JP2010091012A

JP2010091012A - 保持器付ころ軸受

Info

Publication number: JP2010091012A
Application number: JP2008261993A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kinouchi; 一宏木野内
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2008-10-08
Publication date: 2010-04-22

Abstract

【課題】ポケット１４ａ内での円筒ころ７の姿勢を安定させて、これら各円筒ころ７がスキューする事を抑制すると共に、これら各円筒ころ７の転動面９と各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面との摺接部での摩擦及び発熱を低減できる構造を実現する。
【解決手段】上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面のうちで、上記各円筒ころ７のクラウニング部１１、１１に対向する部分に、これら各クラウニング部１１、１１に対し、上記各円筒ころ７の軸方向に亙り一定の隙間１６ａ、１６ａを介した状態で対向する、凹円弧部１８、１８を形成する。又、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面のうちで、これら各柱部１３ａ、１３ａの長さ方向中央部に、凹溝１９、１９を形成する。これにより、上記課題を解決できる。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば工作機械の主軸（スピンドル）、鉄道車両の車軸、圧延機の回転軸等、各種回転機械装置の回転部材を回転自在に支持する為の保持器付ころ軸受の改良に関し、各ころの姿勢を安定させてこれら各ころがスキューする事を抑制できる構造を実現する。

各種回転機械装置の回転支持部に転がり軸受が組み込まれているが、大きな荷重が加わる回転支持部を構成する為の転がり軸受としては、転動体としてころ（例えば円筒ころ、円すいころ、球面ころ）を使用した保持器付ころ軸受が使用されている。図１１は、この様な保持器付ころ軸受の１例として、例えば工作機械の回転支持部に組み込む、保持器付円筒ころ軸受１を示している。この保持器付円筒ころ軸受１は、内周面の軸方向中間部に円筒面状の外輪軌道２を有する外輪３と、外周面の軸方向中間部に円筒面状の内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に保持器６により保持した状態で転動自在に設けられた、複数の円筒ころ７とから成る。又、上記外輪３の軸方向両端部内周面には、それぞれ全周に亙り鍔部８、８を設けて、上記各円筒ころ７が上記両軌道２、４同士の間から脱落するのを防止している。

上記各円筒ころ７の外周面である転動面９の軸方向両端部には、図１２に誇張して示す様に、それぞれクラウニングを施している。即ち、上記転動面９のうち、軸方向中間部に設けた円筒面部１０の両側部分に、それぞれクラウニング部１１、１１を設けている。これら各クラウニング部１１、１１は、母線の形状（断面形状）が曲率半径Ｒ₁₁の大きい円弧である、凸曲面である。

又、上記保持器６は、図１３に示す様に、所謂籠型保持器と呼ばれるもので、軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリム部１２、１２と、これら両リム部１２、１２同士の間に掛け渡された複数本の柱部１３、１３とから成る。そして、これら両リム部１２、１２の内側面と円周方向に隣り合う柱部１３、１３の円周方向側面とにより四周を囲まれた部分を、それぞれポケット１４、１４としている。

上述の様な構成を有する従来構造の保持器付円筒ころ軸受１の場合、上記各円筒ころ７の転動面９の軸方向両端部に、上述の様なクラウニング部１１、１１を設ける事により、上記外輪軌道２及び内輪軌道４のうち、上記転動面９の両端縁と転がり接触する部分に、エッジロードに基づく過大面圧が加わらない様にしている。又、上記各円筒ころ７に所謂チルト（前記外輪３及び前記内輪５の径方向に関する変位）が発生した場合と同様、これら各円筒ころ７に、これら各円筒ころ７の自転軸の方向が、これら各円筒ころ７の公転方向に直角方向に対し傾斜角度を持つ、所謂スキューが発生した場合に、上記保持器６を構成する各柱部１３、１３の円周方向側面のうちで、上記転動面９の両端縁と摺接する部分に、エッジロードが発生する事を防止している。

ところが、上述の様なクラウニング部１１、１１を有する円筒ころ７を使用した場合、これら各円筒ころ７の姿勢が安定せず、しかも、これら各円筒ころ７にスキューが発生した際のスキュー角（円筒ころ７の自転軸が公転軸に対し傾斜する角度）が大きくなり易い。この理由に就いて、図１４、１５を加えて説明する。
尚、これら図１４、１５を含め、後述する各図に示す、円筒ころの転動面と柱部の円周方向側面との間部分の隙間は、実際の場合よりも大きく描いている。又、円筒ころがスキューした状態を示す各図に於いては、この円筒ころのスキュー角が最大となった状態を示しており、これら各図に付した縦縞模様で表す面圧分布に関しては、スキュー角が最大である場合に限らず、スキュー時に転動面に作用し得る面圧を全て示している。

