WO2013051696A1 - 転がり軸受 - Google Patents

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    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/50—Crowning, e.g. crowning height or crowning radius

Definitions

  • the present invention relates to a rolling bearing provided with a cage.
  • FIG. 5 shows a cage 110 used in a conventional cylindrical roller bearing and a cylindrical roller 104 accommodated in a pocket portion 111 of the cage 110.
  • the retainer 110 includes a plurality of pillar portions arranged at predetermined intervals in the circumferential direction so as to connect the pair of annular portions 112, 112 arranged side by side in the axial direction and the pair of annular portions 112, 112. 116.
  • a space surrounded by the pair of annular portions 112 and 112 and the two adjacent pillar portions 116 and 116 becomes the pocket portion 111.
  • FIG. 5 shows a state where the cylindrical roller 104 is accommodated in only one pocket portion 111.
  • edge load end concentrated load
  • wear W may occur.
  • seizure or peeling may occur.
  • cylindrical roller bearings have been proposed in which the edge load is reduced by changing the shape of the cylindrical rollers and pockets (see, for example, Patent Document 1).
  • a crowning portion 208 having a slight curvature is formed on the rolling surface 205 of the cylindrical roller 204.
  • the pocket side surface 223 of the pocket portion 211 of the retainer 210 has a pocket gap larger than the curvature of the crowning portion 208 from the concave portion 229 provided in the axial central portion of the circumferential side surface 223 toward both axial sides.
  • a concave arc portion 228 having a larger curvature is formed.
  • the edge load can be reduced. Moreover, according to this structure, since the attitude
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to reduce the edge load on the surface forming the pocket portion of the cage even when the skew of the rolling element occurs, and to wear the surface. It is to provide a rolling bearing capable of preventing seizure and peeling.
  • the cage has a pair of annular portions arranged side by side in the axial direction, and a plurality of column portions arranged at predetermined intervals in the circumferential direction so as to connect the pair of annular portions,
  • the pocket portion is formed by a surface facing in the axial direction of the pair of annular portions and a surface facing in the circumferential direction of two column portions adjacent in the circumferential direction,
  • the rolling bearing of the present invention even when the rolling element skew occurs, it is possible to prevent the rolling surface of the rolling element from coming into extremely strong contact with the surface forming the pocket portion of the cage, thereby reducing the edge load. can do. Thereby, abrasion, seizure, and peeling of the surface forming the pocket portion can be prevented.
  • FIG. 3 is a partial top view of the cage of FIG. 2. It is a figure for demonstrating the case where skew arises in the cylindrical roller in position embodiment of this invention. It is a partial top view of the retainer of the conventional cylindrical roller bearing.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 5. It is a partial top view of the cage of another conventional cylindrical roller bearing.
  • FIG. 1 is a radial sectional view of a cylindrical roller bearing 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 shows an axial sectional view of the cage 10 of FIG. 1
  • FIG. 3 shows a partial top view of the cage 10 of FIG.
  • a cylindrical roller bearing 1 includes an outer ring 2 having an outer ring raceway surface 2a formed on an inner peripheral surface, an inner ring 3 having an inner ring raceway surface 3a formed on an outer peripheral surface, and a plurality of rolling elements.
  • a cylindrical roller 4 and a cage 10 that is disposed between the outer ring 2 and the inner ring 3 and holds the plurality of cylindrical rollers 4 are provided.
  • the cage 10 is a machined cage and has a circumferential shape so as to connect the pair of annular portions 12 and 12 arranged in the axial direction and the annular portions 12. And a plurality of pillar portions 16 arranged at predetermined intervals in the direction.
  • the cage 10 includes a plurality of pocket portions 11 as a space surrounded by a pair of annular portions 12 and 12 and two adjacent pillar portions 16 and 16.
  • the side surfaces facing in the axial direction of the pair of annular portions 12 and 12 forming the pocket portion 11 are referred to as axial side surfaces 21 and 21 and opposed in the circumferential direction of the two column portions 16 and 16 adjacent in the circumferential direction. These side surfaces are referred to as circumferential side surfaces 23, 23.
  • one cylindrical roller 4 is held so as to roll freely.
  • each of the circumferential side surfaces 23, 23 of the pocket portion 11 has a circumferential convex surface portion 28 that is convex toward the circumferential center of the pocket portion 11 in a direction away from the column portion 16. , Formed by crowning. That is, the circumferential convex curved surface portion 28 protrudes toward the cylindrical roller 4 and is convex. As a result, even when the cylindrical roller 4 is skewed as shown in FIG. 4, the contact pressure between the rolling surface 5 and the chamfered portion 7 of the cylindrical roller 4 and the circumferential side surface 23 is concentrated. It can suppress becoming excessive. Thereby, the edge load on the circumferential side surfaces 23 and 23 can be alleviated, and wear, seizure, peeling and the like on the circumferential side surfaces 23 and 23 can be prevented.
  • the circumferentially convex curved surface portions 28 and 28 are formed by crowning on the circumferential side surfaces 23 and 23 forming the pocket portion 11 of the cage 10, and the shaft Axial convex curved surface portions 26 and 26 are formed on the direction side surfaces 21 and 21 by crowning.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed or improved as appropriate.
  • the cylindrical roller bearing 1 has been described in the above embodiment, the present invention can also be applied to a tapered roller bearing.
  • basket in which the convex-curved surface part was formed by crowning was demonstrated with respect to all the axial direction side surfaces 21 and 21 and the opposing circumferential direction side surfaces 23 and 23, it is not restricted to this, Convex-curved surface portions may be formed only on any of the opposed axial side surfaces 21 and 21 and the opposed circumferential side surfaces 23 and 23.
  • the punched cage is used as the cage 10.
  • the cage 10 is not limited to this and may be a punched cage or the like.

