DE60210375T2

DE60210375T2 - Kugellagerkäfig und Kugellager mit diesem Käfig

Info

Publication number: DE60210375T2
Application number: DE60210375T
Authority: DE
Inventors: c/o Minebea Kabushiki-kaisha Takuya Kitasaku-gun Yamamoto; c/o Minebea Kabushiki-kaisha Shigenori Kitasaku-gun Hoya
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: EP1275865B1; DE60210375D1; US6688772B2; EP1275865A3; EP1275865A2; US20030012471A1; JP2003028163A; ATE322632T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kugelhalter, der besonders zum Lagern eines Drehabschnitts einer sogenannten Büroautomatisierungseinrichtung (OA-Einrichtung) geeignet ist, und ein Kugellager, das den Halter beinhaltet.
Ein typisches Kugellager beinhaltet einen Halter zum Halten von Kugeln an den passenden relativen Positionen zwischen einem Innenring und einem Außenring davon.
In einem kronenförmigen Halter des Stands der Technik, wie er in 8 gezeigt ist, sind mehrere Taschen 22 zum Halten von Kugeln umlaufend in gleichen Abständen um einen ringförmigen Körper 21 herum bereitgestellt.
Jede Tasche beinhaltet einen Eintritt 23, der durch ein Paar von einander gegenüberliegenden Backen 24, 24 definiert ist.
Die innere Umfangsfläche der Tasche weist eine kugelförmige Form auf, die im Wesentlichen der Oberfläche der Kugel, die darin gehalten werden soll, entspricht.
Beim Halter des Stands der Technik der oben erwähnten Art ist die Dicke des Körpers vergrößert, um seine Festigkeit und seine Starrheit zu vergrößern. Daher ist der Oberflächenbereich des Innenumfangs der Tasche vergrößert, so dass der Reibungswiderstand, der durch den Kontakt mit der inneren Umfangsfläche der Tasche auf die Kugel ausgeübt wird, ebenfalls vergrößert ist.
Der Reibungswiderstand wird auch durch den Umstand vergrößert, dass die Form der kugelförmigen inneren Umfangsfläche der Tasche der Oberfläche der Kugel ähnlich ist.
Das Dokument GB-A-2 320 744 offenbart einen Kugelhalter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, durch die Verringerung der Kontaktfläche zwischen einer Kugel und einem Halter die Größe der Taschen des Kugellagers zu verringern, ohne die Starrheit des Halters zu verringern.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, im Wesentlichen dreieckig geformte Schmiermittelbehälter zwischen der Kugel und

(i) einer Verbindungsstelle zwischen der oberen und der unteren Hälfte der Tasche; und
(ii) einer Verbindungsstelle zwischen der unteren Hälfte und dem Bodenabschnitt der Tasche bereitzustellen.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, beinhaltet ein Halter für ein Kugellager nach dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung einen ringförmigen Halterkörper, mehrere Taschen zum Halten von Kugeln darin, die um den Halterkörper angeordnet sind, und einen Kugeleintritt jeder Tasche, der durch ein Paar einander gegenüberliegender, leicht elastischer Backen definiert ist, welche auf einer Außenkante des Halterkörpers ausgebildet sind, wobei jede Tasche im Wesentlichen eine obere linke und rechte Hälfte in Nachbarschaft des Eintritts, ein Paar von unteren linken und rechten Hälften, die sich von den oberen Hälften erstrecken oder daran anschließen, und einen Bodenabschnitt aufweist, der zwischen den unteren Hälften angeordnet ist, und wobei eine innere Umfangsfläche jeder oberen Hälfte eine gekrümmte Fläche mit einem Krümmungsradius beinhaltet, der sowohl in der Umfangs als auch in der Breitenrichtung der Tasche etwas größer als der der Kugel ist, die darin gehalten werden soll, wobei eine innere Umfangsfläche jeder unteren Hälfte, die nach innen abfällt oder zu einer Verbindungsstelle mit dem Bodenabschnitt der Tasche hin abfällt, in der Breitenrichtung der Tasche gekrümmt ist und eine gerade Konfiguration in der Umfangsrichtung der Tasche aufweist, so dass sie die Kugel tangential berührt, und eine innere Umfangsfläche des Bodenabschnitts in der Breitenrichtung der Tasche ebenso wie die inneren Umfangsflächen der oberen und der unteren Hälften gekrümmt ist und eine gerade Konfiguration in der Umfangsrichtung der Tasche aufweist, so dass sie die Kugel tangential berührt.
Der Halter für ein Kugellager nach der vorliegenden Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke eines Abschnitts des Halters um die Tasche geringer als die Dicke eines Abschnitts des Halters ist, der nicht um die Tasche verläuft, die Backen einer bestimmten Tasche eine genügende Elastizität aufweisen, um zu gestatten, dass sie eine Kugel bei deren Einführung in die Tasche auseinander drückt, und der Halter aus Kunstharz hergestellt ist.
Nach dem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Kugellager bereitgestellt, das einen Halter nach dem ersten Gesichtspunkt, mehrere Kugeln, einen Innenring und einen Außenring beinhaltet, wobei der Halter mit den in den Taschen gehaltenen Kugeln zwischen dem Innenring und dem Außenring zusammengebaut ist.
Das Kugellager nach der vorliegenden Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass Schmiermittelreservoir mit im Wesentlichen dreieckiger Konfiguration zwischen der Kugel und

