CN116745539A - 滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承 - Google Patents
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Abstract
滚珠轴承用冠型保持架具备圆环状的主部、从主部沿周向以规定的间隔在轴向上突出的多个柱部、以及形成于相邻的柱部之间且能够保持滚珠的球面形状的兜孔。柱部具有末端部彼此隔开间隔地配置的一对爪部和将一对爪部连接的连接部。在主部的底面设置有沿轴向突出的部分。
Description
技术领域
本发明涉及滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承。
背景技术
通常,为了支承各种旋转机械的旋转部分,使用如图34所示的滚珠轴承1。滚珠轴承1具备:内圈3,其在外周面具有内圈滚道2;外圈5,其与内圈3同心地配置,且在内周面具有外圈滚道4;以及多个滚珠6,其滚动自如地配置于内圈滚道2与外圈滚道4之间。
各滚珠6被保持架100保持为滚动自如。另外,在外圈5的内周面的轴向两端部,分别卡止有圆环状的一对屏蔽板7、7的外周缘。一对屏蔽板7、7防止存在于轴承空间的润滑脂等润滑剂泄漏到外部,或者浮游于外部的尘埃侵入轴承空间。另外,作为密封装置,也可以使用接触型的密封件来代替非接触型的屏蔽板7、7。
如图35及图36所示,保持架100是树脂制的冠型保持架。保持架100具备圆环状的主部109、从主部109沿周向以规定的间隔在轴向上突出的多个柱部110、以及形成于相邻的柱部110之间且能够保持滚珠6的球面形状的兜孔111。
柱部110具有末端部相互隔开间隔地配置的一对爪部112、112。通过构成兜孔111的相邻的两个爪部112、112保持滚珠6,从而防止保持架100从外圈5与内圈3之间沿轴向脱落。
然而,由于最近的汽车的电动化,滚动轴承(特别是滚珠轴承)要求高速旋转化。为了实现高速旋转化,要求(i)抑制保持架的离心力膨胀,降低在兜孔的底部产生的应力,由此防止疲劳破坏;以及(ii)通过抑制保持架的变形,避免保持架与外圈、密封件接触,抑制保持架的磨损、振动、发热。
在图34至图36所示的现有型的保持架100中,在高速旋转时因离心力而在保持架100作用有应力,保持架100有可能向外径侧变形。在图34中,用虚线表示保持架100变形后的情况。在该情况下,担心保持架100与外圈5接触(参照图34中的A部分),或者保持架100与屏蔽板7接触(参照图34中的B部分),保持架100磨损、振动、发热。
在专利文献1、专利文献2中公开了用于使保持架轻量化的技术。
具体而言,在专利文献1中公开了在冠型保持架的与兜孔形成部侧的端面相反的一侧的端面形成有减薄部。通过该减薄部,提高冠型保持架的轴向左右质量平衡,实现背面侧部分的轻量化。
另外,专利文献2所记载的保持架具有环状的基部和从基部沿轴向延伸的轴向部。轴向部的外径比基部的外径小。在基部形成有与轴向部的凹部区域连通且沿轴向贯通的孔。由此,减少材料的量,抑制高速旋转时诱发的半径方向上的变形。
另外,在专利文献3中公开了在兜孔的背侧的底面设置突起。
另外,专利文献4公开了在保持轴承的滚珠的保持架中,使构成保持架的各兜孔的外接圆的直径为保持于各兜孔内的多个滚珠的节圆直径以下。由此,在轴承高速旋转时,也能够防止构成保持架的各凸部的末端部与外圈的内周面干涉,并且减少保持架的材料而降低制造成本。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-274977号公报
专利文献2:日本专利第5436204号公报
专利文献3:日本特开平11-264418号公报
专利文献4:日本特开2010-156439号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
为了应对进一步的高速旋转化的要求,不仅考虑保持架的轻量化,还考虑变更保持架的材料。作为保持架的材料,优选使用比以往使用的聚酰胺46(PA46)、聚酰胺66(PA66)更具有刚性的、例如含有纤维状强化剂的树脂材料。若具有刚性的树脂材料的密度变化不大,则能够根据刚性提高的比例来抑制由离心力引起的保持架的变形。
但是,具有刚性的树脂材料、即弯曲弹性模量(杨氏模量)大的材料通常大多伸长率低。因此,不仅在高速旋转中难以变形,在将滚珠组装于保持架的兜孔时也难以变形,因此有可能损害保持架(特别是爪部)的寿命。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其第一目的在于提供一种能够采用高刚性的树脂材料的滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承,其在将滚珠插入保持架的兜孔时,能够减少保持架产生的应变。
另外,现有的保持架100的兜孔111的开口直径设计成比组装的滚珠的直径窄。因此,在将滚珠6组装于保持架100时,滚珠6一边将保持架100的一对爪部112沿周向扩宽一边组装,因此在保持架100的爪部112产生过大的应变,有可能损害寿命。
作为其对策,考虑扩宽兜孔开口直径以使得保持架100不会破损的设计。但是,在该设计中,保持架100所使用的材料的伸长率越小,则需要将兜孔开口直径设定得越大。若兜孔开口直径过大,则在受到轴向的振动时,保持架100有可能从滚珠6脱离。
需要说明的是,冠型保持架一般使用聚酰胺6,6或聚酰胺4,6,但在高温区域那样的环境下使用PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)那样的伸长率小的材料。另外,今后,在高速旋转环境下使用冠型保持架的情况下,需要抑制由离心力引起的保持架的变形,因此需要比现有的材料更高刚性的材料、即伸长率更小的材料。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其第二目的在于,提供即使是伸长率小的材料也能够在不增大兜孔开口直径的情况下将保持架组装到组装于轴承的滚珠的滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承。
另外,保持架用于保持滚珠,为了应对汽车的电动化所伴随的马达用轴承的高转速化,并且以轻量化为目的,使用树脂制的保持架、特别是冠型保持架。树脂制的冠型保持架具备圆环状的主部、从主部沿周向以规定的间隔在轴向上突出的多个柱部、以及形成于相邻的柱部之间且能够保持滚珠的兜孔。而且,柱部具有末端部相互隔开间隔地配置的一对爪部。相邻的两个爪部保持滚珠,由此防止保持架从外圈与内圈之间沿轴向脱落。
在两个爪部的末端部彼此之间设置有入口部,该入口部具有比滚珠的直径小的宽度且用于插入滚珠。即,入口部的直径设计得比插入目标的滚珠的直径窄。因此,在保持架组装于轴承时,使保持架的爪部一边在周向上扩宽一边插入滚珠。此时,保持架的平坦的背面与下方的压入治具等面接触,因此保持架能够变形的部分仅成为爪部,在保持架向滚珠插入时在爪部的根部产生过大的应力,有可能使保持架的寿命降低。
为了应对上述课题,保持架的插入作业将扩宽爪部的范围限定为能够抑制保持架的寿命降低的程度地进行。然而,根据该方法,保持架中利用的树脂材料的伸长率越小,则需要将入口部的直径设定得越宽。若将入口部的直径设置得过宽,则在受到轴向的振动时,保持架从滚珠脱离的可能性增大。
本发明的第三目的在于提供能够顺畅地插入保持架的滚珠轴承用冠型保持架及滚珠轴承。
用于解决问题的技术手段
本发明的上述目的,通过以下的结构来达成。
(1)一种滚珠轴承用冠型保持架的特征在于,具备:
圆环状的主部;
多个柱部,多个所述柱部从所述主部沿周向以规定的间隔在轴向上突出;以及
球面形状的兜孔,所述兜孔形成于相邻的所述柱部之间且能够保持滚珠,
所述柱部具有:一对爪部,一对所述爪部的末端部彼此隔开间隔地配置;和连接部,所述连接部将一对所述爪部连接,
在所述主部的底面设置有沿轴向突出的部分。
(2)根据(1)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在所述主部的所述底面的径向外侧部设置有沿轴向突出的第一凸部,
所述第一凸部的至少一部分在周向以及径向上与所述兜孔重叠。
(3)根据(1)或(2)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在构成所述兜孔的相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有入口部,所述入口部具有比所述滚珠的直径短的宽度且用于插入所述滚珠,
所述兜孔的球状凹面的曲率半径比所述滚珠的滚动面的曲率半径大,
所述爪部的外径D1比所述主部的外径D2小,
所述爪部的径向宽度t1为所述主部的径向宽度t2的1/2以下,
从所述柱部的所述连接部的上表面到所述主部的所述底面的轴向宽度H1为所述滚珠轴承用冠型保持架的轴向宽度H2的1/2以下。
(4)根据(1)或(2)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述第一凸部在所述主部的所述底面的径向外侧部遍及整周地设置。
(5)根据(2)或(4)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在所述主部的所述底面设置有沿轴向突出的第二凸部,
所述第二凸部的至少一部分在周向以及径向上与所述兜孔重叠,
所述第一凸部从所述第二凸部进一步沿轴向突出。
(6)根据(5)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
设置有所述第二凸部的径向范围以及周向范围与设置有构成所述兜孔的所述主部的凹面的径向范围以及周向范围大致相同。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,在所述主部中,在相邻的所述兜孔之间设置有开口部。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
从所述柱部的所述连接部的上表面到所述主部的底面的轴向宽度H1比所述兜孔的底部的所述主部的轴向宽度H3大。
(9)根据(1)~(8)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
从所述主部侧越朝向所述爪部的末端部侧去,所述爪部的径向宽度越变小。
(10)根据(1)~(9)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述爪部具有构成所述兜孔的周向第一面和与所述周向第一面相反的一侧的周向第二面,
在构成所述兜孔的相邻的两个所述爪部中,从所述主部侧越朝向所述爪部的末端部侧去,两个所述周向第二面之间的周向距离越小。
(11)根据(1)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在构成所述兜孔的相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有兜孔开口部,所述兜孔开口部具有比所述滚珠的直径小的兜孔开口直径,并且用于朝向与所述轴向一侧相反的方向即轴向另一侧插入所述滚珠,
在所述爪部的末端部中,将构成所述兜孔开口部且在所述滚珠朝向所述轴向另一侧插入时最初接触的部分作为最末端部,
在所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置的情况下,与比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的径向内侧部分相比,所述主部的底面在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的径向外侧部分处向所述轴向另一侧突出,
在所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置的情况下,与比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的径向外侧部分相比,所述主部的底面在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的径向内侧部分处向所述轴向另一侧突出。
(12)根据(11)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述爪部的最末端部在径向上呈平坦状延伸,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧或径向外侧的位置。
(13)根据(12)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置,
在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部,
所述凸部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
(14)根据(12)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置,
在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部,
所述凸部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
(15)根据(12)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置,
所述主部的底面是随着从径向内侧朝向径向外侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面,
所述底面的倾斜面的径向最外侧部配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
(16)根据(12)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置,
所述主部的底面是随着从径向外侧朝向径向内侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面,
所述底面的倾斜面的径向最内侧部配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
(17)根据(11)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述兜孔开口部随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧突出,从而所述最末端部位于所述兜孔开口部的径向最外侧部,
所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
(18)根据(17)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述主部的底面是随着从径向外侧朝向径向内侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面,
所述底面的倾斜面的径向最内侧部配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
