(57)【要約】【課題】転動体の進み遅れに起因して保持器に作用する負荷を低減する。【解決手段】転がり軸受用の保持器５は、円環部と、この円環部とは別体でありかつ当該円環部に沿って周方向に間隔をあけて複数設けられる柱部とを有している。周方向で隣り合う柱部の間に転動体４を保持するポケット７が形成されている。円環部に、複数の柱部それぞれを、周方向に沿って移動可能でかつ当該円環部から離脱不能として保持している保持溝２３が形成されている。【選択図】      図１
2015001286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に複数の転動体が配置される転がり軸受に組み込まれ、前記転動体を保持する保持器であって、
円環部と、この円環部とは別体でありかつ当該円環部に沿って周方向に間隔をあけて複数設けられる柱部と、を有し、
周方向で隣り合う前記柱部の間に前記転動体を保持するポケットが形成され、
前記円環部に、複数の前記柱部それぞれを、周方向に沿って移動可能でかつ当該円環部から離脱不能として保持している保持溝が形成されていることを特徴とする転がり軸受用の保持器。
【請求項２】
前記保持溝は、前記円環部の側面に形成された周方向を溝長手方向とする蟻溝からなり、
前記柱部は、周方向で隣り合う前記転動体の間に位置する柱本体と、当該柱本体の端部に設けられ前記蟻溝に嵌って当該柱本体の抜け止めをしている嵌合部と、を有している請求項１に記載の転がり軸受用の保持器。
【請求項３】
内輪と、外輪と、これら内輪と外輪との間に配置された複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、円環部と、この円環部とは別体でありかつ当該円環部に沿って周方向に間隔をあけて複数設けられる柱部と、を有し、
周方向で隣り合う前記柱部の間に前記転動体を保持するポケットが形成され、
前記円環部に、複数の前記柱部それぞれを、周方向に沿って移動可能でかつ当該円環部から離脱不能として保持している保持溝が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受用の保持器、及び転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、工作機械において、主軸を回転可能に支持する軸受部には、高い加工精度を維持するために高い剛性が必要とされており、このために（複列）ころ軸受が用いられている。ころ軸受は、内輪、外輪、これら内輪と外輪との間に配置された複数のころ、及び複数のころを保持する保持器を備えている。保持器は、円環部と、この円環部に沿って周方向に間隔をあけて設けられている複数の柱部とを備えている。円環部と各柱部とは一体として形成されており、各柱部は円環部によって支持されている固定梁状となっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４１２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工作機械の主軸を支持するころ軸受は、その内部すきまが負すきまとされており、また高速回転で使用されることが多い。また、ころ軸受に含まれる複数のころそれぞれは、精度良く製造されているが、サブミクロンオーダーで見ると、ころの直径に寸法差が存在している。このため、ころ軸受が回転した際に、各ころの進む量が異なり、ころの進み遅れが発生する。
【０００５】
例えば、図８に示すように、回転方向前方に位置している第一のころ９１の進みに対して、その隣りに存在している第二のころ９２の進みが遅れることがあり、この場合、第一のころ９１は回転方向前方の柱部９０ａを前方へ押すのに対して、第二のころ９２は回転方向後方の柱部９０ｂに押され、その反力として、ころ９２が柱部９０ｂを後方へ押すこととなる。この際、柱部９０ａ，９０ｂそれぞれは円環部を介して繋がっているため、ころ９１，９２が柱部９０ａ，９０ｂをそれぞれ押す力（Ｆ）により保持器の各部に負荷（引っ張り荷重、圧縮荷重、及び曲げ荷重）が発生する。このような負荷が、繰り返し長期にわたって生じていると、保持器が破損することも考えられる。
【０００６】
