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JP2005249163A - ころ軸受 - Google Patents

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JP2005249163A JP2004064480A JP2004064480A JP2005249163A JP 2005249163 A JP2005249163 A JP 2005249163A JP 2004064480 A JP2004064480 A JP 2004064480A JP 2004064480 A JP2004064480 A JP 2004064480A JP 2005249163 A JP2005249163 A JP 2005249163A
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rollers
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信吾 河野
Kosuke Obayashi
光介 尾林
Hideki Akamatsu
英樹 赤松
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

【課題】 脱落防止スリーブを用いることなく少ない工数で組立可能で、大きな負荷容量を付与できるころ軸受を提供する。
【解決手段】 内輪1と、この内輪の転走面1aに接する複数のころ2と、リング状の保持器3とを有するころ軸受である。上記保持器3は、円周方向に並ぶ複数のポケット4を有する。各ポケット4間の柱部5は各ころ2間で前記ころ2を外径側から保持し、保持器3の柱部5における内径は、ころ配列のピッチ円直径よりも大径である。
【選択図】 図1

Description

この発明は、総ころ軸受と同様な用途、例えばシートリクライニング用軸受や、二輪車のリアサスペンションリンク部、ローラロッカアーム用軸受、遊星減速機用軸受などに適用される内輪付きのころ軸受および保持器付きの針状ころ軸受等のころ軸受に関する。
従来、軸受外径が限られた大きさで、大きな負荷容量が求められる用途では、総ころ軸受が用いられている。総ころ軸受は、ころ間に保持器の柱部が介在しないため、保持器付きの軸受に比べてころ本数を多くでき、負荷容量が増大する。
総ころ軸受では、保持器がないために機器への組み込み前の取扱時にころが脱落し、組立時の工数も多くなる。また、図11のように、総ころ軸受のころ30を脱落防止スリーブ31,32を用いて組み立てる場合においても、組立時にスリーブ31,32を抜く必要があるため、組立時の工数が多くなり、スリーブ31,32を用いることでコスト増や環境問題が生じる。
そこで、例えばころを非脱落とするための種々の提案がなされており、ころの両端に尖り部を設け、プレス製の外輪の鍔で尖り部を抱え込むようにしたものもある(例えば特許文献1)。また、熱固化性のグリースを充填することにより、総ころ軸受を非脱落とするものもある(例えば特許文献2)。
特開平6−307456号公報 特開平7−238940号公報
ころ端面に尖り部を設けるタイプの非脱落総ころ軸受には、次の課題がある。
・ころ端面の尖り形状の寸法分だけ、ころの有効長さが小さくなる。
・ころ端面が尖り形状であるため、誘起スラスト力が大きい使用方法では、ころ端面の摩耗が顕著となる。
・ころ端面を尖り部とするため、平面の端面のころに比べて高価となる。
熱固化性のグリースを充填したタイプの非脱落総ころ軸受には、次の課題がある。
・熱固化性グリースの使用温度範囲に軸受の使用温度が限られる。
・軸受の潤滑の手段、例えばグリースの種類や油の種類が限定される。
そこで、このような課題を解消するものとして、外輪および保持器付きのころ軸受において、円周方向に並ぶ複数のポケットを有するリング状の保持器を、径方向に変形可能な樹脂製とすると共に、各ポケット間の柱部が各ころ間でころを内径側から保持し、かつ柱部の外径を、ころ配列ピッチ円直径よりも小径とするものを提案した(特願2003−285566号)。
この構成によると、外輪の内周にころを配置した後に、保持器の一部を径方向に弾性変形させつつ保持器をころ配列の内径側に挿入させてから、保持器を元の形状に戻すと同時に保持器のポケットに各ころを挿入させることができる。
しかし、このころ軸受の構造は、外輪付きのころ軸受にのみ適用可能なものであり、図12のような内輪33および保持器34付きころ軸受には適用できない。さらに、軌道輪(外輪や内輪)付きのころ軸受を、これと同じ断面高さの軌道輪無しの総ころ軸受と比較した場合、軌道輪付きのころ軸受の場合の方が負荷容量が小さくなるという問題点も有する。
