JP2013177944A - 分割型保持器 - Google Patents

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Abstract

【課題】保持器の円周方向の膨張および縮小に対して真円を維持して異音の発生を抑制する分割型保持器を提供すること。
【解決手段】複数のセグメント12の両端に設けられた結合部13によって環状に連結された分割型保持器11であって、各セグメント12の両端に分離型保持器11の円周方向Cと平行に結合部13t、13oを設けて各セグメント12を分離型保持器の円周方向Cに形成された凹凸構造によって嵌め合わせ、セグメント12の円周方向端部12hを除く結合部13t、13oおよび結合部13t、13oに形成される凸凹部15t、15oの接合面を総て円周方向に沿って平行に形成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、CTスキャナー、ロボット、および工作機械用の大径、かつ、薄肉の転がり軸受の分割型保持器に関する。
従来より、大径、かつ、薄肉の転がり玉軸受においては、一体型保持器の課題である真円度の悪化と保持器の製造金型の大型化を避けるため、複数の帯部材を円環状に配置した分割型保持器を多用している。例えば、図7に示す従来の分離型保持器は、帯部材61の長手方向端面から湾曲方向延長面に沿って延びる突出部62と、突出部62に接続されて帯部材61の幅方向に沿って延びる係合部63とを有する連結部64によって隣接する他の帯部材61の連結部64を連結して帯部材61を円環状に接続し、帯部材61の円周方向の分離を防止している(例えば、特許文献1参照)。
また、図8に示す超薄肉形転がり軸受の保持器は、セグメントの結合部Aと結合相手となるセグメントの結合部Bに、円周方向で凹凸係合する嵌合部65a、65bおよび半径方向で凹凸係合する嵌合部66a、66bを設け、嵌合部65a、65bによってセグメント同士の円周方向の分離を防止し、嵌合部66a、66bによって半径方向の分離を防止することで、嵌合部65a、65bのハメアイがルーズであっても、セグメントが確実に結合されるようにしている(例えば、特許文献2参照)。
特開2000−65067号公報 特開2000−329143号公報
しかしながら、特許文献1は、円周方向の分離防止はできても、半径方向の分離防止はできないので、分離型保持器が連結部64で半径方向にずれる可能性がある。
また、特許文献2では、セグメントの結合部A、Bにおいて円周方向および半径方向の分離を防止できるが、特許文献1と同様に嵌合部65a、65bによって円周方向に拘束されているため、セグメントが潤滑剤を含んで膨潤し温度変化によって膨張するとき、保持器も円周方向に突っ張り膨張して真円度が悪化する。
その対策として従来は保持器にスリットを設けて保持器の寸法変化を吸収していたが、完全な円環形状と比較して変形しやすく、スリットから離れた保持器の一部分で一時的に歪が発生して真円度が悪化し、転動体または軌道輪等に接触して異音を発生するという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、保持器の円周方向の膨張および縮小に対して真円を維持して異音の発生を抑制する分割型保持器を提供することにある。
本発明の分割型保持器は、内輪および外輪間に配置された転動体を保持する複数のポケットが設けられた複数のセグメントを前記セグメント両端に設けた結合部によって環状に連結した保持器であって、前記結合部は、少なくとも前記保持器の円周方向、径方向、および円周と径に垂直な方向の3方向に形成された凹凸構造によって嵌め合わされ、前記結合部の円周方向のセグメント先端部に形成される他のセグメントとの接触面以外の他のセグメントとの接合面が総て前記円周方向に沿って平行に形成されて前記セグメントが円周方向にスライドすることを特徴とする。
本発明によれば、保持器の円周方向の膨張および縮小に対して真円を維持して異音の発生を抑制する分割型保持器を提供することができる。
