JP2008138795A

JP2008138795A - 揺動軸受用保持器、揺動軸受、およびエアーディスクブレーキ装置

Info

Publication number: JP2008138795A
Application number: JP2006326667A
Authority: JP
Inventors: Shinji Oishi; 真司大石; Haruki Yamada; 春樹山田; Akihiko Katayama; 昭彦片山
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】収容可能なころ本数を増加した揺動軸受用保持器を提供する。
【解決手段】揺動軸受用保持器２１は、周方向に延びる一対の連結部と、一対の連結部を相互に接続する複数の柱部２４とを有し、隣接する柱部２４の間にころ２０を保持する複数のポケットが形成されている。そして、柱部２４の最外径部は、ころ２０の自転中心を結んだピッチ円２３から外れた位置に配置される。
【選択図】図１

Description

この発明は、揺動軸受用保持器、揺動軸受、およびエアーディスクブレーキ装置に関するものである。

大型商用車やトラック、バス等においては、圧縮空気を利用したエアーディスクブレーキ装置が使用される。ここで、一般的なエアーディスクブレーキ装置の構成について簡単に説明する。図１０は、一般的なエアーディスクブレーキ装置の構成を示す概略断面図である。図１０を参照して、エアーディスクブレーキ装置１０１は、アクチュエータロッド１０２を備えるブレーキシリンダ（図示せず）と、アクチュエータロッド１０２の一方端に連結されるレバー１０３と、レバー１０３の他方端に連結される回転部材１０４と、回転部材１０４を回転自在に支持する揺動軸受１０５と、回転部材１０４の回転中心から偏心した位置に設けられる接続部１０７と、その一方端が接続部１０７に連結されるトラバース１０６と、トラバース１０６に連動する左右のブレーキパッド（図示せず）と、左右のブレーキパッドの間に配置されるロータ（図示せず）とを含む。エアーディスクブレーキ装置１０１は、ブレーキシリンダからの圧縮空気により、レバー１０３等を介してロータを左右のブレーキパッドで挟み込む。

なお、このような構成のエアーディスクブレーキ装置が、特表平８−５０４２５０号公報（特許文献１）やＷＯ２００６／００２９０５Ａ１（特許文献２）に開示されている。
特表平８−５０４２５０号公報（図１等）ＷＯ２００６／００２９０５Ａ１

上記したエアーディスクブレーキ装置に含まれる揺動軸受の構成について、簡単に説明する。揺動軸受は、揺動軸受用外輪と、複数のころと、ころを保持する保持器とを備える。揺動軸受用外輪は、環状に連なっておらず、円筒状部材を周方向の任意の二箇所で切断した形状である。保持器についても同様に、円筒状部材を周方向の任意の二箇所で切断した形状であり、揺動軸受用外輪に沿う形状である。このような構成の揺動軸受は、まず、保持器のポケットにころを組入れ、ころを保持した保持器を揺動軸受用外輪の内径側に配置するようにして組立てられる。

近年、エアーディスクブレーキ装置のコンパクト化や高出力化に伴い、エアーディスクブレーキ装置に採用される揺動軸受の小型化や高負荷容量化の要求が強い。ここで、揺動軸受の高負荷容量化の方法としては、ころ径を大きくするかころ本数を増やすのが一般的である。しかし、ころ径を大きくすることは、揺動軸受の小型化の要請に反する。

そこで、この発明の目的は、収容可能なころ本数を増加した揺動軸受用保持器を提供することである。

また、この発明の他の目的は、上記のような揺動軸受用保持器を採用することによって、小型で負荷容量の大きい揺動軸受を提供することである。

さらに、この発明の他の目的は、上記のような揺動軸受を採用することによって、コンパクトで信頼性の高いエアーディスクブレーキ装置を提供することである。

この発明に係る揺動軸受用保持器は、周方向に延びる一対の連結部と、一対の連結部を相互に接続する複数の柱部とを有し、隣接する柱部の間にころを保持する複数のポケットが形成されている。そして、柱部の最外径部は、ころの自転中心を結んだピッチ円から外れた位置に配置される。

