JP2016044758A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受内部におけるグリースの循環性を向上させることができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】外輪３と内輪２との間の環状空間に、複数の転動体４が保持器５により周方向に沿って所定間隔で保持された状態で配置されており、前記内輪２の軸方向一端側の肩径が当該内輪の軸方向他端側の肩径と異なっており、かつ、前記環状空間の軸方向両端に当該環状空間内のグリースの外部への漏洩を抑制する遮蔽部６が設けられてなる転がり軸受１。前記内輪２のうち肩径が大きい大端側２ｂと対向する外輪内周面と、当該外輪内周面と対向する保持器外周面との間の第１隙間ｃ１が、前記内輪２のうち肩径が小さい小端側２ａと対向する外輪内周面と、当該外輪内周面と対向する保持器外周面との間の第２隙間ｃ２よりも大きくされてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は転がり軸受に関する。

各種機械装置の回転軸を支持する軸受としてアンギュラ玉軸受が知られている。近年、かかる機械装置の回転軸は、加工効率および運転効率を向上させるために高速で回転されることが多い。このため、アンギュラ玉軸受には、高速回転時に焼き付きが発生しないなどの高い信頼性が要求される。そして、アンギュラ玉軸受の信頼性を向上させるために、軸受内部に潤滑油を供給する油潤滑に代えて、高い潤滑性能を有するグリース潤滑を採用する場合が増えつつある。このグリース潤滑では、軸受内部に予めグリースが充填される。

ところで、軸受内部に充填されたグリースは、軸受の運転時に潤滑を要する個所に随時供給される必要がある。そこで、軸受内部におけるグリースの流動性を向上させるために種々の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のアンギュラ玉軸受３０は、図５に示されるように、内輪３１がアンギュラ形状である。すなわち、軸方向（図５において左右方向）を基準として、左右の肩径が異なっている。具体的に、図５において、内輪３１の右側の部位３２の肩径は、同左側の部位３３の肩径よりも大きい。そして、両部位３２、３３をつなぐ円弧面が内輪軌道溝３４とされている。

また、アンギュラ玉軸受３０は、図５に示されるように、外輪３５が深溝形状である。すなわち、軸方向を基準として、左右の肩径が同じである。具体的に、図５において、外輪３５の右側の部位３６の肩径と、同左側の部位３７の肩径とは同じである。

外輪３５の内径部には、外輪３５の軌道溝３８につながるグリース貯留溝３９ａ、３９ｂが形成されている。グリース貯留溝３９ａ、３９ｂは、軌道溝３８の軸方向外側にそれぞれ形成されている。そして、図５において右側のグリース貯留溝３９ｂの溝壁に軸方向内向きに、かつ径方向外向きに傾斜するグリース案内面４０が形成されている。

特許文献１に記載のアンギュラ玉軸受によれば、運転時にグリース貯留溝３９ｂに溜まるグリースは、玉４１の転動に伴う保持器４２の回転により生じる風圧でグリース案内面４０に押し付けられ、押し付けられたグリースは、傾斜したグリース案内面４０に沿って外輪３５の軌道溝３８に安定して供給される、とされている。

特開２０１０−１６４１２２号公報

しかし、内輪３１がアンギュラ形状を呈していることや、運転時に玉４１がスピンすることによるポンプ効果などに起因して、図５において矢印で示されるように、グリースが片側（図５において右側）に集まりやすいという問題がある。片側に集まったグリースは、その場で滞留したり、場合によっては、非接触シール４３の先端のラビリンスから外部に漏れたりする。グリースの滞留や漏れがあると潤滑不良が生じ、焼き付き、昇温、摩耗といった不具合が発生する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、軸受内部におけるグリースの循環性を向上させることができる転がり軸受を提供することを目的としている。

本発明の転がり軸受は、外輪と内輪との間の環状空間に、複数の転動体が保持器により周方向に沿って所定間隔で保持された状態で配置されており、
前記内輪の軸方向一端側の肩径が当該内輪の軸方向他端側の肩径と異なっており、かつ、
前記環状空間の軸方向両端に当該環状空間内のグリースの外部への漏洩を抑制する遮蔽部が設けられてなる転がり軸受であって、
前記内輪のうち肩径が大きい大端側と対向する外輪内周面と、当該外輪内周面と対向する保持器外周面との間の第１隙間が、前記内輪のうち肩径が小さい小端側と対向する外輪内周面と、当該外輪内周面と対向する保持器外周面との間の第２隙間よりも大きくされてなる。

