(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】P2022051523
(43)【公開日】2022-03-31
(54)【発明の名称】ベアリングケージおよびベアリング
(51)【国際特許分類】
F16C 33/41 20060101AFI20220324BHJP
F16C 19/06 20060101ALI20220324BHJP
F16C 33/66 20060101ALI20220324BHJP
【ＦＩ】
F16C33/41
F16C19/06
F16C33/66 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021143131
(22)【出願日】2021-09-02
(31)【優先権主張番号】102020000021943
(32)【優先日】2020-09-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(71)【出願人】
【識別番号】508282993
【氏名又は名称】アクティエボラゲット・エスコーエッフ
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ホンユアン・アン
(72)【発明者】
【氏名】リッカルド・レスティーヴォ
【テーマコード（参考）】
3J701
【Ｆターム（参考）】
3J701AA02
3J701AA32
3J701AA42
3J701AA52
3J701AA62
3J701BA25
3J701BA44
3J701BA49
3J701CA13
3J701FA32
3J701XB03
3J701XB12
3J701XB14
3J701XB18
3J701XB19
(57)【要約】
【課題】本開示はベアリングケージおよびベアリングを提供している。
【解決手段】ベアリングケージは、前側およびその反対側の後側を備えた、環状の基幹部と、ベアリングケージの軸方向の前方向に、基幹部の前側から延びた複数のカンチレバー部であって、環状の基幹部の周に沿って配置されて、ベアリングの転動要素を収容するための複数のポケットを形成した、複数のカンチレバー部と、を備え、基幹部は、複数のカンチレバー部の径方向厚さよりも大きい径方向厚さを有し、複数のカンチレバー部の各々は、２つの突起部、および２つの突起部の間の接続部、を備え、ベアリングケージは、カンチレバー部の径方向外側に形成された複数の凹部であって、各凹部は、対応した２つの突起部から窪んだ接続部により形成されており、凹部は、ベアリングケージの軸方向前側に開いた、凹部、およびベアリングケージの径方向内側に形成された複数の溝、を含んでいる。
【選択図】図７
【解決手段】ベアリングケージは、前側およびその反対側の後側を備えた、環状の基幹部と、ベアリングケージの軸方向の前方向に、基幹部の前側から延びた複数のカンチレバー部であって、環状の基幹部の周に沿って配置されて、ベアリングの転動要素を収容するための複数のポケットを形成した、複数のカンチレバー部と、を備え、基幹部は、複数のカンチレバー部の径方向厚さよりも大きい径方向厚さを有し、複数のカンチレバー部の各々は、２つの突起部、および２つの突起部の間の接続部、を備え、ベアリングケージは、カンチレバー部の径方向外側に形成された複数の凹部であって、各凹部は、対応した２つの突起部から窪んだ接続部により形成されており、凹部は、ベアリングケージの軸方向前側に開いた、凹部、およびベアリングケージの径方向内側に形成された複数の溝、を含んでいる。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ボールベアリングのためのベアリングケージ（１００、２００、３００）であって、
前側（１１４）およびその反対側の後側（１１６）を備えた、全体的に環状の基幹部（１１０、２１０、３１０）と、
前記ベアリングケージの軸方向の前方向に、前記基幹部（１１０、２１０、３１０）の前側（１１４）から延びた複数のカンチレバー部（１３０、２３０、３３０）であって、該カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）は、環状の前記基幹部（１１０、２１０、３１０）の周に沿って配置されて、前記ベアリングの転動要素（１９０）を収容するための複数のポケット（１３４）を形成した、複数のカンチレバー部（１３０、２３０、３３０）と、
を備え、
前記基幹部（１１０、２１０、３１０）は、複数の前記カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）の径方向厚さよりも大きい径方向厚さを有し、
複数の前記カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）の各々は、２つの突起部（１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３３２ａ、３３２ｂ）、および該２つの突起部（１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３３２ａ、３３２ｂ）の間の接続部（１４２、２４２、３４２）、を備え、
前記ベアリングケージ（１００、２００、３００）は、以下の
前記カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）の径方向外側に形成された複数の凹部であって、各凹部は、対応した２つの突起部（１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３３２ａ、３３２ｂ）から窪んだ接続部により形成されており、前記凹部は、前記ベアリングケージ（１００）の軸方向前側に開いた、凹部、および
前記ベアリングケージ（１００）の径方向内側（１０２）に形成された複数の溝（１１２）、
のうちの少なくとも１つをさらに含んでいる、ベアリングケージ（１００、２００、３００）。
前側（１１４）およびその反対側の後側（１１６）を備えた、全体的に環状の基幹部（１１０、２１０、３１０）と、
前記ベアリングケージの軸方向の前方向に、前記基幹部（１１０、２１０、３１０）の前側（１１４）から延びた複数のカンチレバー部（１３０、２３０、３３０）であって、該カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）は、環状の前記基幹部（１１０、２１０、３１０）の周に沿って配置されて、前記ベアリングの転動要素（１９０）を収容するための複数のポケット（１３４）を形成した、複数のカンチレバー部（１３０、２３０、３３０）と、
