特開 2022-134542 針状ころ軸受用保持器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022134542

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】針状ころ軸受用保持器

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/46 20060101AFI20220908BHJP

   F16C 19/46 20060101ALI20220908BHJP

   F16C 33/56 20060101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

F16C33/46

F16C19/46

F16C33/56

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021033720

(22)【出願日】2021-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087538

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 和久

(74)【代理人】

【識別番号】100085213

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 洋

(72)【発明者】

【氏名】木村 友謹

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA14

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701AA63

3J701BA34

3J701BA44

3J701BA49

3J701EA02

3J701EA31

3J701FA15

3J701FA31

3J701GA32

3J701XB24

(57)【要約】      （修正有）

【課題】保持器のポケット形状を工夫することにより、針状ころのスキューによる誘起スラスト荷重を軽減する。
【解決手段】円筒形の保持器部材２の周方向に柱部２を挟み、針状ころを収容する、対向する一対の長辺２３ａ、２３ｂと対向する一対の短辺２３ｃ、２３ｄからなるポケット２３を多数配列した針状ころ軸受用保持器において、前記ポケット２３を、長辺２３ａ、２３ｂが軸心Ｏに対して傾斜している形状の第１ポケット２３Ａと、前記円筒形の保持器部材２の軸方向の左右幅を２分する位置にある、軸心に対して直交する中心線Ｃを反転中心にした形状の第２ポケット２３Ｂとの組み合わせにし、第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂを周方向に互い違いに配列したことを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒形の保持器部材の周方向に柱部を挟み、針状ころを収容する、対向する一対の長辺と対向する一対の短辺からなるポケットを多数配列した針状ころ軸受用保持器において、前記ポケットを、長辺が軸心に対して傾斜している形状の第１ポケットと、前記円筒形の保持器部材の軸方向の左右幅を２分する位置にある、軸心に対して直交する中心線を反転中心にして形状の第２ポケットとの組み合わせにし、第１ポケットと第２ポケットを周方向に互い違いに配列したことを特徴とする針状ころ軸受用保持器。

【請求項2】

前記第１ポケットの一対の長辺が、軸心に対して同一方向に傾斜している請求項１記載の針状ころ軸受用保持器。

【請求項3】

前記第１ポケットが、一対の短辺が長辺に対して直交している請求項２記載の針状ころ軸受用保持器。

【請求項4】

前記第１ポケットが、前記円筒形の保持器部材の左右幅を２分する中心線に対して平行な一対の短辺を有する請求項２記載の針状ころ軸受用保持器。

【請求項5】

前記第１ポケットの一対の長辺が、軸心に対して互いに逆方向に傾斜している形状の請求項１記載の針状ころ軸受用保持器。

【請求項6】

前記第１ポケットの短辺が、軸方向外側に湾曲する円弧形状になっている請求項５記載の針状ころ軸受用保持器。

【請求項7】

前記第１ポケットの短辺が、軸方向内側に湾曲する円弧形状になっている請求項５記載の針状ころ軸受用保持器。

【請求項8】

前記第１ポケットの長辺の軸心に対する傾斜角が２度以下である請求項１～７のいずれかに記載の針状ころ軸受用保持器。

【請求項9】

前記保持器部材の材質が、樹脂製または鋼製である請求項１～８のいずれかに記載の針状ころ軸受用保持器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、針状ころ軸受用保持器に関する。

【背景技術】

【0002】

針状ころ軸受は、軸受断面積が小さく、一般軸受に比べ小さいスペースで大きな負荷容量があるため、軸受のみならず、軸受箱その他も小型化することができ、機械の軽量化、コンパクト化につながり、コストダウンにも役立つものであり、一般機械に広く使用することができる。

【0003】

例えば、産業用ロボットの減速機には、一軸に多列で針状ころ軸受が使用されている。

【0004】

針状ころ軸受１は、例えば、図６に示すように、円筒形の保持器部材２１の周方向に柱部２２を挟んで多数のポケット２３を配列した保持器２と、ポケット２３内に収容される針状ころ３とを備える。

