深みぞ玉軸受用保持器およびその保持器を用いた深みぞ玉軸受ならびに軸受装置
【課題】軸受内部での異物の滞留およびトルク損失の低減と通油性の向上を図ることができる深みぞ玉軸受用保持器を提供することである。
【解決手段】テーパ状とされた第１分割保持器４１と、テーパ状とされた第２分割保持器４２のテーパ角度を同一とし、第１分割保持器４１の大径端面の外径および内径を第２分割保持器４２の小径端面の外径および内径と同一とする。第１分割保持器４１の大径端に半円形の複数のポケット４３を等間隔に形成し、第２分割保持器４２の小径端に第１分割保持器４１のポケット４３とで円形のポケット４５を形成する半円形の複数のポケット４４を等間隔に形成する。第１分割保持器４１のポケット４３間の柱部４６に係合爪４７を設け、その係合爪４７を
第２分割保持器４２のポケット４４間の柱部４８に形成された係合凹部４９に係合させて、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２とを軸方向に連結してテーパ状の保持器４０を組み立てる。
【解決手段】テーパ状とされた第１分割保持器４１と、テーパ状とされた第２分割保持器４２のテーパ角度を同一とし、第１分割保持器４１の大径端面の外径および内径を第２分割保持器４２の小径端面の外径および内径と同一とする。第１分割保持器４１の大径端に半円形の複数のポケット４３を等間隔に形成し、第２分割保持器４２の小径端に第１分割保持器４１のポケット４３とで円形のポケット４５を形成する半円形の複数のポケット４４を等間隔に形成する。第１分割保持器４１のポケット４３間の柱部４６に係合爪４７を設け、その係合爪４７を
第２分割保持器４２のポケット４４間の柱部４８に形成された係合凹部４９に係合させて、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２とを軸方向に連結してテーパ状の保持器４０を組み立てる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、深みぞ玉軸受用の保持器およびその保持器を用いた深みぞ玉軸受ならびに軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプットシャフトとアウトプットシャフトを同軸上に配置し、その両軸に平行にカウンタシャフトを設け、その平行する２軸の相互間に変速比の異なる複数の歯車式減速部を設けて、インプットシャフトの回転を複数段に変速してアウトプットシャフトから出力するようにしたトランスミッションにおいては、一般的に、歯車式減速部にヘリカルギヤを採用しているため、インプットシャフトからアウトプットシャフトへの回転トルクの伝達時、インプットシャフト、アウトプットシャフトおよびカウンタシャフトのそれぞれにスラスト力が負荷されることになる。
【０００３】
このため、インプットシャフト、アウトプットシャフトおよびカウンタシャフトを支持する軸受には、ラジアル荷重とスラスト荷重の両方の荷重を支持することができる軸受を用いる必要がある。
【０００４】
円すいころ軸受においては、負荷容量が大きく、スラスト荷重およびラジアル荷重の両方を受けることができるため、トランスミッション用軸受に好適である。しかし、円すいころ軸受においては、損失トルクが大きく、燃料の消費量が多くなるという問題が生じる。その低燃費化を図るため、損失トルクの少ない深みぞ玉軸受が使用されるケースが多くなってきている。
【０００５】
ところで、標準の深みぞ玉軸受においては、過大なスラスト荷重が負荷された際に、そのスラスト荷重を受ける負荷側の肩にボールが乗り上げて、肩のエッジが損傷する懸念がある。
【０００６】
そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載された深みぞ玉軸受においては、外輪の軌道溝および内輪の軌道溝のそれぞれ両側に形成された肩のうち、スラスト荷重を受ける側の肩を高くして、ボールの乗り上げを阻止し、軸受の耐久性の低下を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−７２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１に記載された深みぞ玉軸受においては、内輪および外輪の肩高さが左右非対称であるため、径の異なる２つの分割保持器を内外に嵌合し、一方の分割保持器に形成された係合爪を他方の分割保持器に設けられた係合凹部に係合させて、一対の分割保持器を軸方向に結合してボールを保持する保持器を形成するようにしているため、保持器の外径面および内径面に多くの凹凸部が形成され、その凹凸部にギヤの摩耗粉等の異物が付着滞留し易く、また、潤滑オイルが撹拌されることになってトルク損失が多く、異物の滞留やトルク損失の低減を図る上においても改善すべき点が残されていた。
【０００９】
また、大径側分割保持器と小径側分割保持器の外径面間および内径面間に径方向の段差が形成されるため、その段差で潤滑オイルの流れが阻害されて軸受内部に潤滑オイルをスムーズに流通させることができず、通油性を向上させる上において改善すべき点が残されていた。
【００１０】
この発明の課題は、軸受内部での異物の滞留およびトルク損失の低減と通油性の向上を図ることができる深みぞ玉軸受用保持器および深みぞ玉軸受ならびに軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明に係る深みぞ玉軸受用保持器においては、テーパ状とされた第１分割保持器と、その第１分割保持器とテーパ角度が同じとされて、小径端面の外径および内径が第１分割保持器の大径端面の外径および内径と同径とされたテーパ状の第２分割保持器とからなり、前記第１分割保持器の大径端と第２分割保持器の小径端のそれぞれに、第１分割保持器の大径端面に第２分割保持器の小径端面を衝合させる接続状態でボール収容用の円形のポケットを形成する複数の半円形ポケットを周方向に等間隔に設け、前記第１分割保持器の半円形ポケット間に形成された柱部の端面と第２分割保持器の半円形ポケット間に形成された柱部の端面の、一方の端面の外周部または内周部に、先端が鈎部とされた係合爪を設け、他方の端面に、その係合爪が係合可能とされ、係合状態で第１分割保持器と第２分割保持器とを軸方向に結合する係合凹部を設けた構成を採用したのである。
