(57)【要約】【課題】組み立て時にころを押し込む際の強度に優れた保持器を有するころ軸受と応力算出方法を提供する。【解決手段】本発明に係るころ軸受は、内輪と外輪と保持器と複数のころを有し、前記保持器は軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリムと、これら両リム同士の間に掛け渡された複数本の柱とから成り、これら両リムの内側面と円周方向に隣り合う柱の円周方向側面とにより四周を囲まれた部分を、それぞれポケットとし、前記柱の円周方向両側面に前記ころ脱落防止用の凸部をそれぞれ設け、前記保持器に前記ころを押し込む周面側の前記ポケットの両側の前記凸部同士の間隔を、前記保持器に前記ころを押し込む際、保持器に発生する応力やひずみが保持器の強度を超えない様な間隔にしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪と保持器と複数のころを有するころ軸受において、前記保持器は軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリムと、これら両リム同士の間に掛け渡された複数本の柱とから成り、これら両リムの内側面と円周方向に隣り合う柱の円周方向側面とにより四周を囲まれた部分を、それぞれポケットとし、前記柱の円周方向両側面に前記ころ脱落防止用の凸部をそれぞれ設け、前記保持器に前記ころを押し込む周面側の前記ポケットの両側の前記凸部同士の間隔を、前記保持器に前記ころを押し込む際、保持器に発生する応力やひずみが保持器の強度を超えない様な間隔にしたことを特徴としたころ軸受。
【請求項２】
前記保持器は、金属製または樹脂製であることを特徴とした請求項１のころ軸受。
【請求項３】
請求項１のころ軸受の前記保持器に発生する応力やひずみを算出する際には、有限要素法にて、少なくとも前記保持器と前記転動体の形状と材料物性や、相対運動を含めたモデルを定義する手段を用いることを特徴とした応力算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ころ軸受と応力算出方法に関し、特にころを保持器に押し込んで組み立てるころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から各種回転機械装置の回転支持部に、転がり軸受が組み込まれている。大きな荷重が加わる回転支持部を構成する為の転がり軸受としては、転動体としてころ（例えば円筒ころ、円すいころ）を使用した保持器付ころ軸受が使用されている。図７は、この様な保持器付ころ軸受の１例として、例えばスクリューコンプレッサーのロータ支持部に組み込む、保持器付円筒ころ軸受１を示している。この保持器付円筒ころ軸受１は、内周面の軸方向中間部に円筒面状の外輪軌道２を有する外輪３と、外周面の軸方向中間部に円筒面状の内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に軸受用保持器６により保持した状態で転動自在に設けられた、複数の円筒ころ７とから成る。
【０００３】
図８（Ａ）の上部の図は、図７の軸受用保持器をＡ方向から見た断面図である。上記軸受用保持器６は、図８（Ｂ）に示す様に、所謂籠型保持器と呼ばれるもので、軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリム６１、６１と、これら両リム６１、６１
同士の間に掛け渡された複数本の柱６２、６２とから成る。そして、これら両リム６１、６１の内側面と円周方向に隣り合う柱６２ 、６２の円周方向側面とにより四周を囲まれた部分を、それぞれポケット６３、６３としている。ポケット６３，６３間の各柱６２の側面は、円筒ころ７の外径面に沿った円筒面状に形成し、円筒ころ７がポケット６３の開口から落ちないようにしてある。したがって、ポケット６３のころ入口となる開口部の幅寸法Ｃは、円筒ころ７の外径寸法Ｄよりも小さくなっている。組立に際して、円筒ころ７は、白矢印で示すように、軸受用保持器６の内径側からポケット６３内に押し込み、軸受用保持器６の樹脂の持つ弾性で柱６２を撓ませて円筒ころ７の進入を可能とする。
【０００４】
このように、円筒ころ７を押し込んでポケット６３内に入れるため、開口部の幅寸法Ｃと、ころ外径Ｄの寸法差が大きくなると、円筒ころ７が軸受用保持器６に入り難い。なお、開口幅寸法Ｃを大きくすると、円筒ころ７は入り易くなる。しかし、軸受の組立時に円筒ころ７がポケット６３から落下し易くなる。特に、スクリューコンプレッサーのロータ支持部に、ころ軸受１を組み込む場合、外輪３と内輪５を別々に組み込む場合もあり、円筒ころ７の落下する状況が発生し易いので、開口幅寸法Ｃを大きくすることは好ましくない。
【０００５】
この部分の改善の先行技術としては、例えば特許文献１がある。これは、図９に示した様に、各ポケット６３間の柱６４の軸方向の中央付近に、断面を他の部分よりも小さくした幅狭部６４ａを設けることにより、柱６４を撓ませ易くしているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２９６６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、各ポケット６３間の柱６４の軸方向の中央付近は、溶融樹脂が合流するウエルドに成り易く、前記ウエルドのある部分は強度が低いことが多いので、特許文献１に記載のころ軸受の様に、各ポケット６３間の柱６４の軸方向の中央付近に、断面を他の部分よりも小さくした幅狭部６４ａを設けると、柱６４の強度の面で改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、組み立て時にころを押し込む際の強度に優れた保持器を有するころ軸受と応力算出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係るころ軸受は、内輪と外輪と保持器と複数のころを有し、前記保持器は軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリムと、これら両リム同士の間に掛け渡された複数本の柱とから成り、これら両リムの内側面と円周方向に隣り合う柱の円周方向側面とにより四周を囲まれた部分を、それぞれポケットとし、前記柱の円周方向両側面に前記ころ脱落防止用の凸部をそれぞれ設け、前記保持器に前記ころを押し込む周面側の前記ポケットの両側の前記凸部同士の間隔を、前記保持器に前記ころを押し込む際、保持器に発生する応力やひずみが保持器の強度を超えない様な間隔にしたことを特徴としたころ軸受である。また、前記保持器は、金属製または樹脂製であることが好ましい。また、前記保持器に発生する応力やひずみを算出する際には、有限要素法にて、少なくとも前記保持器と前記転動体の形状と材料物性や、相対運動を含めたモデルを定義する手段を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前記保持器に前記ころを組み込む際、保持器に発生する応力やひずみが保持器の強度を超えないので、前記保持器の破損を防止することが出来る。また、保持器等の形状や材料の変更等に対応することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るころ軸受の断面図
