JP2002276671A - 転がり軸受用のケージ - Google Patents

転がり軸受用のケージ

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JP2002276671A JP2002060807A JP2002060807A JP2002276671A JP 2002276671 A JP2002276671 A JP 2002276671A JP 2002060807 A JP2002060807 A JP 2002060807A JP 2002060807 A JP2002060807 A JP 2002060807A JP 2002276671 A JP2002276671 A JP 2002276671A
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plastic
plastic support
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bearing
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JP2002060807A
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Heinz Schaefers
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２部分から成る、転がり軸受用のケージであ
って、該ケージが、少なくとも部分的にプラスチック支
持部によって取り囲まれた、金属薄板から製作された保
持部から形成されている形式のものを改良して、特にケ
ージの走行特性の改善されたものを提供する。 【解決手段】 転動体を受容するためのポケットを備え
た保持部が両側で同じ厚さのそれぞれ１つのプラスチッ
ク支持部によってカバーされており、これらのプラスチ
ック支持部がほぼ転動体の走行軌道領域まで延びてお
り、プラスチック材料の収縮寸法が考慮されつつ走行軌
道とプラスチック支持部との間にそれぞれ所定のギャッ
プｓが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２部分から成る、
転がり軸受用のケージであって、該ケージが、少なくと
も部分的にプラスチック支持部によって取り囲まれた、
金属薄板から製作された保持部から形成されている形式
のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】このような形式で組み立てられたケージ
はすでに以前から公知である。たとえばドイツ連邦共和
国実用新案登録第１９５９００２号明細書には分割構成
されたスラスト軸受ケージが記載されており、このケー
ジは補強剤を備えている。これによってこのケージは強
度と剛性とに関して高い要求を満たしている。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許公開第号１８１３５
６５明細書から、金属製のの保持体から成るケージが公
知であり、この保持体は転動体ポケット受容位置を備え
ており、この転動体ポケット受容位置にプラスチックか
ら成る転動体ポケットが挿入されている。この構成の利
点は、２部分から成るケージに基づいて比較的小さくて
簡単な工具が使用されることである。
【０００４】ドイツ連邦共和国特許公開第１９１０８４
０号明細書には、スラスト転がり軸受用の２部分から成
るケージが記載されており、このスラスト転がり軸受
は、半径方向内側に開放するポケットの設けられた、金
属薄板から製作されたリング状のケージ主要部を備えて
いる。これらの半径方向内側に開放するポケットはプラ
スチックから成る補助部によって閉鎖されており、この
補助部は半径方向外側に開放するポケットを備えてい
て、かつケージ主要部にスナップ式に装着されている。
この分割構成されたケージは小さな重量を有し、しかも
簡単に製作できる。
【０００５】そのような従来の２部分から成るケージの
欠点は、特にケージが常に１つの機能しか満たしていな
い、つまり原則として簡単に製作可能でなければならな
いという機能しか満たしていないことである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、冒頭で述べたような形式の２部分から成る転がり
軸受用のケージを改良して、特にケージの走行特性の改
善されたものを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
の本発明の装置によれば、転動体を受容するためのポケ
ットを備えた保持部が両側でそれぞれ同じ厚さのプラス
チック支持部によってカバーされており、該プラスチッ
ク支持部がほぼ転動体の走行軌道領域まで延びており、
プラスチック材料の収縮寸法が考慮されつつ走行軌道と
