JP2007092984A - ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング内径面を外輪軌道面として、または、軸外径面を内輪軌道面として使用するころ軸受において、高い定格荷重を有し、取扱い性や設備への取り付け性に優れたころ軸受を提供する。
【解決手段】ころ軸受は、内輪14または外輪12と、内輪軌道面上または内輪軌道面上に設けられた複数のころ16と、隣り合ったころ16間に位置する間座18と、内輪14または外輪12に固定した環状の側板20を備え、間座20のころ転動面との接触面をころ16のピッチ円を跨ぐ凹形状とし、間座18の端部を側板によって拘束してある。
【選択図】図１

Description

この発明は、ハウジング内径面を外輪軌道面として、または、軸外径面を内輪軌道面として使用する、高い定格荷重が要求されるころ軸受に関し、たとえば遊星歯車式の増速機や減速機に利用することができる。

設備のダウンサイジングを図るため、また、軸やハウジングの剛性を確保するためには、軸受の断面を小さくする必要がある。断面縮小の手段としては、ハウジング内径面を外輪軌道面として使用する、あるいは、軸外径面を内輪軌道面として使用する方法が知られている。中でも特に高い定格荷重が要求される場合には、総ころ軸受に上記手段が適用される。しかし、総ころ軸受には保持器がないため、隣り合うころ同士のかじりが懸念されるだけでなく、外輪または内輪のいずれかを取り外すところが脱落してしまう。そのため、総ころ軸受に上記手段を適用する際には、図５に示すように、ころ２の脱落を防止するためのスリーブ４が必要となり、設備への取り付け性もよくない。

また、ころをキーストン状態にすることでころの脱落を防止する総ころ軸受が存在するが（特許文献１参照）、円周方向すきま、すなわち外輪軌道径およびころ径のシビアな管理が必要であるため、サイズが大きくころ本数の多い軸受には不向きである。さらに、キーストン効果を成立させるにはころの外接円を拘束する必要があるため、外輪を省略することができず、ハウジング内径面を外輪軌道面として使用する手法は適用できない。
特開２００２−３３９９８７号公報

この発明の主要な目的は、ハウジング内径面を外輪軌道面として、または、軸外径面を内輪軌道面として使用するころ軸受において、高い定格荷重を有し、取扱い性や設備への取り付け性に優れたころ軸受を提供することにある。

請求項１の発明は、内輪と、内輪軌道面上に転動自在に設けられた複数のころと、隣り合うころ間に位置する間座と、内輪に固定した環状の側板を備え、間座のころ外径との接触面をころのピッチ円を跨ぐ凹形状とし、間座の端部を側板によって内輪側に拘束したころ軸受である。間座のころ端面を越えた部分を、内輪に固定した例えばＬ字形ないしはコの字形の環状側板によって内輪側に拘束し、間座のころ外径との接触面をころの転動面を受け入れる凹形状とすることによって、ころの脱落を防止することができる。

請求項２の発明は、外輪と、外輪軌道面上に転動自在に設けられた複数のころと、隣り合うころ間に位置する間座と、外輪に固定した環状の側板を備え、間座のころ外径との接触面をころのピッチ円を跨ぐ凹形状とし、間座の端部を側板によって外輪側に拘束したころ軸受である。間座のころ端面を越えた部分を、外輪に固定した例えばＬ字形ないしはコの字形の環状側板によって外輪側に拘束し、間座のころ外径との接触面をころの転動面を受け入れる凹形状とすることによって、ころの脱落を防止することができる。

請求項３の発明は、請求項１または２のころ軸受において、前記拡張部にころ端面と向かい合う凸部を設けたことを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、凸部の先端のみがころ端面と接触することになるため、ころ端面付近の潤滑油の円滑な貫流を可能とし、また、ころ端面の油膜切れの発生を抑えることができる。すなわち、間座ところ端面の接触面積を減らし、さらには前記凸部の周辺に空間が生まれることで潤滑油の円滑な貫流が可能となり、ころ端面と軌道輪つば側面の間に潤滑油を潤沢に供給できるため、かじりの発生や発熱を抑えることができる。

請求項４の発明は、請求項３のころ軸受において、前記凸部が、前記ころ端面のうち、軌道輪のつばと接する領域を避けた部分と向かい合うことを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、潤滑油の円滑な貫流が可能となり、かじりの発生や発熱を抑制できるほか、ころ端面に機能上有害な傷が発生することがない。また、ころ端面の中心寄りに前記接触部を設けることで、その摺動速度が低下し、間座の凸部先端の磨耗を軽減することができる。

請求項５の発明は、請求項３または４のころ軸受において、前記間座が樹脂製で、前記凸部を金型のパーティング面に対して垂直に延在させたことを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、間座の製造コストを抑えることができる。すなわち、アンダーカット形状を避けることでルーズコアやスライドコアといった複雑な機構が不要となり、金型の形状を簡易化して型費を抑えることができる。

