(57)【要約】【課題】ころ間に間座を介在させたラジアルころ軸受において、円周方向すきまの容易な調整を可能にする。【解決手段】ころ軸受は、外輪12と内輪14と複数のころ16を有し、隣り合うころ16間に間座18が介在させてあり、間座18は軸受円周方向の肉厚tに関して２種類以上ある。【選択図】図１
2007170571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪と複数のころを有し、隣り合うころ間に間座が介在させてあり、間座は軸受円周方向の肉厚に関して２種類以上あるラジアルころ軸受。
【請求項２】
円周方向すきまをＳ、ころ径をＤｗ、ころ本数をＺとしたとき、０．００１×Ｄｗ×Ｚ≦  Ｓ≦０．０１×Ｄｗ×Ｚの関係が成立する請求項１のラジアルころ軸受。
【請求項３】
ころと間座でキーストン効果を発揮する請求項１のラジアルころ軸受。
【請求項４】
間座の肉厚差をΔｔ、円周方向すきまをＳ、ころ本数をＺとしたしたとき、Δｔ≦２×
Ｓ／Ｚの関係が成立する請求項１ないし３のいずれかのラジアルころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は保持器に代えて転動体間に間座を介在させたラジアルころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、保持器に代えてころ間に間座を介在させたラジアルころ軸受が開示されている。この種のころ軸受は、軸受内により多くのころを組み込むことができ、高い負荷容量を発揮することができる。
【０００３】
この種のころ軸受は、図５に示すように、外輪２と、内輪４と、複数のころ６と、ころ６間に介在する間座８とで構成される。図５に符号Ｓで示してあるころ軸受の円周方向すきまは、ころのピッチ円径ＰＣＤと、ころ径および円周方向の間座肉厚ｔ（図３（Ａ）参照）の集積によって決まり、それらの製造上の寸法誤差は円周方向すきまＳのばらつきとなって現れる。とくにサイズが大きくころ本数の多い軸受においては、ころ径および間座肉厚ｔの寸法誤差が微小であっても、円周方向すきまＳが大きくばらつき、円周方向すきまＳが大きすぎると運転中の軸受の振動が大きくなり、逆に小さすぎると運転中のころと間座の熱膨張によって円周方向すきまが潰れてしまい、ころの自転が阻害されるなどの問題を引き起こす。
【０００４】
従来技術における円周方向すきまの調整方法としては、ころのピッチ円径やころ径および間座肉厚を厳格に管理する、あるいは、軸受のでき栄えに応じて間座肉厚を追加工で修正する、などが挙げられるが、いずれも製造コストが嵩み、とくに後者の場合は間座への追加工が容易ではなく、また、間座の厚肉化が不可能であるために円周方向すきまを縮小方向に調整することはできないという問題がある。
【特許文献１】特許第３５４９５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の主要な目的は、ころ間に間座を介在させたラジアルころ軸受において、円周方向すきまの容易な調整を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、軸受円周方向の肉厚に関して２種類以上ある間座を用いることによって課題を解決した。すなわち、この発明のラジアルころ軸受は、外輪と内輪と複数のころを有し、隣り合うころ間に間座が介在させてあり、間座は軸受円周方向の肉厚に関して２種類以上あることを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、円周方向すきまを容易に調整できるため、ころピッチ円径やころ径および間座肉厚の厳格な管理や間座の現合加工を要することなく、軸受を製作することができる。たとえば、ｎ本のころを有する軸受の場合、間座の肉厚を２種類として、その本数を組み合せることで、ｎ＋１通りの円周方向すきまを作り出すことができる。
【０００７】