隣接するころの間の間隔は、ピッチ円上で最小となる。したがって、柱部をピッチ円から外れた位置に配置することにより、隣接するころの間の間隔を小さくすることができる。その結果、収容可能なころ本数を増加した揺動軸受用保持器を得ることができる。

好ましくは、柱部の外径寸法をＢ_２、ピッチ円の直径をＢ_４とすると、Ｂ_２＜０．９８×Ｂ_４の関係を有する。このように、柱部をピッチ円の内側に配置することにより、ポケット内のころの径方向内側への脱落を防止することができる。なお、ころの径方向外側への脱落は、一般的に揺動軸受用外輪によって防止することができる。

さらに好ましくは、ポケットに収容されるころの本数をｎ、ピッチ円の各ころに重なる部分の長さをｌ、周方向両端のポケットに収容されるころの自転中心間のピッチ円の円周長さをＬとすると、以下の数式１を満たす。

数式１は、ピッチ円の円周上におけるころの占有率を示す。数式１を参照して、ころの占有率が０．９以下となると、隣接するころの間の間隔が大きくなりすぎて十分な負荷容量を得ることができない。一方、隣接するころの間の間隔を小さくした場合、揺動時にころ同士が接触する可能性がある。これは、ころ表面の油膜切れや発熱の原因となる。そこで、ころの占有率は、１．０未満であることが必要となる。

好ましくは、揺動軸受用保持器は、ポリアミド４６と、５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の繊維状充填材とを含む材料で形成されている。樹脂材料を射出成型して製造する樹脂製保持器は、形状の自由度が高い。また、炭素繊維（カーボンファイバー）やガラス繊維（グラスファイバー）等の繊維状充填材を含有させることにより、保持器に必要な強度を確保することができる。

なお、繊維状充填材の含有量が５ｗｔ％未満であると、揺動軸受用保持器に必要とされる強度を得ることが難しい。一方、２０ｗｔ％を超えると、成型時の樹脂素材の流動性が悪化する。これは、ポケット数が多く柱の細い保持器を成型する上で、ガス焼けや充填不足等の問題が生ずるおそれがある。さらに、この問題を解消するために充填圧を上げると、バリが発生するおそれがある。したがって、繊維状充填材の含有量は上記の範囲であることが望ましい。

この発明に係る揺動軸受は、内径側に軌道面を含み、軸方向の両端部を内径側に折り曲げた鍔部を有する揺動軸受用外輪と、軌道面上に配置される複数のころと、上記のいずれかに記載の揺動軸受用保持器とを備える。上記構成の揺動軸受用保持器を採用することにより、負荷容量の大きい揺動軸受を得ることができる。

この発明に係るエアーディスクブレーキ装置は、上記の揺動軸受を備える。上記の揺動軸受を採用することにより、コンパクトで信頼性の高いエアーディスクブレーキ装置を得ることができる。

この発明によれば、隣接するころの間の間隔が最も小さいピッチ円から外れた位置に柱部を配置することにより、収容可能なころ本数を増加した揺動軸受用保持器を得ることができる。

また、このような揺動軸受用保持器を採用することにより、負荷容量の大きい揺動軸受を得ることができる。

さらに、このような揺動軸受を採用することにより、コンパクトで信頼性の高いエアーディスクブレーキ装置を得ることができる。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る揺動軸受用外輪を示す斜視図である。図２を参照して、揺動軸受用外輪１１の構成について説明する。揺動軸受用外輪１１は、円筒状部材を周方向の任意の二箇所において切断した形状である。揺動軸受用外輪１１は、内径側にころが転動する軌道面１２を含む。

