DE102005046161A1

DE102005046161A1 - Kunstharzkäfig, Rillenkugellager und Kugellager

Info

Publication number: DE102005046161A1
Application number: DE102005046161A
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Kuwana Naito; Hikaru Kuwana Ishida; Hideaki Kuwana Tanaka; Naoaki Kuwana Tsuji
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2006-03-30

Abstract

Es wird ein Rillenkugellager bereitgestellt, das in der Lage ist, die Reibung an einem Wälzelement, einem Käfig und einem Außenring zu verringern und auch das Erwärmungsausmaß zu verringern. Der Käfig (4) beinhaltet zwei aus Harz bestehende ringförmige Körper (6, 6). Jeder der zwei ringförmigen Körper (6, 6) hat eine solche Form, dass ein kreisbogenförmiger Taschenwandungsteil (7), der eine halbkugelförmige Taschenfläche (7a) aufweist, und ein Verbindungsplattenteil (8), der sich von einem Ende des Taschenwandungsteils (7) aus in Umfangsrichtung erstreckt, abwechselnd in Umfangsrichtung vorgesehen sind. Die beiden ringförmigen Körper (6, 6) sind miteinander derart kombiniert, dass die Verbindungsplattenteile (8) miteinander so verbunden sind, dass eine Tasche (9) gebildet wird, um eine Kugel (3) zwischen den Taschenflächen (7a) zu halten. Ein Innenring (2) ist konfiguriert, um zu rotieren. Das Rillenkugellager ist konfiguriert, um den Käfig (4) zu führen, während ein Außendurchmesser-seitiger Abschnitt der Taschenfläche (7a) des Käfigs (4) mit der Kugel (3) in Kontakt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kunstharzkäfig, ein Rillenkugellager und ein Kugellager. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Kunstharzkäfig, ein Rillenkugellager und ein Kugellager, die jeweils hohe Zuverlässigkeit aufweisen.

Technischer Hintergrund

Ein Rillenkugellager ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentpublikation Nr. 2003-343567 offenbart. Das in dieser Publikation beschriebene Rillenkugellager ist eines vom Wälzelementführungstyp, welches einen Käfig unter Verwendung eines Wälzelementes (Kugel) führt. Jedoch findet sich in dieser Publikation keine spezielle Beschreibung, ob das Rillenkugellager von einem Typ ist, bei dem ein Käfig geführt wird, während ein Innendurchmesser-seitiger Abschnitt einer Taschenfläche des Käfigs mit einem Wälzelement in Kontakt ist (Innendurchmesser-Rückhaltetyp), oder von einem Typ ist, bei dem der Käfig geführt wird, während ein Außendurchmesser-seitiger Abschnitt der Taschenfläche des Käfigs mit dem Wälzelement in Kontakt ist (Außendurchmesser-Rückhaltetyp).

Im Allgemeinen wird ein Lager (zum Lagern eines Rotors) eines Motors für eine Innenringrotation verwendet. Ebenso ist im Allgemeinen ein Käfig, der für die Lagerung (zum Lagern eines Rotors) eines Motors verwendet wird, vom Wälzelementführungstyp und von dem Typ, bei dem der Käfig geführt wird, während der Innendurchmesser-seitige Abschnitt der Taschenfläche des Käfigs mit dem Wälzelement in Kontakt ist (Innendurchmesser-Rückhaltetyp).

Jedoch bewirkt eine Kombination der Innenringrotation und des Innendurchmesser-Rückhaltetyps das Problem, dass die Reibung am Wälzelement, am Käfig und am Außenring groß wird und das Erwärmungsausmaß zunimmt. Nachfolgend wird ein Mechanismus beschrieben, der die Vergrößerung des Erwärmungsausmaßes betrifft.

Ein Käfig rotiert im Allgemeinen derart, dass ein Abschnitt, der sich in einer Lagerlastzone einer Taschenfläche befindet und sich in Rotationsrichtung vorwärtsbewegt, in Gleitkontakt mit einem Wälzelement ist und eine Antriebskraft von dem Wälzelement erhalten wird.

Falls ein Käfig 4 vom Innenring-Rückhaltetyp wie dargestellt in 21 ist, drückt eine Kraft F1a, die von einem Wälzelement 3a in einem Antriebsteil 1A des Käfigs 4 auf dem Käfig 4 einwirkt, mittels des Käfigs 4 ein Wälzelement 3b, das nicht über eine Käfigantriebskraft verfügt, gegen einen stationären Außenring 1. Dabei wirkt ein Rückhalteteil B1 des Käfigs 4 als eine Bremse relativ zur Drehung des Wälzelementes 3b; daher wirkt das Wälzelement 3b, das gegen den Außenring 1 gedrückt wird, bezüglich der Drehung des Käfigs 4 als Bremse (F1b). Als Ergebnis wirken die Kräfte F1a und F1b in Vorwärts- und in Rückwärtsrichtung auf den Kä4, und die auf den Antriebsteil A1 einwirkende Kraft ist größer als die Bremskraft am Rückhalteteil B1, so dass die Antriebskraft am Antriebsteil A1 noch größer wird. Da die Reibungskräfte am Antriebsteil A1 und am Rückhalteteil B1 wie zuvor beschrieben zunehmen, nimmt das Erwärmungsausmaß zu.

Da außerdem das Wälzelement 3b gegen den stationären Außenring 1 gedrückt wird, kommt das Wälzelement 3b nicht in Kontakt mit einem Innenring 2, bei dem es sich um einen rotierenden Ring handelt. Als Ergebnis kann das Wälzelement 3b kein Drehmoment vom Innenring 2 erhalten. Demgemäß steht zu befürchten, dass durch den Außenring 1 und den Rückhalteteil B1 Wärme erzeugt wird, und zwar bedingt durch die Reibungskraft des Wälzelementes 3b, dessen Rotation und Umlaufbewegung gebremst werden.

Ein Motorlager ist für gewöhnlich von einem vorab mit Fett geschmierten Typ. Daher wird, wenn das Erwärmungsausmaß im Motorlager zunimmt, das Fett beeinträchtigt, so dass die Lagerlebensdauer (Motorlebensdauer) kurz wird. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit größer ist, ist das Erwärmungsausmaß größer; daher werden die zuvor erwähnten Probleme manifest.

Weiter kann die Erwärmung des Lagers als Erwärmung betrachtet werden, die durch die Reibung im Inneren des Lagers bedingt ist. Falls das Erwärmungsausmaß groß ist, ist die Reibungskraft im Inneren des Lagers ebenfalls groß. Falls die Reibungskraft groß ist, ist das Lagerdrehmoment groß, so dass das Problem auftritt, dass die Energieverluste im Motor groß werden.

