JPWO2003029670A1 - ころ軸受及び複列円筒ころ軸受 - Google Patents

Abstract

高速回転時における軸受の発熱を抑制できるとともに、十分な剛性及び強度を確保できて高速性能に優れた合成樹脂製保持器を備えた円筒ころ軸受及び複列円筒ころ軸受である。円筒ころ軸受は、軸方向一端部に配置された円環部と、円環部の側面から延びた複数本の柱部とを有する合成樹脂製保持器を備える。円環部の最小内径ｄ１を柱部の最大内径ｄ２より小さくし、且つ、柱部の全長の２／３以下の長さの範囲で柱部の内径を円環部の内径ｄ１と同一にした。複列円筒ころ軸受は、隣接する２本の柱部の円周方向両側面と円環部の内側面とによって三方が囲まれた複数のポケット部に外輪と内輪の間に転動自在に配設された円筒形転動体を複数列にわたって夫々回動自在に保持する合成樹脂で一体に形成された保持器を備える。保持器が回転時の遠心力によって弾性変形することで発生する部材同士の干渉を防止するために、予め干渉部位の形状を前記弾性変形分削除してテーパ形状に成形した。

Description

技術分野
本発明はころ軸受及び複列円筒ころ軸受に関し、特に、例えば、モータ駆動される軸や工作機械の主軸など、微量のグリース又は潤滑油による潤滑のもとで高速回転される回転体を支持し、その環境下で低発熱であることが要求されるころ軸受や複列円筒ころ軸受に組み込まれる合成樹脂製保持器に関する。
背景技術
従来、工作機械の主軸を回動自在に支承する軸受には、加工精度維持のために高剛性、高回転精度、低発熱の特性が要求される。
高剛性の観点から、工作機械の軸受には、円筒ころ軸受が一般的に使用されているが、近年急速に高まっている生産性向上の要求から、高速回転に耐え、長寿命の単列及び複列円筒ころ軸受が求められている。
従来の円筒ころ軸受の保持器には、銅合金製の、所謂もみ抜き保持器が用いられているが、高速回転で使用すると、該保持器の内外周面、ポケット内面が内輪や外輪の転動面及び円筒ころに接触して摩耗し、摩耗粉が発生する欠点があった。該摩耗粉がグリース中に混入すると、潤滑性能が著しく劣化して焼付きや損傷の原因となるという問題があった。
近年、上記問題点を解決する保持器として、合成樹脂製の保持器が採用され始めている。合成樹脂製の保持器は、例えばポリアミド樹脂等の合成樹脂中にガラス繊維等の補強材を適量混入した素材を射出成形して形成されている。
合成樹脂製の保持器は、耐摩耗性に優れているものの、金属製の保持器に比較して剛性及び強度の点で劣り、高速回転する軸受に使用すると、該保持器に作用する力によって損傷を受ける可能性があった。
そこで、特開平１１−１６６５４４号公報には、図３１及び図３２に示すように、リング状に成形された円環部１ａから片持ち梁形状の柱部１ｂを所定の間隔で多数個側方に突出させて設けた合成樹脂製の保持器１が提案されている。
該公報には、合成樹脂製の保持器１を用い、隣接する該柱部１ｂ間のポケット部内に回動自在に保持した円筒ころ２を、外輪３及び内輪４の間に転動自在に配設して複列円筒ころ軸受５を構成したものが開示されている。
該複列円筒ころ軸受５の合成樹脂製の保持器１は、高速回転に伴なって円筒ころ２から円周方向の過大な力が柱部１ｂに作用したとき、合成樹脂の持つ弾性を利用して、柱部１ｂの弾性変形によって該過大な力を吸収し、保持器１の損傷を防止するようにしたものである。
上記従来の保持器１は、軸受５が高速回転すると回転速度の２乗に比例した大きな遠心力が保持器１に作用し、図３３に示したように、片持ち梁形状の柱部１ｂが矢印Ｂ方向（外径方向）に変位し、これに伴なって円環部１ａが捩じられて保持器１が弾性変形する。
図３３に示した内輪案内型の保持器１は、該弾性変形によって、円環部１ａの外側面１ｃの外径側同士、内径部の外側面１ｃ側と内輪４、及び円環部１ａの内側面１ｄの内径側と円筒ころ２の側面とが互いに干渉し、強く押圧される。この押圧力は、回転速度の２乗に比例するので、高速回転である程、幾何級数的に増大し、大きな力が作用する。
これらの部位が強く押圧された状態のまま高速で回転し続けると、摩擦によって発熱し、封入されたグリースや潤滑油の熱による劣化が促進されて潤滑性能が低下する。また、保持器１、内輪４又は円筒ころ２の接触部が局部的に摩耗して軸受の寿命が短くなるという問題があった。
また、外輪案内型、又はころ案内型の保持器においても、干渉部位が内輪案内型の保持器と異なる点はあるが、遠心力による保持器の弾性変形に起因して同様の干渉が生じ、発熱、摩耗等の深刻な問題があった。
また、夫々の部品の干渉によりトルクが変動する一因ともなり、回転精度の安定化を阻害する可能性があった。
従って、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高速回転時に、保持器に作用する遠心力によって該保持器が弾性変形しても、保持器、内輪及びころ間の干渉の発生を防止するようにして、発熱が少なく、微量の潤滑剤により高速回転に耐え、長寿命のころ軸受及び複列円筒ころ軸受を提供することを目的としている。
発明の開示
本発明者らの鋭意検討の結果、合成樹脂製保持器の形状を工夫することで剛性を高めることができ、ｄｍＮ（ｄｍ：ピッチ円径、Ｎ：軸回転数）１００万以上の高速回転時にも軸受の発熱を顕著に抑制できることが見出された。
本発明に係る上記目的は、軸方向一端部に配置された円環部と、その円環部の側面から延びた複数本の柱部とを有する合成樹脂製保持器を備えたころ軸受において、前記円環部の最小内径を前記柱部の最大内径より小さくし、且つ、前記柱部の全長の２／３以下の長さの範囲で前記柱部の内径を前記円環部の内径と同一にしたことを特徴とするころ軸受により達成される。
また、本発明に係る上記目的は、軸方向一端部に配置された円環部と、その円環部の側面から延びた複数本の柱部とを有する合成樹脂製保持器を備えたころ軸受において、前記円環部の最小内径を前記柱部の最大内径より小さくし、且つ、前記柱部の全長の１／３以下の長さの範囲で前記柱部の内径を前記円環部の内径と同一にし、更に、前記円環部の最大外径を前記柱部の最小外径より大きくし、且つ、前記柱部の全長の１／３未満の長さの範囲で前記柱部の外径を前記円環部の外径と同一にしたことを特徴とするころ軸受により達成される。
尚、好ましい実施態様によれば、上記の合成樹脂製保持器は、ころ軸受に組み込まれた際に、内輪や外輪等の軌道輪によって案内される。
以上のような構成とすることにより、従来の合成樹脂製保持器に比べて、遠心力の作用で柱部が外周側へ撓む量を抑制できるとともに、保持器に加わる最大応力（円環部と柱部との接続部の応力）をも抑制することができる。上記構成の合成樹脂製保持器を備えたころ軸受によれば、高速回転時における軸受の発熱を抑制できるとともに、十分な剛性及び強度を確保できて良好な高速性能が得られる。
また、上記構成の合成樹脂製保持器の、例えば、径方向寸法を厚くされた円環部を軌道輪によって案内するようにすれば、保持器の強度をより向上させることができる。
上述の合成樹脂製保持器は、例えば、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール等の熱可塑性合成樹脂を母材とし、強度向上の為にガラス繊維を１０〜３０重量％程度添加したものを、射出成形することにより形成できる。ただし、用途により、合成樹脂製保持器に特に十分な弾性を要求される場合には、ガラス繊維等の添加材を添加しない場合も考えられる。また、上記母材となる熱可塑性合成樹脂としては、一般的な工作機械用の主軸を支持する為の円筒ころ軸受用の合成樹脂製保持器の場合には、価格面、或は強度、化学的安定性等の機能面から考えて、ポリアミド６６が好適である。これに対して、通常運転時や慣らし運転時の温度条件が著しく厳しく（高温に）なる場合や、より優れた疲労強度、剛性が必要な場合にはポリアミド４６が、高温、耐薬品、湿度（吸湿）に対する寸法安定性を特に要求する場合にはポリフェニレンサルファイドが、耐摩耗性を特に要求する場合にはポリアセタールが、それぞれ好適である。
