JP2017115977A - ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】遊星減速機に備わる遊星回転体をころ軸受で支持する場合でも、保持器案内部分の摩耗及び焼き付き、並びに保持器の柱部の異常摩耗を防止する。【解決手段】外輪２の内周に保持器案内面９，１０を設ける。保持器本体１１の第一環状部１４に固着する第一リング１２と、保持器本体１１の第二環状部１５に固着する第二リング１３とを備える。第一リング１２、第二リング１３には、保持器本体１１の表面に比して低い摩擦係数をもった被案内面１８，１９を設ける。また、第一リング１２、第二リング１３を保持器本体１１の材料よりも高弾性率の材料で環状に形成する。【選択図】図１

Description

この発明は、遊星減速機に備わる遊星回転体のような公転部位に好適なころ軸受に関し、特に、保持器を案内することに関する。

ダンプトラック等では、大きな減速比が得られる遊星減速機がホイールリムの内側に配置されている。遊星減速機に備わる遊星回転体は、リングギア及びサンギア間で自転しながら公転する遊星歯車又は遊星ローラからなり、転がり軸受を介してキャリヤのピンに支持されている。その転がり軸受として、円すいころ軸受、円筒ころ軸受等のころ軸受が採用されている（例えば、特許文献１、２）。

一般に、ころ軸受は、ころ間の周方向間隔を保つための保持器を備える。保持器には、転動体を収めるポケットが周方向に均等間隔で形成されている。遊星回転体の支持用途のような公転部位に使用されるころ軸受の場合、保持器や軸受内部の潤滑油には、保持器の軸受中心軸周りの回転による遠心力のほかに、転がり軸受が遊星回転体と一体に公転運動することによる遠心力も作用する。その公転運動による遠心力は、転がり軸受に負荷域を生じさせると共に、保持器の変形や偏心、軸受内部の潤滑油の偏りを生じさせる原因となる。保持器案内方式として特許文献１のような転動体案内方式を採用すると、その潤滑条件の悪い負荷域において、保持器の偏心によって一部の柱部がころに強く当接され、柱部が異常摩耗したり、柱部が円環状部と連結された根元部に集中する曲げモーメントによって折損したりする恐れがある。これを避けるため、軌道輪案内方式の保持器（例えば、特許文献３、４）を採用することが好ましい。

特許文献３に開示されたころ軸受は、鋼板製の保持器の小径側環状部を部分的に切り起こした突片先端の板厚面からなる被案内面を形成し、内輪の外周又は外輪の内周に保持器案内面を形成し、その被案内面と保持器案内面との接触で保持器を案内可能としたものである。

特許文献４に開示されたころ軸受は、外輪の外周に保持器案内面を形成し、保持器の環状部の延長部分に保持器案内面と径方向に対面する被案内面を形成し、その被案内面と保持器案内面との接触で保持器を案内可能としたものである。

特許文献４のように遊星回転体と共に回転する外輪で保持器を案内する場合、内輪案内の場合に比して、外輪の保持器案内面と保持器の被案内面との間での相対速度差が小さくなり、保持器案内面及び被案内面の周長が長くなって案内時の接触面積が大きくなるため、保持器案内面及び被案内面の摩耗や焼付きを防止することができる。

特開２０１２−２０２４１７号公報 特開２０１３−７２５０４号公報 特開２００４−２９３７３０号公報 特開２００８−１９６５８２号公報

しかしながら、特許文献４に開示されたころ軸受は、保持器を外輪の外周で案内するものなので、保持器の両環状部の少なくとも一方を外輪の外周の保持器案内面と径方向に対向するように延長する必要があり、軸受総幅の拡大を招く懸念がある。また、その保持器延長部が外輪の内径小径側の側方を通って外輪の外周上に至るため、外輪の内径小径側の側面をハウジング肩等の他部材に突き当てて固定することができない。このため、一対のころ軸受の組合せ方が正面組合せに限定されると共に、ころ軸受に予圧を与えることができない。ころ軸受に予圧を与えない場合、正の軸受内部すきまが原因で遊星回転体の支持が安定せず、遊星回転体の正常な動作、例えば遊星歯車の正常な噛み合いに支障をきたす可能性がある。

一方、特許文献３のころ軸受のように、保持器の小径側環状部を切り起こした突片の板厚面からなる被案内面と、外輪の内周との接触で保持器を案内する場合、前述の特許文献３のような軸受総幅の拡大等の問題はないが、遠心力が大きい使用条件のときに保持器が傾いて、被案内面と外輪の内周との接触面積が線接触のように小さくなったり、柱部ところとが干渉したりする可能性がある。その接触面積が狭くなると、接触面圧の増大や油膜切れを招いて摩耗や焼き付きの懸念があり、ころが不正規に柱部に干渉すると、柱部が異常摩耗する懸念がある。

上記の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、遊星減速機に備わる遊星回転体をころ軸受で支持する場合でも、保持器案内部分の摩耗及び焼き付き、並びに保持器の柱部の異常摩耗を防止することである。

