(57)【要約】      （修正有）【課題】保持器付自動調心ころ軸受において、各球面ころの姿勢をより安定させてこれら各球面ころがスキューする事をより確実に防止し、より高速での運転が可能な構造を実現する。【解決手段】保持器４ｂの各柱部９ａ、９ａの円周方向両側面を、潤滑油を送り込み可能なポケット隙間を介して上記各球面ころ３の転動面と対向する凹曲面とする。これら各球面ころ３の軸方向に関して、上記各柱部９ａ、９ａの長さを、これら各球面ころ３の長さ以上とする。更に、各ポケット７ａ、７ａの外径側開口の幅寸法を、上記各柱部９ａ、９ａを円周方向に弾性変形させる事により、上記各球面ころ３をこの外径側開口を通じて押し込み可能な寸法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた球面ころと、これら各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた保持器とから成り、この保持器は、上記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した状態で上記各球面ころの軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分を上記各ポケットとしたものであり、これら各柱部の円周方向両側面は、潤滑油を送り込み可能なポケット隙間を介して上記各球面ころの転動面と対向する凹曲面であり、この凹曲面の断面形状を上記保持器の軸方向及び径方向で表わした場合に、軸方向に関する断面形状の曲率半径は、上記各球面ころの転動面の軸方向に関する曲率半径以上であり、径方向に関する断面形状の曲率半径は、上記転動面の円周方向に関する曲率半径よりも、上記ポケット隙間に見合う分だけ大きい保持器付自動調心ころ軸受に於いて、上記各球面ころの軸方向に関して、上記各柱部の長さはこれら各球面ころの長さ以上であり、上記各ポケットの外径側開口の幅寸法は、上記各柱部を円周方向に弾性変形させる事により、上記各球面ころをこの外径側開口を通じて押し込み可能な寸法としている事を特徴とする保持器付自動調心ころ軸受。
【請求項２】
円周方向に隣り合う柱部の先端縁同士の間隔が各球面ころの端面の直径よりも小さい、請求項１に記載した保持器付自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る保持器付自動調心ころ軸受は、例えばハウジングの内側に回転軸を支承する為に、製紙機械、金属の圧延機等、各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込んだ状態で使用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば重量の嵩む軸をハウジングの内側に回転自在に支承する為に従来から、例えば特許文献１〜３に記載された様な保持器付自動調心ころ軸受が使用されている。このうちの特許文献３に記載された保持器付自動調心ころ軸受は、各球面ころの姿勢を安定させてこれら各球面ころがスキューする事を防止し、高速運転が可能な構造として、特許文献１、２に記載された構造に比べて優れている。図３〜６は、この様な特許文献３に記載された構造を示している。この保持器付自動調心ころ軸受は、互いに同心に組み合わされた外輪１と内輪２との間に、複数の球面ころ３、３を転動自在に配列して成る。そして、保持器４、４により、これら複数の球面ころ３、３の姿勢並びに位置を規制している。
【０００３】
上記外輪１の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を形成している。又、内輪２の外周面の幅方向（図４の左右方向）両側には、それぞれが上記外輪軌道５と対向する、１対の内輪軌道６、６を形成している。又、上記複数の球面ころ３、３は、その最大径部が各球面ころ３、３の軸方向長さの中央部にある対称形（ビヤ樽形）で、上記外輪軌道５と上記１対の内輪軌道６、６との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けている。又、上記各球面ころ３、３の転動面の母線形状の曲率半径は、上記外輪軌道５及び上記内輪軌道６、６の母線形状の曲率半径よりも僅かに小さい。
【０００４】
