(57)【要約】【課題】アキシアル荷重の負荷能力を高めることができると共に、異常振動や異音の発生を抑制することができるアンギュラ玉軸受用保持器、アンギュラ玉軸受及び軸受装置を提供する。【解決手段】アンギュラ玉軸受用保持器３０及びアンギュラ玉軸受１では、第１及び第２円環部３１，３２は、内径と外径の少なくとも一方が互いに異なることで、段違いに形成され、柱部３３の外周面と内周面は、傾斜面３３ａ，３３ｂを備える。また、第１円環部３１の外径をφＤ１、内径をφｄ１、第２円環部３２の外径をφＤ２、内径をφｄ２、玉のピッチ円直径をφｄｍとしたとき、φＤ１＞φｄｍ＞φｄ２、且つ、φＤ２＞φｄｍ＞φｄ１としている。さらに、ポケット３４は、その中心軸がアンギュラ玉軸受１の回転軸心Ｘと直角な円筒面によって構成される。【選択図】図１
0003210225.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に間隔を開けて設けられた第１及び第２円環部と、該第１及び第２円環部間に円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部と前記第１及び第２円環部とによりそれぞれ画成され、複数の玉をそれぞれ保持する複数のポケットを有するアンギュラ玉軸受用保持器であって、
前記第１及び第２円環部は、内径と外径の少なくとも一方が互いに異なることで、段違いに形成され、
前記柱部の外周面と内周面の少なくとも一方は、傾斜面を備え、
前記第１円環部の外径をφＤ１、内径をφｄ１、前記第２円環部の外径をφＤ２、内径
をφｄ２、前記玉のピッチ円直径をφｄｍとしたとき、
φＤ１＞φｄｍ＞φｄ２、且つ、φＤ２＞φｄｍ＞φｄ１であり、
前記ポケットは、その中心軸が前記アンギュラ玉軸受の回転軸心と直角な円筒面によって構成されることを特徴とするアンギュラ玉軸受用保持器。
【請求項２】
φＤ１＞φＤ２、且つ、φｄ１＞φｄ２であることを特徴とする請求項１に記載のアンギュラ玉軸受用保持器。
【請求項３】
内輪案内、または、外輪案内であることを特徴とする請求項１または２に記載のアンギュラ玉軸受用保持器。
【請求項４】
玉案内であることを特徴とする請求項１または２に記載のアンギュラ玉軸受用保持器。
【請求項５】
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に接触角を持って転動自在に配置される複数の玉と、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンギュラ玉軸受用保持器と、
を有することを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項６】
請求項５に記載のアンギュラ玉軸受と、円筒ころ軸受と、を組み合わせた軸受装置であって、
前記アンギュラ玉軸受の外輪の外周面とハウジングの内周面との間には、２０μｍ以上の直径すきまが形成されることを特徴とする軸受装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はアンギュラ玉軸受用保持器、アンギュラ玉軸受及び軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の主軸、特に、大きなアキシアル荷重を負荷する主軸においては、アンギュラ玉軸受が採用されている。
また、ＮＣ旋盤、フライス盤、マシニングセンタ、複合加工機、五軸加工機等の工作機械や、電動射出成型機、パンチングプレス機等の主軸台や加工物を装着するベッドの直動送り機構には、回転運動を直線運動に変換するボールねじが使用されている。このボールねじの軸端を回転支持する軸受としてもアンギュラ玉軸受が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図７は、大きなアキシアル荷重を負荷する軸受として用いられる、アンギュラ玉軸受１００、及び、アンギュラ玉軸受１００に使用される保持器１１０を示す。このアンギュラ玉軸受１００では、外輪１０１の軸方向一方側、及び内輪１０２の軸方向他方側における溝肩１０１ａ、１０２ａを高くしており、玉１０３の接触角を大きくすることで、軸受の軸方向荷重の負荷能力を増加することができる。また、保持器１１０は、外輪１０１及び内輪１０２の溝肩１０１ａ、１０２ａとの干渉を避けるため、一対の円環部１１１，１１２を段違いに配置し、該一対の円環部１１１，１１２を直線状の柱部１１３によって連結している。また、保持器１１０は、外輪案内方式であり、外輪１０１の内周面との隙間により、保持器１１０の半径方向動き量が規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０４７４２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、図７に示す保持器１１０は、ポケット１１４が断面において大きく傾斜しており、ポケット１１４と玉１０３が接触した時に、斜め方向の反力が保持器１１０に作用する。このため、保持器１１０が傾きやすく、保持器１１０が異常振動したり、保持器音などの異音が発生しやすい。また、振動が大きくなると、ポケット摩耗に進展する可能性がある。
