JP2010249226A - 円筒ころ軸受用保持器およびこれを備えた円筒ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受の組付け性を向上させることができる円筒ころ軸受用保持器およびこれを備えた円筒ころ軸受を提供する。
【解決手段】保持器１において、側板２、３の各ポケット形成面のポケットＰＣＤ側端部に、ポケット１０側へ突出する凸状部１２、１３を周方向全長に亘って設ける。この凸状部１２、１３の先端面は曲形状とし、ＰＰＳ、ＰＡ、ＰＥＥＫなどのエンプラで成形する。なお、この保持器１は、両端部に径方向内側へ延びる鍔部５１ａが設けられた外輪５１と、内輪５２と、外輪５１と内輪５２との間に介在される円筒ころ５３とを主要部とするＮＵタイプと呼称される円筒ころ軸受において、円筒ころ５３を保持する保持器として使用する。
【選択図】図４

Description

本発明は、円筒ころ軸受用保持器、および、これを備えた円筒ころ軸受に関するものである。

円筒ころ軸受は、自動車のトランスミッションなどに使用される軸受装置で、動力伝達に関与する円筒ころの列数により単列、複列、四列が知られており、軌道輪である外輪や内輪に鍔部或は鍔輪が設けられているか否かで、Ｎタイプ（内輪に両鍔）やＮＵタイプ（外輪に両鍔）など数種類に分類される。また、円筒ころ軸受は、円筒ころと軌道面が線接触しており、ラジアル荷重（径方向荷重）が大きく、円筒ころは外輪又は内輪の鍔で案内されるので、高速回転に適している。この円筒ころ軸受の円筒ころを保持するのが円筒ころ軸受用保持器（以下、保持器と略する）である。

この保持器は、従来、軸方向２体、径方向抜き１体の合計３体の金型を用いて射出成形されていた。一方、この成形方法に対して、金型構造を簡略化するために、２体の金型で射出成形する方法が知られている。この成形方法により作成される保持器について、添付の図面（図８〜図１１）を参照して説明する。

この保持器１０１は、環状を成し、周方向に延びる側板１０２、１０３と、この側板１０２、１０３を連結する支持柱１０６とで主要部が構成されている。支持柱１０６は、側板１０２、１０３を外径側で連結する上方部１０６ａと内径側で連結する下方部１０６ｂとで構成されている。上記した側板１０２、１０３と、側板１０２、１０３を連結する支持柱１０６（図面に示された支持柱１０６の上方部１０６ａと下方部１０６ｂ、および、この支持柱１０６と隣り合う図示しない支持柱１０６の上方部１０６ａと下方部１０６ｂ）とでポケット１１０が形成されている。このポケット１１０に円筒ころ（図示省略）が収容される（特許文献１を参照）。

この保持器１０１は、樹脂などを金型に注入して射出成形される。これについて具体的に説明すると、重ね合わせた金型の上型部で側板１０２および支持柱１０６の上方部１０６ａを成形し、下型部で側板１０３と支持柱１０６の下方部１０６ｂを成形する。これにより、保持器１０１は、金型の上型部と下型部の合わせ部で側板１０２、１０３と支持柱１０６（上方部１０６ａ、下方部１０６ｂ）とがそれぞれ一体に結合するようにして成形される。この成形により、金型の上型部と下型部の合わせ部となる部位、つまり、側板１０２の内径側と側板１０３の外径側に、ポケット１１０の軸方向開口部１０４、１０５が形成される。なお、図９に保持器１０１の斜視図を示した。

なお、円筒ころ軸受用保持器としては、図に示すもの以外に、特許文献２に記載のものが知られている。

特開昭６０− ８５２５号 実公昭４４−２６９６１号

しかし、前記した図８に示す保持器１０１は、この保持器１０１を備えた図１０に示す円筒ころ軸受１５０を組付ける際に問題がある。これについて以下に説明する。

この軸受１５０は、両端部に径方向内側へ延びる鍔部１５１ａを有する外輪１５１と、内輪１５２と、外輪１５１と内輪１５２との間に介在された円筒ころ１５３と、これを保持する保持器１０１とを備えたＮＵタイプ（外輪に両鍔）と呼称される円筒ころ軸受である。なお、外輪１５１と内輪１５２は互いに相対回転する。