(19)根据(17)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部,
所述凸部的整体配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
(20)根据(11)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述兜孔开口部随着从径向外侧朝向径向内侧而向轴向一侧突出,从而所述最末端部位于所述兜孔开口部的径向最内侧部,
所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
(21)根据(20)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述主部的底面是随着从径向内侧朝向径向外侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面,
所述底面的倾斜面的径向最外侧部配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
(22)根据(20)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部,
所述凸部的整体配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
(23)根据(13)、(14)、(19)、(22)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述凸部的至少一部分在周向及径向上与所述兜孔重叠。
(24)根据(23)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述凸部在所述主部的所述底面遍及整周地设置。
(25)根据(1)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在隔着所述兜孔相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有入口部,所述入口部具有比所述滚珠的直径小的宽度且用于插入所述滚珠,
至少一个突出部在周向上的与所述兜孔对应的位置形成为从所述主部的底面在轴向上突出。
(26)根据(25)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在使用所述滚珠轴承用冠型保持架时,所述底面与其他对置部件对置,
所述突出部在轴向上的突出高度比从所述底面到所述其他对置部件的轴向距离小。
(27)根据(25)或(26)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述突出部形成在周向上的所述兜孔的中心线上的位置。
(28)根据(25)或(26)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
多个所述突出部在从周向上的所述兜孔的中心线上的位置偏离的位置相对于所述中心线对称地形成。
(29)根据(25)至(28)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在使用所述滚珠轴承用冠型保持架时,所述底面与其他对置部件对置,
规定了分别位于所述兜孔与在周向上相邻的其他两个兜孔之间的中间位置上的所述底面的两个底面中间位置P2、和所述其他对置部件的周向上的位于所述兜孔的中心线上的对置部件中心位置P3,
所述突出部的末端部位于在周向上由线段P2-P2和两个线段P2-P3包围的区域。
(30)根据(25)至(29)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述突出部在周向上形成于所述入口部的宽度的区域。
(31)根据(1)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在隔着所述兜孔相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有入口部,所述入口部具有比所述滚珠的直径小的宽度且用于插入所述滚珠,
在所述主部的底面形成有在轴向上倾斜的至少两个倾斜面,所述两个倾斜面交叉而形成顶部。
(32)根据(31)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
使用所述滚珠轴承用冠型保持架时,所述底面与其他对置部件对置,
所述倾斜面被划定在所述顶部与在轴向上距所述顶部最远的底部之间,
所述倾斜面的轴向的倾斜高度比从所述底部到所述其他对置部件的轴向距离小。
(33)根据(31)或(32)所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述顶部形成于周向上的所述兜孔的中心线上的位置。
(34)根据(31)-(33)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
在使用所述滚珠轴承用冠型保持架时,所述底面与其他对置部件对置,
规定了分别位于所述兜孔与在周向上相邻的其他两个兜孔之间的中间位置上的所述底面的两个底面中间位置P2、和所述其他对置部件的周向上的位于所述兜孔的中心线上的对置部件中心位置P3,
所述两个倾斜面在周向上位于由线段P2-P2和两个线段P2-P3包围的区域。
(35)根据(1)~(34)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述滚珠轴承用冠型保持架由热塑性树脂构成。
(36)根据(1)~(34)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述滚珠轴承用冠型保持架由添加有纤维状强化材料的热塑性树脂构成。
(37)根据(1)~(34)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述滚珠轴承用冠型保持架由包含聚酰胺9T和纤维状增强材料的树脂组合物构成。
(38)根据(1)~(34)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其中,
所述滚珠轴承用冠型保持架由包含聚酰胺10T和纤维状增强材料的树脂组合物构成。
(39)一种滚珠轴承,具备:
外圈;
内圈;
多个所述滚珠,多个所述滚珠配置于所述外圈与所述内圈之间;以及
(1)~(38)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架。
发明效果
根据本发明的滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承,在向保持架的兜孔插入滚珠时,能够减少保持架产生的应变,因此能够采用以往保持架中难以采用的高刚性的树脂材料。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的保持架的一部分的立体图。
图2是从径向外侧观察第一实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图3是从底面侧观察第一实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图4是第一实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图5是第一实施方式所涉及的保持架的一部分的剖视图。
图6是第二实施方式所涉及的保持架的一部分的立体图。
图7是从径向外侧观察第二实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图8是从底面侧观察第二实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图9是第二实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图10是第三实施方式所涉及的保持架的一部分的立体图。
图11是从径向外侧观察第三实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图12是从底面侧观察第三实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图13是第三实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图14是第四实施方式所涉及的保持架的立体图。
图15是第四实施方式所涉及的保持架的一部分的立体图。
图16是从径向外侧观察第四实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图17是从底面侧观察第四实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图18是第四实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图19是从径向外侧观察第四实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图20是图19的A-A剖视图。
图21是图19的线B-B剖视图。
图22是第五实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图23是从径向外侧观察第六实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图24是比较例所涉及的保持架的一部分的立体图。
图25是从径向外侧观察比较例所涉及的保持架的一部分的图。
图26是从底面侧观察比较例所涉及的保持架的一部分的图。
图27是比较例所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图28是示出将滚珠组装到保持架的情形的图。
图29是示出将滚珠组装到保持架的情形的图。
图30是从径向外侧观察实施例所涉及的保持架的一部分的图。
图31是示出在图25的D-D剖视图中装入滚珠时的保持架的状态的图。
图32是示出在图30的C-C剖视图中装入滚珠时的保持架的状态的图。
图33(a)~(c)是示出将滚珠组装到保持架时的应变产生区域的图,(a)示出现有例的保持架,(b)示出比较例的保持架,(c)示出实施例的保持架。
图34是现有例所涉及的滚珠轴承的剖视图。
图35是从径向外侧观察现有例所涉及的保持架的一部分的图。
图36是现有例所涉及的保持架的立体图。
图37是示出通过治具将保持架组装到滚珠轴承的情形的图。
图38是示出在滚珠轴承中组装有保持架的情形的图。
图39是比较例所涉及的保持架的一部分的立体图。
图40是图39的E-E箭视图。
图41是从径向外侧观察第四实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图42是从周向观察第四实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视图。
图43是从上表面侧观察第四实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图44是示出装入滚珠的前后的第四实施方式所涉及的保持架的图。
图45是示出装入滚珠的前后的第四实施方式所涉及的保持架的图。
图46是从径向外侧观察比较例所涉及的保持架的一部分的图。
图47是从周向观察比较例所涉及的保持架的一部分的局部剖视图。
图48是从上表面侧观察比较例所涉及的保持架的一部分的图。
图49是从径向内侧观察比较例所涉及的保持架的一部分的图。
图50是从周向观察比较例所涉及的保持架的一部分的局部剖视图。
图51是从上表面侧观察比较例所涉及的保持架的一部分的图。
图52是从径向内侧观察第四实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图53是从周向观察第四实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视图。
图54是从上表面侧观察第四实施方式所涉及的保持架的一部分的图。
图55是第七实施方式所涉及的保持架的立体图。
图56是第七实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图57是第七实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图58是示出第七实施方式的保持架被组装于轴承的情形的图。
图59是示出第七实施方式的保持架被组装于轴承的情形的图。
图60是示出第七实施方式的保持架被组装于轴承的情形的图。
图61是示出第七实施方式的保持架被组装于轴承的情形的图。
图62的(a)示出第七实施方式的保持架,(b)~(c)是示出在将第七实施方式的保持架组装于轴承的情况下在保持架产生的应变的图。(b)是从周向观察保持架的图,(c)是从轴向一侧(上方)观察保持架的图。
图63的(a)示出比较例的保持架,(b)~(c)是示出在将比较例的保持架组装于轴承的情况下在保持架产生的应变的图。(b)是从周向观察保持架的图,(c)是从轴向一侧(上方)观察保持架的图。
图64是第七实施方式的变形例所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图65是第八实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图66是第八实施方式的变形例所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图67是第九实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图68是第九实施方式的变形例所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图69是第十实施方式所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图70是第十实施方式的变形例所涉及的保持架的一部分的局部剖视立体图。
图71是本发明第十一实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架的立体图。
图72是图71的滚珠轴承用冠型保持架的主要部分的放大图,示出滚珠与滚珠轴承用冠型保持架的一对爪部接触的状态。
图73是图71的滚珠轴承用冠型保持架的主要部分的放大图,示出从图71的状态将滚珠插入到滚珠轴承用冠型保持架的一对爪部之间的过程。
图74是第十一实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架和对置部件即密封部件的侧视图。
图75是第十二实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架和对置部件即密封部件的侧视图。
图76是第十三实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架和对置部件即密封部件的侧视图。