【００１２】
また、この発明に係る深みぞ玉軸受においては、内径面に軌道溝が形成された外輪と、外径面に軌道溝が形成された内輪と、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝間に組込まれたボールと、そのボールを保持する保持器とからなり、前記外輪軌道溝の一側の肩と内輪軌道溝の他側の肩の少なくとも一方の高さを、外輪軌道溝の他側の肩または内輪軌道溝の一側の肩の高さより高くし、その高さの高い肩の肩高さをＨ１、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２５〜０．５０の範囲とした深みぞ玉軸受において、前記保持器として、この発明に係る上記構成の保持器を採用したのである。
【００１３】
上記の構成からなる深みぞ玉軸受の組立てに際しては、外輪と内輪の軌道溝間に複数のボールを組み込んだのち、外輪と内輪の対向部間に第１分割保持器および第２分割保持器を挿入する。
【００１４】
このとき、第１分割保持器は、外輪の高さの高い肩側からポケット形成側端を先にして対向部間に挿入し、一方、第２分割保持器は、外輪の高さの低い肩側からポケット形成側端を先にして対向部間に挿入し、一方の分割保持器に形成された係合爪が他方の分割保持器に設けられた係合凹部に軸方向で対向し、かつ、半円形ポケットがボールと軸方向で対向するよう、第１および第２の分割保持器の向きを調整して、その第１および第２の分割保持器を軸方向に押し込むようにする。
【００１５】
上記のように、第１および第２の分割保持器の向きを調整して、双方の分割保持器を軸方向に押し込むことにより、係合爪が相手方の分割保持器の係合凹部に係合し、第１分割保持器と第２分割保持器が互いに結合されて保持器が形成され、複数のボールは円形に組み合わされたポケットのそれぞれで保持されて、深みぞ玉軸受が組立状態とされる。
【００１６】
ここで、保持器を形成する第１分割保持器と第２分割保持器はテーパ状とされ、第１分割保持器の大径端面の外径および内径が第２分割保持器の小径端面の外径および内径と同径であるため、外表面および内表面に段差のないテーパ状の保持器を組み立てることができる。そのため、その保持器を用いて深みぞ玉軸受を組み立てることにより、軸受内部に侵入する異物が保持器の表面に付着して滞留することが少なく、異物の滞留を低減することができる。
【００１７】
また、保持器は、テーパ状をなし、大径端と小径端は径差を有するため、保持器の回転時、大径端部と小径端部の周速差によってポンプ作用が生じ、軸受空間内に潤滑オイルが送り込まれることになる。このとき、保持器は、その外表面および内表面が滑らかであるため、潤滑オイルはスムーズに流れ、また、潤滑オイルの撹拌抵抗も小さく、トルク損失も少ない。
【００１８】
ここで、第１分割保持器および第２分割保持器は、低コスト化を図るため、合成樹脂の成形品とするのが好ましい。この場合、深みぞ玉軸受は、オイル潤滑されるため、耐油性および耐久性に優れた合成樹脂で成形するのが好ましい。そのような樹脂として、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ(ＰＡ９Ｔ)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ＰＥＥＫ)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(ＰＰＳ)を挙げることができる。それらの樹脂のうち、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）は、他の樹脂に比較して耐油性が優れているため、耐油性を考慮するならば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）を用いるのが最も好ましい。
【００１９】
また、樹脂材料の価格を考慮するならば、ポリアミド６６（ＰＡ６６）を用いるのが好ましく、潤滑オイルの種類に応じて適宜に決定すればよい。
【００２０】
この発明に係る軸受装置においては、ヘリカルギヤが設けられたシャフトを油浴に一部が浸かる一対の転がり軸受で回転自在に支持した軸受装置において、前記一対の転がり軸受として、この発明に係る上記の深みぞ玉軸受を用いた構成としたのである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係る深みぞ玉軸受用保持器においては、上記のように、テーパ状の第１分割保持器と第２分割保持器とを、そのテーパ角度を同一とし、第１分割保持器の大径端面の外径および内径を第２分割保持器の小径端面の外径および内径と同径とし、その第１分割保持器と第２分割保持器とを、係合爪と係合凹部の係合により軸方向に結合してテーパ状としたので、外輪の左右の肩高さおよび内輪の左右の肩高さを相違させて大きなスラスト荷重やラジアル荷重を受けることができるようにした深みぞ玉軸受に適用することができる。
【００２２】
また、第１分割保持器と第２分割保持器の結合によって組み立てられた保持器は、段差のない滑らかなテーパ状外表面およびテーパ状内表面を形成するため、深みぞ玉軸受への採用において、異物滞留の少ない、トルク損失の少ない深みぞ玉軸受を得ることができる。しかも、保持器は、大径端部と小径端部の径差による周速の相違によってポンプ作用を生じさせるため、通油性に優れた深みぞ玉軸受を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に係る深みぞ玉軸受の実施の形態を示す縦断面図
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図
【図３】第１分割保持器と第２分割保持器の結合手段の他の例を示す断面図
【図４】図１に示す保持器の側面図
【図５】図４に示す保持器の第１分割保持器と第２分割保持器の結合前の状態を示す側面図
【図６】図４に示す保持器の一部切欠正面図
【図７】この発明に係る軸受装置の実施の形態を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、深みぞ玉軸受Ａは、外輪１１の内径面に形成された軌道溝１２と内輪２１の外径面に設けられた軌道溝２２間にボール３１を組込み、そのボール３１を保持器４０で保持している。
