(57)【要約】【課題】自動調心ころ軸受用保持器の摩耗防止。【解決手段】環状体８２ａと、環状体８２ａからころ自転軸方向に突き出た複数の柱８４ａとからなり、柱８４ａが突き出た側とは反対側の環状体８２ａの側面を凸曲面８６ａとした保持器８ａを二個一組で使用し、凸曲面８６ａ同士を突き合わせることにより両者を線接触させる。【選択図】　　図１
2004100866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸面ころを収容するためのポケットを有する一対の保持器であって、各保持器が、環状体と、環状体からころ自転軸方向に突き出た複数の柱とからなり、前記柱が突き出た側とは反対側の環状体の側面を凸曲面としたことを特徴とする自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項２】
前記柱が、保持器の半径方向で見てころ自転軸よりも外側に位置し、前記環状体が内向きフランジ状であることを特徴とする請求項１に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項３】
前記柱が、保持器の半径方向で見てころ自転軸よりも内側に位置し、前記環状体が外向きフランジ状であることを特徴とする請求項１に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項４】
前記柱の先端に内向きフランジ状の案内部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動調心ころ軸受に関するもので、とくにその保持器を改良したものである。ここで、自動調心ころ軸受とは、転動体として凸面ころを用いた自動調心軸受であって、通常、球面軌道の外輪をもち、２列の凸面ころを組み込んだ軸受をいう。自動調心軸受とは、一方の軌道が球状であることによって、両軌道の中心軸間の角ミスアライメント及び角運動に適応できる軸受をいう。
【０００２】
【従来の技術】
自動調心ころ軸受は、転動体として凸面ころを用いた自動調心軸受である。凸面ころとは、ころの中心軸を含む平面において、外径面が凸の曲率をもっているころをいい、球面ころともいう。
【０００３】
自動調心ころ軸受には、中つば付き内輪に非対称凸面ころ（ころの中央を通り、ころの中心軸に垂直な平面に関して、ころの外径面が非対称である凸面ころ）を組み込んだ形式と、中つばなし内輪に対称ころ（ころの中央を通り、ころの中心軸に垂直な平面に関して、外径面が対称である凸面ころ）を組み込んだ形式とがある。
【０００４】
図４は中つば付き内輪２に非対称凸面ころ６を組み込んだ、打抜き保持器仕様の自動調心ころ軸受を示す。打抜き保持器とは、プレス加工で造った保持器であって、プレス保持器ともいう。この自動調心ころ軸受は、内輪２と、外輪４と、内・外輪間に組み込まれた複列の凸面ころ６と、各列の凸面ころ６を円周方向で等間隔に保持する保持器８とで構成されている。内輪は中つば２２と、つば２４と、軌道２６を有し、外輪４は球面軌道４２を有している。
【０００５】
図示するように、一対の保持器８の背面同士が面接触している。ころ自転軸方向の位置決めはお互い相手列の保持器背面に接することで行われる。スラスト荷重が大きい場合は両列のころ公転速度に差が生じ、この背面接触部で相対すべりを生じる。大きなモーメント荷重が加わった場合も同様である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１２８４５０号公報（段落番号０００９、図１、図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のとおり、自動調心ころ軸受用保持器は一対の保持器が背面同士で面接触しているため、保持器背面の摩耗が懸念される。また、保持器の背面は保持器の軸線に垂直な平面となっているため、一対の保持器の背面同士が面接触となり、特に潤滑条件が悪い場合には、金属接触による摩耗が懸念される。
【０００８】
背面接触部が面接触で相対すべりを起こした場合、保持器背面が摩耗し、その摩耗粉が混入することにより潤滑剤の劣化が促進される。潤滑油の劣化は軸受の温度上昇につながる。また、摩耗粉の噛み込みにより、軌道輪の軌道面やころの転動面の面荒れ、ひいてはクラックの発生や剥離に至ることがある。
【０００９】
