JP2015530548A - 軸受ケージ及び転がり要素軸受 - Google Patents

Abstract

転がり要素軸受の転がり要素（１４）を保持するための軸受ケージ（２４）は、少なくとも１つの第１ケージバー（３０）が接続される少なくとも１つの第１リング構造体（１８，３４）を有している。少なくとも１つの第１ケージバー（３０）が、前記軸受ケージ（２４）が使用されるときに転がり要素（１４）の外面に沿って延在するように構成された側面（４４）を備え、前記側面（４４）が、径方向外側縁部（４６）及び径方向内側縁部（４８）を備えている。前記軸受ケージ（２４）が使用されるときにそれらの間に転がり要素（１４）が位置付けられる２つの隣り合うケージバー（３０）の径方向外側縁部（４６）の間の距離が、前記２つの隣り合うケージバー（３０）の２つの隣り合う径方向内側縁部（４８）の間の距離よりも大きい。

Description

本発明は、転がり要素軸受のための軸受ケージ及び少なくとも１つの当該軸受ケージを備える転がり要素軸受に関する。

軸受ケージは、転がり要素軸受の個々の転がり要素がレースの周囲で均一に間隔をあけることを保つセパレータ構造体である。

通常、転がり要素軸受には、潤滑させるために多量の潤滑グリースが供給される。理想的には、グリースは、その油分を徐々に解放し、これにより、軸受の延長された潤滑を保証する。潤滑される部分、例えば転がり要素の表面とできるだけ近くグリースを利用することが望ましい。特に、ケージバー上に集められるグリースの量は、有益である。これらの量は、転がり要素に近く、これにより、オイルを転がり要素に直接供給することを可能にする。

しかしながら、転がり要素軸受が使用され且つ制限された付着であるときに生じる遠心力が、軸受ケージのグリース保持能力にネガティブな影響を有する。結果として、ケージバー上のグリースは、消失し、転がり要素の中心又はリングのレースウェイに向かって潤滑剤を供給することができない他の範囲に集まる可能性がある。

特許文献１は、グリースの保持が改善された転がり要素軸受のためのケージに関する。ケージは、一定間隔のケージバーを支える少なくとも１つのリング状本体を備え、隣り合うケージバーの各組は、転がり要素を収容するためのケージポケットを画成する。ケージバーの少なくとも１つは、径方向外側及び／又は内側に位置した要素を備え、前記要素は、グリースを収容するための少なくとも１つのスペースを画成している。

米国特許第６４６１０４８号明細書

本発明の目的は、転がり要素軸受のより良好な潤滑を可能にし且つ転がり要素軸受の組み立てを容易にする、転がり要素軸受の転がり要素を保持するために改良された軸受ケージを提供することである。

この目的は、転がり要素を保持するための軸受ケージであって、少なくとも１つの第１ケージバーが接続される少なくとも１つの第１リング構造体を備える、軸受ケージによって達成される。少なくとも１つの第１ケージバーは、軸受ケージが使用されるときに転がり要素の外面に沿って延在するように構成された側面を備え、側面は、径方向外側縁部及び径方向内側縁部を備えている。前記軸受ケージが使用されるときにそれらの間に転がり要素が収容される２つの隣り合うケージバーの径方向外側縁部の間の距離は、前記２つの隣り合うケージバーの２つの隣り合う径方向内側縁部の間の距離よりも大きい。それにより、潤滑剤は、転がり要素の外面とケージバーの側縁部との間のスペース内に収容することができる。

上記の軸受ケージは、軸受ケージが使用されるときにより多くのグリースをケージバー自体に加えることを可能にし、それにより、転がり軸受内でのグリースの長い滞留時間と、転がり要素軸受のより信頼性のある潤滑と、が得られる。さらに、上記の軸受ケージは、転がり要素軸受の転がり要素が上から転がり要素軸受内に取り付けられることを可能にする。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのケージバーの側面は、少なくとも１つの面取り縁部を備えてもよい。例えば、面取り縁部は、第１ケージバーの径方向内側縁部に設けられてもよい。

