JP2006342901A

JP2006342901A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2006342901A
Application number: JP2005169747A
Authority: JP
Inventors: Koji Kobayashi; 孝司小林
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-21

Abstract

【課題】高速回転用途の転がり軸受であったとしても、焼付きを防止することができ、軸受寿命を向上することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に介装される複数の転動体１３と、転動体１３を円周方向に等間隔で保持する保持器１４と、を備える転がり軸受１０であって、保持器１４に金属製の打ち抜き保持器を使用し、保持器１４のポケット部１７の内周面１８に凹部１９を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、保持器を備えた転がり軸受に関し、特に、高速回転用として好適な転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受に使用される保持器としては、例えば、図３に示す波形打ち抜き保持器が知られている。

この保持器１は、低コスト化と生産性から、冷間圧延鋼等の非熱処理品を波形に打ち抜いた一対の保持器部材２をリベット３等で加締めて組み立てられる。この保持器１は、転動体４を保持するポケット部５において、ポケット部５の内周面５ａと転動体４との間に潤滑油による油膜を形成することにより、ポケット部５の内周面５ａと転動体４との摺動部分の摩耗を抑制している。

その他、従来の転がり軸受としては、外輪と内輪とに挟まれた空間内に潤滑油含有ポリマーを充填する転がり軸受（例えば、特許文献１参照。）や、保持器に無機系バインダに二硫化タングステンを添加してなる被膜を形成する転がり軸受（例えば、特許文献２参照。）が知られている。

特開平６−３１３４３５号公報特開平１０−２０５５４１号公報

しかしながら、自動車等に多く用いられるｄｍＮ値（軸受ＰＣＤｄｍと回転速度Ｎとの積）が数十万に達する高速回転用の転がり軸受に、これら従来の転がり軸受を適用した場合、ポケット部内の潤滑油による攪拌抵抗や潤滑油の滞留によって急激な温度上昇が発生し、軌道面や転動体に焼付き等が生じる虞れがある。

また、軸受の高速回転によりポケット部の内周面と転動体との間の油膜が破断してしまった場合には、内周面と転動体とが直接金属接触して摺動するため、この摺動部分の摩耗が促進され、軸受寿命を低下させる原因となる。

本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、高速回転用途の転がり軸受であったとしても、焼付きを防止することができ、軸受寿命を向上することができる転がり軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動自在に介設される複数の転動体と、転動体を円周方向に等間隔に保持する保持器と、を備える転がり軸受であって、保持器に金属製の打ち抜き保持器を使用し、保持器のポケット部に凹部を設けることを特徴とする転がり軸受。
（２）保持器は、少なくともポケット部の内周面に低摩擦被膜処理を施すことを特徴とする（１）に記載の転がり軸受。

本発明によれば、保持器に金属製の打ち抜き保持器を使用し、保持器のポケット部に凹部を設けるため、凹部を介して潤滑油の給排油が積極的に行われるので、軸受内での潤滑油の流動性を向上できる。また、保持器の表面積が増加するので、保持器の放熱性を向上することができる。これにより、軸受内部の温度上昇及び摩擦を抑制することができるので、高速回転用途の転がり軸受であったとしても、焼付きを防止することができ、軸受寿命を向上することができる。

また、本発明によれば、保持器は、少なくともポケット部の内周面に低摩擦被膜処理を施すため、高速回転用途の転がり軸受であったとしても、ポケット部の内周面と転動体との直接金属接触に伴う摩耗を抑制することができる。これにより、保持器の損傷や、摩擦粉による転動体の損傷を防止することができるので、軸受寿命を向上することができる。

以下、本発明に係る転がり軸受の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る転がり軸受を説明するため断面図、図２は図１に示す転がり軸受に組み込まれる保持器を説明するための要部拡大断面図である。

本実施形態の転がり軸受１０は、図１に示すように、深溝玉軸受であって、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと前記内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に介装される複数の転動体１３と、転動体１３を円周方向に略等間隔で保持する保持器１４と、を備えている。

保持器１４は、図２に示すように、低コスト化と生産性から、冷間圧延鋼等の非熱処理品を波形に打ち抜いた一対の保持器部材１５，１５をリベット１６で加締めて組み立てた鋼板製の波形打ち抜き保持器である。この保持器１４は、転動体１３を保持するポケット部１７において、ポケット部１７の内周面１８と転動体１３との間に潤滑油による油膜を形成することにより、内周面１８と転動体１３との摺動部分の摩耗を抑制している。

そして、本実施形態では、保持器１４のポケット部１７の内周面１８に、積極的に潤滑油の給排油を行う凹部１９を、例えばプレス成形等により形成している。

凹部１９は、１つのポケット部１７に対して、ポケット部１７の内周面１８に軸方向に互いに対向して２カ所形成されており、図１を参照して、外輪１１と保持器１４との間の軸受空間側及び内輪１２と保持器１４との間の軸受空間側にそれぞれ連通して、凹溝形状の潤滑油の経路を形成している。

