JP2006138442A - Roller-and-cage assembly - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般産業機械に用いられる高負荷容量型の保持器付きころに関するものである。 The present invention relates to a roller with a high load capacity type cage used in general industrial machines.
保持器付きころとして、例えば、特開2000−179544号公報(特許文献1)に、図12に示すような断面M形の保持器40を用いたものが記載されている。図示する保持器40は、ころピッチ円径PCDより小径の中央環状部41と、ころピッチ円径PCDより大径の外方環状部42と、外方環状部42の両端から内径側に折り曲げられた一対の鍔部43とを有している。ころ44の外方への抜け止めは外方環状部42で行ない、内方への抜け止めを中央環状部41で行なっている。すなわち、ポケット45に突出した係止片46の幅を、ころ44の外径よりも僅かに小さくしている。ころ44の装着は、内径側から、ポケット45の係止片46を弾性変形させて行なう。
As a roller with a cage, for example, JP 2000-179544 A (Patent Document 1) describes a roller using a
一般に、限られたスペース内で軸受負荷容量を大きくするには、ころ本数を多くすればよい。しかしながら、図12に示したような保持器付きころでは、一定のスペース(一定の内径、外径)で保持器40に組込むころ44の本数を増加させて行くと、図12(B)に示す柱幅寸法aが小さくなり、加工上の限界が生じてくるのみならず、保持器強度も低下する。
Generally, in order to increase the bearing load capacity within a limited space, the number of rollers may be increased. However, in the roller with cage as shown in FIG. 12, when the number of
特開2003−166540号公報(特許文献2)は、多くのころを収容することのできる保持器付きころを開示している。この公報に開示された保持器付きころを図13〜図15に示している。図示する保持器付きころは、外方部材53と内方部材54とからなる保持器51、および複数のころ52を備える。外方部材53は、ころ配列のピッチ円径PCDより大径の環状部53aと、この環状部53aの軸方向両端部を内径側に折り曲げた一対の鍔部53bとを有する。内方部材54は、ころ配列のピッチ円径PCDより小径の環状に形成する。これら外方部材53の環状部53aおよび内方部材54の円周方向複数箇所にポケット55,56を設け、外、内の部材53,54のポケット55,56にわたってころ52を収容する。
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-166540 (Patent Document 2) discloses a roller with a cage that can accommodate many rollers. The rollers with cages disclosed in this publication are shown in FIGS. The illustrated roller with cage includes a
上記のように、保持器51を外方部材53と内方部材54の2部品で構成した場合、ポケット間の柱部57,58を狭く加工することができて、限られたスペース内で多くのころ52を収容することができる。また、片方の部材53を鍔付きとするため、隣接部品と摺接するような場合にも支障が生じない。
As described above, when the
一方、図13〜図15に示すような保持器付きころでは、ころ52の脱落防止のために、保持器51が外方部材53と内方部材54とで構成されているので、部品点数が増加し、コスト高となる。また、軸受内の空間容積が内方部材54によって小さくなるため、通油性の面で若干不利になることが予想される。
On the other hand, in the rollers with cages as shown in FIGS. 13 to 15, the
本件出願と同一の出願人は、上記の課題を解決するものとして、特開2004−19923号公報において、図16〜図18に示すような保持器付きころを提案した。図示する保持器付きころは、保持器61と複数のころ62とからなる。保持器61は、互いに軸方向に離れて対面する一対の鍔部63と、両鍔部63の外径縁間にわたって円周方向の複数箇所に設けられた柱部65を有する。保持器61の隣り合う柱部65の間のポケット66にころ62が収容される。ころ62の端面に面する鍔部63の内面上であって隣接するころ62間に位置する部分に、ころ62の保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段67が設けられている。抜け止め手段67は、ステーキング部分からなる突起である。
The same applicant as the present application has proposed a roller with cage as shown in FIGS. 16 to 18 in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-19923 as a solution to the above-described problems. The illustrated roller with cage includes a
図16〜図18に示したような保持器付きころの場合、図13〜図15に示したものに比べて、通油性の向上および部品点数の削減が可能である。しかしながら、ステーキング部分を成形する際に、保持器鍔部63の内面側に受け部材を設けることが非常に困難であり、ステーキング部分の寸法が安定しないなど、製造面および品質面で多くの問題が予想される。
In the case of the roller with cage as shown in FIGS. 16 to 18, the oil permeability can be improved and the number of parts can be reduced as compared with those shown in FIGS. 13 to 15. However, when forming the staking portion, it is very difficult to provide a receiving member on the inner surface side of the
そこで、本件出願人は、ステーキング部分からなる抜け止め手段67に代えて、曲げ片状のころ保持爪を設けることを試みた。曲げ片状のころ保持爪は、保持器付きころとは別の形式の軸受、すなわち内外輪を有する外輪外鍔付きの円筒ころ軸受においては提案されている(実開昭55−49148号公報:特許文献4)。しかしながら、軸とハウジングとに直接にころを転接させる形式の従来の保持器付きころにおいて、上記公報に開示されたような曲げ片状のころ保持爪付きの保持器を適用した例は無い。