更に、本発明に係る上記目的は、リング状に成形された円環部と、円周方向に所定の間隔で配置され該円環部の内側面から軸方向に突出して成形された複数本の柱部とから構成され、隣接する２本の前記柱部の円周方向両側面と前記円環部の前記内側面とによって三方が囲まれた複数のポケット部に外輪と内輪の間に転動自在に配設された円筒形転動体を複数列にわたって夫々回動自在に保持する合成樹脂で一体的に形成された保持器を備えた複列円筒ころ軸受において、前記保持器が回転時の遠心力によって弾性変形することで発生する部材同士の干渉を防止するために、予め干渉部位の形状を前記弾性変形分削除してテーパ形状に成形することを特徴とする複列円筒ころ軸受により達成される。
以上のような構成とすることにより、円環部及び該円環部から側方に片持ち梁形状で突出させた複数本の柱部からなる合成樹脂製の保持器において、遠心力によって該保持器が弾性変形する分を予測し、弾性変形によって干渉が発生する部位の形状を削除したテーパ形状に成形した。
したがって、軸受を高速で回転させたとき遠心力によって柱部の先端が半径方向外方に変位し、円環部が捩じられて保持器が弾性変形しても、保持器同士、保持器と軌道輪との干渉を回避することができる。また、摩擦による発熱及びトルク変動を低減させると共に、局部的な摩耗を防止することができる。よって、微量の潤滑剤によって長期間安定して高速回転に耐え且つトルク変動の少ない長寿命の複列円筒ころ軸受を得ることができる。
また、本発明に係る上記目的は、リング状に成形され内径部が内輪の外周面に案内されて半径方向位置が規制された円環部と、円周方向に所定の間隔で配置され該円環部の内側面から軸方向に突出して成形された複数本の柱部とから構成され、隣接する２本の前記柱部の円周方向両側面と前記円環部の前記内側面とによって三方が囲まれた複数のポケット部に外輪と前記内輪との間に転動自在に配設された円筒形転動体を複数列にわたって夫々回動自在に保持する合成樹脂で一体的に形成された内輪案内型の保持器を備えた複列円筒ころ軸受において、前記円環部の外側面が該円環部の内径側から外径側に向うのに伴って前記円環部の軸方向寸法を次第に小さくするテーパ面とすると共に、前記円環部の内径部が該円環部の前記内側面から前記外側面に向うのに伴って内径寸法を次第に大きくするテーパ穴として形成したことを特徴とする複列円筒ころ軸受により達成される。
以上のような構成とすることにより、円環部の外側面に円環部の内径側から外径側に向うのに伴って次第に円環部の軸方向寸法が小さくなるようなテーパを付与するとともに、内径部に円環部の内側面から外側面に向うのに伴って次第に内径寸法が大きくなるテーパを付与した。
したがって、回転時の遠心力によって円環部が捩じられて弾性変形しても、円環部の外側面の外径側同士、及び円環部の内径部の外側面側と内輪との干渉を回避することができる。
これにより、摩擦による発熱及びトルク変動、局部的な摩耗を防止することができるとともに、熱による潤滑剤の劣化防止と、保持器、内輪又は円筒ころの局部的な摩耗を防止することができる。よって、微量の潤滑剤によって長期間安定して高速回転に耐え且つトルク変動の少ない長寿命の複列円筒ころ軸受を得ることができる。
また、本発明に係る上記目的は、リング状に成形され外径部が外輪の内周面に案内されて半径方向位置が規制された円環部と、円周方向に所定の間隔で配置され該円環部の内側面から軸方向に突出して成形された複数本の柱部とから構成され、隣接する２本の前記柱部の円周方向両側面と前記円環部の前記内側面とによって三方が囲まれた複数のポケット部に前記外輪と内輪との間に転動自在に配設された円筒形転動体を複数列にわたって夫々回動自在に保持する合成樹脂で一体的に形成された外輪案内型の保持器を備えた複列円筒ころ軸受において、前記円環部の外側面が該円環部の内径側から外径側に向うのに伴って前記円環部の軸方向寸法を次第に小さくするテーパ面とすると共に、前記円環部の外径部が該円環部の前記外側面から前記内側面に向うのに伴って外径寸法を次第に小さくするテーパ状に形成したことを特徴とする複列円筒ころ軸受により達成される。
以上のような構成とすることにより、円環部の外側面に円環部の内径側から外径側に向うのに伴って次第に円環部の軸方向寸法が小さくなるようなテーパを付与するとともに、外径部に円環部の外側面から内側面に向うのに伴って次第に外径寸法が小さくなるテーパを付与した。
したがって、遠心力によって保持器が弾性変形しても、円環部の外径側の外側面同士、及び円環部の外径部の内側面側と外輪との干渉を回避することができる。これにより、摩擦による発熱及び熱による潤滑剤の劣化、トルク変動の発生を抑制することができるとともに、保持器、外輪及び円筒ころの局部的な摩耗を防止することができる。よって、微量の潤滑剤によって長期間安定して高速回転に耐え且つトルク変動の少ない長寿命の複列円筒ころ軸受を得ることができる。
また、本発明に係る上記目的は、リング状に成形され外輪及び内輪間に複数列にわたって転動自在に配設された複数個の円筒形転動体に案内されて半径方向位置が規制された円環部と、円周方向に所定の間隔で配置され該円環部の内側面から軸方向に突出して成形された複数本の柱部とから構成され、隣接する２本の前記柱部の円周方向両側面と前記円環部の前記内側面とによって三方が囲まれた複数のポケット部に前記転動体を夫々回動自在に保持する合成樹脂で一体的に形成されたころ案内型の保持器を備えた複列円筒ころ軸受において、前記円環部の外側面が該円環部の内径側から外径側に向うのに伴って前記円環部の軸方向寸法を次第に小さくするテーパ面として形成したことを特徴とする複列円筒ころ軸受により達成される。
以上のような構成とすることにより、円環部の外側面に円環部の内径側から外径側に向うのに伴って次第に円環部の軸方向寸法が小さくなるようなテーパを付与して成形したので、遠心力によって保持器が弾性変形しても、円環部の外側面の外径側同士が干渉することはない。
また、摩擦による発熱及び熱による潤滑剤の劣化、部品同士の干渉によるトルク変動を抑制することができ、微量の潤滑剤によって長期間安定して高速回転に耐え且つトルク変動の少ない長寿命の複列円筒ころ軸受を得ることができる。
更に、本発明に係る上記目的は、複列円筒ころ軸受の内外輪間における各ころ列の内端側に同軸配置された円環部と、該円環部のころ側端面から軸線方向に突出した複数本の柱部とを備え、これら各柱部の軸受周方向両側面と前記円環部のころ側端面とによって同一ころ列上のころ相互の間隔を保持すると共に、各ころ列によってころ案内されるころ持たせ部を有するポケットを構成された合成樹脂製保持器を備えた複列円筒ころ軸受であって、前記各柱部の軸受周方向両側面の少なくとも一部が、接触する円筒ころに軸受半径方向の接触圧を作用させないストレート面とされると共に、軸受周方向に対向する前記各柱部の軸受周方向両側面において、前記柱部の外径側に装備されてころ案内されるころ持たせ部相互間の離間距離をＨ１、前記ストレート面間の離間距離をＨ２、軸受内径側端部間の離間距離をＨ３とした際に、Ｈ１＜Ｈ３≦Ｈ２を満たすように各柱部の軸受周方向両側面の軸受内径側端部に突起列を設けたことを特徴とする複列円筒ころ軸受により達成される。
以上のような構成とすることにより、前記各柱部の軸受周方向両側面の軸受内径側端部に設けられた突起列により、該軸受周方向両側面に潤滑剤を保持することができ、潤滑剤不足に起因する温度上昇や、異音の発生、或いは回転性能の低下等を防止することができる。
