JP2017166591A - 揺動軸受用保持器、及びこの保持器を備えた揺動軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】高負荷容量化を実現することができ、かつ汎用性にも優れた揺動軸受用保持器、及びこの保持器を備えた揺動軸受を提供する。
【解決手段】本発明に係る揺動軸受用保持器40は、ころ30を保持する複数のポケット43を備える。各々のポケット43は、二個のころ30を周方向に並べた状態で収容可能な大きさを有している。柱部42の径方向外側に、周方向に突出してポケット43の径方向外側に向けたころ30の移動を規制可能な外側突起部44が設けられている。柱部42の径方向内側に、周方向に突出してポケット43の径方向内側に向けたころ30の移動を規制可能な内側突起部45が設けられている。ポケット43を介して周方向に隣接する一対の外側突起部44a,44bの間の最小対向間隔をA、ポケット43を介して周方向に隣接する一対の内側突起部45a,45bの間の最小対向間隔をB、及びころ30の直径をDとした場合に、A<2×D、かつB<2×Dが成り立っている。
【選択図】図7
【解決手段】本発明に係る揺動軸受用保持器40は、ころ30を保持する複数のポケット43を備える。各々のポケット43は、二個のころ30を周方向に並べた状態で収容可能な大きさを有している。柱部42の径方向外側に、周方向に突出してポケット43の径方向外側に向けたころ30の移動を規制可能な外側突起部44が設けられている。柱部42の径方向内側に、周方向に突出してポケット43の径方向内側に向けたころ30の移動を規制可能な内側突起部45が設けられている。ポケット43を介して周方向に隣接する一対の外側突起部44a,44bの間の最小対向間隔をA、ポケット43を介して周方向に隣接する一対の内側突起部45a,45bの間の最小対向間隔をB、及びころ30の直径をDとした場合に、A<2×D、かつB<2×Dが成り立っている。
【選択図】図7
Description
本発明は、揺動軸受用保持器、及びこの保持器を備えた揺動軸受に関する。
揺動軸受は、例えばエアーディスクブレーキ装置などに組み込まれる揺動機構部を回転自在に支持するもので、クレイドル軸受とも称される。この軸受は、通常、複数のころと、ころを保持する保持器と、保持器の外周に配設される外輪とを備える。このうち外輪は、円環状に連なった部材の周方向の一部を切り出した形状(すなわち円弧状)をなすものが一般的である。また、保持器についても、外輪と同様、円弧状をなし、転動体としてのころを1個ずつ収容可能な複数のポケットを周方向に並べて設けたものが一般的である。この場合、外輪の内周面がころと摺接する一方の軌道面(外側軌道面)となり、ころと摺接する揺動機構部の外周面が他方の軌道面(内側軌道面)となる。
ところで、近年、揺動軸受には、この軸受が組み込まれる装置の高出力化等に伴って、更なる高負荷容量化が要求されている。そこで、高負荷容量化を実現するための一手段として、揺動軸受の保持器を構成する柱部の最外径部を、ポケットに収容されるころの自転中心を結んで得られるピッチ円から内側に外れた位置に配置して、ころの収容個数を増やしたものが提案されている(特許文献1を参照)。
しかしながら、特許文献1に記載された揺動軸受だと、保持器の径方向内側のみにころの移動を規制する突起部(いわゆるころ止め)が形成されており、保持器の径方向外側にはころ止めがない。そのため、ころが保持器から脱落するのを防止するために、保持器を外輪に固定する必要がある。これでは、外輪に固定する必要がない構造の(例えば保持器の径方向内側と径方向外側の双方にころ止めとなる突起部がある構造の)保持器を備えた揺動軸受を量産している場合、突起部の形状だけでなく、保持器を外輪に固定するための構造まで変更する必要が生じ、大幅なコストアップが避けられない。
以上の事情に鑑み、本明細書では、高負荷容量化を実現することができ、かつ汎用性にも優れた揺動軸受用保持器、及びこの保持器を備えた揺動軸受を提供することを、解決すべき技術的課題とする。
