JP2010091037A

JP2010091037A - 分割型ころ軸受用保持器

Info

Publication number: JP2010091037A
Application number: JP2008262733A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Koyama; 智史小山
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-04-22

Abstract

【課題】分割されていない一体型保持器と同程度の性能を確保することが可能な分割型ころ軸受用保持器を提供する。
【解決手段】転動体として複数のころを周方向に沿って回転可能に保持すると共に、その周方向の一箇所で分割された分割部Ｇを有し、当該分割部には、分割された部位を互いに結合するための結合機構が設けられている分割型ころ軸受用保持器であって、結合機構によって分割部を結合する前のフリー状態における保持器２の径寸法をＤａ及び周長寸法をＬａとすると共に、結合機構によって分割部を結合した後の使用状態における保持器の径寸法をＤｂ及び周長寸法をＬｂとすると、Ｄａ＞Ｄｂ、且つ、Ｌａ＝Ｌｂなる関係を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、分割された箇所を互いに接合するように構成された分割型ころ軸受用保持器に関し、特に、ラジアル針状ころ軸受に組み込まれる一つ割り保持器に関する。

従来、この種の保持器が組み込まれたラジアル針状ころ軸受は、例えば産業機械や自動車に適用され、主としてラジアル荷重を負荷しながら、例えばエンジンのクランクシャフトやトランスミッションなどの回転部分を回転自在に支持している。この場合、円環状を成す保持器の上記軸受への組込性を考慮して、例えば図２(ａ)に示すように、その周方向の一箇所で分割された分割部Ｇを有する保持器２（以下、一つ割り保持器という）が多用されている(特許文献１参照)。

ところで、一つ割り保持器２は、分割部Ｇが存在することにより、容易に変形してしまう場合がある。このため、分割部Ｇには、分割された部位を互いに結合するための結合機構が設けられている。結合機構としては、図２(ｂ)に示すように、分割された部位の一方に形成された被結合部Ｐ１と、その他方に形成された結合部Ｐ２とを備えて構成されている。ここでは一例として、結合部Ｐ２には、被結合部Ｐ１方向に延出(突出)した結合片Ｔ２が設けられており、一方、被結合部Ｐ１には、結合片Ｔ２を受け入れて係合可能な被結合片Ｔ１が設けられている。また、被結合片Ｔ１には、その係合部位に被係合面Ｍ１が形成されており、一方、結合片Ｔ２には、その係合部位に係合面Ｍ２が形成されている。

この場合、結合部Ｐ２の結合片Ｔ２を被結合部Ｐ１の被結合片Ｔ１内に嵌め入れると、被結合片Ｔ１に形成された被係合面Ｍ１と、結合片Ｔ２に形成された係合面Ｍ２とが互いに重なり合って係合する。このとき、被係合面Ｍ１と係合面Ｍ２とが互いに重なり合って係合することで、分割部Ｇにおいて分割された部位が互いに抜け止めされた状態に維持される。これにより、一つ割り保持器２は、上記した結合機構によって分割部Ｇが結合されて一体化することになる。

しかしながら、従来の一つ割り保持器２では、上記した結合機構によって分割部Ｇを結合した状態において、結合部Ｐ２と被結合部Ｐ１との間に隙間Ｈが生じてしまう場合がある。具体的に説明すると、図２(ａ),(ｂ)に示すように、結合機構によって分割部Ｇを結合する前のフリー状態(同図(ａ)の実線で示す)における一つ割り保持器２の周長寸法をＬａ、結合機構によって分割部Ｇを結合した後の使用状態(同図(ａ)の点線で示す)における一つ割り保持器２の周長寸法をＬｂとする。

この場合、従来の一つ割り保持器２は、フリー状態と使用状態とにおいて、その周長寸法が互いに同一(Ｌａ＝Ｌｂ)となっており、これにより、フリー状態での当該保持器２の径寸法Ｄａ(図面では一例として内径を示す)と、使用状態での当該保持器２の径寸法Ｄｂ(図面では一例として内径を示す)も互いに同一(Ｄａ＝Ｄｂ)となっている。このため、フリー状態と使用状態とにおける当該保持器２の寸法公差などが要因となって、図２(ａ)の点線で示す使用状態においては、図２(ｂ)に示すように、被結合部Ｐ１と結合部Ｐ２との間、即ち、被係合面Ｍ１と係合面Ｍ２との間に、上記した寸法公差に応じた所定量の隙間Ｈが生じてしまう場合がある。