そこで、本発明は、転動体の進み遅れに起因して保持器に作用する負荷を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、内輪と外輪との間に複数の転動体が配置される転がり軸受に組み込まれ、前記転動体を保持する保持器であって、円環部と、この円環部とは別体でありかつ当該円環部に沿って周方向に間隔をあけて複数設けられる柱部とを有し、周方向で隣り合う前記柱部の間に前記転動体を保持するポケットが形成され、前記円環部に、複数の前記柱部それぞれを、周方向に沿って移動可能でかつ当該円環部から離脱不能として保持している保持溝が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、円環部に形成されている保持溝によって、柱部は周方向に沿って移動可能となるため、転がり軸受が回転して転動体に進み遅れが発生し、転動体が保持器の柱部を押しても、その柱部が周方向に沿って移動することで、転動体が柱部を押す力を逃がすことができる。このため、転動体の進み遅れに起因して保持器に作用する負荷を低減することができる。
さらに、保持溝によって柱部は円環部から離脱不能として保持されていることで、保持器がばらばらになるのを防ぐことができ、例えば、転がり軸受の組み立て作業を行い易くしている。
【０００９】
また、前記保持溝は、前記円環部の側面に形成された周方向を溝長手方向とする蟻溝からなり、前記柱部は、周方向で隣り合う前記転動体の間に位置する柱本体と、当該柱本体の端部に設けられ前記蟻溝に嵌って当該柱本体の抜け止めをしている嵌合部とを有しているのが好ましい。
この構成により、柱部それぞれを、周方向に沿って移動可能でかつ円環部から離脱不能として保持している保持器が得られる。
【００１０】
また、本発明は、内輪と、外輪と、これら内輪と外輪との間に配置された複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを備え、前記保持器は、円環部と、この円環部とは別体でありかつ当該円環部に沿って周方向に間隔をあけて複数設けられる柱部とを有し、周方向で隣り合う前記柱部の間に前記転動体を保持するポケットが形成され、前記円環部に、複数の前記柱部それぞれを、周方向に沿って移動可能でかつ当該円環部から離脱不能として保持している保持溝が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、円環部に形成されている保持溝によって、柱部は周方向に沿って移動可能となるため、転がり軸受が回転して転動体に進み遅れが発生し、転動体が保持器の柱部を押しても、その柱部が周方向に沿って移動することで、転動体が柱部を押す力を逃がすことができる。このため、転動体の進み遅れに起因して保持器に作用する負荷を低減することができる。
さらに、保持溝によって柱部は円環部から離脱不能として保持されていることで、保持器がばらばらになるのを防ぐことができ、例えば、転がり軸受の組み立て作業を行い易くしている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の保持器、及びこの保持器を備えている転がり軸受によれば、転がり軸受が回転して転動体に進み遅れが発生し、転動体が保持器の柱部を押しても、その柱部が周方向に沿って移動することで、転動体が柱部を押す力を逃がすことができる。このため、転動体の進み遅れに起因して保持器に作用する負荷を低減することができ、保持器が損傷するのを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】転がり軸受の断面図である。
【図２】保持器の斜視図である。
【図３】保持器の一部を周方向から見た場合の断面図である。
【図４】保持器を分解した状態の断面図である。
【図５】保持器の一部を拡大して示す斜視図である。
【図６】保持器の一部を軸方向から見た場合の断面図である。
【図７】転がり軸受の他の形態を示す断面図である。
【図８】従来の保持器を軸方向から見た場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、転がり軸受の断面図である。本実施形態の転がり軸受は、複列ころ軸受１である。なお、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号（参照番号）を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
この複列ころ軸受１（以下、単にころ軸受１ともいう）は、例えば、汎用旋盤、ＣＮＣ旋盤、マシニングセンタ、フライス盤等の工作機械の主軸６を支持する軸受として使用され、高速回転する主軸６を高い剛性で支持することが可能である。
主軸６の直径は例えば５０〜１５０ミリ程度であり、主軸６の最大回転数は１００００〜１５０００ｒｐｍとなる。そして、主軸６は、低速回転する場合や、高速回転する場合があり、また、低速又は停止状態から高速回転状態（最大回転数）へと急加速する。