従来構造の保持器６の場合、図１４に示す様に、上記各柱部１３、１３の円周方向側面の、この保持器６の軸方向に関する断面形状が、この軸方向と平行な直線状である。この為、上記各ポケット１４、１４内に上記各円筒ころ７を、互いの中心軸（Ｏ₁₄、Ｏ₇）同士を一致させて保持した状態で、上記各円筒ころ７の転動面９と上記各柱部１３、１３の円周方向側面との間には、次の様な隙間が存在する。即ち、この転動面９のうちの円筒面部１０と、上記各柱部１３、１３の円周方向側面との間には、厚さｔが上記各円筒ころ７の軸方向に亙り一定である、隙間１５が存在する。これに対し、上記転動面９のうちのクラウニング部１１、１１と上記各柱部１３、１３の円周方向側面との間に存在する隙間１６、１６は、上記各円筒ころ７の軸方向端部に向かう程、上記各クラウニング部１１、１１の径方向の落ち量に応じて、その大きさが上記隙間１５の大きさｔよりも大きくなる。即ち、上記各隙間１６、１６は、上記各円筒ころ７の軸方向端縁部で最大の厚さＴ（Ｔ＞ｔ）となる。

この為、上記各円筒ころ７の軸方向端部が、上記各隙間１６、１６の大きさに応じて揺動変位し易く、これら各円筒ころ７の姿勢が安定しにくくなる。又、図１５に示す様に、上記各円筒ころ７にスキューが発生した状態で、上記円筒面部１０のうちのクラウニング部１１、１１寄り部分が上記各柱部１３、１３の円周方向側面に摺接（当接）し、これら各クラウニング部１１、１１の大部分（特に軸方向端部寄り部分）は、上記各柱部１３、１３の円周方向側面に摺接しない状態となる。この様に、従来構造の場合には、上記各円筒ころ７のスキュー時に、上記各クラウニング部１１、１１が上記各柱部１３、１３の円周方向側面により支持されない為、上記各円筒ころ７のスキュー角αが大きくなり易い。この結果、これら各円筒ころ７の転動面９と前記外輪軌道２及び前記内輪軌道４との各転がり接触部に大きな滑り摩擦が生じる。

更に、従来構造の保持器付円筒ころ軸受１の場合には、図１６に示す様に、上記各円筒ころ７の並進時（円筒ころ７の公転速度が保持器６の回転速度に対して進みや遅れが生じた時）に、上記転動面９のうちの円筒面部１０のみが、上記各柱部１３、１３の円周方向側面に摺接する。即ち、上記各円筒ころ７のうちの円筒面部１０のみが、これら各柱部１３、１３の円周方向側面により支承され、上記各クラウニング部１１、１１とこれら各柱部１３、１３の円周方向側面との間部分には隙間が存在する状態となる。この為、やはり上記各円筒ころ７の姿勢が安定しにくく、これら各円筒ころ７にスキューが生じ易くなる。又、当該摺接部での面圧が高くなり、摩擦及び発熱量が増大し易くなる。

尚、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１、２に記載された発明がある。これら特許文献１、２に記載された発明は何れも、自動調心ころ軸受を対象として、球面ころのスキュー防止を図るものである。具体的には、上記特許文献１に記載された発明の場合には、保持器を構成する複数の柱部の円周方向側面を、各球面ころの転動面よりも僅かに（ポケット隙間に見合う分だけ）大きな曲率半径を有する凹曲面として、各ポケット内に保持された上記各球面ころの姿勢を安定させる。この様に、上記特許文献１に記載された発明の場合には、球面ころ特有の母線形状に着目して、保持器を構成する各柱部の円周方向側面の形状を規制するもので、転動面の軸方向端部にクラウニングが施された円筒ころや円すいころに関して、スキュー防止を図る事までは意図していない。又、上記特許文献２に記載された発明の場合には、柱部の円周方向側面に複数の凹溝を形成して、ポケット内に潤滑油を取り込み易くする事が記載されている。但し、上記特許文献２に記載された発明の場合には、凹溝を設ける位置を規制する事によって、球面ころの姿勢を安定させる事に就いては全く意図していない。

特開２００６−２５０３０２号公報特開２００７−１２０６８７号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、各ポケット内での各ころの姿勢を安定させて、これら各ころがスキューする事を抑制すると共に、これら各ころの転動面と各柱部の円周方向側面との摺接部での摩擦及び発熱を低減できる保持器付ころ軸受を実現すべく発明したものである。