Als Kunstharzkäfig ist ein solcher bekannt, der in der offengelegten japanischen Patentpublikation Nr. 2003-343571 offenbart ist. Dieser Käfig beinhaltet zwei ringförmige Körper, welche einander in Axialrichtung zugewandt sind. In einer gegenüberliegenden Fläche eines jeden ringförmigen Körpers sind halbkugelförmige Taschen, die jeweils eine Kugel aufnehmen, in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet. Eine Eingreifklinke, die in axialer Richtung vorsteht, und ein Eingreifloch, das sich mit der Eingreifklinke in Eingriff befindet, sind zwischen den benachbarten Taschen ausgebildet.

Da jedoch dieser Käfig kein Fettreservoir in einer Taschenfläche aufweist, wird an der Kugel anhaftendes Fett an einer Kante der Tasche abgestreift. Als Ergebnis wird der Schmierungszustand zwischen der Kugel und dem inneren und dem äußeren Ring in einigen Fällen schlecht.

Wenn der DN-Wert (Produkt aus Lagerinnendurchmesser und Drehzahl) 350.000 überschreitet, so dass es den Bereich einer Hochgeschwindigkeitsrotation erreicht, erfolgen starke Kollisionen der Kugel mit der Taschenfläche, und eine Kraft, welche die ringförmigen Körper zu trennen versucht, wirkt auf die Eingreifklinken ein. Durch das Wiederholen der zuvor erwähnten Aktionen entsteht ein Verschleiß der Eingreifklinken, so dass in einigen Fällen zwischen den zwei ringförmigen Körpern ein Spiel erzeugt wird. Falls das Spiel erzeugt wird, treten die folgenden Probleme auf. Die Tasche wird bedingt durch das Spiel verformt, und die Reibung zwischen der Taschenfläche und der Kugel wird groß, so dass der Rotationswiderstand beim Innenring groß wird. Außerdem wird die Taschenfläche rasch verschlissen, so dass ein Abriebpulver erzeugt wird, welches die Degradation des Fettes beschleunigt. Weiter treten starke Kollisionen der Kugel mit der Taschenfläche auf, so dass eine Reibungskraft erzeugt wird, die eine Temperatur des Lagers rasch anhebt.

INHALT DER ERFINDUNG

Daher ist es ein Ziel der Erfindung, ein Rillenkugellager bereitzustellen, das in der Lage ist, die Reibung an einem Wälzelement, einem Käfig und einem Außenring auf einen kleinen Wert zu senken, und ebenfalls das Erwärmungsausmaß auf einen kleinen Wert abzusenken.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Kugellager bereitzustellen, bei welchem eine Eingreifklinke eines Kunstharzkäfigs sogar im Bereich einer Hochgeschwindigkeitsrotation kaum verschlissen wird.

Es ist noch ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Kunstharzkäfig bereitzustellen, bei dem ein Abriebpulver und eine Reibungswärme, die bedingt durch einen Kontakt mit einer Kugel erzeugt werden, sogar im Bereich einer Hochgeschwindigkeitsrotation kaum erzeugt werden, und der leicht zu montieren ist.

Ein Rillenkugellager gemäß der Erfindung beinhaltet: einen Innenring, einen Außenring, der auf einer Außenumfangsseite des Innenrings angeordnet ist, eine Mehrzahl von Kugeln, die zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind, einen Käfig, welcher jede der Mehrzahl von Kugeln hält, und Dichtungsplatten, die an beiden Enden eines ringförmigen Raumes angeordnet sind, der zwischen einem Innenumfang des Außenrings und einem Außenumfang des Innenrings gebildet ist. Dabei beinhaltet der Käfig zwei aus Harz hergestellte ringförmige Körper. Jeder der zwei ringförmigen Körper hat eine solche Form, dass ein kreisbogenför miger Taschenwandungsteil, der eine halbkugelförmige Taschenfläche aufweist, und ein Verbindungsplattenteil, der sich von einem Ende des Taschenwandungsteils aus in Umfangsrichtung erstreckt, abwechselnd in Umfangsrichtung vorgesehen sind. Die beiden ringförmigen Körper sind miteinander derart kombiniert, dass die Verbindungsplattenteile miteinander so verbunden sind, dass eine Tasche gebildet wird, um die Kugel zwischen den Taschenflächen zu halten. Das Rillenkugellager ist derart konfiguriert, dass der Innenring rotiert, und ist auch konfiguriert, um den Käfig zu führen, während ein Außendurchmesser-seitiger Abschnitt der Taschenfläche des Käfigs mit der Kugel in Kontakt ist.

Beim Rillenkugellager gemäß der Erfindung wird ein Außendurchmesser-Rückhaltetyp verwendet, bei dem der Käfig geführt wird, während der Außendurchmesser-seitige Abschnitt der Taschenfläche des Käfigs in Kontakt mit dem Wälzelement gebracht ist. Daher ist es möglich, eine Gleitbewegung zwischen jeweiligen Teilen, z. B. zwischen dem Käfig und dem Wälzelement, und zwischen dem Wälzelement und einem Laufring zu verringern, und eine Reibungswärme zu verringern, die durch die Gleitbewegung bedingt ist. Somit ist es möglich, eine Temperaturerhöhung im Lager während des Rotierens zu verringern. Weiter ist es möglich, eine Hochgeschwindigkeitsrotation und eine Vergrößerung der Langlebigkeit zu erzielen. Außerdem ist es möglich, den Energieverlust zu verringern.

Bei einem Rillenkugellager gemäß der Erfindung ist der Innenring vorzugsweise konfiguriert, um sich gemeinsam mit dem Rotor eines Motors zu drehen.

Somit ist es möglich, einen Motor zu erzielen, der in der Lage ist, eine Hochgeschwindigkeitsrotation, eine Vergrößerung der Langlebigkeit, und eine Verringerung von Energieverlusten zu erzielen.

Wie zuvor beschrieben, ist es mit dem Rillenkugellager gemäß der Erfindung möglich, die Reibung an einem Wälzelement, einem Käfig und einem Außenring auf einen kleinen Wert zu verringern; ein Erwärmungsausmaß auf einen kleinen Wert zu verringern; und eine Hochgeschwindigkeitsrotation und eine Erhöhung der Langlebigkeit zu erzielen; und einen Energieverlust zu verringern.

Ein Kugellager gemäß der Erfindung beinhaltet einen Kunstharzkäfig, der eine solche Struktur hat, dass halbkugelförmige Taschen zur Unterbringung von Kugeln in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Flächen von zwei ringförmigen Körpern ausgebildet sind, die einander in Axialrichtung zugewandt sind, eine Eingreifklinke, die in Axialrichtung vorsteht, zwischen den benachbarten Taschen eines jeden der ringförmigen Körper vorgesehen ist, und ein Eingreifloch, das sich mit der Eingreifklinke in Eingriff befindet, zwischen den benachbarten Taschen eines jeden der ringförmigen Körper ausgebildet ist, wobei der Kunstharzkäfig die Kugel hält, die zwischen einem Innenring und einem Außenring angeordnet ist, Dabei ist eine Durchmesserdifferenz zwischen der Tasche und der Kugel auf 1,0 bis 5,0 % des Durchmessers der Kugel festgelegt.

