(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-26
(45)【発行日】2024-09-03
(54)【発明の名称】自動調心ころ軸受用保持器
(51)【国際特許分類】
F16C 33/48 20060101AFI20240827BHJP
F16C 19/38 20060101ALI20240827BHJP
F16C 33/66 20060101ALI20240827BHJP
F16C 25/08 20060101ALI20240827BHJP
F16C 43/06 20060101ALI20240827BHJP
【FI】
F16C33/48
F16C19/38
F16C33/66 Z
F16C25/08
F16C43/06
(21)【出願番号】P 2020086474
(22)【出願日】2020-05-18
【審査請求日】2022-11-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000211695
【氏名又は名称】中西金属工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100074561
【氏名又は名称】柳野 隆生
(74)【代理人】
【識別番号】100177264
【氏名又は名称】柳野 嘉秀
(74)【代理人】
【識別番号】100124925
【氏名又は名称】森岡 則夫
(74)【代理人】
【識別番号】100141874
【氏名又は名称】関口 久由
(74)【代理人】
【識別番号】100163577
【氏名又は名称】中川 正人
(72)【発明者】
【氏名】前田 廣幸
(72)【発明者】
【氏名】薮林 康樹
【審査官】鈴木 貴晴
(56)【参考文献】
【文献】独国特許出願公開第19835367(DE,A1)
【文献】特開2004-100866(JP,A)
【文献】特開2005-121196(JP,A)
【文献】登録実用新案第343161(JP,Z1)
【文献】特開2006-144903(JP,A)
【文献】特開2011-058508(JP,A)
【文献】米国特許第03712692(US,A)
【文献】特開2007-225034(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16C 19/00
-19/56
F16C 33/30
F16C 33/66
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
2列のころ列を有する自動調心ころ軸受に用いる保持器であって、
前記2列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなり、
前記単列保持器は、
軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
大径側端面に、前記軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する、周方向の繰り返し形状である凹凸係合部を設け、
一対の前記単列保持器の前記凹凸係合部同士を係合させた状態で使用
し、
前記凹凸係合部同士を係合させた状態では、前記大径リング部の径方向外側の面は、全周にわたって凹凸が無いものである、
自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項2】
2列のころ列を有する自動調心ころ軸受に用いる保持器であって、
前記2列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなり、
前記単列保持器は、
軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
一方の前記単列保持器の大径側端面に凹部を設けるとともに、他方の前記単列保持器の大径側端面に凸部を設けて、前記凹部及び前記凸部が係合する凹凸係合部の係合深さを前記軸受の軸方向隙間よりも大きくし、
前記凹部及び前記凸部を係合させた状態で使用し、
前記凹部及び前記凸部を係合させた状態では、前記大径リング部の径方向外側の面は、全周にわたって凹凸が無いものである、
自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項3】
一対の前記単列保持器は、同一形状である、
請求項
1に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【請求項4】
軌道輪案内方式である、
請求項1~
3の何れか1項に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動調心ころ軸受に用いる保持器に関する。
【背景技術】
【0002】
球面軌道の外輪と複列軌道の内輪との間に転動体として樽状の球面ころを組み込んだ構造を有し、外輪軌道面の曲率中心が軸受中心と一致しているため軸の傾きに対して自動調心性を持つ自動調心ころ軸受がある(例えば、特許文献1及び2参照)。