上記の課題を達成するための第一の発明は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪間に介在する複数のころと、これらころを保持する保持器とを備えるころ軸受において、前記保持器が、一体に形成された保持器本体と、前記保持器本体に固着された第一リング及び第二リングとを有しており、前記保持器本体に第一環状部と、第二環状部と、これら両環状部間をポケットに分ける柱部とが形成されており、前記第一リングが前記第一環状部に固着されており、前記第二リングが前記第二環状部に固着されており、前記保持器を径方向に案内する保持器案内面が、前記外輪の内周にのみ設けられており、前記保持器のうち、前記保持器案内面によって案内される被案内面が、前記第一リング及び前記第二リングに設けられており、前記被案内面が、前記保持器本体の表面に比して低い摩擦係数をもっている、という構成を採用したものである。

上記第一の発明に係る構成によれば、外輪に保持器案内面が設けられ、保持器に被案内面が設けられているので、保持器が外輪によって案内される。遊星減速機に備わる遊星回転体の支持用途の場合、保持器を回転輪である外輪で案内すると、内輪案内に比して、外輪の保持器案内面と保持器の被案内面との間での相対速度差が小さくなり、また、保持器案内面及び被案内面の周長が長くなって接触面圧が低くなるので（いわゆるＰＶ値の抑制）、被案内面及び保持器案内面の摩耗及び焼き付きが防止される。
また、保持器案内面が外輪の内周に設けられているので、遊星回転体の公転運動に伴う大きな遠心力の作用で潤滑油が外輪の内周側へ移動するため、保持器案内面及び被案内面の潤滑性が向上する。このことも、遊星回転体の支持用途において被案内面及び保持器案内面の摩耗及び焼き付きの防止に有効である。
さらに、保持器本体と別部品の第一リング及び第二リングには任意の材料で被案内面を設けられるので、保持器本体の表面に比して低い摩擦係数をもった被案内面とすることができる。その被案内面において向上させた摺動性により、保持器案内面及び被案内面の摩耗及び焼き付きが一層防止される。
また、保持器案内面及び被案内面の摩耗防止は、柱部の異常摩耗防止にも有効である。すなわち、保持器案内面及び被案内面の摩耗が進むと、これら両面間のすきま（案内すきま）が拡大する。この拡大が進むと、やがては、ころと柱部との接触によって保持器が案内される転動体案内となり、柱部の異常摩耗を招く。したがって、保持器案内面及び被案内面の摩耗を防止すれば、柱部の異常摩耗を防止することにもなる。
また、ポケットを境とした保持器の軸方向両側において被案内面と保持器案内面との接触が可能となっているので、遊星回転体の公転運動に伴う大きな遠心力が保持器に作用した場合でも保持器の傾きが抑えられる。これにより、被案内面と保持器案内面との接触面積の減少が抑えられる共に、柱部ところとの異常な接触も防止されるので、被案内面及び保持器案内面の摩耗及び焼き付きがより防止されると共に、柱部の異常摩耗がより防止される。

上記の課題を達成するための第二の発明は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪間に介在する複数のころと、これらころを保持する保持器とを備えるころ軸受において、前記保持器が、一体に形成された保持器本体と、前記保持器本体に固着された第一リング及び第二リングとを有しており、前記保持器本体に第一環状部と、第二環状部と、これら両環状部間をポケットに分ける柱部とが形成されており、前記第一リングが前記第一環状部に固着されており、前記第二リングが前記第二環状部に固着されており、前記保持器を径方向に案内する保持器案内面が、前記外輪の内周にのみ設けられており、前記保持器のうち、前記保持器案内面によって案内される被案内面が、前記第一リング及び前記第二リングに設けられており、前記第一リング及び前記第二リングが、それぞれ前記保持器本体の材料に比して高い弾性率をもった材料によって環状に形成されている、という構成を採用したものである。

上記第二の発明に係る構成によれば、外輪の内周に保持器案内面が設けられ、保持器の外周に被案内面が設けられているので、上記第一の発明と同様にＰＶ値の抑制や潤滑性が良好となり、保持器案内面及び被案内面の摩耗等が防止される。
さらに、保持器本体と別部品の第一リング及び第二リングは任意の材料で構成することが可能なため、第一リング及び第二リングをそれぞれ保持器本体の材料に比して高い弾性率をもった材料によって環状に形成することができる。そうすると、保持器を単一材料で形成した場合に比して、保持器の変形に対する剛性が第一リング及び第二リングによって向上させられる。これにより、柱部の異常摩耗が防止される。すなわち、遊星回転体の公転運動による大きな遠心力が保持器に作用し、保持器が外輪の保持器案内面に押し付けられて楕円変形し、その結果、ポケットすきまが減少してころと保持器の柱部とが異常に接触する状態となると、柱部の異常摩耗を招く。したがって、保持器の変形に対する剛性が優れる程、その楕円変形が抑えられるので、柱部の異常摩耗が防止されることになる。
また、ポケットを境とした保持器の軸方向両側において被案内面と保持器案内面との接触が可能となっているので、上記第一の発明と同様に保持器の傾き抑制が良好になり、被案内面及び保持器案内面の摩耗及び焼き付きがより防止されると共に、柱部の異常摩耗がより防止される。

