JP2018204740A - 転がり軸受用保持器および転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速回転時でも発熱が抑制されている転がり軸受を提供する。【解決手段】保持器5は、上記軸方向における保持器5の一端と複数のポケット5Cの各一端との間に位置し上記周方向に連なる円環状の第1領域R1と、上記軸方向における保持器5の他端と複数のポケット5Cの各他端との間に位置し上記周方向に連なる円環状の第2領域R2と、上記軸方向において第1領域R1と第2領域R2との間を接続している複数の第3領域R3とを備える。複数のポケット5Cの開口端を含む外周面5Aには、該外周面5Aに対して凹んでいる複数の凹部5Dが配置されている。複数の凹部5Dの一部は、複数の第3領域R3内に配置されている。複数の凹部5Dの残部は、第1領域R1内に配置されている。複数の凹部5Dは、上記軸方向および上記周方向において複数のポケット5Cと間隔を隔てて配置されている。【選択図】図3
Description
本発明は、転がり軸受用保持器および転がり軸受に関する。
従来、保持器の案内方式が軌道輪案内(内輪案内又は外輪案内)である転がり軸受では、軌道輪において保持器を案内する面(保持器案内面)と、軌道輪に案内される保持器の案内面との間に、案内すきまが設けられている。案内すきまは、保持器の上記案内面の直径が軌道輪の上記保持器案内面の直径よりも短く設けられている部分である。
特開2001−12476号公報には、保持器の軸方向の両側面間を接続し、かつ周方向に隣り合う2つのポケット間を接続するように排油溝が配置されている保持器が開示されている。該保持器はポリイミド樹脂で構成されている。
しかしながら、特開2001−12476号公報に記載の保持器のように、案内すきまがポケットまたは保持器の軸方向側面と連なっている従来の保持器では、転がり軸受に組み立てられたときに潤滑油が案内面に貯留しない。そのため、従来の保持器を備える転がり軸受では、高速回転時に軌道輪と保持器との摺動に伴う発熱量が大きいという問題がある。
上記摺動に伴う発熱量が大きい場合には、軌道輪と保持器との間で焼き付きが生じるおそれがある。
本発明の主たる目的は、高速回転時でも発熱が抑制されている転がり軸受を提供することにある。
本発明に係る保持器は、転がり軸受において複数の転動体の各々を収容する複数のポケットを備え、軌道輪により案内される転がり軸受用保持器であって、転がり軸受用保持器の軸方向の一端と複数のポケットの軸方向の一端との間に位置し、周方向に連なる円環状の第1領域と、転がり軸受用保持器の軸方向の他端と複数のポケットの軸方向の他端との間に位置し、周方向に連なる円環状の第2領域と、軸方向において第1領域と第2領域との間を接続している複数の第3領域とを備える。複数のポケットの開口端を含む外周面および内周面のいずれかに対して凹んでいる少なくとも1つの凹部が配置されている。少なくとも1つの凹部は、軸方向および周方向において複数のポケットと間隔を隔てて配置されている。少なくとも1つの凹部の少なくとも一部は、複数の第3領域内に配置されている。
本発明によれば、高速回転時でも発熱が抑制されている転がり軸受を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、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。
本実施の形態に係る転がり軸受は、例えばアンギュラ玉軸受1である。図1および図2は、本実施の形態に係るアンギュラ玉軸受1の周方向に垂直な断面図である。図2は、周方向において図1とは異なる部分の断面図である。図1および図2に示されるように、アンギュラ玉軸受1は、外輪2、内輪3、複数の転動体としての複数の玉4、および保持器5を備える。説明の便宜上、以下において転がり軸受の軸方向、径方向、および周方向の各々を、単に軸方向、径方向、および周方向とよぶ。
外輪2および内輪3は、円環状に設けられた軌道部材である。外輪2および内輪3の各中心軸は、上記軸方向に沿って互いに同軸上に配置されている。外輪2の内周面には、円環状の外輪転走面2Aが形成されている。内輪3の外周面には、外輪転走面2Aに対向する円環状の内輪転走面3Aが形成されている。
