(57)【要約】【課題】円筒ころ圧入時の負荷を軽減し、軸受回転時の高い潤滑性能を維持可能な保持器を有する円筒ころ軸受を提供する。【解決手段】円筒ころ軸受１１は、内輪１２と、鍔１３ａを有する外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された円筒ころ１４と、円筒ころ１４の間隔を保持する保持器１５とを備えるＮＵ型の円筒ころ軸受である。そして、保持器１５のポケット壁面の内周面側端部には、その中央部に円筒ころ１４と接触しない逃げ部が設けられ、その両端部に円筒ころ１４の脱落を阻止するころ保持突起１５ｄが設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、
外輪と、
前記内輪および前記外輪の間に配置された複数の円筒ころと、
リング部と、前記リング部の端面に配置された柱部と、隣接する前記柱部の間に前記円筒ころを収容するポケットとを有する保持器とを備え、
前記ポケットの両壁面の内周面側端部および外周面側端部のうちの少なくともいずれか一方には、その中央部に前記円筒ころと接触しない逃げ部が設けられ、その両端部に前記円筒ころの脱落を阻止するころ保持突起が設けられている、円筒ころ軸受。
【請求項２】
前記ころ保持突起は、前記リング部と接する位置に配置される、請求項１に記載の円筒ころ軸受。
【請求項３】
前記ポケットの壁面は、前記円筒ころの転動面に沿う円弧面である、請求項１または２に記載の円筒ころ軸受。
【請求項４】
前記ポケットを挟んで対向する前記ころ保持突起の対向面は、互いに平行な平坦面である、請求項１〜３のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項５】
前記ころ保持突起の軸方向幅ｗと、
前記ポケットの軸方向隙間ｔ１と、
前記円筒ころの面取り幅ｔ２とは、
ｗ＞ｔ１＋ｔ２
の関係を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項６】
前記ころ保持突起を有さない側の前記ポケットの周方向幅は、前記ころ保持突起を有する側の前記ポケットの周方向幅よりも狭い、請求項１〜５のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項７】
リング部と、前記リング部の端面に配置された柱部と、隣接する前記柱部の間に円筒ころを収容するポケットとを有する円筒ころ軸受用保持器において、
前記ポケットの両壁面の内周面側端部および外周面側端部のうちの少なくともいずれか一方には、その中央部に前記円筒ころと接触しない逃げ部が設けられ、その両端部に前記円筒ころの脱落を阻止するころ保持突起が設けられている、円筒ころ軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風力発電機や鉄道車両等の主軸を支持する円筒ころ軸受、およびそのような円筒ころ軸受に使用される円筒ころ軸受用保持器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、風力発電機や鉄道車両等の主軸を支持する軸受として、図１に示すような円筒ころ軸受１が用いられている。円筒ころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２および外輪３の間に配置された円筒ころ４と、円筒ころ４の間隔を保持する保持器５とを備える。上記構成の円筒ころ軸受１は、内輪２および外輪３と円筒ころ４とが線接触するので、ラジアル負荷能力が高く、高速回転する軸を支持する軸受として適している。
【０００３】
図１に示す円筒ころ軸受１に使用される保持器５は、例えば、特開平１１−２１８１３５号公報（特許文献１）に記載されている。同公報に記載されている保持器５は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、リング部５ａと、リング部５ａの端面に配置された柱部５ｂと、隣接する柱部５ｂの間に円筒ころ４を収容する複数のポケット５ｃとを有し、ポケット５ｃ壁面の内周面側端部には、ポケット５ｃの軸方向の全域に円筒ころ４の脱落を阻止するころ保持突起５ｄを有する。また、ポケット５ｃの壁面は、円筒ころ４の転動面に沿う円弧面であって、ポケット５ｃを挟んで対向するころ保持突起５ｄの対向面は、互いに平行な平坦面である。