本発明の保持器付ころ軸受は、外輪と、内輪と、複数個のころと、保持器とから成る。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を有する。
又、上記内輪は、外周面に内輪軌道を有する。
又、上記各ころは、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられている。
又、上記保持器は、円周方向複数個所に柱部を有し、円周方向に隣り合う柱部同士の間に、これら各ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えている。
又、本発明の保持器付ころ軸受は、上記各ころの外周面である転動面の軸方向端部に、母線形状が円弧状（複合円弧を含む）の凸曲面であるクラウニング部を設けている。
尚、本発明のころには、例えば円筒ころ、円すいころ、球面ころが相当する。

特に請求項１に記載した保持器付ころ軸受に於いては、上記各ポケット内に上記各ころを、これら各ポケットの中心軸とこれら各ころの中心軸とを、互いに一致若しくは平行にして保持した状態で、上記各柱部の円周方向側面のうちで上記各ころのクラウニング部に対向する部分とこのクラウニング部との間に存在する隙間の、上記保持器の円周方向に関する厚さを、上記各ころの軸方向に亙り一定としている。且つ、上記各柱部の円周方向側面のうちでこれら各柱部の長さ方向中央部に、上記各ポケット内に保持した上記各ころの回転方向に、凹溝（隙間の大きい領域であり、逃げ溝）を形成している。

又、請求項２に記載した保持器付ころ軸受に於いては、上記各ポケット内に上記各ころを、これら各ポケットの中心軸とこれら各ころの中心軸とを、互いに一致若しくは平行にして保持した状態で、上記各柱部の円周方向側面のうちで上記各ころのクラウニング部に対向する部分とこのクラウニング部との間に存在する隙間の、上記保持器の円周方向に関する厚さを、上記各ころの軸方向端部に向かう程小さくしている。且つ、上記各柱部の円周方向側面のうちでこれら各柱部の長さ方向中央部に、上記各ポケット内に保持した上記各ころの回転方向に、凹溝（隙間の大きい領域であり、逃げ溝）を形成している。

又、上述した請求項１及び請求項２に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項３に記載した発明の様に、上記保持器を、軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリム部と、これら両リム部同士の間に掛け渡された複数本の柱部とを備え、これら両リム部と円周方向に隣り合う柱部とにより四周を囲まれた部分を、それぞれ各ころを転動自在に保持する為のポケットとした、籠型保持器とする。
或は、請求項４に記載した発明の様に、上記保持器を、円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した状態で各ころの軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部とを備え、上記リム部と円周方向に隣り合う柱部とにより三方を囲まれた部分を、それぞれ上記各ころを転動自在に保持する為のポケットとした、櫛型保持器とする。

上述の様な構成を有する本発明の保持器付ころ軸受の場合、各ポケット内での各ころの姿勢を安定させて、これら各ころがスキューする事を抑制できると共に、これら各ころの転動面と各柱部の円周方向側面との摺接部での摩擦及び発熱を低減できる。
即ち、本発明の場合には、上記各柱部の円周方向側面のうちで上記各ころのクラウニング部に対向する部分を、これら各ころのクラウニング部に対し、円周方向の厚さがこれら各ころの軸方向に亙り一定である隙間を介して対向させる（請求項１に係る発明の場合）、或は、円周方向の厚さがこれら各ころの軸方向端部に向かう程小さくなる隙間を介して対向させる（請求項２に係る発明の場合）。この為、何れの場合にも、前述した従来構造の場合に比べて、上記各ころのクラウニング部（特に各ころの軸方向端縁部）と、上記各柱部の円周方向側面との間部分の隙間を小さくできる。
従って、本発明の場合には、上記各ころがスキューする傾向になった場合に、これら各ころの転動面のうちのクラウニング部を、上記各柱部の円周方向側面により支承できる。この為、上記従来構造の場合に比べて、上記各ころのスキュー角を小さく抑えられる。
又、本発明の場合には、これら各ころのクラウニング部と上記各柱部の円周方向側面との間部分の隙間を小さくした事で、保持器付ころ軸受の運転時に上記各ポケット内に取り込まれる潤滑剤により、動圧効果及びスクイーズ効果により発生する流体圧力を得られる。この様な流体圧力は、上記各ころの姿勢を安定させてスキューの発生を抑制すると共に、スキュー発生時には、スキューモーメントに対抗する反力として作用し、このスキューを抑制できる。
特に、本発明の場合には、上記各柱部の円周方向側面のうちの長さ方向中央部に凹溝を形成している為、上記流体圧力を、上記各ころの転動面のうちの軸方向両側部分に作用させる事ができる。この為、これら各ころの姿勢を安定させて、スキュー抑制の面からより有利になる。