複数の玉4は、外輪2と内輪3との間に周方向に互いに間隔を隔てて配置されている。複数の玉4の各々には、転動体接触面としての玉転走面4A(玉4の表面)が形成されている。各玉転走面4Aは、外輪転走面2Aおよび内輪転走面3Aのそれぞれに接触している。さらに、複数の玉4は、円環状の保持器5により転動自在に保持されている。これにより、外輪2と内輪3とは互いに相対的に回転可能となっている。
保持器5は、上述のように円環状に設けられている。保持器5の中心軸は、上記軸方向に沿って外輪2および内輪3の各中心軸と同軸上に配置されている。保持器5の外周面5Aは、上記径方向において外輪2の内周面と対向配置されている。保持器5の内周面5Bは、上記径方向において内輪3の外周面と対向配置されている。
図1および図2に示されるように、保持器5は、軌道輪により案内される軌道輪案内方式の保持器であり、例えば外輪2により案内される外輪案内方式の保持器である。さらに、保持器5は、例えば上記軸方向における外輪2の片側により案内される外輪片側案内方式の保持器である。この場合、外輪転走面2Aに対し上記軸方向の一方の側に位置する外輪2の内周面と対向配置された保持器5の外周面5Aの一部が、外輪案内面とされている。
保持器5は、複数の玉4の各々を収容するための複数のポケット5Cを備える。複数のポケット5Cは、上記周方向に互いに間隔を隔てて配置されている。複数のポケット5Cの各々は、保持器5の外周面5Aおよび内周面5Bに開口している。言い換えると、保持器5の外周面5Aおよび内周面5Bは、複数のポケット5Cの各開口端を含む。
図3は、保持器5の外周面5Aを平面上に展開した図である。図4は、図3中の線分IV−IVから視た保持器5の断面図である。図5は、図3中の線分V−Vから視た保持器5の断面図である。図2、図3および図5に示されるように、保持器5において外輪案内面としての外周面5Aには、外周面5Aに対して凹んでいる複数の凹部5Dが配置されている。外周面5A上において、複数の凹部5Dは、複数のポケット5Cと上記軸方向および上記周方向において間隔を隔てて配置されている。異なる観点から言えば、外周面5A上において、複数の凹部5Dの周縁部は閉じている。複数の凹部5Dの全周縁部は外周面5A上に配置されている。異なる観点から言えば、図3〜図5に示されるように、複数の凹部5Dは、ポケット5Cと連なるように形成されていない。また、複数の凹部5Dは、上記軸方向における保持器5の両端面(両側面)と上記軸方向において間隔を隔てて配置されている。異なる観点から言えば、複数の凹部5Dは、上記軸方向における保持器5の両端面(両側面)と連なるように形成されていない。
図3〜図5を参照して、複数のポケット5Cと複数の凹部5Dとの相対的な位置関係について、さらに説明する。図3に示されるように、保持器5の外周面5Aは、主に第1領域R1、第2領域R2および第3領域R3の3つの領域に区分され得る。
第1領域R1は、上記軸方向において保持器5の一端と複数のポケット5Cの一端との間に配置されており、上記周方向に連なる円環状領域である。第2領域R2は、上記軸方向において保持器5の他端と複数のポケット5Cの他端との間に配置されており、上記周方向に連なる円環状領域である。第3領域R3は、上記軸方向において上記第1領域R1と上記第2領域R2とを接続している。
図3に示されるように、さらに第3領域R3は、主に第4領域R4および第5領域R5の2つの領域に区分され得る。
第4領域R4は、上記軸方向における一端が上記第1領域R1に、他端が上記第2領域R2にそれぞれ接続されており、上記周方向の幅が上記軸方向に一定である領域である。第4領域R4は、平面視において四角形状を成している。平面視における第4領域R4の上記軸方向の幅は、複数のポケット5Cの内径に等しい。平面視における第4領域R4の上記周方向の幅は、上記周方向において隣り合う2つのポケット5Cの間隔に等しい。
第5領域R5は、上記第3領域R3において上記第4領域R4以外の領域であり、4つの領域からなる。第5領域R5は、第1領域R1と接続されておりかつ上記周方向において第4領域R4を挟むように配置されている2つの領域と、第2領域R2と接続されておりかつ上記周方向において第4領域R4を挟むように配置されている2つの領域とを有する。第5領域R5は、第4領域R4と比べて、ポケット5Cに面している領域が広い。
保持器5では、第1領域R1および上記第1領域R1側に位置する第3領域R3の一部領域の外周面5Aが、アンギュラ玉軸受1において外輪2に案内される案内面として作用する。
