WO2023286527A1 - ころ軸受用保持器およびころ軸受 - Google Patents

Abstract

ころ軸受用保持器の柱部は、該柱部の軸線方向中央領域に形成されてポケットに臨むポケット面（２２）と、柱部の軸線方向一方領域および他方領域にそれぞれ形成されてポケット面（２２）よりもポケットへ向かって突出し、ころを案内する第１ころ案内面（２３）と、柱部の軸線方向両端部にそれぞれ形成されてポケット面（２２）よりもポケットから後退する肉ぬすみ部（２５）と、柱部の軸線方向両端領域のうち第１ころ案内面（２３）と肉ぬすみ部（２５）との間に設けられて、ポケット面（２２）よりもポケットへ向かって突出するとともに第１ころ案内面（２３）よりもポケットから後退する第２ころ案内面（２４）と有する。

Description

ころ軸受用保持器およびころ軸受

　本発明は、複数のころを整列させるころ軸受用保持器に関する。

　リング部と柱部とポケットを備え、該ポケットにころが配置されるころ軸受用保持器として従来、特開平８－３１２６５０号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。特許文献１では、外径案内形式の保持器にあっては、柱部の外径側の面に、リング部の外径面よりも凹んだ面を設け、該面に外径爪部を形成し、内径案内形式の保持器にあっては、柱部の内径側の面に、リング部の内径面よりも凹んだ面を設け、該面に内径爪部を形成し、針状ころを保持する外径爪部および内径爪部が油膜を切ることを防止するというものである。

　特許文献１にあっては、ポケットの周方向寸法が、軸線方向中央部で大きく、軸線方向両端部で小さいため、針状ころの両端部が柱部と常時当接しているにも拘わらず該当接箇所に潤滑油が十分に供給されず、油膜切れが懸念される。そこで特開２００１－０４１２５０号公報（特許文献２）に記載の技術が知られている。

　特許文献２では、ころの両端が先細になるようクラウニングを設けておき、ポケットの軸線方向両端部に油溝を設けておき、ころの両端部と柱部の両端部が接触しないようにするというものである。

　また特開２００９－０７９６７４号公報（特許文献３）では、ころ止め突起を、丸みを帯びた形状とする。これによりころ止め突起に尖ったエッジが形成されず、エッジ接触が防止されるというものである。　

特開平８－３１２６５０号公報 特開２００１－０４１２５０号公報 特開２００９－０７９６７４号公報

　しかし、上記従来のようなころ軸受用保持器にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり特許文献１の保持器のように、柱部の両端部分および中央領域にはポケットに臨むポケット面を形成し、柱部の両端領域のうち中央寄りにはころ案内面を形成する場合、両端部分のポケット面ところ案内面の境界線がエッジのように屹立した稜線になってしまう。そうするところの両端が保持器の周方向に遅れ進みとなってころが傾くスキュー現象の際に、上述した境界のエッジがころとエッジ接触してしまい、油膜が切れてしまう。

　本発明は、上述の実情に鑑み、ころのスキュー現象の際のエッジ接触を解消させる技術を提供することを目的とする。

　この目的のため本発明によるころ軸受用保持器は、互いに対向する１対のリング部と、リング部の軸線方向に延びてリング部同士を連結する複数の柱部と、周方向に隣り合う柱部同士間および１対のリング部によって区画される空所であってころが配置されるポケットとを備える。柱部は、該柱部の軸線方向中央領域に形成されてポケットに臨むポケット面と、柱部の軸線方向一方領域および他方領域にそれぞれ形成されてポケット面よりもポケットへ向かって突出し、ころを案内する第１ころ案内面と、柱部の軸線方向両端部にそれぞれ形成されてポケット面よりもポケットから後退する肉ぬすみ部と、柱部の軸線方向両端領域のうち第１ころ案内面と肉ぬすみ部との間に設けられて、ポケット面よりもポケットへ向かって突出するとともに第１ころ案内面よりもポケットから後退する第２ころ案内面とを有する。

　かかる本発明によれば、ころがスキューする際、第１ころ案内面に代わり、第２ころ案内面がころを案内するため、第１ころ案内面の軸線方向外側縁のエッジがころに当接せず、ころ表面の油膜切れが防止される。また第２ころ案内面によってころのスキュー角度が従来よりも小さくされる。