【０００６】
本考案は上記事情に鑑みてなされたものであり、アキシアル荷重の負荷能力を高めることができると共に、異常振動や異音の発生を抑制することができるアンギュラ玉軸受用保持器、アンギュラ玉軸受及び軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  軸方向に間隔を開けて設けられた第１及び第２円環部と、該第１及び第２円環部間に円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部と前記第１及び第２円環部とによりそれぞれ画成され、複数の玉をそれぞれ保持する複数のポケットを有するアンギュラ玉軸受用保持器であって、
前記第１及び第２円環部は、内径と外径の少なくとも一方が互いに異なることで、段違いに形成され、
前記柱部の外周面と内周面の少なくとも一方は、傾斜面を備え、
前記第１円環部の外径をφＤ１、内径をφｄ１、前記第２円環部の外径をφＤ２、内径をφｄ２、前記玉のピッチ円直径をφｄｍとしたとき、
φＤ１＞φｄｍ＞φｄ２、且つ、φＤ２＞φｄｍ＞φｄ１であり、
前記ポケットは、その中心軸が前記アンギュラ玉軸受の回転軸心と直角な円筒面によって構成されることを特徴とするアンギュラ玉軸受用保持器。
（２）  φＤ１＞φＤ２、且つ、φｄ１＞φｄ２であることを特徴とする（１）に記載のアンギュラ玉軸受用保持器。
（３）  内輪案内、または、外輪案内であることを特徴とする（１）または（２）に記載のアンギュラ玉軸受用保持器。
（４）  玉案内であることを特徴とする（１）または（２）に記載のアンギュラ玉軸受用保持器。
（５）  内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に接触角を持って転動自在に配置される複数の玉と、
（１）〜（４）のいずれかに記載のアンギュラ玉軸受用保持器と、
を有することを特徴とするアンギュラ玉軸受。
（６）  （５）に記載のアンギュラ玉軸受と、円筒ころ軸受と、を組み合わせた軸受装置であって、
前記アンギュラ玉軸受の外輪の外周面とハウジングの内周面との間には、２０μｍ以上の直径すきまが形成されることを特徴とする軸受装置。
【考案の効果】
【０００８】
本考案のアンギュラ玉軸受用保持器及びアンギュラ玉軸受によれば、第１及び第２円環部は、内径と外径の少なくとも一方が互いに異なることで、段違いに形成され、柱部の外周面と内周面の少なくとも一方は、傾斜面を備える。また、第１円環部の外径をφＤ１、内径をφｄ１、第２円環部の外径をφＤ２、内径をφｄ２、玉のピッチ円直径をφｄｍと
したとき、φＤ１＞φｄｍ＞φｄ２、且つ、φＤ２＞φｄｍ＞φｄ１としている。さらに、ポケットは、その中心軸がアンギュラ玉軸受の回転軸心と直角な円筒面によって構成される。これにより、アキシアル荷重の負荷能力を高めることができると共に、異常振動や異音の発生を抑制することができるアンギュラ玉軸受用保持器及びアンギュラ玉軸受を得る事ができる。
【０００９】
さらに、本考案の軸受装置によれば、上述したアンギュラ玉軸受と、円筒ころ軸受と、を組み合わせ、アンギュラ玉軸受の外輪の外周面とハウジングの内周面との間には、２０μｍ以上の直径すきまが形成されるので、円筒ころ軸受とアンギュラ玉軸受１によってラジアル荷重とアキシアル荷重を負荷分担することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は、本考案の第１実施形態に係るアンギュラ玉軸受の断面図であり、（ｂ）は、アンギュラ玉軸受用保持器の断面図である。
【図２】本考案の第２実施形態に係るアンギュラ玉軸受の断面図である。
【図３】本考案の第３実施形態に係るアンギュラ玉軸受の断面図である。
【図４】本考案の変形例に係るアンギュラ玉軸受の断面図である。
【図５】第１実施形態に係るアンギュラ玉軸受が背面組合せされた断面図である。
【図６】図５の背面組合せされたアンギュラ玉軸受が工作機械主軸の刃物側軸受に適用された例を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、従来のアンギュラ玉軸受の断面図であり、（ｂ）は、アンギュラ玉軸受用保持器の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下、本考案の実施形態に係るアンギュラ玉軸受について、図面を用いて説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のアンギュラ玉軸受１は、内周面に外輪軌道面１１を有する外輪１０と、外周面に内輪軌道面２１を有する内輪２０と、外輪軌道面１１及び内輪軌道面２１間に配置された複数の玉３と、玉３を転動自在に保持し、外輪案内方式である保持器３０と、を備える。
【００１３】