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Abstract

　本発明の円筒ころ軸受１の保持器１０において、円筒ころ４を収容するポケット部１１は、周方向に隣り合う２つの柱部１６、１６の周方向で対向する周方向側面２３、２３と、一対の円環部１２、１２の軸方向で対向する軸方向側面２６、２６と、により形成される。周方向側面２３、２３には、クラウニングによって周方向凸曲面部２８、２８が形成され、軸方向側面２６、２６には、クラウニングによって軸方向凸曲面部２６、２６が形成される。

Description

転がり軸受
　本発明は、保持器を備えた転がり軸受に関する。
　従来、工作機械等の回転支持部に用いられる軸受としては、円筒ころ軸受が多く用いられている。図５は、従来の円筒ころ軸受で使用されている保持器１１０と、保持器１１０のポケット部１１１に収容された円筒ころ１０４とを示す。保持器１１０は、軸方向に並んで配置された一対の円環部１１２、１１２と、一対の円環部１１２、１１２とを繋ぐように周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部１１６と、を有する。一対の円環部１１２、１１２および隣り合う２つの柱部１１６、１１６によって囲まれた空間が、ポケット部１１１となる。尚、簡略化のため、図５は１つのポケット部１１１のみに円筒ころ１０４が収容されている状態を示す。
　円筒ころ軸受が回転するとき、円筒ころ軸受の回転方向と円筒ころ１０４の回転方向が一致せずに、円筒ころ１０４の回転軸が周方向に倒れて、いわゆるスキューを生じることがある。このとき、図５に示される保持器１１０のように、ポケット部１１１の一対の軸方向側面１２１、１２１および一対の周方向側面１２３、１２３が直線的に形成されていると、円筒ころ１０４の転動面１０５が周方向側面１２３に強く接触することがある。また、円筒ころ１０４の軸方向端面１０６が軸方向側面１２１に著しく強く接触することがある。特に、転動面１０５と軸方向端面１０６との間に形成された面取り部１０７が、ポケット部１１１の周方向側面１２３に接触すると、図６に示すように、周方向側面１２３の軸方向両側でエッジロード（端部集中荷重）が生じて摩耗Ｗが生じるおそれがある。さらに、場合によっては焼付きや剥離を生じてしまうおそれがある。
　このような問題を受け、近年、円筒ころやポケット部の形状を変更することによりエッジロードを緩和した円筒ころ軸受が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような円筒ころ軸受においては、図７に示すように、円筒ころ２０４の転動面２０５に、わずかな曲率を有するクラウニング部２０８が形成されている。また、保持器２１０のポケット部２１１の周方向側面２２３には、周方向側面２２３の軸方向中央部に設けられた凹部２２９から軸方向両外側へ向って、クラウニング部２０８の曲率よりもポケット隙間の分だけ曲率の大きい凹円弧部２２８が形成されている。これにより、円筒ころ２０４のクラウニング部２０８と周方向側面２２３（凹円弧部２２８）との間のポケット隙間を小さくすることによりスキュー角を小さくすることができるので、エッジロードを緩和することができる。また、この構成によれば、円筒ころ２０４の姿勢を安定させることができるので、円筒ころ２０４のスキューの発生を抑制することができる。
日本国特開２０１０－９１０１２号公報
　しかしながら、図７に示される保持器２１０においては、円筒ころ２０４のクラウニング部２０８の形状に合わせて凹円弧部２２８の形状を定める必要があり、製造が複雑化するという問題がある。また、周方向側面２２３（凹円弧部２２８）と円筒ころ２０４との間のポケット隙間が大きくなった場合には、周方向側面２２３への円筒ころ２０４の接触圧力が却って大きくなり、エッジロードが発生しやすくなるおそれがある。また、円筒ころ２０４の軸方向端面２０６がポケット部２１１の軸方向側面２２１に接触することによってもエッジロードは発生し得るが、このようなエッジロードを緩和することについては引用文献１には何ら記載されていない。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転動体のスキューが発生した場合にも、保持器のポケット部を形成する面におけるエッジロードを緩和して、当該面の摩耗、焼付きおよび剥離を防止することができる転がり軸受を提供することである。
