JP5487835B2 - 転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受に関し、特に、保持器とその案内面との間にオイルエア潤滑方式等の潤滑油送給用の圧縮空気を吹き付ける形式の転がり軸受に関する。

一般に、円筒ころ軸受等の転がり軸受は、外輪と、この外輪の径方向内側に同心状に配置された内輪と、外輪及び内輪の間に転動可能に配置された複数の転動体と、複数の転動体の周方向間隔を保持する保持器とによって構成されている。また、転がり軸受の保持器の案内方式として、外輪案内、内輪案内、転動体案内の３つの方式が知られている。

上記案内方式のうち転動体案内は、高速回転時に発生する遠心力による保持器の振れ回りや、転動体から受ける負荷による面圧の増大、滑り面の潤滑不足等が原因で保持器のポケットに発熱や焼き付きが生じやすくなり、耐久性の点で不利となる。これに対して、外輪案内や内輪案内（以下、これらを軌道輪案内と総称する）は、転動体案内と比べて高速回転時の耐摩耗性能が高いため、例えば工作機械の主軸支持用としても好適に使用できる。しかし、この軌道輪案内であっても、保持器が軸方向に移動すると転動体を安定して保持することができず、また保持器と転動体とが軸方向に衝突して摩耗や異音の発生、回転トルクの増大等を招くという問題があった。他方、保持器と軌道輪との接触に伴う摩耗等を少なくするためには、両者間の潤滑を適切に維持するとともに、保持器の径方向の位置を安定させることが望まれる。

下記特許文献１には、保持器と外輪との間に潤滑油を供給することによって両者の接触による摩耗や焼き付きを防止することが記載されているが、保持器が軸方向に移動することによる転動体との衝突等を防止することはできない。

特開平５−６０１４５号公報

本発明は、保持器の軸方向の位置を安定させるとともに、軌道輪と保持器との間の潤滑を適切に維持することが可能な転がり軸受を提供することを目的とする。

（１）本発明の転がり軸受は、環状の第１軌道面を有する第１軌道部材と、前記第１軌道面に対向する環状の第２軌道面を有する第２軌道部材と、前記第２軌道面に対して軸方向にずれた位置に配置された環状の案内面を有するとともに、前記第２軌道部材と一体又は別体に形成された案内部材と、前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に転動可能に配置された複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するとともに、前記案内面に摺接可能に対向する被案内面を有する環状の保持器と、を備え、
前記案内部材に潤滑油送給用の圧縮空気の流路が設けられ、前記流路が、前記案内面に吐出口を有し、前記被案内面が、前記吐出口から吐出された圧縮空気がそれぞれ吹き付けられる２つの環状の被吹付面を有し、前記各被吹付面が、互いに軸方向に関して逆向きに傾斜する傾斜面とされ、
前記保持器が、前記各被吹付面に圧縮空気が吹き付けられることによって当該保持器に作用する軸方向の力で、軸方向に関して支持されることを特徴としている。

以上の構成によれば、例えばオイルエア潤滑方式の潤滑油送給用の圧縮空気は、案内面に形成された吐出口から吐出され、被案内面の２つの被吹付面にそれぞれ吹き付けられる。この２つの被吹付面は、軸方向に関して互いに逆向きに傾斜しているので、保持器は、圧縮空気が各被吹付面に吹き付けられることによって生じる軸方向の力がバランスする位置で支持される。この作用により、保持器の軸方向の位置を安定させることができ、保持器によって転動体を安定して保持できるとともに、保持器と転動体との軸方向の衝突を抑制し、摩耗や異音の発生、回転トルクの増大等を防止することができる。
また、案内面と被案内面との間には圧縮空気によって潤滑油が供給されるので、案内面と被案内面との接触による摩耗や焼き付きを抑制することができる。また、圧縮空気が被吹付面に吹き付けられることによって保持器を径方向に関しても安定して支持することができる。なお、軸方向に関して互いに逆向きに傾斜する２つの被吹付面は、例えば環状溝の一対の側壁面としたり、環状の突状部の一対の側壁面としたりすることができる。

（２） 上記の構成において、前記被案内面には、環状溝が周方向に沿って設けられ、前記流路は、前記案内面において開口するとともに径方向に圧縮空気を吐出する前記吐出口を有し、前記吐出口は、前記環状溝の開口幅内で前記環状溝に径方向に対向して配置され、前記環状溝は、開口側から溝底側へ向けて徐々に互いの間隔が狭くなるように互いに逆向きに傾斜して配置された、前記被吹付面としての一対の側壁面を有し、一対の側壁面の対向間隔が、開口縁において前記吐出口の径よりも大きく、溝底において前記吐出口の径よりも小さく設定されていることが好ましい。