【0003】
自動調心ころ軸受は、1個の軸受でラジアル荷重及び両方向のアキシアル荷重を負荷でき、特にラジアル負荷能力が大きいことから、重荷重や衝撃荷重のかかる使用箇所に適しているため、各種機械装置の駆動部や車軸等に用いられる。
【0004】
前記球面ころを案内する保持器として、2列のころ列を各列ごとに個別に案内する2個の保持器を用いるもの(例えば、特許文献1参照)、2列のころ列の両方を案内する一体型の保持器を用いるもの(例えば、特許文献2参照)がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2001-140875号公報
【文献】特許第6337482号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1のような自動調心ころ軸受用保持器は、2列のころ列を別体の2個の保持器で個別に案内するので、一方のころ列に負荷がかかった際に、一方の保持器から他方の保持器への負荷の伝達がされず、他方のころ列及び保持器が回転しない場合がある。それにより、ころのスキューやフレッティングが生じて軸受の寿命が低下するという問題がある。
【0007】
特許文献2のような自動調心ころ軸受用保持器は、2列のころ列の両方を案内する一体型であるので、特許文献1のように2列のころ列を別体の2個の保持器で案内することに基づく前記問題は生じない。
【0008】
しかしながら、特許文献2のような2列のころ列の両方を案内する一体型の保持器は、軸受を組み立てる際に、ころ列の一方は、全箇所のころについて、保持器を弾性変形させながら挿入する必要があるので、組立作業性が悪い。
【0009】
その上、特許文献2のような2列のころ列の両方を案内する一体型の保持器では、特許文献2に記載された発明の従来技術を示す
図6のような外側リム部5bのフランジ部9を持つ軌道輪案内方式を採用できない。特許文献2の
図6のような軌道輪案内方式である別体の2個の保持器4,4を仮に一体化した場合、当該保持器は、フランジ部9の内径が内輪2の最大径より小さくなるので、内輪2に対して当該保持器を軸方向から組み込めなくなるためである。
【0010】
本発明は、ころのスキューやフレッティングが生じて軸受の寿命が低下することなく、軸受の組立作業性が良く、ころ案内方式だけではなく軌道輪案内方式も採用できる自動調心ころ軸受用保持器を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の要旨は以下の通りである。
【0012】
〔1〕
2列のころ列を有する自動調心ころ軸受に用いる保持器であって、
前記2列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなり、
前記単列保持器は、
軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
大径側端面に、前記軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する、周方向の繰り返し形状である凹凸係合部を設け、
一対の前記単列保持器の前記凹凸係合部同士を係合させた状態で使用し、
前記凹凸係合部同士を係合させた状態では、前記大径リング部の径方向外側の面は、全周にわたって凹凸が無いものである、
自動調心ころ軸受用保持器。
【0013】
〔2〕
2列のころ列を有する自動調心ころ軸受に用いる保持器であって、
前記2列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなり、
前記単列保持器は、
軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
一方の前記単列保持器の大径側端面に凹部を設けるとともに、他方の前記単列保持器の大径側端面に凸部を設けて、前記凹部及び前記凸部が係合する凹凸係合部の係合深さを前記軸受の軸方向隙間よりも大きくし、
前記凹部及び前記凸部を係合させた状態で使用し、
前記凹部及び前記凸部を係合させた状態では、前記大径リング部の径方向外側の面は、全周にわたって凹凸が無いものである、
自動調心ころ軸受用保持器。
【0014】
〔3〕
一対の前記単列保持器は、同一形状である、
〔1〕に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【0015】
〔4〕
軌道輪案内方式である、