ころの保持器内径側への抜け止め手段として鍔部にころ保持爪を形成する構造の保持器の場合、運転時に保持器ポケットの隅部に応力が集中し、最悪の場合にこの部位から保持器の破損が始まることがある。これは、運転時にころが保持器ポケット間の柱部を押圧し、柱部の根元部分(ポケット隅部)に繰返し荷重が掛かるためである。このことを図19〜図21を参照して説明する。 In the case of a cage with a structure that forms a roller retaining claw in the collar as a means to prevent the roller from coming to the inner diameter side of the roller, stress concentrates on the corner of the cage pocket during operation, and in this case it is retained from this part. The vessel may begin to break. This is because the roller presses the column portion between the cage pockets during operation, and a load is repeatedly applied to the base portion (pocket corner portion) of the column portion. This will be described with reference to FIGS.
図19に示すように、保持器ポケット70の四隅に隅アール部71が設けられるが、通常、この隅アール部71の半径r(図20参照)は、図21に示すころ80の面取り部81と干渉しないようにするために、面取り寸法Rよりも小さく設定されている。ポケット70の隅アール部71に作用する応力集中は、隅アール部71の半径rが小さくなるほど顕著となる。
As shown in FIG. 19,
また、高負荷容量タイプの保持器付きころの場合、従来よりもころの本数が多いため、通油性が悪くなる傾向にある。そのため、高負荷容量タイプの保持器付きころにおける通油性の改善が望まれる。特に、油が保持器内径側からポケットを通り、外径側へ通過し易いようにすることが重要である。 In addition, in the case of a roller with a high load capacity type cage, the oil permeability tends to be deteriorated because the number of rollers is larger than that of the conventional roller. Therefore, improvement of oil permeability in a roller with a high load capacity type cage is desired. In particular, it is important to make it easy for oil to pass from the cage inner diameter side to the outer diameter side through the pocket.
この発明の目的は、保持器強度に優れ、かつ通油性に優れた高負荷容量型の保持器付きころを提供することである。 An object of the present invention is to provide a roller with a high load capacity type having excellent cage strength and oil permeability.
この発明に従った保持器付きころは、複数のころと、保持器とからなる。保持器は、ころ配列のピッチ円直径よりも大径の環状部と、この環状部の軸方向両端から内径側に突出する鍔部と、環状部に円周方向に並んで形成されて互いの間で柱部を形成し内部にころがそれぞれ入る複数のポケットと、ころの保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段とを有する。抜け止め手段は、鍔部の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころの間に位置するころ保持爪を備える。保持器のポケットの各隅に隅アール部が設けられ、この隅アール部は、ころの面取り部の面取り寸法よりも大きな半径を有してポケット壁面から後退するように膨出している。 The roller with a cage according to the present invention includes a plurality of rollers and a cage. The cage is formed by arranging an annular portion having a diameter larger than the pitch circle diameter of the roller arrangement, a flange portion protruding from the both axial ends of the annular portion toward the inner diameter side, and the annular portion side by side in the circumferential direction. There are a plurality of pockets in which the rollers are formed and the rollers are respectively inserted therein, and retaining means for retaining the rollers toward the inner diameter side of the cage. The retaining means includes a roller holding claw that is bent and protrudes inward in the axial direction from the inner diameter edge of the flange, and is positioned between adjacent rollers. A corner rounded portion is provided at each corner of the pocket of the cage, and the corner rounded portion has a radius larger than the chamfered dimension of the chamfered portion of the roller and bulges out from the pocket wall surface.