軸受１５０の組立ては、まず、円筒ころ１５３を保持器１０１のポケット１１０へ収容させて、この保持器１０１を外輪１５１に固定して軸受サブユニットＵを組立て、次に、図１１の左側に矢印Ｘで示すように、軸受サブユニットＵへ内輪１５２を内嵌することにより行う。

ここで、軸受１５０の保持器１０１は、側板１０２の内径側および側板１０３の大径側に前述したポケット１１０の軸方向開口部１０４、１０５が形成されている。そのため、上記した軸受１５０の組立て工程において、外輪１５１と保持器１１０の軸受サブユニットＵへ内輪１５２を内嵌する際、図１１の右側に示すように、円筒ころ１５３がポケット１１０の側板１０３側の軸方向開口部１０５へ傾いて、内輪１５２の組付け側（内径側）へ突出する場合がある。そのため、この突出した部分が内輪１５２に当たって、軸受１５０の組付け性（組立て作業時の作業効率）が低下するおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、軸受の組付け性を向上させることができる円筒ころ軸受用保持器およびこれを備えた円筒ころ軸受を提供するものである。

上記の課題を解決するための本発明に係る円筒ころ軸受用保持器は、リング状を成す一対の側板と、両側板を連結する複数の支持柱とを備え、一対の前記側板と複数の支持柱により円筒ころを収容するためのポケットが周方向の複数箇所に形成され、そのポケットの軸方向開口部が、前記一方の側板の大径側および他方の側板の小径側に形成されている円筒ころ軸受用保持器であって、前記一対の側板のうち少なくとも一方の各ポケット形成面に、軸受組付け時に円筒ころがポケットの軸方向開口部へ傾くのを抑制する位置規制手段が設けられていることを特徴とする。ここで「各ポケット形成面」とは、側板において、支持柱で仕切られたポケット側を構成する面のそれぞれを意味する。

既に述べたように、円筒ころ軸受用保持器を構成する側板の外径側または内径側にポケットの軸方向開口部が形成されている保持器であると、軸受の組立て時において、保持器のポケットに円筒ころを収容させた後、その保持器を軸受の外輪又は内輪に固定した軸受サブユニットに相手輪を組み付ける際、円筒ころがポケットの軸方向開口部へ傾いて、相手輪の組付け側（内径側又は外径側）へ突出する場合がある。ここで「相手輪」とは、初めに保持器を外輪に固定する場合の内輪を意味し、初めに保持器を内輪に固定する場合の外輪を意味する。

しかし、このような保持器であっても、本発明のように、保持器の側板のポケット形成面に円筒ころの傾きを抑える位置規制手段を設けることにより、保持器を外輪又は内輪に固定した軸受サブユニットに相手輪を組み付ける際、円筒ころがポケットの軸方向開口部へ傾こうとしても、その側板の各ポケット形成面に設けた位置規制手段により傾くのを規制して位置決めできる。そのため、円筒ころは、ポケットの軸方向開口部へ傾くことにより、相手輪の組付け側へ突出することがない。この結果、円筒ころの突出部分が相手輪に当たって、その組付けが困難になることがない。

前記位置規制手段は、例えば、ポケット側へ突出する凸状部とすることができる。

この場合、凸状部により、保持器を外輪又は内輪を固定した軸受サブユニットに相手輪を組み付ける際、円筒ころがポケットの軸方向開口部へ傾こうとしても、円筒ころが側板のポケット形成面に設けた凸状部に接触して、円筒ころの傾きを規制できる。そのため、円筒ころがポケット開口部側へ傾くことにより、相手輪の組付け側へ突出することがなく、これに伴い、この突出した部分が、相手輪の組み付け時に、その相手輪に当たることがない。この結果、軸受の組付け性を向上させることができる。

位置規制手段を凸状部とする上記発明において、凸状部の先端面は、曲形状とするのが望ましい。この場合、円筒ころが凸状部に接触した際、円筒ころが凸状部に対して滑らかに摺動するため、円筒ころの転動が円滑になり、軸受の作動性を向上させることができる。

前記位置規制手段は、両側板のポケット形成面に設けるのが望ましい。この場合、円筒ころが両側板に形成されたポケットの軸方向開口部のどちらに傾いても、この傾きを規制することができる。