Beim Kugellager gemäß der Erfindung ist ein Durchmesserunterschied zwischen der Tasche und der Kugel auf 5,0 % oder weniger des Kugeldurchmessers festgelegt. Daher ist der Bewegungsspielraum der Kugel in der Tasche gering. Weiter ist, sogar wenn die Kugel mit der Taschenfläche kollidiert, der Stoß gering. Demzufolge erfolgt, sogar im Bereich einer Hochgeschwindigkeitsrotation, kaum ein Verschleiß der Eingreifklinke. Außerdem tritt, da die Durchmesserdifferenz zwischen der Tasche und der Kugel auf 1,0 % oder mehr des Kugeldurchmessers festgelegt ist, kaum eine durch Reibung zwischen der Taschenfläche und der Kugel bedingte Temperaturerhöhung im Lager auf.

Ein Kunstharzkäfig gemäß der Erfindung hat eine solche Struktur, dass halbkugelförmige Taschen zur Unterbringung von Kugeln in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Flächen von zwei ringförmigen Körpern ausgebildet sind, die einander in Axialrichtung zugewandt sind, eine Eingreifklinke, die in Axialrichtung vorsteht, zwischen den benachbarten Taschen eines jeden der ringförmigen Körper vorgesehen ist, und ein Eingreifloch, das sich mit der Eingreifklinke in Eingriff befindet, zwischen den benachbarten Taschen eines jeden der ringförmigen Körper ausgebildet ist. Dabei sind Vertiefungsteile, die jeweils als Fettreservoir dienen, an beiden Enden der Tasche eines jeden der ringförmigen Körper ausgebildet.

Dieser Kunstharzkäfig kann beispielsweise in ein Kugellager eingebaut sein, bei dem ein Käfig eine Kugel hält, die zwischen einem Innenring und einem Außenring platziert ist. Die Erfindung stellt auch ein derartiges Kugellager bereit. Bevorzugter weist das Kugellager die folgenden Konfigurationen auf.

(1) Die Axialbreite des ausgesparten Teils ist auf 20 % oder weniger bezogen auf den Kugeldurchmesser festgelegt.
(2) Die Umfangstiefe des Vertiefungsteils ist auf 5 bis 10 % bezogen auf den Kugeldurchmesser festgelegt.

Beim Kunstharzkäfig gemäß der Erfindung bewirkt Fett, das im vertieften Teil zurückgehalten wird, ein Schmieren der Kugel und der Taschenfläche, so dass eine Erzeugung eines Abriebpulvers oder von Reibungswärme im Bereich einer Hochgeschwindigkeitsrotation gehemmt wird. Wenn die beiden ringförmigen Körper so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, und dann in axialer Richtung ein Schub auf sie ausgeübt wird, kommt die Eingreifklinke mit dem Eingreifloch in Eingriff, so dass die zwei ringförmigen Körper miteinander verbunden werden. Somit kann der Käfig in einfacher Weise montiert werden.

Mit dem Kugellager gemäß der Erfindung ist es, wenn es als Lagerung zum Lagern eines Rotors eines Motors verwendet wird, möglich, eine Hochgeschwindigkeitsrotation zu erzielen, die Langlebigkeit zu vergrößern und den Energieverlust eines Motors durch Verringerung der Temperaturerhöhung im Lager zu verringern.