この構成によれば、圧縮空気が案内面の吐出口から吐出されると、当該圧縮空気は環状溝内の一対の側壁面（被吹付面）に吹き付けられる。この一対の側壁面は、開口側から溝底側へ向けて徐々に互いの間隔が狭くなるように互いに逆向きに傾斜しているので、保持器は、圧縮空気が吹き付けられることによって生じる軸方向の力がバランスする位置で、すなわち一対の側壁面間の中央位置が吐出口の中心に一致するように軸方向に支持される。この作用により、保持器の軸方向の位置を安定させることができ、保持器によって転動体を安定して保持できるとともに、保持器と転動体との軸方向の衝突を抑制し、摩耗や異音の発生、回転トルクの増大等を防止することができる。
また、潤滑油を環状溝内で保持することが可能となるので、案内面と被案内面との間の潤滑状態を適切に維持することができる。また、圧縮空気が保持器の環状溝の側壁面に吹き付けられることによって保持器を径方向に関しても安定して支持することができる。

（３） 上記（１）又は（２）の構成において、前記保持器はポケットと転動体との隙間の範囲で軸方向に移動可能であるが、前記保持器が軸方向に移動した場合でも前記吐出口が前記環状溝の開口幅内で当該環状溝に対向するように、前記吐出口の径及び前記環状溝の開口幅の寸法が設定されていることが好ましい。これによって、一対の側壁面（被吹付面）に圧縮空気を吹き付けることによる保持器の支持作用を確実なものとし、保持器の軸方向の位置をより安定させることができる。

（４） 上記（１）又は（２）の構成において、前記流路は、互いに軸方向に離れて配置された少なくとも２つの前記吐出口を前記案内面に有し、前記被案内面は、２つの前記吐出口から吐出された圧縮空気がそれぞれ吹き付けられる２つの環状の前記被吹付面を有していることが好ましい。
この構成によれば、圧縮空気は、案内面に形成された２つの吐出口からそれぞれ吐出され、軸方向に関して互いに逆向きに傾斜する２つの被吹付面にそれぞれ吹き付けられる。したがって、上述のように、保持器は、圧縮空気が各被吹付面に吹き付けられることによって生じる軸方向の力がバランスする位置で支持され、保持器の軸方向の位置を安定させることができる。

（５） 上記（４）の構成において、２つの前記吐出口は、軸方向に並べて配置され、前記流路は、２つの前記吐出口の間に更に他の吐出口を備えていることが好ましい。
このような構成によって、他の吐出口から吐出された圧縮空気は、その軸方向両側の２つの吐出口から吐出された圧縮空気によって軸方向両側へ流れ難くなるため、保持器を径方向に関して強く支持することができる。そのため、案内面と被案内面との接触面圧を低下させ、保持器の回転抵抗を低減させることができる。

（６） 上記（４）又は（５）の構成において、２つの前記吐出口の一方は、前記転動体よりも軸方向一方側に配置され、他方が前記転動体よりも軸方向他方側に設けられていてもよい。このような構成によって、転動体の軸方向両側において被吹付面に圧縮空気をバランスよく吹き付けることが可能となるため、保持器の傾きを抑制しつつ当該保持器を軸方向に関して安定して支持することができる。

（７） 上記（１）〜（６）の構成において、前記案内部材は、前記第２軌道部材に隣接して配置された間座であることが好ましい。
間座は、第２軌道部材とは別体であるため、第２軌道部材とは異なる放熱性の高い材質としたり、第２軌道部材よりも体積（質量）を大きくして放熱性を高めたりすることが可能となる。そのため、保持器との接触による案内部材の温度上昇を抑制し、焼き付きを防止することが可能である。

（８） 上記（１）〜（７）の構成において、前記案内面は、前記第２軌道面よりも径方向に関して前記第１軌道面側に配置されていることが好ましい。
このように案内面を第２軌道面よりも径方向に関して前記第１軌道面側に配置することによって、案内面を保持器の被案内面に近づけ、保持器を特殊な形状とすることなく保持器を案内することができる。
（９） また、本発明の転がり軸受は、環状の第１軌道面を有する第１軌道部材と、前記第１軌道面に対向する環状の第２軌道面を有する第２軌道部材と、前記第２軌道面に対して軸方向にずれた位置に配置された環状の案内面を有するとともに、前記第２軌道部材と一体又は別体に形成された案内部材と、前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に転動可能に配置された複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するとともに、前記案内面に摺接可能に対向する被案内面を有する環状の保持器と、を備え、前記案内部材に潤滑油送給用の圧縮空気の流路が設けられ、前記流路が、互いに軸方向に離れて並べて配置された少なくとも２つの吐出口を前記案内面に有し、前記被案内面が、２つの前記吐出口から吐出された圧縮空気がそれぞれ吹き付けられる２つの環状の前記被吹付面を有し、前記各被吹付面が、互いに軸方向に関して逆向きに傾斜する傾斜面とされ、前記流路が、２つの前記吐出口の間に更に他の吐出口を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、保持器の軸方向の位置を安定させた状態で軌道部材と保持器との間の潤滑状態を適切に維持することができる。

