JP6131684B2 - 複列ころ軸受用の櫛型保持器及び複列ころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、複列ころ軸受に組み込まれる櫛型保持器、及び、櫛型保持器を備えている複列ころ軸受に関する。

工作機械において、主軸を回転可能に支持する軸受部には、高い加工精度を維持するために高い剛性が必要とされており、このために複列ころ軸受が用いられている。さらに近年では、主軸の高速回転化が要求されていることから、高速回転に対応することのできる複列ころ軸受が求められている。

複列ころ軸受は、内輪、外輪、及び、これら内輪と外輪との間に複列状態で配置された複数のころを備えている。そして、特許文献１に示すように、列毎に複数のころを保持する独立した保持器を備えた複列ころ軸受がある。つまり、この複列ころ軸受には、保持器が二つ組み込まれている。各保持器は、円環部、及び、この円環部の一側面から軸方向に延びかつ周方向に間隔をあけて設けられている複数の柱部を備え、櫛型に構成されている。そして、周方向で隣り合う柱部の間が、ころを保持するポケットとなる。

櫛型保持器の場合、柱部が円環部から軸方向に突出している片持ち梁状であるため、柱部の先部側は、ある程度自由に変形できる。このため、例えば複列ころ軸受の回転に伴ってころの進み遅れが発生し、これによって柱部に引っ張り力と圧縮力とが繰り返し作用しても、その力を逃がすことができ、破損が生じにくい。これに対して、一対の円環部の間が柱部により連結された構成である、かご型保持器の場合、柱部は両側の円環部に固定されており変形が拘束されることから、柱部に引っ張り力と圧縮力とが繰り返し作用すると、その力を逃がし難く、櫛型保持器に比べて破損が生じやすい。

特開２０１２−１０２７９６号公報（図３参照）

工作機械の主軸は、高速回転するとともに、その回転速度が急変（急加速）することがあり、この場合、主軸を支持する複列ころ軸受及びその保持器の回転速度も急変（急加速）する。
複列ころ軸受には潤滑性能を維持するためにグリースが設けられており、そのグリースは保持器にも付着して保持されているが、回転速度が急変すると、保持器に保持されていたグリースが飛び散ることがある。例えば、グリースが保持器から軸方向外側へ振り切られ、早期にグリース不足が発生するおそれがある。グリース不足が発生すると、複列ころ軸受の焼き付きや損傷の原因となり、軸受の寿命（耐久性）が低下してしまうという問題点がある。

そこで、本発明は、高速回転する軸を支持する複列ころ軸受用の櫛型保持器であって、早期にグリース不足となるのを抑制することができる櫛型保持器、及び、このような櫛型保持器を備えている複列ころ軸受を提供することを目的とする。

本発明は、内輪と外輪との間に複列状態で複数のころが配置される複列ころ軸受に組み込まれ、列毎に複数の前記ころを保持する櫛型保持器であって、円環部、及び、この円環部の一側面から軸方向に延びかつ周方向に間隔をあけて設けられている複数の柱部を備え、前記円環部の前記一側面側であって周方向隣り合う前記柱部の間に前記ころを保持するポケットが形成され、前記ポケット内の前記ころの端面が対向する面に、当該端面との間でグリースを保持するために当該端面側に開口している凹部が形成されており、この凹部は、更に、前記円環部の内周面に存在しているグリースを導入させるために当該内周面において開口し、前記凹部は、前記ころの端面に対向しかつ径方向内側から径方向外側へ向かうにしたがって前記ころの端面へ接近する底面と、当該凹部内の径方向外側に形成されており前記一側面及び前記底面と交差する外側壁面と、を有していることを特徴とする。

本発明によれば、ポケット内のころの端面が対向する面に、当該端面側に開口している凹部が形成されており、この凹部により、ころの端面との間でグリースを保持する。更に、この凹部は、円環部の内周面において開口し、その内周面に存在しているグリースが導入される。このため、円環部の内周面に存在しているグリースを凹部に導入させることで、安定してころの端面と保持器との間にグリースを保持させることが可能となり、複列ころ軸受内において早期にグリース不足となるのを抑制することができる。

また、前記凹部は、前記ころの端面に対向する底面を有している。これにより、凹部内の底面ところの端面との間において、グリースを保持することができる。
そして、前記底面は、径方向内側から径方向外側へ向かうにしたがって前記ころの端面へ接近する面からなる。このため、保持器の回転に伴う遠心力によって、円環部の内周側のグリースを、凹部内で径方向外側へ底面に沿って誘導することができ、このグリースをころの端面との間に効率良く供給することが可能となる。