請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれかのころ軸受において前記凸部の先端が曲面であることを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、ころ端面とのエッジ接触を避け、油膜切れの発生を抑えることができる。

請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかのころ軸受において、前記側板に軸方向に貫通したタップ穴を設けることにより課題を解決したものである。このような構成を採用することにより、ボルトの締め込み反力を利用した側板の引き抜きが可能となる。すなわち、側板を引き抜くに当たり、タップ穴にボルトをねじ込み、先端をころの端面または内輪もしくは外輪に当ててさらに締め込むことにより、側板を軌道輪から容易に引き抜くことができ、側板を変形させることもない。

請求項９の発明は、請求項７または８のころ軸受において、前記タップ穴の軸受半径方向の位置が、ころ端面のうち摺動面を避けた部分に対応することを特徴とするものである。側板を引き抜く上で、ボルトの先端を接触させる対象をころ端面とする場合、ボルトの先端をころ端面のうち摺動面を避けた部分に当てることで、ころ端面に機能上有害な傷を発生させることが回避できる。軸受の回転中、ころは軌道面に沿って自転しながら公転し、その間、軌道輪の案内つばとすべり接触（摺動）する。この摺動面は、軌道輪のつばの高さによってころの外径から一定の幅の円形帯状となる。したがって、ころの端面のうち摺動面を避けた部分とは、ころの中央部の円形領域となる。

請求項８の発明は、請求項７のころ軸受において、前記タップ穴が軸受の内部と外部を連通させる位置にあることを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、タップ穴に油穴としての機能を兼備させることができる。油穴は潤滑油の攪拌抵抗を軽減させ、軸受の冷却効率を向上させる役割を果たす。

請求項１０の発明は、請求項２ないし９のいずれかのころ軸受において、前記間座の拡張部の、外輪つば内径面と向かい合う面に設けた案内面を、曲率半径が外輪つば内径面よりも小さい凸曲面で形成したことを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、前記案内面にいわゆる「くさび膜効果」（運動方向に狭まっているくさび状のすきまに、流体が粘性により引き込まれて圧力すなわち負荷能力を発生する効果）が発生し、前記案内面における油膜切れの発生を抑えることができる。

また、前述のとおり、間座を内輪または外輪の軌道面に摺動させる必要がないため、転がり面の油膜形成が阻害されることはなく、さらに、従来技術のように間座の案内面の面積がころ間のすきまによって制約を受けることがない。

ここで、くさび膜効果によって得られる油膜の負荷能力は案内面が広いほど大きく、たとえば案内面の運動方向すなわち前記拡張部の円周方向への長さを２倍にした場合、油膜の負荷能力は４倍に増大させることができる。つまり、間座の前記拡張部は、間座の軸方向への動きを規制する役割のほか、案内面の面積を拡大するという別の利点を有している。

請求項１１の発明は、請求項１０のころ軸受において、外輪つば内径面の曲率半径をＲ_１としたとき、前記凸曲面の曲率半径Ｒ_２が０．３×Ｒ_１＜Ｒ_２＜０．６×Ｒ_１で表される範囲内であることを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、前記案内面における油膜切れの発生を抑えることができる。ここで、上限を０．６×Ｒ_１としたのは、間座の挙動が乱れても前記案内面におけるエッジ接触を回避し、くさび膜効果を発生させるためである。この種のころ軸受では、円周方向すきまの隣に位置する間座の挙動が不安定になる。すなわち、両隣のころの転動面から解放された間座は、円周方向すきまの中で移動、回転することができるため、前記案内面のアプローチアングル（くさび角）も常に一定ではない。したがって、間座の前記凸曲面の曲率半径が大きすぎると、言い換えればくさび角が小さすぎると、間座の挙動によっては前記拡張部の末端部分が外輪つば内径面とエッジ接触したり、くさび膜効果が得られないなどといった不具合が生じることがある。下限を０．３×Ｒ_１としたのは、くさび膜効果による油膜の負荷容量を確保するためである。間座の前記凸曲面の曲率半径が小さすぎると、言い換えればくさび角が大きすぎると、くさび膜効果によって得られる油膜の負荷能力が低下してしまう。

請求項１２の発明は、請求項９または１０のころ軸受において、樹脂材の射出成形によって形成された前記間座の、前記凸曲面の頂部に平坦部が設けてあることを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、前記案内面における油膜切れや磨耗粉の発生を抑えることができる。