Die vorgehenden und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen klarer hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematischer Querschnitt, der eine Konfiguration eines Rillenkugellagers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines Käfigs des in 1 dargestellten Rillenkugellagers darstellt;
3 ist eine seitliche Draufsicht, welche den in 1 dargestellten Käfig teilweise darstellt;
4 ist eine vertikale Vorderansicht von 3;
5 stellt dar, dass bei dem Rillenkugellager gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Erwärmungsausmaß klein wird;
6 stellt Beispiel 1 eines Gestaltungsverfahrens dar, das einen Außendurchmesser-Rückhaltetyp verwendet;
7 stellt Beispiel 2 des Gestaltungsverfahrens dar, das den Außendurchmesser-Rückhaltetyp verwendet;
8 stellt eine Konfiguration eines weiteren Beispiels des Rillenkugellagers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar und entspricht einer seitlichen Draufsicht, die teilweise den in 1 dargestellten Käfig zeigt;
9 zeigt ein Testergebnis eines Lagers A (Außendurchmesser-Rückhaltetyp) gemäß einem Beispiel der Erfindung;
10 zeigt ein Testergebnis eines Lagers B (Innendurchmesser-Rückhaltetyp) gemäß einem Vergleichsbeispiel;
11 ist ein Querschnitt, der ein Kugellager gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt;
12 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die teilweise einen Käfig des Kugellagers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt;
13 ist eine Draufsicht, die einen ringförmigen Körper des Käfigs gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt;
14 ist ein vergrößerter Querschnitt, der teilweise den Käfig gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt;
15 ist ein Graph, der ein Messergebnis der Temperaturerhöhung bei einem Außenring bei Verändern eines DN-Wertes zeigt;
16 ist ein Querschnitt, der ein Rillenkugellager gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt;
17 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die teilweise einen Käfig des Kugellagers gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt;
18 ist eine Draufsicht, die einen ringförmigen Körper des Käfigs gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt;
19 ist ein vergrößerter Querschnitt, der teilweise den Käfig gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt;
20 ist ein vergrößerter Querschnitt, der teilweise den Käfig gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
21 stellt den Mechanismus dar, wie eine Erhöhung des Erwärmungsausmaßes durch eine Kombination einer Innenringrotation und eines Innenring-Rückhaltetyps erfolgt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Mit Bezug auf 1 beinhaltet ein Rillenkugellager einen Außenring 1, einen Innenring 2, eine Mehrzahl von Kugeln 3, einen Käfig 4 und eine Dichtungsplatte 5. Der Außenring 1 ist an einer Außenumfangsseite eines Innenrings 2 angeordnet. Die Mehrzahl von Kugeln 3 sind zwischen dem Außenring 1 und dem Innenring 2 angeordnet. Jede der Mehrzahl von Kugeln 3 wird durch den Käfig 4 gehalten. Öffnungen an beiden Enden in Axialrichtung eines ringförmigen Raumes, der zwischen einem Innenumfang des Außenrings 1 und einem Außenumfang des Innenrings 2 ausgebildet ist, sind mit Dichtungsplatten 5 wie beispielsweise Abschirmplatten verschlossen, die an beiden Enden des Innenumfangs des Außenrings 1 angebracht sind. Durch ein Schmierfett wird vorab eine Schmierung zwischen den Dichtungsplatten 5 hergestellt. Dabei ist der Innenring so konfiguriert, dass er sich zusammen mit einem Rotor eines Motors dreht und ist an einer mit dem Rotor verbundenen Welle 50 befestigt.
Mit Bezug auf die 2 bis 4 beinhaltet der Käfig 4 zwei ringförmige Körper 6, 6. Jeder der zwei ringförmigen Körper 6, 6 weist eine Wellenform auf, bei der ein kreisbogenförmiger Taschenwandungsteil 7 und ein Verbindungsplattenteil 8, der sich in Umfangsrichtung von einem Ende des Taschenwandungsteils 7 aus erstreckt, abwechselnd in Umfangsrichtung ausgebildet sind, und ist ein aus Kunstharz formgegossener Gegenstand. Beispiele eines Kunstharzmaterials beinhalten Polyamidharze, wie beispielsweise PA66 und PA46, und ein Kunstharz, wie beispielsweise ein Polyvinylsulfidharz, das eine sehr gute Gleiteigenschaft aufweist. Falls erforderlich, ist das Kunstharz mit einem Faserverstärkungsmaterial wie beispielsweise Glasfaser vermischt.
Eine halbkugelförmige Taschenfläche 7a, die sich entlang eines Außenumfangs der Kugel 3 erstreckt, ist an einem Innenumfang eines Taschenwandungsteils 7 ausgebildet. Kreisbogenförmige Flächen 7b sind an beiden Enden der Taschenfläche 7a vorgesehen.
Zwei ringförmige Körper 6, 6 sind derart kombiniert, dass jeweilige Taschenflächen 7a einander zugewandt sind, und sind durch Verbinden jeweiliger stumpf gegeneinander gestoßener Verbindungsplattenteile 8 integral miteinander verbunden. Eine Tasche 9 ist zwischen Taschenflächen 7a ausgebildet, die durch das Verbinden der ringförmigen Körper 6, 6 einander zugewandt sind, und ebenso ist ein nutförmiges Fettreservoir 10, das sich in Durchmesserrichtung des Käfigs erstreckt, zwischen den einander zugewandten kreisbogenförmigen Flächen 7b ausgebildet.
Bei der Verbindung von zwei ringförmigen Körpern 6, 6 sind Stiftlöcher 11 in den stumpf gegeneinander gestoßenen Verbindungsplattenteilen 8 ausgebildet. Die äußeren Enden einer in das Stiftloch 11 eingesetzten Niete 12 sind verstemmt.
Bei dieser Ausführungsform sei insbesondere angemerkt, dass das Rillenkugellager eines vom Außendurchmesser-Rückhaltetyp ist und dieses konfiguriert ist, um den Käfig 4 zu führen, während ein Außendurchmesser-seitiger Abschnitt der Taschenfläche 7a des Käfigs 4 mit der Kugel 3 in Kontakt ist.
Gemäß dieser Ausführungsform wird der Außendurchmesser-Rückhaltetyp verwendet; daher wird die Reibung am Wälzelement, am Körper und am Außenring klein, und das Erwärmungsausmaß kann auf einen geringen Wert abgesenkt werden. Nachfolgend wird ein Mechanismus beschrieben, der die Verringerung des Erwärmungsausmaßes betrifft.
Mit Bezug auf 5 wird, im Fall einer Verwendung eines Wälzelementführungskäfigs 4 vom Außendurchmesser-Rückhaltetyp für eine Rotation eines Innenrings, durch eine Kraft F2a, die von einem Wälzelement 3a in einem Antriebsteil A1 auf den Käfig 4 einwirkt, ein Wälzelement 3c, das über keine Käfigantriebskraft verfügt, mittels des Käfigs 4 gegen einen Innenring 2 gedrückt, der als rotierender Ring dient. Da sich der Innenring 2 dreht, wird das Wälzelement 3 gegen den Innenring 2 gedrückt, wodurch er zwangsweise beginnt, sich zu drehen.
In einem Fall, bei dem das Wälzelement 3 durch den Käfig 4 gegen den Innenring 2 gedrückt wird, so dass die Rotation des Wälzelementes 3c einem Bremsen unterliegt, erfolgt ein Umlaufen des Wälzelementes 3c gemeinsam mit dem Innenring 2. Demzufolge wird eine Reibungskraft in einer Richtung hinzugefügt, die in jedem Fall zum Umlaufen des Käfigs 4 beiträgt (F2b). In diesem Fall wirkt, anders als bei dem zuvor erwähnten Innendurchmesser-Rückhaltetyp, lediglich eine Kraft in Vorwärtsrichtung auf den Käfig 4 ein, so dass die Reibungskraft zwischen einem Rückhalteteil B1 und einem Antriebsteil A1 verringert wird. Demgemäß weist der Außendurchmesser-Rückhaltetyp einen Effekt einer Verringerung eines Wärmeausmaßes im Vergleich mit dem Innendurchmesser-Rückhaltetyp vor.
