(57)【要約】【課題】各球面ころの姿勢を安定させてこれら各球面ころがスキューする事を防止し、高速運転が可能で、しかも、ポケット９内への潤滑剤の送り込みを効率良く行なえる保持器付自動調心ころ軸受を実現する。【解決手段】自転しつつ公転する削り工具１４により、各柱部８ｃの円周方向両側面を、潤滑油を送り込み可能なポケット隙間を介して上記各球面ころの転動面と対向する凹曲面に加工する。又、上記各柱部８ｃの長さを、各球面ころの軸方向長さ以下でこの軸方向長さの１／２よりも大きくし、上記各柱部８ｃの円周方向側面を、その先端部分を中間部分よりも円周方向に突出させ、各ポケット９内にこれら各球面ころを抱き込む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた球面ころと、これら各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成り、この保持器は、上記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した状態で上記外輪及び内輪の軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分を上記各ポケットとしたものである保持器付自動調心ころ軸受に於いて、これら各柱部の長さは、上記各球面ころの軸方向長さの１／２よりも大きく、これら各柱部の円周方向側面は、その先端部分が中間部分よりも円周方向に突出していて、円周方向に隣り合う柱部の先端部円周方向側面同士の間隔が、上記各球面ころの最大直径よりも小さくなっている事を特徴とする保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項２】
球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた球面ころと、これら各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成り、この保持器は、上記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した状態で上記各球面ころの軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分を上記各ポケットとしたものである保持器付自動調心ころ軸受に於いて、上記各柱部の円周方向両側面は、潤滑油を送り込み可能なポケット隙間を介して上記各球面ころの転動面と対向する凹曲面であり、この凹曲面の断面形状を上記保持器の軸方向及び径方向で表わした場合に、軸方向に関する断面形状の曲率半径は、上記各球面ころの転動面の軸方向に関する曲率半径以上であり、径方向に関する断面形状の曲率半径は、上記転動面の円周方向に関する曲率半径よりも、上記ポケット隙間に見合う分だけ大きい事を特徴とする保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項３】
球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた球面ころと、円周方向複数個所に柱部を有し、円周方向に隣り合う柱部同士の間にこれら各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成り、これら各ポケットの内面と上記各球面ころとの係合によりこの保持器の径方向位置を規制する、保持器付自動調心ころ軸受に於いて、この保持器の中心軸がこの保持器付自動調心ころ軸受の中心軸と一致した状態での、上記各球面ころが円周方向に隣り合う柱部同士の円周方向中央に位置した場合の、これら各球面ころの転動面とこれら各柱部の円周方向側面との、上記保持器の径方向の最短距離をＨ1 、上記各球面ころが上記各ポケットの内面のうちのこれら各球面ころの端面と対向する面から最も離れた場合の、これら対向する面と端面との、上記保持器の径方向の最短距離をＨ2 とした場合に、Ｈ1 ≧Ｈ2 を満たす事を特徴とする保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項４】
保持器の径方向位置が、各柱部の円周方向両側面と各球面ころの転動面との係合に基づいて規制されている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項５】
一方の列の球面ころを保持する為の保持器と、他方の列の球面ころを保持する為の保持器とが、相対回転を可能に互いに独立している、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項６】
一方の列の球面ころを保持する為の保持器と、他方の列の球面ころを保持する為の保持器とが、共通のリムの軸方向両側に柱部を設けた一体型である、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項７】
内輪の両端部外周面に鍔部が存在しない、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項８】
各ポケットの隅部で各柱部の円周方向両側面とリム部の軸方向片側面とを、曲率半径が１mm以上である断面円弧状の凹曲面により連続させた、請求項２に記載した保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項９】
請求項２に記載した保持器付自動調心ころ軸受に組み込む保持器の製造方法であって、円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合すると共にそれぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とし、円周方向両側面同士の間隔を各球面ころの外径よりも小さくした複数の素柱部のうち、円周方向に隣り合う素柱部同士の間部分に、外周面が凸曲面であり、この凸曲面の断面形状のうち、軸方向に関する断面形状の曲率半径が上記各球面ころの転動面の軸方向に関する曲率半径以上であり、円周方向に関する断面形状の曲率半径が上記転動面の円周方向に関する曲率半径よりも小さい削り工具を挿入し、この削り工具を、自転させつつポケットとなるべき部分の中心軸回りで公転させて、上記各素柱部の円周方向両側面を削る、自動調心ころ軸受用保持器の製造方法。
【請求項１０】
削り工具の先端部に設けた、曲率半径が１mm以上である断面円弧状の凸曲面部分により、各素柱部の円周方向両側面とリム部の軸方向片側面との連続部分を削る事により、当該部分に曲率半径が１mm以上である断面円弧状の凹曲面を有する、請求項８に記載した保持器付自動調心ころ軸受に組み込む保持器を造る、請求項９に記載した自動調心ころ軸受用保持器の製造方法。
【請求項１１】
内部隙間が正であり、使用時に内輪に対して下方に荷重が作用して、下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる、請求項３に記載した自動調心ころ軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る保持器付自動調心ころ軸受は、例えば、ハウジングの内側に回転軸を支承する為に、製紙機械、金属の圧延機等、各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込んだ状態で使用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、重量の嵩む軸をハウジングの内側に回転自在に支承する為に、従来から、例えば、特開平９−３１７７６０号公報（特許文献１）及び実用新案登録第２５２４９３２号公報（特許文献２）に記載された様な保持器付自動調心ころ軸受が使用されている。図１６〜１９は、このうちの特許文献１に記載された、従来構造の第１例を示している。この保持器付自動調心ころ軸受は、互いに同心に組み合わされた外輪１と内輪２との間に、複数の球面ころ３を転動自在に配列して成る。そして、保持器４により、これら複数の球面ころ３の姿勢並びに位置を規制している。
【０００３】
上記外輪１の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を形成している。又、内輪２の外周面の幅方向（図１７の左右方向）両側には、それぞれが上記外輪軌道５と対向する、１対の内輪軌道６を形成している。又、上記複数の球面ころ３は、その最大径部が各球面ころ３の軸方向長さの中央部にある対称形（ビヤ樽形）で、上記外輪軌道５と上記１対の内輪軌道６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けている。又、上記各球面ころ３の転動面の母線形状の曲率半径は、上記外輪軌道５及び上記内輪軌道６の母線形状の曲率半径よりも僅かに小さい。
上記保持器４は、１個のリム部７と複数の柱部８とを備える。このうちのリム部７は、円環状で、上記両列の球面ころ３同士の間に配置されている。又、上記各柱部８は、それぞれの基端部を上記リム部７の軸方向両側面の円周方向等間隔の複数個所に結合した状態で、上記外輪１及び内輪２の軸方向に配置されている。上記各柱部８の先端部はそれぞれ、他の部分と結合されない自由端としている。そして、円周方向に隣り合う柱部８同士の間部分を、上記各球面ころ３を転動自在に保持する為のポケット９としている。又、上記リム部７の外周面を、上記外輪１の中間部内周面に近接対向させて、上記保持器４の径方向の位置決めを（外輪案内により）図っている。更に、上記内輪２の両端部外周面に、それぞれ外向フランジ状の鍔部１０を形成して、上記各球面ころ３が、上記外輪１の内周面と上記内輪２の外周面との間の空間から軸方向外方に抜け出ない様にしている。
【０００４】
上述の様に構成される保持器付自動調心ころ軸受により、例えば、ハウジングの内側に回転軸を支承する場合、外輪１をハウジングに内嵌固定し、内輪２を回転軸に外嵌固定する。回転軸と共に内輪２が回転する場合には、複数の球面ころ３が転動して、この回転を許容する。ハウジングの軸心と回転軸の軸心とが不一致の場合、外輪１の内側で内輪２が調心する（外輪１の中心軸に対し内輪２の中心軸を傾斜させる）事で、この不一致を補償する。この場合に於いて、外輪軌道５は単一球面状に形成されている為、上記複数の球面ころ３の転動は、不一致補償後に於いても、円滑に行なわれる。
【０００５】
上述の様な従来構造の第１例の場合、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４を一体としている。これに対して、特許文献２には、図２０に示す様に、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４ａを互いに独立させた構造が記載されている。この従来構造の第２例の場合も、外輪１の内周面と内輪２の外周面との間の空間から各球面ころ３が軸方向外方に抜け出ない様にする為に、この内輪２の両端部外周面に鍔部１０を形成している。
【０００６】
又、前記特許文献１には、図２１に示す様に、保持器４ｂを構成する各柱部８ａの先端部同士を連結部１１により連結する代わりに、内輪２ａの両端部外周面に鍔部を設けていない構造が記載されている。この様な従来構造の第３例の場合、上記各連結部１１と球面ころ３の軸方向端面との係合に基づき、これら各球面ころ３が外輪１の内周面と内輪２ａの外周面との間の空間から軸方向外方に抜け出る事を防止する。
【０００７】
又、図２２は、従来から知られている保持器付自動調心ころ軸受の第４例に就いて示している。この第４例の構造の場合には、リム部７の内周面と内輪２の中間部外周面との間に案内輪１６を設け、この案内輪１６の外周面を上記リム部７の内周面に、この案内輪１６の内周面を上記内輪２の中間部外周面に、それぞれ近接対向させて、保持器４ｃの径方向の位置決めを（内輪案内により）図っている。更に、上記内輪２の両端部外周面に、それぞれ外向フランジ状の鍔部１０を形成して、各球面ころ３が、外輪１の内周面と上記内輪２の外周面との間の空間から軸方向外方に抜け出ない様にしている。
【０００８】
上述の様な従来構造の第１〜４例の場合、回転軸の高速化を図る上で、次の様な点を改良する事が望まれる。
【０００９】
先ず、図１７、２０、２２に示した第１、２、４例の場合、内輪２の両端部外周面に存在する鍔部１０によって、外輪１の内周面と内輪２の外周面との間の空間の端部の開口面積が狭くなる。この為、各球面ころ３の転動面と外輪軌道５及び内輪軌道６との転がり接触部の潤滑を、オイルミストやオイルエアにより図る、飛沫潤滑を行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量が少なくなり、高速運転を行なう面から不利になる。又、上記空間内に上記各球面ころ３を組み込む際に上記両鍔部１０が邪魔になる。この為、これら両鍔部１０の一部に、上記各球面ころ３を通過させる為の切り欠きを形成する必要があり、上記内輪２の加工が面倒になる他、抜け止め効果が不完全になる。
【００１０】
図２１に示した従来構造の第３例の場合、内輪２ａの両端部外周面に鍔部が存在しない為、鍔部によりこの内輪２ａの外周面と外輪１の内周面との間の空間の端部の開口面積が狭くなる事はないが、代わりに、保持器４ｂに設けた連結部１１により、上記空間の端部の開口面積が狭くなる。この為、上述の第１、２、４例の場合と同様に、この空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量が少なくなり、高速運転を行なう面から不利になる。
【００１１】
又、図１７、２１に示した従来構造の第１、３例の場合、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４、４ｂの径方向の位置決めを、リム部７の外周面と外輪１の内周面との係合により、図２２に示した第４例の場合には保持器４ｃのリム部７の内周面と案内輪１６の外周面との係合により、それぞれ図っている為、次の様な点で、回転軸の高速化を図る上で不利が生じる。即ち、この様な構造の場合、上記リム部７の外周面又は内周面と上記外輪１の内周面又は上記案内輪１６の外周面との相対速度（滑り速度）が大きくなり、これら両周面同士の係合部での摩擦が大きくなる。この結果、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク（回転抵抗）並びに運転に伴う発熱が多くなり、高速運転を行なう面から不利になる。
【００１２】
又、両列の球面ころ３の公転速度の相違に起因して、動トルク並びに運転に伴う発熱が多くなる可能性がある。即ち、保持器付自動調心ころ軸受の運転時に、両列の球面ころ３が同じ荷重を支承した状態で（同じ条件で）運転される事もあるが、多くの場合、何れか一方の列が他方の列に比べて大きな荷重を支承した状態で運転される。この結果、これら両列の球面ころ３の公転速度に差が生じる。この様な場合に、公転速度が速い列の球面ころ３が、同じく遅い列の球面ころ３を引き摺りつつ公転する可能性がある。逆に言えば、公転速度が遅い列の球面ころ３が、同じく速い列の球面ころ３の公転運動に対して制動を加える状態になる。特に、アキシアル荷重を支承しつつ運転される場合には、この傾向が顕著になる。この結果、上述の様に、動トルク並びに運転に伴う発熱が多くなる可能性がある。
【００１３】
更に、従来構造の第１〜４例の何れの構造の場合も、保持器４、４ａ〜４ｃのポケット９内での上記各球面ころ３の姿勢が必ずしも安定しない。この理由は、これら各球面ころ３の転動面が凸曲面であるのに対して、上記各ポケット９の円周方向両側面を構成する前記各柱部８ａの円周方向両側面の、上記保持器４、４ａ〜４ｃの軸方向に関する断面形状が、この軸方向と平行な直線状である為である。この為、上記各ポケット９内に保持された上記各球面ころ３は、最も径の大きくなった軸方向中間部外周面で上記各柱部８ａの円周方向両側面に当接し、これら円周方向両側面と上記各球面ころ３の外周面の軸方向両端寄り部分に隙間が存在する状態となる。従って、これら各球面ころ３は、軸方向中間部の当接部を中心として、上記隙間分だけ、多少なりとも揺動変位可能になる。
【００１４】
そして、上記各球面ころ３が揺動変位した場合には、これら各球面ころ３の自転軸の方向が、これら各球面ころ３の公転方向に直角方向に対し傾斜角度を持つ、所謂スキューが発生した状態となる。この様なスキューが発生した状態では、上記各球面ころ３の転動面と前記外輪軌道５及び前記内輪軌道６との各転がり接触部で大きな滑り摩擦が生じる。この結果、前記外輪１と前記内輪２との相対回転に要する抵抗（自動調心ころ軸受の動トルク）が大きくなるだけでなく、上記各転がり接触部で発生する振動が大きくなる。この様な動トルクの増大と振動の発生とは、上記自動調心ころ軸受の運転速度が低い場合にはあまり問題とはならない。但し、この運転速度を速くする為には、上記動トルク及び振動を抑える為、上記各球面ころ３の姿勢を安定させ、上記スキューの発生を抑える必要がある。
【００１５】
又、図１７、２１、２２に示した従来構造の第１、３、４例の場合、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４、４ｂ、４ｃを内輪案内、或は外輪案内としている為、次の様な点からも、回転軸の高速化を図る上で不利が生じる。即ち、図２２に示した従来構造の第４例の場合には、リム部７の内周面と内輪２の外周面との相対速度（滑り速度）が、図１７、２１に示した従来構造の第１、３例の場合には、リム部７の外周面と外輪１の内周面との相対速度が、それぞれ大きくなる場合がある。この場合には、図２２の構造では、リム部７の内周面と案内輪１６の外周面との係合部、及び、この案内輪１６の内周面と内輪２の外周面との係合部での摩擦が、図１７、２１の構造では、リム部７の外周面と外輪１の内周面との係合部での摩擦が、それぞれ大きくなる。この結果、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク（回転抵抗）並びに運転に伴う発熱が多くなり、高速運転を行なう面から不利になる。又、図２２に示した構造の場合には、保持器４を内輪案内とする為に案内輪１６が必要になり、部品点数が多くなる。
【００１６】
上述の様な問題を解消する為には、保持器の径方向位置を、図２０に示す様に、各ポケットの内面と各球面ころとの係合に基づいて規制する、所謂ころ案内により規制する事が考えられる。但し、保持器付自動調心ころ軸受の場合には、次の様な理由により、単純に保持器をころ案内とする事はできない。例えば、一般的な（円筒ころが保持器の径方向に対して傾斜していない）円筒ころ軸受の場合、保持器の径方向の変位によりこの保持器の各ポケットの内面と係合するのは、各円筒ころの転動面のみである。従って、この保持器の径方向位置を規制する為には、上記各ポケットの内面と上記各円筒ころの転動面との隙間を管理すれば足りる。
【００１７】
これに対して、保持器付自動調心ころ軸受は、前述の図１７、２１、２２に示す様に、保持器４、４ｂ、４ｃにより保持する両列の球面ころ３が、これら保持器４、４ｂ、４ｃの径方向に対して傾斜した状態で配置される。この為、これら保持器４、４ｂ、４ｃが径方向に変位した場合に、これら保持器４、４ｂ、４ｃの各ポケット９の内面が、上記各球面ころ３の転動面と、これら各球面ころ３の端面との何れかに接触する。
【００１８】
又、保持器をころ案内とした場合には、この保持器により、各球面ころの自転軸の方向が、これら各球面ころの公転方向に直角な方向に対し傾斜角度を持つ、所謂スキューを抑制する必要がある。例えば、前述の図２２に示した従来構造の第４例の場合、球面ころ３にスキューが生じる事を、案内輪１６及び鍔部１０により抑制している。従って、この構造で、保持器をころ案内としてこの案内輪１６を省略した場合、鍔部１０と保持器により、上記各球面ころ３のスキューを抑制する必要がある。更に、前述の図２１に示した従来構造の第３例の場合の様に、鍔部１０を形成しない構造の場合には、保持器のみにより、上記各球面ころ３のスキューを抑制する必要がある。又、保持器付自動調心ころ軸受に荷重が作用する側と反対側に位置する、非負荷圏に存在する球面ころは、主として保持器によりその運動が規制される。この為、この非負荷圏に存在する球面ころは、保持器のポケット内面との係合状態によってはスキューが発生し易くなる。