プラスチック支持部との間の所定のギャップｓが形成さ
れている。
【０００８】
【発明の効果】本発明の意味するところの転がり軸受と
いう概念は広範囲で理解される。つまり、この転がり軸
受はラジアル転がり軸受、スラスト転がり軸受およびリ
ニア転がり軸受を対象としている。
【０００９】保持部をカバーするプラスチック支持部
は、同時に複数の機能を満たしている。一方では、プラ
スチック支持部は転動体の移動保持に役立つ。このため
にプラスチック支持部は転動体走行軌道に対する接触面
を除いて転動体を取り囲んでいる。他方では、プラスチ
ック支持部は転動体走行軌道と共に所定のギャップを形
成しているので、公知のスクイーズ−フィルム−ダンパ
（Squeeze-Film-Daempfer；圧搾油膜ダンパ）に基づく
緩衝を行うことができる。良好な緩衝作用を得るため
に、ケージと走行軌道との間のギャップは約１０〜３０
μｍの値を占めるのが望ましく、さらにこの場合緩衝作
用は公知の形式で、緩衝ギャップの幅および長さならび
に使用される緩衝媒体の粘性に影響されている。
【００１０】請求項２によれば、２部分から成るケージ
がスラスト軸受ケージとして形成されており、スラスト
軸受ケージの保持部が軸方向で見て両側でそれぞれ１つ
のプラスチック支持部によってカバーされている。
【００１１】本発明のケージの主な利点によれば、金属
製のディスクケージとして形成された、内側に配置され
た保持部が、円筒形の転動体の場合、これらの転動体を
正確に案内する。円形の保持部の中心に正確に向けられ
たポケットは、円筒形の転動体を端部で取り囲んでお
り、この場合保持部もしくはポケットの側壁が転動体の
中央で係合している。
【００１２】本発明の別の有利な実施形態は従属請求項
３〜８に記載されている。
【００１３】たとえば請求項３によれば、保持部が追加
的な貫通孔を備えている。このようにして両側で保持部
を取り囲むプラスチック支持部が互いに堅固に固定され
ている、ということが保証されている。請求項４に基づ
く別の実施形態によれば、ポケットが周方向で互いに反
対側の画設面で拡張された空所を備えている。このこと
は一方では、円筒形の転動体とポケットとの間の摩擦が
減少されているので有利である。さらに他方では、これ
らの空所によって両方のプラスチック支持部の相対的な
保持がさらに改善される。
【００１４】請求項５に基づく別の追加的な実施形態に
よれば、保持部が相互間隔を有して位置する２つのポケ
ット列を備えており、これらのポケット列が半径方向で
も周方向でも互いにずれて位置している。このような実
施形態の利点によれば、特に円筒形の転動体の縮小され
た半径方向長さに基づいて、軸受の回転時に、転動体の
滑り部分が減少されている。
【００１５】摩擦を低減するために、請求項６に基づく
有利な形式では、プラスチック支持部が追加的に摩擦低
減材料たとえばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）でコーティングされている。あらゆる固体のプラス
チックのうちで、ポリテトラフルオロエチレンは最も低
い摩擦係数を有していて、したがって走行軌道とケージ
との間の接触が生じる場合に、軸受の僅かな摩擦抵抗に
役立つ。
【００１６】軸受の摩擦は、請求項７に基づいて、プラ
スチック支持部が形状安定性で多孔性のプラスチックか
ら形成されており、該プラスチックの孔は潤滑剤で充填
されていることによって、低減することができる。選択
されたプラスチックに応じて、いわゆるソリッドオイル
（solid oil）の蓄えられたオイル容量は５０〜８０パ
ーセントを占める。この潤滑形式の利点は、特にオイル
が常に軸受に維持されいて、かつ後潤滑が必要でない、
つまり軸受に保守の必要がないということである。軸受
からオイルが流出することがなく、コストのかかるシー
ルが取り付けられることがない。この潤滑形式の特有の
実施形態は請求項８に記載されている。これによればプ
ラスチック支持部が加熱によって硬化された、潤滑油脂
と高分子ポリエチレン（ＰＥ）とから成る混合物から形
成されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図示の
実施例を用いて詳しく説明する。
【００１８】図１には、符号１で示された保持部がディ
スクケージとして形成されており、この保持部１は支承
針状ころ２を受容するポケット３を備えており、このポ
ケット３は周方向で互いに均一な間隔を有して位置して
いる。そのような保持部１は打ち抜きまたは切り抜きに
よって金属薄板から製作することができ、この場合一般
的に鋼板の使用が考えられる。ポケット３はその中央線
４で直接的に保持部１の、図示されていない中心Ｍに向
かって方向付けされている。さらに図１に示されてるよ
うに、ポケット３が周方向で互いに反対側に位置する空
所５を備えているので、支承針状ころ２はポケット３の
両側の端部領域６でしか案内されていない。空所５はこ