金型費を抑え、成形時の金型の開閉制御を容易にするためには、金型のパーティング面は、間座の形状を左右対称に二分し、かつ、アンダーカット形状を避けた位置に設けることになる。すなわち、前記間座の場合、前記凸曲面の頂点を通り、間座を軸方向に二分する位置にパーティングラインを設けることになる。しかしながら、パーティングラインにはバリや段差が伴うことから、外輪つば内径面との摺動により磨耗粉が発生したり、油膜切れの発生原因となり得る。そこで、前記凸曲面の頂点に平坦部を設けることで、間座のパーティングラインと外輪つば内径面との接触を回避することができる。

請求項１３の発明は、請求項１２のころ軸受において、パーティングラインが、前記平坦部内で、かつ、間座の幅を二等分する中心線からずらした位置を通ることを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、射出成形後の間座を金型から確実に離型することができる。射出成形後の製品を離型するためには、金型が開いた際に、製品は突き出しピンを有するコアプレート（可動側の金型）側に固着している必要がある。しかし、金型のパーティングラインを製品を左右対称に二分する位置に設けた場合、金型を開いた際に、製品がキャビティプレート（固定側の金型）に固着してしまうことがあり、製品を離型できないという不具合が生じる。そこで、パーティングラインを中心線からキャビティプレート側にわずかにずらし、間座と金型の接触面積を（コアプレート側）＞（キャビティプレート側）とすることで、金型を開いた際に間座を確実にコアプレート側に固着させることができる。

この発明は、保持器に代えてころ間に間座を介在させることで、より多くのころを軸受に組み込むことができ、しかも、総ころ軸受と違ってころ同士が接触しないため、高い定格荷重を有し許容回転数の高いころ軸受を提供することができる。また、外輪または内輪がなくともころが脱落することがないため、ハウジング内径面を外輪軌道面として、または、軸外径面を内輪軌道面として使用する際に、ころの脱落防止用のスリーブ等を必要とせず、取扱い性や設備への取付け性に優れたころ軸受を提供することができる。

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。

図１に示す実施の形態は、ハウジング内径面を外輪軌道面として使用する円筒ころ軸受に適用した例であって、内輪１４と、ころ１６と、間座１８と、側板２０とで構成されている。ころ１６は、その転動面１６ａにてハウジング内径面および内輪１４の軌道面を転動する。隣り合うころ１６間に間座１８が介在させてある。

図２に示す実施の形態は、軸外径面を内輪軌道面として使用する円筒ころ軸受に適用した例であって、外輪１２と、ころ１６と、間座１８と、側板２０とで構成されている。ころ１６は、その転動面１６ａにて外輪１２の軌道面および軸外径面を転動する。隣り合うころ１６間に間座１８が介在させてある。

側板２０によって内輪または外輪に拘束された間座１８の、ころ１６の転動面１６ａと接触する面（以下、ころ接触面という。）１８ｂの断面形状は、ころを抱きかかえる凹形状となっている。このため、外輪がなくても（図１）、あるいは内輪がなくても（図２）、ころ１６が脱落することはなく、したがって、ころ脱落防止用のスリーブ等は不要である。より具体的に述べると、図１（Ａ）に示す例の場合、ころ接触面１８ｂの断面形状はころ１６の転動面１６ｂの曲率半径よりも僅かに大きい曲率半径の凹円弧である。そして、ころ接触面１８ｂはころピッチ円を跨いで、ころピッチ円の内径側から外径側まで延在している。したがって、隣り合った間座１８で円筒ころ１６を抱き抱えた格好となり、外輪がなくてもころ１６は脱落しない。ころを抱きかかえる凹形状の断面形状をしたころ接触面１８ｂは、上記凹円弧を内接円とするストレート面の組み合わせで構成することもできる。

軸受運転中の間座１８の径方向への動きは、ころ１６だけで規制させることも可能であるが、間座は、外輪１２のつば内径面もしくは内輪１４のつば外径面または側板２０で案内する（摺動させる）ことで挙動が一層安定する。図１の実施の形態は間座１８を側板２０に案内させる形式であり、図２の実施の形態は間座１８を外輪１２に案内させる形式である。すなわち、間座１８はころ１６の全長を越えて延在しており、間座１８の端部の外径（図１）または内径（図２）を外輪１２のつば内径面または側板２０の円筒部で支持することにより、間座１８の径方向の動きを規制してその挙動を安定させる。

図３に示す実施の形態では、間座１８は、軸方向の片端に拡張部１８ａが形成してある。拡張部１８ａは、ころピッチ円の円周方向または接線方向に間座１８の端部を拡張することによって形成される。拡張部１８ａを外輪に形成した段部に圧入したＬ字形断面の環状側板２０で支持することで、間座１８の軸方向および径方向への動きを規制している。

間座１８の材質は、樹脂でも金属でもよい。樹脂製間座の製作方法としては射出成形が好ましい。金属製間座の製作方法としては、鋳造、切削、鍛造、プレス等、特に限定しないが、製造コスト面ではロストワックス等に代表される精密鋳造や、鍛造が好ましく、特に高精度で製作する場合は切削による追加工や一からの製作が好ましい。

