JP7031602B2 - アンギュラ玉軸受 - Google Patents

Description

本発明は、アンギュラ玉軸受に関する。

一般に、工作機械の主軸用軸受には、円筒ころ軸受やアンギュラ玉軸受等の転がり軸受が使用されている。これらの転がり軸受の保持器としては、合成樹脂製のプラスチック保持器が用いられる。プラスチック保持器は、軽量なので回転時の遠心力が小さく、高速回転に有利である。
このような転がり軸受の潤滑法としては、グリース潤滑、オイルエア潤滑、ジェット潤滑等が適宜、選択されており、一般的には、低コストでメンテナンスも容易なことから初期封入によるグリース封入潤滑が利用されることが多い（例えば特許文献１参照）。

ところで、外輪案内方式の保持器を有する転がり軸受では、転がり接触部近傍の過剰なグリースを排出するために案内面である保持器外径面に軸方向の溝を設けることがある。保持器外径面に軸方向に溝がある場合は、溝の段部近傍にグリースが掻き出されることにより排出される。一方、保持器外径面に軸方向溝がない場合は、外輪内径面と保持器外径面で形成される案内すきまが一定であるため、保持器と外輪内径面の間にグリースが入ると、保持器の回転により、グリースがせん断されながら案内面から排出される。

日本国特開２０１４－９５４６９号公報

外輪案内方式のアンギュラ玉軸受では、外輪軌道面と外輪案内面の交差部位でできる軌道面エッジと保持器とが接触することにより、保持器が他の接触部分と比較して、非常に摩耗し易い。特に、射出成形により作られる樹脂保持器では、表面の非晶質層が摩耗し、そこが起点となり、保持器案内面全体が早期に摩耗する。また、金属保持器においても同様に摩耗し易く、摩耗粉が発生し、潤滑状態が悪くなることで軸受全体の性能が低下する。この摩耗を防止することを目的として、エッジ逃し溝を保持器外径面に円周方向に沿って設けることがある。
しかしながら、グリースが保持器案内面を通り、保持器の軸方向外側へ移動するためには、保持器案内面と外輪案内面がグリースと接することによる上記のせん断、若しくは軸方向溝の段部による上記の掻き出しが必要となる。ところが、保持器外径面にエッジ逃し溝等が形成された場合、エッジ逃し溝に対面する外輪案内面の位置に溜まったグリースに、排出するための力が働かない場合がある。このグリースは、再び転動体に付着し、軸受内を循環して保持器内径面に戻る。このようなグリースの挙動は、攪拌抵抗を大きくし、通常よりも発熱量を増大させ、軸受の寿命低下や焼付きの原因となる虞がある。これは、特にグリース潤滑でｄｍｎ値が８０万（ＰＣＤ（玉ピッチ円直径）×回転数）以上で使用するような工作機械主軸用軸受について顕著となる。

そこで本発明は、グリースの攪拌抵抗による発熱量を低減し、転がり軸受の寿命低下を抑制できるアンギュラ玉軸受を提供することを目的とする。

本発明は下記構成からなる。
（１） 内輪と、外輪と、前記外輪及び前記内輪の間に配置される複数の転動体とを備える転がり軸受に用いられ、前記転動体が収容される複数のポケットを有する外輪案内方式の保持器であって、
前記保持器の保持器外径面における少なくとも一方の軸方向端部に設けられ、前記外輪に案内される保持器案内面と、
前記保持器外径面の前記保持器案内面よりも軸方向中央側に、前記保持器案内面よりも小さな外径で円周方向に沿って形成された逃し面と、
前記保持器外径面の前記ポケットから軸方向端まで延設され、前記保持器案内面を軸方向に横断して軸方向段部を形成し、前記逃し面よりも溝底が径方向内側に形成された軸方向溝と、
を備える保持器。
本構成の保持器によれば、保持器外径面のポケットから保持器外径側へ移動したグリースが、軸方向溝へ入り込む。この軸方向溝に入り込んだグリースは、回転方向上流側の軸方向段部との間に堆積され、軸方向段部に押し付けられる。これにより、グリースが軸方向外側へ移動する。また、ポケットから逃し面に付着したグリースは、周方向に移動して、逃し面よりも溝底が径方向内側に形成された軸方向溝に入り込み、軸方向段部に突き当たって堆積される。堆積されたグリースは、上記したグリースの流れと合流して、軸方向段部によって一方の軸方向端部から軸方向外側へ排出される流れと、再び転動体に付着して保持器内径部に戻って軸受内を循環する流れとなって流動する。これにより、グリースによる攪拌抵抗を低減し、発熱量の増大を抑制することが可能となる。

