JP2013257002A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】固体潤滑剤による外輪に対する内輪の回転ロックを防止することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】内周に軌道面１２を形成した外輪１１と、この外輪１１の内周側に配置され外周に軌道面２２を形成した内輪２０と、前記両軌道面１２、２２間に配置されこれらに対し転動する転動体４０と、円周方向に間隔を空けて前記転動体４０を回転可能に保持する保持器３０と、前記軌道面１２、２２を潤滑する固形からなる固体潤滑剤７０、８０とを備えた転がり軸受において、
前記固体潤滑剤７０、８０は、前記軌道面１２、２２に摺接する摺接面７１、８１を有し、この摺接面７１、８１を前記軌道面１２、２２に摺接する方向に押付ける押圧ばね５０を前記保持器３０と一体回転可能に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、軌道面の潤滑剤として固形の固体潤滑剤を用いた転がり軸受に関する。

図４（特許文献１）に示す転がり軸受は、転動体として玉を用いた玉軸受１００であり、この玉軸受１００は、内周に外輪用軌道面１０２を有する外輪１０１と、外周に内輪用軌道面１１２を有する内輪１１０と、外輪用軌道面１０２および内輪用軌道面１１２を転動する玉１２０と、一対の玉１２０間に配置された固体潤滑剤１３０とを備えている。このタイプの玉軸受１０は、高温下で使用するため、グリースではなく、固体潤滑材３０を使用している。外輪１０１および内輪１１０間に玉１２０を挿入した後、外輪１０１に形成された挿入口１３５から固体潤滑剤１３０を挿入している。固体潤滑剤１３０は、保持器の機能を兼ねており、玉１２０と一緒に円周方向に移動する。このときに発生する遠心力により、固体潤滑剤１３０は、外輪用軌道面１０２に押付けられる。

特開平７−１５１１５２号公報

固体潤滑剤１３０は、外輪用軌道面１１２に摺接することによって、径方向の厚さが減少する。厚さが薄くなると、固体潤滑剤１３０が内輪１１０の円周方向に転がり、外輪１１０および玉１２０間、内輪１１０および玉１２０間に固体潤滑剤１３０が挟み込まれ、外輪１１０に対する内輪１１０の回転がロックされる可能性があった。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、固体潤滑剤による外輪に対する内輪の回転ロックを防止した転がり軸受を提供する。

請求項１に記載の発明は、内周に軌道面を形成した外輪と、この外輪の内周側に配置され外周に軌道面を形成した内輪と、前記両軌道面間に配置されこれらに対し転動する転動体と、円周方向に間隔を空けて前記転動体を回転可能に保持する保持器と、前記軌道面を潤滑する固形からなる固体潤滑剤とを備えた転がり軸受において、前記固体潤滑剤は、前記軌道面に摺接する摺接面を有し、この摺接面を前記軌道面に摺接する方向に押付ける押圧ばねを前記保持器と一体回転可能に設けたことを特徴とするものである。
請求項１の発明によれば、押圧ばねによって固体潤滑剤が軌道面に押付けられているので、固体潤滑剤が内輪の円周方向に転がる可能性が少なく、固体潤滑剤の挟み込みによる外輪に対する内輪の回転ロックの可能性が少ない。

請求項２に記載の発明は、前記固体潤滑剤および前記押圧ばね間に前記内輪の円周方向に係合する係合部を有することを特徴とするものである。
請求項２の発明によれば、固体潤滑剤および押圧ばねが内輪の円周方向に係合しているので、保持器、押圧ばねとともに固体潤滑剤を内輪の円周方向に確実に移動させることができる。

請求項３に記載の発明は、前記固体潤滑剤が、外輪用固体潤滑剤であり、前記外輪の前記軌道面に摺接する外輪用摺接面を有することを特徴とするものである。
請求項３の発明によれば、押圧ばねによって外輪用固体潤滑剤が外輪の軌道面に押付けられているので、外輪の軌道面が積極的に潤滑され、外輪用固体潤滑剤が内輪の円周方向に転がる可能性が少なく、外輪用固体潤滑剤の挟み込みによる外輪に対する内輪の回転ロックの可能性が少ない。