揺動軸受用外輪１１の周方向の一方側の端部には、内径側に延びる突起部１４ａ、１４ｂが設けられている。揺動軸受用外輪１１の内径側に配置される保持器は、周方向に移動可能であるが、この突起部１４ａ、１４ｂにより、一方の端部側において、周方向の移動が規制される。

また、突起部１４ａ、１４ｂの間には、外径側に折曲げられた舌片状の凸部１５が設けられている。一方、揺動軸受用外輪１１の周方向の他方の端部側にも、舌片状の凸部１６が設けられている。この凸部１５、１６を利用して、揺動軸受用外輪１１をハウジング（図示せず）に取付け、揺動軸受用外輪１１の周方向の移動を規制して、ハウジングに固定する。

揺動軸受用外輪１１は、軸方向の両端部を内径側に折り曲げた鍔部１３ａ、１３ｂを備える。この鍔部１３ａ、１３ｂにより、揺動軸受用外輪１１の内径側に配置されるころおよび保持器の軸方向の移動を規制する。

ここで、両方の鍔部１３ａ、１３ｂには、軸方向の軌道面１２側に折り曲げられ、内径側に配置される保持器を抱え込む折曲げ部１７ａ、１７ｂが設けられている。折曲げ部１７ａ、１７ｂは、周方向に連なるように連続して設けられている。

次に、この発明の一実施形態に係る揺動軸受に含まれ、揺動軸受用外輪１１の内径側に配置される保持器の構成について説明する。図３は、揺動軸受用外輪１１の内径側に配置される保持器を示す斜視図である。図４および図５は、図３に示す揺動軸受用保持器２１（以下「保持器２１」という）のポケット２２に、ころ２０を保持した状態を示す斜視図である。図４は、ころ２０を下方側にした状態を示し、図５はころ２０を上方側にした状態を示す。図２〜図５を参照して、保持器２１についても、上記した揺動軸受用外輪１１と同様に、円筒状部材を周方向の任意の二箇所において切断した形状であり、揺動軸受用外輪１１に沿う形状である。

なお、保持器２１は、量産性等の観点から、樹脂製とすることが好ましい。例えば、ポリアミド４６に繊維状充填材を含有させた樹脂材料を射出成型して形成する。繊維状充填材の具体例としては、炭素繊維（カーボンファイバー）やガラス繊維（グラスファイバー）等が挙げられる。

また、繊維状充填材の含有量はポリアミド４６に対して５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の範囲内とする。繊維状充填材の含有量が５ｗｔ％未満であると、保持器２１に必要とされる強度を得ることが難しい。一方、２０ｗｔ％を超えると、成型時の樹脂素材の流動性が悪化する。これは、ポケット２２の数が多く柱の細い保持器２１を成型する上で、ガス焼けや充填不足等の問題が生ずるおそれがある。さらに、この問題を解消するために充填圧を上げると、バリが発生するおそれがある。したがって、繊維状充填材の含有量は上記の範囲であることが望ましい。

保持器２１は、ころ２０を保持するポケット２２、およびポケット２２の軸方向の両端側に位置し、周方向に延びる一対の連結部２３ａ、２３ｂを含む。各ポケット２２には、一つのころ２０が保持される。最も周方向の外側に位置するポケット２２と保持器２１の周方向の端部２５ａ、２５ｂとの間隔は、各ポケット２２間の間隔よりも大きく構成されている。なお、保持器２１の内径側には、エアーディスクブレーキ装置に含まれる回転部材（図示せず）が配置される。

一対の連結部２３ａ、２３ｂは、各ポケット２２間に位置し、軸方向に延びる柱部２４によって軸方向に連結されている。柱部２４は、ポケット２２に保持されるころ２０のＰＣＤ（ＰｉｔｃｈＣｉｒｃｌｅＤｉａｍｅｔｅｒ）よりも、内径側に設けられる。こうすることにより、保持器２１によって保持可能なころ２０の数を多くすることができる。そうすると、このような保持器２１を含む揺動軸受の負荷容量を大きくすることができる。また、揺動軸受を組立てた後において、揺動軸受用外輪１１の軌道面１２および柱部２４によって、ころ２０を挟み込むように保持し、ころ２０の径方向の移動を規制することができる。