（２） 前記保持器案内面を前記逃し面が円周方向に横断して形成される周方向段部は、前記軸方向段部が前記ポケットと接続される軸方向位置よりも前記一方の軸方向端部側に配置された（１）に記載の保持器。
本構成の保持器によれば、逃し溝に付着したグリースが保持器案内面と転動体との間の隙間から軸方向溝に入り込むグリース進入口が広くなり、逃し面のグリースを、より円滑に軸方向溝に入り込ませることができる。

（３） 前記周方向段部は、前記ポケットの前記一方の軸方向端部側におけるポケット端部よりも軸方向中央側に配置された（２）に記載の保持器。
本構成の保持器によれば、ポケットから保持器外径側に移動するグリースが軸方向溝内に入りやすくなる。その結果、グリースが逃し面のみで円周方向に沿って移動することが抑制される。

（４） 前記保持器案内面の外径をＤ１、前記逃し面の外径をＤ２としたとき、
Ｄ１×０．９９９≧Ｄ２
である（１）～（３）のいずれか一つに記載の保持器。
本構成の保持器によれば、転動体と、外輪案内面との間に、適切な隙間が設定され、グリースの円滑な流れが得られる。

（５） 前記保持器案内面は、前記一方の軸方向端部と、前記一方の軸方向端部とは反対側の他方の軸方向端部とに設けられた（１）～（４）のいずれか一つに記載の保持器。
本構成の保持器によれば、保持器の向きを意識することなく、軸受に組み込むことができ、保持器の組立作業性を向上できる。

（６） （１）～（５）のいずれか一つに記載の保持器を備える転がり軸受。
本構成の転がり軸受によれば、グリースの攪拌抵抗による発熱量を低減し、寿命低下を抑制できる。

（７） アンギュラ玉軸受である（６）に記載の転がり軸受。
本構成の転がり軸受によれば、反カウンタボア側を案内面として、グリースの排出が円滑に行われる。
本発明によれば、グリースの攪拌抵抗による発熱量を低減し、転がり軸受の寿命低下を抑制できる。

本発明の実施形態を説明するための図で、第１構成例の保持器を備える転がり軸受の一部断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 図２に示した保持器全体の外観斜視図である。 図３に示す保持器の断面図である。 図４Ａに示す保持器の要部正面図である。 保持器の保持器外径面の拡大斜視図である。 外輪にグリースが付着するまでのグリース移動の様子を示す作用説明図である。 外輪に付着したグリースが軸方向外側に排出されるまでの作用を説明する図で、転がり軸受の一部断面図である。 外輪に付着したグリースが軸方向外側に排出されるまでの作用を説明する図で、外輪に接するグリースが付着した保持器の要部正面図である。 第２構成例の保持器の一部断面図である。 図８Ａに示す保持器の要部正面図である。 第３構成例の保持器の外観斜視図である。 第３構成例の保持器の側面図である。 第３構成例の保持器の正面図である。 第３構成例の保持器の端面部の拡大図である。 第３構成例の保持器のポケットを内径側から見た拡大図である。 第３構成例の保持器のポケットを外径側から見た拡大図である。 第４構成例の保持器の外観斜視図である。 第４構成例の保持器の正面図である。 第４構成例の保持器の側面図である。 第４構成例の保持器の端面部の拡大図である。 第４構成例の保持器のポケットを内径側から見た拡大図である。 第４構成例の保持器のポケットを外径側から見た拡大図である。 グリースの排出性と保持器の耐摩耗性を試験した各保持器とその試験結果を示す説明図である。 試験に用いた軸受のグリース封入状態を示す一部断面図である。 試験に用いた軸受のグリース封入状態を示す一部側面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１構成例＞
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、保持器を備える転がり軸受の一部断面図である。ここでは、転がり軸受として工作機械の主軸等、高速回転する装置に用いられるアンギュラ玉軸受を用いて説明するが、これに限らず、他の構成の転がり軸受であってもよい。

