JP2001050280A - ボール型転がり軸受および関連転がり軸受用保持器装置 - Google Patents

ボール型転がり軸受および関連転がり軸受用保持器装置

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JP2001050280A
JP2001050280A JP2000208337A JP2000208337A JP2001050280A JP 2001050280 A JP2001050280 A JP 2001050280A JP 2000208337 A JP2000208337 A JP 2000208337A JP 2000208337 A JP2000208337 A JP 2000208337A JP 2001050280 A JP2001050280 A JP 2001050280A
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retainer
ball
cell
center
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JP2000208337A
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Yannick Fierling
フィールリング ヤンニック
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SKF France SAS
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SKF France SAS
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38—Ball cages
    • F16C33/41—Ball cages comb-shaped
    • F16C33/412—Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages
    • F16C33/414—Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock comb cages
    • F16C33/416—Massive or moulded comb cages, e.g. snap ball cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock comb cages made from plastic, e.g. injection moulded comb cages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転でも使用寿命を増大させる転がり軸
受のための保持器装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 保持器７の前面（１２）は、互いに他に
対して軸方向にオフセットされている二つの面（１４，
１５）を含み、その第１の面（１４）は、それから軸方
向に突出しているタブ（１６，１７）を有し、かつ、セ
ル（１３）の中心（Ｃａ）を通る半径方向の平面の前の
平面内に位置しており、また、その第２の面（１５）
は、前記セル（１３）の中心（Ｃａ）を実質的に通る平
面内に位置している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受に使用
されて、それらの転動体間に一様な周辺隙間を維持する
ための保持器の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】保持器は、６，６‐ポリアミド等の合成
材料で作られ、その機械的な特性を向上させるために、
ガラス繊維で適当に強化されたものが、長年の間使用さ
れており、これら保持器は、射出成形で容易に作れるこ
と、ラッチングで容易に取り付けられること、運転ノイ
ズが低レベルで、軽量であること等、多数の利点を有し
ている。
【０００３】合成材料で作られたこれら保持器は、転が
り軸受を非常な高速度で回転させる用途を目的にしてい
ることは、言うまでもない。例えば、外径が１０ミリメ
ートルのオーダーの小形転がり軸受では、これら速度
は、１０万ｒｐｍのオーダーである場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在の技術開発は、転
がり軸受に連続運転で加わる速度をさらに増大させる傾
向にあり、したがって、現在既知の保持器では、解決で
きない問題が生じている。
【０００５】より具体的には、現在使用されている保持
器は、一般に、回転軸と同心の二つの実質的に円筒状の
面によって半径方向に、また、保持器の回転軸に垂直な
前面および後面によって軸方向に、境界を定められたリ
ング状のものである。
