(57)【要約】【課題】保持器の種類を増やすことなく、軌道輪との接触による保持器の摩耗を防止する。【解決手段】保持器４０に取り付けられた補助具５０を備える。補助具５０は、保持器４０の少なくとも一部分を挟む構造であって、かつ保持器４０と軌道輪１０、２０との間に配置された摺動面５１ａ、５２ａを有する。所定数の補助具５０の取り付けにより、転動体案内方式の保持器４０を備える転がり軸受を軌道輪案内方式に変更可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道輪と、
周方向に並ぶ複数の柱部と、これら柱部の一端側に連続する繋ぎ部とが一体に形成された保持器と、
周方向に隣り合う前記柱部間に配置された転動体と、
を備える転がり軸受において、
前記保持器に取り付けられた少なくとも一つの補助具をさらに備え、
前記補助具は、前記保持器に対して当該補助具を一定範囲の位置に保てるように当該保持器の少なくとも一部分を挟む構造になっており、
前記少なくとも一つの補助具は、前記保持器と前記軌道輪との間に配置されかつ当該軌道輪に対して周方向に摺動可能な少なくとも一つの摺動面を有することを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記補助具が未装着の場合に前記保持器が径方向に前記軌道輪側へ自由に変位可能な所定量と、前記摺動面と前記軌道輪との間に設定された径方向隙間とを比較したとき、当該径方向隙間が当該所定量よりも小さく設定されている請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記補助具は、合成樹脂によって形成されている請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器は、金属によって形成されている請求項３に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記補助具は、前記保持器に対して着脱可能に取り付けられている請求項１から４のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記補助具は、前記保持器の周方向一部分を径方向及び軸方向に挟むように当該周方向一部分を取り囲む周囲の半周未満で断絶した形状の一部材からなり、かつ当該周方向一部分に押し込み可能な弾性変形性を有する請求項５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記保持器は、周方向全周に連続する環状の前記繋ぎ部を有し、
前記補助具は、前記環状の繋ぎ部に径方向の締め代をもって嵌合された環状部を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記補助具は、前記保持器の前記柱部に周方向に係合可能になっている請求項６又は７に記載の転がり軸受。
【請求項９】
前記保持器の前記柱部は、前記転動体と周方向に接触する案内面と、当該案内面に比して当該転動体から周方向に遠い周方向端面とを有し、
前記補助具は、前記柱部の前記周方向端面に比して前記転動体から周方向に近い周方向端部を有する請求項１から８のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【請求項１０】
前記保持器の前記柱部は、前記案内面の内径側に連続する前記周方向端面と、当該周方向端面の内径縁から周方向に連続する内径面とを有し、
前記補助具は、前記柱部の前記内径面に重なる壁部と、当該壁部に連続する前記周方向端部とを有し、
前記補助具の前記壁部は、前記柱部の前記内径面の周方向幅に比して大きな周方向幅をもった内径面を有する請求項９に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軌道輪と保持器とを備える転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受は、内外の軌道輪と、これら軌道輪の軌道面間に介在する所定数の転動体と、これら転動体間の周方向間隔を保つ保持器とを備える。
【０００３】
保持器は、周方向に並ぶ複数の柱部と、これら柱部の一端側に連続する繋ぎ部とが一体に形成された構造になっている。周方向に隣り合う柱部間は、転動体を収容する空間であるポケットになっている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
保持器と、この保持器に保持される各転動体との間には、ポケットすきまが設定されている。これら転動体に対して、保持器は、ポケットすきまに応じて、軸方向、径方向及び周方向に自由に動くことができる。
【０００５】
軸受回転中に保持器を円滑に回転させるには、保持器を軌道輪に対して所定の位置、姿勢に保つ必要がある。このため、保持器と転動体又は軌道輪との接触によって保持器を案内することが行われている。転動体で保持器を案内する場合、ポケットすきまは、転動体に対して保持器が自由に動ける範囲において、保持器と軌道輪の接触を避けるための隙間が保持器と軌道輪間に形成されるように設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１８１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、軸受回転中、保持器には遠心力や荷重が作用し、保持器に変形が生じる。転動体案内方式に設計された保持器であっても、保持器と軌道輪間に設定された前述の隙間よりも大きな保持器の変形が発生することにより、保持器が軌道輪に接触する可能性がある。保持器と軌道輪の接触部には潤滑剤が入りにくく、潤滑状態が悪い。このため、保持器の接触箇所で摩耗が進む。
