JP2007232188A - ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】隣り合うころ間に間座を介在させたころ軸受において、前記間座の強度を向上させる。
【解決手段】ころ軸受は、内輪軌道面と外輪軌道面との間に転動自在に介在する複数のころ6と、隣り合うころ6間に間座8を具備し、前記間座8が軸方向両端にころ端面6bと向き合う拡張部8bを有し、間座8の軸受円周方向に垂直な断面において、前記拡張部8bの付け根が面一に接続されている。
【選択図】図２

Description

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。

特許文献１に、隣り合う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、高い負荷容量を得ることができる。しかしながら、特許文献１に記載されたころ軸受は、間座の動きを内輪および外輪の軌道面とつば側面とによって規制するため、必然的にころの径方向断面と同程度の大きさの間座を介在させることになり、潤滑油の攪拌抵抗が大きい傾向がある。さらに、間座を内輪または外輪の軌道面およびつば側面に摺動させるため、転がり面およびつば側面における円滑な油膜形成が損なわれる可能性がある。
特許第３５４９５３０号公報

特許文献１に記載されたころ軸受の上記問題点を除去するべく、本出願人は先に、図７に示すように、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き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）。このような構成を採用することで、間座の軸方向への動きを前記拡張部ところ端面とで規制することができ、径方向への動きをころ転動面または内輪つば外径もしくは外輪つば内径にて規制することができる。すなわち、間座の移動規制手段として内輪や外輪の軌道面やつば側面を使用しないため、隣り合うころ間において、間座を広域にわたって介在させる必要がなく、潤滑油の攪拌抵抗を抑えることができ、また、転がり面およびつば側面における油膜形成を妨げることがない。さらに、間座を内輪つば外径または外輪つば内径に案内させる場合、前記拡張部はその案内面積を拡大する効果をも発揮するため、案内面において油膜が形成されやすくなる。

本発明の主要な目的は、隣り合うころ間に間座を介在させたころ軸受において、前記間座の強度を向上させることにある。

本発明のころ軸受は、内輪軌道面と外輪軌道面との間に転動自在に介在する複数のころと、隣り合うころ間に間座を具備するころ軸受において、前記間座が軸方向両端にころ端面と向き合う拡張部を有し、間座の軸受円周方向に垂直な断面において、前記拡張部の付け根が面一に接続され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で、間座の破損確率を低減することができる。すなわち、間座の上面または下面において、拡張部の付け根に段差を設けないことにより、応力の集中を回避することができる。言い換えれば、間座の応力集中の起点となる隅部の数を減らすことができる。

例えば、図７に示すように拡張部を形成した場合、上下面の隅部に応力が集中する。間座には軸受の円周方向への圧縮応力のほかに、拡張部への曲げ応力が働くことがある。すなわち、間座は軸受の円周方向すきまにおいて自由度を有するため、間座の姿勢が乱れころ端面から拡張部に力が作用することがある。特に、前記隅部が間座の薄肉部付近に位置する場合、この隅部を起点に拡張部の付け根に亀裂が入るおそれがある。

請求項２の発明は、請求項１のころ軸受において、間座の拡張部の、軸受の半径方向の内側または外側をむいた面の少なくとも一方を、斜面で形成し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で、前記応力集中の発生を回避しつつ、軸受の運転時における潤滑油の攪拌抵抗を軽減することができ、また、ころ転動面と間座の摺動部における発熱を軽減することができる。すなわち、拡張部の前記勾配を、間座の軸方向中心寄りに延伸させることで、拡張部を間座の内径側から外径側まで延在させる必要がないため、拡張部の軸受半径方向の大きさを小さくすることができ、潤滑油の攪拌抵抗を軽減することができる。また、前記勾配形状の延伸によって、ころ転動面と間座の接触長さを短くすることができるため、発熱を軽減することができ、さらには軸受の回転トルクを小さくすることができる。また、間座がころ転動面を覆う面積が小さくなるため、潤滑油による冷却効率を向上させることができる。