上述のように、第一の発明に係るころ軸受は、遊星減速機に備わる遊星回転体を支持する場合でも、保持器の被案内面及び外輪の保持器案内面間でのＰＶ値の抑制を図り、保持器の被案内面及び外輪の保持器案内面の潤滑性を向上させ、保持器の被案内面において摺動性を向上させ、さらに保持器案内面と被案内面との接触時における保持器の傾きを抑えることが可能なため、保持器案内部分である保持器案内面及び被案内面の摩耗及び焼き付きを防止すると共に、保持器の柱部の異常摩耗を防止することができる。

また、第二の発明に係るころ軸受は、遊星減速機に備わる遊星回転体を支持する場合でも、保持器の被案内面及び外輪の保持器案内面間でのＰＶ値の抑制を図り、保持器の被案内面及び外輪の保持器案内面の潤滑性を向上させ、さらに、保持器案内面と被案内面との接触時における保持器の楕円変形及び傾きを抑えることが可能なため、保持器案内部分である保持器案内面及び被案内面の摩耗及び焼き付きを防止すると共に、保持器の柱部の異常摩耗を防止することができる。

この発明の第一実施形態に係るころ軸受の構成を示す断面図 第一実施形態に係るころ軸受を備える遊星減速機の構成を示す断面図 図２中に示す矢線における断面図 この発明の第二実施形態に係るころ軸受の構成を示す断面図 この発明の第三実施形態に係るころ軸受の構成を示す側面図 第三実施形態に係る第一リングの側面図 この発明の第四実施形態に係るころ軸受の構成を示す断面図 この発明の第五実施形態に係るころ軸受の構成を示す断面図

以下、この発明の第一実施形態に係るころ軸受を図１に基づいて説明する。図１に示すころ軸受は、内輪１と、外輪２と、これら内輪１及び外輪２間に介在する複数のころ３と、これらころ３を保持する保持器４とを備える。内輪１，外輪２及び保持器４は、同じ中心軸（図中に一点鎖線で示す軸受中心軸）に設定されている。以下、その中心軸に沿った方向のことを単に「軸方向」といい、その中心軸に直角な方向のことを単に「径方向」といい、その中心軸周りの円周方向のことを単に「周方向」という。

内輪１は、外周に円すい面状の軌道面５と、小つば部６と、大つば部７とを有する環状の軸受部品になっている。

外輪２は、内周に円すい面状の軌道面８と、保持器４を径方向に案内する保持器案内面９，１０とをもった環状の軸受部品になっている。保持器案内面９，１０は、外輪２の内周にのみ設けられている。保持器案内面９は、外輪２の内周のうち、軌道面８を境とした内径小径側に形成され、保持器案内面１０は、反対の内径大径側に形成されている。保持器案内面９，１０は、軌道面８と同一面を構成する円すい面状になっている。

ころ３は、内輪１の軌道面５及び外輪２の軌道面８に転がり接触する円すいころになっている。なお、第一実施形態では、単列円すいころ軸受を例示したが、円筒ころ軸受、複列ころ軸受等、適宜の形式のころ軸受であってもよい。

内輪１、外輪２及びころ３は、通常、鋼によって形成されている。その鋼としては、例えば、高炭素クロム軸受鋼、はだ焼鋼等が挙げられる。

第一実施形態に係るころ軸受は、内輪１、複数のころ３及び保持器４によって内輪アセンブリが構成されている。

保持器４は、一体に形成された保持器本体１１と、保持器本体１１の外周に取り付けられた第一リング１２及び第二リング１３とを有する。

保持器本体１１には、第一環状部１４と、第二環状部１５と、これら両環状部１４，１５間をポケット１６に分ける柱部１７とが形成されている。第一環状部１４及び第二環状部１５は、それぞれ周方向全周に亘って連なっている。第二環状部１５の外径は、第一環状部１４よりも大径に設定されている。第一環状部１４の外周及び第二環状部１５の外周には、それぞれ対応の第一リング１２又は第二リング１３の固着に用いるための溝が周方向全周に亘って形成されている。ポケット１６は、ころ３を収める空間になっている。柱部１７は、周方向に均等間隔で存在している。

第一リング１２は、外輪２の内径小径側に形成された保持器案内面９によって径方向に案内される被案内面１８を有する。第二リング１３は、外輪２の内径大径側に形成された保持器案内面１０によって径方向に案内される被案内面１９を有する。第一リング１２及び第二リング１３は、それぞれ周方向全周に亘って図示の断面形状をもっている。

第一リング１２及び第二リング１３は、それぞれの内周部において対応の第一環状部１４又は第二環状部１５の溝に強制的に嵌合されている。この嵌合によって第一リング１２及び第二リング１３が、対応の第一環状部１４又は第二環状部１５に対して軸方向及び径方向に位置決めされる。また、第一リング１２及び第二リング１３は、対応の第一環状部１４又は第二環状部１５に対して周方向に回り止めされている。この周方向の回り止め手段は、溶接、溝に対する締り嵌め等、適宜の手段で行えばよい。前述の位置決め及び回り止めにより、第一リング１２及び第二リング１３は、対応の第一環状部１４又は第二環状部１５の外周に固着されている。

