(57)【要約】【課題】ころ間に間座を介在させたころ軸受において、ころ長さが異なる軸受において間座の兼用を可能にし、さらには軸受の運転中における潤滑油の攪拌抵抗を軽減させる。【解決手段】ころ軸受は、外輪12と、内輪14と、複数のころ16と、隣り合うころ16間に介在させた間座18とを有し、前記間座18の片端に、前記ころ16の端面16bと向かい合う面をもった拡張部18aと、軌道輪（12または14）のつば側面と向かい合う面18dとが設けてある。【選択図】図１
2007162916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、複数のころと、隣り合うころ間に介在させた間座とを有し、前記間座の片端に、前記ころの端面と向かい合う面と、軌道輪のつば側面と向かい合う面とを設けたころ軸受。
【請求項２】
ころ径をＤｗ、ころ本数をＺ、円周方向すきまをＳ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のころ軸受。
【請求項３】
前記拡張部の長さの最大値をＬ、ころ径をＤｗとしたとき、０．２×Ｄｗ≦Ｌ≦０．９×Ｄｗの関係が成立する請求項１または２のころ軸受。
【請求項４】
前記間座がころのピッチ円の内径側から外径側まで延在し、前記間座のころ転動面と向き合う面がころ転動面を受け入れる凹形状である請求項１ないし３のいずれかのころ軸受。
【請求項５】
前記間座が外輪内径面で案内される請求項１ないし４のいずれかのころ軸受。
【請求項６】
前記間座が内輪外径面で案内される請求項１ないし４のいずれかのころ軸受。
【請求項７】
前記間座の外輪内径面と向き合う面が、前記外輪内径面の曲率半径よりも小さい曲率半径の凸曲面である請求項５のころ軸受。
【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】
本出願人は先に、図８および図９に示すように、隣り合うころ間に間座を介在させたころ軸受において、間座の軸方向両端にころ端面と向かい合う面をもった拡張部を設けて、間座の軸方向への動きを規制することを提案している（特願２００５−２５３７４６）。この場合、使用するころの長さが変われば、その長さに合わせた専用の間座を製作する必要がある。また、間座の材質としては各種合成樹脂や高力黄銅等の金属が使用され、前者は射出成形によって、後者は鋳造や切削によって製作するのが一般的である。ここで、金属製間座の製作にあたっては、鋳造によれば寸法精度の管理が難しく、機能的には切削による製作が好ましいが、切削品は大量生産に不向きであるほか、形状の複雑さが相俟ってコストが非常に高くなる。
【０００４】
また、本出願人は、図１０に示すように、内輪または外輪に固定した環状の側板により間座の拡張部を支持させることで、間座の軸方向への動きを規制することを提案している（特願２００５−２５３７３８）。この場合、間座の軸方向片端だけに拡張部を設け、その拡張部を側板で支持することで間座の軸方向への動きを規制できるため、ころ長さが変わっても同じ間座を兼用することもできる。しかし、側板は製造コストが高く、また、側板の固定対象となる内輪または外輪にも専用の加工が必要となるほか、軸受の運転中における潤滑油の攪拌抵抗を増大させる原因となる。
【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ころ軸受において、ころ長さが異なる軸受において間座の兼用を可能にし、さらには軸受の運転中における潤滑油の攪拌抵抗を軽減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のころ軸受は、外輪と、内輪と、複数のころと、隣り合うころ間に介在させた間座とを有し、前記間座の片端に、前記ころの端面と向かい合う面と、軌道輪のつば側面と向かい合う面とを設けた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、ころ長さが異なる軸受において間座の兼用が可能となる。すなわち、間座の軸方向への動きはころ端面によって一方向に規制され、その逆方向は外輪つば側面または内輪つば側面によって規制されるため、前記拡張部を間座の軸方向両端に設ける必要がなく、その結果、ころ長さが変わっても間座を兼用することができる。
【０００７】
さらに、軸受の運転中における潤滑油の攪拌抵抗を軽減させることができる。すなわち、間座がころ転動面を広域にわたって覆うことがなく、ころの周囲にある潤滑油が出入りしやすくなるため、攪拌抵抗を減少させ、また、冷却効率も向上する。
【０００８】