外輪１０の内周面には、外輪軌道面１１に対して軸方向一方側（背面側、図１中左側。）に外輪溝肩部１２が形成され、外輪軌道面１１に対して軸方向他方側（正面側、図１中右側）に外輪カウンターボア１３が形成される。
【００１４】
内輪２０の外周面には、内輪軌道面２１に対して軸方向一方側（背面側、図１中左側）に内輪カウンターボア２３が形成され、内輪軌道面２１に対して軸方向他方側（正面側、図１中右側）に内輪溝肩部２２が形成される。
【００１５】
接触角αは、４０°≦α≦６０°程度に設定されている。また、本実施形態では、外輪
１０の軸方向幅が、内輪２０の軸方向幅に対して短く設計されている。
【００１６】
次に、保持器３０の構成について詳述する。保持器３０の材質は、金属材料であってもよいし、合成樹脂材料であってもよい。
金属材料としては、銅合金、鉄、アルミニウム、マグネシウムなどが採用される。また、鉄系材料の場合には、銀メッキなどが施されてもよい。
また、合成樹脂材料としては、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドなどが採用される。また、必要に応じて、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等の強化材が添加されてもよい。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、保持器３０は、軸方向に間隔を開けて設けられた第１及び第２円環部３１，３２と、該第１及び第２円環部３１，３２間に円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部３３とを備え、円周方向に隣り合う柱部３３と第１及び第２円環部３１，３２とによりそれぞれ画成され、複数の玉３をそれぞれ保持する複数のポケット３４を有する。
このような、第１及び第２円環部３１，３２を有するアンギュラ玉軸受用保持器３０は、従来の冠型保持器に比べて、保持器強度をアップすることができる。
【００１８】
第１及び第２円環部３１、３２は、外輪溝肩部１２及び内輪溝肩部２２と干渉しないように、第１円環部３１を第２円環部３２よりも径方向外側に設け、段違いに配置される。したがって、本実施形態では、第１及び第２円環部３１，３２は、内径と外径の両方が互いに異なり、柱部３３の外周面と内周面は、傾斜面３３ａ，３３ｂをそれぞれ備えて、段違いに形成される。即ち、第１円環部３１の外径をφＤ１、内径をφｄ１、第２円環部３２の外径をφＤ２、内径をφｄ２とすると、φＤ１＞φＤ２、且つ、φｄ１＞φｄ２であり、外輪溝肩部１２及び内輪溝肩部２２との干渉を避けつつ、第１及び第２円環部３１、３２の肉厚アップが可能となる。
なお、本実施形態では、第１及び第２円環部３１，３２の内周面及び外周面は、一様径からなる円筒面によって形成されている。
【００１９】
また、ポケット３４は、その中心軸がアンギュラ玉軸受の回転軸心Ｘと直角な円筒面によって構成され、さらに、玉３のピッチ円直径をφｄｍとしたとき、φＤ１＞φｄｍ＞φｄ２、且つ、φＤ２＞φｄｍ＞φｄ１に設定される。
上記要件を満たさない場合、保持器３０が軸受の軸方向に移動した際に、ポケット３４と玉３の当たり点が、玉３の最大径部（赤道）から外れるので、動き量が大きくなると共に、保持器３０の半径方向の移動量により、ポケット面の当たり点が変わり、動き量が定まらない。この結果、保持器３０が異常振動したり、異音（保持器音など）が発生する虞がある。また、振動が大きい場合、ポケット摩耗に進展する可能性がある。
一方、上記要件を満たすように設定することで、保持器３０の動きが規制され、異常振動や異音の発生を抑制することができる。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態のアンギュラ玉軸受用保持器３０及びアンギュラ玉軸受１では、第１及び第２円環部３１，３２は、内径と外径の少なくとも一方が互いに異なることで、段違いに形成され、柱部３３の外周面と内周面は、傾斜面３３ａ，３３ｂを備える。また、第１円環部３１の外径をφＤ１、内径をφｄ１、第２円環部３２の外径をφ
Ｄ２、内径をφｄ２、玉のピッチ円直径をφｄｍとしたとき、φＤ１＞φｄｍ＞φｄ２、且つ、φＤ２＞φｄｍ＞φｄ１としている。さらに、ポケット３４は、その中心軸がアンギュラ玉軸受１の回転軸心Ｘと直角な円筒面によって構成される。これにより、アキシアル荷重の負荷能力を高めることができると共に、異常振動や異音の発生を抑制することができるアンギュラ玉軸受用保持器及びアンギュラ玉軸受を得る事ができる。
【００２１】
また、φＤ１＞φＤ２、且つ、φｄ１＞φｄ２とすることで、外内輪１０，２０の外輪溝肩部１２及び内輪溝肩部２２と干渉を避けつつ、第１及び第２円環部３１、３２の肉厚アップが可能となり、保持器の剛性を高めることができる。
【００２２】
（第２実施形態）
図２は、本考案の第２実施形態に係るアンギュラ玉軸受１を示している。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。
【００２３】
