JP2023093182A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡易な構造でありながら、軸受内での潤滑に優れた転がり軸受を提供することを目的とする。【解決手段】転動体は、その回転中心軸に沿って転動体を貫通するピン挿入孔を有する。ピン型保持器は、ピン挿入孔に挿通されて複数の転動体を回転自在に支持する複数のピンと、複数のピンの軸方向両端部が固定される複数のピン固定孔が、周方向等間隔に設けられた一対の環状の側板と、を有する。転動体の軸方向端面に対向する側板の側面には、径方向外側端部又は径方向内側端部に、前記側板の板厚方向に凹んだ凹部が形成される。凹部は、対向する転動体の軸方向端面と平行な面、又はピン固定孔から離れるにしたがって対向する転動体の軸方向端面に近づく面を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

従来から、重荷重を負荷することが要求される軸受（例えば、自動車の車軸や圧延機のワークロールを支持する軸受）としては、各種のころ軸受が適用されている。例えば、中空ころをピンに挿通して回転自在に保持する保持器（ピン型保持器）を備えたころ軸受（ピン型保持器付きころ軸受）が、その一例として挙げられる。ピン型保持器付きころ軸受は、例えば、かご形保持器やくし形保持器などを備えたころ軸受と比べて、より多くのころを軌道輪間に組み込むことができ、重荷重の負荷能力が非常に高い（負荷容量が非常に大きい）ため、広く使用されている。

例えば、特許文献１には、外輪と、内輪と、ピン孔を有する中空ころと、ピン型保持器と、を備えたピン型保持器付き転がり軸受が開示されている。ピン孔の内径面には溝が形成され、その溝内に潤滑剤含有ポリマ部材が充填される。そして、潤滑剤含有ポリマ部材から自動的に徐々にしみ出す潤滑剤により、ピンの潤滑を行うことを図っている。

特開平１１－２０１１５２号公報

低速回転で軸受が使用される場合、ころと軸受内輪、外輪との接触部において潤滑不良が発生し、スミアリングと呼ばれる微小焼き付きが発生する。これに対して、特許文献１に記載の発明では、ピン穴の内径面には溝を形成すると共に、その溝内に潤滑剤含有ポリマ部材を充填する必要があるため、構造が複雑でありコストアップが避けられないだけでなく、スミアリングの対策にはならない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な構造でありながら、軸受内での潤滑に優れた転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、
前記複数の転動体を回動自在に保持するピン型保持器と、
を備えた転がり軸受であって、
前記転動体は、その回転中心軸に沿って前記転動体を貫通するピン挿入孔を有し、
前記ピン型保持器は、
前記ピン挿入孔に挿通されて前記複数の転動体を回転自在に支持する複数のピンと、
前記複数のピンの軸方向両端部が固定される複数のピン固定孔が、周方向等間隔に設けられた一対の環状の側板と、
を有し、
前記転動体の軸方向端面に対向する前記側板の側面には、径方向外側端部又は径方向内側端部に、前記側板の板厚方向に凹んだ凹部が形成され、
前記凹部は、対向する前記転動体の軸方向端面と平行な面、又は前記ピン固定孔から離れるにしたがって対向する前記転動体の軸方向端面に近づく面を有する
ことを特徴とする転がり軸受。

本発明によれば、比較的簡易な構造でありながら、低速回転における軸受内での潤滑に優れた転がり軸受を提供できる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る転がり軸受１の断面図である。 図２は、側板４３の一部を示す斜視図である。 図３は、側板４３と円すいころ３０の要部を示す断面図である。 図４は、第二実施形態に係る側板４３の一部を示す斜視図である。 図５は、本発明の第三実施形態に係る転がり軸受１の断面図である。

［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る転がり軸受１の断面図である。

本発明が適用可能な転がり軸受としては、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受等のピン型保持器付き転がり軸受が挙げられ、それぞれ単列、複列及び多列（四列）の型式がある。図１に示す転がり軸受１は、外輪１０と内輪２０との間に転動体としての複数の円すいころ３０が一列に配設された単列円すいころ軸受である。

転がり軸受１は、内周面に外輪軌道面１１を有する外輪１０と、外周面に内輪軌道面２１を有する内輪２０と、外輪軌道面１１と内輪軌道面２１との間に転動自在に組み込まれた複数の円すいころ３０と、複数の円錐ころ３０を回動自在に保持するピン型保持器４０と、を備える。