間座１８には潤滑油の攪拌抵抗を軽減するための油溝や、潤滑剤保持用の油溜りを設けてもよい（図３参照）。油溝は１本でも２本以上でもよく、軸受の半径方向に対し平行でも平行でなくてもよい。また、２本以上の油溝が交差していてもよい。

間座１８のころ接触面１８ｂに凹部を設けてもよい。凹部は１箇所でも２箇所以上でもよい。たとえば、互いに独立したディンプル状の凹部や、間座１８の長手方向に延びる平行な溝の形態をした凹部を例として挙げることができる。

油溝や凹部は種々の断面形状とすることができる。具体例を挙げるならば、Ｖ形、矩形、台形、円弧等々である。

間座１８に貫通穴を設けてもよい。ころ接触面１８ａに開口した貫通穴でも、拡張部１８ａを軸方向に貫通した貫通穴でもよい。貫通穴の数は単数でも複数でもよく、また、四角形、三角形、台形、円、楕円等々、種々の形状とすることができる。

間座に設けた凹部や貫通穴には、ポリルーブ（商品名：ＮＴＮ株式会社）等に代表される、グリースと樹脂を主成分とする固体潤滑剤を埋設してもよい。

間座に設ける油溝や凹部の深さは、間座１８の破断回避のため、また、潤滑剤の保持性の要求から、ころ径をＤＷとしたとき、０．００１×ＤＷ〜０．２０×ＤＷの範囲内とするのが好ましい。

間座１８に設けた油溝は凹部や貫通穴の開口縁には、ころ１６とのエッジ接触を避けるために面取りを設けることが好ましい。また、間座１８のころ接触面１８ｂに設ける油溝や凹部や貫通穴の占有面積は、間座１８ところ１６の接触面圧の上昇を防ぐため、それらを設けない場合のころ接触面積の５０％、好ましくは３０％を上限とする。

間座１８の軸線に対して垂直な断面における最小肉厚は、間座１８の破断回避と軸受の高負荷容量の双方を実現するために、ころ径をＤ_Wとしたとき、０．０３Ｄ_W〜０．２０Ｄ_Wの範囲内とするのが好ましい。数値範囲の下限については、０．０３Ｄ_Wよりも薄いと破断のおそれがあるため、０．０３×Ｄ_Wを下限とする。上限については、０．２０Ｄ_Wは従来の保持器における柱の肉厚に相当するが、これを越えると負荷容量が低くなるため、０．２０Ｄ_Wを上限とする。

側板２０は断面がＬ字形をした環状体である。側板２０の形状は、間座１８の軸方向への動きを規制しつつ、間座１８を径方向に抱ける形状であればよく、Ｌ字形のほかコの字形などとすることもできる。側板２０の材質はたとえば金属とし、摺動性の良い材質が特に望ましい。かじり防止のため間座１８と側板２０の材質は異材とするのが望ましく、たとえば間座１８の材質を黄銅または樹脂とし、側板２０の材質を鉄または黄銅とする。間座１８と側板２０の材質のより具体的な組合せを例示するならば、黄銅と鉄、樹脂と黄銅、樹脂と鉄、などである。

側板２０の製作方法としては、鋳造、切削、鍛造、プレス等、特に限定しないが、製造コスト面ではプレスによる製作が好ましく、間座１９との摺動性の点では切削による製作が好ましい。たとえばＳ４５Ｃ材から切削により製作する。

側板２０には軸方向に貫通する油穴２２（図３参照）を設けることができる。油穴２２は円筒ころ１６間の潤滑油が出入りしやすくして潤滑油による攪拌抵抗を軽減させ、潤滑油による軸受の冷却効率を向上させる役割を果たす。油穴２２の数は単数でも複数でもよく、また、四角形、三角形、台形、円、楕円その他の任意の形状とすることができる。

側板２０は図１では内径を内輪の環状段部に圧入して、また、図２および図３では外径を外輪１２の環状段部に圧入して固定してある。このように、側板２０の固定対象は外輪でも内輪でもよい。側板２０の固定方法も圧入に限らず、ボルト締めを採用したり、軸受の周辺部品に頼ることもできる。また、側板２０の形状を工夫することでつば輪の機能を兼用させ、部品点数を削減することもできる。

ＮＪ２３２４Ｅ（φ１２０×φ２６０×８６）に適用した実施例と比較例（もみ抜き保持器付き）とについて、ころ本数および軸受寿命比を比較した結果を表１に示す。

複列のころ軸受に適用する場合は、図４に示すように、側板３０を内輪２４の外つば２４ａに設けることで軸受を容易に組み立てることができる。すなわち、あらかじめころ２６と間座２８を配列させた上で側板３０を取り付けることができる。側板３０は中つばに設けることもできるが、その場合は側板３０を取り付けた後でころ２６と間座２８を配列させる必要があるため、最後のころは間座を弾性変形させて組み込む必要がある。

