(57)【要約】【課題】保持器ポケット面内径側端部のみでの転動体／保持器間接触を防止することにより、局部的な面圧増大、過大発熱や摩耗の発生を防止する転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪と、外輪と、前記内輪と前期外輪との間に設けられた複数の転動体と、当該転動体を所定間隔に保持するためのポケットが形成された保持器とを備えた転がり軸受であって、前記保持器の周方向において互いに対向するポケット面の内径側の曲率半径を、外径側の曲率半径より大きくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前期外輪との間に設けられた複数の転動体と、当該転動体を所定間隔に保持するためのポケットが形成された保持器とを備えた転がり軸受であって、
前記保持器の周方向において互いに対向するポケット面の内径側の曲率半径を外径側の曲率半径より大きくしたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記保持器の外周面が前記外輪の内周面と接触する前に、前記保持器ポケット面の前記内径側および前記外径側の何れもが前記転動体と接触しないことを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記内輪および前記外輪が鉄系金属製とされ、前記保持器が非鉄金属製であることを特徴とする請求項１又は２記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道車両車軸用に用いられるころがり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受の一種である円筒ころ軸受は、高負荷に耐えられることから例えば鉄道車両車軸用の軸受や、鉄鋼圧延機用の軸受として使用されている。この円筒ころ軸受に使用される保持器としては、金属なので機械的強度に優れている、自己潤滑性を有するため、摺動性、耐焼付き性および耐摩耗性に優れる、加工しやすい、さびにくい、といった理由から銅合金製の保持器が使用されるのが一般的である。鉄製保持器を使用する場合は、摺動性等を改善させる為に保持器に窒化処理などが施される（特許文献１）。
【０００３】
保持器は、軸受運転時には、遠心力と熱膨張によって径方向に膨張変形する。特に、保持器に銅合金のようにヤング率が小さく線膨張係数が大きい材料を使用する場合には、保持器と外輪（軸受鋼製）の変形量の差により、保持器と転動体間、保持器と外輪間のすきまが静止時と大きく異なることがある。
【０００４】
このため、稼動時の接触摩耗や異常な摩擦増大が起こらないように、運転すきまの推定に基づく、保持器の形状や材質の最適化が必要となる。保持器が転動体や外輪と想定以上の力で接触すると、接触摩耗やそれによる過大発熱により、摩耗粉の発生や保持器などの温度上昇が引き起こされる場合も考えられ、摩擦摩耗、接触応力や潤滑剤性能低下による不具合が生じることが懸念される。
【０００５】
稼動時に、保持器が転動体や外輪と接触しやすくなる例として、内輪回転である場合や、銅合金の保持器を適用した軸受が挙げられる。接触しやすくなる要因として、以下の（１）（２）が考えられる。
（１）外輪は、外径側から放熱しやすく、また、内輪回転の場合は遠心力膨張が起こらない。これに対して、保持器は遠心力と熱膨張により変形する。
（２）銅合金のように、軸受鋼や鉄系材料よりもヤング率が小さく、線膨張係数が大きい材料を保持器に適用すると、保持器の遠心力膨張量や熱膨張量の外輪との差がさらに大きくなる。
【０００６】
図２は、保持器と外輪の材料の違いによる静止時および稼動時における軸受すきま状態を説明する図である。転がり軸受２１は、内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間に設けられた複数の転動体４と、転動体４を所定間隔に保持するためのポケット２５が形成された保持器２６とを備える。保持器２６は転動体案内、即ち内外輪２、３と接触しないで、転動体４と接触した状態で回転する構成とされている。
【０００７】
図２（ａ）に示すように、静止時において転動体４／保持器２６間すきまが均一となるように設計されていても、図２（ｂ）に示すように、稼動時には遠心力と熱膨張の影響で相対位置やすきまが変わる。例えば、外輪３に軸受鋼、保持器２６に銅合金を適応した場合、ヤング率や線膨張係数の違い、および、外輪３と保持器２６の温度の差から、実際のすきま状態は図２（ｂ）のようになり、接触や摩耗が生じることがある。図２（ｂ）から明らかなように、運転時の接触、摩耗の具体的な形態としては、以下が挙げられる。
（１）保持器ポケット面２５ａの内径側端部２６ｉでの転動体４との接触および摩耗。
（２）保持器外径面２６ｏｕｔの外輪内周面２３ｉｎとのすべり摩擦および摩耗。
【０００８】
保持器ポケット面２５ａの曲率半径は、ポケット面全面で同じ曲率半径（転動体４の半径よりわずかに大きい値）となるように設計されていることが多い。しかし、銅合金保持器を高速／高温条件で用いる場合などでは、保持器２６と外輪３間の膨張差が原因となって、上記（１）のように、保持器ポケット面内径側端部２６ｉのみでの転動体４／保持器２６間接触となって、局部的な面圧増大、過大発熱や摩耗が起こることがある。これによって、保持器２６の温度上昇による熱膨張のさらなる増大で、上記（２）の外輪内周面３ｉｎとの接触が起こりやすくなる。また、潤滑剤に摩耗粉が混入する可能性も考えられる。