又、本発明の場合には、上記各ころの並進時にこれら各ころの転動面を、上記各柱部の円周方向側面のうち、上記凹溝の両側部分で支承できる。この為、上記各ころの姿勢を安定させる事ができて、スキューの抑制を図れる。又、スキューが生じた後の振動を抑制する事もできる。
更に、上記凹溝を通じて、各ポケット内に十分量の潤滑剤を供給できる為、上記各ころの転動面と上記各柱部の円周方向側面との摺接部での摩擦及び発熱を、効果的に低減できる。

この様な本発明によれば、上記各ころのスキューの発生を十分に抑制できる為、これら各ころの転動面と軌道輪との各転がり接触部での滑り摩擦を小さく抑えられる。従って、軸受の温度上昇や上記各ころの転動面及び保持器の摩耗量を十分に抑える事ができて、長期間に亙り安定した運転を実現できる。

［本発明の実施の形態の第１例］
図１〜５は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の特徴は、保持器６ａを構成する柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面の形状を工夫した点にある。その他の構成及び作用に就いては、保持器付円筒ころ軸受１ａの全体構造、円筒ころ７の転動面９の形状等を含め、前述した従来構造の場合と同様である。この為、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略化し、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の保持器付円筒ころ軸受１ａに組み込む保持器６ａは、図１に示す様に、前述した従来構造の保持器６（図１３参照）と同様、所謂籠型保持器と呼ばれるもので、１対のリム部１２、１２と、複数本の柱部１３ａ、１３ａとから成る。これら両リム部１２、１２は、それぞれが円環状で、軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置されている。又、上記各柱部１３ａ、１３ａは、上記両リム部１２、１２同士の間に掛け渡されている。そして、これら両リム部１２、１２の内側面と円周方向に隣り合う柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面とにより四周を囲まれた部分を、それぞれポケット１４ａ、１４ａとしている。

又、本例の保持器６ａの場合、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面の、この保持器６ａの軸方向に関する断面形状を、従来構造の場合の様な直線状ではなく、凹円弧と直線とを組み合わせたものとしている。即ち、上記各柱部１３ａ、１３ａの長さ方向中間部で、上記各円筒ころ７の円筒面部１０に対向する部分を、直線部１７とし、この直線部１７の両側で、これら各円筒ころ７のクラウニング部１１、１１に対向する部分を、それぞれ凹円弧部１８、１８としている。

そして、上記各ポケット１４ａ、１４ａ内に上記各円筒ころ７を、これら各ポケット１４ａ、１４ａの中心軸Ｏ_14aとこれら各円筒ころ７の中心軸Ｏ₇とを互いに一致若しくは平行にして保持した状態で、上記直線部１７（後述する凹溝１９部分を除く）と上記円筒面部１０との間部分、並びに、上記各凹円弧部１８、１８と上記各クラウニング部１１、１１との間部分に、それぞれ次の様な隙間を存在させている。先ず、上記直線部１７と上記円筒面部１０との間部分には、前述した従来構造の場合に於ける、柱部１３、１３の円周方向側面と円筒面部１０との間の隙間１５（図１４参照）と同じ厚さｔ（例えば０．１mm〜０．５mm程度）を有する、隙間１５ａを存在させている。又、上記各凹円弧部１８、１８と上記各クラウニング部１１、１１との間部分にも、上記保持器６ａの円周方向に関する厚さｔが上記各円筒ころ７の軸方向に亙り一定である、隙間１６ａ、１６ａを存在させている。従って、本例の場合には、上記各円筒ころ７の転動面９と、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面との間部分の隙間の上記保持器６ａの円周方向に関する厚さｔが、後述する凹溝１９部分を除いて、上記各円筒ころ７の軸方向に亙り一定となる。

尚、本例の場合には、上述の様な隙間１６ａ、１６ａを得る為に、上記各凹円弧部１８、１８の、上記保持器６ａの軸方向に関する断面形状の曲率半径Ｒ₁₈を、上記各クラウニング部１１、１１の曲率半径Ｒ₁₁よりも、上記各隙間１６ａ、１６ａの厚さｔ分だけ大きくしている（Ｒ₁₈＝Ｒ₁₁＋ｔ）。一方、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面の、上記保持器６ａの径方向に関する断面形状は、図３に示す様に、凹円弧としており、その曲率半径ｒ_Pを上記各円筒ころ７の転動面９の円周方向に関する曲率半径ｒ_Rよりも、上記各隙間１５ａ、１６ａに見合う分だけ大きくしている（ｒ_P＝ｒ_R＋ｔ）。