を備え、
前記基幹部（１１０、２１０、３１０）は、複数の前記カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）の径方向厚さよりも大きい径方向厚さを有し、
複数の前記カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）の各々は、２つの突起部（１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３３２ａ、３３２ｂ）、および該２つの突起部（１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３３２ａ、３３２ｂ）の間の接続部（１４２、２４２、３４２）、を備え、
前記ベアリングケージ（１００、２００、３００）は、以下の
前記カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）の径方向外側に形成された複数の凹部であって、各凹部は、対応した２つの突起部（１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３３２ａ、３３２ｂ）から窪んだ接続部により形成されており、前記凹部は、前記ベアリングケージ（１００）の軸方向前側に開いた、凹部、および
前記ベアリングケージ（１００）の径方向内側（１０２）に形成された複数の溝（１１２）、
のうちの少なくとも１つをさらに含んでいる、ベアリングケージ（１００、２００、３００）。
【請求項2】
前記基幹部（１１０、２１０、３１０）は、複数の前記カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）の外径よりも大きい外径を有する、請求項１に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）。
【請求項3】
２つの前記突起部（１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３３２ａ、３３２ｂ）は、前記接続部（１４２、２４２、３４２）の径方向厚さよりも大きい径方向厚さを有し、前記突起部（１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３３２ａ、３３２ｂ）は、前記軸方向の前方向において前記接続部（１４２、２４２、３４２）を越えて延びている、請求項１または２に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）。
【請求項4】
前記接続部（１４２、２４２、３４２）は、前記基幹部（１１０、２１０、３１０）に隣接し且つ前記ベアリングケージの軸に対して傾斜して延びた第１のセグメント（１４２ａ）と、前記基幹部から離れて且つ前記ベアリングケージの軸に略平行な第２のセグメント（１４２ｂ）と、を備えている、請求項１から３のいずれか一項に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）。
【請求項5】
前記突起部（１３２ａ、１３２ｂ）の各々は、前記ポケット（１３４）を形成した接触面（１３３ａ、１３３ｂ）と、該接触面（１３３ａ、１３３ｂ）から離れるように向いた湾曲面（１３５ａ、１３５ｂ）と、を備え、前記凹部（１４４）は、前記接続部（１４２）の径方向外側面および前記湾曲面（１３５ａ、１３５ｂ）により形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）。
【請求項6】
複数の前記溝（１１２）の各々は、周方向において２つの隣接したポケット（１３４）の間に配置されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）。
【請求項7】
複数の前記溝（１１２）の各々は、複数の前記カンチレバー部（１３０、２３０、３３０）と一対一の関係で配置されており、複数の前記溝（１１２）の各々は、周方向において２つの隣接したポケット（１３４）の間の中央に配置されている、請求項６に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）。
【請求項8】
前記溝（１１２）の各々は、環状の前記基幹部（１１０、２１０、３１０）の後側（１１６）へと延び、環状の前記基幹部（１１０、２１０、３１０）の後側（１１６）の一部を形成しており、前記溝（１１２）の各々は、環状の前記基幹部（１１０、２１０、３１０）の後側（１１６）に隣接した第１のセグメント（１１２ａ）と、環状の前記基幹部（１１０、２１０、３１０）の後側（１１６）から離れるように傾斜した第２のセグメント（１１２ｂ）と、を備え、前記第１のセグメント（１１２ａ）は一定の径方向深さを有し、傾斜した前記第２のセグメント（１１２ｂ）は、環状の前記基幹部（１１０、２１０、３１０）の後側（１１６）から離れる方向に深さが減少している、請求項６または７に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）。
【請求項9】
前記溝の各々は、前記基幹部（１１０）の後側（１１６）の底辺および前記基幹部（１１０）の後側（１１６）から離れた上辺を備えた、全体的に台形のまたは長方形の形状を有し、
ここで、
ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊４）≦Ｌ２≦ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊２）
Ｌ１≦Ｌ２
であり、ここでＬ１は前記台形または長方形の形状の前記上辺の長さであり、Ｌ２は前記台形または長方形の形状の前記底辺の長さであり、ｄｃは前記ベアリングケージの内径であり、Ｚは前記ボールベアリング内の転動要素の数である、請求項１から８のいずれか一項に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）。
ここで、
ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊４）≦Ｌ２≦ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊２）
