(57)【要約】【課題】保持器の製造が容易で、潤滑性能をアップして耐摩耗性を向上することができるかご形保持器付ころ軸受を提供する。【解決手段】かご形保持器２０の柱部２１及び大径側及び小径側の円環部２２、２３には、円錐ころ１３が接触する接触面２１ａ、２２ａ、２３ａと、該接触面２１ａ、２２ａ、２３ａと径方向で連続し、円錐ころ１３から離れる方向に傾斜し、円錐ころ１３が接触しない非接触面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂと、がそれぞれ形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、
内輪と、
前記外輪及び内輪の両軌道面間に配置される複数のころと、
円周方向に所定の間隔で設けられた複数の柱部と、前記複数の柱部の軸方向両端部をそれぞれ連結する一対の円環部と、を備えるかご形保持器と、
を有するかご形保持器付ころ軸受であって、
前記柱部及び前記一対の円環部には、前記ころが接触する接触面と、該接触面と径方向で連続し、前記ころから離れる方向に傾斜し、前記ころが接触しない非接触面と、がそれぞれ形成されることを特徴とするかご形保持器付ころ軸受。
【請求項２】
前記一対の円環部における前記非接触面の前記接触面に対する傾斜角は、１°〜１０°に設定され、
前記一対の円環部における前記非接触面は、前記保持器の板厚の１／５〜１／３、又は、前記柱部の非接触面の高さ以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載のかご形保持器付ころ軸受。
【請求項３】
前記ころは、円錐ころ又は球面ころであって、
前記かご形保持器は、前記複数の柱部と、小径側の前記円環部と、大径側の前記円環部と、を備え、
前記大径側円環部は、前記非接触面が前記接触面よりも径方向外側に形成され、
前記小径側円環部は、前記非接触面が前記接触面よりも径方向内側に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のかご形保持器付ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、かご形保持器付ころ軸受に関し、特に、従来のかご形、もみ抜き形及びピンタイプ等の保持器付ころ軸受と同様に、ほぼ全業種の機械設備の回転軸の支えとして使用することができるかご形保持器付ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、円錐ころ軸受に使用される従来の保持器としては、金属製又は樹脂製で、かご形、もみ抜き形、ピンタイプのものが殆どである。その中で、図４に示すようなプレス成形のかご形保持器が最も多く使用されている。このようなかご形保持器１００は、各ポケットＰ内に円錐ころ（図示せず）を円周方向両側で保持する柱部１０１と、円錐ころの頭部を軸方向一方側で保持する大径側円環部１０２と、円錐ころの尾部を軸方向他方側で保持する小径側円環部１０３とを備えている。また、大径側円環部１０２と小径側円環部１０３とは、ポケットＰを構成する面１０２ａ、１０３ａが平面状に形成されている。さらに、図４（ｂ）に示すように、円錐ころの転送面が接触する柱部１０１の面１０１ａよりも外径側には、円錐ころから離れる方向に傾斜し、円錐ころが接触しない高さｔ１の非接触面１０１ｂが設けられる。
【０００３】
従来の円錐ころ軸受は、回転時に、円錐ころは保持器１００のポケットＰ内の柱部１０１の面１０１ａ、大径側円環部１０２の面１０２ａ、及び小径側円環部１０３の面１０３ａと接触して滑りながら自転と公転を行っている。もし、これらの接触部に油膜が形成されないか遮断される場合には、金属と金属との接触による摩耗、特に、比較的軟らかい保持器の摩耗が大きくなる。
【０００４】
さらに、例えば、円錐ころ軸受が鉄道車両の歯車装置に適用される場合には、振動と衝撃が著しい上、高速回転で使用されるため、高温による潤滑油粘度の低下が起こる。このため、繰り返し激しく叩かれながら滑っている保持器ポケットのころとの接触面、特に大径側円環部の面と小径側円環部の面が著しく摩耗されてしまうという問題がよくあった。この事象は特に上述の歯車装置小歯車軸に使われている中勾配又は急勾配（接触角が、例えば、１４〜３０°）の円錐ころ軸受において頻繁に発生している。
【０００５】
特許文献１に記載の円錐ころ軸受では、保持器の各ポケットの大径側円環部が、各円錐ころの大径側端面の曲率より大きい曲率の凹状円筒面を備え、大径側円環部と大径側端面との接触面積を増加させて、当該部位における接触面圧を低下させている。
【０００６】