【００２５】
外輪１１の軌道溝１２の両側に形成された一対の肩１３ａ、１３ｂのうち、軌道溝１２の一側方に位置する肩１３ａの高さは他側方に位置する肩１３ｂの高さよりも高くなっている。一方、内輪２１の軌道溝２２の両側に形成された一対の肩２３ａ、２３ｂのうち、軌道溝２２の他側方に位置する肩２３ｂの高さは一側方に位置する肩２３ａの高さより高くなっている。
【００２６】
ここで、高さの低い肩１３ｂおよび２３ａの肩の高さは、標準型深みぞ玉軸受の肩と同じ高さとされているが、標準型深みぞ玉軸受の肩の高さより低くしてもよい。
【００２７】
なお、説明の都合上、高さの高い肩１３ａ、２３ｂをスラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂといい、高さの低い肩１３ｂ、２３ａをスラスト非負荷側の肩１３ｂ、２３ａという。
【００２８】
スラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂの肩高さをＨ１とし、ボール３１の球径をｄとすると、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄは、Ｈ１／ｄ＝０．２５〜０．５０の範囲とされている。
【００２９】
図２、図４および図５に示すように、保持器４０は、第１分割保持器４１と、第２分割保持器４２とからなる。第１分割保持器４１はテーパ状をなし、その大径端には半円形の複数のポケット４３が周方向に等間隔に形成されている。
【００３０】
第２分割保持器４２も第１分割保持器４１と同様にテーパ状をなし、そのテーパ角度は第１分割保持器４１のテーパ角度と同一とされ、その小径端面の外径および内径は、第１分割保持器４１の大径端面の外径および内径と同径とされている。
【００３１】
また、第２分割保持器４２の小径端には、第１分割保持器４１に形成されたポケット４３と同数の半円形のポケット４４が周方向に等間隔に形成され、その複数のポケット４４は、第１分割保持器４１の大径端面に第２分割保持器４２の小径端面を衝合させる接続状態でボール収容用の円形のポケット４５を形成するようになっている。
【００３２】
図２、図５および図６に示すように、第１分割保持器４１の隣接するポケット４３間に形成された柱部４６の端面外周部には、第２分割保持器４２に向けて鈎部４７ａを先端に有する係合爪４７が形成され、一方、第２分割保持器４２の隣接するポケット４４間に形成された柱部４８の外周には上記係合爪４７が係合可能な係合凹部４９が設けられ、その係合凹部４９に対する係合爪４７の係合によって第１分割保持器４１と第２分割保持器４２とは軸方向に結合されて、軸方向に非分離とされる。
【００３３】
ここで、図２では、第１分割保持器４１の柱部４６の端面外周部に係合爪４７を形成し、第２分割保持器４２の柱部４８の外周に係合凹部４９を設けたが、図３に示すように、第１分割保持器４１の柱部４６の端面内周部に係合爪４７を形成し、第２分割保持器４２の柱部４８の内周に係合凹部４９を設けるようにしてもよい。また、図では省略したが、第２分割保持器４２の柱部４８端面に係合爪を設け、第１分割保持器４１の柱部４６に係合凹部を設けるようにしてもよい。
【００３４】
図３に示すように、第１分割保持器４１の柱部４６の端面内周部に係合爪４７を形成する場合は、係合爪４７の先端部に上向きに鈎部４７ａを設けるようにする。
【００３５】
第１分割保持器４１および第２分割保持器４２のそれぞれは、合成樹脂の成形品とされている。この場合、保持器４０は、深みぞ玉軸受を潤滑する潤滑オイルに曝されるため、耐油性に優れた合成樹脂を用いるようにする。
【００３６】
そのような樹脂として、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ(ＰＡ９Ｔ)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ＰＥＥＫ)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(ＰＰＳ)を挙げることができる。これらの樹脂は、潤滑オイルの種類に応じて適切なものを選択して使用すればよい。
【００３７】
実施の形態で示す深みぞ玉軸受は上記の構造からなり、その深みぞ玉軸受の組立てに際しては、外輪１１の内側に内輪２１を挿入し、その内輪２１の軌道溝２２と外輪１１の軌道溝１２間に所要数のボール３１を組込む。
【００３８】
このとき、内輪２１を外輪１１に対して径方向にオフセットして、内輪２１の外径面の一部を外輪１１の内径面の一部に当接して、その当接部位から周方向に１８０度ずれた位置に三日月形の空間を形成し、その空間の一側方から内部にボール３１を組込むようにする。
【００３９】
そのボール３１の組込みに際して、外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａや内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂの肩高さＨ１が必要以上に高い場合には、ボール３１の組込みを阻害することになるが、実施の形態では、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄが、０．５０を超えることのない高さとされているため、外輪１１と内輪２１間にボール３１を確実に組込むことができる。
【００４０】
ボール３１の組込み後、内輪２１の中心を外輪１１の中心に一致させてボール３１を周方向に等間隔に配置し、外輪１１と内輪２１の対向部間に第１分割保持器４１と第２分割保持器４２を挿入する。
【００４１】
このとき、第１分割保持器４１は、外輪１１の高さの高い肩１３ａ側からポケット４３を先にして外輪１１と内輪２１の対向部間に挿入し、一方、第２分割保持器４２は、外輪１１の高さの低い肩１３ｂ側からポケット４４を先にして外輪１１と内輪２１の対向部間に挿入する。
【００４２】
第１分割保持器４１および第２分割保持器４２の挿入後、第１分割保持器４１に形成された係合爪４７が第２分割保持器４２に設けられた係合凹部４９に軸方向で対向し、かつ、半円形ポケット４３、４４がボール３１と軸方向で対向するよう、第１分割保持器４１および第２分割保持器４２の向きを調整して、その第１分割保持器４１および第２分割保持器４２を軸方向に押し込むようにする。
