JP2015102156A

JP2015102156A - 分割保持器及びころ軸受

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Publication number: JP2015102156A
Application number: JP2013242857A
Authority: JP
Inventors: 浩隆安田; Hirotaka Yasuda
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2015-06-04
Anticipated expiration: 2033-11-25
Also published as: US9316255B2; EP2876320B1; CN104653626B; EP2876320A1; CN104653626A; JP6295621B2; US20150147017A1

Abstract

【課題】隣接する保持器セグメント間に隙間詰まりが発生しても、保持器セグメントのポケット面に異常摩耗が発生するのを防止することができる分割保持器及びころ軸受を提供する。【解決手段】分割保持器５は、一対のリム部２１，２２及び一対の柱部２３，２４により円すいころ４を収容するためのポケット２５を区画形成する保持器セグメント６を複数備えている。複数の保持器セグメント６は、内輪２と外輪３との間の環状空間において周方向に沿って環状に配列された状態で、円すいころ４により回転案内される。柱部２３，２４の側面であるポケット面２３ａ，２４ａの径方向内側部と円すいころ４の外周面４ａとの間における径方向隙間Ｓ４，Ｓ５は、保持器セグメント６が熱膨張により径方向外方に移動したときの当該保持器セグメント６のピッチ円半径の変化量Δｄよりも大きく設定されている。【選択図】図４

Description

本発明は、分割保持器及びころ軸受に関する。

従来、ころ軸受の内外輪間を転動する複数のころを周方向に沿って所定間隔毎に保持する保持器として、単一のころを収容する単一のポケットを有する保持器セグメントを周方向に沿って環状に配列した分割保持器が知られている（例えば特許文献１参照）。このような分割保持器としては、内輪及び外輪との接触による摩耗を防止するために、ころによって回転案内されるころ案内タイプのものが多用されている。

特開２０１１−１３３０６１号公報

上記ころ案内タイプの分割保持器にあっては、各保持器セグメントはころによって回転案内されるため、通常時は、保持器セグメントと外輪内周面との間には、所定の径方向隙間が形成されている。このため、保持器セグメントが熱膨張すると、隣接する保持器セグメント間の円周方向隙間が詰まることにより、保持器セグメントは周方向への逃げ場を失って径方向外方（外輪内周面側）に移動する場合がある。この場合、各保持器セグメントにおいてころと摺接するポケット面の径方向内側部は、熱膨張によりころに強く押し付けられた状態で径方向外方に移動するため、ころとの間で異常摩耗が発生するという問題があった。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、隣接する保持器セグメント間に隙間詰まりが発生しても、保持器セグメントのポケット面に異常摩耗が発生するのを防止することができる分割保持器及びころ軸受を提供することを目的とする。

（１）本発明の分割保持器は、軸方向に所定間隔を隔てて互いに対向する一対のリム部と、前記一対のリム部の間に架設され当該一対のリム部とともにころを収容するためのポケットを区画形成する複数の柱部とを有し、前記柱部の前記ポケット側の側面を前記ころの外周面と摺接可能なポケット面とした保持器セグメントを複数備え、前記複数の保持器セグメントは、内輪と外輪との間の環状空間において周方向に沿って環状に配列された状態で前記ころにより回転案内されるころ軸受用の分割保持器であって、前記柱部のポケット面の径方向内側部と前記ころの外周面との間における径方向隙間は、前記保持器セグメントが熱膨張により径方向外方に移動したときの当該保持器セグメントのピッチ円半径の変化量よりも大きく設定されていることを特徴とする。

上記のように構成された分割保持器によれば、保持器セグメントが熱膨張により径方向外方に移動しても、ポケット面の径方向内側部ところの外周面との間に隙間が残るため、ポケット面の径方向内側部がころの外周面に押圧されるのを回避することができる。これにより、保持器セグメントの熱膨張により隣接する保持器セグメント間に隙間詰まりが発生しても、保持器セグメントのポケット面に異常摩耗が発生するのを防止することができる。