本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 同転がり軸受の要部（図１のＡ部）の拡大断面図である。 同転がり軸受の要部（図１のＡ部）の拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受の要部の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る転がり軸受の要部の断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 同転がり軸受の要部の拡大断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図である。 本発明の第７の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図である。 本発明の第８の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図である。 本発明の第９の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 本発明の第１０の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受１０の断面図である。転がり軸受１０は、環状の外輪（第２軌道部材）１１と、外輪１１の内周側に同心状に配置された内輪（第１軌道部材）１２と、外輪１１と内輪１２との間に配置された転動体としての複数の円筒ころ１３と、これら円筒ころ１３を周方向に所定間隔で保持するための保持器１４とを備えている。

外輪１１は、軸受鋼等の合金鋼を用いて環状に形成された部材であり、その内周面には、円筒ころ１３が転動する外輪軌道面１１ａが周方向に沿って形成されている。
内輪１２も、軸受鋼等の合金鋼を用いて環状に形成された部材であり、その外周面には、円筒ころ１３が転動する内輪軌道面１２ａが外輪軌道面１１ａに対向するように形成されている。また、内輪１２の外周面には、内輪軌道面１２ａの軸方向両側において径方向外方に突出する内輪鍔部１２ｂが形成され、この内輪鍔部１２ｂによって円筒ころ１３の軸方向の移動が規制されている。
複数の円筒ころ１３は、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１２ａ上を転動可能であり、これによって、外輪１１及び内輪１２は相対回転自在である。

外輪１１は、内輪１２よりも軸方向の長さが短く、軸方向一端（図１の右端）において内輪１２と軸方向の位置が一致しているが、軸方向他端（左端）において内輪１２よりも軸方向に後退している。外輪１１の軸方向左側には外側間座１５が隣接して設けられ、外側間座１５によって外輪１１の軸方向位置が設定されている。また、内輪１２の軸方向左側には内側間座１６が隣接して設けられ、この内側間座１６によって内輪１２の軸方向位置が設定されている。なお、外輪１１、内輪１２、及び間座１５，１６の配置は左右逆としてもよい。

外側間座１５は、外輪１１に軸方向に隣接する部分１５ａにおいて内径が大きく、外輪１１から軸方向に離れた部分１５ｂにおいて内径が小さく形成され、当該部分１５ｂは保持器１４の軸方向外側（図１の左側）に配置され、その内周面は内側間座１６の外周面に接近している。また、外輪１１に隣接する部分１５ａの内周面２１は、外輪軌道面１１ａよりもやや径方向内側（内輪１２側）に配置されている。

保持器１４は、フェノール樹脂等の合成樹脂を用いて形成された円筒状の部材であり、複数の円筒ころ１３を収容し各円筒ころ１３を所定間隔で保持する複数のポケット１４ａが周方向に所定間隔で設けられている。保持器１４は、外輪１１と内輪１２との間に、これら両輪１１，１２とほぼ同心となるように配置されている。保持器１４の軸方向一方側（図１の左側）は外輪１１よりも軸方向外方に突出し、その外周面には、外側間座１５の部分１５ａの内周面（案内面）２１に摺接可能に対向する被案内面２２が設けられている。

外輪１１と内輪１２とが相対回転することによって、保持器１４と外側間座１５とが相対回転したとき、保持器１４の被案内面２２は外側間座１５の案内面２１に摺接する。これにより、保持器１４は、自己の回転中心が外輪１１及び内輪１２の回転中心とほぼ同一となるように案内面２１によって案内される。したがって、外側間座１５は、保持器１４の回転を案内するための案内部材として機能している。

外側間座１５には、円筒ころ軸受１０に潤滑油を供給するための流路１７ａ〜１７ｄが形成されている。この流路１７ａ〜１７ｄは、外側間座１５の外周面に周方向に沿って形成された周溝１７ａと、外側間座１５の部分１５ｂにおいて、周溝１７ａの底部から径方向内方に向けて形成された第１流路１７ｂと、この第１流路１７ｂよりも外輪１１側の部分１５ａにおいて、周溝１７ａの底部から径方向内方へ向けて形成され、案内面２１において開口する第２流路１７ｃと、第１流路１７ｂの径方向内端部から内輪１２と保持器１４との間へ向けて形成された第３流路１７ｄとからなる。第１流路１７ｂ、第２流路１７ｃ、及び第３流路１７ｄは外側間座１５の周方向複数箇所（好ましくは３箇所以上）に形成されている。

図２は、図１のＡ部拡大図である。第２流路１７ｃは、その吐出口１７ｃ’が被案内面２２に形成された環状溝２３に対向するように配置されている。
環状溝２３は保持器１４の周方向に沿って形成され、その開口側から溝底側へ向けて徐々に幅狭となるように略Ｖ字状に傾斜して配置された一対の側壁面２３ａを備えている。一対の側壁面２３ａの対向間隔は開口縁で最大Ｗとなり、溝底部Ｐで最小となる。本実施形態では、一対の側壁面２３ａは溝底部Ｐにおいて接しているため、一対の側壁面２３ａの最小の対向間隔は実質的に０となっている。また、一対の側壁面２３ａの被案内面２２に対する傾斜角度θ１，θ２は同一であり、その角度は９０°＜θ１＝θ２＜１８０°、好ましくは、９０°＜θ１＝θ２≦１３５°とされている。