前記形状は、間座を切削によって製作する場合にも有利な形状である。すなわち、まずは一体型のくし型保持器を形成した後、その柱部分を切り落とすことで間座を製作することができる。軸方向両端に拡張部をもつ間座に本手法を適用することは非現実的であるが、くし型保持器は単純なドリル加工によって間座となる柱部分を容易に形成できるため、切削による間座を安価に製作することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１のころ軸受において、ころ径をＤｗ、ころ本数をＺ、円周方向すきまをＳ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。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。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２のころ軸受において、前記拡張部の長さの最大値をＬ、ころ径をＤｗとしたとき、０．２×Ｄｗ≦Ｌ≦０．９×Ｄｗの関係が成立することを特徴とするものである。下限を０．２×Ｄｗとしたのは、拡張部をころの端面の面取りを避けた中心寄りの平坦部に接触させるためである。上限を０．９×Ｄｗとしたのは、拡張部にて隣り合う間座同士が干渉しないようにするためである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかのころ軸受において、前記間座がころのピッチ円の内径側から外径側まで延在し、前記間座のころ転動面と向き合う面がころ転動面を受け入れる凹形状で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、ころ転動面だけで間座の半径方向の動きを規制することができる。言い換えれば、間座をころで挟むだけで、内輪や外輪に接触させることなく、間座の半径方向の動きが規制できる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかのころ軸受において、前記間座が外輪内径面で案内されることを特徴とするものである。また、請求項６の発明は、請求項１ないし４のいずれかのころ軸受において、前記間座が内輪外径面で案内されることを特徴とするものである。間座は、上述のようにころで挟むだけでもよいが、外輪内径面や内輪外径面に案内させることによってその挙動が一層安定する。ここで、「外輪内径面」、「内輪外径面」とは、いずれも間座を半径方向に支持・案内できる面であればよく、たとえば、前者は外輪の軌道面やつば内径面を指し、後者は内輪の軌道面やつば外径面を指す。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項５のころ軸受において、前記間座の外輪内径面と向き合う面が、前記外輪内径面の曲率半径よりも小さい曲率半径の凸曲面で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、いわゆる「くさび膜効果（運動方向に狭まっているくさび状のすきまに流体が粘性によって引き込まれて圧力すなわち負荷能力を発生する効果）」が得られ、間座の案内面における発熱や磨耗を軽減させることができる。ここで、「外輪外径面」とは、間座を半径方向に支持・案内できる面であればよく、たとえば、外輪の軌道面やつば内径面を指す。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、ころ間に間座を介在させたころ軸受において、ころ長さが異なる軸受における間座の兼用が可能となる。さらに、軸受の運転中における潤滑油の攪拌抵抗が減少し、冷却効率も向上するため、許容回転数の高いころ軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１に示す実施の形態は、ＮＪタイプの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。この円筒ころ軸受はＮＪタイプで、外輪１２は軌道の両側につば１２ａを有し、内輪１４は軌道の片側につば１４ａを有している。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。
【００１７】
図２に間座１８の詳細を示す。間座１８は、片端にころ１６の端面１６ｂと向かい合う面をもった拡張部１８ａが形成してあり、その外径側に外輪１２のつば１２ａの内側面と向かい合う立ち上がり面１８ｄが形成してある。拡張部１８ａがころ１６の端面１６ｂと接触することによって、また、立ち上がり面１８ｄが外輪１２のつば１２ａの内側面と接触することによって、軸受の軸方向における間座１８の動きが規制される。
【００１８】