また、前記凹部内の径方向外側には、前記一側面と交差する外側壁面が形成されている。このため、保持器の回転に伴う遠心力によって、凹部内に保持されているグリースが過度に凹部外へ出るのを、外側壁面により抑えることができ、凹部におけるグリースの保持機能を高めることができる。

また、前記円環部の内周面に、周方向を溝長手方向としかつ前記凹部と繋がっている溝が形成されているのが好ましく、この場合、円環部の内周面に形成されている溝にグリースを保持することができ、この保持されているグリースを、凹部へ導入することができる。

また、ころの製造の都合等により、端面中央に窪部が形成されているころがある。そして、ころの端面に対して凹部の開口縁（エッジ）が摺接するのは、できるだけ避けるのが好ましい。そこで、前記凹部の径方向外側における開口縁は、前記ころの端面が対向する面のうち当該ころの端面中央に形成されている窪部に対向する領域内に、位置している。
この場合、凹部の径方向外側における開口縁（エッジ）は、ころの端面中央に形成されている窪部と対向し、その開口縁（エッジ）がころの端面に摺接するのを防ぐことが可能となる。このため、ころの端面に対して凹部の開口縁（エッジ）が摺接する範囲を小さくすることができる。

また、本発明の複列ころ軸受は、内輪と、外輪と、これら内輪と外輪との間に複列状態で配置された複数のころと、列毎に複数の前記ころを保持する複数の独立した保持器とを備え、前記保持器それぞれは、円環部、及び、この円環部の一側面から軸方向に延びかつ周方向に間隔をあけて設けられている複数の柱部を備えた櫛型保持器であり、前記円環部の前記一側面側であって周方向隣り合う前記柱部の間に前記ころを保持するポケットが形成され、前記ポケット内の前記ころの端面が対向する面に、当該端面との間でグリースを保持するために当該端面側に開口している凹部が形成されており、この凹部は、更に、前記円環部の内周面に存在しているグリースを導入させるために当該内周面において開口し、前記凹部は、前記ころの端面に対向しかつ径方向内側から径方向外側へ向かうにしたがって前記ころの端面へ接近する底面と、当該凹部内の径方向外側に形成されており前記一側面及び前記底面と交差する外側壁面と、を有していることを特徴とする。

本発明によれば、ポケット内のころの端面が対向する面に、当該端面側に開口している凹部が形成されており、この凹部により、ころの端面との間でグリースを保持する。更に、この凹部は、円環部の内周面において開口し、その内周面に存在しているグリースが導入される。このため、円環部の内周面に存在しているグリースを凹部に導入させることで、安定してころの端面と保持器との間にグリースを保持させることが可能となり、複列ころ軸受内において早期にグリース不足となるのを抑制することができる。

本発明の櫛型保持器及びこの櫛型保持器を備えている複列ころ軸受によれば、円環部の内周面に存在しているグリースを凹部に導入させることで、安定してころの端面と保持器との間にグリースを保持させることが可能となり、複列ころ軸受内において早期にグリース不足となるのを抑制することができる。この結果、グリース不足による複列ころ軸受の寿命の低下を防ぐことができる。

複列ころ軸受の縦断面図である。 保持器の斜視図である。 図２の一部を拡大して示す拡大図である。 保持器の一部を保持器の軸方向から見た図である。 図４のＶ−Ｖ矢視の断面図である。 第一溝の溝断面形状（横断面形状）を説明する説明図である。 （Ａ）は、保持器の一部を第二溝の溝長手方向に切断して見た断面図であり、（Ｂ）は、第二溝の変形例を示す断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示す保持器の変形例を示す断面図である。 第一溝の他の形態の説明図である。 第一溝のさらに他の形態の説明図である。 他の形態の保持器を平面的に展開し、その保持器内面を模式的に示した図である。 さらに他の形態の保持器を平面的に展開し、その保持器内面を模式的に示した図である。 他の実施形態の保持器を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔１． 複列ころ軸受の全体構成について〕
図１は、複列ころ軸受１の縦断面図である。なお、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号（参照番号）を付し、重複する説明は省略する。

この複列ころ軸受１は、例えば、汎用旋盤、ＣＮＣ旋盤、マシニングセンタ、フライス盤等の工作機械の主軸６を支持する軸受として使用され、高速回転する主軸６を高い剛性で支持することが可能である。
主軸６の直径は例えば５０〜１５０ミリ程度であり、主軸６の最大回転数は１００００〜１５０００ｒｐｍとなる。そして、主軸６は、低速回転する場合や、高速回転する場合があり、また、低速又は停止状態から高速回転状態（最大回転数）へと急加速する。