【００１９】
上記各球面ころ３にスキューが発生した場合には、これら各球面ころ３の転動面と前記外輪軌道５及び前記内輪軌道６との各転がり接触部で大きな滑り摩擦が生じる。この結果、保持器付自動調心ころ軸受の動トルクが増大すると共に、発熱量が増え、更には、上記各転がり接触部で発生する振動が大きくなる。この様な動トルク及び発熱量の増大、振動の発生は、保持器付自動調心ころ軸受の運転速度を速くする面から不利になる。
【００２０】
この様に、保持器付自動調心ころ軸受の保持器をころ案内とする場合には、保持器の径方向の位置決めをどの様に図るか（各ポケットの内面と各球面ころの転動面或は端面との何れを接触させるか）、更には、非負荷圏に存在する球面ころのスキューの抑制をどの様に図るか等を考慮する必要がある。従って、保持器付自動調心ころ軸受に組み込む保持器を、単純にころ案内とする事はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平９−３１７７６０号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５２４９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、次の（１）〜（３）に示した課題の少なくとも一つを解消すべく発明したものである。
【００２３】
（１）  構成各部材の加工が容易でコスト上昇を抑えられ、しかも球面ころを設置した空間の端部開口の面積を広くして、この空間内への潤滑剤の送り込みを効率良く行なえる保持器付自動調心ころ軸受を実現する。
【００２４】
（２）  各球面ころの姿勢を安定させてこれら各球面ころがスキューする事を防止し、高速運転が可能な保持器付自動調心ころ軸受の構造、及び、この自動調心ころ軸受に組み込む保持器を能率良く造る為の製造方法を実現する。
【００２５】
（３）  保持器の径方向の位置決めを球面ころとの係合により図る（ころ案内とする）と共に、非負荷圏に存在する球面ころのスキューの抑制を図れる構造を実現する。
【００２６】
更に、本発明は、必要に応じて、次の（４）（５）に示した課題の少なくとも一つを解消する事を意図している。
【００２７】
（４）  動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑える事により、高速運転を有利に行なえる構造を実現する。
【００２８】
（５）  保持器を構成するリム部と柱部との連続部に応力が集中する事を防止して、この保持器の耐久性向上を図れる構造及び製造方法を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の対象となる保持器付自動調心ころ軸受は、前述した従来から知られている保持器付自動調心ころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数個の球面ころと、保持器とから成る。
【００３０】
このうちの外輪は、球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成している。
【００３１】
又、上記内輪は、上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成している。
【００３２】
又、上記各球面ころは、上記外輪軌道と上記両内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。
【００３３】
本発明の対象となる保持器付自動調心ころ軸受の場合、上記保持器は、上記各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えている。この為にこの保持器は、上記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した状態で上記外輪及び内輪の軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部とを備える。そして、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分を上記各ポケットとしている。
【００３４】
特に、本発明の保持器付自動調心ころ軸受の第１態様に於いては、上記各柱部の長さは、上記各球面ころの軸方向長さの１／２よりも大きい。
【００３５】
又、これら各柱部の円周方向側面は、その先端部分が中間部分よりも円周方向に突出していて、円周方向に隣り合う柱部の先端部円周方向側面同士の間隔が、上記各球面ころの最大直径よりも小さくなっている。
【００３６】
又、本発明の保持器付自動調心ころ軸受の第２態様に於いては、上記各柱部の円周方向両側面を、潤滑油を送り込み可能な（径方向に関する厚さが、例えば０．１〜０．５mm程度、或いは各球面ころの最大径の０．４〜２％程度の）ポケット隙間を介して上記各球面ころの転動面と対向する、凹曲面としている。この凹曲面の断面形状を、上記保持器（リム部）の軸方向及び径方向で表わすと、軸方向に関する断面形状の曲率半径は、上記各球面ころの転動面の軸方向に関する曲率半径以上である。又、径方向に関する断面形状の曲率半径は、上記転動面の円周方向に関する曲率半径よりも、上記ポケット隙間に見合う分（例えば０．１〜０．５mm程度、或いは各球面ころの最大径の０．４〜２％程度）だけ大きい。
【００３７】
又、本発明の保持器付自動調心ころ軸受の第３態様に於いては、上記保持器は、円周方向複数個所に柱部を有し、円周方向に隣り合う柱部同士の間に上記各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えている。
【００３８】
又、上記各ポケットの内面と上記各球面ころとの係合によりこの保持器の径方向位置を規制（ころ案内と）している。
【００３９】
特に、この保持器付自動調心ころ軸受に於いては、上記保持器の中心軸が保持器付自動調心ころ軸受の中心軸と一致した状態での、この保持器の各ポケットの内面と上記各球面ころの転動面或は端面との関係を、次の様に規制している。即ち、上記各球面ころが、円周方向に隣り合う柱部同士の円周方向中央（中立位置）に位置した場合の、これら各球面ころの転動面とこれら各柱部の円周方向側面との、上記保持器の径方向の最短距離をＨ1 とする。又、上記各球面ころが、上記各ポケットの内面のうちのこれら各球面ころの端面と対向する面から最も離れた場合の、これら対向する面と端面との、上記保持器の径方向の最短距離をＨ2 とする。この場合に、Ｈ1 ≧Ｈ2 を満たしている。
【００４０】
又、本発明の自動調心ころ軸受用保持器の製造方法は、前述の本発明の第２態様に係る保持器付自動調心ころ軸受に組み込む保持器の製造方法である。即ち、円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合すると共にそれぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とし、円周方向両側面同士の間隔を各球面ころの外径よりも小さくした複数の素柱部の円周方向両側面を、前述の様な凹曲面に加工する方法である。この為に、円周方向に隣り合う素柱部同士の間部分に、外周面が凸曲面である削り工具を挿入する。この凸曲面の断面形状のうち、軸方向に関する断面形状の曲率半径は、上記各球面ころの転動面の軸方向に関する曲率半径以上とする。又、円周方向に関する断面形状の曲率半径は、上記転動面の円周方向に関する曲率半径よりも小さい。この様な削り工具を、上記円周方向に隣り合う素柱部同士の間部分に、中心軸と加工すべきポケットとなるベき部分の中心軸とを平行にして挿入した状態で、自転させつつ、このポケットとなるべき部分の中心軸回りで公転させる。そして、上記各素柱部の円周方向両側面を削る。
【００４１】
尚、上記本発明の第２態様を実施する場合に、好ましくは、各ポケットの隅部で各柱部の円周方向両側面とリム部の軸方向片側面とを、曲率半径が１mm以上である断面円弧状の凹曲面により連続させる。
【００４２】
この様な凹曲面を有する保持器を造る場合には、削り工具の先端部に設けた、曲率半径が１mm以上である断面円弧状の凸曲面部分により、各素柱部の円周方向両側面とリム部の軸方向片側面との連続部分を削る事により、当該部分に曲率半径が１mm以上である断面円弧状の凹曲面を形成する。
【００４３】
又、上述の様な本発明の第１態様及び第２態様を実施する場合に、好ましくは、保持器の径方向位置を、各柱部の円周方向両側面と各球面ころの転動面との係合に基づいて規制する（転動体案内とする）。
【００４４】
又、本発明の第１態様ないしは第３態様を実施する場合に好ましくは、一方の列の球面ころを保持する為の保持器と、他方の列の球面ころを保持する為の保持器とを、相対回転を可能に互いに独立させる。或は、これら両保持器を、共通のリム部の軸方向両側に柱部を設けた一体型とする。
【００４５】
又、本発明の第２態様を実施する場合に、好ましくは、本発明の第１態様の如く、上記各柱部の長さを、上記各球面ころの軸方向長さの１／２よりも大きくする。そして、円周方向に隣り合う柱部の先端部円周方向側面同士の間隔を、上記各球面ころの最大直径よりも小さくする。
【００４６】
又、本発明の第３態様を、好ましくは、内部隙間が正であり、使用時に、内輪に内嵌固定された回転軸の自重等により、この内輪に対して下方に荷重が作用して、保持器付自動調心ころ軸受の下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる構造に適用する。
【００４７】
更に、本発明の第１態様ないしは第３態様を実施する場合に、好ましくは、内輪の両端部外周面に鍔部を存在させない。
【発明の効果】
【００４８】
上述の様に構成する本発明の保持器付自動調心ころ軸受及び自動調心ころ軸受用保持器の製造方法のうち、第１態様に係る保持器付自動調心ころ軸受の場合には、各ポケットを構成する、円周方向に隣り合う各柱部の先端部が各球面ころを抱き込んで、上記各ポケットからこれら各球面ころが、外輪及び内輪の軸方向に抜け出る事を防止する。従って、内輪の軸方向両端部外周面に鍔部を形成したり、各柱部の先端部同士の間に連結部を設ける必要がなくなる。この為、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間の空間の開口端部の面積を広くできる。そして、上記各球面ころの転動面と外輪軌道及び内輪軌道との転がり接触部の潤滑を飛沫潤滑により行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くして、高速運転を行なう面から有利になる。又、上記内輪の軸方向両端部外周面に鍔部を形成する必要がなく、この内輪の外径を、この内輪の軸方向両端部で最も小さくできるので、この内輪の外周面と外輪の内周面との間の空間に、保持器並びに複数の球面ころを組み付ける作業を容易に行なえる。更に、上記内輪の加工作業が容易になって、この内輪を含む、保持器付自動調心ころ軸受のコストを抑えられる。
【００４９】
又、本発明の第２態様に係る保持器付自動調心ころ軸受の場合には、各ポケットの円周方向両側を仕切る、各柱部の円周方向両側面が、各球面ころの転動面よりも僅かに（ポケット隙間に見合う分だけ）大きな曲率半径を有する凹曲面である為、上記各ポケット内に保持された上記各球面ころの姿勢が安定する。この為、これら各球面ころに著しいスキューが発生する事がなく、これら各球面ころの転動面と、外輪軌道及び内輪軌道との転がり接触部で著しい滑り摩擦が発生する事を防止できる。この結果、外輪と内輪との相対回転に要する抵抗、並びに、運転時に発生する振動を抑える事ができて、高速運転が可能になる。更に、本発明の自動調心ころ軸受用保持器の製造方法によれば、上記各柱部の円周方向両側面に、上述の様な凹曲面を、比較的低コストで実施できる工業的手法により、高精度で形成できる。
【００５０】
更に、本発明の第３態様に係る保持器付自動調心ころ軸受の場合には、保持器が径方向に変位した場合に、この保持器の各ポケットの内面が必ず各球面ころの端面と接触する。従って、この保持器の径方向の位置は、上記各ポケットの内面と上記各球面ころの端面との係合により規制される。この様な発明の場合、先ず、保持器をころ案内としているので、外輪案内や内輪案内とした場合に比べて、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱量を軽減できる。更に、案内輪も必要ない為、部品点数も少なくなる。
【００５１】
又、上述の様に、保持器の径方向の位置を各球面ころの端面とポケットの内面との係合により規制する構造としているので、保持器が自重により径方向に変位した場合にも、非負荷圏に存在する球面ころの端面と保持器の内面との距離を短くして、この非負荷圏に存在する球面ころにスキューが発生する事を効果的に抑制できる。この様に、各球面ころの端面とこの端面と対向する面との距離を短くする事によりスキューの抑制を図れるのは、上記ポケットの内面のうちの上記端面と対向する面が、平面である（柱部の円周方向側面の様に湾曲させる必要がない）為である。上記各球面ころの端面と当接する面が平面であれば、これら各球面ころにスキューが発生する傾向となって、これら各球面ころの端面が上記ポケットの内面のうちのこの端面と対向する面と当接した場合に、それ以上これら各球面ころのスキューが大きくなる事を抑制し易い。この様に、各球面ころにスキューが発生しにくくなれば、スキューが発生する事による発熱や振動を抑える事ができる。この結果、高速性に優れた自動調心ころ軸受を得られる。
【００５２】
又、転動体案内の構成を採用すれば、上記保持器の径方向位置を規制する為の係合部の摩擦速度を低く抑えて、動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。
【００５３】
又、１対の保持器を互いに独立させれば、両列の球面ころの公転速度に差が生じた場合でも、これら両列の球面ころを保持している保持器を独立して回転させる事ができる。但し、一体型の保持器を使用しても、ポケット隙間を適切に設定する事で、公転速度が遅い列の球面ころが、同じく速い列の球面ころの公転運動に対して制動を加える事を防止して、動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。
【００５４】
又、本発明の第２態様に関して、本発明の第１態様と同様に、上記各柱部の長さを上記各球面ころの軸方向長さの１／２よりも大きく、円周方向に隣り合う柱部の先端部円周方向側面同士の間隔を上記各球面ころの最大直径よりも小さくすれば、上記本発明の第１態様と同様の作用・効果を得られる。即ち、前述した本発明の第２態様によって得られる作用・効果に加えて、前述した本発明の第１態様によって得られる作用・効果を得られる。即ち、外輪の内周面と内輪の外周面との間からの上記各球面ころの抜け出し防止の為に、この内輪の軸方向両端部外周面に鍔部を形成したり、各柱部の先端部同士の間に連結部を設ける必要がなくなる為、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間の空間の開口端部の面積を広くできる。そして、この空間内に入り込む潤滑剤の流量を多くして、高速運転を行なう面から有利になる。又、上記内輪の軸方向両端部外周面に鍔部を形成する必要がなくなり、上記空間に、保持器並びに複数の球面ころを組み付ける作業を容易に行なえる。更に、上記内輪の加工作業が容易になって、この内輪を含む、保持器付自動調心ころ軸受のコストを抑えられる。
【００５５】
又、内輪の両端部外周面に鍔部が存在しなければ、内輪の外周面と外輪の内周面との間の空間の端部の開口面積を広くでき、この空間内に潤滑剤を取り込み易くなる。
【００５６】
又、各ポケットの隅部に断面円弧状の凹曲面を設ければ、保持器を構成するリム部と各柱部との連続部に応力が集中する事を防止して、この保持器の耐久性向上を図れる。
【００５７】
更に、内部隙間が正で下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる状態で、本発明の第３態様を実施すれば、両列の球面ころの間に配置され、保持器を構成するリム部の軸方向片側面が、各球面ころの端面と対向する構造で、自重によりこの保持器が下方に変位した場合に、非負荷圏である上側に存在する球面ころの端面と上記リム部の軸方向片側面が接触乃至近接する。これにより、この非負荷圏に存在する球面ころのスキューの抑制を効果的に図れる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図である。
【図２】図２は図１の拡大Ａ−Ａ断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態の第１例の効果を確認する為に行なった実験の結果を示す線図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態の第２例を示す半部断面図である。
【図５】図５は図４の拡大Ｂ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は同拡大Ｃ−Ｃ断面図である。
【図７】図７は実施の形態の第２例に組み込んでいる保持器を取り出して、柱部の円周方向両側面を加工する為の削り工具と共に示す斜視図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態の第２例の効果を確認する為に行なった実験の結果を示す線図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態の第３例を示す半部断面図である。
【図１０】図１０は同第４例を示す半部断面図である。
【図１１】図１１は第４例の構造を、球面ころとポケットの内面との隙間の大きさを誇張して示す、断面略図である。
【図１２】図１２は同じく、図１１のＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】図１３は柱部の円周方向側面と球面ころの転動面との、保持器の径方向の距離を求める為に、これら各面上に配置した各点の位置関係を模式的に示す図である。
【図１４】図１４は実施の形態の第４例の効果を確認する為に行なった実験の結果を示す線図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態の第５例を示す半部断面図である。
【図１６】図１６は従来構造の第１例を示す正面図である。
【図１７】図１７は図１６の拡大Ｅ−Ｅ断面図である。
【図１８】図１８は従来構造の第１例に組み込んでいる保持器を取り出して示す部分斜視図である。
【図１９】図１９は図１７のＦ−Ｆ断面図である。
【図２０】図２０は従来構造の第２例を示す部分断面図である。
【図２１】図２１は同第３例を示す部分断面図である。
【図２２】図２２は同第４例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、第１態様に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の保持器付自動調心ころ軸受は、前述の図２０に示した従来構造の第２例と同様に、外輪１と、内輪２ａと、複数個の球面ころ３と、互いに独立した（相対回転可能に組み合わされた）１対の保持器４ｄとから成る。
【００６０】
このうちの外輪１は、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を、その内周面に形成している。
【００６１】
又、上記内輪２ａは、上記外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６を、その外周面に形成している。この内輪２ａに就いては、上記従来構造の第２例の場合とは異なり、両端部外周面に鍔部１０（図２０参照）を設けてはいない。本例に組み込む上記内輪２ａは、前述の図２１に示した、従来構造の第３例と同様の形状を有する。
【００６２】
又、上記各球面ころ３は、上記外輪軌道５と上記両内輪軌道６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。