〔1〕~〔3〕の何れかに記載の自動調心ころ軸受用保持器。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、前記のとおり、2列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなる。前記単列保持器は、その大径側端面に、自動調心ころ軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する、周方向の繰り返し形状である凹凸係合部を有する。そして、一対の前記単列保持器の前記凹凸係合部同士を係合させた状態で使用する。あるいは、前記一対の単列保持器は、一方の前記単列保持器の大径側端面に凹部を設けるとともに、他方の前記単列保持器の大径側端面に凸部を設けて、前記凹部及び前記凸部が係合する凹凸係合部の係合深さを前記軸受の軸方向隙間よりも大きくしている。そして、前記凹部及び前記凸部を係合させた状態で使用する。したがって、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器において、一対の前記単列保持器は使用状態で一体となる。
【0017】
一対の前記単列保持器が使用状態で一体となることから、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、一方のころ列に負荷がかかった際に、一方の前記単列保持器から他方の前記単列保持器へ負荷が伝達され、一方のころ列及び前記単列保持器と他方のころ列及び前記単列保持器は一体となって回転する。したがって、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、両方のころ列の回転(公転)を均等化できる。それにより、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、2列のころ列を別体の2個の保持器で案内する特許文献1の構成における問題、すなわち、ころのスキューやフレッティングが生じて軸受の寿命が低下するという問題が生じない。
【0018】
また、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、一対の前記単列保持器により構成されるため、自動調心ころ軸受を組み立てる際に、保持器を弾性変形させながら挿入する必要がないので、組立作業性が良い。
【0019】
さらに、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、一対の前記単列保持器からなることから、軌道輪案内形式であっても内輪に対して当該保持器を軸方向から組み込めるので、特許文献2のような2列のころ列の両方を案内する一体型の保持器では採用できない軌道輪案内形式も採用できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】本発明の実施の形態に係るころ案内方式の自動調心ころ軸受用保持器の斜視図である。
【
図3】前記保持器を用いた自動調心ころ軸受の斜視図である。
【
図4B】前記自動調心ころ軸受の縦断面斜視図である。
【
図5】凹凸係合部の形状の例(a)ないし(e)を示す要部拡大展開図である。
【
図6A】2列のころ列の位相を異ならせた例を示す要部拡大展開図である。
【
図6B】2列のころ列の位相を同じにした例を示す要部拡大展開図である。
【
図7A】2列のころ列の位相を異ならせた例を示す要部拡大展開図である。
【
図7B】2列のころ列の位相を同じにした例を示す要部拡大展開図である。
【
図8】一対の単列保持器において、一方の単列保持器に凹部を1つ設けるとともに、他方の単列保持器に凸部を1つ設けた例を示す要部拡大展開図である。
【
図9】
参考例である連結体係合部及び連結体の一例を示す部分縦断面要部拡大展開図である。
【
図10】一方の単列保持器、及びその連結体係合部を示す部分断面斜視図である。
【
図11】本発明の実施の形態に係る軌道輪案内方式の自動調心ころ軸受用保持器の斜視図である。
【
図13】前記保持器を用いた自動調心ころ軸受の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
本明細書において、自動調心ころ軸受10の回転軸J(
図4A及び
図14参照)の方向を「軸方向」、軸方向に直交し、回転軸Jから遠ざかる方向を「径方向」、ころ列C1又はC2(
図4A及び
図4B、並びに
図14参照)のころ13が並ぶ方向を「周方向」という。
【0023】
<ころ案内方式の自動調心ころ軸受用保持器>
図1の斜視図、及び
図2の分解斜視図に示す本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器1Aは、
図3の斜視図、
図4Aの縦断面図、及び
図4Bの縦断面斜視図に示すようにころ案内方式であり、一対の単列保持器2A,2Bからなる。単列保持器2A,2Bは、鋼板のプレス加工、合成樹脂の射出成形、又は金属若しくは合成樹脂の削り加工で製造できる。
【0024】
一対の単列保持器2A,2Bは、例えば同一形状であるが、異なる形状であってもよい。ただし、一対の単列保持器2A,2Bを同一形状にすることにより、製造コスト及び部品管理コスト等を低減できる。
【0025】