【０００９】
即ち、図２（ｂ）の状態となると、さまざまな２次的なトラブルの要因となるため、予め設計対策が必要となってくる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４３３３３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、保持器ポケット面内径側端部のみでの転動体／保持器間接触を防止することにより、局部的な面圧増大、過大発熱や摩耗の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の発明は、
内輪と、外輪と、前記内輪と前期外輪との間に設けられた複数の転動体と、当該転動体を所定間隔に保持するためのポケットが形成された保持器とを備えた転がり軸受であって、
前記保持器の周方向において互いに対向するポケット面の内径側の曲率半径を外径側の曲率半径より大きくした転がり軸受を特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２の発明は、
保持器の外周面が前記外輪の内周面と接触する前に、前記保持器ポケット面の前記内径側および前記外径側の何れもが前記転動体と接触しない請求項１記載の転がり軸受を特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３の発明は、
前記内輪および前記外輪が鉄系金属製とされ、前記保持器が非鉄金属製であること請求項１又は２記載の転がり軸受を特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る転がり軸受によれば、保持器の周方向において互いに対向するポケット面の内径側の曲率半径を外径側の曲率半径より大きくしたことにより、保持器ポケット面内径側端部での高面圧での接触、摩耗を避けることができ、摩耗粉発生や保持器温度上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施形態の転がり軸受の静止時の、保持器軸方向中央位置における軸方向断面図、図１（ｂ）は稼動時の軸方向断面図、
【図２】図２（ａ）は従来の転がり軸受の静止時の、保持器軸方向中央位置における軸方向断面図、図２（ｂ）は稼動時の軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基き説明する。なお、従来技術と同一部分については、同一符号が付されている。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態の転がり軸受を示し、図１（ａ）は静止時の部分断面図である。この転がり軸受１は、外周に軌道面が形成された内輪２と、内周に軌道面が形成された外輪３と、内輪２と外輪３との間に設けられた複数のころ４（転動体）と、この転動体４を所定間隔に保持するためのポケット５が形成された保持器６とを備えている。
【００１９】
内輪２、外輪３、および転動体４は好ましくは軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製とされ、これに対し保持器６は、非鉄金属である例えば銅合金製とされている。
【００２０】
保持器６には、転動体４を収容する為の、外周方向から見たときに矩形のポケット５が、周方向に所定間隔をもって形成されている。そして、ポケットの保持器周方向において互いに対抗するポケット面５ａは、内径側の曲率半径Ｒｉが外径側の曲率半径Ｒｏより大きくなるような形状とされている。
【００２１】
図１（ｂ）は図１（ａ）の転がり軸受の稼動時の部分断面図である。稼動時に保持器６に作用する遠心力や、ころがり軸受１の温度上昇による保持器６の相対的な膨張により、保持器６は外輪３に近接する側に移動する。しかし、ポケット面内径側の曲率半径Ｒｉが大きくなっている為、図示の通り、ポケット面５ａの内径側端部６ｉと転動体４とは接触しないようになっている。これによって、保持器６のポケット面内径側端部６ｉでの転動体４との金属接触（摩耗）状態から、保持器６の内径側ポケット面５ａでのすべり案内（流体潤滑支持）状態に改善できる。これによって、局部接触、温度上昇、摩耗粉の発生と、これらによる２次的な膨張／接触や潤滑性能低下などの不具合が防止される。
【００２２】
本発明は、保持器を有する転がり軸受全般に適用でき、特に、保持器と外輪間の遠心力膨張差が大きい内輪回転条件の場合や、軸受鋼よりもヤング率が小さく、線膨張係数が大きい材料（銅合金、樹脂材料など）を保持器に適用する場合などにおいて、有効である。
【符号の説明】
【００２３】
１、２１  転がり軸受
２、２２  内輪
３、２３  外輪
４、２４  転動体
５、２５  ポケット
５ａ、２５ａ  ポケット面
６、２６  保持器
【図１】
2014159840.tif 000003
【図２】
2014159840.tif 000004