　本発明の一局面として、柱部は、第１ころ案内面と第２ころ案内面の間に形成されて、これらのころ案内面と接続する傾斜面をさらに有する。かかる局面によれば、第１ころ案内面と第２ころ案内面の間にエッジが立たないため、ころがスキューして傾斜面に当接しても、ころ表面の油膜切れが防止される。なお傾斜面は第２ころ案内面に含まれてもよい。あるいは、第１ころ案内面および第２ころ案内面の間に配置される第３ころ案内面であってもよく、例えば、第１ころ案内面および第２ころ案内面が軸線と平行な面であり、第３ころ案内面が軸線と不平行な傾斜面である。

　本発明の好ましい局面として、肉ぬすみ部の表面と第２ころ案内面が隣接し、これらの面の境界線が稜線を構成し、稜線の稜角が１００°以上１８０°以下の範囲に含まれる。かかる局面によれば、境界線が鈍角になり、境界線にエッジが立たないため、ころがスキューして境界線に当接しても、ころ表面の油膜切れが防止される。

　本発明のころ軸受用保持器は、ころの径方向移動を規制するころ止め突起をさらに有してもよい。本発明のさらに好ましい局面として、柱部はポケットへ向かって突出するころ止め突起をさらに有し、ころ止め突起は、第１ころ案内面の軸線方向位置と同じ軸線方向位置に配置される第１突起部分と、第２ころ案内面の軸線方向位置と同じ軸線方向位置に配置される第２突起部分を含み、第１ころ案内面から周方向に突出する第１突起部分の第１突出量が、第２ころ案内面から周方向に突出する第２突起部分の第２突出量よりも大きい。かかる局面によればころ止め突起のエッジがころに当接し難くなり、ころがスキューする際、ころ止め突起ところがエッジ接触して油膜切れが生じる懸念が低減される。

　本発明のころ軸受は、上述したころ軸受用保持器と、当該ころ軸受用保持器のポケットに配置されるころを具備する。

　このように本発明によれば、ころのスキュー現象の際、ころと柱部のエッジ接触が防止されることから、ころ表面の油膜切れが解消される。

本発明の一実施形態を示す全体斜視図である。 同実施形態を示す拡大斜視図である。 同実施形態から１本の柱部を取り出して示す拡大図である。 同実施形態から１本の柱部を取り出して示す拡大図である。 同実施形態から１本のポケットを取り出して示す断面図である。 同実施形態の第１ころ案内面の断面形状を示す拡大図である。 同実施形態の第１ころ案内面の断面形状を示す拡大図である。 同実施形態を示す拡大画像である。 従来例のポケットを取り出して示す断面図である。 従来例の保持器のポケット面およびころ案内面を取り出して示す図である。

　以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態になるころ軸受用保持器を示す全体斜視図である。図２は、同実施形態を示す拡大斜視図である。ころ軸受用保持器１０は、２個１対のリング部１１，１１と、リング部１１の軸線方向に延びてリング部１１，１１同士を連結する複数の柱部２１と、周方向に隣り合う柱部２１，２１同士間および１対のリング部１１，１１によって区画される空所であるポケット３１とを備える。以下の説明において、ころ軸受用保持器１０（リング部１１）の軸線方向を単に軸線方向といい、ころ軸受用保持器１０（リング部１１）の周方向を単に周方向といい、ころ軸受用保持器１０（リング部１１）の半径方向を単に径方向という。

　柱部２１は、ころ軸受用保持器１０の周方向における両側面で、ポケット３１に臨む。柱部２１のかかる側面には、ポケット面２２と、第１ころ案内面２３と、第２ころ案内面２４と、肉ぬすみ部２５が形成される。肉ぬすみ部２５はポケット３１へ潤滑油を導入する。各ポケット３１には、図示しないころがそれぞれ配置される。ころは、例えば針状ころである。ポケット３１の周方向寸法は、ころの直径よりも大きい。

　図３は、同実施形態から１本の柱部を取り出して示す拡大図であって、ころ軸受用保持器１０の径方向外側からみた状態を表す。図４は、同実施形態から１本の柱部を取り出して示す拡大図であって、ころ軸受用保持器１０の周方向にみた状態を表す。ポケット面２２はポケット３１から後退する平面であるのに対し、第１ころ案内面２３はポケット３１へ向かって突出する平面である。つまり第１ころ案内面２３は、図３に示すようにポケット面２２よりもポケット３１へ向かって突出する面であり、ころ（図略）の表面に接触してこれを周方向に案内する。ころ（図略）は、柱部２１の軸線方向一方に設けられた第１ころ案内面２３と、柱部２１の軸線方向他方に設けられた第１ころ案内面２３に同時に接触することにより、軸線と平行な姿勢にされる。ポケット面２２は、ころから常時離れており、接触しない。これによりポケット面２２ところの隙間に潤滑油が流れる。