第２流路１７ｃの吐出口１７ｃ’は、その径φが環状溝２３の開口幅Ｗよりも小さく形成されており、これによって、吐出口１７ｃ’は、環状溝２３の開口幅Ｗ内で環状溝２３に対向している。また、保持器１４は、ポケット１４ａと円筒ころ１３との隙間の範囲（図１の（ｔ１＋ｔ２））で軸方向に移動可能であるが、保持器１４が軸方向に移動した場合でも吐出口１７ｃ’が常に環状溝２３の開口幅Ｗで環状溝２３に対向するように、吐出口１７ｃ’及び環状溝２３の各寸法φ、Ｗ及び位置が設定されている。
より詳しくは、環状溝２３の溝底部Ｐの位置と、第２流路１７ｃの吐出口１７ｃ’の中心位置とが軸方向に関して一致している状態で、円筒ころ１３の軸方向一方側の端面とこの端面に軸方向に対向するポケット１４ａ内面と間に隙間ｔ１が形成され、さらに、円筒ころ１３の軸方向他方側の端面とこの端面に軸方向に対向するポケット１４ａ内面との間にも隙間ｔ２が形成されるように、円筒ころ１３及び保持器１４の寸法、吐出口１７ｃ’の寸法φ、及び環状溝の幅Ｗ、並びにこれらの相対位置が設定されている。なお、円筒ころ１３の軸方向両側の端面とポケット１４ａ内面との各隙間ｔ１，ｔ２は、ｔ１＝ｔ２の関係に設定されていることが好ましい。

図１に示すように、流路１７ａ〜１７ｄには、図示しない潤滑手段から潤滑油が送られる。この潤滑手段は、圧縮空気によって潤滑油を微量ずつ供給するオイルエア潤滑方式が採用されており、周溝１７ａから第１流路１７ｂ及び第３流路１７ｄを介して保持器１４と内輪１２との間へ向けて圧縮空気を吹き付けることによって潤滑油を供給し、内輪１２と円筒ころ１３との間を潤滑する。また、潤滑手段は、周溝１７ａから第２流路１７ｃを介して外側間座１５と保持器１４との間（案内面２１と被案内面２２との間）に圧縮空気を吹き付けることによって潤滑油を供給し、主としてこれらの間の潤滑を行う。

図２において、第２流路１７ｃを流通する圧縮空気は吐出口１７ｃ’から吐出され、環状溝２３内の一対の側壁面２３ａに吹き付けられる。すなわち、一対の側壁面２３ａは、それぞれ圧縮空気が吹き付けられる環状の被吹付面を構成している。一対の側壁面２３ａはＶ字状に傾斜して配置されているので、保持器１４は、圧縮空気が吹き付けられることによって軸方向に関して所定の位置で支持される。
例えば図３に示すように、吐出口１７ｃ’の中心に対して環状溝２３の幅方向中心位置Ｐが右側にずれている場合、右側の側壁面２３ａよりも左側の側壁面２３ａに吹き付けられる圧縮空気の流量が大きくなる。このため、保持器１４は、左側の側壁面２３ａに吹き付けられた圧縮空気によって矢印ａの如く左方向へ移動し、図２に示すように、一対の側壁面２３ａに均等に圧縮空気が吹き付けられる位置、すなわち、圧縮空気が一対の側壁面２３ａに吹き付けられることによって生じる軸方向の力がバランスする位置で支持される。

このような作用によって保持器１４の軸方向の位置が安定し、円筒ころ１３を安定して保持することが可能になるとともに、保持器１４と円筒ころ１３との軸方向に関する衝突を可及的に抑制することができ、摩耗や異音の発生や、回転トルクの増大等を防止することができる。案内面２１と被案内面２２との間には圧縮空気によって送給された潤滑油が供給されるので、両者の接触に伴う摩耗や焼き付きを抑制することができる。さらに、潤滑油を環状溝２３内で保持することが可能となるので、案内面２１と被案内面２２との間の潤滑状態を適正に維持することができる。また、圧縮空気が保持器１４の環状溝２３に吹き付けられることによって、保持器１４を径方向に関しても安定して支持することが可能となり、案内面２１と被案内面２２との接触面圧を低下させるとともに保持器１４の回転抵抗を低減し、摩耗や焼き付きをより確実に抑制することができる。

保持器１４を案内する案内面２１は、外輪１１とは別体の外側間座１５に形成されているので、この外側間座１５の材質を外輪１１とは異なる放熱性の高いものとしたり、外側間座１５の体積（質量）を大きくし、放熱性を高めたりすることも可能となる。このように外側間座１５の放熱性を高めることによって、保持器１４との接触による外側間座１５の温度上昇を抑制し、保持器１４の焼き付きを防止することが可能となる。

外側間座１５に形成された案内面２１は、外輪軌道面１１ａよりも径方向内側に配置され、外輪軌道面１１ａよりも保持器１４側（内輪軌道面１２ａ側）に配置されているので、案内面２１を保持器１４の被案内面２２に近づけることができ、保持器１４の被案内面２２を径方向外側へ大きく張り出すような特殊な形状とすることなく保持器１４を案内することができる。

