JP2014211240A - 円すいころ軸受の分割型保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のプレス成形による円すいころ軸受用の保持器は、製作時や組み込み時において種々問題があり、コスト高の原因となっていたため、かかる問題がなく、低コストで提供できる分割型保持器を提供することである。
【解決手段】保持器セグメント２１は、環状の大径側縁部と小径側をそれぞれ構成するセグメント大径側縁部２２と、セグメント小径側縁部２３と、これらのセグメント大径側縁部２２とセグメント小径側縁部２３とから構成されるセグメント柱部２４とから構成され、ワイヤー２７，２８の両端部の連結部分の対向するセグメント大径側縁部２２及びセグメント小径側縁部２３の寸法が、他のセグメント大径側縁部２２及びセグメント小径側縁部２３の寸法よりも短縮されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、円すいころ軸受におけるころの保持器、特に分割型保持器に関するものである。

円すいころ軸受は、内輪、その外周に同芯状態の配置された外輪、これらの内輪及び外輪との間に介在される円すい形のころ及びそのころを周方向に一定間隔で保持する保持器とにより構成される（特許文献１）。

前記保持器は、同軸上に配置された大径側縁部と小径側縁部との間に軸方向の柱部を多数設け、その柱部相互間にポケットを形成したものである。この保持器は、一般に、鉄板のプレス成形品又は切削加工品、あるいは樹脂成形品によって形成される。

特開２００８−１２１７４４号公報（図３、図４）

従来のプレス成形品は、その製作時にプレス用の金型が必要となり、また軸受組立時には、組立用の金型を使用して、ころの組み込みのための底広げ工程及びころ組み込み後のカシメ工程を実行する必要がある。さらに、ころと保持器の当たり具合の管理や、ころと保持器を内輪に強制嵌合する量、いわゆるかち込み量の管理が必要となる。このような点から、小ロット品の場合、プレス成形品の保持器はコスト高になる問題がある。

そこで、この発明は、保持器の製作時や組み込み時における前記のごとき問題の生じることがなく、低コスト化に役立つ分割型保持器を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、複数の保持器セグメントを環状に組み合わせて形成した円すいころ軸受の分割型保持器において、円周方向に突き合わせた全ての保持器セグメントに、円周方向に連通状態となる貫通孔を設け、この円周方向に連通状態となる貫通孔に共通のワイヤーを挿通してセグメント列を形成し、前記ワイヤーの両端部相互を直接的又は間接的に連結することにより前記セグメント列を環状に形成し、保持器セグメントは、環状の大径側縁部と小径側をそれぞれ構成するセグメント大径側縁部と、セグメント小径側縁部と、これらのセグメント大径側縁部とセグメント小径側縁部とから構成されるセグメント柱部とから構成され、前記ワイヤーの両端部の連結部分の対向するセグメント大径側縁部及びセグメント小径側縁部の寸法が、他のセグメント大径側縁部及びセグメント小径側縁部の寸法よりも短縮されていることを構成としたものである。

ワイヤーの両端部相互を間接的に連結する構成としては、セグメント列の両端の保持器セグメントに前記ワイヤーの各端部を連結し、その両端の保持器セグメント相互を連結する構成がある。

この発明によれば、分割型保持器を構成する各保持器セグメントが、全ての保持器セグメントに挿通されたワイヤーによって結合されているので、各保持器セグメントが分散すること、いわゆるバラケを防ぐことができる。

また、通常、保持器のポケット部に生じる応力集中は、この発明の場合はその応力がワイヤーに分散される。このため、保持器のポケットの数を増やし多くのころを内輪に配置することができ、高負荷容量化が可能となる。