【０００６】このリングは、外側および内側において半
径方向に、また、前記前面を通る方向において軸方向に
延びる球状のセルを有している。各セルにおいては、互
いに対向するように配列され、かつ、それらの間に開口
部を規定する一対のタブが延長しており、この開口部を
通して、ボールは、ラッチングにより、セルに、軸方向
に導入可能である。セルのタブの内面は、ボールを軸方
向および半径方向の両方向に収容しており、同時に、ボ
ールの列およびボールの間の間隔に対する保持器の保持
力を確実にしている。
【０００７】従来のポリアミド製保持器は、高い回転速
度では、遠心力による顕著な変形が生じ、したがって、
特に下記の問題が生じることが分かっている。
【０００８】セルは、相当な変形が生じ、したがって、
ボールとセルの間の遊びが、セルの外側部分において
は、増大し、反対にセルの内側部分では、セルは圧縮さ
れる傾向にある。
【０００９】ボールは、タブが主として保持器の穴に向
かって位置している領域において、タブと、接触してお
り、したがって、保持器とボールの間の摩擦および接触
圧が高くなる。
【００１０】この高摩擦および高接触圧は、エネルギー
の放散を増大させ、温度を上昇させ、潤滑材の膜を破壊
し、摩耗を増大させ、微粒子の保持器からの離脱を促進
する。
【００１１】これに加えて、保持器の半径方向に変形に
より、この保持器と転がり軸受の外側軌道輪の間に接触
が生じるような状況が出てくる場合もある。
【００１２】また、高運転速度では、保持器の挙動に不
安定現象が、特に振動現象と共に発生し、これらは、保
持器の重心が、ボールの中心により規定される半径方向
の平面に対して、一般に軸方向にオフセットされている
という事実に起因するものであることも分かっている。
【００１３】上記の現象は、従来の保持器、したがっ
て、転がり軸受では、速度が非常に高い場合、迅速な破
壊に至るものである。
【００１４】本発明の目的は、従来の保持器の欠点を少
なくとも部分的には克服し、特に、そのような保持器を
具備したボール型の転がり軸受の動作を確実に向上さ
せ、また、特に、これら軸受が非常に高い回転速度で使
用されることが予想される場合に、それらの使用寿命を
増大させることができる保持器装置を提供することであ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明に
よる環状保持器装置は、転がり軸受内の転動体、特にボ
ールの周辺間隔の維持のために、二つの転がり軌道の間
に配列された一列のボールを含み、前記保持器は、軸方
向にオフセットされた後面および前面を有し、かつ、多
数の実質的に球形のセルを有し、これらのそれぞれにボ
ールが配置され、前記セルは、前記前面において軸方向
に、また、二つの側面において半径方向に延び、前記前
面は、前記セル内に前記ボールを維持するための対向す
るタブの対を多数有している。
【００１６】本発明によれば、前記前面は、互いに他に
対して軸方向にオフセットされている二つの面を含み、
その第１の面は、それから軸方向に突出している前記タ
ブを有し、かつ、前記セルの中心を通る半径方向の平面
の前の平面内に位置しており、また、その第２の面は、
前記セルの中心を実質的に通る平面内に位置している。
【００１７】本発明によれば、前記第１の面は、前記第
２の面の外に半径方向に位置している。
【００１８】本発明によれば、前記タブは、望ましく
は、それらとボールの間の接触が、前記保持器と軸を同
じくし、かつ、前記セルの中心を通る実質円筒面の外側
に在る領域内で行われるように配列されている。
【００１９】本発明によれば、前記タブは、望ましく
は、それらの自由端が、前記保持器と軸を同じくし、か
つ、前記セルの中心を通る実質円筒面の外側に位置する
ように配列されている。
【００２０】本発明によれば、前記タブの半径方向の厚
さと前記保持器の半径方向の厚さの比の値が、望ましく
は、０．４５と０．６の間に在る。
【００２１】本発明によれば、前記タブの軸方向の長さ
と前記保持器のその後面から前記タブの端部までの長さ
の比の値が、望ましくは、０．０７と０．３３の間に在
る。
【００２２】本発明によれば、前記セルの中心を通る本
来の直径が、望ましくは、ボールの中心を通る転がり軸
受の本来の直径に等しいかあるいはそれより小さい。
【００２３】本発明によれば、前記セルの中心を通る本
来の直径と前記ボールの中心を通る転がり軸受の本来の
直径の間の半径方向のオフセットが、望ましくは、ゼロ
とボールの直径の１／４の間に在る。
【００２４】本発明によれば、保持器の前記後面は、望
ましくは、少なくとも一つの環状凹部を含む。
【００２５】本発明によれば、セルの底部は、望ましく
は、貫通通路が与えられている。
【００２６】本発明によれば、保持器の前記後面は、望
ましくは、環状凹部によって分離された外側環状リブお
よび内側環状リブを含む。
【００２７】本発明によれば、前記凹部の底部は、望ま
しくは、セルの領域内に凸部を、また、これら凸部の間