本発明の転がり軸受では、軸受運転時に前述したポンプ効果などに起因してグリースが集まりやすい領域（内輪と外輪との間の環状空間のうち、内輪のうち肩径が大きい大端側と、当該大端側と対向する外輪内周面との間の領域）側における保持器と外輪内周面との隙間（第１隙間）を、転動体を挟んで前記領域と反対側の第２隙間よりも大きくしている。このため、前記領域に集まったグリースは前記第１隙間を通って外輪の軌道溝へと従来よりも容易に循環することができる。したがって、軌道溝の潤滑性を向上させることができ、焼き付き、昇温、摩耗といった潤滑不良に起因する不具合が発生するのを防止することができる。

本発明の転がり軸受によれば、軸受内部におけるグリースの循環性を向上させることができる。

本発明の転がり軸受の一実施形態の部分断面説明図である。 本発明の転がり軸受の他の実施形態の部分断面説明図である。 本発明の転がり軸受のさらに他の実施形態の部分断面説明図である。 本発明の転がり軸受の他の実施形態の部分断面説明図である。 従来のアンギュラ玉軸受の一例の部分断面説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の転がり軸受の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る転がり軸受の部分断面説明図である。本実施形態に係る転がり軸受１は、内輪２と、外輪３と、複数の転動体である玉４と、保持器５と、遮蔽部であるシール部６とを備えている。

内輪２はアンギュラ形状を呈している。内輪２の外径部には、軌道溝７が、玉４との接触角が所定の角度となるように形成されている。内輪２は、前記軌道溝７を挟んで内輪２の軸方向一端側（図１において左側）の内輪小端部２ａと、前記軌道溝７を挟んで内輪２の軸方向他端側（図１において右側）の内輪大端部２ｂとを有している。内輪小端部２ａと内輪大端部２ｂの肩径は異なっている。具体的に、内輪小端部２ａの肩径は内輪大端部２ｂの肩径よりも小さい。軌道溝７と反対側の、内輪大端部２ｂの端部には、環状の溝部８が形成されている。また、軌道溝７と反対側の、内輪小端部２ａの端部にも前記溝部８よりも浅い溝部９が形成されている。

外輪３の内径部には、前記内輪２の軌道溝７と対向する位置に軌道溝１０が形成されている。複数の玉４は、内輪２の軌道溝７と外輪３の軌道溝１０との間に転動自在に配設されている。外輪３の内径部には、前記軌道溝１０につながる環状のグリース貯留溝１１が形成されている。グリース貯留溝１１は、内輪大端部２ｂと対向する外輪内径部に形成されている。また、外輪３の内径部の両端部には、シール部６が固定されるシール溝１２が形成されている。

複数の玉４は、保持器５により周方向に沿って所定間隔で保持された状態で両軌道溝７、１０間に配設されている。保持器５は、環状の帯板体からなっており、この帯板体には、玉４を収容するための複数のポケット５ａが周方向に沿って形成されている。本実施形態における保持器５は外輪案内の保持器である。

本実施形態では、内輪２と外輪３との間の環状空間の軸方向両端に当該環状空間内のグリースが外部に漏洩するのを抑制する遮蔽部としてシール部６が設けられている。シール部６は、環状の芯金１３と、この芯金１３に被着されるシール体１４とで構成されている。シール部６の外径側部分が外輪３に形成されたシール溝１２に固定されている。一方、シール部６の内径側の先端部、すなわちシール体１４の内径側先端部と、前記溝部８または溝部９の溝底との間にはわずかなクリアランスが形成されている。これにより、シール体１４の内径側先端部と、前記溝部８または溝部９の溝底との間にはラビリンスシールが形成されている。

本実施形態では、内輪小端部２ａと対向する外輪３の内径部の内径が、内輪大端部２ｂと対向する外輪３の内径部の内径よりも小さくなるように外輪３の内径部を形成している。これにより、内輪大端部２ｂと対向する外輪３の内周面と保持器５の外周面５ｂとの間の隙間ｃ１（第１隙間）が、内輪小端部２ａと対向する外輪３の内周面と保持器５の外周面５ｃとの間の隙間ｃ２（第２隙間）よりも大きくされている。隙間ｃ１および隙間ｃ２の大きさは、本発明において特に限定されるものではないが、例えばｃ１＝０．２〜０．５ｍｍ、ｃ２＝０．１〜０．３ｍｍの範囲内で設定することができる。また、隙間ｃ１と隙間ｃ２との差は、例えば０．１〜０．４ｍｍとすることができる。

〔第２実施形態〕
図２は、本発明の他の実施形態（第２実施形態）に係る転がり軸受の部分断面説明図である。図２に示される転がり軸受２１が、図１に示される転がり軸受１と異なる点は、外輪２２の軌道溝２３につながるグリース貯留溝２４を軸方向外側に延設することで、第１隙間を第２隙間よりも大きくしている点である。それ以外の構成については、第１実施形態に係る転がり軸受１と同じであるので、共通する構成には同一の参照符号を付し、簡単のため、それらの説明を省略する。