又、上記両保持器４、４はそれぞれ、銅或いは真鍮等の銅系合金、又は、ステンレス鋼等の鉄系合金製の素材に切削加工乃至研削加工を施す事により一体に造られたもので、上記各球面ころ３、３を転動自在に保持する為の複数のポケット７、７を備えている。この為に上記両保持器４、４はそれぞれ、上記両列の球面ころ３、３同士の間に配置された円環状のリム部８と、複数の柱部９、９とを備える。これら各柱部９、９は、それぞれの基端部をこのリム部８の軸方向側面の円周方向等間隔複数個所に結合した（一体に連続させた）状態で、上記外輪１及び内輪２の軸方向に配置されている。又、上記各柱部９、９は、それぞれの先端部を、他の部分に結合しない自由端としている。そして、円周方向に隣り合う柱部９、９の円周方向側面と上記リム部８の軸方向片側面とで三方を囲まれる部分を、上記各ポケット７、７としている。
【０００５】
又、上記各柱部９、９の円周方向両側面を、上記各球面ころ３、３の転動面と相似形で凹凸が逆である、凹曲面部１０、１０としている。更に、上記各柱部９、９の長さを、上記各球面ころ３、３の軸方向長さの１／２よりも大きくしている。そして、円周方向に隣り合う柱部９、９の先端部円周方向側面同士の間隔を、上記各球面ころ３の最大直径よりも小さくしている。但し、上記円周方向に隣り合う柱部９、９の先端部円周方向側面同士の間隔が上記各球面ころ３、３の最大直径よりも小さい程度は、上記各柱部９、９を円周方向に弾性変形させつつ、前記各ポケット７、７内に上記各球面ころ３、３を押し込める程度に規制している。上述の様な上記各柱部９、９の円周方向両側面の形状は、図７に示す様な、回転式の削り工具１１により、これら各柱部９、９よりも幅広に形成した素柱部の円周方向両側面を切削乃至は研削する事により形成する。
【０００６】
上述の様な保持器４、４を組み込んだ保持器付自動調心ころ軸受の場合には、上記各球面ころ３、３の姿勢を安定させてこれら各球面ころ３、３がスキューする事を防止できる。この為、スキューに起因する振動の発生や発熱を抑えて、高速運転が可能になる。更に、上記各柱部９、９の長さを上記各球面ころ３、３の軸方向長さの１／２よりも大きくして、円周方向に隣り合う柱部９、９の先端部円周方向側面同士の間隔を上記各球面ころ３の最大直径よりも小さくしているので、上記各ポケット７、７を構成する、円周方向に隣り合う各柱部９、９の先端部が上記各球面ころ３を抱き込んで、上記各ポケット７、７からこれら各球面ころ３、３が、上記外輪１及び上記内輪２の軸方向に抜け出る事を防止する。従って、この内輪２の軸方向両端部外周面に、各球面ころ３の抜け止めの為の鍔部を形成する必要がなくなり、上記外輪１の内周面と上記内輪２の外周面との間の空間の開口端部の面積を広くできる為、この空間内に入り込む潤滑剤（潤滑油）の流量を多くして、高速運転を行なう面から有利になる。尚、両列の球面ころ３、３を保持する為には、図８に示す様な一体の保持器４ａを使用する事もできる。この様な一体型の保持器４ａの構造も、特許文献３に記載されている。
【０００７】
特許文献３に記載された構造は、各球面ころ３、３のスキューを防止すると共に潤滑油の送り込みに使用する開口部を広くして、高速運転を可能にする面から、従前の構造に比べて優れている。但し、各球面ころのスキューをより低減して、運転速度をより高くする面からは、改良の余地がある。即ち、上記特許文献３に記載された構造は、保持器４、４ａのポケット７、７内に各球面ころ３、３を、これら各保持器４、４ａの軸方向端部から押し込む事を考慮していた。この為、これら各球面ころ３、３の軸方向に関して、これら各球面ころ３、３の転動面と上記各柱部９、９の円周方向側面との対向長さが限られて、その分、これら各球面ころ３、３のスキューを防止する面から不利になる。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３１７７６０号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５２４９３２号公報
【特許文献３】特開２００６−２５０３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、特許文献３に記載された発明の利点をそのまま保持し、更に、各球面ころの姿勢をより安定させてこれら各球面ころがスキューする事をより確実に防止し、より高速での運転が可能な保持器付自動調心ころ軸受を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の保持器付自動調心ころ軸受は、前述した特許文献３に記載された保持器付自動調心ころ軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数個の球面ころと、保持器とから成る。