の場合矩形に形成されているが、それぞれ任意の形状た
とえば半円形で形成されていてもよい。
【００１９】図２に示された保持部７は、相互間隔を有
する２つのポケット列８，９を備えており、これらのポ
ケット列は互いに半径方向でも周方向でもずらして配置
されている。半径方向で外側に位置するポケット８間に
も、半径方向で内側に位置するポケット９間にも、貫通
孔１０，１１が配置されている。一方では半径方向で比
較的短いポケット８，９によって、同様に半径方向で比
較的短い支承針状ころ２の滑り部分が減少されている
が、他方では貫通孔１０，１１によってプラスチック半
部が互いに固着し合うようになっている。図１の保持部
１のように、保持部７のポケット８，９も、周方向で互
いに反対側の画設面で空所５を備えている。
【００２０】本発明に基づく、ケージ１２と支承針状こ
ろ２とから成るスラスト針状ころ環１３の製作を、図３
〜図１０に関して説明する。図３，５，７および９には
それぞれ半部しか示されていない。
【００２１】図３および図４に示されているように、ま
ず扁平な下位の受容円板１４に、ポケット３とこのポケ
ットに所属の空所５とを備えた保持部１が載設され、間
隔エレメント１５によって保持部１と受容円板１４とが
間隔を有して保持される。間隔エレメント１５は受容円
板１４，１７と固着結合されるか、または独立して形成
された部材として使用されることができる。下位の受容
円板１４は同時に支承針状ころ２のための所属の走行軌
道を備えた走行円板として見なすことができ、この下位
の受容円板１４と保持部１との間の軸方向間隔は、支承
針状ころ２が中央でポケット３によって取り囲まれてい
るように調節することができる。有利には、間隔エレメ
ント１５は周方向で相互間隔を有して少なくとも３箇所
で設けられており、これによって保持部１の確実な保持
が実現できる。次いで下位の受容円板１４の周りに外側
の受容リング１６が配置され、この受容リング１６は下
位の受容円板１４の外周面を取り囲んでいる。図５およ
び図６に示されているように、次いで支承針状ころ２が
保持部１のポケット３に挿入される。図６から判るよう
に、支承針状ころ２は互いに反対側に位置する両方の端
部領域６によってのみ案内されている。すなわち中央領
域では、支承針状ころ２の両側に所属の空所５を見出す
ことができる。
【００２２】図７および図８から判るように、この配置
構成は上位の受容円板１７の載設と内側の受容リング１
８の設置とによって補完され、この内側の受容リング１
８は下位の受容円板１４と上位の受容円板１７とを内周
面で取り囲んでいる。このようにして中空室１９が形成
され、この中空室１９は軸方向で両方の受容円板１４，
１７によって制限されていて、半径方向で両方の受容リ
ング１６，１８によって制限されており、この中空室１
９に、ポケット３に挿入された支承針状ころ２を備えた
保持部１が挿入されている。この状態で上位の受容円板
１７に軸方向の押圧力Ｆがもたらされ、その結果支承針
状ころ２は弾性領域で押しつけられる。すなわち直径が
減少されている。次いで中空室１９にプラスチックが導
入され、その結果同じ厚さの２つのプラスチック支持部
２０，２１が形成されており、これらのプラスチック支
持部は、図１０ではっきりと示されているように、保持
部１を取り囲んでいる。さらに図１０には、軸受けニー
ドル２が、接触面２２，２３を除いて、ほぼ完全に両方
のプラスチック支持部２０，２１によって取り囲まれて
いるのが示されており、これらの接触面２２，２３は支
承針状ころ２の被覆面と下位の受容円板１４もしくは上
位の受容円板１７とによって形成されている。保持部１
をしっかりと取り囲む両方のプラスチック支持部２０，
２１の冷却もしくは凝固のあとで、軸方向力Ｆが解消さ
れ、その結果支承針状ころ２は再び弾性的に戻される。
すなわち直径が僅かに拡張される。
【００２３】図１１に示されているように、両方のプラ
スチック支持部２０，２１の凝固もしくは硬化のあと
で、それぞれ１つのギャップｓが形成され、このギャッ
プｓは一方では走行円板の走行軌道によって、他方では
プラスチック支持部２０，２１によって形成されてい
る。このギャップは公知の形式でスクィーズ−フィルム
−原理（Squeeze-Film-Prinzip）に基づく軸受の緩衝の
ために利用することができる。
【００２４】ケージ１２のポケット３における支承針状
ころ２の運動性は、凝固もしくは硬化の際にプラスチッ
クが収縮することによって実現され、場合によっては分
離剤が使用可能である。
【００２５】図１２には、右側に軸受軸線３１を中心に
回転する完成されたスラスト溝付球軸受が示されてお
り、そのケージ２８は保持部２７と両方のプラスチック
支持部２０，２１とから形成されている。支承球２６は
支持部２７のポケットに受容されていて、かつ両方の支
承円板２４，２５の所属の走行軌道上を転動するように
なっており、この場合同様に支承円板２４，２５とケー