被案内面１８及び被案内面１９は、それぞれ周方向全周に亘って対応の第一リング１２又は第二リング１３の外周に存在している。被案内面１８及び被案内面１９は、それぞれ保持器４及び外輪２の中心軸を含む任意の仮想平面上で軸方向に対し角度θ１をもった面になっている。被案内面１８及び被案内面１９のそれぞれの軸方向幅は、対応の第一リング１２又は第二リング１３の全幅に亘っている。一方、外輪２の軌道面８と同一面を成している保持器案内面９及び保持器案内面１０は、それぞれ保持器４及び外輪２の中心軸を含む任意の仮想平面上で軸方向に対し角度θ２をもった面になっている。角度θ１と角度θ２は、同じ角度に設定されている。このため、保持器案内面９と被案内面１８、及び保持器案内面１０と被案内面１９は、前述の仮想平面上において平行する面形状になっており、それぞれ円すい面状に面接触することが可能となっている。

被案内面１８と保持器案内面９間、及び被案内面１９と保持器案内面１０間の各間における径方向すきまは、同一値に設定されており、保持器４と外輪２間の案内すきまに相当する。ころ３と柱部１７との接触は、保持器４を径方向に案内することに寄与しない。

保持器４は、保持器本体１１と、第一リング１２と、第二リング１３とからなり、外輪２の幅を規定する両側面と軸方向に対面する部分をもたない。このため、第一実施形態に係るころ軸受は、正面組合せ及び背面組合せのどちらでも配置可能であり、どちらの組合せでも外輪２の両側面を任意に利用して予圧を付与することが可能である。

保持器本体１１は、鋼によって形成されている。その鋼としては、例えば、冷間又は熱間圧延鋼、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル・クロム・モリブデン鋼等が挙げられる。

保持器本体１１は、プレス加工で基本的な全体形状を形成可能な板厚の鋼板を材料とし、かご形の打ち抜き保持器の一般的な製造方法によって形成されている。前述の溝は、前述のプレス加工後にもみ抜き加工によって形成されている。なお、保持器本体１１の製造方法は、保持器本体１１の形状や材料に応じて、プレス加工、もみ抜き加工、成型等、適宜の加工手段を採用すればよい。

保持器本体１１を形成する材料として、鋼以外の他の材料を採用してもよい。例えば、保持器本体１１は、樹脂又は高力黄銅によって形成されているものでもよい。軸受運転中、ころ３の転動面は、通常、軌道面５，８を転がりながら、そのころ３の周方向両側に位置する柱部１７のどちらかに接触する。この通常接触による柱部１７の摩耗防止を重視する場合、柱部１７における通常接触部分は、なるべく自己潤滑性に優れた材料で形成することが好ましい。樹脂又は高力黄銅によって柱部１７を形成すれば、柱部１７における通常接触部分の摺動性を良好にすることができる。

前述の高力黄銅は、銅５５．０〜６０．５質量％の黄銅にアルミニウム２．０質量％以下、マンガン３．０質量％以下、鉄１．５質量％以下を添加した合金のことをいう。

また、前述の樹脂としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等のエンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックや、ＰＡ４６＋ＧＦ、ＰＡ６６＋ＧＦ等のガラス繊維強化樹脂が挙げられる。

軸受運転中、ころ３の転動面は、軌道面５，８を転がりながら、そのころ３の周方向両側に位置する両柱部１７のどちらかに接触する。この通常接触による柱部１７の摩耗防止を重視する場合、柱部１７のうち、ころ３との接触部は、なるべく自己潤滑性に優れた材料で形成することが好ましい。樹脂又は高力黄銅によって柱部１７を形成すれば、鋼製に比して、通常接触による柱部１７の摩耗を防止することができる。

一方、第一リング１２及び第二リング１３は、それぞれ樹脂材料によって一体に形成されている。被案内面１８及び被案内面１９は、それぞれ前述の樹脂材料からなるので、鋼製の保持器本体１１の表面に比して低い摩擦係数をもっている。

その樹脂材料は、保持器本体１１の表面よりも低摩擦係数な被案内面１８，１９を形成可能なものであればよく、なるべく自己潤滑性に優れたものが好ましい。良好な自己潤滑性をもった樹脂材料として、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。

また、第一リング１２、第二リング１３を形成する材料として、固体潤滑剤を含有している焼結材料を採用してもよい。この種の焼結材料も良好な自己潤滑性を発揮する。したがって、この種の焼結材料の表面からなる被案内面１８，１９は、鋼製の保持器本体１１の表面よりも低摩擦係数をもつ。

前述の焼結材料として、例えば、黒鉛を含有しているものが挙げられる。黒鉛の場合、流動性の高い黒鉛粉として焼結材料に占める黒鉛の配合量を多くすることにより、自己潤滑性に優れた焼結材料を得ることが可能である。このような焼結材料として、例えば、黒鉛粉と金属粉とを含む原料粉を型で成形し、その後焼結して得られるものであって、黒鉛粉として造粒粉を用い、かつ焼結材料の表面における遊離黒鉛の割合を面積比で２５％〜８０％とし、その造粒粉の平均粒径を６０μｍ〜５００μｍとし、原料粉における造粒粉の配合割合を３重量％〜１５重量％としたものが挙げられる（この焼結材料は特開２０１４−２５５２７号公報に開示のものであり、その詳細説明を省略する。）。