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、間座の拡張部ところ端面の間のすきまＳａが、円周方向すきまをＳ、ころ長さをＬｗ、前記間座の拡張部長さの最大値をＬとしたとき、式１で表される範囲内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で、ころ端面から間座の拡張部に加わる力を大幅に軽減することができる。すなわち、円周方向すきまの中で傾こうとする間座の動きを、拡張部ところ端面によって規制するのではなく、間座ところ転動面の接触によって規制することで、拡張部に作用する力を小さくすることができる。すなわち、間座が傾いた状態で軸受の回転が急加減速されても、間座は容易に軸方向に逃げることができる。

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、前記間座が合成樹脂の射出成形で形成され、間座にただ１つのゲート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、ウェルド部の発生を回避することができ、局部的な強度低下を回避することができる。間座が貫通孔を場合は、基本的にウェルドの発生は避けられないものの、１点ゲートを採用することでウェルドの発生を１箇所にとどめることができる。

請求項５の発明は、請求項４のころ軸受において、前記間座の、軸受の半径方向の内側または外側を向いた面に前記ゲートを配置し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、樹脂の流動方向がころと間座との接触線方向と直交することとなり、間座の圧砕強度を向上させることができる。

一般的に、射出成形品は樹脂の流動方向よりもその直角方向への強度が低く、その傾向は繊維を配合した樹脂材料でより顕著に現れる。とくに繊維の方向に沿った線荷重を受ける場合、繊維強化の効果が十分に得られない。ここで、間座は軸受の運転中に、ころ転動面の線接触を介して圧縮力を受ける。そこで、間座中の樹脂の流動方向と、間座ところの接触線方向を直交させることで、圧砕強度を向上させることができる。なお、耐圧砕強度という点では、間座ところの接触位置全域にわたってゲートを設け、間座への圧縮力の方向と樹脂の流動方向を同一にすることが望ましいが、ゲートカットの処理やころ転動面との摺動性に問題があり、現実的ではない。

本発明によれば、隣り合うころ間に間座を介在させたころ軸受において、間座の破損確率を低減することができる。さらに、軸受の運転時における潤滑油の攪拌抵抗を軽減できるほか、ころ転動面と間座の摺動面における発熱を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、便宜上図２を参照してころ軸受の一例としての円筒ころ軸受について述べると、円筒ころ軸受は、内輪２と、外輪４と、円筒ころ６と、間座８とで構成されている。円筒ころ６は内輪２の軌道面と外輪４の軌道面との間で転動自在で、隣り合う円筒ころ６間に間座８が介在させてある。間座８は概ね板状で、その両面に円筒ころ６の転動面６ａと接触する面すなわちころ接触面８ａを有する。間座８の長手方向の両端には、円筒ころ６のころ端面６ｂと向かい合う面をもった拡張部８ｂが形成してある。

図１に示す実施例は、間座８の拡張部８ａを含めた上下の面を各々直線的に、つまり面一に形成した例である。図示のとおり、拡張部８ａの付け根には、拡張方向以外に段差（隅部）が形成されないため、応力の集中を避けることができる。

図３に示す実施例は、間座８の上面を拡張部８ｂを含めて一直線で、つまり面一に形成し、拡張部８ａの下面を斜面で形成した例である。この場合、斜面がころ接触面８ａの領域まで一直線に、つまり面一に延びている。言い換えれば、拡張部８ｂの領域からころ接触面８ａの領域にかけて同一の勾配である。このような構成を採用することで、矩形断面の拡張部に比べて拡張部８ｂの下隅部がカットされ、かつ、ころ接触面８ａの両端の下隅部もカットされるため、軸受の運転時における潤滑油の攪拌抵抗が軽減するほか、ころ６の転動面６ａと間座８との接触長さが短くなって発熱が軽減する。なお、図３では、前記勾配形状を緩やかな円弧を介して垂直面につなげているが、間座８の最下面まで勾配形状を延長してもよい。