Ｌ１≦Ｌ２
であり、ここでＬ１は前記台形または長方形の形状の前記上辺の長さであり、Ｌ２は前記台形または長方形の形状の前記底辺の長さであり、ｄｃは前記ベアリングケージの内径であり、Ｚは前記ボールベアリング内の転動要素の数である、請求項１から８のいずれか一項に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）。
【請求項10】
前記突起部により形成されたポケットの反対側の突起部（２３２ａ、２３２ｂ）の面に形成された面取り部（２３８ａ、２３８ｂ）を備えている、請求項１から９のいずれか一項に記載のベアリングケージ（２００）。
【請求項11】
前記ベアリングケージ（３００）のカンチレバー部（３３０）は、前記接続部（３４２）の径方向外側面に形成された軸方向突起（３３６）をさらに備えている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のベアリングケージ（３００）。
【請求項12】
ボールベアリング（１０）であって、
内側リング（１７０）と、
外側リング（１６０）と、
前記内側リング（１７０）と前記外側リング（１６０）との間に配置された複数の転動要素（１９０）と、
請求項１から１１のいずれか一項に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）であって、該ベアリングケージは、前記内側リング（１７０）と前記外側リング（１６０）との間に配置されており、複数の前記転動要素（１９０）の各々は、複数の前記ポケット（１３４）のうちの１つに受け入れられている、ベアリングケージ（１００、２００、３００）と、
を備えているボールベアリング（１０）。
内側リング（１７０）と、
外側リング（１６０）と、
前記内側リング（１７０）と前記外側リング（１６０）との間に配置された複数の転動要素（１９０）と、
請求項１から１１のいずれか一項に記載のベアリングケージ（１００、２００、３００）であって、該ベアリングケージは、前記内側リング（１７０）と前記外側リング（１６０）との間に配置されており、複数の前記転動要素（１９０）の各々は、複数の前記ポケット（１３４）のうちの１つに受け入れられている、ベアリングケージ（１００、２００、３００）と、
を備えているボールベアリング（１０）。
【請求項13】
前記内側リングは、該内側リング（１７０）の外径面（１７３）内に、複数の前記転動要素を受け入れるための軌道、および少なくとも１つの周溝（１７２ａ、１７２ｂ）を備え、少なくとも１つの前記周溝（１７２ａ、１７２ｂ）のうちの１つは、前記ボールベアリングの軸方向において前記溝（１１２）と少なくとも部分的に重なっている、請求項１２に記載のボールベアリング（１０）。
【請求項14】
前記内側リング（１７０）は、該内側リング（１７０）の外径面（１７３）内に２つの周溝（１７２ａ、１７２ｂ）を備え、前記軌道（１７４）は、２つの前記周溝（１７２ａ、１７２ｂ）の間に配置されている、請求項１３に記載のボールベアリング（１０）。
【請求項15】
前記溝（１１２）の一部は前記軌道（１７４）の上に延びて、且つＬ３の軸方向寸法を有し、前記溝（１１２）の底部は、距離Ｌ４だけ前記外径面（１７３）から離間されており、
ここで、
Ｌ３＞０
Ｌ４／Ｄｗ＞０．０８、好適にＬ４／Ｄｗ＞０．１２、最も好適にＬ４／Ｄｗ＞０．１６
であり、Ｄｗは前記転動要素の直径である、請求項１３または１４に記載のボールベアリング（１０）。
ここで、
Ｌ３＞０
Ｌ４／Ｄｗ＞０．０８、好適にＬ４／Ｄｗ＞０．１２、最も好適にＬ４／Ｄｗ＞０．１６
であり、Ｄｗは前記転動要素の直径である、請求項１３または１４に記載のボールベアリング（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、全体的にボールベアリングのためのケージおよびそのようなケージを備えたボールベアリングに関する。本開示は、一方向スナップインベアリングケージおよびそのようなベアリングケージを備えた深溝ボールベアリング、特に高速回転に適したベアリングケージおよびベアリングにも関する。
【背景技術】
【0002】
ボールベアリング、特に深溝ボールベアリングは、その低回転摩擦および高回転速度性能より、広く使用されている。一方向スナップインケージは、低コストおよび容易な搭載の利点を有し、これによりボールベアリング、特に深溝ボールベアリングと共に通常は使用されている。
【0003】
標準的な一方向スナップインケージは、全体的に環状の基幹部と、この基幹部の一側から軸方向に延びた複数のカンチレバー部と、を備えている。カンチレバー部は、環状の基幹部の周に沿って互いに離間されており、ベアリングの転動要素を収容するための複数のポケットを形成している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
先行技術による一方向スナップインケージは、以下の欠点を有する。回転速度が増大すると、カンチレバー部は径方向外向きに撓屈し、その結果、遠心力が増大して、所謂日傘効果に帰結する。日傘効果は、ポケットと転動要素との間の合致関係を悪化させ、ケージと転動要素との間の摩擦を増大させ、ベアリングの性能低下および／または故障に帰結する。
【0005】
適切な潤滑が、高性能なベアリングに極めて重要であり、過剰なまたは不十分なグリースはベアリングの性能を悪化させる。
【0006】
日傘効果を減少させ、ベアリングの潤滑を改良することが、常に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の態様によれば、ボールベアリングのためのベアリングケージが提供され、ベアリングケージは、前側およびその反対側の後側を備えた、全体的に環状の基幹部と、ベアリングケージの軸方向の前方向に、基幹部の前側から延びた複数のカンチレバー部であって、このカンチレバー部は、環状の基幹部の周に沿って配置されて、ベアリングの転動要素を収容するための複数のポケットを形成した、複数のカンチレバー部と、を備え、基幹部は、複数のカンチレバー部の径方向厚さよりも大きい径方向厚さを有し、複数のカンチレバー部の各々は、２つの突起部、および２つの突起部の間の接続部、を備え、ベアリングケージは、以下の、カンチレバー部の径方向外側に形成された複数の凹部であって、各凹部は、対応した２つの突起部から窪んだ接続部により形成されており、凹部は、ベアリングケージの軸方向前側に開いた、凹部、およびベアリングケージの径方向内側に形成された複数の溝、のうちの少なくとも１つをさらに含んでいる。