アンギュラ玉軸受１００は、内周面に外輪軌道面１１を有する外輪１３と、外周面に内輪軌道面１５を有する内輪１７と、複数の玉（転動体）１９と、複数のポケット２１を有する保持器２００と、を備える。

図２は図１の要部拡大断面図である。
複数の玉１９は、外輪軌道面１１及び内輪軌道面１５との間に接触角αを有して転動自在に配置される。保持器２００は、内輪１７と外輪１３との間に配置され、保持器外径面には周方向に間隔を有して複数のポケット２１が形成される。それぞれのポケット２１には、玉１９が転動自在に保持される。

保持器２００は、保持器外径面の軸方向両端に、径方向外側へ突出する環状の被案内部２３，２５が形成される。被案内部２３，２５は、それぞれ周方向に沿って等間隔で（図３参照）、しかも双方が同じ周位置に配置される。ここで、被案内部２３，２５とは、外輪案内面２９によって案内され得る保持器２００側の案内面を意味する。

本構成のアンギュラ玉軸受１００は、保持器２００の軸方向一端側（図２における左側）の被案内部２３における保持器案内面２７が、外輪１３の反カウンタボア側の外輪案内面２９に摺接して案内される外輪案内方式である。なお、本構成ではアンギュラ型の軸受であるため、実際に保持器２００が外輪１３に案内されるのは、片側の被案内部２３のみとなる。しかし、図示例の保持器２００は軸対象形状であり、被案内部２３，２５は互いに等価であるため、ここでは、いずれの被案内部２３，２５も「被案内部」と呼称する。

保持器２００は、合成樹脂を含む材料を用いた射出成形品である。保持器２００に使用可能な合成樹脂としては、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳ－ＣＦ（カーボン繊維強化ポリフェニレンサルファイド）等が挙げられる。その他にも、母材として、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）が利用可能で、強化繊維として、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の有機繊維が利用可能である。

図３は図２に示した保持器全体の外観斜視図である。
周方向に隣接する被案内部２３と被案内部２３との間、及び、周方向に隣接する被案内部２５と被案内部２５との間は、保持器案内面２７より径方向高さが低い軸方向溝３１とされている。軸方向溝３１は、後述するように潤滑剤（グリ－ス）の排出溝として機能する。

なお、本構成において、軸方向溝３１は、周方向で隣接する被案内部２３と被案内部２３との間に形成される軸方向溝３１が必須の構成となり、周方向で隣接する被案内部２５と被案内部２５との間に形成される軸方向溝３１は後述する構成例のように被案内部２５と共に省略されていてもよい。

図４Ａは図３に示した保持器の断面図、図４Ｂは図３に示す保持器の要部正面図である。なお、図４Ａは図４ＢのＩＶ－ＩＶ断面図を示している。
一般に、軸受内に配置された保持器は、保持器案内面２７と外輪案内面２９（図２参照）との間の案内すきまと、ポケットすきまとの範囲で移動自在となる。そのため、外輪案内方式のアンギュラ玉軸受においては、外輪１３の外輪案内面２９と外輪軌道面１１との境界の軌道面エッジ３３（図２参照）に、保持器案内面２７が接触することがある。保持器案内面２７が軌道面エッジ３３に接触すると、保持器案内面２７は軌道面エッジ３３との接触部分から摩耗が進行する。そこで、本構成の保持器２００は、軌道面エッジ３３と接触しないように、外輪１３の軌道面エッジ３３との対面領域に、径方向内側に窪む逃し面（本構成例ではエッジ逃し溝３５）を設けてある。

エッジ逃し溝３５は、保持器外径面において、保持器案内面２７よりも軸方向中央側で円周方向に形成される。このエッジ逃し溝３５は、保持器案内面２７よりも小さな外径となって環状に形成される。エッジ逃し溝３５は、被案内部２３と被案内部２５との間の軸方向領域に相当し、保持器案内面２７の径方向高さから一段低く形成される。この段差によって、保持器２００が傾斜した場合でも、軌道面エッジ３３が保持器２００に接触することがなくなり、軌道面エッジ３３との接触による保持器２００の摩耗を未然に防止できる。本構成において、保持器２００は、エッジ逃し溝３５を溝幅方向（図４Ｂの左右方向）に二等分する仮想線３７を境に、図４Ｂにおいて左右対称形状となる。