【０００８】
特に、風力発電機の旋回軸を支持する転がり軸受のように軸受サイズが大きい場合、一体の保持器で全ての転動体を保持することはできず、周方向に有限な長さの保持器を二つ以上周方向に並べて使用することになる。周方向に有限な保持器は、案内が困難であり、軌道輪と接触し易く、摩耗が発生し易い。
【０００９】
保持器の摩耗が激しい場合、自己潤滑性に優れた材料で形成された保持器を採用するか、保持器に潤滑性を向上させる表面処理を施すことは可能であるが、そうすると、材料の互いに異なる保持器や、表面処理の有無で相違する保持器等、保持器の種類が増える問題がある。
【００１０】
また、保持器形状を変更して軌道輪との接触を避けると、やはり保持器の種類を増やすことになる。
【００１１】
上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、保持器の種類を増やすことなく、軌道輪との接触による保持器の摩耗を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を達成するため、この発明は、軌道輪と、周方向に並ぶ複数の柱部と、これら柱部の一端側に連続する繋ぎ部とが一体に形成された保持器と、周方向に隣り合う前記柱部間に配置された転動体と、を備える転がり軸受において、前記保持器に取り付けられた少なくとも一つの補助具をさらに備え、前記補助具は、前記保持器に対して当該補助具を一定範囲の位置に保てるように当該保持器の少なくとも一部分を挟む構造になっており、前記少なくとも一つの補助具は、前記保持器と前記軌道輪との間に配置されかつ当該軌道輪に対して周方向に摺動可能な少なくとも一つの摺動面を有する構成を採用したものである。
【００１３】
上記構成によれば、軸受回転中に保持器が軌道輪へ接近しても、保持器と軌道輪が接触する前に、これらの間に存在する補助具の摺動面が軌道輪と接触するので、保持器と軌道輪の接触を避け、軌道輪との接触による保持器の摩耗を防止することが可能である。また、補助具で保持器の少なくとも一部分を挟む取付構造であれば、保持器外形に適合する補助具を用意するだけでよく、保持器の種類を増やすこともない。
【００１４】
例えば、前記補助具が未装着の場合に前記保持器が径方向に前記軌道輪側へ自由に変位可能な所定量と、前記摺動面と前記軌道輪との間に設定された径方向隙間とを比較したとき、当該径方向隙間が当該所定量よりも小さく設定されているとよい。このようにすると、転動体と保持器の接触によって保持器を径方向に案内する転動体案内方式の保持器に対し、補助具を取り付けることによって、軌道輪を変更することなく、補助具の摺動面と軌道輪との接触によって保持器を径方向に案内する軌道輪案内方式に変更することができる。
【００１５】
例えば、前記補助具は、合成樹脂によって形成されているとよい。このようにすると、補助具の摺動面が自己潤滑性に優れたものとなり、軌道輪に接触しても摺動面の摩耗を抑え、また、引き摺りトルクを抑えることができる。
【００１６】
より具体的には、前記保持器は、金属によって形成されているとよい。このようにすると、合成樹脂製の補助具で良好な摺動性を確保しつつ、保持器の機械的強度を確保し、サイズの大きな軸受に対応することができる。
【００１７】
また、例えば、前記補助具は、前記保持器に対して着脱可能に取り付けられているとよい。このようにすると、補助具の挟み構造に対応の外形部分を有する保持器間では、補助具を共通化することができ、また、使用時間の経過によって摩耗した補助具を交換することもできる。
【００１８】
より具体的には、前記補助具は、前記保持器の周方向一部分を径方向及び軸方向に挟むように当該周方向一部分を取り囲む周囲の半周未満で断絶した形状の一部材からなり、かつ当該周方向一部分に押し込み可能な弾性変形性を有するとよい。このようにすると、補助具を一部品で構成しつつ、補助具を保持器に着脱可能にすることができる。また、補助具が保持器の周方向一部分を径方向及び軸方向に挟む構造は、嵌め合いを必須とせずに補助具の径方向位置を定めることが可能なため、二つ以上の補助具を周方向に分散配置で保持器に取り付ける態様を実現する場合に好適である。
【００１９】
また、例えば、前記保持器は、周方向全周に連続する環状の前記繋ぎ部を有し、前記補助具は、前記環状の繋ぎ部に径方向の締め代をもって嵌合された環状部を有するとよい。このようにすると、補助具の環状部と保持器の環状の繋ぎ部との嵌合を利用して補助具の取り付けを行うことができ、保持器に対する補助具の位置を安定させ易くなる。
【００２０】
また、例えば、前記補助具は、前記保持器の前記柱部に周方向に係合可能になっているとよい。このようにすると、柱部によって補助具の周方向位置を安定させることができ、特に、補助具を繋ぎ部に周方向に係合させることが困難な場合、例えば、円環状の繋ぎ部を有する保持器の場合に好適である。
【００２１】
この発明においては、補助具を利用して保持器の摩耗防止以外の他の目的を達成することも可能である。
【００２２】
例えば、前記保持器の前記柱部は、前記転動体と周方向に接触する案内面と、当該案内面に比して当該転動体から周方向に遠い周方向端面とを有し、前記補助具は、前記柱部の前記周方向端面に比して前記転動体から周方向に近い周方向端部を有するとよい。このようにすると、軸受組立ての際、柱部間に配置された転動体が保持器に対して径方向へ変位する落ち量を補助具の周方向端部で小さくすることができ、これにより、軌道輪と転動体の接触を抑えるのに好適である。また、潤滑剤が一気に転動体と柱部間に流入しにくくなり、攪拌抵抗や温度上昇の抑制に好適である。
【００２３】