本発明の目的は、自動調心ころ軸受用二体形保持器の摩耗の防止または軽減を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動調心ころ軸受用打抜き保持器は、凸面ころを収容するためのポケットを有する一対の保持器であって、各保持器が、環状体と、環状体からころ自転軸方向に突き出た複数の柱とからなり、前記柱が突き出た側とは反対側の環状体の側面を凸曲面としたことを特徴とするものである。本発明はくし形保持器およびかご形保持器のいずれにも適用可能である。
【００１１】
保持器背面を凸曲面としたことによって、一対の保持器が線接触（保持器の軸線を含む平面で見ると点接触）することとなる。したがって、保持器同士の金属接触による摩耗を軽減することができる。また、背面接触部への潤滑剤、特にグリースの巻き込み性がよくなるため、油膜切れを起こしにくくなる。従来のように接触部がストレートな面接触である場合、グリースの巻き込みは期待できないが、本発明によれば、潤滑条件が悪い場合でも金属接触による摩耗を軽減することができる。
【００１２】
柱が保持器の半径方向で見てころ自転軸よりも外側に位置し、環状体が内向きフランジ状であるもの（請求項２）、あるいは、柱が保持器の半径方向で見てころ自転軸よりも内側に位置し、環状体が外向きフランジ状であるもの（請求項３）のいずれも可能である。後者の場合、柱の先端に内向きフランジ状の案内部を設けることができる（請求項４）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１に示す実施の形態では、自動調心ころ軸受は、内輪２ａと、外輪４ａと、内・外輪間に組み込まれた複列の凸面ころ６ａと、各列の凸面ころ６ａを円周方向で等間隔に保持する保持器８ａとで構成されている。
【００１５】
内輪２ａは外面に複列の軌道２６ａをもち、通常、軸にしまりばめで取り付けられ、軸とともに回転するほうの軌道輪である。内輪２ａは両端部のつば２４ａと中つば２２ａとを有する。つば２４ａは、軌道の表面から突き出た、転がり方向に平行な狭い部分で、ころを軸受内に保持・案内し、アキシアル荷重を受けることを目的としている。中つば２２ａは複列の軌道の中央から突き出ているのでそのように呼ばれる。
【００１６】
外輪４ａは内面に軌道をもつ軌道輪であって、通常、ハウジング穴に中間ばめ・すきまばめで取り付けられ、回転しないほうの軌道輪である。外輪４ａの軌道は球の表面の一部の形状をもつ軌道すなわち球面軌道であって、このため軸受内部で調心作用ができる。
【００１７】
凸面ころ６ａは非対称ころであって、円すいころ軸受における円すいころと同じく、ころ自転軸方向に誘起スラスト荷重を生じ、それを内輪２ａに一体に形成された中つば２２ａで受けるようになっている。
【００１８】
保持器８ａは二個一組で用いる。各保持器８ａはくし形保持器である。各保持器８ａは、図１（Ｂ）に示すように、環状体８２ａと、環状体８２ａからころ自転軸方向に突き出た複数の柱８４ａとからなり、柱８４ａが突き出た側とは反対側の環状体８２ａの側面を凸曲面８６ａとしてある。凸曲面８６ａはここでは単一の円弧を母線とするものを例示してある。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように一対の保持器８ａを背中合わせにして軸受に組み込む。この意味で、本明細書において、一対の保持器の互いに接する面を背面と呼ぶことがある。
【００２０】
保持器８ａの柱８４ａは環状体８２ａの外径側から片持ち状に突き出て、保持器の半径方向で見てころ自転軸よりも外側に位置している。隣り合う柱８４ａの間に、凸面ころ６ａを収めるための開口または空所すなわちポケット８８ａが形成される。言い換えれば、隣接するポケット８８ａを柱８４ａが分離している。
【００２１】
図２に示す実施の形態は中つばなし内輪２ｂに対称凸面ころ６ｂを組み込んだ場合であって、自動調心ころ軸受は、内輪２ｂと、外輪４ｂと、内輪２ｂの軌道２６ｂと外輪４ｂの球面軌道４２ｂとの間に組み込まれた複列の凸面ころ６ｂと、各列の凸面ころ６ｂを円周方向で等間隔に保持する保持器８ｂとで構成されている。対称凸面ころは、ころの中央を通り、ころの中心軸に垂直な平面に関して、外径面が対称である凸面ころであるため、誘起スラストが生じない。保持器８ｂはかご形すなわち、ころを囲むポケットをもっている一体形保持器で、複数の保持器ポケット８８ｂが円周方向に並んだ鋼板製の打抜き保持器である。ころ自転軸方向のポケットすきま相当分だけ保持器８ｂがころ自転軸方向に動くことができる。したがって、その動きを規制するために、一対の保持器８ｂが背面同士で接触するようになっている。