本発明の別の実施形態によれば、軸受ケージは、少なくとも１つの第２ケージバーが接続される第２リング構造体を備え、少なくとも１つの第２リング構造体は、少なくとも１つの第１リング構造体の径方向内側に位置付けられるように構成されている。それにより、潤滑剤は、軸受ケージが使用されるときに第２リング構造体上に収容される。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの第２ケージバーは、軸受ケージの直径が少なくとも１つの第２ケージバーの長さに沿って所定のポイント／領域で最も大きくなるように構成され、これにより、軸受ケージが使用されるときに転がり要素の回転中心に向かう潤滑剤の流れを改善する。

本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つの第２リング構造体は、前記軸受ケージが使用されるときに潤滑剤を収容するための少なくとも１つの容器を備えている。

少なくとも１つの第１リング構造体は、少なくとも１つの第２リング構造体と一体的に形成されるか、又は例えばスナップフィット接続もしくは溶接によって少なくとも１つの第２リング構造体に接続されるように構成されてもよい。

第１リング構造体及び／又は第２リング構造体は、金属、例えばスチール又は任意の他の適切な材料を含んでもよい。第１リング構造体及び／又は第２リング構造体は、例えばシート金属を含んでもよい。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの第１ケージバーは、軸受ケージの直径が少なくとも１つの第１ケージバーの長さに沿って所定のポイント／領域で最も大きくなるように構成され、これにより、軸受ケージが使用されるときに転がり要素の回転中心に向かう潤滑剤の流れを改善する。語句“回転中心”は、転がり要素の転がり面の中心を意味するよう意図され、転がり要素の終端の間の中間に位置付けられる。

少なくとも１つのケージバーは、その長さに沿ってどこに隆起ポイント／領域を備えてもよく、隆起ポイント／領域は、少なくとも１つのケージバーの表面積、及び結果として、その上に収容される潤滑剤の量を増大させ、転がり要素の回転中心に向かう潤滑剤の流れを改善させる。それにより、より多くの潤滑剤が、少なくとも１つの隆起ポイント／領域に集まり、そして、少なくとも１つの隆起ポイント／領域に近接する転がり要素の転がり面に落ちる。少なくとも１つの第１ケージバーは、その長さに沿って複数の隆起ポイント／範囲を備え、これにより、その表面積を増大させ、且つ軸受ケージが使用されるときに転がり要素の回転中心に向かう潤滑剤の流れを改善させてもよいことに留意されたい。

本発明の一実施形態によれば、所定のポイント／領域は、軸受ケージが使用されるときに各転がり要素の転がり面の中心の上の所定位置に位置付けられるように構成される。それにより、前記ポイント／領域から落ちる潤滑剤は、転がり要素の転がり面の中心に、すなわち、各転がり要素の終端の間の中間の所定位置に供給される。

本発明の別の実施形態によれば、軸受ケージは、２つの軸方向において反対のリング構造体を備え、少なくとも１つのケージバーが、軸方向において反対のリング構造体の間で延在する。少なくとも１つの第１ケージバーは、２つの軸方向において反対のリング構造体の間の中間にポイント／領域を備えてもよい。

本発明のさらなる一実施形態によれば、少なくとも１つの第１リング構造体の少なくとも１つの第１ケージバーは、転がり要素の直径輪郭に従う終端部分を備えている。終端部分は、少なくとも１つのケージバーの長さの５％から３０％、好ましくは１０％から２０％にわたって延在してもよい。ポイント／領域は、少なくとも１つの第１ケージバーの中央部分に配置され、中央部分は、これら終端部分の間で延在してもよい。

軸受ケージは、転がり要素軸受、例えば玉軸受又はころ軸受、円筒ころ軸受、トロイダルころ軸受、テーパーころ軸受、円錐ころ軸受もしくはニードルころ軸受内で使用されてもよい。