より具体的には、前記保持器の前記柱部は、前記案内面の内径側に連続する前記周方向端面と、当該周方向端面の内径縁から周方向に連続する内径面とを有し、前記補助具は、前記柱部の前記内径面に重なる壁部と、当該壁部に連続する前記周方向端部とを有し、前記補助具の前記壁部は、前記柱部の前記内径面の周方向幅に比して大きな周方向幅をもった内径面を有するとよい。軸受回転中、保持器の柱部の内方では、潤滑剤がたまり易く、軸受回転速度が一定以上になると、一気に転動体と柱部間へ流入することがある。柱部の内径面に重なる壁部の周方向幅を柱部の内径面の周方向幅よりも大きくすると、補助具の壁部の内径面によって潤滑剤が保持され易く（より多くたまり易く）なり、潤滑剤が一気に転動体と柱部間へ流入し難くなる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明は、上記構成の採用により、保持器の種類を増やすことなく、軌道輪との接触による保持器の摩耗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の第一実施形態に係る転がり軸受を示す断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の部分拡大断面図
【図３】図１の補助具付近の拡大左側面
【図４】図１の補助具を取り外した状態を示す断面図
【図５】図４の状態を図１のＩＩ−ＩＩ線と同じ断面で示す部分断面図
【図６】図１の補助具を保持器に取り付ける様子を示す工程図
【図７】この発明の第二実施形態を図２と同じ断面で示す部分拡大断面図
【図８】この発明の第三実施形態を図２と同じ断面で示す部分拡大断面図
【図９】この発明の第四実施形態を示す断面図
【図１０】図９の補助具付近を示す部分平面図
【図１１】図９の補助具を取り外した状態を示す断面図
【図１２】この発明の第五実施形態を図２と同じ断面で示す部分断面図
【図１３】図１２の補助具付近の部分拡大断面図
【図１４】図１２の補助具付近の拡大左側面
【図１５】この発明の第六実施形態を示す部分平面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明の一例である第一実施形態の転がり軸受を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示すように、この転がり軸受は、第一の軌道輪１０と、第一の軌道輪１０と同軸に配置された第二の軌道輪２０と、所定数の転動体３０と、少なくとも一つの保持器４０と、少なくとも一つの補助具５０とを備える。
【００２７】
以下、この転がり軸受の設計上の中心軸である軸受中心軸（図示省略）に沿った方向のことを「軸方向」という。また、軸方向一方とは、軸方向の一方向のことをいい、軸方向他方とは、軸方向一方とは逆方向のことをいう。また、軸受中心軸に対して直角な方向のことを「径方向」といい、軸受中心軸周りの円周方向のことを「周方向」という。軸方向は、図１中の左右方向に相当し、径方向は、図１中の上下方向に相当する。
【００２８】
この転がり軸受は、単列円筒ころ軸受になっている。
【００２９】
第一の軌道輪１０は、片鍔を有する内輪になっている。第一の軌道輪１０は、軌道面１１と、鍔部外径面１２とを外周側に有する。鍔部外径面１２は、周方向に連続する円筒面状になっている。
【００３０】
第二の軌道輪２０は、両鍔を有する外輪になっている。第二の軌道輪２０は、軌道面２１と、二つの鍔部内径面２２とを内周側に有する。二つの鍔部内径面２２は、周方向に連続する円筒面状になっている。
【００３１】
所定数の転動体３０は、第一の軌道輪１０の軌道面１１と、第二の軌道輪２０の軌道面２１との間に介在する。転動体３０は、ころからなる。図示の転動体３０は、円筒ころになっている。
【００３２】
第一、第二の軌道輪１０、２０は、それぞれ一部品で構成されている。第一、第二の軌道輪１０、２０及び転動体３０は、それぞれ軸受鋼等の金属材料によって形成されている。
【００３３】
保持器４０は、前記所定数以下の転動体３０の周方向間隔を保つかご形保持器になっている。
【００３４】
補助具５０は、保持器４０の周方向一部分を径方向及び軸方向に挟む構造のクリップからなり、保持器４０の周方向一部分に対して着脱可能に取り付けられている。
【００３５】
図１のII−II線の断面図を図２に示す。図１の補助具５０の左側面視を図３に示す。保持器４０から全ての補助具５０を取り外した状態を図４、図５に示す。
【００３６】
図２、図４、図５に示すように、保持器４０には、周方向に一定間隔で並ぶ複数の柱部４１と、これら柱部４１の一端側（軸方向一方側、図４中左側）に連続する第一の繋ぎ部４２と、これら柱部４１の一端側と反対の他端側（軸方向他方側、図４中右側）に連続する第二の繋ぎ部４２とが一体に形成されている。
【００３７】
第一、第二の繋ぎ部４２は、それぞれ周方向全周に連続する。
【００３８】
転動体３０は、周方向に隣り合う柱部４１間に配置されている。すなわち、周方向に隣り合う柱部４１間の空間は、いわゆるポケットになっている。
【００３９】
柱部４１は、転動体３０と周方向に接触する案内面４１ａと、当該案内面４１ａに比して当該転動体３０から周方向に遠い周方向端面４１ｂと、当該周方向端面４１ｂの内径縁から周方向に連続する内径面４１ｃとを有する。
【００４０】
柱部４１の案内面４１ａは、第一の軌道輪１０の軌道面１１と、第二の軌道輪２０の軌道面２１との間に介在する転動体３０と周方向に接触可能な表面部分からなる。柱部４１の案内面４１ａは、転動体３０の転動面に概ね沿うような円弧面状になっている。
【００４１】
柱部４１の周方向端面４１ｂは、案内面４１ａの内径側に連続し、その案内面４１ａから保持器４０の内径側に向かって次第に転動体３０から遠ざかる傾斜面になっている。