　本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）　外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する複数のポケット部を有する保持器と、を備える転がり軸受であって、
　前記保持器は、軸方向に並んで配置された一対の円環部と、前記一対の円環部を繋ぐように周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部と、を有し、
　前記ポケット部は、前記一対の円環部の軸方向で対向する面と、周方向に隣り合う２つの柱部の周方向で対向する面と、により形成され、
　前記ポケット部を形成する面のうちの少なくとも一つの面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されていることを特徴とする転がり軸受。
（２）　前記周方向に隣り合う２つの柱部の周方向で対向する面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されている上記（１）記載の転がり軸受。
（３）　前記一対の円環部の軸方向で対向する面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されている上記（１）または（２）記載の転がり軸受。
　本発明の転がり軸受によれば、転動体のスキューが発生した場合にも、保持器のポケット部を形成する面に転動体の転動面が著しく強く接触することを防止でき、エッジロードを緩和することができる。これにより、ポケット部を形成する面の摩耗、焼付きおよび剥離を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受の径方向断面図である。 図１の保持器の軸方向断面図である。 図２の保持器の部分上面図である。 本発明の位置実施形態において円筒ころにスキューが生じた場合を説明するための図である。 従来の円筒ころ軸受の保持器の部分上面図である。 図５のＶ－Ｖ断面図である。 他の従来の円筒ころ軸受の保持器の部分上面図である。
　以下、本発明に係る転がり軸受の一実施形態を、図１～４に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受１の径方向断面図を示す。図２は図１の保持器１０の軸方向断面図を示し、図３は図２の保持器１０の部分上面図を示す。
　図１に示すように、円筒ころ軸受１は、内周面に外輪軌道面２ａが形成された外輪２と、外周面に内輪軌道面３ａが形成された内輪３と、転動体である複数の円筒ころ４と、外輪２と内輪３との間に配置されて複数の円筒ころ４を保持する保持器１０と、を備える。
　図２、３に示すように、保持器１０はもみ抜き保持器であり、軸方向に並んで配置された一対の円環部１２、１２と、両円環部１２間を繋ぐように円周方向に所定の間隔で配置された複数の柱部１６と、を有する。保持器１０には、一対の円環部１２、１２と、隣り合う２つの柱部１６、１６と、によって囲まれた空間として、複数のポケット部１１が構成されている。以後、ポケット部１１を形成する一対の円環部１２、１２の軸方向で対向する側面を軸方向側面２１、２１と呼び、周方向に隣接する２つの柱部１６、１６の周方向で対向する側面を周方向側面２３、２３と呼ぶ。各ポケット部１１には、円筒ころ４が１つずつ、転動自在に保持されている。
　図３に示すように、ポケット部１１の周方向側面２３、２３のそれぞれには、柱部１６から離れる方向に、ポケット部１１の周方向中心に向って凸となる周方向凸曲面部２８が、クラウニングにより形成されている。すなわち、周方向凸曲面部２８は円筒ころ４側に突出して凸になっている。これにより、図４に示すように円筒ころ４にスキューが生じた場合であっても、円筒ころ４の転動面５や面取り部７と周方向側面２３との間の接触圧力が集中して過大になることを抑制できる。これにより、周方向側面２３、２３におけるエッジロードを緩和することができ、周方向側面２３、２３における摩耗や焼付き、剥離などを防止することができる。