本発明の第1の実施形態の分割型保持器の例を示す図 (a)分割型保持器の断面図 (b)分割型保持器の連結部の斜視図 本発明の第1の実施形態の球面ポケットが形成された分割型保持器の例を示す図 (a)分割型保持器の連結部の拡大斜視図 (b)球面ポケットが形成されたセグメントを展開した平面図 本発明の第1の実施形態の冠形状のポケットが形成された分割型保持器のセグメントを展開した平面図 本発明の第2の実施形態の台形柱の連結部を有する分割型保持器の例を示す図 (a)分割型保持器の連結部の斜視図 (b)分割型保持器の連結部の断面図 本発明の第2の実施形態の円柱の連結部を有する分割型保持器の例を示す図 (a)分割型保持器の連結部の斜視図 (b)分割型保持器の連結部の断面図 本発明の第3の実施形態の分割型保持器の連結部の例を示す拡大斜視図 従来のセグメントの例を示す展開平面図 従来のセグメントの結合部の例を示す図
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。第1の実施形態は、セグメントの結合部の両端を保持器の円周方向、径方向、および円周と径に垂直な方向の3方向に設けた凹凸構造によって嵌め合わせ、円周方向のセグメント先端部に形成される接触面以外の3方向の接合面を総て円周方向に沿って平行に形成してセグメントを連結した例であり、第2の実施形態は、セグメントの結合部の両端を円周方向に沿って平行に形成された柱形状の凹凸構造によって嵌め合わせ、円周方向に沿って平行に形成した柱側面を接合面としてセグメントを連結した例であり、第3の実施形態は、円周方向のセグメント先端部にダンパーを取り付けた例である。
図1は、本発明の第1の実施形態の分割型保持器の例を示す図であり、図1(a)は、分割型保持器の断面図、図1(b)は、分割型保持器の連結部の斜視図である。図1に示すように、複数の帯状セグメント12の両端に円周方向Cと平行に設けられた結合部13o、13tを互いに連結して円環状の分離型保持器11が形成される。セグメント12には、長手方向に所定間隔でボールを保持する複数のポケット部14が設けられ、セグメント12の一端の結合部13oは、中央部が空いて開いた凹構造に形成され、セグメント12の他端の結合部13tは、他のセグメント12’の結合部13o’と嵌め合うように中央部が突出した凸構造に形成され、セグメント12の結合部13o、13tは、分離型保持器11の円周方向Cに形成された凹凸構造によって円周方向Cおよび、保持器円周方向Cと保持器径方向Rとに垂直な方向Wに嵌め合わされる。
図2は、本発明の第1の実施形態の球面ポケットが形成された分割型保持器の例を示す図であり、図2(a)は、分割型保持器の連結部の拡大斜視図、図2(b)は、球面ポケットが形成されたセグメントを展開した平面図である。
図2に示すように、セグメント12の結合部13tの接合面には、円周方向Cに沿って平行に形成された凹部15oが設けられ、他のセグメント12’の結合部13o’の接合面には、セグメント12の結合部13tの凹部15oと嵌め合うように、円周方向Cに沿って平行に形成された凸部15t’が設けられる。
凹部15oおよび凸部15t’は、径方向Rおよび円周と径に垂直な方向Wに規制をする凹凸構造を有する。円周方向Cに平行に形成された凹凸構造によって嵌め合わされたセグメント12の結合部13tと他のセグメント12’の結合部13o’は、凹部15oおよび凸部15t’を設けたことによって分離型保持器11の径方向Rにも嵌め合わされる。
また、セグメント12の結合部13tと他のセグメント12’の結合部13o’およびセグメント12の結合部13tと他のセグメント12’の結合部13o’に形成される凹部15oおよび凸部15t’の接合面は、セグメント12および他のセグメント12’の円周方向先端部12h、12h’を除いて総て円周方向Cに沿って平行に形成されているので、セグメント12の結合部13tと他のセグメント12’の結合部13o’は、円周方向Cにスライドすることができる。
