JP2014077508A

JP2014077508A - アンギュラ玉軸受およびそれに用いられる保持器

Info

Publication number: JP2014077508A
Application number: JP2012226030A
Authority: JP
Inventors: Nobukatsu Uchiyama; 暢克内山; Hidenori Karasawa; 英範柄澤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-05-01

Abstract

【課題】軸方向幅が狭く、ボールを複列で配置した軸受構成とした場合またはボール配列が単列の軸受を複列で配置した場合に、軸方向のボール間距離を短くすることができるアンギュラ玉軸受を提供する。
【解決手段】このアンギュラ玉軸受は、保持器によりボール４を保持する。保持器は、リング部１０と、このリング部１０の円周方向の複数箇所から斜め外径側へ軸方向に延びる複数の柱部１１とを有する。隣合う各対の柱部１１の間に、これら柱部１１とリング部１０とでボール４の嵌るポケット１２が形成される。ポケット１２の内面１３は球面状であり、この球面状の内面１３の中心Ｏから保持器小径側端面１４までの軸方向距離がボール４の半径以下である。
【選択図】図４

Description

この発明は、車輪等の支持や、その他の各種の用途に用いられるアンギュラ玉軸受、およびそれに用いられる保持器に関する。

車輪用軸受としては、アンギュラ玉軸受が複列で使用されることが多い。このような車輪用のアンギュラ玉軸受では、ボールを保持する保持器として、リング部と、このリング部の円周方向の複数箇所から斜め外径側へ軸方向に延びる複数の柱部とでボールの嵌るポケットが形成された冠型樹脂製保持器が使用されることがある（例えば特許文献１）。

特開２００９−１９７９６０号公報

図６に示すように、従来の冠型樹脂製保持器５は、リング部と柱部のうち最も保持器小径側へ突出した箇所を含む端面である保持器小径側端面１４が、ボール４よりも保持器小径側へ出っ張っている。そのため、図のように、ボール４を複列で配置したアンギュラ玉軸受１とする場合、各列の保持器小径側端面１４が互いに接触しないようにする必要があり、各列のボール間距離Ｌを狭くするのが制限される。ボール配列が単列のアンギュラ玉軸受を互いに隣接して複列で配置する場合も、上記同様に、各軸受のボール間距離Ｌを狭くするのが制限される。いずれの場合も、最小のボール間距離Ｌは、保持器ポケットの中心Ｏから保持器小径側端面１４までの距離ａの２倍である。

この発明の目的は、軸方向幅が狭くでき、ボールを複列で配置した軸受構成とした場合またはボール配列が単列の軸受を複列で配置した場合に、軸方向のボール間距離を短くすることができるアンギュラ玉軸受を提供することである。
この発明の他の目的は、アンギュラ玉軸受に組込んだ場合の軸受の軸方向幅を狭くすることができる保持器を提供することである。

この発明のアンギュラ玉軸受は、ボールを保持する保持器が、リング部と、このリング部の円周方向の複数箇所から斜め外径側へ軸方向に延びる複数の柱部とを有し、隣合う各対の柱部の間に、これら柱部と前記リング部とでボールの嵌るポケットが形成され、このポケットの内面は球面状であり、この球面状の内面の中心から保持器小径側端面までの軸方向距離が前記ボールの半径以下であることを特徴とする。なお、上記保持器小径側端面は、リング部と柱部のうち最も保持器小径側へ突出した箇所を含む端面のことである。

この構成であると、ボールが球形であるために、ボール配列の側部の内径側に環状の空間が生じることを利用し、この空間部分に収まるように保持器のリング部を配置することによって、ポケットの内面の中心から保持器小径側端面までの軸方向距離をボールの半径以下としている。また、アンギュラ玉軸受であるため、上記リング部が上記環状の空間に収まる断面寸法であっても強度が確保できる。そのため、保持器小径側端面がボールよりも保持器小径側へ出っ張らない形状とすることができる。それにより、軸受の軸方向幅を狭くすることが可能である。また、軸受を隣合わせて並列に並べて配置する場合、各軸受の保持器小径側端面が互いに対向するように配置することで、各軸受の軸方向のボール間距離を短くすることができる。これにより、負荷能力を低下させることなく、軸受のコンパクト化が図れる。