上記の構成によれば、保持器の柱部ところ保持爪とで、ころの外径側への抜け止めと内径側への抜け止めとを役割分担させているので、柱部を簡素な形状とすることができ、柱部の位置を従来よりも外径側に配置することが可能となり、ころ間の隙間も小さくできる。こうして、一定のスペース内でころ本数を多くすることができるので、大きな負荷容量を得ることができる。 According to the above configuration, the retainer column portion and the retaining claws share the roles of retaining the roller to the outer diameter side and retaining the inner diameter side, so the column portion has a simple shape. It is possible to position the column portion on the outer diameter side as compared with the prior art, and the gap between the rollers can be reduced. Thus, since the number of rollers can be increased within a certain space, a large load capacity can be obtained.
ころの内径側への抜け止めは、保持器の鍔部に設けたころ保持爪で行なうため、保持器が一部品で構成でき、部品点数を削減して低コストにできる。また、ころ保持爪が保持器の鍔部に設けられたものであるため、柱部と異なり、軸方向の一部に局所的に設けたもので済む。したがって、軸受内の空間容積の減少に影響が少なく、内径側に柱部を設ける場合に比べて通油性が向上する。 Since the rollers are prevented from coming off to the inner diameter side with the roller holding claws provided on the flange portion of the cage, the cage can be constituted by one part, and the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. Further, since the roller holding claw is provided on the collar portion of the cage, unlike the column portion, it may be provided locally on a part of the axial direction. Therefore, there is little influence on the reduction of the space volume in the bearing, and the oil permeability is improved as compared with the case where the column portion is provided on the inner diameter side.
また、ポケットの隅アール部をころの面取り部の面取り寸法よりも大きな半径を有するようにしたので、隅アール部における応力集中を緩和することができ、保持器強度が向上する。さらに、この隅アール部は、ポケット壁面から後退するように膨出しているので、油は膨出した隅アール部を通ることができ、通油性が向上する。 Further, since the corner rounded portion of the pocket has a radius larger than the chamfered dimension of the chamfered portion of the roller, stress concentration at the corner rounded portion can be relaxed, and the cage strength is improved. Further, since the corner rounded portion bulges so as to recede from the pocket wall surface, the oil can pass through the bulged corner rounded portion, and oil permeability is improved.
一つの実施形態では、隅アール部は、軸方向および円周方向の両方向に膨出している。他の実施形態では、隅アール部は、軸方向にのみ膨出している。さらに他の実施形態では、隅アール部は、円周方向にのみ膨出している。 In one embodiment, the corner rounded portion bulges in both the axial direction and the circumferential direction. In other embodiments, the corner radius portion bulges only in the axial direction. In yet another embodiment, the corner radius portion bulges only in the circumferential direction.
好ましくは、ころ保持爪の鍔部に対する折り曲げ角度を30〜90度の範囲内となるようにする。折り曲げ角度がこの範囲内であれば、ころ落ちの発生するおそれがないようにころを保持でき、かつころ保持爪の破損の問題も生じさせない。 Preferably, the bending angle of the roller holding claws with respect to the collar portion is set within a range of 30 to 90 degrees. If the bending angle is within this range, the rollers can be held so that there is no risk of roller dropping, and the problem of breakage of the roller holding claws will not occur.
ころ保持爪の長さを、ころの面取り部に掛かる程度としてもよい。言い換えれば、ころ保持爪が面取り部に確実に掛かるが、面取り部から大きく突出しない程度の長さとしてもよい。このように面取り部に掛かる程度の長さとすることで、ころの内径側への脱落を確実に防止しながら、ころの収容スペースをできるだけ広くすることができる。 The length of the roller holding claw may be set to a degree that hangs on the chamfered portion of the roller. In other words, the roller holding claw is surely hooked on the chamfered portion, but the length may be such that it does not protrude greatly from the chamfered portion. By setting the length so as to be applied to the chamfered portion in this way, it is possible to make the accommodation space of the roller as wide as possible while reliably preventing the roller from dropping out toward the inner diameter side.
以上のように、この発明によれば、保持器強度に優れ、かつ通油性に優れた高負荷容量型の保持器付きころを得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a roller with a high load capacity type that has excellent cage strength and excellent oil permeability.