さらに、従来のプレス加工品の加工時における底広げ工程やカシメ工程が不要であり、マテリアルロスも減少するので、低コスト化を図ることができる。

は、実施形態１の断面図である。 は、同上のセグメント列の一部省略斜視図である。 （ａ）図は、同上のセグメントの一部拡大平面図、（ｂ）図は、（ａ）図のＸ１−Ｘ１線の断面図である。 （ａ）図は、同上の連結部分の変形例１の平面図、（ｂ）図は（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図である。 （ａ）図は、同上の連結部分の変形例２のカシメ前の状態の断面図、（ｂ）図はカシメ後の平面図である。 は、同上の連結部分の変形例３の平面図である。 は、同上の連結部分の変形例４の平面図である。 （ａ）図は、同上の連結部分の変形例５の平面図、（ｂ）図は（ａ）図のセグメントの一部斜視図である。 （ａ）図から（ｃ）図は、同上の突き合わせ部分の変形例の断面図である。 は、実施形態２の連結前の一部平面図である。 は、図１０のＸ２−Ｘ２線の断面図である。 は、同上の連結後の一部断面図である。 （ａ）図は、同上の図１１の３−Ｘ３線の断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＸ４−Ｘ４線の矢視図である。 （ａ）図は、実施形態３の一部平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＸ５−Ｘ５線の断面図、（ｃ）図は連結部材の平面図である。 は、同上の連結状態の断面図である。 は、同上の連結部の変形例１の連結前の横断平面図である。 （ａ）図は、同上の連結部の変形例１の連結後の横断平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＸ６−Ｘ６線の断面図である。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

[実施形態１]
添付の図１から図４に示した実施形態１は、分割型保持器１１とその分割型保持器１１を使用した円すいころ軸受１２に関するものである。

円すいころ軸受１２は、通常のものと同様に、一方の軌道輪である内輪１３の外周に他方の軌道輪である外輪１４が同芯状態に配置され、内輪１３の外径面に軸方向に傾斜した内輪軌道１５が形成される。その内輪軌道１５の小径側に小つば部１６が形成され、大径側に大つば部１７が形成される。外輪１４の内径面には、前記内輪軌道１５に対向し、軸方向に傾斜した外輪軌道１８が形成される。

前記の内輪軌道１５と外輪軌道１８との間に、分割型保持器１１に保持された多数の円すいころ１９が介在される。

前記の分割型保持器１１を構成する保持器セグメント２１（以下、「セグメント２１」という。）は、図２に示したように、分割保持器１１の環状の大径側縁部と小径側縁部をそれぞれ構成するセグメント大径側縁部２２（以下、単に「大径側縁部２２」という。）と、セグメント小径側縁部２３（以下、単に「小径側縁部２３という。）、これらの大径側縁部２２と小径側縁部２３の間に渡り形成されたセグメント柱部２４（以下、単に「柱部２４」と称する。）とから構成される。各セグメント２１の形状は、全体的にＩの字形状をなしており、その材質は樹脂又は炭素鋼である。

前記のセグメント２１のうち、後述のワイヤー連結部３０を挟んだ二つのセグメント２１を特に連結セグメント２１−ａ、２１−ｂと称する。これらの連結セグメント２１−ａ、２１−ｂにおいては、前記のワイヤー連結部３０の間隔の二分の１だけ大径側縁部２２及び小径側縁部２３の対向部分の寸法が短縮されている（図２及び図３参照）。

前記の大径側縁部２２と小径側縁部２３には、柱部２４と直交する方向の貫通穴２５、２６がそれぞれ設けられ（図３（ａ）（ｂ）参照）、各セグメント２１の大径側縁部２２と小径側縁部２３を円周方向に突き合わせた状態において、これらの貫通穴２５、２６はそれぞれ円周方向に連通状態となる。また、この状態において、各柱部２４の間にポケット２９が形成される。

前記ワイヤー２７、２８の両端部には、軟質金属筒を被せて形成した端末カシメ部３１、３２が形成される。ワイヤー２７、２８は、ピアノ線等の鋼線、ナイロン等の樹脂線が使用される。

前記端末カシメ部３１、３２の径は貫通穴２５、２６の径より小に形成され、その貫通穴２５、２６を自由に通過することができる。

ワイヤー２７、２８を貫通穴２５、２６に挿通する際は、あらかじめ、各セグメント２１を適当な治具を用いて仕上げ寸法をもって環状に配列しておく。また、各ワイヤー２７、２８はその両端部に端末カシメ部３１、３２を含んだ仕上げ長さに形成しておく。

各ワイヤー２７、２８は、前記一方の連結セグメント２１−ａから端末カシメ部３１を先頭にして順に挿通し、他方の連結セグメント２１−ｂまで挿通させることにより、連結セグメント２１−ａ、２１−ｂを含んだ全部のセグメント２１に貫通させる。このように、全てのセグメント２１にワイヤー２７、２８を挿通した仮組み状態にあるセグメント２１の全体をセグメント列３３（図２参照）と称する。