この発明において、複列の転走面が内周に形成された外輪と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内輪と、これら外輪と内輪間に介在する複列のボールとを備え、複列のボールをそれぞれ保持する複列の保持器は、それぞれの前記保持器小径側端面が互いに対向するように配置されている構成としても良い。
この場合、複列のボールの軸方向のボール間距離を短くすることができ、軸受の軸方向幅を狭くできる。

この構成のアンギュラ玉軸受は、車輪の支持に用いるのに適する。上記のように、軸受単独の軸方向幅が狭く、かつ軸受を並列に複列で配置した場合の各軸受のボール間距離を小さくできるので、車両のコンパクト化を図れる。

この発明において、軸受サイズに係わらず、前記柱部における軸方向の肉厚が最も薄い箇所の肉厚を０．５ｍｍ以上とするのが良い。これにより、例えば保持器を樹脂材料で射出成形する場合に、樹脂材料の流動性が阻害されにくく、樹脂材料を成形型の隅々まで行き渡らせることができる。

この発明において、前記ボールの配列のピッチ円直径をＰ．Ｃ．Ｄ．ｍｍ、前記ボールの直径をＤｍｍとした場合、保持器の内径が（Ｐ．Ｃ．Ｄ．−Ｄ＋０．５）ｍｍ以上で（Ｐ．Ｃ．Ｄ．−Ｄ＋２）ｍｍ以下であるのが良い。これにより、保持器の内径面と内輪とが干渉するのを避けることができる。

この発明において、前記保持器は、主材料にグラスファイバーまたはカーボンファイバーを添加した合成樹脂製であってよい。前記主材料に対する前記グラスファイバーまたはカーボンファイバーの配合比率は、１０％ないし３５％が好ましい。
合成樹脂からなる主材料に、強化繊維材としてグラスファイバーまたはカーボンファイバーを添加することにより、軸受寸法や軸受用途に応じた適度の強度と柔軟性を持たせることができる。

主材料となる合成樹脂材料としては、ポリアミド、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＡＩ等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルアルコール等の生分解性樹脂を母材とする樹脂材料を用いることができる。熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂は、機械的性質、耐熱・耐寒性、寸法安定性に優れる。生分解性樹脂は、使用終了後に微生物等によって分解され易いので、自然環境への負担が少ない。

この発明の保持器は、リング部と、このリング部の円周方向の複数箇所から斜め外径側へ軸方向に延びる複数の柱部とを有し、隣合う各対の柱部の間に、これら柱部と前記リング部とでボールの嵌るポケットが形成され、このポケットの内面は球面状であり、この球面状の内面の中心から保持器小径側端面までの軸方向距離が前記ボールの半径以下である。
この構成であると、ポケットの内面の中心から保持器小径側端面までの軸方向距離をボールの半径以下としたことで、保持器小径側端面がボールよりも保持器小径側へ出っ張らない形状となる。それにより、保持器の軸方向幅を狭くすることが可能である。

この発明のアンギュラ玉軸受は、ボールを保持する保持器が、リング部と、このリング部の円周方向の複数箇所から斜め外径側へ軸方向に延びる複数の柱部とを有し、隣合う各対の柱部の間に、これら柱部と前記リング部とでボールの嵌るポケットが形成され、このポケットの内面は球面状であり、この球面状の内面の中心から保持器小径側端面までの軸方向距離が前記ボールの半径以下であるため、軸方向幅が狭くでき、ボールを複列で配置した軸受構成とした場合またはボール配列が単列の軸受を複列で配置した場合に、軸方向のボール間距離を短くすることができる。

この発明の保持器は、リング部と、このリング部の円周方向の複数箇所から斜め外径側へ軸方向に延びる複数の柱部とを有し、隣合う各対の柱部の間に、これら柱部と前記リング部とでボールの嵌るポケットが形成され、このポケットの内面は球面状であり、この球面状の内面の中心から保持器小径側端面までの軸方向距離が前記ボールの半径以下であるため、アンギュラ玉軸受に組込んだ場合の軸受の軸方向幅を狭くすることができる。