内輪２０の外周面には、内輪軌道面２１の軸方向両側に、小径鍔部２３及び大径鍔部２５が形成される。

円すいころ３０は、その回転中心軸に沿って円すいころ３０を貫通するピン挿入孔３１を有する。

ピン型保持器４０は、ピン挿入孔３１に挿通されて複数の円すいころ３０を回転自在に支持する複数のピン４１と、複数のピン４１の軸方向両端部が固定される一対の環状の側板４３，４３と、を備える。

一対の側板４３はそれぞれ、内周側が中空である円環形状を成している。一方の側板４３（図１中、左側の側板４３）は、外輪１０の内周面と内輪２０の小径鍔部２３との間に径方向隙間を介して配置されるような寸法を有する。他方の側板４３（図１中、右側の側板４３）は、外輪１０の内周面と内輪２０の大径鍔部２５との間に径方向隙間を介して配置されるような寸法を有する。これにより、保持器４０は、外輪１０及び内輪２０間に組み込まれ、外輪１０及び内輪２０に非接触状態で公転することができる。

図２は、側板４３の一部を示す斜視図である。図３は、側板４３と円すいころ３０の要部を示す断面図である。側板４３には、複数のピン４１の軸方向両端部が固定される複数のピン固定孔４５が、周方向等間隔に設けられる。一対の側板４３，４３のピン固定孔４５と円すいころ３０のピン挿入孔３１にピン４１を挿通した上で、ピン４１と一対の側板４３，４３とを固定することで、円すいころ３０は一対の側板４３，４３間で回動自在に保持される。なお、ピン４１と一対の側板４３，４３との固定方法は限定されず、ネジ締結や溶接等が例示される。図１の例においては、ピン４１と他方の側板４３（図１中、右側の側板４３）は、ピン固定孔４５に形成された不図示の雌ねじ部にピン４１の不図示の雄ねじ部が螺合することによって、固定される。その後ピン４１と一方の側板４３（図１中、左側の側板４３）は溶接部４９によって固定される。なお、図３には、一方の側板４３（図１中、左側の側板４３）が示されているが、溶接部４９を除き、他方の側板４３（図１中、右側の側板４３）と構成は同様である。

円すいころ３０の軸方向端面３３に対向する側板４３の側面４７（軸方向内側側面）には、径方向外側端部又は径方向内側端部に、凹部５０Ａ，５０Ｂが形成される。本実施形態においては、側面４７の径方向外側端部及び径方向内側端部の両方に、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂが形成されているが、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂのうち少なくとも一方が形成されればよい。

以降、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂのうち、径方向外側に配置されたものを外側凹部５０Ａと呼び、径方向内側に配置されたものを内側凹部５０Ｂと呼ぶことがある。一対の凹部５０Ａ，５０Ｂは、ピン固定孔４５と重ならないように、側面４７の全周にわたって延びている。一対の凹部５０Ａ，５０Ｂは、グリース貯留部として機能する。したがって、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂに保持されたグリースが徐々に放出され、グリースが外輪軌道面１１と円すいころ３０との間に供給されるので、スミアリングの発生が抑制される。

外側凹部５０Ａは、側面４７から軸方向に延びる平面状の壁面５１Ａと、壁面５１Ａの軸方向端部から径方向外側に延びる平面状の底面５３Ａと、を備える。壁面５１Ａは、軸方向外側に向かうにしたがって径方向外側に傾斜するテーパ面である。底面５３Ａは、側板４３の径方向外側端部まで延びている。すなわち、外側凹部５０Ａは、側板４３の径方向外側端部に向かって開放される。

内側凹部５０Ｂは、側面４７から軸方向に延びる平面状の壁面５１Ｂと、壁面５１Ｂの軸方向端部から径方向内側に延びる平面状の底面５３Ｂと、を備える。壁面５１Ｂは、軸方向外側に向かうにしたがって径方向内側に傾斜するテーパ面である。底面５３Ｂは、側板４３の径方向内側端部まで延びている。すなわち、内側凹部５０Ｂは、側板４３の径方向外側端部に向かって開放される。