一対の連結部２３ａ、２３ｂには、折曲げ部１７ａ、１７ｂに係合する形状の係合部２６が設けられている。係合部２６は、連結部２３ａ、２３ｂから軸方向に突出した形状である。係合部２６は、連結部２３ａ、２３ｂに沿って周方向に連なるように形成されておらず、連結部２３ａ、２３ｂの周方向の任意の位置に複数設けられている。

図６は、この発明の一実施形態に係る揺動軸受３０を示す斜視図である。図７は、係合部を含む断面で、図６に示す揺動軸受３０を切断した場合の断面図である。図２〜図７を参照して、この発明の一実施形態に係る揺動軸受３０の構成について説明する。揺動軸受３０は、揺動軸受用外輪１１と、複数のころ２０と、ころ２０を保持する保持器２１とを含む。揺動軸受３０は、ころ２０を保持した保持器２１を、揺動軸受用外輪１１の内径側に配置するようにして組立てられる。

ここで、保持器２１を揺動軸受用外輪１１の内径側に配置する際には、折曲げ部１７ａ、１７ｂと係合部２６とを係合させるようにして配置し、組立てる。このように構成することにより、揺動軸受用外輪１１は、折曲げ部１７ａ、１７ｂおよび係合部２６によって、保持器２１を抱え込むようにして保持することができる。そうすると、保持器２１が揺動軸受用外輪１１の内径側、すなわち、図６および図７中の矢印Ａの方向に移動しようとしても、保持器２１の係合部２６が折曲げ部１７ａ、１７ｂに引っ掛かり、保持器２１の内径側への移動を規制することができる。したがって、揺動軸受用外輪１１からのころ２０および保持器２１の脱落を防止することができる。この場合、折曲げ部１７ａ、１７ｂと係合部２６とを係合させて保持器２１を抱え込むようにして保持しているため、確実にころ２０および保持器２１の揺動軸受用外輪１１からの脱落を防止することができる。また、ころ２０や保持器２１の分離やずれを生じることもない。このような揺動軸受３０は、後述するエアーディスクブレーキ装置に取付けられる際に、取付け不良を引き起こす恐れが低減される。なお、組立てにおいては、ころ２０および保持器２１を図５に示す状態に組立てた後、図５における上方側から揺動軸受用外輪１１を嵌め込むようにして組立てる。こうすることにより、ころ２０をばらけさせることなく、容易に組立てることができる。

さらに、折曲げ部１７ａ、１７ｂは、周方向に連なるように連続して設けられているため、係合部２６の周方向の位置に関わらず、折曲げ部１７ａ、１７ｂと係合部２６とを係合させることができる。したがって、より確実に保持器２１およびころ２０の脱落を防止することができる。ここで、係合部２６は、周方向に連ねた形状としてもよい。この場合、周方向に連なるようにして設けられる折曲げ部１７ａ、１７ｂによって、周方向の広範囲にわたって保持器２１を抱え込むことができる。したがって、さらに安定して保持器２１を抱え込み、ころ２０および保持器２１の脱落を防止することができる。

なお、折曲げ部１７ａ、１７ｂは、周方向に連ねた構成とせず、周方向の任意の箇所に設けることにしてもよい。こうすることによっても、折曲げ部１７ａ、１７ｂによって保持器２１を抱え込み、ころ２０および保持器２１の脱落を防止することができる。

また、折曲げ部１７ａ、１７ｂは、両方の鍔部１３ａ、１３ｂに設けられているため、両方の鍔部１３ａ、１３ｂで保持器２１を抱え込むように保持することができる。したがって、さらに確実にころ２０および保持器２１の脱落を防止することができる。

