JP2008095910A - 自動調心型玉軸受及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】機構が簡単で安価であり、しかも組み立てが容易な自動調心型の玉軸受を提供する。
【解決手段】外輪４と、球状部材８と、リテーナ部材６とを備え、外輪４の内径部分の全周に亘って球状部材８が転動可能なようにこれを支持するための凹溝軌道１４が設けられている。外輪４の中空部の軸方向の少なくとも一方側にはリテーナ部材６を外輪４の内部に出入り自在とする開放部１０が形成されている。リテーナ部材６は弾性変形可能な材料で構成され、該リテーナ部材には球状部材８を保持する空間部１６が設けられている。この空間部１６には、外輪４から離れる側に球状部材８の直径より狭くなっている狭径部１６ａが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、外輪に軸部材を、球状部材との接点を支点として、該外輪の軸方向に対して傾斜する方向に変位自在に支持することができるようにした自動調心型玉軸受及びその製造方法に関する。

従来、自動調心型のニードルベアリングが知られている（例えば特許文献１参照）。また、自動調心型のボールベアリングが知られている（例えば特許文献２参照）。
上記自動調心型のニードルベアリングにあっては、ニードルが直線部分を有する為に、そのままではニードルが軸方向に対して傾斜する方向に変位することができない。そのため、軸部材に傾き方向に変位をもたらす構造として、特別に、外輪の内径部分及び内輪の外形部分に曲面部分を形成せしめる必要があった。このような構成をとる為に、構造が複雑となる上、特別な加工が必要となり、この加工は簡単ではない為、大きなコストアップの原因となった。

また、上記自動調心型のボールベアリングにあっては、内輪部分が内軸に嵌合する構成である為、内輪部分が軸方向に対して傾斜する方向に変位することができず、軸部材に、外輪に対して、傾き方向に変位をもたらす構造として、上記ニードルベアリングと同様に、特別に、外輪の内径部分及び内輪の外形部分に曲面部分を形成せしめる必要があった。このような構成をとる為に、構造が複雑となる上、特別な加工が必要となり、この加工は簡単ではない為、大きなコストアップの原因となった。
特開２００６−２２０２５３号公報 特開平５−１２６６５８号公報

上記した如く、従来の自動調心型の軸受は、ニードルベアリングであっても、ボールベアリングであっても、コストアップとなり、高価なものとならざるを得なかった。
安価な自動調心型軸受を実現する為に、内輪のない玉軸受の構成とすることが考えられる。こうすることによって、ニードルベアリングのニードルの直線部分又はボールベアリングの内輪の直線部分を廃し、これによって、軸方向に対して傾斜する方向に変位可能な軸受を構成することができる。また、このようにすることによって、上記した従来例のような特別な加工が不要となり、大幅にコストダウンを図ることが可能となる。その上、内輪を廃することにより、部品点数を少なくでき、より一層のコストダウンを図ることが可能となる。

上記内輪を廃した自動調心型玉軸受にあっては、外輪＋球状部材＋リテーナ部材の状態でいったん組立てておいて、その後に、内軸を組付けることになる。
従来の、内外輪の揃ったボールベアリングにあっては、ボール部材の周方向の位置決めはリテーナ部材によってこれを行い、径方向のボールの保持は内輪及び外輪によってこれを挟み込むことによって問題なくボールの保持ができた。しかしながら、上記した内輪を廃した軸受にあっては、外輪＋球状部材＋リテーナ部材の状態で、内軸を組み付ける前の段階において、充分に球状部材の保持ができない為、組み立て作業が難しいことになる。
本発明は、玉軸受構造を採用した上で内輪を廃することで、従来の自動調心型のニードルベアリング又はボールベアリングにある複雑な構成を廃してコストダウンを図り、且つ又玉軸受に内輪がないことによる組み立て上の問題を解決することを目的とするものである。