图77是第十四实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架和对置部件即密封部件的侧视图。
图78是第十四实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架和对置部件即密封部件的侧视图。
图79是第十一实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架的主要部分的剖视图。
图80是具备本发明第十一实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架的滚珠轴承的剖视图。
具体实施方式
[用于实施发明的方式]
以下,使用附图对本发明的一实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架及滚珠轴承进行说明。
(第一实施方式)
如图1至图5所示,本实施方式的滚珠轴承用冠型保持架(以下,也简称为“冠型保持架”或简称为“保持架”)10与图35-图36所示的现有的保持架100同样,能够应用于图34所示的滚珠轴承1。
作为冠型保持架10的材料,例如使用在聚酰胺46、聚酰胺66等聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚腈(PEN)等树脂中添加了10-50wt%的纤维状增强材料(例如玻璃纤维、碳纤维)的树脂组合物。
作为保持架10的材料,与聚酰胺46、聚酰胺66相比,也能够使用弯曲弹性模量大的树脂材料。
具体而言,保持架10也可以由包含聚酰胺9T(PA9T)和纤维状增强材料的树脂组合物构成。纤维状增强材料优选为以15质量%以上且35质量%以下的比例添加于树脂组合物中的、纤维直径为6μm以上且8μm以下的碳纤维。作为碳纤维,优选使用将丙烯腈纤维烧成而成的PAN系的碳纤维。聚酰胺9T可以通过在クラレ(株)的PA9T“ジェネスタ(注册商标)”中添加东丽(株)的碳纤维“トレカ(注册商标)中间纤维”而得到。
保持架10也可以由包含聚酰胺10T(PA10T)和纤维状增强材料的树脂组合物构成。纤维状增强材料优选为以20质量%以上且50质量%以下的比例添加至树脂组合物中的、纤维直径为6μm以上且13μm以下的玻璃纤维、或以20质量%以上且35质量%以下的比例添加至树脂组合物中的、纤维直径为5μm以上且9μm以下的碳纤维。进而,保持架10优选含有碘化铜和碘化钾中的至少一种作为碘化物系热稳定剂。作为聚酰胺10T,可以使用ユニチカ(株)的“XecoT(注册商标)”的含玻璃纤维的聚酰胺。
作为保持架10的制造方法,可例示利用模具进行注射成形的方法、利用3D打印机进行制造的方法。在使用注射成形法的情况下,在成形模具内形成与作为成形体的轴承用保持架对应的环状的型腔,从在该型腔的周缘部设置的树脂注射浇口注入熔化的树脂材料(热塑性树脂),将该树脂材料冷却固化,由此制造保持架10。
冠型保持架10具备:圆环状的主部20;多个柱部30,其从主部20的上表面21沿周向以规定的间隔在轴向上突出;以及球面形状的兜孔40,其形成于相邻的柱部30、30之间且能够保持滚珠6(参照图34)。
在主部20的上表面21,在周向上以规定的间隔形成有多个球面形状的凹面23。该凹面23遍及主部20的径向整个宽度而形成,构成兜孔40。
柱部30从主部20的上表面21中的径向内侧部在轴向上突出。因此,主部20的上表面21在柱部30的径向外侧露出。在现有的冠型保持架100(参照图34)中,柱部110从主部109的上表面的径向全宽在轴向上突出,因此本申请的柱部30在这一点上不同。即,在本申请中,采用柱部30(爪部31)的径向外侧的区域(在图4中用虚线示出的区域S1)被削去的结构。
柱部30具有一对爪部31、31和将一对爪部31、31连接的连接部33。
一对爪部31、31的末端部31A、31A相互在周向上隔开间隔地配置。另外,在构成兜孔40的相邻的两个爪部31、31的末端部31A、31A彼此之间设置有入口部41,该入口部41具有比滚珠6(参照图34)的直径小的宽度且用于插入滚珠6。
爪部31具有构成兜孔40的球面形状的周向第一面31B和与周向第一面31B相反侧的周向第二面31C。
一对爪部31、31的周向第二面31C、31C分别为弯曲形状,在连接部33的上表面33A平滑地连接。该连接部33的上表面33A相当于由一对周向第二面31C、31C形成的大致U字状的底部。连接部33的上表面33A(一对周向第二面31C、31C的底部)位于比主部20的上表面21稍稍靠上方(轴向一侧)的位置(参照图4)。因此,一对周向第二面31C、31C的底部(连接部33的上表面33A)位于比较靠下方(轴向另一侧),构成大致U字状的凹部。在现有的冠型保持架100(参照图35)中,连接部的上表面(一对周向第二面的底部)位于比主部109的上表面远靠上方的位置。即,在本申请中,采用被一对爪部31、31的周向第二面31C、31C夹着的区域(在图2中用虚线表示的区域S2)被削去的结构。
相邻的两个爪部31、31的周向第一面31B、31B和主部20的凹面23构成兜孔40。这两个周向第一面31B、31B以及凹面23相互平滑地连接,构成兜孔40的球状凹面。兜孔40的球状凹面的曲率半径设定为大于滚珠6(参照图34)的滚动面的曲率半径。
这样,多个兜孔40通过主部20而连接,因此在高速旋转时等若保持架10负载了离心力,则保持架10将以主部20为中心向径向外侧倾倒。为了抑制该倾倒,在本申请中,如上所述,区域S1、S2被削去。
当设离心力为F、质量为m、从旋转轴到旋转的物体(保持架10)的距离为r、角速度为ω时,用F=mrω2表示。在保持架10(特别是兜孔40的底部)产生的应力σ和保持架10的变形量δ与离心力F大致成比例。因此,在滚珠轴承1的轴向宽度、内圈3的内径以及外圈5的外径恒定的情况下,为了降低应力σ以及变形量δ,需要减小保持架10的质量m。另外,保持架10的变形量δ与保持架10的刚性大致成反比例,因此也可以在保持架10的形状不变的情况下增大保持架10的刚性即杨氏模量。
如图4所示,爪部31的外径D1设定为比主部20的外径D2小。即,爪部31(柱部30)的外周面31D位于从主部20的外周面25沿径向向内侧(D2-D1)的位置。另外,爪部31(柱部30)的内周面31E与主部20的内周面24平滑地连接,构成没有台阶的保持架10的内周面。而且,爪部31的径向宽度t1被设定为主部20的径向宽度t2的1/2以下。这样,通过设定为D1<D2、t1≤(t2/2),从而采用爪部31(柱部30)的径向外侧的区域S1被削去的结构。
另外,从柱部30的连接部33的上表面33A至主部20的底面26的轴向宽度H1设定为保持架10的轴向宽度H2的1/2以下。通过这样设定为H1≤(H2/2),从而采用爪部31的背面侧(兜孔40的相反侧、周向第二面31C侧)的区域S2被削去的结构。
此外,若轴向宽度H1过小,则存在保持架10的强度降低的可能性、在通过注射成形制造保持架10的情况下树脂不流动而产生空隙的可能性。保持架10的各部分的径向宽度优选为1mm以上。因此,轴向宽度H1优选大于兜孔40的底部的主部20的轴向宽度H3(参照图2)(H1>H3),更优选大于主部20的未形成兜孔40(凹面23)的部分的轴向宽度H4(参照图4)(H1>H4)。在图5中示出了以通过兜孔40的凹面23的最下表面的平面剖切保持架10的剖视图。轴向宽度H3是兜孔40的凹面23的最下表面与主部20的底面26的距离。即,轴向宽度H3是主部20中的轴向宽度最短的部分的轴向宽度。这样,轴向的尺寸关系优选满足H3<H4<H1≤(H2/2)。
根据本实施方式的保持架10,满足D1<D2、t1≤(t2/2)、H1≤(H2/2),因此保持架10轻量化,能够抑制变形。因此,能够防止保持架10与外圈5、屏蔽板7等接触,能够抑制保持架10的磨损、振动、发热。
并且,在将保持架10组装于滚珠轴承1时,为了降低在保持架10产生的应变(应力),在保持架10的主部20的底面26设置有沿轴向突出的部分。更具体而言,在底面26设置有沿轴向突出的第一凸部28。
第一凸部28从主部20的底面26的径向外侧部向轴向(与爪部31延伸的方向相反的方向)突出。本实施方式的第一凸部28遍及整周地设置于主部20的底面26的径向外侧部。如图3及图4所示,第一凸部28的径向宽度t4设定得比主部20的底面26的径向宽度t2小,第一凸部28与爪部31在径向上不重叠。由此,在向保持架10的兜孔40插入滚珠6时,爪部31向径向内侧倾倒,因此构成兜孔40的爪部31整体同样地扩宽,能够降低在保持架10产生的应变(应力)。
此外,在说明书中,存在为了方便而说明为“滚珠6被插入到保持架10的兜孔40”的部分,但更准确地说,不是将滚珠6插入到保持架10的各兜孔40,而是将保持架10嵌入到配置在滚珠轴承1的内圈3与外圈5之间的多个滚珠6,由此将保持架10组装到滚珠轴承1。在以下的说明中也记载为“滚珠6被插入到兜孔40”、“滚珠6被压入兜孔40”等,但需要注意是为了方便而记载的。
此外,第一凸部28不一定需要遍及主部20的底面26的整周地设置,只要第一凸部28的至少一部分设置于在周向以及径向上与兜孔40重叠的位置(从轴向观察时与兜孔40重叠的位置)即可。在该情况下,优选多个第一凸部28在周向上以规定的间隔设置于在周向以及径向上与兜孔40重叠的位置(从轴向观察时与兜孔40重叠的位置)。即使在该情况下,滚珠6被插入到保持架10的兜孔40时,爪部31向径向内侧倾倒,因此构成兜孔40的爪部31整体同样地扩宽,能够降低在保持架10产生的应变(应力)。
(第二实施方式)
图6至图9公开了第二实施方式所涉及的保持架10。本实施方式的保持架10在主部20设置有开口部27的结构与第一实施方式的保持架10不同。其他结构与上述实施方式相同,因此通过在附图中标注附图标记而省略其说明。
在主部20,在相邻的兜孔40、40之间设置有开口部27。开口部27从主部20的上表面21沿轴向贯通底面26。开口部27位于柱部30(一对爪部31、31)的径向外侧。即,开口部27的至少一部分在周向上与柱部30(一对爪部31、31)重叠。图示的开口部27的周壁部由阶梯面、锥面等构成,但其形状没有特别限定。此外,在开口部27的周壁部由阶梯面、锥面等构成的情况下,与仅由平面构成的情况相比,在注射成形时保持架10容易从模具拔出,因此优选。
若开口部27的径向宽度t3(参照图8)变得过大,则保持架10的其他部分的径向宽度(例如,第一凸部28的径向宽度t4)变小,强度有可能降低,在通过注射成形制造保持架10的情况下,树脂有可能不流动而产生空隙。因此,保持架10的各部分的宽度优选为1mm以上。因此,开口部27的径向宽度t3优选相对于主部20的径向宽度t2设为(t2/3)≤t3≤(t2/2)左右。
根据本实施方式,由于形成有开口部27,因此保持架10轻量化,能够抑制变形。因此,能够防止保持架10与外圈5、屏蔽板7等接触,能够抑制保持架10的磨损、振动、发热。
(第三实施方式)
在图10至图13中公开了第三实施方式所涉及的保持架10。本实施方式的保持架10在主部20的底面26设置有第二凸部29的结构与第一实施方式的保持架10不同。其他结构与第一实施方式相同,因此通过在附图中标注附图标记而省略其说明。
在主部20的底面26设置有向轴向(与爪部31延伸的方向相反的方向)突出的第二凸部29。第二凸部29以至少一部分在周向以及径向上与兜孔40重叠的方式设置。即,主部20的底面26在多个兜孔40的下方具有沿周向以规定的间隔形成的多个第二凸部29。
第二凸部29优选在周向以及径向上与兜孔40重叠。即,优选设置有第二凸部29的周向范围以及径向范围与设置有构成兜孔40的主部20的凹面23的周向范围以及径向范围大致相同。在该情况下,第二凸部29的径向宽度t5以及周向宽度L2与构成兜孔40的主部20的凹面23的径向宽度(主部20的径向宽度t2)以及周向宽度L1大致相同。
如图11所示,若将第二凸部29的周向两端部的根部29A与构成兜孔40的主部20的凹面23的最短距离设为M1,将第二凸部29的末端面(底面)29B与凹面23的最短距离设为M2,则优选M1>M2。这是因为,若减小最短距离M1,则对于因离心力而在兜孔40产生的应力,与图19所示的截面B的凹面23处的应力相比,截面A的凹面23处的应力更高。
另外,本实施方式的第一凸部28从第二凸部29的末端面(底面)29B进一步向轴向(与爪部31延伸的方向相反的方向)突出。即,第一凸部28不是从主部20的底面26直接伸出,而是从在主部20的底面26设置的第二凸部29的末端面(底面)29B伸出。也可以说第二凸部29被设置在第一凸部28与主部20的底面26之间。
第一凸部28设置于第二凸部29的末端面(底面)29B的径向外周侧。第一凸部28的径向宽度t4小于第二凸部29的径向宽度t5。另外,第一凸部28的周向宽度与第二凸部29的周向宽度大致相同。
支点越位于远离爪部31的末端部31A的位置,应变产生的范围越变大(应变被分散),在爪部31产生的应变变少。在本实施方式中,由于设置有第二凸部29,因此在滚珠6被向保持架10组装时,能够使成为爪部31的变形的支点的第一凸部28位于距爪部31的末端部31A更远的位置,能够减少在爪部31产生的应变。
图33(a)~(c)是示出将滚珠装入保持架时的应变产生区域的图,(a)示出现有例的保持架100,(b)示出比较例的保持架10,(c)示出第三实施方式的保持架10。图33(b)的比较例的保持架10与图33(c)的第三实施方式的保持架10的不同点在于,在第二凸部29未设置第一凸部28。
如图33(a)~(c)所示,当滚珠6被压入保持架100、10的兜孔111、40时,爪部112、31欲以刚性低的部分为支点P而在圆周方向上扩宽。即,支点P越位于远离爪部112、31的末端部的位置,所产生的应变越分散,因此最大值下降。
在图33(a)的现有例中,爪部112欲将靠近其末端部的部分向支点P扩宽,因此在爪部112产生的应变的区域(应变产生区域D)变小,应变变大。另一方面,在图33(b)的比较例中,从爪部31的末端部到支点P的距离变长,因此应变产生区域D变大,与现有例相比应变下降。而且,在图33(c)的第三实施方式中,从爪部31的末端部31A到支点的距离变长,因此应变产生区域D进一步变大,与比较例相比应变进一步下降。
(第四实施方式)
在图14至图21中公开了第四实施方式所涉及的保持架10。本实施方式的保持架10与第一实施方式的不同之处在于,在主部20设置有开口部27的结构和在主部20的底面26设置有第二凸部29的结构。
本实施方式的保持架10具有将第二实施方式的保持架10的结构(开口部27)与第三实施方式的保持架10的结构(第二凸部29)组合的结构。
在主部20,在相邻的兜孔40、40之间设置有开口部27。开口部27从主部20的上表面21沿轴向贯通底面26。开口部27位于柱部30(一对爪部31、31)的径向外侧。即,开口部27的至少一部分在周向上与柱部30(一对爪部31、31)重叠。图示的开口部27的周壁部由阶梯面、锥面等构成,但其形状没有特别限定。
若开口部27的径向宽度t3(参照图17)变得过大,则保持架10的其他部分的径向宽度(例如,第一凸部28的径向宽度t4)变小,强度有可能降低,在通过注射成形制造保持架10的情况下,树脂有可能不流动而产生空隙。因此,保持架10的各部分的宽度优选为1mm以上。因此,开口部27的径向宽度t3优选相对于主部20的径向宽度t2设为(t2/3)≤t3≤(t2/2)左右。
根据本实施方式,由于形成有开口部27,因此保持架10轻量化,能够抑制变形。因此,能够防止保持架10与外圈5、屏蔽板7等接触,能够抑制保持架10的磨损、振动、发热。
