(57)【要約】      （修正有）【課題】球面ころの収容本数を増加した自動調心ころ軸受用保持器を提供する。【解決手段】自動調心ころ軸受用保持器１５は、一対のリング部１７，１８と、一対のリング部１７，１８の端面それぞれから互いに向かい合うように突出する一対の凸部１７ａ，１８ａと、一対のリング部１７，１８を相互に連結する柱部１９とを有する。また、少なくとも一対の凸部１７ａ，１８ａと柱部１９との間に球面ころ１４を収容するポケットが形成されている。そして、柱部１９の周方向の厚み寸法Ｌ１と、凸部１７ａ，１８ａの周方向の厚み寸法Ｌ２とは、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。【選択図】図２
2008151315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のリング部と、
前記一対のリング部の端面それぞれから互いに向かい合うように突出する一対の凸部と、
前記一対のリング部を相互に連結する柱部とを有し、
少なくとも前記一対の凸部と前記柱部との間に球面ころを収容するポケットが形成されており、
前記柱部の周方向の厚み寸法Ｌ１と、前記凸部の周方向の厚み寸法Ｌ２とは、Ｌ１＞Ｌ２を満たす、自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項２】
前記凸部の突出量をＡと、前記ポケットに収容される球面ころの端面から最大径部分までの距離をＢとすると、Ａ＜Ｂを満たす、請求項１に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項３】
前記ポケットに収容される球面ころの最大径部分に対面する柱部の中央領域は、球面ころのピッチ円の下側に位置する、請求項１または２に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項４】
前記一対の凸部と前記柱部とは、前記一対のリング部の円周方向に交互に配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項５】
内輪と、
外輪と、
前記内輪および前記外輪の間に配置される複数の球面ころと、
隣接する前記球面ころの間隔を保持する請求項１〜４のいずれかに記載の自動調心ころ軸受用保持器とを備える、自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動調心ころ軸受、特に低速、高荷重環境下で使用される自動調心ころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動調心ころ軸受１１１は、例えば、特開２００６−７１０３１号公報（特許文献１）に記載されている。図６を参照して、同公報に記載されている自動調心ころ軸受１１１は、内輪１１２と、外輪１１３と、内輪１１２および外輪１１３の間に複列に配置された複数の球面ころ１１４と、隣接する球面ころ１１４の間隔を保持する保持器１１５とを備える。
【０００３】
図７を参照して、保持器１１５は、リング部とリング部の端面から突出する柱部１１５ａとを有し、隣接する柱部１１５ａの間に球面ころ１１４を収容するポケット１１５ｂが形成されている。柱部１１５ａは、球面ころ１１４のピッチ円を跨いで径方向に延在し、球面ころ１１４の径方向への抜け止めおよび隣接する球面ころ１１４の間隔を一定に保つ機能を有する。
【０００４】
上記構成の自動調心ころ軸受１１１は、構造上負荷容量が大きく、重荷重、振動、および衝撃荷重等を受ける環境下での使用に適した軸受である。また、回転軸の撓みに対して調心性を有しており、例えば、建設機械、鉄鋼設備、一般産業機械等（以下、「建設機械等」という）の用途に広く利用されている。
【特許文献１】特開２００６−７１０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、建設機械等の高出力化およびコンパクト化の要求が高まっている。建設機械等を高出力化した場合、自動調心ころ軸受１１１に負荷される荷重が増大する。これにより、従来の自動調心ころ軸受１１１では、負荷容量不足による軸受寿命の低下が問題となる。なお、この問題は、建設機械等を高出力化した場合に留まらず、従来と荷重条件の同じ自動調心ころ軸受１１１をコンパクト化しようとする場合にも生じ得る。
【０００６】
高荷重に対応する最も簡単な方法は、自動調心ころ軸受１１１を大型化することであるが、コンパクト化の要請に反する。そこで、自動調心ころ軸受１１１の軸受サイズを維持したまま、負荷容量を大きくすることが望まれる。
【０００７】
自動調心ころ軸受１１１の負荷容量を大きくする方法として、球面ころ１１４のころ径を大きくすることが考えられる。しかし、軸受の主要寸法（寸法系列）はＪＩＳやＩＳＯ等で規定されており、自由に変更することができない場合もある。