セグメント12と他のセグメント12’は、円周方向Cと平行に設けられた結合部13t、13o’によって円周と径に垂直な方向Wが固定され、凹部15oおよび凸部15t’によって径方向Rも固定されるが、円周方向Cには凹部15oおよび凸部15tの接合面が重なる範囲でスライドするので、分離型保持器11の各セグメント12は、円周方向Cの急な膨張または縮小をセグメント12の両端に設けられた結合部13t、13oにおいて速やかに吸収することができる。
図3は、本発明の第1の実施形態の冠形状のポケットが形成された分割型保持器のセグメントを展開した平面図である。図3に示すように、複数の帯状セグメント22の両端に円周方向Cと平行に設けられた結合部23o、23tを互いに連結して円環状の分離型保持器が形成される。セグメント22には、基部から軸方向の一方に延びる柱部と、隣り合った柱部間に設けられた複数のポケット24が設けられ、柱部はボールのピッチ円Pを超えて軸方向の一方に延びている。
セグメント22の一端の結合部23oは、中央部が空いて開いた凹構造に形成され、セグメント22の他端の結合部23tは、他のセグメント22’の結合部23o’と嵌め合うように中央部が突出した凸構造に形成され、セグメント22の結合部23o、23tは、分離型保持器の円周方向Cに形成された凹凸構造によって円周方向Cおよび、保持器円周方向Cと保持器径方向Rとに垂直な方向Wに嵌め合わされる。
セグメント22の結合部23tの接合面には、円周方向Cに沿って平行に形成された凸部25tが設けられ、他のセグメント22’の結合部23o’の接合面には、セグメント22の結合部23tの凸部25tと嵌め合うように、円周方向Cに沿って平行に形成された凹部25o’が設けられる。
凸部25tおよび凹部25o’は、径方向Rおよび円周と径に垂直な方向Wに凹凸構造を有する。円周方向Cに平行に形成された凹凸構造によって嵌め合わされたセグメント22の結合部23tと他のセグメント22’の結合部23o’は、凹部25o’および凸部25tを設けたことによって分離型保持器の径方向Rにも嵌め合わされる。
また、セグメント22の結合部23tと他のセグメント22’の結合部23o’およびセグメント22の結合部23tと他のセグメント22’の結合部23o’に形成される凸部25tおよび凹部25o’の接合面は、セグメント22および他のセグメント22’の円周方向先端部22h、22h’を除いて総て円周方向Cに沿って平行に形成されているので、セグメント22の結合部23tと他のセグメント22’の結合部23o’は、円周方向Cにスライドする。
セグメント22と他のセグメント22’は、円周方向Cと平行に設けられた結合部23t、23o’によって円周と径に垂直な方向Wに固定され、凹部25oおよび凸部25t’によって径方向Rに固定されるが、円周方向Cには凸部25tおよび凹部25o’の接合面が重なる範囲でスライドするので、分離型保持器11の各セグメント12は、円周方向Cの急な膨張または縮小をセグメント22の両端に設けられた結合部23t、23oにおいて速やかに吸収することができる。
以上、説明したように実施形態1によれば、各セグメント12、22の両端に分離型保持器の円周方向Cと平行に結合部13t、13o、23t、23oを設けて各セグメント12、22を分離型保持器の円周方向Cに形成された凹凸構造によって嵌め合わせ、セグメント12、22の円周方向端部12h、22hを除く結合部13t、13o、23t、23oおよび結合部13t、13o、23t、23oに形成される凸凹部15o、15t、25o、25tの接合面を総て円周方向Cに沿って平行に形成したので、セグメント12、22の結合部13t、13o、23t、23oは円周方向Cにスライドし、分離型保持器の急激な膨張および縮小に対して真円を維持し異音の発生を抑制することができる。