請求項４に記載の発明は、前記固体潤滑剤が、内輪用固体潤滑剤であり、前記内輪の前記軌道面に摺接する内輪用摺接面を有することを特徴とするものである。
請求項４の発明によれば、押圧ばねによって内輪用固体潤滑剤が内輪の軌道面に押付けられているので、内輪の軌道面が積極的に潤滑され、内輪用固体潤滑剤が内輪の円周方向に転がる可能性が少なく、内輪用固体潤滑剤の挟み込みによる外輪に対する内輪の回転ロックの可能性が少ない。

請求項５に記載の発明は、前記固体潤滑剤が、外輪用固体潤滑剤および内輪用固体潤滑剤をそれぞれ有し、前記外輪用固体潤滑剤が、前記外輪の前記軌道面に摺接する外輪用摺接面を有し、前記内輪用固体潤滑剤が、前記内輪の前記軌道面に摺接する内輪用摺接面を有することを特徴とするものである。
請求項５の発明によれば、押圧ばねによって、外輪用固体潤滑剤が外輪の軌道面に押付け、内輪用固体潤滑剤が内輪の軌道面に押付けられているので、両軌道面が積極的に潤滑され、外輪用固体潤滑剤および内輪用固体潤滑剤が内輪の円周方向に転がる可能性が少なく、外輪用固体潤滑剤および内輪用固体潤滑剤の挟み込みによる外輪に対する内輪の回転ロックの可能性が少ない。

請求項６に記載の発明は、前記押圧ばねが、前記外輪用固体潤滑剤および前記内輪用固体潤滑剤間に介在され、前記保持器に径方向に案内支持されていることを特徴とするものである。
請求項６の発明によれば、１つの押圧ばねで、外輪用固体潤滑剤の押圧と、内輪用固体潤滑剤の押圧を兼ねているので、部品点数を減らすことができる。

請求項７に記載の発明は、前記保持器が、前記外輪および前記内輪間へ、軸方向の一方から挿入される第１保持部と、軸方向の他方から挿入される第２保持部とを備え、前記第１保持部および前記第２保持部を一体連結したことを特徴とするものである。
請求項７の発明によれば、外輪および内輪間に、転動体および固体潤滑剤を容易に配置することができる。

本発明によれば、押圧ばねによって固体潤滑剤が軌道面に押付けられているので、固体潤滑剤による外輪に対する内輪の回転ロックを防止することができる。

本発明の一実施形態における転がり軸受の断面図である。 本発明の一実施形態における図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の一実施形態における図１のＢ−Ｂ線断面図である。 従来における玉軸受の斜視図である。

本発明の実施形態について、図１乃至図３を参酌しつつ説明する。図１は転がり軸受の断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。

図１に示す転がり軸受は、転動体として玉を使った玉軸受１０である。玉軸受１０は、リング状の外輪１１と、外輪１１の内径側に配置されるリング状の内輪２０と、外輪１１および内輪２０間に配置されるリング状の保持器３０と、保持器３０に保持される複数の玉４０と、玉４０を挟んで内輪２０の軸方向両側に設けられたシール装置６０と、保持器３０を挟んで外径側および内径側に配置された固体潤滑剤とからなっている。

図２に示すように、前記外輪１１の内周には、断面円弧状の外輪側軌道面１２が形成され、外輪側軌道面１２の両側に、肩部１３、環状溝１４の順に形成されている。肩部１３は、外輪側軌道面１２に対し内径側へ突出し、外輪１１の軸線と平行な面を有する。環状溝１４は、外輪側軌道面１２に対し外径側へ凹んでいる。肩部１３と環状溝１４は、外輪側軌道面１２を中心に左右対称となるように形成されている。

前記内輪２０の外周には、断面円弧状の内輪側軌道面２２が形成され、内輪側軌道面２２の両側に、肩部２３が形成されている。肩部２３は、内径側軌道面２２に対し外径側へ突出し、内輪２０の軸線と平行な面を有する。肩部２３は、内輪側軌道面２２を中心に左右対称となるように形成されている。