本発明は、本発明の実施形態のいずれかによる少なくとも１つの軸受ケージを備える転がり軸受にも関する。

以下では、本発明が、添付の図面を参照して非限定的な例によりさらに説明されるであろう。

従来技術による軸受ケージを示す。 従来技術による軸受ケージを示す。 従来技術による軸受ケージを示す。 本発明の実施形態による転がり要素軸受及び軸受ケージを示す。 本発明の実施形態による転がり要素軸受及び軸受ケージを示す。 本発明の実施形態による転がり要素軸受及び軸受ケージを示す。 従来技術による軸受ケージのケージバーを示す。 本発明の一実施形態による軸受ケージのケージバーを示す。

図面は、縮尺どおりに描かれておらず、所定の特徴部分の寸法は、明確にするために誇張されていることに留意されたい。

図１ａから図１ｃは、従来技術による転がり軸受１０を示している。転がり軸受は、転がり要素１４を保持するための２つの軸受ケージ１２を備えている。各軸受ケージ１２は、複数のケージバー２０が接続されるリング構造体１８を備えている。ケージバー２０は、転がり要素１４の直径輪郭(diameter profile)に従う略フラットな外面を有している。各軸受ケージ１２の直径は、転がり要素１４の２列の間に位置付けられたリング構造体１８のリングで最も大きい。

図２ａ及び図２ｂは、本発明の一実施形態による転がり要素１４の２列を保持するための２つの軸受ケージ２４を示す。各軸受ケージ２４は、一対の軸方向において反対のリング２６，２８を備え、複数の第１ケージバー３０が、軸方向において反対の２つのリング２６，２８の間で延在している。すべての第１ケージバー３０は、各軸受ケージ２４の直径が、例えば第１ケージバー３０の長さに沿って中間のポイント３２で最も大きくなるように構成され、ポイント３２は、各転がり要素１４の転がり面の中心よりも上の位置に位置付けられ、これにより、軸受ケージ２４が使用されるときに転がり要素１４の回転中心に向かう潤滑材の流れを改善する。図示された実施形態では、第１ケージバー３０上に載る潤滑剤は、円筒状の転がり要素１４の端部に向かって流れる。すなわち、前記ポイント３２上に集まる潤滑剤は、各転がり要素１４の転がり面の中心に落ちる。潤滑剤の貯蔵は、本発明の一実施形態による軸受ケージ２４の第１ケージバー３０の表面積が増大することに起因して、従来技術による軸受ケージ１２のケージバー２０と比較すると増大される。

第１ケージバー３０は、転がり要素の直径輪郭に従う終端部分を備えてもよい。上記の終端部分は、第１ケージバー３０の長さの５％から３０％、好ましくは１０％から２０％にわたって延在し、それにより、終端部分の間の中央部分の少なくとも一部が、各軸受ケージ２４の直径が終端部分の間の所定のポイント／領域で最も大きくなるように構成され、これにより、軸受ケージ２４が使用されるときに転がり要素１４の回転中心に向かう潤滑剤の流れを改善してもよい。例えば、終端部分の間の中央部分の少なくとも一部は、上記の最も大きい直径のポイント／領域を形成するために、終端部分に対して隆起させられてもよい。

図３ａ及び図３ｂは、一対の軸方向において反対のリング２６，２８を備える第１リング構造体３４を備える軸受ケージを示し、複数の第１ケージバー３０が、軸方向において反対の２つのリング２６，２８の間で延在している。また、軸受ケージ２４は、複数の第２ケージバー３８が接続される第２リング構造体３６を備え、第２リング構造体３６は、軸受ケージ２４が使用されるときに少なくとも１つの第１リング構造体３４の径方向内側に位置付けられるように構成されている。第２ケージバー３８は、第２リング構造体３６の直径が、第２ケージバー３８の長さに沿ってポイント４０で最も大きくなるように構成され、これにより、軸受ケージ２４が使用されるときに転がり要素１４の回転中心に向かう潤滑剤の流れを改善する。