また、特許文献２に記載のころ軸受用保持器では、ポケット孔の周縁部全周を除く領域が、薄肉化されるように除去されることで、ポケット孔の周縁部が相対的に肉厚の厚肉部を形成し、軽量化を図りつつ、ポケット孔周縁部の耐疲労破壊性を向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９４０３８号公報
【特許文献２】特許２００７−９２７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に記載の円錐ころ軸受では、円錐ころの大径側端面、及び保持器の大径側円環部の面を両方とも曲面に加工する必要があり、製造が複雑になるという課題がある。
また、特許文献２に記載のころ軸受においては、大径側円環部の面や小径側円環部の面が平面状に形成されており、上述したように、接触部に油膜が形成されないという課題が存在すると共に、保持器の加工が複雑であるという課題がある。
【０００９】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持器の製造が容易で、潤滑性能をアップして耐摩耗性を向上することができるかご形保持器付ころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  外輪と、
内輪と、
前記外輪及び内輪の両軌道面間に配置される複数のころと、
円周方向に所定の間隔で設けられた複数の柱部と、前記複数の柱部の軸方向両端部をそれぞれ連結する一対の円環部と、を備えるかご形保持器と、
を有するかご形保持器付ころ軸受であって、
前記柱部及び前記一対の円環部には、前記ころが接触する接触面と、該接触面と径方向で連続し、前記ころから離れる方向に傾斜し、前記ころが接触しない非接触面と、がそれぞれ形成されることを特徴とするかご形保持器付ころ軸受。
（２）  前記一対の円環部における前記非接触面の前記接触面に対する傾斜角は、１°〜１０°に設定され、
前記一対の円環部における前記非接触面は、前記保持器の板厚の１／５〜１／３、又は、前記柱部の非接触面の高さ以下に設定されることを特徴とする（１）に記載のかご形保持器付ころ軸受。
（３）  前記ころは、円錐ころ又は球面ころであって、
前記かご形保持器は、前記複数の柱部と、小径側の前記円環部と、大径側の前記円環部と、を備え、
前記大径側円環部は、前記非接触面が前記接触面よりも径方向外側に形成され、
前記小径側円環部は、前記非接触面が前記接触面よりも径方向内側に形成されることを特徴とする（１）又は（２）に記載のかご形保持器付ころ軸受。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のかご形保持器付ころ軸受によれば、かご形保持器の柱部及び一対の円環部には、ころが接触する接触面と、該接触面と径方向で連続し、ころから離れる方向に傾斜し、ころが接触しない非接触面と、がそれぞれ形成される。したがって、ころの端面と円環部の非接触面との間には、くさび状の潤滑剤溜まりが形成され、ころの端面と接触面との間に該潤滑剤溜まりから潤滑剤を供給して、油膜が形成される。これにより、保持器の製造が容易でありながら、潤滑性能をアップして耐摩耗性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るかご形保持器付円錐ころ軸受の断面図である。
【図２】（ａ）は、奥側のポケットを省略した、図１のかご形保持器の断面図であり、（ｂ）は、ＩＩ−ＩＩ線における断面図であり、（ｃ）は、ＩＩ´部拡大図であり、（ｄ）は、ＩＩ´´部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るかご形保持器付自動調心ころ軸受の断面図である。
【図４】（ａ）は、奥側のポケットを省略した、従来のかご形保持器の断面図であり、（ｂ）は、ＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施形態に係るかご形保持器付ころ軸受について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のかご形保持器付ころ軸受１０は、円錐ころ軸受であり、内周面に円錐状の外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に円錐状の内輪軌道面１２ａを有し、小径側に小鍔部１２ｂ、大径側に大鍔部１２ｃを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配置される複数の円錐ころ１３と、円錐ころを円周方向に等間隔で保持するかご形保持器２０と、を有する。
【００１５】