円すいころ軸受に適用する場合、間座のころ接触面は凹斜面形状とするのが好ましい。また、円すいころ軸受に適用する場合、側板の固定対象は内輪の小つば側、あるいは大つば側のいずれでもよく、両つばに設けてもよい。

上述の実施の形態では、間座１８の軸方向端部にころ端面と向かい合う面をもった拡張部１８ａを設けることで、間座１８の軸方向への動きを規制するようにしている。このため、拡張部１８ａは軸受の運転中にころ１６の端面１６ｂとすべり接触する。特に接触面が平坦である場合、ころ端面１６ｂにおける潤滑油の円滑な貫流を妨げるほか、輪郭のエッジ部によってころ端面１６ｂの油膜を切ってしまうおそれがある。その結果、ころ端面１６ｂと軌道輪つば面との間の潤滑油不足が生じ、かじりや発熱につながるおそれがある。このような問題点に鑑み、以下に述べる間座の変形例では、ころ端面付近の潤滑油の円滑な貫流を可能にして、ころ端面における油膜切れの発生を抑えるために、間座１８のころ端面との接触部に凸部５２が設けてある。これにより、ころ端面と軌道輪つば面との間の潤滑油不足を軽減し、かじりの発生や発熱を抑えたころ軸受を提供することができる。

まず、図６に示す変形例は、間座１８の拡張部１８ａの、ころ端面１６ｂと向かい合う面に、先端が半球状の凸部５２を設けたものである。この場合、間座１８は凸部５２の先端にてころ端面１６ｂと接触するため点接触となり、また、凸部５２周辺には空間が生まれるため、潤滑油の円滑な貫流が可能となり、油膜切れの発生を抑制することができる。

図７に示す変形例は、ころ端面１６ｂのうち、軌道輪のつば面と接触する領域（斜線部）を避けた部分、すなわち、ころ端面１６ｂの中心寄りに、凸部５２を設けた例である。

図８に示す変形例は、射出成形によって製作する樹脂製間座に適用した場合である。凸部５２を断面が略半円状の蒲鉾状とし、凸部５２の長手方向を成形金型のパーティング面に対して垂直に延在させてある。この場合、図９に示すように、上型６４と下型６０を一方向に、つまり図示の場合上下方向に開くだけで間座１８を容易に取り出すことができる。図９中、上型６４および下型６０のパーティング面はそれぞれ符号６６および６２で指してある。

なお、凸部５２の数は１箇所でも２箇所以上でもよい。あるいは、拡張部１８ａのころ端面１６ｂと向かい合う面全体にクラウニングを付与して凸部５２としてもよい。

ところで、軸受の保持器は一般的にかしめやころの圧入によってころの脱落を防止しており、一度組み込んだころは分解できない構造となっている。そのため、軸受のメンテナンスの際に、ころが拘束されている側の軌道輪の軌道面の状態を確認するには、保持器を切断したり、変形させたりする必要があり、軸受を継続使用することができない。そこで、側板を変形させることなく、かつ、容易に引き抜くことを可能にすることが望ましい。とくに、ころ間に保持器に代えて間座を介在させ、間座の軸方向端部にころ端面との接触部を設けたころ軸受において、側板を変形させることなく、かつ、容易に引き抜くことができれば、軸受のメンテナンス時に、ころが拘束されている側の軌道輪の軌道面状態が確認でき、なおかつ側板を再使用できるため軸受の継続使用が可能となる。

図１０および図１１に示す円筒ころ軸受を例にとって説明すると、この円筒ころ軸受は、外輪１２と、円筒ころ１６と、間座１８と、側板２０とを主要な構成要素として成り立っている。外輪１２は内周面に軌道を有し、その軌道の両側につば１２ａが形成してある。外輪１２の軌道面上に複数の円筒ころ１６が転動自在に配置してある。

間座１８は、円筒ころ１６の長さを越えて軸方向に延在している。間座１８の一方の端部には拡張部１８ａが形成してある。拡張部８ａはころ１６の端面１６ｂと向かい合う面を有し、この面にてころ端面１６ｂと接触し得る。

側板２０は、間座１８の拡張部１８aを軸方向および半径方向に支持・拘束する。すなわち、側板２０は環状で、フランジ部２０aと円筒部２０ｂとからなるＬ字形断面をしている。フランジ部２０aを外輪１２の一方の端面に形成した環状段部１２ｂに圧入してある。側板２０のフランジ部２０aは間座１８の拡張部１８ａを拘束して間座１８が軸方向に抜け出すのを防止する役割を果たす。側板２０の円筒部２０ｂは側板２０の内周に位置して円筒ころ１６側に向かって突出しており、間座１８の拡張部１８ａを半径方向に支持する。

