(57)【要約】【課題】円筒ころ軸受運転中のころのスキューを緩和して、軸受の発熱を抑制する。【解決手段】単列円筒ころ軸受に組み込まれる、保持器１０の環状部１１の外周面に、軸方向および周方向に対して同一方向に傾斜する複数のフィン１４を設ける。軸受を運転すると、フィン１４が回転軌跡上の流体を軸方向一方へと押し出し、その反作用で保持器１０に軸方向他方への推進力が生じる。保持器１０の推進に伴い、ポケット１３内に収納された円筒ころにも推力が生じるため、そのスキューが緩和され、スキューに伴う軸受の発熱が抑制される。【選択図】図３
2008232323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に軌道を有する内輪と、内周に軌道を有する外輪と、内輪の軌道と外輪の軌道との間に転動自在に介在する複数の円筒ころとを有する円筒ころ軸受に組み込まれ、円筒ころを所定間隔に保持する円筒ころ軸受用保持器において、
一対の環状部と環状部同士を連結する複数の柱とを有し、隣接する柱間を円筒ころを収納するポケットとし、前記環状部および柱の少なくとも一方の外周面または内周面に、軸受の回転により、軸方向の一方に推進力を生じさせるフィンを設けたことを特徴とする円筒ころ軸受用保持器。
【請求項２】
上記フィンは、軸方向および周方向に対して傾斜して直線状に延びる請求項１に記載の円筒ころ軸受用保持器。
【請求項３】
上記環状部の、ポケット内で対向する対向面の少なくとも一方に、軸方向への推進時にポケット内の円筒ころに当たる凸部を設けた請求項１または２に記載の円筒ころ軸受用保持器。
【請求項４】
上記フィンを、軸方向の外側に向かって広がる形状にした請求項１から３のいずれかに記載の円筒ころ軸受用保持器。
【請求項５】
外周に軌道を有する内輪と、内周に軌道を有する外輪と、内輪の軌道と外輪の軌道との間に転動自在に介在する複数の円筒ころとを有し、この円筒ころを所定間隔に保持する請求項１から４のいずれかに記載の円筒ころ軸受用保持器を組み込んだ円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械主軸の支持をはじめとして、各種産業機械等で幅広く利用される円筒ころ軸受およびこれに組み込まれる円筒ころ軸受用の保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒ころ軸受が回転運動を行う場合には、円筒ころの中心軸と内輪および外輪の中心軸が非平行状態のまま円筒ころが回転する、いわゆるスキューが発生することが避けられない。
このとき、スキューしている円筒ころは、その自転方向に向かって進もうとするため、円筒ころにアキシャル荷重を負荷していない場合であっても、円筒ころは、内輪または外輪の両側に設けられた鍔の内側面に接触して力を及ぼしている。
【０００３】
このような状態のまま、円筒ころ軸受の回転が続くと、円筒ころと鍔の摩擦が大きくなって発熱が発生するだけでなく、潤滑不良などの悪条件が重なると、円筒ころ軸受の焼付きに至るおそれがある。
【０００４】
ここで、特許文献１のように、円筒ころの形状を工夫することで、スキューした円筒ころと鍔とが接触した際の摩擦を小さくする試みがなされているが、発熱の抑制には限界があった。
【特許文献１】特開２００４−６０８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、この発明は、円筒ころ軸受運転中のころのスキューを緩和して、軸受の発熱を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するため、円筒ころ軸受用保持器について、一対の環状部と環状部同士を連結する複数の柱とを有し、隣接する柱間を円筒ころを収納するポケットとし、前記環状部および柱の少なくとも一方の外周面または内周面に、軸受の回転により、軸方向の一方に推進力を生じさせるフィンを設けた構成を採用したのである。
【０００７】
上記のように、円筒ころ軸受用保持器にフィンを設けると、軸受の運転中に、保持器から円筒ころに軸方向の一方への推力が加わるため、円筒ころのスキューが緩和される。
これにより、円筒ころと内輪または外輪の鍔との摩擦が減じられ、円筒ころ軸受の発熱が抑制される。
【０００８】
ここで、フィンは、軸方向および周方向に対して傾斜して直線状に延びるようにすると、構造が簡単であるため、保持器周面上へのフィンの形成が容易である。