図４は、間座８が軸受の円周方向すきまの中で傾こうとする動きを、拡張部８ｂところ端面６ｂによって規制するのではなく、間座８ところ転動面６ａの接触によって規制する状態を示したものであり、ころ端面６ｂから間座８の拡張部８ｂに加わる力を大幅に軽減することができる。例えば、図２に示す円筒ころ軸受ＮＪ２３２４Ｅ（φ１２０×φ２６０×８６）の内部諸元は、円周方向すきまＳ＝１．５ｍｍ、ころ長さＬｗ＝６２ｍｍ、間座の拡張部長さＬ＝２０ｍｍであるため、間座８の拡張部８ｂところ端面６ｂの間のすきまＳａは、０．５３ｍｍ以上とすべきである。これを式で表すならば式１のとおりである。

図５は射出成形によって形成した樹脂製間座８を示し、間座８の下面、言い換えれば軸受の半径方向内側を向いた面の１箇所に射出成形のゲート１０が配置してある。なお、ここでは潤滑油の流動抵抗を低減させるため符号８ｃで示すように間座８の下部中央を切り欠いてあり、その切欠き部の下面にゲート１０が設けてある。この間座８には、たとえば貫通孔のような、樹脂材料が二手に分かれて回り込むような部分がないため、ゲート１０を１箇所とすることでウェルド部が発生しない。

また、ゲート１０を間座８の下面に配置したことにより、間座８中の樹脂の流動方向が、間座８ところ６との接触線方向に対して直交するため、間座８の圧砕強度が向上する。図６に、比較のためゲート１０を間座８の端部に配置した場合を示す。この場合、矢印で示すように、樹脂の流動方向が間座８ところ６との接触線方向と平行になるため、間座８の圧砕強度面から望ましくない。なお、ゲート１０は他の部品との接触部を避けた位置に設けるべきであり、また、軸受に組み込んだ際に目立たない場所に設けるのが望ましい。図６に関連して上に述べた理由から両端部が除かれ、ころ６と接触するという理由からころ接触面８ａが除かれる結果、間座８の下面（図５）または上面がゲート１０を設けるのに適していると言える。これらは軸受の半径方向の内側または外側を向いた面である。

（Ａ）は実施例を示す間座の正面図、（Ｂ）は斜視図 別の実施例を示すころ軸受の破断斜視図 図２の軸受における間座の正面図 間座を介して隣り合ったころを示す平面図 別の実施例を示す間座の斜視図 比較例を示す間座の斜視図 （Ａ）はころ軸受の破断斜視図、（Ｂ）は図７（Ａ）の軸受における間座の正面図

符号の説明

２ 内輪
４ 外輪
６ 円筒ころ
６ａ 転動面
６ｂ ころ端面
８ 間座
８ａ ころ接触面
８ｂ 拡張部
８ｃ 切欠き
１０ ゲート

Claims (5)

1. 内輪軌道面と外輪軌道面との間に転動自在に介在する複数のころと、隣り合うころ間に間座を具備するころ軸受において、前記間座が軸方向両端にころ端面と向き合う拡張部を有し、間座の軸受円周方向に垂直な断面において、前記拡張部の付け根が面一に接続されたことを特徴とするころ軸受。
2. 前記拡張部の、軸受の半径方向の内側または外側を向いた面の少なくとも一方が、斜面で形成された請求項１のころ軸受。
3. 円周方向すきまをＳ、ころ長さをＬｗ、前記間座の拡張部長さの最大値をＬとしたとき、間座の拡張部ところ端面の間のすきまＳａが式１の範囲内である請求項１または２のころ軸受。
   

   
4. 前記間座が合成樹脂の射出成形によって形成され、間座にただ１つのゲートを設けた請求項１ないし３のいずれかのころ軸受。
5. 前記間座の、軸受の半径方向の内側または外側を向いた面に前記ゲートを配置した請求項４のころ軸受。

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