図3に示されるように、複数の凹部5Dの少なくとも一部は、上記第3領域R3内に配置されている。好ましくは、複数の凹部5Dは、上記第1領域R1内に配置されている部分と、上記第3領域R3内に配置されている部分とを有している。上記第3領域R3内において、複数の凹部5Dの一部は、少なくとも第5領域R5内に配置されている。好ましくは、複数の凹部5Dの一部は、第4領域R4および第5領域R5内に配置されている。
複数の凹部5Dの上記径方向の深さは、好ましくは0.05mm以上1.50mm以下であり、好ましくは0.06mm以上1.00mm以下である。複数の凹部5Dの上記径方向の当該深さは、例えば一定である。
複数の凹部5Dの各々の平面形状は、任意の形状であればよいが、好ましくは上記軸方向に沿って延びる直線に対して線対称である。図3に示されるように、複数の凹部5Dの各平面形状は、例えば2等辺三角形状である。凹部5Dの平面形状の頂角を成す頂点5Fは、例えば上記周方向において隣り合うポケット5C間に挟まれた上記第4領域R4内であって、当該隣り合うポケット5Cの中線上に配置されている。凹部5Dの平面形状の底角を成す2つの頂点5Gは、上記第1領域R1内であって、上記軸方向から視て隣り合う2つのポケット5Cの一方および他方と重なる位置に配置されている。凹部5Dにおいて2つの頂点5G間を結ぶ底辺は、例えば保持器5の軸方向の両側面と略平行に設けられている。
複数の凹部5Dの総開口面積、すなわち凹部5Dの上記開口端に囲まれた閉領域の面積の総和は、好ましくは複数の第3領域R3の総面積の10%以上であり、より好ましくは30%以上50%以下である。
保持器5を構成する材料は、好ましくは合成樹脂を含む。保持器5を構成する材料は、例えばフェノール樹脂を含んでもよい。このような保持器5は、ガラスクロス等の織物上の補強材に含浸されたプリプレグとして成形された成形体が、切削加工されることによって製造され得る。保持器5を構成する材料は、好ましくはポリアミド(PA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド(PI)、およびポリアミドイミド(PAI)などからなる射出成型可能な合成樹脂群から選択される少なくとも1つを含む。このような保持器5は、射出成形法により容易に製造され得る。
なお、アンギュラ玉軸受1においては、玉4と外輪2との接触点と、玉4と内輪3との接触点とを結ぶ直線は、上記径方向(ラジアル方向)に対して角度θ(図1参照)を成している。そのため、アンギュラ玉軸受1は、ラジアル方向の荷重だけでなく、上記軸方向(アキシャル方向)の荷重をも受けることが可能である。
<作用効果>
本実施の形態に係る保持器5は、アンギュラ玉軸受1用の保持器であって、外輪片側案内方式の保持器である。保持器5は、上記軸方向における保持器5の一端と複数のポケット5Cの各一端との間に位置し上記周方向に連なる円環状の第1領域R1と、上記軸方向における保持器5の他端と複数のポケット5Cの各他端との間に位置し上記周方向に連なる円環状の第2領域R2と、上記軸方向において第1領域R1と第2領域R2との間を接続している複数の第3領域R3とを備える。複数のポケット5Cの開口端を含む外周面5Aには、該外周面5Aに対して凹んでいる複数の凹部5Dが配置されている。複数の凹部5Dの一部は、複数の第3領域R3内に配置されている。複数の凹部5Dの残部は、第1領域R1内に配置されている。複数の凹部5Dは、上記軸方向および上記周方向において複数のポケット5Cと間隔を隔てて配置されている。
本実施の形態に係る保持器5は、アンギュラ玉軸受1用の保持器であって、外輪片側案内方式の保持器である。保持器5は、上記軸方向における保持器5の一端と複数のポケット5Cの各一端との間に位置し上記周方向に連なる円環状の第1領域R1と、上記軸方向における保持器5の他端と複数のポケット5Cの各他端との間に位置し上記周方向に連なる円環状の第2領域R2と、上記軸方向において第1領域R1と第2領域R2との間を接続している複数の第3領域R3とを備える。複数のポケット5Cの開口端を含む外周面5Aには、該外周面5Aに対して凹んでいる複数の凹部5Dが配置されている。複数の凹部5Dの一部は、複数の第3領域R3内に配置されている。複数の凹部5Dの残部は、第1領域R1内に配置されている。複数の凹部5Dは、上記軸方向および上記周方向において複数のポケット5Cと間隔を隔てて配置されている。