側板に位置規制手段を設ける前記発明において、その位置規制手段は、側板のポケット形成面におけるポケットＰＣＤ側の端部に設けるのが望ましい。ここでいう「ポケットＰＣＤ」とは、ポケット中心を結んでできる円のピッチ円径を指す。

円筒ころが軸受の組付け時に傾く際、円筒ころは、まず、ポケット形成面のポケットＰＣＤ側の端部に接触しようとする。そのため、本発明のように、保持器の側板におけるポケットＰＣＤ側の端部に位置規制手段を設けることで、軸受組付け時に円筒ころが傾こうとした際、この傾きを早期に抑えることができる。

前記位置規制手段は、前記側板のポケット形成面の周方向全長に亘って設けるのが望ましい。このようにすると、位置規制手段の形状が単調になるため、保持器の成形が容易になる。

或いは、前記位置規制手段は、前記側板のポケット形成面の複数箇所に設けるのが望ましい。この場合、軸受の組付け時に円筒ころがポケットの軸方向開口部へ傾こうとしても、複数の位置規制手段のいずれかで傾きを規制できるため、軸受の組付け性向上に貢献することができる。

位置規制手段の素材としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）や、ＰＡ（ポリアミド）、或いは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などのエンジニアプラスチック（エンプラ）を使用するのが望ましい。ＰＰＳやＰＥＥＫは、熱可塑性樹脂であり、ＰＰＳは、耐熱性や耐摩耗性に優れ、ＰＥＥＫは、加工性に優れている。また、ＰＡは、柔軟性や耐衝撃性に優れている。

これまでに述べた本発明に係る保持器は、互いに相対回転する外輪および内輪と、前記外輪と前記内輪との間に介在された円筒ころとを備えた円筒ころ軸受に適用することができる。

この例としては、外輪又は内輪の両端部に、径方向へ延びる鍔部が設けられているＮタイプ（内輪に両鍔）やＮＵタイプ（外輪に両鍔）と呼称される円筒ころ軸受がある。或いは、外輪又は内輪の両端部に径方向へ延びる鍔部が設けられ、その鍔部が設けられた外輪又は内輪の相手輪の一端部に鍔輪が設けられているＮＰタイプやＮＵＰタイプと呼称される軸受がある。なお、ここでいう「相手輪」とは、外輪の両端部に鍔部を設ける場合の内輪を意味し、内輪の両端部に鍔部を設ける場合の外輪を意味する。

本発明の円筒ころ軸受用保持器およびこれを備えた円筒ころ軸受は、側板と支持柱のうち少なくともいずれかに設けた位置規制手段により、外輪又は内輪に保持器を固定した軸受サブユニットに相手輪を組付ける際、円筒ころは、ポケットの開口部へ傾いて相手輪の組付け側へ突出することにより、相手輪に接触することがない。この結果、軸受の組付け性を向上させることができる。

本発明の実施形態を示す断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 図１のＢ側方向正面図である。 図１に示す保持器を備えた円筒ころ軸受（ＮＵタイプ）を示す断面図である。 図４に示す軸受の組立て工程を説明する断面図である。 図１に示す保持器の斜視図である。 図６のα部分の断面図である。 従来の円筒ころ軸受用保持器を示す断面図である。 図８に示す保持器の斜視図である。 図８に示す保持器を備えた円筒ころ軸受（ＮＵタイプ）を示す断面図である。 図１０に示す軸受の組立て工程を説明する断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面（図１〜図７）を参照して説明する。

図１に本実施形態に係る保持器を示す。この保持器１は、リング状をなす一対の側板２、３と、この側板２、３を連結する複数の支持柱６とで主要部が構成されている。支持柱６は、側板２、３を外径側で連結する上方部６ａと内径側で連結する下方部６ｂとで構成されている。なお、図６に保持器１の斜視図を示し、この図６のα部分の断面図を図７に示した。

また、上記した側板２、３と、側板２、３を連結する支持柱６（図面に示された支持柱６の上方部６ａと下方部６ｂ、および、この支持柱６と隣り合う図示しない支持柱６の上方部６ａと下方部６ｂ）とでポケット１０が形成されている。このポケット１０に円筒ころ（図示省略）が収容される。