【００４３】
上記のように、第１分割保持器４１および第２分割保持器４２の向きを調整して、双方の分割保持器４１、４２を軸方向に押し込むことにより、図２に示すように、係合爪４７が係合凹部４９に係合し、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２が互いに結合されて保持器４０が形成され、複数のボール３１は円形に組み合わされたポケット４５のそれぞれで保持されて、深みぞ玉軸受Ａが組立状態とされる。
【００４４】
ここで、ボール３１を保持する保持器４０は、テーパ角度を同一とするテーパ状第１分割保持器４１とテーパ状第２分割保持器４２とからなり、その第１分割保持器４１の大径端面の外径および内径は、その大径端面に衝合される第２分割保持器４２の小径端面の外径および内径と同径であるため、第１分割保持器と第２分割保持器の結合によって組み立てられた保持器４０の外表面および内表面は、段差のない滑らかなテーパ面を形成することになる。
【００４５】
このため、上記保持器４０の深みぞ玉軸受への採用において、異物滞留の少ない深みぞ玉軸受Ａを得ることができる。また、潤滑オイルの撹拌抵抗も小さく、トルク損失の少ない玉軸受Ａを得ることができる。
【００４６】
さらに、保持器４０はテーパ状であるため、回転時、大径端部と小径端部の径の相違によって周速が相違し、軸受内部にポンプ作用が生じる。そのポンプ作用によって、潤滑オイルが軸受内に強制的に送り込まれることになり、通油性の良好な深みぞ玉軸受Ａを得ることができる。
【００４７】
図７は、実施の形態で示す深みぞ玉軸受Ａを用いて従動側のヘリカルギヤ５０を支持するシャフト５１を回転自在に支持した軸受装置を示す。この場合、深みぞ玉軸受Ａは、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂがヘリカルギヤ５０側に位置する組付けとする。また、深みぞ玉軸受Ａは、一部が油浴に浸かる組付けとする。
【００４８】
上記軸受装置において、駆動側ヘリカルギヤ５２から従動側ヘリカルギヤ５０に回転を伝達すると、シャフト５１にスラスト力が負荷され、そのスラスト力は深みぞ玉軸受Ａにおける内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂと外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａで支持される。
【００４９】
このとき、ボール３１にもスラスト力が負荷され、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂと外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａが必要以上に低い場合、ボール３１が肩１３ａ、２３ｂに乗り上がり、肩１３ａ、２３ｂのエッジを損傷させる可能性がある。
【００５０】
実施の形態では、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２５以上としているため、ボール３１の乗り上げを確実に阻止することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１１ 外輪
１２ 軌道溝
１３ａ 肩
１３ｂ 肩
２１ 内輪
２２ 軌道溝
２３ａ 肩
２３ｂ 肩
３１ ボール
４０ 保持器
４１ 第１分割保持器
４２ 第２分割保持器
４３ 半円形ポケット
４４ 半円形ポケット
４５ 円形ポケット
４６ 柱部
４７ 係合爪
４７ａ 鈎部
４８ 柱部
４９ 係合凹部
５０ ヘリカルギヤ
５１ シャフト
【技術分野】
【０００１】
この発明は、深みぞ玉軸受用の保持器およびその保持器を用いた深みぞ玉軸受ならびに軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプットシャフトとアウトプットシャフトを同軸上に配置し、その両軸に平行にカウンタシャフトを設け、その平行する２軸の相互間に変速比の異なる複数の歯車式減速部を設けて、インプットシャフトの回転を複数段に変速してアウトプットシャフトから出力するようにしたトランスミッションにおいては、一般的に、歯車式減速部にヘリカルギヤを採用しているため、インプットシャフトからアウトプットシャフトへの回転トルクの伝達時、インプットシャフト、アウトプットシャフトおよびカウンタシャフトのそれぞれにスラスト力が負荷されることになる。
【０００３】
このため、インプットシャフト、アウトプットシャフトおよびカウンタシャフトを支持する軸受には、ラジアル荷重とスラスト荷重の両方の荷重を支持することができる軸受を用いる必要がある。
【０００４】
円すいころ軸受においては、負荷容量が大きく、スラスト荷重およびラジアル荷重の両方を受けることができるため、トランスミッション用軸受に好適である。しかし、円すいころ軸受においては、損失トルクが大きく、燃料の消費量が多くなるという問題が生じる。その低燃費化を図るため、損失トルクの少ない深みぞ玉軸受が使用されるケースが多くなってきている。
【０００５】
ところで、標準の深みぞ玉軸受においては、過大なスラスト荷重が負荷された際に、そのスラスト荷重を受ける負荷側の肩にボールが乗り上げて、肩のエッジが損傷する懸念がある。
【０００６】
そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載された深みぞ玉軸受においては、外輪の軌道溝および内輪の軌道溝のそれぞれ両側に形成された肩のうち、スラスト荷重を受ける側の肩を高くして、ボールの乗り上げを阻止し、軸受の耐久性の低下を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−７２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１に記載された深みぞ玉軸受においては、内輪および外輪の肩高さが左右非対称であるため、径の異なる２つの分割保持器を内外に嵌合し、一方の分割保持器に形成された係合爪を他方の分割保持器に設けられた係合凹部に係合させて、一対の分割保持器を軸方向に結合してボールを保持する保持器を形成するようにしているため、保持器の外径面および内径面に多くの凹凸部が形成され、その凹凸部にギヤの摩耗粉等の異物が付着滞留し易く、また、潤滑オイルが撹拌されることになってトルク損失が多く、異物の滞留やトルク損失の低減を図る上においても改善すべき点が残されていた。