本実施形態では、外輪２２の内径部に形成された軌道溝２３につながるグリース貯留溝２４が軸方向外側に延設されて、内輪２のうち肩径が大きい内輪大端部２ｂと対向する外輪内周面に周方向に沿った溝状のグリース溜り２８が形成されている。グリース貯留溝２４が延設された部分であるグリース溜り２８の溝底の幅ｗ１は、当該グリース溜り２８と対向する保持器５の幅ｗ２よりも大きくされている。これにより、内輪大端部２ｂと対向する外輪２２の内周面と保持器５の外周面５ｂとの間の隙間ｃ１（第１隙間）が、内輪小端部２ａと対向する外輪３の内周面と保持器５の外周面５ｃとの間の隙間ｃ２（第２隙間）よりも大きくされている。

第１および第２実施形態に係る転がり軸受では、軸受運転時に前述したポンプ効果などに起因してグリースが集まりやすい領域側における保持器５と外輪内周面との隙間（第１隙間ｃ１）を、玉４を挟んで前記領域と反対側の第２隙間よりも大きくしている。このため、前記領域に集まったグリースは、図１〜２において矢印で示されるように、前記第１隙間ｃ１を通って外輪の軌道溝へと従来よりも容易に循環することができる。したがって、軌道溝の潤滑性を向上させることができ、焼き付き、昇温、摩耗といった潤滑不良に起因する不具合が発生するのを防止することができる。

〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、外輪の内径部の寸法を調整することで第１隙間を第２隙間よりも大きくしているが、図３に示されるように、玉４を挟んだ、保持器２５の左右（軸方向の左右）のリム部２５ｃ１、２５ｃ２の断面形状を変えることで第１隙間を第２隙間よりも大きくすることもできる。具体的に、内輪大端部２ｂと対向する側のリム部２５ｃ１の径方向の寸法ｔ１を、内輪小端部２ａと対向する側のリム部２５ｃ２の径方向の寸法ｔ２よりも小さくすることで第１隙間を第２隙間よりも大きくすることもできる。換言すれば、内輪大端部２ｂと対向する側の保持器外周面の直径を、内輪小端部２ａと対向する側の保持器外周面の直径よりも小さくすることで第１隙間を第２隙間よりも大きくすることもできる。

また、前述した実施形態（第２実施形態）では、グリース貯留溝およびグリース溜りの溝底を軸受の軸方向と平行であり且つ平坦な溝底としているが、グリース溜り２６は、例えば図４（ａ）に示されるような、グリース貯留溝２７よりも浅くして階段状としてもよいし、また、図４（ｂ）に示されるような傾斜した溝底２９ａを有するグリース溜り２９であってもよい。

また、前述した実施形態では、外輪案内の保持器としているが、転動体案内の保持器とすることもできる。
また、前述した実施形態では、グリースの軸受外部への漏洩を阻害する遮蔽部として芯金と、これに被着されたシール体とからなるシール部を用いているが、例えばハウジングなど軸受以外の部材の壁面により内輪と外輪との間の環状空間の端部を閉止する場合も考えられ、この場合は、前記ハウジングの壁面が遮蔽部を構成する。

１：転がり軸受、２：内輪、２ａ：内輪小端部、２ｂ：内輪大端部、３：外輪、４：玉（転動体）、５：保持器、６：シール部（遮蔽部）、７：軌道溝、１０：軌道溝、１１：グリース貯留溝、２１：転がり軸受、ｃ１：第１隙間、ｃ２：第２隙間

Claims (3)

1. 外輪と内輪との間の環状空間に、複数の転動体が保持器により周方向に沿って所定間隔で保持された状態で配置されており、
   前記内輪の軸方向一端側の肩径が当該内輪の軸方向他端側の肩径と異なっており、かつ、
   前記環状空間の軸方向両端に当該環状空間内のグリースの外部への漏洩を抑制する遮蔽部が設けられてなる転がり軸受であって、
   前記内輪のうち肩径が大きい大端側と対向する外輪内周面と、当該外輪内周面と対向する保持器外周面との間の第１隙間が、前記内輪のうち肩径が小さい小端側と対向する外輪内周面と、当該外輪内周面と対向する保持器外周面との間の第２隙間よりも大きくされてなる、転がり軸受。
2. 前記外輪の内径部に形成された軌道溝につながるグリース貯留溝が軸方向外側に延設されて、前記内輪のうち肩径が大きい大端側と対向する外輪内周面に周方向に沿った溝状のグリース溜りが形成されており、前記グリース溜りの溝底の幅が当該グリース溜りと対向する保持器の幅よりも大きくされてなる請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記第１隙間を規定する保持器外周面の直径が、前記第２隙間を規定する保持器外周面の直径よりも小さくされてなる、請求項１に記載の転がり軸受。
   
   

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