【００４２】
軸受組立ての際、周方向に隣り合う両柱部４１の互いの周方向端面４１ｂ間から互いの案内面４１ａ間へ転動体３０を挿入することができる一方、互いの案内面４１ａによって転動体３０の外方への脱落を防止することができる。
【００４３】
図４中に、第一の軌道輪１０、第二の軌道輪２０と同軸に配置された中立位置の保持器４０が、第一の軌道輪１０に接近する方向（図中下方向）へ自由に動くことが可能な限界位置を示す一点鎖線と、第二の軌道輪２０に接近する方向（図中上方向）へ動くことが可能な限界位置を示す一点鎖線とを描き、それぞれの限界位置までの移動量をそれぞれ所定量δ１、δ２とする。保持器４０と各転動体３０との間には、これら所定量δ１、δ２を規定するポケットすきまが設定されている。
【００４４】
保持器４０は、金属によって形成されている。例えば、保持器４０としては、鉄板を材料としてプレス加工で形成された打抜き保持器、黄銅合金を材料として削り加工で形成されたもみ抜き保持器が挙げられる。
【００４５】
保持器４０は、図５から明らかなように、柱部４１の存在する周方向一部分を周方向に均等な配置で有する。保持器４０のうち、柱部４１の存在する周方向一部分は、一定の幅及び一定の厚さを有する一定形状をもっている。この保持器４０の各周方向一部分には、それぞれ、図１〜図３に示すように補助具５０が取り付けられている。
【００４６】
補助具５０は、保持器４０の周方向一部分を径方向に挟む第一対の壁部５１、５２と、当該保持器４０の周方向一部分を軸方向に挟む第二対の壁部５３、５４と、柱部４１の周方向端面４１ｂに比して転動体３０から周方向に近い周方向端部５５とを有する一部材からなる。
【００４７】
第一対の壁部５１、５２は、第一の繋ぎ部４２（図中左側の繋ぎ部４２）、柱部４１及び第二の繋ぎ部４２（図１中右側の繋ぎ部４２）の内径面に径方向に対面する壁部５１と、第一の繋ぎ部４２の外径面に径方向に対面する壁部５２とからなる。壁部５１と壁部５２は、径方向に対向する位置にある。壁部５１は、柱部４１の軸方向全長に亘って内径面４１ｃに径方向に重なる。壁部５１の外径面は、柱部４１の内径面４１ｃに径方向に係合する。壁部５２の内径面は、第一の繋ぎ部４２の外径面に径方向に係合する。
【００４８】
第二対の壁部５３、５４は、第一の繋ぎ部４２の軸方向一方側（図中左側）の端面に軸方向に対面する壁部５３と、第二の繋ぎ部４２の軸方向他方側（図中右側）の端面に軸方向に対面する壁部５４とからなる。壁部５３は、第一対の壁部５１の軸方向一方側（図中左側）に連続している。壁部５４は、第一対の壁部５１の軸方向他方側（図中右側）に連続している。壁部５３と壁部５４は、軸方向に対向する位置にある。壁部５３と壁部５４の対向面は、全面的に径方向に沿っている。壁部５３は、第一の繋ぎ部４２に軸方向に係合する。壁部５４は、第二の繋ぎ部４２に軸方向に係合する。壁部５３と壁部５４間の対向間隔は、保持器４０の周方向一部分の軸方向長さ（第一の繋ぎ部４２の前記端面と第二の繋ぎ部４２の前記端面間の幅）よりも若干大きい。
【００４９】
図２、図３に示すように、補助具５０は、壁部５１の周方向一端側に連続する第一の周方向端部５５と、壁部５１の周方向一端と反対側の他端側に連続する第二の周方向端部５５とを有する。これら対の周方向端部５５は、それぞれ対応の柱部４１の周方向端面４１ｂに周方向に係合する。
【００５０】
補助具５０は、前述の壁部５２と壁部５４との間で断絶した形状である。補助具５０の断絶範囲は、保持器４０の周方向一部分を取り囲む周囲の半周未満である。補助具５０は、その断絶した壁部５２と壁部５４間の開口から保持器４０の周方向一部分に押し込み可能な弾性変形性を有する。
【００５１】
図６に示すように、補助具５０の取り付け工程では、補助具５０を柱部４１の内径面と径方向に対向する位置に配置し、その補助具５０の姿勢を、第一の繋ぎ部４２の面取り部４２ａに壁部５２を当接させ、第二の繋ぎ部４２の面取り部４２ａに壁部５４を当接させた状態とし（図中に一点鎖線で示す。）、この状態から補助具５０を保持器４０の外径側へ押し込むことにより、壁部５３、５４を傾ける弾性変形を生じさせて（図中に二点鎖線で示す。）、図１〜図３に示す状態にすることができる。すなわち、補助具５０は、保持器４０の周方向一部分に対する前述の径方向、軸方向及び周方向の係合によって所定の位置、姿勢に拘束された取り付け状態にすることができる。
【００５２】
また、図１の状態から壁部５２を軸方向に押すと、壁部５３が傾く弾性変形を生じ、補助具５０を、図６中の二点鎖線の姿勢にして、保持器４０の周方向一部分から取り外すことができる。また、図１の状態から壁部５４を径方向に押して壁部５１を傾けるようにして補助具５０を取り外すことも可能である。
【００５３】
なお、壁部５２は、柱部に重なるように延長し、その延長部分の周方向両端から径方向に延びる対向壁部を追加し、柱部を外径側からも周方向に挟む構造に変更してもよい。また、壁部５２は、第一の繋ぎ部４２を軸方向に横断する長さに延長し、その延長端から径方向に延びる壁部を追加し、この壁部と壁部５３とで第一の繋ぎ部４２を軸方向に挟む構造に変更してもよい。
【００５４】
図１に示すように、補助具５０の壁部５１は、保持器４０と第一の軌道輪１０との間に配置された第一の摺動面５１ａを有する。また、補助具５０の壁部５２は、保持器４０と第二の軌道輪２０との間に配置された第二の摺動面５２ａを有する。図２、図３に示すように、第一の摺動面５１ａは、保持器４０の内径よりも小径な位置で弦方向に延びる平坦面状になっている。第二の摺動面５２ａは、第二の軌道輪２０側に頂上を有する凸円弧面状になっている。
【００５５】