【0005】

保持器２のポケット２３は、一般的にプレス加工され、図７および図８に示すように、対向する一対の長辺２３ａ、２３ｂと、対向する一対の短辺２３ｃ、２３ｄからなり、長辺２３ａ、２３ｂが軸心Ｏに対して平行で、短辺２３ｃ、２３ｄが軸心Ｏに対して直交する線に対して平行である長方形に形成されている。なお、図８のＣは、保持器部材２１の軸方向における左右幅を２分する、軸心Ｏに対して直交する中心線を示している。

【0006】

針状ころ軸受１は、本来、ラジアル荷重のみ負荷されることが一般的であるが、保持器２のポケット２３と針状ころ３との間にあるポケット隙間や内部ラジアル隙間の影響により、針状ころ３がポケット２３内でスキューし、保持器２を軸方向に押すスラスト荷重を生じさせる。このスラスト荷重のことを一般的に誘起スラスト荷重と呼んでいる。

【0007】

ところで、例えば、産業用ロボットの減速機などでは、一軸に多列の針状ころ軸受１を使用することも多く、一列の針状ころ軸受１が他の複数列の針状ころ軸受１から誘起スラスト荷重を受け、保持器２の変形や破損が発生する懸念がある。

【0008】

従来、特許文献１や特許文献２に開示されているように、保持器の耐久性や強度向上を図るには、保持器のつば幅を広くしたり、保持器の厚みを厚くしたりすることが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平１１－１０１２４２号公報

【特許文献2】特開２０１２－５７７５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、保持器２のつば幅を広くしたり、保持器２の厚みを厚くしたりすることは、スペースが大きくなるため、機械の軽量化、コンパクト化に反する。

【0011】

ところで、針状ころ軸受１は、ますます機械の適用範囲が拡大され、使用条件も過酷になってきている。

【0012】

使用条件が過酷になると、針状ころ軸受１にとってはラジアル荷重が増大し、このラジアル荷重の増大に伴い、針状ころ３のスキューによる誘起スラスト荷重も増大するため、特に、針状ころ軸受１を多列で使用する場合には、誘起スラスト荷重の軽減策が求められている。

【0013】

そこで、この発明は、保持器のポケット形状を工夫することにより、針状ころのスキューによる誘起スラスト荷重を軽減することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

前記の課題を解決するために、この発明は、円筒形の保持器部材の周方向に柱部を挟み、針状ころを収容する、対向する一対の長辺と対向する一対の短辺からなるポケットを多数配列した針状ころ軸受用保持器において、前記ポケットを、長辺が軸心に対して傾斜している形状の第１ポケットと、前記円筒形の保持器部材の軸方向の左右幅を２分する位置にある、軸心に対して直交する中心線を反転中心にして形状の第２ポケットとの組み合わせにし、第１ポケットと第２ポケットを周方向に互い違いに配列したことを特徴とする。

【0015】

前記第１ポケットの形状は、一対の長辺が軸心に対して同一方向に傾斜していてもよいし、一対の長辺が軸心に対して互いに逆方向に傾斜していてもよい。

【0016】

前記第１ポケットの短辺は、長辺に対して直交していてもよいし、保持器部材の左右幅を２分する中心線に対して平行でもよい。また、前記第１ポケットの短辺は、軸方向外側または内側に湾曲する円弧形状でもよい。

【0017】

前記第１ポケットの長辺の軸心に対する傾斜角は、２度以下であることが好ましい。

【0018】

また、前記保持器部材は、樹脂製または鋼製にすることができる。

【発明の効果】

【0019】

以上のように、この発明に係る針状ころ軸受用の保持器は、長辺が軸心Ｏに対して傾斜している形状の第１ポケットと、保持器部材の左右の中心線Ｃに対して第１ポケットを反転した形状の第２ポケットとの組み合わせにし、第１ポケットと第２ポケットを周方向に互い違いに配列しているので、第１ポケットと第２ポケットの長辺の傾斜方向が互いに逆向きになり、第１ポケットと第２ポケットに収容された針状ころで発生する誘起スラストが逆向きになって、保持器内で誘起スラストが相殺され、針状ころ軸受で発生する誘起スラスト荷重を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】この発明の第１実施例に係る保持器の概略構成を示す側面図である。