なお、上記した構成において、保持器２１のうち、ポケット２２間に位置する柱部２４は、内径側に設けることにしたが、柱部２４を設ける際の柱部２４等の寸法関係については、以下の関係を有することが好ましい。図８は、揺動軸受３０を軸方向に垂直な平面で切断した場合の断面図である。図１は、図８中のＩで示す部分の拡大図である。

図１および図８を参照して、揺動軸受３０の内径側には、回転部材３１が配置される。ここで、柱部２４の内径をＢ_１、外径をＢ_２、回転部材３１の径をＢ_３、ＰＣＤ３２をＢ_４とすると、Ｂ_３≦Ｂ_１であって、かつ、Ｂ_２＜０．９８×Ｂ_４の関係を有することが好ましい。このように構成することにより、保持器２１に含まれるころ２０の数を多くすることができる。したがって、揺動軸受３０の負荷容量を大きくすることができる。

また、図８を参照して、ポケット２２に収容されているころ２０の本数をｎ、ピッチ円３２のころ２０に重なる部分の長さをｌ、周方向両端のポケット２２に収容されるころ２０の自転中心間のピッチ円３２の円周長さをＬとすると、下記の数式２を満足するように各種寸法を設定する。

数式２は、ピッチ円３２の円周上におけるころ２０の占有率を示す。数式２を参照して、ころ２０の占有率が０．９以下となると、隣接するころ２０の間の間隔が大きくなりすぎて十分な負荷容量を得ることができない。一方、隣接するころ２０の間の間隔を小さくした場合、揺動時にころ２０同士が接触する可能性がある。これは、ころ２０の表面の油膜切れや発熱の原因となる。そこで、ころ２０の占有率は、１．０未満であることが必要となる。

また、上記の実施の形態においては、折曲げ部は両方の鍔部に設けられており、係合部は両方の連結部に設けられていたが、これに限らず、一方側の鍔部および連結部にのみ、折曲げ部およびこれに係合する係合部を設けることにしてもよい。

また、上記の実施の形態においては、保持器は係合部を含むことにしたが、これに限らず、係合部を含まない構成としてもよい。

次に、上記した揺動軸受を備えるエアーディスクブレーキ装置の構成について簡単に説明する。図９は、この発明の一実施形態に係るエアーディスクブレーキ装置の一部を示す概略断面図である。図９を参照して、エアーディスクブレーキ装置７１は、アクチュエータロッド７２を備えるブレーキシリンダ７９と、アクチュエータロッド７２の一方端に連結されるレバー７３と、レバー７３の他方端に連結される回転部材７４と、回転部材７４を回転自在に支持する揺動軸受７５と、回転部材７４の回転中心から偏心した位置に設けられる接続部８０と、その一方端が接続部８０に連結される伝達部７６と、伝達部７６に連動する左右のブレーキパッド７７ａ、７７ｂと、左右のブレーキパッド７７ａ、７７ｂの間に配置されるロータ７８とを含む。

ブレーキシリンダ７９内の圧縮空気の作用により、アクチュエータロッド７２がレバー７３を図９中の矢印Ｃの方向に押す。そうすると、回転部材７４が回転し、接続部８０に連結された伝達部７６は、図９中の矢印Ｄの方向に押される。そうすると、伝達部７６に連動して左右のブレーキパッド７７ａ、７７ｂがロータ７８を挟みこむ。なお、回転部材７４からの荷重が除去されれば、伝達部７６は、バネ８１の力により矢印Ｄと逆の方向に力が加えられ、元の位置に戻る。そして、ブレーキパッド７７ａ、７７ｂがロータ７８を挟み込む状態は解除される。このようにして、エアーディスクブレーキ装置７１は構成されている。