【００６３】
又、上記両保持器４ｄはそれぞれ、上記各球面ころ３を転動自在に保持する為の複数のポケット９を備えている。この為に上記両保持器４ｄはそれぞれ、上記両列の球面ころ３同士の間に配置された円環状のリム部７ａと、複数の柱部８ｂとを備える。これら各柱部８ｂは、それぞれの基端部をこのリム部７ａの軸方向側面の円周方向等間隔複数個所に結合した状態で、上記外輪１及び内輪２ａの軸方向に配置されている。又、上記各柱部８ｂは、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端としている。即ち、これら各柱部８ｂの先端部には、上記従来構造の第３例の様な連結部１１（図２１参照）は設けていない。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｂの円周方向側面と上記リム部７ａの軸方向片側面とで三方を囲まれる部分を、上記各ポケット９としている。
【００６４】
特に、本例を構成する上記両保持器４ｄの場合には、上記各柱部８ｂの長さＬ8 は、上記各球面ころ３の軸方向長さＬ3 の１／２よりも大きい（Ｌ8 ＞Ｌ3 ／２）。
【００６５】
又、上記各柱部８ｂの円周方向側面は、その先端部分が中間部分よりも円周方向（図１の表裏方向、図２の上下方向）に突出している。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｂの先端部円周方向側面同士の間隔ｄが、上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）なっている。
【００６６】
尚、上記円周方向に隣り合う柱部８ｂの先端部円周方向側面同士の間隔ｄが上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さい程度であるばれ止め量（Ｄ−ｄ）は、保持器付自動調心ころ軸受の大きさ、上記両保持器４ｄの材質等に応じて設計的に定める。例えば、保持器付自動調心ころ軸受の大きさが、内径が４０〜６０mm程度、外径が１００〜１２０mm程度、保持器の材質が銅若しくは銅系合金である場合に、上記ばれ止め量を１００〜３００μｍ程度とする。
【００６７】
上述の様に構成する本例の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、上記各ポケット９を構成する、円周方向に隣り合う各柱部８ｂの先端部が上記各球面ころ３を抱き込んで、上記各ポケット９からこれら各球面ころ３が、前記外輪１及び前記内輪２ａの軸方向に抜け出る事を防止する。従って、前述の図１７、２０に示した従来構造の第１〜２例の様に、内輪２の軸方向両端部外周面に鍔部１０を形成したり、前述の図２１に示した従来構造の第３例の様に、各柱部８ａの先端部同士の間に連結部１１を設ける必要がなくなる。この為、上記外輪１の内周面と上記内輪２ａの外周面との間の空間の端部の開口面積を広くできる。そして、上記各球面ころ３の転動面と前記外輪軌道５及び前記両内輪軌道６との転がり接触部の潤滑を飛沫潤滑により行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くして、高速運転を行なう面から有利になる。
【００６８】
又、上記内輪２ａの軸方向両端部外周面に鍔部を形成する必要がなく、この内輪２ａの外径を、この内輪２ａの軸方向両端部で最も小さくできるので、この内輪２ａの外周面と上記外輪１の内周面との間の空間に、上記両保持器４ｄ並びに複数の球面ころ３を組み付ける作業を容易に行なえる。更に、上記内輪２ａの加工作業が容易になって、この内輪２ａを含む、保持器付自動調心ころ軸受のコストを抑えられる。
【００６９】
更に、本例の場合には、上記両保持器４ｄの径方向位置の規制を、上記各柱部８ｂの円周方向両側面と上記各球面ころ３の転動面との係合に基づいて規制する、所謂転動体案内により規制している。即ち、上記各柱部８ｂの円周方向両側面の少なくとも径方向の一部を上記各球面ころ３の転動面に摺接若しくは近接対向させて、上記両保持器４ｄの径方向位置が大きくずれ動かない様にしている。これに伴って、前記リム部７ａの外周面が上記外輪１の内周面と、同じく内周面が上記内輪２ａの外周面と、それぞれ十分に離隔している。本例の場合には、この様な構成により、上記両保持器４ｄの径方向位置を規制する為の係合部の摩擦速度を低く抑えて、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる様にしている。
【００７０】
又、本例の場合には、前述の様に、一方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｄと、他方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｄとを、相対回転を可能に互いに独立させている為、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、これら両列の球面ころ３を保持している上記両保持器４ｄ同士が互いに独立して回転する。この為、公転速度が速い列の球面ころ３が、同じく遅い列の球面ころ３を引き摺ったり、公転速度が遅い列の球面ころ３が、同じく速い列の球面ころ３の公転運動に対して制動を加える事がなくなる。この結果、やはり、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。尚、本例の構造に、本発明の第２態様及び第３態様を組み合わせて実施する事も可能である。
【００７１】
又、本例の場合には、分割型の保持器４ｄを使用しているが、一体型の保持器を使用する事も可能である。一体型の保持器を使用した場合には、上記両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合に、公転速度が速い列の球面ころ３と公転速度が遅い列の球面ころ３が保持器の回転に影響を与える事が懸念される。但し、この様な公転速度差による影響は、ポケット隙間を上記各球面ころ３の最大径の０．４〜２％程度の範囲で、上記公転速度差を吸収可能に設計する事により低減できる。即ち、上記ポケット隙間を適正値に規制する事により、上記各球面ころ３の公転速度差が、上記一体型の保持器の回転に及ぼす影響を小さく（実用上問題ない程度に僅少に）できる。
【００７２】
図３は、前述の図１６〜１９に示した従来構造の第１例に準じて構成した保持器付自動調心ころ軸受と、上述した様な構成を有する本発明の実施の形態の第１例の保持器付自動調心ころ軸受とで、運転時に生じる発熱量の差を知る為に行なった実験の結果を示している。実験には、呼び番号が２２３１０である保持器付自動調心ころ軸受（外径＝１１０mm、内径＝５０mm、幅＝４０mm）を使用した。この様な保持器付自動調心ころ軸受に９．８ｋＮ（１０００kgf ）の純ラジアル荷重を負荷し、潤滑油（ＶＧ６８）による強制潤滑下で運転した（内輪を回転させた）。運転速度は、４８００min-1 、５８００min-1 、７２００min-1 の３通りに変化させた。尚、上記寸法の保持器付自動調心ころ軸受の許容回転速度（継続して運転可能な回転速度）は４８００min-1 である。
【００７３】
この様な条件で行なった実験の結果を図３に示す。この図３から明らかな通り、本発明の実施の形態の第１例の保持器付自動調心ころ軸受の運転時の温度上昇は、従来の保持器付自動調心ころ軸受の温度上昇よりも運転速度全域で低く抑えられる。又、運転速度が速くなる（運転条件が厳しくなる）程、温度上昇が抑えられる程度が著しくなる。この事から、第１態様に係る発明が、保持器付自動調心ころ軸受を組み込んだ各種機械装置の高速化を図る上で有利である事が明らかである。
【００７４】
［実施の形態の第２例］
図４〜７は、第２態様に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の保持器付自動調心ころ軸受は、前述の図２０に示した従来構造の第２例と同様に、外輪１と、内輪２ａと、複数個の球面ころ３と、互いに独立した（相対回転可能に組み合わされた）１対の保持器４ｅとから成る。
【００７５】
このうちの外輪１は、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を、その内周面に形成している。
【００７６】
又、上記内輪２ａは、上記外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６を、その外周面に形成している。この内輪２ａに就いては、上記従来構造の第２例の場合とは異なり、両端部外周面に鍔部１０（図２０参照）を設けてはいない。
【００７７】
又、上記各球面ころ３は、上記外輪軌道５と上記両内輪軌道６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられている。
【００７８】
又、上記両保持器４ｅはそれぞれ、銅或いは真鍮等の銅系合金、又は、ステンレス鋼等の鉄系合金製の素材に切削加工乃至研削加工を施す事により一体に造られたもので、上記各球面ころ３を転動自在に保持する為の複数のポケット９を備えている。この為に上記両保持器４ｅはそれぞれ、上記両列の球面ころ３同士の間に配置された円環状のリム部７ａと、複数の柱部８ｃとを備える。これら各柱部８ｃは、それぞれの基端部をこのリム部７ａの軸方向側面の円周方向等間隔複数個所に結合した（一体に連続させた）状態で、上記外輪１及び内輪２ａの軸方向に配置されている。又、上記各柱部８ｃは、それぞれの先端部を、他の部分に結合しない自由端としている。即ち、これら各柱部８ｃの先端部には、これら各柱部８ｃ、の先端部同士を連結する連結部は設けていない。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｃの円周方向側面と上記リム部７ａの軸方向片側面とで三方を囲まれる部分を、上記各ポケット９としている。
【００７９】
特に、本例を構成する上記両保持器４ｅの場合には、上記各ポケット９の円周方向両側を仕切る、上記各柱部８ｃの円周方向両側面を、上記各球面ころ３の転動面と相似形で凹凸が逆である、凹曲面部１２としている。これら各凹曲面部１２は、上記保持器４ｅの軸方向及び径方向に関して、互いに異なる曲率半径ＲP 、ｒP を有する。何れの方向の曲率半径ＲP 、ｒP も、上記各ポケット９内に保持された上記各球面ころ３の転動面と上記各凹曲面部１２との間に、潤滑油を送り込み可能なポケット隙間を介在させる程度に、上記各球面ころ３の転動面の曲率半径ＲR 、ｒR よりも大きくしている。
【００８０】
上記ポケット隙間の（これら各球面ころ３の）径方向に関する（上記各球面ころ３の中心軸と上記各ポケット９の中心軸とを一致させた状態での）厚さｔは、自動調心ころ軸受の諸元（サイズ）により多少異なるが、例えば各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込む自動調心ころ軸受の場合で、０．１〜０．５mm程度、或いは各球面ころ３の最大径の０．４〜２％程度である。上記各凹曲面部１２の各方向の曲率半径ＲP 、ｒP は、これら各球面ころ３の転動面の、対応する方向の曲率半径ＲR 、ｒR よりも、上記ポケット隙間分だけ大きく（ＲP ＝ＲR ＋ｔ、ｒP ＝ｒR ＋ｔと）している。尚、軸方向の曲率半径ＲP は、径方向の曲率半径ｒP に比べて遥かに大きい（ＲP ≫ｒP ）ので、ＲP ＝ＲR としても、ほぼ同様の機能を得られる。従って、上記軸方向の曲率半径ＲP は、ＲP 〜ＲP ＋ｔの間で設定すれば良い。
【００８１】
又、上記各柱部８ｃの円周方向両側面に形成した上記各凹曲面部１２と、上記リム部７ａの軸方向片側面とは、上記各球面ころ３の端面外周縁部との干渉を防止する為の逃げ凹部１３を介して連続させている（図７参照）。本例の場合には、これら各逃げ凹部１３を、曲率半径Ｒ13が１mm以上の凹曲面としている。これら各逃げ凹部１３の両側端縁のうち、上記各凹曲面部１２側の端縁はこれら各凹曲面部１２の端部と、上記リム部７ａの円周方向に凹む方向に連続している。これに対して、上記リム部７ａの軸方向片側面側の端縁は、このリム部７ａの軸方向片側面と滑らかに連続している。
【００８２】
更に、本例の場合には、上記各柱部８ｃの長さＬ8 を、上記各球面ころ３の軸方向長さＬ3 の１／２よりも大きく（Ｌ8 ＞Ｌ3 ／２）している。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｃの先端部円周方向側面同士の間隔ｄを、上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。この様に、上記円周方向に隣り合う柱部８ｃの先端部円周方向側面同士の間隔ｄが上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さい程度（Ｄ−ｄ：ばれ止め量）は、上記各柱部８ｃを円周方向に弾性変形させつつ、前記各ポケット９内に上記各球面ころ３を押し込める程度に規制する。この程度は、保持器付自動調心ころ軸受の大きさ、上記両保持器４ｅの材質等に応じて設計的に定める。例えば、保持器付自動調心ころ軸受の大きさが、内径が４０〜６０mm程度、外径が１００〜１２０mm程度、保持器の材質が銅若しくは銅系合金である場合に、上記ばれ止め量を１００〜３００μｍ程度とする。これらの点は、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。
【００８３】
上述の様な上記各柱部８ｃの円周方向両側面の形状は、図７に示す様な、回転式の削り工具１４により、これら各柱部８ｃよりも幅広に形成した素柱部の円周方向両側面を切削乃至は研削する事により形成する。即ち、上記各柱部８ｃを有する保持器４ｅを造るには、先ず、円環状の素材から、この保持器４ｅよりも容積が大きい中間素材を、削り加工等により造る。
【００８４】
この中間素材は、円環状のリム部７ａと、それぞれの基端部をこのリム部７ａの軸方向側面の円周方向複数個所に結合する（一体に連続させる）と共にそれぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした、上記複数の素柱部とから成る。これら各素柱部の円周方向両側面同士の間隔は、上記各球面ころ３の外径よりも小さくしている。尚、上記各素柱部の円周方向両側面の形状は、これら円周方向両側面の同士の間隔が上記条件（各球面ころ３の外径よりも小さい）を満たす限り、特に限定しない。但し、上記中間素材の加工容易性、並びに、上記削り工具１４による前記各凹曲面部１２の加工容易性を考慮した場合には、互いに平行な平坦面又は母線形状が直線である円筒状凹面とする事が好ましい。この様に、互いに対向する上記各素柱部の円周方向両側面を、互いに平行な平坦面又は円筒状凹面とする場合には、この平坦面同士の間隔又は円筒状凹面の内径は、上記各球面ころ３の転動面の軸方向端部の外径以下で、上記削り工具１４のうちの、円周方向に隣り合う素柱部同士の間に挿入される部分の最大外径以上とする。
【００８５】
上述の様な各素柱部の円周方向両側面を上記各凹曲面部１２に加工するには、円周方向に隣り合う素柱部同士の間部分に、外周面が凸曲面である、上記削り工具１４を挿入する。この削り工具１４の外周面である凸曲面の断面形状のうち、軸方向に関する断面形状の曲率半径ＤP は、上記各凹曲面部１２の軸方向の曲率半径ＲP と等しく、上記各球面ころ３の転動面の軸方向の曲率半径ＲR よりも、前記ポケット隙間の厚さｔ分だけ大きい（ＤP ＝ＲP ＝ＲR ＋ｔ）。これに対して、削り工具１４の外周面である凸曲面の断面形状のうち、円周方向に関する断面形状の曲率半径ｄP は、上記各凹曲面部１２の円周方向の曲率半径ｒP よりも、次述する回転工具１４の公転半径ｒO 分だけ小さい（ｄP ＝ｒP −ｒO ＝ｒR ＋ｔ−ｒO ）。又、図示の例の場合には、上記削り工具１４の先端部外周面に、曲率半径が１mm以上である断面円弧状の、凸曲面部分１５を形成している。
【００８６】
上記各凹曲面部１２を形成するには、上述の様な削り工具１４を、上記円周方向に隣り合う素柱部同士の間部分に、この削り工具１４の中心軸ｘ14と、加工すべきポケット９となるベき部分の中心軸ｘ9 とを平行にして、この削り工具１４の先端面が前記リム部７ａの片側面に当接する迄挿入する。そして、この状態でこの削り工具１４を、自身の中心軸ｘ14を中心として自転させつつ、上記ポケットとなるべき部分の中心軸ｘ9 回りを、上記公転半径ｒO で公転させる。但し、この公転半径ｒO は、初めからこの値にするのではなく、徐々に大きくする。そして、上記削り工具１４の外周面を、外径が大きくなった部分から上記各素柱部の円周方向両側面に接触させて、これら各素柱部の円周方向両側面に、上記削り工具１４の外周面の軸方向に関する断面形状を転写する。
【００８７】
この結果、これら各素柱部の円周方向両側面の軸方向に関する断面形状の曲率半径が、前述した様なＲP （ＲR ＋ｔ）なる値になる。一方、各素柱部の円周方向両側面の、上記リム部７ａの径方向に関する断面形状は、上記削り工具１４の公転半径が、上記ｒO なる値になった状態で、前述した様なｒP （＝ｄP ＋ｒO ＝ｒR ＋ｔ）になる。この状態で、前述した様な、前記各球面ころ３の転動面と、厚さがｔであるポケット隙間を介して対向する、上記各凹曲面部１２が形成される。又、この状態で、それぞれの円周方向両側面にこれら各凹曲面部１２を形成した上記各柱部８ｃの基端部円周方向両側面と、前記リム部７ａの軸方向片側面との連続部に、上記凸曲面部分１５により、曲率半径が１mm以上である、前記逃げ凹部１３が形成される。
【００８８】
それぞれが上述の様にして造られる、前述の様な構成を有する保持器４ｅを組み込んだ本例の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、上記各球面ころ３の姿勢を安定させてこれら各球面ころ３がスキューする事を防止できる。この為、スキューに起因する振動の発生や発熱を抑えて、高速運転が可能になる。即ち、前記各ポケット９の円周方向両側を仕切る、上記各柱部８ｃの円周方向両側面を構成する、上記各凹曲面部１２が、上記各球面ころ３の転動面よりも僅かに大きな曲率半径ＲP 、ｒP を有する凹曲面である為、上記各ポケット９内に保持された上記各球面ころ３の姿勢が安定する。この為、これら各球面ころ３に著しいスキューが発生する事がなく、これら各球面ころ３の転動面と、前記外輪軌道５及び前記両内輪軌道６との転がり接触部で著しい滑り摩擦が発生する事を防止できる。この結果、前記外輪１と前記内輪２ａとの相対回転に要する抵抗、並びに、運転時に発生する振動を抑える事ができて、高速運転が可能になる。
【００８９】
更に、本例の場合には、前述した実施の形態の第１例と同様に、上記各柱部８ｃの長さＬ8 を上記各球面ころ３の軸方向長さＬ3 の１／２よりも大きくして、円周方向に隣り合う柱部８ｃの先端部円周方向側面同士の間隔ｄを上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さくしているので、上記各ポケット９を構成する、円周方向に隣り合う各柱部８ｃの先端部が上記各球面ころ３を抱き込んで、上記各ポケット９からこれら各球面ころ３が、上記外輪１及び上記内輪２ａの軸方向に抜け出る事を防止する。従って、前述の図１７、２０に示した従来構造の様に、内輪２の軸方向両端部外周面に鍔部１０を形成する必要がなくなる。この為、上記外輪１の内周面と上記内輪２ａの外周面との間の空間の開口端部の面積を広くできる。そして、上記各球面ころ３の転動面と前記外輪軌道５及び前記両内輪軌道６との転がり接触部の潤滑を飛沫潤滑により行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くして、高速運転を行なう面から有利になる。
【００９０】
又、上記内輪２ａの軸方向両端部外周面に鍔部を形成する必要がなく、この内輪２ａの外径を、この内輪２ａの軸方向両端部で最も小さくできるので、この内輪２ａの外周面と上記外輪１の内周面との間の空間に、上記両保持器４ｅ並びに複数の球面ころ３を組み付ける作業を容易に行なえる。更に、上記内輪２ａの加工作業が容易になって、この内輪２ａを含む、保持器付自動調心ころ軸受のコストを抑えられる。
