JP2006144903A - 自動調心ころ軸受用保持器及び自動調心ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動調心ころ軸受１ａの負荷容量を確保しつつ、保持器５ａの耐久性向上を図れる構造を実現する。
【解決手段】 上記保持器５ａを構成する主部８ａの中心軸を含む仮想平面に関する、各柱部１０ａ、１０ａの断面形状を、それぞれの中間部が径方向内方に突出する方向に湾曲した円弧状とする。そして、上記主部８ａの円周方向に関する上記各柱部１０ａ、１０ａの中間部の幅寸法を、上記断面形状が直線状である場合に比べて大きくする。これにより、上記各柱部１０ａ、１０ａの強度及び剛性を確保し、上記課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

この発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、各種機械装置に組み込まれ、例えばハウジングの内側に回転軸を支承する為の自動調心ころ軸受に組み込んで利用する。

例えば重量の嵩む軸をハウジングの内側に回転自在に支承する為に従来から、特許文献１〜２に記載された様な自動調心ころ軸受が使用されている。図５〜８は、このうちの特許文献２に記載される等により従来から知られている自動調心ころ軸受１を示している。この自動調心ころ軸受１は、互いに同心に組み合わされた外輪２と内輪３との間に、複数の球面ころ４、４を転動自在に配列して成る。そして、１対の保持器５、５により、これら複数の球面ころ４、４の分離防止を図っている。これら各保持器５、５は、金属板をプレス成形して成る、所謂プレス保持器である。

上記外輪２の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道６を形成している。又、内輪３の外周面の幅方向（図５の左右方向）両側には、それぞれが上記外輪軌道６と対向する、１対の内輪軌道７、７を形成している。又、上記複数の球面ころ４、４は、その最大径部が各球面ころ４、４の軸方向長さの中央部にある対称形で、上記外輪軌道６と上記１対の内輪軌道７、７との間に、２列に亙って転動自在に配列されている。

上記各保持器５、５は、円すい筒状の主部８を備える。この主部８には、上記各球面ころ４、４をそれぞれ転動自在に保持する複数のポケット９、９を、円周方向に亙って等間隔に打ち抜き形成している。円周方向に隣り合うポケット９、９同士の間は柱部１０、１０としている。又、上記主部８の大径側端縁部に外向フランジ部１１を、同じく小径側端縁部に内向フランジ部１２を、それぞれ上記金属板を径方向外方又は内方に折り曲げる事により形成している。

又、上記外向フランジ部１１の片側面外径寄り部分で上記各球面ころ４、４の軸方向一端面に対向する部分に、ガイド凸部１３、１３を、上記各ポケット９、９毎に２個ずつ、互いに円周方向に離隔させて形成している。これら各ポケット９、９に上記各球面ころ４、４を、径方向外側から挿入した状態では、上記各ガイド凸部１３、１３の先端面がこれら各球面ころ４、４の軸方向一端面に摺接若しくは近接して、これら各球面ころ４、４がスキューする事を防止する。

又、上記外向フランジ部１１の内周縁部で上記各ポケット９、９の円周方向中間部に相当する位置に、それぞれ弾性舌片１４を形成している。これら各弾性舌片１４は、その先端が上記各ポケット９の内側に突出する方向に、上記外向フランジ部１１に対し傾斜している。前記自動調心ころ軸受１を組み立てた状態で保持器５の主部８は、図５、６、８に示す様に、球面ころ４、４のピッチ円よりも径方向内方に位置する。そして、上記各弾性舌片１４は、図５に示す様に、球面ころ４、４の軸方向両端面の中央部にそれぞれ形成した円形の凹部１５に係合して、これら各球面ころ４、４が上記各ポケット９、９から径方向外方に抜け出すのを防止する。これら各球面ころ４、４がポケット９から径方向内方に抜け出るのは、これら各球面ころ４、４の転動面と前記各柱部１２、１２の両側縁との係合により防止する。この為、上記各ポケット９の円周方向に関する幅は、上記各球面ころ４、４の直径よりも小さくしている。尚、上記各球面ころ４、４の端面の凹部１５は、円形のものに限らず、これら各球面ころ４、４と同心の円環状のものでも良い。