この発明の目的は、内輪付きのころ軸受において、脱落防止スリーブを用いることなく少ない工数で組立可能で、大きな負荷容量を付与できるころ軸受を提供することである。 この発明の他の目的は、内外の軌道輪を有しないころ軸受において、少ない工数で組立可能で、大きな負荷容量を付与できるものを提供することである。
この発明のころ軸受は、内輪と、この内輪の転走面に接する複数のころと、リング状の保持器とを有し、前記保持器は円周方向に並ぶ複数のポケットを有するころ軸受において、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径がころ配列のピッチ円直径よりも大径であることを特徴とする。
この構成によると、保持器の柱部が各ころの間で上記ころを外径側から保持するものであり、その柱部の内径をころ配列のピッチ円直径よりも大径としたため、保持器柱部がころ配列のピッチ円上に存在しないものとできる。そのため、柱部によってころの配列間隔が広がらず、保持器を用いてころ非脱落形式としながら、総ころ形式と同程度のころ本数を有するものとでき、同じ断面高さの従来の内輪付きころ軸受に比べて、より大きな負荷容量を付与できる。そのため、脱落防止スリーブを用いることなく少ない工数で組立が可能となる等、総ころ形式の各種の課題を解消することができる。
この発明において、保持器の柱部の横断面形状を、外径部よりも内径側の部分が、内径側へ先狭まりとなる形状としても良い。例えば、略三角形状としても良い。
ころ配列における隣合うころ間の隙間は、外径側が次第に大きくなる三角形状の隙間となるため、ころ間の間隔を広げることなく柱部の断面積を大きくするには、柱部を内径側へ先狭まりとなる断面形状とすることが好ましい。しかし、柱部の幅が最も広がる最外径部は、ころ表面に沿って広げずに、略一定幅としてころ表面と柱部表面との隙間を広げることにより、潤滑油の流れが阻害されるのを回避でき、潤滑性の低下を防止できる。
この発明において、保持器の材質は合成樹脂製としても良い。保持器が合成樹脂製であると、保持器にある程度の弾性が得られるため、軸受組立時に保持器を変形させることができ、保持器、あるいはころの組み込みを容易に行える。
この発明において、ころ径が直径6mm以下で、ころ本数を総ころ形式と同じか、または2本以下の本数だけ少なくしても良い。
ころ径の太い軸受では、通常の保持器を用いても、ころ本数を総ころ時の本数と同じかまたは2本以下だけ少なくする設計が容易であるが、ころ径が6mm以下の場合は設計が難しい。しかし、この発明によると、保持器の柱部を、ころを外径側から保持するものとしたため、非脱落形式としながら、保持器柱部がころ配列のピッチ円上に存在しないものとできる。そのため、柱部によってころの配列間隔が広がらず、ころ径が直径6mm以下の場合であっても、総ころ形式と同じ本数、あるいは1本または2本少ない本数だけのころ本数を有するものとできる。
上記保持器の外径寸法は、ころ配列の外接円径の最小径(d2o)よりも0.1mm以上小さくすることが好ましい。ころ配列の外接円径の最小径(d2o)は、各ころ2を内輪1の転走面1aに接するように配列した場合の外接円径のことである。各ころが転接する軸受箱内面に対して0.1mm以上の隙間があると、保持器が強く接触することがなく、保持器によって摩擦トルクが増大することが回避される。
また、上記保持器の内径寸法を、ころ配列のピッチ円径よりも0.1mm以上大きくすることが好ましい。これにより、柱部の横断面における最内径部の幅が薄くなり過ぎて強度不足になることが、ころ配列の間隔を広げる必要がなく回避される。
この発明において、保持器の円周方向の複数箇所に、この保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを設けても良い。
この構成によると、軸受の組み立てに際して、内輪の外周にころを配置した後に、保持器をそのスリットの開口端側からころ配列の外側へ、保持器の挿入側部分を拡径させながら挿入することができる。この後、保持器を材質の持つ弾性で元の径に自然復元させることで、ポケット内に各ころが入り、軸受が組み立てられる。上記保持器の挿入においては、上記スリットがあるため、保持器をその材質の弾性域内で変形させることができ、そのため保持器の撓み変形が少なく、変形に伴う精度低下を防止できる。これにより組立性の向上および精度向上を図ることができ、また組立の自動化も可能となる。
前記スリットは、ころを保持するポケットを兼ねるものであっても良い。換言すれば、保持器の側縁のリング状部に、ポケットの箇所で除去部分を設け、その除去部分とポケットとで上記スリットが構成されたものであっても良い。
スリット内にもころを配置することで、スリットを設けながら、ころ本数を増やすことができ、ころ軸受の負荷容量を増大させることができる。
この発明において、保持器の内径面における幅方向の縁部を、テーパ状または断面円弧状の先狭まり形状としても良い。先狭まり形状に構成することにより、組立時のころ配列の外側への保持器の挿入をより円滑に行うことができ、組立性がさらに向上する。