【００９１】
又、本例の場合には、上記両保持器４ｅの径方向位置を、上記各柱部８ｃの円周方向両側面と上記各球面ころ３の転動面との係合に基づいて規制する、所謂転動体案内により規制している。即ち、上記各柱部８ｃの円周方向両側面を構成する前記各凹曲面部１２の曲率中心を、これら各柱部８ｃの内接円と外接円との間（好ましくは、上記各球面ころ３のピッチ円上、若しくは、径方向に関してこのピッチ円の近傍位置）に設定している。そして、上記各凹曲面部１２を上記各球面ころ３の転動面に摺接若しくは近接対向させて、上記両保持器４ｅの径方向位置が大きくずれ動かない様にしている。これに伴って、前記リム部７ａの外周面が上記外輪１の内周面と、同じく内周面は上記内輪２ａの外周面と、十分に離隔している。本例の場合には、この様な構成により、上記両保持器４ｅの径方向位置を規制する為の係合部の摩擦速度を低く抑えて、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる様にしている。
【００９２】
更に、本例の場合には、前述の様に、一方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｅと、他方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｅとを、相対回転を可能に互いに独立させている為、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、これら両列の球面ころ３を保持している上記両保持器４ｅ同士が互いに独立して回転する。この為、公転速度が速い列の球面ころ３が、同じく遅い列の球面ころ３を引き摺ったり、公転速度が遅い列の球面ころ３が、同じく速い列の球面ころ３の公転運動に対して制動を加える事がなくなる。この結果、やはり、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。尚、本例の構造に、本発明の第３態様を組み合わせて実施する事も可能である。
【００９３】
図８は、前述の図１６〜１９に示した従来構造の第１例に準じて構成した保持器付自動調心ころ軸受と、上述した様な構成を有する本発明の実施の形態の第２例の保持器付自動調心ころ軸受とで、運転時に生じる振動値の差を知る為に行なった実験の結果を示している。実験には、呼び番号が２２３１０である保持器付自動調心ころ軸受（外径＝１１０mm、内径＝５０mm、幅＝４０mm）を使用した。この様な保持器付自動調心ころ軸受に７．０４ｋＮ（７１８kgf ）のラジアル荷重と、５．３５ｋＮ（５４６kgf ）のアキシアル荷重との合成荷重を負荷し、潤滑油（ＶＧ６８）による強制潤滑下で運転した（内輪を回転させた）。運転速度は、０〜１２０００min-1 との間で変化させ、２０００min-1 、４８００min-1 、５６００min-1 、７２００min-1 、８２００min-1 、９４００min-1 、１０５００min-1 、１２０００min-1 の８点で、振動値を測定した。尚、上記寸法の保持器付自動調心ころ軸受の許容回転速度（継続して運転可能な回転速度）は４８００min-1 である。
【００９４】
この様な条件で行なった実験の結果を示す図８から明らかな通り、本例の保持器付自動調心ころ軸受の運転時に発生する振動は、従来の保持器付自動調心ころ軸受の場合よりも運転速度全域で低く抑えられる。この事から、第２態様に係る発明が、保持器付自動調心ころ軸受を組み込んだ各種機械装置の高速化を図る上で有利である事が明らかである。又、試験後に保持器付自動調心ころ軸受を分解して、保持器の摩耗状態を調べたところ、本例の保持器の摩耗量は、従来の保持器の摩耗量に比べて１／４程度に止まり、第２態様に係る発明により、保持器の摩耗防止を図れる事が確認できた。
【００９５】
又、前記各逃げ凹部１３の曲率半径を大きく（１mm以上に）する事により、保持器４ｂの強度を向上させられる効果を確認する為に、保持器を組み込んだ自動調心ころ軸受を強制的に落下させて評価を行なう、落下衝撃試験を施した。上記各逃げ凹部１３の曲率半径Ｒ13は、本発明に関しては１．２５mm、本発明から外れる比較例に関しては０．６mmとした。又、上記自動調心ころ軸受を落下させる高さに相当する、上記自動調心ころ軸受に衝突させる鋼板の衝撃加速度は、２００Ｇとした。そして、この鋼板を５０万回衝突させる毎に、上記保持器を構成する各柱部の根元部分に、破損や亀裂等の損傷の有無を確認した。試料は、本発明に属するものと比較例に属するものとでそれぞれ２個ずつ、合計４個用意した。この様にして行なった落下衝撃試験の結果、比較例に関しては、何れも５０万回で、何れかの柱部の根元部分に損傷を生じた。これに対して、本発明に属するものは、何れも、２００万回乃至は２５０万回に達するまで、何れの柱部の根元部分にも損傷を生じなかった。この実験の結果、上記各逃げ凹部１３の曲率半径を大きくする事で、上記各柱部の損傷防止を図れる事が確認された。
【００９６】
［実施の形態の第３例］
図９は、第２態様に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｆとして、前述の図１７〜１８に示した従来構造の第１例の保持器４の場合と同様に、一体型のものを使用している。本例の場合には、この様な一体型保持器４ｆを使用している為、上記両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合に、速い列の球面ころ３の公転速度と遅い列の球面ころ３の公転速度との差が、上記保持器４ｆの回転に影響を与える事が懸念される。但し、一体型の保持器４ｆを使用し、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、ポケット隙間を上記各球面ころ３の最大径の０．４〜２％程度の範囲で、これら各球面ころ３の公転速度の差を吸収する様に設計すれば、この公転速度の差が、上記保持器４ｆの回転に及ぼす影響を小さく（実用上問題ない程度に僅少に）できる。前述した実施の形態の第１例及び上述した実施形態の第２例の場合には、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合に、１対の保持器４ｄ（４ｅ）同士の間の回転速度差に基づいて、これら両保持器４ｄ（４ｅ）のリム部７ａ同士が擦れ合い、これら両リム部７ａの同士の当接面で摩擦・磨耗が生じる事が懸念される。従って、保持器を一体型とするか、或いは両列毎に独立した別体型とするかは、保持器付自動調心ころ軸受の使用条件に応じて適宜選択する。その他の作用・効果に就いては、上述した実施の形態の第２例の場合と同様である。
【００９７】
［実施の形態の第４例］
図１０〜１２は、第３態様に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の保持器付自動調心ころ軸受も、外輪１と、内輪２ａと、複数の球面ころ３と、互いに独立した（相対回転可能に組み合わされた）１対の保持器４ｇとから成る。このうちの外輪１は、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を、その内周面に形成している。又、上記内輪２ａは、上記外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６を、その外周面に形成している。この内輪２ａに就いては、前述の図１７、２０、２２に示した、従来構造の第１、２、４例とは異なり、両端部外周面に鍔部１１を設けてはいない。本例に組み込む上記内輪２ａは、前述の図２１に示した、従来構造の第３例と同様の形状を有する。又、上記各球面ころ３は、上記外輪軌道５と上記両内輪軌道６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。又、本例の保持器付自動調心ころ軸受は、正の内部隙間を有し、使用時には、内輪２ａに内嵌固定された回転軸の自重等により、この内輪２ａに対して図１０〜１２の下方に荷重が作用する。従って、図１０〜１２の下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる。
【００９８】
上記両保持器４ｇはそれぞれ、上記各球面ころ３を転動自在に保持する為の複数のポケット９を備えている。この為に上記両保持器４ｇはそれぞれ、上記両列の球面ころ３同士の間に配置された円環状のリム部７ａと、複数の柱部８ｄとを備える。これら各柱部８ｄは、それぞれの基端部をこのリム部７ａの軸方向側面の円周方向等間隔複数個所に結合した状態で、上記各球面ころ３の軸方向に配置されている。又、上記各柱部８ｄは、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端としている。即ち、これら各柱部８ｄの先端部には、上記従来構造の第３例の様な連結部１１（図２１参照）は設けていない。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｄの円周方向側面と上記リム部７ａの軸方向片側面とで三方を囲まれる部分を、上記各ポケット９としている。又、上記各柱部８ｄの円周方向側面の母線形状の曲率半径は、上記各球面ころ３の転動面の母線形状の曲率半径よりも僅かに大きい。又、上記リム部７ａの軸方向側面は、これら各球面ころ３の端面と平行に形成されており、これら各面同士を僅かな隙間を介して対向させている。
【００９９】
特に、本例の場合、前記両保持器４ｇの中心軸が保持器付自動調心ころ軸受の中心軸と一致した状態での、上記各ポケット９の内面と上記各球面ころ３の転動面或は端面との関係を次の様に規制している。先ず、これら各球面ころ３が、円周方向に隣り合う柱部８ｄ同士の中央（中立位置）に位置した場合の、これら各球面ころ３の転動面とこれら各柱部８ｄの円周方向側面との、上記両保持器４ｇの径方向（図１０、１１の上下方向）の最短距離をＨ1 とする。又、上記各球面ころ３が、上記リム部７ａの軸方向片側面から最も離れた（各球面ころ３の軸方向に関して最も外側に位置した）場合の、上記リム部７ａの軸方向片側面と上記各球面ころ３の端面との、上記両保持器４ｇの径方向の最短距離Ｈ2 とする。
【０１００】
尚、図１１、１２では、上記距離Ｈ1 として、上記各柱部８ｄの円周方向側面のうちの径方向外側部分と上記各球面ころ３の転動面との距離を示しているが、この円周方向側面のうちの径方向内側部分とこれら各球面ころ３の転動面との距離の方が短ければ、この距離を上記Ｈ1 とする。要は、上記各柱部８ｄの円周方向側面と上記各球面ころ３の転動面との、上記両保持器４ｇの径方向に関する距離が最も短くなる部分の距離を、上記Ｈ1 とする。これに対して、上記距離Ｈ2 は、上記各球面ころ３の端面と上記リム部７ａの軸方向片側面とが平行である為、径方向位置によって径方向の距離は変化しない。
【０１０１】
上述の様に各距離Ｈ1 、Ｈ2 を規定した場合、上記両保持器４ｇが、これら両保持器４ｇの中心軸に関して互いに対称位置に存在する球面ころ３のうちの、一方の球面ころ３の端面又は転動面と接触した状態から他方の球面ころ３の端面又は転動面と接触するまで、それぞれ移動可能であるとした場合の、それぞれの最大移動距離は、次の様に表わせる。即ち、上記各球面ころ３が円周方向に関して中立位置に存在する場合に、上記対称位置に存在する各球面ころ３の転動面と各柱部８ｄの円周方向側面とがそれぞれ接触するまで上記両保持器４ｇが径方向に移動できる距離が、最大となる。そして、この場合のこれら両保持器４ｇの径方向の移動距離が、２Ｈ1 である。又、上記各球面ころ３が上記リム部７ａの軸方向片側面から最も離れた位置に存在する場合に、上記対称位置に存在する各球面ころ３の端面とリム部７ａの軸方向片側面とがそれぞれ接触するまで上記両保持器４ｇが径方向に移動できる距離が、最大となる。そして、この場合のこれら両保持器４ｇの径方向の移動可能な距離が、２Ｈ2 である。本例の場合、この様に表わされる上記Ｈ1 、Ｈ2 を、Ｈ1 ≧Ｈ2 を満たす様に規制している。
【０１０２】
上記Ｈ1 、Ｈ2 のうちのＨ2 は、上記各球面ころ３が上記リム部７ａの軸方向片側面から最も離れた状態で、これら各球面ころ３の端面とこのリム部７ａの軸方向片側面との、これら各球面ころ３の軸方向に関する隙間の大きさをｄ、保持器付自動調心ころ軸受の接触角をαとした場合、Ｈ2 ＝ｄ／sinαで求められる。但し、上記各球面ころ３の端面と、上記接触角αの方向（接触角αの作用線Ｌと平行な方向、図１１の左下方、図１２の下方にそれぞれ向かう方向）とが、互いに平行であるとする。従って、上記リム部７ａの軸方向片側面と、上記接触角αの方向とが、互いに平行になる。尚、上記Ｈ2 は、上記各球面ころ３の端面と上記接触角αの方向とが平行でない場合等、上述の条件から外れる場合には、上述の式を適用しても正確な値を求める事はできない。従って、この場合には、保持器付自動調心ころ軸受の仕様毎に、上記Ｈ2 を求める。
【０１０３】
又、上記Ｈ1 に関しても、上記各球面ころ３及び上記各柱部８ｄの円周方向側面の曲率半径や上記接触角α等を考慮して求める。例えば、上記Ｈ1 を次の様な近似式で求める事ができる。先ず、上記各球面ころ３が中立位置に存在する場合の、上記各柱部８ｄの円周方向側面と上記各球面ころ３の転動面との、上記保持器４ｇの中心軸Ｏを含みこれら保持器４ｇが径方向に動く方向（図１２の上下方向）に存在する平面と平行な仮想平面χ内に於ける接触角α方向の距離をｈとする。この場合、これら各面同士の上記保持器４ｇの径方向距離Ｈ1 は、ｈ／cosαで近似される（Ｈ1 ≒ｈ／cosα）。この点に就いて、図１１の右側の列に存在し図１２の右側に位置する球面ころ３と、この球面ころ３の転動面と対向する柱部８ｄの円周方向側面との関係により、図１３を参照しつつ説明する。尚、図１１、１２に示すＨ1 、ｈは、説明の為にそれぞれ長さを誇張して示している。これに伴い、図１１では、次述する各点Ｐ、Ｑ、ｑの位置関係を、実際の位置関係よりも離した状態で記載している。又、図１２は、図１１のＤ−Ｄ断面図である為、Ｈ1 よりもｈの方が長く見えるが、実際は、Ｈ1 の方がｈよりも長い。
【０１０４】
図１３は、上記図１１と同方向から見た図で、上記各距離Ｈ1 とｈとの関係を模式的に表わしている。図１１、１３に示す各点Ｐ、Ｑ、ｑは、上記仮想平面χ内に存在する。又、このうちの点Ｐは、上記柱部８ｄの円周方向側面上に存在し、上記保持器４ｇを径方向及び接触角α方向に移動した場合に、それぞれ上記球面ころ３の転動面と接触する任意の点を示している。又、上記点Ｑは、上記点Ｐを通り接触角αの方向と平行な仮想線Ｍと球面ころ３の転動面とが交わる点である。即ち、上記保持器４ｇを接触角αの方向に移動させた場合に、上記点Ｐが接触する上記球面ころ３の転動面上の点である。又、上記点ｑは、上記点Ｐを通り保持器４ｇの径方向と平行な仮想線Ｎと球面ころ３の転動面とが交わる点である。即ち、上記保持器４ｇを径方向に移動させた場合に、上記点Ｐが接触する上記球面ころ３の転動面上の点である。
【０１０５】
これら各点Ｐ、Ｑ、ｑのうちの点ｑから上記仮想線Ｍに垂線を引いて交点をｒとし、この交点ｒと上記点Ｐとの、接触角αの方向に関する距離をｉとした場合に、この点Ｐから上記点ｑまでの距離ｊは、ｉ／cosαで表わされる。この距離ｊは、前記図１１、１２に示した上記径方向距離Ｈ1 に相当する（ｊ＝Ｈ1 ）。従って、この距離Ｈ1 は、ｉ／cosαで表わされる。図１１〜１３では誇張して示しているが、実際には上記球面ころ３の転動面と柱部８ｄの円周方向側面の、この球面ころ３の軸方向に関する曲率半径は大きい。この為、上記距離ｉは、上記点Ｐから点Ｑまでの距離、即ち、上記接触角αの方向の距離ｈと近似できる（ｉ≒ｈ）。以上より、上記径方向距離Ｈ1 は、ｈ／cosαで近似される（Ｈ1 ≒ｈ／cosα）。
【０１０６】
尚、上述の様に、Ｈ1 をｈで表わすのは、このｈは、上記柱部８ｄの側面と上記球面ころ３の転動面との隙間の大きさ（両面の曲率半径の差）等から、Ｈ1 を直接求める場合よりも比較的容易に求める事ができる為である。又、上述した近似式は、上記Ｈ1 を求める式の１例であり、前述した様な条件を満たす場合（或はこの条件に近い条件を有する場合）に適用可能である。従って、条件によっては、上記近似式が適用できない場合もある。この為、上記Ｈ1 は、保持器付自動調心ころ軸受の仕様毎に設計的に定める。
【０１０７】
上述の様に構成する本例の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、保持器４ｇが径方向に変位した場合に、これら両保持器４ｇの各ポケット９の内面のうち、上記リム部７ａの軸方向片側面と上記各球面ころ３の端面とが必ず接触する。即ち、前述した様に、上記両保持器４ｇの、互いに対称位置に存在する各球面ころ３の転動面と各柱部８ｄの円周方向側面とがそれぞれ接触するまでの径方向の移動可能距離は２Ｈ1 である。又、互いに対称位置に存在する各球面ころ３の端面とリム部７ａの軸方向片側面とがそれぞれ接触するまでの径方向の移動可能距離は２Ｈ2 である。本例の場合、Ｈ1 ≧Ｈ2 としている為、上記両保持器４ｇが径方向に移動して、上記各ポケット９の内面と上記各球面ころ３とが接触する場合、少なくとも、上記リム部７ａの軸方向片側面と上記各球面ころ３の端面とが接触する。従って、上記両保持器４ｇの径方向の位置は、上記リム部７ａの軸方向片側面と上記各球面ころ３の端面との係合により規制される。この様な本例の場合、先ず、保持器４ｇをころ案内としているので、前述の図２１、２２に示した従来構造の様に、外輪案内や内輪案内とした場合に比べて、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱量を軽減できる。更に、上記図２２の従来構造の様に案内輪も必要ない為、部品点数も少なくなる。
【０１０８】
又、上述の様に、保持器４ｇの径方向の位置を、各球面ころ３の端面とリム部７ａの軸方向片側面との係合により規制する構造としているので、上記両保持器４ｇが自重により径方向に変位した場合にも、上記各球面ころ３のうち、非負荷圏に存在する球面ころ３の端面と前記リム部７ａの軸方向片側面との距離を短くして、これら非負荷圏に存在する球面ころ３にスキューが発生する事を効果的に抑制できる。即ち、上記非負荷圏に存在する球面ころ３は、主として保持器４ｇによりその運動が規制される（本例の様に、正の内部隙間を有する保持器付自動調心ころ軸受の場合には、非負荷圏に存在する球面ころ３は、ほぼ保持器４ｇのみにより運動が規制される）。具体的には、これら非負荷圏に存在する球面ころ３は、上記両保持器４ｇの柱部８ｄに押される事により公転する。これに対して、負荷圏に存在する球面ころ３は、外輪１と内輪２ａとに拘束される為、これら各球面ころ３の転動面と外輪軌道５及び内輪軌道６との転がり接触により公転する。従って、上記負荷圏に存在する球面ころ３に対して上記非負荷圏に存在する球面ころ３の方が、上記両保持器４ｇにより及ぼされる影響が大きく、スキューが発生し易くなる。
【０１０９】
又、本例の場合、前述した様に、内輪２ａに内嵌する回転軸の自重等により、保持器付自動調心ころ軸受の下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる。従って、上記両保持器４ｇが自重により下方に変位して、上記非負荷圏に存在する球面ころ３の端面と、上記リム部７ａの軸方向片側面とが、これら各球面ころ３にスキューが発生する傾向となる以前に接触乃至近接した状態となる。この為、上記非負荷圏に存在する各球面ころ３にスキューが発生する傾向となった場合には、スキューが大きくなる前にこれら各球面ころ３の端面が上記リム部７ａの軸方向片側面に接触して、上記スキューの発生を効果的に抑制できる。
【０１１０】
一方、上記両保持器４ｇの下方への変位により、保持器付自動調心ころ軸受の下側の上記負荷圏に存在する球面ころ３の端面と、上記リム部７ａの軸方向片側面とが離れる。この為、これら負荷圏に存在する球面ころ３の端面と上記リム部７ａの軸方向片側面とが接触しにくくなる。これら負荷圏に存在する球面ころ３は、運転時に、これら各球面ころ３を保持するポケット９の内面と転がり接触する。従って、これら各球面ころ３の端面と上記リム部７ａの軸方向片側面とが接触しにくくなる事は、これら各球面ころ３と上記両保持器４ｇとの接触部分を減らして、これら各球面ころ３との転がり接触によるこれら両保持器４ｇの摩耗の増大を防止する点から好ましい。尚、前述した様に、上記負荷圏に存在する球面ころ３は、スキューしにくい為、このスキューを防止する為に、これら負荷圏に存在する球面ころ３の端面と上記リム部７ａの軸方向片側面とを積極的に接触させる必要はない。