また、補助具５０の壁部５１は、柱部４１の内径面４１ｃの周方向幅Ｗ１に比して大きな周方向幅Ｗ２をもった内径面５１ｂを有する。壁部５１の内径面５１ｂは、第一の摺動面５１ａに軸方向に連続している。壁部５１の内径面５１ｂと第一の摺動面５１ａは、同一面を構成している。
【００５６】
補助具５０は、合成樹脂によって形成されている。その合成樹脂は、保持器４０の表面よりも自己潤滑性に優れ、かつ耐摩耗性に優れたものが好ましく、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が挙げられる。
【００５７】
図１に示すように、第一の摺動面５１ａは、第一の軌道輪１０の鍔部外径面１２と径方向に対向する位置にあり、鍔部外径面１２に対して周方向に摺動可能な表面となっている。第二の摺動面５２ａは、第二の軌道輪２０の鍔部内径面２２と径方向に対向する位置にあり、鍔部内径面２２に対して周方向に摺動可能な表面となっている。図１中に、第一の軌道輪１０、第二の軌道輪２０及び保持器４０が同軸に配置された中立位置を基準として、第一の摺動面５１ａと第一の軌道輪１０との間に設定された径方向隙間δ３と、第二の摺動面５２ａと第二の軌道輪２０との間に設定された径方向隙間δ４とを示す。ここで、径方向隙間δ３、δ４は、それぞれ対応の摺動面５１ａ又は５２ａと軌道輪１０又は２０間において径方向に最小となる箇所の隙間寸法に相当する。図１の径方向隙間δ３、δ４と、図４の所定量δ１、δ２とを比較すれば明らかなように、径方向隙間δ３＜所定量δ１、径方向隙間δ４＜所定量δ２の関係に設定されている。このため、保持器４０が第一の軌道輪１０に接近する方向へ自由に移動し切る前に、第一の摺動面５１ａと第一の軌道輪５１ａの鍔部外径面１２とが接触し、保持器４０が径方向に案内される。また、保持器４０が第二の軌道輪２０に接近する方向へ自由に移動し切る前に、第二の摺動面５２ａと第二の軌道輪２０の鍔部内径面２２とが接触し、保持器４０が径方向に案内される。
【００５８】
すなわち、この転がり軸受は、図４、図５に示すように、補助具５０を取り付けずに保持器４０を使用する場合、保持器４０を転動体３０で径方向に案内する転動体案内方式とすることができる。一方、図１〜図３に示すように、保持器４０の柱部４１に対応の周方向二箇所以上に補助具５０を取り付けて保持器４０を使用する場合、保持器４０を軌道輪１０、２０で径方向に案内する軌道輪案内方式にすることができる。軌道輪案内方式では、第一の摺動面５１ａが第一の軌道輪１０と接触するとき、又は第二の軌道面５２ａが第二の軌道輪２０と接触するとき、保持器４０の第一、第二の繋ぎ部４２は、第一、第二の軌道輪１０、２０と接触できず、保持器４０の各柱部４１は、転動体３０によって径方向に拘束される接触箇所をもたないため、保持器４０の摩耗が防止される。
【００５９】
ここで、凸円弧面状の第二の摺動面５２ａと対応の第二の軌道輪２０の鍔部内径面２２との間には、これら両面の接触領域に周方向に接近するに連れて次第に径方向に狭くなるくさび空間が形成される。このため、軸受回転中、第二の摺動面５２ａと鍔部内径面２２間で潤滑剤が周方向に引き摺られると、くさび効果が生じ、これら両面の接触領域における油膜形成が促進される。これにより、第二の摺動面５２ａと鍔部内径面２２間の接触領域の摩耗が防止される。したがって、補助具の摺動面は、対応の軌道輪の円周面との間に前述のくさび空間を形成可能な形状にすることが好ましい。
【００６０】
なお、この転がり軸受では径方向隙間δ３とδ４を同等に設定したが、異なる寸法に設定してもよい。例えば、第一の軌道輪１０による軌道輪（内輪）案内のみに限定したい場合、δ３＜δ４に設定すればよく、第二の軌道輪２０による軌道輪（外輪）案内のみに限定したい場合、δ４＜δ３に設定すればよい。
【００６１】
この転がり軸受は、上述のようなものであり、軸受回転中に保持器４０が軌道輪１０、又は２０へ接近しても、保持器４０と軌道輪１０又は２０が接触する前に補助具５０の摺動面５１ａ又は５２ａが軌道輪１０又は２０と接触するので、保持器４０が摩耗しない。また、補助具５０が保持器４０の少なくとも一部分を挟むことによって一定範囲の位置に保たれる取付構造であるから、保持器４０の外形に適合する補助具５０を用意するだけでよく、保持器４０とは仕様の異なる保持器を新たに用意しなくてもよい。このように、この転がり軸受は、保持器の種類を増やすことなく、軌道輪１０、２０との接触による保持器４０の摩耗を防止することができる。
【００６２】
また、この転がり軸受は、補助具５０が未装着の場合に保持器４０が第一の軌道輪１０又は第二の軌道輪２０側へ自由に変位可能な所定量δ１又はδ２と、第一の摺動面５１ａ又は第二の摺動面５２ａと対応の軌道輪１０又は軌道輪２０との間に設定された径方向隙間δ３又はδ４とを比較したとき、これら径方向隙間δ３又はδ４がそれぞれ保持器４０の対応側への自由な移動範囲である所定量δ１又はδ２よりも小さく設定されているので、転動体案内方式に設計された保持器４０に対し、所要数の補助具５０を取り付けることによって、軌道輪１０、２０を変更することなく、軌道輪案内方式に変更することができる。
【００６３】