この発明において、保持器の円周方向の1箇所に分割部を設けても良い。分割部を設けることにより、ころ配列の外側へ保持器を拡径させながら容易に挿入することができる。
この発明において、保持器の前記分割部にころを介在させても良い。保持器の分割部にもころを介在させることにより、分割部を設けながら、ころ本数を増やして、ころ軸受の負荷容量を増大させることができる。
この発明の他のころ軸受は、軌道輪を有しない保持器付きころ等と呼ばれる軸受に適用した例である。このころ軸受は、それぞれ円周方向に並ぶ複数のポケットを有するリング状に形成された内外2つの保持器と、これら2つの保持器のポケットに渡って保持された複数のころとを備え、内側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを内径側から保持し、前記柱部の外径がころ配列のピッチ円直径よりも小径であり、外側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径がころ配列のピッチ円直径よりも大径であることを特徴とする。
この構成によると、内外2つの保持器を設けたため、軌道輪を有しない保持器付きころ軸受でありながら、機器への未組込み状態でころが非脱落形式のころ軸受とできる。この場合に、内外の保持器の柱部がころを内径側および外径側から保持するものであり、その内側の保持器柱部の外径をころ配列のピッチ円直径よりも小径とし、外側の保持器柱部の内径をころ配列のピッチ円直径よりも大径としたため、保持器柱部がころ配列のピッチ円直径上に存在しないものとすることができる。そのため、柱部によってころの配列間隔が広がらず、保持器を用いてころ非脱落形式としながら、総ころ形式と同程度のころ本数を有するものとでき、同じ断面高さの従来の内輪付きころ軸受に比べて、より大きな負荷容量を付与できる。そのため、脱落防止スリーブを用いることなく少ない工数で組立が可能となる等、総ころ形式の各種の課題を解消することができる。
この発明において、内外の各保持器が、その各保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを有するものであっても良い。
この構成によると、組立時に外側の保持器の挿入側部分を拡径させ、内側の保持器の挿入側部分を縮径させながらころ配列の内外に保持器を容易に挿入することができる。
この発明において、内外の保持器のスリットの円周方向位置が互いにずれた位置であることが好ましい。これにより、スリットを設けながら、内外の保持器によるころの保持強度を十分確保できる。
また、この発明において、内側の保持器と外側の保持器とを互いに一体化させても良い。これにより、組立性が向上する。
この発明のころ軸受は、内輪と、この内輪の転走面に接する複数のころと、リング状の保持器とを有し、前記保持器は円周方向に並ぶ複数のポケットを有するころ軸受において、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径をころ配列のピッチ円直径よりも大径としたため、脱落防止スリーブを用いることなく少ない工数で組立可能で、大きな負荷容量を付与できる。
また、この発明の他のころ軸受は、それぞれ円周方向に並ぶ複数のポケットを有するリング状に形成された内外2つの保持器と、これら2つの保持器のポケットに渡って保持された複数のころとを備え、内側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを内径側から保持し、前記柱部の外径がころ配列のピッチ円直径よりも小径であり、外側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径をころ配列のピッチ円直径よりも大径としたため、内外の軌道輪を有しない軸受でありながら、非脱落形式とでき、また少ない工数で組立可能で、大きな負荷容量を付与することができる。
この発明の第1の実施形態を図1と共に説明する。このころ軸受は、内輪1と、この内輪1の外径面からなる転走面1aに接する複数のころ2と、リング状の保持器3とを有する。保持器3は円周方向に並ぶ複数のポケット4を有する梯子状のものであり、各ポケット4間の柱部5が、各ころ2の間にあって上記ころ2を外径側から保持するものとする。
内輪1は、両側に鍔部1bを有している。内輪1は鋼材の削り加工品とされている。
保持器3は、ポリアミド(例えばPA66,PA46)、またはポリアセタール等の弾性変形が可能な合成樹脂製とされている。保持器3は、これらの合成樹脂を、非強化の状態、あるいはカーボンファイバやグラスファイバ等の強化繊維を添加した状態のものとして使用することにより、軸受寸法や軸受用途等に応じた適度の強度と柔軟性を持たせたものとしてある。