【０００８】
また、負荷容量を大きくする他の方法として、球面ころ１１４の本数を増加させることが考えられる。しかし、球面ころ１１４の左右には保持器１１５の柱部１１５ａが配置されており、柱部１１５ａの強度確保の観点から柱部１１５ａの太さを一定値以上にする必要がある。その結果、隣接する球面ころ１１４の間隔を小さくして収容可能な球面ころ１１４の本数を増やすことは困難であった。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、球面ころの収容本数を増加した自動調心ころ軸受用保持器、およびこのような保持器を採用したコンパクトで負荷容量の高い自動調心ころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、一対のリング部と、一対のリング部の端面それぞれから互いに向かい合うように突出する一対の凸部と、一対のリング部を相互に連結する柱部とを有し、少なくとも一対の凸部と柱部との間に球面ころを収容するポケットが形成されている。そして、柱部の周方向の厚み寸法Ｌ１と、凸部の周方向の厚み寸法Ｌ２とは、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。
【００１１】
強度部材として機能する柱部と比較して、凸部は周方向の厚み寸法を小さくすることができる（Ｌ１＞Ｌ２）。その結果、凸部を挟んで隣接する球面ころの間隔を小さくすることができるので、収容可能なころ本数が増加する。
【００１２】
また、一対のリング部を相互に連結する柱部を少なくとも一箇所に設けることにより、自動調心ころ軸受用保持器を一体として取り扱うことができる。その結果、自動調心ころ軸受の組立性が向上する。
【００１３】
好ましくは、凸部の突出量をＡとポケットに収容される球面ころの端面から最大径部分までの距離をＢとすると、Ａ＜Ｂを満たす。これにより、凸部の先端が隣接する球面ころの間隔が最小となる位置まで達しないので、隣接する球面ころの間隔を小さくすることができる。その結果、より多くの球面ころを収容することが可能となる。
【００１４】
好ましくは、ポケットに収容される球面ころの最大径部分に対面する柱部の中央領域は、球面ころのピッチ円の下側に位置する。球面ころの最大径部分に対面する位置で柱部をピッチ円から外れた領域に配置することにより、隣接する球面ころの間隔を小さくすることができる。その結果、より多くの球面ころを収容することが可能となる。
【００１５】
好ましくは、一対の凸部と柱部とは、一対のリング部の円周方向に交互に配置されている。隣接する球面ころの間隔が大きい位置では相対的に負荷容量が小さくなり、間隔が小さい位置では相対的に負荷容量が大きくなる。そこで、凸部と柱部とを交互に配置することにより、自動調心ころ軸受全体として周方向の負荷容量を均一化することができる。
【００１６】
なお、本明細書中「交互に配置する」とは、凸部と柱部とを一定の規則で配置することを意味するものである。すなわち、凸部と柱部とを１：１の割合で配置する場合のみならず、２：１や３：１の割合で配置する場合も含むものとして理解すべきである。
【００１７】
この発明に係る自動調心ころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置される複数の球面ころと、隣接する球面ころの間隔を保持する上記のいずれかに記載の自動調心ころ軸受用保持器とを備える。
【００１８】
上記構成の保持器を採用することにより、軸受サイズを維持しつつ負荷容量を大きくした自動調心ころ軸受を得ることができる。また、従来と同等の負荷容量とした場合には、よりコンパクトな自動調心ころ軸受を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、一対のリング部の間に一対の凸部と柱部とを混在させたことにより、軸受サイズを維持したまま、負荷容量を大きくした自動調心ころ軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜図５を参照して、この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受１１を説明する。なお、図１は自動調心ころ軸受１１を示す図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図であって、保持器１５を径方向から見た図である。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶにおける断面図であって、柱部１９の端部領域の形状を示す図である。図５は図１のＶ−Ｖにおける断面図であって、柱部１９の中央領域の形状を示す図である。