前記課題の解決は、本発明に係る揺動軸受用保持器により達成される。すなわち、この保持器は、円弧状をなす一対の連結部と、一対の連結部を相互に接続している複数の柱部と、複数の柱部のうち周方向に隣接する一対の柱部の間に形成されている複数のポケットとを備えた揺動軸受用保持器において、各々のポケットは、二個のころを周方向に並べた状態で収容可能な大きさを有しており、柱部の径方向外側に、周方向に突出してポケットの径方向外側に向けたころの移動を規制可能な外側突起部が設けられていると共に、柱部の径方向内側に、周方向に突出してポケットの径方向内側に向けたころの移動を規制可能な内側突起部が設けられており、ポケットを介して周方向に隣接する一対の外側突起部の間の最小対向間隔をA、ポケットを介して周方向に隣接する一対の内側突起部の間の最小対向間隔をB、及びころの直径をDとした場合に、A<2×D、かつB<2×Dが成り立っている点をもって特徴付けられる。
このように、本発明では、一個のポケットに二個のころを周方向に並べた状態で収容可能としたので、従来のころ収容構造と比べて、ポケット二個につき柱部一個分の周方向スペースがころの収容スペースとして利用できる。これにより、保持器の外径寸法を変更することなくころの収容個数を増やすことができるので、揺動軸受のサイズアップを図ることなく高負荷容量化を実現することができる。言い換えると、揺動軸受に必要な負荷容量を確保しつつも当該軸受を小型化することが可能となる。また、柱部の径方向外側と径方向内側の双方に、ころの移動を規制することのできる突起部(外側突起部、内側突起部)を設け、かつポケットを介して周方向に隣接する一対の外側突起部及び一対の内側突起部の間の最小対向間隔A,Bをそれぞれころの直径Dの二倍未満としたので、ポケットに収容した状態の二個のころがポケットから脱落する事態を防止することができる。これにより、保持器に外輪を固定するための外輪の形状変更等が不要となるので、保持器のポケット及びその周辺の形状を変更するだけで済む。従って、汎用性にも優れたものとなる。
また、本発明に係る保持器は、一対の外側突起部の間の最小対向間隔Aと一対の内側突起部の間の最小対向間隔B、及びころの直径Dとの間に、2×D×0.88<A<2×D×0.90、かつ2×D×0.83<B<2×D×0.87が成り立っているものであってもよい。
上述のように、本発明に係る保持器によれば、一個のポケットに二個のころを収容することができるので、現行サイズを維持した状態で高負荷容量化を実現することが可能となる。一方で、ポケットに収容された状態のころは、揺動機構部などの被支持部材を回転自在に支持する必要性があるため、ポケット内である程度の移動が許容される必要がある。そのため、ポケット内に二個のころが収容された状態では、ころが一個の場合と比べて、どうしても各ころが移動できる範囲が広がることになる。よって、例えば図8に示すように、二個あるころ30a,30bのうち一方のころ30b(図8でいえば右側のころ30b)の位置によっては、保持器40の径方向外側(図8でいえば上側)に位置する外側突起部44aと一方のころ30bとの最短距離(直線距離X)が、他方のころ30aの直径D以上となって、他方のころ30aがポケット43から脱落するおそれが生じる。
この点に鑑み、本発明者らが更なる検証を行った結果、一対の外側突起部の間の最小対向間隔Aを、ころの直径Dの0.88倍を超えかつ0.90倍未満の範囲に設定すると共に、一対の内側突起部の間の最小対向間隔Bを、ころの直径Dの0.83倍を超えかつ0.87倍未満の範囲に設定することで、二個のころが共通のポケット内で如何なる位置にある場合においても、当該ポケットから脱落する事態を確実に防止し得ることが判明した。よって、一対の外側突起部の間の最小対向間隔A及び一対の内側突起部の間の最小対向間隔Bが上述の範囲になるよう、ポケット、柱部、内側突起部及び外側突起部の形状ないし寸法を適切に設計することで、高負荷容量化を実現しつつも、より汎用性に優れた揺動軸受を提供することが可能となる。
以上の説明に係る揺動軸受用保持器は、上述の通り、高負荷容量化を実現しつつも、汎用性に優れたものであるから、例えば上述した構成の保持器と、保持器のポケットに収容されている複数のころと、保持器の外側に配設されている外輪とを備えた揺動軸受として好適に提供することが可能である。
以上のように、本発明によれば、高負荷容量化を実現することができ、かつ汎用性にも優れた揺動軸受用保持器、及びこの保持器を備えた揺動軸受を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る揺動軸受10の斜視図である。図1に示すように、この揺動軸受10は、外輪20と、ころ30と、保持器40とを備える。以下、各構成要素の詳細を説明する。