前記のセグメント列３３において、各ワイヤー２７、２８の端末カシメ部３１、３２をそれぞれ引き締めてセグメント２１間のすき間を無くし、各セグメント２１の柱部２４相互間にポケット２９を形成する。また、連結セグメント２１−ａ、２１-ｂの間に生じるワイヤー連結部３０のすき間は、連結セグメント２１−ａ、２１-ｂの柱部２４の間で１つのポケット２９を形成する大きさに引き寄せる。

図２に示したように、ワイヤー連結部３０においては、一方のワイヤー２７の一端部は連結セグメント２１−ａの端面から突き出し、その先端に設けられた端末カシメ部３２が他方の連結セグメント２１−ｂの端面に接近又は当接する。また、ワイヤー２７の他端部は、連結セグメント２１−ｂの端面から突き出し、その先端に設けられた端末カシメ部３１が連結セグメント２１−ａの端面に接近又は当接する。他方のワイヤー２８の端部においても同様である。

前記の端末カシメ部３１、３２を支えるワイヤー２７、２８の露出部分は、軸方向に見た場合オーバラップする部分があり、そのオーバラップ部分において端末カシメ部３１、３２に接して軟質円筒型の部材を挟み、これをカシメることにより連結カシメ部３４を形成する（図３（ａ）参照）。これにより、各ワイヤー２７、２８が環状に連結される。

連結カシメ部３４の両側に端末カシメ部３１、３２が存在するため、ワイヤー２７、２８が連結カシメ部３４から抜け出すことが防止される。これにより、ワイヤー連結部３０が存在する部分においても１つのポケット２９が形成され、全てのセグメント２１を環状に組み合わせた分割型保持器１１が得られる。

なお、以上の説明においては、貫通穴２５、２６の径に比べて端末カシメ部３１、３２の径の方が小であるとして説明したが、反対に端末カシメ部３１、３２の径の方が大である場合もある。その場合は、一方の端末カシメ部３２のみをあらかじめ設けておき、端末カシメ部の形成されていないワイヤーの他方の端部を貫通穴２５、２６に挿通し、全てのセグメント２１に挿通した状態で引き締め、その端部に端末カシメ部３１を形成するようにする。

実施形態１の分割型保持器は以上のようなものであるが、その一部を変形した諸例を次に説明する。

変形例１
ワイヤー２７、２８の連結構造の一つの変形例として、図４（ａ）（ｂ）に示したものがある。即ち、この場合は、前記の端末カシメ部３１、３２に円弧状の凹部２０を設け、その凹部２０に反対の端末カシメ部３１、３２に属するワイヤー２７の一部を嵌めるようにしたものである（図４（ｂ）参照）。この構造によると、ワイヤー２７を凹部２０に沿わせることで、ワイヤー連結部３０の軸方向に対してコンパクトになる。

ワイヤー２８については図示を省略しているが、ワイヤー２７における連結構造と同様である。以下の変形例においても、ワイヤー２８についての図示を省略しているが、いずれもワイヤー２７の場合と同様である。

変形例２
図５（ａ）（ｂ）の場合は、ワイヤー２７の一端部に凹形カシメ部３５、他端部に凸形カシメ部３６を設け、両方のカシメ部３５、３６を凹凸嵌合した状態でその嵌合部をカシメることにより、連結カシメ部３７を形成し、ワイヤー連結部３０を構成したものである。

変形例３
図６の場合は、ワイヤー２７の両端部にそれぞれ穴付きの連結板３８、３９をカシメによって取り付け、両方の連結板３８、３９をボルト・ナット４０により連結し、ワイヤー連結部３０を構成したものである。

変形例４
図７の場合は、ワイヤー２７の両端部に設けたループ４１、４２を相互に挿通することによりワイヤー２７の両端部を連結し、ワイヤー連結部３０を構成したものである。

変形例５
以上の各例によると、セグメント２１−ａと２１−ｂの間のワイヤー連結部３０が外部に露出することになり、ワイヤー２７の連結が万一緩んだりした場合保持器外径部へはみ出すおそれがある。このため、図８（ａ）（ｂ）に示した変形例５のように、セグメント２１−ａ、２１−ｂの突き合わせ部分に渡る連結部収納凹部４３を形成する。この連結部収納凹部４３は、突き合わせの対象となる他方のセグメント２１−ａ、２１−ｂ側と、小径側縁部２３側の二方向に開放されており、その内部にワイヤー連結部３０を収納する。