そうなると、図３(ａ)〜(ｃ)に示すように、複数の転動体(針状ころ)４を保持した一つ割り保持器２を内輪６と外輪８との間に組み込んだ際、正常な使用状態(同図(ａ))に対して、上記した隙間Ｈ分だけ、当該保持器２にねじれが発生したり(同図(ｂ))、或いは、分割部Ｇが図中点線で示すように互いに開いたり(同図(ｃ))する場合がある。この場合、正規設定の寸法から外れた状態での軸受運転を余儀なくされるため、例えば、当該保持器２のねじれ(同図(ｂ))による転動体(針状ころ)４の拘束、或いは、当該保持器２の開き(同図(ｃ))による外輪８との過度の摩耗などの不具合が生じる虞がある。そして、かかる不具合は、高速での軸受運転中に、より顕著に生じる傾向にある。

また、上記した不具合のうち、一つ割り保持器２の「ねじれ」については、特に小径の保持器２を構成した場合には、例えば図４(ａ)に示すように、その「ねじれ」が更に顕著に現れる虞がある。更に、例えば図４(ｂ)に示すように、複数の異なる曲率半径Ｒ１,Ｒ２を持って保持器２を構成した場合には、上記同様に、その「ねじれ」が更に顕著に現れる虞がある。

そこで、上記した不具合の発生を防止し、分割されていない一体型保持器と同程度の性能を確保することが可能な分割型ころ軸受用保持器の開発が要望されているが、現在、そのような保持器は知られていない。
実開昭５４−１０１２４１号公報

本発明は、このような要望に応えるためになされており、その目的は、分割されていない一体型保持器と同程度の性能を確保することが可能な分割型ころ軸受用保持器を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、転動体として複数のころを周方向に沿って回転可能に保持すると共に、その周方向の一箇所で分割された分割部を有し、当該分割部には、分割された部位を互いに結合するための結合機構が設けられている分割型ころ軸受用保持器であって、結合機構によって分割部を結合する前のフリー状態における保持器の径寸法をＤａ及び周長寸法をＬａとすると共に、結合機構によって分割部を結合した後の使用状態における保持器の径寸法をＤｂ及び周長寸法をＬｂとすると、Ｄａ＞Ｄｂ、且つ、Ｌａ＝Ｌｂなる関係を満足する。
この場合、保持器全体が樹脂材料で形成されている。また、ころは、その直径の数倍の細長い円筒状を成した針状ころである。更に、本発明は、上記した分割型ころ軸受用保持器を用いた分割型針状ころ軸受に適用可能である。

本発明によれば、分割されていない一体型保持器と同程度の性能を確保することが可能な分割型ころ軸受用保持器を実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る分割型ころ軸受用保持器について、図１を参照して説明する。本実施の形態は、図２(ａ),(ｂ)に示された一つ割り保持器２の改良であるため、以下では改良部分の説明にとどめる。この場合、上記した一つ割り保持器２(図２参照)と同一の構成については、その構成に付された参照符号と同一の符号を本実施の形態に用いた図面上に付することで、その説明を省略する。

図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施の形態において、上記した結合機構によって分割部Ｇを結合する前のフリー状態(同図(ａ)の実線で示す)における一つ割り保持器２の径寸法をＤａ及び周長寸法をＬａとすると共に、結合機構によって分割部Ｇを結合した後の使用状態(同図(ａ)の点線で示す)における一つ割り保持器２の径寸法をＤｂ及び周長寸法をＬｂとすると、当該保持器２は、Ｄａ＞Ｄｂ、且つ、Ｌａ＝Ｌｂなる関係を満足するように構成されている。なお、径寸法Ｄａ,Ｄｂ及び周長寸法Ｌａ,Ｌｂは、当該保持器２の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。

