JP2006250189A - Retainer and rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば回転機構や旋回機構などを有する各種産業機械に用いられる転がり軸受及び当該転がり軸受に組み込まれた保持器に関する。特に転がり軸受として、スラスト軸受を想定すると共に、かかるスラスト軸受に用いる保持器として、内外輪間に組み込む前に複数の転動体を脱落させること無く回転自在に保持する保持器に関する。 The present invention relates to a rolling bearing used for various industrial machines having, for example, a rotating mechanism and a turning mechanism, and a cage incorporated in the rolling bearing. In particular, a thrust bearing is assumed as a rolling bearing, and a cage used for such a thrust bearing relates to a cage that holds a plurality of rolling elements in a freely rotatable manner before being assembled between inner and outer rings.
従来から例えば回転機構や旋回機構などには、アキシアル荷重を負荷する種々のスラスト軸受が組み込まれており、かかるスラスト軸受に用いられる保持器としては、例えば黄銅もみぬき型や鋼板プレス型と称される保持器、或いは軽量で潤滑性に優れた樹脂製の保持器が知られている。例えば樹脂製の保持器を用いたスラスト軸受としては、図3(a)に示すように、互いに相対回転可能にアキシアル方向に沿って対向配置された一対の軌道盤2,4と、これら軌道盤間に転動自在に配列された複数の転動体6と、複数の転動体6をそれぞれ1個ずつ回転自在に保持する複数のポケット8を有する保持器10とを備えた単式スラスト玉軸受を想定することができる(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, various types of thrust bearings for applying an axial load have been incorporated in, for example, a rotation mechanism and a turning mechanism. As a cage used for such a thrust bearing, for example, it is called a brass milling die or a steel plate press die. There are known cages made of resin or lightweight and excellent in lubricity. For example, as a thrust bearing using a cage made of resin, as shown in FIG. 3 (a), a pair of
単式スラスト玉軸受において、保持器10はリング状(円環状)を成しており、複数のポケット8は、保持器10の周方向に沿って等間隔で配置されている。各ポケット8には、図3(b)に示すように、アキシアル方向Axに貫通した開口(転動体6をポケット8に挿入するための開口)Mが形成されており、開口Mの周縁には、転動体6の外径よりも僅かに小さな内径を有する掛かり代8aが設けられている。なお、各ポケット8の開口Mは、アキシアル方向Axの上下両側にそれぞれ形成されており、転動体6を上下いずれの方向からでも挿入することができる。
In the single thrust ball bearing, the
ここで、転動体6をアキシアル方向Axからポケット8に挿入する際、転動体6を開口Mに向けて押圧すると、転動体6の押圧力により掛かり代8aが弾性変形して開口Mを広げる。そして、更に転動体6に押圧力を加えることにより、転動体6を掛かり代8aを乗り越えてポケット8内に挿入させることができる。この直後、掛かり代8aがその弾性力で初期状態(掛かり代8aの内径が転動体6の外径よりも僅かに小さくなった状態)に復帰することにより、転動体6はポケット8内に保持される。
Here, when the
この場合、単式スラスト玉軸受は、例えば回転機構や旋回機構などに組み込まれる前の状態において、その一対の軌道盤2,4が分離してしまうが、各ポケット8に保持された各転動体6は、各ポケット8のアキシアル方向Axの上下側から掛かり代8aで挟持された状態にあるため、各ポケット8から脱落することは無い。
In this case, the single-type thrust ball bearing is separated from the pair of
ところで、ポケット8に保持された転動体6の脱落をより確実に防止するためには、掛かり代8aを大きく設計すれば良いが、そうすると、転動体6を挿入する際に加えられた押圧力の程度によっては掛かり代8aが大きく変形して破損する虞がある。
By the way, in order to more reliably prevent the
また、上述したようなスラスト軸受は、アキシアル方向Axの立軸として使用されることが多いため、掛かり代8aは常に転動体6と接触し、摩擦を受けて磨耗し易い。この場合、磨耗量が増えると、その分だけ軸方向(アキシアル方向Ax)の遊びが大きくなり、保持器10と一対の軌道盤2,4との干渉が生じ、発熱による焼き付きや潤滑性の低下などの弊害が生じる虞がある。
In addition, since the thrust bearing as described above is often used as a vertical axis in the axial direction Ax, the
更に、スラスト軸受には、アキシアル荷重だけで無くラジアル荷重やモーメント荷重が作用する場合が想定される。この場合、これら荷重の大きさによっては、転動体6と一対の軌道盤2,4の軌道溝2s,4sとの間の呼び接触角が正常値(45°〜90°)を越えて変化すると、例えば転動体6が軌道溝2s,4sの肩(軌道溝2s,4sの両脇の部分)に乗り上がり滑らかな回転状態を維持することが困難になってしまう場合がある。これを防止するためには、軌道溝2s,4sの肩の高さ(溝底から肩の頂部までの高さ)を高く設計すれば良いが、そうすると肩の高さ分だけ、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースが小さくなってしまう。この結果、保持器10の軸方向(アキシアル方向Ax)の厚みを確保することができなくなり、転動体6を保持するのに充分な大きさの掛かり代8aを確保することができなくなってしまう。
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、一対の軌道盤(軌道溝の肩)の間のスペースに合わせて対応でき、転動体を確実に保持するのに充分な掛かり代を確保したポケットを有する保持器及び当該保持器を備えた転がり軸受を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and the object of the present invention is to cope with the space between a pair of raceways (shoulders of raceway grooves) and to securely hold the rolling elements. An object of the present invention is to provide a cage having a pocket with a sufficient allowance and a rolling bearing provided with the cage.