【００２１】
まず、図１を参照して、自動調心ころ軸受１１は、内輪１２と、外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に複列に配置された複数の球面ころ１４と、隣接する球面ころ１４の間隔を保持する自動調心ころ軸受用保持器１５，１６（以下、単に「保持器」という）とを備える。内輪１２は、その外径面に左右２列の内輪軌道面１２ａ，１２ｂを有する。外輪１３は、その内径面に内輪軌道面１２ａ，１２ｂ対面する球面形状の外輪軌道面１３ａを有する。
【００２２】
球面ころ１４は、球の一部を構成する曲面形状の転動面１４ａと、平面形状の両端面１４ｂとを有する全体としてたる型の転動体である。また、球面ころ１４の最大径位置がころ長さの中央に位置する対称ころである。そして、この球面ころ１４は、左右の内輪軌道面１２ａ，１２ｂそれぞれに複数配置されて、内輪軌道面１２ａ，１２ｂおよび外輪軌道面１３ａの間を転動する。
【００２３】
次に、図２〜図５を参照して、保持器１５について詳しく説明する。なお、保持器１６も同様の構成であるので、説明は省略する。
【００２４】
まず、図２を参照して、保持器１５は、一対のリング部１７，１８と、一対のリング部１７，１８の端面それぞれから互いに向かい合うように突出する一対の凸部１７ａ，１８ａと、一対のリング部１７，１８を相互に連結する柱部１９とを有する。
【００２５】
リング部１７，１８は円環形状の部材であって、内輪１２の外径面に沿って配置される。図１に示す実施形態においては、リング部１７が内輪１２の軸方向中央部側に、リング部１８が軸方向端部側にそれぞれ配置されている。
【００２６】
一対の凸部１７ａ，１８ａと柱部１９とは、一対のリング部１７，１８の円周方向にほぼ等間隔に配置されている。なお、図２に示す実施形態においては、凸部１７ａ，１８ａと柱部１９とが１：１の割合で交互に配置されている。そして、一対の凸部１７ａ，１８ａと柱部１９との間には、球面ころ１４を収容するポケット２０が形成されている。
【００２７】
また、柱部１９の周方向の厚み寸法をＬ１、凸部１７ａの周方向の厚み寸法をＬ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２を満たすように設定する。なお、凸部１８ａと柱部１９との周方向の厚み寸法についても同様の関係が成立する。
【００２８】
一対のリング部１７，１８を相互に連結する柱部１９を少なくとも一箇所に設けることにより、保持器１５を一体として取り扱うことができる。その結果、組立や補修の際に球面ころ１４の脱落を防止することができる等、自動調心ころ軸受１１の組立性が向上する。
【００２９】
また、柱部１９は保持器１５の形状を保持する強度部材として機能するので、保持器１５の強度が向上する。その結果、保持器１５，１６の破損に起因する自動調心ころ軸受１１のトラブルを防止することができる。これは、鉄鋼設備をはじめとするプラント設備等のように、軸受の交換が非常に困難な箇所に使用される自動調心ころ軸受１１にとって、有利な効果を奏する。
【００３０】
なお、ポケット２０に収容される球面ころ１４は、最大径部分が長さ方向の中央領域に位置し、両端部に近づくほどころ径が小さくなる。そのため、柱部１９は中央領域が細く、両端部に近づくほど太くなっている。
【００３１】
ここで、保持器１５の形状を保持する強度部材として機能する柱部１９は、周方向の厚み寸法Ｌ１をあまり小さくすることができない。一方、凸部１７ａ，１８ａは、柱部１９と比較して厚み寸法Ｌ２を小さくすることができる（Ｌ１＞Ｌ２）。
【００３２】
すなわち、凸部１７ａ，１８ａを挟んで隣接する球面ころ１４の間隔は、柱部１９を挟んで隣接する球面ころ１４の間隔より小さくなる。その結果、保持器１５全体として収容可能な球面ころ１４の本数が増加する。
【００３３】
さらに、凸部１７ａの突出量をＡ、ポケット２０に収容される球面ころ１４（図２では破線で示す）の端面から最大径部分までの距離をＢとするとＡ＜Ｂを満たすように設定する。なお、凸部１８ａと球面ころ１４との間にも同様の関係が成立する。
【００３４】
隣接する球面ころ１４の間隔は、球面ころ１４の最大径部分で最小となる。そこで、凸部１７ａ，１８ａの先端を球面ころ１４の最大径部分に対面する位置に達しないようにすることで、隣接する球面ころ１４の間隔を小さくすることができる。その結果、より多くの球面ころ３４を収容することが可能となるので、軸受サイズを維持したまま負荷容量を大きくした自動調心ころ軸受１１を得ることができる。
【００３５】
次に、図３および図４を参照して、柱部１９の端部領域は、球面ころ１４のピッチ円ｃを跨ぐように径方向に延在し、球面ころ１４の径方向外側および径方向内側への脱落を防止する。なお、この実施形態においては、柱部１９のリング部１７に近い側の径方向の高さが、リング部１８に近い側の径方向の高さより高く設定されている。