【０００４】
また、保持器５の他の形態として、ころ保持突起５ｄが、図２（ｃ）に示すように、円筒ころ４の有効長さの両端部にのみ設けられた例が、特開平５−２０２９４１号公報（特許文献２）に記載されている。なお、その他の基本構成は図２（ａ）および（ｂ）と同様である。また、本明細書中「円筒ころの有効長さ」とは、内外輪と接触する円筒ころの転動面の長さを指すものとする。
【特許文献１】特開平１１−２１８１３５号公報
【特許文献２】特開平５−２０２９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成の円筒ころ軸受１において、円筒ころ４は、保持器５の内周面側からころ保持突起５ｄの弾性変形を利用して圧入される。そこで、図２（ｂ）に示すように、ころ保持突起５ｄをポケット５ｃの軸方向の全域に設けた場合、圧入時の負荷が大きく、円筒ころ４の転動面に傷を生じる恐れがある。
【０００６】
また、円筒ころ４の転動面にはクラウニング加工が施されており、転動面の中央部が内外輪との接触中心となるので、最も負荷が大きくなる。しかし、軸受回転時に円筒ころ４の転動面ところ保持突起５ｄとが接触すると、円筒ころ４の軌道面の潤滑剤を掻き落とすこととなり、特に転動面中央部の潤滑性能が低下すると、トラブルを引き起こす原因となる可能性がある。
【０００７】
そこで、保持器５を図２（ｃ）のような形態とすることによって、上記の各問題点の改善がある程度期待できる。しかし、ころ保持突起５ｄと円筒ころ４との接触等によるころ保持突起５ｄの破損を防止するために、ころ保持突起５ｄの軸方向幅をある程度大きくする必要があり、その効果は十分とはいえない。
【０００８】
この発明は、円筒ころ圧入時の負荷を軽減すると共に、軸受回転時の高い潤滑性能を維持可能な保持器を有する円筒ころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る円筒ころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置された複数の円筒ころと、リング部と、リング部の端面に配置された柱部と、隣接する柱部の間に円筒ころを収容するポケットとを有する保持器とを備える。そして、ポケットの両壁面の内周面側端部および外周面側端部のうちの少なくともいずれか一方には、その中央部に円筒ころと接触しない逃げ部が設けられ、その両端部に円筒ころの脱落を阻止するころ保持突起が設けられている。
【００１０】
上記構成のように、ころ保持突起をポケットの両端部にのみ設けることにより、円筒ころ圧入時の負荷を低減することが可能となる。また、中央部を円筒ころと接触しない逃げ部とすることにより、軸受回転時に内外輪との接触中心となる円筒ころの転動面中央部の潤滑剤を掻き取ることがないので、軸受の潤滑性能の低下を防止することができる。
【００１１】
好ましくは、ころ保持突起は、リング部と接する位置に配置されるとよい。このように、円筒ころと接触しない部分からころ保持突起を形成することにより、ころ保持突起自体の強度を確保することができる。したがって、ころ保持突起の円筒ころ転動面と接触する部分の大きさは、円筒ころの脱落を防止するために必要な最小限の大きさとすることができるので、圧入時の負荷低減効果および軸受の潤滑性能の維持効果がさらに向上する。
【００１２】
好ましくは、ポケットの壁面は、円筒ころの転動面に沿う円弧面であるとよい。これにより、円筒ころの外周面の潤滑油を掻き落とすことがなくなるので、軸受の潤滑性能を高めることができる。
【００１３】
好ましくは、ポケットを挟んで対向するころ保持突起の対向面は、互いに平行な平坦面であるとよい。これにより、左右の平坦面と円筒ころの転動面とで形成される凹部に潤滑剤が溜まるので、円筒ころ転動面に十分な量の潤滑剤を供給することが可能となる。
【００１４】