図５は軸受用保持器の保持器外径面の拡大斜視図である。
保持器２００は、保持器外径面において、保持器案内面２７を軸方向に横断する軸方向溝３１が形成される。軸方向溝３１は、ポケット２１から軸方向端面３０まで形成される。本構成の軸方向溝３１は、被案内部２３と被案内部２５との双方を横断して形成される。即ち、被案内部２３，２５に形成されるそれぞれの軸方向溝３１は、周方向の位相が一致しており、エッジ逃し溝３５よりも溝底が径方向内側に形成される。つまり、軸方向溝３１は、エッジ逃し溝３５よりも低い位置に形成される。

図４Ｂに示すように、保持器２００は、保持器案内面２７の外径をＤ１、エッジ逃し溝３５の外径をＤ２、軸方向溝３１の溝底の外径をＤ３としたとき、
Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞ＰＣＤ・・・（式１）
である。但し、ＰＣＤは、玉ピッチ円直径とする。

より望ましくは、保持器２００は、
Ｄ１×０．９９９≧Ｄ２・・・（式２）
である。

保持器２００は、上記の（式１）を満たすことにより、図５に示す軸方向溝３１の溝底とエッジ逃し溝３５との間に高さＨの段差が生じ、且つ、エッジ逃し溝３５と保持器案内面２７との間に高さｈの段差が生じる。これにより、軸方向溝３１は、円周方向の両端において、エッジ逃し溝３５との間では段差Ｈ、保持器案内面２７との間では段差（Ｈ＋ｈ）となる軸方向段部３９を形成する。

軸方向溝３１は、軸方向中央寄りの一端が、ポケット２１に接続され、反対側の軸方向外側の他端が排出開口となって開放されている。つまり、軸方向溝３１は、グリ－スを軸方向外側に排出する排出溝として機能する。軸方向溝３１は、段差Ｈの部分が、軸方向（図５の左右方向）でポケット２１とオーバーラップしている。また、ポケット２１は、被案内部２３と接していない。そのため、ポケット２１に収容された玉１９と、被案内部２３の内側壁との間には、エッジ逃し溝３５から軸方向溝３１の溝底に入り込むグリース進入口４１が確保される。

このグリース進入口４１には、保持器２００が図５のＭ方向で回転した場合、グリースが矢印４３で示す方向で進入可能となる。グリース進入口４１に進入したグリースは、エッジ逃し溝３５よりも低い軸方向溝３１に入り込むことになる。本構成において、軸方向一方の端部の保持器案内面２７をエッジ逃し溝３５が円周方向に横断することで、周方向段部５７が形成される。周方向段部５７は、軸方向段部３９がポケット２１と接続される軸方向位置よりも、軸方向一方の端部側に配置される。そのため、グリース進入口４１の開口が広くなり、エッジ逃し溝３５に付着するグリースを、より円滑に軸方向溝３１に入り込ませることができる。

また、保持器２００は、上記の（式２）を満たすことにより、玉１９、外輪案内面２９との間に、適切な隙間が設定される。外輪案内方式の保持器２００では、ポケット２１と玉１９との間、外輪案内面２９と保持器案内面２７との間にそれぞれ適切な隙間が設定されている。保持器２００は、軸受の回転に伴いこの隙間の範囲で外輪１３に対して傾きを持って回転する。そのため、エッジ逃し溝３５の深さは、保持器案内面２７の外径Ｄ１の０．１％以上とすることが望ましい。

また、保持器２００は、
（軸方向溝の深さＨ）＞（３×エッジ逃し溝の深さｈ）・・・（式３）
とすることが望ましい。保持器２００は、（式３）を満たすことにより、ポケット２１から軸受端面側に延在する軸方向段部３９の面積（Ｓ１＋Ｓ２）を大きく確保できる。軸方向段部３９の面積（Ｓ１＋Ｓ２）を大きくすることにより、軸方向段部３９によりグリースを押し出す力を増大させることができ、グリースの排出効果を高められる。更には、（式３）を満足することで、Ｓ２の面積と軸方向段部３９の段差が確保されるので、ポケット２１と玉１９とのすきま部分から径方向外側に掻き出されたグリースが円周方向に移動した際、グリースを軸方向段部３９の部分にスクープすることが可能となる。