【0008】
本開示のいくつかの実施形態においては、基幹部は、複数の前記カンチレバー部の外径よりも大きい外径を有する。
【0009】
本開示のいくつかの実施形態においては、２つの突起部は、接続部の径方向厚さよりも大きい径方向厚さを有し、突起部は、軸方向の前方向において接続部を越えて延びている。
【0010】
本開示のいくつかの実施形態においては、接続部は、基幹部に隣接し且つベアリングケージの軸に対して傾斜して延びた第１のセグメントと、基幹部から離れて且つベアリングケージの軸に略平行な第２のセグメントと、を備えている。
【0011】
本開示のいくつかの実施形態においては、突起部の各々は、ポケットを形成した接触面と、接触面から離れるように向いた湾曲面と、を備え、凹部は、接続部の径方向外側面および湾曲面により形成されている。
【0012】
本開示のいくつかの実施形態においては、複数の溝の各々は、周方向において２つの隣接したポケットの間に配置されている。
【0013】
本開示のいくつかの実施形態においては、複数の溝の各々は、複数のカンチレバー部と一対一の関係で配置されており、複数の溝の各々は、周方向において２つの隣接したポケットの間の中央に配置されている。
【0014】
本開示のいくつかの実施形態においては、溝の各々は、環状の基幹部の後側へと延び、環状の基幹部の後側の一部を形成しており、溝の各々は、環状の基幹部の後側に隣接した第１のセグメントと、環状の基幹部の後側から離れるように傾斜した第２のセグメントと、を備え、第1のセグメントは一定の径方向深さを有し、傾斜した第２のセグメントは、環状の基幹部の後側から離れる方向に深さが減少している。
【0015】
本開示のいくつかの実施形態においては、溝の各々は、基幹部の後側の底辺および基幹部の後側から離れた上辺を備えた、全体的に台形のまたは長方形の形状を有し、
ここで、
ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊４）≦Ｌ２≦ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊２）
Ｌ１≦Ｌ２
であり、ここでＬ１は台形の形状の上辺の長さであり、Ｌ２は台形の形状の底辺の長さであり、ｄｃはベアリングケージの内径であり、Ｚはベアリング内の転動要素の数である。
ここで、
ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊４）≦Ｌ２≦ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊２）
Ｌ１≦Ｌ２
であり、ここでＬ１は台形の形状の上辺の長さであり、Ｌ２は台形の形状の底辺の長さであり、ｄｃはベアリングケージの内径であり、Ｚはベアリング内の転動要素の数である。
【0016】
本開示のいくつかの実施形態においては、突起部により形成されたポケットの反対側の突起部の面に形成された面取り部を備えている。
【0017】
本開示のいくつかの実施形態においては、ベアリングケージのカンチレバー部は、接続部の径方向外側面に形成された軸方向突起をさらに備えている。
【0018】
本開示の別の態様によれば、ボールベアリングが提供されており、ボールベアリングは、内側リングと、外側リングと、内側リングと外側リングとの間に配置された複数の転動要素と、前述の主張のいずれか１つに記載のベアリングケージであって、ベアリングケージは、内側リングと外側リングとの間に配置されており、複数の転動要素の各々は、複数のポケットのうちの１つに受け入れられているベアリングケージと、を備えている。
【0019】
本開示のいくつかの実施形態においては、内側リングは、内側リングの外径面内に、複数の転動要素を受け入れるための軌道、および少なくとも１つの周溝を備え、少なくとも１つの周溝のうちの１つは、ボールベアリングの軸方向において溝と少なくとも部分的に重なっている。
【0020】
本開示のいくつかの実施形態においては、内側リングは、内側リングの外径面内に２つの周溝を備え、軌道は、２つの周溝の間に配置されている。
【0021】
本開示のいくつかの実施形態においては、溝の一部は軌道の上に延びて、且つＬ３の軸方向寸法を有し、溝の底部は、距離Ｌ４だけ外径面から離間されており、
ここで、
Ｌ３＞０
Ｌ４／Ｄｗ＞０．０８、好適にＬ４／Ｄｗ＞０．１２、最も好適にＬ４／Ｄｗ＞０．１６
であり、Ｄｗは転動要素の直径である。
ここで、
Ｌ３＞０
Ｌ４／Ｄｗ＞０．０８、好適にＬ４／Ｄｗ＞０．１２、最も好適にＬ４／Ｄｗ＞０．１６
であり、Ｄｗは転動要素の直径である。
【0022】
本開示の他のシステム、方法、特徴、および利点は、以下の図および詳細な説明を検討することにより、当業者に明らかになるか、または明らかになるであろう。そのようなすべての追加のシステム、方法、特徴、および利点は、本記載に含まれ、本開示の範囲内にあり、以下の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
【0023】
開示は、以下の図面および説明を参照することにより、よりよく理解することができる。図中の構成要素は必ずしも原寸に比例しておらず、代わりに本開示の原理を説明することに重点が置かれている。さらに、図では、参照番号のように、異なる視点を通じて対応する部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1A】本開示のいくつかの実施形態によるベアリングケージを示した斜視図である。
【図6】ベアリングケージを備えたボールベアリングの断面を示した図である。
【図8】本開示の別の実施形態によるベアリングケージを示した斜視図である。
【図9A】本開示のさらに別の実施形態によるベアリングケージを示した斜視図である。
【図9B】本開示のさらに別の実施形態によるベアリングケージを示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
これ以降、本発明の好適な実施形態が、添付図を参照してより詳細に記載されるだろう。本開示の以下の記載において、ここに統合された既知の機能および構成の詳細な記載は、それが本開示の主題をかなり不明確にし得る場合、省略されるだろう。