このような目的を達成するために、本発明は、互いに相対回転可能にアキシアル方向に沿って対向配置された一対の軌道盤と、これら軌道盤間に転動自在に配列された複数の転動体とを備えた転がり軸受に組み込まれた保持器であって、保持器は、複数の転動体をそれぞれ1個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有しており、各ポケットの外径側には、当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口が形成されている。
また、本発明は、互いに相対回転可能にアキシアル方向に沿って対向配置された一対の軌道盤と、これら軌道盤間に転動自在に配列された複数の転動体と、複数の転動体をそれぞれ1個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有する保持器とを備えた転がり軸受であって、保持器は、複数の転動体をそれぞれ1個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有しており、各ポケットの外径側には、当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口が形成されている。
In order to achieve such an object, the present invention provides a pair of washer disks that are arranged to face each other along the axial direction so as to be rotatable relative to each other, and a plurality of rolling elements that are arranged to freely roll between these washer disks. The cage is incorporated in a rolling bearing having a plurality of pockets, each of which has a plurality of pockets for rotatably holding a plurality of rolling elements one by one, on the outer diameter side of each pocket. Is formed with an opening for inserting the rolling element into the pocket from the outer diameter side.
In addition, the present invention provides a pair of washer disks that are arranged to face each other along the axial direction so as to be rotatable relative to each other, a plurality of rolling elements that are arranged to freely roll between these washer disks, and a plurality of rolling elements, respectively. A rolling bearing having a plurality of holders having a plurality of pockets that are rotatably held one by one, wherein the cage has a plurality of pockets that respectively rotatably hold a plurality of rolling elements one by one. An opening for inserting the rolling element into the pocket from the outer diameter side is formed on the outer diameter side of each pocket.
本発明において、保持器は、リング状を成しており、複数のポケットは、保持器の外径側に周方向に沿って所定間隔で配置されており、各ポケットの開口の両縁部には、転動体の外径よりも僅かに小さな内径を有する掛かり代が設けられている。
また、複数のポケットの中心を相互に結んで構成される保持器仮想円の直径は、各ポケットに保持された複数の転動体の中心を相互に結んで構成される転動体仮想円の直径よりも大きく設定されている。
この場合、各ポケットの開口の両縁部に設けられた掛かり代は、転動体の外径に沿って突出させても良い。また、掛かり代は、一対の軌道盤の軌道溝相互間において、転動体の外径に沿ってアキシアル方向に拡張させても良い。この構成では、一対の軌道盤の間のスペースが広い場合には、掛かり代の突出量を大きくすることが可能であり、逆に、一対の軌道盤の間のスペースが狭い場合には、一対の軌道盤の軌道溝相互間においてアキシアル方向に掛かり代のみを拡張することが可能である。
In the present invention, the cage has a ring shape, and the plurality of pockets are arranged at predetermined intervals along the circumferential direction on the outer diameter side of the cage, and are provided at both edges of the opening of each pocket. Is provided with an allowance having an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the rolling element.
The diameter of the cage virtual circle configured by connecting the centers of the plurality of pockets to each other is larger than the diameter of the rolling element virtual circle configured by connecting the centers of the plurality of rolling elements held in each pocket. Is also set larger.
In this case, the hook allowance provided at both edge portions of the opening of each pocket may be projected along the outer diameter of the rolling element. Further, the hanging allowance may be extended in the axial direction along the outer diameter of the rolling element between the raceway grooves of the pair of washer disks. In this configuration, when the space between the pair of washer is large, it is possible to increase the protruding amount of the allowance, and conversely, when the space between the pair of washer is narrow, It is possible to extend only the allowance in the axial direction between the raceway grooves of the washer.