この保持器１は、樹脂などを金型に注入して射出成形する。重ね合わせた金型の上型部で側板２および支持柱６の上方部６ａを成形し、下型部で側板３と下方部６ｂを成形する。これにより、金型の上型部と下型部の合わせ部で側板２、３と支持柱６（上方部６ａ、下方部６ｂ）とがそれぞれ一体に結合するようにして成形する。この成形により、金型の上型部と下型部の合わせ部となる側板２の内径側と側板３の外径側に、ポケット１０の軸方向開口部４、５が形成される。

以下に本発明の特徴となる点について述べる。

保持器１の側板２、３の各ポケット形成面２ａ、３ａにおけるポケットＰＣＤ側端部に、ポケット１０側に向けて突出する凸状部１２、１３を周方向全長に亘って設ける。この凸状部１２、１３の先端面は、曲形状にする。ここで、「各ポケット形成面」とは、側板２ａ、３ａにおいて、支持柱６で仕切られたポケット側の面のそれぞれを指し、「ポケットＰＣＤ」とは、ポケット１０の中心を結んでできる円のピッチ円径を指す。なお、図１のＡ部拡大図を図２に示した。

この保持器１は、例えば、図４に示すように、両端部に径方向内側へ突出する鍔部５１ａが設けられた外輪５１と、内輪５２と、外輪５１と内輪５２との間に介在された円筒ころ５３とを主要部とする円筒ころ軸受５０に適用できる。この円筒ころ軸受５０は、ＮＵタイプ（外輪５１に両鍔）と呼称され、この軸受５０の円筒ころ５３を保持器１で保持する。なお、外輪５１と内輪５２は互いに相対回転する。以下、この軸受５０の組立て工程について説明する。

まず、保持器１のポケット１０に円筒ころ５３を収容させ、この保持器１を外輪５１に固定して軸受サブユニットＵを組立てる。次に、図５の左側に矢印Ｘで示すように、軸受サブユニットＵに内輪５２を内嵌する。

この内輪５２の内嵌の際、図５の右側に示すように、円筒ころ５３がポケット１０の側板３側の軸方向開口部５へ傾こうとする。しかし、この際、凸状部１３が、円筒ころ５３に接触して傾きを抑え、円筒ころ５３の位置規制手段として機能する。そのため、円筒ころ５３は、ポケット１０の軸方向開口部５へ傾くことにより内径側へ突出して、内輪５２に接触することがない。この結果、内輪５２の内嵌が容易になり、軸受５０の組付け性を向上させることができる。

また、保持器１の側板２にも凸状部１２を設けるため、図５に示す場合とは軸方向逆側（図面下側）に円筒ころ５３が傾こうとしても、円筒ころ５３と凸状部１２が接触するため、円筒ころ５３が傾くのを規制して、内径側へ突出するのを防止することができる。そのため、内輪５２の組付けが容易になる。

さらに、凸状部１２、１３の先端面は曲形状とするため、円筒ころ５３が凸状部１３に接触した際、円筒ころは凸状部１２、１３に対して滑らかに摺動する。そのため、円筒ころ５３の転動が円滑になり、軸受５０の作動性が向上させることができる。なお、凸状部１２、１３の先端面の形状は、本実施形態のような曲形状に限らず、平坦面としてもよい。

そして、凸状部１２、１３は、側板２、３の各ポケット形成面２ａ、３ａの周方向全長に亘って設けるため、凸状部１２、１３の形状が単調になり、保持器１の成形が容易になる。

円筒ころ５３は、軸受の組付け時に傾く際、まず、保持器１の側板２、３のポケット形成面２ａ、３ａにおけるポケットＰＣＤ側端部に接触する。そのため、本発明のように、保持器１の側板２、３のポケット形成面２ａ、３ａにおけるポケットＰＣＤ側端部、換言すれば、ポケット１０の軸方向開口部側の端部に位置規制手段である凸状部１２、１３を設けることで、軸受組付け時に円筒ころ５３が傾こうとしても、この傾きを早期に抑えることができる。なお、図４および図５の右側において、凸状部１２、１３周辺の拡大図をＨ〜Ｋで示した。

凸状部１２、１３を含む保持器１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などのエンジニアプラスチックで成形する。ＰＰＳ・ＰＥＥＫは熱可塑性樹脂であり、ＰＰＳは、耐熱・耐薬・耐摩耗性に優れ、強度や剛性にも優れている。また、ＰＥＥＫは、加工性に富んでおり、ＰＡは耐衝撃性や柔軟性に富んでいる。