上記目的を達成するため本発明は、外輪と、外輪の内径部分に接触配置される球状部材と、球状部材を保持するリテーナ部材とを備え、外輪に球状部材を介して軸部材を相対回転自在に支持し得るようにし、該軸部材を球状部材との接点を支点として外輪の軸方向に対して傾斜する方向に変位自在に支持することができるようにした自動調心型玉軸受であって、前記外輪の内径部分の全周に亘って前記球状部材が転動可能なようにこれを該外輪の軸方向及び径方向外方向に支持するための凹溝軌道を設けるとともに、前記外輪の中空部の軸方向の少なくとも一方側に前記リテーナ部材を該外輪の内部に出入り自在とする開放部を形成し、前記リテーナ部材を弾性変形可能な材料で構成し、該リテーナ部材に前記球状部材を保持する空間部を設け、該空間部に、少なくとも前記外輪から離れる側に前記球状部材の直径より狭くなっている狭径部を設けたものである。
また本発明は、外輪に球状部材を介して軸部材を回転自在に支持し得るようにし、該軸部材を球状部材との接点を支点として前記外輪の軸方向に対して傾斜する方向に変位自在に支持することができる自動調心型玉軸受の製造方法であって、球状部材と、内径部分にその全周に亘って球状部材が転動可能なようにこれを軸方向及び径方向外方向に支持するための凹溝軌道を有し、内側の中空部の軸方向の少なくとも一方側に前記リテーナ部材を内部に出入り自在とする開放部を有する外輪と、球状部材を保持する空間部を有し、該空間部に、少なくとも前記外輪から離れる側に前記球状部材の直径より狭くなっている狭径部を有する弾性変形可能な材料からなるリテーナ部材とを設け、前記リテーナ部材の前記空間部に前記球状部材を保持せしめる工程と、前記外輪の内径部分に、前記開放部から前記球状部材とともに前記リテーナ部材を挿入する工程と、前記球状部材とともに前記リテーナ部材を前記球状部材が前記外輪の凹溝軌道に一致する位置まで更に前記外輪の内方向に挿入する工程とによって前記リテーナ部材を前記球状部材とともに前記外輪に組み付けたことを特徴とする。
また本発明は、前記リテーナ部材に設けられた前記球状部材を保持する空間部は、前記外輪から離れる側及び該外輪に近づく側の両側に前記球状部材の直径より狭くなっている狭径部を設けたことを特徴とする。

本発明は、内輪がない玉軸受である為、自動調心機能を有する、機構の簡単な安価な軸受を実現できる。また組み立てが容易であり、小型化に適した軸受機構を提供できる。

以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る玉軸受２の断面図を示している。玉軸受２は、外輪４と、リテーナ部材６と、鋼球等からなる球状部材８とより構成され、内輪を有しないことを特徴としている。前記外輪４の円柱状の中空部の左右には、左右いずれの方向からでも、軸方向にリテーナ部材６を挿入できるように、開放部１０，１２が形成されている。

前記外輪４は、筒状の部材から構成され、本実施形態では、外輪４はポリアセタール（ＰＯＭ）を用いている。該外輪４は特に変形させる必要がない為、金属その他、種々の材料を利用することができる。前記外輪４の内径部分の略中央部分には、全周に亘って、断面が円弧状の凹溝軌道１４が形成されている。尚、凹溝軌道１４の断面形状は、円弧状に限られるものではなく、テーパ状の傾斜面等種々のものが考えられる。当該凹溝軌道１４は、球状部材８が転動可能なように、これを軸方向及び径方向外方向に支持するように構成されている。前記リテーナ部材６は、弾性変形可能なナイロン等の樹脂からなる筒状部材により構成されている。