図４は本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図である。本実施形態では、環状溝２３が半円弧形状に形成されている。そして、環状溝２３の一対の側壁面２３ａは、それぞれ凹円弧状に形成され、これらは溝底部Ｐにおいて滑らかに連続するように接続されている。したがって、環状溝２３の一対の側壁面２３ａは軸方向に関して互いに逆向きに傾斜した部分を有する。一対の側壁面２３ａの開口側の間隔Ｗは、第２流路１７ｃの吐出口１７ｃ’の径φよりも大きく形成され、一対の側壁面２３ａの溝底部側の間隔は径φよりも小さく、実質的に０とされている。したがって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。

図５は本発明の第３の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図である。本実施形態は、環状溝２３の溝底部に軸方向に沿って延びる溝底面２３ｂが形成されている点で第１の実施形態と異なっている。一対の側壁面２３ａの間隔は、最も開口側において最大Ｗ１となり、最も溝底側において最小Ｗ２となる。環状溝２３の幅Ｗ１，Ｗ２と吐出口１７ｃ’の径φとは、Ｗ２＜φ＜Ｗ１の関係に設定されている。したがって、本実施形態においても第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。

図６は、本発明の第４の実施形態に係る転がり軸受１０の断面図である。図７は、同実施形態における転がり軸受の要部（案内面２１及び被案内面２２の部分）を拡大して示す断面図であり、案内面２１の軸心と被案内面２２との軸心が一致した状態を示している。
本実施形態の転がり軸受１０は、圧縮空気により潤滑油を供給するための第２流路１７ｃの構成、及び圧縮空気が吹き付けられる被吹付面の構成を除き、第１の実施形態（図１参照）と共通である。したがって、第１の実施形態と共通する構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、第１の実施形態と同様の構成に基づいて生じる作用効果についても説明は省略する。

図６及び図７に示すように、本実施形態の第２流路１７ｃ１〜１７ｃ３は、その吐出口１７ｃ１’〜１７ｃ３’が被案内面２２に形成された突条部２４に対向するように配置されている。
突条部２４は保持器１４の周方向に沿って環状に形成され、円筒ころ軸受１０の軸心を通る断面の形状が略台形状とされている。突条部２４は、基部側から頂部側へ向けて徐々に幅狭となるように互いに逆向きに傾斜した一対の側壁面２４ａ１，２４ａ２と、頂面２４ｂとを備えている。各側壁面２４ａ１，２４ａ２の軸方向の幅Ｗａ１，Ｗａ２は互いに略同一とされ、これらの被案内面２２に対する傾斜角度θ１，θ２も略同一とされている。

頂面２４ｂは一対の側壁面２４ａ１，２４ａ２の間において被案内面２２と平行な面とされている。また、突条部２４の一対の側壁面２４ａ１，２４ａ２や頂面２４ｂは、第２流路１７ｃ１〜１７ｃ３から吐出された圧縮空気が吹き付けられる被吹付面とされている。なお、被案内面２２は、主として突条部２４の頂面２４ｂにおいて案内面２１に摺接し、この案内面２１によって案内される。

図７に示すように、本実施形態の第２流路１７ｃ１〜１７ｃ３は、円筒ころ軸受１０の軸心を通る所定の断面において軸方向に並べて３本形成されている。また、第２流路１７ｃ１〜１７ｃ３は、円筒ころ軸受１０の全周では、軸方向３列の配置で各列に複数形成されている。
軸方向に並べて配置された３本の第２流路１７ｃ１〜１７ｃ３は、突条部２４の一対の側壁面２４ａ１，２４ａ２に吐出口１７ｃ１’、１７ｃ２’が対向するように形成された軸方向両側の２本の第２流路１７ｃ１，１７ｃ２と、突条部２４の頂面２４ｂに吐出口１７ｃ３’が対向するように形成された軸方向中央の１本の第２流路１７ｃ３とを含む。各第２流路１７ｃ１〜１７ｃ３は軸方向に関して略等間隔に配置されている。

軸方向両側の第２流路１７ｃ１，１７ｃ２の径φ１，φ２は互いに同一とされ、それぞれ対応する側壁面２４ａ１，２４ａ２の軸方向の幅Ｗａ１，Ｗａ２よりも若干小さく、各吐出口１７ｃ１’、１７ｃ２’から吐出された略全ての圧縮空気が側壁面２４ａ１，２４ａ２に吹き付けられるように各寸法が設定されている。軸方向中央の第２流路１７ｃ３の径φ３は、両側の第２流路１７ｃ１，１７ｃ２の径φ１，φ２と同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図７において、軸方向両側の第２流路１７ｃ１，１７ｃ２を流通する圧縮空気は、突条部２４の一対の側壁面２４ａ１，２４ａ２に吹き付けられる。一対の側壁面２４ａ１，２４ａ２は互いに逆向きに傾斜しているので、保持器１４は圧縮空気から受ける力によって軸方向の所定の位置で支持される。すなわち、左側の第２流路１７ｃ１から吐出された圧縮空気が左側の側壁面２４ａ１に吹き付けられると、保持器１４は右方向への力を受け、逆に、右側の第２流路１７ｃ２から吐出された圧縮空気が右側の側壁面２４ａ２に吹き付けられると、保持器１４は左方向への力を受け、これらの力がバランスする位置で保持器１４が支持されるのである。また、保持器１４は、軸方向両側の第２流路１７ｃ１，１７ｃ２から吐出された圧縮空気によって径方向に関しても支持される。