上述の様に構成される自動調心ころ軸受１により、例えばハウジングの内側に回転軸を支承する場合、外輪２をハウジングに内嵌固定し、内輪３を回転軸に外嵌固定する。回転軸と共にこの内輪３が回転する場合には、複数の球面ころ４、４が転動して、この回転を許容する。ハウジングの軸心と回転軸の軸心とが不一致の場合、上記外輪２の内側で上記内輪３が調心する（外輪２の中心軸に対し内輪３の中心軸を傾斜させる）事で、この不一致を補償する。この場合に於いて、外輪軌道６は単一球面状に形成されている為、上記複数の球面ころ４、４の転動は、不一致補償後に於いても、円滑に行なわれる。

ところで、上述した従来構造の自動調心ころ軸受１の場合、図５〜６に示した、上記主部８の中心軸を含む仮想平面に関する上記各柱部１０、１０の断面形状が（この中心軸に対し傾斜しているが）直線状であった。一方、これら各柱部１０、１０の円周方向両側に配置される上記各球面ころ４、４の直径は、これら各柱部１０、１０の中間部に対向する軸方向中間部で最も大きくなっている。この為、上記各球面ころ４、４の数を確保する事を考慮した場合、上記主部８の円周方向に関する上記各柱部１０、１０の上記中間部の幅寸法ｗ₁₀が相当に小さくなる事が避けられない。即ち、円周方向に隣り合う上記各球面ころ４、４の転動面同士の間隔は、図８の（Ａ）（Ｃ）に示す様に、これら各球面ころ４、４の軸方向両端寄り部分では比較的大きいが、軸方向中間部では、図８の（Ｂ）に示す様に小さくなる。これに伴って、それぞれの円周方向両側縁の形状を上記各球面ころ４、４の転動面の母線形状に倣った形状とした、上記各柱部１０、１０の幅寸法が、軸方向中間部で小さくなる。

この様に、上記各柱部１０、１０の軸方向中間部の幅寸法ｗ₁₀（図７参照）が小さくなると、その分、これら各柱部１０、１０の強度及び剛性の確保が難しくなる。この為、自動調心ころ軸受１の運転時に、何らかの原因で上記各球面ころ４、４から前記保持器５に大きな振動や衝撃が加わった場合に、何れかの柱部１０の中間部に亀裂等の損傷が発生し易くなる。そして、何れかの柱部１０が破損した場合には、当該柱部１０の隣の柱部１０に加わる荷重が大きくなり、当該隣の柱部１０が新たに破損する等、上記保持器５全体の破損に結び付く可能性がある。勿論、上記各球面ころ４、４の数を少なく抑えたり、これら各球面ころ４、４の直径を小さくしたりする事で、円周方向に隣り合う球面ころ４、４同士の間隔、延ては上記各柱部１０、１０の中間部の幅寸法ｗ₁₀を確保すれば、上述の様な破損を防止できるが、その代わりに、上記自動調心ころ軸受１の負荷容量が小さくなる為、好ましくない。又、上記保持器５を構成する金属板の厚さ寸法を大きくする事は、この保持器５を加工する為のプレス加工機の容量を大きくする必要が生じる他、金型の耐久性確保が難しくなる等、上記保持器５の製造コストを高くする原因となる為、やはり好ましくない。

特開平５−１５７１１６号公報 特許第３５２９１９１号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、自動調心ころ軸受の負荷容量を確保しつつ、保持器の耐久性向上を図れる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の自動調心ころ軸受用保持器及び自動調心ころ軸受のうち、請求項１に記載した自動調心ころ軸受用保持器は、前述の図５〜８に示した従来構造と同様に、保持すべき複数個の球面ころのピッチ円よりも小径の円すい筒状に形成され、円周方向複数個所に、これら各球面ころを１個ずつ、転動自在に保持する複数のポケットを設けた主部を備える。又、円周方向に隣り合うポケット同士の間を柱部としている。
特に、請求項１に記載した自動調心ころ軸受用保持器に於いては、上記主部の中心軸を含む仮想平面に関する上記各柱部の断面形状を、それぞれの中間部が径方向内方に突出する方向に湾曲した円弧状としている。そして、上記主部の円周方向に関する上記各柱部の中間部の幅寸法を、上記断面形状が直線状である場合に比べて大きくしている。