　肉ぬすみ部２５は、図３に示すように第１ころ案内面２３およびポケット面２２よりも、ポケット３１から後退する凹部である。つまり柱部２１の周方向寸法は、肉ぬすみ部２５における寸法Ｃｓが最も小さく、第１ころ案内面２３における寸法Ｃａが最も大きい。

　図３に示すように、ポケット面２２は柱部２１の軸線方向中央領域に配置される。第１ころ案内面２３は、柱部２１の軸線方向一方領域および他方領域にそれぞれ配置される。第２ころ案内面２４は、一方の第１ころ案内面２３よりも軸線方向外側と、他方の第１ころ案内面２３よりも軸線方向外側にそれぞれ配置される。肉ぬすみ部２５は、柱部２１の端部とリング部１１の結合箇所に設けられ、具体的には柱部２１の両端部に設けられる。

　第２ころ案内面２４は、第１ころ案内面２３よりもポケット３１から後退するが、ポケット面２２よりもポケット３１へ向かって突出する。つまり柱部２１の周方向寸法は、第２ころ案内面２４における寸法Ｃｂが、寸法Ｃａよりも小さく、ポケット面２２における周方向寸法Ｃｄよりも大きい（Ｃｓ＜Ｃｄ＜Ｃｂ＜Ｃａ）。

　本願発明の第１ころ案内面２３および第２ころ案内面２４は、ポケット３１に臨む平面である。第１ころ案内面２３の軸線方向寸法Ｗａは第２ころ案内面２４の軸線方向寸法Ｗｂよりも大きい（Ｗａ＞Ｗｂ）。

　図５は、第２ころ案内面２４がころを案内する様子を示す断面図であり、ポケットを径方向にみた状態を表す。ころ４０がスキューしている状態で、第２ころ案内面２４はころ４０に接触してこれを案内し、このとき第１ころ案内面２３の軸線方向外側縁２３ｆは、ころ４０と接触しない。本実施形態によれば、第２ころ案内面２４によって、ころ４０のスキュー角度が小さくされる。また第２ころ案内面２４によって、軸線方向外側縁２３ｆところ４０が接触することを防止され、あるいはころ４０が軸線方向外側縁２３ｆに接触しても、ころ４０から軸線方向外側縁２３ｆに作用する荷重が小さくされる。

　図５を参照して本実施形態では、第１ころ案内面２３と第２ころ案内面２４の境界に形成される両者の段差の値を寸法Ｃfで表す。寸法Ｃfは０．０１［ｍｍ］以下である（Ｃf≦０．０１）。このようにすると、第２ころ案内面２４と第２ころ案内面２４の接続が目立たなくなってエッジが生成し難くなる。これにより二点鎖線で示すようにころ４０がスキューしても、ころ４０がエッジに接触することが解消される。なお寸法Ｃfと、寸法Ｃａおよび寸法Ｃｂ（図３）の寸法関係は下記のとおりである。
［式１］　　Ｃf＝（Ｃａ＋Ｃｂ）/２

　図６Ａおよび図６Ｂは、第１ころ案内面２３と第２ころ案内面２４の間を示す拡大図であって、径方向にみた状態を表す。図７は本実施形態を示す画像であり、斜め外径側からみた状態を表す。本実施形態では、図６Ａに示すように第１ころ案内面２３および第２ころ案内面２４が軸線と平行な平面あるいは曲面であり、第１ころ案内面２３と第２ころ案内面２４の間に傾斜面２６が形成される。傾斜面２６は軸線と不平行であり、第１ころ案内面２３および第２ころ案内面２４と滑らかに接続する。あるいは図示しない変形例として、傾斜面２６は、曲面を介して、第１ころ案内面２３および／または第２ころ案内面２４と滑らかに接続してもよい。

　図６Ｂは本実施形態の変形例であり、変形例の第２ころ案内面２４は、軸線と不平行な傾斜面である。本実施形態および変形例によれば、軸線方向外側縁２３ｆにおける稜角が鈍角にされ、第１ころ案内面２３と第２ころ案内面２４の境界に段差が形成されない。したがって軸線方向外側縁２３ｆにエッジが立たず、たとえころ４０がスキューして軸線方向外側縁２３ｆに接触しても、ころ４０表面の油膜切れが回避される。あるいは図示しない変形例として軸線方向外側縁２３ｆは曲面とされ、傾斜面である第２ころ案内面２４は、当該曲面を介して、第１ころ案内面２３と滑らかに接続してもよい。