そこで、微量の潤滑剤（グリース又は潤滑油等）によって潤滑されつつ高速回転した場合でも、優れた低騒音性を確保でき、高速安定性、耐久性を更に向上させることができる。
尚、好ましい実施態様によれば、前記ころ持たせ部の面取り半径をＲ、前記円筒ころの外径をＤａとする際に、Ｒ／Ｄａ＝０．０５〜０．２を満たすように、前記面取り半径Ｒを設定した構成とする。
以上のような構成とすることにより、円筒ころところ持たせ部との間の接触圧を低く抑えることができ、これら円筒ころところ持たせ部との間の接触圧の増大に起因する温度上昇を回避することができ、温度上昇に起因する軸受性能低下を抑制して高速安定性や耐久性の向上を更に進展させることができる。
従って、高速回転時に、保持器に作用する遠心力によって該保持器が弾性変形しても、保持器、内輪及びころ間の干渉の発生を防止するようにして、発熱が少なく、微量の潤滑剤により高速回転に耐え、長寿命のころ軸受及び複列円筒ころ軸受を提供できる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。複列のころ軸受を例に挙げて説明するが、これに限定されず、単列のころ軸受にも本発明を適用できる。
図１に示すように、円筒ころ軸受１０は、内輪１１と外輪１２との間に、２列に複数の円筒ころ１３を配置してなる。各列の複数の円筒ころ１３は、合成樹脂製保持器２０によって周方向に等間隔をあけて回動自在に保持されている。円筒ころ軸受１０は、微量のグリースによって潤滑される。しかしこれに限定されず、微量の潤滑油によって、或いはグリースと潤滑油との混合物によって潤滑されてもよい。
本実施形態では、合成樹脂製保持器２０が、内輪１１に案内される。すなわち保持器２０は、内輪１１の回転につれ回る。
本実施形態では、同形状の一対の保持器２０，２０が円筒ころ軸受１０に組み込まれている。保持器２０は、軸方向一端部に配置された円環部２１と、その円環部２１の側面から、周方向に等間隔をあけて軸方向に延びた複数本の柱部２５とを備えている。
本実施形態では、同形状の一対の保持器２０，２０の、円環部２１，２１の柱部２５が設けられた側とは反対側の側面同士が向き合っている。
しかし、合成樹脂性保持器の形態はこれに限定されない。例えば、一対の保持器を向き合わせるのではなく、一体成形された保持器を用いてもよい。すなわち、円環部の両側面に柱部を一体成形された保持器を用いてもよい。
図１において円筒ころ１３を取り除いた状態におけるＡ矢視図を図２に示す。図２に示すように、柱部２５の外径面２６は、側面視において、円環部２１の外径面２１ａと同一円周上に配置されている。また、柱部２５の内径面２７は、その一部（円環部２１側の部分）が、側面視において、円環部２１の内径面２１ｂと同一円周上に配置されている。柱部２５は、その外径面２６から内径面２７へ向かうにつれて、幅（周方向寸法）が狭くなっている。
図３に、図１に示した合成樹脂製保持器２０を拡大した様子を示す。図３では、ハッチングを省略している。
本実施形態における柱部２５は、円環部２１の内径ｄ１と同一の内径を有する根元部（厚肉部）２５ａと、円環部２１の内径ｄ１より大きい内径ｄ２を有する先端部（薄肉部）２５ｂとを備えている。根元部２５ａの軸方向寸法は、柱部２５の全長Ｌの１／３に設定されている。
円環部２１の内径面と根元部２５ａの内径面とは、面一になっている。根元部２５ａの内径面と先端部２５ｂの内径面とは、湾曲面Ｒによって滑らかに接続されている。つまり、根元部２５ａの内径面と先端部２５ｂの内径面との接続部は、半径Ｒで丸められている。円環部２１の外径面、根元部２５ａの外径面及び先端部２５ｂの外径面は、面一になっている。
図４に、本発明の第２実施形態の合成樹脂製保持器３０の要部を示す。なお、以下に説明する実施形態において、既に説明した部材等と同様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
本実施形態における柱部３５は、円環部２１の内径ｄ１と同一の内径を有する部分が無く、その全長Ｌにわたって円環部２１の内径ｄ１より大きい内径ｄ２を有している。円環部２１の内径面と柱部３５の内径面との接続部は、半径Ｒで丸められている。円環部２１の外径面及び柱部３５の外径面は、面一になっている。
図５に、本発明の第３実施形態の合成樹脂製保持器４０の要部を示す。本実施形態における柱部４５は、円環部２１の内径ｄ１と同一の内径を有する根元部（厚肉部）４５ａと、円環部２１の内径ｄ１より大きい内径ｄ２を有する先端部（薄肉部）４５ｂとを備えている。根元部４５ａの軸方向寸法は、柱部４５の全長Ｌの２／３に設定されている。
円環部２１の内径面と根元部４５ａの内径面とは、面一になっている。根元部４５ａの内径面と先端部４５ｂの内径面との接続部は、半径Ｒで丸められている。円環部２１の外径面、根元部４５ａの外径面及び先端部４５ｂの外径面は、面一になっている。
比較のため、従来の合成樹脂製保持器の一例（比較例１）を図６に示す。この保持器１００における柱部１０５の内径面には、円環部１０１の内径面より内周側に突出する凸部１０９が形成されている。円環部１０１の外径面と柱部１０５の外径面とは面一になっておらず、柱部１０５は先端部側ほどその外径が小さくなるように、外径面が角度αで傾斜している。
図７に、本発明の第４実施形態の合成樹脂製保持器６０が組み込まれた円筒ころ軸受５０を示す。本実施形態では、合成樹脂製保持器６０が、内輪１１に案内される。本実施形態では、合成樹脂製保持器６０の円環部６１の外径が、柱部６５の外径より大きくなっている。
図７において円筒ころ１３を取り除いた状態におけるＡ矢視図を図８に示す。図８に示すように、柱部６５の外径面６６は、その一部（円環部６１側の部分）が、側面視において、円環部６１の外径面６１ａと同一円周上に配置されている。また、柱部６５の内径面６７は、その一部（円環部６１側の部分）が、側面視において、円環部６１の内径面６１ｂと同一円周上に配置されている。柱部６５は、その外径面６６から内径面６７へ向かうにつれて、幅（周方向寸法）が狭くなっている。
図９に、図７に示した合成樹脂製保持器６０を拡大した様子を示す。図９では、ハッチングを省略している。
本実施形態における柱部６５は、円環部６１の内径ｄ１と同一の内径を有する根元部（厚肉部）６５ａと、円環部６１の内径ｄ１より大きい内径ｄ２を有する先端部（薄肉部）６５ｂとを備えている。根元部６５ａの軸方向寸法は、柱部６５の全長Ｌの１／３に設定されている。
円環部６１の内径面と根元部６５ａの内径面とは、面一になっている。根元部６５ａの内径面と先端部６５ｂの内径面との接続部は、半径Ｒ１で丸められている。柱部６５の均一な外径Ｄ２は、円環部６１の外径Ｄ１より小さくなっている。円環部６１の外径面と柱部６５（根元部６５ａ）の外径面との接続部は、半径Ｒ２で丸められている。
図１０に、本発明の第５実施形態の合成樹脂製保持器７０の要部を示す。本実施形態における柱部７５は、円環部６１の内径ｄ１と同一の内径を有する部分が無く、その全長Ｌにわたって円環部６１の内径ｄ１より大きい内径ｄ２を有している。円環部６１の内径面と柱部７５の内径面との接続部は、半径Ｒ１で丸められている。柱部７５の均一な外径Ｄ２は、円環部６１の外径Ｄ１より小さくなっている。円環部６１の外径面と柱部７５の外径面との接続部は、半径Ｒ２で丸められている。
比較のため、本発明から外れる合成樹脂製保持器の一例（比較例２）を図１１に示す。この保持器１１０は、柱部１１５が、円環部１１１の内径ｄ１と同一の内径を有する部分が無く、その全長Ｌにわたって円環部１１１の内径ｄ１より大きい内径ｄ２を有している。円環部１１１の内径面と柱部１１５の内径面との接続部は、半径Ｒ１で丸められている。柱部１１５は、円環部１１１の外径Ｄ１と同一の外径を有する根元部１１５ａと、円環部１１１の外径Ｄ１より小さい外径Ｄ２を有する先端部１１５ｂとを備えている。根元部１１５ａの軸方向寸法は、柱部１１５の全長Ｌの１／３に設定されている。根元部１１５ａの外径面と先端部１１５ｂの外径面との接続部は、半径Ｒ２で丸められている。