一方、保持器２００は、玉１９を保持することを目的としており、玉１９の最大直径部で接触するため、軸方向溝３１及びエッジ逃し溝３５は、玉ＰＣＤより外側にある必要がある。これらの軸方向溝３１や軸方向段部３９が玉ＰＣＤよりも内側にある場合は、玉１９が保持器２００の角と接触して摩耗したり、保持器２００に乗り上げたりするなどの不具合が生じるおそれがある。

次に、上記した構成の作用を説明する。
図６は外輪１３にグリースが付着するまでのグリース移動の様子を示す作用説明図である。
アンギュラ玉軸受１００をグリース潤滑で使用する際には、初期に慣らし運転を実施する。慣らし運転は、初期に封入したグリースが軸受内部から排出される所定の位置へ移動することによって完了する。

この慣らし運転では、まず、矢印４５に示すように、保持器内径部のグリースが保持器２００の軸方向端部から直接外部へ排出される。また、グリースは、矢印４７に示すように、玉１９に接触、若しくはポケット内径面に沿って保持器外径側へ移動し、遠心力で外輪内径面に付着する。軸受内のグリースは玉１９を中心として、カウンタボア側と反カウンタボア側でほとんど交わらない。
カウンタボア側のグリースは、滞留位置５３へ留まる。一方、反カウンタボア側のグリースは、滞留位置４９に付着するが、従来構造の場合、滞留位置４９のグリースは軸方向外側へ移動する力が働かず、矢印４７から矢印５１の流れを繰り返す。

図７Ａ，図７Ｂは外輪１３に付着したグリースが軸方向外側に排出されるまでの作用を説明する図で、図７Ａは転がり軸受の一部断面図、図７Ｂは外輪１３に接するグリースが付着した保持器の要部正面図である。
ここで、外輪案内面２９の、保持器２００の軸方向溝３１が存在しない部位に対面する対面位置においては、滞留位置４９のグリースが、外輪案内面２９と保持器案内面２７の間の狭い隙間（案内隙間）に入り、保持器２００と外輪１３との相対運動によるせん断により、案内隙間から押し出されるように、軸方向外側へ排出される。

一方、図５に示す軸方向溝３１においては、保持器２００がＭ方向に回転すると、エッジ逃し溝３５を円周方向に移動したグリースが、矢印４３で示すように、グリース進入口４１からエッジ逃し溝３５よりも窪んだ軸方向溝３１に入り込む。軸方向溝３１に入り込んだグリースは、回転方向上流側の軸方向段部３９（特に面積Ｓ１の部位）との間に堆積されて厚みを増し、対面する外輪案内面２９（図２参照）に付着する。これにより、堆積されたグリースが、軸方向段部３９により押し付けられて、また、外輪案内面２９との接触によってせん断を生じながら軸方向外側へ移動する。したがって、グリースは、軸方向溝３１において、軸方向中央に位置する玉１９と反対側となる外輪案内面２９側の軸方向端部から、軸方向外側への排出が促される。

また、保持器２００のポケット２１から、玉１９の回転に伴って径方向外側に移動したグリースは、矢印４４で示すように軸方向溝３１へ入り込む。この軸方向溝３１に入り込んだグリースは、回転方向上流側の軸方向段部３９（特に面積Ｓ２の部位）との間に堆積され、軸方向段部３９に押し付けられる。これにより、上記した矢印４３のグリースの流れと合流して、軸方向外側へ移動する。

このように、本構成のアンギュラ玉軸受１００では、エッジ逃し溝３５が保持器外径面に形成されている場合であっても、軸方向溝３１の軸方向段部３９へのグリースの付着、及び外輪案内面２９へのグリースの付着により、グリースを軸方向端へ排出するための力が働く。このため、グリースが軸方向端に向けて円滑に移動して排出される。これにより、グリースによる攪拌抵抗を低減し、発熱量の増大を抑制することが可能となる。

なお、保持器２００に軸方向溝３１が存在しても、軸方向溝３１とエッジ逃し溝３５の深さが略同一（即ち、Ｈ＝０）である場合、ポケット２１から排出されたグリースは、外輪案内面２９と保持器案内面２７との相対運動により、主に円周方向に移動し、軸方向段部３９により押し出す力が働きにくくなる。その場合、移動したグリースは、案内面側から軸方向外側へ排出されず、軸受内部で循環し続ける。