保持器3は、幅方向の両端がリング状部6とされ、両側のリング状部6の間に柱部5を円周方向に等間隔で複数設けたものである。各柱部5の間の空間がころ2の入るポケット4となる。図1(B)に示すように、保持器3の柱部断面形状は、最外径部が略一定幅の部分とされ、この最外径部よりも内径側の部分が内径側へ先狭まりとなる形状とされる。例えば、内径側が先狭まりの略5角形状とされる。保持器3の外径寸法d3oは、ころ配列の外接円径の最小径d2oよりも0.1mm以上小さくする。この0.1mmの寸法は、軸受サイズにかかわらず、この値以上であることが好ましい。保持器3の柱部5の並びの内径寸法d3iは、ころ配列のピッチ円直径PCDよりも大きくする。例えば、ピッチ円直径PCDよりも0.1mm以上大きくする。このピッチ円直径PCDよりも大きくする寸法は、軸受寸法等に応じて設計される所定割合以上としても良い。
上記構成のころ軸受によると、保持器3の柱部5がころ2を外径側から保持するものとし、柱部5の内径d3iをころ配列のピッチ円直径PCDよりも大径としたため、保持器柱部5がころ配列のピッチ円直径PCD上に存在しないものとすることができる。そのため、柱部5によってころ2の配列間隔が広がらず、総ころ形式と同じころ本数あるいは1〜2本少ないころ本数を有するものとできる。また、上記柱部5の強度が確保される。
このように、上記構成のころ軸受によると、保持器3を用いてころ非脱落形式としながら、総ころ形式と同程度のころ本数を有するものとでき、総ころ形式の各種の課題を解消することができる。例えば、次の各利点が得られる。
・平面状の端面のころ2を使用した軸受においても、非脱落とすることができる。
・平面状の端面のころ2を使用できるため、限られた幅寸法の中でも、ころ有効長さを最大限に設定できる。
・熱固化性のグリース充填タイプの場合のような潤滑剤の種類の制限がなく、潤滑剤を自由に選ぶことができる。
・組立が従来の非脱落総ころ軸受よりも容易である。
・ユーザの取扱が脱落タイプの総ころ軸受よりも容易である。
この実施形態のころ軸受の場合、さらに次の利点が得られる。例えば、保持器3の外径寸法d3oを、ころ配列の外接円径d2oの最小径よりも0.1mm以上小さくしたため、軸受箱と保持器3との間に0.1mm以上の隙間が生じる。そのため、軸受箱に保持器3が強く接触することがなく、保持器3によって摩擦トルクが増大することが回避される。
保持器3の上記柱部5の並びの内径寸法d3iは、ころ配列のピッチ円直径PCDよりも大きくし、その大きくする程度を、例えば上記ピッチ円直径PCDよりも0.1mm以上としたため、ころ配列の間隔を広げる必要がなく、また柱部5の横断面における最内径部の幅が薄くなりすぎて強度不足になることが回避される。
また、上記保持器3の柱部5の横断面形状を、最外径部5aが略一定幅の部分とされ、この最外径部5aよりも内径側の部分5bが内径側へ先狭まりとなる形状としたため、ころ2の間の間隔を広げることなく柱部5の断面積を大きくでき、かつ潤滑性にも優れる。すなわち、ころ配列における隣合うころ2の間の隙間は、外径側が次第に大きくなる三角形状の隙間となるため、ころ2間の間隔を広げることなく柱部5の断面積を大きくするには、柱部5を内径側へ先狭まりとなる三角形状の断面形状とすることが好ましい。しかし、柱部5の幅が最も広がり最外径部5aは、ころ表面に沿って広げずに、略一定としてころ表面と柱部表面との隙間を広げることにより、潤滑油の流れの阻害が回避でき、潤滑性の低下が防止できる。また、柱部5に無駄部分が生じず、樹脂材料が節減される。
図2は、この発明における他の実施形態を示す。この実施形態は、内輪1がシェル型のもの、つまり鋼板のプレス成形品とされている。また、保持器3の内径面の左右両縁部3aは、テーパ状の先狭まり形状とされている。その他の構成は、図1に示す第1の実施形態と同じである。
このように、保持器3の内径面の縁部3aをテーパ状の先狭まり形状とすることにより、組立時のころ配列の外側への保持器3の挿入を円滑に行うことができ、組立性がさらに向上する。また、保持器3の内径面の両縁部3aともテーパ状の先狭まり形状としているので、保持器3をいずれの側縁からころ配列の外側へ挿入しても、その挿入を円滑に行うことができる。
図3は、この発明におけるさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、内輪1を鋼材の削り加工品とし、保持器3を、両側のリング状部6が柱部5よりも内径側へ厚くなる形状としたものである。その他の構成は、図1に示す第1の実施形態と同じである。
この構成の場合も、第1の実施形態で示した各作用、効果が得られる。