本発明から外れる合成樹脂製保持器の更に別の例（比較例３）を図１２に示す。この保持器１２０は、柱部１２５が、円環部１２１の内径ｄ１及び外径Ｄ１と同一の内径及び外径を有する根元部１２５ａと、円環部１２１の内径ｄ１より大きい内径ｄ２を有するとともに円環部１２１の外径Ｄ１より小さい外径Ｄ２を有する先端部１２５ｂとを備えている。根元部１２５ａの軸方向寸法は、柱部１２５の全長Ｌの１／３に設定されている。円環部１２１の内径面と根元部１２５ａの内径面とは、面一になっている。根元部１２５ａの内径面と先端部１２５ｂの内径面との接続部は、半径Ｒ１で丸められている。円環部１２１の外径面と根元部１２５ａの外径面とは、面一になっている。根元部１２５ａの外径面と先端部１２５ｂの外径面との接続部は、半径Ｒ２で丸められている。
有限要素法（ＦＥＭ）により、上記した合成樹脂製保持器に対して、応力解析、変位解析を行った。
先ず、第１〜第３実施形態及び比較例１に対して、軸受がｄｍＮ１５０万で回転したことを想定して、遠心力によって保持器にかかる最大応力の解析を行った結果を図１３に示す。比較例１に対して、第１実施形態（保持器柱部の内径の肉付け長さが１／３Ｌ）では、最大応力を顕著に低くできた。また、第２実施形態（保持器柱部の内径の肉付け長さが０）及び第３実施形態（保持器柱部の内径の肉付け長さが２／３Ｌ）も、この順で第１実施形態に次いで最大応力を顕著に低くできた。第１実施形態の計算値と第３実施形態の計算値とをつなぐ直線の傾きは、第１実施形態の計算値と第２実施形態の計算値とをつなぐ直線の傾きより大きくなっている。
図１３より、保持器柱部の内径の肉付け長さ（根元部の長さ）が２／３Ｌを越えると、最大応力が高くなることがわかる。
次に、第１〜第３実施形態及び比較例１に対して、軸受がｄｍＮ１５０万で回転したことを想定して、遠心力による保持器の柱部の最大変位の解析を行った結果を図１４に示す。比較例１に対して、第２実施形態（保持器柱部の内径の肉付け長さが０）では、最大変位を顕著に低くできた。また、第１実施形態（保持器柱部の内径の肉付け長さが１／３Ｌ）及び第３実施形態（保持器柱部の内径の肉付け長さが２／３Ｌ）も、この順で第１実施形態に次いで最大変位を顕著に低くできた。第１実施形態の計算値と第３実施形態の計算値とをつなぐ直線の傾きは、第１実施形態の計算値と第２実施形態の計算値とをつなぐ直線の傾きより大きくなっている。
図１４より、保持器柱部の内径の肉付け長さ（根元部の長さ）が２／３Ｌを越えると、最大変位が大きくなることがわかる。
次に、第４、第５実施形態及び比較例１〜３に対して、軸受がｄｍＮ１５０万で回転したことを想定して、遠心力によって保持器にかかる最大応力の解析を行った結果を図１５に示す。比較例１に対して、第４実施形態（保持器柱部の外径の肉付け長さが０、内径の肉付け長さが１／３Ｌ）では、最大応力を顕著に低くできた。また、第５実施形態（保持器柱部の外径の肉付け長さが０、内径の肉付け長さが０）も、第４実施形態に次いで最大応力を顕著に低くできた。
比較例３（保持器柱部の外径の肉付け長さが１／３Ｌ、内径の肉付け長さが０）及び比較例４（保持器柱部の外径の肉付け長さが１／３Ｌ、内径の肉付け長さが１／３Ｌ）では、最大応力が高くなってしまった。
次に、第４、第５実施形態及び比較例１〜３に対して、軸受がｄｍＮ１５０万で回転したことを想定して、遠心力による保持器の柱部の最大変位の解析を行った結果を図１６に示す。比較例１に対して、第５実施形態（保持器柱部の外径の肉付け長さが０、内径の肉付け長さが０）では、最大変位を顕著に低くできた。また、第４実施形態（保持器柱部の外径の肉付け長さが０、内径の肉付け長さが１／３Ｌ）も、第５実施形態に次いで最大変位を顕著に低くできた。
次に、第４実施形態の合成樹脂製保持器を組み込んだ複列の円筒ころ軸受（図７参照）と、比較例１の合成樹脂製保持器を組み込んだ円筒ころ軸受とを用意し、横型の試験機を使用して、両者の温度上昇を比較した。両者は、内径９５ｍｍ、初期ラジアルすきま０μｍとし、グリース（ＮＢＵ１５）により潤滑した。結果を図１７に示す。
図１７から、上述した本発明によれば、高速回転時における軸受の発熱を顕著に抑制できることがわかる。
図１８に示すように、本発明の第６実施形態である複列円筒ころ軸受２１０は、内径部に外輪軌道面２１１ａが形成された外輪２１１と、外径部に２列の内輪軌道面２１２ａが形成された内輪２１２と、外輪軌道面２１１ａと内輪軌道面２１２ａ間に転動自在に複数個介装された円筒ころ２１３と、該円筒ころ２１３をポケット部内に回動自在に保持すると共に円周方向に所定の間隔で離間させて配置させる内輪案内型の保持器２１４とから構成されている。
外輪２１１は、内径部の両端にだれ部２１１ｂが形成されており、該だれ部２１１ｂを除いた外輪軌道面２１１ａの幅は、円筒ころ２１３の幅＋保持器２１４の円環部２１４ａ（詳しくは後述する）の幅の２倍以上の幅となるように設定されている。
内輪２１２は、両端に環状のつば部２１２ｃが形成されると共に、軸方向略中央に環状の突起２１２ｂが形成され、該つば部２１２ｃと突起２１２ｂとの間には、円筒ころ２１３の幅と同じ幅を有する２列の内輪軌道面２１２ａが形成されている。
つば部２１２ｃ及び突起２１２ｂと内輪軌道面２１２ａとの角部は、断面Ｒ形状の環状に逃げ部２１２ｄが加工されており、該角部への応力集中を回避すると共に、円筒ころ２１３の角部との干渉を防止するようになっている。
外輪２１１、内輪２１２及び円筒ころ２１３は、夫々例えば、ＳＣＭ４２０等の浸炭軸受用鋼やＳＡＥ４１５０等の高周波焼入れ鋼を用い、熱処理して表面を硬化させて形成されている。
保持器２１４は、円筒ころ２１３を円周方向に所定の間隔で離間させて保持し、外輪２１１、内輪２１２間に転動自在に介装させるためのものであり、例えばポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂を母材とし、これにガラス繊維を１０〜３０重量％程度添加して強度を向上させたものを射出成形して形成されている。
また、保持器２１４は、リング状に成形された円環部２１４ａと該円環部２１４ａから軸方向に突出して設けられた片持ち梁状の複数個の柱部２１４ｂが一体的に形成されている。この柱部２１４ｂの円周方向の側面形状は、直径方向外側が円筒ころ２１３の半径より僅かに大きな曲率半径を有する凹曲面とされ、直径方向内側は該凹曲面に滑らかに連続する平坦面となっている。
隣接して配設された柱部２１４ｂの該円周方向両側面と円環部２１４ａの内側面２１４ｃとによって三方が囲まれて形成されたポケット部には、夫々円筒ころ２１３が回動自在に収容されて保持されている。
図１８に示した保持器２１４は、内輪案内型の保持器２１４であって、円環部２１４ａの内径部の内径寸法は、内輪２１２の突起２１２ｂの外径寸法より僅かに大きく設定され、内径部が該突起２１２ｂに案内されて半径方向の位置が規制されている。
円環部２１４ａの内径部は、内側面２１４ｃ側に比較的短い寸法ｔのストレート部２１４ｄと、該ストレート部２１４ｄの長さｔより長い寸法Ｌβのテーパ部２１４ｅが該ストレート部２１４ｄから連続して形成されたテーパ穴となっている。
テーパ部２１４ｅは、円環部２１４ａの内側面２１４ｃから外側面２１４ｆに向うのに伴って、次第に内径寸法が大きくなるテーパ穴として形成されており、傾斜角度βは、複列円筒ころ軸受２１０の使用条件（主として回転速度）に応じて１°〜１０°の範囲で最適の角度に設定されている。