図１ないし図３に示すように、前記保持器３０は、金属製で円周方向に複数のポケット部３１と、一対のポケット部３１間でガイド部３３とを有する。ポケット部３１は、略球形状から上下を切欠いた形状であり、内部にポケット孔３２を有する。ポケット孔３２に玉４０が回転可能に保持されている。前記玉４０は、金属製で球形状を有する。ガイド部３３は、円筒形状であり、内部に貫通したガイド孔３４を有する。ガイド孔３４に後述する押圧ばね５０が案内支持されている。

保持器３０は、外輪１１および内輪２０間へ、軸方向の一方から挿入される第１保持部３０ａと、軸方向の他方から挿入される第２保持部３０ｂとを備え、第１保持部３０ａおよび第２保持部３０ｂをかしめ部３８で一体連結したものである。第１保持部３０ａおよび第２保持部３０ｂは、互いに同一の形状を有する。第１保持部３０ａおよび第２保持部３０ｂは、半ポケット部、連結部、半ガイド部を円周方向に繰り返し配置したものであり、一対の半ポケット部を向かい合わせることによってポケット部３１が形成され、一対の半ガイド部を向かい合わせることによってガイド部３３が形成される。連結部は、半ガイド部および半ガイド部を繋ぐ役目を持ち、各連結部の２箇所にかしめ部３８が形成される。

図２に示すように、前記シール装置６０は、プレスによって打抜き、折り曲げ成形された板金製で略円盤状の部材である。シール装置６０は、環状溝１４にかしめ固定されるかしめ部６１と、このかしめ部６１に対し内径方向に延びる立設部６２と、この立設部６２の内縁より内輪２０の軸線と平行に延びる円筒部６３とを有する。かしめ部６１は略円形の断面形状を有し、円筒部６３は円筒形状を有する。円筒部６３および肩部２３間にラビリンスシールが形成される。

図１および図３に示すように、前記固体潤滑剤は、外輪側軌道面１２を潤滑する外輪用固体潤滑剤７０と、内輪側軌道面２２を潤滑する内輪用固体潤滑剤８０とからなっている。内輪２０の円周方向において、外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０は、一対の玉４０間に配置され、内輪２０の外径方向において、外輪用固体潤滑剤７０は、外輪１１および保持器３０間に配置され、内輪用固体潤滑剤８０は、保持器３０および内輪２０間に配置されている。

外輪用固体潤滑剤７０は、外輪側軌道面１２を摺接する断面円弧状の外輪用第１摺接面７１と、肩部１３を摺接する断面直線状の外輪用第２摺接面７２を有する。外輪側軌道面１２に外輪用第１摺接面７１が嵌ることにより、外輪用固体潤滑剤７０が内輪２０の円周方向に移動するときに、蛇行を防止でき、内輪２０の軸方向にずれるのを防止できる。内輪用固体潤滑剤８０は、内輪側軌道面２２を摺接する断面円弧状の内輪用第１摺接面８１と、肩部２３を摺接する断面直線状の内輪用第２摺接面８２を有する。内輪側軌道面２２に内輪用第１摺接面８１が嵌ることにより、内輪用固体潤滑剤８０が内輪２０の円周方向に移動するときに、蛇行を防止でき、内輪２０の軸方向にずれるのを防止できる。

外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０には、互いに向かい合う面に、係合凹部７３および係合凹部８３が形成されている。係合凹部７３および係合凹部８３は、円筒状の凹みであり、押圧ばね５０の外径と同一の径を有し、押圧ばね５０の一部が係合する。こうすることで、押圧ばね５０とともに外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０を内輪２０の円周方向に移動させることが可能となる。

固体潤滑剤として、二硫化モリブデン、グラファイト（黒鉛）、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）のいずれかが使用される。