また、実施形態1によれば、各セグメント12、22の両端の結合部13t、13o、23t、23oに円周方向Cに沿って平行に凸凹部15o、15t、25o、25tを形成して各セグメント12、22を分離型保持器の径方向R、および円周と径に垂直な方向Wに形成された凹凸構造によって嵌め合わせたので、分離型保持器の各セグメント12、22は、分離型保持器の径方向R、および円周と径に垂直な方向Wに固定されて連結されるので、各セグメント12、22の連結が強化される。
さらに、実施形態1によれば、各セグメント12、22は、凹部15t、25tおよび凸部15o、25oが重なる範囲でスライドするので、膨張および縮小による分離型保持器11の最大径および最小径に合わせてスライドの幅を調整することができる。
図4は、本発明の第2の実施形態の台形柱の連結部を有する分割型保持器の例を示す図であり、図4(a)は、分割型保持器の連結部の斜視図、図4(b)は、分割型保持器の連結部の断面図である。図4に示すように、複数の帯状セグメント32の両端に設けられた結合部33o、33tを互いに連結して円環状の分離型保持器が形成される。
セグメント32の一端の結合部33tは、円周方向Cに沿って平行に形成された台形柱の凸構造に形成され、セグメント32の他端の結合部33oには、他のセグメント32’の結合部33t’の台形柱の凸構造と嵌め合うように台形柱に合わせた凹構造の嵌合孔が形成され、セグメント32の結合部33oと他のセグメント32’の結合部33t’は、円周方向Cに形成された凹凸構造によって嵌め合わされる。
台形柱の凸構造および台形柱に合わせた凹構造の嵌合孔は、径方向Rおよび円周と径に垂直な方向Wに凹凸構造を有し、円周方向Cに平行に形成された凹凸構造によって嵌め合わされたセグメント32の結合部33oと他のセグメント32’の結合部33t’は、台形柱によって分離型保持器の径方向Rおよび円周と径に垂直な方向Wにも嵌め合わされる。
セグメント32’の結合部33t’においては、円周方向Cに沿って平行に形成された台形の一番短い辺以外の柱の3側面35t’が接合面となり、セグメント32の結合部33oでは、他のセグメント32’の結合部33t’と嵌め合うように、台形の一番短い辺以外の柱の3側面35t’に合わせて形成された嵌合孔の柱の3側面35oが接合面となる。
セグメント32の結合部33oの台形柱の壁の3側面35oおよび他のセグメント32’の結合部33t’の台形柱の3側面35t’からなる接合面は、セグメント32および他のセグメント32’の円周方向先端部32h、32h’を除いて総て円周方向Cに沿って平行に形成されているので、セグメント32の結合部33oと他のセグメント32’の結合部33t’は、円周方向Cにスライドする。
セグメント32と他のセグメント32’は、円周方向Cと平行に設けられた結合部33o、33t’によって円周方向C以外のすべての方向に固定されるが、円周方向Cには結合部33o、33t’の3側面35o、35t’の接合面が重なる範囲でスライドするので、分離型保持器の各セグメント32は、円周方向Cの急な膨張または縮小をセグメント32の両端に設けられた結合部33o、33tにおいて速やかに吸収することができる。
図5は、本発明の第2の実施形態の円柱の連結部を有する分割型保持器の例を示す図であり、図5(a)は、分割型保持器の連結部の斜視図、図5(b)は、分割型保持器の連結部の断面図である。図5に示すように、複数の帯状セグメント42の両端に設けられた結合部43o、43tを互いに連結して円環状の分離型保持器が形成される。
セグメント42の一端の結合部43tは、円周方向Cに沿って平行に形成された側柱面の一部欠けた円柱の凸構造に形成され、セグメント42の他端の結合部43oには、他のセグメント42’の結合部43t’の側柱面が一部欠けた円柱の凸構造と嵌め合うように側柱面が一部欠けた円柱に合わせた凹構造の嵌合孔が形成され、セグメント42の結合部43oと他のセグメント42’の結合部43t’は、円周方向Cに形成された凹凸構造によって嵌め合わされる。