円環部２１４ａの外側面２１４ｆは、内径側に比較的短い寸法ｋのストレート部２１４ｇが形成されているとともに、外径側に該ストレート部２１４ｇより長い寸法Ｌαのテーパ部２１４ｈが連続して形成されている。
テーパ部２１４ｈは、円環部２１４ａの内径側から外径側に向うのに伴って次第に円環部２１４ａの軸方向寸法が小さくなるように傾斜しており、傾斜角度αは、複列円筒ころ軸受２１０の使用条件（主として回転速度）に応じて１°〜１０°の範囲で最適の角度に設定されている。
次に、本発明の第７実施形態である複列円筒ころ軸受を図２０に基づいて説明する。
図２０に示すように、本発明の第７実施形態の複列円筒ころ軸受２２０は、外輪案内型の保持器２２４が組み込まれている。この保持器２２４は、リング状に成形された円環部２２４ａと該円環部２２４ａから軸方向に突出して設けられた片持ち梁状の複数個の柱部２２４ｂが一体的に形成されている。
柱部２２４ｂの円周方向の側面形状は、直径方向外側が円筒ころ２１３の半径より僅かに大きな曲率半径を有する凹曲面とされ、直径方向内側は該凹曲面に滑らかに連続する平坦面となっている。また、隣接して配設された柱部２２４ｂの該円周方向両側面と円環部２２４ａの内側面２２４ｃとによって三方が囲まれて形成されたポケット部には、夫々円筒ころ２１３が回動自在に保持されている。
円環部２２４ａの外径部は、外側面２２４ｆ側に比較的短い寸法のストレート部２２４ｄと、該ストレート部２２４ｄより長いテーパ部２２４ｅが、該ストレート部２２４ｄから連続して形成されてテーパ状となっている。
ストレート部２２４ｄの外径寸法は、外輪２１１の内径寸法より僅かに小さく設定されており、外径部が外輪２１１の内径部に案内されて、外輪案内型の保持器２２４の半径方向の位置を規制するようになっている。
テーパ部２２４ｅは、円環部２２４ａの外側面２２４ｆから内側面２２４ｃに向うのに伴って次第に外径寸法が小さくなるように形成されており、傾斜角度βは、複列円筒ころ軸受２２０の使用条件に応じて１°〜１０°の任意の角度に設定されている。
円環部２２４ａの外側面２２４ｆは、内径側に比較的短い寸法のストレート部２２４ｇが形成されているとともに、外径側に該ストレート部２２４ｇより長いテーパ部２２４ｈが連続して形成されている。
テーパ部２２４ｈは、円環部２２４ａの内径側から外径側に向うのに伴って次第に円環部２２４ａの軸方向寸法が小さくなるように傾斜しており、傾斜角度αは、複列円筒ころ軸受２２０の使用条件に応じて１°〜１０°の範囲に設定されている。
なお、その他の部分については、上記第６実施形態の内輪案内型の保持器２１４と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第８実施形態である複列円筒ころ軸受を図２１に基づいて説明する。
図２１に示すように、本発明の第８実施形態の複列円筒ころ軸受２３０は、ころ案内型の保持器２３４が組み込まれている。
この保持器２３４は、リング状に成形された円環部２３４ａと該円環部２３４ａから軸方向に突出して設けられた片持ち梁状の複数個の柱部２３４ｂが合成樹脂によって一体的に形成されている。隣接して配設された柱部２３４ｂの該円周方向両側面と円環部２３４ａの内側面２３４ｃとによって三方が囲まれて形成されたポケット部には、夫々円筒ころ２１３が回動自在に収容されて保持され、該円筒ころ２１３によってころ案内型の保持器２３４の半径方向の位置が規制されている。
円環部２３４ａの外径部は外輪２１１の内径より小さく、内径部は内輪２１２の突起２１２ｂの外径より大きい寸法とされ、外輪２１１及び内輪２１２との間に適度な隙間が設けられている。
円環部２３４ａの外側面２３４ｆは、内径側に比較的短い寸法のストレート部２３４ｇが形成されているとともに、外径側に該ストレート部２３４ｇより長いテーパ部２３４ｈが連続して形成されている。
テーパ部２３４ｈは、円環部２３４ａの内径側から外径側に向うのに伴って次第に円環部２３４ａの軸方向寸法が小さくなるように傾斜しており、傾斜角度αは、複列円筒ころ軸受２３０の使用条件に応じて１°〜１０°の範囲に設定されている。
なお、その他の部分については、上記第６実施形態の内輪案内型の保持器２１４と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
上記第６乃至第８実施形態の複列円筒ころ軸受の作用を説明する。
図１９に示すように、第６実施形態である合成樹脂製の内輪案内型の保持器２１４が組み込まれた複列円筒ころ軸受２１０を高速で回転させると、回転速度の２乗に比例した遠心力が、矢印Ｃ方向（半径方向外方）に保持器２１４に作用する。
このため、片持ち梁形状の柱部２１４ｂは、先端が矢印Ｃ方向に変位し、これに伴なって円環部２１４ａには捩じり力が作用して弾性変形する。すなわち、円環部２１４ａの外径側が外側面２１４ｆの方向に、内径側が内側面２１４ｃの方向に変形する。
前記弾性変形によって、互いに円環部２１４ａの外側面２１４ｆを背中合わせに対向して配置されている保持器２１４は、外径側の外側面２１４ｆ同士が接近する方向に変位する。
しかし、該外側面２１４ｆには、円環部２１４ａの内径側から外径側に向うのに伴って次第に円環部２１４ａの軸方向寸法が小さくなるように、傾斜角度αだけ傾斜したテーパ部２１４ｈが形成されているので、該テーパ部２１４ｈが略平行となるまで弾性変形するだけで、干渉することはない。
また、円環部２１４ａの外側面２１４ｆ側の内径部は、内輪２１２の突起２１２ｂに接近する方向に変位するが、該内径部は円環部２１４ａの内側面２１４ｃから外側面２１４ｆに向うのに伴って次第に内径寸法が大きくなる傾斜角度βのテーパ穴となっているので、テーパ部２１４ｅが内輪２１２の突起２１２ｂと略平行となるまで弾性変形するだけで、干渉することはない。
したがって、部材の干渉に起因する発熱やトルク変動、干渉部分の局部的な摩耗が防止されるとともに、熱による潤滑剤の劣化が防止されて、微量の潤滑剤によりｄｍＮが１００万以上の高速で連続して回転させることができ、長寿命の複列円筒ころ軸受を得ることができる。
外側面２１４ｆの傾斜角度α、及び内径部の傾斜角度βを過度に大きくすると、干渉を防止するには有利となるが、円環部２１４ａの強度が弱くなるので、該傾斜角度α、βは、複列円筒ころ軸受２１０の使用回転数に応じて最適角度が選択される必要がある。
本発明者は、該傾斜角度α、βは、形成許容誤差から１°以上、かつ強度の観点から１０°以下の角度とするのが最適であることを多くの試験から見出した。
外側面２１４ｆには、寸法ｋのストレート部２１４ｇが形成されているので、複列円筒ころ軸受２１０が低速回転、又は停止している場合でも、２つの保持器２１４間に軸方向隙間ΔＨが確保され、保持器２１４の姿勢は安定している。
また、内径部には、寸法ｔのストレート部２１４ｄが形成されているので、保持器２１４は内輪２１２の突起２１２ｂに案内され、安定した姿勢で複列円筒ころ軸受２１０内に位置する。
なお、ストレート部２１４ｇの長さｋは、保持器２１４の内径部と内輪２１２の突起２１２ｂとの隙間をΔｈ／２としたとき、Δｈ＜ｋ＜Ｌαとするのが好ましい。
Δｈより大きくするのは、保持器２１４同士の隙間ΔＨを安定して管理するために必要な長さであり、Ｌαより小さくするのは、より多くのテーパ面を確保して本発明の効果を最大限に発揮させるためである。
また、内径部のストレート部２１４ｄの長さｔは、保持器２１４同士の軸方向隙間をΔＨとしたとき、ΔＨ＜ｔ＜Ｌβとするのが好ましい。
ΔＨより大きくするのは、内輪２１２と保持器２１４の隙間Δｈ／２を安定して管理するために必要な長さであり、Ｌβより小さくするのは、より多くのテーパ面を確保して本発明の効果を最大限発揮させるためである。