上述のように、上記保持器5は外輪片側案内方式の保持器であるため、第1領域R1および複数の第3領域R3の一部領域の外周面5Aがアンギュラ玉軸受1において案内面として作用する。つまり、保持器5において案内面として作用する領域には、複数の凹部5Dの少なくとも一部が配置されている。そのため、保持器5では、第1領域R1にのみ凹部が配置されている保持器と比べて、凹部5Dが案内面内においてより広い領域に配置されている。そのため、保持器5は、第1領域R1にのみ凹部が配置されている保持器と比べて、アンギュラ玉軸受1に組み立てられたときに外輪2との摺動する領域が狭小化されているため、高速回転時にも該摺動に伴う温度上昇が抑制されている。
さらに、保持器5では、複数の凹部5Dが上記軸方向および上記周方向において複数のポケット5Cと間隔を隔てて配置されている。これにより、保持器5は、凹部がポケットまたは保持器の軸方向の両側面に連なるように配置されている保持器と比べて、エアオイル潤滑方式のアンギュラ玉軸受1に組み立てられたときに複数の凹部5D内に軸受内部に供給された潤滑油をより長期間貯留することができ、かつ貯留された潤滑油を案内面により確実に供給することができる。そのため、保持器5は、高速回転時にも外輪2と保持器5との摺動に伴う温度上昇が抑制されている。
そのため、上記保持器5は、温度上昇に伴う外輪2との焼き付きが防止されている。さらに、上記保持器5は、合成樹脂製でありながらも、温度上昇に伴う機械的強度の低下が防止されている。
また、上述のように、第1領域R1にのみ凹部が配置されている保持器や、凹部がポケットまたは保持器の軸方向の両側面に連なるように配置されている保持器を備える従来の転がり軸受では、上記案内すきまが転がり軸受の寸法に対し比較的大きく設けられている。これは以下の理由による。
第1領域R1にのみ凹部が配置されている保持器、および凹部がポケットまたは保持器の軸方向の両側面に連なるように配置されている保持器では、軌道輪の保持器案内面と保持器の案内面とが摺動することに伴う発熱量が高速回転時に多くなる。保持器を構成する材料が樹脂である場合には、軌道輪を構成する材料の熱膨張係数と保持器を構成する材料の熱膨張係数との差が大きい。そのため、従来の転がり軸受では、上記熱膨張係数差に起因して高速回転時に案内すきまの変形量が大きくなり、条件によっては案内すきまが小さくなる。案内すきまが小さくなると、軌道輪と保持器との間で焼き付きが生じ易くなる。
そのため、当該焼き付きを防止する観点から、従来の保持器を備える転がり軸受では、軸受の温度上昇時に案内すきまが小さくなるような変形を見込んで、案内すきまが比較的大きく設計されている。
しかし、このようにして案内すきまが大きく設計された転がり軸受では、高速回転時に保持器の振動が大きくなるという問題がある。その結果、該転がり軸受は、高い加工精度が要求される工作機械に適用され難い。
これに対し、保持器5では上記のように摺動に伴う温度上昇が抑制されているため、該保持器5を備えるアンギュラ玉軸受1では、上述した従来の保持器を備えるアンギュラ玉軸受と比べて、案内すきまの設計値が小さくされ得る。アンギュラ玉軸受1は、高速回転時に保持器5の振動が抑えられているため、比較的高い加工精度が要求される工作機械において高速回転する主軸を支持する転がり軸受等に好適である。
上記保持器5では、複数の凹部5Dは、外周面5Aにおいて軸方向の片側半分の領域内に配置されている。このような保持器5は、複数の凹部5Dが配置されている外周面5Aにおいて軸方向の片側半分の領域を案内面とする外輪片側案内方式の保持器として、好適な構成を備えている。
上記保持器5では、複数の第3領域R3は、上記軸方向における一端が第1領域R1に、他端が第2領域R2にそれぞれ接続されており、上記周方向の幅が上記軸方向に一定である領域である第4領域R4と、第1領域R1または第2領域R2と接続されておりかつ第4領域R4と接続されている複数の第5領域R5とを含む。複数の凹部5Dの少なくとも一部は、第4領域R4および複数の第5領域R5内に配置されている。
このような保持器5では、複数の凹部5Dの少なくとも一部が第4領域R4または第5領域R5のいずれか一方内に配置されている保持器5と比べて、複数の凹部5Dが上記案内面においてより広い面積を占め得るため、アンギュラ玉軸受1において高速回転時にも保持器5の温度上昇が抑制されている。
上記保持器5では、複数の凹部5Dの開口面積が複数の第3領域R3の総面積の10%以上である。