この発明の一実施形態に係る保持器付きころを、図1〜図8を参照して説明する。 A roller with cage according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
保持器付きころは、複数のころ2と、保持器1とからなり、ころ2が軸の外径面およびハウジングの内径面(いずれも図示せず)に直接に転接するように用いられる。保持器1は、ころ配列のピッチ円直径PCDよりも大径の環状部と、この環状部の軸方向両端から内径側に突出する一対の鍔部3、4とを有する。保持器1の環状部は、円周方向に交互に形成された柱部5とポケット6とを含む。円周方向に並んだ各柱部5は、ころ2の軸方向に長い形状をしており、隣接する柱部5間のポケット6内に各ころ2を収容する。柱部5によって、隣接するころ2の間隔が保持される。
The roller with cage is composed of a plurality of
保持器1は、ころ2の保持器内径側への抜け止めを行なう抜け止め手段を有する。具体的には、抜け止め手段は、各鍔部3,4の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころ2の間に位置する曲げ片状のころ保持爪7である。ころ2は、軸受鋼等からなり、例えば針状ころまたは棒状ころである。
The
保持器1における両側の鍔部3,4は、保持器中心軸Oに対してほぼ垂直な平板状に形成されている。各柱部5間のポケット6の最大周方向幅mは、ころ2の外径よりも僅かに小さく、ころ2が外径側に抜けることを柱部5で防止している。保持器1の柱部5は、ころ2の配列のピッチ円直径PCDよりも外径側に位置し、ころ保持爪7はピッチ円直径PCDよりも内径側に位置している。
The
保持器1の全体形状は、鋼管を削り出し加工、または1枚の鋼板をプレス加工して作られる。ころ保持爪7は、一対の鍔部3,4の内径側に放射状に突出するように設けられる。ころ保持爪7の形成方法として、プレス加工、ワイヤカット、放電加工等を採用できる。ころ2を組込む前の段階では、ころ保持爪7は、軸方向内側に折り曲げられておらず、鍔部7と同平面に位置する。
The overall shape of the
保持器1の強度を高めるために、保持器1に対して熱処理を行なう。熱処理法としては、高周波焼入れ、光輝焼入れ、浸炭焼入れ等を採用できる。保持器1は、焼入れ性およびプレス加工性を考慮して、好ましくは0.15〜1.10質量%の炭素を含有する。
In order to increase the strength of the
熱処理法として高周波焼入れを採用する場合、好ましくは、ころ保持爪7を除く残りの部分に対して高周波焼入れおよび高周波焼戻しを施し、所望の硬度となるように硬化処理をする。一方、ころ保持爪7については、高周波焼入れを施さず、相対的に低い硬度のままとする。このようにすれば、ころ保持爪7の折り曲げ加工が容易となる。例えば、ころ保持爪7の硬度は、HV400以下である。
When induction hardening is adopted as the heat treatment method, it is preferable that induction hardening and induction tempering be performed on the remaining portion excluding the
熱処理法として光輝焼入れや浸炭焼入れ等を採用する場合、保持器1の全体に対して焼入れ処理を施した後に、ころ保持爪7に対して焼鈍を行なってころ保持爪7の硬度を低下させるようにしてもよい。
When bright quenching, carburizing quenching, or the like is adopted as the heat treatment method, the
熱処理を施した保持器1にころ2を組込んだ後に、ころ保持爪7を鍔部3,4の内径縁から軸方向内側に折り曲げ加工する。折り曲げ加工としては、プレス加工や、へら絞り加工等を採用できる。
After the
図4に曲げ込んだころ保持爪7の形状を示す。ころ保持爪7の鍔部3,4に対する折り曲げ角度θは、30〜90度とする。ころ保持爪7の折り曲げ角度が30度未満であると、ころ2がころ保持爪7を潜り抜け、ころ落ちが発生するおそれがある。一方、90度を超える角度まで曲げると、ころ保持爪7が破損するおそれがある。30〜90度の折り曲げ角度の範囲であれば、ころ落ちの発生を生じさせること無くころ2の保持を行なうことができ、かつころ保持爪7の破損の問題も生じさせない。
FIG. 4 shows the shape of the
ころ保持爪7の長さは、ころ保持爪7がころ2の面取り部にかかる程度が好ましい。このように、ころ保持爪7の曲げ角度θおよび長さを適正に設定することにより、ころ2の収容スペースを狭くすることなく、ころ2の内径側への脱落も確実に防止できる。
The length of the
図5は、保持器1のポケット6を拡大して示している。図示するように、ポケット6の四隅には隅アール部6aが設けられている。図6は、一つの隅アール部6aを拡大して示している。図示した実施形態では、隅アール部6aは、ポケット6に収容されるころの面取り寸法R(図21参照)よりも大きな半径rを有してポケット6の壁面6bから後退するように膨出している。図示するように、隅アール部6aは、軸方向(図5における上下の方向)および円周方向(図5における左右の方向)に膨出している。
FIG. 5 shows the
上記のように大きな半径rでポケット壁面6bから後退するように膨出する隅アール部6aを設けることにより、隅アール部6aにおける応力集中を緩和でき、保持器強度が向上する。また、油は隅アール部6aを通過することができるので、通油性が向上する。
By providing the
図7は、他の実施形態に係る保持器のポケット10を示している。図示した実施形態における隅アール部10aは、ポケット10の壁面から円周方向(図7における左右の方向)にのみ膨出している。
FIG. 7 shows a
図8は、さらに他の実施形態に係る保持器のポケット11を示している。図示した実施形態における隅アール部11aは、ポケット11の壁面から軸方向(図8における上下の方向)にのみ膨出している。
FIG. 8 shows a