に平部を含む。
【００２８】本発明によれば、前記外側半径方向面およ
び前記内側半径方向面は、望ましくは、凹湾曲部で合し
ている。
【００２９】本発明によれば、前記リブの軸方向厚さ
は、望ましくは、前記セルの間、かつ、前記セルから離
れたところに位置している領域で減少している。
【００３０】本発明によれば、前記外側面と前記内側面
の間の軸方向オフセットとボールの直径の間の比は、望
ましくは、０．０５と０．３３の間の値である。
【００３１】本発明のもう一つのテーマは、上記のよう
な保持器装置を含むボール型転がり軸受である。
【００３２】
【発明の実施の形態】本発明は、ボール型転がり軸受用
の保持器装置の研究からさらに明確に理解でき、以下、
前記装置を、非限定の例により説明し、下記の図面で図
解する。
【００３３】図１を見ると、ボール型転がり軸受１が示
されており、該ボール型転がり軸受１は、その内径面に
円環状の転がり軌道３が設けられた外側軌道輪２、その
外径面に円環状の転がり軌道５が設けられた内側軌道輪
４、および外側軌道輪２の転がり軌道３と内側軌道輪４
の転がり軌道５の間に配列された一列のボール６を含ん
でいることが分かる。
【００３４】ボールの列６は、合成材料から作り出さ
れ、ボール６の間に一様な周辺隙間を維持できるように
する環状保持器７により保持されている。
【００３５】図２および３を詳しく見ると、保持器７
は、転がり軸受１の内側軌道輪４の外径面からある距離
に位置している円筒状内側面９、転がり軸受１の外側軌
道輪２の内径面からある距離に位置している円筒状外側
面１０、および軸方向に間隔を取られた後面１１および
前面１２を有するリングの形を取っているのが分かる。
【００３６】保持器７を形成するリング８は、その円周
方向に一様に配分された多数の球状セル１３（そのそれ
ぞれにボール６が配置される）を有している。
【００３７】各セルは、前面１２において軸方向に、ま
た、内側面９および外側面１０における２側面におい
て、半径方向に延びている。
【００３８】リング８の前面１２は、内側第２半径方向
面１５に対して前方にオフセットされた外側第１半径方
向面１４、すなわち、実質的にセル１３の中心Ｃａを通
るこの第２の面１５を含む半径方向平面を有している。
したがって、リング８は、面１５に対して半径方向に突
出し、面１４と同じくらい遠くまで延長している環状肩
部を有している。
【００３９】図２で分かるように、外側および内側軸方
向面１４，１５の間の軸方向オフセットｈとボール６の
直径Ｄｂの間の比は、望ましくは、０．０５と０．３３
の間の値である。
【００４０】前方に出ている半径方向面１４から出発し
て、リング８は、多数の対向タブ１６および１７の対を
有しており、これらは、それぞれ、セル１３のどちらか
の側に配列されて、前方に延長しており、また、これら
タブ１６および１７は、円筒状外側面１０を延長した外
側フランクおよび面１４と面１５が合している環状フラ
ンク１４ａを延長した内側フランクを有している。
【００４１】外側面１４およびタブ１６および１７は、
リング８と同軸で、セル１３の中心Ｃａを通る実質円筒
体の外に位置している。
【００４２】内側に位置している外側面１４の環状フラ
ンク１４ａは、内側面１５と凹湾曲部１５ａで合してい
る。
【００４３】したがって、セル１３は、それらの中心Ｃ
ａを通る半径方向平面の後において、リング８の半径方
向の厚さに亘って延長し、内側面９と外側面１０の間に
含まれる球面を有し、かつ、この平面の前に、前方に出
ている面１４を通る平面の後において形成され、かつ、
タブ１６および１７の端部と同じくらい遠くまで延長し
ている球状面の二つの対向する部分を有している。
【００４４】タブ１６および１７の一つの端部から他の
タブの端部まで、前記実質円筒体の外で、セル１３は、
ボール６の上側部分、特に、前記上側部分の約３／４を
部分的に収容するが、この実質円筒体の内側では、セル
１３は、内側半径方向面１５の領域において、ボールの
約半分を収容する。
【００４５】保持器７を形成するリング８をその後面１
１で見ると、後面１１は、環状凹部２０で隔てられた環
状外側リブ１８および環状内側リブ１９を有し、環状凹
部２０の底部は、セル１３の領域に凸部２１を有してお
り、前記凸部は、これらセルの球形に実質的に一致して
おり、また、これら凸部２１の間で、半径方向平面内で
延長する面２２は、前面１２の内側半径方向面１５を含
む半径方向面に対して、やや後方にオフセットされてい
るのが分かる。
【００４６】図５を見ると、前記タブ１６および１７の
半径方向の厚さＥｌと環状保持器８の半径方向の総厚さ
Ｅｔの比の値が、０．４５と０．６の間に在り得ること
が分かる。
【００４７】図５を見ると、タブ１６と１７の軸方向の
長さＬｌと環状保持器８のその後面から前記タブの端部
までの軸方向に取った長さＬｔの比の値が、０．０７と
０．３３の間に在り得ることが分かる。
【００４８】図６を見ると、セル１３の中心Ｃａを通る
本来の直径Ｄａが、ボール６の中心Ｃｂを通る転がり軸