第一実施形態に係るころ軸受を備える遊星減速機の一例を図２、図３に示す。図示のように、この遊星減速機は、入力軸１０１に取り付けた太陽歯車１０２と、ハウジング１０３に固定された内歯車１０４との間に両歯車１０２、１０４に噛み合う遊星歯車としての遊星回転体１０５が複数個配置され、出力軸１０６に連結されたキャリヤ１０７に対して各遊星回転体１０５が回転自在に支持され、太陽歯車１０２と内歯車１０４との間で自転しながら公転する遊星回転体１０５の公転運動が、キャリヤ１０７を介して出力軸１０６に出力されるものである。第一実施形態に係るころ軸受１００は、この遊星減速機に備わる遊星回転体１０５とキャリヤ１０７との間に一対で配置されている。各転がり軸受１００の外輪２は、遊星回転体１０５に取り付けられ、遊星回転体１０５と一体に回転する。各転がり軸受１００の内輪１は、キャリヤ１０７に設けられた支持軸１０８に取り付けられ、外輪２に対して静止する。

ころ軸受１００には、軸受内部すきまを負にするための予圧が与えられている。ころ軸受１００がガタなく遊星回転体１０５を支持するため、遊星回転体１０５の運動が安定し、遊星回転体１０５と太陽歯車１０２や内歯車１０４との正常な噛み合わせを確実にすることができる。なお、一対のころ軸受１００の配置として、背面組合せを例示したが、正面組合せにしてもよい。また、ころ軸受１００の内輪１に予圧力を与える場合を例示したが、背面組合せであるか正面組合せであるかを問わず、外輪に予圧力を与えるようにしてもよい。

図示の遊星減速機は、超大型ダンプトラックのホイールリムの内側に設けられた終減速装置の第一段目の減速を行うものとなっている。その超大型ダンプトラックは、鉱山用であって積載量３００ｔ以上のものを想定している。本願発明者らが現行の超大型ダンプの終減速装置における使用環境を調べたところ、太陽歯車１０２周りに公転するころ軸受１００の公転直径は５００ｍｍ程度、その公転速度は５００ｒｐｍ程度、このときの軸受回転速度は１３００ｒｐｍ程度、最大の遠心加速度は７５Ｇ程度になっていた。このような強い遠心加速度が作用すると、軸受内部の潤滑油が負荷域で希薄になり、負荷域と周方向反対側へ偏る傾向が顕著であった。

第一実施形態に係るころ軸受は、図１に示すように、外輪２の内周に保持器案内面９，１０が設けられ、保持器２の外周に被案内面１８，１９が設けられているので、図２、図３に示すように、遊星減速機に備わる遊星回転体１０５の支持用途では、遊星回転体１０５と一体に回転する外輪２の内周によって保持器４が径方向に案内される。このため、保持器４が内輪１で案内される場合に比して、図１に示す被案内面１８と保持器案内面９との間、及び被案内面１９と保持器案内面１０との間での相対速度差（Ｖ）が小さくなり、また、保持器案内面９，１０及び被案内面１８，１９の周長が長くなって接触面圧（Ｐ）が低くなる。特に、図２、図３に示すような遊星回転体１０５の支持用途では、遊星回転体１０５の公転運動に伴う大きな遠心力の作用で潤滑油が外輪２の内周側へ移動するため、図１に示す保持器案内面９，１０及び被案内面１８，１９に供給され易くなり、保持器案内面９，１０及び被案内面１８，１９の潤滑性が向上する。これらＰＶ値の抑制及び潤滑性により、被案内面１８，１９及び保持器案内面９，１０の摩耗及び焼き付きが防止される。

さらに、第一実施形態に係るころ軸受は、保持器本体１１に固着される別部品の第一リング１２の被案内面１８及び第二リング１３の被案内面１９が保持器本体１１の表面に比して低い摩擦係数をもっているので、その被案内面１８，１９の優れた摺動性により、保持器案内面９，１０及び被案内面１８，１９の摩耗及び焼き付きが一層防止される。保持器案内面９，１０及び被案内面１８，１９の摩耗を防止すれば、案内すきまの拡大を抑えて保持器４の転動体案内化を防ぎ、柱部１７の異常摩耗を防止することにもなる。

また、第一実施形態に係るころ軸受は、ポケット１６を境とした保持器４の軸方向両側において被案内面１８と保持器案内面９との接触、及び被案内面１９と保持器案内面１０との接触が可能となっているので、図２、図３に示す遊星回転体１０５の公転運動に伴う大きな遠心力が保持器４に作用した場合でも、保持器４の傾きが抑えられる。これにより、被案内面１８と保持器案内面９との接触面積の減少、及び被案内面１９と保持器案内面１０との接触面積の減少が抑えられると共に、柱部１７ところ３との異常な接触も防止されるので、被案内面１８，１９及び保持器案内面９，１０の摩耗及び焼き付きがより防止される共に、柱部１７の異常摩耗がより防止される。