(a) einer Verbindungsstelle zwischen den oberen und unteren Hälften der Tasche; und
(b) einer Verbindungsstelle zwischen der unteren Hälfte und dem Bodenabschnitt der Tasche definiert sind.

Weitere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten, die die vorliegende Erfindung betrifft, aus dem Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich werden, wobei
1 eine perspektivische Ansicht ist, die den allgemeinen Aufbau des Halters der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine vergrößerte Aufrissansicht ist, die den Taschenabschnitt des Halters zeigt;
3 eine Längsschnittansicht ist, die den Taschenabschnitt zeigt;
4 eine Querschnittansicht entlang der Linie IV-IV von 2 ist;
5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V von 2 ist;
6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von 2 ist;
7 eine Längsschnittansicht ist, die das Kugellager der vorliegenden Erfindung zeigt; und
8 eine perspektivische Ansicht ist, die den allgemeinen Aufbau des Halters des Stands der Technik zeigt.
Nun wird eine Ausführungsform eines Halters der vorliegenden Erfindung und eines Kugellagers, das diesen einsetzt, ausführlich beschrieben werden.
Wie in 1 gezeigt stellt das Bezugszeichen 1 den Halter der vorliegenden Erfindung und das Bezugszeichen 2 einen Körper des Halters dar.
Der Körper weist eine ringförmige Form auf und ist aus Kunstharz hergestellt.
Mehrere Taschen 3, 3, ... sind in gleichen Abständen um den Körper 2 herum bereitgestellt. Jede Tasche weist einen Eintritt 5 auf, der durch ein Paar von einander gegenüberliegender Backen 4 an einer äußeren Umfangskante (der oberen Kante in 1 bis 3) definiert ist. Im Wesentlichen obere oder äußere linke und rechte Hälften 3a, 3a sind in Nachbarschaft des Eintritts 5 bereitgestellt. Wie in 2 und 3 gezeigt beinhaltet jede Hälfte eine gekrümmte Fläche, die dem Umriss der kugelförmigen Oberfläche der Kugel 6 in der Umfangsrichtung wie auch in der Breitenrichtung (der Richtung der Dicke des Körpers) folgt. Mit anderen Worten sind die inneren Umfangsflächen der oberen Hälften 3a, 3a gekrümmte Flächen mit einem Krümmungsradius, der sowohl in der Umfangs- als auch in der Breitenrichtung etwas größer als der der Kugel ist, die gehalten werden soll.
Die Kugeln können durch die Verformung der Backen 4 in die Taschen geschoben werden. Dies ergibt sich durch die Elastizität der Backen 4.
Die Tasche beinhaltet ferner ein Paar von rechten und linken unteren oder inneren Hälften 3b, 3b. Jede dieser Hälften beinhaltet eine innere Umfangsfläche mit einer gekrümmten Form in der Breitenrichtung und einer geraden Form in der Umfangsrichtung. Die Umfangsflächen der unteren Hälften fallen einwärts zur Verbindungsstelle mit einem Bodenabschnitt der Tasche hin ab. Daher wird die Kugel, die in der Tasche gehalten werden soll, die Umfangsflächen der unteren Hälften tangential berühren.
Die Innenfläche 3c des Bodenabschnitts der Tasche beinhaltet eine Fläche mit einer Form, die in der Breitenrichtung auf die gleiche Weise wie jene der oberen und der unteren Hälften gekrümmt ist und in der Umfangsrichtung eine gerade Form aufweist, die tangential zur Kugel, die gehalten werden soll, verläuft.
Daher wird die Tasche der vorliegenden Erfindung die Kontaktflächen der unteren Hälften und des Bodenabschnitts mit der Kugel verringern, um den Reibungswiderstand dazwischen zu verringern. Außerdem sind bei der Tasche der vorliegenden Erfindung wie in 3 gezeigt zwischen den Innenflächen der Tasche und der Außenfläche der Kugel im Wesentlichen dreieckig geformte Schmiermittelreservoir 10, 11 definiert, so dass die Zufuhr des Schmiermittels erleichtert werden kann.
Nach der vorliegenden Erfindung ist die Dicke des Körpers an den Abschnitten 2a um die Taschen einerseits auf d1 verringert, und die Dicke des Körpers an den anderen Abschnitten 2b als jenen um die Taschen andererseits auf d2 vergrößert.
