JP6834199B2

JP6834199B2 - 転がり軸受

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Publication number: JP6834199B2
Application number: JP2016133745A
Authority: JP
Inventors: 谷口　陽三; 陽三谷口
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2021-02-24
Anticipated expiration: 2036-07-05
Also published as: US20180010637A1; DE102017114688A1; CN107575468B; CN107575468A; US10247241B2; JP2018003997A

Description

本発明は、合せ保持器を備えている転がり軸受に関する。

転がり軸受の内輪及び外輪の間に設けられている転動体を保持する保持器として、いわゆる両抱きタイプの保持器が知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば図９及び図１０に示すように、両抱きタイプの保持器１１４は、一対の円環部１１５と、これら円環部１１５を繋ぐ複数の柱部１１６を有しており、一対の円環部１１５の間であって周方向に隣り合う一対の柱部１１６の間が、内外輪１１１，１１２の間に配置された転動体１１３を保持するポケット１１７となっている。

また、図１０に示す保持器１１４は、合せ保持器であり、円環状である一対の分割体１２１ａ，１２１ｂを連結することによって構成されている。一対の分割体１２１ａ，１２１ｂは、それぞれ片側の円環部１１５と、この円環部１１５から軸方向に延びている分割柱部１２２ａ，１２２ｂとを有しており、両側の分割柱部１２２ａ，１２２ｂが連結されることにより柱部１１６が構成される。分割柱部１２２ａ，１２２ｂの連結は、各分割体１２１ａ，１２１ｂに形成されている係止部１２４が、相手側の分割体１２１ｂ，１２１ａに形成されている係止溝１３１に係止することによって行われる。

特開２００９−１４４８７８号公報

図９及び図１０に示す合せ保持器を組み立てるには、図１１に示すように、一対の分割体１２１ａ、１２１ｂの周方向の位相を合わせた状態で、これらを互いに軸方向に近づけ、係止部１２４を係止溝１３１に軸方向に挿入し、係止部１２４を係止溝１３１に係止させる。しかしながら、一対の分割体の周方向の位相が少しでもずれていると、係止部１２４の先端角部１２４ｃが係止溝１３１の周縁１３１ｄに干渉し、係止部１２４を係止溝１３１に挿入することが困難となる。

本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、保持器を構成する一対の分割体を連結するときに、係止部を係止溝に容易に挿入することができ、転がり軸受の組立性を向上させることができる転がり軸受を提供することを目的とする。

本発明は、径方向に対向して配置された一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の間に介在する複数の転動体と、一対の円環部及び前記一対の円環部を繋ぐ複数の柱部を有し前記一対の円環部の間でかつ周方向に隣り合う前記柱部の間に前記転動体を収容するためのポケットが形成されている保持器と、を備え、前記保持器が、軸方向に二分割されている一対の分割体を連結することにより構成されている転がり軸受であって、少なくとも一方の分割体には、他方の分割体に向けて前記転がり軸受の軸方向に突出する係止部が設けられ、前記他方の分割体には、軸方向に沿って延びるとともに前記係止部が収容される係止溝が形成され、前記係止溝は、前記係止部を軸方向に挿入させるための挿入口を前記一方の分割体側の端部に有し、前記係止溝の少なくとも周方向一方側の側面には、前記挿入口の周方向幅を前記一方の分割体側ほど拡大させる第１の傾斜面が形成されている。

この構成によれば、一対の分割体を連結するときに、係止部と係止溝との周方向の位相が若干ずれていたとしても、係止部の先端を第１の傾斜面に当接させることで係止部の周方向の位置を係止溝に合わせることができ、係止部を係止溝に容易に挿入することができる。

前記係止部の基端部には、前記一対の分割体を連結した状態で前記第１の傾斜面に対向して配置されかつ前記係止部の周方向幅を当該係止部の基端側ほど拡大させる第２の傾斜面が形成されていることが好ましい。
このような構成によって、係止部の基端部の強度を高めることができる。

前記第１の傾斜面の軸方向に対する傾斜角度は、前記第２の傾斜面の軸方向に対する傾斜角度よりも大きいことが好ましい。
このような構成によって、一対の分割体を連結した状態で係止溝から係止部に周方向の力が作用したときに、係止部に生じる応力を低減することができる。