なお、図１(ａ)では、フリー状態及び使用状態での保持器２の径寸法Ｄａ,Ｄｂとしてそれぞれ内径寸法を示しているが、これに代えて、例えばフリー状態での保持器２の外径寸法をＤａとすると共に、使用状態での保持器２の外径寸法をＤｂとしても良い。更に、これ以外の寸法設定として、例えばフリー状態での保持器２の内径と外径の平均寸法(内径と外径を加算した値を２で除算した寸法)をＤａ、使用状態での保持器２の内径と外径の平均寸法(内径と外径を加算した値を２で除算した寸法)をＤｂとしても良い。
また、周長寸法Ｌａ,Ｌｂは、それぞれ、上記した分割部Ｇで分割された部位の一方から他方に亘る当該保持器２の周方向に沿った全長（被結合部Ｐ１から結合部Ｐ２に亘る周方向長さ）を示している。

以上、本実施の形態によれば、フリー状態での保持器２の径寸法Ｄａを使用状態での保持器２の径寸法Ｄｂよりも大きく(Ｄａ＞Ｄｂ)設定し、且つ、フリー状態での保持器２の周長寸法Ｌａを使用状態での保持器２の周長寸法Ｌｂと同じに(Ｌａ＝Ｌｂ)設定したことにより、以下のような効果を実現することができる。

即ち、Ｄａ＞Ｄｂなる関係を満足させたことにより、保持器２をフリー状態から使用状態に弾性変形させて縮径し、上記した結合機構によって分割部Ｇを結合した際、当該保持器２には、フリー状態に復帰しようとする弾性力(復元力)が発生する。そして、このときの復元力は、上記した結合機構に作用し、被結合部Ｐ１の被結合片Ｔ１内から結合部Ｐ２の結合片Ｔ２を離間させる(引き抜く)ように働く。ここで、被結合片Ｔ１に形成された被係合面Ｍ１と、結合片Ｔ２に形成された係合面Ｍ２とは、互いに重なり合った位置関係にある。このため、被結合片Ｔ１と結合片Ｔ２とが互いに離間する方向に移動すると、これとは逆に、被結合片Ｔ１の被係合面Ｍ１と結合片Ｔ２の係合面Ｍ２とは、互いに接近する方向に移動することになり、やがて、被係合面Ｍ１と係合面Ｍ２とは、上記した復元力に応じた力量で互いに圧接することになる。

また、Ｌａ＝Ｌｂなる関係も満足させたことにより、上記した復元力に応じた力量で被係合面Ｍ１と係合面Ｍ２とが互いに圧接した状態において、当該保持器２は、上記した使用状態での周長寸法Ｌｂに維持される。ここで、使用状態での周長寸法Ｌｂは、当該保持器２の使用目的や使用環境に応じた正規使用寸法として予め設定される。これにより、保持器２は、復元力に応じた力量で被係合面Ｍ１と係合面Ｍ２とが互いに圧接することで、自動的に、正規使用寸法に維持されることになる。

この状態において、従来で生じたような寸法公差による被係合面Ｍ１と係合面Ｍ２との隙間Ｈは、完全に無くなる(ゼロになる)ため、従来で発生した不具合を回避することができる。具体的に説明すると、隙間Ｈを完全に無くすることにより、当該保持器２にねじれが発生したり(図３(ｂ))、或いは、分割部Ｇが図中点線で示すように互いに開いたり(図３(ｃ))する不具合を回避する(無くする)ことができる。

この場合、正規使用寸法に一致した状態での軸受運転を実現することができるため、例えば、当該保持器２のねじれ(図３(ｂ))による転動体(針状ころ)４の拘束、或いは、当該保持器２の開き(図３(ｃ))による外輪８との過度の摩耗などの不具合を完全に回避する(無くする)ことができる。

また、特に小径の保持器２を構成した場合でも、例えば図４(ａ),(ｂ)に示すような不具合を完全に回避する(無くする)ことができる。これにより、分割されていない一体型保持器と同程度の性能を確保することが可能な保持器２が実現されるため、高速での軸受運転の安定化を図ることができる。

また、当該保持器２では、正規使用寸法に対する寸法安定性を確保することができるため、転動体(針状ころ)４に対する安定した案内が可能となり、更には、上記した復元力は当該保持器２を開く方向に働くため、積極的に軸案内を避けることとなり、その結果、軸受運転中における潤滑性を向上させることができる。