【００２２】
保持器８ｂの環状体８２ｂは内向きフランジ状すなわち半径方向内側に向いている。ここでも、図示するように各保持器８ｂの背面を丸くして凸曲面８６ｂとしてある。隣接するポケット８８ｂを分離する保持器８ｂの柱８４ｂは環状体８２ｂの外径側からころ自転軸方向に突き出ている。そして、柱８４ｂはころ自転軸よりも保持器内径側に位置している。なお、このタイプでは、保持器８ｂから凸面ころ６ｂの脱落を防止するために保持器８ｂと凸面ころに凹凸の係合部を設けている。
【００２３】
図３に示す実施の形態も中つばなし内輪２ｃに対称凸面ころ６ｃを組み込んだ場合であって、自動調心ころ軸受は、内輪２ｃと、外輪４ｃと、内輪２ｃの軌道２６ｃと外輪４ｃの球面軌道４２ｃとの間に組み込まれた複列の凸面ころ６ｃと、各列の凸面ころ６ｃを円周方向で等間隔に保持する保持器８ｃとで構成されている。保持器８ｃは図２の場合と同様にかご形であるが、環状体８２ｃが外向きフランジ状すなわち径方向外側に向いている。このため、凸面ころ６ｃの長さ（軸方向寸法）を長くすることができ、軸受負荷容量が高まる。また、環状体と内輪外径面との間で、かつ、凸面ころ６ｃ間のスペースが増えるため、このスペースをグリース溜めとして利用することができる。ここでも、図示するように各保持器８ｃの背面を丸くして凸曲面８６ｃとしてある。
【００２４】
隣接するポケット８８ｃを分離する保持器８ｃの柱８４ｃは環状体８２ｃの内径側からころ自転軸方向に突き出ている。そして、柱８４ｃは保持器の半径方向で見てころ自転軸よりも内側に位置している。柱８４ｃの先端は第二の環状体で連結してあり、この第二の環状体が内向きフランジ状の案内部８９ｃを形成する。そして、内輪２ｃの外径面が、保持器８ｃをラジアル方向に案内するための保持器案内面となる。保持器８ｃの回転を案内し、保持器８ｃの振れ回りを防ぐため、内輪２ｃに接する保持器８ｃの案内部８９ｃの内径面と、内輪２ｃの接触面との間に適当なすきまが与えられている。
【００２５】
上述の各実施の形態において、保持器の凸曲面８６ａ，８６ｂ，８６ｃの断面形状は単一の円弧に限らず、楕円形（の一部）その他のなだらかな曲線であってもよい。
【００２６】
次に、自動調心ころ軸受におけるころと保持器のポケットとの関係について述べる。
【００２７】
図５、図６に標準的な自動調心ころ軸受の仕様を示す。図５は中つば付き内輪に非対称凸面ころを組み込んだ二体形もみ抜き保持器仕様を示し、図６は対称凸面ころを使用した案内輪付き一体形もみ抜き保持器仕様を示す。もみ抜き保持器とは削り加工で造った保持器をいう。
【００２８】
自動調心ころ軸受は外輪の軌道面が球面に加工されているため、図７に示すように、内輪・ころ・保持器が一体となって調心運動をすることができる。軸受を取り付けるとき、初期のグリースを封入するにあたり、図７に示される状態にすることによって確実に転がり面にグリースを行き渡らせることが可能な軸受である。
【００２９】
図８にころと保持器の関係を示す。保持器のポケットはころ最大径に対してある程度のすきますなわちポケットすきま（ｐｃｒ）を取って穴加工を行う。通常、ポケット穴径（Ｄｗｏ）ところ最大径（Ｄｗ）とは次のような関係にある。
【００３０】
ｐｃｒ＝（０．００１〜０．０５０）×Ｄｗ
Ｄｗｏ＝Ｄｗ＋ｐｃｒ
なお、ころ中心線と保持器ポケット中心線とが同一に設定されているため、図８（ｂ）から理解できるように、保持器のポケット内においてころが径方向に動き得る量（符号Ｓｒによって表される量に等しい。）はポケットすきまと保持器外径とによって決定され、保持器外径部と干渉するまでころの動きは自由である。
【００３１】
図９に示される調心した状態から正規の姿勢に戻すには、外輪軌道面上に内輪・ころ・保持器のサブアセンブリを戻す必要があるが、保持器ポケット径ところ最大径との間にはポケットすきま（ｐｃｒ）分だけのすきまが設定されているため、自由になったころは保持器外径部と干渉するまで自由落下する。自由落下する量は、図８（Ｂ）に符号Ｓｒで表されたころと保持器外径との間のすきま分となる。保持器のポケット内で落下したころは保持器外径部と接触し、ころ自身が起き上がるように姿勢を変えた状態で元の正規の姿勢に戻そうとすると、図９に示すように外輪軌道面角部にころが引っ掛かり、無理に戻そうとすると保持器の破損、外輪の割損を引き起こす場合がある。