しかし、本構成の保持器２００は、保持器案内面２７を有し、互いに隣接する被案内部２３と被案内部２３の間に、軸方向溝３１が設けられている。そのため、グリースの、軸方向段部３９への押し付けによる軸方向への移動と、軸方向溝３１と外輪案内面２９との相対運動によるグリースのせん断とが相俟って、グリースの排出性が促進される。

更に、保持器２００の形状では、ポケット２１の軸方向の端部から軸方向中央に近い位置まで軸方向溝３１が達しているので、大きなグリース進入口４１を確保でき、グリースを排出させる効果をより促進させることができる。

したがって、本構成のアンギュラ玉軸受１００及び保持器２００によれば、グリースの案内面側からの排出性と、保持器外径面の耐摩耗性を向上させ、しかも、グリースの攪拌抵抗による発熱を低減し、軸受の寿命低下を抑制することができる。特にグリース潤滑でｄｍｎ値が８０万（ＰＣＤ（玉ピッチ円直径）×回転数）以上で使用される場合には、上記効果が顕著に得られる。

＜第２構成例＞
図８Ａは第２構成例の保持器の一部断面図、図８Ｂは図８Ａに示す保持器の要部正面図である。
上記の保持器２００は、エッジ逃し溝３５を二分する仮想線３７を境に左右対称形状であったが、保持器は非対称であってもよい。本構成の保持器２００Ａは、保持器外径面の軸方向一端のみに半径方向外側へ突出する被案内部２３を有する。保持器外径面には、被案内部２３に対し軸方向の反対側に、保持器案内面２７より小外径のエッジ逃し面５５が形成される。したがって、保持器案内面２７とエッジ逃し面５５との間は、周方向段部５７となる。保持器２００Ａのこれ以外の構成は、前述の保持器２００と同様である。

本構成例の保持器２００Ａによれば、保持器２００Ａをシンプルな構造にでき、保持器２００Ａの耐久性と生産性とを共に高めることができる。また、エッジ逃し面５５の周方向段部５７の軸方向位置は、図８Ｂに示すように、周方向段部５７を保持器案内面２７側のポケット端部Ｐよりも軸方向内側に位置させている（Ｌ＞０）。このようにすることで、Ｓ２（図５参照）の面積が大きくなり、玉とポケット２１とのすきま部分から掻き出されたグリースを、軸方向外側へより排出しやすくできる。

＜第３構成例＞
図９は第３構成例の保持器２００Ｂの外観斜視図、図１０は保持器２００Ｂの側面図、図１１は保持器２００Ｂの正面図である。
本構成の保持器２００Ｂは、図３に示す保持器２００の被案内部２３，２５に、軸方向に沿って凹溝６１が形成されたこと以外は、保持器２００と同様の構成である。

図１２は保持器２００Ｂの端面部の拡大図、図１３は保持器２００Ｂのポケット２１を内径側から見た拡大図、図１４は保持器２００Ｂのポケット２１の拡大図を外径側から見た拡大図である。

保持器２００Ｂは、被案内部２３，２５の保持器案内面２７と、エッジ逃し溝３５の一部に凹溝６１が形成される。凹溝６１は、エッジ逃し溝３５よりも溝深さが深く、周方向の溝断面が円弧状である。凹溝６１は、最大の外径を有する保持器案内面２７を軸方向に貫通させ、エッジ逃し溝３５の途中まで形成される。凹溝６１の溝底の外径は、保持器案内面２７側とエッジ逃し溝３５側とで等しく、双方の凹溝６１の内面は滑らかに連続している。なお、凹溝６１は、周方向の溝断面がＶ字状であってもよい。

被案内部２３の凹溝６１と被案内部２５の凹溝６１は、いずれも一つの保持器案内面２７の周方向中央に形成され、互いに周方向に関して同位相に形成されている。

軸方向に一直線上に配置される凹溝６１は、グリースの軸方向外側への排出性をより促進できる。また、凹溝６１は、例えば保持器２００Ｂを射出成形する際の金型同士のパーティングラインの位置にすることができる。凹溝６１内にパーティングラインを設けることにより、成形時にパーティングラインにバリが生じても、保持器２００Ｂの最大外径となる保持器案内面２７から径方向外側に突出することがない。これにより、保持器２００Ｂを軸受に組み込んだ際に、バリが削れてグリース内に混入することがない。