外輪20は、図2に示すように、総じて円弧状をなすもので、その内周に、ころ30が転動する外側軌道面21を有する。
外輪20の周方向の一方側(図2でいえば左側)の端部20aには、径方向内側に突出する突出部22,22が設けられている。外輪20の内側に配設される保持器40は、これら突出部22,22によって周方向の移動を規制されるようになっている(図1を参照)。
突出部22,22の間には、径方向外側に折り曲げられた舌片状の凸部23が設けられている。また、外輪20の周方向の他方側(図2でいえば右側)の端部20bにも、上述した舌片状の凸部23が設けられている。これら凸部23を図示しないハウジング等に取り付けることで、外輪20がハウジング等に固定される。
また、外輪20は、軸方向(周方向に直交する向きの軸線に沿った方向)の両端部を径方向内側に向けて折り曲げてなる鍔部24,24を一体に有する。これら鍔部24,24によって、外輪20の内側に配設される保持器40の軸方向の移動が規制されるようになっている(図1を参照)。なお、本実施形態では、鍔部24,24は外輪20の周方向に沿って連続的に設けられているが、もちろん、これ以外の形態、例えば図示は省略するが、外輪20の周方向に沿って断続的に設けられた形状をとることも可能である。
また、鍔部24,24の先端には、鍔部24,24の先端部を軸方向の軌道面21側にそれぞれ折り曲げてなる折曲げ部25,25を設けてもよい(図2を参照)。このようにすることで、外輪20の内側に配設された保持器40が鍔部24,24と折曲げ部25,25とによって抱え込まれた状態となる(図1を参照)。そのため、保持器40の外輪20に対する移動をより効果的に規制することが可能となる。
次に、揺動軸受10用の保持器40の詳細を説明する。
図3は、保持器40の斜視図を示している。また、図4及び図5は、ポケット43にころ30を保持した状態の保持器40の斜視図を示している。これらの図に示すように、保持器40は、外輪20と同様、総じて円弧状をなすもので、後述する複数のポケット43を周方向に沿って設けた形態をとっている。
保持器40は任意の材料で形成することができる。例えば量産性の観点からは、樹脂製とすることが望ましい。一例としてポリアミド46などの熱可塑性樹脂に繊維状充填材を配合してなる樹脂組成物を射出成形することにより得られる保持器40を挙げることができる。繊維状充填材としては、炭素繊維やガラス繊維など汎用の強化用繊維が使用可能である。
保持器40は、円弧状をなす一対の連結部41,41と、一対の連結部41,41を相互に接続する複数の柱部42と、ころ30を保持するための複数のポケット43とを有する。各ポケット43は、二個のころ30(30a,30b)が収容可能な大きさを有する(詳細は後述する)。
本実施形態では、複数の柱部42が、所定の間隔で同じ向き(保持器40の軸方向)に配設され、一対の連結部41,41を相互に接続している。これにより、一対の連結部41,41と二本の柱部42,42とで囲まれた領域に、同一形状でかつ同一サイズのポケット43が形成されている(図6中の実線で示す部分を参照)。
図7は、ポケット43にころ30を収容した状態の保持器40の要部を軸方向に直交する仮想平面で切断して得た断面図である。この断面図に示すように、柱部42は何れも同一の断面形状をなすもので、周方向に隣接する一対の柱部42,42の間に形成されるポケット43には、二個のころ30が周方向に並んだ状態で収容されている。本実施形態では、二個のころ30が互いに接触した状態で、各ころ30と柱部42とが接触しない程度の大きさ及び形状に、ポケット43のサイズ及び形状が設定されている。
柱部42の径方向外側(図7でいえば上側)には、周方向に突出した外側突起部44(44a,44b)が設けられている。これら一対の外側突起部44a,44bは、ポケット43に収容された状態にあるころ30の、ポケット43の径方向外側に向けた移動を規制可能なように、その形状ないしサイズが設定されている。