図4および図5は、この発明におけるさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図1〜図3に示す各実施形態において、図4(A)〜(D)に各例を示すように、保持器3は、その円周方向の複数箇所に、この保持器3の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリット7,7Aを設けたものとしてある。その他の構成は、図1〜図3に示す各実施形態と同じである。
図4(A)は、スリット7が、一側縁(図中の左側)から切り欠かれたもののみである保持器3の例を示す。
図4(B)は、スリット7に、一側縁から切り欠かれたものと、他側縁から切り欠かれたものとがあって、両側のスリット7が円周方向に千鳥状に並ぶように設けられた保持器3の例を示す。
図4(C)は、スリット7,7Aが一側縁から切りかかれたもののみの例であるが、2種類のスリット7,7Aを有している。その一つの種類のスリット7は、リング状部6における隣合う柱部5間の部分の略全体を除去した部分とポケットを兼用する部分とでスリット7とされる。他の一つの種類のスリット7Aは、リング状部6における隣合う柱部5間の部分の一部6aを除去した部分とポケットを兼用する部分とで構成される。2種類のスリット7,7Aは、円周方向に交互に設けられている。
図4(D)は、図4(B)と同様に、一側縁から切り欠かれたスリット7と他側縁から切り欠かれたスリット7とを、円周方向に千鳥状に並べた保持器3の例であるが、この場合には専用のポケット4を省略して、一側縁から切り欠かれたスリット7と、他側縁から切り欠かれたスリット7とが円周方向に交互に並ぶようにされている。
図4(A),(B),(D)の例の保持器3は、いずれもリング状部6における隣合う柱部5間の部分の略全体を除去した部分と、隣合う柱部5間のポケットを兼用する部分とでスリット7が構成される。
また、図4(A),(B)の各例は、いずれもポケット4とスリット7とが交互に形成されていて、柱部5は、ポケット4とポケットを兼用するスリット7との間に設けられたものとされている。
図4(C)の例では、スリット7Aは複数個のポケット4の並びを開けて設けられ、柱部5は、ポケット4とポケットを兼用するスリット7との間に設けられたものの他に、同図では図示が省略されているが、専用のポケット4が隣合う部分にも設けられている。図4(A),(B)の例においても、スリット7は複数個のポケット4の並びを開けて設けられたものとしても良い。
柱部5の断面形状は、ポケット4とスリット7の間のものと、隣合う専用のポケット4間のものとのいずれも、図1(B)と共に前述した形状とされる。
図5は、上記各保持器3でころ2が保持された状態を示す。図5(A)は片側のみにスリット7を有する保持器3(図4(A)の例)を用いた場合を示し、ここではポケット4だけでなく、スリット7内にもころ2が配置されている。これにより、ころ軸受の負荷容量を増大させることができる。図5(B)は両側にスリット7を有する保持器3(図4(B)の例)を用いた場合を示し、この場合もポケット4だけでなく、スリット7内にもころ2が配置されている。図5(C)はスリット7だけの保持器3(図4(D)の例)を用いた場合を示し、この場合は全てのスリット7内にころ2が配置されている。
これら図4,図5の各例のころ軸受によると、保持器3の円周方向の複数箇所に、保持器3の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリット7,7Aを設けたので、組立時に保持器3の挿入側部分を拡径させながら挿入することができる。そのため、保持器3をその材質の弾性域内で変形させることができて、保持器3の撓み変形が少なく、変形に伴う精度低下を防止でき、組立性の向上および精度向上を図ることができる。また、このような保持器3を用いることにより、内輪1が削り加工品からなるものであっても、保持器3の組立性を向上させ精度向上を図ることができる。
図6は、この発明におけるさらに他の実施形態を示す。図4および図5に示す実施形態では、保持器3は円周方向の複数箇所にスリット7(7A)を有するものとしたが、この実施形態では、図1〜図3に示す各実施形態において、保持器3は図6(A)〜(C)の各例等に示すように、円周方向の1箇所に分割部8を有するものとしている。その他の構成は図1〜図3に示す各実施形態と同じである。
この場合の分割部8は、例えば図6(A)に示すように、保持器3のリング状部6の分割された一端に設けられた凹部9aに、分割された他端に設けられた凸部9bが出入り方向移動自在に嵌まり合うものであっても、また図6(B)のように分割された両端に相欠きの継手状の突部9cを有するものとしても良い。さらには、図6(C)のように分割された両端の端面を平坦面とし、単に略突き合わせ状態とするものでも良い。