【0026】
ここで使用されているように、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」の単数形は、文脈で明確に示されていない限り、複数形も含むことを意図している。ここで使用されている「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、および／または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」との用語は、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または部品を特定しているが、1つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、部品、および/もしくはそれらのグループの存在または追加を排除しない。ここで使用されているように、「および／または」との用語ならびに「／」のシンボルは、任意のまたはすべての、関連して列挙されたアイテムの１つ以上の組み合わせを含んでいることを意味する。加えて、第１の、第２の等は、ここでは多様な要素、部品、ステップ、または計算を記載するために使用され得、これらの要素、部品、ステップ、または計算は、これらの用語に限定されるべきではなく、むしろこれらの用語は、１つの要素、部品、ステップ、または計算を区別するためだけに使用される。例えば、第１の部品は第２の部品と称されることが可能であり、同様に第１の計算は第２の計算と称されることが可能であり、同様に第１のステップは第２のステップと称されることが可能であり、すべては本開示の範囲から逸脱しない。
【0027】
ここで使用されているように、「軸」、「中心軸」、「回転軸」、との用語は、自身の周りにベアリングが回転する軸を引用し、「半径」、「径方向に」、「半径方向」、およびそれらに等価の用語は、中心または軸からベアリングケージもしくはベアリングの周への方向を引用し、「軸の」、「軸に」、「軸方向」、およびそれらに等価の用語は、ベアリングまたはケージの軸に沿った、すなわち径方向またはベアリングもしくはベアリングケージの周に直交した方向を引用し、「前方」、「前方に」、「前方向」との用語は、ベアリングケージのカンチレバー部が指した軸方向、またはカンチレバー部が基幹部から延びた軸方向を引用している。
【0028】
現在の請求項内での使用を明確にし、これにより公に知らせるために、「少なくとも１つの＜Ａ＞、＜Ｂ＞、・・・、および＜Ｎ＞」または「少なくとも１つの＜Ａ＞、＜Ｂ＞、・・・、＜Ｎ＞、もしくはそれらの組み合わせ」との表現は、出願人により最も広い意味において定義され、出願人により明確に主張されない限り、これ以前またはこれ以降の他の暗黙の定義に取って代わる。それらの表現は、Ａ、Ｂ、・・・、およびＮを含んだグループから選択された１つ以上の要素を意味しており、すなわち、Ａ、Ｂ、・・・、またはＮのうちの１つ以上の任意の組み合わせであり、任意の１つの要素を単独で、または他の要素の１つ以上と組み合わせて含み、これらはまた、組み合わせて、列挙されていない追加の要素を含み得る。
【0029】
図１Ａから図１Ｃは、本開示のいくつかの実施形態による、ベアリングケージ１００を示した斜視図である。図２は、図１Ａのベアリングケージ１００を示した後面図、図３は、図２の線Ａ－Ａに沿った断面図、図４は、図２の線Ｂ－Ｂに沿った断面図である。図５は、図２の線Ｃ-Ｃに沿った断面図である。
【0030】
図示されたように、ベアリングケージ１００は、前側１１４、前側１１４の反対側の後側１１６を備えた全体的に環状の基幹部１１０、およびこの基幹部の前側１１４からベアリングケージ１００の軸方向の前方向に延びた複数のカンチレバー部１３０、を備えている。図１Ａから図１Ｃに示されたように、複数のカンチレバー部１３０は、好適に環状の基幹部１１０の周に沿って互いに等間隔に離間されている。
【0031】
図１Ａから図１Ｃおよび図５に示されたように、各カンチレバー部１３０は２つの突起部１３２ａ、１３２ｂ、および２つの突起部１３２ａ、１３２ｂの間において２つの突起部１３２ａ、１３２ｂを一体に接続した接続部１４２、備えている。各突起部１３２ａ、１３２ｂは、接触面１３３ａ、１３３ｂ、および接触面１３３ａ、１３３ｂから離れるように向いた湾曲面１３５ａ、１３５ｂ、を備えている。カンチレバー部１３０の突起部１３２ａ、１３２ｂの各接触面１３３ａ、１３３ｂは、隣接したカンチレバー部１３０の突起部１３２ａ、１３２ｂの接触面１３３ａ、１３３ｂと向き合っている。互いに向き合った２つの接触面１３３ａ、１３３ｂは、それらの間にポケット１３４を形成している。各ポケット１３４は、ベアリングの転動ボールを受け入れるように機能し、ポケット１３４を形成した接触面は、ポケット内に受け入れられた転動ボールと接触する。各接続部１４２は、２つの突起部から径方向に窪んでおり、（すなわち、接続部１４２の径方向外側面は、２つの突起部１３２ａ、１３２ｂの径方向外側面よりも、ベアリングケージの軸から短い径方向距離を有する。）カンチレバー部１３０の径方向外側に凹部１４４を形成している。凹部１４４は、接続部１４２の径方向外側面と、カンチレバー部１３０の湾曲面１３５ａ、１３５ｂと、により形成されており、軸方向の前方向にまたは軸方向の前側から開いており、それは図１Ａおよび図４に最もよく見られている。
【0032】
凹部１４４は、過剰なグリースがベアリング内にある場合、グリースを貯蔵するための追加の空間を提供し、軌道内のグリースが不十分な場合に、グリースを軌道に再補給することが可能である。ベアリングの回転の際、グリースは、内側軌道または外側軌道等のベアリングの他の部分から凹部１４４内へと流れ得、ベアリング内により多くのグリースがある場合に、グリースは凹部１４４内へと流れる可能性が高くなり得る。凹部１４４内へと流れたグリースのいくらかは、一時的に凹部１４４内に留められ得る。凹部１４４内外へのグリースの流れの動力学的平衡が存在し、動力学的平衡に到達した場合、より多くのグリースがベアリング内にあればあるほど、より多くのグリースが凹部１４４内にある。したがって、凹部１４４は、過剰なグリースがベアリング内にある場合、グリースを貯蔵し、ベアリングの軌道内のグリースが不十分な場合、グリースをベアリングの軌道に再補給することが可能である。凹部１４４は、過剰なグリースに関連した技術的問題を減少または排除することが可能である。例えば、凹部１４４は、ベアリングの加速および減速の際に生じた熱を減少させることが可能であり、この熱は、グリースと、ボールおよびベアリング等の転動部品と、の間の強力なせん断に帰結する。すなわち、凹部１４４は、グリースの攪拌により生じる熱を減少または排除する。