単列保持器2A,2Bは、軸方向に離間した大径リング部3及び小径リング部4を複数の柱部5により繋いだ形状を成す。単列保持器2A,2Bには、球面ころ13(例えば
図3及び
図4A参照)を収容する複数のポケット孔Pが周方向に等間隔に形成される。単列保持器2A,2Bは、大径側端面3Aに凹凸係合部Aを有する。
【0026】
柱部5のポケット孔P側の側面は、球面ころ13の案内面である案内面6、球面ころ13の外径方向への抜け止めである抜止め凸部7、及び窪み部8からなる。抜止め凸部7の径方向内方の窪み部8は、抜止め凸部7が径方向内方まで延びていると球面ころ13(例えば
図3及び
図4A参照)と干渉するため、球面ころ13との干渉を回避するために設けている。
【0027】
<自動調心ころ軸受>
図3の斜視図、
図4Aの縦断面図、及び
図4Bの縦断面斜視図に示すように、自動調心ころ軸受10は、2列の周方向のころ列C1,C2を有し、外輪11と内輪12との間に転動体として樽状の球面ころ13を組み込んだ構造を有する。外輪11の軌道11Aは球面であり、内輪12の軌道12Aは複列である。自動調心ころ軸受10は、外輪11の軌道11Aの曲率中心と軸受中心とが一致しているため、軸の傾きに対して自動調心性を持つ。
【0028】
図4A及び
図4Bに示す使用状態で、保持器1Aの単列保持器2Aは、ころ列C1を案内し、保持器1Aの単列保持器2Bは、ころ列C2を案内する。保持器1Aは、
図1、
図3及び
図4Aのように、一対の単列保持器2A,2Bの凹凸係合部A同士を係合させた状態で使用する。
【0029】
<凹凸係合部の形状>
図5の展開図に示すように、凹凸係合部Aは、例えば、(a)のような矩形波状、(b)のような矩形状の凸部の角部を面取りした略矩形波状、(c)のような台形波状、(d)のような正弦波状、(e)のような丸みを帯びた矩形波状等であり、周方向の繰り返し形状を有する。
図5に示す係合深さDは、一対の単列保持器2A,2Bの凹凸係合部A同士を使用状態で確実に係合させるために、自動調心ころ軸受10の軸方向隙間よりも大きくする必要がある。
【0030】
単列保持器2Aの凹凸係合部Aと単列保持器2Bの凹凸係合部Aは、同一の形状であっても、異なる形状であってもよい。ただし、単列保持器2Aの凹凸係合部Aと単列保持器2Bの凹凸係合部Aとを同一形状にして、一対の単列保持器2A,2Bを同一形状にすれば、前記のとおり、製造コスト及び部品管理コスト等を低減できる。
【0031】
単列保持器2A,2Bの凹凸係合部A同士を係合させた状態におけるころ列C1,C2は、
図6Aの要部拡大展開図のように位相を異ならせてもよく、
図6Bの要部拡大展開図
のように位相を同じにしてもよい。
【0032】
図7A及び
図7Bの要部拡大展開図に示すように、凹凸係合部Aの周方向の繰り返し形状の周期をポケット孔Pの周期よりも短くし、同一形状の凹凸係合部Aで、
図7Aのように位相を異ならせた形態と、
図7Bのように位相を同じにした形態とを変更可能にすることも容易である。
【0033】
凹凸係合部Aは、周方向の繰り返し形状に限定されない。すなわち、一対の単列保持器2A,2Bの各々に必ずしも凹凸の両方を設ける必要はない。例えば、一対の単列保持器2A,2Bの一方に凹部を設けるとともに他方に凸部を設けて凹凸係合部Aとしてもよい。その場合は、一対の単列保持器2A,2Bは、一方の単列保持器の大径側端面3Aに凹部を有し、他方の単列保持器の大径側端面3Aに凸部を有する。
【0034】
図8の要部拡大展開図は、一対の単列保持器2A,2Bにおいて、一方の単列保持器2Aの大径側端面に凹部A1を1つ設けるとともに、他方の単列保持器2Bの大径側端面に凸部A2を1つ設けて凹凸係合部Aとした例を示している。単列保持器2Aに凹部A1のみを2つ以上、単列保持器2Bに凸部A2のみを2つ以上設けてもよい。
図8に示す凹部A1及び凸部A2が係合する凹凸係合部Aの係合深さDは、一対の単列保持器2A,2Bにおいて、単列保持器2Aの凹部A1及び単列保持器2Bの凸部A2を使用状態で確実に係合させるために、自動調心ころ軸受10の軸方向隙間よりも大きくする必要がある。
【0035】
図9の部分縦断面要部拡大展開図は、凹凸係合部A、又は凹部A1及び凸部A2に替えて連結体係合部B及び連結体Cを備えた
参考例を示している。
図10の部分断面斜視図は、一方の単列保持器2B、及びその連結体係合部Bを示している。
【0036】
単列保持器2Aの大径側端面3Aには、連結体係合部Bである嵌合穴3Bが形成されており、単列保持器2Bの大径側端面3Aには、連結体係合部Bである嵌合穴3Cが形成されている。嵌合穴3B,3Cは、例えば複数の柱部5上に対向させて設ける。嵌合穴3B,3Cを全ての柱部5上に設けてもよい。
【0037】
嵌合穴3B,3Cには、連結体Cである軸体9が嵌合する。連結体係合部Bに連結体Cが係合している部分の係合深さE1,E2は、一対の単列保持器2A,2Bを使用状態で確実に一体化するために、自動調心ころ軸受10の軸方向隙間よりも大きくする必要がある。