【００１６】
ころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、これら内輪２と外輪３との間に配置された複数のころ４と、これらころ４を保持する環状の保持器５，５とを備えている。ころ４は、複列状態（二列状態）で配置されており、保持器５，５それぞれは、列毎に独立して複数のころ４を保持している。つまり、このころ軸受１には、独立した二つの保持器５，５が軸方向に並べて組み込まれており、各保持器５が各列のころ４を保持している。一方側のころ列用の保持器５と他方側のころ列用の保持器５とは、同じものである。
【００１７】
ころ４の外周面は円筒形であり、このころ軸受１は複列円筒ころ軸受である。
内輪２の外周面には、二列に配置されたころ４が転動する軌道面２ａ，２ｂが形成されている。また、内輪２の外周側には、径方向外側へ突出している鍔部２ｃ，２ｄ，２ｅが設けられている。また、外輪３の内周面の一部が、二列のころ４が転動する軌道面３ａ，３ｂとなる。
【００１８】
そして、外輪３が工作機械の軸受ハウジング８の内周面に取り付けられており、内輪２に主軸６が挿入されている。ころ軸受１が回転すると、つまり、外輪３に対して内輪２が回転すると、ころ４は各軌道面を転動し、これらころ４を保持する保持器５，５も回転する。保持器５，５それぞれは独立して各ころ列と共に回転することができる。保持器５の回転方向と、保持器５（ころ軸受１）の周方向とは、同方向である。
【００１９】
内輪２と外輪３との間には、潤滑剤としてグリースが供給され、グリースは、ころ４が転動する軌道面や摺接する摺接面を潤滑する。なお、潤滑剤としてオイルエアが供給されてもよい。オイルエアは油粒を含み、油粒はころ軸受１の内部、特に、内輪２の外周、外輪３の内周、ころ４、保持器５に付着する。各部に付着した油粒は凝集し、ころ４が転動する軌道面や摺接する摺接面を潤滑する。
【００２０】
図２は、保持器５（図１の右側の保持器５）の斜視図である。図３は、この保持器５の一部を周方向から見た場合の断面図である。図４は、この保持器５を分解した状態の断面図である。
図２において、この保持器５は、かご型保持器であり、円環形状である一対の円環部１０，１１と、複数の柱部２０とを備えている。また、図３及び図４に示すように、各柱部２０と、一方の円環部１０と、他方の円環部１１とは、それぞれ別体して製造されており、相互を組み付けることによって、図２に示す一つの保持器５が構成される。組み付けが完了した状態で（図２）、各柱部２０は、一方の円環部１０の側面から軸方向に延びて設けられ他方の円環部１１の側面に繋がる構成となる。
【００２１】
図２において、一方側の円環部１０の外周面は、円筒面１５からなり、他方側の円環部１１の外周面は、この円筒面１５と共通する中心線を有しかつ同じ直径を有する円筒面１６からなる。複数の柱部２０は、すべて同じ形状である。また、これら柱部２０は、周方向に間隔をあけて設けられており、各柱部２０は円環部１０，１１を繋いでいる。
【００２２】
複数の柱部２０を周方向に間隔をあけて設けた状態で、一対の円環部１０，１１と周方向で隣り合う柱部２０，２０との間に、ころ４を保持するポケット７が形成される。つまり、各ポケット７は、周方向に隣接する柱部２０，２０と、円環部１０，１１とによって囲まれた空間からなる。
【００２３】
保持器５は、樹脂製（合成樹脂製）であり、円環部１０，１１、及び各柱部２０は、それぞれ射出成型により個別に製造される。円環部１０，１１、及び柱部２０それぞれの材質は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）や、ポリアミドとすることができる。
【００２４】
円環部１０，１１は、それぞれ円環状の部材からなり、円環部１０，１１の相互で対向する側面１０ａ，１１ａ（図４参照）は、それぞれ環状面からなる。側面１０ａ，１１ａそれぞれは、保持器５の中心線に直交する面からなり、これら側面１０ａ，１１ａそれぞれに、柱部２０を取り付けるための保持溝２３が形成されている。この保持溝２３は、周方向を溝長手方向とする蟻溝からなる。つまり、保持溝２３の溝断面形状は、奥側が幅広となっている。本実施形態では、保持溝２３は、周方向に連続した円環溝として形成されている。一方の円環部１０の保持溝２３と、他方の円環部１１の保持溝２３とは、同じ形状（同じ断面形状）からなる。
【００２５】