受の本来の直径Ｄｒより小さいかあるいは等しいことが
分かる。特に、セル１３の中心Ｃａを通る本来の直径Ｄ
ａとボール６の中心Ｃｂを通る転がり軸受の本来の直径
Ｄｒの間の半径方向のオフセットｄが、ゼロとボール６
の直径Ｄｂの１／４の間に在り得ることが分かる。
【００４９】上に指定された相対位置は、転がり軸受１
と同軸の実質円筒体の外に位置し、かつ、セル１３の中
心Ｃａを通る領域において、ボール６がこれらセル１３
の壁面と接触する好都合な結果になる場合がある。
【００５０】保持器７を転がり軸受１に取り付けるに
は、その前面１２を軌道輪２および４を分離している環
状空間に対向させる。次いで、ボールを予め位置決めし
て間隔を取り、保持器７を軸方向に押して、ボール６を
ラッチングによりセル１３に貫入させ、同時に、タブ１
６および１７を可逆的に変形させて、再びその位置を取
らせ、ボール６を収容する。
【００５１】図７を見ると、保持器７の別の実施例とし
て、保持器２３が示されており、その保持器７との相異
点は、その後部リブ１８および１９が、セル１３の間、
かつ、セル１３からある距離に位置している領域におい
て、クリアランス２４有しており、したがって、リブ１
８および１９の、半径方向外側面１４から始まる軸方向
厚さが減少しており、かつ、セル１３の底部に、貫通通
路２５形成されており、これにより、転がり軸受１を潤
滑する流体が循環可能となることであるのが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による保持器を具備したボール型転がり
軸受の縦断面図を示す。
【図２】本発明による保持器の外周部分の斜視正面図を
示す。
【図３】図２の保持器の外周部分の斜視後面図を示す。
【図４】図２の保持器の外周部分の正面図を示す。
【図５】図２の保持器の外周部分を通る縦断面図を示
す。
【図６】図２の保持器の外周部分を通る半径方向断面図
を示す。
【図７】上記保持器の別の実施例の外周部分の斜視正面
図を示す。
【符号の説明】
１ 軸受 ６ ボール １１ 後面 １２ 前面 １３ セル １４ 面 １５ 面 １６ タブ １７ タブ １８ 外側環状リブ １９ 内側環状リブ ２０ 環状凹部 ２１ 凸部 ２２ 平部 ２５ 貫通通路 Ｃａ セルの中心 Ｃｂ ボールの中心 Ｄａ セルの直径 Ｄｒ 軸受の直径 Ｅｌ タブの半径の厚さ Ｅｔ 保持器の半径方向の厚さ ｈ 軸方向オフセット Ｌｌ タブの軸方向の長さ Ｌｔ 保持器の後面からタブの端面までの長さ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 転がり軸受（１）内の転動体、特にボー
    ル（６）の周辺間隔の維持のために、二つの転がり軌道
    の間に配列された一列のボールを含み、保持器は、軸方
    向にオフセットされた後面（１１）および前面（１２）
    を有し、かつ、多数の実質的に球形のセル（１３）を有
    し、これらのそれぞれにボールが配置され、前記セル
    は、前記前面において軸方向に、また、二つの側面にお
    いて半径方向に延び、前記前面は、前記セル内に前記ボ
    ールを維持するための対向するタブの対を多数有してい
    る環状保持器装置において、前記前面（１２）は、互い
    に他に対して軸方向にオフセットされている二つの面
    （１４，１５）を含み、その第１の面（１４）は、それ
    から軸方向に突出している前記タブ（１６，１７）を有
    し、かつ、前記セル（１３）の中心（Ｃａ）を通る半径
    方向の平面の前の平面内に位置しており、また、その第
    ２の面（１５）は、前記セル（１３）の中心（Ｃａ）を
    実質的に通る平面内に位置していることを特徴とする環
    状保持器装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の保持器装置において、
    前記第１の面（１４）は、前記第２の面（１５）の外に
    半径方向に位置していることを特徴とする保持器装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の保持器
    装置において、前記タブ（１６，１７）は、それらとボ
    ール（６）の間の接触が、前記保持器と軸を同じくし、
    かつ、前記セル（１３）の中心（Ｃａ）を通る実質円筒
    面の外側に在る領域内で行われるように配列されている
    ことを特徴とする保持器装置。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
    に記載の保持器装置において、前記タブ（１６，１７）
    は、それらの自由端が、前記保持器と軸を同じくし、か
    つ、前記セル（１３）の中心（Ｃａ）を通る実質円筒面
    の外側に位置するように配列されていることを特徴とす