このうちの外輪は、球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成している。
又、上記内輪は、上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成している。
又、上記各球面ころは、上記外輪軌道と上記両内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。
又、上記保持器は、上記各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えている。この為にこの保持器は、上記両列の球面ころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの基端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した状態で上記各球面ころの軸方向に配置され、それぞれの先端部を他の部分に結合しない自由端とした複数の柱部とを備える。そして、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分を上記各ポケットとしている。
又、上記各柱部の円周方向両側面は、潤滑油を送り込み可能なポケット隙間を介して上記各球面ころの転動面と対向する凹曲面である。
又、この凹曲面の断面形状を上記保持器の軸方向及び径方向で表わした場合に、軸方向に関する断面形状の曲率半径は、上記各球面ころの転動面の軸方向に関する曲率半径以上であり、径方向に関する断面形状の曲率半径は、上記転動面の円周方向に関する曲率半径よりも、上記ポケット隙間に見合う分だけ大きい。
【００１１】
特に、本発明の保持器付自動調心ころ軸受に於いては、上記各球面ころの軸方向に関して、上記各柱部の長さはこれら各球面ころの長さ以上である。そして、上記各ポケットの外径側開口の幅寸法は、上記各柱部を円周方向に弾性変形させる事により、上記各球面ころをこの外径側開口を通じて押し込み可能な寸法としている。
この様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、円周方向に隣り合う柱部の先端縁同士の間隔を、上記各球面ころの端面の直径よりも小さくする。
【発明の効果】
【００１２】
上述の様に構成する本発明の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、各ポケットの円周方向両側を仕切る、各柱部の円周方向両側面が、各球面ころの転動面よりも僅かに（ポケット隙間に見合う分だけ）大きな曲率半径を有する凹曲面である為、上記各ポケット内に保持された上記各球面ころの姿勢が安定する。しかも、上記各柱部の長さがこれら各球面ころの長さ以上である為、これら各柱部の円周方向側面と各球面ころの転動面との対向長さを十分に確保できて、これら各球面ころのスキューをより効果的に防止できる。そして、これら各球面ころの転動面と、外輪軌道及び内輪軌道との転がり接触部で著しい滑り摩擦が発生する事を防止できる。この結果、外輪と内輪との相対回転に要する抵抗、並びに、運転時に発生する振動をより低く抑える事ができて、より高速での運転が可能になる。
更に、請求項２に記載した発明の構造によれば、上記各ポケット内での上記各球面ころの軸方向変位量を少なく抑えられて、これら各球面ころが軸方向に変位する事に伴って発生する振動を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、保持器４ｂを構成する各柱部９ａ、９ａの形状及び寸法を規制する事により、この保持器４ｂの各ポケット７ａ、７ａ内に保持した各球面ころ３のスキュー及び軸方向変位を十分に抑える構造にある。その他の部分の構造及び作用、並びに、上記各柱部９ａ、９ａの円周方向側面の加工方法に就いては、前述の図３〜８に示した特許文献３に記載された発明とほぼ同様である為、重複する説明は省略し、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００１４】
上記各球面ころ３の軸方向（図２の左右方向）に関して、上記各柱部９ａ、９ａの長さＬ9 はこれら各球面ころの長さＬ3 よりも大きくしている。そして、円周方向に隣り合う柱部９ａ、９ａの先端縁同士の間隔Ｄ9 は、上記各球面ころ３の端面の直径（最小径）ｄ3 よりも小さくしている。更に、上記各ポケット７ａ、７ａの外径側開口の幅寸法、即ち、円周方向に隣り合う上記各柱部９ａ、９ａの外径側端縁同士の間隔Ｗ7 は、これら各柱部９ａ、９ａを円周方向に弾性変形させる事により、上記各球面ころ３をこの外径側開口を通じて押し込み可能な寸法としている。