【０００９】
また、大径側分割保持器と小径側分割保持器の外径面間および内径面間に径方向の段差が形成されるため、その段差で潤滑オイルの流れが阻害されて軸受内部に潤滑オイルをスムーズに流通させることができず、通油性を向上させる上において改善すべき点が残されていた。
【００１０】
この発明の課題は、軸受内部での異物の滞留およびトルク損失の低減と通油性の向上を図ることができる深みぞ玉軸受用保持器および深みぞ玉軸受ならびに軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明に係る深みぞ玉軸受用保持器においては、テーパ状とされた第１分割保持器と、その第１分割保持器とテーパ角度が同じとされて、小径端面の外径および内径が第１分割保持器の大径端面の外径および内径と同径とされたテーパ状の第２分割保持器とからなり、前記第１分割保持器の大径端と第２分割保持器の小径端のそれぞれに、第１分割保持器の大径端面に第２分割保持器の小径端面を衝合させる接続状態でボール収容用の円形のポケットを形成する複数の半円形ポケットを周方向に等間隔に設け、前記第１分割保持器の半円形ポケット間に形成された柱部の端面と第２分割保持器の半円形ポケット間に形成された柱部の端面の、一方の端面の外周部または内周部に、先端が鈎部とされた係合爪を設け、他方の端面に、その係合爪が係合可能とされ、係合状態で第１分割保持器と第２分割保持器とを軸方向に結合する係合凹部を設けた構成を採用したのである。
【００１２】
また、この発明に係る深みぞ玉軸受においては、内径面に軌道溝が形成された外輪と、外径面に軌道溝が形成された内輪と、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝間に組込まれたボールと、そのボールを保持する保持器とからなり、前記外輪軌道溝の一側の肩と内輪軌道溝の他側の肩の少なくとも一方の高さを、外輪軌道溝の他側の肩または内輪軌道溝の一側の肩の高さより高くし、その高さの高い肩の肩高さをＨ１、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２５〜０．５０の範囲とした深みぞ玉軸受において、前記保持器として、この発明に係る上記構成の保持器を採用したのである。
【００１３】
上記の構成からなる深みぞ玉軸受の組立てに際しては、外輪と内輪の軌道溝間に複数のボールを組み込んだのち、外輪と内輪の対向部間に第１分割保持器および第２分割保持器を挿入する。
【００１４】
このとき、第１分割保持器は、外輪の高さの高い肩側からポケット形成側端を先にして対向部間に挿入し、一方、第２分割保持器は、外輪の高さの低い肩側からポケット形成側端を先にして対向部間に挿入し、一方の分割保持器に形成された係合爪が他方の分割保持器に設けられた係合凹部に軸方向で対向し、かつ、半円形ポケットがボールと軸方向で対向するよう、第１および第２の分割保持器の向きを調整して、その第１および第２の分割保持器を軸方向に押し込むようにする。
【００１５】
上記のように、第１および第２の分割保持器の向きを調整して、双方の分割保持器を軸方向に押し込むことにより、係合爪が相手方の分割保持器の係合凹部に係合し、第１分割保持器と第２分割保持器が互いに結合されて保持器が形成され、複数のボールは円形に組み合わされたポケットのそれぞれで保持されて、深みぞ玉軸受が組立状態とされる。
【００１６】
ここで、保持器を形成する第１分割保持器と第２分割保持器はテーパ状とされ、第１分割保持器の大径端面の外径および内径が第２分割保持器の小径端面の外径および内径と同径であるため、外表面および内表面に段差のないテーパ状の保持器を組み立てることができる。そのため、その保持器を用いて深みぞ玉軸受を組み立てることにより、軸受内部に侵入する異物が保持器の表面に付着して滞留することが少なく、異物の滞留を低減することができる。
【００１７】
また、保持器は、テーパ状をなし、大径端と小径端は径差を有するため、保持器の回転時、大径端部と小径端部の周速差によってポンプ作用が生じ、軸受空間内に潤滑オイルが送り込まれることになる。このとき、保持器は、その外表面および内表面が滑らかであるため、潤滑オイルはスムーズに流れ、また、潤滑オイルの撹拌抵抗も小さく、トルク損失も少ない。
【００１８】
ここで、第１分割保持器および第２分割保持器は、低コスト化を図るため、合成樹脂の成形品とするのが好ましい。この場合、深みぞ玉軸受は、オイル潤滑されるため、耐油性および耐久性に優れた合成樹脂で成形するのが好ましい。そのような樹脂として、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ(ＰＡ９Ｔ)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ＰＥＥＫ)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(ＰＰＳ)を挙げることができる。それらの樹脂のうち、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）は、他の樹脂に比較して耐油性が優れているため、耐油性を考慮するならば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）を用いるのが最も好ましい。
【００１９】
また、樹脂材料の価格を考慮するならば、ポリアミド６６（ＰＡ６６）を用いるのが好ましく、潤滑オイルの種類に応じて適宜に決定すればよい。
【００２０】
この発明に係る軸受装置においては、ヘリカルギヤが設けられたシャフトを油浴に一部が浸かる一対の転がり軸受で回転自在に支持した軸受装置において、前記一対の転がり軸受として、この発明に係る上記の深みぞ玉軸受を用いた構成としたのである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係る深みぞ玉軸受用保持器においては、上記のように、テーパ状の第１分割保持器と第２分割保持器とを、そのテーパ角度を同一とし、第１分割保持器の大径端面の外径および内径を第２分割保持器の小径端面の外径および内径と同径とし、その第１分割保持器と第２分割保持器とを、係合爪と係合凹部の係合により軸方向に結合してテーパ状としたので、外輪の左右の肩高さおよび内輪の左右の肩高さを相違させて大きなスラスト荷重やラジアル荷重を受けることができるようにした深みぞ玉軸受に適用することができる。
