(57)【要約】【課題】  高速用途におけるグリース潤滑の信頼性を高めることができる転がり軸受用保持器を提供する。【解決手段】  この転がり軸受用保持器５は、リング状の保持器の円周方向複数箇所に、転動体４を保持するポケット６を設けたものであって、保持器の幅方向の両端の内径ｄ１が、幅方向の中央の内径ｄ２よりも小さな寸法とされている。例えば、保持器５の内周面は、それぞれ円筒面状とされた中央内周面部分５ａ、およびこの中央内周面部分５ａに段差をもって隣接する両側の端部内周面部分５ｂ，５ｂからなり、端部内周面部分５ｂの内径が中央内周面部分５ａの内径より小さな寸法とされる。中央内周面部分５ａは、ポケット６の幅よりも広いものとされる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の保持器の円周方向複数箇所における幅方向の中間に、転動体を保持するポケットを有し、グリース潤滑の転がり軸受に用いられる保持器において、保持器の幅方向の両端の内径が、幅方向の中央の内径よりも小さな寸法であることを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項２】
請求項１において、保持器の内周面が、それぞれ円筒面状とされた中央内周面部分、およびこの中央内周面部分に段差をもって隣接する両側の端部内周面部分からなり、中央内周面部分は、前記ポケットの幅よりも広いものとした転がり軸受用保持器。
【請求項３】
請求項１において、保持器の内周面が、幅方向の中央が最も大径となる断面山形の傾斜面からなる転がり軸受用保持器。
【請求項４】
請求項２において、中央内周面部分と端部内周面部分の間に円周溝を設けた転がり軸受用保持器。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、アンギュラ玉軸受に用いられるものである転がり軸受用保持器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、密封形の軸受で使用されたものである転がり軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械用主軸支持部やボールねじ支持部など、一般産業機械の支持部に用いられるグリース潤滑の転がり軸受の保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受における潤滑の目的は、転がり面や滑り面に薄い油膜を形成して、金属と金属が直接するのを防ぐことであり、その潤滑により次に列挙するような効果が得られる。
(1) 摩擦および摩耗の低減、(2) 摩擦熱の排出、(3) 軸受寿命の延長、(4) さび止め、(5) 異物の侵入防止。
軸受の潤滑において、これらの効果を発揮させるためには、使用条件に適した潤滑方法の採用、良質な潤滑剤の選定、潤滑剤中のダスト除去、軸受外部からの異物の侵入と潤滑剤の漏れ防止のための適切な密封構造の設計が必要である。
【０００３】
一般に工作機械の主軸支持に用いる軸受の潤滑では、攪拌による発熱をできるだけ小さくするために、非常に少ない量の潤滑油が用いられる。図１１に、軸受の潤滑に用いられる油量と、摩擦損失および軸受温度との関係のグラフを示す。軸受の潤滑方法には、グリース潤滑、オイルミスト潤滑、エアオイル潤滑、ジェット潤滑などがあり、要求機能にあった適切な潤滑方法が選択される。
【０００４】
このうちグリース潤滑（図１１の油量領域IIとなる）は、外部潤滑装置が不要であり、主軸支持用の軸受に適用した場合、主軸回りの構造を簡素にできる。加えて、初期に封入される少量のグリースで潤滑できることから、環境汚染の原因となるオイルミストの発生も極めて少なくできる。そのため、主軸支持用軸受などの潤滑では、グリース潤滑が最も一般的に使用されている。グリース潤滑を用いた転がり軸受として、外輪の内周面にグリース溜まりを設けたものも提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−１２２１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、主軸支持用の軸受にグリース潤滑を適用した場合、主軸構造の簡素化に有利であるだけでなく、オイルミストの発生も極めて少ないことから環境負荷軽減に寄与できる。また、運転に伴い発生する音も他の潤滑方法に比べて小さいので、周辺環境へ与える影響も低い。
【０００６】
しかし、工作機械の主軸支持用軸受などの高速用途にグリース潤滑を使用する場合、発熱や摩耗によるグリースの劣化、つまり潤滑寿命が重要となる。そのため、グリース潤滑を適用できる主軸回転の速度範囲には制約がある。グリース潤滑を用いて主軸回転の高速化を図るには、グリース劣化を抑制（発熱や摩擦の低減）すると共に、より多くのグリースを軸受内部に保持することが必要となる。
【０００７】
ところが、従来、転がり軸受においては、図１２（Ａ）のように保持器１５の幅方向の両端の内径を、幅方向の中央の内径より大きな寸法としたり、図１２（Ｂ）のように保持器１５の内径を幅方向の全域にわたって同一の寸法としているので、軸受内部へグリースＧを十分保持できていない。これは、軸受の回転に伴って保持器１５に遠心力が作用するため、保持器１５の内径面に付着したグリースＧは中央部から端部に向かって移動するが、上記した保持器内径寸法のため、グリースＧが保持器１５のポケット１６に保持される転動体１４の近傍に保持され難いからである。