前記押圧ばね５０は、線材をコイル状にしたものであり、圧縮ばねである。押圧ばね５０は、外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０間に配置され、ガイド孔３４によって内輪２０の外径方向に案内されている。こうして、外輪用固体潤滑剤７０は外輪側軌道面１２および肩部１３に押付けられ、内輪用固体潤滑剤８０は内輪側軌道面２２および肩部２３に押付けられる。１つの押圧ばね５０で、外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０を押圧できるので、部品点数を減らすことができる。

玉軸受１０を高温下で使用するので、外輪１１、内輪２０、保持器３０、押圧ばね５０の材質として、ステンレスを用いるのが望ましい。

続いて、玉軸受１０の組付け動作について説明する。

図１ないし図３に示すように、外輪１１および内輪２０間に複数の玉４０を挿入し、複数の玉４０を内輪２０の円周方向に等間隔に配置する。外輪１１および内輪２０間に軸方向の一方より、第１保持部３０ａを挿入し、玉４０に半ポケット部を嵌め込む。外輪１１および内輪２０間に軸方向の他方より、外輪用固体潤滑剤７０、押圧ばね５０および内輪用固体潤滑剤８０を挿入し、これらを一対の玉４０間に配置し、半ガイド部に押圧ばね５０を嵌め込む。外輪１１および内輪２０間に軸方向の他方より、第２保持部３０ｂを挿入し、玉４０に半ポケット部を嵌め込み、押圧ばね５０に半ガイド部を嵌め込む。こうして、第１保持部３０ａおよび第２保持部３０ｂを互いに向かい合わせた状態で重ねることができ、プレス等で各連結部の２箇所をかしめ、かしめ部３８を形成する。かしめ部３８によって、第１保持部３０ａおよび第２保持部３０ｂが一体化し、保持器３０となる。

このように、外輪１１および内輪２０間に軸方向の一方より第１保持部３０ａを挿入し、軸方向の他方より第２保持部３０ｂを挿入するので、外輪１１および内輪２０間に外輪用固体潤滑剤７０、押圧ばね５０および内輪用固体潤滑剤８０を挿入する作業が容易に行える。

シール装置６０を環状溝１４に対応する位置に配置し、外縁をかしめることによって、かしめ部６１を形成し、かしめ部６１を環状溝１４に固定する。シール装置６０が環状溝１４で外輪１１に取付けられることによって、円筒部６８および肩部２３間にラビリンスシール６８が形成される。

次に、玉軸受１０の使用状況について説明する。

外輪１１を図略のハウジングに取付け、内輪２０に図略の回転軸を挿入した状態で、外輪１１に対し内輪２０を回転させる。玉４０が外輪側軌道面１２および内輪側軌道面２２上を転動し、玉４０が内輪２０の円周方向に移動する。保持器３０も内輪２０の円周方向に移動し、押圧ばね５０を介して外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０も内輪２０の円周方向に移動する。こうして、外輪用固体潤滑剤７０によって外輪側軌道面１２および肩部１３を潤滑し、内輪用固体潤滑剤８０によって内輪側軌道面２２および肩部２３を潤滑する。外輪側軌道面１２および内輪側軌道面２２に固体潤滑剤を供給することによって、外輪側軌道面１２および玉４０間、玉４０および内輪側軌道面２２間の摩耗を低減することができる。

押圧ばね５０によって、外輪用固体潤滑剤７０は外輪側軌道面１２および肩部１３に押付けられ、内輪用固体潤滑剤８０は内輪側軌道面２２および肩部２３に押付けられる。外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０の厚さが減少しても、押圧ばね５０によって、外輪用第１摺接面７１および外輪側軌道面１２の接触が維持され、内輪用第１摺接面８１および内輪側軌道面２２の接触が維持される。このため、内輪用固体潤滑剤８０は内輪側軌道面２２が内輪２０の円周方向に転がる可能性が少なく、内輪用固体潤滑剤８０が外輪１１および玉４０間に挟み込まれる可能性が少なく、外輪用固体潤滑剤７０が内輪２０および玉４０間に挟み込まれる可能性が少なく、外輪１１に対し内輪２０の回転ロックの可能性が少ない。