軸方向中央の第２流路１７ｃ３を流通する圧縮空気は、突条部２４の頂面２４ｂに吹き付けられ、これによって保持器１４が径方向に関して支持される。特に、軸方向中央の第２流路１７ｃ３から吐出された圧縮空気は、軸方向両側の第２流路１７ｃ１，１７ｃ２から吐出された圧縮空気によって軸方向両側へ漏れ難くなるため、保持器１４を径方向に関して強く支持することが可能となる。

以上のことから、第２流路１７ｃ１，１７ｃ２から吐出された圧縮空気によって保持器１４の軸方向の位置を安定させ、保持器１４と円筒ころ１３との衝突を可及的に抑制することができ、摩耗や異音の発生や、回転トルクの増大等を防止することができる。案内面２１と被案内面２２との間には圧縮空気によって送給された潤滑油が供給されるので、両者の接触に伴う摩耗や焼き付きを抑制することができる。また、圧縮空気が保持器１４の突条部２４に吹き付けられることによって、保持器１４を径方向に関しても安定して支持することが可能となる。特に、軸方向中央の第２流路１７ｃ３から吐出された圧縮空気によって保持器１４を径方向に関して強く支持することができるので、案内面２１と被案内面２２との接触面圧を低下させて保持器１４の回転抵抗を低減し、摩耗や焼き付きを防止することができる。
さらに、軸方向に離れた２つの吐出口１７ｃ１’，１７ｃ２’から吐出された圧縮空気が一対の側壁面２４ａ１，２４ａ２に吹き付けられるので、保持器１４が径方向に関して傾きにくくなり、保持器１４の回転を安定させることができるとともに、外輪１１側の外側間座１５の内周角部１５ｅ（案内面２１の外輪１１側の端縁；図６参照）に保持器１４が接触して摩耗するのを防止することができる。

図８は本発明の第５の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図であり、案内面２１の軸心と被案内面２２との軸心が一致した状態を示している。本実施形態は、案内面２１に突条部２４の形状に適合した凹溝１５ｃが突条部２４の径方向外側に対応して形成されている点で第４の実施形態（図７参照）と異なり、その他の点で第４の実施形態と一致している。そして、本実施形態は、第４の実施形態と同様の作用効果を奏するほか、案内面２１と被案内面２２とが径方向に近づいたときに凹溝１５ｃに突条部２４が非接触に嵌合することによって、保持器１４を軸方向に関してより確実に支持することができる。

図９は、本発明の第６の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図であり、案内面２１の軸心と被案内面２２との軸心が一致した状態を示している。本実施形態では、被案内面２２に突条部２４が形成されておらず、その代わりに環状溝２５が形成されている。この環状溝２５は略台形状であり、開口側から溝底側へ向けて徐々に対向間隔が狭くなるように互いに逆向きに傾斜する一対の側壁面２５ａ１，２５ａ２と、溝底面２５ｂとを備えている。一対の側壁面２５ａ１，２５ａ２は、軸方向幅Ｗａ１，Ｗａ２及び被案内面２２に対する傾斜角度θ１，θ２が互いに同一とされている。溝底面２５ｂは、一対の側壁面２５ａ１，２５ａ２の間において被案内面２２と平行な面とされている。
また、案内面２１には、環状溝２５の形状に適合した略台形状の突条部１５ｄが環状溝２５の径方向外側に対応して周方向に沿って環状に形成されている。

本実施形態においては、軸方向両側の第２流路１７ｃ１，１７ｃ２から吐出された圧縮空気は、それぞれ環状溝２５の一対の側壁面２５ａ１，２５ａ２に吹き付けられ、これによって保持器１４が軸方向に関して支持され、さらに径方向に関しても支持される。また、軸方向中央の第２流路１７ｃ３から吐出された圧縮空気が環状溝２５の底面２５ｂに吹き付けられることによって、保持器１４は径方向に関して強く支持されるようになっている。さらに、案内面２１と被案内面２２とが径方向に近づいたときに案内面２１に形成された突条部１５ｄが環状溝２５に非接触に嵌合することによって保持器１４を軸方向に関してより確実に支持することができる。
なお、本実施形態において、案内面２１は、突条部１５ｄを形成することなく平坦な面とすることができる。