【０００８】
この発明の目的は、高速用途におけるグリース潤滑の信頼性を高めることができる転がり軸受用保持器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の転がり軸受用保持器は、リング状の保持器の円周方向複数箇所における幅方向の中間に、転動体を保持するポケットを有し、グリース潤滑の転がり軸受に用いられる保持器において、保持器の幅方向の両端の内径が、幅方向の中央の内径よりも小さな寸法であることを特徴とする。この転がり軸受用保持器はアンギュラ玉軸受に用いられるものであっても良い。
この構成によると、軸受の運転に伴ってグリースに遠心力が作用して、保持器内径面に付着したグリースが中央部から端部に向かって移動しても、保持器の両端の内径が小さいため、グリースは保持器内径面の端部または中央部付近で保持される。その結果、従来の保持器の場合に比べて、転動体の近傍に多くのグリースが存在できることとなり、高速用途における潤滑の信頼性を高めることができる。
【００１０】
この発明において、保持器の内周面が、それぞれ円筒面状とされた中央内周面部分、およびこの中央内周面部分に段差をもって隣接する両側の端部内周面部分からなり、中央内周面部分は、前記ポケットの幅よりも広いものとしても良い。
この構成の場合、保持器の端部内周面部分が段差を持って小径となっているため、運転に伴ってグリースに遠心力が作用し、保持器内径面のグリースが中央部から端部に向かって移動しても、前記端部内周面部分の付近で中央内周面部分にグリースが確実に保持される。
【００１１】
この発明において、保持器の内周面が、幅方向の中央が最も大径となる断面山形の傾斜面からなるものとしても良い。
この構成の場合、運転に伴ってグリースに遠心力が作用しても、内径面に付着したグリースは中央部近傍で保持される。その結果、転動体近傍にはより多くのグリースが存在することができるため、高速用途における潤滑の信頼性をより高めることができる。
【００１２】
この発明において、前記のように段差を持つ中央内周面部分および端部内周面部分を設けた場合に、これら中央内周面部分と端部内周面部分の間に円周溝を設けても良い。
上記のように円周溝が設けられていると、この円周溝によってグリースの保持空間が拡張されることになる。そのため、保持器内周面に付着したグリースがより多く中央部付近で保持され、高速用途における潤滑の信頼性がより高まる。
【００１３】
この発明において、前記転がり軸受用保持器が密封形の軸受で使用されるものであっても良い。
密封形の軸受では、運転によって攪拌されたグリースを、シールが軸受内部に保持する働きを持つので、保持器の構造と相まって、転動体の近傍におけるグリースの保持性をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の転がり軸受用保持器は、リング状の保持器の円周方向複数箇所における幅方向の中間に、転動体を保持するポケットを有し、グリース潤滑の転がり軸受に用いられる保持器において、保持器の幅方向の両端の内径を、幅方向の中央の内径よりも小さな寸法としたため、高速用途におけるグリース潤滑の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１は、この実施形態の保持器を用いた転がり軸受の断面図を示す。この転がり軸受１は、内輪２および外輪３と、これら内外輪２，３の軌道面２ａ，３ａ間に介在させた複数の転動体４と、これら複数の転動体４を保持するリング状の保持器５とでなる。この転がり軸受１は、グリース潤滑のアンギュラ玉軸受であり、転動体４がボールからなる。
【００１６】
保持器５は、図２に示すように、円周方向の複数箇所に転動体４を保持するポケット６を有する。ポケット６は、保持器５の幅方向の中間の位置に設けられている。保持器５の幅方向の両端の内径ｄ１は、幅方向の中央の内径ｄ２よりも小さい寸法（ｄ１＜ｄ２）とされている。すなわち、保持器５の内周面は、それぞれ円筒面状とされた中央内周面部分５ａと、この中央内周面部分５ａに段差をもって隣接する両側の端部内周面部分５ｂ，５ｂとからなり、端部内周面部分５ｂの内径寸法がｄ１、中央内周面分５ａの内径寸法がｄ２とされている。中央内周面部分５ａは、ポケット６の幅よりも広い幅とされている。なお、保持器５の材質や案内形式は限定されない。
【００１７】
この構成の保持器５を備えた転がり軸受１によると、グリース潤滑で使用した場合、運転に伴って保持器５に遠心力が作用して、図３のように保持器内径面に付着したグリースＧが中央部から端部に向かって移動しても、中央内周面部分５ａに対して両側の端部内周面部分５ｂは段差をなすように内径ｄ１が小さくされているので、グリースＧは保持器内径面の端部もしくは中央部付近で保持される。また、中央内周面部分５ａは、ポケット６の幅よりも広いものとされているので、従来の保持器１５（図１２）の場合に比べて、転動体４の近傍に多くのグリースＧが存在できることとなり、高速用途における潤滑の信頼性が高まる。
【００１８】