【０１１１】
尚、前記外輪１に下側に向く荷重が負荷される等して、保持器付自動調心ころ軸受の非負荷圏が下側となる場合、リム部７ａの軸方向片側面と非負荷圏に存在する球面ころ３の端面とが離れる傾向となる。従って、この場合には、例えば、前述の図２１に示した様に、保持器の先端部に連結部を設け、この連結部と球面ころの端面との関係を、本実施の形態の様に規制する。この様に構成すれば、保持器が下側に移動した場合に、非負荷圏に存在する球面ころの端面と上記連結部とが接触して、この非負荷圏に存在する球面ころのスキューの発生を効果的に抑制できる。又、本例の場合、ころ案内としている為、各球面ころ３の転動面と柱部８ｄとが接触する事により、これら各球面ころ３の動きがポケット９内で或る程度規制される。この為、仮に、上記各球面ころ３の端面とリム部７ａ或は連結部とが離れていても、スキューは発生しにくい。何れにしても、各球面ころ３にスキューが発生しにくくなれば、スキューが発生する事による発熱や振動を抑える事ができる。この結果、高速性に優れた自動調心ころ軸受を得られる。
【０１１２】
又、本例の場合、前記両保持器４ｇの柱部８ｄの先端部を他の部分に結合しない自由端としている。この為、上記各球面ころ３が存在する空間の開口端部の面積を広くでき、この空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くできる。即ち、前述の図２１に示した従来構造の第３例の場合、各柱部８ａの先端部を連結部１１により結合している為、上記空間の開口端部の面積が狭くなり、この空間内に入り込む潤滑剤の流量が少なくなる。これに対して、本例の場合には、この様な事はない。潤滑剤の流量を多くできれば、高速運転を行なう際に有利である。
【０１１３】
又、本例の場合、一方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｇと、他方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｇとを、相対回転を可能に互いに独立させている。この為、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、これら両列の球面ころ３を保持している保持器４ｇが独立して回転する。即ち、保持器付自動調心ころ軸受は、両列の球面ころ３のうち、一方の列が他方の列に比べて大きな荷重を支承して運転される場合が多い。この場合には、これら両列の球面ころ３の公転速度に差が生じる。本例の場合、この様な場合に、これら両列の球面ころ３を保持する保持器４ｇは、それぞれ独立して回転する為、公転速度が速い列の球面ころ３が、同じく遅い列の球面ころ３を引き摺ったり、公転速度が遅い列の球面ころ３が、同じく速い列の球面ころ３の公転運動に対して制動を加える事がなくなる。この結果、動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。尚、この様な本例の構造に、本発明の第１態様及び第２態様を組み合わせて実施する事も可能である。
【０１１４】
図１４は、本実施の形態の効果を確認する為に、発明者が行なった実験の結果を示している。実験には、呼び番号２２３１０である保持器付自動調心ころ軸受（外径＝１１０mm、内径＝５０mm、幅＝４０mm）を使用した。そして、この様な仕様を有する保持器付自動調心ころ軸受の保持器と球面ころの隙間を規制して、次の（１）〜（３）に示す３種類の試料を用意した。尚、Ｈ1 、Ｈ2 が示す距離は、前述の図１１〜１３で説明した通りである。
【０１１５】
（１）Ｈ1 ＝０．２４mm、Ｈ2 ＝０．４mm（Ｈ1 ＜Ｈ2 ）
（２）Ｈ1 ＝０．４mm、Ｈ2 ＝０．４mm（Ｈ1 ＝Ｈ2 ）
（３）Ｈ1 ＝０．４mm、Ｈ2 ＝０．２mm（Ｈ1 ＝２Ｈ2 、Ｈ1 ＞Ｈ2 ）
実験では、上述の様な各試料に、９．８ｋＮ（１０００kgf ）のラジアル荷重を負荷し、０．５Ｌ／minの流量の潤滑油（ＶＧ６８）による強制潤滑下で運転した（内輪を回転させた）。運転速度は、図１４の横軸に示す様に変化させた。そして、所定時間経過後の外輪温度を各回転速度毎に計測した。尚、上記仕様の保持器付自動調心ころ軸受の許容回転速度（継続して運転可能な回転速度）は、４８００min-1 である。
【０１１６】
この様な条件で行なった実験の結果を示す図１４から明らかな通り、本実施の形態の要件を満たす（２）及び（３）の保持器付自動調心ころ軸受は、本発明の技術的範囲から外れる（１）の保持器付自動調心ころ軸受に対して、外輪の発熱を抑えられる。例えば、回転速度が、４８００min-1 の場合、２〜３℃程度低く抑えられ、回転速度が、９６００min-1 （許容回転速度の２倍）の場合、約１３℃低く抑えられる。この様に、本実施の形態の構造によれば、回転速度が高くなる程本発明の効果がより顕著に得られる事が分かった。
【０１１７】
［実施の形態の第５例］
図１５は、第３態様に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｈとして、前述の図１７、２１、２２に示した従来構造の第１、２、４例の保持器４、４ｂ、４ｃの場合と同様に、一体型のものを使用している。本例の場合には、この様な一体型の保持器４ｈを使用している為、上記両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合に、速い列の球面ころ３の公転速度と遅い列の球面ころ３の公転速度との差が、上記保持器４ｈの回転に影響を与える事が懸念される。但し、一体型の保持器４ｈを使用し、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、前述した様に、ポケット隙間を上記各球面ころ３の最大径の０．４〜２％程度の範囲で、これら各球面ころ３の公転速度の差を吸収する様に設計すれば、この公転速度の差が、上記保持器４ｆの回転に及ぼす影響を小さく（実用上問題ない程度に僅少に）できる。その他の作用・効果に就いては、上述した第４例の場合と同様に得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、製紙機械、金属の圧延機等、各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込んだ状態で使用され、ハウジングの内側に回転軸を支承する保持器付自動調心ころ軸受において、各球面ころの姿勢を安定させて、これら各球面ころがスキューする事を防止し、高速回転を可能とし、さらに、ポケット内への潤滑剤の送り込みを効率良く行えることを可能とする。
【符号の説明】
【０１１９】
１    外輪
２、２ａ  内輪
３    球面ころ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ  保持器
５    外輪軌道
６    内輪軌道
７、７ａ  リム部
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  柱部
９    ポケット
１０    鍔部
１１    連結部
１２    凹曲面部
１３    逃げ凹部
１４    削り工具
１５    凸曲面部分
１６    案内輪
【図１】
2011158097.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年5月10日(2011.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る保持器付自動調心ころ軸受は、例えば、ハウジングの内側に回転軸を支承する為に、製紙機械、金属の圧延機等、各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込んだ状態で使用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、重量の嵩む軸をハウジングの内側に回転自在に支承する為に、従来から、例えば、特開平９−３１７７６０号公報（特許文献１）及び実用新案登録第２５２４９３２号公報（特許文献２）に記載された様な保持器付自動調心ころ軸受が使用されている。図１６〜１９は、このうちの特許文献１に記載された、従来構造の第１例を示している。この保持器付自動調心ころ軸受は、互いに同心に組み合わされた外輪１と内輪２との間に、複数の球面ころ３を転動自在に配列して成る。そして、保持器４により、これら複数の球面ころ３の姿勢並びに位置を規制している。
【０００３】
上記外輪１の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を形成している。又、内輪２の外周面の幅方向（図１７の左右方向）両側には、それぞれが上記外輪軌道５と対向する、１対の内輪軌道６を形成している。又、上記複数の球面ころ３は、その最大径部が各球面ころ３の軸方向長さの中央部にある対称形（ビヤ樽形）で、上記外輪軌道５と上記１対の内輪軌道６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けている。又、上記各球面ころ３の転動面の母線形状の曲率半径は、上記外輪軌道５及び上記内輪軌道６の母線形状の曲率半径よりも僅かに小さい。
上記保持器４は、１個のリム部７と複数の柱部８とを備える。このうちのリム部７は、円環状で、上記両列の球面ころ３同士の間に配置されている。又、上記各柱部８は、それぞれの基端部を上記リム部７の軸方向両側面の円周方向等間隔の複数個所に結合した状態で、上記外輪１及び内輪２の軸方向に配置されている。上記各柱部８の先端部はそれぞれ、他の部分と結合されない自由端としている。そして、円周方向に隣り合う柱部８同士の間部分を、上記各球面ころ３を転動自在に保持する為のポケット９としている。又、上記リム部７の外周面を、上記外輪１の中間部内周面に近接対向させて、上記保持器４の径方向の位置決めを（外輪案内により）図っている。更に、上記内輪２の両端部外周面に、それぞれ外向フランジ状の鍔部１０を形成して、上記各球面ころ３が、上記外輪１の内周面と上記内輪２の外周面との間の空間から軸方向外方に抜け出ない様にしている。
【０００４】
上述の様に構成される保持器付自動調心ころ軸受により、例えば、ハウジングの内側に回転軸を支承する場合、外輪１をハウジングに内嵌固定し、内輪２を回転軸に外嵌固定する。回転軸と共に内輪２が回転する場合には、複数の球面ころ３が転動して、この回転を許容する。ハウジングの軸心と回転軸の軸心とが不一致の場合、外輪１の内側で内輪２が調心する（外輪１の中心軸に対し内輪２の中心軸を傾斜させる）事で、この不一致を補償する。この場合に於いて、外輪軌道５は単一球面状に形成されている為、上記複数の球面ころ３の転動は、不一致補償後に於いても、円滑に行なわれる。
【０００５】
上述の様な従来構造の第１例の場合、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４を一体としている。これに対して、特許文献２には、図２０に示す様に、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４ａを互いに独立させた構造が記載されている。この従来構造の第２例の場合も、外輪１の内周面と内輪２の外周面との間の空間から各球面ころ３が軸方向外方に抜け出ない様にする為に、この内輪２の両端部外周面に鍔部１０を形成している。
【０００６】
又、前記特許文献１には、図２１に示す様に、保持器４ｂを構成する各柱部８ａの先端部同士を連結部１１により連結する代わりに、内輪２ａの両端部外周面に鍔部を設けていない構造が記載されている。この様な従来構造の第３例の場合、上記各連結部１１と球面ころ３の軸方向端面との係合に基づき、これら各球面ころ３が外輪１の内周面と内輪２ａの外周面との間の空間から軸方向外方に抜け出る事を防止する。
【０００７】
又、図２２は、従来から知られている保持器付自動調心ころ軸受の第４例に就いて示している。この第４例の構造の場合には、リム部７の内周面と内輪２の中間部外周面との間に案内輪１６を設け、この案内輪１６の外周面を上記リム部７の内周面に、この案内輪１６の内周面を上記内輪２の中間部外周面に、それぞれ近接対向させて、保持器４ｃの径方向の位置決めを（内輪案内により）図っている。更に、上記内輪２の両端部外周面に、それぞれ外向フランジ状の鍔部１０を形成して、各球面ころ３が、外輪１の内周面と上記内輪２の外周面との間の空間から軸方向外方に抜け出ない様にしている。
【０００８】
上述の様な従来構造の第１〜４例の場合、回転軸の高速化を図る上で、次の様な点を改良する事が望まれる。
【０００９】
先ず、図１７、２０、２２に示した第１、２、４例の場合、内輪２の両端部外周面に存在する鍔部１０によって、外輪１の内周面と内輪２の外周面との間の空間の端部の開口面積が狭くなる。この為、各球面ころ３の転動面と外輪軌道５及び内輪軌道６との転がり接触部の潤滑を、オイルミストやオイルエアにより図る、飛沫潤滑を行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量が少なくなり、高速運転を行なう面から不利になる。又、上記空間内に上記各球面ころ３を組み込む際に上記両鍔部１０が邪魔になる。この為、これら両鍔部１０の一部に、上記各球面ころ３を通過させる為の切り欠きを形成する必要があり、上記内輪２の加工が面倒になる他、抜け止め効果が不完全になる。
【００１０】
図２１に示した従来構造の第３例の場合、内輪２ａの両端部外周面に鍔部が存在しない為、鍔部によりこの内輪２ａの外周面と外輪１の内周面との間の空間の端部の開口面積が狭くなる事はないが、代わりに、保持器４ｂに設けた連結部１１により、上記空間の端部の開口面積が狭くなる。この為、上述の第１、２、４例の場合と同様に、この空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量が少なくなり、高速運転を行なう面から不利になる。
【００１１】
又、図１７、２１に示した従来構造の第１、３例の場合、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４、４ｂの径方向の位置決めを、リム部７の外周面と外輪１の内周面との係合により、図２２に示した第４例の場合には保持器４ｃのリム部７の内周面と案内輪１６の外周面との係合により、それぞれ図っている為、次の様な点で、回転軸の高速化を図る上で不利が生じる。即ち、この様な構造の場合、上記リム部７の外周面又は内周面と上記外輪１の内周面又は上記案内輪１６の外周面との相対速度（滑り速度）が大きくなり、これら両周面同士の係合部での摩擦が大きくなる。この結果、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク（回転抵抗）並びに運転に伴う発熱が多くなり、高速運転を行なう面から不利になる。
【００１２】
又、両列の球面ころ３の公転速度の相違に起因して、動トルク並びに運転に伴う発熱が多くなる可能性がある。即ち、保持器付自動調心ころ軸受の運転時に、両列の球面ころ３が同じ荷重を支承した状態で（同じ条件で）運転される事もあるが、多くの場合、何れか一方の列が他方の列に比べて大きな荷重を支承した状態で運転される。この結果、これら両列の球面ころ３の公転速度に差が生じる。この様な場合に、公転速度が速い列の球面ころ３が、同じく遅い列の球面ころ３を引き摺りつつ公転する可能性がある。逆に言えば、公転速度が遅い列の球面ころ３が、同じく速い列の球面ころ３の公転運動に対して制動を加える状態になる。特に、アキシアル荷重を支承しつつ運転される場合には、この傾向が顕著になる。この結果、上述の様に、動トルク並びに運転に伴う発熱が多くなる可能性がある。
【００１３】
更に、従来構造の第１〜４例の何れの構造の場合も、保持器４、４ａ〜４ｃのポケット９内での上記各球面ころ３の姿勢が必ずしも安定しない。この理由は、これら各球面ころ３の転動面が凸曲面であるのに対して、上記各ポケット９の円周方向両側面を構成する前記各柱部８ａの円周方向両側面の、上記保持器４、４ａ〜４ｃの軸方向に関する断面形状が、この軸方向と平行な直線状である為である。この為、上記各ポケット９内に保持された上記各球面ころ３は、最も径の大きくなった軸方向中間部外周面で上記各柱部８ａの円周方向両側面に当接し、これら円周方向両側面と上記各球面ころ３の外周面の軸方向両端寄り部分に隙間が存在する状態となる。従って、これら各球面ころ３は、軸方向中間部の当接部を中心として、上記隙間分だけ、多少なりとも揺動変位可能になる。
【００１４】
そして、上記各球面ころ３が揺動変位した場合には、これら各球面ころ３の自転軸の方向が、これら各球面ころ３の公転方向に直角方向に対し傾斜角度を持つ、所謂スキューが発生した状態となる。この様なスキューが発生した状態では、上記各球面ころ３の転動面と前記外輪軌道５及び前記内輪軌道６との各転がり接触部で大きな滑り摩擦が生じる。この結果、前記外輪１と前記内輪２との相対回転に要する抵抗（自動調心ころ軸受の動トルク）が大きくなるだけでなく、上記各転がり接触部で発生する振動が大きくなる。この様な動トルクの増大と振動の発生とは、上記自動調心ころ軸受の運転速度が低い場合にはあまり問題とはならない。但し、この運転速度を速くする為には、上記動トルク及び振動を抑える為、上記各球面ころ３の姿勢を安定させ、上記スキューの発生を抑える必要がある。
【００１５】
又、図１７、２１、２２に示した従来構造の第１、３、４例の場合、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４、４ｂ、４ｃを内輪案内、或は外輪案内としている為、次の様な点からも、回転軸の高速化を図る上で不利が生じる。即ち、図２２に示した従来構造の第４例の場合には、リム部７の内周面と内輪２の外周面との相対速度（滑り速度）が、図１７、２１に示した従来構造の第１、３例の場合には、リム部７の外周面と外輪１の内周面との相対速度が、それぞれ大きくなる場合がある。この場合には、図２２の構造では、リム部７の内周面と案内輪１６の外周面との係合部、及び、この案内輪１６の内周面と内輪２の外周面との係合部での摩擦が、図１７、２１の構造では、リム部７の外周面と外輪１の内周面との係合部での摩擦が、それぞれ大きくなる。この結果、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク（回転抵抗）並びに運転に伴う発熱が多くなり、高速運転を行なう面から不利になる。又、図２２に示した構造の場合には、保持器４を内輪案内とする為に案内輪１６が必要になり、部品点数が多くなる。
【００１６】
上述の様な問題を解消する為には、保持器の径方向位置を、図２０に示す様に、各ポケットの内面と各球面ころとの係合に基づいて規制する、所謂ころ案内により規制する事が考えられる。但し、保持器付自動調心ころ軸受の場合には、次の様な理由により、単純に保持器をころ案内とする事はできない。例えば、一般的な（円筒ころが保持器の径方向に対して傾斜していない）円筒ころ軸受の場合、保持器の径方向の変位によりこの保持器の各ポケットの内面と係合するのは、各円筒ころの転動面のみである。従って、この保持器の径方向位置を規制する為には、上記各ポケットの内面と上記各円筒ころの転動面との隙間を管理すれば足りる。
【００１７】
これに対して、保持器付自動調心ころ軸受は、前述の図１７、２１、２２に示す様に、保持器４、４ｂ、４ｃにより保持する両列の球面ころ３が、これら保持器４、４ｂ、４ｃの径方向に対して傾斜した状態で配置される。この為、これら保持器４、４ｂ、４ｃが径方向に変位した場合に、これら保持器４、４ｂ、４ｃの各ポケット９の内面が、上記各球面ころ３の転動面と、これら各球面ころ３の端面との何れかに接触する。
【００１８】