このようにすれば、複数の凹部5Dの開口面積が複数の第3領域R3の総面積の10%未満である場合と比べて、複数の凹部5Dが上記案内面においてより広い面積を占め得るため、アンギュラ玉軸受1において高速回転時にも保持器5の温度上昇が抑制されている。
上記保持器5では、複数の凹部5Dの深さは、0.05mm以上1.50mm以下である。複数の凹部5Dの深さが0.05mm未満である場合には、該凹部5D内に潤滑油が十分に貯留し得ない。また、複数の凹部5Dの深さが1.50mm超えである場合には、保持器5の機械的強度が低下して高速回転時に保持器5が破損する可能性が有る。なお上限値は保持器5の肉厚と強度とから設定される。複数の凹部5Dの深さが0.05mm以上1.50mm以下である保持器5は、複数の凹部5D内に潤滑油を貯留することができながらも、複数の凹部5Dによる強度低下が抑制されている。そのため、該保持器5を備えるアンギュラ玉軸受1は、支持する回転軸が高速回転される用途に好適である。
上記保持器5は合成樹脂製であるのが好ましい。このようにすれば、保持器5は、軽量で耐食性に優れた特性を有している。
<変形例>
本実施の形態に係る転がり軸受は、アンギュラ玉軸受1であるが、これに限られるものではない。本実施の形態に係る転がり軸受は、例えば深溝玉軸受であってもよいし、ころ軸受であってもよい。
本実施の形態に係る転がり軸受は、アンギュラ玉軸受1であるが、これに限られるものではない。本実施の形態に係る転がり軸受は、例えば深溝玉軸受であってもよいし、ころ軸受であってもよい。
また、上記保持器5は、外輪片側案内方式の保持器として構成されているが、これに限られるものではない。保持器5は、外輪両側案内方式の保持器として構成されていてもよい。この場合、外輪転走面2Aに対し上記軸方向の両側に位置する外輪2の内周面と対向配置された保持器5の外周面5Aの一部が、外輪案内面となる。該外輪案内面には、第1領域R1および第3領域R3に加えて第2領域R2の外周面5Aが含まれる。そのため、この場合の複数の凹部5Dは、図6に示されるように、第1領域R1および第3領域R3に加え、第2領域R2の外周面5A内にも配置されていればよい。複数の凹部5Dは、例えば、保持器5の上記軸方向の中心線に対し、線対称となるように配置されていてもよい。
さらに、本実施の形態に係る転がり軸受において、保持器5は軌道輪により案内される軌道輪案内方式の保持器であればよく、内輪3により案内される内輪案内形式の保持器であってもよい。保持器5は、内輪片側案内方式の保持器であってもよいし、内輪両側案内方式の保持器であってもよい。いずれの場合でも、保持器5の内周面5Bの一部が内輪案内面となる。該内輪案内面には、少なくとも第1領域R1および第3領域R3の内周面5Bが含まれるため、複数の凹部5Dは、少なくとも第1領域R1および第3領域R3の内周面5B内に配置されていればよい。
図3および図4に示される保持器5では、該保持器5の上記軸方向の中心線を通る上記軸方向に垂直な断面上には複数の凹部5Dは形成されていないが、これに限られるものではない。複数の凹部5Dの頂角を成す頂点5Fは、保持器5の上記軸方向の中心線よりも第2領域R2側に配置されていてもよい。例えば、複数の凹部5Dは、第3領域R3の上記軸方向の一端から他端まで延びるように配置されていてもよい。
上述のように、複数の凹部5Dの各平面形状は、任意の形状であればよいが、例えば図6に示されるように直角2等辺三角形状であってもよい。図6に示されるように、複数の凹部5Dの平面形状を成す3辺のうちの長辺が、ポケット5Cに面するように配置されていてもよく、ポケット5Cの接線と平行となるように配置されていてもよい。
また、複数の凹部5Dの各平面形状は、曲線部を有していてもよい。図7に示されるように、複数の凹部5Dの各平面形状が三角形状である場合、その3辺のうちの2辺がポケット5Cの外形に沿うように円弧状に設けられていてもよい。
また、上記保持器5には、複数の凹部5Dが配置されているが、これに限られるものではない。保持器5には少なくとも1つの凹部が配置されていればよい。例えば、図3または図7に示される複数の凹部5Dが第1領域R1において互いに連なるように設けられていてもよい。また、図6に示される複数の凹部5Dが第1領域R1、第2領域R2および第3領域R3において互いに連なるように設けられていてもよい。
(実施例)
本実施の形態に係るアンギュラ玉軸受1の有効性を確認するために、アンギュラ玉軸受の回転試験を行った。
