JP2006214499A - 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】 各球面ころ４、４を各ポケット９ａ内に挿入する作業を容易に行なえると共に、これら各球面ころ４、４の挿入時に、これら各ポケット９ａの内側に突出する弾性舌片１５に、機能不良に結び付く様な過大な変形が生じにくい構造を実現する。
【解決手段】 保持器５ａを構成する円環部１１の内側面の円周方向中間部に、上記各ポケット９ａの外側に凹んだ窪み１７を形成する。これにより、上記各球面ころ４、４を、この窪み１７の深さ分上記弾性舌片１５の先端縁から離れる方向に寄せた状態で、上記各ポケット９ａ内に挿入できる。この為、上記各球面ころ４、４の挿入作業を容易に行なえると共に、これら各球面ころ４、４の挿入時に上記弾性舌片１５に過大な力が作用する事を防止して、この弾性舌片１５が、作動不良に結び付く程大きく変形しない様にできる。【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に記載された様な自動調心ころ軸受が使用されている。この特許文献１には、各球面ころを保持する１対の保持器を案内リングにより案内する構造が記載されている。これに対して、この案内リングを省略した構造が、特許文献２に記載されている。図６〜９は、この特許文献２に記載された自動調心ころ軸受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６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を、円周方向に亙って等間隔に打ち抜き形成している。又、この主部８の大径側端縁部に、上記金属板を径方向外方に折り曲げる事で、外向フランジ部１０を形成している。従って、上記各保持器５、５は、上記複数のポケット９の存在により、この外向フランジ部１０と、上記主部８の小径側端縁部を構成する円環部１１と、これら外向フランジ部１０と円環部１１とを連結する複数の柱部１２、１２とに分かれる。この円環部１１の外端縁に内向フランジ部１３を、径方向内方に折り曲げ形成している。言い換えれば、上記各ポケット９は、上記外向フランジ部１０と、円環部１１と、円周方向に隣り合う柱部１２、１２とにより囲まれた部分に設けられている。

又、図８に示す様に、上記外向フランジ部１０の片側面で、上記各球面ころ４、４（図８では省略）の軸方向一端面に対向する部分に突起１４、１４を、上記各ポケット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、上記各突起１４、１４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する。又、上記円環部１１の内側面が、これら各球面ころ４、４の軸方向他端面に摺接若しくは近接する。そして、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１０の内周縁部で上記各ポケット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１５を形成している。これら各弾性舌片１５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１０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６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１５は、やはり図６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１６に係合して、これら各球面ころ４、４がポケット９から径方向外方に抜け出すのを防止する。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、上記各凹部１６、１６は、図７に示した様な円形のものに限らず、各球面ころ４、４と同心の円環状のものでも良い。何れにしても、上記外向フランジ部１０の内側面に形成した突起１４、１４の端面は、上記各球面ころ４、４の軸方向両端面の一部で、上記各凹部１６、１６から各球面ころ４、４の径方向外方に外れた部分に摺接若しくは近接する。

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８〜９に示す様に、ポケット９を構成する円環部１１の内側面の形状を、凹凸がない平面状としている。この為、上記各球面ころ４、４を上記保持器５に組み付ける際に、上記各ポケット９内にこれら各球面ころ４、４を挿入しにくいという問題があった。即ち、上記自動調心ころ軸受１の場合、これら各球面ころ４、４が径方向外方に抜け出すのを防止すべく、弾性舌片１５を外向フランジ部１０の内周縁部から上記各ポケット９の内側に突出させている。この為、これら各ポケット９の、上記弾性舌片１５を突出させた部分での、上記各球面ころ４、４の軸方向に関する間隔が狭くなる。従って、上記円環部１１の内側面の形状が平面状である場合、図１０に示す様に、球面ころ４をポケット９内に直径方向外方から最適角度で挿入する際に、この球面ころ４の軸方向他端側の端縁部が上記円環部１１の端縁部に引っ掛かる。この為、この球面ころ４を上記ポケット９内に挿入しにくくなる。尚、最適角度で挿入するとは、上記弾性舌片１５の先端縁と上記円環部１１の内側面との最短距離を通る仮想線αに対する仮想垂線βと平行な角度で、上記球面ころ４を上記ポケット９内に挿入する事を言う。

これに対して、上記球面ころ４を上記ポケット９内に挿入する際に、この球面ころ４の軸方向他端側の端縁部とポケット９を構成する円環部１１の端縁部とが引っ掛からない様に、この球面ころ４の挿入角度を、図１１に示す様に、上記最適角度に対して大きくする（更に任意の角度θを加える）事が考えられる。この場合、上記球面ころ４の軸方向他端側の端縁部を上記円環部１１の端縁部に乗り上げた状態で、この球面ころ４を上記ポケット９内に挿入できる為、この球面ころ４の軸方向他端側の端縁部が上記円環部１１の端縁部に引っ掛かる事は防止できる。