　同様に、ポケット部１１の軸方向側面２１、２１のそれぞれには、軸方向内側に向って凸となる軸方向凸曲面部２６が、クラウニングにより形成されている。すなわち、軸方向凸曲面部２６は円筒ころ４側に突出して凸になっている。これにより、図４に示すように円筒ころ４にスキューが生じた場合であっても、円筒ころ４の軸方向端面６や面取り部７と軸方向側面２１との間の接触圧力が集中して過大になることを抑制できる。これにより、軸方向側面２１、２１におけるエッジロードを緩和することができ、軸方向側面２１、２１における摩耗や焼付き、剥離などを防止することができる。
　このように、本実施形態の円筒ころ軸受１によれば、保持器１０のポケット部１１を形成する周方向側面２３、２３にクラウニングにより周方向凸曲面部２８、２８が形成されると共に、軸方向側面２１、２１にクラウニングにより軸方向凸曲面部２６、２６が形成されている。これにより、円筒ころ４にスキューが生じた場合であっても、ポケット部１１を形成する周方向側面２３、２３および軸方向側面２１、２１で生じ得るエッジロードを緩和して、当該箇所における摩耗や焼付き、剥離などを防止することができる。
　尚、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。上記実施形態では、円筒ころ軸受１について説明したが、本発明は円すいころ軸受に対しても適用可能である。また、上記実施形態では、対向する軸方向側面２１、２１および対向する周方向側面２３、２３の全てに対し、クラウニングにより凸曲面部が形成された保持器について説明したが、これに限られず、対向する軸方向側面２１、２１および対向する周方向側面２３、２３のいずれかのみに対して凸曲面部が形成されるものであってもよい。また、上記実施形態では保持器１０としてもみ抜き保持器を使用したが、これに限定されず、保持器１０は打ち抜き保持器等であってもよい。
　以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。本出願は２０１１年１０月５日出願の日本特許出願（特願２０１１－２２１１３４）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。
１　　　円筒ころ軸受
２　　　外輪
２ａ　　外輪軌道面
３　　　内輪
３ａ　　内輪軌道面
４　　　円筒ころ
１０　　保持器
１１　　ポケット部
１２　　円環部
１６　　柱部
２１　　軸方向側面
２３　　周方向側面
２６　　軸方向凸曲面部
２８　　周方向凸曲面部

Claims (3)

  1. 　外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する複数のポケット部を有する保持器と、を備える転がり軸受であって、
    　前記保持器は、軸方向に並んで配置された一対の円環部と、前記一対の円環部を繋ぐように周方向に所定の間隔で配置される複数の柱部と、を有し、
    　前記ポケット部は、前記一対の円環部の軸方向で対向する面と、周方向に隣り合う２つの柱部の周方向で対向する面と、により形成され、
    　前記ポケット部を形成する面のうちの少なくとも一つの面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されていることを特徴とする転がり軸受。
  2. 　前記周方向に隣り合う２つの柱部の周方向で対向する面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されている請求項１記載の転がり軸受。
  3. 　前記一対の円環部の軸方向で対向する面がクラウニングによって前記転動体に対して凸曲面となるように形成されている請求項１または２記載の転がり軸受。
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