（２）前記ポケット面は、径方向内側において径方向内端を除く部分が前記ころの外周面と接触するように傾斜して形成された内側傾斜面と、径方向外側において径方向外端を除く部分が前記ころの外周面と接触するように傾斜して形成された外側傾斜面とを有していることが好ましい。
この場合、ころの外周面は、通常時にはポケット面の内側傾斜面及び外側傾斜面にそれぞれ接触することで、ポケット面の径方向外端及び径方向内端に接触することがないので、これらの接触に起因して保持器セグメントが破損するのを防止することができる。

（３）本発明のころ軸受は、内輪と、外輪と、前記内外輪の間の環状空間に転動可能に配置された複数のころと、上記（１）又は（２）の分割保持器とを備えていることを特徴する。
上記のように構成されたころ軸受によれば、上述した分割保持器と同様の作用効果を奏する。

本発明の分割保持器によれば、隣接する保持器セグメント間に隙間詰まりが発生しても、保持器セグメントのポケット面に異常摩耗が発生するのを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る分割保持器を備えた円すいころ軸受を示す要部断面図である。上記円すいころ軸受を示す側面図である。上記分割保持器を構成する保持器セグメントを示す斜視図である。図３のＡ−Ａ矢視断面図である。上記保持器セグメントが熱膨張により径方向外方に移動した状態を示す断面図である。上記保持器セグメントが一方向に自転し始めたときの状態を示しており、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。上記保持器セグメントが他方向に自転し始めたときの状態を示しており、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。上記保持器セグメントが径方向内方へずれたときの状態を示しており、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。本発明の第２実施形態に係る分割保持器を備えた円すいころ軸受を示す要部断面図である。第２実施形態の分割保持器を構成する保持器セグメントを示す斜視図である。（ａ）は第２実施形態の保持器セグメントが一方向に自転し始めたときの状態を示す側面図であり、（ｂ）は第２実施形態の保持器セグメントが他方向に自転し始めたときの状態を示す側面図である。第２実施形態の保持器セグメントが径方向内方へずれたときの状態を示す側面図である。本発明の第３実施形態に係る分割保持器を備えた円すいころ軸受を示す要部断面図である。第３実施形態の分割保持器を構成する保持器セグメントを示す斜視図である。図１４のＢ−Ｂ矢視断面図である。（ａ）は第３実施形態の保持器セグメントが一方向に自転し始めたときの状態を示す側面図であり、（ｂ）は第３実施形態の保持器セグメントが他方向に自転し始めたときの状態を示す側面図である。第３実施形態の保持器セグメントが径方向外方へずれたときの状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る分割保持器を備えた円すいころ軸受を示す要部断面図である。本実施形態の円すいころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間の環状空間に転動可能に配置された複数の円すいころ４と、各円すいころ４を保持する分割保持器５とを備えている。

外輪３の内周には、円すいころ４が転動するように、円すい面からなる外輪軌道面３ａが形成されている。内輪２の外周には、外輪軌道面３ａと対向する位置に円すいころ４が転動するように、円すい面からなる内輪軌道面２ａが形成されている。外輪軌道面３ａ及び内輪軌道面２ａには、全周に亘ってグリース等の潤滑剤が塗布されている。内輪２の外周には、内輪軌道面２ａを挟んで径方向外方に突出し、円すいころ４の軸方向一方側の第１端面４ａが接触する大鍔部２ｂと、円すいころ４の軸方向他方側の第２端面４ｂが接触可能な小鍔部２ｃとが形成されている。

図２は、円すいころ軸受１を示す側面図である。また、図３は、分割保持器５を構成する保持器セグメント６を示す斜視図である。分割保持器５は、複数の保持器セグメント６を、内輪２と外輪３との間の環状空間において周方向に沿って環状に配列することによって構成されている。各保持器セグメント６は、円すいころ４によって回転案内される。このため、各保持器セグメント６の内周面と内輪２の外周面との間、及び各保持器セグメント６の外周面と外輪３の内周面との間には、それぞれ所定の径方向隙間Ｓ１，Ｓ２が形成されている。また、隣接する保持器セグメント６間には、所定の円周方向隙間Ｓ３が形成されている。