在主部20的底面26设置有向轴向(与爪部31延伸的方向相反的方向)突出的第二凸部29。第二凸部29以至少一部分在周向以及径向上与兜孔40重叠的方式设置。即,主部20的底面26在多个兜孔40的下方具有沿周向以规定的间隔形成的多个第二凸部29。
第二凸部29优选在周向以及径向上与兜孔40重叠。即,优选设置有第二凸部29的周向范围以及径向范围与设置有构成兜孔40的主部20的凹面23的周向范围以及径向范围大致相同。在该情况下,第二凸部29的径向宽度t5以及周向宽度L2与构成兜孔40的主部20的凹面23的径向宽度(主部20的径向宽度t2)以及周向宽度L1大致相同。
如图19至图21所示,若将第二凸部29的周向两端部的根部29A与构成兜孔40的主部20的凹面23的最短距离设为M1,将第二凸部29的末端面(底面)29B与凹面23的最短距离设为M2,则优选M1>M2。这是因为,若减小最短距离M1,则对于因离心力而在兜孔40产生的应力,与图19所示的截面B的凹面23处的应力相比,截面A的凹面23处的应力更高。
另外,本实施方式的第一凸部28从第二凸部29的末端面(底面)29B进一步向轴向(与爪部31延伸的方向相反的方向)突出。即,第一凸部28不是从主部20的底面26直接伸出,而是从在主部20的底面26设置的第二凸部29的末端面(底面)29B伸出。也可以说第二凸部29被设置在第一凸部28与主部20的底面26之间。
第一凸部28设置于第二凸部29的末端面29B的径向外周侧。第一凸部28的径向宽度t4小于第二凸部29的径向宽度t5。另外,第一凸部28的周向宽度与第二凸部29的周向宽度大致相同。
支点越位于远离爪部31的末端部31A的位置,应变产生的范围越变大(应变被分散),在爪部31产生的应变变少。在本实施方式中,由于设置有第二凸部29,因此在滚珠6向保持架10组装时,能够使成为爪部31的变形的支点的第一凸部28位于距爪部31的末端部31A更远的位置,能够减少在爪部31产生的应变。
(第五实施方式)
图22中公开了第五实施方式所涉及的保持架10。本实施方式的保持架10的爪部31的径向尺寸与上述实施方式的保持架10不同。其他结构与第四实施方式相同,因此通过在附图中标注附图标记而省略其说明。
在本实施方式的保持架10中,爪部31的径向宽度随着从主部20侧朝向爪部31的末端部31A侧而变小。即,图22中的爪部31的径向宽度a1、a2、a3的关系满足a1<a2<a3。
根据这样的结构,能够减轻在爪部31产生的应力、应变。尤其是,在爪部31的末端部31A受到来自滚珠6的力时,是有效的。另外,在对保持架10进行注射成形的情况下,容易将保持架10从模具拔出,因此是有效的。
此外,在本实施方式中,图示了在第四实施方式的保持架10(具有第二凸部29和开口部27)中,将爪部31的径向宽度a1、a2、a3的关系构成为满足a1<a2<a3的例子,但本申请发明并不限定于该结构。即,也可以构成为在第一~第三实施方式的保持架10中,爪部31的径向宽度a1、a2、a3的关系满足a1<a2<a3。
(第六实施方式)
图23中公开了第六实施方式所涉及的保持架10。本实施方式的保持架10中,构成兜孔40的相邻的两个爪部31、31的周向第二面31C、31C之间的周向距离与第四实施方式的保持架10不同。其他结构与上述实施方式相同,因此通过在附图中标注附图标记而省略其说明。
在本实施方式的保持架10中,在构成兜孔40的相邻的两个爪部31、31中,从主部20侧越朝向爪部31的末端部31A去,两个周向第二面31C、31C之间的周向距离越小。即,图23中的相邻的两个爪部31、31的周向第二面31C、31C之间的周向距离b1、b2、b3的关系满足b1<b2<b3。
根据这样的结构,能够减轻在爪部31产生的应力、应变。尤其是,在爪部31的末端部31A受到来自滚珠6力时,是有效的。另外,在对保持架10进行注射成形的情况下,容易将保持架10从模具拔出,因此是有效的。
此外,在本实施方式中,图示了在第四实施方式的保持架10(具有第二凸部29和开口部27)中构成为周向距离b1、b2、b3的关系满足b1<b2<b3的例子,但本申请发明并不限定于该结构。即,也可以构成为在第一~第三以及第五实施方式的保持架10中,周向距离b1、b2、b3的关系满足b1<b2<b3。
(实施例)
为了确认本发明的效果,实施了基于有限元法的分析。分析对象的保持架10是在内径为35mm的轴承中使用的冠型树脂保持架。以现有的冠型树脂保持架为基准,基于本发明的实施方式来设定形状。作为实施例,采用图14至图21所示的第四实施方式的保持架10,作为比较例,采用图24至图27所示的保持架10。比较例的保持架10与实施例(第四实施方式)的保持架10相比,不同点在于不具有第一凸部28。第一凸部28以外的结构在比较例及实施例中相同。
关于实施例的保持架10的尺寸,保持架10的内径为49mm,主部20的最大外径为58mm,保持架10的轴向高度包括第一凸部28在内为10mm,柱部30的连接部33的轴向厚度H1为3mm(在图35、36那样的现有例中为7mm左右)。爪部31的末端部31A的径向宽度为1.2mm,主部20的开口部27的径向宽度为2mm,第二凸部29的轴向宽度(从主部20的底面26到第二凸部29的末端面29B的距离)为0.9mm,第一凸部28的轴向宽度为0.2mm,第一凸部28的径向宽度为1.1mm。
关于不具有第一凸部28的比较例的保持架10的尺寸,保持架10的轴向高度为10mm,其他尺寸与具有第一凸部28的实施例的保持架10相等。
假定将实施例及比较例的保持架10插入具有内圈3、外圈5及滚珠6的滚珠轴承1,如图28至图29所示,将保持架10的一部分模型化,进行将滚珠6压入保持架10的分析,算出在爪部31产生的最大主应变的最大值。
作为实施例及比较例的保持架10的物性值,使用相当于聚酰胺46(PA46)的值。具体而言,将实施例和比较例的保持架10的杨氏模量设为6500MPa,泊松比设为0.4。
分析的结果,如图29所示,在滚珠6的中心到达保持架10的爪部31的末端部31A(兜孔40的入口部41)时,应变成为最大。如图25的D-D剖视图即图31所示,比较例的保持架10的爪部31呈弓形,与此相对,如图30的C-C剖视图即图32所示,可知实施例的保持架10的爪部31不呈弓形。另外,示出的图的变形倍率为10倍。
根据该分析结果可知,通过设置第一凸部28,从而应变减少。若将在比较例的保持架10的爪部31产生的最大应变设为1.0,则在实施例的保持架10的爪部31产生的最大应变成为0.9,下降10%。
(抑制在爪部产生的应变的原理)
如上所述,根据本申请的各实施方式的保持架10,抑制在爪部31产生的应变,以下对其原理进行详细说明。
如图37所示,各实施方式的保持架10使用治具50组装于在外圈5与内圈3之间已经组装有多个滚珠6的滚珠轴承1。治具50为圆环形状。治具50的内径及外径与保持架10的内径及外径大致相等,能够对保持架10朝向滚珠轴承1沿轴向施力。图38示出保持架10组装于滚珠轴承1的状态。
首先,作为比较例,对专利文献3(日本特开平11-264418号公报)中记载的保持架200进行考察。图39是比较例所涉及的保持架200的一部分的立体图,图40是图39中的箭头E-E箭视图。
保持架200是冠型保持架,具备圆环状的主部220、从主部220的上表面沿周向以规定的间隔沿轴向突出的多个柱部230、以及形成于相邻的柱部230、230之间且能够保持滚珠的球面形状的兜孔240。
柱部230从主部220的上表面的径向全宽沿轴向突出。柱部230具有一对爪部231、231和将一对爪部231、231连接的连接部233。
在主部220的底面设置有向轴向(与爪部231伸出的方向相反的方向)突出的凸部229。凸部229与兜孔240在周向以及径向上重叠。即,设置有凸部229的周向范围以及径向范围与设置有兜孔240的周向范围以及径向范围大致相同。因此,凸部229与本申请的各实施方式的第二凸部29对应。此外,保持架200不具备相当于本申请的各实施方式的第一凸部28的部件。
在图40中,主部220的外径由D2'表示,主部的内径由d2'表示,爪部231的外径由D1'表示,爪部的内径由d1'表示。主部220以及爪部231的外径D2'、D1'相等(D2'=D1'),主部220以及爪部231的内径d2'、d1'相等(d2'=d1')。
与此相对,以下,以图14至图21所示的第四实施方式的保持架10为例,对作为本发明的特征的爪部31的位置以及第一凸部28所带来的作用、功能进行说明。
图41至图43示出第四实施方式的保持架10通过治具50组装于滚珠6的情形。图41是从径向外侧观察第四实施方式所涉及的保持架10的一部分的图。图42是从周向观察第四实施方式所涉及的保持架10的一部分的局部剖视图。图43是从上表面侧观察第四实施方式所涉及的保持架10的一部分的图。另外,在图41至图43中,省略了内圈3及外圈5的图示。
在图41至图43中示出了在滚珠6被插入到兜孔40时施加于构成兜孔40的一对爪部31的周向第一面31B的力。滚珠6组装于外圈5与内圈3之间,因此在径向上几乎无法移动。当滚珠6开始与一对爪部31的末端接触时,如图41所示,在构成一对爪部31的兜孔40的周向第一面31B上分别施加法线方向的力F1、F2。在图42及图43中,将力F1、F2分别分为轴向(图41的上下方向)的分力Fz1、Fz2、及与轴向垂直方向的分力Fr1、Fr2来表示。此外,在图42中仅示出了一对爪部31中的一个,因此仅示出轴向的力Fz1、Fz2中的F1的分力Fz1,未示出F2的分力Fz2。
如图42所示,分力Fz1从爪部31的末端朝向兜孔40的底部施加力。虽然未图示,但分力Fz2也同样。
在图43中示出力F1和F2的与轴向垂直的方向的分力Fr1和Fr2。在此,由于滚珠6与爪部31的接触部分具有一定范围,所以示出以合力的形式在一点上接触。爪部31的周向第一面31B大部分为球面形状,且在爪部31的末端附近为圆筒面形状。因此,爪部31的周向第一面31B的与轴向垂直的截面形状为圆弧形状,成为与滚珠6的中心位置相同的同心圆。因此,负荷Fr1和Fr2的方向是爪部31的周向第一面31B的法线方向,并且力Fr1和Fr2通过滚珠6的中心位置。
在本申请的保持架10中,第一凸部28设置于径向外侧,爪部31设置于径向内侧。因此,如图42所示,在爪部31负载有轴向的分力Fz1的情况下,以与治具50接触的第一凸部28的内周缘为支点P,使爪部31向内周侧倾倒的方向的力矩M起作用。
另外,本申请的保持架10为树脂制,且主部20的轴向的厚度与径向的宽度相比足够薄。因此,若对爪部31施加轴向的力Fz1和Fz2,则主部20扭转而弹性变形,如图44所示,向径向内侧倾斜。另外,在图44中,弹性变形后的保持架10用实线表示,弹性变形前的保持架10用虚线表示。当主部20向径向内侧倾斜时,爪部31也随之向径向内侧倾斜。
本申请的保持架10的爪部31的径向宽度t1为主部20的径向宽度t2的1/2以下(参照图18),爪部31配置于比保持架10的节圆直径PCD靠径向内侧的位置。因此,当爪部31向径向内侧倾斜时,如图45所示,由爪部31的末端构成的最窄的兜孔40的入口部的半径r0如同r1那样扩宽。另外,在图45中,弹性变形后的保持架10用实线表示,弹性变形前的保持架10用虚线表示。
在滚珠6进一步沿轴向移动而插入到兜孔40时,滚珠6组装于外圈5与内圈3之间,因此在径向上几乎无法移动。因此,兜部40的入口部的半径扩宽为r1,由此利用与轴向垂直的方向的分力Fr1、Fr2(参照图43)使爪部31在径向上扩张的量较少即可,因此在爪部31产生的形变、应力降低。
接着,考察将图39、图40的比较例的保持架200组装于滚珠轴承的情况。
图46至图48示出比较例的保持架200被组装于滚珠6的情形。图46是从径向外侧观察比较例所涉及的保持架200的一部分的图。图47是从周向观察比较例所涉及的保持架200的一部分的局部剖视图。图48是从上表面侧观察比较例的保持架10的一部分的图。
在图46至图48中,示出了在滚珠6插入到兜孔240时,对构成兜孔240的一对爪部231的内周面施加的力。滚珠6组装于外圈5与内圈3之间,因此在径向上几乎无法移动。当滚珠6开始与一对爪部231的末端接触时,如图46所示,在构成一对爪部231的兜孔240的内周面分别施加法线方向的力F1、F2。在图47及图48中,将力F1、F2分别分为轴向(图47的上下方向)的分力Fz1、Fz2、以及与轴向垂直方向的分力Fr1、Fr2来表示。此外,在图47中仅示出了一对爪部231中的一者,因此仅示出轴向的力Fz1、Fz2中的F1的分力Fz1,未示出F2的分力Fz2。
如图47所示,分力Fz1从爪部31的末端朝向兜孔40的底部施加力。虽然未图示,但分力Fz2也同样。
在图48中示出力F1和F2的与轴向垂直的方向的分力Fr1和Fr2。在此,由于滚珠6与爪部231的接触部分具有一定范围,所以示出以合力的形式在一点上接触。
若对爪部231施加轴向的力Fz1,则作为合力以1点表示的力Fz1位于保持架200的节圆直径PCD'上,因此爪部231仅在轴向或周向上变形,几乎不会向径向倾倒。因此,对爪部31的形状、设置的位置进行研究,且设置第一凸部28的本申请的保持架10那样的效果在比较例的保持架200中无法得到。
接着,作为其他比较例,如图49至图50所示,考察第四实施方式的保持架10不具有第一凸部28的情况。即,在该比较例的保持架10设置有第二凸部29,但在第二凸部29未设置第一凸部28。
图49是从径向内侧观察比较例所涉及的保持架10的一部分的图。
图50是从周向观察比较例所涉及的保持架10的一部分的局部剖视图。
图51是从上表面侧观察比较例所涉及的保持架10的一部分的图。在图49以及图50中,用虚线表示开始与爪部31的末端接触时的滚珠6,用实线表示已进入到兜孔40的入口时的滚珠6。另外,在图49至图51中,弹性变形前的保持架10用虚线表示,弹性变形后的保持架10用实线表示。
从图49以及图50所示的第二凸部29与治具50的接触部分A可知,第二凸部29的整个面与治具50接触,在第二凸部29与治具50之间不产生间隙。在滚珠6插入保持架10时,通过作用于爪部31的末端的力Fr10和Fr20,欲使爪部31扩张,但由于第二凸部29的整个面与治具50接触,因此第二凸部29几乎无法变形,仅爪部31能够变形。因此,在比较例的保持架10中,与如本申请那样设置有第一凸部28的情况不同,应变集中于爪部31。
与此相对,参照图52至图54说明如本申请的第四实施方式那样将不仅具有第二凸部29还具有第一凸部28的保持架10组装于滚珠6的情况。
图52是从径向内侧观察第四实施方式所涉及的保持架10的一部分的图。图53是从周向观察第四实施方式所涉及的保持架10的一部分的局部剖视图。图54是从上表面侧观察第四实施方式所涉及的保持架10的一部分的图。在图52和图53中,用虚线表示开始与爪部31的末端接触时的滚珠6,用实线表示已进入到兜孔40的入口时的滚珠6。另外,在图52至图54中,弹性变形前的保持架10用虚线表示,弹性变形后的保持架10用实线表示。
此时,第二凸部29不会与治具50接触。即使在第二凸部29与治具50接触的情况下,由于第二凸部29的内周缘为圆弧形状,因此仅第二凸部29的内周缘的周向两端的两点仅与治具50稍微接触。另外,第一凸部28的内周缘与治具50接触。
成为这样的接触状态的理由是,滚珠6沿轴向按压在径向内侧配置的爪部31,从而以在径向外侧配置的第一凸部28的内周缘为支点P,爪部31欲向径向内侧倾倒。