このように、第一実施形態に係るころ軸受は、図２、図３に示すように、遊星減速機に備わる遊星回転体１０５を支持する場合でも、図１に示す保持器４の被案内面１８，１９及び外輪２の保持器案内面９，１０間でのＰＶ値の抑制を図り、保持器４の被案内面１８，１９及び外輪２の保持器案内面９，１０の潤滑性を向上させ、保持器４の被案内面１８，１９において摺動性を向上させ、さらに保持器案内面９，１０と被案内面１８，１９との接触時における保持器４の傾きを抑えることが可能なため、保持器案内部分である保持器案内面９，１０及び被案内面１８，１９の摩耗及び焼き付きを防止すると共に、保持器４の柱部１７の異常摩耗を防止することができる。

また、第一実施形態に係るころ軸受は、被案内面１８，１９と保持器案内面９，１０とが同軸に配置された保持器４及び外輪２の中心軸を含む仮想平面上で平行する面形状になっているので、被案内面１８と保持器案内面９との接触態様や、被案内面１９と保持器案内面１０との接触態様を面接触として摩耗防止を図ることができる。

また、第一実施形態に係るころ軸受は、第一リング１２及び第二リング１３がそれぞれ樹脂材料によって、又は黒鉛を含有している焼結材料によって形成されているので、被案内面１８，１９に自己潤滑性をもたせることができる。

また、第一実施形態に係るころ軸受は、外輪２の内周と径方向に対向する領域内に限って第一リング１２及び第二リング１３が存在しているので、軸受周辺部品への影響を与えることがなく、既存のころ軸受との置き換えが可能である。

なお、第一実施形態では、外輪２の軌道面８と保持器案内面９，１０を同一面としたが、軌道面８と保持器案内面を異なる面にしてもよい。また、第一実施形態では、第一リング１２、第二リング１３をそれぞれ単一材料で形成してリング全体を保持器本体１１の表面よりも低摩擦係数にしたが、少なくとも被案内面１８，１９とする部分において低摩擦係数にすればよく、リングの被案内面にする部分と残りの環状部分とを互いに異なる材料で形成し、その環状部分でリングの機械的強度を向上させてもよい。その一例としての第二実施形態を図４に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

図示のように、第二実施形態に係るころ軸受は、外輪２０の内周に円筒面状の保持器案内面２１，２２が形成され、保持器３０の第一リング３１，第二リング３２に円筒面状の被案内面３３，３４が形成されている。これら円筒面状の中心軸は、外輪２０の中心軸、保持器３０の中心軸に一致している。同軸に配置された保持器３０及び外輪２０の中心軸を含む仮想平面上で被案内面３３，３４と保持器案内面２１，２２とが軸方向に対して角度をもたない。このため、遠心力の方向に被案内面３３，３４と対応の保持器案内面２１又は保持器案内面２２とが接触したとき、軸方向の分力が発生せず、保持器３０が確実に案内される。

第一リング３１及び第二リング３２は、それぞれ鋼によって環状に形成された輪体部３５，３６を有する。輪体部３５及び輪体部３６は、それぞれ円筒面状の内径面及び外径面を有する。

被案内面３３及び被案内面３４は、それぞれ対応の輪体部３５又は輪体部３６の外周面を覆うように定着させられた表面処理層からなる。この表面処理は、被案内面３３，３４の摺動性を輪体部３５，３６の表面や保持器本体３７の表面よりも向上させるためのものであり、なるべく自己潤滑性に優れるものが好ましい。その表面処理として、特に保持器本体３７の表面よりも低摩擦係数になるようなものが好ましく、例えば、フッ素樹脂コーティング、モリブテンコーティング、ＤＬＣコーティング、セラミックコーティング、硬質クロムメッキ等が挙げられる。

図中においては、被案内面３３，３４を形成している表面処理層の厚さを誇張して描いている。第一リング３１及び第二リング３２の径方向の略全域が対応の輪体部３５又は輪体部３６によって構成されている。このため、第一リング３１及び第二リング３２のそれぞれの機械的強度は、対応の輪体部３５又は輪体部３６によって実質的に設定されている。

一方、保持器本体３７は、樹脂又は高力黄銅によって形成されている。このため、保持器本体３７の柱部がころ３に異常に接触した際、ころ３に対する保持器本体３７の攻撃性は、鋼製の同形の保持器本体に比して低くなる。その代わり、保持器本体３７の変形に対する剛性は、鋼製の同形の保持器本体に比して劣ることになる。

第一リング３１の輪体部３５、第二リング３２の輪体部３６を形成する材料である鋼の弾性率は、保持器本体３７を形成する材料である樹脂材料又は焼結材料に比して高い。すなわち、第一リング３１及び第二リング３２は、それぞれ対応の輪体部３５又は輪体部３６において保持器本体３７の材料よりも高い弾性率をもった材料によって環状に形成されている。このため、保持器３０と同形の保持器を保持器本体３７の材料のみで形成した場合に比して、保持器３０の変形に対する剛性は、第一リング３１及び第二リング３２によって向上させられている。