本発明の転がり軸受によれば、保持を構成する一対の分割体を連結するときに、係止部を係止溝に容易に挿入することができ、転がり軸受の組立性を向上させることができる。

一実施形態に係る転がり軸受の断面図である。転がり軸受の保持器を示す斜視図である。保持器の一方の分割体の一部を示す斜視図である。分解された一対の分割体の一部を径方向内側から見た図である。分解された一対の分割体における係止部と係止溝とを径方向内側から見た拡大図である。係止溝に係止部を挿入する様子を径方向内側から見た拡大図である。第１の傾斜面と第２の傾斜面との関係を示す説明図である。第１の傾斜面と第２の傾斜面との関係の変形例を示す説明図である。従来技術に係る転がり軸受を示す断面図である。従来技術に係る転がり軸受の保持器を示す斜視図である。従来技術の保持器における分解された一対の分割体を径方向内側から見た図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、一実施形態に係る転がり軸受の断面図である。転がり軸受１０は、一対の軌道輪１１，１２と、複数の転動体１３と、保持器１４とを備えている。なお、以下の説明において、転がり軸受１０の軸方向の中央Ｏにより近い側を軸方向内側（又は軸方向内方）ということがあり、軸方向の中央Ｏからより離れた側を軸方向外側（又は軸方向外方）ということがある。

一対の軌道輪１１，１２は、円環状の内輪１１と、この内輪１１の径方向外側に対向して配置された円環状の外輪１２とからなる。
複数の転動体１３は、内輪１１と外輪１２との間に配置されている。本実施形態の転動体１３は玉であり、転がり軸受１０は深溝玉軸受である。

内輪１１の外周面には、玉１３が転動する軌道１１ａが形成されている。この軌道１１ａは、断面が略凹円弧形状に形成されている。外輪１２の内周面には、玉１３が転動する軌道１２ａが形成されている。この軌道１２ａは、断面が略凹円弧形状に形成されている。
図２は、転がり軸受１０の保持器１４を示す斜視図である。図１及び図２に示すように、保持器１４は、複数の玉１３の周方向の間隔を保持する。保持器１４は、玉１３の軸方向両側に位置する一対の円環部１５と、これら一対の円環部１５を繋ぐ複数の柱部１６とを有している。そして、一対の円環部１５の間であって周方向に隣り合う柱部１６の間が玉１３を収容するポケット１７となる。保持器１４は、玉１３を軸方向両側から保持する両抱きタイプのものである。

ポケット１７は、径方向視で円形状に形成されている。また、ポケット１７の内面は、玉１３の外周面よりも半径が僅かに大きな球面に沿った凹曲面形状を有している。このため、ポケット１７と玉１３の外周面との間には僅かな隙間が形成される。なお、ポケット１７は、径方向視で四角形状に形成され、ポケット１７の各辺に対して玉１３が接触可能なように構成されていてもよい。

保持器１４の軸方向外端面２１ａ１，２１ｂ１には、軸方向内側に向けて凹んだ複数の背抜き部２８が周方向に間隔をあけて設けられている。
図２に示すように、保持器１４は、軸方向に二分割されている一対の分割体２１ａ，２１ｂにより構成されている。つまり、一対の分割体２１ａ，２１ｂが連結されることによって一つの保持器１４が形成される。各分割体２１ａ，２１ｂは合成樹脂製であり、射出成形等によって成形される。一対の分割体２１ａ，２１ｂは、それぞれ片側の円環部１５と、この円環部１５から相手側の分割体２１ａ，２１ｂに向けて延びる分割柱部２２ａ，２２ｂとを有している。各分割柱部２２ａ，２２ｂは、それぞれ柱部１６の半分を構成している。一対の分割体２１ａ，２１ｂは同一形状に形成され、一対の分割体２１ａ，２１ｂを互いに反転させた状態で分割柱部２２ａ，２２ｂ同士を突き合わせて連結することによって、保持器１４が構成されている。