又、保持器をころ案内とした場合には、この保持器により、各球面ころの自転軸の方向が、これら各球面ころの公転方向に直角な方向に対し傾斜角度を持つ、所謂スキューを抑制する必要がある。例えば、前述の図２２に示した従来構造の第４例の場合、球面ころ３にスキューが生じる事を、案内輪１６及び鍔部１０により抑制している。従って、この構造で、保持器をころ案内としてこの案内輪１６を省略した場合、鍔部１０と保持器により、上記各球面ころ３のスキューを抑制する必要がある。更に、前述の図２１に示した従来構造の第３例の場合の様に、鍔部１０を形成しない構造の場合には、保持器のみにより、上記各球面ころ３のスキューを抑制する必要がある。又、保持器付自動調心ころ軸受に荷重が作用する側と反対側に位置する、非負荷圏に存在する球面ころは、主として保持器によりその運動が規制される。この為、この非負荷圏に存在する球面ころは、保持器のポケット内面との係合状態によってはスキューが発生し易くなる。
【００１９】
上記各球面ころ３にスキューが発生した場合には、これら各球面ころ３の転動面と前記外輪軌道５及び前記内輪軌道６との各転がり接触部で大きな滑り摩擦が生じる。この結果、保持器付自動調心ころ軸受の動トルクが増大すると共に、発熱量が増え、更には、上記各転がり接触部で発生する振動が大きくなる。この様な動トルク及び発熱量の増大、振動の発生は、保持器付自動調心ころ軸受の運転速度を速くする面から不利になる。
【００２０】
この様に、保持器付自動調心ころ軸受の保持器をころ案内とする場合には、保持器の径方向の位置決めをどの様に図るか（各ポケットの内面と各球面ころの転動面或は端面との何れを接触させるか）、更には、非負荷圏に存在する球面ころのスキューの抑制をどの様に図るか等を考慮する必要がある。従って、保持器付自動調心ころ軸受に組み込む保持器を、単純にころ案内とする事はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平９−３１７７６０号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５２４９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、保持器の径方向の位置決めを球面ころとの係合により図る（ころ案内とする）と共に、非負荷圏に存在する球面ころのスキューの抑制を図れる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の対象となる保持器付自動調心ころ軸受は、前述した従来から知られている保持器付自動調心ころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数個の球面ころと、保持器とから成る。
【００２４】
このうちの外輪は、球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成している。
【００２５】
又、上記内輪は、上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成している。
【００２６】
又、上記各球面ころは、上記外輪軌道と上記両内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。
【００２７】
又、上記保持器は、円周方向複数個所に柱部を有し、円周方向に隣り合う柱部同士の間に上記各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えている。
【００２８】
又、上記各ポケットの内面と上記各球面ころとの係合によりこの保持器の径方向位置を規制（ころ案内と）している。
【００２９】
特に、本発明の保持器付自動調心ころ軸受に於いては、上記保持器の中心軸が保持器付自動調心ころ軸受の中心軸と一致した状態での、この保持器の各ポケットの内面と上記各球面ころの転動面或は端面との関係を、次の様に規制している。即ち、上記各球面ころが、円周方向に隣り合う柱部同士の円周方向中央（中立位置）に位置した場合の、これら各球面ころの転動面とこれら各柱部の円周方向側面との、上記保持器の径方向の最短距離をＨ1 とする。又、上記各球面ころが、上記各ポケットの内面のうちのこれら各球面ころの端面と対向する面から最も離れた場合の、これら対向する面と端面との、上記保持器の径方向の最短距離をＨ2 とする。この場合に、Ｈ1 ≧Ｈ2 を満たしている。
【００３０】
又、本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、本発明を、内部隙間が正であり、使用時に、内輪に内嵌固定された回転軸の自重等により、この内輪に対して下方に荷重が作用して、保持器付自動調心ころ軸受の下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる構造に適用する。
又、本発明を実施する場合に好ましくは、一方の列の球面ころを保持する為の保持器と、他方の列の球面ころを保持する為の保持器とを、相対回転を可能に互いに独立させる。或は、これら両保持器を、共通のリム部の軸方向両側に柱部を設けた一体型とする。
更に、本発明を実施する場合に、好ましくは、内輪の両端部外周面に鍔部を存在させない。
【発明の効果】
【００３１】
上述の様に構成する本発明の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、保持器が径方向に変位した場合に、この保持器の各ポケットの内面が必ず各球面ころの端面と接触する。従って、この保持器の径方向の位置は、上記各ポケットの内面と上記各球面ころの端面との係合により規制される。この様な本発明の場合、先ず、保持器をころ案内としているので、外輪案内や内輪案内とした場合に比べて、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱量を軽減できる。更に、案内輪も必要ない為、部品点数も少なくなる。
【００３２】
又、上述の様に、保持器の径方向の位置を各球面ころの端面とポケットの内面との係合により規制する構造としているので、保持器が自重により径方向に変位した場合にも、非負荷圏に存在する球面ころの端面と保持器の内面との距離を短くして、この非負荷圏に存在する球面ころにスキューが発生する事を効果的に抑制できる。この様に、各球面ころの端面とこの端面と対向する面との距離を短くする事によりスキューの抑制を図れるのは、上記ポケットの内面のうちの上記端面と対向する面が、平面である（柱部の円周方向側面の様に湾曲させる必要がない）為である。上記各球面ころの端面と当接する面が平面であれば、これら各球面ころにスキューが発生する傾向となって、これら各球面ころの端面が上記ポケットの内面のうちのこの端面と対向する面と当接した場合に、それ以上これら各球面ころのスキューが大きくなる事を抑制し易い。この様に、各球面ころにスキューが発生しにくくなれば、スキューが発生する事による発熱や振動を抑える事ができる。この結果、高速性に優れた自動調心ころ軸受を得られる。
【００３３】
更に、内部隙間が正で下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる状態で、本発明を実施すれば、両列の球面ころの間に配置され、保持器を構成するリム部の軸方向片側面が、各球面ころの端面と対向する構造で、自重によりこの保持器が下方に変位した場合に、非負荷圏である上側に存在する球面ころの端面と上記リム部の軸方向片側面が接触乃至近接する。これにより、この非負荷圏に存在する球面ころのスキューの抑制を効果的に図れる。
又、１対の保持器を互いに独立させれば、両列の球面ころの公転速度に差が生じた場合でも、これら両列の球面ころを保持している保持器を独立して回転させる事ができる。但し、一体型の保持器を使用しても、ポケット隙間を適切に設定する事で、公転速度が遅い列の球面ころが、同じく速い列の球面ころの公転運動に対して制動を加える事を防止して、動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。
更に、内輪の両端部外周面に鍔部が存在しなければ、内輪の外周面と外輪の内周面との間の空間の端部の開口面積を広くでき、この空間内に潤滑剤を取り込み易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明に関連する参考例の第１例を示す半部断面図である。
【図２】図２は図１の拡大Ａ−Ａ断面図である。
【図３】図３は本発明に関連する参考例の第１例の効果を確認する為に行なった実験の結果を示す線図である。
【図４】図４は本発明に関連する参考例の第２例を示す半部断面図である。
【図５】図５は図４の拡大Ｂ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は同拡大Ｃ−Ｃ断面図である。
【図７】図７は参考例の第２例に組み込んでいる保持器を取り出して、柱部の円周方向両側面を加工する為の削り工具と共に示す斜視図である。
【図８】図８は本発明に関連する参考例の第２例の効果を確認する為に行なった実験の結果を示す線図である。
【図９】図９は本発明に関連する参考例の第３例を示す半部断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図である。
【図１１】図１１は実施の形態の第１例の構造を、球面ころとポケットの内面との隙間の大きさを誇張して示す、断面略図である。
【図１２】図１２は同じく、図１１のＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】図１３は柱部の円周方向側面と球面ころの転動面との、保持器の径方向の距離を求める為に、これら各面上に配置した各点の位置関係を模式的に示す図である。
【図１４】図１４は実施の形態の第１例の効果を確認する為に行なった実験の結果を示す線図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態の第２例を示す半部断面図である。
【図１６】図１６は従来構造の第１例を示す正面図である。
【図１７】図１７は図１６の拡大Ｅ−Ｅ断面図である。
【図１８】図１８は従来構造の第１例に組み込んでいる保持器を取り出して示す部分斜視図である。
【図１９】図１９は図１７のＦ−Ｆ断面図である。
【図２０】図２０は従来構造の第２例を示す部分断面図である。
【図２１】図２１は同第３例を示す部分断面図である。
【図２２】図２２は同第４例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［本発明に関連する参考例の第１例］
図１〜２は、本発明に関連する参考例の第１例を示している。本参考例の保持器付自動調心ころ軸受は、前述の図２０に示した従来構造の第２例と同様に、外輪１と、内輪２ａと、複数個の球面ころ３と、互いに独立した（相対回転可能に組み合わされた）１対の保持器４ｄとから成る。
【００３６】
このうちの外輪１は、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を、その内周面に形成している。
【００３７】
又、上記内輪２ａは、上記外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６を、その外周面に形成している。この内輪２ａに就いては、上記従来構造の第２例の場合とは異なり、両端部外周面に鍔部１０（図２０参照）を設けてはいない。本参考例に組み込む上記内輪２ａは、前述の図２１に示した、従来構造の第３例と同様の形状を有する。
【００３８】
又、上記各球面ころ３は、上記外輪軌道５と上記両内輪軌道６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。
【００３９】
又、上記両保持器４ｄはそれぞれ、上記各球面ころ３を転動自在に保持する為の複数のポケット９を備えている。この為に上記両保持器４ｄはそれぞれ、上記両列の球面ころ３同士の間に配置された円環状のリム部７ａと、複数の柱部８ｂとを備える。これら各柱部８ｂは、それぞれの基端部をこのリム部７ａの軸方向側面の円周方向等間隔複数個所に結合した状態で、上記外輪１及び内輪２ａの軸方向に配置されている。又、上記各柱部８ｂは、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端としている。即ち、これら各柱部８ｂの先端部には、上記従来構造の第３例の様な連結部１１（図２１参照）は設けていない。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｂの円周方向側面と上記リム部７ａの軸方向片側面とで三方を囲まれる部分を、上記各ポケット９としている。
【００４０】
特に、本参考例を構成する上記両保持器４ｄの場合には、上記各柱部８ｂの長さＬ8 は、上記各球面ころ３の軸方向長さＬ3 の１／２よりも大きい（Ｌ8 ＞Ｌ3 ／２）。
【００４１】
又、上記各柱部８ｂの円周方向側面は、その先端部分が中間部分よりも円周方向（図１の表裏方向、図２の上下方向）に突出している。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｂの先端部円周方向側面同士の間隔ｄが、上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）なっている。
【００４２】
尚、上記円周方向に隣り合う柱部８ｂの先端部円周方向側面同士の間隔ｄが上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さい程度であるばれ止め量（Ｄ−ｄ）は、保持器付自動調心ころ軸受の大きさ、上記両保持器４ｄの材質等に応じて設計的に定める。例えば、保持器付自動調心ころ軸受の大きさが、内径が４０〜６０mm程度、外径が１００〜１２０mm程度、保持器の材質が銅若しくは銅系合金である場合に、上記ばれ止め量を１００〜３００μｍ程度とする。
【００４３】
上述の様に構成する本参考例の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、上記各ポケット９を構成する、円周方向に隣り合う各柱部８ｂの先端部が上記各球面ころ３を抱き込んで、上記各ポケット９からこれら各球面ころ３が、前記外輪１及び前記内輪２ａの軸方向に抜け出る事を防止する。従って、前述の図１７、２０に示した従来構造の第１〜２例の様に、内輪２の軸方向両端部外周面に鍔部１０を形成したり、前述の図２１に示した従来構造の第３例の様に、各柱部８ａの先端部同士の間に連結部１１を設ける必要がなくなる。この為、上記外輪１の内周面と上記内輪２ａの外周面との間の空間の端部の開口面積を広くできる。そして、上記各球面ころ３の転動面と前記外輪軌道５及び前記両内輪軌道６との転がり接触部の潤滑を飛沫潤滑により行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くして、高速運転を行なう面から有利になる。
【００４４】
又、上記内輪２ａの軸方向両端部外周面に鍔部を形成する必要がなく、この内輪２ａの外径を、この内輪２ａの軸方向両端部で最も小さくできるので、この内輪２ａの外周面と上記外輪１の内周面との間の空間に、上記両保持器４ｄ並びに複数の球面ころ３を組み付ける作業を容易に行なえる。更に、上記内輪２ａの加工作業が容易になって、この内輪２ａを含む、保持器付自動調心ころ軸受のコストを抑えられる。
【００４５】
更に、本参考例の場合には、上記両保持器４ｄの径方向位置の規制を、上記各柱部８ｂの円周方向両側面と上記各球面ころ３の転動面との係合に基づいて規制する、所謂転動体案内により規制している。即ち、上記各柱部８ｂの円周方向両側面の少なくとも径方向の一部を上記各球面ころ３の転動面に摺接若しくは近接対向させて、上記両保持器４ｄの径方向位置が大きくずれ動かない様にしている。これに伴って、前記リム部７ａの外周面が上記外輪１の内周面と、同じく内周面が上記内輪２ａの外周面と、それぞれ十分に離隔している。本参考例の場合には、この様な構成により、上記両保持器４ｄの径方向位置を規制する為の係合部の摩擦速度を低く抑えて、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる様にしている。
【００４６】
又、本参考例の場合には、前述の様に、一方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｄと、他方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｄとを、相対回転を可能に互いに独立させている為、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、これら両列の球面ころ３を保持している上記両保持器４ｄ同士が互いに独立して回転する。この為、公転速度が速い列の球面ころ３が、同じく遅い列の球面ころ３を引き摺ったり、公転速度が遅い列の球面ころ３が、同じく速い列の球面ころ３の公転運動に対して制動を加える事がなくなる。この結果、やはり、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。尚、本参考例の構造に、本発明の参考例の第２、３例、実施の形態の第１、２例の構造を組み合わせて実施する事も可能である。
【００４７】
又、本参考例の場合には、分割型の保持器４ｄを使用しているが、一体型の保持器を使用する事も可能である。一体型の保持器を使用した場合には、上記両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合に、公転速度が速い列の球面ころ３と公転速度が遅い列の球面ころ３が保持器の回転に影響を与える事が懸念される。但し、この様な公転速度差による影響は、ポケット隙間を上記各球面ころ３の最大径の０．４〜２％程度の範囲で、上記公転速度差を吸収可能に設計する事により低減できる。即ち、上記ポケット隙間を適正値に規制する事により、上記各球面ころ３の公転速度差が、上記一体型の保持器の回転に及ぼす影響を小さく（実用上問題ない程度に僅少に）できる。
【００４８】
図３は、前述の図１６〜１９に示した従来構造の第１例に準じて構成した保持器付自動調心ころ軸受と、上述した様な構成を有する参考例の第１例の保持器付自動調心ころ軸受とで、運転時に生じる発熱量の差を知る為に行なった実験の結果を示している。実験には、呼び番号が２２３１０である保持器付自動調心ころ軸受（外径＝１１０mm、内径＝５０mm、幅＝４０mm）を使用した。この様な保持器付自動調心ころ軸受に９．８ｋＮ（１０００kgf ）の純ラジアル荷重を負荷し、潤滑油（ＶＧ６８）による強制潤滑下で運転した（内輪を回転させた）。運転速度は、４８００min-1 、５８００min-1 、７２００min-1 の３通りに変化させた。尚、上記寸法の保持器付自動調心ころ軸受の許容回転速度（継続して運転可能な回転速度）は４８００min-1 である。
【００４９】
この様な条件で行なった実験の結果を図３に示す。この図３から明らかな通り、参考例の第１例の保持器付自動調心ころ軸受の運転時の温度上昇は、従来の保持器付自動調心ころ軸受の温度上昇よりも運転速度全域で低く抑えられる。又、運転速度が速くなる（運転条件が厳しくなる）程、温度上昇が抑えられる程度が著しくなる。この事から、本参考例に係る発明が、保持器付自動調心ころ軸受を組み込んだ各種機械装置の高速化を図る上で有利である事が明らかである。
【００５０】
［本発明に関連する参考例の第２例］
図４〜７は、本発明に関連する参考例の第２例を示している。本参考例の保持器付自動調心ころ軸受は、前述の図２０に示した従来構造の第２例と同様に、外輪１と、内輪２ａと、複数個の球面ころ３と、互いに独立した（相対回転可能に組み合わされた）１対の保持器４ｅとから成る。
【００５１】
このうちの外輪１は、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を、その内周面に形成している。
【００５２】
又、上記内輪２ａは、上記外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６を、その外周面に形成している。この内輪２ａに就いては、上記従来構造の第２例の場合とは異なり、両端部外周面に鍔部１０（図２０参照）を設けてはいない。