各柱部２０は、軸方向に長い柱本体２１と、この柱本体２１の長手方向の両端部に設けられている嵌合部３１とを有している。柱本体２１は、円環部１０，１１の間に介在し、周方向で隣り合うころ４，４の間に位置する部分となる。
保持溝２３の溝断面形状（図４に示す形状）と、嵌合部３１の、溝２３と同じ断面における断面形状とは、ほぼ同じであるが、嵌合部３１が保持溝２３内をその溝長手方向に移動可能となるように、嵌合部３１の断面形状は、保持溝２３の溝断面形状よりも僅かに小さく形成されている。
【００２６】
嵌合部３１は、柱本体２１の端部に設けられ径方向寸法が小さくなっている縮小部３１ａと、この縮小部３１ａと連続し当該縮小部３１ａよりも径方向寸法が拡大している膨出部３１ｂとを有している。そして、柱部２０の嵌合部３１が、蟻溝からなる保持溝２３に嵌ることで、この柱部２０は円環部１０，１１と連結され、しかも、円環部１０，１１に対する柱本体２１の抜け止めがされている。
なお、円環部１０，１１とは別体として製造された柱部２０を、これら円環部１０，１１へ組み付けるためには、柱部２０の嵌合部３１を保持溝２３内へ押し入れる必要があり、この際、嵌合部３１を弾性変形させる。
【００２７】
このような円環部１０，１１と柱部２０とを備えている保持器５によれば、嵌合部３１は、保持溝２３に沿って周方向に移動可能であることから、柱部２０は円環部１０，１１に沿って周方向に移動することができる。そして、円環部１０，１１は、周方向に移動する柱部２０を誘導するガイド部材として機能する。このように、本実施形態の保持器５によれば、柱部２０は、円環部１０，１１に沿って周方向両側に移動自在となる。
また、各柱部２０は、蟻溝からなる保持溝２３に嵌合している嵌合部３１を有していることで、円環部１０，１１から抜け止めされ、円環部１０，１１と複数の柱部２０とを一体化することができ、保持器５がばらばらになるのを防ぐことができる。
【００２８】
図５は、図２に示す保持器５の一部を示す拡大図である。図６は、図２に示す保持器５の一部の断面図である。前記のとおり、柱部２０は、円環部１０，１１の間に介在する柱本体２１を有している他に、この柱本体２１と一体となって設けられている複数の突起２２を有している。本実施形態では、各柱部２０に、４つの突起２２が設けられている。つまり、柱本体２１の周方向両側のそれぞれに一対の突起２２，２２が設けられており、これら一対の突起２２，２２は軸方向に間隔をあけて並んで設けられている。
【００２９】
柱本体２１の径方向外側面は、円環部１０，１１の円筒面１５，１６よりも径方向内側に位置する外側面２５と、円筒面１５と外側面２５とを繋ぐ傾斜面２６と、円筒面１６と外側面２５とを繋ぐ傾斜面２７とを有している。
【００３０】
４つの突起２２は、すべて同じ形状であり、柱本体２１の外側面２５から径方向外側へ突出していると共に、ころ４側へも突出している。各突起２２は、柱本体２１の径方向外側の部分に設けられており、各ポケット７の周囲４箇所の突起２２が、ポケット７内のころ４（図６参照）の各部と接触することで、このポケット７からころ４が径方向外側に脱落するのを防止することができる。なお、この脱落を防止する機能は、内輪２の外周側に、ころ４を保持した状態にある保持器５が設けられ、外輪３が取り外された状態（組み立て途中状態、又は外輪３のみを外した状態）で発揮される。
【００３１】
また、本実施形態では、柱部２０は、柱本体２１の径方向外側の部分に設けられている突起２２の他に、この突起２２から柱本体２１の周方向に向く側面２８（２９）に沿って径方向内側へ延びて設けられている延長部３４を有している。この延長部３４の周方向に向く側面は、柱本体２１の側面２８（２９）よりも突出しており、ころ７との摺接面になる。
また、本実施形態では、保持器５が回転する際、この保持器５に設けた突起２２と延長部３４との内の一方又は双方を摺接部３５とし、この摺接部３５をころ４に摺接させることにより、保持器５を転動体であるころ４に案内させることで、保持器５を径方向について位置決めすることができる。つまり、本実施形態の保持器５は、転動体案内のものである。なお、本実施形態では、転動体案内とするために、突起２２が主にころ４と摺接する摺接部３５となる。
【００３２】
以上のように、本実施形態の保持器５は、円環部１０，１１と、これら円環部１０，１１とは別体である複数の柱部２０とを有している。そして、円環部１０，１１それぞれには、保持溝２３が形成されており、この保持溝２３は、複数の柱部２０それぞれを周方向に沿って移動可能でかつ円環部１０，１１から離脱不能として保持している。