＜第４構成例＞
更に、第３構成例の保持器２００Ｂは、第２構成例と同様に非対称な形状であってもよい。
図１５は第４構成例の保持器２００Ｃの外観斜視図、図１６は保持器２００Ｃの側面図、図１７は保持器２００Ｃの正面図である。また、図１８は保持器２００Ｃの端面部の拡大図、図１９は保持器２００Ｃのポケット２１を内径側から見た拡大図、図２０は保持器２００Ｃのポケット２１を外径側から見た拡大図である。

本構成の保持器２００Ｃは、保持器外径面の軸方向一端のみに半径方向外側へ突出する被案内部２３を有する。保持器２００Ｃのこれ以外の構成は、前述の保持器２００Ｂの構成と同様である。

本構成の保持器２００Ｃによれば、保持器２００Ｃをシンプルな構造にでき、保持器２００Ｃの耐久性と生産性とを共に高めることができ、第２構成例の場合と同様の作用効果が得られる。

内径７０ｍｍのアンギュラ玉軸受（日本精工製 型番７０ＢＮＲ１０Ｈ）において、グリース（日本精工製 ＭＴＥグリース）を軸受の空間容積の１５％封入し、アンデロン測定機にて４０００ｍｉｎ^－１で２分間回転させた。その後、軸受を分解して保持器へのグリースの付着を観察することでグリースの排出性を確認した。試験に用いた保持器とその試験結果については、図２１に纏めて示している。また、試験実施前のグリース封入状態を図２２，図２３に示す。図２２は試験に用いた軸受の一部断面図で、図２３は図２２に示す軸受の一部側面図である。試験実施前に、シリンジ７１の先端を内輪１７の外周面と保持器２００の内周面との間に向けて、シリンジ７１からグリース７３を吐出する。グリース７３は、軸受の周方向に沿った玉１９同士の間にそれぞれ供給され、保持器２００の内径側のみに封入された状態となる。

比較例１の保持器は、エッジ逃し溝がなく、深さ０．５ｍｍの軸方向溝のみが設けられている。
実施例１の保持器は、外径部に円周方向に沿ったエッジ逃し溝と、軸方向に沿った軸方向溝とを共に有し、エッジ逃し溝の幅が、ポケット径と等しくされている。溝の深さは、エッジ逃し溝よりも軸方向溝の方が深い。この保持器の軸方向溝は、径方向に貫通するポケットを跨いで２つに分断して形成され、保持器端部でそれぞれ開口する。軸方向溝は、ポケットと軸方向に沿ってオーバーラップし、オーバーラップしたポケットの軸方向端部が、分断して形成される軸方向溝の内側端部となる。
比較例２の保持器は、実施例１の保持器におけるエッジ逃し溝を深くして、軸方向溝と同じ深さにされている。
比較例３の保持器は、比較例２の保持器におけるエッジ逃し溝の軸方向幅を広げ、ポケット径より大きい幅にされている。
各保持器の材質は、カーボン繊維強化ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ－ＣＦ）である。

比較例１の保持器では、外輪案内面側のポケットから排出されたグリースが、外輪案内面と保持器案内面の相対運動により円周方向へ移動し、そのグリースがポケットに続く軸方向溝の軸方向段部に押し付けられて軸方向に移動することで排出された。しかし、保持器が外輪の軌道面エッジと接触する構成であるため、軌道面のエッジ位置を発生起点とする摩耗は発生する可能性がある。

実施例１の保持器では、ポケットから排出された外輪案内面側のグリースが外輪案内面と保持器案内面の相対運動により円周方向へ移動する。この円周方向に移動したグリースが、エッジ逃し溝に連通される軸方向溝の軸方向段部に押し付けられ、軸方向へ移動することで、軸受内部から排出された。更に、本形状では、ポケットの軸方向端部から保持器の軸方向中心側に近い位置まで、ポケットの周縁に沿って軸方向溝が延設されている。そのため、エッジ逃し溝と軸方向溝とを連通する流路の断面積が増え、軸方向溝へのグリースの進入が円滑となった。また、軸方向溝は、外輪の軌道面エッジより保持器の中心に近いところまで達しており、これによっても、エッジ逃し溝に付着したグリースを軸方向溝に排出する効果が高められた。更に、この構成ではエッジ部の接触がなく、案内面にグリースが到達し、潤滑状態も良好であることから、十分な耐摩耗性があると考えられる。