なお、この転がり軸受では、補助具５０の取り付けによって軌道輪案内方式を実現したが、前述の径方向隙間δ３、δ４を対応の所定量δ１、δ２よりも大きくしてもよい。このような場合、保持器４０の内径と第一の摺動面の内径との差分をより小さくし、保持器４０の外径と第二の摺動面の外径との差分をより小さくすることになり、通常、第一、第二の摺動面が対応の第一、第二の軌道輪１０、２０に接触する前に保持器４０が転動体３０によって径方向に案内される。軸受回転速度が特に高速で大きな遠心力が作用する、衝撃荷重が負荷される等により、保持器４０が転動体３０のみで案内し切れない状態になったとき、第一、第二の摺動面が対応の第一、第二の軌道輪１０、２０に接触して保持器４０の案内を補助するため、保持器４０の摩耗が防止される。したがって、このような場合でも、保持器の種類を増やすことなく、軌道輪との接触による保持器の摩耗を防止することが可能である。補助具５０の数や保持器４０に対する配置は、保持器４０と第一、第二の軌道輪１０、２０とが接触しないように適宜に決定すればよく、この転がり軸受のように、二つ以上の補助具５０を保持器４０に周方向に等間隔で取り付ける態様に限定されない。
【００６４】
また、この転がり軸受は、合成樹脂によって形成された補助具５０を採用しているので、補助具５０の摺動面５１ａ、５２ａの自己潤滑性に優れ、軌道輪１０、２０に接触しても摺動面５１ａ、５２ａの摩耗を抑え、また、引き摺りトルクを抑えることができる。
【００６５】
また、この転がり軸受は、金属によって形成された保持器４０を採用しているので、合成樹脂製の補助具５０で良好な摺動性を確保しつつ、保持器４０の機械的強度を確保し、サイズの大きな軸受に対応することができる。
【００６６】
また、この転がり軸受は、補助具５０を保持器４０に着脱可能に取り付けているので、補助具５０に対応の幅、厚さを有する保持器間（すなわち、保持器４０と、保持器４０の周方向一部分と同等の幅、厚さの周方向一部分を有する他の保持器との間）では補助具５０を共通化することができ、また、使用時間の経過によって摩耗した補助具５０を交換することもでき、また、保持器４０の案内方式を補助具５０の着脱で切り替えることもできる。
【００６７】
また、この転がり軸受は、保持器４０の周方向一部分を壁部５１〜５４で径方向及び軸方向に挟むように当該周方向一部分を取り囲む周囲の半周未満で断絶した形状の一部材からなり、かつ当該周方向一部分に押し込み可能な弾性変形性を有する補助具５０を採用しているので、補助具５０を一部品で構成しつつ、補助具５０を保持器４０に着脱することができる。また、補助具が保持器の周方向一部分を径方向及び軸方向に挟む構造を有するので、この転がり軸受は、二つ以上の補助具５０を周方向に分散配置で保持器４０に取り付ける態様にも対応することができる。
【００６８】
また、この転がり軸受は、保持器４０の柱部４１に周方向端部５５で周方向に係合可能になっている補助具５０を採用しているので、柱部４１によって補助具５０の周方向位置を安定させることができる。特に、補助具５０を周方向に係合させることが困難な円環状の繋ぎ部４２を有する保持器４０に対し、二つ以上の補助具５０を周方向に分散配置で取り付ける場合に好適である。
【００６９】
また、この転がり軸受は、保持器４０の柱部４１が転動体３０と周方向に接触する案内面４１ａと、当該案内面４１ａに比して転動体３０から周方向に遠い周方向端面４１ｂとを有し、補助具５０が柱部４１の周方向端面４１ｂに比して転動体３０から周方向に近い周方向端部５５を有するので、軸受組立ての際、柱部４１間に配置された転動体３０が保持器４０に対して径方向へ変位する落ち量を補助具５０の周方向端部５５で小さくすることができ、これにより、軌道輪１０と転動体３０の接触を抑えるのに好適である。また、潤滑剤が一気に転動体３０と柱部４１間に流入しにくくなり、攪拌抵抗や温度上昇の抑制にも好適である。すなわち、図４、図５に示す転がり軸受の場合、転動体３０と柱部４１の周方向端面４１ｂとの間が図１、２の場合よりも広く開放するため、グリース等の潤滑剤が柱部４１の内径面４１ｃの内方から柱部４１と転動体３０との間に一気に流入し、転動体３０による潤滑剤の攪拌抵抗が高まり、温度上昇が起こり易い。これに対し、図１、図２に示すこの転がり軸受の場合、補助具５０の周方向端部５５と転動体３０との間が狭くなるので、潤滑剤が柱部４１と転動体３０との間に一気に流入し難くなる。
【００７０】
また、図４、図５に示す転がり軸受の場合、軸受回転中、柱部４１の内径面４１ｃの内方では、遠心力の影響を受けるグリース等の潤滑剤が保持器４０の外径側へ流動し難く、潤滑剤が柱部４１の内径面４１ｃにたまり易い傾向がある。柱部４１が案内面４１ａの内径側に連続する周方向端面４１ｂと、当該周方向端面４１ｂの内径縁から周方向に連続する内径面４１ｃとを有し、転動体３０と柱部４１の周方向端面４１ｂとの間が比較的広く開放している場合、軸受回転速度が一定以上になると、柱部４１の内径面４１ｃにたまる潤滑剤が一気に転動体３０と柱部４１の周方向端面４１ｂ間へ流入することがある。これに対し、図１、図２に示すこの転がり軸受の場合、補助具５０が柱部４１の内径面４１ｃに重なる壁部５１と、当該壁部５１に連続する周方向端部５５とを有し、その壁部５１が柱部４１の内径面４１ｃの周方向幅Ｗ１に比して大きな周方向幅Ｗ２をもった内径面５１ｂを有するので、潤滑剤が補助具５０の壁部５１の内径面５１ｂによって保持され易くなり、潤滑剤が一気に転動体３０と柱部４１間へ流入し難くなり、ひいては攪拌抵抗や温度上昇を抑制することができる。これらの抑制には、なるべく内径面５１ｂを第一の軌道輪１０に近い位置で転動体３０に接近させ、周方向幅Ｗ２を大きくする方が有利である。その一例としての第二実施形態を図７に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるにとどめ、共通の構成要素には同一名称を用いる。
【００７１】
