JP2009052729A - 波型プレス保持器及び転がり玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪軌道面への急激なグリース供給を抑制して安定したトルク特性が得られると共に、グリース潤滑性能を維持し、グリース寿命を向上させることができる波型プレス保持器及び転がり玉軸受を提供すること。
【解決手段】玉保持部１と平坦部２とが周方向に交互に形成されており、玉保持部１は平坦部２から軸方向両側に膨出したリング形状、平坦部２は軸の径方向に所定幅を有する形状であって、平坦部２の少なくとも一部に、潤滑剤を保持するための潤滑剤保持部３を設けている。この潤滑剤保持部３は、平坦部２の外周側端部及び内周側端部から、少なくとも一方の軸方向に延在する台形状の板である外周側保持部３ａ及び内周側保持部３ｂを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や各種動力装置の回転運動個所で使用されるグリース潤滑の転がり玉軸受用として好適な波型プレス保持器に関するものである。

従来より、各種動力装置の回転支持部には、玉軸受が広く使用されている。玉軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら両軌道間に転動自在に配置した複数の玉と、内外輪間に配置され、これらの玉を転動自在に保持する保持器とを備えている。

このような玉軸受に組み込まれる保持器の一例を図６に示している。このタイプの保持器は波型保持器と称され、多くの玉軸受で使用されている。この保持器では、リング状の玉保持部１と平坦部２とが周方向に交互に配置されている。玉保持部１は平坦部２から軸方向両側に膨出している。玉保持部１をなすリングの内面は、保持される玉の球面よりはるかに大きな球面であり、玉の外周面が所定幅で玉保持部１をなす球面により覆われるように形成されている。

この保持器は、鋼板をプレス加工することにより一対の環状部品Ａ，Ｂを形成し、これらをリベットＣで複数箇所を結合することにより作成されている。（このため、波型プレス保持器とも呼ばれる。）各環状部品Ａ，Ｂは、軸方向に膨出する膨出部１ａ，１ｂと平坦部２ａ，２ｂを周方向に交互に配置した形状を有しており、各平坦部２ａ，２ｂをリベットＣで結合することにより、対向する膨出部１ａ，１ｂでリング状の玉保持部１が形成されている。

この保持器を組み込んだシール付き玉軸受をグリース潤滑し、外輪静止状態で内輪を回転させた場合、グリースは最初の攪拌によって保持器の玉保持部１の両側端面に堆積し、さらに、このグリースは、玉保持部の両側端面から、膨出部１と平坦部２との境界線に沿って、それぞれ反対側の端面に向かって飛ばされる。そのため、外輪軌道面に供給されるグリースの量は常に変化している。

このグリースによって軸受の軌道面は潤滑されているが、グリースが遠心力によって軌道面に流れ込むことによって攪拌抵抗が大きくなり、トルク特性に悪影響を与えてしまう。さらに外輪軌道面に過剰な量のグリースが急激に供給された場合、軸受の潤滑状態が不安定となって、大きなトルク変動や振動を引き起こし、グリース寿命が短くなる恐れがある。

このような問題に対して、外輪軌道面に供給されるグリースの量が常に一定になるように、軸受の潤滑状態を安定させると共に、グリース寿命を向上させることを図ったものとして、図７に示すように、平坦部２ａ，２ｂの外輪側端部に、軸方向に各々延びる壁部５ａ，５ｂを設けた玉軸受用波型保持器が、特許文献１に開示されている。
特開２００２−１３０２９４号公報 特開２００３−１４８４８１号公報

しかしながら、従来の上記波型プレス保持器においては、遠心力による外輪軌道面への急激なグリース供給が、平坦部２ａ，２ｂの外輪側端部に設けた壁部５ａ，５ｂにより抑制されるので、安定なトルク特性は得られるが、本来必要とされるはずの潤滑油の供給量が維持されなくなり、良好な潤滑性能が得られなくなる恐れがある。

このような問題に対して、特許文献２では、波型プレス保持器の外径側及び内径側の少なくとも一方にフランジ部を設けて、これをグリース留まりとしたものが開示されている。しかし、この構成では、グリースの潤滑性能は維持できるが、上記と同様に、遠心力によるグリース留まりからの急激なグリース供給により、トルク特性に悪影響が及ぶ可能性があった。

そこで本発明は、上述した従来の不具合を解消して、外輪軌道面への急激なグリース供給を抑制して安定したトルク特性が得られると共に、グリース潤滑性能を維持し、グリース寿命を向上させることがきる波型プレス保持器及び転がり玉軸受を提供することを課題としている。

上記課題を達成するために、本発明では、玉保持部と平坦部とが周方向に交互に形成されており、前記玉保持部は前記平坦部から軸方向両側に膨出したリング形状を有する波型プレス保持器において、前記平坦部の少なくとも一部に、潤滑剤を保持するための潤滑剤保持部を設けたことを特徴としている。