この発明の一実施形態にかかるアンギュラ玉軸受の断面図である。この発明の異なる実施形態にかかるアンギュラ玉軸受の断面図である。（Ａ）は図１または図２に示すアンギュラ玉軸受の保持器の断面図、（Ｂ）はその側面図である。図３（Ａ）の部分拡大図である。同保持器の要部の斜視図である。従来のアンギュラ玉軸受の断面図である。

この発明の実施形態を図面と共に説明する。図１に示すアンギュラ玉軸受１は、ボール配列が複列の形式であり、複列の転走面２ａが内周に形成された外輪２と、前記転走面２ａと対向する転走面３ａが外周に形成された内輪３と、これら外輪２と内輪３間に介在する複列のボール４とを備える。複列のボール４は、複列の保持器５によりそれぞれ個別に保持されている。

図３および図３（Ａ）の部分拡大図である図４に示すように、前記保持器５は、リング部１０と、このリング部１０の円周方向の複数箇所から斜め外径側へ軸方向に延びる複数の柱部１１とを有し、隣合う各対の柱部１１の間に、これら柱部１１と前記リング部１０とでボール４の嵌るポケット１２が形成されている。このポケット１２の内面１３は、球面状である。各ポケット内面１３の中心の配列のピッチ円直径すなわちボール４の配列のピッチ円直径をＰ．Ｃ．Ｄ．ｍｍ、ボールの直径をＤｍｍとした場合、保持器５の内径ｄは（Ｐ．Ｃ．Ｄ．−Ｄ＋０．５）ｍｍ以上で（Ｐ．Ｃ．Ｄ．−Ｄ＋２）ｍｍ以下にしてある。これにより、保持器５の内径面と内輪３とが干渉するのを避けることができる。

この実施形態の場合、リング部１０の端面が保持器小径側端面１４となる。球面状であるポケット内面１３の中心Ｏから保持器小径側端面１４までの軸方向距離ｂは、ボール４の半径以下とされている。つまり、図４において二点鎖線で示すように、一部がポケット内面１３を成す仮想の球１３Ａは、その一部分が保持器小径側端面１４よりも軸方向外側に突出している。リング部１０の外径部における前記仮想の球１３Ａと重なる部分は、軸方向から見て円弧状の凹部１５となっている。この凹部１５は、保持器小径側端面１４を含む平面１４Ａと仮想の球１３Ａとが交差する円弧状の線１６より半径が大きく、かつ軸方向に延びる円筒面１７で形成されている。円筒面１７の軸方向長さｃは、０．５ｍｍ以上にしてある。

リング部１０の保持器小径側端面１４には、円周方向に延びる溝状のガイド凹部１８が形成されている。このガイド凹部１８は、軸受組立時に保持器５を案内するガイド（図示でず）等を係合させるものである。

図５に示すように、各柱部１１は、リング部１０の外径面２０よりも内径側の柱部内径側部分１１ａと外径側の柱部外径側部分１１ｂとでなる。ポケット内面１３は、リング部１０の前記保持器小径側端面１４と反対側の面から柱部内径側部分１１ａの側面における中間長さ位置までのポケット内面部分１３ａと、柱部外径側部分１１ｂの先端幅広部１１ｂａの側面からなるポケット内面部分１３ｂとで構成される。柱部内径側部分１１ａの中間長さ位置から先の部分１１ａａは、先広がりの形状となっていて、前記柱部外径側部分１１ｂの先端幅広部１１ｂａとの間に段差１９を有する。柱部外径側部分１１ｂの先端幅広部１１ｂａから保持器小径側へ続く部分は、保持器小径側へ行くほど幅寸法および高さ寸法が小さくなるリブ部１１ｂｂとなっている。

保持器５は、主材料にグラスファイバーまたはカーボンファイバーからなる繊維強化材を添加した合成樹脂製である。主材料に対する繊維強化材の配合比率は、１０％ないし３５％である。この材料組成とすることにより、軸受寸法や軸受用途に応じた適度の強度と柔軟性を持たせることができる。

主材料となる合成樹脂材料としては、ポリアミド樹脂、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルアルコール等の生分解性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂は、機械的性質、耐熱・耐寒性、寸法安定性に優れる。生分解性樹脂は、使用終了後に微生物等によって分解され易いので、自然環境への負担が少ない。