保持器セグメント６は、射出成形によって矩形枠状に一体成形された合成樹脂製のものである。保持器セグメント６は、軸方向に所定間隔を隔てて互いに対向する第１リム部２１及び第２リム部２２と、各リム部２１，２２の相互間に架設された第１柱部２３及び第２柱部２４とを備えている。保持器セグメント６には、各リム部２１，２２と各柱部２３，２４とによって、単一の円すいころ４を収容するための単一のポケット２５が区画形成されている。

図４は、図３のＡ−Ａ矢視断面図である。図３及び図４に示すように、ポケット２５の径方向外側には、径方向外方から円すいころ４を挿入可能な挿入口２５ａが形成されている。各柱部２３，２４のポケット面２３ａ，２４ａ（後述）の径方向外端部には、円すいころ４を挿入口２５ａから挿入し易いようにＲ面取り２３ａ３，２４ａ３が施されている。

各柱部２３，２４のポケットＰ側の側面は、円すいころ４の外周面４ｃと摺接可能なポケット面２３ａ，２４ａとされている。各ポケット面２３ａ，２４ａの径方向内側には内側傾斜面２３ａ１，２４ａ１がそれぞれ形成され、各ポケット面２３ａ，２４ａの径方向外側には外側傾斜面２３ａ２，２４ａ２がそれぞれ形成されている。

内側傾斜面２３ａ１，２４ａ１は、ポケット面２３ａ，２４ａの径方向内端ｂ１，ｂ２を除く部分の一部が円すいころ４の外周面４ｃと線接触するように傾斜して形成されている。外側傾斜面２３ａ２，２４ａ２は、ポケット面２３ａ，２４ａの径方向外端ｃ１，ｃ２を除く部分の一部が円すいころ４の外周面４ｃと線接触するように傾斜して形成されている。

したがって、円すいころ４は、通常時には、その外周面４ｃが内側傾斜面２３ａ１，２４ａ１及び外側傾斜面２３ａ２，２４ａ２にそれぞれ接触することで、ポケット面２３ａ，２４ａの径方向内端ｂ１，ｂ２及び径方向外端ｃ１，ｃ２に接触するのを防止することができる。これにより、円すいころ４とポケット面２３ａ，２４ａの径方向内端ｂ１，ｂ２及び径方向外端ｃ１，ｃ２との接触に起因して保持器セグメント６が破損するのを防止することができる。

図４に示すように、各ポケット面２３ａ，２４ａの径方向内側部である内側傾斜面２３ａ１，２４ａ１と、円すいころ４の外周面４ｃとの間には、径方向隙間Ｓ４，Ｓ５が形成されている。この径方向隙間Ｓ４，Ｓ５は、保持器セグメント６が熱膨張により径方向外方（図中上側）に移動したときの保持器セグメント６のピッチ円半径の変化量Δｄよりも大きく設定されている。

これにより、図５に示すように、保持器セグメント６が熱膨張により前記変化量Δｄだけ径方向外方に移動しても、ポケット面２３ａ，２４ａの内側傾斜面２３ａ１，２４ａ１と円すいころ４の外周面４ｃとの間に径方向隙間が残るため、前記内側傾斜面２３ａ１，２４ａ１が円すいころ４の外周面４ｃに押圧されるのを回避することができる。したがって、保持器セグメント６の熱膨張により隣接する保持器セグメント６間の円周方向隙間Ｓ３（図２参照）が無くなる隙間詰まりが発生して、保持器セグメント６が径方向外方に移動しても、保持器セグメント６のポケット面２３ａ，２４ａに異常摩耗が発生するのを防止することができる。

図３において、保持器セグメント６の第１リム部２１の内周面の長手方向（周方向）両端部には、径方向内方に突出する第１突出部２６及び第２突出部２７が一体に形成されている。また、第２リム部２２の内周面の長手方向（周方向）両端部には、径方向内方に突出する第３突出部２８及び第４突出部２９が一体に形成されている。