【００２２】
また、第１分割保持器と第２分割保持器の結合によって組み立てられた保持器は、段差のない滑らかなテーパ状外表面およびテーパ状内表面を形成するため、深みぞ玉軸受への採用において、異物滞留の少ない、トルク損失の少ない深みぞ玉軸受を得ることができる。しかも、保持器は、大径端部と小径端部の径差による周速の相違によってポンプ作用を生じさせるため、通油性に優れた深みぞ玉軸受を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に係る深みぞ玉軸受の実施の形態を示す縦断面図
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図
【図３】第１分割保持器と第２分割保持器の結合手段の他の例を示す断面図
【図４】図１に示す保持器の側面図
【図５】図４に示す保持器の第１分割保持器と第２分割保持器の結合前の状態を示す側面図
【図６】図４に示す保持器の一部切欠正面図
【図７】この発明に係る軸受装置の実施の形態を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、深みぞ玉軸受Ａは、外輪１１の内径面に形成された軌道溝１２と内輪２１の外径面に設けられた軌道溝２２間にボール３１を組込み、そのボール３１を保持器４０で保持している。
【００２５】
外輪１１の軌道溝１２の両側に形成された一対の肩１３ａ、１３ｂのうち、軌道溝１２の一側方に位置する肩１３ａの高さは他側方に位置する肩１３ｂの高さよりも高くなっている。一方、内輪２１の軌道溝２２の両側に形成された一対の肩２３ａ、２３ｂのうち、軌道溝２２の他側方に位置する肩２３ｂの高さは一側方に位置する肩２３ａの高さより高くなっている。
【００２６】
ここで、高さの低い肩１３ｂおよび２３ａの肩の高さは、標準型深みぞ玉軸受の肩と同じ高さとされているが、標準型深みぞ玉軸受の肩の高さより低くしてもよい。
【００２７】
なお、説明の都合上、高さの高い肩１３ａ、２３ｂをスラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂといい、高さの低い肩１３ｂ、２３ａをスラスト非負荷側の肩１３ｂ、２３ａという。
【００２８】
スラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂの肩高さをＨ１とし、ボール３１の球径をｄとすると、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄは、Ｈ１／ｄ＝０．２５〜０．５０の範囲とされている。
【００２９】
図２、図４および図５に示すように、保持器４０は、第１分割保持器４１と、第２分割保持器４２とからなる。第１分割保持器４１はテーパ状をなし、その大径端には半円形の複数のポケット４３が周方向に等間隔に形成されている。
【００３０】
第２分割保持器４２も第１分割保持器４１と同様にテーパ状をなし、そのテーパ角度は第１分割保持器４１のテーパ角度と同一とされ、その小径端面の外径および内径は、第１分割保持器４１の大径端面の外径および内径と同径とされている。
【００３１】
また、第２分割保持器４２の小径端には、第１分割保持器４１に形成されたポケット４３と同数の半円形のポケット４４が周方向に等間隔に形成され、その複数のポケット４４は、第１分割保持器４１の大径端面に第２分割保持器４２の小径端面を衝合させる接続状態でボール収容用の円形のポケット４５を形成するようになっている。
【００３２】
図２、図５および図６に示すように、第１分割保持器４１の隣接するポケット４３間に形成された柱部４６の端面外周部には、第２分割保持器４２に向けて鈎部４７ａを先端に有する係合爪４７が形成され、一方、第２分割保持器４２の隣接するポケット４４間に形成された柱部４８の外周には上記係合爪４７が係合可能な係合凹部４９が設けられ、その係合凹部４９に対する係合爪４７の係合によって第１分割保持器４１と第２分割保持器４２とは軸方向に結合されて、軸方向に非分離とされる。
【００３３】
ここで、図２では、第１分割保持器４１の柱部４６の端面外周部に係合爪４７を形成し、第２分割保持器４２の柱部４８の外周に係合凹部４９を設けたが、図３に示すように、第１分割保持器４１の柱部４６の端面内周部に係合爪４７を形成し、第２分割保持器４２の柱部４８の内周に係合凹部４９を設けるようにしてもよい。また、図では省略したが、第２分割保持器４２の柱部４８端面に係合爪を設け、第１分割保持器４１の柱部４６に係合凹部を設けるようにしてもよい。
【００３４】
図３に示すように、第１分割保持器４１の柱部４６の端面内周部に係合爪４７を形成する場合は、係合爪４７の先端部に上向きに鈎部４７ａを設けるようにする。
【００３５】
第１分割保持器４１および第２分割保持器４２のそれぞれは、合成樹脂の成形品とされている。この場合、保持器４０は、深みぞ玉軸受を潤滑する潤滑オイルに曝されるため、耐油性に優れた合成樹脂を用いるようにする。
【００３６】
そのような樹脂として、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ(ＰＡ９Ｔ)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ＰＥＥＫ)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(ＰＰＳ)を挙げることができる。これらの樹脂は、潤滑オイルの種類に応じて適切なものを選択して使用すればよい。
【００３７】
実施の形態で示す深みぞ玉軸受は上記の構造からなり、その深みぞ玉軸受の組立てに際しては、外輪１１の内側に内輪２１を挿入し、その内輪２１の軌道溝２２と外輪１１の軌道溝１２間に所要数のボール３１を組込む。
【００３８】
