(57)【要約】【課題】円筒ころ軸受の保持器において、ポケットの両側に設けられた突起部の剛性をそれほど低下させずに円筒ころの組付けを容易にし、突起部の基部の局部応力の発生を防止する。【解決手段】円筒ころ軸受用の保持器１４は、円環状の軸方向一対の環状部２１と、一対の環状部２１の間に架設された周方向に複数の柱部２２とを備え、一対の環状部２１と周方向に隣接する柱部２２との間に円筒ころ１３を収容するポケット２３を備える。ポケット２３を挟んで隣接する柱部２２には、当該ポケット２３側かつ径方向外側に突出し、当該ポケット２３内に収容された円筒ころ１３を径方向外側から押さえる突起部３０が形成され、この突起部３０に対して軸方向に隣接する柱部２２の外周面に、当該ポケット２３側へ向かうに従い漸次径方向内側へ傾斜する傾斜面３６が形成される。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に形成された軸方向一対の環状部と、周方向に一定間隔をあけて前記一対の環状部の間に架設された複数の柱部とを備え、一対の環状部と周方向に隣接する柱部との間に転がり軸受の転動体を収容するポケットを備えた転がり軸受用保持器であって、
前記ポケットを挟んで隣接する柱部に、当該ポケット側かつ径方向外側に突出し、当該ポケット内に収容された転動体を径方向外側から押さえる突起部が形成され、この突起部の基部に対して軸方向に隣接する前記柱部の外周面に、当該ポケット側へ向かうに従い漸次径方向内側へ傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項２】
前記傾斜面が、前記突起部の基部に対して軸方向両側に隣接する前記柱部の外周面に形成されている請求項１に記載の転がり軸受用保持器。
【請求項３】
外周面に軌道を有するとともに、この軌道の少なくとも軸方向一方側に径方向外側に突出する鍔部を有している内輪と、
前記内輪の径方向外側に配置される請求項１又は２に記載の保持器と、
前記保持器のポケット内に収容され、かつ前記内輪の軌道上を転動可能に配置される複数の転動体と、
を備えていることを特徴とする内輪組立体。
【請求項４】
内周面に軌道を有する外輪と、
外周面に軌道を有するとともに、この軌道の少なくとも軸方向一方側に径方向外側へ突出する鍔部を有している内輪と、
前記外輪と前記内輪との径方向間に配置される請求項１又は２に記載の保持器と、
前記保持器のポケット内に収容され、かつ前記外輪および前記内輪の前記軌道上を転動可能に配置される複数の転動体と、
を備えていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項５】
円環状に形成された軸方向一対の環状部と、周方向に一定間隔をあけて前記一対の環状部の間に架設された複数の柱部とを備え、一対の環状部と周方向に隣接する柱部との間に転がり軸受の転動体を収容するポケットを備えた転がり軸受用保持器であって、
前記ポケットを挟んで隣接する柱部に、当該ポケット側かつ径方向内側へ向けて突出し、当該ポケット内に収容された転動体を径方向内側から押さえる突起部が形成され、この突起部の基部に対して軸方向に隣接する前記柱部の内周面に、当該ポケット側へ向かうに従い漸次径方向外側へ傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項６】
前記傾斜面が、前記突起部の基部に対して軸方向両側に隣接する前記柱部の内周面に形成されている請求項５に記載の転がり軸受用保持器。
【請求項７】
内周面に軌道を有するとともに、この軌道の少なくとも軸方向一方側に径方向内方へ突出する鍔部を有している外輪と、
前記外輪の径方向内側に配置される請求項５又は６に記載の保持器と、
前記保持器のポケット内に収容され、かつ前記外輪の軌道上を転動可能に配置される複数の転動体と、
を備えていることを特徴とする外輪組立体。
【請求項８】
外周面に軌道を有する内輪と、
内周面に軌道を有するとともに、この軌道の少なくとも軸方向一方側に径方向内方へ突出する鍔部を有している外輪と、
前記外輪と前記内輪との径方向間に配置される請求項５又は６に記載の保持器と、
前記保持器のポケット内に収容され、かつ前記外輪および前記内輪の軌道上を転動可能に配置される複数の転動体と、