このように、円環部１０，１１に形成されている保持溝２３によって、柱部２０は周方向に沿って移動可能となるため、ころ軸受１が回転してころ４に進み遅れが発生し、ころ４が保持器５の柱部２０を押しても、その柱部２０が周方向に沿って移動することで、その押す力（荷重）を逃がすことができる。
【００３３】
つまり、本実施形態の保持器５の場合、柱部２０は、円環部１０，１１によって支持されている固定梁状とならないことから、柱部２０には曲げ荷重がほとんど作用しない。さらに、柱部２０は前記固定梁状とならないことから、ころ４から柱部２０が受けた荷重のすべてが、円環部１０，１１に伝達されない。
このため、ころ４の進み遅れに起因して保持器５に作用する負荷を低減することができる。この結果、例えば、ころ４の進み遅れによって、ころ４が柱部２０に衝突しても、保持器５が簡単に破損するのを防ぐことができる。
【００３４】
さらに、ころ４が柱部２０を押す力を逃がすことが可能であるため、ころ４と柱部２０との接触力が低減され、相互間の摩擦による発熱も抑制され、ころ軸受１の昇温を抑えることが可能となる。
【００３５】
また、円環部１０，１１の保持溝２３によって各柱部２０は円環部１０，１１から離脱不能として保持されていることで、保持器５がばらばらになるのを防ぐことができる。このため、ころ軸受１の組み立て作業を行い易くしている。例えば、内輪２の外周側に、ころ４を保持した状態にある保持器５が設けられ、外輪３が取り外された状態となっても、円環部１０，１１から柱部２０が離脱してばらばらになるのを防ぐことができ、また、ころ４もこの保持器５から離脱するのを防ぐことができる。
【００３６】
また、本実施形態の保持器５は樹脂製であることから、金属製（例えば黄銅製）とするよりも、回転抵抗を小さくすることができ、低騒音であり、高速回転対応性能が高い。
なお、保持器には黄銅製（銅合金製）のものがあるが、特に高速回転の環境で用いられる場合、保持器の内周面、外周面及びポケット面等が、内輪、外輪及びころに接触すると摩耗し、摩耗粉が発生する。この摩耗粉が、ころ軸受１の潤滑剤に混入すると、潤滑剤（グリース）の性能が劣化し、軸受の焼き付きや損傷の原因になるおそれがある。しかし、本実施形態の保持器５は樹脂製であるため、前記のような摩耗粉による潤滑性能の劣化を防ぐことができる。つまり、樹脂製の保持器５は、黄銅製のものに比べて高速回転に適している。
また、柱部２０は樹脂製であるため、柱部２０を射出成形により金型で精度良く簡単に作ることができる。
【００３７】
また、本発明の保持器５は、複列ころ軸受以外に、図７に示す単列ころ軸受に適用される。この場合であっても、保持器５の形態は、前記実施形態と同じであり、ここでは説明を省略する。
【００３８】
本発明の転がり軸受、及び保持器は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記実施形態では、突起２２を柱部２０の径方向外側に設けた場合について説明したが、この突起２２を径方向内側に設けてもよい。
【００３９】
また、ころ軸受１は、工作機械の主軸６の支持以外の用途であってもよい。また、前記実施形態の保持器５を有している転がり軸受は、ころ軸受でなくてもよく、転動体が玉である玉軸受であってもよい。
また、前記保持器５は、一対の円環部１０，１１と、これら円環部１０，１１を連結している複数の柱部２０とを備えているかご型であるが、これ以外として、保持器５は、櫛型であってもよい。櫛型の保持器は、図示しないが、一つの円環部と、この円環部から軸方向に延びかつ周方向に間隔をあけて設けられている複数の柱部とを備え、周方向で隣り合う柱部の間に、転動体を保持するポケットが形成されている。そして、この円環部に、前記保持溝が形成されており、この保持溝は、複数の柱部それぞれを、周方向に沿って移動可能でかつ円環部から離脱不能として保持している。
【符号の説明】
【００４０】
１：複列ころ軸受（転がり軸受）    ２：内輪    ３：外輪
４：ころ（転動体）    ５：保持器    ７：ポケット
１０：円環部    １０ａ：側面    １１：円環部
１１ａ：側面    ２０：柱部    ２１：柱本体
２３：保持溝    ３１：嵌合部
【図１】
2015001286.tif 000003
【図２】
2015001286.tif 000004
【図３】
2015001286.tif 000005
【図４】
2015001286.tif 000006
【図５】
2015001286.tif 000007
【図６】
2015001286.tif 000008
【図７】
2015001286.tif 000009
【図８】
2015001286.tif 000010