Wie zuvor beschrieben, ist der Käfig 4 derart gestaltet, dass eine Innendurchmesserfläche 41 und eine Außendurchmesserfläche 42 des Käfigs 4 nicht mit einer Außenumfangsfläche 2a des Innenrings 2 und einer Innenumfangsfläche 1a des Außenrings 1 in Kontakt kommen. Der Wälzelement-Führungstyp ist ausgebildet, um die Rotation des Käfigs 4 lediglich durch das Wälzelement 3 zu führen. Der Außendurchmesser-Rückhaltetyp wird verwendet. Weiter wird eine Rotation des Innenrings angewandt. Somit kann das Erwärmungsausmaß des Ringkugellagers auf einen kleinen Wert verringert werden.
Als nächstes werden Beispiele eines Gestaltungsverfahrens zur Verwendung des Außendurchmesser-Rückhaltetyps aufgeführt.
(Beispiel 1)
Mit Bezug auf 6 wird ein Teilkreisdurchmesser (PCD) Dr des Wälzelementes 3 im Wesentlichen gleich groß wie ein Teilkreisdurchmesser Dp einer Käfigtasche 9 gemacht. Mit den beiden Teilkreisdurchmessern, die als Begrenzung fungieren, wird eine Dicke A des Käfigs 4 auf einer Außendurchmesserseite der Begrenzung größer gemacht als eine Dicke 8 des Käfigs 4 auf einer Innendurchmesserseite der Begrenzung (A > B). Als Ergebnis besteht für einen Abstand (in radialer Richtung) zwischen dem Wälzelement 3 und der Taschenfläche 7a die Beziehung C < D, und zwar bei einem Außendurchmesserabschnitt C und einem Innendurchmesserabschnitt D. Mit dieser Gestaltung kann das Lager den Außendurchmesser-Rückhaltetyp anwenden.
(Beispiel 2)
Mit Bezug auf 7 ist der Teilkreisdurchmesser Dp der Käfigtasche 9 kleiner als der Teilkreisdurchmesser Dr des Wälzelementes 3. Mit dem als Begrenzung defi nierten Teilkreisdurchmesser Dr des Wälzelementes 3 ist die Dicke E des Käfigs 4 an einer Außendurchmesserseite der Begrenzung im Wesentlichen gleich groß wie die Dicke F des Käfigs 4 an einer Innendurchmesserseite der Begrenzung. Demzufolge besteht für den Abstand in Radialrichtung zwischen dem Wälzelement 3 und der Taschenfläche 7a die Beziehung G < H, und zwar bei einem Außendurchmesserabschnitt G und einem Innendurchmesserabschnitt H. Mit dieser Gestaltung kann das Lager den Außendurchmesser-Rückhaltetyp anwenden.
Das Rillenkugellager gemäß dieser Ausführungsform weist ebenfalls die folgenden Effekte vor.
Mit Bezug auf die 2 und 3 weisen zwei aus Kunstharz bestehende ringförmige Körper 6, welche den Käfig 4 bilden, jeweils eine Wellenform auf, bei welcher der kreisbogenförmige Taschenwandungsteil 7 und der Verbindungsplattenteil 8 abwechselnd und aufeinander folgend in Umfangsrichtung ausgebildet sind, so dass es möglich ist, einen ringförmigen Körper 6 zu erzielen, der herausragende Festigkeit aufweist. Demzufolge sind zwei ringförmige Körper 6 integral miteinander verbunden, so dass der Käfig 4 mit großer Steifigkeit ausgebildet werden kann. Somit unterliegt, sogar wenn sich das Lager mit hoher Drehzahl dreht, der Käfig 4 keiner Zentrifugalkraft-bedingten Verformung.
Demgemäß entsteht bei einer mit großer Drehzahl erfolgenden Rotation des Lagers kein starker Kontakt der Taschenfläche 7a mit dem Kugel 3, oder der Käfig 4 kommt nicht mit der Abdichtungsplatte 5 in Konflikt (1), so dass eine Wärmeerzeugung, die durch Reibung an der Kontaktstelle bedingt ist, verhindert werden kann, und die Temperaturerhöhung im Lager kann verringert werden. Zusätzlich wird der Drehwiderstand im Lager nicht erhöht, so dass der Außenring 1 und der Innenring 2 in äußerst leichtgängiger Weise relativ zueinander rotiert werden können.
Weiter sind kreisbogenförmige Flächen 7b (3, 4) an beiden Enden der Taschenfläche 7a ausgebildet und ein Fettreservoir 10 ist zwischen den kreisbogenförmigen Flächen 7a ausgebildet, die einander in Axialrichtung zugewandt sind, so dass zur Schmierung in das Fettreservoir 7 eingebrachtes Fett in vorteilhafter Weise den Kontaktabschnitt zwischen der Kugel 3 und der Taschenfläche 7a schmieren kann.
Da die kreisbogenförmigen Flächen 7b, die das Fettreservoir 10 bilden, an den beiden Enden der Taschenfläche 7a ausgebildet sind, handelt es sich beim ringförmigen Körper 6 um einen Gegenstand ohne Hinterschneidung. Daher kann der formgegossene ringförmige Körper aus einer geöffneten Form herausgenommen werden.
Dabei ist es, da die Taschenfläche 7a, welche die Tasche 7 bildet, durch Formgießen ausgebildet ist, möglich, eine Tasche 9 mit guter Abmessungsgenauigkeit zu erzielen. Daher kann das zwischen Kugel 3 und Tasche 9 vorhandene Spiel 13 (3) einer Tasche ohne Weiteres gesteuert werden.
Als nächstes wird ein weiteres Beispiel des Rillenkugellagers gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Mit Bezug auf 8 unterscheidet sich eine Konfiguration dieses Beispiels von der in den 1 bis 4 dargestellten Konfiguration in dem folgenden Punkt: Der Käfig 4 weist die Aussparungsteile 14 auf, die an beiden Enden der Taschenfläche 7a vorgesehen sind, und ein Fettreservoir 10 ist zwischen den Aussparungsteilen 14 ausgebildet, die einander in Axialrichtung zugewandt sind.
Weitere Konfigurationen sind den in den 1 bis 4 dargestellten und zuvor erläuterten Konfigurationen im Wesentlichen gleich; daher sind gleiche oder ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Wiederholung der Beschreibung erfolgt nicht.
Wie in 8 dargestellt, ist das Fettreservoir 10 durch die Ausbildung von Vertiefungsteilen 14 ausgebildet, wodurch es ein großes Aufnahmevermögen hat. Außerdem kann die Kontaktstelle zwischen der Kugel 3 und der Taschenfläche 7a in vorteilhafter Weise für einen langen Zeitraum geschmiert werden.
Nachfolgend wird das Ergebnis eines durchgeführten Vergleichstests beschrieben, um die Effekte der Erfindung darzulegen. Als Testkugellager wurden ein Lager A gemäß einem Beispiel der Erfindung und ein Lager B gemäß einem Vergleichsbeispiel vorbereitet. Ein Rillenkugellager, dessen Lagernummer im JIS (Japanischer Industriestandard) 6308 ist und das vom Außendurchmesser-Rückhaltetyp ist, wurde als Lager A gemäß dem Beispiel der Erfindung verwendet, und ein Rillenkugellager, dessen Lagernummer in JIS 6308 ist und das vom Innendurchmesser-Rückhaltetyp (herkömmlicher Typ) ist, wurde als Lager B des Vergleichsbeispiels verwendet.
Die Testbedingungen waren wie folgt: Radiallast Fr = 50 kgf, Axiallast Fa = 10 kgf (Federvorlast, und Drehzahl n = 3.000 bis 15.000 U/min). Weiter war der rotierende Ring der Innenring, und als Schmiermittel wurde Fett (Harnstofftyp) verwendet.
9 und 10 zeigen die aus dem Test erhaltenen Ergebnisse. 9 zeigt das Ergebnis eines Lagers A gemäß dem Beispiel der Erfindung (Außendurchmesser-Rückhaltetyp). 10 zeigt das Ergebnis des Lagers B gemäß dem Vergleichsbeispiel (Innendurchmesser-Rückhaltetyp). Wie aus den in 9 und 10 dargestellten Ergebnissen klar hervorgeht, betrug eine Temperaturerhöhung zum Zeitpunkt konstanter Temperatur, falls die Wellendrehzahl 15.000 U/min beträgt, ca. 33°C im Lager A gemäß dem Beispiel der Erfindung (Außendurchmesser-Rückhaltetyp), betrug jedoch ca. 50°C im Lager B gemäß dem Vergleichsbeispiel (Innendurchmesser-Rückhaltetyp). Daher ist die Temperaturerhöhung im Lager A gemäß dem Beispiel der Erfindung um ca. 20°C niedriger als die Temperatur im Lager B gemäß dem Vergleichsbeispiel. Somit wird ein geringer Temperaturerhöhungseffekt im Lager A gemäß dem Beispiel der Erfindung erzielt.
Das Rillenkugellager gemäß der Erfindung ist in vorteilhafter Weise insbesondere auf ein Lager anwendbar, das einen Rotor eines Motors lagert, der eine Rotation mit hoher Drehzahl, eine Vergrößerung der Langlebigkeit, und einen geringen Leistungsverlust erfordert.
Zweite Ausführungsform
Mit Bezug auf 11 beinhaltet ein Rillenkugellager gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung einen Innenring 101, einen Außenring 102, Kugeln 103, die zwischen den Innenring 101 und dem Außenring 102 eingebaut sind, und einen Käfig 104, welcher jede Kugel 103 hält. Ein Dichtelement 105 ist in dieses Kugellager eingebaut, um ein Auslaufen von Fett zu verhindern, dass zur Schmierung zwischen den Innenring 101 und den Außenring 102 eingebracht ist.