を備えていることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等、高速回転する軸を好適に支持することが可能な転がり軸受用保持器、並びにこれを備えた内輪組立体、外輪組立体、および転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、工作機械の主軸を支持するために使用される転がり軸受が開示されている。この工作機械の主軸は、工具側と反工具側とで異なる転がり軸受によって支持されており、反工具側では主軸の熱膨張等を逃がすために、主軸の軸方向変位を許容可能な円筒ころ軸受が使用されている。
この円筒ころ軸受は、外周に軌道を有する内輪と、内周に軌道を有する外輪と、内外輪の各軌道間に転動自在に配置された複数の円筒ころと、この円筒ころを周方向で所定間隔に保持する保持器とを備えている。
【０００３】
また、特許文献１記載の円筒ころ軸受に使用されている保持器は、合成樹脂製とされており、図６に示すように、円環状に形成された軸方向一対の環状部１２１と、一対の環状部１２１間に架設された周方向に複数の柱部１２２とを備え、一対の環状部１２１および周方向に隣接する柱部１２２の間に円筒ころ１１３を収容するポケット１２３が形成されている。各柱部１２２の周方向両端部には、ポケット１２３側かつ径方向外側に向けて突出する突起部１３０が二股状に形成されている。このような保持器１１４を使用した円筒ころ軸受を組み立てる場合、まず、中間段階として、内輪１１２の外周側に保持器１１４を配置し、この保持器１１４のポケット１２３内に円筒ころ１１３を収容して内輪組立体を組み立てる。この内輪組立体の状態で、ポケット１２３内の円筒ころ１１３は突起部１３０によって径方向外方へ抜け落ちないように押さえられる。そして、この内輪組立体の外周部に外輪を嵌合することによって、円筒ころ軸受を組み立てる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１６７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の技術において、工作機械の主軸が高速回転すると、円筒ころ軸受の保持器１１４と円筒ころ１１３との接触力も大きくなるため、ポケット１２３内に収容された円筒ころ１１３がその両側の突起部１３０の間に食い込み、回転抵抗が増大する。したがって、このような突起部１３０間に対する円筒ころ１１３の食い込みを防止して主軸の高速回転に対応するには、突起部１３０の剛性を高めることが要求される。
【０００６】
一方、特許文献１の円筒ころ軸受の内輪組立体を組み立てる場合、ポケット１２３の周方向両側に形成された突起部１３０間に円筒ころ１１３を押し込むことによって突起部１３０を周方向外側に広げるように弾性変形させる必要がある。そのため、突起部１３０の剛性があまりに高いと円筒ころ１１３の組み付けが困難になるともに、突起部１３０の基部（特に、柱部１２２の外周面１３６と側面との境界部Ｐ）において局部応力が発生しやすくなるという問題がある。
【０００７】
したがって、本発明は、突起部の剛性をそれほど低下させずに円筒ころの組付けを容易にし、局部応力の発生を防止することができる転がり軸受用保持器、並びに、この保持器を備えた内輪組立体、外輪組立体、および転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の転がり軸受用保持器（請求項１）は、円環状に形成された軸方向一対の環状部と、周方向に一定間隔をあけて前記一対の環状部の間に架設された複数の柱部とを備え、一対の環状部と周方向に隣接する柱部との間に転がり軸受の転動体を収容するポケットを備えた転がり軸受用保持器であって、前記ポケットを挟んで隣接する柱部に、当該ポケット側かつ径方向外側に突出し、当該ポケット内に収容された転動体を径方向外側から押さえる突起部が形成され、この突起部の基部に対して軸方向に隣接する前記柱部の外周面に、当該ポケット側へ向かうに従い漸次径方向内側へ傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の転がり軸受用保持器(請求項５)は、円環状に形成された軸方向一対の環状部と、周方向に一定間隔をあけて前記一対の環状部の間に架設された複数の柱部とを備え、一対の環状部と周方向に隣接する柱部との間に転がり軸受の転動体を収容するポケットを備えた転がり軸受用保持器であって、前記ポケットを挟んで隣接する柱部に、当該ポケット側かつ径方向内側へ向けて突出し、当該ポケット内に収容された転動体を径方向内側から押さえる突起部が形成され、この突起部の基部に対して軸方向に隣接する前記柱部の内周面に、当該ポケット側へ向かうに従い漸次径方向外側へ傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