本実施形態の複列ころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、これら内輪２と外輪３との間に配置された複数のころ４と、これらころ４を保持する環状の保持器５，５とを備えている。ころ４は、複列状態（二列状態）で配置されており、保持器５，５それぞれは、列毎に独立して複数のころ４を保持している。つまり、この複列ころ軸受１には、独立した二つの保持器５，５が組み込まれている。ころ４の外周面は円筒形であり、この複列ころ軸受１は複列円筒ころ軸受である。

内輪２の外周面には、二列に配置されたころ４が転動する転動面２ａ，２ｂが形成されており、外輪３の内周面の一部が、二列のころ４が転動する転動面３ａ，３ｂとなる。そして、外輪３が工作機械の軸受ハウジング８の内周面に取り付けられており、内輪２に主軸６が挿入されている。この複列ころ軸受１はグリース潤滑されており、内輪２、外輪３、ころ４及び保持器５にはグリースが付着している。

〔２． 保持器５について〕
一方側のころ列用の保持器５と他方側のころ列用の保持器５とは、複列ころ軸受１への取り付け方向が異なるが、同じものである。これら保持器５，５は、軸方向に並べて複列ころ軸受１に組み込まれており、各保持器５の軸方向に向く一側面１１が、複列ころ軸受１の軸方向外側へ向くように配置され、保持器５，５の対向する環状の背面１４，１４同士が接触可能となる。そして、保持器５，５それぞれは独立して各ころ列と共に回転することができる。

図２は、保持器５（図１の右側の保持器５）の斜視図である。この保持器５は、櫛型保持器であり、円環形状である円環部１０と、複数の柱部２０とを備えている。複数の柱部２０は、周方向に間隔（等間隔）をあけて設けられており、各柱部２０は、円環部１０の一側面１１から軸方向に向かって延びて形成されている。このため、柱部２０は、円環部１０から突出した片持ち梁状となる。なお、一側面１１の軸方向反対側の面（他側面）が前記背面１４となる。背面１４は、円環状の滑らかな面により構成されており、軸方向の隣りに設置される別の保持器５の背面１４と接触可能となる合わせ面となる。

保持器５は、樹脂製（合成樹脂製）であり、射出成型により製造され、円環部１０と柱部２０とは一体に成型されている。保持器５の材質は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）や、ポリアミドとすることができる。

柱部２０は周方向一定間隔おきに設けられており、円環部１０の一側面１１側であって周方向隣り合う柱部２０，２０の間に、ころを保持するポケット７が形成されている。つまり、各ポケット７は、周方向に隣接する柱部２０，２０の互いに対向する対向面２４，２４と、円環部１０の一側面１１とで囲まれた空間からなる。各ポケット７は、軸方向外側に向かって開口しており、保持器５は全体として櫛歯形状となる。

また、対向面２４，２４の一部は、ころ４の外周面４ｂと隙間（ころ隙間）を有して対向する円弧面（アール面）であり（図４参照）、保持器５は、回転することで遠心力により径方向外側へ弾性的に変形するが、柱部２０が大きく変形しない（遠心力が比較的小さい）所要回転数以下の状態では、この円弧面において、各列に含まれる複数のころ４によって径方向について位置決めされる（ころ案内）。
そして、所要回転数を越えると、保持器５に作用する遠心力が大きくなり、柱部２０が大きく変形する。この状態で、保持器５は、主に円環部１０の外周面（の一部）において、外輪３の内周面によって径方向について位置決めされる（外輪案内）。

〔３． 保持器５の機能について（その１）〕
保持器５は、ころ４の端面４ａ（図１参照）との間でグリースを溜めて保持することができ、かつ、保持しているグリースを、ころ４の端面４ａとの間（ポケット７）に供給する機能を有している。

図３は、図２の一部を拡大して示す拡大図である。図４は、保持器５の一部を保持器５の軸方向から見た図である。図５は、図４のＶ−Ｖ矢視の断面図である。
保持器５の円環部１０において、ポケット７内のころ４の端面４ａ（図５参照）が対向する面１５に、凹部１６が形成されている。この凹部１６は、ころ４の端面４ａとの間でグリースを保持するために、端面４ａ側に開口して形成されている。なお、凹部１６が形成されている前記面１５は、ポケット７内の一側面１１である。そして、凹部１６は、更に、円環部１０の内周面１２に存在しているグリースを導入させるために、内周面１２において開口している。

凹部１６は、ころ４の端面４ａに対向する底面１７、底面１７の径方向外側部から端面４ａ側に向かって延びて設けられている外側壁面１８、及び、底面１７の周方向両側部から端面４ａ側に向かって延びて設けられている一対の横壁面１９，１９を有している。底面１７、外側壁面１８及び横壁面１９，１９によって囲まれた空間に、グリースを溜めて、ころ４の端面４ａとの間でそのグリースを保持することができる。なお、保持器５，５が複列ころ軸受１に組み込まれた組み立て完了状態で、一側面１１（面１５）と、ころ４の端面４ａとは、隙間を有して対面した配置となる（図５参照）。