【０００９】
また、環状部の対向面の少なくとも一方に、保持器の推進時にポケット内の円筒ころに当たる凸部を設けると、保持器がころに推力を与える際の接触面積が小さくなるため、保持器と円筒ころの摩擦による発熱が抑制される。
【００１０】
フィンを保持器の軸方向の外側に向かって広がる形状にすると、円筒ころの転動面から掻き出された潤滑剤はフィンに押し戻され、ポケット内の円筒ころに返戻される。
そのため、円筒ころの転動面に潤滑剤が常時送り込まれることとなり、軸受の潤滑性が向上する。
【発明の効果】
【００１１】
円筒ころ軸受用保持器の周面に、軸受の回転により、軸方向に推進力を生じさせるフィンを設けたため、保持器から円筒ころに軸方向の一方への推力が加わるため、円筒ころのスキューが緩和され、軸受の発熱が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
まず、図１に従って、実施形態の円筒ころ軸受１の基本構成を説明する。
円筒ころ軸受１は、外周面に内輪軌道２ａを有する内輪２と、内周面に外輪軌道３ａを有する外輪３と、内輪軌道２ａと外輪軌道３ａとの間に転動自在に組み込まれた複数の円筒ころ４と、内輪軌道２ａと外輪軌道３ａとの間に回転自在に組み込まれ、円筒ころ４を等間隔に保持する保持器１０とからなる。
【００１４】
また、内輪２の内輪軌道２ａの両側には、一対の鍔２ｂが設けられており、各円筒ころ４は、一対の鍔２ｂにより軸方向両側からはさまれることで、円筒ころ４の軸受１からの脱落が防止されている。
ここで、内輪２の鍔部２ｂ間の長さは、円筒ころ４の軸方向の長さよりも大きめに設定されているため、鍔部２ｂと円筒ころ４との間には若干の隙間が生じている。
【００１５】
この内輪２は、工作機械等の主軸外周に嵌め合わされ、外輪３は、ハウジング等の開口外周に嵌め合わされ、主軸が回転すると、これに従って内輪２が回転し、軌道２ａ、３ａに沿って円筒ころ４が回転することにより、軸受１は主軸を回転可能な状態で支持している。
【００１６】
また、保持器１０は、図２および図３に示すように、対向する一対の環状部１１と、環状部１１間で軸方向に延び、環状部１１同士を連結する複数の柱１２とを有する。
この柱１２は、環状部１１の円周方向に等間隔を置いて並列しており、柱１２間のポケット１３には、円筒ころ４を収納している。
また、隣接する柱１２の対向面は、円筒ころ４の転動面に沿って、円弧状に凹んでいる。
さらに、一対の環状部１１の対向する面には、ポケット１３の中央部で向かい合う円柱状の凸部１１ａがそれぞれ設けられている。
【００１７】
さらに、環状部１１外周面には、周方向に等間隔を置いて並列する相似形のフィン１４が設けられている。
各フィン１４は、保持器１０の軸方向および周方向に対して同一方向に傾斜して直線状に延び、その傾斜角は、軸方向に対して、ほぼ同じとなっている。
また、フィン１４は、保持器１０の軸方向一方に向かって幅および厚みが漸減して、ほぼ楔形の外観を呈している。
【００１８】
この保持器１０は、合成樹脂を射出成形することにより、環状部１１と柱１２とフィン１４とが一体に成形されている。
射出成形に用いる合成樹脂としては、例えばポリエーテルエーテルケトン樹脂（ Ｐ Ｅ Ｅ Ｋ ） 、ポリアミド樹脂（ Ｐ Ａ ： Ｐ Ａ ６ ６ 、Ｐ Ａ ４ ６ ） 、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ Ｐ Ｐ Ｓ ） 等の自己潤滑性を有する合成樹脂がある。
これら合成樹脂には、必要に応じてカーボンファイバ（ Ｃ Ｆ ） 、グラスファイバ（ Ｇ Ｆ ） 等の充填材を所要量配合する。
【００１９】
ここで、上記したように、円筒ころ４と、内輪２の鍔２ｂの間には、隙間が生じているため、軸受１の運転開始時には、図４(ａ)および図４(ｂ)のように、円筒ころ４が正規の自転軸からずれ傾き、スキューすることがある。
【００２０】
しかし、軸受１の運転が続くと、フィン１４がその回転軌跡上の空気等の流体を、軸方向一方へ押し出し、その反作用で、軸方向他方への推進力が生じるようになる。
そのため、図４(ｃ)のように、ポケット１３内に収納された円筒ころ４は、保持器１０の環状部１１の凸部１１ａに押されて推力が生じ、スキューが緩和する。
この時、円筒ころ４がどちらの方向にスキューしていたとしても、凸部１１ａの高さがポケット１３隙間の半分よりも大きければ、スキューが緩和する方向に推力が発生することになる。