変形例６
図９（ａ）から（ｃ）に示したように、前記の各セグメント２１の突き合わせ端面間にゴム等のクッション材４４を介在することは、セグメント２１相互の衝突音の軽減のために有効である。図９（ｃ）の場合は、リング状のクッション材４４を使用した例を示している。

[実施形態２]
以上述べた実施形態１の分割型保持器は、ワイヤー２７、２８の両端部を直接連結することによってセグメント列３３を環状に形成するものであったが、図１０から図１３に示した実施形態２の場合は、ワイヤー２７、２８を間接的に連結することによりセグメント列３３を環状に形成したものである。

実施形態１の場合と同様に、多数のＩ型のセグメント２１によってセグメント列３３が形成されるが、この実施形態２においてはセグメント列３３の両端部においてはコの字形の連結セグメント４５ａ、４５ｂが配置される。このうち、一方の連結セグメント４５ａは、他方の連結セグメント４５ｂとの対向面にアリ溝状の連結溝４６が長さ方向に設けられる。他方の連結セグメント４５ｂの対向面には、アリ状の連結凸条４７が設けられる。

前記連結溝４６の溝底に凹部４８が２個所設けられる。一方の凹部４８にワイヤー２７の端末カシメ部４９が収納され、他方の凹部４８に他方のワイヤー２８の端末カシメ部５０が収納される。

また、前記連結凸条４７の側部にも凹部５１が２個所に設けられる。一方の凹部５１にワイヤー２７の他方の端末カシメ部５２が収納され、他方の凹部５１にワイヤー２８の他方の端末カシメ部５３が収納される。

図１２に示したように、前記の連結溝４６と連結凸条４７を長さ方向に嵌合することにより両方の連結セグメント４５ａ、４５ｂが連結される。このとき、凹部４８、５１に収納された端末カシメ部４９、５０、５２、５３は、それぞれ凹部４８、５１の内部に没入した状態にあり、連結溝４６と連結凸条４７の結合に支障を来すことがない。また、これらの結合によって凹部４８、５１は閉塞されるので端末カシメ部４９等が抜け出すことがなく、凹部４８、５１内に固定される。

なお、連結溝４６と連結凸条４７との結合部分に接着剤を塗布するか、相互に溶着させるなどの一体化手段を付加することが望ましい。

前記のように、ワイヤー２７、２８の各端部がそれぞれ連結セグメント４５ａ、４５ｂに連結固定され、その連結セグメント４５ａ、４５ｂ相互が連結されることにより、ワイヤー２７、２８の両端部が連結セグメント４５ａ、４５ｂを介して間接的に連結される。その結果、セグメント列３３が環状に形成され、分割型保持器１１が形成される。

なお、図１３（ａ）（ｂ）に示したように、前記連結凸条４７の突き出し方向の端面にクラウニング４７ａ、連結凸条４７の長さ方向の両側面にクラウニング４７ｂを形成すると連結溝４６と連結凸条４７との間のガタ付きを無くすることができる。

[実施形態３]
次に、図１４及び図１５に示した実施形態３は、前記実施形態２の場合と同様に、ワイヤー２７、２８を間接的に連結することにより、セグメント列３３を環状に形成したものである。

この場合もセグメント列３３の両端にコの字形の連結セグメント５４ａ、５４ｂが対称形状に配置される。各連結セグメント５４ａ、５４ｂの対向部分にはセグメント列３３の幅方向にアリ溝状の連結溝５６が平行に形成される。これらの溝底に実施形態２の場合と同様（図１０、図１１参照）に凹部４８、５１が設けられ、端末カシメ部４９、５０、５２、５３が収納される。

前記の連結セグメント５４ａ、５４ｂの間のすき間に介在される連結部材５７は、その両側縁に前記の連結溝５６に嵌合されるアリ状の連結凸条５８が形成される。

前記の連結部材５７は、その両側の連結凸条５８を連結溝５６の一端部からセグメント列３３の幅方向に差し込むことにより、連結セグメント５４ａ、５４ｂ相互が連結され（図１５参照）、環状のセグメント列３３が形成される。この場合も、連結溝５６と連結凸条５８との結合部分に接着剤を塗布するか、相互に溶着させるなどの一体化手段を付加することが望ましい。

変形例１
前記の連結構造は、連結部材５７の両側２個所の連結凸条５８が平行であり、また両方の連結セグメント５４ａ、５４ｂの連結溝５６相互も平行に形成されている。このため、連結部材５７を差し込んでも連結セグメント５４ａ、５４ｂに何らの力を与えない。