このように保持器3の円周方向の1箇所に分割部8を設けた実施形態でも、スリット7(7A)を設けた実施形態の場合と同様に、分割部8を設けた片側を拡径変化させることができる。そのため、組立時に保持器3に大きな変形を強いることなく、ころ配列の外側に保持器3を挿入でき、組立性の向上および精度向上を図ることができる。先の実施形態でスリット7,7Aにころ2を配置したように、この実施形態でも分割部8を設けたリング状部6で一側部が囲まれるポケット相当部にころ2を配置しても良い。ころ2をこのように配置することで、ころ軸受の負荷容量を増大させることができる。
図7はこの発明におけるさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、内外の軌道輪を有しないころ軸受に適用した例である。このころ軸受は、内外2つの保持器13,3と、これら2つの保持器13,3のポケット4に渡って保持された複数のころ2とを備える。内外のいずれの保持器13,3も、円周方向に並ぶ複数のポケット4を有するリング状に形成されたものである。内側の保持器13は、各ポケット4間の柱部5が各ころ2間でころ2を内径側から保持するものとする。外側の保持器3は、上述した各実施形態における保持器3と同じものであり、各ポケット4間の柱部5が各ころ2間でころ2を外径側から保持するものとする。
内外の2つの保持器13,3は、ポリアミド(例えばPA66,PA46)、またはポリアセタール等の弾性変形が可能な合成樹脂製とされている。保持器13,3は、これらの合成樹脂を、非強化の状態、あるいはカーボンファイバやグラスファイバ等の強化繊維を30%以下添加した状態のものとして使用することにより、軸受寸法や軸受用途等に応じた適度の強度と柔軟性を持たせたものとしてある。
保持器13,3は、幅方向の両端がリング状部6とされ、両側のリング状部6の間に柱部5を円周方向に等間隔で複数設けたものである。各柱部5の間の空間がころ2の入るポケット4となる。
図7(B)に示すように、内側の保持器13の柱部断面形状は略三角形状とされる。保持器13の内径寸法d13iは、ころ配列の内接円径の最大径d2iよりも0.1mm以上大きくする。この0.1mmの寸法は、軸受サイズにかかわらず、この値以上であることが好ましい。保持器13の柱部5の並びの外径寸法d13oは、ころ配列のピッチ円直径PCDよりも小さくする。例えば、ピッチ円直径PCDよりも0.1mm以上小さくする。このピッチ円直径PCDよりも小さくする寸法は、軸受寸法等に応じて設計される所定割合以上としても良い。保持器13の柱部5の太さBは、ころ径の15〜30%とすることが好ましい。
外側の保持器3についての各寸法は、図1に示した第1の実施形態と同じである。すなわち、保持器3の外径寸法d3oは、ころ配列の外接円径の最小径d2oよりも0.1mm以上小さくする。この0.1mmの寸法は、軸受サイズにかかわらず、この値以上であることが好ましい。保持器3の柱部5の並びの内径寸法d3iは、ころ配列のピッチ円直径PCDよりも大きくする。例えば、ピッチ円直径PCDよりも0.1mm以上大きくする。このピッチ円直径PCDよりも大きくする寸法は、軸受寸法等に応じて設計される所定割合以上としても良い。
内側の保持器13の柱部5の横断面形状は、例えば最内径部5cが略一定幅の部分とされ、この最内径部よりも外径側の部分5dが外径側へ先狭まりとなる形状とされる。外径側の部分5dの先端部は、例えば角部または全体が円弧状に丸められた形状とされている。外側の保持器3の柱部5の横断面形状は、四角形あるいは五角形の形状とされている。
この構成のころ軸受によると、ころ2を内外の保持器13,3で保持するようにしたため、軌道輪を有しない保持器付きころ軸受でありながら、機器への未組込み状態でころ2が脱落しない非脱落形式のころ軸受とできる。内外の保持器13,3は、柱部5がころ2を内径側および外径側から保持するものであり、その内側の保持器13の柱部5の外径d13oをころ配列のピッチ円直径PCDよりも小径とし、外側の保持器3の柱部5の内径d3iをころ配列のピッチ円直径PCDよりも大径としたため、保持器3,13の各柱部5がころ配列のピッチ円直径PCD上に存在しないものとすることができる。そのため、柱部5によってころ2の配列間隔が広がらず、保持器3,13を用いてころ非脱落形式としながら、総ころ形式と同程度のころ本数を有するものとでき、同じ断面高さの従来の内輪付きころ軸受に比べて、より大きな負荷容量を付与できる。そのため、脱落防止スリーブを用いることなく少ない工数で組立が可能となる等、総ころ形式の各種の課題を解消することができる。
総ころ形式の各種の課題を解消するものとして、上記各実施形態と同様に、次の各利点が得られる。
・平面の端面のころ2を使用した軸受においても、非脱落とすることができる。
・平面の端面のころ2を使用できるため、限られた幅寸法の中でも、ころ有効長さを最大限に設定できる。
・熱固化性のグリース充填タイプの場合のような潤滑剤の種類の制限がなく、潤滑剤を自由に選ぶことができる。
・組立が従来の非脱落総ころ軸受よりも容易である。