【図2】この発明の第２実施例に係る保持器の概略構成を示す側面図である。

【図3】この発明の第３実施例に係る保持器の概略構成を示す側面図である。

【図4】この発明の第４実施例に係る保持器の概略構成を示す側面図である。

【図5】この発明の第５実施例に係る保持器の概略構成を示す側面図である。

【図6】従来の保持器を使用する針状ころ軸受の概略構成を示す側面図である。

【図7】従来の保持器の概略構成を示す斜視図である。

【図8】従来の保持器の概略構成を示す側面図である。

【図9】この発明における参考例の保持器の概略構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0022】

針状ころ軸受用の保持器２は、円筒形の保持器部材２１の周方向に柱部２２を挟み、針状ころ２３を収容する、対向する一対の長辺２３ａ、２３ｂと対向する一対の短辺２３ｃ、２３ｄからなるポケット２３を多数配列したものである。

【0023】

この発明に係る針状ころ軸受用の保持器２におけるポケット２３は、長辺２３ａ、２３ｂが軸心Ｏに対して傾斜している形状の第１ポケット２３Ａと、円筒形の保持器部材２１の軸方向の左右幅を２分する位置にある、軸心Ｏに対して直交する中心線Ｃを反転中心にして第１ポケット２３Ａを反転した形状の第２ポケット２３Ｂとの組み合わせになっている。

【0024】

第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂは、円筒形の保持器部材２１の周方向に互い違いに配列されている。

【0025】

図１に示すこの発明の第１実施例に係る針状ころ軸受用の保持器２は、前記第１ポケット２３Ａの形状が、一対の長辺２３ａ、２３ｂが軸心Ｏと平行な直線（一点鎖線で示す。以下同じ。）に対して同一方向に傾斜し、一対の短辺２３ｃ、２３ｄが長辺２３ａ、２３ｂに対して直交する長方形であり、第１ポケット２３Ａの長辺２３ａ、２３ｂは、図１の紙面上において、反時計方向にθ°傾き、第２ポケット２３Ｂの長辺２３ａ、２３ｂは、時計方向にθ°傾いている。

【0026】

図２に示すこの発明の第２実施例に係る保持器２は、前記第１ポケット２３Ａの形状が、一対の長辺２３ａ、２３ｂが軸心Ｏと平行な直線に対して同一方向に傾斜し、一対の短辺２３ｃ、２３ｄが、保持器部材２１の左右幅の中心線Ｃに対して平行であり、第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂの軸方向の左右両側に、同一幅のリング部２４を有する。第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂの軸方向の左右両側に同一幅のリング部２４が形成されることにより、第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂの左右両側の強度が向上している。

【0027】

図３に示すこの発明の第３実施例に係る保持器２は、前記第１ポケット２３Ａの形状が、一対の長辺２３ａ、２３ｂが、軸心Ｏに対して互いに逆方向に傾斜する形状をしており、図３の紙面上において、第１ポケット２３Ａの長辺２３ａは、時計方向にθ°傾き、対向する長辺２３ｂは、反時計方向にθ°傾いている。反対に、第２ポケット２３Ｂの長辺２３ａは、反時計方向にθ°傾き、対向する長辺２３ｂは、時計方向にθ°傾いている。

【0028】

図４に示すこの発明の第４実施例に係る保持器２は、図３に示す第３実施例の変形例であり、第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂが、図３に示す第３実施例と同様の形状に形成され、短辺２３ｃ、２３ｄが、軸方向外側に湾曲する円弧形状になっている。短辺２３ｃ、２３ｄを円弧形状にすることにより、機械が正逆回転（揺動運転）する際に針状ころ３が長辺２３ａ、２３ｂに沿って反転し易くなる。第１、２実施例の様に針状ころ３を強制的に傾けないため、機械の正逆回転時に針状ころ３に有利である。