このとき、内輪２１を外輪１１に対して径方向にオフセットして、内輪２１の外径面の一部を外輪１１の内径面の一部に当接して、その当接部位から周方向に１８０度ずれた位置に三日月形の空間を形成し、その空間の一側方から内部にボール３１を組込むようにする。
【００３９】
そのボール３１の組込みに際して、外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａや内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂの肩高さＨ１が必要以上に高い場合には、ボール３１の組込みを阻害することになるが、実施の形態では、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄが、０．５０を超えることのない高さとされているため、外輪１１と内輪２１間にボール３１を確実に組込むことができる。
【００４０】
ボール３１の組込み後、内輪２１の中心を外輪１１の中心に一致させてボール３１を周方向に等間隔に配置し、外輪１１と内輪２１の対向部間に第１分割保持器４１と第２分割保持器４２を挿入する。
【００４１】
このとき、第１分割保持器４１は、外輪１１の高さの高い肩１３ａ側からポケット４３を先にして外輪１１と内輪２１の対向部間に挿入し、一方、第２分割保持器４２は、外輪１１の高さの低い肩１３ｂ側からポケット４４を先にして外輪１１と内輪２１の対向部間に挿入する。
【００４２】
第１分割保持器４１および第２分割保持器４２の挿入後、第１分割保持器４１に形成された係合爪４７が第２分割保持器４２に設けられた係合凹部４９に軸方向で対向し、かつ、半円形ポケット４３、４４がボール３１と軸方向で対向するよう、第１分割保持器４１および第２分割保持器４２の向きを調整して、その第１分割保持器４１および第２分割保持器４２を軸方向に押し込むようにする。
【００４３】
上記のように、第１分割保持器４１および第２分割保持器４２の向きを調整して、双方の分割保持器４１、４２を軸方向に押し込むことにより、図２に示すように、係合爪４７が係合凹部４９に係合し、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２が互いに結合されて保持器４０が形成され、複数のボール３１は円形に組み合わされたポケット４５のそれぞれで保持されて、深みぞ玉軸受Ａが組立状態とされる。
【００４４】
ここで、ボール３１を保持する保持器４０は、テーパ角度を同一とするテーパ状第１分割保持器４１とテーパ状第２分割保持器４２とからなり、その第１分割保持器４１の大径端面の外径および内径は、その大径端面に衝合される第２分割保持器４２の小径端面の外径および内径と同径であるため、第１分割保持器と第２分割保持器の結合によって組み立てられた保持器４０の外表面および内表面は、段差のない滑らかなテーパ面を形成することになる。
【００４５】
このため、上記保持器４０の深みぞ玉軸受への採用において、異物滞留の少ない深みぞ玉軸受Ａを得ることができる。また、潤滑オイルの撹拌抵抗も小さく、トルク損失の少ない玉軸受Ａを得ることができる。
【００４６】
さらに、保持器４０はテーパ状であるため、回転時、大径端部と小径端部の径の相違によって周速が相違し、軸受内部にポンプ作用が生じる。そのポンプ作用によって、潤滑オイルが軸受内に強制的に送り込まれることになり、通油性の良好な深みぞ玉軸受Ａを得ることができる。
【００４７】
図７は、実施の形態で示す深みぞ玉軸受Ａを用いて従動側のヘリカルギヤ５０を支持するシャフト５１を回転自在に支持した軸受装置を示す。この場合、深みぞ玉軸受Ａは、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂがヘリカルギヤ５０側に位置する組付けとする。また、深みぞ玉軸受Ａは、一部が油浴に浸かる組付けとする。
【００４８】
上記軸受装置において、駆動側ヘリカルギヤ５２から従動側ヘリカルギヤ５０に回転を伝達すると、シャフト５１にスラスト力が負荷され、そのスラスト力は深みぞ玉軸受Ａにおける内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂと外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａで支持される。
【００４９】
このとき、ボール３１にもスラスト力が負荷され、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂと外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａが必要以上に低い場合、ボール３１が肩１３ａ、２３ｂに乗り上がり、肩１３ａ、２３ｂのエッジを損傷させる可能性がある。
【００５０】
実施の形態では、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２５以上としているため、ボール３１の乗り上げを確実に阻止することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１１ 外輪
１２ 軌道溝
１３ａ 肩
１３ｂ 肩
２１ 内輪
２２ 軌道溝
２３ａ 肩
２３ｂ 肩
３１ ボール
４０ 保持器
４１ 第１分割保持器
４２ 第２分割保持器
４３ 半円形ポケット
４４ 半円形ポケット
４５ 円形ポケット
４６ 柱部
４７ 係合爪
４７ａ 鈎部
４８ 柱部
４９ 係合凹部
５０ ヘリカルギヤ
５１ シャフト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーパ状とされた第１分割保持器と、その第１分割保持器とテーパ角度が同じとされて、小径端面の外径および内径が第１分割保持器の大径端面の外径および内径と同径とされたテーパ状の第２分割保持器とからなり、前記第１分割保持器の大径端と第２分割保持器の小径端のそれぞれに、第１分割保持器の大径端面に第２分割保持器の小径端面を衝合させる接続状態でボール収容用の円形のポケットを形成する複数の半円形ポケットを周方向に等間隔に設け、前記第１分割保持器の半円形ポケット間に形成された柱部の端面と第２分割保持器の半円形ポケット間に形成された柱部の端面の、一方の端面の外周部または内周部に、先端が鈎部とされた係合爪を設け、他方の端面に、その係合爪が係合可能とされ、係合状態で第１分割保持器と第２分割保持器とを軸方向に結合する係合凹部を設けたことを特徴とする深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項２】