遊星回転体の公転運動による遠心力が保持器３０に作用して、第一リング３１の被案内面３３が外輪２０の保持器案内面２１に接触し、第二リング３２の被案内面３４が保持器案内面２２に接触すると、保持器３０は、当該遠心力の作用する方向に短径化するような楕円変形を生じる。この際、楕円変形する保持器本体３７においては、ポケットすきまが減少するポケットが発生する。第二実施形態では、前述のように、保持器３０の変形に対する剛性が第一リング３１及び第二リング３２によって向上させられているので、前述の楕円変形が抑えられ、ひいては保持器本体３７の柱部の異常摩耗が防止される。

このように、第二実施形態に係るころ軸受は、遊星回転体を支持する場合でも、保持器３０の被案内面３３，３４及び外輪２０の保持器案内面２１，２２間でのＰＶ値の抑制を図り、保持器３０の被案内面３３，３４及び外輪２０の保持器案内面２１，２２の潤滑性を向上させ、保持器４の被案内面３３，３４において摺動性を向上させ、さらに、保持器案内面２１，２２と被案内面３３，３４との接触時における保持器３０の楕円変形及び傾きを抑えることが可能なため、第一実施形態よりも一層、保持器案内面２１，２２及び被案内面３３，３４の摩耗及び焼き付きを防止すると共に、保持器３０の柱部の異常摩耗を防止することができる。

また、第二実施形態に係るころ軸受は、第一リング３１及び第二リング３２がそれぞれ鋼によって環状に形成された輪体部３５，３６を有しており、被案内面３３，３４が輪体部３５，３６に施された表面処理層からなるので、保持器３０の楕円変形に対する剛性を第一リング３１、第二リング３２によって向上させつつ、被案内面３３，３４に優れた摺動性をもたせることができる。

第一実施形態や第二実施形態では、第一リング、第二リングの外周全周に亘って被案内面を設けたが、被案内面を周方向に断続的に設けてもよい。その一例として、第三実施形態に係るころ軸受を図５に示す。

図示のように、第三実施形態に係る保持器４０では、保持器本体４１に固着された第一リング４２の外周及び第二リング４３の外周のそれぞれと外輪２の内周との間に設定された径方向の隙間幅が、周方向に一定間隔で異なっている。なお、図５は、第三実施形態に係るころ軸受の第一リング４２側の側面を示しているが、第二リング４３における前述の隙間幅変化は第一リング４２と共通になっているので、以下、第一リング４２側を例に詳細を説明する。

図６に示すように、第一リング４２は、周方向に均等間隔で径方向に突き出た突起部４４を有する。被案内面４５は、突起部４４の径方向の先端に設けられている。第一リング４２のうち、周方向に隣り合う突起部４４間の外周部分は、第一リング４２の軸方向幅全域に亘って被案内面４５よりも小さな外径をもった中間面４６になっている。したがって、図５に示すように、中間面４６と外輪２の内周との間に設定された隙間ｇの径方向幅は、被案内面４５と外輪２の内周との間に設定された案内すきまに比して大きくなる。このため、潤滑油は、前述の案内すきまに入りにくく、これに比して、隙間ｇに入り易くなっている。すなわち、第一リング４２の外周と外輪２の内周との間を軸方向に横断する通油性は、隙間ｇによって向上させられている。

突起部４４の周方向のピッチと、保持器４０によるころ３の周方向等配のピッチは、一致している。すなわち、突起部４４は、ころ３の端面と軸方向に向き合う周方向範囲に限って存在している。軸受内部で周方向に隣り合うころ３間の空間は、隙間ｇから軸方向に軸受外部側へ向かって開口している。その開口面積は、ころ３の端面に対して周方向に食み出ない突起部４４を採用しているので、突起部４４によって減少させられていない。このため、突起部４４は、前述のころ３間の空間への潤滑油流入を妨げない。

このように、第三実施形態に係るころ軸受は、第一リング４２及び第二リング４３がそれぞれころ３に一致する周方向間隔で径方向に突き出た突起部４４を有しており、被案内面４５が突起部４４に設けられているので、突起部４４で周方向に隣り合うころ３間の空間への潤滑油流入を妨げることなく、周方向に隣り合う突起部４４間の隙間ｇにより、第一リング４２、第二リング４３のそれぞれと外輪２の内周との間の通油性を向上させることができる。

第四実施形態を図７に基づいて説明する。第四実施形態に係るころ軸受は、第一〜第三実施形態に係るころ軸受のいずれかにおいて、軸受形式を円すいころ軸受から円筒ころ軸受に変更した点で相違するものである。外輪５０は、軸方向の両側につば５１，５２をもっている。保持器案内面５３，５４は、それぞれ対応のつば５１，５２の内周に円筒面状に形成されている。保持器案内面５３，５４は、同径になっいる。保持器本体６０の第一環状部６１と第二環状部６２は同形とされ、第一リング６３と第二リング６４は同形とされている。第一リング６３に形成された被案内面６５、及び第二リング６４に形成された被案内面６６は、前述の仮想平面上において軸方向に沿っている（軸方向に対する角度０°）。このため、被案内面６５，６６と保持器案内面５３，５４とは、前述の仮想平面上において平行する面形状となっている。