また、ポケット部１７の内周面１８又は保持器１４の全面には、リン酸マンガン塩被膜等の低摩擦被膜処理が施されている。なお、本実施形態では、保持器１４にリン酸マンガン塩被膜を施しているが、これに限定されず、リン酸亜鉛被膜や、二硫化モリブデン被膜等を施してもよい。

従って、本実施形態の転がり軸受１０によれば、保持器１４に鋼板製の波形打ち抜き保持器を使用し、保持器１４のポケット部１７の内周面１８に、積極的に潤滑油の給排油を行う凹部１９を設けるため、凹部１９を介して潤滑油の給排油が積極的に行われるので、軸受１０内での潤滑油の流動性を向上できる。また、保持器１４の表面積が増加するので、保持器１４の放熱性を向上することができる。これにより、軸受１０内部の温度上昇及び摩擦を抑制することができるので、高速回転用途の転がり軸受であったとしても、焼付きを防止することができ、軸受寿命を向上することができる。

また、本実施形態の転がり軸受１０によれば、保持器１４は、ポケット部１７の内周面１８又は保持器１４の全面に、リン酸マンガン塩被膜等の低摩擦被膜処理を施すため、高速回転用途の転がり軸受であったとしても、ポケット部１７の内周面１８と転動体１３との直接金属接触に伴う摩耗を抑制することができる。これにより、保持器１４の損傷や、摩擦粉による転動体１３の損傷を防止することができるので、軸受寿命を向上することができる。

さらに、本実施形態の転がり軸受１０によれば、保持器１４に生産性の高い鋼板製の波形打ち抜き保持器を基本的に使用するため、従来の軸受仕様や保持器仕様を大幅に変更することなく、焼付き防止効果や摩耗抑制効果を有する高速回転用途の転がり軸受を得ることができるので、転がり軸受の低コスト化を達成することができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、本実施形態では、ポケット部１７の内周面１８に設けた凹部１９の形状を矩形状としているが、これに限定されず、円形等の他の形状でも潤滑油経路として利用できる形状であれば、本発明に適用してよい。
また、凹部１９の個数や設置位置等についても、使用条件や製作工程により変更可能であり、特に限定されない。
なお、本発明の外輪、内輪、外輪軌道面、内輪軌道面、転動体、保持器、ポケット部、凹部、低摩擦被膜処理等は、前述した実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

以下に、本発明の転がり軸受１０（本発明例）の作用効果を確認するために行った回転試験について説明する。

本試験に使用する本発明例は、標準設計の深溝玉軸受６０１１（φ５５ｍｍ×φ９０ｍｍ×１８ｍｍ，玉径φ１０．３２ｍｍ，ＰＣＤ７２．５ｍｍ）であって、この深溝玉軸受６０１１の鋼板製の波形打ち抜き保持器の全面にリン酸マンガン塩被膜を施したものである（図２参照）。

本試験では、本発明例及び比較例を１個ずつ用意し、それぞれの一時間毎の状態を観察する。また、本発明例の比較対象である比較例には、従来仕様の深溝玉軸受６０１１を使用する（図３参照）。結果を表１に示す。

試験条件は、次の通りである。
回転速度：１００００ｍｉｎ^−１（ｄｍＮ値：７２．５万）
アキシアル荷重：１５００Ｎ
潤滑油：自動車用ＡＴＦ
潤滑方法：強制潤滑給油：０．０１Ｌ／ｍｉｎ

表１から明らかなように、従来例では、１ｈでポケット部の内周面に摺動痕が確認され、１５ｈ以前で異常振動が発生し、焼付きが確認された。これに対して、本発明例では、１ｈでは全く異常が確認されず、１５ｈ経過時も軽微な摺動痕のみでその他の問題はなかった。これにより、本発明例が優れた焼付き防止効果及び摩耗抑制効果を有することがわかった。

本発明に係る転がり軸受を説明するため断面図である。図１に示す転がり軸受に組み込まれる保持器を説明するための要部拡大断面図である。従来の転がり軸受に組み込まれる保持器を説明するための要部拡大断面図である。

符号の説明

１０転がり軸受
１１外輪
１１ａ外輪軌道面
１２内輪
１２ａ内輪軌道面
１３転動体
１４鋼製波形打ち抜き保持器
１６リベット
１７ポケット部
１８内周面
１９凹部

Claims

内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に介設される複数の転動体と、前記転動体を円周方向に等間隔に保持する保持器と、を備える転がり軸受であって、
前記保持器に金属製の打ち抜き保持器を使用し、
前記保持器のポケット部に凹部を設けることを特徴とする転がり軸受。
前記保持器は、少なくとも前記ポケット部の内周面に低摩擦被膜処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。