図７に示すように、第二実施形態に係る補助具６０は、第一対の壁部６１の内径面６１ａ上で最も周方向に突出した形状の周方向端部６２を有する。柱部４１の周方向端面４１ｂの内径縁と、案内面４１ａに接触する転動体３０との間の周方向距離Ｌ１に比して、補助具６０の周方向端部６２の内径縁と、当該転動体３０との間の周方向距離Ｌ２は小さい。図２に示す補助具５０の壁部５１の内径面５１ｂと、図７に示す補助具６０の壁部６１の内径面６１ａとを比較すれば明らかように、図７に示す第二実施形態の場合、壁部６１の内径面６１ａの周方向幅を比較的大きくすることができ、また、壁部６１及び周方向端部６２によって潤滑剤のたまる空間をより減らすことができるので、前述の潤滑剤の流入制限効果を強めることができる。
【００７２】
上述の実施形態では、補助具の周方向端部の鋭角な角において転動体との間の周方向距離を最小にしたが、その周方向端部の形状は様々に変更することができる。その一例としての第三実施形態を図８に示す。
【００７３】
図８に示す補助具７０は、壁部５１に連続する周方向端部７１の断面形状を変更した点で第一実施形態と相違する。補助具７０の周方向端部７１は、鈍角の角７１ａを有する。この角７１ａと転動体３０との間で補助具７０と転動体３０間の周方向距離が最小に設定されている。この補助具７０の周方向端部７１は、第一実施形態や第二実施形態のように鋭角な角を有する周方向端部に比して強度に優れ、軸受組立ての際、転動体３０の挿入性に優れる。
【００７４】
上述の実施形態では、二つ以上の補助具を周方向に均等配置で取り付ける場合において、柱部の存在する周方向一部分を挟むように各補助具を取り付けたが、この場合、周方向に均等な配置で保持器の二箇所以上に存在する一定幅及び一定厚さをもった一定形状の保持器部分を補助具の取り付け先とすればよい。例えば、転動体に対して軸方向両側の位置に補助具を取り付けることも可能である。その一例としての第四実施形態を図９〜図１１に示す。
【００７５】
図９に示すように、この転がり軸受は、玉軸受になっている。第一の軌道輪１１０の軌道面１１１、第二の軌道輪１２０の軌道面１２１は、それぞれ軌道溝からなる。転動体１３０は、玉からなる。第一の軌道輪１１０は、周方向に連続する円筒面状の肩部外径面１１２を有する。第二の軌道輪１２０は、周方向に連続する円筒面状の肩部内径面１２２を有する。保持器１４０は、鉄板製の打抜き保持器からなる。
【００７６】
図９、図１０に示すように、補助具１５０は、繋ぎ部１４２に取り付けられている。繋ぎ部１４２に対する補助具１５０の周方向位置は、転動体１３０の軸方向両側に位置する範囲である。すなわち、補助具１５０は、各繋ぎ部１４２のうち、保持器１４０の周方向に隣り合う柱部１４１間に位置する周方向一部分に取り付けられている。
【００７７】
具体的には、補助具１５０は、繋ぎ部１４２を径方向に挟む第一対の壁部１５１、１５２と、繋ぎ部１４２を軸方向に挟む第二対の壁部１５３、１５４とを一体に有する。第二対の壁部１５３は、第一対の壁部１５１、１５２の軸方向一端部同士を繋ぐ。第二対の壁部１５４は、壁部１５１の軸方向一端部と反対側の軸方向他端部から径方向に短く延びている。第二対の壁部１５４は、壁部１５２の軸方向一端部と反対側の軸方向他端部から径方向に短く延びている。補助具１５０は、二つの壁部１５４間で断絶した形状である。補助具１５０は、二つの壁部１５４間の開口から繋ぎ部１４２に対して軸方向に押し込み可能な弾性変形性を有する。
【００７８】
壁部１５１は、第一の軌道輪１１０の肩部外径面１１２に案内される摺動面１５１ａを有する。壁部１５２は、第二の軌道輪１２０の肩部外径面１２２に案内される摺動面１５２ａを有する。これら摺動面１５１ａ、１５２ａは、それぞれ周方向に沿った円弧面状になっている。
【００７９】
図１０に示すように、二つの壁部１５４は、補助具１５０の周方向両側に位置する各柱部１４１の周方向端部１４１ａに周方向に係合する。壁部１５４のうち、転動体１３０と軸方向に接触し得る表面部分は、転動体１３０に擦り傷をつけにくい任意の形状にすればよい。
【００８０】
補助具１５０を二つの壁部１５４間の開口から繋ぎ部１４２に対して軸方向に押し込むことにより、第一対の壁部１５１、１５２及び第二対の壁部１５３、１５４が繋ぎ部１４２の径方向及び軸方向を挟み、二つの壁部１５４と両隣りの柱部１４１の周方向端部１４１ａとが周方向に係合する状態となる。これにより、補助具１５０は、繋ぎ部１４２に着脱可能に取り付けられる。二つの壁部１５４間の間隔を広げるように壁部１５１、１５２の少なくとも一方を撓ませて壁部１５４と繋ぎ部１４２の軸方向係合を外せば、補助具１５０を繋ぎ部１４２から取り外すことが可能である。
【００８１】
図１１に示すように、全ての補助具１５０を取り外した状態にすると、保持器１４０は、柱部１４１の板厚面に形成された周方向端部１４１ａと転動体１３０との接触により、径方向に案内される。図９、１０に示すように、各転動体１３０の軸方向両側に補助具１５０が取り付けられると、保持器１４０を補助具１５０と軌道輪１１０、１２０の摺動により径方向に案内する軌道輪案内方式に変更される。
【００８２】
上述の実施形態では、補助具を周方向に有限の長さのものとし、二つ以上の補助具を周方向に分散配置で保持器に取り付けるようにしたが、周方向全周に連続する環状の繋ぎ部に適用する補助具の場合、補助具を環状体に構成することも可能である。その一例としての第五実施形態を図１２〜図１４に示す。
【００８３】
第五実施形態の補助具１６０は、保持器４０の環状の繋ぎ部４２に嵌合された環状部１６１を有する点で第一実施形態と相違するものである。環状部１６１は、繋ぎ部４２に嵌合する嵌め合い面１６１ａと、当該嵌め合い面１６１ａの裏側で軌道輪２０に径方向に対面する摺動面１６１ｂとを有する。環状部１６１の嵌め合い面１６１ａは、周方向に沿った円筒面状に形成されている。繋ぎ部４２には、周方向に沿った円筒面状の嵌め合い面４２ａが形成されている。図１２中に、保持器４０の繋ぎ部４２に対して補助具１６０の環状部１６１を嵌合する前の自然状態において、環状部１６１の嵌め合い面１６１ａの位置を二点鎖線で示す。この図示から明らかなように、環状部１６１の嵌め合い面１６１ａと、繋ぎ部４２の嵌め合い面４２ａとの間には、径方向の締め代Ｔが設定されている。