図１０は本発明の第７の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図であり、案内面２１の軸心と被案内面２２との軸心が一致した状態を示している。本実施形態は、軸方向中央の第２流路１７ｃ３が省略されている点、及び被案内面２２に形成された突条部２４が断面円弧状である点で第４，第５の実施形態（図７，図８参照）と異なり、案内面２１に形成された凹溝１５ｃが、突条部２４に適合した断面円弧状である点で第５の実施形態と異なっている。この実施形態においても、環状の突状部２４の一対の側壁面２４ａ１，２４ａ２は、軸方向に関して互いに逆向きに傾斜している部分を有する。その他の構成は、第４，第５の実施形態と同様であり、これらと略同様の作用効果を奏する。

図１１は本発明の第８の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図であり、案内面２１の軸心と被案内面２２との軸心が一致した状態を示している。本実施形態は、軸方向中央の第２流路１７ｃ３が省略されている点、被案内面２２に形成された環状溝２５が断面円弧状である点、及び案内面２１に形成された突条部１５ｄが環状溝２５に適合した断面円弧状である点で第６の実施形態（図９参照）と異なっている。この実施形態においても、環状溝２５の一対の側壁面２５ａ１，２５ａ２は、軸方向に関して互いに逆向きに傾斜している部分を有する。その他の構成は、第６の実施形態と同様であり、略同様の作用効果を奏する。

図１２は、本発明の第９の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。本実施形態では、外輪１１の外輪軌道面１１ａの軸方向両側に外輪鍔部１１ｂが形成され、外輪１１には、各外輪鍔部１１ｂの内周面に吐出口１７ｃ１’、１７ｃ２’を有する圧縮空気の流路１７ｃ１，１７ｃ２が形成されている。外輪鍔部１１ｂの内周面は保持器１４を案内するための案内面２１とされている。

一方、円筒ころ１３を挟む保持器１４の軸方向両側の外周面は、案内面２１に摺接可能に対向する被案内面２２とされ、各被案内面２２には、それぞれ周方向に沿った環状の突条部２４が形成されている。各突条部２４は第４の実施形態と同様に略台形状とされているが、その軸方向内側（円筒ころ１３側）の側壁面２４ａ１，２４ａ２がそれぞれ流路１７ｃ１，１７ｃ２の吐出口１７ｃ１’，１７ｃ２’に対向している。一方の突条部２４の側壁面２４ａ１と、他方の突条部２４の側壁面２４ａ２とは、軸方向内側にいくに従って徐々に径方向内側に向かう、互いに逆向きの傾斜面に形成されている。
本実施形態においても、各流路１７ｃ１，１７ｃ２を流通する圧縮空気が各突条部２４の側壁面（被吹付面）２４ａ１，２４ａ２に吹き付けられると、保持器１４は軸方向に関して支持され、また、径方向に関しても支持される。

図１３は、本発明の第１０の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。本実施形態では、各突条部２４の軸方向外側（反円筒ころ１３側）の側壁面（被吹付面）２４ａ１，２４ａ２が流路１７ｃ１，１７ｃ２の吐出口１７ｃ１’，１７ｃ２’に対向し、各側壁面２４ａ１，２４ａ２は、軸方向外側へいくに従って徐々に径方向内側に向かう、互いに逆向きの傾斜面に形成されている。したがって、本実施形態においても第９の実施形態（図１２参照）と同様の作用効果を奏する。
なお、本実施形態では、側壁面２４ａ１，２４ａ２に吹き付けられた圧縮空気は、その傾斜によって軸方向外側に流れるが、上述の第９の実施形態では、圧縮空気は、側壁面２４ａ１，２４ａ２の傾斜によって軸方向内側（円筒ころ１３側）へ流れ、潤滑油を外輪１１と円筒ころ１３との間にも供給しやすくなっており、この点において第９の実施形態の方が有利である。

本発明は、上記各実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。
例えば、各実施形態において、環状溝２３，２５や突条部２４における一対の側壁面（被吹付面）２３ａ、２５ａ１，２５ａ２、２４ａ１，２４ａ２の被案内面２２に対する傾斜角度θ１，θ２は互いに異なっていてもよい。
また、案内面２１は、外輪１１に形成することができ、この場合、外輪１１の内周部に円筒ころ１３の軸方向の移動を規制する鍔部を形成し、この鍔部の内周面を案内面とすることができる。

また、上記各実施形態では、潤滑手段としてオイルエア潤滑方式を例示しているが、本発明は、圧縮空気を用いて潤滑油を送給する潤滑方式であれば特に限定されず、例えば圧縮空気によってミスト状の潤滑油を供給するオイルミスト潤滑方式等の他の潤滑方式を採用することができる。
本発明は、保持器の案内形式が内輪案内とされた転がり軸受にも適用することができる。また、本発明は、玉軸受、針状ころ軸受、円すいころ軸受等の円筒ころ軸受以外の転がり軸受にも採用することができる。

第１〜第３の実施形態において、環状溝２３と第２流路１７ｃとは軸方向に複数組設けられていてもよい。
第４〜第１０実施形態において、一対の側壁面２４ａ１，２４ａ２、２５ａ１，２５ａ２に対して垂直な方向に圧縮空気を吹き付けるように、軸方向両側の第２流路１７ｃ１，１７ｃ２が傾斜して形成されていてもよい。また、第４〜第６の実施形態においては、軸方向中央の第２流路１７ｃ３を省略することが可能であり、この場合、軸方向両側の第２流路１７ｃ１，１７ｃ２の周方向位置を互いにずらして形成してもよい。