この発明の他の実施形態を図４および図５に示す。図４は転がり軸受の断面図を示す。この転がり軸受１Ａは、図１の転がり軸受１と同様のアンギュラ玉軸受であるが、図５のように、保持器５の内周面は、幅方向の中央が最も大径となる断面山形の傾斜面５ｃとされている。その他の構成は図１〜図３の実施形態の場合と同様である。
【００１９】
この実施形態の場合、運転に伴ってグリースに遠心力が作用しても、内径面に付着したグリースは中央部近傍で保持される。その結果、転動体近傍にはより多くのグリースが存在することができるため、高速用途における潤滑の信頼性を高めることができる。
【００２０】
この発明のさらに他の実施形態を図６および図７に示す。図６は転がり軸受の断面図を示す。この転がり軸受１Ｂは図４の転がり軸受１Ａと同様のアンギュラ玉軸受であるが、保持器５の内周面は、図７のように幅方向の中央が最も大径となる断面が円弧状の山形となった傾斜面５ｄとされている。その他の構成は図１〜図３の実施形態の場合と同様である。
【００２１】
この実施形態の場合も、保持器５に遠心力が作用すると、保持器内周面が断面山形の傾斜面５ｄとされているので、保持器内周面に付着したグリースＧは中央部付近で保持されることになり、高速用途における潤滑の信頼性が高まる。
【００２２】
この発明のさらに他の実施形態を図８および図９に示す。図８は転がり軸受の断面図を示す。この転がり軸受１Ｃは、図１の転がり軸受１と同様のアンギュラ玉軸受であるが、図９のように保持器５の内周面が形成されている。この保持器内径面は、それぞれ円筒面状とされた中央内周面部分５ａと、この中央内周面部分５ａに段差をもって隣接する両側の端部内周面部分５ｂ，５ｂと、中央内周面部分５ａと端部内周面部分５ｂの間に設けた円周溝５ｅとからなる。端部内周面部分５ｂの内径寸法ｄ１が、中央内周面分５ａの内径寸法ｄ２より小さくされていることは、図１〜図３の実施形態の場合と同様である。
【００２３】
この実施形態の場合には、中央内周面部分５ａと端部内周面部分５ｂの間に設けた円周溝５ｅによってグリースＧの保持空間が拡張されることになる。そのため、保持器５の内周面に付着したグリースＧが、より多く中央部付近で保持され、高速用途における潤滑の信頼性がより高まる。
【００２４】
なお、以上の各実施形態では、保持器５の断面形状を幅方向に左右対称なものとしているが、これに限らず、例えば左半部の断面形状を図２のようにし、右半部の断面形状を図５のようにした左右非対称なものであっても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
この発明のさらに他の実施形態を図１０に示す。この実施形態の保持器を用いた転がり軸受１Ｄは、図１の転がり軸受１と同様のアンギュラ玉軸受であるが、この場合はシール付きとされている。すなわち、この転がり軸受１Ｄは、内外輪２，３間の空間の両端をシール７で密封した密封形とされている。保持器５の内周面が、それぞれ円筒面状とされた中央内周面部分５ａと、この中央内周面部分５ａに段差をもって隣接する両側の端部内周面部分５ｂ，５ｂとからなり、端部内周面部分５ｂの内径寸法がｄ１、中央内周面分５ａの内径寸法がｄ２とされていること、および中央内周面部分５ａがポケット６の幅よりも広いものとされていることは図１〜図３の実施形態の場合と同様である。
【００２６】
この実施形態の場合、運転によって攪拌されたグリースを、シール７が軸受内部に保持する働きを持つので、保持器５の構造と相まって、転動体４の近傍におけるグリースの保持性をより高めることができる。
【００２７】
なお、上記各実施形態では、この発明の保持器をアンギュラ玉軸受に適用した場合を示したが、これに限らず深溝玉軸受やころ軸受に適用した場合でも、上記と同様にグリースの保持性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる保持器を用いた転がり軸受の断面図である。
【図２】同保持器の断面図である。
【図３】同保持器によるグリースの保持性を示す説明図である。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる保持器を用いた転がり軸受の断面図である。
【図５】同保持器の断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる保持器を用いた転がり軸受の断面図である。
【図７】同保持器の断面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態にかかる保持器を用いた転がり軸受の断面図である。
【図９】同保持器の断面図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態にかかる保持器を用いた転がり軸受の断面図である。
【図１１】軸受の潤滑に用いられる油量と、摩擦損失および軸受温度との関係を示すグラフである。
【図１２】転がり軸受用保持器の各従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１Ａ〜１Ｄ…転がり軸受
４…転動体
５…保持器
５ａ…中央内周面部分
５ｂ…端部内周面部分
５ｃ，５ｄ…傾斜面
５ｅ…円周溝
６…ポケット
７…シール
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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