　図５中の丸囲みは、第２ころ案内面２４と肉ぬすみ部２５の境界を示し、径方向にみた状態を表す。肉ぬすみ部２５の表面と第２ころ案内面２４は隣接し、これらの面の境界線２７が稜線を構成する。この稜線は径方向に延びる。この稜線と直交する断面において、肉ぬすみ部２５の表面と第２ころ案内面２４がなす稜角Ｒは、１００°以上で、１８０°以下（好ましくは１８０°未満）の範囲に含まれる鈍角である。本実施形態によれば、境界線２７における稜角が鈍角であることから、エッジが立たず、たとえころ４０がスキューして境界線２７に接触しても、ころ４０表面の油膜切れが回避される。

　説明を図３および図４に戻すと、柱部２１の軸線方向端部領域にはころ止め突起３２が設けられる。ころ止め突起３２は、第１ころ案内面２３および第２ころ案内面２４よりも外径側に配置され、ころが外径側へ移動することを規制する。ころ止め突起３２は、柱部２１の径方向外側に配置され、ポケット３１へ向かって突出し、隣り合う柱部２１にも同様に設けられるころ止め突起３２と対向する。かかるころ止め突起３２,３２間の距離は、ころの直径よりも小さいことから、ころはポケット３１から脱落することを防止される。

　ころ止め突起３２の軸線方向位置は、第１ころ案内面２３の軸線方向位置と同じ軸線方向位置に配置される第１突起部分３３と、第２ころ案内面２４の軸線方向位置と同じ軸線方向位置に配置される第２突起部分３４を含む。第１ころ案内面２３から周方向に突出する第１突起部分３３の第１突出量Ｐａが、第２ころ案内面２４から周方向に突出する第２突起部分３４の第２突出量Ｐｂよりも大きい。本実施形態によれば、ころのスキュー現象において、ころ止め突起３２ところが当接する場合であっても、接触面積が大きくなることから、ころ表面の油膜切れが回避される。

　本実施形態の理解を容易にするために、従来例につき説明する。図８および図９は従来例のポケットを取り出して示す図であって、図８は、図９中のVIII―VIIIで表される面（保持器の径に垂直な平面）で柱部を切断し、その切断面を径方向にみた状態を表す断面図である。図９は従来例のポケット面およびころ案内面を示す拡大図であって、１の柱部を取り出して保持器の周方向にみた状態を表す。図８を参照して、従来例のころ案内面１２３は、柱部１２１の軸線方向両端領域にそれぞれ設けられていた。ころ案内面１２３の軸線方向外側縁１２３ｆは、エッジになっており、屹立した稜線を構成していた。このためころ４０がスキューして軸線方向外側縁１２３ｆに接触すると、ころ４０表面の油膜切れが生じていた。

　この理由として、柱部１２１の側面の一部である余肉１３３に、バニシ加工が施され、このバニシ加工によって柱部１２１の外径側には外爪１３２が形成される。バニシ加工とは、バニシ治具（図略）を径方向に移動させて柱部１２１の周方向側面（ポケット面１２２に連続する面（余肉１３３の表面））に押し付けて、柱部１２１の周方向側面の一部の余肉１３３を径方向に削ぐように塑性変形させ、ポケットに向かって外爪１３２を突出させる加工をいう。かかるバニシ加工の際、従来例では余肉１３３を削いでころ案内面１２３を形成すると、ころ案内面１２３の軸線方向外側縁１２３ｆには鋭利に突出したエッジが形成されていた。

　本実施形態では、第１ころ案内面２３の軸線方向外側に第２ころ案内面２４を形成することから、従来例のようなエッジ１２３ｆが生じないし、軸線方向外側縁２３ｆがエッジにならない。

　本実施形態では、柱部２１の径方向内側にころ止め突起３８が設けられる。ころ止め突起３８は、柱部２１の軸線方向中央領域に間隔を空けて２か所配置され、ポケット面２２よりもポケット３１へ向かって突出する。ころ止め突起３８は、ころが内径側へ移動することを規制する。ころ止め突起３８は、隣り合う柱部２１にも同様に設けられるころ止め突起３８と対向する。かかるころ止め突起３８,３８間の距離は、ころの直径よりも小さいことから、ころはポケット３１から脱落することを防止される。

　ころ止め突起３８は、柱部２１の周方向側面を外径側から内径側へしごくバニシ加工によって作成される。しごかれた後のポケット面３９は、ころ止め突起３８よりも外径側に位置し、ポケット面２２よりもポケット３１へ向かって突出するが、第２ころ案内面２４よりもポケット３１から後退する。