由于爪部31仅位于保持架10的径向内侧,因此保持架10中的具有爪部31的某部分的轴向相反侧的部分、即第二凸部29的径向内侧部几乎不与治具50接触。因此,在第二凸部29与治具50之间产生间隙。
在滚珠6被插入保持架10时,欲利用作用于爪部31的末端的力Fr1、Fr2来扩张爪部31,但由于第二凸部29不与治具50接触,因此第二凸部29的径向内侧部能够变形,会与爪部31一起变形。
另外,主部20的轴向的厚度与径向的宽度相比足够薄,因此若对爪部31施加轴向的力Fz1、Fz2,则主部20扭转而弹性变形,向径向内侧倾斜。当主部20向径向内侧倾斜时,爪部31也随之向径向内侧倾斜。
由此,兜孔40也扩宽,因此滚珠6将爪部31扩宽的力Fr1、Fr2比像比较例那样不设置第一凸部28而仅设置有第二凸部29的情况下作用于爪部31的力Fr10、Fr20(Fr1<Fr10且Fr2<Fr20)小就可以,因此爪部31的变形量也变小。
这样,在本申请的保持架10中,除了爪部31之外,第二凸部29也能够变形,因此作用于爪部31的力变小,在爪部31产生的应变降低。
以下,使用附图对本发明的第七~第十实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架及滚珠轴承进行说明。在此,滚珠轴承在内外圈之间将多个滚珠在公转方向上等间隔地放置,在滚珠中插入保持架进行组装,但在以下的说明中,为了容易理解,以将滚珠插入保持架的方式进行说明。
(第七实施方式)
如图55至图57所示,本实施方式的滚珠轴承用冠型保持架(以下,也简称为“冠型保持架”或简称为“保持架”)210与图35至图36所示的现有的保持架100同样地应用于图34所示的滚珠轴承1。
冠型保持架210例如由聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚酰胺46(PA46)、聚酰胺9T(PA9T)、聚酰胺10T(PA10T)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚缩醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等树脂材料、或者其他树脂材料构成。另外,为了提高保持架210的强度,也可以是添加了5-50wt%的纤维状增强材料(玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、纤维素纳米纤维等)的树脂组合物。作为保持架210的制造方法,可例示利用模具进行注射成形的方法、利用3D打印机进行制造的方法。
冠型保持架210具备圆环状的主部220、从主部220的上表面221沿周向以规定的间隔向轴向一侧(图中的上方)突出的多个柱部230、以及形成于相邻的柱部230、230之间且能够保持滚珠6(参照图34)的球面形状的兜孔240。
在主部220的上表面221沿周向以规定的间隔形成有多个球面形状的凹面223。该凹面223遍及主部220的径向整个宽度而形成,构成兜孔240。
柱部230从主部220的上表面221中的径向内侧部向轴向一侧突出。因此,柱部230的外周面231D位于比主部220的外周面225靠径向内侧的位置,主部220的上表面221在柱部230的径向外侧露出。在现有的冠型保持架100(参照图35-图36)中,柱部110从主部109的上表面的径向全宽沿轴向突出,因此本申请的柱部230在这一点上不同。
柱部230具有一对爪部231、231和将一对爪部231、231连接的连接部233。
一对爪部231、231的末端部231A、231A相互在周向上隔开间隔地配置。另外,在构成兜孔240的相邻的两个爪部231、231的末端部231A、231A彼此之间设置有兜孔开口部241,该兜孔开口部241具有比滚珠6(参照图34)的直径短的兜孔开口直径241A,且用于朝向与轴向一侧相反的方向即轴向另一侧插入滚珠6。
爪部231具有构成兜孔240的球面形状的周向第一面231B和与周向第一面231B相反侧的周向第二面231C。
一对爪部231、231的周向第二面231C、231C分别为弯曲形状,
且通过连接部233相互连接。
相邻的两个爪部231、231的周向第一面231B、231B和主部220的凹面223构成兜孔240。这两个周向第一面231B、231B以及凹面223相互平滑地连接,构成兜孔240的球状凹面。兜孔240的球状凹面的曲率半径设定为大于滚珠6(参照图34)的滚动面的曲率半径。爪部231(柱部230)的内周面231E与主部220的内周面224平滑地连接,构成没有台阶的保持架210的内周面。
滚珠6从轴向一侧(图中,上方)朝向与轴向一侧相反的方向即轴向另一侧(图中,下方)插入这样的保持架210的兜孔开口部241。将爪部231的末端部231A中的、位于最靠兜孔240侧而构成兜孔开口部241的部分称为最末端部231F。最末端部231F是在滚珠6插入到兜孔开口部241时最初接触的部分。
本实施方式的最末端部231F在爪部231的末端部231A的径向整个宽度上呈平坦状延伸。更具体而言,从周向观察,最末端部231F为具有径向宽度a1和轴向宽度a2的长方形状(a1>a2)。最末端部231F的整体配置于比兜孔240的径向中央部(主部220的凹面223的径向中央部)M靠径向内侧。即,最末端部231F的径向宽度a1为兜孔240的底(凹面223)的径向宽度b的一半以下(a1≤b/2)。
如上所述,在最末端部231F的整体位于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置的情况下,与比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的径向内侧部分226A相比,主部220的底面226在比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的径向外侧部分226B处成为向轴向另一侧(图中的下方)突出的形状。
在本实施方式中,在主部220的底面226设置有向轴向另一侧突出的部分即凸部228。并且,从主部220的内周面224到凸部228的内周面的径向距离c为兜孔240的底(凹面223)的径向宽度b的一半以上(b/2≤c),因此凸部228整体配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置。通过这样的结构,与径向内侧部分226A相比,主部220的底面226在径向外侧部分226B向轴向另一侧(图中,下方)突出。
本实施方式的凸部228遍及整周地设置于主部220的底面226的径向外侧部。
此外,凸部228不一定需要遍及主部220的底面226的整周地设置,只要凸部228的至少一部分设置于在周向以及径向上与兜孔240重叠的位置(从轴向观察时与兜孔240重叠的位置)即可。在该情况下,优选多个凸部228在周向上以规定的间隔设置于在周向以及径向上与兜孔240重叠的位置(从轴向观察时与兜孔240重叠的位置)。
图58至图59示出在保持架210载置于板状部件250上的状态下将滚珠6组装于保持架210的情形。图58示出滚珠6被组装于保持架210之前的情形,图59示出滚珠6组装于保持架210的过程中的情形。
如图58至图59所示,由于在底面226设置有凸部228,因此在滚珠6被向板状部件250上的保持架210组装时,爪部231向与凸部228所处的位置相反的方向倾倒。即,由于凸部228位于径向外侧,因此爪部231向径向内侧倾倒。在图59中,用箭头m1表示爪部231倾倒的方向。另外,在滚珠6的组装前(图58)与组装滚珠6的过程中(图59)之间的爪部231的末端部231A的径向移动量用d表示。
这样,爪部231的末端部231A附近的兜孔开口部241向径向内侧移动,因此兜孔开口部241与滚珠6接触的位置也向径向内侧偏移。因此,在组装滚珠6时,滚珠6的直径小的部分通过兜孔开口部241,因此在爪部231产生的应变变小,能够实现保持架210的长寿命化。
在图60图61中也与图58至图59同样地,示出了在保持架210载置于板状部件250(板状部件250相当于在实际的轴承组装工序中用于将保持架210组装于多个滚珠6的治具)的状态下,滚珠6被组装于保持架210的情形。图60表示滚珠6被组装于保持架210之前的情形,图61表示滚珠6被组装于保持架210的过程中的情形。在图61中,用箭头m2表示爪部231倾倒的方向。
如图60图61所示,在将滚珠6组装于保持架210时爪部231倾倒的理由是因为,滚珠6与保持架210(最末端部231F)接触的点(负载点Q)同凸部228与板状部件250的接触点(支承点R)较大地偏离,负载方向不平衡,因此一边使爪部231向径向倾倒以进行平衡,一边将滚珠6组装于兜孔240。即,如图61所示,爪部231以从滚珠6向保持架210的接触负载f1与从板状部件250向保持架210的接触负载f2、f3平衡的方式倾倒,并且滚珠6组装于兜孔240。
根据这样的保持架210,即使在利用伸长率小的材料的情况下,也能够不增大兜孔开口直径241A地装入滚珠6。
(分析结果)
图62(a)~图63(c)示出将滚珠装入保持架时对保持架产生的应变进行分析的结果。该分析结果是在将滚珠6逐渐压入保持架210时滚珠6的直径在兜孔开口部241的位置成为最大时的结果。
图62(a)示出第七实施方式的保持架210,图62(b)~(c)示出在该第七实施方式的保持架210组装有滚珠6的情况下在保持架210产生的应变。图62(b)是从周向观察保持架210的图,图62(c)是从轴向一侧(上方)观察保持架210的图。
图63(a)示出比较例的保持架210,图63(b)~(c)示出在将滚珠6组装于该比较例的保持架210的情况下在保持架210产生的应变。图63(b)是从周向观察保持架210的图,图63(c)是从轴向一侧(上方)观察保持架210的图。此外,在比较例的保持架210中,在主部220的底面226未设置凸部228。凸部228以外的结构在第七实施方式及比较例的保持架210中相同。
可知在比较例的保持架210中产生的最大应变为3.7%,与此相对,在第七实施方式的保持架210中产生的最大应变为2.3%,在第七实施方式的保持架210中能够抑制应变的产生。
在此,表1中示出了热塑性树脂材料的弯曲断裂应变。
[表1]
材料 | 弯曲断裂应变,% |
PA46-GF25 | 5.2 |
PA9T-GF25 | 3.2 |
PA9T-CF20 | 3.2 |
PA10-CF20 | 2.5 |
另外,“PA46-GF25”是在聚酰胺46中添加了25wt%的玻璃纤维的材料,“PA9T-GF25”是在聚酰胺9T中添加了25wt%的玻璃纤维的材料,“PA9T-CF20”是在聚酰胺9T中添加了20wt%的碳纤维的材料,“PA10T-CF20”是在聚酰胺10T中添加了20wt%的碳纤维的材料。
在表1所示的热塑性树脂中,即使是弯曲断裂应变小的材料(PA9T-GF25、PA9T-CF20、PA10T-CF20),也可以用作第七实施方式的保持架210的材料。这样,根据第七实施方式的保持架210,能够抑制应变的产生,因此即使是伸长率小的材料,也能够不增大兜孔开口直径241A地装入滚珠6。
(第七实施方式的变形例)
另外,在本实施方式中,柱部230从主部220的上表面221中的径向内侧部向轴向一侧突出,爪部231的最末端部231F的整体(兜孔开口部241)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置。但是,本发明并不限定于该结构,也可以如图64所示,柱部230从主部220的上表面中的径向外侧部向轴向一侧突出,爪部231的最末端部231F的整体(兜孔开口部241)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置。
在爪部231的最末端部231F整体配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置的情况下,与比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的径向外侧部分226B相比,主部220的底面226在比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的径向内侧部分226A处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
具体而言,在主部220的底面226设置有向轴向另一侧突出的凸部228。并且,凸部228整体配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置。通过这样的结构,与径向外侧部分226B相比,主部220的底面226在径向内侧部分226A向轴向另一侧(图中,下方)突出。
在这样构成的情况下,在滚珠6被组装于板状部件250(参照图58至图61)上的保持架210时,滚珠6与保持架210(最末端部231F)接触的点(负载点Q)、以及凸部228与板状部件250的接触点(支承点R)较大地偏离,负载方向不平衡,因此,一边使爪部231向径向倾倒以进行平衡,一边将滚珠6组装于兜孔240。即,爪部231的最末端部231F位于径向外侧,与此相对,凸部228位于径向内侧,因此爪部231向径向外侧倾倒。
因此,在滚珠6被向保持架210组装时,爪部231向径向外侧倾倒,由此滚珠6的直径小的部分通过兜孔开口部241,因此在爪部231产生的应变变小,能够实现保持架210的长寿命化。
(第八实施方式)
图65中公开了第八实施方式所涉及的保持架210。本实施方式的保持架210的主部220的底面226为倾斜面的结构与第七实施方式的保持架210不同。其他结构与上述实施方式大致相同,因此通过在附图中标注附图标记而省略其说明。
在本实施方式中,与第七实施方式同样,爪部231的最末端部231F的整体(兜孔开口部241)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置。但是,与第七实施方式不同,在主部220的底面226未设置凸部228。
在主部220的底面设置有向轴向另一侧突出的部分。即,主部220的底面226是随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向另一侧(图中的下方)突出的倾斜面。该底面226的倾斜面的径向最外侧部226C(最向轴向另一侧突出的部分)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置。即,从主部220的内周面224到径向最外侧部226C的径向距离e设定为兜孔240的底(凹面223)的径向宽度b的一半以上(e≥b/2)。
这样,与比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的径向内侧部分226A相比,主部220的底面226在比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的径向外侧部分226B处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
在这样构成的情况下,在滚珠6被组装于板状部件250(参照图58至图61)上的保持架210时,滚珠6与保持架210(最末端部231F)的接触点同底面(倾斜面)226的径向最外侧部226C与板状部件250的接触点较大地偏离,负载方向不平衡,因此一边使爪部231向径向倾倒以进行平衡,一边将滚珠6组装于兜孔240。即,相对于爪部231的最末端部231F位于径向内侧,底面(倾斜面)226的径向最外侧部226C位于径向外侧,因此爪部231向径向内侧倾倒。
