの内周面と玉の表面との接触面積が低減でき、すべり抵抗を低下することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記各発明の手段をとることにより、玉軸受用保持器の構成品を増やすことなく、ポケットに働く潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る玉軸受用保持器を用いた玉軸受の外輪の一部を切り欠いて内部構成を明らかにした全体斜視図である。
【図２】実施形態に係る玉軸受用保持器の全体側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ部を拡大した拡大図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】実施形態に係る玉軸受用保持器の変形例として図３に対応する図面である。
【図６】凸部５０を有さない保持器１２０における潤滑油Ｌの流れを図４に対応して示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態に係る玉軸受用保持器を用いた玉軸受の外輪の一部を切り欠いて内部構成を明らかにした全体斜視図である。図１に示すように、玉軸受１０は、深溝玉軸受である。玉軸受１０は、内輪１２と、外輪１４と、複数の玉１６、保持器２０（玉軸受用保持器）とを備えている。内輪１２は、鉄鋼材の環状部材であり外周面に内輪軌道面１２ａを有する。外輪１４は、鉄鋼材の環状部材であり内周面に外輪軌道面１４ａを有する。複数の玉１６は、内輪軌道面１２ａと外輪軌道面１４ａとの間に転動自在に配設される。
【００２４】
保持器２０は、いわゆる波型保持器と呼ばれる保持器である。保持器２０は、鋼板製によって環状に形成された一対の環状板部材３０、４０を備えている。この一対の環状板部材３０、４０には、周方向においてポケット膨出部３２、４２と、平坦部３４、４４が交互に配設されている。ポケット膨出部３２、４２は、ポケット２２を構成するために厚み方向において円弧状に複数、突出形成されている。各ポケット膨出部３２、４２のポケット２２の内周面３６、４６の曲率は、玉１６の外周の曲率とほぼ同一となるように形成されている。各ポケット膨出部３２、４２の間は、平板状の平坦部３４、４４によって連結されている。平坦部３４、４４には、それぞれリベット２４を挿通するための孔部３５、４５（図４参照）が開孔形成されている。一対の環状板部材３０、４０は、複数のポケット膨出部３２、４２同士が軸方向で対向するように軸方向で重ね合わされて玉１６を挟持する。そして、平坦部３４、４４同士が重ね合わされた状態でリベット２４を孔部３５、４５に挿通し、軸方向からかしめて結合されている。これにより、保持器２０は、一対の環状板部材３０、４０が玉１６に対し軸方向両側から挟持するように構成される。保持器２０は、複数の各ポケット２２が、複数の玉１６を内輪１２及び外輪１４の周方向に間隔をおいた配設状態で軸方向及び径方向の内外へ抜け出ないように包囲して収容保持する。保持器２０は、玉１６がポケット２２に組み込まれた状態で玉１６の転動に伴って公転する。
【００２５】
図２〜４に示すように、ポケット２２の外周面３８、４８には、凸部５０が設けられている。凸部５０は、ポケット２２の外周面３８、４８において、玉１６の公転方向Ｘに対する上流側２２Ａに配設される。凸部５０は、ポケット膨出部３２、４２において径方向外方に向かって突出して設けられる。凸部５０は、線状に形成されており、ポケット２２の外周面３８、４８において連続して形成されている。凸部５０は、玉軸受１０の回転軸方向から見て各玉１６の中心１６Ｃを結ぶ玉１６の公転軌道１６Ｐに近い位置から、公転軌道１６Ｐに遠い位置に向かって、玉１６の公転方向Ｘに傾斜して設けられている。これは、潤滑油Ｌの流れを凸部５０に対し直交に近い角度で通過させるためである。凸部５０は、玉１６の公転方向Ｘに対する上流側２２Ａに設けられると共に、玉１６の中心１６Ｃに対して対称位置の下流側２２Ｂにも設けられている。