そして、図５に示すように、凹部１６に含まれる底面１７は、径方向内側から径方向外側へ向かうにしたがってころ４の端面４ａへ接近する面からなる。本実施形態では、底面１７は、円環部１０の内周面１２（後述する内周面１２に形成されている第一溝１３）から、径方向外側に向かうにしたがって、端面４ａへ接近する傾斜面からなる。

凹部１６内の径方向外側に形成されている外側壁面１８は、円環部１０の一側面１１と交差する。本実施形態では、外側壁面１８は一側面１１と直交している。また、図４に示すように、外側壁面１８は円弧面（半円弧面）として形成されており、その円弧の中心線は、ころ４の中心線と一致する。なお、図４と図５とにおいて、外側壁面１８の円弧状となる輪郭（開口側の輪郭）を太線で示している。つまり、太線の部分が、外側壁面１８である。

図５に示すように、ころ４の端面４ａの中央には、ころ４の製造の都合により、窪部４０が形成されている。そして、ころ４の端面４ａに対して凹部１６の開口縁（エッジ）が摺接するのは、できるだけ避けるのが好ましい。
そこで、本実施形態の保持器５では、凹部１６の外側壁面１８における開口縁１８ａ（図４と図５の太線部分）は、一側面１１（面１５）のうち窪部４０に対向する領域内に位置している。なお、図４では、前記領域を符号Ｋで示しており、その領域Ｋにクロスハッチを付している。

この構成によれば、凹部１６の外側壁面１８における開口縁１８ａ（エッジ）は、窪部４０内の底面４０ａ（図５参照）と対向し、開口縁１８ａ（エッジ）が、ころ４の端面４ａに摺接するのを防ぐことが可能となる。このため、ころ４の端面４ａに対して凹部１６の開口縁１８ａ（エッジ）が摺接する範囲を小さくすることができる。

〔４． 保持器５の機能について（その２）〕
さらに、図３に示すように、保持器５が前記機能（グリースを溜めて保持し、そのグリースをころ４の端面４ａとの間に供給する機能）をより発揮させるために、円環部１０の内周面１２に、周方向を溝長手方向とする溝（第一溝）１３が形成されている。そして、この第一溝１３と凹部１６とは繋がっている。つまり、凹部１６の一部は、第一溝１３において開口している。なお、本実施形態では、第一溝１３は周方向に連続した溝である。また、この図３に示す実施形態では、第一溝１３の他に、第二溝２２及び第三溝２３が、保持器内面９に形成されている。

このように、円環部１０の内周面１２と柱部２０の径方向内側の面２１とを含む保持器内面９の一部に、グリースを保持する溝（１３，２２，２３）が形成されていることによって、保持器５は、主軸６が急加速してもグリースが多く飛び散らないように保持することができ、かつ、保持しているグリースを、保持器５の回転に伴ってころ４との間（ポケット７）、及び、隣りに設置される別の保持器５との間（背面１４，１４間）に、徐々に供給する機能を有することができる。

第一溝１３は、円環部１０の内周面１２に形成されており、周方向を溝長手方向とする溝である。本実施形態では、第一溝１３は周方向に連続した溝である。第一溝１３は、径方向内側へ向かって開口する溝であり、この第一溝１３内にグリースを溜め保持することができる。つまり、保持器５が回転することで第一溝１３内のグリースに遠心力が作用しても、そのグリースは第一溝１３内に保持される。

図３において、第二溝２２は、柱部２０の径方向内側の面２１に形成されており、柱部２０の延設方向（保持器５の中心線に平行な方向）を溝長手方向とする溝である。第二溝２２は、柱部２０毎に設けられており、また、第一溝１３と繋がっており、先部２６まで柱部２０を貫通した溝ではなく、柱部２０の基部２５まで延びて形成されている。第二溝２２は、第一溝１３に保持されているグリースを柱部２０の径方向内側の面２１へと誘導することができる。

図７（Ａ）は、保持器５の一部を第二溝２２の溝長手方向に切断して見た断面図である。本実施形態では、柱部２０の径方向内側の面２１は、柱部２０の先部２６側に向かって径方向外側へ拡大する傾斜面からなる。これに対して第二溝２２（第二溝２２の溝底部２８）は、保持器５の中心線に平行な直線に沿って形成されている。このため、図７（Ａ）に示すように、先部２６側に向かうにしたがって徐々に第二溝２２の溝深さは浅くなり、溝底部２８はやがて面２１と交差する。第二溝２２は柱部２０の基部２５まで延びる溝として構成され、この基部２５において、第二溝２２は自然に消失する。