ここで、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂの底面５３Ａ，５３Ｂは、軸方向に対向する円すいころ３０の軸方向端面３３と平行な面である。このように側板４３の板厚方向に凹んだ一対の凹部５０Ａ，５０Ｂが、壁面５１Ａ，５１Ｂと円すいころ３０の軸方向端面３３と平行な面である底面５３Ａ，５３Ｂを有することにより、グリース貯蔵空間を十分に確保できるので、グリースを保持する効果が高くなる。またピン型保持器４０が回転したときに、遠心力により凹部５０Ａ，５０Ｂに貯蔵されているグリースが外輪軌道面１１に向かって跳ね飛ばされ（押し出され）ようとする。このとき、平行な面である底面５３Ａ、５３Ｂが跳ね飛ばされるグリースのガイド面の役割を果たすため、グリースは外輪軌道面１１と円すいころ３０の転動面との間へのグリース供給が容易となり、スミアリングを発生しにくくすることができる。本実施形態によれば、比較的簡易な構造でありながら、低速回転における軸受内での潤滑に優れた転がり軸受１が提供される。

仮に、側板４３の板厚方向に凹んだ凹部５０Ａ，５０Ｂが形成されず、円すいころ３０の軸方向端面３３と対向する面が、例えば円すいころ３０の軸方向端面３３から離れる方向に単に傾いた面である場合、グリース貯蔵空間を十分確保できない。また、グリースは円すいころ３０の軸方向端面３３から離れる方向に傾いた面をガイド面として、外輪軌道面１１の内の円すいころ３０の転動面と対向する位置から離れる方向に案内されるので、この様な離れた場所に付着したグリースが、外輪軌道面１１と円すいころ３０の転動面との間の潤滑に寄与することは期待しにくい。

［第二実施形態］
図４は、第二実施形態に係る側板４３の一部を示す斜視図である。本実施形態の側板４３は、凹部の構成が第一実施形態と異なり、他の構成は第一実施形態と同様である。

第一実施形態と同様、側面４７の径方向外側端部及び径方向内側端部には、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂが形成されているが、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂのうち少なくとも一方が形成されればよい。

外側凹部５０Ａは、側面４７から軸方向外側に向かうにしたがって径方向外側に傾斜するテーパ面状の壁面５１Ａと、壁面５１Ａの軸方向外側端部に接続し、断面略Ｕ字形状の底面５３Ａと、底面５３Ａの径方向外側端部に接続し、軸方向内側に向かうにしたがって径方向外側に傾斜するテーパ面状の傾斜面５５Ａと、を備える。傾斜面５５Ａは、側板４３の径方向外側端部まで延びている。すなわち、外側凹部５０Ａは、側板４３の径方向外側端部に向かって開放される。また、傾斜面５５Ａの軸方向内側端部５６Ａ（径方向外側端部）は壁面５１Ａの軸方向内側端部５２Ａ（径方向内側端部）よりも軸方向外側（図４中、右側）に位置しているので、傾斜面５５Ａの軸方向内側端部５６Ａと円すいころ３０の軸方向端面３３との間の軸方向距離は、壁面５１Ａの軸方向内側端部５２Ａと円すいころ３０の軸方向端面３３との間の軸方向距離よりも大きい。

内側凹部５０Ｂは、側面４７から軸方向外側に向かうにしたがって径方向内側に傾斜するテーパ面状の壁面５１Ｂと、壁面５１Ｂの軸方向外側端部に接続し、断面略Ｕ字形状の底面５３Ｂと、底面５３Ｂの径方向内側端部に接続し、軸方向内側に向かうにしたがって径方向内側に傾斜するテーパ面状の傾斜面５５Ｂと、を備える。傾斜面５５Ｂは、側板４３の径方向内側端部まで延びている。すなわち、内側凹部５０Ｂは、側板４３の径方向内側端部に向かって開放される。また、傾斜面５５Ｂの軸方向内側端部５６Ｂ（径方向内側端部）は壁面５１Ｂの軸方向内側端部５２Ｂ（径方向外側端部）よりも軸方向外側（図４中、右側）に位置しているので、傾斜面５５Ｂの軸方向内側端部５６Ｂと円すいころ３０の軸方向端面３３との間の軸方向距離は、壁面５１Ｂの軸方向内側端部５２Ｂと円すいころ３０の軸方向端面３３との間の軸方向距離よりも大きい。