【0029】

図５に示すこの発明の第５実施例に係る保持器２は、図３に示す第３実施例の変形例であり、第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂが、図３に示す第３実施例と同様の形状に形成され、短辺２３ｃ、２３ｄが、軸方向内側に湾曲する円弧形状になっている。短辺２３ｃ、２３ｄを円弧形状にすることにより、機械が正逆回転（揺動運転）する際に針状ころ３が長辺２３ａ、２３ｂに沿って反転し易くなる。第１、２実施例の様に針状ころ３を強制的に傾けないため、機械の正逆回転時に針状ころ３に有利である。

【0030】

前記各実施例における第１ポケット２３Ａの長辺２３ａ、２３ｂの軸心Ｏに対する傾斜角θは、２度以下に設定している。２度以上の傾斜角θにすると、軸受の発熱が懸念される。

【0031】

なお、図１～図５に示す各実施例では、説明のために第１ポケット２３Ａ、第２ポケット２３Ｂの長辺２３ａ、２３ｂの傾斜角θを誇張して描いている。

【0032】

保持器部材２１の材質は、樹脂製または鋼製であり、柱部２２の厚みは針状ころ３の直径の３５％程度である。

【0033】

この発明に係る針状ころ軸受用の保持器２は、長辺２３ａ、２３ｂが軸心Ｏに対して傾斜している形状の第１ポケット２３Ａと、保持器部材２１の左右の中心線Ｃに対して第１ポケット２３Ａを反転した形状の第２ポケット２３Ｂとの組み合わせにし、第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂを周方向に互い違いに配列しているので、第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂの長辺２３ａ、２３ｂの傾斜方向が互いに逆向きになり、第１ポケット２３Ａと第２ポケット２３Ｂに収容された針状ころ３で発生する誘起スラストが逆向きになって、保持器２内で誘起スラストが相殺され、針状ころ軸受１で発生する誘起スラスト荷重が抑制される。

【0034】

実施例１～５に示す保持器２を使用して、誘起スラスト荷重の大きさを試験機で実際に測定したところ、ポケット２３の長辺２３ａ、２３ｂが軸心Ｏに対して平行な図１の従来の保持器２を使用した場合に生じる誘起スラスト荷重を１００％にして換算すると、実施例１および実施例２の保持器２を使用した場合の誘起スラスト荷重は３～７％、実施例３～５の保持器２を使用した場合の誘起スラスト荷重は５０～８０％程度に誘起スラスト荷重が抑制されることが確認できた。

【0035】

また、参考例として、図９示すように、長辺２３ａ、２３ｂが軸心Ｏに対して傾斜するポケット２３（この発明の実施例では第１ポケット２３Ａ）を、周方向に同じ向きに配列した保持器２を作成して、誘起スラストの大きさを誘起スラスト測定試験機で実際に測定したところ、ポケット２３の長辺２３ａ、２３ｂが軸心Ｏに対して平行な図８に示す従来の保持器２を使用した場合に生じる誘起スラスト荷重を１００％にして換算すると、参考例の場合の誘起スラスト荷重は２００～４００％程度であり、誘起スラスト荷重が過大になることが確認できた。

【0036】

この発明に係る保持器２は、保持器付き針状ころ軸受、ソリッド形針状ころ軸受、シェル形針状ころ軸受など種々の針状ころ軸受に適用することができる。

【0037】

この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。

【符号の説明】

【0038】

１ ：針状ころ軸受
２ ：保持器
３ ：針状ころ
２１ ：保持器部材
２２ ：柱部
２３Ａ ：第１ポケット
２３Ｂ ：第２ポケット
２３ａ、２３ｂ ：長辺
２３ａ、２３ｂ ：短辺
Ｏ ：軸心
Ｃ ：中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】