側板２０には、円周上六等分位置に、軸方向に貫通するタップ穴２０ｃが形成してある。側板２０を引き抜くに際して、タップ穴２０ｃにボルト２０ｄを締め込むとその先端はころ６の端面に当たる。このとき、ころ１６の端面１６ｂに機能上の有害な傷を発生させないようにするため、ころ１６の端面１６ｂのうち、摺動面を避けた部分（図１１の斜線部）に当たるように、タップ穴２０ｃの軸受半径方向の位置を調整するのが望ましい。

この実施の形態では、図１０（Ａ）から分かるように、タップ穴２０ｃは外輪１２のつば１２ａの内径よりも小径側に位置している。したがって、このタップ穴２０ｃは軸受の内部と外部を連通させて油の貫流を促す油穴（図３参照）としての機能を兼備している。

次に、図１２に示す実施の形態は、タップ穴２０ｃの位置、とりわけ軸受半径方向の位置を変更したものである。すなわち、図１０（Ａ）の実施の形態ではタップ穴２０ｃが外輪１２のつば１２ａの内径よりも小径側に位置しているのに対し、ここではタップ穴２０ｃが外輪１２の環状段部１２ｂの半径方向に延びる壁面とオーバラップしている。したがって、この場合、側板２０を引き抜く際に、タップ穴２０ｃにボルト２０ｄを締め込んでも、円筒ころ１６の端面１６ｂを傷つける心配がない。

図１３に示す実施の形態はいずれも、外輪１２の両端側に側板２０を配置し、それぞれ間座１８の端部を支持・拘束するようにしている。そして、図１３（Ａ）に示す実施の形態は、図１０（Ａ）の実施の形態の変形例に相当し、タップ穴２０ｃが外輪１２のつば１２ｂ（図１０（Ａ）参照）の内径より小径側に位置している。

図１３（Ｂ）に示す実施の形態では、タップ穴２０ｃは、外輪１２の環状段部１２ｂの壁面と部分的にオーバラップし、かつ、部分的に当該壁面からはみ出している。この場合、タップ穴２０ｃに油穴としての機能を兼備させた上で、ボルト２０ｄの先端を外輪１２の環状段部１２ｂの壁面に当てて締め込むことで、ころ１６の端面に全く接触させることなく側板２０を引き抜くことができるようにしたものである。

図１３（Ｃ）に示す実施の形態は、図１２の実施の形態の変形例に相当し、タップ穴２０ｃは外輪１２の環状段部１２ｂの壁面と完全にオーバラップしている。図１３に示す実施の形態のように軸受の軸方向両側に側板２０を取り付ける場合、タップ穴２０ｃは両方の側板２０に設けてもよいが、片方に設けるだけでもよい。

側板２０の変形を避けるため、タップ穴２０ｃの数は３箇所以上とし、かつ、ピッチ円上に等配とすることが望ましい。また、ボルト２０ｄの先端は間座１８の端面に接触させて締め込んでもよいが、軌道輪（１２，１４）やころ１６の端面１６ｂのように、硬度の高い面に接触させるのが望ましい。

隣り合うころ１６間に間座１８を介在させたこの種のころ軸受では、間座１８を外輪１２または内輪１４の軌道面に接触させて軌道輪に案内させる場合、転がり面における油膜形成が阻害されるおそれがある。さらに、この種のころ軸受は、ころ１６と間座１８を外輪１２の内周に交互に配列した後、最後に残った間座１８をころ１６間に圧入して組立てを行う。そのため、圧入しろの関係からころ１６間のすきまを大きく上回る肉厚の間座１８を使用することができず、必然的に間座１８の案内面（軌道面と摺接する面）の面積が狭くなる。したがって、間座１８の案内面における、いわゆる「くさび膜効果」による油膜の負荷容量が小さくなるため、油膜切れが発生し、軸受の発熱、間座１８の異常磨耗につながるおそれがある。そこで、間座１８の形状を工夫することで、転がり面付近における潤滑油の円滑な貫流を可能ならしめ、さらに、間座１８の案内面における油膜切れの発生を抑えることで、軸受の発熱、間座の異常磨耗を回避した許容回転数の高いころ軸受を提供することが求められる。

図１４および図１５に示す実施の形態は、間座１８の拡張部１８ａの、外輪１２のつば１２ａの内径面に向かい合う面に設けた案内面５４を、曲率半径が外輪１２のつば１２ａの内径面よりも小さい凸曲面で形成したものである。このような構成を採用することにより、転がり面付近における潤滑油の円滑な貫流が可能となるほか、案内面５４にいわゆる「くさび膜効果」（運動方向に狭まっているくさび状のすきまに、流体が粘性によって引き込まれて圧力すなわち負荷能力を発生する効果）が発生し、案内面５４における油膜切れの発生を抑えることができる。なお、図１４は、便宜上、側板を使用しないタイプの図を流用したものであるため側板は示されていない。