１０：円筒ころ軸受、１１：外輪、１２：内輪、１３：円筒ころ、１４：保持器、１５：外側間座、１７ｃ：第２流路、１７ｃ１：第２流路、１７ｃ２：第２流路、１７ｃ３：第２流路、１７ｃ’：吐出口、１７ｃ１'：吐出口、１７ｃ２'：吐出口、１７ｃ３'：吐出口、２１：案内面、２２：被案内面、２３：環状溝、２３ａ：側壁面（被吹付面）、２４：突条部、２４ａ１：側壁面（被吹付面）、２４ａ２：側壁面（被吹付面）、２５：環状溝、２５ａ１：側壁面（被吹付面）、２５ａ２：側壁面（被吹付面）

Claims (9)

1. 環状の第１軌道面を有する第１軌道部材と、
   前記第１軌道面に対向する環状の第２軌道面を有する第２軌道部材と、
   前記第２軌道面に対して軸方向にずれた位置に配置された環状の案内面を有するとともに、前記第２軌道部材と一体又は別体に形成された案内部材と、
   前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に転動可能に配置された複数の転動体と、
   前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するとともに、前記案内面に摺接可能に対向する被案内面を有する環状の保持器と、を備え、
   前記案内部材に潤滑油送給用の圧縮空気の流路が設けられ、
   前記流路が、前記案内面に吐出口を有し、
   前記被案内面が、前記吐出口から吐出された圧縮空気がそれぞれ吹き付けられる２つの環状の被吹付面を有し、
   前記各被吹付面が、互いに軸方向に関して逆向きに傾斜する傾斜面とされ、
   前記保持器が、前記各被吹付面に圧縮空気が吹き付けられることによって当該保持器に作用する軸方向の力で、軸方向に関して支持されることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記被案内面に環状溝が周方向に沿って設けられ、
   前記流路が、前記案内面において開口するとともに径方向に圧縮空気を吐出する前記吐出口を有し、
   前記吐出口が、前記環状溝の開口幅内で前記環状溝に径方向に対向して配置され、
   前記環状溝が、開口側から溝底側へ向けて徐々に互いの間隔が狭くなるように互いに逆向きに傾斜して配置された、前記被吹付面としての一対の側壁面を有し、
   一対の前記側壁面の対向間隔が、開口縁において前記吐出口の径よりも大きく、溝底において前記吐出口の径よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記保持器が所定の範囲内で軸方向に移動可能であり、
   前記保持器が軸方向に移動した場合でも前記吐出口が前記環状溝の開口幅内で当該環状溝に対向するように、前記吐出口の径及び前記環状溝の開口幅の寸法が設定されている請求項２に記載の転がり軸受。
4. 前記流路が、互いに軸方向に離れて配置された少なくとも２つの前記吐出口を前記案内面に有し、
   前記被案内面が、２つの前記吐出口から吐出された圧縮空気がそれぞれ吹き付けられる２つの環状の前記被吹付面を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
5. ２つの前記吐出口が軸方向に並べて配置され、
   前記流路が、２つの前記吐出口の間に更に他の吐出口を備えている請求項４に記載の転がり軸受。
6. ２つの前記吐出口の一方が、前記転動体よりも軸方向一方側に配置され、他方が前記転動体よりも軸方向他方側に設けられている請求項４又は５に記載の転がり軸受。
7. 前記案内部材が、前記第２軌道部材に隣接して配置された間座である請求項１〜６のいずれか１つに記載の転がり軸受。
8. 前記案内面が、前記第２軌道面よりも径方向に関して前記第１軌道面側に配置されている請求項１〜７のいずれか１つに記載の転がり軸受。
9. 環状の第１軌道面を有する第１軌道部材と、
   前記第１軌道面に対向する環状の第２軌道面を有する第２軌道部材と、
   前記第２軌道面に対して軸方向にずれた位置に配置された環状の案内面を有するとともに、前記第２軌道部材と一体又は別体に形成された案内部材と、
   前記第１軌道面と前記第２軌道面との間に転動可能に配置された複数の転動体と、
   前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するとともに、前記案内面に摺接可能に対向する被案内面を有する環状の保持器と、を備え、
   前記案内部材に潤滑油送給用の圧縮空気の流路が設けられ、
   前記流路が、互いに軸方向に離れて並べて配置された少なくとも２つの吐出口を前記案内面に有し、
   前記被案内面が、２つの前記吐出口から吐出された圧縮空気がそれぞれ吹き付けられる２つの環状の前記被吹付面を有し、
   前記各被吹付面が、互いに軸方向に関して逆向きに傾斜する傾斜面とされ、
   前記流路が、２つの前記吐出口の間に更に他の吐出口を備えていることを特徴とする転がり軸受。

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