第１ケージバー３０又は第２ケージバー３８の“長さ”は、リング構造体の第１リング２６から、第１ケージバー３０もしくは第２ケージバー３８の終端まで又はリング構造体の第２リング２８までの距離を意味するよう意図され、この距離は、第１ケージバー３０又は第２ケージバー３８の外面に沿って測定される。

少なくとも１つの第１ケージバー３０及び／又は少なくとも１つの第２ケージバー３８は、軸受ケージ２４が使用されるときに転がり要素１４の回転中心に向かう潤滑剤の流れを改善するために、少なくとも１つのチャネルを備えてもよい。

第２リング構造体３８は、軸受ケージ２４が使用されるときに潤滑剤を収容するために少なくとも１つの容器４２を備えてもよい。

図４ａ及び図４ｂは、例えばスナップフィット接続又は溶接により、第２リング構造体３６に接続されるように構成された第１リング構造体３４を示す。あるいは、第１リング構造体３４は、第２リング構造体３６と一体的に形成されてもよい。

図５ａは、従来技術による軸受ケージの２つの隣り合うケージバー２０を示す。図５ｂは、本発明の一実施形態による軸受ケージの２つの隣り合う第１ケージバー３０を示す。第１ケージバー３０は、軸受ケージが使用されるときに転がり要素１４の外面に沿って延在するように構成された側面４４を備えている。側面４４は、径方向外側縁部４６及び径方向内側縁部４８を備え、軸受ケージが使用されるときにそれらの間に転がり要素１４を収容する２つの隣り合うケージバー３０の径方向外側縁部４６の間の距離は、２つの隣り合うケージバー３０の径方向内側縁部４８の間の距離よりも大きい。このように、潤滑剤は、転がり要素１４の外面とケージバー３０の側縁部４４との間のスペース内に収容される。

少なくとも１つの第１ケージバー３０の側面４４は、少なくとも１つの面取り縁部５２を備えている。少なくとも１つの面取り縁部５２は、図示される実施形態に示されるように、第１ケージバー３０の径方向内側縁部５２に設けられてもよい。

図５ａに示される従来技術によるケージバーでは、各ケージバー２０は、転がり要素１４の表面とケージバー２０の側縁部との間のスペース内に収容される潤滑剤の量を制限するラグ５０を備えている。本発明の一実施形態による軸受ケージのケージバー３０は、このようなラグ５０を備えていない。

ケージバー３０の側面４４が転がり要素１４の湾曲に従わない、すなわち、ケージバー３０の側面４４が転がり要素１４の円周に沿う方向に延在しないので、軸受要素１４は、上から軸受ケージ内に配置され、このことは、転がり要素軸受の組み立てを容易にする。

当業者には、特許請求の範囲内での本発明のさらなる修正が明らかであろう。例えば、軸受ケージは、複数の分離部分、例えば一対の軸受ケージ半体によって構成されてもよい。

１４ 転がり要素、１８ 第１リング構造体、２４ 軸受ケージ、２６ リング構造体、２８ リング構造体、３０ 第１ケージバー、３２ ポイント／領域、３４ 第１リング構造体、３６ 第２リング構造体、３８ 第２ケージバー、４０ ポイント／領域、４２ 容器、４４ 側面、４６ 径方向外側縁部、４８ 径方向内側縁部、５２ 面取り縁部

Claims (15)