Abschnitte, die durch das Bezugszeichen 2c dargestellt sind, sind Brücken, die zwischen benachbarten Taschen des Halterkörpers gebildet sind. Obwohl die Brücke in 1 nicht als ein verstärkter Abschnitt gezeigt ist, kann die Brücke verstärkt sein, um die Starrheit des Halters zu vergrößern.
Der Halter mit dem wie oben erwähnten Aufbau kann durch Schieben der Kugeln durch die Eintritte 5 in die Taschen zusammengebaut werden. Der Halter ist wie in 7 gezeigt zwischen einem Innenring 7 und einem Außenring 8 des Kugellagers zusammengebaut.
Das durch das Bezugszeichen 9 dargestellte Element ist eine Dichtungsplatte.
Nun werden die Wirkungen und die Vorteile, die von der vorliegenden Erfindung erlangt werden, beschrieben werden.
Die Tasche des Halters beinhaltet ein Paar von oberen Hälften, die innere umfänglich gekrümmte Flächen zeigen, welche einen Krümmungsradius aufweisen, der sowohl in der Umfangs- als auch in der Breitenrichtung etwas größer als jener der Kugel ist. Daher ist die Kontaktfläche mit der Kugel vergrößert. Doch ein Paar von unteren Hälften, die an die oberen Hälften angrenzen oder daran anschließen, und ein Bodenabschnitt beinhalten jeweils eine gekrümmte Fläche, die einen Krümmungsradius aufweist, der dem Umriss der Außenfläche der Kugel in der Breitenrichtung folgt, aber in der Umfangsrichtung anders als diese Krümmung gerade ist, so dass die Kugel dazu geeignet ist, die Oberflächen der unteren Hälften und des Bodenabschnitts tangential zu berühren. Daher ist die zwischen der Kugel und den unteren Hälften und/oder dem Bodenabschnitt definierte Kontaktfläche verglichen mit den Haltern, bei denen die gesamte Umfangsfläche der Tasche dem Umriss der Außenfläche der Kugel folgt, verringert und auch der Reibungswiderstand mit der Kugel verringert.
Außerdem sind in der Tasche der vorliegenden Erfindung zwischen der Innenfläche der Tasche und der Oberfläche der Kugel im Wesentlichen dreieckig geformte Schmiermittelreservoir 10, 11 definiert, so dass das Schmiermittel leicht zugeführt werden kann.
Die Verringerung der Dicke des Halterkörpers um die Tasche auf d1 wird auch zur Verringerung der Reibung, die durch die Kugel erfahren wird, beitragen.
Obwohl die Verringerung der Dicke des Halterkörpers um die Tasche auf d1 eine Zunahme der Beanspruchung im Halterkörper während des Vorgangs der Herstellung des Halters, der Tätigkeit des Zusammenbaus des Kugellagers und der Verwendung des Kugellagers verursachen wird, kann die Festigkeit des Halterkörpers durch die Dicke des anderen Abschnitts des Körpers des Halters als jenem um die Tasche bewahrt werden.
Da beim Halter der vorliegenden Erfindung wie oben erwähnt die Kontaktfläche, die zwischen der Tasche und der Kugel definiert ist, verringert ist und das Schmiermittel leicht vom Schmiermittelreservoir, das zwischen der Innenfläche der Tasche und der Außenfläche der Kugel definiert ist, zur Kontaktfläche zugeführt werden kann, kann das Kugellager der vorliegenden Erfindung mit verringertem Reibungswiderstand und ohne Geräuschentwicklung tätig sein. Dadurch kann ein Kugellager bereitgestellt werden, das besonders für den Drehabschnitt einer Festplattenlaufwerkvorrichtung (HDD) geeignet ist.
Bezugnahmen in der Beschreibung auf die Breitenrichtung einer Tasche beziehen sich auf eine radiale Richtung des Lagers, die in 4 durch den Pfeil B gezeigt ist. Bezugnahmen auf eine Umfangsrichtung einer Tasche beziehen sich auf eine Richtung, die sich umfänglich um eine gedachte Linie herum erstreckt, welche sich von einer mittleren Drehachse des Lagers radial auswärts d.h., wie durch den Pfeil A in 2 gezeigt, erstreckt. Der Pfeil A erstreckt sich um den Umfang der im Wesentlichen C-förmigen Fläche, die die Tasche definiert.