以上の各構成によれば、柱部の外周面又は内周面には傾斜面が形成されているので、ポケット内に転動体を収容するために突起部を弾性変形させた場合に突起部の基部に局部応力が発生するのを防止することができる。また、柱部の外周面又は内周面に傾斜面を形成するだけであるので、突起部の剛性低下は僅かであり、高速回転にも対応可能となる。
【００１１】
前記傾斜面は、前記突起部の基部に対して軸方向両側に隣接する前記柱部の外周面若しくは内周面に形成されていることが好ましい（請求項２、６）。これによって突起部の基部に対する局部応力をより確実に防止することができる。
【００１２】
本発明の内輪組立体（請求項３）は、外周面に軌道を有するとともに、この軌道の少なくとも軸方向一方側に径方向外側に突出する鍔部を有している内輪と、前記内輪の径方向外側に配置される請求項１又は２に記載の保持器と、前記保持器のポケット内に収容され、かつ前記内輪の軌道上を転動可能に配置される複数の転動体と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の外輪組立体（請求項７）は、内周面に軌道を有するとともに、この軌道の少なくとも軸方向一方側に径方向内方へ突出する鍔部を有している外輪と、前記外輪の径方向内側に配置される請求項５又は６に記載の保持器と、前記保持器のポケット内に収容され、かつ前記外輪の軌道上を転動可能に配置される複数の転動体と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の転がり軸受（請求項４）は、内周面に軌道を有する外輪と、外周面に軌道を有するとともに、この軌道の少なくとも軸方向一方側に径方向外側へ突出する鍔部を有している内輪と、前記外輪と前記内輪との径方向間に配置される請求項１又は２に記載の保持器と、前記保持器のポケット内に収容され、かつ前記外輪および前記内輪の前記軌道上を転動可能に配置される複数の転動体と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の転がり軸受（請求項８）は、外周面に軌道を有する内輪と、内周面に軌道を有するとともに、この軌道の少なくとも軸方向一方側に径方向内方へ突出する鍔部を有している外輪と、前記外輪と前記内輪との径方向間に配置される請求項５又は６に記載の保持器と、前記保持器のポケット内に収容され、かつ前記外輪および前記内輪の軌道上を転動可能に配置される複数の転動体と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
以上の内輪組立体、外輪組立体、および転がり軸受によれば、上述した保持器と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、突起部の剛性をそれほど低下させずに円筒ころの組付けを容易にし、突起部の基部における局部応力の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図２】保持器を外周側から見た平面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図２のIV−IV断面図である。
【図５】図４のＶ部拡大詳細図である。
【図６】従来技術に係る転がり軸受用保持器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る転がり軸受１０の断面図である。この転がり軸受１０は、環状の外輪１１と、外輪１１の内周側に同心状に配置された内輪１２と、外輪１１と内輪１２との間に配置された転動体としての複数の円筒ころ１３と、これら円筒ころ１３を周方向に所定間隔で保持するための保持器１４とを備えている。