【0038】
単列保持器2Aの連結体係合部Bと単列保持器2Bの連結体係合部Bは、同一の形状であっても、異なる形状であってもよい。ただし、単列保持器2Aの連結体係合部Bと単列保持器2Bの連結体係合部Bとを同一形状にして、一対の単列保持器2A,2Bを同一形状にすれば、製造コスト及び部品管理コスト等を低減できる。
【0039】
<軌道輪案内方式の自動調心ころ軸受用保持器>
図11の斜視図、及び
図12の分解斜視図に示す本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器1Bは、
図13の斜視図、及び
図14の縦断面図に示すように軌道輪案内方式であり、一対の単列保持器2A,2Bからなる。
図14の縦断面図においては、単列保持器2A,2Bの小径リング部4の内径部4Aが、内輪12の外周面に摺接して内輪案内となっている。
【0040】
図11ないし
図14に示す自動調心ころ軸受用保持器1Bにおいて、
図1ないし
図4Bに示す自動調心ころ軸受用保持器1Aと同一符号は、同一又は相当する部品又は部分を示している。したがって、
図1ないし
図4Bと同一符号の部品又は部分についての説明は省
略する
。
【0041】
<作用効果>
本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器1A,1Bは、2列のころ列C1,C2を各列ごとに案内する一対の単列保持器2A,2Bからなる。単列保持器2A,2Bは、その大径側端面3Aに、自動調心ころ軸受10の軸方向隙間よりも大きい係合深さDを有する
、周方向の繰り返し形状である凹凸係合部Aを有する。そして、一対の単列保持器2A,2Bの凹凸係合部A同士を係合させた状態で使用する(
図3,
図13)。あるいは、一対の単列保持器2A,2Bは、一方の単列保持器2Aの大径側端面3Aに凹部A1を設けるとともに、他方の単列保持器2Bの大径側端面3Aに凸部A1を設けて、凹部A1及び凸部A2が係合する凹凸係合部Aの係合深さDを自動調心ころ軸受10の軸方向隙間よりも大きくしている。そして、凹部A1及び凸部A2を係合させた状態で使用する(
図8)
。。したがって、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器1A,1Bにおいて、一対の単列保持器2A,2Bは使用状態で一体となる。
【0042】
一対の単列保持器2A,2Bが使用状態で一体となることから、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器1A,1Bは、一方のころ列C1に負荷がかかった際に、一方の単列保持器2Aから他方の単列保持器2Bへ負荷が伝達され、一方のころ列C1及び単列保持器2Aと他方のころ列C2及び単列保持器2Bは一体となって回転する。したがって、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器1A,1Bは、両方のころ列C1,C2の回転(公転)を均等化できる。それにより、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器1A,1Bは、2列のころ列C1,C2を別体の2個の保持器で案内する特許文献1の構成における問題、すなわち、ころのスキューやフレッティングが生じて軸受の寿命が低下するという問題が生じない。
【0043】
また、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器1A,1Bは、一対の単列保持器2A,2Bにより構成されるため、自動調心ころ軸受10を組み立てる際に、保持器1A,1Bを弾性変形させながら挿入する必要がないので、組立作業性が良い。
【0044】
さらに、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器1A,1Bは、一対の単列保持器2A,2Bからなることから、
図13及び
図14のような軌道輪案内形式であっても内輪12に対して当該保持器1A,1Bを軸方向から組み込めるので、特許文献2のような2列のころ列の両方を案内する一体型の保持器では採用できない軌道輪案内形式も採用できる。
【0045】
以上の実施の形態の記載はすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。
【符号の説明】
【0046】
1A,1B 自動調心ころ軸受用保持器
2A,2B 単列保持器
3 大径リング部
3A 大径側端面
3B,3C 嵌合穴
4 小径リング部
4A 内径部
5 柱部
6 案内面
7 抜止め凸部
8 窪み部
9 軸体
10 自動調心ころ軸受
11 外輪
11A 軌道
12 内輪
12A 軌道
13 球面ころ
A 凹凸係合部
A1 凹部
A2 凸部
B 連結体係合部
C 連結体
C1,C2 ころ列
D,E1,E2 係合深さ
J 回転軸
P ポケット孔