しかし、上述の様に球面ころ４の挿入角度を大きくすると、上記図１１に示す様に、この球面ころ４の軸方向一端側の端縁部が上記弾性舌片１５の中間部に当接する。この為、この球面ころ４の軸方向一端側の端縁部がこの弾性舌片１５を乗り越える際に、この弾性舌片１５を大きく変形させなくてはならず、この弾性舌片１５に過大な力が作用する。そして、この弾性舌片１５に過大な力が作用した場合には、この弾性舌片１５に、機能不良に結び付く塑性変形が生じ易い。例えば、上記球面ころ４の挿入に伴いこの弾性舌片１５が上記ポケット９の外側に塑性変形すると、この球面ころ４がこのポケット９内に挿入された状態で、上記弾性舌片１５と前記凹部１６とが十分に係合されなくなる。これら弾性舌片１５と凹部１６とが十分に係合されないと、上記球面ころ４が上記ポケット９の径方向外方に抜け落ちるのを確実に防止できない。

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、各球面ころの挿入作業を容易に行なえると共に、これら各球面ころを各ポケット内に挿入する際に、これら各球面ころとこれら各ポケットの内側に向けて突出する舌片とが強く当接する事を防止して、この舌片に機能不良に結び付く様な塑性変形が生じにくい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６〜９に示した従来構造と同様に、円すい筒状に形成され円周方向複数個所に、それぞれ球面ころを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と、この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とを備える。
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、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、上記各ポケットの内側面のうち、上記各球面ころの軸方向他端面と対向する面の円周方向中間部に、これら各ポケットの外側に向けて凹んだ窪みを形成している。

又、請求項３に記載した自動調心ころ軸受も、前述の図６〜７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、各球面ころを舌片の先端縁から離れる方向に寄せた状態で各ポケット内に挿入できる為、これら各球面ころを挿入する作業を容易に行なえると共に、これら各球面ころの端縁部と舌片とが強く当接する事を防止できる。この結果、これら各球面ころの挿入時にこの舌片に、機能不良に結び付く様な変形が生じにくい。又、本発明の場合、上記各ポケットの内側面のうち、これら各球面ころの軸方向他端面が対向する面の、窪みを形成していない部分（円周方向両端部）が、これら各球面ころの軸方向他端面と摺接若しくは近接して、これら各球面ころにスキューが生じる事を防止できる。又、上記各ポケット内にこれら各球面ころを挿入する際に、これら各球面ころが上記窪みに誘導される為、保持器を無理に変形させる事なく、これら各球面ころを上記各ポケット内の所定位置に設置できる。更に、本発明の自動調心ころ軸受は、上述の様な自動調心ころ軸受用保持器を組み込む事により、信頼性を向上させる事ができる。

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、窪みの底面を、円周方向に関して、中央部が最も深く両端側に向かう程浅くなる形状とする。
この様に構成すれば、各球面ころを各ポケット内に挿入する際に、これら各球面ころの端縁部が舌片の先端縁と強く当接する事を防止すると共に、挿入に伴いこれら各球面ころを、軸方向に関して正規位置に滑らかに移動させる事ができる。

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、各球面ころ４、４を各ポケット９ａ内に挿入する際に、これら各球面ころ４の端縁部が、特許請求の範囲に記載した舌片である弾性舌片１５と強く当接する事を防止する為、上記各ポケット９ａの内側面の一部に窪み１７を形成した点にある。その他の構造及び作用は、前述の図６〜９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６〜９に示した従来構造と同様に、金属板をプレス成形して成る。又、この保持器５ａを構成する円すい筒状の主部８の大径側端縁部に形成した外向フランジ部１０の内周縁部で、上記各ポケット９ａの円周方向中間部に相当する位置に、上記弾性舌片１５を、それぞれ形成している。これら各弾性舌片１５は、その先端が上記各ポケット９ａの内側に突出する方向に、上記外向フランジ部１０に対し傾斜している。そして、これら各ポケット９ａ内に上記各球面ころ４、４を保持した状態で、これら各球面ころ４、４の軸方向両端面に形成した凹部１６、１６のうちの軸方向一端側の凹部１６と上記各弾性舌片１５とを係合させている。そして、これら各球面ころ４、４が上記各ポケット９ａから径方向外方に抜け出るのを防止している。尚、上記凹部１６、１６は、図２に示した様な円形のものに限らず、各球面ころ４、４と同心の円環状の場合もある。