図２０に示すように、本発明の第７実施形態である外輪案内型の保持器２２４は、該保持器が組み込まれた複列円筒ころ軸受２２０を高速で回転させると、遠心力によって保持器２２４が、上記第６実施形態の内輪案内型の保持器２１４と同様に、円環部２２４ａが捩じられて弾性変形する。
しかし、該外側面２２４ｆには、円環部２２４ａの内径側から外径側に向うのに伴って次第に円環部２２４ａの軸方向寸法が小さくなるようにテーパ部２２４ｈが形成されているので、該テーパ部２２４ｈが略平行となるまで弾性変形するだけで、干渉することはない。
また、円環部２２４ａの外径部は、円環部２２４ａの外側面２２４ｆから内側面２２４ｃに向うのに伴って次第に外径寸法が小さくなるテーパ状に形成されているので、テーパ部２２４ｅが外輪２１１の外輪軌道面２１１ａと略平行となるまで弾性変形するだけで、干渉することはない。
したがって、第６実施形態である内輪案内型の保持器２１４と同様に、発熱及びトルク変動が少なくなるとともに、局部的な摩耗が防止されて複列円筒ころ軸受の長寿命化を図ることができる。
図２１に示すように、本発明の第８実施形態であるころ案内型の保持器２３４は、該保持器が組み込まれた複列円筒ころ軸受２３０を高速で回転させると、遠心力によって保持器２３４の円環部２３４ａが捩じられて弾性変形する。
しかし、該外側面２３４ｆには、円環部２３４ａの内径側から外径側に向うのに伴って次第に円環部２３４ａの軸方向寸法が小さくなるようにテーパ部２３４ｈが形成されているので、該テーパ部２３４ｈ同士が略平行となるまで弾性変形するだけで、干渉することはない。
また、円環部２３４ａの外径部及び内径部は、夫々外輪２１１及び内輪２１２と適度な隙間が設けられているので、弾性変形が生じても干渉することはない。したがって、部品の干渉に伴う発熱及びトルク変動が少なくなるとともに、局部的な摩耗を防止することができる。
上述した本発明の第６乃至第８実施形態の複列円筒ころ軸受に係る実施例と、該実施例と比較する比較例について説明する。すなわち、本発明の複列円筒ころ軸受に組み込まれる保持器の効果を確認するために行った実施例１，実施例２，実施例３，実施例４，及び実施例と比較するために行った比較例５の試験について説明する。
試験には、傾斜角度α、βの角度を、何れの角度も０°、２．９°及び１０°とした３種類の内輪案内型の保持器、及び傾斜角度αを２．９°、傾斜角度βを１０°とした内輪案内型の保持器を、いずれも合成樹脂で形成し、該保持器を組み込んで形成した複列円筒ころ軸受を試料として用いた。
また、評価は、該複列円筒ころ軸受を回転させたときの到達ｄｍＮ値（ビッチ円直径×回転数）、及び異常発生の有無で判断した。
試験結果を表１に示す。

外側面に２．９°又は１０°の傾斜角度を、また内径部に２．９°又は１０°の傾斜角度を設けた実施例１乃至実施例４の試験では、何れの条件でもｄｍＮ値（ピッチ円直径×回転数）が１４４万に達し、何の異常も認められなかった。
一方、外側面及び内径部に傾斜角度を設けなかった比較例５では、ｄｍＮ値が９７万以上になると、複列円筒ころ軸受が異常に高温となった。
また、試験終了後、分解して内部の状況を確認したところ、保持器のポケット側面、及び外側面に著しい摩耗が見られ、内輪の案内面にも摩耗が確認された。
以上の試験結果から、本発明の複列円筒ころ軸受は、摩耗、発熱に対して極めて有効であることが実証された。
図２２に示すように、本発明の第９実施形態に係る複列円筒ころ軸受３３１は、内輪３３３と外輪３３４との間に２列に配列された各ころ列毎に、各円筒ころ３３６相互の軸受周方向の間隔を保持する合成樹脂製保持器３３８が装備されている。
前記合成樹脂製保持器３３８は、各ころ列における円筒ころ３３６の内端側に同軸配置された円環部３４１と、該円環部３４１のころ側端面から軸線方向に突出した複数本の柱部３４３とを備えている。
これら各柱部３４３は、先端が自由端となった、所謂片持ち梁状であり、図２３に示すように、各柱部３４３の軸受周方向両側面３４３ａ，３４３ｂと前記円環部３４１のころ側端面３４１ａとによって同一ころ列上の円筒ころ３３６相互の間隔を保持するポケットを構成している。
更に、本第９実施形態の合成樹脂製保持器３３８は、各ころ列の円筒ころ３３６によってころ案内されるころ持たせ部３４４が柱部３４３の軸受周方向両側面３４３ａ，３４３ｂに設けられており、円筒ころ３３６との接触により保持器自体の半径方向の位置が規制される。
又、本第９実施形態における各柱部３４３の外周面３４３ｃは、軸線方向先端に向かって角度βで徐々に縮径するテーパ面とされており、柱部３４３の一部を軽量化することによって、遠心力による拡径方向の撓み変形を抑制する。
なお、図２２において右側に位置する合成樹脂製保持器３３８は、内外輪３３３，３３４の相対回転時の遠心力で柱部３４３の先端が拡径方向に撓んだ状態を実線で示し、非回転時の撓みの無い正常な姿勢を二点鎖線で示している。
また、内外輪３３３，３３４間において対向させられる各円環部３４１の背面（ころ側端面３４１ａの反対側面）３４１ｂには、角度αで傾斜したテーパ面３５１が外径側に形成されると共に、軸線に垂直な平坦面３５２が内径側に形成されている。
前記テーパ面３５１は、遠心力によって各合成樹脂製保持器３３８における柱部３４３の自由端側が拡径方向に撓むことで、内外輪３３３，３３４間において突き合される各円環部３４１の外径側同士と円筒ころ３３６との間に軸線方向の突っ張り合いが生じて不要な摺動摩擦を招くことを防止するものである。又、前記平坦面３５２は、背面３４１ｂを対向させられる合成樹脂製保持器３３８同士の隙間を管理して適正位置を確保する基準面となる。
尚、上記円環部３４１の背面３４１ｂにおけるテーパ面３５１の角度αや、上記柱部３４３の外周面３４３ｃの角度βは、１〜１０度の範囲が良い。即ち、１度よりも小さい角度のテーパは、成形歪みによる成形後の変形やバリの残存等の製作誤差に起因した影響を受け易く、また、１０度よりも大きい角度のテーパは、柱部や円環部が痩せて強度不足を招く虞が有る。
更に、本第９実施形態における各柱部３４３の軸受周方向両側面３４３ａ，３４３ｂは、図２３に示したように、円筒ころ３３６が配置されるピッチ円直径３５５よりも外径側の範囲が、円筒ころ３３６の半径の１．００５〜１．１倍の半径の円弧面３５７に形成され、前記ピッチ円直径３５５よりも内径側の範囲が、接触する円筒ころ３３６に軸受半径方向の接触圧を作用させないストレート面３５８に形成されている。
即ち、上記構成の合成樹脂製保持器３３８によれば、遠心力によって前記柱部３４３の自由端側が拡径方向に撓んだ際、前記軸受周方向両側面３４３ａ，３４３ｂにそれぞれ形成されたストレート面３５８が円筒ころ３３６に接触するので、前記柱部３４３と前記円筒ころ３３６との間にこじりが発生しない。
そこで、本第９実施形態に係る複列円筒ころ軸受３３１は、前記柱部３４３のこじりに起因する異音の発生や、疲労の発生を防止することができ、また、温度上昇等による回転性能の低下を抑えることもでき、優れた低騒音性、高速安定性、耐久性を確保することができる。
尚、前記軸受周方向両側面３４３ａ，３４３ｂの構成は、上記第９実施形態の構成に限るものではなく、種々の構成を採りうる。
例えば、図２４に示した本発明の第１０実施形態に係る複列円筒ころ軸受の合成樹脂製保持器３４８は、各ころ列における円筒ころ３３６の内端側に同軸配置された円環部３５１と、該円環部３５１のころ側端面から軸線方向に突出した複数本の柱部３５３とを備えている。
これら各柱部３５３は、先端が自由端となった片持ち梁状であり、各柱部３５３の軸受周方向両側面３５３ａ，３５３ｂと前記円環部３５１のころ側端面３５１ａとによって、同一ころ列上の円筒ころ３３６相互の間隔を保持するポケットを構成している。