【００２０】
外輪１１は、軸受鋼等の合金鋼を用いて環状に形成された部材であり、その内周には、円筒ころ１３が転動する外輪軌道１６が周方向に沿って形成されている。
内輪１２も、軸受鋼等の合金鋼を用いて環状に形成された部材であり、その外周には、円筒ころ１３が転動する内輪軌道１７が外輪軌道１６に対向するように形成されている。また、内輪１２の外周には、内輪軌道１７の軸方向両側において径方向外方に突出する内輪鍔部１８が形成され、この内輪鍔部１８によって内輪１２に対する円筒ころ１３の軸方向の移動が規制されている。
【００２１】
なお、外輪１１には鍔部は形成されておらず、外輪軌道１６上における円筒ころ１３の軸方向の移動が許容されている。
複数の円筒ころ１３は、外輪軌道１６及び内輪軌道１７上を転動可能であり、これによって、外輪１１及び内輪１２が相対回転自在とされている。
【００２２】
図２は、保持器１４を外周側から見た平面図、図３は、図２のIII−III断面図、図４は図２のIV−IV断面図である。保持器１４は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等の合成樹脂を用いて形成されている。保持器１４は、円環状に形成された軸方向一対の環状部２１と、この一対の環状部２１間に架設された周方向に複数の柱部２２とを備えている。複数の柱部２２は周方向に一定の間隔をあけて配置され、周方向に隣接する柱部２２と一対の環状部２１との間に形成された略四角形状の空間が、円筒ころ１３を収容可能なポケット２３とされている。保持器１４は、外輪１１と内輪１２との間に、これら両輪とほぼ同心となるように配置されている。なお、保持器１４は、ポリアミド樹脂を用いて形成してもよい。
【００２３】
一対の環状部２１の軸方向内側面（ポケット２３に面する側面）には、ポケット２３内へ向けて膨出し、その先端面が円筒ころ１３の軸方向端面に摺接可能な軸方向案内部２５が形成されている。この軸方向案内部２５は、ポケット２３内における円筒ころ１３の軸方向の位置を規制している。
柱部２２の外周面の周方向中央には、径方向内側へ凹む凹部２６が柱部２２の軸方向全体に亘って形成されている。
【００２４】
また、柱部２２の周方向側面２２ａであって軸方向中央部には、ポケット２３内へ向けて膨出し、その先端面（第１案内面２８）が円筒ころ１３の外周面に摺接可能な周方向案内部２９が形成されている。第１案内面２８はほぼ平坦面に形成され、円筒ころ１３の保持器周方向の位置を規制している。
柱部２２の外周面の周方向両側であって軸方向中央部には、ポケット２３側かつ径方向外側に向けて突出する突起部３０が形成されている。ポケット２３を挟んだ両側の突起部３０の先端部間隔Ｗ（図４参照）は、円筒ころ１３の直径よりも小さく形成されている。
【００２５】
図５は図４のＶ部拡大図である。突起部３０のポケット２３側の側面は、周方向案内部２９の第１案内面２８に滑らかに連なり、凹円弧状に湾曲するように形成された第２案内面３２とされている。この第２案内面３２の曲率半径は、円筒ころ１３の外周面の曲率半径よりも僅かに大きくなるように設定されている。この第２案内面３２に円筒ころ１３の外周面が接触することによって、円筒ころ１３が案内されるとともに、円筒ころ軸受１０の組立時にポケット２３からの円筒ころ１３の径方向外側への抜けが防止される。
【００２６】
すなわち、本実施形態では、内輪１２の外周側に保持器１４を配置した状態で、ポケット２３の周方向両側の突起部３０を押し広げながら当該ポケット２３内に円筒ころ１３を嵌め入れていくことによって中間段階としての「内輪組立体」が組み立てられ、この内輪組立体の外周部に外輪１１を嵌合することによって円筒ころ軸受１０が組み立てられるようになっており、突起部３０は、内輪組立体における円筒ころ１３がポケット２３から径方向外側に離脱するのを防止する機能を具備している。
【００２７】
なお、突起部３０のポケット２３側の側面において、第２案内面３２よりも径方向外側には、当該第２案内面３２に滑らかに連続するように凸円弧状に湾曲する円弧面３４が形成されている。このような円弧面３４を形成することによって、内輪組立体を組み立てる際、ポケット２３に対して径方向外側から円筒ころ１３を押し込むときにポケット２３の両側の突起部３０を周方向外側へ拡げ易くなっている。