図７（Ｂ）は、第二溝２２の変形例を示す断面図である。この第二溝２２の溝底部２８は、傾斜面からなる径方向内側の面２１と平行となる。そして、この第二溝２２は、溝先端に、面２１に交差（直交）する壁面２９を有している。この壁面２９により、溝底部２８と面２１とによる段付き形状が構成される。この第二溝２２によれば、第二溝２２におけるグリースを溜める機能が高まる。つまり、第二溝２２に溜められているグリースが、柱部２０の先部２６側へ流れ出ようとしても、壁面２９によって阻止される。

図７（Ｃ）は、図７（Ａ）に示す保持器５の変形例を示す断面図であり、この保持器５の柱部２０の径方向内側の面２１は、保持器５の中心線に平行な面からなり、傾斜面ではない。図７（Ｃ）に示す第二溝２２は、図７（Ｂ）に示す第二溝２２と同様に、溝先端に面２１に交差（直交）する壁面２９を有しており、第二溝２２におけるグリースを溜める機能を高めている。

図３において、これら第二溝２２及び第一溝１３によれば、円環部１０の内周面１２に形成されている第一溝１３に、グリースを保持することができ、また、保持器５の回転に伴い、このグリースを第二溝２２によって柱部２０の径方向内側の面２１へと誘導することができる。そして、誘導されたグリースを、柱部２０とその周方向隣りに設けられるころ４の外周面４ｂとの間（ポケット７）に供給することが可能となり、複列ころ軸受１のグリース潤滑に貢献する。

なお、仮に、第二溝２２が、柱部２０の先部２６まで延びて形成されている場合、第二溝２２に誘導され第二溝２２の溝先端を乗り越えて軸方向に流れたグリースは、ころ４が存在している領域（ポケット７）ではなく、ころ４が存在していない軸方向外側の領域へ多く飛び散ってしまうおそれがある。しかし、本実施形態の第二溝２２によれば、このようなグリースの飛び散りを抑制し、ころ４が存在している領域（ポケット７）にグリースを効果的に供給することが可能となる。

そして、第三溝２３は、円環部１０の内周面１２に形成されており、第一溝１３と繋がっており、円環部１０の背面１４（他側面）側へと延びる溝である。第三溝２３は、第一溝１３内から背面１４まで貫通した溝であり、背面１４において開口している。この第三溝２３によれば、保持器５の回転に伴い、第一溝１３に保持されているグリースを、円環部１０の背面１４へと徐々に供給することができる。つまり、第三溝２３は、前記グリースを背面１４へと誘導する機能を有している。

第二溝２２と第三溝２３とは、周方向について同じピッチで形成されており、保持器５の中心線に平行な仮想直線に沿って形成された溝である。つまり、第二溝２２と第三溝２３によって、一つの仮想直線に沿って形成された連続溝が形成されている。

〔５． 溝断面形状について〕
図６は、第一溝１３の溝断面形状（横断面形状）を説明する説明図である。図６に示す第一溝１３の溝断面形状は、円弧形状であり、一定の半径を有する円弧からなる。最も径方向内側の開口端で溝幅Ｂが最大であり、この開口端から径方向外側に向かうにしたがって溝の軸方向寸法が小さくなる。つまり、第一溝１３の溝断面形状は、溝底部３０に向かうにしたがって溝幅Ｂが小さくなる形状である。溝底部３０は、第一溝１３内で最も径方向外側に位置する部分であり、図６の場合、溝底部３０は周方向に連続している。そして、この第一溝１３は、溝長手方向（周方向）に沿って断面形状が変化しない。

第一溝１３は、溝底部３０から径方向内側へ広がる溝側面３１，３２を有しており、溝側面３１，３２は、溝底部３０から溝幅方向の両側に設けられている。この溝断面形状によれば、円環部１０の内周面１２に、溝底部３０よりも径方向内側に位置する面が、第一溝１３の溝幅方向の両側に形成された構成となる。
このため、保持器５が急加速して回転しても、溝底部３０及びその両側の溝側面３１，３２によって囲まれた溝（１３）内に溜められているグリースが、両側の溝側面３１，３２によって、溝（１３）内から飛び散るのを抑えることができ、早期にグリース不足となるのを抑制することができる。
しかも、溝（１３）内に保持されているグリースは、保持器５の回転に伴って徐々に溝側面３１，３２それぞれをつたって内周面１２のうちの第一溝１３の両側の面に出ることができ、やがて、この面に達したグリースを、環状部１０の一側面１１側及び他側面（背面１４）側へ供給することができる。

なお、第二溝２２（図３参照）の溝断面形状は、第一溝１３と交差する部分では第一溝１３の溝断面形状と同じであるが、溝先端に向かうにしたがって溝深さ及び溝幅が小さくなる。
また、第三溝２３の断面形状は、第一溝１３と同じであり、溝長手方向（軸方向）に沿って断面形状が変化しない。