【００２６】
凸部５０の突出量ｄは、玉１６の直径をＤとしたときに、０．０１Ｄ＜ｄ＜０．０５Ｄの関係で設けられる。凸部５０の突出量ｄが０．０１Ｄより小さい場合、凸部５０を通過する潤滑油Ｌの流れが乱流境界層に移行し難くなる。一方、凸部５０の突出量ｄが０．０５Ｄより大きい場合、潤滑油Ｌの流れの抵抗となってしまうおそれがある。そのため、凸部５０の突出量ｄは、上記範囲であることが好ましい。
【００２７】
図４は、玉軸受１０の回転中心１０Ｃと、玉１６の中心１６Ｃを結ぶ仮想直線Ｓ（図３参照）に直交し、且つその玉１６の中心１６Ｃを通る仮想平面Ｈ（図３参照）で切断したときの断面である。ここで、凸部５０の配設角度αは、玉１６の公転方向Ｘに対し、４０°＜α＜６０°の位置に設けられている。凸部５０の配設角度αは、４０°より小さいと乱流境界層に移行しにくい。一方、凸部５０の配設角度αは、６０°より大きいと潤滑油Ｌがポケット２２の外周面３８、４８から剥離してしまうおそれがある。凸部５０は、環状板部材３０、４０にポケット膨出部３２、４２を形成する押出成形の際に内周面３６、４６側から同時に形成される。
【００２８】
次に、凸部５０を有する保持器２０周りの潤滑油Ｌの流れ（図４）と、凸部５０を有さない保持器１２０周りの潤滑油Ｌの流れ（図６）を比較して説明する。
【００２９】
図６に示すように、保持器１２０に保持された玉１６は、公転方向Ｘ方向に自転しながら公転をしている。保持器１２０のポケット１２２は、各玉１６を保持する部位が厚み方向において円弧状に突出したポケット膨出部１３２、１４２が形成される。そのため、平坦部１３４、１４４の部位は、ポケット１２２に比べて窪んだ形状となる。玉軸受１００は潤滑油Ｌに浸された状態で回転するとポケット１２２が潤滑油Ｌを掻き分けるように公転し平坦部１３４、１４４における窪みに渦Ｗ２を生じさせる。すなわち、保持器１２０のポケット１２２から見て玉１６の公転方向Ｘに対する上流側１２２Ａに付着した潤滑油Ｌは、外周面１３８、１４８の曲面を沿うように流れ、同曲面から剥離して流れている。ポケット１２２と平坦部１３４、１４４は、厚み差があるため、ポケット１２２から見た玉の公転方向Ｘに対する下流側１２２Ｂの潤滑油Ｌは、剥離した後に渦Ｗ２が発生する。この渦Ｗ２の影響によって上流側１２２Ａの圧力Ｐ３よりも下流側１２２Ｂの圧力Ｐ４が小さくなる。この圧力差ΔＰ３４（ΔＰ３４＝Ｐ３−Ｐ４）によってポケット１２２には、玉１６の公転を妨げる向きの抵抗力Ｆ２が生ずる。係る力は、玉軸受１００に対する攪拌抵抗となり、回転数が大きくなるにつれて大きくなる懸念がある。
【００３０】
一方、本実施形態の保持器２０は、図４に示すようにポケット２２の外周面３８、４８に凸部５０が設けられている。潤滑油Ｌ中に浸された玉軸受１０が回転すると、ポケット２２の外周面３８、４８の近傍を流れる潤滑油Ｌは凸部５０を乗り越える。このとき、潤滑油Ｌの流れは、凸部５０によって強制的に乱流境界層に移行することになる。ここで、一般的に乱流境界層は、層流境界層よりも剥離しにくいことが知られている。そのため、乱流境界層に移行した潤滑油Ｌは、ポケット２２の外周面３８、４８にはりついて剥離しにくくなる。そのため、下流側２２Ｂで剥離した後の渦Ｗ１が小さくなる傾向となる。そのため、ポケット２２の上流側２２Ａの圧力Ｐ１と下流側２２Ｂの圧力Ｐ２の圧力差ΔＰ１２（ΔＰ１２＝Ｐ１−Ｐ２）が小さくなって、玉１６の公転を妨げる向きの抵抗力Ｆ１（攪拌抵抗）を低減させることができる。すなわち、圧力差ΔＰ３４＞圧力差ΔＰ１２、抵抗力Ｆ２＞抵抗力Ｆ１の関係となる。
【００３１】