【００２８】
図５に示すように、突起部３０の軸方向両側に配置されている柱部２２の外周面、すなわち、凹部２６とポケット２３との周方向間に配置されている柱部２２の外周面は、凹部２６側の第１の外周面３５と、ポケット２３側の第２の外周面３６とから構成されている。第１の外周面３５は、保持器１４の外周面（環状部２１の外周面）とほぼ同一の曲率中心の円弧面、または当該外周面にほぼ平行な平坦面に形成されている。これに対して第２の外周面３６は、ポケット２３側へ向かうに従って径方向内側に傾斜する傾斜面とされている。第１の外周面３５と第２の外周面３６との周方向の寸法比Ｌ１：Ｌ２は、約１：２とされている。
【００２９】
図５には、比較例として従来の柱部２２の外形線を２点差線（符号５０）で示している。この従来の柱部２２の外周面には、第２の外周面３６のような傾斜面は形成されておらず、第１の外周面３５をそのままポケット２３側へ延長した形状となっている。この従来の場合、ポケット２３に対して円筒ころ１３を径方向外側から押し込み、突起部３０を周方向外側（矢印Ｘ）に弾性変形させると、突起部３０の基部、特に外周面５０と柱部２２の側面２２ａとの角部Ｐ付近において局部応力が発生し、損傷し易くなる。
【００３０】
これに対して、本実施の形態では、柱部２２に傾斜面からなる第２の外周面３６が形成されているので、周方向外側（矢印Ｘ）への負荷が作用する突起部３０の先端部から応力の発生し易い箇所（符号Ｐ１，Ｐ２で示す）までの距離が長くなり、さらに、この応力の発生しやすい箇所Ｐ１，Ｐ２が複数箇所に分散されるとともに、各箇所の角度θ１，θ２（柱部２２の側面２２ａと第２の外周面３６とがなす角度θ１、および第２の外周面３６と第１の外周面３５とがなす角度θ２）が９０°より大きい鈍角となる。これらによって、突起部３０を弾性変形させた場合に突起部３０の基部付近に発生する応力を分散し、局部応力の発生を防止することが可能である。
【００３１】
また、突起部３０自体は従来と同一の形状であり、傾斜面３６が形成されることによって若干剛性は低下するものの性能上の差異は僅かであり、円筒ころ軸受１０の高速回転による突起部３０と円筒ころ１３との接触力が増大しても、十分に対応しうる剛性を維持することが可能である。
【００３２】
以上に説明した実施形態の円筒ころ軸受１０は、内輪１２の外周面に内輪鍔部１８が形成され、保持器１４の柱部２２に径方向外側に突出する突起部３０が形成され、この内輪１２と保持器１４と円筒ころ１３とによって内輪組立体が構成されるものであったが、本発明は、外輪１１の内周面に外輪鍔部が形成され、保持器１４の柱部２２にポケット２３側かつ径方向内側に突出するとともに円筒ころ１３がポケット２３から径方向内側へ抜けるのを防止する突起部３０が形成され、この外輪１１と保持器１４と円筒ころ１３とによって外輪組立体が構成される円筒ころ軸受１０にも適用することができる。また、いずれの場合においても、円筒ころ１３の軸方向の位置を規制する鍔部は、内輪１２又は外輪１１の軸方向の一方側のみに形成されていてもよく、他方には別体の鍔輪が設けられていてもよい。
【００３３】
柱部２２の外周面には、第１の外周面３５と第２の外周面３６（傾斜面）が形成されているが、第１の外周面３５を省略し、この第１の外周面３５に相当する寸法Ｌ１だけ第２の外周面３６を延長してもよい。また、第２の外周面３６は、平坦な傾斜面であっても良いし、凸状又は凹状の円弧状に湾曲した傾斜面であってもよい。この第２の外周面３６は、突起部３０の軸方向片側のみに形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０：転がり軸受、１１：外輪、１２：内輪、１３：円筒ころ（転動体）、１４：保持器、１６：外輪軌道、１７：内輪軌道、１８：内輪鍔部、２１：環状部、２２：柱部、２３：ポケット、３０：突起部、３２：第２案内面、３６：第２の外周面（傾斜面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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