Der Käfig 104 beinhaltet zwei ringförmige Körper 106a und 106b, die einander in Axialrichtung zugewandt sind, wie in 12 dargestellt. Halbkugelförmige Taschen 107 sind auf gegenüberliegenden Flächen der ringförmigen Körper 106a bzw. 106b ausgebildet, um Kugeln 103 aufzunehmen. Die Taschen 107 sind in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet, wie in 13 dargestellt. Eine Eingreifklinke 108 und ein Eingreifloch 109 sind zwischen benachbarten Taschen 107 und 107 ausgebildet.
Die Tasche 107 weist einen Durchmesser A auf, der größer ist als ein Durchmesser B der Kugel 103, wie in 14 dargestellt, und eine Durchmesserdifferenz δ (= A-B) liegt innerhalb eines Bereiches von 1,0 bis 5,0 % des Durchmessers B der Kugel 3.
Wie in 12 dargestellt, ist die Eingreifklinke 108 des ringförmigen Körpers 106a so vorgesehen, dass sie in axialer Richtung von einer Anschlussfläche 110 vorsteht, die stumpf gegen eine Anschlussfläche 110 des ringförmigen Körpers 106b gestoßen wird. Dabei wird die Eingreifklinke 108 des ringförmigen Körpers 106a in das Eingreifloch 109 des ringförmigen Körpers 106b eingeführt. Ein Hakenteil 111 ist an einem äußeren Ende der Eingreifklinke 108 des ringförmigen Körpers 106a ausgebildet und ist mit einem gestuften Teil 112 in Eingriff, das an einer Innenfläche des Eingreiflochs 109 des ringförmigen Körpers 106b ausgebildet ist. Die Eingreifklinke 108 des ringförmigen Körpers 106b ist ebenfalls wie zuvor beschrieben ausgebildet, und ein Hakenteil 111 der Eingreifklinke 108, die in das Eingreifloch 109 des ringförmigen Körpers 106a eingesetzt ist, ist in Eingriff mit einem Stufenteil 112 im Eingreifloch 109 des ringförmigen Körpers 106a.
Jeder der ringförmigen Körper 106a und 106b ist ein aus Kunstharz bestehender Gegenstand. Beispiele für das Kunstharz können Kunstharze wie beispielsweise Polyamid (PA) und Polyphenylensulfid (PPS) beinhalten, die hervorragende Gleiteigenschaften haben. Falls erforderlich, ist das Kunstharz mit einem Faserverstärkungselement wie beispielsweise Glasfasern vermischt.
Dieses Rillenkugellager wird beispielsweise wie folgt zusammengebaut. Zuerst werden die Kugeln 103 zwischen den Innenring 101 und den Außenring 102 eingesetzt. Hierbei werden die Kugeln 103 in ihren Positionen so eingestellt, dass sie in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Als nächstes werden die ringförmigen Körper 106a und 106b so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, wobei die Kugeln 103 jeweiligen Taschen 107 zugehörig sind. Anschließend werden die ringförmigen Körper 106a und 106b nahe zueinander gebracht, und die Eingreifklinke 108 des ringförmigen Körpers 106a wird in das Eingreifloch 109 des ringförmigen Körpers 106b eingeführt, und ebenfalls wird die Eingreifklinke 108 des ringförmigen Körpers 106b in das Eingreifloch 109 des ringförmigen Körpers 106a eingeführt. Wenn die ringförmigen Körper 106a und 106b noch näher zueinander hin bewegt werden, so dass die Eingreifklinken 108 jeweils in die zugehörigen Eingreiflöcher 109 eingeführt werden, bis die Anschlussflächen 110 in Kontakt miteinander kommen, kommen die Hakenteile 111 der Eingreifklinken 108 in Eingriff mit Stufenteilen 112 der Eingreiflöcher 109; somit werden die ringförmigen Körper 106a und 106b miteinander verbunden.
Mit diesem Rillenkugellager ist, da die Durchmesserdifferenz δ zwischen der Tasche 107 und der Kugel 103 5,0 % oder weniger des Durchmessers B der Kugel 103 beträgt, der Bewegungsspielraum der Kugel 103 in der Tasche 107 gering. Weiter ist, sogar wenn die Kugel 103 mit der Innenfläche der Tasche 107 kollidiert, der Stoß gering. Demzufolge entsteht beim Hakenteil 111 der Eingreifklinke 108 sogar in einem hohen Drehzahlbereich kaum Verschleiß, und es wird kaum ein Spiel zwischen den ringförmigen Körpern 106a und 106b erzeugt. Da außerdem die Durchmesserdifferenz δ zwischen der Tasche 107 und der Kugel 103 1,0 % oder mehr des Durchmessers B der Kugel 103 beträgt, tritt kaum eine reibungsbedingte Temperaturerhöhung zwischen der Innenfläche der Tasche 107 und der Kugel 103 im Lager auf.
15 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einem DN-Wert (Produkt aus Lagerinnendurchmesser und Drehzahl) und einer Temperaturerhöhung in einem Außenring im Fall einer Änderung der Durchmesserdifferenz δ zwischen der Tasche 107 und der Kugel 103 von 0,5 % auf 5,0 %. Die folgenden Tatsachen gehen aus diesem Graph klar hervor. Bei einem Lager, das eine Durchmesserdifferenz δ von weniger als 1,0 % aufweist, erfolgt, wenn ein DN-Wert 400.000 übersteigt, eine rasche Zunahme der Temperatur in einem Außenring. Andererseits wird bei einem Lager, das eine Durchmesserdifferenz δ von 1,0 % oder mehr aufweist, sogar wenn ein DN-Wert 400.000 übersteigt, eine Temperaturerhöhung in einem Außenring gehemmt.
Bevorzugter sind in ringförmigen Körpern 106a und 106b vertiefte Teile 113, die jeweils als Fettreservoir dienen, an beiden Enden der Tasche 107 ausgebildet, wie in 14 dargestellt. Wenn der vertiefte Teil 113 als Fettreservoir ausgebildet ist, erfolgt durch im vertieften Teil 113 zurückgehaltenes Fett eine Schmierung der Kugel 103 und der Innenfläche der Tasche 107, so dass eine Erzeugung eines Abriebpulvers oder von Reibungswärme bedingt durch den Kontakt zwischen Kugel 103 und Käfig 104 weiter verringert wird.
Vorzugsweise ist das Eingreifloch 109 so angeordnet, dass es sich benachbart zur Eingreifklinke 108 befindet, wie in 12 dargestellt. Diese Anordnung macht es möglich, eine Gießform von einem hinterschnittenen Teil 114 der Eingreifklinke 108 durch das Eingreifloch 109 hindurch zu entfernen, was zu einem sehr einfachen Formgießvorgang der ringförmigen Körper 106a und 106b führt.
Außerdem kann, wenn die ringförmigen Körper 106a und 106b die gleiche Form haben, wie in 12 dargestellt, der Käfig 104 unter Verwendung eines einzigen Formgießwerkzeuges hergestellt werden, was in Bezug auf die Herstellungskosten vorteilhaft ist.
Dritte Ausführungsform
16 stellt ein Rillenkugellager gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung dar. Dieses Rillenkugellager beinhaltet einen Innenring 201, einen Außenring 202, Kugeln 203, die zwischen den Innenring 201 und dem Außenring 202 eingebaut sind, und einen Käfig 204, welcher jede Kugel 203 hält.
Der Käfig 204 beinhaltet zwei ringförmige Körper 205a und 205b, die einander in Axialrichtung zugewandt sind, wie in 17 dargestellt ist. Halbkugelförmige Taschen 206 sind jeweils auf gegenüberliegenden Flächen der ringförmigen Körper 205a bzw. 205b ausgebildet, um Kugeln 203 aufzunehmen. Die Taschen 206 sind in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet, wie in 18 dargestellt. Eine Eingreifklinke 207 und ein Eingreifloch 208 sind zwischen benachbarten Taschen 206 und 206 ausgebildet.
Wie in 17 dargestellt, ist die Eingreifklinke 207 des ringförmigen Körpers 205a so vorgesehen, dass sie in axialer Richtung von einer Anschlussfläche 209 vorsteht, die stumpf gegen eine Anschlussfläche 209 des ringförmigen Körpers 205b gestoßen wird. Dabei wird die Eingreifklinke 207 des ringförmigen Körpers 205a in das Eingreifloch 208 des ringförmigen Körpers 205b eingeführt. Ein Hakenteil 210 ist an einem äußeren Ende der Eingreifklinke 207 des ringförmigen Körpers 205a ausgebildet und ist mit einem gestuften Teil 211 in Eingriff, das an einer Innenfläche des Eingreiflochs 208 des ringförmigen Körpers 205b ausgebildet ist. Die Eingreifklinke 207 des ringförmigen Körpers 205b ist ebenfalls wie zuvor beschrieben ausgebildet, und ein Hakenteil 210 der Eingreifklinke 207, die in das Eingreifloch 208 des ringförmigen Körpers 205a eingesetzt ist, ist in Eingriff mit einem Stufenteil 211 im Eingreifloch 208 des ringförmigen Körpers 205a.