本発明の波型プレス保持器において、潤滑剤保持部は、前記平坦部の外周側端部及び内周側端部から、少なくとも一方の軸方向に延在する台形状の板である外周側保持部及び内周側保持部を有することが好ましい。

また、前記外周側保持部と前記内周側保持部の何れか一方、又はその両方の少なくとも一部に、多数の微細な貫通孔を設けることが好ましい。

本発明によれば、外輪軌道面への急激なグリース供給が抑制され、且つグリースの代わりに基油が供給されるため、従来の波型プレス保持器と比較して、潤滑性能を悪化させることなく低トルク化を実現することができる共に、軸受のトルク特性を良好にすることができ、グリース寿命も向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示す波型プレス保持器の要部基本構成を示す拡大図、図２は、本発明の一実施形態を示す波型プレス保持器の要部の拡大側面図である。

図１は、本発明の波型プレス保持器の一部分を示すもので、その全体構成については背景技術で既に示したので、ここでは簡単に説明する。

図１において、波型プレス保持器は、鋼板をプレス加工することにより一対の軸方向に所定幅を有する環状部品Ａ，Ｂを形成し、これらをリベットＣで複数箇所を結合することにより作成されている。各環状部品Ａ，Ｂは、軸方向に反対向きに膨出する膨出部１ａ，１ｂと平坦部２ａ，２ｂを周方向に交互に配置した形状を有しており、各平坦部２ａ，２ｂをリベットＣで結合することにより、対向する膨出部１ａ，１ｂでリング状の玉保持部１が形成され、リベットＣで結合された平坦部２ａ，２ｂで平坦部２が形成されている。

玉保持部１をなすリングの内面は、保持される玉（図示しない）の球面よりはるかに大きな球面であり、玉の外周面が所定幅で玉保持部１をなす球面により覆われるように形成されている。

各平坦部２の平坦部２ａ（又は２ｂ）側には、潤滑剤保持部３が設けられている。この潤滑剤保持部３は、平坦部２ａ（又は２ｂ）の外周側端部にて軸方向に延在する台形状の板である外周側保持部３ａと、平坦部２ａ（又は２ｂ）の内周側端部にて軸方向に、潤滑剤保持部３ａと平行に延在する台形状の板である内周側保持部３ｂとを有している。

外周側保持部３ａと内周側保持部３ｂは、鋼板ブランクから環状部品Ａ，Ｂを形成する際に、各平坦部２ａ（又は２ｂ）の径方向内側と外側に台形状の突出部を有するように切り出し、これらの台形状の突出部を対応する平坦部２ａ（又は２ｂ）の面に対して垂直に折り曲げることにより形成する。

この外周側保持部３ａと内周側保持部３ｂ、及び玉保持部１と平坦部２ａによって囲まれる空間が潤滑剤保持部３として形成されている。

上記のような潤滑剤保持部３の基本構成に加えて、図２に示すように、外周側保持部３ａ、又は内周側保持部３ｂ、あるいはその両方には、微細なドット状の貫通孔４を多数設けている。

この構成の保持器において、グリース潤滑で使用する玉軸受に組み込まれた場合に、遠心力によって外輪軌道面に向かって飛ばされるグリースは潤滑剤保持部３によって保持され、且つ阻止されるので、従来の波型保持器と比較して、外輪軌道面に付着するグリースの量が少なくなり、その攪拌抵抗が大幅に小さくなる。

それと同時に、潤滑剤保持部３に保持されたグリースから、微細な貫通孔４を介して基油が遠心力によって滲み出て、外輪軌道面を徐々に潤滑することができる。

このように、外輪軌道面にグリースの代わりに基油が供給されるため、従来の波型保持器と比較して、潤滑性能を悪化させることなく低トルク化が実現できると共に、軸受のトルク特性を良好にし、グリース寿命も向上させることができる。

なお、上記実施形態では、外周側保持部３ａと内周側保持部３ｂは、一方の環状部品Ａの平坦部２ａ側に設けたが、これに限らず、他方の環状部品Ｂの平坦部２ｂ側に設けても良く、その両方に設けても良い。要するに、平坦部２の少なくとも一部に設ける必要がある。

また、潤滑剤保持部３に設ける微細な貫通孔４は、上記実施形態では、ドット状であったが、その形状は特に限定されず、図３に示すように、スリット状であっても良い。

貫通孔４の大きさは、特に限定されず、グリースの飛散を防止し、基油の外輪軌道面への供給が可能な範囲であれば良い。この範囲は、軸受の使用条件やグリースのちょう度によって異なるため、適宜選定することが好ましい。