これに対し、図１６及び図１７に示した変形例１の場合は、連結セグメント５４ａ、５４ｂの連結溝５６に連結部材５７の差し込み方向に次第に接近するテーパを付与している。また、その連結溝５６の幅は連結凸条５８の幅より大に形成されている。連結部材５７を差し込んだ当初においては、図１７（ａ）に示したように、連結凸条５８の外側辺が連結溝５６の外側内面に当たる。このとき、連結凸条５８と連結溝５６の内側内面との間にすき間がある。

前記の状態から連結部材５７最後まで差し込むと、図１７（ｂ）に示したように、連結凸条５８の先端で連結溝５６の外側内面を差し込み方向に対し外向き直角方向に力を加え、両側の連結セグメント５４ａ、５４ｂを外向きに一定量ａだけ変位させる。その結果、セグメント列３３を構成するセグメント２１相互間のすき間が無くなる。

また、連結凸条５８の両端部が連結溝５６の両端部において外側内面と内側内面に係合されるため、両方の連結セグメント５４ａ、５４ｂを引き離す方向の力が作用した場合にもその連結が外れることもない。よって、セグメント列３３は安定した環状を維持することができる。

１１ 分割型保持器
１２ 円すいころ軸受
１３ 内輪
１４ 外輪
１５ 内輪軌道
１６ 小つば部
１７ 大つば部
１８ 外輪軌道
１９ 円すいころ
２０ 凹部
２１ 保持器セグメント（セグメント）
２１−ａ、２１−ｂ 連結セグメント
２２ セグメント大径側縁部（大径側縁部）
２３ セグメント小径側縁部（小径側縁部）
２４ 柱部
２５、２６ 貫通穴
２７、２８ ワイヤー
２９ ポケット
３０ ワイヤー連結部
３１、３２ 端末カシメ部
３３ セグメント列
３４ 連結カシメ部
３５ 凹形カシメ部
３６ 凸形カシメ部
３７ 連結カシメ部
３８、３９ 連結板
４０ ボルト・ナット
４１、４２ ループ
４３ 連結部収納凹部
４４ クッション材
４５ａ、４５ｂ 連結セグメント
４６ 連結溝
４７ 連結凸条
４７ａ、４７ｂ クラウニング
４８ 凹部
４９ 端末カシメ部
５０ 端末カシメ部
５１ 凹部
５２ 端末カシメ部
５３ 端末カシメ部
５４ａ、５４ｂ 連結セグメント
５６ 連結溝
５７ 連結部材
５８ 連結凸条

Claims (5)

1. 複数の保持器セグメントを環状に組み合わせて形成した円すいころ軸受の分割型保持器において、円周方向に突き合わせた全ての保持器セグメントに、円周方向に連通状態となる貫通孔を設け、この円周方向に連通状態となる貫通孔に共通のワイヤーを挿通してセグメント列を形成し、前記ワイヤーの両端部相互を直接的又は間接的に連結することにより前記セグメント列を環状に形成し、保持器セグメントは、環状の大径側縁部と小径側をそれぞれ構成するセグメント大径側縁部と、セグメント小径側縁部と、これらのセグメント大径側縁部とセグメント小径側縁部とから構成されるセグメント柱部とから構成され、前記ワイヤーの両端部の連結部分の対向するセグメント大径側縁部及びセグメント小径側縁部の寸法が、他のセグメント大径側縁部及びセグメント小径側縁部の寸法よりも短縮されていることを特徴とする円すいころ軸受の分割型保持器。
2. 前記保持器セグメントは、同軸上に配置された大径側縁部と小径側縁部との間に軸方向の柱部を所要数設け、かつその柱部相互間にポケットを形成した保持器を中心軸を含む面で分割した形状であることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受の分割型保持器。
3. 前記保持器セグメントは、全体的にIの字形状をなしていることを特徴とする請求項２に記載の円すいころ軸受の分割型保持器。
4. 前記全ての保持器セグメントの大径側縁部と小径側縁部に渡りそれぞれ前記のワイヤーを１本ずつ挿通したことを特徴とする請求項１又は２に記載の円すいころ軸受の分割型保持器。
5. 前記ワイヤーの両端部相互を直接連結する手段は、前記セグメント列の両端のセグメントから引き出したワイヤーの端部相互を連結する構成であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の円すいころ軸受の分割型保持器。

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