更に、本例の場合には、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面のうちでこれら各柱部１３ａ、１３ａの長さ方向中央部（直線部１７の幅方向中央部）に、前記各ポケット１４ａ、１４ａ内に保持した上記各円筒ころ７の回転方向に凹溝（隙間の大きい領域であり、逃げ溝）１９、１９を形成している。これら各凹溝１９、１９の長さ方向（各円筒ころ７の回転方向）両端は、上記各柱部１３ａ、１３ａの外周側面と内周側面とに、それぞれ開口している。又、上記各凹溝１９、１９の幅寸法（各円筒ころ７の軸方向寸法）は、上記各円筒面部１０の長さ寸法（直線部１７の幅寸法）の約２／３倍程度としており、その深さ寸法は、上記各柱部１３ａ、１３ａの剛性を十分に確保できる範囲で規制している。尚、図示の例では、上記深さ寸法をｔとし、上記各凹溝１９、１９の溝底と上記円筒面部１０との間の隙間の厚さを２ｔとしている。又、図示は省略するが、上記円筒面部１０にエッジロードが発生する事を防止すべく、上記各凹溝１９、１９の幅方向両端縁部に面取りを形成する。

上述の様な構成を有する本例の保持器付円筒ころ軸受１ａの場合、上記各ポケット１４ａ、１４ａ内での上記各円筒ころ７の姿勢を安定させて、これら各円筒ころ７がスキューする事を抑制できると共に、これら各円筒ころ７と上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面との摺接部での摩擦及び発熱を低減できる。
即ち、本例の場合、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面のうちで上記各円筒ころ７のクラウニング部１１、１１に対向する部分に、前記各凹円弧部１８、１８を形成し、これら各凹円弧部１８、１８を、上記各クラウニング部１１、１１に対して、上記各円筒ころ７の軸方向に亙り厚さｔが一定の隙間を介して対向させている。この為、本例の構造を示す図２と、従来構造を示す図１４とを比較すれば明らかな通り、本例の場合には、従来構造の場合に比べて、上記各クラウニング部１１、１１（特に円筒ころ７の軸方向端縁部）と上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面との間部分の隙間１６ａ、１６ａを、十分に小さくできる。

この様に、これら各隙間１６ａ、１６ａを小さくした事に伴い、上記各円筒ころ７にスキューが発生した際に、これら各円筒ころ７の転動面９に作用する面圧分布は、図４、５に示す様になる。このうちの図４は、円筒ころ７の転動面９（のうちの軸方向半部）に、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面との摺接時に作用する面圧を、コンピュータシミュレーションにより求めた結果を示しており、実線イが本例の保持器６ａを用いた場合の結果を、破線ロが従来構造の保持器６（図１３参照）を用いた場合の結果を、それぞれ示している。この様な結果を示す図４からも明らかな通り、従来構造の保持器６を用いた場合に、上記各円筒ころ７の転動面９に作用する面圧が、この転動面９のうちの円筒面部１０部分に集中していたのに対し、本例の保持器６ａを用いた場合には、クラウニング部１１部分に集中する。つまり、本例の場合には、上記各円筒ころ７にスキューが発生した場合に、上記転動面９のうちのクラウニング部１１、１１を、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面に設けた凹円弧部１８、１８により支承できる。従って、本例の場合には、上記従来構造の場合に比べて、上記各円筒ころ７のスキュー角β（図５参照）を小さく抑える事ができる（β＜α）。

又、本例の場合には、上記各隙間１６ａ、１６ａを、従来構造の場合に比べて小さくした事で、保持器付円筒ころ軸受１ａの運転時に、前記各ポケット１４ａ、１４内に取り込まれる潤滑油により、動圧効果（ウェッジ効果）及びスクイーズ効果により発生する流体圧力を得られる。この様な流体圧力は、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面から上記各円筒ころ７の転動面９を遠ざける方向に作用する。そして、本例の場合には、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面のうちの長さ方向中央部に、前記各凹溝１９、１９を形成している為、上記流体圧力を、上記各円筒ころ７の転動面９のうち、これら各凹溝１９、１９部分に対向する部分を除いた、軸方向両端寄り部分に作用させる事ができる。この為、上記各円筒ころ７の姿勢を効果的に安定させる事ができて、これら各円筒ころ７にスキューが発生する事を抑制できる。更に、これら各円筒ころ７が、例えば図５の矢印ハで示す方向にスキューする傾向となった場合に、同図の右上及び左下部分に存在する上記各隙間１６ａ、１６ａがより小さくなる為、矢印ニ方向に作用する流体圧力が大きくなる。この様な矢印二方向の流体圧力は、上記各円筒ころ７のスキューモーメントに対抗する反力として作用する為、これら各円筒ころ７のスキューを抑制できる。