前記第１分割保持器および第２分割保持器のそれぞれが、合成樹脂の成形品からなる請求項１に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項３】
前記合成樹脂が、ポリアミド樹脂からなる請求項２に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項４】
前記ポリアミド樹脂が、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド９Ｔのうちの一種からなる請求項３に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項５】
前記合成樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる請求項２に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項６】
前記合成樹脂が、ポリフェニレンサルファイド樹脂からなる請求項２に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項７】
内径面に軌道溝が形成された外輪と、外径面に軌道溝が形成された内輪と、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝間に組込まれたボールと、そのボールを保持する保持器とからなり、前記外輪軌道溝の一側の肩と内輪軌道溝の他側の肩の少なくとも一方の高さを、外輪軌道溝の他側の肩または内輪軌道溝の一側の肩の高さより高くし、その高さの高い肩の肩高さをＨ１、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２５〜０．５０の範囲とした深みぞ玉軸受において、
前記保持器が請求項１乃至６のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受用保持器かなることを特徴とする深みぞ玉軸受。
【請求項８】
ヘリカルギヤが設けられたシャフトを油浴に一部が浸かる一対の転がり軸受で回転自在に支持した軸受装置において、
前記一対の転がり軸受が、請求項７に記載の深みぞ玉軸受からなることを特徴とする軸受装置。
【請求項１】
テーパ状とされた第１分割保持器と、その第１分割保持器とテーパ角度が同じとされて、小径端面の外径および内径が第１分割保持器の大径端面の外径および内径と同径とされたテーパ状の第２分割保持器とからなり、前記第１分割保持器の大径端と第２分割保持器の小径端のそれぞれに、第１分割保持器の大径端面に第２分割保持器の小径端面を衝合させる接続状態でボール収容用の円形のポケットを形成する複数の半円形ポケットを周方向に等間隔に設け、前記第１分割保持器の半円形ポケット間に形成された柱部の端面と第２分割保持器の半円形ポケット間に形成された柱部の端面の、一方の端面の外周部または内周部に、先端が鈎部とされた係合爪を設け、他方の端面に、その係合爪が係合可能とされ、係合状態で第１分割保持器と第２分割保持器とを軸方向に結合する係合凹部を設けたことを特徴とする深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項２】
前記第１分割保持器および第２分割保持器のそれぞれが、合成樹脂の成形品からなる請求項１に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項３】
前記合成樹脂が、ポリアミド樹脂からなる請求項２に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項４】
前記ポリアミド樹脂が、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド９Ｔのうちの一種からなる請求項３に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項５】
前記合成樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる請求項２に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項６】
前記合成樹脂が、ポリフェニレンサルファイド樹脂からなる請求項２に記載の深みぞ玉軸受用保持器。
【請求項７】
内径面に軌道溝が形成された外輪と、外径面に軌道溝が形成された内輪と、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝間に組込まれたボールと、そのボールを保持する保持器とからなり、前記外輪軌道溝の一側の肩と内輪軌道溝の他側の肩の少なくとも一方の高さを、外輪軌道溝の他側の肩または内輪軌道溝の一側の肩の高さより高くし、その高さの高い肩の肩高さをＨ１、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２５〜０．５０の範囲とした深みぞ玉軸受において、
前記保持器が請求項１乃至６のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受用保持器かなることを特徴とする深みぞ玉軸受。
【請求項８】
ヘリカルギヤが設けられたシャフトを油浴に一部が浸かる一対の転がり軸受で回転自在に支持した軸受装置において、
前記一対の転がり軸受が、請求項７に記載の深みぞ玉軸受からなることを特徴とする軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９２２４２（Ｐ２０１３−９２２４２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６０５１（Ｐ２０１１−２３６０５１）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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