〔６． 溝断面形状の他の例について〕
図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）それぞれは、第一溝１３の他の形態の説明図である。
図８（Ａ）に示す第一溝１３の溝断面形状は、図６に示すものよりも、溝深さが浅い。この場合、図６に示す第一溝１３と比較して、グリースの保持性能は低くなるが、グリースを一側面１１及び背面１４側へ供給しやすくなる。

図８（Ｂ）に示す第一溝１３は、溝断面（横断面）において直線状となる溝底部３０を有している。つまり、第一溝１３の溝底部３０は、円筒状の溝底面からなる。そして、この溝底部３０の溝幅方向の両側に溝側面３１，３２が設けられており、これら溝側面３１，３２は、円環形状となり、溝底部３０から径方向内側へ広がるように形成されている。

図８（Ｃ）に示す第一溝１３の溝断面形状は、溝底部３０を頂点とするほぼ三角形である。溝断面（横断面）において、溝底部３０は、径方向外側に凸となる小円弧部を有する凹形状となる。そして、この溝底部３０の溝幅方向の両側に溝側面３１，３２が設けられており、これら溝側面３１，３２は、溝底部３０から径方向内側へ広がるように形成されている。

図９（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）それぞれは、第一溝１３のさらに他の形態の説明図である。
図９（Ａ）に示す第一溝１３の溝断面形状は、複合円弧からなる。つまり、溝断面は、半径Ｒ１を有する第一円弧部３４と、この第一円弧部３４の溝幅方向両側に設けられ半径Ｒ１と大きさが異なる半径Ｒ２を有する第二円弧部３５，３５とを含む。第一円弧部３４と第二円弧部３５，３５とは滑らかに連続しており、また、第二円弧部３５，３５は円環部１０の内周面１２と滑らかに連続している。
溝底部３０は、第一円弧部３４の最も径方向外側の部分からなる。そして、この溝底部３０の溝幅方向の両側に溝側面３１，３２が設けられており、これら溝側面３１，３２は、溝底部３０から径方向内側へ広がるように形成されている。溝側面３１，３２それぞれは、第一円弧部３４の一部（溝底部３０を除く部分）と、第二円弧部３５とを含む。

図９（Ｂ）に示す円環部１０の内周面１２には、複数（図例では三つ）の第一溝１３が形成されている。これら第一溝１３それぞれの溝断面形状は、図６に示す第一溝１３の溝断面形状と異なる（図９（Ｂ）では、軸方向に偏平させた形状である）が、図６に示す第一溝１３と同様の構成及び機能を有する。なお、図９（Ｂ）の場合、三つの第一溝１３それぞれの溝断面形状は同じであるが、異なっていてもよい。

図９（Ｃ）に示す第一溝１３は、例えば図６に示す第一溝１３と比較して、溝幅Ｂが大きい。溝幅Ｂと円環部１０の内周面１２の軸方向寸法Ａとの比（Ｂ／Ａ）が、０．７以上０．９以下に設定されている。また、図６に示す第一溝１３と比較して、図９（Ｃ）に示す第一溝１３の溝深さＤは浅い。そして、この図９（Ｃ）に示す第一溝１３は、図８（Ｂ）に示す第一溝１３と同様に、溝断面において直線状となる溝底部３０を有している。つまり、第一溝１３の溝底部３０は、円筒状の溝底面からなる。

図８及び図９に示す各第一溝１３が形成されている保持器５の保持器内面９に、更に、第二溝２２を形成する場合、その第二溝２２の溝断面形状は、第一溝１３と交差する部分では第一溝１３の溝断面形状と同じであるが、溝先端に向かうにしたがって溝深さ及び溝幅が小さくなる。または、その第二溝２２の溝断面形状は、第一溝１３の溝断面形状と異なっていてもよく、例えば、図３に示す第二溝２２と同様の形状であってもよい。
また、図８及び図９に示す各第一溝１３が形成されている保持器５の保持器内面９に、更に、第三溝２３を形成する場合、その第三溝２３の断面形状は、第一溝１３と同じであり、溝長手方向（軸方向）に沿って断面形状が変化しない。または、その第三溝２３の溝断面形状は、第一溝１３の溝断面形状と異なっていてもよく、例えば、図３に示す第二溝２２と同様の形状であってもよい。

図８（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示す各溝断面形状は、溝底部３０における溝幅寸法Ｂと径方向内側の開口端における溝幅寸法Ｂとが同じとなる。また、図６、図８及び図９に示す他の横断面形状は、溝底部３０から径方向内側へ向かうにしたがって溝幅寸法Ｂが拡大する。このため、溝内にグリースを保持することができるのみならず、溝内に保持されているグリースは、保持器５の回転に伴う遠心力により、溝側面３１，３２に沿って保持器内面９へ徐々に流れることができる。さらに、そのグリースは円環部１０の背面１４及びポケット７へと供給され、グリースは、複列ころ軸受１の潤滑に寄与することができる。