Vertiefungsteile 212, die jeweils einen L-förmigen Querschnitt haben, sind an beiden Enden der Tasche 206 ausgebildet. Ein vertieftes Teil 212 dient als Fettreservoir, wie in 19 dargestellt. Das im vertieften Teil 212 zurückgehaltene Fett sorgt für eine Schmierung der Kugel 203 und der Innenfläche der Tasche 206, so dass eine Erzeugung eines Abriebpulvers oder von Reibungswärme bedingt durch einen Kontakt zwischen der Kugel 203 und dem Käfig 204 gehemmt werden kann.
Jeder der ringförmigen Körper 205a und 205b ist ein aus Kunstharz bestehender Gegenstand. Beispiele für das Kunstharz können technische Kunststoffe wie beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS) beinhalten.
Dieses Rillenkugellager wird beispielsweise wie folgt zusammengebaut. Zuerst werden die Kugeln 203 zwischen den Innenring 201 und den Außenring 202 eingesetzt. Hierbei werden die Kugeln 203 in ihren Positionen so eingestellt, dass sie in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Als nächstes werden die ringförmigen Körper 205a und 205b so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, wobei die Kugeln 203 jeweiligen Taschen 206 zugehörig sind. Anschließend werden die ringförmigen Körper 205a und 205b nahe zueinander gebracht, und die Eingreifklinke 207 des ringförmigen Körpers 205a wird in das Eingreifloch 208 des ringförmigen Körpers 205b eingeführt, und ebenfalls wird die Eingreifklinke 108 des ringförmigen Körpers 205b in das Eingreifloch 208 des ringförmigen Körpers 205a eingeführt. Wenn die ringförmigen Körper 205a und 205b noch näher zueinander hin bewegt werden, so dass die Eingreifklinken 207 jeweils in die zugehörigen Eingreiflöcher 208 eingeführt werden, bis die Anschlussflächen 209 in Kontakt miteinander kommen, kommen die Hakenteile 210 der Eingreifklinken 207 in Eingriff mit Stufenteilen 211 der Eingreiflöcher 208; auf diese Weise werden die ringförmigen Körper 205a und 205b miteinander verbunden.
Wie zuvor beschrieben, kann der Käfig 204 mit einer einfachen Operation montiert werden, und zwar werden die ringförmigen Körper 205a und 205b einander zugewandt angeordnet und dann wird ein Schub in Axialrichtung auf sie ausgeübt.
Wenn der Käfig 204 verwendet wird, sorgt das im vertieften Teil 212 zurückgehaltene Fett für eine Schmierung der Kugel 203 und der Innenfläche der Tasche 206. Demzufolge wird ein Abriebpulver sogar in einem hohem Drehzahlbereich kaum erzeugt, und das Fett weist eine Beständigkeit gegenüber einer Degradation auf. Außerdem wird sogar im Bereich einer Hochgeschwindigkeitsrotation kaum Reibungswärme erzeugt und die Temperaturerhöhung wird verringert.
In ähnlicher Weise wie bei der zweiten Ausführungsform ist das Eingreifloch 208 vorzugsweise so angeordnet, dass es benachbart zur Eingreifklinke 207 liegt, wie in der Figur dargestellt. Diese Anordnung macht es möglich, eine Gießform von einem hinterschnittenen Teil 213 der Eingreifklinke 207 durch das Eingreifloch 208 hindurch zu entfernen, was zu einem sehr einfachen Formgießvorgang der ringförmigen Körper 205a und 205b führt.
Außerdem kann, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform, wenn die ringförmigen Körper 205a und 205b die gleiche Form haben, wie in der Figur dargestellt, der Käfig 204 unter Verwendung eines einzigen Formgießwerkzeuges hergestellt werden, was in Bezug auf die Herstellungskosten vorteilhaft ist.
Vorzugsweise ist die Axialbreite A eines in 20 dargestellten vertieften Teils 212 auf 20 % oder weniger bezogen auf den Durchmesser einer Kugel 203 festgelegt. Wenn die Breite A auf 20 % oder weniger festgelegt ist, tritt die Kugel 203 kaum in den vertieften Teil 212 ein. Demzufolge kann der Fettfluss im vertieften Teil 212 in vorteilhafter Weise aufrechterhalten werden.
Ebenfalls ist vorzugsweise die Umfangstiefe B des in 20 dargestellten vertieften Teils 212 auf 5 bis 10 % bezogen auf den Durchmesser der Kugel 203 festgelegt. Wenn die Tiefe B auf 5 % oder mehr festgelegt ist, kann das Fett im Vertiefungsteil 212 gleichmäßig fließen. Demzufolge können die Kugel 203 und die Innenfläche der Tasche 206 vorteilhafter geschmiert werden. Außerdem kann, wenn die Tiefe B auf 10 % oder weniger festgelegt ist, die Verringerung der Steifigkeit der ringförmigen Körper 205a und 205b, die durch die Ausbildung des vertieften Teils 212 bedingt ist, auf einen kleinen Wert verringert werden.
Vorzugsweise ist die Radialbreite C der in 18 dargestellten Eingreifklinke 207 auf 55 bis 65 % bezogen auf die Radialbreite D des ringförmigen Körpers 205a (205b) festgelegt. Wenn die Breite C auf 55 % oder mehr festgelegt ist, wird die Steifigkeit der Eingreifklinke 207 vergrößert. Als Ergebnis werden die Eingreifklinke 207 und das Eingreifloch 208 kaum außer Eingriff voneinander gebracht, und die Verbindung zwischen den ringförmigen Körpern 205a und 205b wird stabiler. Wenn die Breite C auf 65 % oder weniger festgelegt ist, wird die Breite des Eingreifloches 208, in welches die Eingreifklinke 207 eingesetzt ist, ebenfalls gering. Demzufolge kann eine Verringerung der Steifigkeit der ringförmigen Körper 205a und 205b, die durch die Ausbildung des Eingreifloches 208 bedingt ist, auf einen kleinen Wert verringert werden.
Ebenfalls ist vorzugsweise die Umfangsdicke E der in 20 dargestellten Eingreifklinke 207 auf 45 bis 55 % bezogen auf die Umfangslänge F der Anschlussfläche 209 festgelegt. Wenn die Umfangsdicke E auf 45 % oder mehr festgelegt ist, wird die Steifigkeit der Eingreifklinke 207 vergrößert. Demzufolge werden die Eingreifklinke 207 und das Eingreifloch 208 kaum außer Eingriff voneinander gebracht, und die Verbindung zwischen den ringförmigen Körpern 205a und 205b wird stabiler. Wenn die Umfangsdicke E auf 55 % oder weniger festgelegt ist, wird die Umfangslänge des Eingreifloches 208, in welches die Eingreifklinke 207 eingesetzt ist, ebenfalls gering. Demzufolge kann eine Verringerung der Steifigkeit der ringförmigen Körper 205a und 205b, die durch die Ausbildung des Eingreifloches 208 bedingt ist, auf einen kleinen Wert verringert werden.
Falls der Kunstharzkäfig 204 in ein Hüllenkugellager vom vorab mit Fett geschmierten Typ eingebaut wird, ist eine Axialdicke G bei einer Position der Anschlussfläche 209 des ringförmigen Körpers 205a (205b) vorzugsweise auf 50 bis 65 % bezogen auf den Durchmesser der Kugel 203 festgelegt. Wenn die Axialdicke G auf 65 % oder weniger festgelegt ist, kann die in das Lager eingespritzte Fett menge sichergestellt werden. Wenn die Axialdicke G auf 50 % oder mehr festgelegt ist, kann die Steifigkeit der ringförmigen Körper 205a und 205b sichergestellt werden.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde das Rillenkugellager als Beispiel für ein Kugellager beschrieben. Jedoch kann die Erfindung auch auf andere Kugellager angewandt werden, beispielsweise ein Schrägkugellager.
Auch wenn die Erfindung hier detailliert beschrieben und dargestellt wurde, sei darauf hingewiesen, dass dies lediglich illustrativ und beispielhaft erfolgt und sich als die Erfindung nicht einschränkend versteht, deren Gedanken und Schutzumfang lediglich anhand der anliegenden Ansprüche eingeschränkt ist.