前記リテーナ部材６は、前記外輪４の内径部に、僅かな隙間を存して挿入可能な大きさに設定されている。前記リテーナ部材６には、略等間隔に複数の空間部１６が形成され、該各空間部１６に球状部材８を保持できるようになっている。前記空間部１６は、前記球状部材８の球面と略同一の曲率からなる、リテーナ部材６の径方向に開放された凹曲壁面により形成され、この空間部１６の前記リテーナ部材６の外周面に開口する側と、その反対側の前記リテーナ部材６の内周面に開口する側は、前記外輪４に近づく側に球状部材８の直径より狭くなっている狭径部１６ａと、前記外輪４から離れる側に球状部材８の直径より狭くなっている狭径部１６ｂを有している。

図１は、外輪４にリテーナ部材６を組み付けた状態を示し、球状部材８がリテーナ部材６の各空間部１６に回転自在に保持され、各球状部材８の一部が外輪４の凹溝軌道１４に嵌合している。
次に図３を参照して、玉軸受２の組み立て製造工程について説明する。

『第１工程』
外輪４、リテーナ部材６，所要数の球状部材８を用意し（図３Ａ参照）、リテーナ部材６の各空間部１６に球状部材８を押し込み、各空間部１６内に球状部材８を挿入配置する。リテーナ部材６の各空間部１６に挿入された球状部材８は、空間部１６の狭径部１６ａ，１６ｂによって、空間部１６から外れないように、リテーナ部材６に保持される（図３Ｂ参照）。

『第２工程』
外輪４の内径部分に、その軸方向に形成された開放部１０から、球状部材８とともに、リテーナ部材６を挿入する（図３Ｃ参照）この挿入時に、球状部材８は、外輪４の内径部分に押され、この押圧力でリテーナ部材６を、その弾力に抗して変形させて、外輪４の中心軸線方向に移動する。

『第３工程』
球状部材８とともにリテーナ部材６を、球状部材８が外輪４の凹溝軌道１４に一致するまで尚一層外輪４の内方向に挿入する。この工程によって、リテーナ部材６の変形による戻り応力により、球状部材８は、径方向外方向に移動し、外輪４の凹溝軌道１４内に嵌合する（図３Ｄ参照）。
上記リテーナ部材６の外輪４に対するはめ込み作業は適宜な工具を用いて行われる。

以上の工程によって玉軸受２の組み立ては完了する。この玉軸受２に軸部材１８を装着する場合には、図４に示すように、リテーナ部材６の内径部に軸部材１８を挿入する。この軸部材１８の挿入によって、外輪４の凹溝軌道１４の内周面と球状部材８とが適正間隔をもって対向配置されることになる。該状態において、軸部材１８は、球状部材８と点接触し、この点接触部を支点として外輪４の軸方向に対して傾く方向に揺動可能に、該玉軸受２によって、外輪４に対して相対回転自在に支持される。

上記実施形態では、外輪４の軸方向の両端側にリテーナ部材６を軸方向に開放する開放部１０，１２を形成しているが、図５に示すように、開放部１０を、外輪４の一方側にのみ形成し、他方側に底壁部４ａを一体的に形成した構成としても良い。この底壁部４ａは、外輪４の軸方向に対して垂直な平面内に形成され、中央部に軸部材１８を遊嵌配置するための穴が形成されている。このように外輪４を片壁タイプとすることで、図５に示すように、プラスチックからなる、玉軸受２を支持するための、外部部材２０に玉軸受２を嵌合配置したとき、外部部材２０の内側ストッパー面２２を底壁部４ａの壁面で受けることができる。

玉軸受２を支持するプラスチック製の外部部材２０を有底型にした場合、プラスチックの成型時の伸縮による変形を防止するため、外部部材２０の肉厚を均等にする必要があり、その底壁部に肉抜きを行う。この肉抜きにより底壁部に管状の突条２４が形成される。もし外輪４に底壁部４ａが存在しないと、突条２４のストッパー端面２２は、リテーナ部材６の端面に当接してしまい、リテーナ部材６と突条２４の端面との摩擦抵抗によって、玉軸受２の回転案内性能に悪影響が出てしまう。