好ましくは、ころ保持突起の軸方向幅ｗと、ポケットの軸方向隙間ｔ１と、円筒ころの面取り幅ｔ２とは、ｗ＞ｔ１＋ｔ２の関係を有するとよい。ころ保持突起の軸方向幅が小さいと、円筒ころがポケット内部で軸方向に移動した際に脱落する危険性がある。そこで、ｗ＞ｔ１＋ｔ２とすることにより、円筒ころがポケット内部で軸方向に最大限偏在した場合でも、円筒ころの脱落を防止することが可能となる。なお、本明細書中「ポケットの軸方向隙間」とは、円筒ころの一方側端面をポケット壁面に当接させた状態での、円筒ころの他方側端面とポケット壁面との軸方向の隙間を指すものとする。
【００１５】
好ましくは、ころ保持突起を有さない側のポケットの周方向幅は、ころ保持突起を有する側のポケットの周方向幅よりも狭いとよい。上記構成とすることにより、円筒ころ軸受に組み込まれた保持器の移動は、周方向幅の小さい側で規制されることとなる。その結果、比較的強度の低いころ保持突起が、高速回転する円筒ころと接触するのを防止することができる。
【００１６】
この発明に係る円筒ころ軸受用保持器は、リング部と、リング部の端面に配置された柱部と、隣接する柱部の間に円筒ころを収容するポケットとを有する。そして、ポケットの両壁面の内周面側端部および外周面側端部のうちの少なくともいずれか一方には、その中央部に円筒ころと接触しない逃げ部が設けられ、その両端部に円筒ころの脱落を阻止するころ保持突起が設けられている。
【００１７】
上記構成の保持器を円筒ころ軸受に使用することにより、円筒ころ圧入時の負荷を軽減し、かつ、軸受回転時の高い潤滑性能を維持可能な保持器を有する円筒ころ軸受を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、軸受の組立てが容易で、かつ、潤滑性能に優れた円筒ころ軸受およびそのような軸受に使用される円筒ころ軸受用保持器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図３〜図５を参照して、この発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受を説明する。
【００２０】
円筒ころ軸受１１は、内輪１２と、鍔１３ａを有する外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された円筒ころ１４と、円筒ころ１４の間隔を保持する保持器１５とを備えるＮＵ型の円筒ころ軸受である。
【００２１】
保持器１５は、図４に示すように、リング部５ａと、リング部１５ａの端面に等間隔に配置された柱部１５ｂと、隣接する柱部１５ｂの間に円筒ころ１４を収容する複数のポケット１５ｃとを有し、ポケット１５ｃ壁面の内周面側端部には、その中央部に円筒ころ１４と接触しない逃げ部１５ｅが設けられ、その両端部のリング部１５ａと接する位置に円筒ころ１４の脱落を阻止するころ保持突起１５ｄが設けられている。
【００２２】
上記構成のように、ころ保持突起１５ｄをポケット１５ｃの両端部にのみ設けることにより、円筒ころ１４の圧入時の負荷を低減することが可能となる。また、中央部を円筒ころ１４と接触しない逃げ部１５ｅとすることにより、軸受回転時に内外輪との接触中心となる円筒ころ１４の転動面中央部の潤滑剤を掻き取ることがないので、軸受の潤滑性能の低下を防止することができる。
【００２３】
また、ポケット１５ｃのリング部１５ａの近傍では、円筒ころ１４とポケット１５ｃの隙間および円筒ころ１４の面取り部により、ころ保持突起１５ｄと円筒ころ１４とが接触しない。そこで、円筒ころ１４と接触しないリング部１５ａと接する部分からころ保持突起１５ｄを形成することにより、ころ保持突起１５ｄ自体の強度を確保することができる。これにより、ころ保持突起１５ｄの円筒ころ１４と接触する部分の大きさは、円筒ころ１４の脱落を防止するために必要な最小限の大きさとすることができるので、円筒ころ圧入時の負荷低減効果および軸受の潤滑性能の維持効果をさらに高めることができる。
【００２４】
しかし、ころ保持突起１５ｄの軸方向幅が小さいと、円筒ころ１４がポケット１５ｃの内部で軸方向に移動した際に脱落する危険性がある。そこで、ころ保持突起１５ｄの軸方向幅ｗと、ポケット１５ｃの軸方向隙間ｔ１と、円筒ころ１４の面取り幅ｔ２とは、ｗ＞ｔ１＋ｔ２の関係を有することにより、円筒ころ１４がポケット１５ｃの内部で軸方向に最大限偏在した場合でも、円筒ころ１４の脱落を防止することが可能となる。