【0033】
図１Ａから図１Ｃ、図３、図４に明確に示されたように、基幹部１１０は径方向厚さＴ１を有し、それはカンチレバー部１３０の径方向厚さよりも大きい。基幹部１１０の径方向内側面およびカンチレバー部１３０の径方向内側面は、ベアリングケージの軸から同じ径方向距離を有し、これによりそれらは共通の径方向内側面１０２を共有している。基幹部１１０の径方向外側面は、カンチレバー部１３０のものよりも大きい、ベアリングケージの軸からの径方向距離を有する。
【0034】
カンチレバー部１３０内の２つの突起部１３２ａ、１３２ｂは径方向厚さＴ２を有し、これは接続部１４２の径方向厚さＴ３よりもかなり大きい。加えて、突起部１３２ａ、１３２ｂは、より大きい軸方向寸法を有し、これにより、突起部は軸方向において接続部１４２を越えて延びており、これは図１Ａから図１Ｃ、図４、図５に示されている。
【0035】
ベアリングケージの軸からカンチレバー部１３０の径方向外側面へのより小さい径方向距離、すなわちカンチレバー部１３０のより小さい外径、および凹部１４４の存在による減少された材料は、カンチレバー部１３０に作用する遠心力の減少に帰結する。したがって、ベアリングケージは、径方向外向きの撓屈を減少させる技術的利点を有し、すなわち、それは所謂日傘効果が減少または抑圧され得る。湾曲面１３５ａ、１３５ｂの存在は、カンチレバー部１３０の材料をさらに減少させ、これにより所謂日傘効果をさらに減少または抑圧させることが可能である。
【0036】
本開示のいくつかの実施形態においては、環状の基幹部１１０は増大した径方向厚さＴ１を有し、これはベアリングケージの構造的強度を増大させている。加えて、本開示に記載されたように、カンチレバー部の構造は、カンチレバー部１３０に作用する遠心力を減少させることに帰結している。したがって、ケージの変形すなわち所謂日傘効果は、増大した径方向厚さＴ１およびカンチレバー部１３０の構造により、顕著に減少または抑圧されることが可能である。
【0037】
図１Ａから図１Ｃ、図２から図５に示されたように、ベアリングケージ１００には、ベアリングケージ１００の径方向内側１０２に形成された複数の溝１１２が設けられている。本開示のいくつかの実施形態においては、複数の溝１１２は、複数のカンチレバー部１３０と一対一の関係で設けられている。すなわち、複数のカンチレバー部１３０の各々に対応した１つの溝１１２がある。本開示のいくつかの実施形態においては、複数の溝１１２の各々は、周方向において２つの隣接したポケットの間の中央に配置されている。いくつかの実施形態においては、この複数の溝の各々は、周方向において２つの隣接したポケットの間に設けられている。
【0038】
図１Ａから図１Ｃ、図２から図５に示されたように、溝１１２は環状の基幹部１１０の後側１１６へと延び、これにより溝１１２は、環状の基幹部の後側１１６の一部を形成している。すなわち、溝１１２は、環状の基幹部の後側１１６から開いている。各溝１１２は、環状の基幹部１１０の後側１１６に隣接した第１のセグメント１１２ａ、および環状の基幹部１１０の後側１１６から離れるように傾斜した第２のセグメント１１２ｂ、を備えている。図４に示されたように、第１のセグメント１１２ａは平坦な底部を備え、一方で第２のセグメント１１２ｂは傾斜した底部を備えている。
【0039】
図１Ａから図１Ｃ、図２から図５に示されたように、各溝１１２は周方向において隣接した２つのポケット１３４の間の中央に配置（これにより隣接した２つの転動要素１９０の間の中央に配置）されており、溝１１２の周方向寸法は、隣接した２つの転動要素１９０の間の周方向空間の大部分にわたっている。溝１１２は隣接した２つのポケット１３４（転動要素１９０）の間に配置されており、隣接した２つのポケット１３４（転動要素１９０）の間の大部分にわたっているので、例えば、グリースは２つの転動要素１９０の間を流れるグリースの流れのための、追加の通路または通路の拡大を提供しており２つの転動要素の間のグリースの流れを容易にしており、これによりベアリングの回転の際に、内側リングとベアリングケージとの間の空間内のグリースの円滑な流れを改良している。さらに、溝１１２は過剰なグリースに関連した技術的問題を減少または排除することが可能である。例えば、溝１１２は、ベアリングの加速および減速の際に生じる熱を減少することが可能であり、この熱は、グリースと、ボールおよびケージ等の転動部品と、の間の強力なせん断に帰結する。すなわち、溝１１２は、グリースの攪拌により生じる熱を減少させることが可能である。本開示のいくつかの実施形態においては、グリース充填量または総量は注意深く選択または調節され、および／または特別なグリースが潤滑の改良のために使用され、これによりグリースの攪拌により生じる熱を減少させている。
【0040】
ベアリングの回転の際、グリースは内側軌道から溝１１２へと流れ得、ベアリングの内側軌道内に過剰なグリースがある場合、グリースは溝内へと流れる可能性が高くなり得る。溝１１２内へと流れたグリースのいくらかは、一時的に溝内に留められ得、グリースのいくらかは内側軌道へと戻るように流れ得る。溝１１２内外へと流れるグリースの動力学的平衡が存在し、動力学的平衡に到達した場合、より多くのグリースが内側軌道内にあればあるほど、より多くのグリースが溝１１２内にあるだろう。すなわち、過剰なグリースが内側軌道内にある場合、溝１１２はグリースを貯蔵するための追加の空間を提供することが可能である。他方では、軌道内のグリースが不十分な場合、溝はグリースを軌道へと再補給することが可能である。
【0041】
本開示のいくつかの実施形態においては、環状の基幹部１１０は、増大された径方向厚さＴ１を有する。本開示のいくつかの実施形態においては、環状の基幹部１１０と内側リング１７０との間の間隙は、増大された径方向厚さＴ１のために減少され得る。環状の基幹部１１０と内側リング１７０との間の間隙は減少されるが、内側軌道内のグリースは、隣接した２つの転動要素１９０の間の溝１１２の存在により、それでも円滑に流れることが可能である。すなわち、基幹部１１０の構造的強度は、（増大された径方向厚さＴ１により）ベアリングの潤滑を悪化させることなく改善されることが可能である。