【００５３】
又、上記各球面ころ３は、上記外輪軌道５と上記両内輪軌道６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられている。
【００５４】
又、上記両保持器４ｅはそれぞれ、銅或いは真鍮等の銅系合金、又は、ステンレス鋼等の鉄系合金製の素材に切削加工乃至研削加工を施す事により一体に造られたもので、上記各球面ころ３を転動自在に保持する為の複数のポケット９を備えている。この為に上記両保持器４ｅはそれぞれ、上記両列の球面ころ３同士の間に配置された円環状のリム部７ａと、複数の柱部８ｃとを備える。これら各柱部８ｃは、それぞれの基端部をこのリム部７ａの軸方向側面の円周方向等間隔複数個所に結合した（一体に連続させた）状態で、上記外輪１及び内輪２ａの軸方向に配置されている。又、上記各柱部８ｃは、それぞれの先端部を、他の部分に結合しない自由端としている。即ち、これら各柱部８ｃの先端部には、これら各柱部８ｃの先端部同士を連結する連結部は設けていない。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｃの円周方向側面と上記リム部７ａの軸方向片側面とで三方を囲まれる部分を、上記各ポケット９としている。
【００５５】
特に、本参考例を構成する上記両保持器４ｅの場合には、上記各ポケット９の円周方向両側を仕切る、上記各柱部８ｃの円周方向両側面を、上記各球面ころ３の転動面と相似形で凹凸が逆である、凹曲面部１２としている。これら各凹曲面部１２は、上記保持器４ｅの軸方向及び径方向に関して、互いに異なる曲率半径ＲP 、ｒP を有する。何れの方向の曲率半径ＲP 、ｒP も、上記各ポケット９内に保持された上記各球面ころ３の転動面と上記各凹曲面部１２との間に、潤滑油を送り込み可能なポケット隙間を介在させる程度に、上記各球面ころ３の転動面の曲率半径ＲR 、ｒR よりも大きくしている。
【００５６】
上記ポケット隙間の（これら各球面ころ３の）径方向に関する（上記各球面ころ３の中心軸と上記各ポケット９の中心軸とを一致させた状態での）厚さｔは、自動調心ころ軸受の諸元（サイズ）により多少異なるが、例えば各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込む自動調心ころ軸受の場合で、０．１〜０．５mm程度、或いは各球面ころ３の最大径の０．４〜２％程度である。上記各凹曲面部１２の各方向の曲率半径ＲP 、ｒP は、これら各球面ころ３の転動面の、対応する方向の曲率半径ＲR 、ｒR よりも、上記ポケット隙間分だけ大きく（ＲP ＝ＲR ＋ｔ、ｒP ＝ｒR ＋ｔと）している。尚、軸方向の曲率半径ＲP は、径方向の曲率半径ｒP に比べて遥かに大きい（ＲP ≫ｒP ）ので、ＲP ＝ＲR としても、ほぼ同様の機能を得られる。従って、上記軸方向の曲率半径ＲP は、ＲP 〜ＲP ＋ｔの間で設定すれば良い。
【００５７】
又、上記各柱部８ｃの円周方向両側面に形成した上記各凹曲面部１２と、上記リム部７ａの軸方向片側面とは、上記各球面ころ３の端面外周縁部との干渉を防止する為の逃げ凹部１３を介して連続させている（図７参照）。本参考例の場合には、これら各逃げ凹部１３を、曲率半径Ｒ13が１mm以上の凹曲面としている。これら各逃げ凹部１３の両側端縁のうち、上記各凹曲面部１２側の端縁はこれら各凹曲面部１２の端部と、上記リム部７ａの円周方向に凹む方向に連続している。これに対して、上記リム部７ａの軸方向片側面側の端縁は、このリム部７ａの軸方向片側面と滑らかに連続している。
【００５８】
更に、本参考例の場合には、上記各柱部８ｃの長さＬ8 を、上記各球面ころ３の軸方向長さＬ3 の１／２よりも大きく（Ｌ8 ＞Ｌ3 ／２）している。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｃの先端部円周方向側面同士の間隔ｄを、上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。この様に、上記円周方向に隣り合う柱部８ｃの先端部円周方向側面同士の間隔ｄが上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さい程度（Ｄ−ｄ：ばれ止め量）は、上記各柱部８ｃを円周方向に弾性変形させつつ、前記各ポケット９内に上記各球面ころ３を押し込める程度に規制する。この程度は、保持器付自動調心ころ軸受の大きさ、上記両保持器４ｅの材質等に応じて設計的に定める。例えば、保持器付自動調心ころ軸受の大きさが、内径が４０〜６０mm程度、外径が１００〜１２０mm程度、保持器の材質が銅若しくは銅系合金である場合に、上記ばれ止め量を１００〜３００μｍ程度とする。これらの点は、前述した参考例の第１例の場合と同様である。
【００５９】
上述の様な上記各柱部８ｃの円周方向両側面の形状は、図７に示す様な、回転式の削り工具１４により、これら各柱部８ｃよりも幅広に形成した素柱部の円周方向両側面を切削乃至は研削する事により形成する。即ち、上記各柱部８ｃを有する保持器４ｅを造るには、先ず、円環状の素材から、この保持器４ｅよりも容積が大きい中間素材を、削り加工等により造る。
【００６０】
この中間素材は、円環状のリム部７ａと、それぞれの基端部をこのリム部７ａの軸方向側面の円周方向複数個所に結合する（一体に連続させる）と共にそれぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした、上記複数の素柱部とから成る。これら各素柱部の円周方向両側面同士の間隔は、上記各球面ころ３の外径よりも小さくしている。尚、上記各素柱部の円周方向両側面の形状は、これら円周方向両側面の同士の間隔が上記条件（各球面ころ３の外径よりも小さい）を満たす限り、特に限定しない。但し、上記中間素材の加工容易性、並びに、上記削り工具１４による前記各凹曲面部１２の加工容易性を考慮した場合には、互いに平行な平坦面又は母線形状が直線である円筒状凹面とする事が好ましい。この様に、互いに対向する上記各素柱部の円周方向両側面を、互いに平行な平坦面又は円筒状凹面とする場合には、この平坦面同士の間隔又は円筒状凹面の内径は、上記各球面ころ３の転動面の軸方向端部の外径以下で、上記削り工具１４のうちの、円周方向に隣り合う素柱部同士の間に挿入される部分の最大外径以上とする。
【００６１】
上述の様な各素柱部の円周方向両側面を上記各凹曲面部１２に加工するには、円周方向に隣り合う素柱部同士の間部分に、外周面が凸曲面である、上記削り工具１４を挿入する。この削り工具１４の外周面である凸曲面の断面形状のうち、軸方向に関する断面形状の曲率半径ＤP は、上記各凹曲面部１２の軸方向の曲率半径ＲP と等しく、上記各球面ころ３の転動面の軸方向の曲率半径ＲR よりも、前記ポケット隙間の厚さｔ分だけ大きい（ＤP ＝ＲP ＝ＲR ＋ｔ）。これに対して、削り工具１４の外周面である凸曲面の断面形状のうち、円周方向に関する断面形状の曲率半径ｄP は、上記各凹曲面部１２の円周方向の曲率半径ｒP よりも、次述する回転工具１４の公転半径ｒO 分だけ小さい（ｄP ＝ｒP −ｒO ＝ｒR ＋ｔ−ｒO ）。又、図示の例の場合には、上記削り工具１４の先端部外周面に、曲率半径が１mm以上である断面円弧状の、凸曲面部分１５を形成している。
【００６２】
上記各凹曲面部１２を形成するには、上述の様な削り工具１４を、上記円周方向に隣り合う素柱部同士の間部分に、この削り工具１４の中心軸ｘ14と、加工すべきポケット９となるベき部分の中心軸ｘ9 とを平行にして、この削り工具１４の先端面が前記リム部７ａの片側面に当接する迄挿入する。そして、この状態でこの削り工具１４を、自身の中心軸ｘ14を中心として自転させつつ、上記ポケットとなるべき部分の中心軸ｘ9 回りを、上記公転半径ｒO で公転させる。但し、この公転半径ｒO は、初めからこの値にするのではなく、徐々に大きくする。そして、上記削り工具１４の外周面を、外径が大きくなった部分から上記各素柱部の円周方向両側面に接触させて、これら各素柱部の円周方向両側面に、上記削り工具１４の外周面の軸方向に関する断面形状を転写する。
【００６３】
この結果、これら各素柱部の円周方向両側面の軸方向に関する断面形状の曲率半径が、前述した様なＲP （ＲR ＋ｔ）なる値になる。一方、各素柱部の円周方向両側面の、上記リム部７ａの径方向に関する断面形状は、上記削り工具１４の公転半径が、上記ｒO なる値になった状態で、前述した様なｒP （＝ｄP ＋ｒO ＝ｒR ＋ｔ）になる。この状態で、前述した様な、前記各球面ころ３の転動面と、厚さがｔであるポケット隙間を介して対向する、上記各凹曲面部１２が形成される。又、この状態で、それぞれの円周方向両側面にこれら各凹曲面部１２を形成した上記各柱部８ｃの基端部円周方向両側面と、前記リム部７ａの軸方向片側面との連続部に、上記凸曲面部分１５により、曲率半径が１mm以上である、前記逃げ凹部１３が形成される。
【００６４】
それぞれが上述の様にして造られる、前述の様な構成を有する保持器４ｅを組み込んだ本参考例の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、上記各球面ころ３の姿勢を安定させてこれら各球面ころ３がスキューする事を防止できる。この為、スキューに起因する振動の発生や発熱を抑えて、高速運転が可能になる。即ち、前記各ポケット９の円周方向両側を仕切る、上記各柱部８ｃの円周方向両側面を構成する、上記各凹曲面部１２が、上記各球面ころ３の転動面よりも僅かに大きな曲率半径ＲP 、ｒP を有する凹曲面である為、上記各ポケット９内に保持された上記各球面ころ３の姿勢が安定する。この為、これら各球面ころ３に著しいスキューが発生する事がなく、これら各球面ころ３の転動面と、前記外輪軌道５及び前記両内輪軌道６との転がり接触部で著しい滑り摩擦が発生する事を防止できる。この結果、前記外輪１と前記内輪２ａとの相対回転に要する抵抗、並びに、運転時に発生する振動を抑える事ができて、高速運転が可能になる。
【００６５】
更に、本参考例の場合には、前述した参考例の第１例と同様に、上記各柱部８ｃの長さＬ8 を上記各球面ころ３の軸方向長さＬ3 の１／２よりも大きくして、円周方向に隣り合う柱部８ｃの先端部円周方向側面同士の間隔ｄを上記各球面ころ３の最大直径Ｄよりも小さくしているので、上記各ポケット９を構成する、円周方向に隣り合う各柱部８ｃの先端部が上記各球面ころ３を抱き込んで、上記各ポケット９からこれら各球面ころ３が、上記外輪１及び上記内輪２ａの軸方向に抜け出る事を防止する。従って、前述の図１７、２０に示した従来構造の様に、内輪２の軸方向両端部外周面に鍔部１０を形成する必要がなくなる。この為、上記外輪１の内周面と上記内輪２ａの外周面との間の空間の開口端部の面積を広くできる。そして、上記各球面ころ３の転動面と前記外輪軌道５及び前記両内輪軌道６との転がり接触部の潤滑を飛沫潤滑により行なう場合に、上記空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くして、高速運転を行なう面から有利になる。
【００６６】
又、上記内輪２ａの軸方向両端部外周面に鍔部を形成する必要がなく、この内輪２ａの外径を、この内輪２ａの軸方向両端部で最も小さくできるので、この内輪２ａの外周面と上記外輪１の内周面との間の空間に、上記両保持器４ｅ並びに複数の球面ころ３を組み付ける作業を容易に行なえる。更に、上記内輪２ａの加工作業が容易になって、この内輪２ａを含む、保持器付自動調心ころ軸受のコストを抑えられる。
【００６７】
又、本参考例の場合には、上記両保持器４ｅの径方向位置を、上記各柱部８ｃの円周方向両側面と上記各球面ころ３の転動面との係合に基づいて規制する、所謂転動体案内により規制している。即ち、上記各柱部８ｃの円周方向両側面を構成する前記各凹曲面部１２の曲率中心を、これら各柱部８ｃの内接円と外接円との間（好ましくは、上記各球面ころ３のピッチ円上、若しくは、径方向に関してこのピッチ円の近傍位置）に設定している。そして、上記各凹曲面部１２を上記各球面ころ３の転動面に摺接若しくは近接対向させて、上記両保持器４ｅの径方向位置が大きくずれ動かない様にしている。これに伴って、前記リム部７ａの外周面が上記外輪１の内周面と、同じく内周面は上記内輪２ａの外周面と、十分に離隔している。本参考例の場合には、この様な構成により、上記両保持器４ｅの径方向位置を規制する為の係合部の摩擦速度を低く抑えて、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる様にしている。
【００６８】
更に、本参考例の場合には、前述の様に、一方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｅと、他方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｅとを、相対回転を可能に互いに独立させている為、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、これら両列の球面ころ３を保持している上記両保持器４ｅ同士が互いに独立して回転する。この為、公転速度が速い列の球面ころ３が、同じく遅い列の球面ころ３を引き摺ったり、公転速度が遅い列の球面ころ３が、同じく速い列の球面ころ３の公転運動に対して制動を加える事がなくなる。この結果、やはり、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。尚、本参考例の構造に、本発明の実施の形態の第１例、第２例の構造を組み合わせて実施する事も可能である。
【００６９】
図８は、前述の図１６〜１９に示した従来構造の第１例に準じて構成した保持器付自動調心ころ軸受と、上述した様な構成を有する参考例の第２例の保持器付自動調心ころ軸受とで、運転時に生じる振動値の差を知る為に行なった実験の結果を示している。実験には、呼び番号が２２３１０である保持器付自動調心ころ軸受（外径＝１１０mm、内径＝５０mm、幅＝４０mm）を使用した。この様な保持器付自動調心ころ軸受に７．０４ｋＮ（７１８kgf ）のラジアル荷重と、５．３５ｋＮ（５４６kgf ）のアキシアル荷重との合成荷重を負荷し、潤滑油（ＶＧ６８）による強制潤滑下で運転した（内輪を回転させた）。運転速度は、０〜１２０００min-1 との間で変化させ、２０００min-1 、４８００min-1 、５６００min-1 、７２００min-1 、８２００min-1 、９４００min-1 、１０５００min-1 、１２０００min-1 の８点で、振動値を測定した。尚、上記寸法の保持器付自動調心ころ軸受の許容回転速度（継続して運転可能な回転速度）は４８００min-1 である。
【００７０】
この様な条件で行なった実験の結果を示す図８から明らかな通り、本参考例の保持器付自動調心ころ軸受の運転時に発生する振動は、従来の保持器付自動調心ころ軸受の場合よりも運転速度全域で低く抑えられる。この事から、本参考例の構造が、保持器付自動調心ころ軸受を組み込んだ各種機械装置の高速化を図る上で有利である事が明らかである。又、試験後に保持器付自動調心ころ軸受を分解して、保持器の摩耗状態を調べたところ、本参考例の保持器の摩耗量は、従来の保持器の摩耗量に比べて１／４程度に止まり、本参考例により、保持器の摩耗防止を図れる事が確認できた。
【００７１】
又、前記各逃げ凹部１３の曲率半径を大きく（１mm以上に）する事により、保持器４ｂの強度を向上させられる効果を確認する為に、保持器を組み込んだ自動調心ころ軸受を強制的に落下させて評価を行なう、落下衝撃試験を施した。上記各逃げ凹部１３の曲率半径Ｒ13は、本参考例に関しては１．２５mm、本参考例から外れる比較例に関しては０．６mmとした。又、上記自動調心ころ軸受を落下させる高さに相当する、上記自動調心ころ軸受に衝突させる鋼板の衝撃加速度は、２００Ｇとした。そして、この鋼板を５０万回衝突させる毎に、上記保持器を構成する各柱部の根元部分に、破損や亀裂等の損傷の有無を確認した。試料は、本参考例に属するものと比較例に属するものとでそれぞれ２個ずつ、合計４個用意した。この様にして行なった落下衝撃試験の結果、比較例に関しては、何れも５０万回で、何れかの柱部の根元部分に損傷を生じた。これに対して、本参考例に属するものは、何れも、２００万回乃至は２５０万回に達するまで、何れの柱部の根元部分にも損傷を生じなかった。この実験の結果、上記各逃げ凹部１３の曲率半径を大きくする事で、上記各柱部の損傷防止を図れる事が確認された。
【００７２】
［本発明に関連する参考例の第３例］
図９は、本発明に関連する参考例の第３例を示している。本参考例の場合には、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｆとして、前述の図１７〜１８に示した従来構造の第１例の保持器４の場合と同様に、一体型のものを使用している。本参考例の場合には、この様な一体型保持器４ｆを使用している為、上記両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合に、速い列の球面ころ３の公転速度と遅い列の球面ころ３の公転速度との差が、上記保持器４ｆの回転に影響を与える事が懸念される。但し、一体型の保持器４ｆを使用し、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、ポケット隙間を上記各球面ころ３の最大径の０．４〜２％程度の範囲で、これら各球面ころ３の公転速度の差を吸収する様に設計すれば、この公転速度の差が、上記保持器４ｆの回転に及ぼす影響を小さく（実用上問題ない程度に僅少に）できる。前述した参考例の第１例及び上述した参考例の第２例の場合には、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合に、１対の保持器４ｄ（４ｅ）同士の間の回転速度差に基づいて、これら両保持器４ｄ（４ｅ）のリム部７ａ同士が擦れ合い、これら両リム部７ａの同士の当接面で摩擦・磨耗が生じる事が懸念される。従って、保持器を一体型とするか、或いは両列毎に独立した別体型とするかは、保持器付自動調心ころ軸受の使用条件に応じて適宜選択する。その他の作用・効果に就いては、上述した参考例の第２例の場合と同様である。
【００７３】
［実施の形態の第１例］
図１０〜１２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の保持器付自動調心ころ軸受も、外輪１と、内輪２ａと、複数の球面ころ３と、互いに独立した（相対回転可能に組み合わされた）１対の保持器４ｇとから成る。このうちの外輪１は、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を、その内周面に形成している。又、上記内輪２ａは、上記外輪軌道５と対向する１対の内輪軌道６を、その外周面に形成している。この内輪２ａに就いては、前述の図１７、２０、２２に示した、従来構造の第１、２、４例とは異なり、両端部外周面に鍔部１１を設けてはいない。本例に組み込む上記内輪２ａは、前述の図２１に示した、従来構造の第３例と同様の形状を有する。又、上記各球面ころ３は、上記外輪軌道５と上記両内輪軌道６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。又、本例の保持器付自動調心ころ軸受は、正の内部隙間を有し、使用時には、内輪２ａに内嵌固定された回転軸の自重等により、この内輪２ａに対して図１０〜１２の下方に荷重が作用する。従って、図１０〜１２の下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる。
【００７４】