【００２５】
また、ポケット１５ｃの壁面は、図５に示すように、円筒ころ１４の転動面に沿う円弧面であり、ポケット１５ｃを挟んで対向するころ保持突起１５ｄの対向面は、互いに平行な平坦面である。
【００２６】
これにより、左右の平坦面と円筒ころ１４の転動面とで形成される凹部に潤滑剤が溜まるので、円筒ころ１４の転動面に十分な量の潤滑剤を供給することができると共に、ポケット壁面が円錐ころ１４の転動面の潤滑油を掻き落とすことがなくなるので、円筒ころ軸受１１の潤滑性能を高めることができる。
【００２７】
さらに、ころ保持突起１５ｄを有さない外径面側のポケットの周方向幅ｗ１は、ころ保持突起１５ｄを有する内径面側のポケットの周方向幅ｗ２よりも狭くしている。これにより、円筒ころ軸受１１に組み込まれた保持器１５の径方向への移動は、ポケット１５ｃの周方向幅の小さい外径面側の端部で規制されることとなる。その結果、比較的強度の低いころ保持突起１５ｄが、高速回転する円筒ころ１４と接触するのを防止することができる。
【００２８】
なお、図３に示した円筒ころ軸受１１は、外輪１３に鍔１３ａを有するＮＵ型の円筒ころ軸受であって、保持器１５の内径面側にころ保持突起１５ｄを有する例を示したが、これに限ることなく、例えば、図６に示すような、内輪２２に鍔２２ａを有するＮ型の円筒ころ軸受２１にも適用可能である。この場合、ころ保持突起２５ｄは、保持器２５のポケット壁面の外周面側端部に形成される。また、その他の構成は図３に示した円筒ころ軸受１１と同様である。
【００２９】
さらには、図７に示す円筒ころ軸受３１が有する保持器３５のように、中央部に円筒ころ３４と接触しない逃げ部と、その両端部のリング部と接する位置に円筒ころ３４の脱落を阻止するころ保持突起３５ｄとをポケット壁面の内周面側端部および外周面側端部の両方に形成することとしてもよい。この場合、内輪に鍔を有するＮ型の円筒ころ軸受と、外輪に鍔を有するＮＵ型の円筒ころ軸受との両方に適用可能な汎用的な円筒ころ軸受用保持器を得ることができる。
【００３０】
なお、上記構成の円筒ころ軸受用保持器は、揉み抜き保持器にも、プレス保持器にも適用可能である。また、上記の各実施形態においては、単列の円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、複列または多列の円筒ころ軸受にも適用可能である。
【００３１】
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】
【００３２】
この発明は、風力発電機や鉄道車両等の主軸を支持する円筒ころ軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の円筒ころ軸受の概略断面図である。
【図２】図１の円筒ころ軸受に使用される保持器の拡大断面図である。
【図３】この発明の一実施形態に係るＮＵ型の円筒ころ軸受の概略断面図である。
【図４】図３の円筒ころ軸受に使用される保持器の拡大断面図である。
【図５】図３の円筒ころ軸受に使用される保持器の拡大断面図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係るＮ型の円筒ころ軸受の概略断面図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る円筒ころ軸受であって、Ｎ型およびＮＵ型の両方に使用可能な保持器を有する円筒ころ軸受の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，１１，２１，３１  円筒ころ軸受、２，１２，２２，３２  内輪、３，１３，２３，３３  外輪、１３ａ，２２ａ，３２ａ  鍔、４，１４，２４，３４  円筒ころ、５，１５，２５，３５  保持器、５ａ，１５ａ  リング部、５ｂ，１５ｂ  柱部、５ｃ，１５ｃ  ポケット、５ｄ，１５ｄ，２５ｄ，３５ｄ  ころ保持突起、１５ｅ  逃げ部。
【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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