〔７． 他の形態の保持器５について〕
前記実施形態（図２参照）では、保持器内面９に、第一溝１３、第二溝２２及び第三溝２３が形成されている場合について説明した。他の形態の保持器５として、図１０に示すように、保持器内面９には第一溝１３のみが形成されている。つまり、円環部１０の内周面１２に、周方向を溝長手方向とする第一溝１３が形成されている。なお、図１０は、環状である保持器５を平面的に展開し、その保持器内面９を模式的に示した図である。図１０に示す第一溝１３は、図２に示す第一溝１３と構成が同じであり、ここでは、その詳細についての説明を省略する。

この保持器５においても、円環部１０の内周面１２に形成されている第一溝１３に、グリースを保持することができる。そして、保持器５の回転に伴い、この第一溝１３に保持されたグリースを、円環部１０の一側面１１側及び背面１４（他側面）側へと徐々に供給することが可能となる。

さらに他の形態の保持器５として、図１１に示すように、保持器内面９には第二溝２２のみが形成されている。つまり、柱部２０の径方向内側の面２１に、この柱部２０の延設方向を溝長手方向とする第二溝２２が形成されている。図１１に示す第二溝２２は、図２に示す第二溝２２と構成がほぼ同じであり、ここでは、その詳細についての説明を省略する。ただし、図１１に示す第二溝２２の溝長手方向（左側）の一端部は、背面１４で開口しておらず、円環部１０の内周面１２の上に存在している。

この保持器５においても、柱部２０の径方向内側の面２１に形成されている第二溝２２に、グリースを保持することができる。そして、保持器５の回転に伴い、この第二溝２２に保持されたグリースを、柱部２０とその周方向隣りに設けられるころ４との間に供給することが可能となる。

なお、図示省略するが、保持器内面９に、第一溝１３と第二溝２２とのみを形成してもよい。
また、図１１の二点鎖線で示すように、保持器５の中心線に平行な仮想直線に沿う方向を溝長手方向とする（第二溝２２のような）溝２２ａを、第二溝２２とは別に、又は、第二溝２２に代えて、円環部１０の内周面１２に形成してもよい。

〔８． 保持器５の機能について（その３）〕
以上の前記各実施形態に係る保持器５によれば、ポケット７内のころ４の端面４ａが対向する面１５（一側面１１）に、端面４ａ側に開口している凹部１６が形成されており、この凹部１６により、ころ４の端面４ａとの間でグリースを保持することができる。更に、この凹部１６は、円環部１０の内周面１２において開口していることから、その内周面１２に存在しているグリースが導入される。
特に、本実施形態では、円環部１０の内周面１２に第一溝１３が形成されていることから、この第一溝１３にはグリースが保持されており、また、この第一溝１３と凹部１６とが繋がっていることから、保持されているグリースを、凹部１６へ導入することができる。

このため、円環部１０の内周面１２に存在しているグリースを凹部１６に導入させることで、安定してころ４の端面ａと保持器５の前記面１５（一側面１１）との間にグリースを保持させることが可能となる。この結果、複列ころ軸受１内において早期にグリース不足となるのを抑制することができ、グリース不足による複列ころ軸受１の寿命の低下を防ぐことができる。

さらに、凹部１６に含まれる底面１７（図５参照）は、径方向内側から径方向外側へ向かうにしたがってころ４の端面ａへ接近する傾斜面からなる。このため、保持器５の回転に伴う遠心力によって、円環部１０の内周側のグリースを、凹部１６内で径方向外側へ底面１７に沿って誘導することができ、このグリースをころ４の端面４ａとの間に効率良く供給することが可能となる。

また、凹部１６内の径方向外側には、外側壁面１８が形成されている。このため、保持器５の回転に伴う遠心力によって、凹部１６内に保持されているグリースが過度に凹部１６外へ出るのを、外側壁面１８により抑えることができ、凹部１６におけるグリースの保持機能を高めることができる。

また、本実施形態の保持器５は樹脂製であることから、金属製（例えば黄銅製）とするよりも、回転抵抗を小さくすることができ、低騒音であり、高速回転対応性能が高い。
なお、保持器には黄銅製（銅合金製）のものがあるが、特に高速回転の環境で用いられる場合、保持器の内周面、外周面及びポケット面等が、内輪、外輪及びころに接触することで摩耗し、摩耗粉が発生する。この摩耗粉が、複列ころ軸受の潤滑用のグリース中に混入すると、グリースの潤滑性能が劣化し、軸受の焼き付きや損傷の原因になるおそれがある。しかし、本実施形態の保持器５は樹脂製であるため、前記のような摩耗粉によるグリースの潤滑性能の劣化を防ぐことができる。つまり、樹脂製の保持器５は、黄銅製のものに比べて高速回転に適している。