また、本実施の形態において、一つ割り保持器２は、その全体が樹脂材料で形成されている。この場合、樹脂材料としては、当該保持器２の使用目的や使用環境に応じて任意の樹脂材料が適用されるため、ここでは特に限定しないが、例えばポリアミド６６をガラス繊維で強化して構成した熱可塑性樹脂や、その他の熱硬化性樹脂などを適用することができる。

また、本実施の形態では、転動体としてころを想定しているが、当該ころの種類としては、その直径の数倍(例えば、３〜１０倍程度)の細長い円筒状を成した針状ころ(特に図示しない)を適用することができる。

そして、かかる針状ころを回転可能に保持する保持器２は、分割型ころ軸受用保持器２として分割型針状ころ軸受(特に図示しない)に組み込まれる。この場合、当該軸受は、比較的大きなラジアル負荷能力を実現する。なお、針状ころ軸受としては、例えば、外輪が特殊合金鋼板製のシェル形軸受、削り出し軌道輪のソリッド形軸受、軌道輪を省いたケージ＆ローラ、カムフォロア形式の軸受などを適用可能である。

また、上記した実施の形態では、Ｄａ＞Ｄｂ、且つ、Ｌａ＝Ｌｂなる関係を満足する保持器２を想定して説明したが、これに代えて、Ｄａ＜Ｄｂ、且つ、Ｌａ＝Ｌｂなる関係を満足するようにしても同様の効果を得ることが可能である。ところで、かかる構成では、上記した正規使用寸法(使用状態での周長寸法Ｌｂ)での保持器２の径寸法Ｄｂが、フリー状態での保持器２の径寸法Ｄａよりも大きくなってしまうため、当該保持器２をラップさせた状態での成形となる。この場合、ねじれや径の不均一などの問題が考察され、かかる問題を引き起こさないためには、結合部Ｐ２と被結合部Ｐ１との隙間Ｈ(図２(ｂ))分だけフリー状態での径寸法Ｄａを正規使用寸法での径寸法Ｄｂに対して小径化すれば良い。しかしながら、得られる効果は上記した実施の形態に比して小さい。

(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る分割型ころ軸受用保持器の構成を示す平面図、(ｂ)は、同図(ａ)に示された保持器の分割部に設けられた結合機構の構成を概略的に示す断面図。 (ａ)は、従来の分割型ころ軸受用保持器の構成を示す平面図、(ｂ)は、同図(ａ)に示された保持器の分割部に設けられた結合機構の構成を概略的に示す断面図。 (ａ)は、正常な使用状態での保持器の構成を示す断面図、(ｂ)は、ねじれが発生した状態での保持器の構成を示す断面図、(ｃ)は、分割部が開いた状態での保持器の構成を示す断面図。小径の保持器とした場合において、(ａ)は、ねじれが発生した状態での保持器の構成を示す斜視図、(ｂ)は、複数の異なる曲率半径を持って構成された保持器のねじれ状態を示す平面図。

符号の説明

２一つ割り保持器
Ｇ分割部
Ｄａフリー状態における保持器の径寸法
Ｄｂ使用状態における保持器の径寸法
Ｌａフリー状態における保持器の周長寸法
Ｌｂ使用状態における保持器の周長寸法

Claims

転動体として複数のころを周方向に沿って回転可能に保持すると共に、その周方向の一箇所で分割された分割部を有し、当該分割部には、分割された部位を互いに結合するための結合機構が設けられている分割型ころ軸受用保持器であって、
結合機構によって分割部を結合する前のフリー状態における保持器の径寸法をＤａ及び周長寸法をＬａとすると共に、結合機構によって分割部を結合した後の使用状態における保持器の径寸法をＤｂ及び周長寸法をＬｂとすると、
Ｄａ＞Ｄｂ、且つ、Ｌａ＝Ｌｂ
なる関係を満足することを特徴とする分割型ころ軸受用保持器。
保持器全体が樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の分割型ころ軸受用保持器。
ころは、その直径の数倍の細長い円筒状を成した針状ころであることを特徴とする請求項１又は２に記載の分割型ころ軸受用保持器。
請求項３に記載の分割型ころ軸受用保持器を用いた分割型針状ころ軸受。