本実施の形態に係るアンギュラ玉軸受1の有効性を確認するために、アンギュラ玉軸受の回転試験を行った。
<試料1〜5>
試料1〜4のアンギュラ玉軸受は、実施例としての外輪片側案内方式の保持器を備えるものとした。試料5のアンギュラ玉軸受は、比較例としての外輪両側案内方式の保持器を備えるものとした。具体的には、試料1〜5のアンギュラ玉軸受は、内径70mmである型名HSE014のアンギュラ玉軸受とした。試料1〜4の各保持器の凹部の深さ、および保持器の外周面の面積に対する凹部の開口面積の比率(面積率)は、表1に示される値とした。また、試料1〜4の各凹部の平面形状およびポケットに対する相対的な位置関係は、図7(両側凹形状保持器)に示されるような構成とした。試料5の保持器は、外輪に案内される外輪案内面に凹部が配置されていないものとした。
試料1〜4のアンギュラ玉軸受は、実施例としての外輪片側案内方式の保持器を備えるものとした。試料5のアンギュラ玉軸受は、比較例としての外輪両側案内方式の保持器を備えるものとした。具体的には、試料1〜5のアンギュラ玉軸受は、内径70mmである型名HSE014のアンギュラ玉軸受とした。試料1〜4の各保持器の凹部の深さ、および保持器の外周面の面積に対する凹部の開口面積の比率(面積率)は、表1に示される値とした。また、試料1〜4の各凹部の平面形状およびポケットに対する相対的な位置関係は、図7(両側凹形状保持器)に示されるような構成とした。試料5の保持器は、外輪に案内される外輪案内面に凹部が配置されていないものとした。
準備された試料1〜5のアンギュラ玉軸受は、図8に示される工作機械主軸用スピンドル装置10に適用された。具体的には、試料1〜5のアンギュラ玉軸受は、スピンドル装置10の中央部に配置されたビルトインモータ40により駆動される回転軸を、スピンドル装置10のフロント側において支持する2列のアンギュラ玉軸受1に適用された。なお、該スピンドル装置10は、上記回転軸をリア側において支持する2列の円筒ころ軸受30をさらに備えるものとした。円筒ころ軸受30は外輪31、内輪32、ころ33、保持器34で構成される。保持器34は、樹脂製とした。スピンドル装置10の組立に際し、試料1〜5の各アンギュラ玉軸受には定圧予圧により予圧が与えられた。潤滑方式は、エアオイル潤滑とした。
<評価方法>
上記回転軸の回転速度を停止状態から30000回/分まで徐々に増加させたときの、各回転速度での外輪温度を測定した。
上記回転軸の回転速度を停止状態から30000回/分まで徐々に増加させたときの、各回転速度での外輪温度を測定した。
<評価結果>
図9は、本実施例の評価結果を示すグラフである。図9の横軸は上記回転軸の回転速度(単位:回/分)を示し、図9の縦軸は停止状態時の外輪温度を基準とした外輪の温度上昇値(単位:℃)を示す。図9に示されるように、20000回/分以下の低速回転時には、試料1〜5の間で外輪の温度差は小さかった。20000回/分を超えると、試料1〜5の間の外輪の温度差は徐々に大きくなった。具体的には、20000回/分を超えると、試料5の外輪の温度が大きく上昇しているのに対し、試料1〜4の外輪の温度上昇は抑えられていた。28000回/分では、試料5の外輪温度上昇値が25℃以上であったのに対し、試料1〜4の外輪温度上昇値は25℃未満であった。30000回/分では、試料5の外輪温度上昇値が30℃以上であったのに対し、試料1〜4の外輪温度上昇値は30℃未満であった。
図9は、本実施例の評価結果を示すグラフである。図9の横軸は上記回転軸の回転速度(単位:回/分)を示し、図9の縦軸は停止状態時の外輪温度を基準とした外輪の温度上昇値(単位:℃)を示す。図9に示されるように、20000回/分以下の低速回転時には、試料1〜5の間で外輪の温度差は小さかった。20000回/分を超えると、試料1〜5の間の外輪の温度差は徐々に大きくなった。具体的には、20000回/分を超えると、試料5の外輪の温度が大きく上昇しているのに対し、試料1〜4の外輪の温度上昇は抑えられていた。28000回/分では、試料5の外輪温度上昇値が25℃以上であったのに対し、試料1〜4の外輪温度上昇値は25℃未満であった。30000回/分では、試料5の外輪温度上昇値が30℃以上であったのに対し、試料1〜4の外輪温度上昇値は30℃未満であった。