更に、本例の場合には、上記各円筒ころ７の並進時に於けるこれら各円筒ころ７の転動面９を、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面のうち、上記各凹溝１９、１９の両側部分で支承できる。この為、前記図１６に示した従来構造の場合の様に、柱部１３、１３の円周方向側面のうちの長さ方向中央部でのみ支承する場合に比べ、上記各円筒ころ７の姿勢を安定させて、スキューの発生を抑制できる。又、これら各円筒ころ７の転動面９に作用する面圧を低く抑えて、摺接部での摩擦及び発熱を低減する事もできる。更に、本例の場合には、上記各凹溝１９、１９を通じて、上記各ポケット１４ａ、１４ａ内に十分量の潤滑油を供給できる為、この面からも、上記摺接部での摩擦及び発熱を低減できる。従って、上記各円筒ころ７及び前記保持器６ａを共に金属材料製とした場合にも、当該摺接部での油膜切れを防止できる為、金属接触摩擦が生じる事を有効に防止できる。更に、本例の場合には、上記各円筒ころ７にスキューが生じた後の振動を抑制する事もできる。尚、上述した様に、これら各円筒ころ７のスキュー時には、転動面９のうちのクラウニング部１１、１１が、前記各凹円弧部１８ａ、１８ａにより支承される為、上記各凹溝１９、１９を設ける事が、上記各円筒ころ７のスキュー角に影響する事はない。

又、前記図４に示した結果からも明らかな通り、本例の場合には、従来構造の場合に比べて、上記各円筒ころ７のスキュー時に転動面９に作用する面圧の最大値を低減できる。従って、本例の場合には、スキュー発生の前後で、前記各隙間１６ａ、１６ａの大きさの変化だけでなく、上記転動面９に作用する面圧の変化も小さく抑えられる。更に、上記図４中の実線イが曲率半径の大きい略円弧形である事からも分かる様に、本例の場合には、エッジ当たりを防止する面からも有利になる。

又、本例の場合には、上記各円筒ころ７の転動面９（円筒面部１０及びクラウニング部１１）と、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面（直線部１７及び凹円弧部１８）との間部分の隙間の厚さｔが、中立状態（前記各中心軸Ｏ_14a、Ｏ₇同士が一致した状態）で、上記各円筒ころ７の軸方向に亙り均一となる。この為、上記各柱部１３ａ、１３ａの円周方向側面を削り取る工具の形状と上記各円筒ころ７の転動面９の形状とを相似にできる等、上述の様な構成を有する保持器６ａの設計及び製造時に於ける基準が明確になる。又、製造工程の簡素化や、不具合の発生防止を図る上で有利になる。

以上の様に、本例の場合には、上記各円筒ころ７のスキューの発生を十分に抑制できる為、上記各円筒ころ７の転動面９と前記外輪軌道２及び前記内輪軌道４との各転がり接触部での滑り摩擦を小さく抑えられる。従って、軸受の温度上昇や摩耗量を十分に抑える事ができて、長期間に亙り安定した運転を実現できる。

［本発明の実施の形態の第２例］
図６は、請求項２、３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の特徴は、保持器６ｂを構成する各柱部１３ｂ、１３ｂの円周方向側面のうちで、各円筒ころ７のクラウニング部１１、１１に対向する部分の形状を、上述した実施の形態の第１例の場合から更に工夫した点にある。即ち、本例の場合には、各ポケット１４ｂ内に上記各円筒ころ７を、これら各ポケット１４ｂの中心軸Ｏ_14bとこれら各円筒ころ７の中心軸Ｏ₇とを互いに一致させて保持した状態で、上記各クラウニング部１１、１１と、上記各柱部１３ｂ、１３ｂの円周方向側面のうちでこれら各クラウニング部１１、１１に対向する部分との間に形成される隙間１６ｂ、１６ｂの、上記保持器６ｂの円周方向に関する厚さｔが、上記各円筒ころ７の軸方向端部に向かう程小さくなる様にしている。この為に本例の場合には、上記各柱部１３ｂ、１３ｂの円周方向両側面の両端寄り部分に形成した凹円弧部１８ａ、１８ａを、上記各クラウニング部１１、１１と非平行に形成している。

この様な構成を採用する本例の場合には、上記各円筒ころ７のスキュー時の面圧分布を示す、図６の（ｂ）からも明らかな通り、上述した実施の形態の第１例の場合に比べて、上記各円筒ころ７の転動面９に作用する面圧を、これら各円筒ころ７の軸方向両端寄り部分に、より集中させる事ができる。従って、本例の場合には、上記第１例の場合に比べて、上記各円筒ころ７のスキュー角γを、より小さくできる（γ＜β＜α）。又、上記各隙間１６ｂ、１６ｂをより小さくする事により、前述した様な、動圧効果（ウェッジ効果）やスクイーズ効果により発生する流体圧力をより大きくできる。尚、上記各円筒ころ７の軸方向両端面外周縁部には、断面形状が円弧形である、所謂Ｒ面取りを施して、上記各凹円弧部１８ａ、１８ａにエッジロードが加わる事を防止する。
その他の構成及び作用に就いては、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