図２に示すように、かご形保持器２０は、円周方向に所定の間隔で設けられた複数の柱部２１と、複数の柱部２１の軸方向両端部をそれぞれ連結する大径側円環部２２及び小径側円環部２３と、を備える。そして、隣接する柱部２１、２１と、大径側円環部２２及び小径側円環部２３とは、円錐ころ１３を保持するポケットＰを画成する。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、かご形保持器２０は、大径側円環部２２から柱部２１及び小径側円環部２３に亘り、略一様の板厚ｔで、略直線状に傾斜して延び、小径側円環部２３は、径方向内側に湾曲して先端部まで延びている。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、ポケットＰを画成する柱部２１の周方向端面には、円錐ころ１３の転送面が接触する接触面２１ａと、接触面２１ａと径方向外側で連続し、円錐ころ１３から離れる方向に傾斜し、円錐ころ１３が接触しない非接触面２１ｂと、を有する。
【００１８】
また、図２（ｃ）に示すように、ポケットＰを画成する大径側円環部２２の軸方向端面には、円錐ころ１３の端面である頭部が接触する接触面２２ａと、接触面２２ａと径方向外側で連続し、円錐ころ１３から離れる方向に傾斜し、円錐ころ１３が接触しない非接触面２２ｂと、を有する。大径側円環部２２の非接触面２２ｂは、接触面２２ａに対して傾斜角Φが、１°〜１０°に設定され、非接触面２２ｂの高さａ１は、保持器２０の板厚ｔの１／５〜１／３、又は、柱部２１の非接触面２１ｂの高さｔ１以下に設定される。
【００１９】
さらに、図２（ｄ）に示すように、ポケットＰを画成する小径側円環部２３の軸方向端面には、円錐ころ１３の端面である尾部が接触する接触面２３ａと、接触面２３ａと径方向内側で連続し、円錐ころ１３から離れる方向に傾斜し、円錐ころ１３が接触しない非接触面２３ｂと、を有する。小径側円環部２３の非接触面２３ｂは、接触面２３ａに対して傾斜角Φが、１°〜１０°に設定され、非接触面２３ｂの高さａ２は、保持器２０の板厚ｔの１／５〜１／３、又は、柱部２１の非接触面２１ｂの高さｔ１以下に設定される。
なお、接触面２１ａ、２２ａ、２３ａと非接触面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂは、いずれも平坦面であるが、接触面２１ａ、２２ａ、２３ａと非接触面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂとの境界部分は、バリが生じないように滑らかに湾曲させている。
また、本実施形態では、非接触面２２ｂ、２３ｂの高さａ１、ａ２は、柱部２１の非接触面２１ｂの高さｔ１と等しく設定されている。
さらに、大径側円環部２２及び小径側円環部２３の接触面２２ｂ、２３ｂは、円錐ころの頭部又は尾部の対向する端面と略平行に形成されている。
【００２０】
したがって、円錐ころ１３の頭部端面や尾部端面と大径側及び小径側円環部２２、２３の非接触面２２ｂ、２３ｂとの間には、くさび状の潤滑剤溜まりＧがそれぞれ形成され、円錐ころ１３の頭部端面や尾部端面と接触面２２ａ、２３ａとの間に該潤滑剤溜まりＧから油やグリースなどの潤滑剤を供給して、油膜が常に形成される。これにより、潤滑性能をアップして保持器２０のポケットＰの耐摩耗性を向上することができる。
特に、本実施形態の円錐ころ軸受が鉄道車両等に組み込まれる場合には、冬場の初動運転時により効果的である。
【００２１】
なお、本実施形態のかご形保持器２０の材料は任意であり、金属製であっても、樹脂製であってもよい。特に、上述した形状を有するかご形保持器２０が金属製の場合には、プレス加工によっても成形しやすく、また、削り加工でも容易に成形することができる。また、樹脂製の場合にも、金型の構造が非常に簡単で、容易に鋳造することができる。
【００２２】
また、大径側及び小径側円環部２２、２３と柱部２１とを曲面状に繋ぐ隅部Ｒ（図２（ａ）参照）は、従来のものより曲率半径が大きくなり、プレス成形による塑性変形又は応力集中が生じ難いため、従来のものより隅部Ｒにおける応力が小さくなり、保持器２０の強度を向上することができる。
さらに、円錐ころ１３の頭部端面や尾部端面は平坦面であってもよいが、凸曲面に形成されてもよい。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態の円錐ころ軸受１０によれば、かご形保持器２０の柱部２１及び大径側及び小径側の円環部２２、２３には、円錐ころ１３が接触する接触面２１ａ、２２ａ、２３ａと、該接触面２１ａ、２２ａ、２３ａと径方向で連続し、円錐ころ１３から離れる方向に傾斜し、円錐ころ１３が接触しない非接触面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂと、がそれぞれ形成される。したがって、円錐ころ１３の端面と円環部２２、２３の非接触面２２ｂ、２３ｂとの間には、くさび状の潤滑剤溜まりＧが形成され、円錐ころ１３の端面と接触面２２ａ、２３ａとの間に該潤滑剤溜まりＧから潤滑剤を供給して、油膜が形成される。これにより、保持器２０の製造が容易でありながら、潤滑性能をアップして耐摩耗性を向上することができる。