・ユーザの取扱が脱落タイプの総ころ軸受よりも容易である。
この実施形態のころ軸受の場合、さらに次の利点が得られる。例えば、外側の保持器3の外径寸法d3oを、ころ配列の外接円径d2oの最小径よりも0.1mm以上小さくしたため、軸受箱と保持器3との間に0.1mm以上の隙間が生じる。そのため、軸受箱に保持器3が強く接触することがなく、保持器3によって摩擦トルクが増大することが回避される。
また、内側の保持器13の内径寸法d13iを、ころ配列の内接円径d2iの最大径よりも0.1mm以上大きくしたため、軸と保持器13との間に0.1mm以上の隙間が生じる。そのため、軸に保持器13が強く接触することがなく、保持器13によって摩擦トルクが増大することが回避される。
また、外側の保持器3の上記柱部5の並びの内径寸法d3iは、ころ配列のピッチ円直径PCDよりも大きくし、その大きくする程度を、例えばピッチ円直径PCDよりも0.1mm以上としたため、ころ配列の間隔を広げる必要がなく、また柱部5の横断面における最内径部の幅が薄くなりすぎて強度不足になることが回避される。
また、内側の保持器13の柱部5の並びの外径寸法d13oは、ころ配列のピッチ円直径PCDよりも小さくし、その小さくする程度を、例えばピッチ円直径PCDよりも0.1mm以上としたため、ころ配列の間隔を広げる必要がなく、また柱部5の横断面における最外径部の幅が薄くなりすぎて強度不足になることが回避される。
さらに、内側の保持器13の柱部5の横断面形状を、最内径部5cが略一定幅の部分とされ、この最内径部5cよりも外径側の部分5dが外径側へ先狭まりとなる形状としたため、ころ2の間の間隔を広げることなく柱部5の断面積を大きくでき、かつ潤滑性にも優れる。すなわち、ころ配列における隣合うころ2の間の隙間は、内径側が次第に大きくなる三角形状の隙間となるため、ころ2間の間隔を広げることなく柱部5の断面積を大きくするには、柱部5を外径側へ先狭まりとなる三角形状の断面形状とすることが好ましい。しかし、柱部5の幅が最も広がる最内径部5cは、ころ表面に沿って広げずに、略一定としてころ表面と柱部表面との隙間を広げることにより、潤滑油の流れの阻害が回避でき、潤滑性の低下が防止できる。また、柱部5に無駄部分が生じず、樹脂材料が節減される。
図8は、この発明におけるさらに他の実施形態を示す。このころ軸受は、図7に示す実施形態において、内外の保持器13,3を、例えば図4(D)に示すように一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリット7を有するものとしたものである。ここでは、外側の保持器3のスリット7の円周方向位置と、このスリット7に対向する内側の保持器13のスリット7の円周方向位置とが互いにずれた位置となるように設定されている。保持器13,3のスリット構造は、図4(D)の例のものに限らず、図4(A)〜(C)の例のものであっても良い。その他の構成は図7の実施形態と同じである。
このように、内外の保持器13,3をスリット7を有するものとすることにより、組立時に外側の保持器3の挿入側部分を拡径させ、内側の保持器13の挿入側部分を縮径させながらころ配列の内外に保持器13,3を挿入することができる。
また、内外の保持器13,3のスリット7の円周方向位置が互いにずれた位置とされているので、内外の保持器13,3によるころ2の保持強度を十分確保できる。
図9は、この発明におけるさらに他の実施形態を示す。このころ軸受は、図7に示す実施形態において、内外の保持器13,3を、それらの一側部で連結して互いに一体化させたものである。ここでは内外の保持器13,3の連結部10は、円周方向にころ2が3個並ぶ間隔ごとに設けられており、連結部10と内外の保持器13,3のリング状部6で囲まれる窓部11が長円状とされている。なお、内外の保持器13,3の連結部10と反対側の側縁部13a,3aはテーパ状の先狭まり形状としている。すなわち、外側の保持器3の内径面の連結部10と反対側の側縁3a、および内側の保持器13の外径面の連結部10と反対側の側縁13aの両方が、テーパ状の先狭まり形状としている。
このように、内外の保持器13,3を、それらの一側部で連結して互いに一体化させることにより、組立時に内外の保持器13,3をころ配列の内外に挿入する作業を容易に行うことができ、組立性が向上する。また、内外の保持器13,3の連結部10と反対側の側縁部13a,3aをテーパ状の先狭まり形状としているので、両保持器3,13を連結部10と反対側からころ配列の外側へ挿入するときに、その挿入を円滑に行うことができる。