本実施形態では、第１及び第２円環部３１，３２の内径が等しく設計される（φｄ１＝φｄ２）一方、第１及び第２円環部３１，３２の外径が互いに異なっており（φＤ１＞φＤ２）、柱部３３の外周面は、傾斜面３３ａを備える。
ただし、本実施形態においても、φＤ１＞φｄｍ＞φｄ２、且つ、φＤ２＞φｄｍ＞φｄ１の関係を満たしており、また、ポケット３４は、その中心軸がアンギュラ玉軸受１の回転軸心Ｘと直角な円筒面によって構成されており、第１実施形態と同様の効果を奏する。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００２４】
（第３実施形態）
図３は、本考案の第３実施形態に係るアンギュラ玉軸受１を示している。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。
【００２５】
本実施形態では、第１及び第２円環部３１，３２の外径が等しく設計される（φＤ１＝φＤ２）一方、第１及び第２円環部３１，３２の内径が互いに異なっており（φｄ１＞φｄ２）、柱部３３の内周面は、傾斜面３３ｂを備える。
ただし、本実施形態においても、φＤ１＞φｄｍ＞φｄ２、且つ、φＤ２＞φｄｍ＞φｄ１の関係を満たしており、また、ポケット３４は、その中心軸がアンギュラ玉軸受１の回転軸心Ｘと直角な円筒面によって構成されており、第１実施形態と同様の効果を奏する。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００２６】
尚、本考案は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、本考案のアンギュラ玉軸受用保持器は、本実施形態の外輪案内方式に限定されず、内輪案内方式や、玉案内方式であってもよい。
【００２７】
また、第１〜第３実施形態に見られるように、本考案の第１及び第２円環部３１，３２は、内径と外径の少なくとも一方が互いに異なることで、段違いに形成されればよく、また、柱部３３の外周面と内周面の少なくとも一方が、傾斜面を備えればよい。
【００２８】
さらに、第１〜第３実施形態では、外輪１０の軸方向幅が、内輪２０の軸方向幅に対して短く設計されているが、本考案はこれに限定されず、例えば、図４の変形例に示すように、外輪１０と内輪２０の軸方向幅を等しく設定するようにしてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態のアンギュラ玉軸受は、組合せて使用することができる。例えば、図５に示すように、第１実施形態のアンギュラ玉軸受１を背面組合せして使用することができる。
【００３０】
図６は、図５の背面組合せされたアンギュラ玉軸受１が、軸受装置である工作機械主軸４０の刃物側軸受に適用された例を示す断面図である。
例えば、中ぐり盤や旋盤など、切削加工時に大きな軸方向荷重を負荷する主軸４０に最適な主軸配列として、主軸４０の刃物側軸受として、回転軸６０とハウジング７０との間に、複列円筒ころ軸受５０と背面組合せされたアンギュラ玉軸受１とが組み合わせて配置されている。
【００３１】
この場合、アンギュラ玉軸受１の外輪１０の外周面とハウジング７０の内周面との間には、２０μｍ以上の直径すきまｇが形成される。直径すきまｇが２０μｍ未満だと、切削荷重などにより、主軸４０がたわみ、外輪１０とハウジング７０が接触して、アンギュラ玉軸受１がラジアル荷重を負荷する可能性がある。このため、直径すきまｇは、２０μｍ以上に設定される。
なお、直径すきまは、２０μｍ〜５００μｍ程度であることが望ましい。
【００３２】
これにより、ラジアル荷重は、複列円筒ころ軸受５０で負荷され、アキシアル荷重は、アンギュラ玉軸受１で負荷される。仮に、アンギュラ玉軸受１でラジアル荷重とアキシアル荷重の両方を受けると、アンギュラ玉軸受１の寿命が低下し、軸受寿命は、アンギュラ玉軸受１に対して複列円筒ころ軸受５０が大幅に長くなってしまう。一方、本例のように、ラジアル荷重は、複列円筒ころ軸受５０で負荷し、アキシアル荷重は、アンギュラ玉軸受１で負荷するといった負荷分担を行うことで、両軸受１，５０においてバランスのとれた軸受寿命が実現できる。
なお、本例の複列円筒ころ軸受５０は、単列円筒ころ軸受であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  アンギュラ玉軸受
３  玉
１０  外輪
１２  外輪溝肩部
１３  外輪カウンターボア
２０  内輪
２２  内輪溝肩部
２３  内輪カウンターボア
３０  保持器
３１  第１円環部
３２  第２円環部
３３  柱部
３４  ポケット
４０  工作機械用主軸（軸受装置）
φＤ１  第１円環部の外径
φｄ１  第１円環部の内径
φＤ２  第２円環部の外径
φｄ２  第２円環部の内径
φｄｍ  玉のピッチ円直径
α  接触角
【図１】
0003210225.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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