特に、本実施例の場合には、上記各ポケット９ａの内側面のうち、これら各ポケット９ａ内に上記各球面ころ４、４を保持した状態で、これら各球面ころ４、４の軸方向他端面と対向する面の円周方向中間部に、上記窪み１７をそれぞれ形成している。即ち、上記各ポケット９ａを構成する円環部１１の内側面の、上記主部８の円周方向に関して中間部に上記窪み１７を形成している。この窪み１７は、図３〜４に示す様に、ポケット９ａの外側に向けて凹ませている。言い換えれば、この窪み１７は、このポケット９ａの内側面のうちの上記弾性舌片１５の先端部と対向する面に形成され、この弾性舌片１５が突出している方向と同じ方向に凹ませている。又、上記窪み１７の底面は、円周方向（図３の左右方向）に関して、中央部が最も深く両端側に向かう程浅くなる凹曲面としている。尚、この窪み１７の底面の形状は、例えば、複数の平面を滑らかに連続させた形状としても良い。要は、中央部が最も深く両端側に向かう程浅くなる形状を有していれば良い。

又、本実施例の場合、上記円環部１１の内側面のうち、上記窪み１７を形成していない円周方向両端部分の残部１８、１８と、外向フランジ部１０の内側面に設けた各突起１４、１４の先端面との、上記各球面ころ４、４の軸方向に関する距離は、前述の図６〜９に示した従来構造のポケット９の場合と同様である。従って、上記各ポケット９ａ内に各球面ころ４、４を保持した状態で、これら各球面ころ４、４の軸方向他端面外周寄り部分は、上記残部１８、１８と摺接若しくは近接する。この結果、これら各球面ころ４、４を上記各ポケット９ａ内に保持した状態でこれら各球面ころ４、４の軸方向両端面が、上記各突起１４、１４及び上記残部１８、１８とそれぞれ摺接若しくは近接して、これら各球面ころ４、４にスキューが生じる事を防止できる。尚、上記残部１８、１８と上記窪み１７の両端寄り部分とは滑らかに連続させている。

上述の様に構成される本実施例の場合、弾性舌片１５の先端縁とこの先端縁が対向する円環部１１の内側面中央部との距離を大きくできる為、上記各球面ころ４、４を、上記弾性舌片１５の先端縁から離れる方向に寄せた状態で、上記各ポケット９ａ内に挿入できる。この為、これら各球面ころ４、４を挿入する作業を容易に行なえると共に、これら各球面ころ４、４の端縁部と上記各弾性舌片１５とが強く当接する事を防止できる。即ち、本実施例の場合、上記各ポケット９ａの内側面のうち、上記各弾性舌片１５と対向する位置である、上記円環部１１の内側面の円周方向中間部に上記窪み１７をそれぞれ形成している。この為、図５に示す様に、ポケット９ａ内に球面ころ４を最適角度で挿入する際に、この球面ころ４を窪み１７の円周方向中央部の深さ分、弾性舌片１５から離れる方向に寄せた状態で、この球面ころ４をポケット９ａ内に挿入できる。

具体的には、この球面ころ４の軸方向他端側の挿入方向（図５の下方）に存在する端縁部が上記窪み１７の円周方向中央部に存在する状態で、この球面ころ４が上記弾性舌片１５の先端縁から離れる方向に最も寄った位置に存在する。又、この状態では、この球面ころ４の軸方向一端側の端縁部が、上記図５に示す様に、この弾性舌片１５の中間部ではなく先端縁と当接する。この為、上記球面ころ４を上記ポケット９ａ内に最適角度で挿入する場合に、この球面ころ４の軸方向他端側の端縁部を上記円環部１１の端縁部に引っ掛からせる事なく挿入できる。

上記球面ころ４を更に挿入していくと、挿入に伴いこの球面ころ４が上記窪み１７の曲面に押されて、上記弾性舌片１５側に変位する。この際、この球面ころ４の軸方向一端側の端縁部乃至端面の一部が上記弾性舌片１５の先端縁を、この先端縁が上記凹部１６内に係合するまで、上記ポケット９ａの外側に押圧する。本実施例の場合、上記球面ころ４の弾性舌片１５側への変位は、上記窪み１７の曲面に沿って徐々に行なわれる為、この弾性舌片１５も上記ポケット９ａの外側に向けて徐々に弾性変形する。又、弾性変形量の最大値も小さく抑えられる。従って、前述の図１１に示した様に、球面ころ４の挿入角度を大きくする事により、弾性舌片１５の中間部にこの球面ころ４の端縁部が当接する場合と比べて、この弾性舌片１５に過大な力が作用する事がない。この為、上記球面ころ４の挿入によりこの弾性舌片１５に、機能不良に結び付く様な変形が生じにくい。又、上述の様に球面ころ４をポケット９ａ内に挿入する際に、この球面ころ４が上記窪み１７の曲面に誘導されて、このポケット９ａの円周方向中央部に配置される。この為、上記球面ころ４の挿入時にこの球面ころ４とこのポケット９ａとの円周方向位置が多少ずれていても、前記保持器５ａを無理に変形させる事なく、上記球面ころ４の挿入作業を行なえる。又、この様に保持器５ａに不良が生じにくい為、この保持器５ａを組み込んだ自動調心ころ軸受の信頼性を向上させる事ができる。