さらに、間座１８を内輪１４または外輪１２の軌道面に摺動させる必要がないため、転がり面の油膜形成が阻害されることはなく、さらに、案内面５４の面積がころ１６間のすきまによって制約を受けることがない（図１４参照）。ここで、くさび膜効果によって得られる油膜の負荷能力は案内面が広いほど大きく、たとえば案内面の運動方向すなわち前記拡張部の円周方向への長さを２倍にした場合、油膜の負荷能力は４倍に増大させることができる。つまり、間座の前記拡張部は、間座の軸方向への動きを規制する役割のほか、案内面の面積を拡大するという別の利点を有している（図１５参照）。
なお、図１５に示すように、拡張部１８ａの末端部分、とくに軸受の円周方向に向いた外径側端部縁部には、面取りを施すのが望ましい。

また、拡張部１８の長さは、案内面５４における油膜の負荷能力を確保しつつ、隣り合う間座が互いに干渉しないように設定する。具体例を挙げるならば、ころ径をＤｗとしたとき、拡張部の長さＬは次式で表される範囲内であるのが好ましい。
０．５×Ｄｗ≦Ｌ≦０．９×Ｄｗ

間座１８の案内面（凸曲面）５４の曲率半径Ｒ_２は、外輪１２のつば１２ｂの内径面の曲率半径をＲ_１としたとき、０．３×Ｒ_１＜Ｒ_２＜０．６×Ｒ_１で表される範囲内とするのが好ましい。図１６に、円周方向すきまの隣に位置する間座１８の挙動を示す。案内面５４の曲率半径Ｒ_２を上記の範囲内とすることで、間座１８の姿勢が乱れても、間座１８が案内面５４にて外輪１２のつば１２ｂの内径面と接触するようにすることができる。上限を０．６Ｒ_１としたのは、間座１８の挙動が乱れても案内面５４におけるエッジ接触を回避し、くさび膜効果を発生させるためである。この種のころ軸受では、円周方向すきまの隣に位置する間座１８の挙動が不安定になる（図１６参照）。すなわち、両隣のころ１６の転動面から解放された間座１８は、円周方向すきまの中で移動、回転することができるため、案内面５４のアプローチアングル（くさび角）も常に一定ではない。したがって、間座１８の案内面（凸曲面）５４の曲率半径Ｒ_２が大きすぎると、言い換えればアプローチアングル（くさび角）が小さすぎると、間座１８の挙動によっては拡張部１８ａの末端部分が外輪つば内径面とエッジ接触したり、くさび膜効果が得られなかったり、といった不具合が生じることがある。下限を０．３×Ｒ_１としたのは、くさび膜効果による油膜の負荷容量を確保するためである。間座１８の案内面（凸曲面）の曲率半径が小さすぎると、言い換えればアプローチアングル（くさび角）が大きすぎると、くさび膜効果によって得られる油膜の負荷能力が低下してしまう。

図１７に、間座１８を射出成形によって形成する場合の金型６０，６４のパーティング面６２，６６の位置（パーティングライン）を示す。図示するように、案内面（凸曲面）５４の幅中心にパーティングラインを設けることで、アンダーカット形状を避けることができる。

図１８に示す実施の形態は、間座１８の案内面（凸曲面）５４の頂点に平坦部５６を設けたものである。平坦部５６を設けることで、外輪つば内径面との間に空間が生まれるため、パーティングライン５８上に存在するバリと外輪つば内径面との摺動を回避することができ、案内面（凸曲面）５４における油膜切れや磨耗粉の発生を抑えることができる。金型費を抑え、成形時の金型の開閉制御を容易にするためには、金型６０，６４のパーティング面６２，６６は、間座１８の形状を左右対称に二等分し、かつ、アンダーカット形状を避けた位置に設けることになる。すなわち、図１８を参照して述べるならば、案内面（凸曲面）５４の頂点を通り、間座１８の幅を二等分する二点鎖線位置に、パーティングラインを設けることになる。しかしながら、パーティングラインにはバリや段差が伴うことから、外輪つば内径面との摺動により磨耗粉が発生したり、油膜切れの発生原因となり得る。そこで、案内面（凸曲面）５４の頂点に平坦部５６を設けることで、間座１８のパーティングラインと外輪つば内径面との接触を回避することができる。