Claims

Halter (1) für ein Kugellager, beinhaltend einen ringförmigen Halterkörper (2), mehrere Taschen (3) zum Halten von Kugeln (6) darin, die um den Halterkörper (2) angeordnet sind, und einen Kugeleintritt (5) jeder Tasche (3), der durch ein Paar einander gegenüberliegender, leicht elastischer Backen (4) definiert ist, welche auf einer Außenkante des Halterkörpers (2) ausgebildet sind, wobei jede Tasche (3) im Wesentlichen obere linke und rechte Hälften (3a) angrenzend an den Eintritt (5), ein Paar untere linke und rechte Hälften (3b), die sich von den oberen Hälften (3a) erstrecken oder daran anschließen, und einen Bodenabschnitt (3c) aufweisen, der zwischen unteren Hälften (3b) angeordnet ist, und wobei eine innere Umfangsfläche jeder oberen Hälfte (3a) eine gekrümmte Fläche mit einem Krümmungsradius beinhaltet, der etwas größer als der der Kugel (6) ist, die darin in Umfangs- sowie Breitenrichtung der Tasche gehalten sein soll, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Umfangsfläche jeder unteren Hälfte (3b), die nach innen oder zu einer Verbindungsstelle mit dem Bodenabschnitt (3c) der Tasche (3) hin abfällt, in der Breitenrichtung der Tasche (3) gekrümmt ist und eine gerade Konfiguration in der Umfangsrichtung der Tasche (3) aufweist, sodass sie die Kugel tangential berührt, und eine innere Umfangsfläche des Bodenabschnitts (3c) in der Breitenrichtung der Tasche (3) ebenso wie die inneren Umfangsflächen der oberen und unteren Hälften (3a, 3b) gekrümmt ist und eine gerade Konfiguration in der Umfangsrichtung der Tasche (3) aufweist, sodass sie die Kugel (6) tangential berührt.
Halter (1) nach Anspruch 1, wobei die Dicke (d1) eines Abschnitts (2a) des Halters (1) um die Tasche (3) geringer als die Dicke (d2) eines Abschnitts (2b) des Halters (1) ist, der nicht um die Tasche (3) verläuft.
Halter (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Backen (4) einer bestimmten Tasche (3) eine genügende Elastizität aufweisen, um zu gestatten, dass sie eine Kugel (6) bei deren Einführung in die Tasche (3) auseinander drückt.
Halter (1) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei der Halter (1) aus Kunstharz hergestellt ist.
Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schmiermittelbehälter (10, 11) mit im Wesentlichen dreieckiger Konfiguration zwischen der Kugel (6) und (a) einer Verbindungsstelle zwischen den oberen und unteren Hälften (3a, 3b) der Tasche (3) und (b) einer Verbindungsstelle zwischen der unteren Hälfte (3b) und dem Bodenabschnitt (3c) der Tasche (3) definiert sind.
Kugellager, umfassend einen Halter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mehrere Kugeln (6), einen Innenring (7) und einen Außenring (8), wobei der Halter zwischen dem Innenring (7) und dem Außenring (8) montiert ist, wobei die Kugeln (6) in den Taschen (3) gehalten sind.