本発明はこうした実施形態に何等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、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、外輪用固体潤滑剤７０に係合凹部７３を、内輪用固体潤滑剤８０に係合凹部８３を形成し、押圧ばね５０の両端を係合凹部７３および係合凹部８３に係合させて押圧ばね５０とともに外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０を内輪２０の円周方向に移動させるようにした。他の実施形態として、外輪用固体潤滑剤７０に係合突部を、内輪用固体潤滑剤８０に係合突部を形成し、押圧ばね５０の両端の内周に係合突部を係合させて押圧ばね５０とともに外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０を内輪２０の円周方向に移動させるようにしても良い。

上述した実施形態は、外輪１１および保持器３０間に外輪用固体潤滑剤７０を配置し、内輪２０および保持器３０間に内輪用固体潤滑剤８０を配置し、外輪用固体潤滑剤７０および内輪用固体潤滑剤８０間に押圧ばね５０を配置した。他の実施形態として、外輪１１および保持器３０間に外輪用固体潤滑剤７０を配置し、ガイド部３３を有底にし、外輪用固体潤滑剤７０および保持器３０間に押圧ばね５０を配置しても良い。さらに他の実施形態として、内輪２０および保持器３０間に内輪用固体潤滑剤８０を配置し、ガイド部３３を有底にし、内輪用固体潤滑剤８０および保持器３０間に押圧ばね５０を配置しても良い。

上述した実施形態は、かしめることにより、かしめ部３８で第１保持部３０ａおよび第２保持部３０ｂを一体化した。かしめに代えて、スポット溶接によって、第１保持部３０ａおよび第２保持部３０ｂを一体化しても良い。

１１：外輪、１２：外輪側軌道面（軌道面）、２０：内輪、２２：内輪側軌道面（軌道面）、３０：保持器、３０ａ：第１保持部、３０ｂ：第２保持部、４０：玉（転動体）、５０：押圧ばね、７０：外輪用固体潤滑剤、７１：外輪用第１摺接面（摺接面）、７３：係合凹部（係合部）、８０：内輪用固体潤滑剤、８１：内輪用第１摺接面（摺接面）、８３：係合凹部（係合部）

Claims (7)

1. 内周に軌道面を形成した外輪と、この外輪の内周側に配置され外周に軌道面を形成した内輪と、前記両軌道面間に配置されこれらに対し転動する転動体と、円周方向に間隔を空けて前記転動体を回転可能に保持する保持器と、前記軌道面を潤滑する固形からなる固体潤滑剤とを備えた転がり軸受において、
   前記固体潤滑剤は、前記軌道面に摺接する摺接面を有し、この摺接面を前記軌道面に摺接する方向に押付ける押圧ばねを前記保持器と一体回転可能に設けたことを特徴とする転がり軸受。
2. 前記固体潤滑剤および前記押圧ばね間に前記内輪の円周方向に係合する係合部を有することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記固体潤滑剤は、外輪用固体潤滑剤であり、前記外輪の前記軌道面に摺接する外輪用摺接面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受。
4. 前記固体潤滑剤は、内輪用固体潤滑剤であり、前記内輪の前記軌道面に摺接する内輪用摺接面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受。
5. 前記固体潤滑剤は、外輪用固体潤滑剤および内輪用固体潤滑剤をそれぞれ有し、前記外輪用固体潤滑剤は、前記外輪の前記軌道面に摺接する外輪用摺接面を有し、前記内輪用固体潤滑剤は、前記内輪の前記軌道面に摺接する内輪用摺接面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受。
6. 前記押圧ばねは、前記外輪用固体潤滑剤および前記内輪用固体潤滑剤間に介在され、前記保持器に径方向に案内支持されていることを特徴とする請求項５に記載の転がり軸受。
7. 前記保持器は、前記外輪および前記内輪間へ、軸方向の一方から挿入される第１保持部と、軸方向の他方から挿入される第２保持部とを備え、前記第１保持部および前記第２保持部を一体連結したことを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受。

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