JP2013079706A - 転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】転動体のスキューが発生した場合にも、保持器のポケット部を形成する面におけるエッジロードを緩和して、ポケット部を形成する面の摩耗および剥離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】本発明の円筒ころ軸受１において、保持器１０は、軸方向に並んで配置された一対の円環部１２、１２と、前記一対の円環部１２、１２を繋ぐように周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部１６と、を有する。円筒ころ４を収容するポケット部１１は、周方向に隣り合う２つの柱部１６、１６の周方向で対向する周方向側面２３、２３と、前記一対の円環部１２、１２の軸方向で対向する軸方向側面２６、２６と、により形成される。周方向側面２３、２３には、クラウニングによって周方向凸曲面部２８、２８が形成されている。軸方向側面２６、２６には、クラウニングによって軸方向凸曲面部２６、２６が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、保持器を備えた転がり軸受に関する。
従来、工作機械等の回転支持部に用いられる軸受としては、円筒ころ軸受が多く用いられている。図５は、従来の円筒ころ軸受で使用されている保持器１１０と、保持器１１０のポケット部１１１に収容された円筒ころ１０４とを示す。保持器１１０は、軸方向に並んで配置された一対の円環部１１２、１１２と、一対の円環部１１２、１１２とを繋ぐように周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部１１６と、を有し、一対の円環部１１２、１１２および隣り合う２つの柱部１１６、１１６によって囲まれた空間がポケット部１１１となる。尚、図５では簡略化のため、１つのポケット部１１１のみに円筒ころ１０４が収容されている状態を示す。
円筒ころ軸受が回転するとき、円筒ころ軸受の回転方向と円筒ころ１０４の回転方向が一致せずに、円筒ころ１０４の回転軸が周方向に倒れて、いわゆるスキューを生じることがある。このとき、図５に示される保持器１１０のように、ポケット部１１１の一対の軸方向側面１２１、１２１および一対の周方向側面１２３、１２３が直線的に形成されていると、円筒ころ１０４の転動面１０５が周方向側面１２３に強く接触し、また、円筒ころ１０４の軸方向端面１０６が軸方向側面１２１に著しく強く接触することがある。特に、転動面１０５と軸方向端面１０６との間に形成された面取り部１０７が、ポケット部１１１の周方向側面１２３に接触すると、図６に示すように、周方向側面１２３の軸方向両側でエッジロード（端部集中荷重）が生じて摩耗Ｗが生じ、場合によっては焼付きや剥離を生じてしまうおそれがある。
このような問題を受け、近年、円筒ころやポケット部の形状を変更することによりエッジロードを緩和した円筒ころ軸受が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような円筒ころ軸受においては、図７に示すように、円筒ころ２０４の転動面２０５に、わずかな曲率を有するクラウニング部２０８が形成されている。また、保持器２１０のポケット部２１１の周方向側面２２３には、方向側面２２３の軸方向中央部に設けられた凹部２２９から軸方向両外側へ向って、クラウニング部２０８の曲率よりもポケット隙間の分だけ曲率の大きい凹円弧部２２８が形成されている。これにより、円筒ころ２０４のクラウニング部２０８と周方向側面２２３（凹円弧部２２８）との間のポケット隙間を小さくすることによりスキュー角を小さくすることができるので、エッジロードを緩和することができる。また、この構成によれば、円筒ころ２０４の姿勢を安定させることができるので、円筒ころ２０４のスキューの発生を抑制することができる。
特開２０１０−９１０１２号公報
しかしながら、図７に示される保持器２１０においては、円筒ころ２０４のクラウニング部２０８の形状に合わせて凹円弧部２２８の形状を定める必要があり、製造が複雑化するという問題がある。また、周方向側面２２３（凹円弧部２２８）と円筒ころ２０４との間のポケット隙間が大きくなった場合には、周方向側面２２３への円筒ころ２０４の接触圧力が却って大きくなり、エッジロードが発生しやすくなるおそれがある。また、円筒ころ２０４の軸方向端面２０６がポケット部２１１の軸方向側面２２１に接触することによってもエッジロードは発生し得るが、このようなエッジロードを緩和することについては引用文献１には何ら記載されていない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転動体のスキューが発生した場合にも、保持器のポケット部を形成する面におけるエッジロードを緩和して、ポケット部を形成する面の摩耗、焼付きおよび剥離を防止することができる転がり軸受を提供することである。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する複数のポケット部を有する保持器と、を備える転がり軸受であって、
前記保持器は、軸方向に並んで配置された一対の円環部と、前記一対の円環部を繋ぐように周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部と、を有し、
前記ポケット部は、前記一対の円環部の軸方向で対向する面と、周方向に隣り合う２つの柱部の周方向で対向する面と、により形成され、
前記ポケット部を形成する面のうちの少なくとも一つの面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されていることを特徴とする転がり軸受。
（２） 前記周方向に隣り合う２つの柱部の周方向で対向する面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されている上記（１）記載の転がり軸受。
（３） 前記一対の円環部の軸方向で対向する面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されている上記（１）または（２）記載の転がり軸受。