図３は、保持器１４の一方の分割体２１ａの一部を示す斜視図、図４は、分解された一対の分割体２１ａ，２１ｂの一部を径方向内側から見た図である。なお、図３において、他方の分割体２１ｂは、軸方向の向きが反対となるだけで一方の分割体２１ａと全く同じ構造である。
図２〜図４に示すように、分割体２１ａ，２１ｂの分割柱部２２ａ，２２ｂの先端面２２ａ１，２２ｂ１には、相手側の分割体２１ｂ，２１ａに向けて軸方向に延びる係止部２４が設けられている。係止部２４は、分割柱部２２ａ，２２ｂの先端面２２ａ１，２２ｂ１における径方向内側部分であって周方向中央Ｃから周方向一方に偏った位置に設けられている。係止部２４の径方向内側面２４ａは、分割体２１ａ，２１ｂの内周面の一部を構成している。

係止部２４は、略棒状に形成された本体部２５と、本体部２５の先端部に設けられた係止突起２６とを有している。本体部２５は、断面形状が略四角形の四角柱形状に形成されている。
係止突起２６は、本体部２５と同一の周方向の幅を有し、本体部２５よりも大きい径方向の高さを有している。そして、係止突起２６は、本体部２５の径方向内側面と面一で、本体部２５の径方向外側面よりも径方向外方に突出している。係止突起２６の径方向外側面は、係止部２４の先端側ほど径方向の高さが小さくなるような傾斜面２６ａを有している。また、係止突起２６の軸方向内側の側面、すなわち、本体部２５との間の段差面２６ｂ（図３参照）は、後述する係止溝３１に係止する係止面とされている。

分割体２１ａ，２１ｂの内周面には、軸方向に延びる係止溝３１が形成されている。この係止溝３１は、分割柱部２２ａ，２２ｂの先端面２２ａ１，２２ｂ１（軸方向内側の端面）において開口している。係止溝３１は、分割柱部２２ａ，２２ｂの先端面２２ａ１，２２ｂ１の周方向中央Ｃに対して、係止部２４とは反対側に偏った位置に設けられている。本実施形態では、係止部２４と係止溝３１とが周方向中央Ｃを挟んで隣接している。

図１に示すように、係止溝３１は、保持器１４の軸方向内側に配置される浅溝部３２と、軸方向外側に配置される深溝部３３とからなる。浅溝部３２には係止部２４における本体部２５が挿入され、深溝部３３には係止部２４における係止突起２６が挿入される。
浅溝部３２は、周方向の溝幅と径方向の溝深さとが、本体部２５の周方向の幅及び径方向の高さと略同じかこれらよりもわずかに大きく形成されている。また、浅溝部３２は、本体部２５と略同じ軸方向の長さを有している。

深溝部３３は、浅溝部３２と同じ溝幅を有し、浅溝部３２よりも径方向に深く形成されている。深溝部３３の溝幅は、係止突起２６の幅と略同じかこれよりもわずかに大きく形成されている。本実施形態の深溝部３３は、係止溝３１が保持器１４の軸方向外端面に形成された背抜き部２８に連通することによって形成されたものであり、実質的に背抜き部２８の軸方向内側部分によって構成されている。

係止部２４は、係止溝３１内に挿入されたときに係止溝３１の内部に収められる。また、この状態で、係止突起２６の係止面２６ｂは、浅溝部３２と深溝部３３との間の段差面３４に当接し、係止突起２６が係止溝３１に係止する。これにより、一対の分割体２１ａ，２１ｂが軸方向に離反することなく連結される。

図５は、分解された一対の分割体２１ａ，２１ｂにおける係止部２４と係止溝３１とを径方向内側から見た拡大図である。図４及び図５に示すように、係止溝３１の軸方向内側の端部は、係止部２４を軸方向に挿入させるための挿入口２７となっている。各分割体２１ａ，２１ｂにおいて、係止溝３１における周方向一方の側面３１ａ、具体的には、図５に示すように、係止部２４が隣接する側とは反対側の側面３１ａには、相手側の分割体２１ａ，２１ｂ側ほど挿入口２７を拡大させる第１の傾斜面３１ａ１が形成されている。具体的に、第１の傾斜面３１ａ１は、挿入口２７において係止溝３１の幅をＷ１からＷ２まで拡大している。なお、図５において、第１の傾斜面３１ａ１の端部をＡ１，Ａ２で示している。