【００１５】
要するに、上記各柱部９ａ、９ａの外径側端縁は、上記各球面ころ３の転動面の母線形状に合わせて湾曲しており、上記間隔Ｗ7 は上記保持器４ｂの軸方向に関して漸次変化しているが、軸方向に関して互いに対応する位置で、各柱部９ａ、９ａの外径側端縁同士の間隔Ｗ7 は、上記各球面ころ３の外径よりも僅かに小さい。尚、この間隔Ｗ7 （の最大値）が上記各球面ころ３の直径Ｄ（の最大値）よりも小さい程度は、上記各柱部９ａ、９ａを円周方向に弾性変形させつつ、上記各ポケット７ａ、７ａ内に上記各球面ころ３を押し込める程度に規制する。この程度は、保持器付自動調心ころ軸受の大きさ、上記保持器４ｂの材質等に応じて設計的に定める。例えば、この保持器付自動調心ころ軸受の大きさが、内径が４０〜１５０mm程度、外径が１００〜２５０mm程度であり、上記保持器４ｂの材質が銅若しくは銅系合金である場合に、上記小さくする程度（Ｄ−Ｗ7 ）を、２００〜６００μｍ程度とする。
【００１６】
但し、上記各ポケット７ａ、７ａの内径側開口の幅寸法ｗ7 は、上記各球面ころ３の外径よりも十分に小さくして、これら各球面ころ３が上記各ポケット７ａ、７ａの内径側開口から抜け出ない様にしている。この理由は、上記保持器４ｂの径方向に関する位置決めを、上記各球面ころ３の転動面と上記各ポケット７ａ、７ａの内面との係合により図る、所謂転動体案内とし、上記保持器４ｂの内外両周面と外輪１の内周面及び内輪２の外周面（図４、８等参照）との間に、潤滑油を送り込む為に十分な隙間を介在させ、高速運転を可能にする為である。上記各柱部９ａ、９ａの円周方向両側面の形状及び上記間隔Ｗ7 を上述の様にする為、前述の図７で説明した製造方法で、削り工具１１の公転中心を、前述の特許文献３に記載された従来技術の場合よりも、保持器の径方向外方に設定する。
【００１７】
上述の様に構成する本例の保持器付自動調心ころ軸受の場合には、上記各柱部９ａ、９ａの長さＬ9 が上記各球面ころ３の長さＬ3 よりも大きい為、これら各柱部９ａ、９ａの円周方向側面と各球面ころ３の転動面との対向長さを十分に確保できて、これら各球面ころ３のスキューをより効果的に防止できる。この為、これら各球面ころ３の転動面と、外輪軌道５及び内輪軌道６、６（図４、８等参照）との転がり接触部で著しい滑り摩擦が発生する事を防止できる。この結果、上記外輪１と上記内輪２との相対回転に要する抵抗、並びに、運転時に発生する振動をより低く抑える事ができて、より高速での運転が可能になる。更に、円周方向に隣り合う柱部９ａ、９ａの先端縁同士の間隔Ｄ9 を上記各球面ころ３の端面の直径（最小径）ｄ3 よりも小さくしている為、上記各ポケット７ａ、７ａ内での上記各球面ころ３の軸方向変位量を少なく抑えられて、これら各球面ころ３が軸方向に変位する事に伴って発生する振動を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１を示す半部断面図。
【図２】図１の拡大Ａ−Ａ断面図。
【図３】従来構造の第１例を示す正面図。
【図４】図３の拡大Ｂ−Ｂ断面図。
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図。
【図６】同拡大Ｄ−Ｄ断面図。
【図７】従来構造の第１例に組み込んでいる保持器を取り出して、柱部の円周方向両側面を加工する為の削り工具と共に示す斜視図。
【図８】従来構造の第２例を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００１９】
１    外輪
２、２ａ  内輪
３    球面ころ
４、４ａ、４ｂ  保持器
５    外輪軌道
６    内輪軌道
７、７ａ  ポケット
８    リム部
９、９ａ  柱部
１０    凹曲面部
１１    削り工具
【図１】
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【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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【図８】
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