以上のように、試料1〜4は、試料5と比べて高速回転時にも保持器を案内する外輪の温度上昇が抑えられていた。試料5の保持器は凹部が配置されておらず外輪と摺動する面積が大きいため、試料5の外輪の温度上昇が大きくなると考えられる。一方で、試料1〜4の各保持器には凹部が配置されており、外輪と摺動する面積が試料5の保持器と比べて小さいため、試料1〜4の外輪の温度上昇は試料5の外輪の温度上昇よりも小さいと考えられる。
特に、試料2は、試料5と比べて、30000回/分の高速回転時での外輪の温度が5℃以上低く抑えられていた。これは、試料2の保持器に配置された凹部の面積率が比較的大きく、かつ凹部の深さが潤滑油を貯留しかつ貯留した潤滑油を案内面に供給する上で適切な大きさであったためと考えられる。
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、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修正と変形を含むものであることが意図される。
1 アンギュラ玉軸受、2 外輪、2A 外輪転走面、3 内輪、3A 内輪転走面、4 玉、4A 転動面、5 保持器、5A 外周面、5B 内周面、5C ポケット、5D 凹部、5F,5G 頂点、10 スピンドル装置。
Claims (8)
- 転がり軸受において複数の転動体の各々を収容する複数のポケットを備え、軌道輪により案内される転がり軸受用保持器であって、
前記転がり軸受用保持器の軸方向の一端と前記複数のポケットの前記軸方向の一端との間に位置し、周方向に連なる円環状の第1領域と、
前記転がり軸受用保持器の前記軸方向の他端と前記複数のポケットの前記軸方向の他端との間に位置し、前記周方向に連なる円環状の第2領域と、
前記軸方向において前記第1領域と前記第2領域との間を接続している複数の第3領域とを備え、
前記複数のポケットの開口端を含む外周面および内周面のいずれかに対して凹んでいる少なくとも1つの凹部が配置されており、
前記少なくとも1つの凹部は、前記軸方向および周方向において前記複数のポケットと間隔を隔てて配置されており、
前記少なくとも1つの凹部の少なくとも一部は、前記複数の第3領域内に配置されている、転がり軸受用保持器。 - 前記少なくとも1つの凹部の全周縁は、前記外周面または前記内周面において、前記転がり軸受に組み立てられたときに前記軌道輪に案内される領域内に含まれている、請求項1に記載の転がり軸受用保持器。
- 前記少なくとも1つの凹部は、前記外周面または前記内周面において軸方向の片側半分の領域内に配置されている、請求項1または2に記載の転がり軸受用保持器。
- 前記複数の第3領域は、前記軸方向における一端が前記第1領域に、他端が前記第2領域R2にそれぞれ接続されており、前記周方向の幅が前記軸方向に一定である領域である第4領域と、前記第1領域または前記第2領域と接続されておりかつ前記第4領域と接続されている複数の第5領域とを含み、
前記少なくとも1つの凹部の少なくとも一部は、前記第4領域および前記複数の第5領域内に配置されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の転がり軸受用保持器。 - 前記少なくとも1つの凹部の開口面積は、前記複数の第3領域の総面積の10%以上である、請求項4に記載の転がり軸受用保持器。
- 前記少なくとも1つの凹部の深さは、0.05mm以上1.50mm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の転がり軸受用保持器。
- 合成樹脂製である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の転がり軸受用保持器。
- 外輪と、
内輪と、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の転がり軸受用保持器と、
前記外輪と前記内輪との間に円環状に並べて配置されており、かつ前記転がり軸受用保持器に保持されている複数の転動体とを備える、転がり軸受。
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|---|---|---|---|
| JP2017112533A JP2018204740A (ja) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 転がり軸受用保持器および転がり軸受 |
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