【００８４】
締め代Ｔは、環状部１６１の嵌め合い面１６１ａの全域が繋ぎ部４２で径方向に支持された嵌合状態を維持することができるように設定されている。環状部１６１と繋ぎ部４２間がしまり嵌めされているので、補助具１６０を環状部１６１側から取り外すことは困難化するが、壁部５４（図２参照）側から取り外すことが可能である。
【００８５】
環状部１６１の摺動面１６１ｂは、周方向に均等間隔で形成されている。これら摺動面１６１ｂの配置間隔は、柱部４１に対応のピッチに設定されている。環状部１６１のうち、周方向に隣り合う各摺動面１６１ｂ間に亘って周方向に連続する中間面１６１ｃは、いずれも同一径の円弧面状になっている。各摺動面１６１ｂは、その中間面１６１ｃから一定の高さをもった凸円弧面状である。摺動面１６１ｂの周方向中央を通り、かつ軸受中心軸を含む仮想平面上において補助具１６０を切断したときの様子は、図１と同じになる。すなわち、環状部１６１の嵌め合い面１６１ａと摺動面１６１ｂの頂上間の径方向厚さは、摺動面１６１ｂの頂上と軌道輪２０との間に第一実施形態と同じ径方向隙間（図１参照のδ４参照）となるように規定されている。
【００８６】
この転がり軸受は、上述のように、補助具１６０が保持器４０の環状の繋ぎ部４２に径方向の締め代Ｔをもって嵌合された環状部１６１を有するので、その環状部１６１と環状の繋ぎ部４２との嵌合を利用して補助具１６０の取り付けを行うことができ、保持器４０に対する補助具１６０の位置を安定させ易くなる。
【００８７】
なお、環状部１６１と環状の繋ぎ部４２の嵌合によって補助具１６０を径方向に位置固定することが可能であるから、補助具１６０の他の部分で保持器４０を径方向に挟むことは必須でない。前述のしまり嵌めで環状部１６１の摺動面１６１ｂの径方向位置を安定させつつ、補助具１６０の壁部５３、５４で保持器４０の少なくとも一部分を軸方向に挟むことにより、前述のしまり嵌めのみで補助具１６０を軸方向に位置決めすることを不要とし、きつい締め代Ｔに設定せずに済む。
【００８８】
また、第五実施形態では、補助具の軸方向片側にのみ環状部を設けたが、補助具の軸方向両側に環状部を設けてもよい。例えば、第五実施形態において、環状部１６１に加え、第二の繋ぎ部（図２中右側の繋ぎ部４２参照）の内径面に嵌合する環状部及び／又は第二の繋ぎ部の外径面に嵌合する環状部を追加することが挙げられる。
【００８９】
補助具を環状体とした他の一例としての第六実施形態を図１５に示す。第六実施形態の補助具１７０は、第四実施形態をさらに変更したものである。補助具１７０は、保持器１４０の環状の繋ぎ部１４２に嵌合された環状部１７１を有する。環状部１７１と繋ぎ部１４２は、第五実施形態と同様、互いの円筒面状の嵌め合い面において、しまり嵌めされている。環状部１７１には、壁部１５３、１５４が周方向に均等な間隔で形成されている。
【００９０】
なお、第六実施形態では、図９、図１０に示す壁部１５１に代えて、図１５の環状部１７１を採用したが、図９、図１０に示す壁部１５２に代えて、繋ぎ部１４２に嵌合する環状部に変更してもよい。また、第六実施形態では、繋ぎ部の内外一方側に環状部を嵌合したが、補助具で保持器を周方向全周で径方向に挟むようにしてもよい。例えば、第六実施形態において、図９、図１０に示す壁部１５１及び１５２のそれぞれを繋ぎ部１４２に嵌合する環状部に変更してもよい。
【００９１】
この発明において、補助具は、軸受回転中に軌道輪に接触しても保持器から外れず、かつ摺動面と軌道輪の所定の接触を確保できる限り、保持器に対する位置を一定範囲に保てるように当該保持器の少なくとも一部分を挟むものであればよく、補助具が保持器の少なくとも一部分を常に当接する状態で挟む態様でもよいし、径方向、軸方向等の特定方向に若干の隙間をもって挟む態様でもよい。また、少なくとも一つの補助具における摺動面の配置は、軸受回転中に保持器と軌道輪が接触できない限り、任意の配置にすればよく、複数の補助具に分散してもよいし、一つの補助具のみに配置してもよい。
【００９２】
また、上述の実施形態においては環状のかご形保持器の保持器を例示したが、片持ちの柱部を有する保持器に変更してもよいし、周方向に有限の長さを有する保持器に変更してもよい。
【００９３】
また、上述の実施形態においてはラジアル軸受を例示したが、スラスト軸受でもよい。スラスト軸受の場合、上述の実施形態における径方向と軸方向を入れ替えて考えればよいだけのことであるので、図示説明を省略する。
【００９４】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９５】
１０、２０、１１０、１２０  軌道輪
３０、１３０  転動体
４０、１４０  保持器
４１、１４１  柱部
４２、１４２  繋ぎ部
４２ａ、１６１ａ  嵌め合い面
５０、１５０、１６０、１７０  補助具
５１、５２、５３、５４、１５１、１５２、１５３、１５４  壁部
５１ａ、５２ａ、１５１ａ、１５２ａ、１６１ｂ、１７１ａ  摺動面
１６１、１７１  環状部
δ１、δ２  所定量
δ３、δ４  径方向隙間
【図１】
2019060470.tif 000003
【図２】
2019060470.tif 000004
【図３】
2019060470.tif 000005
【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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