前記各柱部３５３の軸受周方向両側面３５３ａ，３５３ｂは、円筒ころ３３６が配置されるピッチ円直径３５５よりも外径側の範囲が、円弧面３５７に形成されると共に、前記ピッチ円直径３５５よりも内径側の範囲が、接触する円筒ころ３３６に軸受半径方向の接触圧を作用させないストレート面３５８に形成されている。
更に、前記各柱部３５３の軸受周方向両側面３５３ａ，３５３ｂにおいて、前記柱部３５３の外径側に装備されてころ案内されるころ持たせ部３５４，３５４相互間の離間距離をＨ１、前記ストレート面３５８，３５８間の離間距離をＨ２、軸受内径側端部間の離間距離をＨ３とした際に、Ｈ１＜Ｈ３≦Ｈ２を満たすように各柱部３５３の軸受周方向両側面３５３ａ，３５３ｂの軸受内径側端部に突起列３５９を設けた。
即ち、前記各柱部３５３の軸受周方向両側面３５３ａ，３５３ｂの軸受内径側端部に設けられた突起列３５９により、該軸受周方向両側面３５３ａ，３５３ｂにグリース等の潤滑剤を保持することができ、潤滑剤不足に起因する温度上昇や、異音の発生、或いは回転性能の低下等を防止することができる。
そこで、微量の潤滑剤によって潤滑されつつ高速回転した場合でも、優れた低騒音性を確保でき、高速安定性、耐久性を更に向上させることができる。
また、図２５に示した本発明の第１１実施形態に係る複列円筒ころ軸受の合成樹脂製保持器３６１は、柱部３６２の軸受周方向両側面３６２ａ，３６２ｂがストレート面で形成され、ころ持たせ部３６３が糸面取りされた形状である。
図２６に示した本発明の第１２実施形態に係る複列円筒ころ軸受の合成樹脂製保持器３７１は、柱部３７２の軸受周方向両側面３７２ａ，３７２ｂをストレート面で構成し、ころ持たせ部３７３のみを半径Ｒの円弧面としたものである。
図２７に示した本発明の第１３実施形態に係る複列円筒ころ軸受の合成樹脂製保持器３８１は、柱部３８２の軸受周方向両側面３８２ａ，３８２ｂにおいて、円筒ころ３３６が配置されるピッチ円直径よりも外径側の範囲を半径Ｒ２の円弧面３８４に形成し、前記ピッチ円直径よりも内径側の範囲をストレート面３８５に形成すると共に、ころ持たせ部３８３を半径Ｒの円弧面としたものである。尚、前記円弧面３８４の半径Ｒ２は、円筒ころ３３６の半径の１．００５〜１．１倍に形成される。
即ち、上記第１１乃至第１３実施形態の各合成樹脂製保持器３６１，３７１，３８１によっても、前記第９実施形態の合成樹脂製保持器３３８と同様に、柱部と円筒ころとの間にこじりが発生せず、柱部のこじりに起因する異音の発生や、疲労の発生を防止することができる。
更に、上記第１２及び第１３実施形態の各合成樹脂製保持器３７１（３８１）において、ころ持たせ部３７３（３８３）の面取り半径をＲ、円筒ころの外径をＤａとする際に、Ｒ／Ｄａ＝０．０５〜０．２を満たすように、前記面取り半径Ｒを設定すれば、円筒ころ３３６ところ持たせ部３７３（３８３）との間の接触圧を低く抑えることができ、これら円筒ころ３３６ところ持たせ部３７３（３８３）との間の接触圧の増大に起因する温度上昇を回避することができるので、温度上昇に起因する軸受性能低下を抑制して高速安定性や耐久性の向上を更に進展させることができる。
尚、本発明の複列円筒ころ軸受に係る合成樹脂製保持器を形成する合成樹脂材料としては、補強繊維等の添加で機械的な強度を向上させたポリアミド樹脂等の一般のエンジニアリングプラスチックを使用することができるが、例えば、曲げ弾性率が１０，０００ＭＰａ以上で比重が２以下となる、通常よりも更に機械的強度の向上を図った高強度合成樹脂を採用することで、更に、品質の向上及び性能向上を図ることができる。
上記高強度合成樹脂としては、例えば、ポリプラスチックス（株）の商標登録商品であるフォートロン等が有用である。これは、架橋を伴わない直鎖上の分子構造のＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅの頭文字をとった略称）樹脂に必要に応じて補強用繊維（例えばカーボン繊維）を添加した構成のものであり、従来の架橋型ＰＰＳ樹脂の欠点を克服し、引っ張り強さ、曲げ強さが増加し、伸び、弾性率ともに従来の架橋型ＰＰＳ樹脂の約１０倍の値を示す。
上述した本発明の第９及び第１０実施形態の複列円筒ころ軸受に係る実施例と、該実施例と比較する比較例について説明する。すなわち、上記第１及び第２実施形態に準じた実施例５〜７の複列円筒ころ軸受（ＮＮ３０１９）と、比較例６の複列円筒ころ軸受とについて、軸受回転速度に対する外輪温度の変化を調べる昇温試験を実施し、結果を図２９に示した。
尚、実施例５及び６の複列円筒ころ軸受には、図２３及び図２４に示した形態のポリアミド樹脂製の保持器を用い、実施例７には図２３に示した形態の高強度合成樹脂製の保持器を用いた。又、比較例６の複列円筒ころ軸受には、図２８に示した形態のポリアミド樹脂製の保持器３０１を用い、柱部３１３のポケット面３１３ａ，３１３ｂの全域を円筒ころ３０８の半径Ｒａの１．００５〜１．１倍の半径から成る単一の円弧面に形成した。
更に、上記各実施例５〜７及び比較例６に使用する複列円筒ころ軸受は、潤滑剤としてグリース（ＮＢＵ１５）を６．６ｃｃ用い、ラジアル隙間を０μｍとした。
上記試験の結果（図２９、参照）、比較例６では、ｄｍＮ値＝７０万程度からジッジッと唸る断続的な異音が発生し、更に回転数を上げていくと、連続的な異音発生に変化し、ｄｍＮ値＝９０万で外輪の異常昇温と共に、保持器が破断した。
これに対して、本発明の合成樹脂製保持器を装備した各実施例５〜７では、何れもｄｍＮ値＝１２０万以上（実施例５：ｄｍＮ値＝１２０万、実施例６：ｄｍＮ値＝１３３万、実施例７：ｄｍＮ値＝１４４万）まで異音の発生がなく、更に試験の回転域では、保持器に破損は生じなかった。
次に、図２５乃至図２７に示した各形態の合成樹脂製保持器を備えた実施例８〜１１の複列円筒ころ軸受（ＮＮ３０１９）について、軸受回転速度に対する外輪温度の変化を調べる昇温試験を実施し、結果を図３０に示した。
尚、実施例８の複列円筒ころ軸受には、図２５に示した形態の合成樹脂製保持器３６１を用い、糸面取りされるころ持たせ部３６３の面取り半径Ｒを０．２ｍｍとすることで、Ｒ／Ｄａ＝０．０１８とした。
実施例９の複列円筒ころ軸受には、図２６に示した形態の合成樹脂製保持器３７１を用い、Ｒ／Ｄａ＝０．０９とした。
実施例１０及び１１の複列円筒ころ軸受には、図２７に示した形態の合成樹脂製保持器３８１を用い、それぞれＲ／Ｄａ＝０．０５及びＲ／Ｄａ＝０．０６とした。
更に、上記各実施例８〜１１に使用する複列円筒ころ軸受は、潤滑剤としてグリース（ＮＢＵ１５）を６．６ｃｃ用い、ラジアル隙間を０μｍとした。
上記試験の結果（図３０、参照）、ころ持たせ部の半径Ｒと円筒ころの直径Ｄａとの比Ｒ／Ｄａを０．０５以上とすることにより、ｄｍＮ値＝１００万以上の高速回転において、円筒ころところ持たせ部との接触面圧を異音を発生しない程度に抑制することができ、合成樹脂製保持器と円筒ころの相互間における干渉力を抑制し、異常昇温の発生を防げることが確認された。
但し、前記Ｒ／Ｄａが０．２以上に大きくなると、保持器成形後の変形や製作誤差によって、円筒ころの保持能力が弱くなり、合成樹脂製保持器の動き量が大きくなったり、円筒ころが保持器から脱落するといった弊害が生じる虞がある。
従って、ころ持たせ部の半径Ｒと円筒ころの直径Ｄａとの比Ｒ／Ｄａは、０．０５〜０．２の範囲に設定するのが好ましく、この範囲に設定していれば、温度上昇に起因する複列円筒ころ軸受の軸受性能低下を抑制し、高速安定性や耐久性の向上を更に進展させることができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかるころ軸受及び複列円筒ころ軸受は、モータ駆動される軸や工作機械の主軸など、微量のグリース又は潤滑油による潤滑のもとで高速回転される回転体を支持する軸受として有用であり、特にその環境下で低発熱であることが要求されるころ軸受や複列円筒ころ軸受に適している。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受の断面図であり、