本実施形態にかかる保持器１は、図４に示したＮＰタイプ（外輪５１に両鍔）の軸受以外の円筒ころ軸受にも適用することが可能であり、例えば、内輪の両端部に径方向外側へ延びる鍔部が設けられたＮタイプ（内輪に両鍔）と呼称されるものにも適用することができる。この場合、保持器のポケットに円筒ころを収容させた後、その保持器を内輪に固定した軸受サブユニットに外輪を外嵌する際、円筒ころは、ポケットの軸方向開口部へ傾いて外径側へ突出することにより、外輪に接触することがない。そのため、外輪の組付けが容易になる

或いは、保持器１は、外輪の両端部に径方向内側へ延びる鍔部が設けられると共に、内輪の一端部に鍔輪が取り付けられ、かつ、前記内輪の他端部に径方向外側へ延びる鍔部が設けられているＮＵＰタイプと呼称される軸受に適用することができる。また、保持器１は、内輪の両端部に径方向外側へ延びる鍔部が設けられると共に、外輪の一端部に鍔輪が取り付けられ、かつ、前記外輪の他端部に径方向内側へ延びる鍔部が設けられているＮＰタイプと呼称される軸受にも適用することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これに限られることはなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想を逸脱しない範囲内で適宜に変更が可能である。

例えば、本実施形態では、側板２、３のポケット形成面２ａ、３ａに周方向全長に亘って延びる凸状部１２、１３を一つ形成したが、この形状の凸状部をポケット形成面２ａ、３ａに径方向で複数設けるようにしても良い。

なお、ここで挙げた実施形態では、軸受組付け時に円筒ころが傾くのを抑える位置規制手段としての凸状部１２、１３を保持器１の側板２、３の周方向全長に亘って設けた。しかし、凸状部は、側板２、３の局所に設けるようにしてもよい。

１ 保持器
２、３ 側板
２ａ、３ａ ポケット形成面
４、５ 軸方向開口部（ポケット）
６ 支持柱
６ａ 上半部
６ｂ 下半部
１０ ポケット
１２、１３ 凸状部（円筒ころの位置規制手段）
５１ 外輪
５１ａ 鍔部
５２ 内輪
５３ 円筒ころ

Claims (11)

1. リング状を成す一対の側板と、両側板を連結する複数の支持柱とを備え、両側板と複数の支持柱により円筒ころを収容するためのポケットが周方向の複数箇所に形成され、そのポケットの軸方向開口部が、前記一方の側板の大径側および他方の側板の小径側に形成されている円筒ころ軸受用保持器であって、
   前記一対の側板のうち少なくとも一方の各ポケット形成面に、軸受組付け時に円筒ころがポケットの軸方向開口部へ傾くのを抑制する位置規制手段が設けられていることを特徴とする円筒ころ軸受用保持器。
2. 前記位置規制手段は、ポケット側へ突出する凸状部である請求項１に記載の円筒ころ軸受用保持器。
3. 前記凸状部の先端面は、曲形状である請求項２に記載の円筒ころ軸受用保持器。
4. 前記位置規制手段は、両側板のポケット形成面に設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の円筒ころ軸受用保持器。
5. 前記位置規制手段は、前記側板のポケット形成面におけるポケットＰＣＤ側の端部に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の円筒ころ軸受用保持器。
6. 前記位置規制手段は、前記側板のポケット形成面の周方向全長に亘って設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載の円筒ころ軸受用保持器。
7. 前記位置規制手段は、前記側板のポケット形成面の複数箇所に設けられている請求項１〜６のいずれか一項に記載の円筒ころ軸受用保持器。
8. 前記位置規制手段は、ＰＰＳとＰＡとＰＥＥＫのうちから選択される一の素材で成形されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の円筒ころ軸受用保持器。
9. 互いに相対回転する外輪および内輪と、前記外輪と前記内輪との間に介在された円筒ころと、その円筒ころを保持する請求項１〜８のいずれか一項に記載の保持器とを備えた円筒ころ軸受。
10. 前記外輪又は前記内輪の両端部に、径方向へ延びる鍔部が設けられている請求項９に記載の円筒ころ軸受。
11. 前記外輪または前記内輪の両端部に径方向へ延びる鍔部が設けられ、その鍔部が設けられた外輪又は内輪の相手輪の一端部に鍔輪が設けられている請求項９に記載の円筒ころ軸受。

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