間座１８は、円筒ころ１６の転動面１６ａと向かい合う面（以下、ころ接触面ともいう）１８ｂが転動面１６ａを受け入れる凹形状をしている。ここでは、ころ接触面１８ｂの断面形状が円筒ころ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が、平坦面の組合せで凹形状のころ接触面１８ｂを形成することもできる。ころ接触面１８ｂは図３に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、ころ１６の転動面１６ａによって軸受半径方向における間座１８の動きが規制される。
【００１９】
図４に示すように、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）１８ｃは部分円筒面となっている。言い換えれば、拡張部１８ａの外周面は凸曲面で、その曲率半径Ｒ１は外輪１２のつば１２ａの内周面の曲率半径Ｒ２より小さい。これにより、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、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１８ｃを外輪１２のつば１２ａの内周面で支持させることにより、間座１８の半径方向の動きが規制されてその挙動が安定する。
【００２０】
また、軸受の回転中、間座１８の拡張部１８ａの外周面１８ｃにくさび膜効果が発生し、発熱や磨耗を軽減することができる。さらに、凸曲面（１８ｃ）の形成により、間座１８の挙動が乱れても拡張部１８ａの外周面１８ｃにおけるエッジ接触を回避することができる。なお、エッジ接触を避けるため、拡張部１８ａの軸受円周方向を向いた端縁には面取りを設けるのが望ましい。
【００２１】
この実施の形態の軸受は、図６に示すように、円筒ころ１６と間座１８を外輪１２の軌道面上に交互に配列していき、最後に組み込む円筒ころ１６の両脇に位置する間座１８を、配列済みの円筒ころ１６の転動面１６ａの手前側に沿わせた状態で、最後の円筒ころ１６を外輪１２の軌道面に向かって挿入することで、両脇の間座１８をスライドさせつつ、円筒ころ１６を外輪１２の軌道面上に組み込むことができる。
【００２２】
図７は間座を切削により製作する過程を示した例であり、くし型保持器を形成した後、その柱部分をたとえばワーヤーカットにより切り落とすことで間座を得ることができる。
【００２３】
間座１８の材質を６６ナイロン（ナチュラル）としてＮＪ２３２４Ｅ（φ１２０×φ２６０×８６）に適用した場合について述べるならば、円筒ころ１６のピッチ円上の円周方向すきまＳ（図５参照）は１．５ｍｍであり、数式で表すとＳ＝０．００２６×Ｄｗ×Ｚである。また、間座１８の最小部肉厚は１．８ｍｍである。このとき、軸受の温度が１００℃上昇しても、円筒ころ１６と間座１８の熱膨張の総和は１ｍｍ程度であり、円周方向すきまＳが潰れることはなく、一般的な温度条件下での使用に耐えることができる。ちなみに、円筒ころ（軸受鋼）の線膨張係数は１２．５×１０-6（℃）、間座（６６ナイロン（Ｎ））の線膨張係数は９×１０-5（℃）である。また、間座１８の端部をピッチ円接線方向に拡張した長さの最大値Ｌ（図３参照）は２０ｍｍであり、数式で表すとＬ＝０．５×Ｄｗである。このような設定としたとき、拡張部１８ａはころ１６の面取りを越えた中心寄りでころ端面１６ｂと接触し、また、隣り合う間座１８が互いに干渉することはない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態を示す、内輪を抜いた状態の円筒ころ軸受の破断斜視図
【図２】図１における間座の斜視図
【図３】図１の円筒ころ軸受の側面図
【図４】図３の部分拡大図
【図５】図１の円筒ころ軸受の断面略図
【図６】図１の円筒ころ軸受の組立て過程を示す断面図
【図７】図２の間座の製作過程を例示する斜視図
【図８】内輪を抜いた状態の円筒ころ軸受の破断斜視図
【図９】図８における間座の斜視図
【図１０】円筒ころ軸受の破断分解斜視図
【符号の説明】
【００２５】
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
１８ｃ  凸曲面
１８ｄ  立ち上がり面
【図１】
2007162916.tif 000003
【図２】
2007162916.tif 000004
【図３】
2007162916.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007162916.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007162916.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007162916.tif 000011
【図１０】
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