図10(A),(B)は、この発明におけるさらに他の実施形態を示す。図10(A)のころ軸受は、図9の実施形態において、円周方向にころ2が1個並ぶ間隔ごとに連結部10を設けたものであり、連結部10と内外の保持器13,3のリング状部6で囲まれる窓部11は矩形とされている。また図10(B)のころ軸受は、図9の実施形態において、円周方向にころ2が2個並ぶ間隔ごとに連結部10を設けたものであり、その連結部10は内側の保持器リング状部6から外側の保持器リング状部6に向けて先狭まりとなる扇状に形成されている。また、先拡がりとなる扇状としてもよい。
(A)はこの発明の第1の実施形態にかかるころ軸受の部分断面図、(B)はその部分横断面図である。 この発明における他の実施形態の部分断面図である。 この発明におけるさらに他の実施形態の部分断面図である。 この発明におけるさらに他の実施形態の保持器の各例を示す部分正面図である。 同保持器へのころ配列状態の各例を示す部分正面図である。 この発明におけるさらに他の実施形態の保持器分割部の各例を示す部分側面図である。 (A)はこの発明におけるさらに他の実施形態の部分断面図、(B)はその部分横断面図である。 (A)はこの発明におけるさらに他の実施形態の部分断面図、(B)はその部分横断面図である。 (A)はこの発明におけるさらに他の実施形態の部分断面図、(B)はその部分側面図である。 (A)はこの発明におけるさらに他の実施形態の部分側面図、(B)はこの発明におけるさらに他の実施形態の部分側面図である。 総ころ軸受の従来例を示す部分断面図である。 (A)は保持器付きころ軸受の従来例を示す部分断面図、(B)は同部分横断面図である。
符号の説明
1…内輪
1a…転走面
2…ころ
3…保持器
3a…縁部
4…ポケット
5…柱部
7,7A…スリット
8…分割部
10…連結部
13…保持器

Claims (15)

  1. 内輪と、この内輪の転走面に接する複数のころと、リング状の保持器とを有し、前記保持器は円周方向に並ぶ複数のポケットを有するころ軸受において、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径がころ配列のピッチ円直径よりも大径であることを特徴とするころ軸受。
  2. 請求項1において、保持器の柱部の横断面形状を、外径部よりも内径側の部分が、内径側へ先狭まりとなる形状としたころ軸受。
  3. 請求項1または請求項2において、保持器を合成樹脂製としたころ軸受。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、ころ径が直径6mm以下であって、ころ本数を総ころ形式と同じか、または2本以下の本数だけ少なくしたころ軸受。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、保持器の外径寸法を、ころ配列の外接円最小径よりも0.1mm以上小さくしたころ軸受。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、保持器の内径寸法を、ころ配列のピッチ円径よりも0.1mm以上大きくしたころ軸受。
  7. 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、保持器の円周方向の複数箇所に、この保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを設けたころ軸受。
  8. 請求項7において、前記スリットが、ころを保持するポケットを兼ねるものであるころ軸受。
  9. 請求項7または請求項8において、保持器の内径面における幅方向の縁部を、テーパ状または断面円弧状の先狭まり形状としたころ軸受。
  10. 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、保持器の円周方向の1箇所に分割部を設けたころ軸受。
  11. 請求項10において、保持器の前記分割部にころを介在させたころ軸受。
  12. それぞれ円周方向に並ぶ複数のポケットを有するリング状に形成された内外2つの保持器と、これら2つの保持器のポケットに渡って保持された複数のころとを備え、内側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを内径側から保持し、前記柱部の外径がころ配列のピッチ円直径よりも小径であり、外側の保持器は、各ポケット間の柱部が各ころ間で前記ころを外径側から保持し、前記柱部の内径がころ配列のピッチ円直径よりも大径であることを特徴とするころ軸受。
  13. 請求項12において、内外の各保持器が、その各保持器の一側縁から他側縁の近傍まで切り欠かれた形状のスリットを有するものであるころ軸受。
  14. 請求項13において、内外の保持器のスリットの円周方向位置が互いにずれた位置であるころ軸受。
  15. 請求項12ないし請求項14のいずれか1項において、内側の保持器と外側の保持器とを互いに一体化させたころ軸受。
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