また、保持器５は櫛型であり、柱部２０は円環部１０から軸方向に突出している片持ち梁状であるため、柱部２０の先部側はある程度自由に変形できる。このため、複列ころ軸受１が回転し、ころ４の進み遅れによって保持器５に引っ張り力と圧縮力とが繰り返し作用しても、その力を逃がすことができ、破損が生じにくい。

また、本発明の複列ころ軸受及び保持器は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記実施形態では、凹部１６の底面１７を傾斜面としたが、これ以外として、段付き面であってもよく、また、底面１７は、一側面１１と平行な平面であってもよい。
また、前記実施形態では、第一溝１３の他に、第二溝２２及び第三溝２３を有している場合について説明したが、図１２に示すように、第一溝１３、更には、第二溝２２及び第三溝２３を省略してもよい。この場合、凹部１６は、円環部１０の平滑な内周面１２において開口しており、この内周面１２に存在しているグリースを凹部１６へ導入させることができる。凹部１６の形状及び機能は、前記実施形態で説明したものと同じであり、ここでは詳細な説明を省略する。
また、第一溝１３を設ける場合、その第一溝１３を、周方向に連続する溝とする以外に、断続的（間欠的）な溝であってもよい。
また、複列ころ軸受１は、工作機械の主軸６の支持以外の用途であってもよい。
また、前記実施形態では、保持器５の回転数に応じてころ案内と外輪案内とが切り替わる場合について説明したが、これ以外であってもよく、ころ案内又は外輪案内のうちの一方であればよい。

１：複列ころ軸受 ２：内輪 ３：外輪
４：ころ ５：保持器（櫛型保持器） ７：ポケット
１０：円環部 １１：一側面 １２：内周面
１３：第一溝（溝） １５：面 １６：凹部
１７：底面 １８：外側壁面 １８ａ：開口縁
２０：柱部 ４０：窪部 Ｋ：領域

Claims (4)

1. 内輪と外輪との間に複列状態で複数のころが配置される複列ころ軸受に組み込まれ、列毎に複数の前記ころを保持する櫛型保持器であって、
   円環部、及び、この円環部の一側面から軸方向に延びかつ周方向に間隔をあけて設けられている複数の柱部を備え、前記円環部の前記一側面側であって周方向隣り合う前記柱部の間に前記ころを保持するポケットが形成され、
   前記ポケット内の前記ころの端面が対向する面に、当該端面との間でグリースを保持するために当該端面側に開口している凹部が形成されており、
   この凹部は、更に、前記円環部の内周面に存在しているグリースを導入させるために当該内周面において開口し、
   前記凹部は、前記ころの端面に対向しかつ径方向内側から径方向外側へ向かうにしたがって前記ころの端面へ接近する底面と、当該凹部内の径方向外側に形成されており前記一側面及び前記底面と交差する外側壁面と、を有していることを特徴とする複列ころ軸受用の櫛型保持器。
2. 前記円環部の内周面に、周方向を溝長手方向としかつ前記凹部と繋がっている溝が形成されている請求項１に記載の複列ころ軸受用の櫛型保持器。
3. 前記凹部の径方向外側における開口縁は、前記ころの端面が対向する面のうち当該ころの端面中央に形成されている窪部に対向する領域内に、位置する請求項１又は２に記載の複列ころ軸受用の櫛型保持器。
4. 内輪と、外輪と、これら内輪と外輪との間に複列状態で配置された複数のころと、列毎に複数の前記ころを保持する複数の独立した保持器と、を備え、
   前記保持器それぞれは、円環部、及び、この円環部の一側面から軸方向に延びかつ周方向に間隔をあけて設けられている複数の柱部を備えた櫛型保持器であり、
   前記円環部の前記一側面側であって周方向隣り合う前記柱部の間に前記ころを保持するポケットが形成され、
   前記ポケット内の前記ころの端面が対向する面に、当該端面との間でグリースを保持するために当該端面側に開口している凹部が形成されており、
   この凹部は、更に、前記円環部の内周面に存在しているグリースを導入させるために当該内周面において開口し、
   前記凹部は、前記ころの端面に対向しかつ径方向内側から径方向外側へ向かうにしたがって前記ころの端面へ接近する底面と、当該凹部内の径方向外側に形成されており前記一側面及び前記底面と交差する外側壁面と、を有していることを特徴とする複列ころ軸受。

Images