Claims

Rillenkugellager, aufweisend: einen Innenring (2); einen Außenring (1), der auf einer Außenumfangsseite des Innenrings (2) angeordnet ist; eine Mehrzahl von Kugeln (3, 3a–3c), die zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (1) angeordnet sind; einen Käfig (4), welcher jede der Mehrzahl von Kugeln (3, 3a–3c) hält; und Dichtungsplatten (5), die an beiden Enden eines ringförmigen Raumes angeordnet sind, der zwischen einem Innenumfang des Außenrings (1) und einem Außenumfang des Innenrings (2) gebildet ist, wobei der Käfig (4) zwei aus Harz hergestellte ringförmige Körper (6) beinhaltet, und die zwei ringförmigen Körper (6) jeweils eine solche Form haben, dass ein kreisbogenförmiger Taschenwandungsteil (7), der eine halbkugelförmige Taschenfläche (7a) aufweist, und ein Verbindungsplattenteil (8), der sich von einem Ende des Taschenwandungsteils (7) aus in Umfangsrichtung erstreckt, abwechselnd in Umfangsrichtung vorgesehen sind, wobei die beiden ringförmigen Körper (6) miteinander derart kombiniert sind, dass die Verbindungsplattenteile (8) miteinander so verbunden sind, dass eine Tasche gebildet wird, um die Kugel (3, 3a–3c) zwischen den Taschenflächen (7a) zu halten, und das Rillenkugellager derart konfiguriert ist, dass der Innenring (2) rotiert, und auch konfiguriert ist, um den Käfig (4) zu führen, während ein Außendurchmesser-seitiger Abschnitt der Taschenfläche (7a) des Käfigs (4) mit der Kugel (3, 3a–3c) in Kontakt ist.
Rillenkugellager nach Anspruch 1, bei dem der Innenring (2) konfiguriert ist, um gemeinsam mit einem Rotor eines Motors zu rotieren.
Kugellager, das einen Kunstharzkäfig (104) aufweist, der solche Struktur hat, dass halbkugelförmige Taschen (107) zur Unterbringung von Kugeln (103) in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung auf gegenüberliegenden Flächen von zwei ringförmigen Körpern (106a, 106b) ausgebildet sind, die einander in Axialrichtung zugewandt sind, eine Eingreifklinke (108), die in Axialrichtung vorsteht, zwischen den benachbarten Taschen (107) eines jeden der ringförmigen Körper (106a, 106b) vorgesehen ist, und ein Eingreifloch (109), das sich mit der Eingreifklinke (108) in Eingriff befindet, zwischen den benachbarten Taschen (107) eines jeden der ringförmigen Körper (106a, 106b) ausgebildet ist, wobei der Kunstharzkäfig (4) die Kugel (103) hält, die zwischen einem Innenring (101) und einem Außenring (102) angeordnet ist, wobei eine Durchmesserdifferenz zwischen der Tasche (107) und der Kugel (103) auf 1,0 bis 5,0 % des Durchmessers der Kugel (103) festgelegt ist.