【0042】
先行技術によるベアリングケージにおいては、質量分散および構造的強度は、ベアリングケージの周に沿って不均一である。カンチレバー部を備えたベアリングケージのセグメントは、ポケットを備えたベアリングケージのセグメントよりも、通常はより多くの材料を含み、より高い構造的強度を有する。先行技術によるベアリングケージと比較した場合、本開示のベアリングケージは、溝１１２および／または凹部１４２の存在により、カンチレバー部を備えたベアリングケージのセグメントにおいてより少ない材料を有する。したがって、本開示のベアリングケージは、ベアリングケージの周に沿ってより均一な質量および強度分布を有する。
【0043】
前述のとおり、ベアリングケージ１００は全体的な構造的強度が増大されており、これにより高速回転下におけるベアリングケージの構造による日傘効果を減少している。先行技術においては、ベアリングケージが、日傘効果を抑圧または減少させるために構造的強度を増大させた場合、突起部は、ケージの装着の際に亀裂を生じる傾向があり、これにより先行技術によるベアリングケージは、過度に強力な構造的強度を有することが不可能であり、これにより突起部の亀裂が生じる危険性を減少させている。
【0044】
本開示の発明者は、溝１１２の存在がケージの装着の際にクラックが亀裂を生じる危険性を減少させることが可能であることを見出した。特に、図５に示されたように、溝１１２と接触面１３３ａ、１３３ｂとの間の最小距離Ｓは、ケージに亀裂が生じる危険性に影響し得る極めて重要な要因であり、最適な距離Ｓは、ケージの装着の際にケージに亀裂が生じる危険性を大幅に減少させることが可能である。すなわち、本開示のベアリングケージは、日傘効果の抑圧または減少のための増大された構造的強度を有することが可能であり、一方でケージ装着の際にクラックに亀裂が生じる危険性は、低下されたままである。
【0045】
さらに、溝１１２に関連した寸法、すなわち図５に示されたＬ１、Ｌ２、図７に示されたＬ３、Ｌ４は、溝１１２に関連した前述の最適なまたは最良の技術的効果を提供するために、注意深く選択または最適化されることが可能である。図５に示されたように、溝１１２は、径方向から見た場合、全体的に台形の形状である。全体的に台形の形状は、基幹部１１０の後側１１６の底辺、および基幹部１１０の後側１１６から離れた上辺、を備えている。台形の形状の上辺の長さＬ１および台形の形状の底辺の長さＬ２は、溝１１２に関連した技術的効果に影響を与え得る重要な要因である。図７に示されたように、溝１１２の第１のセグメント１１２ａの底部は、内側リング１７０の外径面１７３から距離Ｌ４だけ離間されている。溝１１２の一部は、内側リング１７０の外径面１７３内において軌道１７４の上に延びており、軸方向寸法Ｌ３、すなわち軌道１７４の側と溝１１２の第２のセグメント１１２ｂの端部との間の軸方向距離を有する。距離Ｌ４および寸法Ｌ３も、溝の技術的効果に影響し得る重要な要因である。
【0046】
本開示のいくつかの実施形態においては、Ｌ１、Ｌ２は以下のように定義されている。
ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊４）≦Ｌ２≦ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊２）
Ｌ１≦Ｌ２
ここで、ｄｃはケージボアの直径であり、Ｚはベアリング内の転動要素（転動ボール）の数である。
ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊４）≦Ｌ２≦ＰＩ＊ｄｃ／（Ｚ＊２）
Ｌ１≦Ｌ２
ここで、ｄｃはケージボアの直径であり、Ｚはベアリング内の転動要素（転動ボール）の数である。
【0047】
本開示のいくつかの実施形態においては、Ｌ３、Ｌ４は以下のように定義されている。
Ｌ３＞０
Ｌ４／Ｄｗ＞０．０８
ここで、Ｄｗは転動要素（転動ボール）の直径である。
Ｌ３＞０
Ｌ４／Ｄｗ＞０．０８
ここで、Ｄｗは転動要素（転動ボール）の直径である。
【0048】
本開示のいくつかのさらなる実施形態においては、Ｌ４／Ｄｗ＞０．１２である。本開示のいくつかのまたさらなる実施形態においては、Ｌ４／Ｄｗ＞０．１６である。
【0049】
図６は、ベアリングケージ１００を備えたボールベアリング１０の断面を示した図である。図７は、図６の円で囲まれた部分を示した拡大図である。ボールベアリング１０は、内側リング１７０、外側リング１６０、内側リング１７０と外側リング１６０との間に配置された複数の転動要素１９０、およびベアリングケージ１００を備え、ベアリングケージは内側リングと外側リングとの間に配置されており、複数の転動要素の各々は、ケージの複数のポケットのうちの１つに受け入れられており、ボールベアリングは、内側リング１７０と外側リング１６０との間に形成された環状空間をシールするように構成されたシール部材１８０を備えている。ボールベアリングは軸ｘを備え、ボールベアリングは、運転の場合にこの軸の周りに回転する。図６に示された軸ｘは、ベアリングケージ１００の軸でもある。図７に最も良好に示されたように、内側リング１７０は、外径面１７３および外径面１７３に形成された軌道１７４を備え、外側リング１６０は、内径面１６３および内径面１６３に形成された軌道１６４を備えている。内側リング１７０は、内側リング１７０の外径面１７３に形成された２つの周溝１７２ａ、１７２ｂをさらに備えている。２つの周溝１７２ａ、１７２ｂの各々は、軌道１７４の一方の側に設けられている。周溝１７２ａ、１７２ｂは、前述の溝１１２および凹部１４４と同様に、過剰なグリースを貯蔵し、ベアリングの軌道内のグリースが不十分な場合、ベアリングの軌道にグリースを再供給することが可能である。図７に明確に示されたように、溝１１２は周溝１７２ａよりもはるかに大きい軸方向スパンを有し、周溝１７２ａ、１７２ｂは、軸方向において溝１１２の軸方向スパン内に配置されている。いくつかの実施形態においては、溝１１２は軸方向において周溝１７２ａと少なくとも部分的に重なっている。そのような構成を用いて、周溝１７２ａ内に貯蔵されたグリースは、溝１１２を通じて軌道１７４へと容易に戻ることが可能である。
【0050】