本発明の転がり軸受によれば、転動体のスキューが発生した場合にも、保持器のポケット部を形成する面に転動体の転動面が著しく強く接触することを防止でき、エッジロードを緩和することができる。これにより、ポケット部を形成する面の摩耗、焼付きおよび剥離を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受の径方向断面図である。 図１の保持器の軸方向断面図である。 図２の保持器の部分上面図である。 本発明の位置実施形態において円筒ころにスキューが生じた場合を説明するための図である。 従来の円筒ころ軸受の保持器の部分上面図である。 図５のＶ−Ｖ断面図である。 他の従来の円筒ころ軸受の保持器の部分上面図である。
以下、本発明に係る転がり軸受の一実施形態を、図１〜４に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受１の径方向断面図を示す。図２は図１の保持器１０の軸方向断面図を示し、図３は図２の保持器１０の部分上面図を示す。
図１に示すように、円筒ころ軸受１は、内周面に外輪軌道面２ａが形成された外輪２と、外周面に内輪軌道面３ａが形成された内輪３と、転動体である複数の円筒ころ４と、外輪２と内輪３との間に配置されて複数の円筒ころ４を保持する保持器１０と、を備える。
図２、３に示すように、保持器１０はもみ抜き保持器であり、軸方向に並んで配置された一対の円環部１２、１２と、両円環部１２間を繋ぐように円周方向に所定の間隔で配置された複数の柱部１６と、を有する。保持器１０には、一対の円環部１２、１２と、隣り合う２つの柱部１６、１６と、によって囲まれた空間として、複数のポケット部１１が構成されている。以後、ポケット部１１を形成する一対の円環部１２、１２の軸方向で対向する側面を軸方向側面２１、２１と呼び、周方向に隣接する２つの柱部１６、１６の周方向で対向する側面を周方向側面２３、２３と呼ぶ。各ポケット部１１には、円筒ころ４が１つずつ、転動自在に保持されている。
図３に示すように、ポケット部１１の周方向側面２３、２３のそれぞれには、柱部１６から離れる方向に、ポケット部１１の周方向中心に向って凸となる周方向凸曲面部２８が、クラウニングにより形成されている。すなわち、周方向凸曲面部２８は円筒ころ４側に突出して凸になっているので、図４に示すように円筒ころ４にスキューが生じた場合であっても、円筒ころ４の転動面５や面取り部７と周方向側面２３との間の接触圧力が集中して過大になることを抑制できる。これにより、周方向側面２３、２３におけるエッジロードを緩和することができ、周方向側面２３、２３における摩耗や焼付き、剥離などを防止することができる。
同様に、ポケット部１１の軸方向側面２１、２１のそれぞれには、軸方向内側に向って凸となる軸方向凸曲面部２６が、クラウニングにより形成されている。すなわち、軸方向凸曲面部２６は円筒ころ４側に突出して凸になっているので、図４に示すように円筒ころ４にスキューが生じた場合であっても、円筒ころ４の軸方向端面６や面取り部７と軸方向側面２１との間の接触圧力が集中して過大になることを抑制できる。これにより、軸方向側面２１、２１におけるエッジロードを緩和することができ、軸方向側面２１、２１における摩耗や焼付き、剥離などを防止することができる。
このように、本実施形態の円筒ころ軸受１によれば、保持器１０のポケット部１１を形成する周方向側面２３、２３にクラウニングにより周方向凸曲面部２８、２８が形成されると共に、軸方向側面２１、２１にクラウニングにより軸方向凸曲面部２６、２６が形成されている。これにより、円筒ころ４にスキューが生じた場合であっても、ポケット部１１を形成する周方向側面２３、２３および軸方向側面２１、２１で生じ得るエッジロードを緩和して、当該箇所における摩耗や焼付き、剥離などを防止することができる。
尚、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。上記実施形態では、円筒ころ軸受１について説明したが、本発明は円すいころ軸受に対しても適用可能である。また、上記実施形態では、対向する軸方向側面２１、２１および対向する周方向側面２３、２３の全てに対し、クラウニングにより凸曲面部が形成された保持器について説明したが、これに限られず、対向する軸方向側面２１、２１および対向する周方向側面２３、２３のいずれかのみに対して凸曲面部が形成されるものであってもよい。また、上記実施形態では保持器１０としてもみ抜き保持器を使用したが、これに限定されず、保持器１０は打ち抜き保持器等であってもよい。
１ 円筒ころ軸受
２ 外輪
２ａ 外輪軌道面
３ 内輪
３ａ 内輪軌道面
４ 円筒ころ
１０ 保持器
１１ ポケット部
１２ 円環部
１５ 凸状突起部
１６ 柱部
２１ 軸方向側面
２３ 周方向側面
２６ 軸方向凸曲面部
２８ 周方向凸曲面部

Claims (3)

  1. 外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する複数のポケット部を有する保持器と、を備える転がり軸受であって、
    前記保持器は、軸方向に並んで配置された一対の円環部と、前記一対の円環部を繋ぐように周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部と、を有し、
    前記ポケット部は、前記一対の円環部の軸方向で対向する面と、周方向に隣り合う２つの柱部の周方向で対向する面と、により形成され、
    前記ポケット部を形成する面のうちの少なくとも一つの面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されていることを特徴とする転がり軸受。
  2. 前記周方向に隣り合う２つの柱部の周方向で対向する面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されている請求項１記載の転がり軸受。
  3. 前記一対の円環部の軸方向で対向する面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されている請求項１または２記載の転がり軸受。
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