【図２】本発明のころ軸受の保持器の部分斜視図
【図３】本発明のころ軸受の保持器の斜視図
【図４】本発明のころ軸受の保持器の部分断面図
【図５】本発明のころ軸受の保持器の内周面側からのころ押し込み過程を示す部分断面図
【図６】本発明のころ軸受の保持器の外周面側からのころ押し込み過程を示す部分断面図
【図７】従来のころ軸受の断面図
【図８】（Ａ）従来のころ軸受用保持器のころ押し込み過程を示す部分断面図、（Ｂ）は同保持器の部分平面図
【図９】従来のころ軸受の保持器の部分平面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るころ軸受１の各実施形態について図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１に示すように、本実施形態のころ軸受１は、外輪３と内輪５ところ７（円筒ころ）と保持器６Ａを有する円筒ころ軸受である。前記保持器６Ａは、例えば樹脂または金属からなることが好ましい。樹脂材料としては、ガラス繊維等で強化された６６ナイロンを用いることが出来るが、高温強度や耐熱性に優れる繊維強化４６ナイロンを用いることが好ましい。また、例えば、スクリューコンプレッサーのロータ支持部の様に、耐摩耗性や耐油性や耐熱性が求められる用途においては、耐摩耗性や耐油性や耐熱性に優れた繊維強化直鎖型ポリフェニレンサルファイドを用いることがより好ましい。また、前記保持器６Ａの強度が必要な場合には、金属からなることが好ましい。また、本発明に係る保持器付きころ軸受用の保持器６Aは、例えば図２に示すように、軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリム６１、６１と、これら両リム同士の間に掛け渡された複数本の柱６５から成る。また、これら両リムの内側面と円周方向に隣り合う柱の円周方向側面とにより四周を囲まれた部分を、ポケット６３としている。図２と図３は、本発明のころ軸受の保持器の部分斜視図と斜視図である。図２では、ころの脱落を防止する為、柱６５のポケットに面した柱の内周面側に２箇所の凸部６６Ａ、６６Aを設けてあり、外周面側に２箇所の凸部６６Ｂ、６６Ｂを設けている。
【００１３】
また、図４に示すように、前記保持器に前記ころを押し込む周面側である内周面側の前記ポケットの両側の前記凸部の先端６６Ａ１同士の間隔Ｃ１を、ころの外径Ｄよりも僅かに小さくしており、前記保持器に前記ころを押し込む際、保持器に発生する応力やひずみが保持器の強度を超えない様な間隔にしている。また、前記保持器に発生する応力やひずみを算出する際には、有限要素法にて、少なくとも前記保持器と前記転動体の形状と材料物性や、相対運動を含めたモデルを定義する手段を用いることが好ましいが、本実施形態では、実際に組み立てるときと同様に、前記ころと前記保持器と軌道輪である外輪も含めたモデルを作成し解析を行った。保持器および外輪が円周方向に対称である場合は３６０°全周をモデル化する必要は無く、図５のように、９０°あるいは１８０°のモデルでもよい。また、保持器および外輪が軸方向に対称である場合は軸方向に１／２のモデルでよい。保持器は弾塑性体とし、弾性変形だけでなく、塑性変形も考慮することが望ましい。前記有限要素解析より算出した応力やひずみが保持器の強度を超えないように、前記凸部間距離を規定し保持器を設計することが好ましい。保持器の強度は、保持器を形成している材質の引張り強度や曲げ強度としてもよい。
【００１４】
＜第２実施形態＞
図６は円筒ころ軸受であり、ころは保持器外周面側より保持器ポケットに押し込まれる場合である。また、図４に示すように、前記保持器に前記ころを押し込む周面側である内周面側の前記ポケットの両側の前記凸部の先端６６Ｂ１同士の間隔Ｃ２を、ころの外径Ｄよりも僅かに小さくしており、前記保持器に前記ころを押し込む際、保持器に発生する応力やひずみが保持器の強度を超えない様な間隔にする。実施例１と同様に、有限要素解析にて、少なくとも前記保持器と前記転動体の形状と材料物性や、相対運動を含めたモデルを定義する手段を用いることが好ましいが、本実施形態では、実際に組み立てるときと同様に、前記ころと前記保持器と軌道輪である内輪も含めたモデルを作成し解析を行った。保持器および内輪が円周方向に対称である場合は３６０°全周をモデル化する必要は無く、９０°あるいは１８０°のモデルでもよい。また、保持器および外輪が軸方向に対称である場合は軸方向に１／２のモデルでもよい。
【００１５】
また、上述の実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を外れない限り、他の実施形態にも適用出来る。
【符号の説明】
【００１６】
１        ころ軸受
２        外輪軌道
３        外輪
４        内輪軌道
５        内輪
６        保持器
６Ａ      保持器
７        ころ
６１      リム
６２      柱
６３      ポケット
６４      柱
６４ａ    幅狭部
６５      柱
６６      凸部
６６Ａ    内周面側の凸部
６６Ａ１  内周面側の凸部の先端
６６Ｂ    外周面側の凸部
６６Ｂ１  外周面側の凸部の先端
【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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