本開示のいくつかの実施形態においては、ベアリングケージは一方向スナップインベアリングケージであり、ボールベアリングは、深溝ボールベアリングである。
【0051】
図１Ａから図１Ｃ、図２から図５に示された実施形態においては、溝１１２は、複数のカンチレバー部１３０と一対一の関係で設けられている。しかしながら、本開示はそれに限定されるものではなく、本開示のいくつかの実施形態においては、本開示のベアリングケージは、溝１１２を全く含んでいなくてもよい。
【0052】
図６および図７に示された実施形態においては、本開示のベアリングは、内側リング１７０の外径面１７３に２つの周溝１７２ａ、１７２ｂを備えている。しかしながら、本開示はそれに限定されるものではなく、いくつかの実施形態においては、本開示のベアリングは、１つのみの周溝または２つよりも多くの周溝を備え得る。いくつかの実施形態においては、本開示のベアリングは、全く周溝を含んでいなくてもよい。
【0053】
図示された実施形態においては、溝１１２および凹部１４２の両方が２つのセグメントの構成を有する。しかしながら、本開示はそれに限定されるものではなく、いくつかの実施形態においては、溝１１２および／または凹部１４２は、円滑な湾曲面等の任意の他の適切な構成を含み得る。
【0054】
図示された実施形態においては、複数のカンチレバー部は環状の基幹部の周に沿って、好適に互いに等間隔に離間されている。しかしながら、本開示はそれに限定されるものではなく、任意の他の適切な構成を含み得る。いくつかの実施形態においては、複数のカンチレバー部は、環状の基幹部の周に沿って互いに離間されている。いくつかの実施形態においては、複数のカンチレバー部は、環状の基幹部の周に沿って配置されている。
【0055】
図８は、本開示の別の実施形態によるベアリングケージ２００を示した斜視図である。ベアリングケージ２００は、全体的に環状の基幹部２１０と、複数のカンチレバー部２３０と、を備えている。各カンチレバー部２３０は、２つの突起部２３２ａ、２３２ｂ、および２つの突起部２３２ａ、２３２ｂの間において２つの突起部２３２ａ、２３２ｂを一体に接続した接続部２４２、を備えている。ベアリングケージ２００は、突起部２３２ａ、２３２ｂに形成された面取り部２３８ａ、２３８ｂを除いて、図１Ａから図１Ｃに示されたベアリングケージ１００と類似している。面取り部２３８ａ、２３８ｂは、突起部により形成されたポケットの反対側の、突起部２３２ａ、２３２ｂの面に形成されている。ベアリングケージ２００は、カンチレバー部２３０の重量を減少し、これにより所謂日傘効果がベアリングケージ２００においてさらに減少または抑圧されることが可能である技術的利点を有する。
【0056】
図９Ａおよび図９Ｂは、本開示のさらに別の実施形態によるベアリングケージ３００を示した斜視図である。ベアリングケージ３００は、全体的に環状の基幹部３１０と、複数のカンチレバー部３３０と、を備えている。各カンチレバー３３０は、２つの突起部３３２ａ、３３２ｂ、および２つの突起部３３２ａ、３３２ｂの間において２つの突起部３３２ａ、３３２ｂを一体に接続した接続部３４２、を備えている。ベアリングケージ３００は、接続部３４２の径方向外側面に形成された軸方向突起３３６を除いて、図１Ａから図１Ｃに示されたベアリングケージ１００と類似している。ベアリングケージ３００は、軸方向突起３３６の存在により、カンチレバー部３３０の構造的強度が改善される技術的利点を有する。
【0057】
システムおよび方法が、本発明の詳細を理解するための補助として、一般的な用語において記載された。いくつかの事例において、周知の構造、材料、および／または操作は、本発明の態様をあいまいにすることを回避するために、具体的に示されていないかまたは詳細に記載されていない。他の事例において、本発明の完全な理解を提供するために、具体的な詳細が与えられている。関連技術の当業者は、本発明が、例えば、その精神または本質的な特性から逸脱することなく、特定のシステムまたは装置または状況または材料または構成要素に適応するために、他の特定の形態で具体化され得ることを認識するだろう。したがって、本明細書の開示および説明は、本発明の範囲を例示することを意図しているが、限定することを意図していない。したがって、添付の特許請求の範囲およびそれらの同等物に照らしている場合を除いて、開示は制限されるべきではない。
【符号の説明】
【0058】
１０ ・・・ボールベアリング
１００、２００、３００ ・・・ベアリングケージ
１０２ ・・・径方向内側面
１１０、２１０、３１０ ・・・基幹部
１１２ ・・・溝
１１２ａ ・・・第１のセグメント
１１２ｂ ・・・第２のセグメント
１１４ ・・・前側
１１６ ・・・後側
１３０、２３０、３３０ ・・・カンチレバー部
１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ ・・・突起部
１３３ａ、１３３ｂ ・・・接触面
１３４ ・・・ポケット
１３５ａ、１３５ｂ ・・・湾曲面
１４２、２４２ ・・・接続部
１４４ ・・・凹部
１６０ ・・・外側リング
１６３ ・・・内径面
１６４ ・・・軌道
１７０ ・・・内側リング
１７２ａ、１７２ｂ ・・・周溝
１７３ ・・・外径面
１７４ ・・・軌道
１８０ ・・・シール部材
１９０ ・・・転動要素
２３８ａ、２３８ｂ ・・・面取り部
３３６ ・・・軸方向突起
１００、２００、３００ ・・・ベアリングケージ
１０２ ・・・径方向内側面
１１０、２１０、３１０ ・・・基幹部
１１２ ・・・溝
１１２ａ ・・・第１のセグメント
１１２ｂ ・・・第２のセグメント
１１４ ・・・前側
１１６ ・・・後側
１３０、２３０、３３０ ・・・カンチレバー部
１３２ａ、１３２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ ・・・突起部
１３３ａ、１３３ｂ ・・・接触面
１３４ ・・・ポケット
１３５ａ、１３５ｂ ・・・湾曲面
１４２、２４２ ・・・接続部
１４４ ・・・凹部
１６０ ・・・外側リング
１６３ ・・・内径面
１６４ ・・・軌道
１７０ ・・・内側リング
１７２ａ、１７２ｂ ・・・周溝
１７３ ・・・外径面
１７４ ・・・軌道
１８０ ・・・シール部材
１９０ ・・・転動要素
２３８ａ、２３８ｂ ・・・面取り部
３３６ ・・・軸方向突起
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【外国語明細書】