さらに、図１８に示すように、パーティングライン５８の位置を、平坦部５４内で、かつ、間座１８の幅を二等分する中心線（二点鎖線）からわずかにずらすことで、アンダーカット形状を回避しつつ、射出成形後の間座１８を金型６０，６４から確実に離型することができる。射出成形後の製品を離型するためには、金型が開いた際に、製品は突き出しピンを有するコアプレート（可動側の金型）側に固着している必要がある。しかし、金型のパーティングラインを製品を左右対称に二分する位置に設けた場合、金型を開いた際に、製品がキャビティプレート（固定側の金型）に固着してしまうことがあり、製品を離型できないという不具合が生じる。そこで、パーティングライン５８を中心線からキャビティプレート側にわずかにずらし、間座と金型の接触面積を（コアプレート側）＞（キャビティプレート側）とすることで、金型を開いた際に間座を確実にコアプレート側に固着させることができる。

（Ａ）はこの発明の実施の形態を示す円筒ころ軸受の一部破断正面図、（Ｂ）は断面図 別の実施の形態を示す円筒ころ軸受の断面図 間座の変形例を示す円筒ころ軸受の破断分解斜視図 別の実施の形態を示す複列円筒ころ軸受の一部破断分解斜視図 （Ａ）は従来の技術を示す正面図、（Ｂ）は断面図 （Ａ）は間座の変形例を示す平面図、（Ｂ）は斜視図 間座の別の変形例を示す斜視図 間座のさらに別の変形例を示す斜視図 図８に示す間座と金型の分解斜視図 （Ａ）はこの発明の実施の形態を示す円筒ころ軸受の断面図、（Ｂ）は図１０（Ａ）における側板の拡大図 図１０（Ａ）の円筒ころ軸受の一部破断側面図 別の実施の形態を示す円筒ころ軸受の一部破断斜視図 さらに別の実施の形態を示す図１０（Ａ）と類似の断面図 別の実施の形態を示すころ軸受の破断斜視図 図１４における間座の斜視図 図１４のころ軸受の部分側面図 間座の離型過程の斜視図 間座の拡大側面図

符号の説明

１２ 外輪
１２ａ つば
１２ｂ 環状段部
１４，２４ 内輪
１４ａ つば
１６，２６ ころ
１６ａ 転動面
１６ｂ 端面
１８，２８ 間座
１８ａ 拡張部
１８ｂ ころ接触面
５２ 凸部
５４ 案内面（凸曲面）
５６ 平坦部
５８ パーティングライン
２０，３０ 側板
２０ａ フランジ部
２０ｂ 円筒部
２０ｃ タップ穴
２０ｄ ボルト
２２ 油穴
６０，６４ 金型
６２，６６ パーティング面

Claims (13)

1. 内輪と、内輪軌道面上に転動自在に設けられた複数のころと、隣り合うころ間に位置する間座と、内輪に固定した環状の側板を備え、間座のころ外径との接触面をころのピッチ円を跨ぐ凹形状とし、間座の端部を側板によって内輪側に拘束したころ軸受。
2. 外輪と、外輪軌道面上に転動自在に設けられた複数のころと、隣り合うころ間に位置する間座と、外輪に固定した環状の側板を備え、間座のころ外径との接触面をころのピッチ円を跨ぐ凹形状とし、間座の端部を側板によって外輪側に拘束したころ軸受。
3. 前記拡張部にころ端面と向かい合う凸部を設けた請求項１または２のころ軸受。
4. 前記凸部が、前記ころ端面のうち、軌道輪のつばと接する領域を避けた部分と向かい合う請求項３のころ軸受。
5. 前記間座が樹脂製で、前記凸部を金型のパーティング面に対して垂直に延在させた請求項３または４のころ軸受。
6. 前記凸部の先端が曲面である請求項３ないし５のいずれかのころ軸受。
7. 前記側板に軸方向に貫通したタップ穴を設けた請求項１ないし６のいずれかのころ軸受。
8. 前記タップ穴が軸受の内部と外部を連通させる位置にある請求項７のころ軸受。
9. 前記タップ穴の軸受半径方向の位置が、ころ端面のうち摺動面を避けた部分に対応する請求項７または８のころ軸受。
10. 前記間座の拡張部の、外輪つば内径面に向かい合う面に設けた案内面を、曲率半径が外輪つば内径面よりも小さい凸曲面で形成した請求項２ないし９のいずれかのころ軸受。
11. 外輪つば内径面の曲率半径をＲ_１としたとき、前記凸曲面の曲率半径Ｒ_２が０．３×Ｒ_１＜Ｒ_２＜０．６×Ｒ_１で表される範囲内である請求項１０のころ軸受。
12. 樹脂材の射出成形によって形成された前記間座の、前記凸曲面の頂部に平坦部が設けてある請求項１０または１１のころ軸受。
13. パーティングラインが、前記平坦部内で、かつ、間座の幅を二等分する中心線からずらした位置を通る請求項１２のころ軸受。
    

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