上記両保持器４ｇはそれぞれ、上記各球面ころ３を転動自在に保持する為の複数のポケット９を備えている。この為に上記両保持器４ｇはそれぞれ、上記両列の球面ころ３同士の間に配置された円環状のリム部７ａと、複数の柱部８ｄとを備える。これら各柱部８ｄは、それぞれの基端部をこのリム部７ａの軸方向側面の円周方向等間隔複数個所に結合した状態で、上記各球面ころ３の軸方向に配置されている。又、上記各柱部８ｄは、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端としている。即ち、これら各柱部８ｄの先端部には、上記従来構造の第３例の様な連結部１１（図２１参照）は設けていない。そして、円周方向に隣り合う柱部８ｄの円周方向側面と上記リム部７ａの軸方向片側面とで三方を囲まれる部分を、上記各ポケット９としている。又、上記各柱部８ｄの円周方向側面の母線形状の曲率半径は、上記各球面ころ３の転動面の母線形状の曲率半径よりも僅かに大きい。又、上記リム部７ａの軸方向側面は、これら各球面ころ３の端面と平行に形成されており、これら各面同士を僅かな隙間を介して対向させている。
【００７５】
特に、本例の場合、前記両保持器４ｇの中心軸が保持器付自動調心ころ軸受の中心軸と一致した状態での、上記各ポケット９の内面と上記各球面ころ３の転動面或は端面との関係を次の様に規制している。先ず、これら各球面ころ３が、円周方向に隣り合う柱部８ｄ同士の中央（中立位置）に位置した場合の、これら各球面ころ３の転動面とこれら各柱部８ｄの円周方向側面との、上記両保持器４ｇの径方向（図１０、１１の上下方向）の最短距離をＨ1 とする。又、上記各球面ころ３が、上記リム部７ａの軸方向片側面から最も離れた（各球面ころ３の軸方向に関して最も外側に位置した）場合の、上記リム部７ａの軸方向片側面と上記各球面ころ３の端面との、上記両保持器４ｇの径方向の最短距離Ｈ2 とする。
【００７６】
尚、図１１、１２では、上記距離Ｈ1 として、上記各柱部８ｄの円周方向側面のうちの径方向外側部分と上記各球面ころ３の転動面との距離を示しているが、この円周方向側面のうちの径方向内側部分とこれら各球面ころ３の転動面との距離の方が短ければ、この距離を上記Ｈ1 とする。要は、上記各柱部８ｄの円周方向側面と上記各球面ころ３の転動面との、上記両保持器４ｇの径方向に関する距離が最も短くなる部分の距離を、上記Ｈ1 とする。これに対して、上記距離Ｈ2 は、上記各球面ころ３の端面と上記リム部７ａの軸方向片側面とが平行である為、径方向位置によって径方向の距離は変化しない。
【００７７】
上述の様に各距離Ｈ1 、Ｈ2 を規定した場合、上記両保持器４ｇが、これら両保持器４ｇの中心軸に関して互いに対称位置に存在する球面ころ３のうちの、一方の球面ころ３の端面又は転動面と接触した状態から他方の球面ころ３の端面又は転動面と接触するまで、それぞれ移動可能であるとした場合の、それぞれの最大移動距離は、次の様に表わせる。即ち、上記各球面ころ３が円周方向に関して中立位置に存在する場合に、上記対称位置に存在する各球面ころ３の転動面と各柱部８ｄの円周方向側面とがそれぞれ接触するまで上記両保持器４ｇが径方向に移動できる距離が、最大となる。そして、この場合のこれら両保持器４ｇの径方向の移動距離が、２Ｈ1 である。又、上記各球面ころ３が上記リム部７ａの軸方向片側面から最も離れた位置に存在する場合に、上記対称位置に存在する各球面ころ３の端面とリム部７ａの軸方向片側面とがそれぞれ接触するまで上記両保持器４ｇが径方向に移動できる距離が、最大となる。そして、この場合のこれら両保持器４ｇの径方向の移動可能な距離が、２Ｈ2 である。本例の場合、この様に表わされる上記Ｈ1 、Ｈ2 を、Ｈ1 ≧Ｈ2 を満たす様に規制している。
【００７８】
上記Ｈ1 、Ｈ2 のうちのＨ2 は、上記各球面ころ３が上記リム部７ａの軸方向片側面から最も離れた状態で、これら各球面ころ３の端面とこのリム部７ａの軸方向片側面との、これら各球面ころ３の軸方向に関する隙間の大きさをｄ、保持器付自動調心ころ軸受の接触角をαとした場合、Ｈ2 ＝ｄ／sinαで求められる。但し、上記各球面ころ３の端面と、上記接触角αの方向（接触角αの作用線Ｌと平行な方向、図１１の左下方、図１２の下方にそれぞれ向かう方向）とが、互いに平行であるとする。従って、上記リム部７ａの軸方向片側面と、上記接触角αの方向とが、互いに平行になる。尚、上記Ｈ2 は、上記各球面ころ３の端面と上記接触角αの方向とが平行でない場合等、上述の条件から外れる場合には、上述の式を適用しても正確な値を求める事はできない。従って、この場合には、保持器付自動調心ころ軸受の仕様毎に、上記Ｈ2 を求める。
【００７９】
又、上記Ｈ1 に関しても、上記各球面ころ３及び上記各柱部８ｄの円周方向側面の曲率半径や上記接触角α等を考慮して求める。例えば、上記Ｈ1 を次の様な近似式で求める事ができる。先ず、上記各球面ころ３が中立位置に存在する場合の、上記各柱部８ｄの円周方向側面と上記各球面ころ３の転動面との、上記保持器４ｇの中心軸Ｏを含みこれら保持器４ｇが径方向に動く方向（図１２の上下方向）に存在する平面と平行な仮想平面χ内に於ける接触角α方向の距離をｈとする。この場合、これら各面同士の上記保持器４ｇの径方向距離Ｈ1 は、ｈ／cosαで近似される（Ｈ1 ≒ｈ／cosα）。この点に就いて、図１１の右側の列に存在し図１２の右側に位置する球面ころ３と、この球面ころ３の転動面と対向する柱部８ｄの円周方向側面との関係により、図１３を参照しつつ説明する。尚、図１１、１２に示すＨ1 、ｈは、説明の為にそれぞれ長さを誇張して示している。これに伴い、図１１では、次述する各点Ｐ、Ｑ、ｑの位置関係を、実際の位置関係よりも離した状態で記載している。又、図１２は、図１１のＤ−Ｄ断面図である為、Ｈ1 よりもｈの方が長く見えるが、実際は、Ｈ1 の方がｈよりも長い。
【００８０】
図１３は、上記図１１と同方向から見た図で、上記各距離Ｈ1 とｈとの関係を模式的に表わしている。図１１、１３に示す各点Ｐ、Ｑ、ｑは、上記仮想平面χ内に存在する。又、このうちの点Ｐは、上記柱部８ｄの円周方向側面上に存在し、上記保持器４ｇを径方向及び接触角α方向に移動した場合に、それぞれ上記球面ころ３の転動面と接触する任意の点を示している。又、上記点Ｑは、上記点Ｐを通り接触角αの方向と平行な仮想線Ｍと球面ころ３の転動面とが交わる点である。即ち、上記保持器４ｇを接触角αの方向に移動させた場合に、上記点Ｐが接触する上記球面ころ３の転動面上の点である。又、上記点ｑは、上記点Ｐを通り保持器４ｇの径方向と平行な仮想線Ｎと球面ころ３の転動面とが交わる点である。即ち、上記保持器４ｇを径方向に移動させた場合に、上記点Ｐが接触する上記球面ころ３の転動面上の点である。
【００８１】
これら各点Ｐ、Ｑ、ｑのうちの点ｑから上記仮想線Ｍに垂線を引いて交点をｒとし、この交点ｒと上記点Ｐとの、接触角αの方向に関する距離をｉとした場合に、この点Ｐから上記点ｑまでの距離ｊは、ｉ／cosαで表わされる。この距離ｊは、前記図１１、１２に示した上記径方向距離Ｈ1 に相当する（ｊ＝Ｈ1 ）。従って、この距離Ｈ1 は、ｉ／cosαで表わされる。図１１〜１３では誇張して示しているが、実際には上記球面ころ３の転動面と柱部８ｄの円周方向側面の、この球面ころ３の軸方向に関する曲率半径は大きい。この為、上記距離ｉは、上記点Ｐから点Ｑまでの距離、即ち、上記接触角αの方向の距離ｈと近似できる（ｉ≒ｈ）。以上より、上記径方向距離Ｈ1 は、ｈ／cosαで近似される（Ｈ1 ≒ｈ／cosα）。
【００８２】
尚、上述の様に、Ｈ1 をｈで表わすのは、このｈは、上記柱部８ｄの側面と上記球面ころ３の転動面との隙間の大きさ（両面の曲率半径の差）等から、Ｈ1 を直接求める場合よりも比較的容易に求める事ができる為である。又、上述した近似式は、上記Ｈ1 を求める式の１例であり、前述した様な条件を満たす場合（或はこの条件に近い条件を有する場合）に適用可能である。従って、条件によっては、上記近似式が適用できない場合もある。この為、上記Ｈ1 は、保持器付自動調心ころ軸受の仕様毎に設計的に定める。
【００８３】
上述の様に構成する本例の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、保持器４ｇが径方向に変位した場合に、これら両保持器４ｇの各ポケット９の内面のうち、上記リム部７ａの軸方向片側面と上記各球面ころ３の端面とが必ず接触する。即ち、前述した様に、上記両保持器４ｇの、互いに対称位置に存在する各球面ころ３の転動面と各柱部８ｄの円周方向側面とがそれぞれ接触するまでの径方向の移動可能距離は２Ｈ1 である。又、互いに対称位置に存在する各球面ころ３の端面とリム部７ａの軸方向片側面とがそれぞれ接触するまでの径方向の移動可能距離は２Ｈ2 である。本例の場合、Ｈ1 ≧Ｈ2 としている為、上記両保持器４ｇが径方向に移動して、上記各ポケット９の内面と上記各球面ころ３とが接触する場合、少なくとも、上記リム部７ａの軸方向片側面と上記各球面ころ３の端面とが接触する。従って、上記両保持器４ｇの径方向の位置は、上記リム部７ａの軸方向片側面と上記各球面ころ３の端面との係合により規制される。この様な本例の場合、先ず、保持器４ｇをころ案内としているので、前述の図２１、２２に示した従来構造の様に、外輪案内や内輪案内とした場合に比べて、保持器付自動調心ころ軸受の動トルク並びに運転に伴う発熱量を軽減できる。更に、上記図２２の従来構造の様に案内輪も必要ない為、部品点数も少なくなる。
【００８４】
又、上述の様に、保持器４ｇの径方向の位置を、各球面ころ３の端面とリム部７ａの軸方向片側面との係合により規制する構造としているので、上記両保持器４ｇが自重により径方向に変位した場合にも、上記各球面ころ３のうち、非負荷圏に存在する球面ころ３の端面と前記リム部７ａの軸方向片側面との距離を短くして、これら非負荷圏に存在する球面ころ３にスキューが発生する事を効果的に抑制できる。即ち、上記非負荷圏に存在する球面ころ３は、主として保持器４ｇによりその運動が規制される（本例の様に、正の内部隙間を有する保持器付自動調心ころ軸受の場合には、非負荷圏に存在する球面ころ３は、ほぼ保持器４ｇのみにより運動が規制される）。具体的には、これら非負荷圏に存在する球面ころ３は、上記両保持器４ｇの柱部８ｄに押される事により公転する。これに対して、負荷圏に存在する球面ころ３は、外輪１と内輪２ａとに拘束される為、これら各球面ころ３の転動面と外輪軌道５及び内輪軌道６との転がり接触により公転する。従って、上記負荷圏に存在する球面ころ３に対して上記非負荷圏に存在する球面ころ３の方が、上記両保持器４ｇにより及ぼされる影響が大きく、スキューが発生し易くなる。
【００８５】
又、本例の場合、前述した様に、内輪２ａに内嵌する回転軸の自重等により、保持器付自動調心ころ軸受の下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる。従って、上記両保持器４ｇが自重により下方に変位して、上記非負荷圏に存在する球面ころ３の端面と、上記リム部７ａの軸方向片側面とが、これら各球面ころ３にスキューが発生する傾向となる以前に接触乃至近接した状態となる。この為、上記非負荷圏に存在する各球面ころ３にスキューが発生する傾向となった場合には、スキューが大きくなる前にこれら各球面ころ３の端面が上記リム部７ａの軸方向片側面に接触して、上記スキューの発生を効果的に抑制できる。
【００８６】
一方、上記両保持器４ｇの下方への変位により、保持器付自動調心ころ軸受の下側の上記負荷圏に存在する球面ころ３の端面と、上記リム部７ａの軸方向片側面とが離れる。この為、これら負荷圏に存在する球面ころ３の端面と上記リム部７ａの軸方向片側面とが接触しにくくなる。これら負荷圏に存在する球面ころ３は、運転時に、これら各球面ころ３を保持するポケット９の内面と転がり接触する。従って、これら各球面ころ３の端面と上記リム部７ａの軸方向片側面とが接触しにくくなる事は、これら各球面ころ３と上記両保持器４ｇとの接触部分を減らして、これら各球面ころ３との転がり接触によるこれら両保持器４ｇの摩耗の増大を防止する点から好ましい。尚、前述した様に、上記負荷圏に存在する球面ころ３は、スキューしにくい為、このスキューを防止する為に、これら負荷圏に存在する球面ころ３の端面と上記リム部７ａの軸方向片側面とを積極的に接触させる必要はない。
【００８７】
尚、前記外輪１に下側に向く荷重が負荷される等して、保持器付自動調心ころ軸受の非負荷圏が下側となる場合、リム部７ａの軸方向片側面と非負荷圏に存在する球面ころ３の端面とが離れる傾向となる。従って、この場合には、例えば、前述の図２１に示した様に、保持器の先端部に連結部を設け、この連結部と球面ころの端面との関係を、本例の様に規制する。この様に構成すれば、保持器が下側に移動した場合に、非負荷圏に存在する球面ころの端面と上記連結部とが接触して、この非負荷圏に存在する球面ころのスキューの発生を効果的に抑制できる。又、本例の場合、ころ案内としている為、各球面ころ３の転動面と柱部８ｄとが接触する事により、これら各球面ころ３の動きがポケット９内で或る程度規制される。この為、仮に、上記各球面ころ３の端面とリム部７ａ或は連結部とが離れていても、スキューは発生しにくい。何れにしても、各球面ころ３にスキューが発生しにくくなれば、スキューが発生する事による発熱や振動を抑える事ができる。この結果、高速性に優れた自動調心ころ軸受を得られる。
【００８８】
又、本例の場合、前記両保持器４ｇの柱部８ｄの先端部を他の部分に結合しない自由端としている。この為、上記各球面ころ３が存在する空間の開口端部の面積を広くでき、この空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くできる。即ち、前述の図２１に示した従来構造の第３例の場合、各柱部８ａの先端部を連結部１１により結合している為、上記空間の開口端部の面積が狭くなり、この空間内に入り込む潤滑剤の流量が少なくなる。これに対して、本例の場合には、この様な事はない。潤滑剤の流量を多くできれば、高速運転を行なう際に有利である。
【００８９】
又、本例の場合、一方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｇと、他方の列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｇとを、相対回転を可能に互いに独立させている。この為、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、これら両列の球面ころ３を保持している保持器４ｇが独立して回転する。即ち、保持器付自動調心ころ軸受は、両列の球面ころ３のうち、一方の列が他方の列に比べて大きな荷重を支承して運転される場合が多い。この場合には、これら両列の球面ころ３の公転速度に差が生じる。本例の場合、この様な場合に、これら両列の球面ころ３を保持する保持器４ｇは、それぞれ独立して回転する為、公転速度が速い列の球面ころ３が、同じく遅い列の球面ころ３を引き摺ったり、公転速度が遅い列の球面ころ３が、同じく速い列の球面ころ３の公転運動に対して制動を加える事がなくなる。この結果、動トルク並びに運転に伴う発熱を低く抑えられる。尚、この様な本例の構造に、参考例の第１〜３例の構造を組み合わせて実施する事も可能である。
【００９０】
図１４は、本例の効果を確認する為に、発明者が行なった実験の結果を示している。実験には、呼び番号２２３１０である保持器付自動調心ころ軸受（外径＝１１０mm、内径＝５０mm、幅＝４０mm）を使用した。そして、この様な仕様を有する保持器付自動調心ころ軸受の保持器と球面ころの隙間を規制して、次の（１）〜（３）に示す３種類の試料を用意した。尚、Ｈ1 、Ｈ2 が示す距離は、前述の図１１〜１３で説明した通りである。
【００９１】
（１）Ｈ1 ＝０．２４mm、Ｈ2 ＝０．４mm（Ｈ1 ＜Ｈ2 ）
（２）Ｈ1 ＝０．４mm、Ｈ2 ＝０．４mm（Ｈ1 ＝Ｈ2 ）
（３）Ｈ1 ＝０．４mm、Ｈ2 ＝０．２mm（Ｈ1 ＝２Ｈ2 、Ｈ1 ＞Ｈ2 ）
実験では、上述の様な各試料に、９．８ｋＮ（１０００kgf ）のラジアル荷重を負荷し、０．５Ｌ／minの流量の潤滑油（ＶＧ６８）による強制潤滑下で運転した（内輪を回転させた）。運転速度は、図１４の横軸に示す様に変化させた。そして、所定時間経過後の外輪温度を各回転速度毎に計測した。尚、上記仕様の保持器付自動調心ころ軸受の許容回転速度（継続して運転可能な回転速度）は、４８００min-1 である。
【００９２】
この様な条件で行なった実験の結果を示す図１４から明らかな通り、本例の要件を満たす（２）及び（３）の保持器付自動調心ころ軸受は、本発明の技術的範囲から外れる（１）の保持器付自動調心ころ軸受に対して、外輪の発熱を抑えられる。例えば、回転速度が、４８００min-1 の場合、２〜３℃程度低く抑えられ、回転速度が、９６００min-1 （許容回転速度の２倍）の場合、約１３℃低く抑えられる。この様に、本例の構造によれば、回転速度が高くなる程本発明の効果がより顕著に得られる事が分かった。
【００９３】
［実施の形態の第２例］
図１５は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、両列の球面ころ３を保持する為の保持器４ｈとして、前述の図１７、２１、２２に示した従来構造の第１、２、４例の保持器４、４ｂ、４ｃの場合と同様に、一体型のものを使用している。本例の場合には、この様な一体型の保持器４ｈを使用している為、上記両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合に、速い列の球面ころ３の公転速度と遅い列の球面ころ３の公転速度との差が、上記保持器４ｈの回転に影響を与える事が懸念される。但し、一体型の保持器４ｈを使用し、両列の球面ころ３の公転速度に差が生じた場合でも、前述した様に、ポケット隙間を上記各球面ころ３の最大径の０．４〜２％程度の範囲で、これら各球面ころ３の公転速度の差を吸収する様に設計すれば、この公転速度の差が、上記保持器４ｆの回転に及ぼす影響を小さく（実用上問題ない程度に僅少に）できる。その他の作用・効果に就いては、上述した実施の形態の第１例の場合と同様に得られる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、製紙機械、金属の圧延機等、各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込んだ状態で使用され、ハウジングの内側に回転軸を支承する保持器付自動調心ころ軸受において、各球面ころの姿勢を安定させて、これら各球面ころがスキューする事を防止し、高速回転を可能とし、さらに、ポケット内への潤滑剤の送り込みを効率良く行えることを可能とする。
【符号の説明】
【００９５】
１    外輪
２、２ａ  内輪
３    球面ころ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ  保持器
５    外輪軌道
６    内輪軌道
７、７ａ  リム部
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  柱部
９    ポケット
１０    鍔部
１１    連結部
１２    凹曲面部
１３    逃げ凹部
１４    削り工具
１５    凸曲面部分
１６    案内輪
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた球面ころと、円周方向複数個所に柱部を有し、円周方向に隣り合う柱部同士の間にこれら各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成り、これら各ポケットの内面と上記各球面ころとの係合によりこの保持器の径方向位置を規制する、保持器付自動調心ころ軸受に於いて、この保持器の中心軸がこの保持器付自動調心ころ軸受の中心軸と一致した状態での、上記各球面ころが円周方向に隣り合う柱部同士の円周方向中央に位置した場合の、これら各球面ころの転動面とこれら各柱部の円周方向側面との、上記保持器の径方向の最短距離をＨ1 、上記各球面ころが上記各ポケットの内面のうちのこれら各球面ころの端面と対向する面から最も離れた場合の、これら対向する面と端面との、上記保持器の径方向の最短距離をＨ2 とした場合に、Ｈ1 ≧Ｈ2 を満たす事を特徴とする保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項２】
内部隙間が正であり、使用時に内輪に対して下方に荷重が作用して、下側が負荷圏となり、上側が非負荷圏となる、請求項１に記載した保持器付自動調心ころ軸受。