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公開番号2024032356
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-12
出願番号2022135965
出願日2022-08-29
発明の名称転がり軸受
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人
主分類F16C 33/38 20060101AFI20240305BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】転がり軸受を構成する保持器の高速ホワール現象の発生を防止する。
【解決手段】外輪3の内周面3a(案内面)と保持器5の外周面5b(被案内面)の間に形成される径方向すきまδ2が、保持器5のポケット面6aとボール4の間に形成される径方向すきまよりも小さい軌道輪案内型の転がり軸受1において、中立位置に位置している保持器5が内輪2及び外輪3と接触せずに存在可能な位置を、二次元座標上に無数にプロットすることで得られる散布図の外縁部を繋ぐ線で囲まれた領域を保持器可動領域10と定義したとき、この保持器可動領域10の最小外接円径Reに対する保持器可動領域10の最大内接円径Riの比Ri/Reが0.990未満である
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
複数の転動体を介して相対回転する内輪及び外輪と、前記転動体を個別に収容した複数のポケットが周方向に間隔を空けて設けられた保持器と、を備え、前記保持器が、前記外輪の内周面又は前記内輪の外周面に設けられた環状の案内面に案内される環状の被案内面を有し、前記案内面と前記被案内面の間に形成される径方向すきまが、前記保持器のポケット内面と前記転動体の間に形成される径方向すきまよりも小さい転がり軸受において、
中立位置に位置している前記保持器が前記内輪、前記外輪及び前記転動体と接触せずに存在可能な位置を、二次元座標上に無数にプロットすることで得られる散布図の外縁部を繋ぐ線で囲まれた領域を保持器可動領域と定義したとき、この保持器可動領域の最小外接円径Ｒｅに対する前記保持器可動領域の最大内接円径Ｒｉの比Ｒｉ／Ｒｅが０．９９０未満であることを特徴とする転がり軸受。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記外輪の内周面に前記案内面が設けられると共に前記保持器の外周面に前記被案内面が設けられ、前記転がり軸受の軸心に沿って延びる軸平行平面と平行なストレート部を前記被案内面に設けることにより、前記比Ｒｉ／Ｒｅを０．９９０未満にした請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記内輪の外周面に前記案内面が設けられると共に前記保持器の外周面に前記被案内面が設けられ、前記転がり軸受の軸心に沿って延びる軸平行平面と平行なストレート部を前記案内面に設けることにより、前記比Ｒｉ／Ｒｅを０．９９０未満にした請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記ストレート部を周方向等間隔で複数設けた請求項２又は３に記載の転がり軸受。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に、いわゆる軌道輪案内型の転がり軸受に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
径方向に対向配置された状態で複数の転動体を介して相対回転する一対の軌道輪（内輪及び外輪）と、複数の転動体を周方向に間隔を空けて保持する環状の保持器と、を備えた転がり軸受において、保持器は、通常、径方向及び周方向に移動可能な状態で内外輪間に組み込まれる。従って、中立位置に位置する保持器は、各軌道輪との間に径方向すきまを形成すると共に、転動体の収容部（ポケット）に収容された転動体との間に径方向すきま及び周方向すきまを形成する。軌道輪と保持器の間の径方向すきまは「案内すきま」と、また、ポケットの内面と転動体の間の径方向すきま及び周方向すきまはそれぞれ「ポケット径方向すきま」及び「ポケット周方向すきま」とも称される。但し、例えばポケットの形状が径方向に一様な保持器を採用した転がり軸受では「ポケット径方向すきま」が存在しない（ポケット径方向すきまは無限大となる）。
【０００３】