図２は図１におけるＡ矢視図であり、
図３は第１実施形態の要部拡大図であり、
図４は第２実施形態の要部拡大図であり、
図５は第３実施形態の要部拡大図であり、
図６は従来品を示す図であり、
図７は本発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受の断面図であり、
図８は図７におけるＡ矢視図であり、
図９は第４実施形態の要部拡大図であり、
図１０は第５実施形態の要部拡大図であり、
図１１は比較例を示す図であり、
図１２は別の比較例を示す図であり、
図１３乃至図１７は実施例の効果を説明するグラフであり、
図１８は本発明の第６実施形態に係る複列円筒ころ軸受の内輪案内型の保持器を示す要部縦断面図であり、
図１９は図１８における遠心力によって弾性変形した内輪案内型の保持器の状態を示す要部縦断面図であり、
図２０は本発明の第７実施形態に係る複列円筒ころ軸受の外輪案内型の保持器を示す要部縦断面図であり、
図２１は本発明の第８実施形態に係る複列円筒ころ軸受のころ案内型の保持器を示す要部縦断面図であり、
図２２は本発明の第９実施形態に係る複列円筒ころ軸受の縦断面図であり、
図２３は図２２のＡ方向矢視図であり、
図２４は本発明の第１０実施形態に係る複列円筒ころ軸受における合成樹脂製保持器の部分正面図であり、
図２５は本発明の第１１実施形態に係る複列円筒ころ軸受における合成樹脂製保持器の部分正面図であり、
図２６は本発明の第１２実施形態に係る複列円筒ころ軸受における合成樹脂製保持器の部分正面図であり、
図２７は本発明の第１３実施形態に係る複列円筒ころ軸受における合成樹脂製保持器の部分正面図であり、
図２８は比較例を示す図であり、
図２９及び図３０は各昇温試験結果を示すグラフであり、
図３１は従来の複列円筒ころ軸受の保持器を示す要部縦断面図であり、
図３２は図３１における保持器の側面形状を示すＡ矢視図であり、
図３３は図３１における遠心力によって弾性変形した保持器の状態を示す要部縦断面図である。

Claims (8)

1. 軸方向一端部に配置された円環部と、その円環部の側面から延びた複数本の柱部とを有する合成樹脂製保持器を備えたころ軸受において、
   前記円環部の最小内径を前記柱部の最大内径より小さくし、且つ、前記柱部の全長の２／３以下の長さの範囲で前記柱部の内径を前記円環部の内径と同一にしたことを特徴とするころ軸受。
2. 軸方向一端部に配置された円環部と、その円環部の側面から延びた複数本の柱部とを有する合成樹脂製保持器を備えたころ軸受において、
   前記円環部の最小内径を前記柱部の最大内径より小さくし、且つ、前記柱部の全長の１／３以下の長さの範囲で前記柱部の内径を前記円環部の内径と同一にし、更に、前記円環部の最大外径を前記柱部の最小外径より大きくし、且つ、前記柱部の全長の１／３未満の長さの範囲で前記柱部の外径を前記円環部の外径と同一にしたことを特徴とするころ軸受。
3. リング状に成形された円環部と、円周方向に所定の間隔で配置され該円環部の内側面から軸方向に突出して成形された複数本の柱部とから構成され、隣接する２本の前記柱部の円周方向両側面と前記円環部の前記内側面とによって三方が囲まれた複数のポケット部に外輪と内輪の間に転動自在に配設された円筒形転動体を複数列にわたって夫々回動自在に保持する合成樹脂で一体的に形成された保持器を備えた複列円筒ころ軸受において、
   前記保持器が回転時の遠心力によって弾性変形することで発生する部材同士の干渉を防止するために、予め干渉部位の形状を前記弾性変形分削除してテーパ形状に成形することを特徴とする複列円筒ころ軸受。
4. リング状に成形され内径部が内輪の外周面に案内されて半径方向位置が規制された円環部と、円周方向に所定の間隔で配置され該円環部の内側面から軸方向に突出して成形された複数本の柱部とから構成され、隣接する２本の前記柱部の円周方向両側面と前記円環部の前記内側面とによって三方が囲まれた複数のポケット部に外輪と前記内輪との間に転動自在に配設された円筒形転動体を複数列にわたって夫々回動自在に保持する合成樹脂で一体的に形成された内輪案内型の保持器を備えた複列円筒ころ軸受において、
   前記円環部の外側面が該円環部の内径側から外径側に向うのに伴って前記円環部の軸方向寸法を次第に小さくするテーパ面とすると共に、前記円環部の内径部が該円環部の前記内側面から前記外側面に向うのに伴って内径寸法を次第に大きくするテーパ穴として形成したことを特徴とする複列円筒ころ軸受。
5. リング状に成形され外径部が外輪の内周面に案内されて半径方向位置が規制された円環部と、円周方向に所定の間隔で配置され該円環部の内側面から軸方向に突出して成形された複数本の柱部とから構成され、隣接する２本の前記柱部の円周方向両側面と前記円環部の前記内側面とによって三方が囲まれた複数のポケット部に前記外輪と内輪との間に転動自在に配設された円筒形転動体を複数列にわたって夫々回動自在に保持する合成樹脂で一体的に形成された外輪案内型の保持器を備えた複列円筒ころ軸受において、
   前記円環部の外側面が該円環部の内径側から外径側に向うのに伴って前記円環部の軸方向寸法を次第に小さくするテーパ面とすると共に、前記円環部の外径部が該円環部の前記外側面から前記内側面に向うのに伴って外径寸法を次第に小さくするテーパ状に形成したことを特徴とする複列円筒ころ軸受。
6. リング状に成形され外輪及び内輪間に複数列にわたって転動自在に配設された複数個の円筒形転動体に案内されて半径方向位置が規制された円環部と、円周方向に所定の間隔で配置され該円環部の内側面から軸方向に突出して成形された複数本の柱部とから構成され、隣接する２本の前記柱部の円周方向両側面と前記円環部の前記内側面とによって三方が囲まれた複数のポケット部に前記転動体を夫々回動自在に保持する合成樹脂で一体的に形成されたころ案内型の保持器を備えた複列円筒ころ軸受において、
   前記円環部の外側面が該円環部の内径側から外径側に向うのに伴って前記円環部の軸方向寸法を次第に小さくするテーパ面として形成したことを特徴とする複列円筒ころ軸受。
7. 複列円筒ころ軸受の内外輪間における各ころ列の内端側に同軸配置された円環部と、該円環部のころ側端面から軸線方向に突出した複数本の柱部とを備え、これら各柱部の軸受周方向両側面と前記円環部のころ側端面とによって同一ころ列上のころ相互の間隔を保持すると共に、各ころ列によってころ案内されるころ持たせ部を有するポケットを構成された合成樹脂製保持器を備えた複列円筒ころ軸受であって、前記各柱部の軸受周方向両側面の少なくとも一部が、接触する円筒ころに軸受半径方向の接触圧を作用させないストレート面とされると共に、軸受周方向に対向する前記各柱部の軸受周方向両側面において、前記柱部の外径側に装備されてころ案内されるころ持たせ部相互間の離間距離をＨ１、前記ストレート面間の離間距離をＨ２、軸受内径側端部間の離間距離をＨ３とした際に、Ｈ１＜Ｈ３≦Ｈ２を満たすように各柱部の軸受周方向両側面の軸受内径側端部に突起列を設けたことを特徴とする複列円筒ころ軸受。
8. 前記ころ持たせ部の面取り半径をＲ、前記円筒ころの外径をＤａとする際に、Ｒ／Ｄａ＝０．０５〜０．２を満たすように、前記面取り半径Ｒを設定したことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の複列円筒ころ軸受。

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