このようにして、円筒ころ４のスキューが緩和されることにより、軸受１の発熱を抑制することができる。
【００２１】
ここで、上述したように、円筒ころ４と、保持器１０との接触は、凸部１１ａのみであって、接触面積が小さく、しかも接触場所は、回転の周速が小さいころ端面の中心であるから、これらの摩擦は非常に小さくなっており、発熱が抑制されている。
【００２２】
ここで、フィン１４は、保持器１０の周方向に相似形のものが等配されているため、保持器１０には、その周方向に均等に推進力が生じ、軸方向への推進がスムーズになされる。
【００２３】
さらに、フィン１４は、保持器１０外周面から突出しているため、隣り合うフィン１４の間に潤滑剤が溜まりやすくなっている。
こうしてフィン１４の間は、潤滑剤溜まりとして機能するため、軸受１の潤滑性が向上している。
【００２４】
また、この保持器１０の射出成形で、柱１２上にウェルドラインＷを形成した場合、フィン１４は、図２のように、このウェルドラインＷ上に配置されるのが望ましい。
これにより、強度に劣るウェルドラインＷは、フィン１４の分だけ厚みを増して補強されている。
ウェルドラインＷ上以外に配置されたフィン１４についても、同様に補強リブとしての機能を発揮し、保持器１０を補強していることは無論である。
【００２５】
図５および図６に示す、他の例の保持器１０は、その環状部１１周面上のフィン１４が、保持器１０のポケット１３側に向かって、幅および厚みが漸減する楔形となっている。
フィンの形状をこのようにすると、円筒ころ４の転動面から掻き出された潤滑剤は、フィン１４によってポケット１３へと押し戻され、円筒ころ４の転動面に返戻されるため、潤滑性が向上する。
【００２６】
ここで、フィン１４の位置、長さは上記実施形態に限定されない。
例えば、フィン１４を保持器１０内外周面の両面や、内周面のみに形成したりしてもよい。
また、フィン１４を柱１２にも形成したり、各フィン１４で長さを違えたりしてもよい。
【００２７】
フィン１４の形状も直線状に限られず、保持器１０に軸方向の推進力を生じさせるのであれば、湾曲していたり、流線型であったりしてもよい。
【００２８】
さらに、保持器１０の材質、製法も実施形態に限定されず、金属製にしたり、フィン１４を後付けしたりしてもよい。
例えば、一方環状部１１と柱１２を一体に成形し、これと他方環状部１１とを鋲でかしめることで保持器１０を形成しても良い。
【００２９】
実施形態では、保持器１０を単列ころ軸受１に用いているが、複列ころ軸受に用いてもよい。
同様に、実施形態では、軸受１を、内輪軌道２ａの両側に鍔２ｂが設けられた、いわゆるＮタイプ軸受としているが、外輪軌道３ａの両側に鍔が設けられた、いわゆるＮＵタイプ軸受としてもよい。
【００３０】
環状部１１の凸部１１ａの形状は、実施形態の円柱状に限定されず、たとえば、楕円柱状にしてもよい。
同様に、凸部１１ａの数および位置は、ポケット１３の中央部の１つに限られず、例えば、ポケット１３中央部を避けて２つ以上並列させてもよい。
ただし、凸部１１ａの位置は、円筒ころ４に当たる際にころ端面の中心から離れていると、ころ４の回転の周速が大きくなり、摩擦が大きくなることによる保持器１０と円筒ころ４の発熱が懸念されるため、できるだけころ端面の中心の近くにするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】軸受の要部を示す断面図
【図２】ころを収納した保持器の要部を示す正面図
【図３】保持器の全体斜視図
【図４】保持器がころのスキューを正す様子を示す模式図
【図５】他の例の軸受の要部を示す断面図
【図６】ころを収納した他の例の保持器の要部を示す正面図
【符号の説明】
【００３２】
１  軸受
２  内輪
２ａ  内輪軌道
２ｂ  鍔
３  外輪
３ａ  外輪軌道
４  円筒ころ
１０  保持器
１１  環状部
１１ａ  凸部
１２  柱
１３  ポケット
１４  フィン
Ｗ  ウェルドライン
【図１】
2008232323.tif 000003
【図２】
2008232323.tif 000004
【図３】
2008232323.tif 000005
【図４】
2008232323.tif 000006
【図５】
2008232323.tif 000007
【図６】
2008232323.tif 000008