しかるに、外輪４の片側に底壁部４ａを設けることでこの問題を解消できる。また、外輪４の片側に底壁部４ａを設けることで、外輪４の内部へのゴミの侵入を少なくすることもできる。図５に示す玉軸受２の実施形態の他の構成は、図１に示す実施形態の構成と同一であり、同一部分は同一の符号を付して対応関係を示している。また、図５に示す片壁タイプの玉軸受２の組み立て製造工程も、図６に示すように、第１の実施形態の玉軸受２の組み立て製造工程と同一である。

本発明に係る玉軸受の断面図である。 玉軸受の側面図である。 玉軸受の製造工程を示す説明図である。 軸部材が装着された玉軸受の断面図である。 本発明の他の実施形態を示す断面図である。 玉軸受の製造工程を示す説明図である。

符号の説明

２ 玉軸受
４ 外輪
４ａ 底壁部
６ リテーナ部材
８ 球状部材
１０ 開放部
１２ 開放部
１４ 凹溝軌道
１６ 空間部
１６ａ 狭径部
１６ｂ 狭径部
１８ 軸部材
２０ 外部部材
２２ ストッパー端面
２４ 突条

Claims (4)

1. 外輪と、外輪の内径部分に接触配置される球状部材と、球状部材を保持するリテーナ部材とを備え、外輪に球状部材を介して軸部材を相対回転自在に支持し得るようにし、該軸部材を球状部材との接点を支点として外輪の軸方向に対して傾斜する方向に変位自在に支持することができるようにした自動調心型玉軸受であって、前記外輪の内径部分の全周に亘って前記球状部材が転動可能なようにこれを該外輪の軸方向及び径方向外方向に支持するための凹溝軌道を設けるとともに、前記外輪の中空部の軸方向の少なくとも一方側に前記リテーナ部材を該外輪の内部に出入り自在とする開放部を形成し、前記リテーナ部材を弾性変形可能な材料で構成し、該リテーナ部材に前記球状部材を保持する空間部を設け、該空間部に、少なくとも前記外輪から離れる側に前記球状部材の直径より狭くなっている狭径部を設けたことを特徴とする自動調心型玉軸受。
2. 前記リテーナ部材に設けられた前記球状部材を保持する空間部は、前記外輪から離れる側及び該外輪に近づく側の両側に前記球状部材の直径より狭くなっている狭径部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動調心型玉軸受。
3. 外輪に球状部材を介して軸部材を回転自在に支持し得るようにし、該軸部材を球状部材との接点を支点として前記外輪の軸方向に対して傾斜する方向に変位自在に支持することができる自動調心型玉軸受の製造方法であって、球状部材と、内径部分にその全周に亘って球状部材が転動可能なようにこれを軸方向及び径方向外方向に支持するための凹溝軌道を有し、内側の中空部の軸方向の少なくとも一方側に前記リテーナ部材を内部に出入り自在とする開放部を有する外輪と、球状部材を保持する空間部を有し、該空間部に、少なくとも前記外輪から離れる側に前記球状部材の直径より狭くなっている狭径部を有する弾性変形可能な材料からなるリテーナ部材とを設け、前記リテーナ部材の前記空間部に前記球状部材を保持せしめる工程と、前記外輪の内径部分に、前記開放部から前記球状部材とともに前記リテーナ部材を挿入する工程と、前記球状部材とともに前記リテーナ部材を前記球状部材が前記外輪の凹溝軌道に一致する位置まで更に前記外輪の内方向に挿入する工程とによって前記リテーナ部材を前記球状部材とともに前記外輪に組み付けたことを特徴とする自動調心型玉軸受の製造方法。
4. 前記リテーナ部材に設けられた前記球状部材を保持する空間部は、前記外輪から離れる側及び該外輪に近づく側の両側に前記球状部材の直径より狭くなっている狭径部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の自動調心型玉軸受の製造方法。

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