1. 転がり要素軸受の転がり要素（１４）を保持するための軸受ケージ（２４）において、
   前記軸受ケージ（２４）が、少なくとも１つの第１ケージバー（３０）が接続される少なくとも１つの第１リング構造体（１８，３４）を有し、
   前記少なくとも１つの第１ケージバー（３０）が、前記軸受ケージ（２４）が使用されるときに転がり要素（１４）の外面に沿って延在するように構成された側面（４４）を備え、前記側面（４４）が、径方向外側縁部（４６）及び径方向内側縁部（４８）を備え、前記軸受ケージ（２４）が使用されるときにそれらの間に転がり要素（１４）が位置付けられる２つの隣り合うケージバー（３０）の前記径方向外側縁部（４６）の間の距離が、前記２つの隣り合うケージバー（３０）の２つの隣り合う径方向内側縁部（４８）の間の距離よりも大きいことを特徴とする軸受ケージ（２４）。
2. 前記少なくとも１つの第１ケージバー（３０）の前記側面（４４）が、少なくとも１つの面取り縁部（５２）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ケージ（２４）。
3. 前記少なくとも１つの面取り縁部（５２）が、前記第１ケージバー（３０）の前記径方向内側縁部（４８）に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の軸受ケージ（２４）。
4. 前記軸受ケージ（２４）が、少なくとも１つの第２ケージバー（３８）が接続される第２リング構造体（３６）を備え、前記少なくとも１つの第２リング構造体（３６）が、前記少なくとも１つの第１リング構造体（１８，３４）の径方向内側に位置付けられるように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の軸受ケージ（２４）。
5. 前記少なくとも１つの第２ケージバー（３８）が、前記第２リング構造体（３６）の直径が前記少なくとも１つの第２ケージバー（３８）の長さに沿って所定のポイント／領域（４０）で最も大きくなるように構成され、これにより、前記軸受ケージ（２４）が使用されるときに転がり要素（１４）の回転中心に向かう潤滑剤の流れを改善することを特徴とする請求項４に記載の軸受ケージ（２４）。
6. 前記少なくとも１つの第２リング構造体（３６）には、前記軸受ケージ（２４）が使用されるときに潤滑剤を収容するための少なくとも１つの容器（４２）が設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の軸受ケージ（２４）。
7. 前記少なくとも１つの第１リング構造体（１８，３４）が、前記少なくとも１つの第２リング構造体（３６）と一体的に形成されていることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の軸受ケージ（２４）。
8. 前記少なくとも１つの第１リング構造体（１８，３４）が、前記少なくとも１つの第２リング構造体（３６）に接続されるように構成されていることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の軸受ケージ（２４）。
9. 前記少なくとも１つの第１ケージバー（３０）が、前記軸受ケージ（２４）の直径が前記少なくとも１つの第１ケージバー（３０）の長さに沿って所定のポイント／領域（３２）で最も大きくなるように構成され、これにより、前記軸受ケージ（２４）が使用されるときに転がり要素（１４）の回転中心に向かう潤滑剤の流れを改善することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の軸受ケージ（２４）。
10. 前記少なくとも１つのケージバー（３０）が、前記軸受ケージ（２４）が使用されるときに各転がり要素（１４）の転がり面の中心の上の所定位置に位置付けられるように構成されたポイント／領域（３２）を備えていることを特徴とする請求項９に記載の軸受ケージ（２４）。
11. 前記軸受ケージ（２４）が、２つの軸方向において反対のリング構造体（２６，２８）を備え、前記少なくとも１つの第１ケージバー（３０）が、前記軸方向において反対のリング構造体（２６，２８）の間で延在していることを特徴とする請求項９又は１０に記載の軸受ケージ（２４）。
12. 前記ポイント／領域（３２）が、前記２つの軸方向において反対のリング構造体（２６，２８）の間の中間に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の軸受ケージ（２４）。
13. 前記少なくとも１つの第１リング構造体（１８，３４）の前記少なくとも１つの第１ケージバー（３０）が、前記転がり要素の直径輪郭に従う終端部分を備えていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の軸受ケージ（２４）。
14. 前記終端部分が、前記少なくとも１つの第１ケージバー（３０）の長さの５％から３０％、好ましくは１０％から２０％にわたって延在していることを特徴とする請求項１３に記載の軸受ケージ（２４）。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの軸受ケージを備える転がり要素軸受構造体。

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