　本実施形態では、図４に示すように柱部２１の軸線方向中央領域が軸線方向両端部よりも内径側に位置するよう、軸線方向中央領域と軸線方向端部領域の接続領域２８，２８が斜め形状とされる。これらの接続領域２８，２８はプレス加工によって形成される。

　ここで附言すると接続領域２８，２８は、帯鋼の圧延工程において、帯鋼の幅方向中央領域と幅方向端部領域を互い違いになるようプレス加工することによって現れる。そしてポケット３１と同じ輪郭のポンチで帯鋼を打ち抜くことによって、柱部２１とポケット３１が同時に形成される。帯鋼は、適切な長さに裁断され、丸められ、その両端が溶接によって結合される。

　図４に示すように、柱部２１の外径面は、リング部１１の外径面１２よりも内径側に窪んだ面とされる。具体的には、柱部２１の軸線方向端部の外径面３５が、外径面１２と同一面（平面あるいは円筒面）とされる。また、外径面３５よりも軸線方向内側かつ接続領域２８よりも軸線方向外側に位置する外径面３６が、外径面３５よりも内径側に後退した平面とされる。これによりころ軸受用保持器１０の外径面ところ止め突起３２の間で潤滑油が流れ、ころ止め突起３２が潤滑される。かかる構成は、ころ軸受用保持器１０が、特に外径案内とされる場合において有益である。また柱部２１の軸線方向中央領域の外径面３７が、外径面３５よりも内径側に後退した平面とされる。本実施形態のころ軸受用保持器１０は、Ｖ型保持器とされる。

　以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

　１０　ころ軸受用保持器、　　　１１　リング部、　　　２１　柱部、　　　２２　ポケット面、　　　２３　第１ころ案内面、　　　２４　第２ころ案内面、　２３ｆ　第１ころ案内面の軸線方向外側縁、　　　２５　肉ぬすみ部、　　　２６　傾斜面、　　　２７　境界線、　　　２８　接続領域、　　　３１　ポケット、　　　３２，３８　ころ止め突起、　　　３３　第１突起部分、　３４　第２突起部分、　　　４０　ころ、　　　Ｒ　稜角、　　　１２３　ころ案内面、　　　１２３ｆ　エッジ、　　　　１３２　外爪１２２　ポケット面、　　　１３３　余肉。

Claims (5)

1. 　１対のリング部と、前記リング部の軸線方向に延びて前記リング部同士を連結する複数の柱部と、周方向に隣り合う前記柱部同士間および前記１対のリング部によって区画される空所であってころが配置されるポケットとを備え、
   　前記柱部は、
   　　該柱部の軸線方向中央領域に形成されて前記ポケットに臨むポケット面と、
   　　前記柱部の軸線方向一方領域および他方領域にそれぞれ形成されて前記ポケット面よりも前記ポケットへ向かって突出し、前記ころを案内する第１ころ案内面と、
   　　前記柱部の軸線方向両端部にそれぞれ形成されて前記ポケット面よりも前記ポケットから後退する肉ぬすみ部と、
   　　前記柱部の軸線方向両端領域のうち前記第１ころ案内面と前記肉ぬすみ部との間に設けられて、前記ポケット面よりも前記ポケットへ向かって突出するとともに前記第１ころ案内面よりも前記ポケットから後退する第２ころ案内面とを有する、ころ軸受用保持器。
2. 　前記柱部は、前記第１ころ案内面と前記第２ころ案内面の間に形成されて、これらのころ案内面と接続する傾斜面をさらに有する、請求項１に記載のころ軸受用保持器。
3. 　前記肉ぬすみ部の表面と前記第２ころ案内面が隣接し、これらの面の境界線が稜線を構成し、前記稜線の稜角が１００°以上１８０°以下の範囲に含まれる、請求項１に記載のころ軸受用保持器。
4. 　前記柱部は、前記ポケットへ向かって突出するころ止め突起をさらに有し、
   　前記ころ止め突起は、前記第１ころ案内面の軸線方向位置と同じ軸線方向位置に配置される第１突起部分と、前記第２ころ案内面の軸線方向位置と同じ軸線方向位置に配置される第２突起部分を含み、
   　前記第１ころ案内面から周方向に突出する前記第１突起部分の第１突出量が、前記第２ころ案内面から周方向に突出する前記第２突起部分の第２突出量よりも大きい、請求項１に記載のころ軸受用保持器。
5. 　請求項１～４のいずれかに記載のころ軸受用保持器と、
   　前記ポケットに配置されるころを具備する、ころ軸受。

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