本発明によれば、保持器の各ポケットの外径側に当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口を形成したことにより、一対の軌道盤(軌道溝の肩)の間のスペースに合わせて対応でき、転動体を確実に保持するのに充分な掛かり代を確保したポケットを有する保持器及び当該保持器を備えた転がり軸受を実現することができる。 According to the present invention, the opening for inserting the rolling element into the pocket from the outer diameter side is formed on the outer diameter side of each pocket of the cage, so that the gap between the pair of washer disks (shoulders of the track grooves). It is possible to realize a cage having a pocket that can be adapted to the space and has a sufficient allowance for reliably holding the rolling element, and a rolling bearing provided with the cage.
以下、本発明の一実施の形態に係る保持器及び転がり軸受について、添付図面を参照して説明する。なお、転がり軸受としては、例えば単式及び複式のスラスト軸受を想定することができるが、本実施の形態では、その一例として単式スラスト玉軸受を例示して説明する。この場合、単式スラスト玉軸受は、上述した構成(図3(a))と同様であるため、以下では、相違する構成である保持器の説明に止める。 Hereinafter, a cage and a rolling bearing according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, as a rolling bearing, although a single type and a double type thrust bearing can be assumed, for example, in this Embodiment, a single type thrust ball bearing is illustrated and demonstrated as an example. In this case, the single-type thrust ball bearing is the same as the above-described configuration (FIG. 3A), and therefore only the description of the cage having a different configuration will be given below.
図1(a)〜(c)に示すように、本実施の形態の保持器10は、樹脂製のリング状を成しており、複数の転動体6をそれぞれ1個ずつ回転自在に保持する複数のポケット12が設けられている。各ポケット12は、保持器10の外径側に周方向に沿って所定間隔で配置されており、これらポケット12の外径側には、当該外径側から転動体6をポケット12に挿入(矢印G方向に挿入)するための開口Mが形成されている。なお、保持器10の樹脂材料としては、例えばガラス繊維を強化したナイロン材や、エンジニアリングプラスチック(例えば、ポリフェニレンスルフィド(PPS))などを適用することができる。また、保持器10の成形方法としては、例えば削り出しや射出成形などを適用することができる。
As shown in FIGS. 1A to 1C, the
具体的に説明すると、各ポケット12は、リング状の保持器10の最外縁に露出して設けられており、その開口Mは、保持器10の中心Pから半径方向に放射状に延出した仮想線上に形成されている。また、開口Mを規定する2つの開口端Meの相互間距離は、転動体6の直径よりも僅かに小さく設定されている。この場合、転動体6をポケット12に挿入(矢印G方向に挿入)する際に、転動体6の押圧力が2つの開口端Meを介してポケット12に作用することになる。しかしながら、上記のような位置関係に開口Mを設定することにより、2つの開口端Meやポケット12を変形させたり破損させること無く、転動体6を挿入することができる。
More specifically, each
このような開口Mの両縁部(アキシアル方向Axの上下両側の縁部)には、転動体6の外径よりも僅かに小さな内径を有する掛かり代12aが転動体6の外径に沿って突出している。保持器10は、厚さ寸法Tの中空円板形状を成しており、開口M及びポケット12の厚さは、保持器10の厚さ寸法Tの範囲内に規定されている。また、掛かり代12aは、保持器10に対してアキシアル方向Axに突出し、その突出端12e相互の内径が転動体6の外径よりも小さく設定されている。
At both edge portions of the opening M (edge portions on both the upper and lower sides in the axial direction Ax), a
この場合、各ポケット12を保持器10の外径側に配置し、開口Mをポケット12の外径側に形成したことにより、転動体6を保持するのに充分な大きさの掛かり代12aを確保することができる。つまり、従来では、図3(a),(b)に示すような掛かり代8aを通して転動体6を挿入している関係上、その挿入性の向上のため掛かり代8aの大きさには一定の制限があった。これに対して本実施の形態では、保持器10の外径側の開口Mから転動体6をポケット12に簡単に挿入することができるため、大きな掛かり代12aを設定しても挿入性を損なうことは無い。
In this case, the
具体的に説明すると、図3に示した従来の保持器10(ポケット8)において、掛かり代8aの大きさは、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースに限定されており、当該スペースが小さい場合、転動体6を保持するのに充分な大きさの掛かり代8aを確保することができなかった。これに対して、本実施の形態(図1(a)〜(c))では、ポケット12を保持器10の外径側に配置し、開口Mをポケット12の外径側に形成したことにより、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースに影響されること無く、掛かり代12aを大きくすることができる。別の言い方をすると、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースに合わせて尚且つ、転動体6を保持するのに充分な大きさの掛かり代12aを確保することができる。なお、掛かり代12aの大きさや形状は、転動体6の大きさや形状、保持器10の大きさや種類、転がり軸受の使用目的や使用環境などに応じて任意に設定することができるため、ここでは特に限定しない。