保持器５は、例えば射出成形により成形される。リング部１０における軸方向の肉厚が最も薄い箇所、すなわち円筒面１７の部分の肉厚を０．５ｍｍ以上としているため、射出成形の際に、樹脂材料の流動性が阻害されにくく、樹脂材料を成形型の隅々まで行き渡らせることができる。

この構成のアンギュラ玉軸受１は、ポケット内面部分１３ａとポケット内面部分１３ｂとで構成されるポケット内面１３によりボール４が保持される。ポケット内面１３の中心Ｏから保持器小径側端面１４までの軸方向距離をボール４の半径以下としたことで、保持器小径側端面１４がボール４よりも保持器小径側へ出っ張らない形状となる。それにより、軸受の軸方向幅を狭くすることが可能となっている。また、複列のボール４のボール間距離Ｌを短くすることができる。そのため、この構成の軸受を車輪の支持に用いると、車両のコンパクト化を図れる。

ボール４が球形であるために、ボール配列の側部の内径側に環状の空間が生じることを利用し、この空間部分に収まるように保持器５のリング部１０を配置することによって、ポケット内面１３の中心Ｏから保持器小径側端面１４までの軸方向距離をボールの半径以下としている。また、アンギュラ玉軸受であるため、上記リング部が環状の空間に収まる断面寸法であっても強度が確保できる。

図２は、異なる軸受構成を示す。このアンギュラ玉軸受１は、ボール配列が単列の形式であり、単列の転走面２ａが内周に形成された外輪２と、前記転走面２ａと対向する転走面３ａが外周に形成された内輪３と、これら外輪２と内輪３間に介在する単列のボール４とを備える。ボール４は、保持器５により保持されている。保持器５の構成は、前記実施形態のものと同じである。

このアンギュラ玉軸受１も、軸方向幅を狭くすることが可能である。また、各軸受の保持器小径側端面１４が互いに対向するように軸受を複列で配置した場合、各軸受の軸方向のボール間距離Ｌを短くすることができる。

１…アンギュラ玉軸受
２…外輪
２ａ…転走面
３…内輪
３ａ…転走面
４…ボール
５…保持器
１０…リング部
１１…柱部
１２…ポケット
１３…ポケット内面
１４…保持器小径側端面

Claims

ボールを保持する保持器が、リング部と、このリング部の円周方向の複数箇所から斜め外径側へ軸方向に延びる複数の柱部とを有し、隣合う各対の柱部の間に、これら柱部と前記リング部とでボールの嵌るポケットが形成され、このポケットの内面は球面状であり、この球面状の内面の中心から保持器小径側端面までの軸方向距離が前記ボールの半径以下であることを特徴とするアンギュラ玉軸受。
請求項１において、複列の転走面が内周に形成された外輪と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内輪と、これら外輪と内輪間に介在する複列のボールとを備え、複列のボールをそれぞれ保持する複列の保持器は、それぞれの前記保持器小径側端面が互いに対向するように配置されているアンギュラ玉軸受。
請求項１または請求項２において、車輪の支持に用いられるアンギュラ玉軸受。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記柱部における軸方向の肉厚が最も薄い箇所の肉厚が０．５ｍｍ以上であるアンギュラ玉軸受。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記ボールの配列のピッチ円直径をＰ．Ｃ．Ｄ．ｍｍ、前記ボールの直径をＤｍｍとした場合、保持器の内径が（Ｐ．Ｃ．Ｄ．−Ｄ＋０．５）ｍｍ以上で（Ｐ．Ｃ．Ｄ．−Ｄ＋２）ｍｍ以下であるアンギュラ玉軸受。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記保持器は、主材料にグラスファイバーまたはカーボンファイバーを添加した合成樹脂製であるアンギュラ玉軸受。
請求項６において、前記主材料に対する前記グラスファイバーまたはカーボンファイバーの配合比率が１０％ないし３５％であるアンギュラ玉軸受。
リング部と、このリング部の円周方向の複数箇所から斜め外径側へ軸方向に延びる複数の柱部とを有し、隣合う各対の柱部の間に、これら柱部と前記リング部とでボールの嵌るポケットが形成され、このポケットの内面は球面状であり、この球面状の内面の中心から保持器小径側端面までの軸方向距離が前記ボールの半径以下である保持器。