側柱面の一部が欠けた円柱の凸構造および側柱面の一部が欠けたに合わせた凹構造の嵌合孔は、径方向Rおよび円周と径に垂直な方向Wに凹凸構造を有し、円周方向Cに平行に形成された凹凸構造によって嵌め合わされたセグメント42の結合部43oと他のセグメント42’の結合部43t’は、側柱面の一部が欠けた円柱によって分離型保持器の径方向Rおよび円周と径に垂直な方向Wにも嵌め合わされる。
セグメント42’の結合部43t’においては、円周方向Cに沿って平行に形成された側柱面が一部欠けた円柱の側面45t’が接合面となり、セグメント42の結合部43oでは、他のセグメント42’の結合部43t’と嵌め合うように、側柱面の一部が欠けた円柱の側面45t’に合わせて形成された嵌合孔の円柱の側面45oが接合面となる。
セグメント42の結合部43oの側柱面が一部欠けた円柱の壁の側面45oおよび他のセグメント42’の結合部43t’側柱面が一部欠けた円柱の側面45t’からなる接合面は、セグメント42および他のセグメント42’の円周方向先端部42h、42h’を除いて総て円周方向Cに沿って平行に形成されているので、セグメント42の結合部43oと他のセグメント42’の結合部43t’は、円周方向Cにスライドする。
セグメント42と他のセグメント42’は、円周方向Cと平行に設けられた結合部43t、43o’によって円周方向C以外のすべての方向に固定されて連結されるが、円周方向Cには結合部43t、43o’の円柱の側面45o、45t’の接合面が重なる範囲でスライドするので、分離型保持器の各セグメント42は、円周方向Cの急な膨張または縮小をセグメント42の両端に設けられた結合部43t、43oにおいて速やかに吸収することができる。
以上、詳細に説明したように、第2の実施形態によれば、各セグメント32、42の両端に分離型保持器の円周方向Cに沿って平行に形成された台形柱の一部または円柱の一部による結合部33t、33o、43t、43oを設けて、各セグメント32、42を分離型保持器の円周方向Cに形成された凹凸構造によって嵌め合わせ、台形柱の側面35t、35oおよび円柱の側面46t、45oを円周方向Cに沿って平行に形成したので、セグメント12、22の結合部13t、13o、23t、23oは円周方向Cにスライドし、分離型保持器の急激な膨張および縮小に対して真円を維持し異音の発生を抑制することができる。
また、実施形態2によれば、各セグメント32、42の両端に分離型保持器の円周方向Cに沿って平行に形成された台形柱の一部、円柱の一部による結合部33t、33o、43t、43oを設けたので、各セグメント12、22は分離型保持器の総ての方向に形成された凹凸構造によって嵌め合わされ、分離型保持器の各セグメント12、22は、分離型保持器の円周方向C以外のすべての方向に固定されて連結されるので、各セグメント12、22の連結が強化される。
さらに、実施形態2によれば、各セグメント32、42は、凹部35t、45tおよび凸部35o、45oが重なる範囲でスライドするので、膨張および縮小による分離型保持器の最大径および最小径に合わせてスライドの幅を調整することができる。
なお、結合部33t、33o、43t、43oを台形柱の一部または円柱の一部としたが、結合部33t、33o、43t、43oを台形柱または円柱としてもよいし、柱形状のものであれば断面の形状はどのようなものであってもよい。
図6は、本発明の第3の実施形態の分割型保持器の連結部の例を示す拡大斜視図である。第1の実施形態に対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。図6に示すように、分離型保持器には、セグメント52の両端に設けられた結合部13o、13tの円周方向Cのセグメント先端部52hの他のセグメント52’との接触面の一部に緩衝材としてダンパー55が設けられる。
第3の実施形態によれば、セグメント52の両端の結合部13o、13tの円周方向Cのセグメント先端部52hの他のセグメント52’との接触面の一部に緩衝材としてダンパー55を設けたので、セグメント52、52’の拡張による衝突の衝撃が和らげられ、セグメント52、52’の衝突による異音の発生を抑制することができる。