又、請求項３に記載した自動調心ころ軸受も、前述の図５に示した従来構造と同様に、外輪と、内輪と、複数の球面ころと、１対の保持器とから構成される。
このうちの外輪は、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道を内周面に形成している。
又、上記内輪は、上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を外周面に形成している。
又、上記各球面ころは、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に亙って転動自在に設けられている。
又、上記両保持器は、上記各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えている。
特に、請求項３に記載した自動調心ころ軸受に於いては、上記両保持器が、上述した自動調心ころ軸受用保持器である。

上述の様に構成される本発明の自動調心ころ軸受用保持器の場合、主部の中心軸を含む仮想平面に関するこれら各柱部の断面形状を、それぞれの中間部が径方向内方に突出する方向に湾曲した円弧状としている。円周方向に隣り合う各球面ころの転動面同士の間隔は、これら各球面ころのピッチ円に対応する部分で最も小さく、このピッチ円から径方向に離れる程広くなる。上記主部は、元々このピッチ円よりも小径に造られているので、上記各柱部の中間部が存在する部分での、円周方向に隣り合う各球面ころの転動面同士の間隔は、この中間部が径方向内方に突出している分だけ、更に大きくなる。そして、この分だけ、上記各柱部の中間部の円周方向に関する幅寸法を大きくできる。この結果、本発明の自動調心ころ軸受用保持器は、特に球面ころの数を少なくしたり直径を小さくしなくても、或は金属板の厚さ寸法を大きくしなくても、十分な強度及び剛性を確保できる。

本発明を実施する為に好ましくは、請求項２に記載した様に、主部の大径側端縁部から径方向外方に折れ曲がった外向フランジ部を備える。そして、この外向フランジ部の一部で、上記各球面ころを上記各ポケット内に保持した状態で、これら各球面ころの軸方向一端面と対向する部分に、舌片を設ける。これら各舌片は、上記ポケットの内側に向けて突出し、これら各球面ころの軸方向一端面に形成された凹部と係合して、これら各球面ころがこれら各ポケットから径方向外方に抜け出すのを防止する。
この様な構成を採用すれば、保持器及び上記各球面ころを、外輪軌道と内輪軌道との間に組み付ける以前に於いても、これら各球面ころが上記各ポケットから脱落する事を防止して、自動調心ころ軸受の組み付け作業の容易化を図れる。

図１〜４は、本発明の実施例を示している。尚、本発明の特徴は、保持器５ａの主部８ａに設けた各柱部１０ａ、１０ａの形状を工夫する事により、これら各柱部１０ａ、１０ａの強度及び剛性を向上させる点にある。その他の構造及び作用は、前述の図５〜８に示した従来構造と同様である為、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

本実施例の保持器５ａは、前述の図５〜８に示した従来構造と同様に、金属板をプレス成形して成り、大略円すい筒状の、上記主部８ａを有する。この主部８ａには、上記各柱部１０ａ、１０ａと複数のポケット９ａ、９ａとを、円周方向に関して交互に配置している。又、上記主部８ａは、これら各ポケット９ａ、９ａに保持する複数個の球面ころ４、４のピッチ円Ｐ（図２、４）よりも内径側に配置している。

特に、本実施例の保持器５ａの場合には、上記主部８ａの中心軸を含む仮想平面に関する（図１、２に示した）上記各柱部１０ａ、１０ａの断面形状を、それぞれの中間部が径方向内方（図１、２の下方）に突出する方向に湾曲した円弧状としている。そして、上記主部８ａの円周方向に関する上記各柱部１０ａ、１０ａの中間部の幅寸法Ｗ₁₀（図３参照）を、前述の図５〜８に示した従来構造の様に、上記断面形状が直線状である場合の幅寸法ｗ₁₀に比べて大きく（Ｗ₁₀＞ｗ₁₀）している。