図６は、保持器セグメント６が一方向に自転し始めたときの状態を示しており、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は断面図である。図６（ｂ）に示すように、第１突出部２６の突出長さＬ１は、保持器セグメント６が円すいころ４の軸線を中心として一方向（図中の時計回り方向）に自転し始めると、当該第１突出部２６が内輪２の大鍔部２ｂの外周面に当接する長さ寸法に設定されている。また、図６（ａ）に示すように、第３突出部２８の突出長さＬ３は、保持器セグメント６が一方向に自転し始めると、当該第３突出部２８が内輪２の小鍔部２ｃの外周面に当接する長さ寸法に設定されている。

したがって、保持器セグメント６が一方向に自転し始めると、第１突出部２６及び第３突出部２８が内輪２の大鍔部２ｂ及び小鍔部２ｃの各外周面にそれぞれ当接するため、保持器セグメント６が一方向にそれ以上自転するのを防止することができる。これにより、保持器セグメント６がその自転により円すいころ４に巻き込まれて破損するのを防止することができる。

図７は、保持器セグメント６が他方向に自転し始めたときの状態を示しており、図７（ａ）は側面図、図７（ｂ）は断面図である。図７（ｂ）に示すように、第２突出部２７の突出長さＬ２は、保持器セグメント６が円すいころ４の軸線を中心として他方向（図中の反時計回り方向）に自転し始めると、当該第２突出部２７が内輪２の大鍔部２ｂの外周面に当接する長さ寸法に設定されている。また、図７（ａ）に示すように、第４突出部２９の突出長さＬ４は、保持器セグメント６が他方向に自転し始めると、当該第４突出部２９が内輪２の小鍔部２ｃの外周面に当接する長さ寸法に設定されている。

したがって、保持器セグメント６が他方向に自転し始めると、第２突出部２７及び第４突出部２９が内輪２の大鍔部２ｂ及び小鍔部２ｃの各外周面にそれぞれ当接するため、保持器セグメント６が他方向にそれ以上自転するのを防止することができる。これにより、保持器セグメント６がその自転により円すいころ４に巻き込まれて破損するのを防止することができる。

図８は、保持器セグメント６が径方向内方へずれたときの状態を示しており、図８（ａ）は側面図、図８（ｂ）は断面図である。図８（ｂ）に示すように、第１及び第２突出部２６，２７の各突出長さＬ１，Ｌ２は、保持器セグメント６が径方向内方へずれたときに、つまりポケット２５の挿入口２５ａが、当該挿入口２５ａから円すいころ４が抜け出す方向に移動したときに、保持器セグメント６が円すいころ４から外れる前に、当該第１及び第２突出部２６，２７が内輪２の大鍔部２ｂの外周面に当接する長さ寸法に設定されている。また、図８（ａ）に示すように、第３及び第４突出部２８，２９の各突出長さＬ３，Ｌ４は、保持器セグメント６が径方向内方へずれたときに、保持器セグメント６が円すいころ４から外れる前に、当該第３突出部２８及び第４突出部２９が内輪２の小鍔部２ｃの外周面に当接する長さ寸法に設定されている。

したがって、保持器セグメント６が振動等により径方向内方にずれたときに、保持器セグメント６が円すいころ４から外れる前に、第１〜第４突出部２６〜２９が内輪２の大鍔部２ｂ及び小鍔部２ｃの各外周面に当接する。これにより、保持器セグメント６が円すいころ４から外れて破損するのを防止することができる。

また、保持器セグメント６が自転し始めたとき、又は保持器セグメント６が振動等により径方向内方にずれたとき、第１〜第４突出部２６〜２９は、内輪２の大鍔部２ｂ及び小鍔部２ｃの各外周面に当接するため、内輪軌道面２ａ上の潤滑剤が第１〜第４突出部２６〜２９により剥ぎ取られるのを防止することができる。

図９は、本発明の第２実施形態に係る分割保持器５を備えた円すいころ軸受１を示す要部断面図である。また、図１０は、分割保持器５を構成する保持器セグメント６を示す斜視図である。
本実施形態における保持器セグメント６では、第１〜第４突出部２６〜２９が第１及び第２柱部２３，２４の内周面に突設されている。具体的には、第１柱部２３の内周面の長手方向（軸方向）両端部に、径方向内方に突出する第２突出部２７及び第４突出部２９が一体に形成されている。第２柱部２４の内周面の長手方向（軸方向）両端部に、径方向内方に突出する第１突出部２６及び第３突出部２８が一体に形成されている。