一方、各分割体２１ａ，２１ｂにおいて、係止部２４における周方向一方の側面２４ｂ、具体的に、係止溝３１に隣接する側とは反対側の側面２４ｂには、基端部の周方向幅を相手側の分割体２１ａ，２１ｂから離れるほど拡大させる第２の傾斜面２４ｂ１が形成される。具体的に、第２の傾斜面２４ｂ１は、係止部２４の基端部の幅をＷ３からＷ４まで拡大している。一対の分割体２１ａ，２１ｂを連結させたとき、第１の傾斜面３１ａ１と第２の傾斜面２４ｂ１とは、互いに対向して配置される。なお、図５において、第２の傾斜面２４ｂ１の端部をＢ１，Ｂ２で示す。

図６は、係止溝３１に係止部２４を挿入する状態を示す、径方向内側から見た図である。係止溝３１に対して係止部２４を軸方向に挿入するとき、分割体２１ａ，２１ｂ同士に周方向の位相のずれが生じていると、係止部２４の先端角部２４ｃが第１の傾斜面３１ａ１に当接することによって係止部２４の周方向の位置が矯正され、係止部２４の全体を係止溝３１内に円滑に挿入することができる。つまり、第１の傾斜面３１ａ１は、係止部２４を係止溝３１に導くガイド面として機能する。

また、第２の傾斜面２４ｂ１は、図５に示すように、係止部２４の基端部の周方向の幅を係止部２４の他の部分の幅よりも拡大させることによって係止部２４の基端部の強度を高めることができる。特に、第２の傾斜面２４ｂ１は、転がり軸受１０の周方向の負荷に対する係止部２４の強度を好適に高めることができる。

図７は、第１の傾斜面３１ａ１と第２の傾斜面２４ｂ１との関係を示す説明図である。図５及び図７に示すように、第１の傾斜面３１ａ１の軸方向に対する傾斜角度αは、第２の傾斜面２４ｂ１の軸方向に対する傾斜角度βよりも大きい寸法とされている。そのため、係止溝３１に係止部２４を挿入し、両者を係合させた状態では、図７に示すように、第１の傾斜面３１ａ１と第２の傾斜面２４ｂ１との間には隙間が形成される。

一方、図８は、第１の傾斜面３１ａ１と第２の傾斜面２４ｂ１との関係の変形例を示す説明図である。図８に示すように、変形例においては、第１の傾斜面３１ａ１の軸方向に対する傾斜角度αが、第２の傾斜面２４ｂ１の軸方向に対する傾斜角度βよりも小さい寸法とされている。そのため、係止溝３１に係止部２４を挿入し、両者を係合させた状態では、第１の傾斜面３１ａ１と第２の傾斜面２４ｂ１との間、及び、係止溝３１の側面３１ａと係止部２４の側面２４ｂとの間に隙間が生じる。

ところで、転がり軸受１０の回転によって転動体１３に進み遅れが生じると、転動体１３が保持器１４のポケット１７の内面に衝突し保持器１４が周方向の荷重を受ける。図７に示すように、一方の分割体２１ｂの係止溝３１の側面３１ａから係止部２４に矢印で示す力Ｆが作用すると、第１の傾斜面３１ａ１と第２の傾斜面２４ｂ１との一端Ａ１，Ｂ１同士が接触し、係止部２４の側面２４ｂと係止溝３１の側面３１ａとが接触する。そして、係止部２４は二点鎖線で示すように変形する。係止溝３１との接触部における係止部２４の変形量をｘで示す。

他方、図８に示す変形例の場合、一方の分割体２１ｂの係止溝３１の側面３１ａから係止部２４に矢印で示す力Ｆが作用した場合、第１の傾斜面３１ａ１の一端Ａ２が第２の傾斜面２４ｂ１に当接する。このとき、図７と同様に係止溝３１との接触部における係止部２４の変形量がｘである場合、これよりも先端では、係止部２４はｘよりも大きい量ｘ’で変形しようとする。そのため、図７に示す実施形態と比べて図８に示す変形例では、係止部２４に生じる応力が大きくなる。したがって、第１の傾斜面３１ａ１の傾斜角度αと、第２の傾斜面２４ｂ１の傾斜角度βとは、α＞βの関係に設定することがより好ましい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において設計変更可能である。
例えば、第１の傾斜面３１ａ１及び第２の傾斜面２４ｂ１は、平坦な面に限らず湾曲した面であってもよい。また、第１の傾斜面３１ａ１の傾斜角度αと第２の傾斜面２４ｂ１の傾斜角度βとは、同一であってもよい。また、係止溝３１に対する係止部２４の挿入のしやすさの観点では、第２の傾斜面２４ｂ１は省略されていてもよい。