また、第3の実施形態によれば、セグメント52の両端の結合部13o、13tの円周方向Cのセグメント端部52hの他のセグメント52’との接触面の一部に緩衝材としてダンパー55を設けたので、セグメント52と他のセグメント52’の衝突による衝撃を緩和し、セグメント52と他のセグメント52’の衝撃による劣化を予防することができる。
なお、スライド部の長さは、保持器を組込んだ軸受の使用もしくは保管温度上限においても、円周方向にわずかにすきまが空き、突っ張らないよう定めるとともに、保持器を組込んだ軸受の使用もしくは保管温度下限においても、スライド部が脱落しない程度の長さにしておけばよい。
また、ダンパー55の素材は、減衰効果があれば、ゴムでもよいし、樹脂を用いてもよい。
また、本実施の形態のポケット形状は、球面や冠型で説明したが、爪付き円筒ポケットや、円錐台形状のポケットを用いても良い。
11・・・分離型保持器
12、12’、22、22’、32、32’、42、42’、52、52’・・・セグメント
12h、12h’、22h、22h’、32h、32h’、42h、42h’・・・セグメント先端部
13、13’・・・結合部
13o、13o’、23o、23o’、33o、43o・・・凹構造
13t、23t、33t、33t’、43t、43t’・・・凸構造
14、24、34、44・・・ポケット部
15o、25o、25o’・・・凹部
15t、15t’、25t・・・凸部
35t’・・・凸構造を有する台形柱の3側面
35o・・・凹構造を有する台形柱の壁の3側面
45t’・・・凸構造を有する円柱の側面
45o・・・凹構造を有する円柱の壁の側面
55・・・ダンパー
61・・・帯部材
62・・・転動体転動溝
63・・・係合部
64・・・連結部
A、B・・・セグメントの結合部
C・・・分離型保持器の円周方向
R・・・分離型保持器の径方向
W・・・分離型保持器の円周と径に垂直な方向
65a、65b・・・嵌合部

Claims (4)

  1. 内輪および外輪間に配置された転動体を保持する複数のポケットが設けられた複数のセグメントを前記セグメント両端に設けた結合部によって環状に連結した保持器であって、
    前記結合部は、少なくとも前記保持器の円周方向、径方向、および円周と径に垂直な方向の3方向に形成された凹凸構造によって嵌め合わされ、
    前記結合部の円周方向のセグメント先端部に形成される他のセグメントとの接触面以外の他のセグメントとの接合面が総て前記円周方向に沿って平行に形成されて前記セグメントが円周方向にスライドすることを特徴とする分割型保持器。
  2. 前記保持器の円周方向の凹凸構造は、前記セグメントの一端に円周方向に沿って平行に設けられた台形柱または台形柱の一部と、前記台形柱または台形柱の一部と嵌め合うように前記セグメントの他端に設けられた嵌合孔であり、
    前記保持器の凹凸構造の接合面は、前記台形柱または台形柱の一部の柱表面であることを特徴とする請求項1に記載の分割型保持器。
  3. 前記保持器の円周方向の凹凸構造は、前記セグメントの一端に円周方向に沿って平行に設けられた円柱または円柱の一部と、前記円柱または円柱の一部と嵌め合うように前記セグメントの他端に設けられた嵌合孔であり、
    前記保持器の凹凸構造の接合面は、前記円柱または円柱の一部の柱側面であることを特徴とする請求項1に記載の分割型保持器。
  4. 前記結合部の円周方向のセグメント端部に形成される他のセグメントとの接触面に緩衝材が取り付けられることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の分割型保持器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111536156A (zh) * 2019-02-07 2020-08-14 斯凯孚公司 包括对齐元件的轴承保持架分段

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