図１１（ａ）は、本実施形態の保持器セグメント６が一方向に自転し始めたときの状態を示す側面図である。図１１（ａ）に示すように、第１及び第３突出部２６，２８の突出長さＬ１，Ｌ３は、保持器セグメント６が円すいころ４の軸線を中心として一方向（図中の時計回り方向）に自転し始めると、当該第１及び第３突出部２６，２８が内輪軌道面２ａに当接する長さ寸法に設定されている。
したがって、保持器セグメント６が一方向に自転し始めると、第１突出部２６及び第３突出部２８が内輪軌道面２ａに当接するため、保持器セグメント６が一方向にそれ以上自転するのを防止することができる。

図１１（ｂ）は、本実施形態の保持器セグメント６が他方向に自転し始めたときの状態を示す側面図である。図１１（ｂ）に示すように、第２及び第４突出部２７，２９の突出長さＬ２，Ｌ４は、保持器セグメント６が円すいころ４の軸線を中心として他方向（図中の反時計回り方向）に自転し始めると、当該第２及び第４突出部２７，２９が内輪軌道面２ａに当接する長さ寸法に設定されている。
したがって、保持器セグメント６が他方向に自転し始めると、第２突出部２７及び第４突出部２９が内輪軌道面２ａに当接するため、保持器セグメント６が他方向にそれ以上自転するのを防止することができる。

図１２は、保持器セグメント６が径方向内方へずれたときの状態を示す側面図である。図１２に示すように、第１〜第４突出部２６〜２９の各突出長さＬ１〜Ｌ４は、保持器セグメント６が径方向内方へずれたときに、保持器セグメント６が円すいころ４から外れる前に、当該第１〜第４突出部２６〜２９が内輪軌道面２ａに当接する長さ寸法に設定されている。

したがって、保持器セグメント６が振動等により径方向内方にずれたときに、保持器セグメント６が円すいころ４から外れる前に、第１〜第４突出部２６〜２９が内輪軌道面２ａに当接する。これにより、保持器セグメント６が円すいころ４から外れて破損するのを防止することができる。
なお、第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。

図１３は、本発明の第３実施形態に係る分割保持器５を備えた円すいころ軸受１を示す要部断面図である。また、図１４は、分割保持器５を構成する保持器セグメント６を示す斜視図である。
本実施形態における保持器セグメント６では、第１〜第４突出部２６〜２９が第１及び第２柱部２３，２４の外周面に突設されている。具体的には、第１柱部２３の外周面の長手方向（軸方向）両端部に、径方向外方に突出する第２突出部２７及び第４突出部２９が一体に形成されている。第２柱部２４の外周面の長手方向（軸方向）両端部に、径方向外方に突出する第１突出部２６及び第３突出部２８が一体に形成されている。

図１５は、図１４のＢ−Ｂ矢視断面図である。図１４及び図１５に示すように、ポケット２５の径方向内側には、径方向内方から円すいころ４を挿入可能な挿入口２５ａが形成されている。各柱部２３，２４のポケット面２３ａ，２４ａの径方向内端部には、円すいころ４を挿入口２５ａから挿入し易いようにＲ面取り２３ａ３，２４ａ３が施されている。

図１６（ａ）は、本実施形態の保持器セグメント６が一方向に自転し始めたときの状態を示す側面図である。図１６（ａ）に示すように、第２及び第４突出部２７，２９の突出長さＬ２，Ｌ４は、保持器セグメント６が円すいころ４の軸線を中心として一方向（図中の時計回り方向）に自転し始めると、当該第２及び第４突出部２７，２９が外輪軌道面３ａに当接する長さ寸法に設定されている。
したがって、保持器セグメント６が一方向に自転し始めると、第２突出部２７及び第４突出部２９が外輪軌道面３ａに当接するため、保持器セグメント６が一方向にそれ以上自転するのを防止することができる。