即ち、円周方向に隣り合う上記各球面ころ４、４の転動面同士の間隔は、図４の（Ａ）（Ｃ）に示す様に、これら各球面ころ４、４の軸方向両端寄り部分では比較的大きいが、軸方向中間部では、図４の（Ｂ）に示す様に小さくなる。又、円周方向に隣り合う上記各球面ころ４、４の転動面同士の間隔は、これら各球面ころ４、４のピッチ円Ｐに対応する部分で最も小さく、このピッチ円Ｐから径方向に離れる程広くなる。上記主部８ａは、元々このピッチ円Ｐよりも小径に造られているので、上記各柱部１０ａ、１０ａの中間部が存在する部分での、円周方向に隣り合う各球面ころ４、４の転動面同士の間隔は、図４の（Ｂ）から明らかな通り、この中間部が径方向内方に突出している分だけ、更に大きくなる。そして、この分だけ、上記各柱部１０ａ、１０ａの中間部の円周方向に関する幅寸法Ｗ₁₀を大きくできる。この結果、本実施例の保持器５ａは、特に上記各球面ころ４、４の数を少なくしたり直径を小さくしなくても、或は金属板の厚さ寸法を大きくしなくても、十分な強度及び剛性を確保できる。この為、上記保持器５ａを組み込んだ自動調心ころ軸受１ａの負荷容量を確保しつつ、この保持器５ａの耐久性向上を図れる。

本発明の実施例を示す、自動調心ころ軸受の部分断面図。 保持器を取り出して図１と同方向から見た部分断面図。 図２のＸ矢視図。 （Ａ）は図２のＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は同Ｂ−Ｂ断面図、（Ｃ）は同Ｃ−Ｃ断面図。 従来構造の１例を示す、自動調心ころ軸受の部分断面図。 保持器を取り出して図５と同方向から見た部分断面図。 図６のＸ矢視図。 （Ａ）は図６のＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は同Ｂ−Ｂ断面図、（Ｃ）は同Ｃ−Ｃ断面図。

符号の説明

１、１ａ 自動調心ころ軸受
２ 外輪
３ 内輪
４ 球面ころ
５、５ａ 保持器
６ 外輪軌道
７ 内輪軌道
８、８ａ 主部
９、９ａ ポケット
１０、１０ａ 柱部
１１ 外向フランジ部
１２ 内向フランジ部
１３ ガイド凸部
１４ 弾性舌片
１５ 凹部

Claims (3)

1. 保持すべき複数個の球面ころのピッチ円よりも小径の円すい筒状に形成され、円周方向複数個所に、これら各球面ころを１個ずつ、転動自在に保持する複数のポケットを設けた主部を備え、円周方向に隣り合うポケット同士の間を柱部とした自動調心ころ軸受用保持器に於いて、上記主部の中心軸を含む仮想平面に関するこれら各柱部の断面形状を、それぞれの中間部が径方向内方に突出する方向に湾曲した円弧状とする事により、上記主部の円周方向に関する上記各柱部の中間部の幅寸法を、上記断面形状が直線状である場合に比べて大きくした事を特徴とする、自動調心ころ軸受用保持器。
2. 主部の大径側端縁部から径方向外方に折れ曲がった外向フランジ部を備え、この外向フランジ部の一部で、上記各球面ころを上記各ポケット内に保持した状態で、これら各球面ころの軸方向一端面と対向する部分に、これら各ポケットの内側に向けて突出し、これら各球面ころの軸方向一端面に形成された凹部と係合して、これら各球面ころがこれら各ポケットから径方向外方に抜け出すのを防止する為の舌片を設けた、請求項１に記載した自動調心ころ軸受用保持器。
3. 単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成した外輪と、上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に亙って転動自在に設けられた複数の球面ころと、これら各球面ころを転動自在に保持する複数のポケットを備えた１対の保持器とから構成される、自動調心ころ軸受に於いて、これら両保持器が、請求項１〜２の何れか１項に記載した自動調心ころ軸受用保持器である自動調心ころ軸受。

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