［本発明の実施の形態の第３例］
図７、８は、請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の特徴は、保持器６ｃを、所謂櫛型保持器とした点にある。具体的には、図７に示す様に、この保持器６ｃを、円環状のリム部１２ａと、複数本の柱部１３ｃ、１３ｃとから構成している。これら各柱部１３ｃ、１３ｃは、それぞれの基端部を、上記リム部１２ａの軸方向片側面の円周方向複数個所に結合した状態で、各円筒ころ７の軸方向に配置されている。又、上記各柱部１３ｃ、１３ｃの先端部は、他の部分に結合しない自由端としている。そして、上記リム部１２ａの軸方向片側面と、円周方向に隣り合う上記各柱部１３ｃ、１３ｃの円周方向側面とにより、三方を囲まれた部分を、それぞれ上記各円筒ころ７を転動自在に保持する為のポケット１４ｃ、１４ｃとしている。そして、本例の場合にも、上記各柱部１３ｃ、１３ｃの円周方向側面に、前述した実施の形態の第１例の場合と同様に、直線部１７と１対の凹円弧部１８、１８とをそれぞれ形成している。又、上記各柱部１３ｃ、１３ｃの円周方向側面のうちで、これら各柱部１３ａ、１３ａの長さ方向中央部（直線部１７の幅方向中央部）に、凹溝１９、１９を形成している。
この様な構成を有する本例の場合には、上記保持器６ｂの基本的な構成が異なる以外、その他の構成及び得られる作用・効果に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

［本発明の実施の形態の第４例］
図９は、同じく請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の特徴は、保持器６ｄを構成する複数本の柱部１３ｄ、１３ｄの長さ寸法を、上述した実施の形態の第３例の場合の柱部１３ｃ、１３ｃ（図７、８参照）に比べて短くした点にある。具体的には、上記各柱部１３ｄ、１３ｄの長さ寸法Ｌ_13dを、各円筒ころ７の長さ寸法Ｌ₇の４／５倍程度（Ｌ_13d≒４／５×Ｌ₇）としている。そして、上記各柱部１３ｄ、１３ｄの円周方向側面のうち、これら各柱部１３ｄ、１３ｄの先端側部分に直線部１７ａを、この直線部１７ａよりも基端側部分で、リム部１２ａ側のクラウニング部１１に対向する部分に、凹円弧部１８を形成している。又、上記各柱部１３ｄ、１３ｄの円周方向側面のうちで、これら各柱部１３ｄ、１３ｄの長さ方向中央部（直線部１７ａのうちのリム部１２ａ側半部）に、凹溝１９、１９を形成している。

この様な構成を有する本例の場合、スキュー発生時に転動面９に作用する面圧のうち、各ポケット１４ｄ、１４ｄの開口側位置に作用する面圧が、上記実施の形態の第３例の場合よりも円筒面部１０側に移動する。この為、上記図９の（ｂ）に示す様に、上記各円筒ころ７のスキュー角δは、上記第３例の場合よりも大きくなるが、従来構造の場合のスキュー角α（図１５参照）に比べれば十分に小さくできる。
その他の構成及び作用・効果に就いては、上記第３例の場合と同様である。

［本発明の実施の形態の第５例］
図１０は、請求項２、４に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、上述した実施の形態の第３例及び第４例の場合と同様に、保持器６ｅを所謂櫛型保持器とすると共に、この保持器６ｅを構成する各柱部１３ｅ、１３ｅの円周方向側面のうちで、各クラウニング部１１、１１に対向する部分に、前述した実施の形態の第２例の場合と同様の凹円弧部１８ａ、１８ａを設けている。
この様な構成を有する本例の場合には、各ポケット１４ｅ、１４ｅの開口部の幅寸法を、上記第３例の場合よりも小さくできる為、円筒ころ７の軸方向への移動量を小さく抑えられる。
上記保持器６ｅの基本的な構成に就いては、上記第３例の場合と同様であり、上記各円筒ころ７のスキューの抑制に関する作用・効果に就いては、上記第２例の場合と同様である。