図１６（ｂ）は、本実施形態の保持器セグメント６が他方向に自転し始めたときの状態を示す側面図である。図１６（ｂ）に示すように、第１及び第３突出部２６，２８の突出長さＬ１，Ｌ３は、保持器セグメント６が円すいころ４の軸線を中心として他方向（図中の反時計回り方向）に自転し始めると、当該第１及び第３突出部２６，２８が外輪軌道面３ａに当接する長さ寸法に設定されている。
したがって、保持器セグメント６が他方向に自転し始めると、第１突出部２６及び第３突出部２８が外輪軌道面３ａに当接するため、保持器セグメント６が他方向にそれ以上自転するのを防止することができる。

図１７は、保持器セグメント６が径方向外方へずれたときの状態を示す側面図である。図１７に示すように、第１〜第４突出部２６〜２９の各突出長さＬ１〜Ｌ４は、保持器セグメント６が径方向外方へずれたときに、つまりポケット２５の挿入口２５ａが、当該挿入口２５ａから円すいころ４が抜け出す方向に移動したときに、持器セグメント６が円すいころ４から外れる前に、当該第１〜第４突出部２６〜２９が外輪軌道面３ａに当接する長さ寸法に設定されている。

したがって、保持器セグメント６が振動等により径方向外方にずれたときに、保持器セグメント６が円すいころ４から外れる前に、第１〜第４突出部２６〜２９が外輪軌道面３ａに当接する。これにより、保持器セグメント６が円すいころ４から外れて破損するのを防止することができる。
なお、第３実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。

本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記各実施形態では、保持器セグメント６に突出部２６〜２９を設けた例を示しているが、これら突出部２６〜２９は必ずしも設けられていなくても良い。また、上記各実施形態における保持器セグメント６には、単一の円すいころ４を収容する単一のポケット２５が区画形成されているが、複数の円すいころ４を個別に収容する複数のポケット２５が区画形成されていても良い。また、上記各実施形態における保持器セグメント６は、合成樹脂製のもの以外に、アルミニウム製等の線膨張係数が大きい金属製のものにも好適に適用することができる。また、本発明は、円すいころ軸受以外に、円筒ころ軸受にも適用することができる。

１：円すいころ軸受（ころ軸受）、２：内輪、３：外輪、４：円すいころ（ころ）ころ、５：分割保持器、６：保持器セグメント、２１：第１リム部、２２：第２リム部、２３：第１柱部、２３ａ：ポケット面、２３ａ１：内側傾斜面、２３ａ２：外側傾斜面、２４：第２柱部、２４ａ：ポケット面、２４ａ１：内側傾斜面、２４ａ２：外側傾斜面、２５：ポケット、２６：第１突出部、２７：第２突出部、２８：第３突出部、２９：第４突出部、Ｓ４：径方向隙間、Ｓ５：径方向隙間、Δｄ：変化量

Claims

軸方向に所定間隔を隔てて互いに対向する一対のリム部と、前記一対のリム部の間に架設され当該一対のリム部とともにころを収容するためのポケットを区画形成する複数の柱部とを有し、前記柱部の前記ポケット側の側面を前記ころの外周面と摺接可能なポケット面とした保持器セグメントを複数備え、
前記複数の保持器セグメントは、内輪と外輪との間の環状空間において周方向に沿って環状に配列された状態で前記ころにより回転案内されるころ軸受用の分割保持器であって、
前記柱部のポケット面の径方向内側部と前記ころの外周面との間における径方向隙間は、前記保持器セグメントが熱膨張により径方向外方に移動したときの当該保持器セグメントのピッチ円半径の変化量よりも大きく設定されていることを特徴とする分割保持器。
前記ポケット面は、径方向内側において径方向内端を除く部分が前記ころの外周面と接触するように傾斜して形成された内側傾斜面と、径方向外側において径方向外端を除く部分が前記ころの外周面と接触するように傾斜して形成された外側傾斜面とを有している請求項１に記載の分割保持器。
内輪と、外輪と、前記内外輪の間の環状空間に転動可能に配置された複数のころと、請求項１又は２に記載の分割保持器とを備えていることを特徴とするころ軸受。