図4に示した実施形態では、ころ保持爪7が鍔部3,4から軸方向内側に向かって折り曲げられて直線状に延びているが、他の実施形態として、図9に示すように、ころ保持爪7の内側が凹となる円弧状の曲線形状としてもよい。また、図10に示すように、ころ保持爪7の形状を、先端に向けて厚みが漸減する先細り形状としてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 4, the
本発明の実施形態に係る保持器付きころによると、保持器1の柱部5ところ保持爪7とで、ころ2の外径側への抜け止めと、内径側への抜け止めとを役割分担させているので、柱部5を簡素な形状にすることができ、柱部5の位置をより外側に配置することができる。その結果、ころ間の隙間を小さくして、一定のスペース内でころ本数を多くすることができるので、大きな負荷容量を得ることができる。
According to the roller with cage according to the embodiment of the present invention, the
ころ2の内径側への抜け止めは、保持器1の鍔部3,4の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延びるころ保持爪7によって行なうため、保持器1を一部品で構成でき、部品点数を削減できて低コストとなる。また、ころ保持爪7の占める領域は小さいので、軸受内の空間容積の減少に影響が少なく、内径側に柱部を設ける場合に比べて通油性が向上する。
The
図11は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、ころ保持爪7を一方の鍔部4のみに設けたものである。このようにころ保持爪7を一方の鍔部のみに設けた場合、ころ2はその一端がころ保持爪7によって支持されるが、他端が内径側に傾くおそれがある。この場合、両側の鍔部3,4間の間隔ところ2の長さとの関係を適宜設定しておけば、ころ2の他端は鍔部3の内面に当接して内径側に抜け出ることは阻止される。ころ保持爪7は、保持器付きころを単独で取り扱うときに、ころ2の抜け止めを行なうためのものである。言い換えれば、ころ保持爪7は、機器へ組込まれた状態では必要なものではないので、上記のようにころ2が傾き状態で抜け止めされても、使用上の性能への影響はない。このようにころ保持爪7を片側の鍔部4のみに設けるようにすれば、製造が簡単で低コスト化が図れる。
FIG. 11 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変更を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and changes can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
この発明は、一般産業機械に用いられる高負荷容量型の保持器付きころに有利に利用され得る。 The present invention can be advantageously used for a roller with a high load capacity type cage used in general industrial machines.
1 保持器、2 ころ、3,4 鍔部、5 柱部、6 ポケット、6a 隅アール部、6b ポケット壁面、7 ころ保持爪、10 ポケット、10a 隅アール部、11 ポケット、11a 隅アール部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記抜け止め手段は、前記鍔部の内径縁から軸方向内側に折り曲げられて突出して延び、隣接するころの間に位置するころ保持爪を備え、
前記ポケットの各隅に隅アール部が設けられ、この隅アール部は、前記ころの面取り部の面取り寸法よりも大きな半径を有してポケット壁面から後退するように膨出していることを特徴とする、保持器付きころ。 A plurality of rollers and a cage, wherein the cage is an annular portion having a diameter larger than the pitch circle diameter of the roller arrangement, a flange portion protruding from the both axial ends of the annular portion toward the inner diameter side, and the annular portion A plurality of pockets that are formed side by side in the circumferential direction to form pillar portions between the rollers and into which the rollers enter, and retaining means for retaining the rollers to the inner diameter side of the cage. In the roller with cage,
The retaining means includes a roller holding claw that is bent and protrudes inward in the axial direction from the inner diameter edge of the flange, and is positioned between adjacent rollers,
A corner rounded portion is provided at each corner of the pocket, and the corner rounded portion has a radius larger than the chamfered dimension of the chamfered portion of the roller and bulges so as to recede from the pocket wall surface. Roller with cage.
The roller with a cage according to any one of claims 1 to 5, wherein a length of the roller holding claw is set to be about a length of a chamfered portion of the roller.
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