因此,在滚珠6被向保持架210组装时,爪部231向径向内侧倾倒,由此滚珠6的直径小的部分通过兜孔开口部241,因此爪部231产生的应变变小,能够实现保持架210的长寿命化。
(第八实施方式的变形例)
另外,在本实施方式中,柱部230从主部220的上表面221中的径向内侧部向轴向一侧突出,爪部231的最末端部231F的整体(兜孔开口部241)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置。但是,本发明并不限定于该结构,也可以如图66所示,柱部230从主部220的上表面221中的径向外侧部向轴向一侧突出,爪部231的最末端部231F的整体(兜孔开口部241)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置。
在爪部231的最末端部231F的整体(兜孔开口部241)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置的情况下,与比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的径向外侧部分226B相比,主部220的底面226在比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的径向内侧部分226A处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
具体而言,主部220的底面226是随着从径向外侧朝向径向内侧而向轴向另一侧(图中的下方)突出的倾斜面。该底面226的倾斜面的径向最内侧部226D(最向轴向另一侧突出的部分)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置。通过这样的结构,与径向外侧部分226B相比,主部220的底面226在径向内侧部分226A处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
在这样构成的情况下,在滚珠6被组装于板状部件250(参照图58至图61)上的保持架210时,滚珠6与保持架210(最末端部231F)的接触点同底面(倾斜面)226的径向最内侧部226D与板状部件250的接触点较大地偏离,负载方向不平衡,因此一边使爪部231向径向倾倒以进行平衡一边将滚珠6组装于兜孔240。即,爪部231的最末端部231F位于径向外侧,与此相对,底面(倾斜面)226的径向最内侧部226D位于径向内侧,因此爪部231向径向外侧倾倒。
因此,在滚珠6被向保持架210组装时,爪部231向径向外侧倾倒,由此滚珠6的直径小的部分通过兜孔开口部241,因此在爪部231产生的应变变小,能够实现保持架210的长寿命化。
(第九实施方式)
图67中公开了第九实施方式所涉及的保持架210。本实施方式的保持架210的主部220的底面226为倾斜面的结构及爪部231的末端部231A为倾斜面的结构与上述实施方式的保持架210不同。其他结构与上述实施方式大致相同,因此通过在附图中标注附图标记而省略其说明。
在本实施方式中,爪部231的末端部231A为随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧(图中,上方)突出的倾斜面。由此,兜孔开口部241也随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧突出。因此,作为构成兜孔开口部241的部分且滚珠6被插入保持架210时最初接触的部分的爪部231的最末端部231F、位于兜孔开口部241的径向最外侧部241B。并且,爪部231的最末端部231F(径向最外侧部241B)位于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置,兜孔开口部241的径向最内侧部241C位于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置。
主部220的底面226是随着从径向外侧朝向径向内侧而向轴向另一侧(图中的下方)突出的倾斜面。该底面226的倾斜面的径向最内侧部226D(最向轴向另一侧突出的部分)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置。
这样,与比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的径向外侧部分226B相比,主部220的底面226在比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的径向内侧部分226A处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
即,若将从底面226的径向最内侧部226D至兜孔开口部241的径向最外侧部241B(最末端部231F)的轴向一侧(图中,上方)端部的轴向距离设为g,将从底面226的径向最内侧部226D至兜孔开口部241的径向最内侧部241C的轴向一侧(图中,上方)端部的轴向距离设为h,将从底面226的径向最内侧部226D至底面226的径向最外侧部226C的轴向距离设为i,则满足g>h且i>0的关系。
在这样构成的情况下,在滚珠6被组装于板状部件250(参照图58至图61)上的保持架210时,滚珠6与保持架210的爪部231的最末端部231F(径向最外侧部241B)的接触点同底面(倾斜面)226的径向最内侧部226D与板状部件250的接触点大幅偏离,负载方向不平衡。因此,一边使爪部231向径向倾倒以填补位于底面226的径向最外侧部226C与板状部件250的轴向另一侧(图中,下方)的间隙(径向距离i)而使负载方向平衡,一边将滚珠6组装于兜孔240。即,爪部231的最末端部231F位于径向外侧,与此相对,底面(倾斜面)226的径向最内侧部226D位于径向内侧,因此爪部231向径向外侧倾倒。
因此,在滚珠6被向保持架210组装时,爪部231向径向外侧倾倒,由此滚珠6的直径小的部分通过兜孔开口部241,因此在爪部231产生的应变变小,能够实现保持架210的长寿命化。
(第九实施方式的变形例)
另外,在本实施方式中,爪部231的末端部231A为随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧(图中的上方)突出的倾斜面,由此,兜孔开口部241也随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧突出。由此,爪部231的最末端部231F位于兜孔开口部241的径向最外侧部241B。
但是,本发明并不限定于该结构,也可以如图68所示,爪部231的末端部231A为随着从径向外侧朝向径向内侧而向轴向一侧(图中,上方)突出的倾斜面。在该情况下,兜孔开口部241也随着从径向外侧朝向径向内侧而向轴向一侧突出。因此,作为构成兜孔开口部241的部分且滚珠6被插入时最初接触的部分的爪部231的最末端部231F、位于兜孔开口部241的径向最内侧部241C。
在该情况下,爪部231的最末端部231F(径向最内侧部241C)位于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置,兜孔开口部241的径向最外侧部241B位于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置。
与比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的径向内侧部分226A相比,主部220的底面226在比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的径向外侧部分226B处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
具体而言,主部220的底面226是随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向另一侧(图中的下方)突出的倾斜面。该底面226的倾斜面的径向最外侧部226C(最向轴向另一侧突出的部分)配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置。通过这样的结构,与径向内侧部分226A相比,主部220的底面226在径向外侧部分226B处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
在这样构成的情况下,在滚珠6被组装于板状部件250(参照图58至图61)上的保持架210时,滚珠6与保持架210的爪部231的最末端部231F(径向最内侧部241C)的接触点同底面(倾斜面)226的径向最外侧部226C与板状部件250的接触点大幅偏离,负载方向不平衡。因此,一边使爪部231向径向倾倒,以填补位于底面226的径向最内侧部226D与板状部件250的轴向另一侧(图中,下方)的间隙而使负载方向平衡,一边将滚珠6组装于兜孔240,。即,爪部231的最末端部231F位于径向内侧,与此相对,底面(倾斜面)226的径向最外侧部226C位于径向外侧,因此爪部231向径向内侧倾倒。
因此,在滚珠6被向保持架210组装时,爪部231向径向内侧倾倒,由此滚珠6的直径小的部分通过兜孔开口部241,因此在爪部231产生的应变变小,能够实现保持架210的长寿命化。
(第十实施方式)
图69公开了第十实施方式所涉及的保持架210。本实施方式的保持架210与上述实施方式的保持架210的不同之处在于,在主部220的底面226设置有凸部228的结构以及爪部231的末端部231A为倾斜面的结构。其他结构与上述实施方式大致相同,因此通过在附图中标注附图标记而省略其说明。
在本实施方式中,爪部231的末端部231A为随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧(图中,上方)突出的倾斜面。由此,兜孔开口部241也随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧突出。因此,作为构成兜孔开口部241的部分且滚珠6被插入保持架210时最初接触的部分的爪部231的最末端部231F、位于兜孔开口部241的径向最外侧部241B。并且,爪部231的最末端部231F(径向最外侧部241B)位于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置,兜孔开口部241的径向最内侧部241C位于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置。
与比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的径向外侧部分226B相比,主部220的底面226在比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的径向内侧部分226A处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
具体而言,在主部220的底面226设置有向轴向另一侧突出的凸部228。并且,凸部228整体配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置。即,从主部220的外周面225到凸部228的外周面的径向距离j为兜孔240的底(凹面223)的径向宽度b的一半以上(j≥b/2)。通过这样的结构,与径向外侧部分226B相比,主部220的底面226在径向内侧部分226A处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
即,若将从底面226的径向最内侧部226D至兜孔开口部241的径向最外侧部241B(最末端部231F)的轴向一侧(图中,上方)端部的轴向距离设为g,将从底面226的径向最内侧部226D至兜孔开口部241的径向最内侧部241C的轴向一侧(图中,上方)端部的轴向距离设为h,将从底面226的径向最内侧部226D至底面226的径向最外侧部226C的外周面的轴向距离设为i,则满足g>h且i>0的关系。
在这样构成的情况下,在滚珠6被组装于板状部件250(参照图58至图61)上的保持架210时,滚珠6与保持架210的爪部231的最末端部231F(径向最外侧部241B)的接触点同底面(倾斜面)226的凸部228与板状部件250的接触点大幅偏离,负载方向不平衡。因此,一边使爪部231向径向倾倒以填补位于底面226的径向最外侧部226C与板状部件250的轴向另一侧(图中,下方)的间隙(径向距离i)而使负载方向平衡,一边将滚珠6组装于兜孔240。即,爪部231的最末端部231F位于径向外侧,与此相对,底面(倾斜面)226的凸部228位于径向内侧,因此爪部231向径向外侧倾倒。
因此,在滚珠6被向保持架210组装时,爪部231向径向外侧倾倒,由此滚珠6的直径小的部分通过兜孔开口部241,因此在爪部231产生的应变变小,能够实现保持架210的长寿命化。
(第十实施方式的变形例)
另外,在本实施方式中,爪部231的末端部231A为随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧(图中的上方)突出的倾斜面,由此,兜孔开口部241也随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧突出。由此,爪部231的最末端部231F位于兜孔开口部241的径向最外侧部241B。
但是,本发明并不限定于该结构,也可以如图70所示,爪部231的末端部231A为随着从径向外侧朝向径向内侧而向轴向一侧(图中,上方)突出的倾斜面。在该情况下,兜孔开口部241也随着从径向外侧朝向径向内侧而向轴向一侧突出。因此,作为构成兜孔开口部241的部分且滚珠6被插入时最初接触的部分的爪部231的最末端部231F、位于兜孔开口部241的径向最内侧部241C。
在该情况下,爪部231的最末端部231F(径向最内侧部241C)位于比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的位置,兜孔开口部241的径向最外侧部241B位于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置。
与比兜孔240的径向中央部M靠径向内侧的径向内侧部分226A相比,主部220的底面226在比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的径向外侧部分226B处向轴向另一侧(图中,下方)突出。
具体而言,在主部220的底面226设置有向轴向另一侧突出的凸部228。并且,凸部228整体配置于比兜孔240的径向中央部M靠径向外侧的位置。通过这样的结构,与径向内侧部分226A相比,主部220的底面226在径向外侧部分226B向轴向另一侧(图中,下方)突出。