尚、上記窪み１７は、上述の様な凹曲面状とせず、円周方向中間部全体を同じ深さ凹ませ、両端寄り部分を残部１８、１８と傾斜面或は凹曲面により滑らかに連続させた形状としても良い。即ち、上記窪み１７の円周方向中間部全体の深さを、弾性舌片１５の先端縁との距離が球面ころ４、４の軸方向長さよりも大きくなる様に規制する。又、この部分の円周方向に関する幅を次の様に規制する。即ち、球面ころ４を主部８の直径方向からポケット９ａ内に挿入していく場合に、この球面ころ４の軸方向一端面に形成した凹部１６の外周縁部が弾性舌片１５の先端縁と対向する。この球面ころ４がこの位置に存在する状態で、この球面ころ４の軸方向他端面が、円環部１１の内側面とこの球面ころ４の軸方向に関して重畳する部分を重畳部とする。この場合に、上記主部８の円周方向に関して、上記窪み１７の幅をこの重畳部の幅よりも少しだけ小さくするか、この幅と同等若しくは少しだけ大きくする。要は、上記弾性舌片１５が上記凹部１６と係合する直前乃至は実際に係合するまで、上記球面ころ４をこの弾性舌片１５側に移動させない程度に、上記窪み１７の幅を確保する。

この様に構成すれば、上記球面ころ４を上記ポケット９ａ内に挿入する際に、この球面ころ４の端縁部と上記弾性舌片１５の先端縁とを強くは当接させる事なく、この弾性舌片１５と上記凹部１６とを係合させられる。この為、上記球面ころ４の挿入に伴いこの弾性舌片１５に、機能不良に結び付く様な過大な変形が生じる事を確実に防止できる。尚、上記凹部１６の周縁部がこの弾性舌片１５と対向した後は、上記球面ころ４が上記窪み１７の両端寄り部分に形成した傾斜面或は凹曲面に沿って、上記弾性舌片１５側に移動する。そして、上記弾性舌片１５が上記凹部１６内に係合される。

又、上述した実施例の構造の場合、保持器の案内リングがない構造に本発明を適用した場合に就いて示したが、例えば、前述の特許文献１に記載されている様に、案内リングを有すると共に、舌片により球面ころの脱落を防止する構造にも適用可能である。即ち、自動調心ころ軸受に使用する保持器のうち、球面ころの端面に形成した凹部に舌片を係合する構造であれば適用可能である。

本発明の実施例を示す部分断面図。 図１の側方から見た図。 本実施例の保持器の一部を径方向外方から見た図。 本実施例の保持器の部分拡大斜視図。 本実施例の保持器に球面ころを挿入する状態を示す、部分断面図。 従来構造の自動調心ころ軸受の１例を示す部分断面図。 図６の側方から見た図。 従来構造の保持器の一部を径方向外方から見た図。 従来構造の保持器の部分拡大斜視図。 従来構造の保持器に、球面ころを最適角度で挿入する状態を示す部分断面図。 同じく、球面ころを最適角度に更に角度を加えて挿入する状態を示す部分断面図。

符号の説明

１ 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 主部
９、９ａ ポケット
１０ 外向フランジ部
１１ 円環部
１２ 柱部
１３ 内向フランジ部
１４ 突起
１５ 弾性舌片
１６ 凹部
１７ 窪み
１８ 残部

Claims (3)

1. 円すい筒状に形成され円周方向複数個所に、それぞれ球面ころを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と、この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とを備え、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自動調心ころ軸受用保持器に於いて、上記各ポケットの内側面のうち、上記各球面ころの軸方向他端面と対向する面の円周方向中間部に、これら各ポケットの外側に向けて凹んだ窪みを形成した事を特徴とする、自動調心ころ軸受用保持器。
2. 窪みの底面が、円周方向に関して、中央部が最も深く両端側に向かう程浅くなる形状を有する、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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