また、同一型番において円周方向すきまを変えた軸受を提供することができる。たとえば、高温の条件下で使用される軸受に対しては前述の熱膨張による不具合が懸念されるため、円周方向すきまを大きくした軸受を提供することができる。
【０００８】
なお、この発明は間座を樹脂の射出成形や金属の鋳造や焼結によって製作する場合に適している。たとえば、間座を樹脂の射出成形によって製作する場合、一つの金型に複数のキャビティを設けることで、肉厚の異なる間座を安価に製作することができる。
【０００９】
さらに、異なる樹脂材において成形金型を兼用することもできる。樹脂材は成形時の収縮率がそれぞれ異なり、前述の円周方向すきまに与える影響のように、収縮率の違いが無視できない場合、材質別に専用の金型を製作する必要があるが、この発明によればその必要もない。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１のラジアルころ軸受において、円周方向すきまをＳ、ころ径をＤｗ、ころ本数をＺとしたとき、０．００１×Ｄｗ×Ｚ≦Ｓ≦０．０１×Ｄｗ×Ｚの関係が成立することを特徴とするものである。言い換えるならば、円周方向すきまＳが０．００１×Ｄｗ×Ｚ以上０．０１×Ｄｗ×Ｚ以下の範囲内となるように設定する。このような構成を採用することにより、軸受の運転中の間座やころの熱膨張に伴う円周方向すきまの消滅を回避しつつ、間座の挙動を安定させ、振動を抑えることができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１のラジアルころ軸受において、ころと間座でキーストン効果を発揮することを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、内輪を抜いてもころおよび間座が脱落しない仕様を容易に作り出すことができる。というのも、前述の円周方向すきまの製造上のばらつきは、この仕様にとってさらに深刻な問題である。すなわち、図６において、最後の１個のころを組み込む前の状態におけるころ列の端部間距離をＳｒ、ころ径Ｄｗとその両隣の間座の肉厚２ｔの和をＡとしたとき、Ｓｒ＞Ａとなるとたちまちころおよび間座が脱落してしまうため、キーストン効果を発揮し、かつ、運転中の熱膨張を許容する円周方向すきまの許容レンジは必然的に狭くなる。そのため、前述の外輪軌道径やころ径Ｄｗおよび間座肉厚ｔをより一層厳格に管理しなければならない。したがって、ころと間座でキーストン効果を発揮するラジアルころ軸受に請求項1の発明を適用することで、とりわけ優れた効果がもたらされる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかのラジアルころ軸受において、間座の肉厚差をΔｔ、円周方向すきまをＳ、ころ本数をＺとしたしたとき、Δｔ≦２×Ｓ／
Ｚの関係が成立することを特徴とするものである。言い換えるならば、間座の肉厚差Δｔ
が２×Ｓ／Ｚ以下となるような設定とする。このような構成を採用することにより、軸受を組み立てる際に、ころと間座でキーストン効果を発揮させ、かつ、円周方向すきまが０以上の状態を容易に作り出すことができる。すなわち、間座の肉厚差Δｔを２×Ｓ／Ｚ以
下とすることで、軸受現品の円周方向すきまを設計上の狙い値のＺ／２等分間隔で調整することができる。
【００１３】
たとえば、軸受を組み立てる際に、まずはＳｒ≒Ａ（図６参照）となる間座の組み合せを選定した上で、薄肉間座を厚肉間座に置き換えることで、キーストンが成立し、かつ、円周方向すきま０以上の状態に軸受を組み立てることができる。
【００１４】
なお、間座の肉厚差Δｔを大きくすればするほど、作り出せる円周方向すきまのレンジ
は広がるが、外輪軌道径やころ径および間座肉厚のでき栄えによっては、間座の本数をどう組み合せても適切な円周方向すきまにて軸受を組み立てることができないことがある。たとえば、間座の肉厚差Δｔを、円周方向すきまの設計上の狙い値と同等に設定した