柱部42の径方向内側(図7でいえば下側)には、周方向に突出した内側突起部45(45a,45b)が設けられている。これら一対の内側突起部45a,45bは、ポケット43に収容された状態にあるころ30の、ポケット43の径方向内側に向けた移動を規制可能なように、その形状ないしサイズが設定されている。
具体的には、図7に示すように、ポケット43を介して周方向に隣接する一対の外側突起部44a,44bの間の最小対向間隔をA、ポケット43を介して周方向に隣接する一対の内側突起部45a,45bの間の最小対向間隔をB、及び各ころ30の直径をいずれもDとした場合に、
A<2×D、かつB<2×D
が成り立っている。
A<2×D、かつB<2×D
が成り立っている。
本実施形態では、複数の外側突起部44(44a,44b)が、ポケット43に面する全ての柱部42の側面42aから周方向に突出した状態で設けられている。この場合、外側突起部44は保持器40の軸方向(柱部42の長手方向)に沿って連続的に設けられている。また、全てのポケット43において、二つ(一対)の外側突起部44a,44bが互いに向き合った状態で形成されている。同様に、複数の内側突起部45(45a,45b)が、ポケット43に面する全ての柱部42の側面42aから周方向に突出した状態で設けられている。この場合、内側突起部45は保持器40の軸方向(柱部42の長手方向)に沿って連続的に設けられている。また、全てのポケット43において、二つ(一対)の内側突起部45a,45bが互いに向き合った状態で形成されている。これにより、複数のポケット43に収容される全てのころ30がそれぞれ、対応する一対の外側突起部44a,44bと一対の内側突起部45a,45bとにより径方向外側ないし径方向内側に向けた移動を規制されるようになっている。
また、本実施形態では、外側突起部44a,44bは、側面42aの径方向中央側から径方向外側に向かうにつれて周方向に突出する形状の外側傾斜面部44a1,44b1と、外側傾斜面部44a1,44b1の径方向外側で外側傾斜面部44a1,44b1とつながって周方向に最も突出する外側最大突出部44a2,44b2とで構成されている。同様に、内側突起部45a,45bは、側面42aの径方向中央側から径方向内側に向かうにつれて周方向に突出する形状の内側傾斜面部45a1,45b1と、内側傾斜面部45a1,45b1の径方向内側で内側傾斜面部45a1,45b1とつながって周方向に最も突出する内側最大突出部45a2,45b2とで構成されている。この場合、一対の外側突起部44a,44bの間の最小対向間隔Aは、図7に示すように、互いに向き合う一対の外側最大突出部44a2,44b2の間の直線距離となる。同様に、一対の内側突起部45a,45bの間の最小対向間隔Bは、図7に示すように、互いに向き合う一対の内側最大突出部45a2,45b2の間の直線距離となる。
なお、外側傾斜面部44a1,44b1及び内側傾斜面部45a1,45b1は、図7では、テーパ状をなしているが、もちろんこれ以外の形状(凸状曲面など)をとることも可能である。また、外側最大突出部44a2,44b2は、図7では、外側傾斜面部44a1,44b1と滑らかにつながる凸曲面形状をなし、内側最大突出部45a2,45b2は、図7では、内側傾斜面部45a1,45b1との間に角部を形成するよう、径方向に伸びる平坦面形状をなしているが、いずれも図示の形状に限定されることなく任意の形状をとることが可能である。後述する外側傾斜面部47a1,47b1と外側最大突出部47a2,47b2、及び内側傾斜面部48a1,48b1と内側最大突出部48a2,48b2(図9等を参照)についても同様に任意の形状をとることが可能である。
ころ30の形状は任意であり、例えば図6に示すように円筒形状であってもよい。あるいは、エッジ荷重を考慮して、ころ30の軸方向両端がクラウニング形状をなすものであってもよい。
上記構成の保持器40に保持された状態のころ30は、その中心が外輪20の外側軌道面21(図7中、一点鎖線で示す)と、被支持部材となる揺動機構部50の内側軌道面51(図7中、一点鎖線で示す)を転がるころ30の中心が描く理論上の円であるピッチ円PCD上にある場合、外側突起部44と内側突起部45の何れとも(更にいうなら何れの柱部42の側面42aとも)接触していない状態にある。