【００３２】
この問題点を解決するためには、ころと保持器外径部との間のすきま（Ｓｒ）を小さくしてころの動きを抑えることが対策となる。すきま（Ｓｒ）を小さくするには保持器のポケットすきま（ｐｃｒ）を極力小さくすることが考えられるが、ポケットすきま（ｐｃｒ）を小さくすることはころの組み込み性および回転性能を低下させることにつながり得策ではない。
【００３３】
そこで、保持器のポケット中心をころ中心より小径側にオフセットさせることにより、ころの自由度を抑え、調心した状態から元の状態に戻す時の不具合が解消する。すなわち、保持器のポケットすきま（ｐｃｒ）には従来の値を採用し、ころ中心線に対して保持器中心線を小径側にオフセットさせることによって、ころの動きを従来の保持器におけるよりも減少させることができる。図１０に示すように、オフセット量（Ｓｇ）は、ころ中心線と保持器ポケット中心線を同一とした従来構造（図８）におけるポケット内でのころの動き量（Ｓｒ）を基準として次式により規定する。
０＜Ｓｇ？０．９Ｓｒ
この結果、図１０に示すように、オフセットした保持器ポケットところとの関係は、ころの動き量（Ｓｒ′）が従来構造（図８）におけるころの動き量（Ｓｒ）に比べて減少することになり、問題となっていた内輪・ころ・保持器の一体品を外輪に戻すときの引っ掛かりを防ぐことができる（図１１参照）。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、保持器背面を凸曲面としたことによって、一対の保持器が線接触（保持器の軸線を含む平面で見ると点接触）することとなるため、従来のように面接触する場合に比べて保持器同士の金属接触による摩耗が軽減する。また、背面接触部への潤滑剤、特にグリースの巻き込み性がよくなるため、油膜切れを起こしにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態を示す自動調心ころ軸受の断面図、
（Ｂ）は図１（Ａ）における保持器の拡大断面図である。
【図２】（Ａ）は第二の実施の形態を示す自動調心ころ軸受の断面図、
（Ｂ）は図２（Ａ）における保持器の拡大断面図である。
【図３】（Ａ）は第三の実施の形態を示す自動調心ころ軸受の断面図、
（Ｂ）は図３（Ａ）における保持器の拡大断面図である。
【図４】従来の技術を示す自動調心ころ軸受の断面図である。
【図５】非対称凸面ころを用いた自動調心ころ軸受の断面図である。
【図６】対称凸面ころを用いた自動調心ころ軸受の断面図である。
【図７】調心状態を示す自動調心ころ軸受の断面図である。
【図８】（Ａ）はころと保持器の関係を示す断面図、
（Ｂ）は図８（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】調心後の戻し状態を示す自動調心ころ軸受の断面図である。
【図１０】（Ａ）はころと保持器の関係を示す断面図、
（Ｂ）は図１０（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】調心後の戻し状態を示す自動調心ころ軸受の断面図である。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ，２ｃ　内輪
２２　中つば
２４　つば
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ　軌道
４ａ，４ｂ，４ｃ　外輪
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ　球面軌道
６ａ，６ｂ，６ｃ　凸面ころ
８ａ，８ｂ，８ｃ　保持器
８２ａ，８２ｂ，８２ｃ　環状体
８４ａ，８４ｂ，８４ｃ　柱
８６ａ，８６ｂ，８６ｃ　凸曲面
８８ａ，８８ｂ，８８ｃ　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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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