    る保持器装置。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
    に記載の保持器装置において、前記タブ（１６，１７）
    の半径方向の厚さ（Ｅｌ）と前記保持器の半径方向の厚
    さ（Ｅｔ）の比の値が、０．４５と０．６の間に在るこ
    とを特徴とする保持器装置。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれか１項
    に記載の保持器装置において、前記タブ（１６，１７）
    の軸方向の長さ（Ｌｌ）と前記保持器のその後面から前
    記タブの端部までの長さ（Ｌｔ）の比の値が、０．０７
    と０．３３の間に在ることを特徴とする保持器装置。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
    に記載の保持器装置において、前記セル（１６，１７）
    の中心（Ｃａ）を通る本来の直径（Ｄａ）が、該ボール
    （６）の中心（Ｃｂ）を通る該転がり軸受の本来の直径
    （Ｄｒ）に等しいかあるいはそれより小さいことを特徴
    とする保持器装置。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれか１項
    に記載の保持器装置において、前記セル（１６，１７）
    の中心（Ｃａ）を通る本来の直径（Ｄａ）と該ボールの
    中心（Ｃｂ）を通る該転がり軸受の本来の直径（Ｄｒ）
    の間の半径方向のオフセットが、ゼロとボールの直径の
    １／４の間に在ることを特徴とする保持器装置。
  9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８のいずれか１項
    に記載の保持器装置において、該保持器の前記後面（１
    １）は、少なくとも一つの環状凹部を含むことを特徴と
    する保持器装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれか１
    項に記載の保持器装置において、該セル（１３）の底部
    は、貫通通路（２５）が与えられていることを特徴とす
    る保持器装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１ないし請求項１０のいずれか
    １項に記載の保持器装置において、該保持器の前記後面
    （１１）は、環状凹部（２０）によって分離された外側
    環状リブ（１８）および内側環状リブ（１９）を含むこ
    とを特徴とする保持器装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の保持器装置におい
    て、前記凹部（２０）の底部は、該セル（１３）の領域
    内に凸部（２１）を、また、これら凸部の間に平部（２
    ２）を含むことを特徴とする保持器装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１ないし請求項１２のいずれか
    １項に記載の保持器装置において、前記外側半径方向面
    （１４）および前記内側半径方向面（１５）は、凹湾曲
    部で合していることを特徴とする保持器装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１１に記載の保持器装置におい
    て、前記リブ（１８，１９）の軸方向厚さは、前記セル
    （１３）の間、かつ、前記セル（１３）から離れたとこ
    ろに位置している領域で減少していることを特徴とする
    保持器装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１ないし請求項１４のいずれか
    １項に記載の保持器装置において、前記外側面（１４）
    と前記内側面（１５）の間の軸方向オフセット（ｈ）と
    該ボール（６）の直径の間の比は、０．０５と０．３３
    の間の値であることを特徴とする保持器装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１ないし請求項１５のいずれか
    １項に記載の保持器装置を含むボール型転がり軸受。
JP2000208337A 1999-07-23 2000-07-10 ボール型転がり軸受および関連転がり軸受用保持器装置 Pending JP2001050280A (ja)

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FR9909613A FR2796680B1 (fr) 1999-07-23 1999-07-23 Dispositif de cage pour roulement a billes et roulement associe
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