また、上記実施形態においては、係止部２４と係止溝３１とが、一対の分割体２１ａ，２１ｂの双方に形成されていたが、一対の分割体２１ａ，２１ｂの一方に係止部２４のみが形成され、他方に係止溝３１のみが形成されていてもよい。また、各分割体２１ａ，２１ｂにおいて、１つの分割柱部２２ａ，２２ｂには、係止部２４又は係止溝３１のいずれか一方のみが形成されていてもよい。

上記実施形態において、係止部２４が係止する係止溝３１は、分割体２１ａ，２１ｂの軸方向両端で開口していてもよい。また、各分割体２１ａ，２１ｂにおいて、係止部２４と係止溝３１とは周方向に隣接していなくてもよく、周方向に間隔をあけて形成されていてもよい。この場合、係止溝３１の周方向両側の側面に第１の傾斜面を形成することができ、係止部２４の周方向両側の側面に第２の傾斜面を形成することができる。

一対の分割体２１ａ，２１ｂは、互いに同一形状（同一部品）に形成されていなくてもよい。例えば、保持器１４の柱部１６は、一方の分割体のみに形成され、他方の分割体は円環部１５のみによって構成されていてもよい。

上記各実施形態では、転動体１３が玉である場合について説明したが、転動体１３はころであってもよく、つまり、転がり軸受１０はころ軸受であってもよい。また、保持器１４が二つの分割体２１ａ，２１ｂを有する構成である他の形式の転がり軸受１０であってもよい。

１０：転がり軸受、１１：内輪（軌道輪）、１２：外輪（軌道輪）、１３：転動体、１４：保持器、１５：円環部、１６：柱部、１７：ポケット、２１ａ：分割体、２１ｂ：分割体、２４：係止部、２４ｂ１：第２の傾斜面、２７：挿入口、３１：係止溝、３１ａ：側面、３１ａ１：第１の傾斜面、α：第１の傾斜面の傾斜角度、β：第２の傾斜面の傾斜角度

Claims

径方向に対向して配置された一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の間に介在する複数の転動体と、一対の円環部及び前記一対の円環部を繋ぐ複数の柱部を有し前記一対の円環部の間でかつ周方向に隣り合う前記柱部の間に前記転動体を収容するためのポケットが形成されている保持器と、を備え、前記保持器が、軸方向に二分割された一対の分割体を連結することにより構成されている転がり軸受であって、
少なくとも一方の分割体には、他方の分割体に向けて前記転がり軸受の軸方向に突出する係止部が設けられ、
前記他方の分割体には、軸方向に沿って延びるとともに前記他方の分割体の内周面において開口し、前記係止部が収容される係止溝が形成され、
前記係止溝は、前記係止部を軸方向に挿入させるための挿入口を前記一方の分割体側の端部に有し、
前記係止溝の少なくとも周方向一方側の側面には、前記挿入口の周方向幅を前記一方の分割体側ほど拡大させる第１の傾斜面が形成され、
前記係止部は、前記一方の分割体から前記他方の分割体に向けて延びる本体部と、前記本体部の先端部において前記本体部よりも径方向外側へ突出する係止突起とを有し、
前記係止突起は、前記係止溝の前記一方の分割体から軸方向に離れた部分に係止し、
前記一方の分割体には、前記他方の分割体側の端部から前記一方の分割体の内部に向けて凹む凹部が形成され、
前記凹部は、前記一方の分割体の外周面において閉じた形状であり、かつ、前記本体部の径方向外側に隣接して配置され、
前記係止部の基端部には、前記一対の分割体を連結した状態で前記第１の傾斜面に対向して配置されかつ前記係止部の周方向幅を当該係止部の基端側ほど拡大させる第２の傾斜面が形成され、
前記第１の傾斜面の軸方向に対する傾斜角度が、前記第２の傾斜面の軸方向に対する傾斜角度よりも大きい、転がり軸受。