場合、薄肉間座を厚肉間座に置き換えると円周方向すきまが０未満となって軸受を組み立てることができず、逆に厚肉間座を薄肉間座に置き換えるとキーストンが成立しない状態に陥る可能性が高まる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、ころピッチ円径やころ径および間座肉厚を厳格に管理することなく、容易に円周方向すきまを調整することができる。とくに、ころと間座でキーストン効果を発揮するラジアルころ軸受において絶大な効果を発揮し、軸受の製造コストを大幅に低減することができる。さらに、異なる樹脂材において成形金型を兼用できるため、金型代を節約することができる。また、同一型番において円周方向すきまを変えた軸受を提供することができ、用途別の対応が可能となるほか、軸受の組み立てやすさにも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１に示す実施の形態は、円筒ころ軸受に適用した例であって、外輪１２と、内輪１４と、円筒ころ１６と、間座１８とで構成されている。円筒ころ１６は、その転動面１６ａにて外輪１２の軌道面および内輪１４の軌道面を転動する。隣り合う円筒ころ１６間に間座１８が介在させてある。
【００１８】
間座１８の詳細を図２（Ａ）に示す。間座１８の両端に拡張部１８ａが形成してある。拡張部１８ａの外周面（軸受に組み込んだ状態で半径方向外側を向く面）は部分円筒面となっている。そして、軸受の回転中、間座１８の拡張部１８ａを外輪１２のつば１２ａの内周面で案内させるようになっていて、これにより間座１８の挙動が安定する。すなわち、間座１８の拡張部１８ａの外周面を外輪１２のつば１２ａの内周面で支持することにより、間座１８の径方向の動きが規制されてその挙動が安定する。
【００１９】
間座１８のころ接触面１８ｂと内周面（軸受に組み込んだ状態で半径方向内側を向く面）には切欠き２０が設けてある。この切欠き２０は、潤滑剤の貫流を促進して回転抵抗を低下させ、また、潤滑剤による軸受の冷却効率を向上させる役割を果たす。
【００２０】
間座１８の変形例を示す図３に示すように、間座１８の円筒ころ１６の転動面１６ａと接触する面（以下、ころ接触面ともいう）１８ｂは転動面１６ａを受け入れる凹形状である。ここでは、ころ接触面１８ｂの断面形状は、ころ１６の転動面１６ａの曲率半径よりも僅かに大きい曲率半径の凹円弧である。平坦面の組み合せで凹形状のころ接触面１８ｂを形成することもできる。
【００２１】
図４に示すように、ころ接触面１８ｂは一点鎖線で示すころピッチ円を跨いで、つまりころピッチ円の内径側から外径側まで、延在している。したがって、間座１８の径方向への動きはころ１６の転動面１６ａだけで規制することもできる。
【実施例】
【００２２】
次に、ＮＪ２３２４Ｅ（φ１２０×φ２６０×８６）に適用した実施例について説明する。図１に示したのは上記型番においてころ１６間に間座１８を介在させた設計例であり、ころ１６の材質は軸受鋼、本数Ｚは１５本で従来品より２本多い。間座１８の材質は合成樹脂で、その軸方向両端にころ１６の端面１６ｂと向かい合う面をもった拡張部１８ａを設けることで、間座１８の軸方向への移動を規制する。さらに、ころ１６と間座１８でキーストン効果を発揮する設定とし、内輪１４を抜いてもころ１６および間座１８が脱落しない仕様とする。
【００２３】
上記軸受が運転中に１００℃昇温した際のころおよび間座の熱膨張、また、間座の膨潤量を考慮すると、円周方向すきまは約１．５ｍｍ以上とすべきである。さらに、ころ１６と間座１８でキーストン効果を発揮させるには、円周方向すきまＳを約１．８５ｍｍ以下とすべきであるため、上記軸受における円周方向すきまＳの設計上の狙い値は、１．５≦Ｓ≦１．８５となる。
【００２４】
ここで、軸受現品が下記諸元にて製作された場合について説明する。
ころピッチ円径ＰＣＤ：φ１９２ｍｍ