このように、本実施形態の玉軸受用保持器によれば、ポケット２２の外周面３８、４８には、ポケット２２から見て玉１６の公転方向Ｘに対する上流側２２Ａに、玉１６の公転方向Ｘに対して交差する方向に突出する凸部５０が設けられる。潤滑油Ｌ中に浸された玉軸受が回転すると、ポケット２２の外周面３８、４８の近傍を流れる潤滑油Ｌは凸部５０を乗り越える。このとき、潤滑油Ｌの流れは、凸部５０によって強制的に乱流境界層に移行することとなる。乱流境界層は、層流境界層よりも剥離しにくい。そのため、ポケット２２の外周面３８、４８の近傍を流れる潤滑油Ｌは、ポケット２２の外周面３８、４８にはりついて剥離しにくくなる。そのため、下流側２２Ｂの渦Ｗ１が小さくなるため、ポケット２２の上流側２２Ａと下流側２２Ｂの圧力差ΔＰ１２が小さくなって攪拌抵抗を低減させることができる。また、凸部５０は、ポケット２２の外周面３８、４８に設けるものであり、保持器２０の構成品は増えない。
【００３２】
また、凸部５０は、線状に形成されており、ポケット２２の外周面３８、４８において連続又は断続的に形成されている。これにより、より多くの潤滑油Ｌを凸部５０に通過さることができる。また、凸部５０を潤滑油Ｌの流れに交差するように配設することで乱流境界層に移行させやすくしている。また、玉軸受１０の回転方向の正転、逆転何れの回転でも対応さえることができる。
【００３３】
また、凸部５０の突出量ｄは、玉１６の直径をＤとしたときに、０．０１Ｄ＜ｄ＜０．０５Ｄの関係であることが好ましい。凸部５０の突出量ｄが０．０１Ｄより小さい場合、凸部５０を通過する潤滑油Ｌの流れが乱流境界層に移行し難くなる。一方、凸部５０の突出量ｄが０．０５Ｄより大きい場合、潤滑油Ｌの流れの抵抗となってしまうおそれがある。そのため、凸部５０の突出量ｄは、上記範囲であることが好ましい。
【００３４】
また、上記凸部５０の配設は、玉の公転方向に対し、４０°＜α＜６０°の位置に設けられていることが好ましい。これにより、より一層凸部５０を通過する潤滑油Ｌの流れを乱流境界層に移行させやすくすることができる。また、凸部５０はポケット２２の内周面３６、４６側から押出成形により形成されている。これにより、ポケット２２の成形と同時に凸部５０を形成することができる。また凸部５０は、ポケット２２の内周面３６、４６側から押し出すため、ポケット２２の内周面３６、４６と玉１６の表面との接触面積が低減でき、すべり抵抗を低下することができる。
【００３５】
なお、この発明は本実施形態に限定するものではなく、その他各種の形態で実施することができるものである。例えば、凸部５０は、線状の連続した態様を示したが、図５のように断続的に配設される凸部２５０であってもよい。凸部５０は、ワイヤ部材をポケット２２の外周面３８、４８に固着させるものであってもよい。たとえば、ワイヤ部材をポケット２２の外周面３８、４８に溶着させるものでもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０        玉軸受
１０Ｃ      回転中心
１２        内輪
１２ａ      内輪軌道面
１４        外輪
１４ａ      外輪軌道面
１６        玉
１６Ｃ      玉の中心
１６Ｐ      玉の公転軌道
２０        保持器（玉軸受用保持器）
２２        ポケット
２２Ａ      上流側
２２Ｂ      下流側
２４        リベット
３０、４０  環状板部材
３２、４２  ポケット膨出部
３４、４４  平坦部
３５、４５  孔部
３６、４６  ポケットの内周面
３８、４８  ポケットの外周面
５０        凸部
ｄ          凸部の突出量
Ｄ          玉の直径
Ｌ          潤滑油
Ｓ          仮想直線
Ｈ          仮想平面
α          配設角度
Ｘ          公転方向
【図１】
2016223582.tif 000003
【図２】
2016223582.tif 000004
【図３】
2016223582.tif 000005
【図４】
2016223582.tif 000006
【図５】
2016223582.tif 000007
【図６】
2016223582.tif 000008