在这样构成的情况下,在滚珠6被向板状部件250(参照图58至图61)上的保持架210组装时,滚珠6与保持架210的爪部231的最末端部231F(径向最内侧部241C)的接触点同底面(倾斜面)226的凸部228与板状部件250的接触点大幅偏离,负载方向不平衡。因此,一边使爪部231向径向倾倒以填补底面226的径向最内侧部226D与板状部件250的轴向另一侧(图中,下方)的间隙以使负载方向平衡,一边将滚珠6组装于兜孔240。即,爪部231的最末端部231F位于径向内侧,与此相对,底面(倾斜面)226的凸部228位于径向外侧,因此爪部231会向径向内侧倾倒。
因此,在滚珠6被向保持架210组装时,爪部231向径向内侧倾倒,由此滚珠6的直径小的部分通过兜孔开口部241,因此在爪部231产生的应变变小,能够实现保持架210的长寿命化。
以下,使用附图对本发明的第十一~第十四实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架及滚珠轴承进行说明。此外,在以下的说明书中,存在为了方便而说明了“滚珠6被插入到保持架310的兜孔340”的部分,但是更准确地说,不是将滚珠6插入到保持架310的各兜孔340中,而是将保持架310嵌入到在滚珠轴承1的内圈3与外圈5之间配置的多个滚珠6,由此保持架310组装于滚珠轴承1。申请人想要提醒的是,在以下的说明中也记载为“滚珠6被插入到兜孔340”、“滚珠6被压入兜孔340”等,但这是为了方便而记载的。
(第十一实施方式)
图71至图74示出本发明的第十一实施方式所涉及的滚珠轴承用冠型保持架(以下,也简称为“冠型保持架”或简称为“保持架”)310,图80示出应用了该滚珠轴承用冠型保持架310的滚珠轴承1。
在说明滚珠轴承用冠型保持架310之前,对图80的滚珠轴承1进行说明。滚珠轴承1是支承各种旋转机械的旋转部分的装置,具备:在外周面具有内圈滚道2的内圈3;与内圈3同心地配置且在内周面具有外圈滚道4的外圈5;以及滚动自如地配置在内圈滚道2与外圈滚道4之间的多个滚珠6。
各滚珠6被保持架310保持为滚动自如。另外,在外圈5的内周面的轴向两端部,分别卡止有圆环状的一对屏蔽板7、7的外周缘。一对屏蔽板7、7防止存在于轴承空间的润滑脂等润滑剂泄漏到外部,或者浮游于外部的尘埃进入轴承空间。另外,作为密封装置,也可以使用接触型的密封件来代替非接触型的屏蔽板7、7。
接着,对第十一实施方式的冠型保持架310进行说明。作为冠型保持架310的材料,例如使用在热塑性树脂、特别是聚酰胺46、聚酰胺66等聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚腈(PEN)等树脂中添加了10-50wt%的纤维状增强材料(例如玻璃纤维、碳纤维)的树脂组合物。
作为保持架310的材料,与聚酰胺46、聚酰胺66相比,也能够使用弯曲弹性模量大的树脂材料。
具体而言,保持架310可以由包含如聚酰胺9T(PA9T)那样的热塑性树脂和纤维状增强材料的树脂组合物构成。纤维状增强材料优选为以15质量%以上且35质量%以下的比例添加于树脂组合物中的、纤维直径为6μm以上且8μm以下的碳纤维。作为碳纤维,优选使用将丙烯腈纤维烧成而成的PAN系碳纤维。聚酰胺9T可以通过在クラレ(株)的PA9T“ジェネスタ(注册商标)”中添加东丽(株)的碳纤维“トレカ(注册商标)中间纤维”而得到。
保持架310也可以由包含聚酰胺10T(PA10T)和纤维状增强材料的树脂组合物构成。纤维状增强材料优选为以20质量%以上且50质量%以下的比例添加至树脂组合物中的、纤维直径为6μm以上且13μm以下的玻璃纤维、或以20质量%以上且35质量%以下的比例添加至树脂组合物中的、纤维直径为5μm以上且9μm以下的碳纤维。进而,保持架310优选含有碘化铜和碘化钾中的至少一种作为碘化物系热稳定剂。作为聚酰胺10T,可以使用ユニチカ(株)的“XecoT(注册商标)”的含玻璃纤维的聚酰胺。
作为保持架310的制造方法,可例示利用模具进行注射成形的方法、利用3D打印机进行制造的方法。在使用注射成形法的情况下,在成形模具内形成与作为成形体的轴承用保持架对应的环状的型腔,从在该型腔的周缘部设置的树脂注射浇口注入熔化的树脂材料(热塑性树脂),将该树脂材料冷却固化,由此制造保持架310。
接着,说明冠型保持架310的结构。如图71和图72所示,冠型保持架310具备圆环状的主部320和从主部320的上表面沿周向以规定的间隔在轴向上突出的多个柱部330。另外,冠型保持架310具有分别形成在相邻的柱部330、330之间且能够保持滚珠6的多个球面形状的兜孔340。
进而,冠型保持架310在柱部330的轴向的端部,具有以面向各兜孔340的轴向开口的方式在轴向上突出的一对爪部331。爪部331的兜孔340侧与兜孔340的面平滑地连接,爪部331的与兜孔340相反的一侧经由连接部333与柱部330一体地连接。
当以柱部330为中心观察时,一对爪部331、331形成为从一个柱部330的周向的两端部突出。另一方面,当以兜孔340为中心观察时,一对爪部331、331隔着兜孔340相邻,一对爪部331、331的末端部331A、331A彼此在周向上隔开间隔地配置。在隔着兜孔340相邻的两个爪部331、331的末端部331A、331A彼此之间设置有入口部341,该入口部341具有比滚珠6的直径短的宽度且用于插入滚珠6。隔着兜孔340相邻的两个爪部331、331保持滚珠6,由此防止保持架310从外圈5与内圈3之间沿轴向脱落。
另外,在本实施方式中,平面状的底面(背面、另一个侧面)322在主部320中被划定为与形成有柱部330的一侧的面(主部320的上表面)在轴向上位于相反侧。并且,在主部320的底面322设置有沿轴向突出的部分。即,作为突出部的至少一个突起324形成为从底面322沿轴向突出。在本实施方式中,多个突起324在冠型保持架310的周向上以规定的间隔形成在底面322上。特别是各突起324形成于周向上的与兜孔340对应的位置。
在组装滚珠轴承1时,将保持架310插入具有内圈3、外圈5以及滚珠6的滚珠轴承1。这样,如图72和图73所示,能够看作与在支承底面322的治具350将保持架310固定于规定位置的状态下将滚珠6压入保持架310的模型相同。由于入口部341的宽度比滚珠6的直径短,因此爪部331向周向外侧扩宽,在爪部331、连接部333产生变形所伴随的应力、应变。
现有的保持架在底面未形成本实施方式的突起324,底面整体以与治具面接触的状态被保持。若在该状态下压入滚珠,则保持架能够变形的部分仅成为爪部,在爪部、连接部产生过大的应力、应变,有可能使保持架310的寿命降低。
为了应对上述课题,将扩宽爪部的范围限定为能够抑制保持架的寿命降低的程度地来进行滚珠向兜孔的插入作业。然而,根据该方法,保持架中利用的树脂材料的伸长率越小,则需要将入口部的直径设定得越宽。若使入口部的直径取得太宽,则在受到轴向的振动时,保持架从滚珠脱离的可能性增大。
另一方面,第十一实施方式的保持架310具有以从底面322沿轴向突出的方式形成的突起324,该突起324形成于周向上的与兜孔340对应的位置。如图72所示,突起324的末端部与治具350接触,在保持架310的底面322与治具350之间确保间隙g。若从该状态将滚珠6插入保持架310的兜孔340,则如图73的箭头所示,两个爪部331、331沿周向打开,并且还包括连接部333在内的兜孔340、340间的部位以突起324的末端部为支点向治具350的方向变形。通过该变形作用,能够利用保持架310的整体来分散应力、应变,与现有的保持架相比,能够减小在爪部331、连接部333产生的应力、应变,进而能够防止保持架310的寿命降低。
另外,根据第十一实施方式的保持架310,在插入滚珠6时,能够使兜孔340、340之间的部位较大地变形,从而扩宽两个爪部331、331之间的入口部341,因此即使使用伸长率较少的树脂材料,也不需要增大入口部341的直径。因此,即使在受到轴向的振动时,也能够抑制保持架310从滚珠6即滚珠轴承1脱离。
突起324的突出高度越高,使爪部331、连接部333变形的效果越大。然而,如图80所示,在保持架310组装于滚珠轴承1而使用时,保持架310的底面322一般与屏蔽板7等那样的其他对置部件370在轴向上对置,因此若突起324的突出高度过高,则突起324有可能与对置部件370接触。因此,如图74所示,突起324的从底面322起的轴向上的突出高度a优选设定为比从底面322到对置部件370的轴向距离b小(a<b)。通过这样构成滚珠轴承1中的在保持架310设置的突起324与屏蔽板7(或密封件)的关系,能够避免轴承旋转时的突起324与屏蔽板7(或密封件)的摩擦,抑制保持架的磨损。
另外,如图74所示,突起324、特别是突起324的末端部优选在底面322上形成于周向的兜孔340的中心线L上的位置P1。通过在该位置形成突起324,兜孔340的两侧的部位均等地变形,滚珠6向兜孔的插入作业变得顺畅。
(第十二实施方式)
图75示出第十二实施方式的冠型保持架310。在本实施方式中,在底面322形成有在轴向上倾斜的至少两个倾斜面325、325来代替突起324作为突出部,并且两个倾斜面325、325交叉而形成有顶部327。根据本实施方式,在如图72、图73所示的保持架310向轴承的组装作业时,顶部327与治具350接触,在保持架310的底面322与治具350之间确保间隙g(参照图72、图73)。因此,能够得到与第十一实施方式同等的效果。
倾斜面325被划定在顶部327与在轴向上距顶部327最远的底部329之间。即,倾斜面325向在周向上随着从顶部327朝向底部329而在轴向上向接近柱部330的方向倾斜。从底部329至顶部327的倾斜面325的轴向上的倾斜高度c(轴向高度)越高,使爪部331、连接部333变形的效果越大。然而,如图80所示,在保持架310组装于滚珠轴承1而使用时,保持架310的底面322一般与屏蔽板7等那样的其他对置部件370在轴向上对置,因此若倾斜面325的倾斜高度c过高,则顶部327有可能与对置部件370接触。因此,如图75所示,倾斜面325的倾斜高度c优选设定为比从底部329到对置部件370的轴向距离b小(c<b)。
另外,如图75所示,顶部327优选在底面322上形成于周向上的的兜孔340的中心线L上的位置。通过使顶部327形成于该位置,兜孔340的周向两侧的部位均等地变形,滚珠6向兜孔340的插入作业变得顺畅。
另外,在使用保持架310时底面322与其他对置部件370对置时,规定了分别位于兜孔340与在周向上相邻的其他两个兜孔340之间的中间位置M上的底面322的两个底面中间位置P2、和对置部件370的周向上的位于兜孔340的中心线L上的对置部件中心位置P3。在该状态下,两个倾斜面325、325及顶部327优选位于在周向上由线段P2-P2和两个线段P2-P3、P2-P3包围的区域。这是因为,若两个倾斜面325、325及顶部327形成于该区域外,则在如图72、图73所示的保持架310向轴承的组装作业时,无法确保治具350与保持架310的充分的间隙,有可能阻碍保持架310的平滑的变形。
另外,在该实施方式中,在形成柱部330的各周向位置,从底面322朝向柱部330形成有减重部322a。
(第十三实施方式)
图76示出第十三实施方式的冠型保持架310。在本实施方式中,作为突出部的两个突起324、324是与周向的兜孔340对应的位置,但在周向上的从兜孔340的中心线L上的位置偏离的位置,相对于中心线L对称地形成。根据这样的方式,在图72、图73的作业时两个突起324、324与治具350接触,因此能够以稳定的状态使保持架310变形。另外,兜孔340的周向两侧的部位均等地变形,滚珠6向兜孔340的插入作业变得顺畅。另外,突起324的数量并不限定于两个,能够设置任意的多个突起324。
在本实施方式中,也与第十二实施方式中说明的同样地,优选多个突起324在周向上位于由线段P2-P2和两个线段P2-P3、P2-P3包围的区域。这是因为,若多个突起324、324形成于该区域外,则在如图72、图73所示的保持架310向轴承的组装作业时,无法确保治具350与保持架的充分的间隙,有可能阻碍保持架310的平滑的变形。
此外,在第十一实施方式的冠形保持架310中,也与第十二及第十三实施方式同样地,突起324优选位于在周向上由线段P2-P2和两个线段P2-P3、P2-P3包围的区域。
(第十四实施方式)
图77示出第十四实施方式的冠型保持架310。在本实施方式中,作为突出部的突起324是平坦状的突起,具有平面状的末端面。在图示的例子中,突起324的周向宽度与兜孔340的周向宽度大致相等,但也可以适当增减。根据这样的方式,在如图72、图73所示的保持架310向轴承的组装作业时,突起324的平面状的末端面与治具350接触,因此能够以稳定的状态使保持架310变形。另外,在本实施方式中,也与第十二及第十三实施方式中说明的同样,优选平坦状的突起324在周向上位于由线段P2-P2和两个线段P2-P3、P2-P3包围的区域。这是因为,若平坦状的突起324形成于该区域外,则在如图72、图73所示的保持架310向轴承的组装作业时,无法确保治具350与保持架310的充分的间隙,有可能阻碍保持架310的变形。
另外,如图78所示,突起324优选在周向上形成于区域d所示的两个连接部333之间。即,突起324在周向上配置于与兜孔340、一对爪部331、331、连接部333重叠的位置。这是因为,若突起324形成于该区域外,则在如图72、图73所示的保持架310向轴承的组装作业时,保持架310被顶起,有可能抑制保持架310的变形。另外,图78使用第十四实施方式的结构进行了说明,但第十一实施方式(参照图71至图74)和第十三实施方式(参照图76)的突起324也同样优选在周向上形成于两个连接部333之间。
突起324不需要在径向上的内径面311与外径面312之间相连,如图79所示,也可以在径向上的内径面311与外径面312之间局部地形成。
本发明的突出部只要是在周向上的与兜孔340对应的位置从底面322突出的部分即可,突出部的具体的形状没有特别限定。作为突出部,列举了如图71至图74、图76所示的末端为曲面的突起、如图77、图78所示的平坦的突起、如图75所示的由两个倾斜面构成的顶部,但也可以是侧面具有弯曲的弯曲面(拱形面)的突起等。另外,倾斜面325也不仅是直线的倾斜面,也可以是弯曲的倾斜面。倾斜面325、325交叉形成的顶部327也可以是弯曲面。
如此,本发明并不限于上述的实施方式,本领域技术人员将实施方式的各结构相互组合或根据说明书的记载以及公知的技术进行变更、应用也是本发明预计之内的,包含在要求保护的范围内。
本申请基于2021年1月18日申请的日本专利申请特开2021-005914、2021年1月18日申请的日本专利申请特开2021-005915、2021年3月15日申请的日本专利申请特愿2021-041572,其内容在此作为参照而被取入。
符号说明
1滚珠轴承、2内圈滚道、3内圈、4外圈滚道、5外圈、6滚珠、7屏蔽板(对置部件)、10滚珠轴承用冠型保持架、20主部、21上表面、23凹面、24内周面、25外周面、26底面、27开口部、28第一凸部、29第二凸部、29A根部、29B末端面、30柱部、31爪部、31A末端部、31B周向第一面、31C周向第二面、31D外周面、31E内周面、33连接部、33A上表面、40兜孔、41入口部、210滚珠轴承用冠型保持架、220主部、221上表面、223凹面、224内周面、225外周面、226底面、226A径向内侧部分、226B径向外侧部分、226C径向最外侧部、226D径向最内侧部、228凸部、230柱部、231爪部、231A末端部、231B周向第一面、231C周向第二面、231D外周面、231E内周面、231F最末端部、233连接部、240兜孔、241兜孔开口部、241A兜孔开口直径、241B径向最外侧部、241C径向最内侧部、250板状部件、310滚珠轴承用冠型保持架、311内径面、312外径面、320主部、322底面、322a减重部、324突起(突出部)、325倾斜面、327顶部(突出部)、329底部、330柱部、331爪部、333连接部、340兜孔、341入口部、350治具、370对置部件