ジ２８との間にそれぞれ１つのギャップｓが形成されて
いる。図１２の左側部分から判るように、ケージ２８を
製作するために、下位の受容円板１４および上位の受容
円板１７とは孔２９，３０を備えており、その直径はプ
ラスチック支持部２０，２１の厚さを規定する。このよ
うにして所望のギャップｓが調節され、これによって軸
受ユニットの緩衝が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】リング状の保持部を示す平面図である。
【図２】リング状の保持部を示す平面図である。
【図３】本発明のケージを製作するための配置構成を１
つの製作ステップで示す長手方向部分断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】本発明のケージを製作するための配置構成を１
つの製作ステップで示す長手方向部分断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】本発明のケージを製作するための配置構成を１
つの製作ステップで示す長手方向部分断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図で
ある。
【図９】本発明のケージを製作するための配置構成を１
つの製作ステップで示す長手方向部分断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】図１０に基づく完成したケージを示す拡大部
分断面図である。
【図１２】スラスト溝付球軸受を示す長手方向断面図で
ある。
【符号の説明】
１ 保持部、 ２ 支承針状ころ、 ３ ポケット、
４ 中央線、 ５ 空所、 ６ 端部領域、 ７ 保持
部、 ８，９ ポケット、 １０，１１ 貫通孔、 １
２ ケージ、 １３ スラスト針状ころ環、 １４ 受
容円板、 １５間隔エレメント、 １６ 受容リング、
１７ 受容円板、 １８ 受容リング、 ２０，２１
プラスチック支持部、 ２２，２３ 接触面、 ２
４，２５支承円板、 ２６ 支承球、 ２７ 保持部、
２８ ケージ、 ２９，３０孔、 ３１ 軸受軸線
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J101 AA12 AA13 AA24 AA32 AA42 AA52 AA62 BA21 BA22 BA34 BA45 BA50 CA11 DA14 EA33 EA53 FA44 FA48

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２部分から成る、転がり軸受用のケージ
    であって、該ケージが、少なくとも部分的にプラスチッ
    ク支持部によって取り囲まれた、金属薄板から製作され
    た保持部から形成されている形式のものにおいて、 転動体を受容するためのポケットを備えた保持部が両側
    で同じ厚さのそれぞれ１つのプラスチック支持部によっ
    てカバーされており、これらのプラスチック支持部がほ
    ぼ転動体の走行軌道領域まで延びており、プラスチック
    材料の収縮寸法が考慮されつつ走行軌道とプラスチック
    支持部との間にそれぞれ所定のギャップ（ｓ）が形成さ
    れていることを特徴とする、転がり軸受用のケージ。
  2. 【請求項２】 当該ケージがスラスト軸受ケージ（１
    ２，２８）として形成されており、該スラスト軸受ケー
    ジの円板状の保持部（１，７，２７）が軸方向で見て両
    側でプラスチック支持部（２０，２１）によってカバー
    されている、請求項１記載のケージ。
  3. 【請求項３】 保持部（７）が追加的な貫通孔（１０，
    １１）を備えている、請求項２記載のケージ。
  4. 【請求項４】 ポケット（３，８，９）が周方向で互い
    に反対側の画設面で拡張された空所（５）を備えてい
    る、請求項２記載のケージ。
  5. 【請求項５】 保持部（７）が相互間隔を有して位置す
    る２つのポケット列（８，９）を備えており、これらの
    ポケット列が半径方向でも周方向でも互いにずれて位置
    している、請求項２記載のケージ。
  6. 【請求項６】 プラスチック支持部が摩擦低減材料たと
    えばポリテトラフルオロエチレンでコーティングされて
    いる、請求項１記載のケージ。
  7. 【請求項７】 プラスチック支持部が形状安定性で多孔
    性のプラスチックから形成されており、該プラスチック
    の孔が潤滑剤で充填されている、請求項１記載のケー
    ジ。
  8. 【請求項８】 プラスチック支持部が加熱によって硬化
    された、潤滑油脂と高分子ポリエチレンとから成る混合
    物から形成されている、請求項１記載のケージ。
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