【００２４】
また、大径側及び小径側円環部２２、２３における非接触面２２ｂ、２３ｂの接触面２２ａ、２３ａに対する傾斜角Φは、１°〜１０°に設定され、大径側及び小径側円環部２２、２３における非接触面２２ｂ、２３ｂは、保持器２０の板厚ｔの１／５〜１／３、又は、柱部２１の非接触面２１ｂの高さｔ１以下に設定されるので、円錐ころ１３の端面と円環部２２、２３の非接触面２２ｂ、２３ｂとの間には、くさび状の潤滑剤溜まりＧがより確実に形成され、円錐ころ１３の端面と接触面２２ａ、２３ａとの間の油膜が無くならないように、潤滑剤溜まりＧから潤滑剤を供給することができる。
【００２５】
また、大径側円環部２２では、非接触面２２ｂが接触面２２ａよりも径方向外側に形成され、小径側円環部２３では、非接触面２３ｂが接触面２３ａよりも径方向内側に形成される。これは、例えば、円錐ころ軸受１０が、鉄道車両用など、軸受箱（図示せず）内に収容されて利用される場合、軸受箱中の油が、図１の矢印Ａに示すように上方に掻き上げられて軸受上方から降り注ぐ。このため、大径側円環部２２の上方に位置する部分の潤滑剤溜まりＧに油が供給され、また、小径側円環部２３の下方に位置する部分の潤滑剤溜まりＧに油が供給される。仮に、大径側円環部２２及び小径側円環部２３の両方で、外周面側に非接触面を設けると、円錐ころ軸受１０の円錐形状に起因して、小径側円環部２３側で油の補給が十分でないことが想定される。また、仮に、大径側円環部２２及び小径側円環部２３の両方で、内周面側に非接触面を設けると、円錐ころ軸受１０の円錐形状に起因して、大径側円環部２２側で油の補給が十分でないことが想定される。したがって、大径側円環部２２の外周面側に非接触面２２ｂを設け、小径側円環部２３の内周面側に非接触面２３ｂを設けることで、油膜を効果的に保持することができる。
【００２６】
図３は、本発明の第２実施形態に係る自動調心ころ軸受を示す断面図である。自動調心ころ軸受１０ａは、内周面に単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面の幅方向両側にそれぞれが外輪軌道面１１ａと対向する一対の内輪軌道面１２ａ、１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと一対の内輪軌道面１２ａ、１２ａとの間に、２列に転動自在に配置された複数の球面ころ１３ａ、１３ａと、各列の球面ころ１３ａ、１３ａを円周方向に等間隔で保持する一対のかご形保持器２０を有する。
【００２７】
各かご形保持器２０は、円周方向に所定の間隔で設けられた複数の柱部２１と、複数の柱部２１の軸方向両端部をそれぞれ連結する大径側円環部２２及び小径側円環部２３と、を備え、第１実施形態と同様に、柱部２１及び大径側及び小径側円環部２２、２３には、球面ころ１３ａが接触する接触面と、該接触面と径方向（即ち、柱部２１と大径側円環部２２では径方向外側、小径側円環部２３では径方向内側）で連続し、球面ころ１３ａから離れる方向に傾斜し、球面ころ１３ａが接触しない非接触面と、がそれぞれ形成される。
なお、本実施形態のかご形保持器２０は、大径側円環部から柱部２１を介して小径側円環部２３まで、一様の板厚で、半径方向に湾曲して形成されている。
【００２８】
従って、本実施形態の自動調心ころ軸受１０ａにおいても、第１実施形態と同様に、保持器２０のポケットＰ、即ち、柱部２１の円周方向端面及び大径側及び小径側円環部２２、２３の軸方向端面を形成することで、保持器２０の製造が容易でありながら、潤滑性能をアップして耐摩耗性を向上することができる。
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。
【００２９】
尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例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。
【符号の説明】
【００３０】
１０  円錐ころ軸受（ころ軸受）
１０ａ  自動調心ころ軸受（ころ軸受）
１１  外輪
１２  内輪
１３  円錐ころ
１３ａ  球面ころ
２０  かご形保持器
２１  柱部
２２  大径側円環部
２３  小径側円環部
Ｐ  ポケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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