More specifically, in the conventional cage 10 (pocket 8) shown in FIG. 3, the size of the latching
ここで、例えば図2(a)に示すように、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースGwを広く確保された転がり軸受では、掛かり代12aをアキシアル方向Axに大きく設定することができる。これにより、転動体6を保持するのに充分な大きさの掛かり代12aを確保することができる。
これに対して、例えば図2(b)に示すように、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースGsが狭い転がり軸受では、その軌道溝2s,4s相互間のスペースにおいて掛かり代12aをアキシアル方向Axに大きく設定することができる。具体的に説明すると、かかる転がり軸受は、アキシアル荷重だけで無くラジアル荷重やモーメント荷重により転動体6が軌道溝2s,4sの肩(軌道溝2s,4sの両脇の部分)に乗り上がるのを防止するために、軌道溝2s,4sの肩の高さ(溝底から肩の頂部までの高さ)を高く設計したことで、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースが小さくなった単式スラスト玉軸受に対応している。この場合、一対の軌道盤2,4の間のスペースに合わせて保持器10の厚さ寸法Tを薄くせざるを得ないが、軌道溝2s,4s相互間には比較的広いスペースが構成されているため、かかるスペースに位置付けられた掛かり代12aを拡張させている。これにより、転動体6を保持するのに充分な大きさの掛かり代12aを確保することができる。
Here, for example, as shown in FIG. 2 (a), in a rolling bearing in which a space Gw between a pair of
On the other hand, for example, as shown in FIG. 2 (b), in a rolling bearing having a narrow space Gs between a pair of
上記いずれの転がり軸受(図2(a),(b))においても、各ポケット12の内周面12bは、転動体6の外径面の形状に合わせた湾曲形状(転動体6の外径より僅かに大きな湾曲形状)を成している。これにより、ポケット12に挿入された転動体6は、その外径側が開口Mの両縁部の掛かり代12aで両側から挟持されると共に、それ以外の部分がポケット12の湾曲形状の内周面12bで抱き抱えられる。
この場合、転動体6をポケット12に挿入すると、その状態で転動体6は、ポケット12から脱落すること無く回転自在に保持される。例えば単式スラスト玉軸受を回転機構や旋回機構などに組み込む前の状態において、その一対の軌道盤2,4が分離しても、各ポケット12に保持された各転動体6は、掛かり代12a及び湾曲形状の内周面12bで確実に保持された状態となり、各ポケット8から脱落することは無い。
In any of the above rolling bearings (FIGS. 2A and 2B), the inner
In this case, when the rolling
ここで、転動体6をポケット12に挿入する方法について、図1(a),(b)を参照して説明する。まず、転動体6を保持器10の外径側から開口Mに向けて押圧(矢印G方向に押圧)すると、転動体6の押圧力により2つの開口端Meが矢印W方向に弾性変形して開口Mを広げる。そして、更に転動体6に押圧力を加えることにより、転動体6を2つの開口端Meを乗り越えてポケット12内に挿入させることができる。この直後、2つの開口端Meがその弾性力で初期状態(2つの開口端Meの内径が転動体6の外径よりも僅かに小さくなった状態)に復帰することにより、転動体6はポケット12内に保持される。
Here, a method for inserting the rolling
このような挿入方法では、転動体6の押圧力が2つの開口端Meに作用した際に、2つの開口端Meを柔軟に弾性変形させることが好ましい。そこで、例えば図2(c)に示すように、隣り合うポケット12相互間に切欠部(盗み)Rを形成することで、開口Mを規定する2つの開口端Meの弾性(矢印W方向への弾性)を向上させることができる。この場合、2つの開口端Meは、切欠部Rから突出方向に向って先細り形状を成しているため、転動体6の挿入時において柔軟に弾性変形し転動体6の挿入性を良好とし、転動体6がポケット12に挿入された後には、掛かり代12aと協同して転動体6を堅牢に保持することができる。
In such an insertion method, it is preferable that the two opening ends Me be elastically deformed flexibly when the pressing force of the rolling
また、本実施の形態の保持器10を備えた単式スラスト玉軸受によれば、例えば回転機構や旋回機構などに組み込まれる前に、一対の軌道盤2,4が分離しても、保持器10が転動体6をポケット12から脱落すること無く回転自在に保持するため、軸受の取扱いが簡単になり、回転機構や旋回機構などへの組み込み作業を円滑化及び効率化することが可能となる。
Further, according to the single-type thrust ball bearing provided with the
更に、単式スラスト玉軸受をアキシアル方向Axの立軸として使用する場合、従来の掛かり代8a(図3(a),(b))は、常に転動体6と接触し摩擦を受けて磨耗し易く、保持器10のガタが大きくなる場合があったが、本実施の形態(図1(c))では、ポケット12を保持器10の外径側に配置し、開口Mをポケット12の外径側に形成したことにより、転動体6を保持するのに充分な大きさの掛かり代12aを確保することができ、多少磨耗しても保持器10のガタが大きくなることは無い。
Furthermore, when a single-type thrust ball bearing is used as a vertical axis in the axial direction Ax, the
なお、上述した実施の形態では、単式スラスト玉軸受を例示して説明したが、例えば図2(d)に示すように、本実施の形態の保持器10を複式スラスト軸受に適用しても同様の効果を得ることができると共に、複式スラスト軸受の特有の効果として、上下両方向のアキシアル荷重を受けることができる。
この場合、複式スラスト軸受として複式スラスト玉軸受を想定しており、複式スラスト玉軸受は、1個の軸軌道盤14と、この軸軌道盤14のアキシアル方向上下側にそれぞれ対向配置された一対のハウジング軌道盤16,18と、軸軌道盤14と一対のハウジング軌道盤16,18との間に転動自在に配列された複数の転動体6とを備えている。なお、保持器10ポケット12は、上述した実施の形態と同様の構成を適用することができるため、その説明は省略する。