第五実施形態を図８に基づいて説明する。第五実施形態に係るころ軸受は、第一〜第三実施形態に係るころ軸受のいずれかにおいて、軸受形式を円すいころ軸受から自動調心ころ軸受に変更した点で相違するものである。外輪７０は、球面ころ８１，８２に対応の球面軌道７１を内周にもっている。保持器本体９０は、保持器幅を規定する一対の第一環状部９１と、保持器幅中央に位置する第二環状部９２とを有する。第一環状部９１，９１のそれぞれと第二環状部９２との間が柱部９３でポケットに区切られている。第一環状部９１，９１のそれぞれに第一リング９４が固着され、第二環状部９２に第一リング９４よりも外径の大きな第二リング９５が固着されている。外輪７０の内周のうち、球面軌道７１を軸方向両側に延長した内周部分に、第一リング９４に形成された被案内面９６を案内する保持器案内面７２，７２が形成されている。また、球面軌道７１のうち、複列の球面ころ８１，８２と接触しない軸方向中央部は、第二リング９５に形成された被案内面９７を案内する保持器案内面７３となる。被案内面９６は、前述の仮想平面上において球面軌道７１と同一面を成す保持器案内面７２に沿っており、被案内面９７は、前述の仮想平面上において球面軌道７１に含まれた保持器案内面７３に沿っている。このため、被案内面９６，９７と保持器案内面７２，７３とは、前述の仮想平面上において平行する面形状となっている。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 内輪
２，２０，５０，７０ 外輪
３ ころ
４，３０，４０ 保持器
９，１０，２１，２２，５３，５４，７２，７３ 保持器案内面
１１，３７，４１，６０，９０ 保持器本体
１２，３１，４２，６３，９４ 第一リング
１３，３２，４３，６４，９５ 第二リング
１４，６１，９１ 第一環状部
１５，６２，９２ 第二環状部
１６ ポケット
１７，９３ 柱部
１８，１９，３３，３４，４５，６５，６６，９６，９７ 被案内面
３５，３６ 輪体部
４４ 突起部

Claims (9)

1. 内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪間に介在する複数のころと、これらころを保持する保持器とを備えるころ軸受において、
   前記保持器が、一体に形成された保持器本体と、前記保持器本体に固着された第一リング及び第二リングとを有しており、
   前記保持器本体に第一環状部と、第二環状部と、これら両環状部間をポケットに分ける柱部とが形成されており、
   前記第一リングが前記第一環状部に固着されており、
   前記第二リングが前記第二環状部に固着されており、
   前記保持器を径方向に案内する保持器案内面が、前記外輪の内周にのみ設けられており、
   前記保持器のうち、前記保持器案内面によって案内される被案内面が、前記第一リング及び前記第二リングに設けられており、
   前記被案内面が、前記保持器本体の表面に比して低い摩擦係数をもっていることを特徴とするころ軸受。
2. 内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪間に介在する複数のころと、これらころを保持する保持器とを備えるころ軸受において、
   前記保持器が、一体に形成された保持器本体と、前記保持器本体に固着された第一リング及び第二リングとを有しており、
   前記保持器本体に第一環状部と、第二環状部と、これら両環状部間をポケットに分ける柱部とが形成されており、
   前記第一リングが前記第一環状部に固着されており、
   前記第二リングが前記第二環状部に固着されており、
   前記保持器を径方向に案内する保持器案内面が、前記外輪の内周にのみ設けられており、
   前記保持器のうち、前記保持器案内面によって案内される被案内面が、前記第一リング及び前記第二リングに設けられており、
   前記第一リング及び前記第二リングが、それぞれ前記保持器本体の材料に比して高い弾性率をもった材料によって環状に形成されていることを特徴とするころ軸受。
3. 前記第一リング及び前記第二リングが、それぞれ前記保持器本体の材料に比して高い弾性率をもった材料によって環状に形成されている請求項１に記載のころ軸受。
4. 前記被案内面と前記保持器案内面とが、同軸に配置された前記保持器及び前記外輪の中心軸を含む仮想平面上で平行する面形状になっている請求項１から３のいずれか１項に記載のころ軸受。
5. 前記第一リング及び前記第二リングが、それぞれ前記ころに一致する周方向間隔で径方向に突き出た突起部を有しており、
   前記被案内面が、前記突起部に設けられている請求項１から４のいずれか１項に記載のころ軸受。
6. 前記保持器本体が、鋼、樹脂又は高力黄銅によって形成されている請求項１から５のいずれか１項に記載のころ軸受。
7. 前記第一リング及び前記第二リングが、それぞれ樹脂材料によって、又は黒鉛を含有している焼結材料によって形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載のころ軸受。
8. 前記第一リング及び前記第二リングが、それぞれ鋼によって環状に形成された輪体部を有しており、
   前記被案内面が、前記輪体部に施された表面処理層からなる請求項１から６のいずれか１項に記載のころ軸受。
9. 遊星減速機に備わる遊星回転体とキャリヤとの間に配置される請求項１から８のいずれか１項に記載のころ軸受。

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