比較例２の保持器では、エッジ逃し溝の幅とポケット径とが等しく、ポケットの端を円周方向へ投影した位置にエッジ逃し溝の軸方向端部における周方向断部がある。そのため、ポケットから排出されたグリースは、保持器案内面側に付着した極一部のグリースのみ保持器案内面に広がって排出されるが、大部分は軸受内部で循環した。よって、本形状では、グリースの排出性が実施例１と比較して低下した。また、案内面に付着したグリースが非常に少なく、一部ではグリースが付着していない部分も見られることから、案内面の潤滑不良と摩耗が発生することが考えられる。
更に、軸受内部に過剰なグリースが残存するので、攪拌抵抗による発熱が生じ、軸受の早期損傷の恐れがある。

比較例３の保持器では、保持器案内面側のポケットから排出されたグリースが外輪案内面と保持器案内面との相対運動により円周方向へ移動したが、軸方向外側へ押し出す力が働かず、円周方向に移動したグリースが再び転動体に接触するようになった。そのため、保持器案内面側から軸方向外側へグリースが排出されなかった。また、軌道面エッジによる保持器外径面の耐摩耗性は、グリースの潤滑不良のため比較例２よりも低下した。

実施例１と比較例１～３の各保持器は、いずれも軸方向に関して左右対称であるが、図８に示すような非対称の段付きの保持器でも同様の結果が得られた。
なお、図２１に示す○印は良品レベル、×印は通常の使用条件では問題ないが、使用条件が過酷になる場合に不良品となり得るレベル、△印は良品ではないが使用状態によっては適用可能なレベルを表す。

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

例えば、転がり軸受としては、アンギュラ玉軸受に限定されるものではなく、円筒ころ軸受等、他の種類の転がり軸受であってもよい。なお、本作用は、グリース潤滑のみならず、オイルエア潤滑やジェット潤滑等でも同様の効果が見込まれる。

本出願は２０１６年１１月４日出願の日本国特許出願（特願２０１６－２１６７３４）、及び２０１７年５月８日出願の日本国特許出願（特願２０１７－９２５２４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１３ 外輪
１７ 内輪
１９ 玉（転動体）
２１ ポケット
２７ 保持器案内面
３１ 軸方向溝
３５ エッジ逃し溝（逃し面）
１００ アンギュラ玉軸受
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ 保持器

Claims (5)

1. 内輪と、外輪と、前記外輪及び前記内輪の間に配置される複数の転動体とを備え、前記転動体が収容される複数のポケットを有する外輪案内方式の保持器を備えるアンギュラ玉軸受であって、
   前記保持器の保持器外径面における少なくとも一方の軸方向端部に設けられ、前記外輪に案内される保持器案内面と、
   前記保持器外径面の前記保持器案内面よりも軸方向中央側に、前記保持器案内面よりも小さな外径で円周方向に沿って形成された逃し面と、
   前記保持器外径面の前記ポケットから軸方向端まで延設され、前記保持器案内面を軸方向に横断して軸方向段部を形成し、前記逃し面よりも溝底が径方向内側に形成された軸方向溝と、
   を備える保持器を具備したアンギュラ玉軸受。
2. 前記保持器案内面を前記逃し面が円周方向に横断して形成される周方向段部は、前記軸方向段部が前記ポケットと接続される軸方向位置よりも前記一方の軸方向端部側に配置された請求項１に記載のアンギュラ玉軸受。
3. 前記周方向段部は、前記ポケットの前記一方の軸方向端部側におけるポケット端部よりも軸方向中央側に配置された請求項２に記載のアンギュラ玉軸受。
4. 前記保持器案内面の外径をＤ１、前記逃し面の外径をＤ２としたとき、
   Ｄ１×０．９９９≧Ｄ２
   である請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のアンギュラ玉軸受。
5. 前記保持器案内面は、前記一方の軸方向端部と、前記一方の軸方向端部とは反対側の他方の軸方向端部とに設けられた請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のアンギュラ玉軸受。

Images