転がり軸受は、「転動体案内型」と「軌道輪案内型」とに大別される。転動体案内型の転がり軸受では、ポケット径方向すきまが案内すきまよりも小さく、保持器の径方向移動がポケットの内面（ポケット面）と転動体の接触により制限されることから、保持器と軌道輪が接触することはない。一方、軌道輪案内型の転がり軸受は、案内すきまがポケット径方向すきまよりも小さい転がり軸受である。軌道輪案内型の転がり軸受のうち、案内すきまがポケット周方向すきまより小さい場合、保持器が中立位置から径方向に移動すると、最初に軌道輪と接触する。案内すきまがポケット周方向すきまより大きい場合は、転動体の配置が等配であれば、保持器が径方向に移動したときに最初に転動体と接触するが、転動体の配置が等配からずれると保持器の可動範囲が変わるため、軌道輪と接触することもあり得る。転がり軸受を転動体案内型又は軌道輪案内型の何れにするか（保持器の案内形式を転動体案内又は軌道輪案内の何れにするか）は、転がり軸受の用途等に応じて適宜選択される。
【０００４】
軌道輪案内型の転がり軸受の作動時（内輪と外輪の相対回転時）には、保持器と軌道輪（内輪又は外輪）の接触に伴って生じる摩擦力により、異音、振動、トルクの増大などの不具合、さらには保持器の破断等の致命的な不具合の発生要因である保持器の高速振れ回り現象（高速ホワール現象）が発生することがある。
【０００５】
そこで、例えば下記の特許文献１においては、保持器に所定のアンバランス量を与えることで保持器を偏心回転可能とし、回転中の保持器の一部を外輪又は転動体に常時接触させることにより、高速ホワール現象の発生、さらにはこれに起因した異音・振動等の不具合発生を可及的に防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１１－１９６５１３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、特許文献１に記載されている、高速ホワール現象の発生を防止するための技術手段は、保持器の案内方式として内輪案内方式を採用する転がり軸受には適さないとされており（同文献の段落００３６を参照）、実質的には、軌道輪案内方式のうち外輪案内方式の転がり軸受にしか適用することができない。また、特許文献１に記載されている技術手段は、回転数の増加に伴い接触部の接触面圧が上昇し易いことから、軸受のピッチ円直径［ｍｍ］と回転数［ｒｐｍ］の積で表されるｄｍｎ値が所定値を超えるような高速回転タイプの転がり軸受には適さない、とされている。しかしながら、高速ホワール現象は、特許文献１に記載の技術手段の適用が難しいとされている転がり軸受、すなわち内輪案内方式の転がり軸受や、軌道輪案内方式でかつ高速回転タイプの転がり軸受においても生じ得る。
【０００８】
係る実情に鑑み、本発明は、高速ホワール現象の発生を可及的に防止することができる軌道輪案内型の転がり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】
前述したとおり、軌道輪案内型の転がり軸受では、保持器の径方向移動が、軌道輪（の案内面）と保持器（の被案内面）の接触により制限されることから、案内面及び被案内面の形状等に基づいて幾何学的に保持器中心が存在できる領域、換言すると、保持器が軌道輪（案内輪）と接触することなく移動できる領域（以下、この領域を「保持器可動領域」と言う。）をシミュレーションにより推定することができる。そして、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、高速ホワール現象が発生すると認められる解析条件においては、保持器可動領域の形状が真円形に近づくほど高速ホワール現象が発生し易く、これとは逆に、保持器可動領域の形状が、円形（真円形）から乖離する「いびつな形状」になるほど、高速ホワール現象が発生し難くなることを見出した。本発明は、係る知見に基づいて創案されたものである。
【００１０】
すなわち、上記の目的を達成するために創案された本発明は、複数の転動体を介して相対回転する内輪及び外輪と、転動体を個別に収容した複数のポケットが周方向に間隔を空けて設けられた保持器と、を備え、保持器が、内輪の外周面又は外輪の内周面に設けられた環状の案内面に案内される環状の被案内面を有し、上記案内面と上記被案内面の間に形成される径方向すきまが、保持器のポケット内面と転動体の間に形成される径方向すきまよりも小さい転がり軸受において、中立位置に位置している保持器が内輪、外輪及び転動体と接触せずに存在可能な位置を、二次元座標上に無数にプロットすることで得られる散布図の外縁部を繋ぐ線で囲まれた領域を保持器可動領域と定義したとき、この保持器可動領域の最小外接円径Ｒｅに対する保持器可動領域の最大内接円径Ｒｉの比Ｒｉ／Ｒｅが０．９９０未満であることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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