ここで、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂの傾斜面５５Ａ，５５Ｂは、ピン固定孔４５から離れるにしたがって対向する円すいころ３０の軸方向端面３３に近づく面である。このように一対の凹部５０Ａ，５０Ｂが、略Ｕ字状の底面５３Ａ，５３Ｂ及びピン固定孔４５から離れるにしたがって対向する円すいころ３０の軸方向端面３３に近づく面である傾斜面５５Ａ，５５Ｂを有することにより、グリース貯蔵空間を十分に確保できるので、グリースを保持する効果が高くなる。本実施形態によれば、比較的簡易な構造でありながら、軸受内での潤滑に優れた転がり軸受１が提供される。

なお、ピン固定孔４５から離れるにしたがって対向する円すいころ３０の軸方向端面３３に近づく面としては、上述したテーパ面状の傾斜面５５Ａ，５５Ｂに限定されず、任意の形状が適用でき、例えば、曲面形状であってもよい。また、略Ｕ字状の底面に代えて略Ｖ字状の溝であっても良い。

［第三実施形態］
図５は、本発明の第三実施形態に係る転がり軸受１の断面図である。図５に示す転がり軸受１Ａは、四列円すいころ軸受であり、第一実施形態（図１～３参照）の転がり軸受１の円すいころ３０及びピン型保持器４０を四個と、単列の外輪１０を軸方向両側に二個と、単列の外輪１０同士の間に配置された複列の外輪１０Ａを一個と、複列の内輪２０Ａを二個と、外輪１０と外輪１０Ａとの間に配置される外輪間座５を二個と、内輪２０Ａの間に配置される内輪間座６を一個と、で四列にしたものである。

このような、転がり軸受１Ａにおいても、上述したものと同様のピン型保持器４０が適用可能である。すなわち、円すいころ３０の軸方向端面３３に対向する側板４３の側面４７には、径方向外側端部又は径方向内側端部に、外側凹部５０Ａ又は内側凹部５０Ｂが形成される。一対の凹部５０Ａ，５０Ｂは、グリース貯留部として機能する。したがって、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂに保持されたグリースが徐々に放出され、グリースが外輪軌道面１１と円すいころ３０との間に供給されるので、スミアリングの発生が抑制される。

また、一対の凹部５０Ａ，５０Ｂの底面５３Ａ，５３Ｂは、軸方向に対向する円すいころ３０の軸方向端面３３と平行な面であるので、グリースを保持する効果が高くなる。

なお、第三実施形態の転がり軸受１Ａには、第二実施形態（図４参照）のピン型保持器４０を適用しても構わない。

本願発明は、各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において実施可能であり、様々な変形が可能である。

１、１Ａ 転がり軸受
５ 外輪間座
６ 内輪間座
１０、１０Ａ 外輪
１１ 外輪軌道面
２０、２０Ａ 内輪
２１ 内輪軌道面
２３ 小径鍔部
２５ 大径鍔部
３０ 円すいころ（転動体）
３１ ピン挿入孔
３３ 軸方向端面
４０ ピン型保持器
４１ ピン
４３ 側板
４５ ピン固定孔
４７ 側面
４９ 溶接部
５０Ａ、５０Ｂ 凹部
５１Ａ、５１Ｂ 壁面
５２Ａ、５２Ｂ 軸方向内側端部
５３Ａ、５３Ｂ 底面
５５Ａ、５５Ｂ 傾斜面
５６Ａ、５６Ｂ 軸方向内側端部

Claims (1)

1. 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
   外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
   前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、
   前記複数の転動体を回動自在に保持するピン型保持器と、
   を備えた転がり軸受であって、
   前記転動体は、その回転中心軸に沿って前記転動体を貫通するピン挿入孔を有し、
   前記ピン型保持器は、
   前記ピン挿入孔に挿通されて前記複数の転動体を回転自在に支持する複数のピンと、
   前記複数のピンの軸方向両端部が固定される複数のピン固定孔が、周方向等間隔に設けられた一対の環状の側板と、
   を有し、
   前記転動体の軸方向端面に対向する前記側板の側面には、径方向外側端部又は径方向内側端部に、前記側板の板厚方向に凹んだ凹部が形成され、
   前記凹部は、対向する前記転動体の軸方向端面と平行な面、又は前記ピン固定孔から離れるにしたがって対向する前記転動体の軸方向端面に近づく面を有する
   ことを特徴とする転がり軸受。

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