ここで、回転部材７４を回転可能に支持する揺動軸受７５は、上記した構成を有する。このような揺動軸受７５は、揺動軸受用外輪の内径側にころを保持した保持器を配置し、組立てた後においても、折曲げ部によって保持器を抱え込むように保持しているため、ころおよび保持器の揺動軸受用外輪からの脱落を防止することができる。また、組立て時において、ころおよび保持器の分離やずれを防止することができる。したがって、揺動軸受７５の組立て性は良好である。

このようなエアーディスクブレーキ装置７１は、組立て性が良好な揺動軸受７５を含むため、生産性を向上することができる。

なお、上記の実施の形態においては、揺動軸受に含まれる保持器は、ＰＣＤよりも内径側に柱部を有することにしたが、これに限らず、ＰＣＤ上または、ＰＣＤよりも外径側に柱部を有することにしても構わない。また、連結部を含まない保持器についても適用される。

また、上記の実施の形態においては、揺動軸受用外輪は、鋼板を打ち抜いて曲げ、最終的な外形形状とすることにしたが、これに限らず、削り加工によって製造することにしてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、揺動軸受用保持器、および揺動軸受に有利に利用される。

図８中のＩで示す部分の拡大図である。この発明の一実施形態に係る揺動軸受用外輪を示す斜視図である。この発明の一実施形態に係る揺動軸受に含まれる保持器を示す斜視図である。ポケットにころを配置した状態の保持器であって、ころを下方側にした場合の斜視図である。ポケットにころを配置した状態の保持器であって、ころを上方側にした場合の斜視図である。この発明の一実施形態に係る揺動軸受を示す斜視図である。図６に示す揺動軸受を、係合部を含む平面で切断した場合の断面図である。図６に示す揺動軸受の断面を軸方向から見た図である。この発明の一実施形態に係るエアーディスクブレーキ装置の一部を示す概略断面図である。従来におけるエアーディスクブレーキ装置の一部を示す概略断面図である。

符号の説明

１１，１０５揺動軸受用外輪、１２軌道面、１３ａ，１３ｂ鍔部、１４ａ，１４ｂ突起部、１５，１６凸部、１７ａ，１７ｂ折曲げ部、２０ころ、２１保持器、２２ポケット、２３ａ，２３ｂ連結部、２４柱部、２５ａ，２５ｂ端部、２６係合部、３０揺動軸受、３１回転部材、３２ＰＣＤ、７１，１０１エアーディスクブレーキ装置、７２，１０２アクチュエータロッド、７３，１０３レバー、７４，１０４回転部材、７６伝達部、７７ａ，７７ｂブレーキパッド、７８ロータ、７９ブレーキシリンダ、８０，１０７接続部、８１バネ、１０６トラバース。

Claims

周方向に延びる一対の連結部と、
前記一対の連結部を相互に接続する複数の柱部とを有し、隣接する前記柱部の間にころを保持する複数のポケットが形成されている揺動軸受用保持器であって、
前記柱部の最外径部は、前記ころの自転中心を結んだピッチ円から外れた位置に配置される、揺動軸受用保持器。
前記柱部の外径寸法をＢ_２、前記ピッチ円の直径をＢ_４とすると、
Ｂ_２＜０．９８×Ｂ_４の関係を有する、請求項１に記載の揺動軸受用保持器。
前記ポケットに収容されるころの本数をｎ、前記ピッチ円の各ころに重なる部分の長さをｌ、周方向両端の前記ポケットに収容されるころの自転中心間のピッチ円の円周長さをＬとすると、

を満たす、請求項１または２に記載の揺動軸受用保持器。
前記揺動軸受用保持器は、ポリアミド４６と、５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の繊維状充填材とを含む材料で形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の揺動軸受用保持器。
内径側に軌道面を含み、軸方向の両端部を内径側に折り曲げた鍔部を有する揺動軸受用外輪と、
前記軌道面上に配置される複数のころと、
請求項１〜４のいずれかに記載の揺動軸受用保持器とを備える、揺動軸受。
請求項５に記載の揺動軸受を備える、エアーディスクブレーキ装置。