In the above-described embodiment, a single-type thrust ball bearing has been described as an example. However, for example, as shown in FIG. 2D, the same applies to the
In this case, a double thrust ball bearing is assumed as the double thrust bearing, and the double thrust ball bearing is composed of a
また、上述した実施の形態のスラスト軸受において、複数のポケット12の中心を相互に結んで構成される保持器仮想円の直径を、各ポケット12に保持された複数の転動体6の中心を相互に結んで構成される転動体仮想円の直径よりも大きく設定することが好ましい。
このような構成によれば、スラスト軸受の動作中に例えば保持器10が半径方向に移動した場合、転動体6は、ポケット12の開口Mに接触する前に内周面12b(図1(a))に接触する。つまり、転動体6が掛かり代12aに接触することは無い。この結果、掛かり代12aの磨耗や摩損を防止することができる。
In the thrust bearing of the above-described embodiment, the diameter of the cage virtual circle formed by connecting the centers of the plurality of
According to such a configuration, for example, when the
2 軌道盤
4 軌道盤
6 転動体
8 従来の保持器
10 本発明の保持器
12 ポケット
12a 掛かり代
Ax アキシアル方向
G 転動体の挿入方向
M 開口
Me 開口端
T 保持器の厚さ寸法
W 掛かり代の弾性変形方向
2
Claims (10)
保持器は、複数の転動体をそれぞれ1個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有しており、各ポケットの外径側には、当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口が形成されていることを特徴とする保持器。 This cage is incorporated in a rolling bearing having a pair of washer disks that are opposed to each other along the axial direction so that they can rotate relative to each other, and a plurality of rolling elements that are arranged to roll between these washer disks. And
The cage has a plurality of pockets for rotatably holding a plurality of rolling elements one by one, and the outer diameter side of each pocket is for inserting the rolling elements into the pocket from the outer diameter side. A cage characterized in that an opening is formed.
保持器は、複数の転動体をそれぞれ1個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有しており、各ポケットの外径側には、当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口が形成されていることを特徴とする転がり軸受。 A pair of washer disks arranged opposite to each other in the axial direction so as to be rotatable relative to each other, a plurality of rolling elements arranged so as to be able to roll between these washer disks, and a plurality of rolling elements each being rotatable one by one A rolling bearing provided with a cage having a plurality of pockets to hold,
The cage has a plurality of pockets for rotatably holding a plurality of rolling elements one by one, and the outer diameter side of each pocket is for inserting the rolling elements into the pocket from the outer diameter side. A rolling bearing characterized in that an opening is formed.
The hooking margin provided at both edges of the opening of each pocket is extended in the axial direction along the outer diameter of the rolling element between the raceway grooves of the pair of washer disks. Rolling bearing in any one of -9.
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DE102009052189B4 (en) | 2009-11-06 | 2018-10-31 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Rolling element cage ring |
CN110541885A (en) * | 2019-09-20 | 2019-12-06 | 河南科技大学 | Turntable bearing with high limit rotating speed |
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