【００３６】
また、柱部１９の球面ころ１４に対面する壁面は、球面ころ１４の転動面に沿う曲面形状であって、球面ころ１４の回転を案内する案内面として機能する。なお、凸部１７ａ，１８ａも同様の構成であるので、詳しい説明は省略する。
【００３７】
次に、図５を参照して、ポケット２０に収容される球面ころ１４の最大径部分に対面する柱部１９の中央領域は、球面ころ１４のピッチ円ｃの下側に位置する。自動調心ころ軸受１１において、隣接する球面ころ１４の間隔はピッチ円ｃ上で最小となる。そこで、柱部１９をピッチ円ｃから外れた領域に配置することにより、隣接する球面ころ１４の間隔を小さくすることができる。その結果、より多くの球面ころ１４を収容することが可能となるので、軸受サイズを維持したまま負荷容量を大きくした自動調心ころ軸受１１を得ることができる。
【００３８】
上記構成の保持器１５は、強度部材としての柱部１９の強度を保持しつつ、凸部１７ａ，１８ａの周方向の厚み寸法を削減することによって収容可能な球面ころ１４の本数を増加している。これにより、保持器１５の破損等のトラブルを防止すると共に、負荷容量の高い自動調心ころ軸受１１を得ることができる。
【００３９】
なお、上記の実施形態において、凸部１７ａ，１８ａと柱部１９とは、１：１の割合で交互に配置された例を示したが、これに限ることなく、任意の割合（２：１、３：１等）で配置することが可能である。この場合、周方向に隣接する凸部の間、または周方向に隣接する柱部の間にも球面ころを収容するポケットが形成される。
【００４０】
また、上記の実施形態においては、柱部１９の中央領域を球面ころ１４のピッチ円ｃの下側に配置した例を示したが、隣接する球面ころ１４の間隔を小さくする観点からは、柱部１９はピッチ円ｃから外れた位置、すなわちピッチ円ｃの上側に配置してもよい。
【００４１】
また、上記の実施形態においては、保持器１５，１６を左右で分離して、それぞれ独立して回転可能とした例を示したが、これに限ることなく、左右一体構成の保持器であってもよい。
【００４２】
また、上記の実施形態における保持器１５，１６は、任意の材料および製造方法を採用することができる。例えば、樹脂材料を射出成型した樹脂製保持器であってもよいし、鋼板をプレス加工して製造したプレス保持器であってもよいし、金属を切削加工して製造した揉み抜き保持器であってもよい。
【００４３】
また、上記の実施形態における球面ころ１４は、最大径位置がころの長さ方向の中央に存在する対称ころの例を示したが、これに限ることなく、ころの最大径位置が、ころの長さ方向の中央に存在しない非対称ころであってもよい。
【００４４】
また、上記の実施形態における保持器１５は、図１に示す自動調心ころ軸受１１に限られず、任意の形態の自動調心ころ軸受に採用することができる。例えば、左右の軌道面の間に中鍔を有する自動調心ころ軸受、または左右の軌道面の間に案内輪を配置した自動調心ころ軸受にも適用することができる。
【００４５】
さらに、上記構成の自動調心ころ軸受１１は、例えば、建設機械、鉄鋼設備、一般産業機械等の用途に利用することにより、建設機械等の耐久性が向上し、メンテナンス費用の削減効果が期待できる。また、軸受に負荷される荷重が従来と同程度であれば軸受サイズを小さくすることができるので、建設機械等をコンパクト化することができる。さらに、軸受回転時の摩擦および発熱を低減し、大気中へのＣＯ２の排出を削減可能な建設機械を得ることができる。
【００４６】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
この発明は、自動調心ころ軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖにおける断面図である。
【図６】従来の自動調心ころ軸受を示す図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１，１１１  自動調心ころ軸受、１２，１１２  内輪、１２ａ，１２ｂ  内輪軌道面、１３，１１３  外輪、１３ａ  外輪軌道面、１４，１１４  球面ころ、１４ａ  転動面、１４ｂ  端面、１５，１６，１１５  保持器、１７，１８  リング部、１７ａ，１８ａ，１１５ａ  凸部、１９  柱部、２０，１１５ｂ  ポケット。
【図１】
2008151315.tif 000003
【図２】
2008151315.tif 000004
【図３】
2008151315.tif 000005
【図４】
2008151315.tif 000006
【図５】
2008151315.tif 000007
【図６】
2008151315.tif 000008
【図７】
2008151315.tif 000009