ころ径Ｄｗ：φ３８ｍｍ
【００２５】
間座１８の肉厚差Δｔを０．１９２ｍｍ（≦２×１．５／１５）として、次の２種類の
間座（間座Ｃ，Ｄ）をそれぞれ１５本ずつ製作した場合、表１に示す１６通りの円周方向すきまを作り出すことができる。
間座Ｃの肉厚ｔ：１．７２７ｍｍ
間座Ｄの肉厚ｔ：１．９１９ｍｍ
【００２６】
【表１】
2007170571.tif 000003
【００２７】
すなわち、軸受に組み込む間座１８を、８本の間座Ｃと７本の間座Ｄ７との組み合せ、あるいは、９本の間座Ｃと６本の間座Ｄ６との組み合せとすれば、円周方向すきまＳを設計上の狙い値の範囲にて製作することができ、キーストンが成立し、かつ、軸受運転中の熱膨張によって円周方向すきまＳが潰れない仕様を容易に作り出すことができる。なお、ころ１６の等配性が失われないように、図４に示すように、薄肉間座と厚肉間座は交互に組み込むことが望ましい。
【００２８】
次に、製作上のばらつきにより、軸受現品が下記諸元にて製作された場合について説明する。
ころピッチ円径ＰＣＤ：１９２．０６ｍｍ
ころ径Ｄｗ：φ３８ｍｍ
【００２９】
この場合、上記２種類の間座（間座Ｃ，Ｄ）をそれぞれ１５本ずつ製作した場合、表２に示す１６通りの円周方向すきまを作り出すことができ、軸受に組み込む間座１８を、８本の間座Ｃと７本の間座Ｄとの組み合せ、あるいは、７本の間座Ｃと８本の間座Ｄとの組み合せとすれば、円周方向すきまＳを設計上の狙い値の範囲にて製作することができる。
【００３０】
【表２】
2007170571.tif 000004
【００３１】
このように、間座１８を、軸受円周方向の肉厚ｔについて２種類以上用いることで、ころピッチ円径ＰＣＤやころ径Ｄｗおよび間座肉厚ｔの製造上のばらつきに柔軟に対処することができ、適切な円周方向すきまＳを得ることができる。
【００３２】
なお、軸受を組み立てる際に肉厚の異なる間座１８を容易に判別できるようにするため、図２（Ｂ）に示すような突起２２を設け、その数や大きさで区別したり、肉厚を表す文字、記号を付したり、肉厚によって異なる彩色を施したり、識別のための適当な手段を講じるのが望ましい。
【００３３】
この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ることはもちろんである。たとえば、ここでは間座１８の両端に設けた拡張部１８ａを外輪１２によって案内させるタイプを例にとって説明したが、この発明は、間座の両端に拡張部を形成せず軌道輪に固定した側板で間座を支持するタイプ、間座の少なくとも片側に拡張部を形成して軌道輪に固定した側板でその拡張部を支持するタイプ、特許第３５４９５３０号公報に開示されている、間座を軌道輪のつば面および軌道面で支持するタイプにも同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態を説明するための内輪を抜いた状態の円筒ころ軸受の破断斜視図
【図２】（Ａ）は図１のころ軸受における間座の斜視図、（Ｂ）は同間座の変形例を示す斜視図
【図３】（Ａ）は図１のころ軸受の軌道輪を除いた状態の断面略図
【図４】（Ａ）は図３における間座の拡大図、（Ｂ）は同間座の斜視図
【図５】従来の技術を示す円筒ころ軸受の断面図
【図６】図５の円筒ころ軸受の組立て過程を示す断面図
【符号の説明】
【００３５】
１２  外輪
１２ａ  つば
１４  内輪
１４ａ  つば
１６  円筒ころ
１６ａ  転動面
１６ｂ  端面
１８  間座
１８ａ  拡張部
１８ｂ  ころ接触面
２０  切欠き
２２  識別手段（突起）
ｔ  肉厚
【図１】
2007170571.tif 000005
【図２】
2007170571.tif 000006
【図３】
2007170571.tif 000007
【図４】
2007170571.tif 000008
【図５】
2007170571.tif 000009
【図６】
2007170571.tif 000010