上述した実施の形態の各例は何れも、本発明を円筒ころ軸受に適用した場合に就いて示したが、本発明は、円筒ころ軸受以外に、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受にも適用できる。又、本発明は、単列の保持器付ころ軸受に限らず、複列の保持器付ころ軸受に適用する事もできる。この場合には、両列のころ同士の間に、リム部の軸方向片側面に複数の柱部を備えた１組の櫛型保持器を組み込む事もできるし、リム部の軸方向両側面に複数の柱部を備えた櫛型保持器を１つだけ組み込む事もできる。又、櫛型保持器に限らず、２つの籠型保持器を用いる事もできる。尚、上述の様に、１つの櫛型保持器を使用して、複列のころを保持する場合には、リム部の軸方向片側面と他側面とに設ける各柱部の円周方向に関する位相は、同位相でも良いし、互いに異ならせても良い。更に、各柱部の円周方向側面の断面形状のうち、保持器の径方向に関する断面形状は、上述した実施の形態の各例の場合の様な、凹円弧形に限らず、直線状としても良い。

本発明の実施の形態の第１例を示す、保持器の部分切断斜視図。同じく図１４と同様の断面図。同じく図１１のＢ−Ｂ断面に相当する図。スキュー時に円筒ころの転動面に作用する面圧分布を示す線図。同じく図１５と同様の断面図。本発明の実施の形態の第２例を示す断面図で、（ａ）が図１４と同様の断面図であり、（ｂ）が図１５と同様の断面図。同じく第３例を示す、図１と同様の図。同じく図６と同様の図。本発明の実施の形態の第４例を示す、図６と同様の図。同じく第５例を示す、図６と同様の図。従来構造の保持器付円筒ころ軸受を示す半部断面図。クラウニング量（径方向の落ち量）を誇張して示す、円筒ころの半部正面図保持器を取り出して示す平面図。図１１のＡ−Ａ断面図。図１４の状態から円筒ころがスキューした状態を示す断面図。図１４の状態から円筒ころが並進した状態を示す断面図。

符号の説明

１、１ａ保持器付円筒ころ軸受
２外輪軌道
３外輪
４内輪軌道
５内輪
６、６ａ〜６ｅ保持器
７円筒ころ
８鍔部
９転動面
１０円筒面部
１１クラウニング部
１２、１２ａリム部
１３、１３ａ〜１３ｅ柱部
１４、１４ａ〜１４ｅポケット
１５隙間
１６、１６ａ、１６ｂ隙間
１７、１７ａ直線部
１８、１８ａ凹円弧部
１９凹溝

Claims

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、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個のころと、円周方向複数個所に柱部を有し、円周方向に隣り合う柱部同士の間にこれら各ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成り、これら各ころは、外周面である転動面の軸方向端部に母線形状が円弧状の凸曲面であるクラウニング部を設けたものである保持器付ころ軸受に於いて、上記各ポケット内に上記各ころを、これら各ポケットの中心軸とこれら各ころの中心軸とを、互いに一致若しくは平行にして保持した状態で、上記各柱部の円周方向側面のうちで上記各ころのクラウニング部に対向する部分とこのクラウニング部との間に存在する隙間の、上記保持器の円周方向に関する厚さが、上記各ころの軸方向に亙り一定であり、且つ、上記各柱部の円周方向側面のうちでこれら各柱部の長さ方向中央部に、上記各ポケット内に保持した上記各ころの回転方向に凹溝を形成している事を特徴とする保持器付ころ軸受。
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、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個のころと、円周方向複数個所に柱部を有し、円周方向に隣り合う柱部同士の間にこれら各ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成り、これら各ころは、外周面である転動面の軸方向端部に母線形状が円弧状の凸曲面であるクラウニング部を設けたものである保持器付ころ軸受に於いて、上記各ポケット内に上記各ころを、これら各ポケットの中心軸とこれら各ころの中心軸とを、互いに一致若しくは平行にして保持した状態で、上記各柱部の円周方向側面のうちで上記各ころのクラウニング部に対向する部分とこのクラウニング部との間に存在する隙間の、上記保持器の円周方向に関する厚さが、上記各ころの軸方向端部に向かう程小さくなっており、且つ、上記各柱部の円周方向側面のうちでこれら各柱部の長さ方向中央部に、上記各ポケット内に保持した上記各ころの回転方向に凹溝を形成している事を特徴とする保持器付ころ軸受。
保持器が、軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリム部と、これら両リム部同士の間に掛け渡された複数本の柱部とを備え、これら両リム部と円周方向に隣り合う柱部とにより四周を囲まれた部分を、それぞれ各ころを転動自在に保持する為のポケットとした、籠型保持器である、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した保持器付ころ軸受。
保持器が、円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した状態で各ころの軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部とを備え、上記リム部と円周方向に隣り合う柱部とにより三方を囲まれた部分を、それぞれ上記各ころを転動自在に保持する為のポケットとした、櫛型保持器である、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した保持器付ころ軸受。