また、この貫通孔４は、上記実施形態では、外周側保持部材３ａ（又は内周側保持部材３ｂ）の全体にわたって設けたが、その一部に設けても良い。

さらに、貫通孔４の形成方法についても、特に限定されず、一般に周知の技術、例えば、レーザー加工、精密機械加工、放電加工等を採用することができる。

次に、上記実施形態の波型プレス保持器を用いた試験例について説明する。

図４は、本発明の実施例と比較例の比トルク試験結果を示すグラフ、図５は、本発明の実施例と比較例の焼け付き寿命比を示すグラフである。

以下の表１は、試験に用いた波型プレス保持器の比較例１，２と実施例１〜３の各条件を示したものである。

同表に示すように、比較例１は、上記潤滑剤保持部３を持たない従来のもの、比較例２は、潤滑剤保持部３は有するが、貫通孔４を持たないもの、実施例１は、外周側保持部３ａと内周側保持部３ｂの両方にドット状の貫通孔４を有するもの、実施例２は、貫通孔４を外周側保持部３ａにのみ設けたもの、実施例３は、貫通孔４を内周側保持部３ｂのみ設けたものである。

［１］トルク試験
日本精工株式会社製品の軸受６３０５ＶＶ（内径２５ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１７ｍｍ）に表１に示した各波型プレス保持器を組み込み、グリースを３．４ｇ封入し、当該軸受にアキシアル荷重１０ｋｇｆを負荷した上、内輪を５０００ｒｐｍで回転させ、回転後、定常状態に落ち着いた後のトルク測定を実施した。この結果、図４に示す比トルク特性を得ることができた。なお、この場合の比トルクは、比較例１に示す従来品の保持器を用いた場合のトルクを１としている。

同図から明らかなように、実施例１〜３は、何れも比較例１よりも低トルクを達成することができており、比較例２の貫通孔４を持たない、飛散グリースを大幅に抑制可能なものとほとんど変わらない効果が得られている。

［２］焼け付き寿命試験
日本精工株式会社製品の軸受６３０５ＶＶ（内径２５ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１７ｍｍ）に表１に記載の波型プレス保持器を組み込み、グリースを３．４ｇ封入し、当該軸受にアキシアル荷重１０ｋｇｆ負荷した上、内輪を５０００ｒｐｍで回転させ、寿命試験を実施した。その結果、図５に示す焼け付き寿命比特性を得ることができた。なお、焼け付き寿命比は、比較例１の従来品の保持器を用いた場合の寿命を１としている。

同図から明らかなように、実施例１〜３は、貫通孔４を設けているので、何れも比較例１，２よりも焼け付き寿命を延長することができている。

以上の試験結果から、本発明の実施形態は、何れの場合も、外輪軌道面への急激なグリース供給を抑制する効果を有し、安定なトルク特性を得ることができた。

また、グリースを攪拌することなく、貫通孔から外輪軌道面へ基油を供給することができるため、低トルクでありながら、グリース寿命を向上させる効果を有することも確認することができた。

本発明の一実施形態を示す波型プレス保持器の基本構成の要部拡大図である。 本発明の一実施形態を示す波型プレス保持器の要部の拡大側面図である。 図２の波型プレス保持器の他の実施形態を示す要部の拡大側面図である。 本発明の実施例と比較例の比トルク試験結果を示すグラフである。 本発明の実施例と比較例の焼け付き寿命比を示すグラフである。 従来の波型プレス保持器を示す斜視図である。 壁部を設けた従来の波型プレス保持器を示す斜視図である。

符号の説明

１ 玉保持部
１ａ 環状部品Ａの膨出部
１ｂ 環状部品Ｂの膨出部
２ 平坦部
２ａ 環状部品Ａの平坦部
２ｂ 環状部品Ｂの平坦部
３ 潤滑剤保持部
３ａ 外周側保持部
３ｂ 内周側保持部
４ 貫通孔
Ａ 環状部品
Ｂ 環状部品
Ｃ リベット

Claims (4)

1. 玉保持部と平坦部とが周方向に交互に形成されており、前記玉保持部は前記平坦部から軸方向両側に膨出したリング形状を有する形状の波型プレス保持器において、
   前記平坦部の少なくとも一部に、潤滑剤を保持するための潤滑剤保持部を設けたことを特徴とする波型プレス保持器。
2. 前記潤滑剤保持部は、前記平坦部の外周側端部及び内周側端部から、少なくとも一方の軸方向に延在する台形状の板からなる外周側保持部及び内周側保持部を有することを特徴とする請求項１記載の波型プレス保持器。
3. 前記外周側保持部と前記内周側保持部の何れか一方、又はその両方の少なくとも一部に、多数の微細な貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１、又は２記載の波型プレス保持器。
4. 上記請求項１〜３記載の波型プレス保持器を内輪と外輪間に配置したことを特徴とする転がり玉軸受。