Claims (39)
1.一种滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,具备:
圆环状的主部;
多个柱部,多个所述柱部从所述主部沿周向以规定的间隔在轴向上突出;以及
球面形状的兜孔,所述兜孔形成于相邻的所述柱部之间且能够保持滚珠,其中,
所述柱部具有:一对爪部,一对所述爪部的末端部彼此隔开间隔地配置;和连接部,所述连接部将一对所述爪部连接,
在所述主部的底面设置有沿轴向突出的部分。
2.根据权利要求1所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在所述主部的所述底面的径向外侧部设置有沿轴向突出的第一凸部,
所述第一凸部的至少一部分在周向以及径向上与所述兜孔重叠。
3.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在构成所述兜孔的相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有入口部,所述入口部具有比所述滚珠的直径短的宽度且用于插入所述滚珠,
所述兜孔的球状凹面的曲率半径比所述滚珠的滚动面的曲率半径大,
所述爪部的外径D1比所述主部的外径D2小,
所述爪部的径向宽度t1为所述主部的径向宽度t2的1/2以下,
从所述柱部的所述连接部的上表面到所述主部的所述底面的轴向宽度H1为所述滚珠轴承用冠型保持架的轴向宽度H2的1/2以下。
4.根据权利要求2所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述第一凸部在所述主部的所述底面的径向外侧部遍及整周地设置。
5.根据权利要求2或4所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在所述主部的所述底面设置有沿轴向突出的第二凸部,
所述第二凸部的至少一部分在周向以及径向上与所述兜孔重叠,
所述第一凸部从所述第二凸部进一步沿轴向突出。
6.根据权利要求5所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
设置有所述第二凸部的径向范围以及周向范围与设置有构成所述兜孔的所述主部的凹面的径向范围以及周向范围大致相同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在所述主部中,在相邻的所述兜孔之间设置有开口部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
从所述柱部的所述连接部的上表面到所述主部的底面的轴向宽度H1比所述兜孔的底部的所述主部的轴向宽度H3大。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
从所述主部侧越朝向所述爪部的末端部侧去,所述爪部的径向宽度越变小。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述爪部具有构成所述兜孔的周向第一面和与所述周向第一面相反的一侧的周向第二面,
在构成所述兜孔的相邻的两个所述爪部中,从所述主部侧越朝向所述爪部的末端部侧去,两个所述周向第二面之间的周向距离越小。
11.根据权利要求1所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在构成所述兜孔的相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有兜孔开口部,所述兜孔开口部具有比所述滚珠的直径小的兜孔开口直径,并且用于朝向与所述轴向一侧相反的方向即轴向另一侧插入所述滚珠,
在所述爪部的末端部中,将构成所述兜孔开口部且在所述滚珠朝向所述轴向另一侧插入时最初接触的部分作为最末端部,
在所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置的情况下,与比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的径向内侧部分相比,所述主部的底面在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的径向外侧部分处向所述轴向另一侧突出,
在所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置的情况下,与比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的径向外侧部分相比,所述主部的底面在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的径向内侧部分处向所述轴向另一侧突出。
12.根据权利要求11所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述爪部的最末端部在径向上呈平坦状延伸,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧或径向外侧的位置。
13.根据权利要求12所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置,
在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部,
所述凸部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
14.根据权利要求12所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置,
在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部,
所述凸部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
15.根据权利要求12所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置,
所述主部的底面是随着从径向内侧朝向径向外侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面,
所述底面的倾斜面的径向最外侧部配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
16.根据权利要求12所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置,
所述主部的底面是随着从径向外侧朝向径向内侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面,
所述底面的倾斜面的径向最内侧部配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
17.根据权利要求11所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述兜孔开口部随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧突出,从而所述最末端部位于所述兜孔开口部的径向最外侧部,
所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
18.根据权利要求17所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述主部的底面是随着从径向外侧朝向径向内侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面,
所述底面的倾斜面的径向最内侧部配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
19.根据权利要求17所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部,
所述凸部的整体配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
20.根据权利要求11所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述兜孔开口部随着从径向外侧朝向径向内侧而向轴向一侧突出,从而所述最末端部位于所述兜孔开口部的径向最内侧部,
所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。
21.根据权利要求20所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述主部的底面是随着从径向内侧朝向径向外侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面,
所述底面的倾斜面的径向最外侧部配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
22.根据权利要求20所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部,
所述凸部的整体配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。
23.如权利要求13、14、19、22中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述凸部的至少一部分在周向及径向上与所述兜孔重叠。
24.根据权利要求23所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述凸部在所述主部的所述底面遍及整周地设置。
25.根据权利要求1所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在隔着所述兜孔相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有入口部,所述入口部具有比所述滚珠的直径小的宽度且用于插入所述滚珠,
至少一个突出部在周向上的与所述兜孔对应的位置形成为从所述主部的底面在轴向上突出。
26.根据权利要求25所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在使用所述滚珠轴承用冠型保持架时,所述底面与其他对置部件对置,
所述突出部在轴向上的突出高度比从所述底面到所述其他对置部件的轴向距离小。
27.根据权利要求25或26所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述突出部形成在周向上的所述兜孔的中心线上的位置。
28.根据权利要求25或26所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
多个所述突出部在从周向上的所述兜孔的中心线上的位置偏离的位置相对于所述中心线对称地形成。
29.根据权利要求25至28中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在使用所述滚珠轴承用冠型保持架时,所述底面与其他对置部件对置,
规定了分别位于所述兜孔与在周向上相邻的其他两个兜孔之间的中间位置上的所述底面的两个底面中间位置P2、和所述其他对置部件的周向上的位于所述兜孔的中心线上的对置部件中心位置P3,
所述突出部的末端部位于在周向上由线段P2-P2和两个线段P2-P3包围的区域。
30.根据权利要求25至29中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述突出部在周向上形成于所述入口部的宽度的区域。
31.根据权利要求1所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在隔着所述兜孔相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间,设置有入口部,所述入口部具有比所述滚珠的直径小的宽度且用于插入所述滚珠,
在所述主部的底面形成有在轴向上倾斜的至少两个倾斜面,所述两个倾斜面交叉而形成顶部。
32.根据权利要求31所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
使用所述滚珠轴承用冠型保持架时,所述底面与其他对置部件对置,
所述倾斜面被划定在所述顶部与在轴向上距所述顶部最远的底部之间,
所述倾斜面的轴向的倾斜高度比从所述底部到所述其他对置部件的轴向距离小。
33.根据权利要求31或32所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述顶部形成于周向上的所述兜孔的中心线上的位置。
34.根据权利要求31至33任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
在使用所述滚珠轴承用冠型保持架时,所述底面与其他对置部件对置,
规定了分别位于所述兜孔与在周向上相邻的其他两个兜孔之间的中间位置上的所述底面的两个底面中间位置P2、和所述其他对置部件的周向上的位于所述兜孔的中心线上的对置部件中心位置P3,
两个所述倾斜面在周向上位于由线段P2-P2和两个线段P2-P3包围的区域。
35.根据权利要求1至34任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述滚珠轴承用冠型保持架由热塑性树脂构成。
36.根据权利要求1至34任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述滚珠轴承用冠型保持架由添加有纤维状强化材料的热塑性树脂构成。
37.根据权利要求1至34中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架其特征在于,
所述滚珠轴承用冠型保持架由包含聚酰胺9T和纤维状增强材料的树脂组合物构成。
38.根据权利要求1至34中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架,其特征在于,
所述滚珠轴承用冠型保持架由包含聚酰胺10T和纤维状增强材料的树脂组合物构成。
39.一种滚珠轴承,其特征在于,具备:
外圈;
内圈;
多个所述滚珠,多个所述滚珠配置于所述外圈与所述内圈之间;以及
权利要求1至38任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架。
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