このように、本発明に係る保持器40は、一個のポケット43に二個のころ30(30a,30b)を周方向に並べた状態で収容可能な構造としたので、従来のころ収容構造と比べて、ポケット43二個につき柱部42一個分の周方向スペースがころ30の収容スペースとして利用できる。これにより、保持器40の外径寸法を変更することなくころ30の収容個数を増やすことができるので、揺動軸受10のサイズアップを図ることなく高負荷容量化を実現することができる。言い換えると、揺動軸受10に必要な負荷容量を確保しつつも当該軸受10を小型化することが可能となる。また、柱部42の側面42aの径方向内側と径方向外側の双方に、ころ30の移動を規制することのできる突起部(外側突起部44、内側突起部45)を設け、かつポケット43を介して周方向に隣接する一対の外側突起部44(44a,44b)及び一対の内側突起部45(45a,45b)の間の最小対向間隔A,Bをそれぞれころ30(30a,30b)の直径Dの二倍未満としたので、ポケット43に収容した状態の二個のころ30(30a,30b)がポケット43から脱落する事態を防止することができる。これにより、保持器40を外輪20に固定するための外輪20の形状変更等が不要となるので、保持器40のポケット43及びその周辺の形状を変更するだけで済む。従って、汎用性にも優れたものとなる。
以上、本発明の一実施形態を説明したが、もちろん保持器40及びこの保持器40を備えた揺動軸受10は、本発明の範囲内において、他の形態を採ることも可能である。
例えば上記実施形態では、ポケット43を介して周方向に隣接する一対の外側突起部44a,44bの間の最小対向間隔A、一対の内側突起部45a,45bの間の最小対向間隔B、及び各ころ30の直径Dとの間に、A<2×D、かつB<2×Dの関係が成り立つよう、柱部42及びポケット43の形状及び寸法を設定した場合を説明したが、この関係を満たしていても、場合によってはころ30の脱落が避けられない可能性が残る。具体的には、図8に示すように、一方のころ30bが直近の柱部42(側面42a)と接触した状態で、一方のころ30bから遠い側の外側突起部44aと一方のころ30bとの直線距離Xがころ30(30b)の直径Dを上回る場合、同じく直径Dである他方のころ30aが外側突起部44aと一方のころ30aとで挟まれることなくポケット43から脱落するおそれが生じる。
そこで、例えば図9に示すように、一対の外側突起部47a,47bの間の最小対向間隔Aと一対の内側突起部48a,48bの間の最小対向間隔B、及びころ30(30a,30b)の直径Dとの間に、
2×D×0.88<A<2×D×0.90、かつ
2×D×0.83<B<2×D×0.87
が成り立つよう、一対の外側突起部47a,47b及び一対の内側突起部48a,48bを含む柱部46とポケット43の形状及びサイズをそれぞれ設定するのがよい。
2×D×0.88<A<2×D×0.90、かつ
2×D×0.83<B<2×D×0.87
が成り立つよう、一対の外側突起部47a,47b及び一対の内側突起部48a,48bを含む柱部46とポケット43の形状及びサイズをそれぞれ設定するのがよい。
本実施形態では、外側突起部47a,47bは、図9に示すように、柱部46の側面46aの径方向中央側から径方向外側に向かうにつれて周方向に突出する形状の外側傾斜面部47a1,47b1と、外側傾斜面部47a1,47b1の径方向外側で外側傾斜面部47a1,47b1とつながって周方向に最も突出する外側最大突出部47a2,47b2とで構成されている。同様に、内側突起部48a,48bは、側面46aの径方向中央側から径方向内側に向かうにつれて周方向に突出する形状の内側傾斜面部48a1,48b1と、内側傾斜面部48a1,48b1の径方向内側で内側傾斜面部48a1,48b1とつながって周方向に最も突出する内側最大突出部48a2,48b2とで構成されている。この場合、一対の外側突起部47a,47bの間の最小対向間隔Aは、図9に示すように、互いに向き合う一対の外側最大突出部47a2,47b2の間の直線距離となる。同様に、一対の内側突起部48a,48bの間の最小対向間隔Bは、図9に示すように、互いに向き合う一対の内側最大突出部48a2,48b2の間の直線距離となる。
上記構成の保持器40によれば、二個のころ30a,30bがポケット43内において何れの位置にある場合であっても、例えば図10に示すように、一方のころ30bが直近の柱部46に設けられた外側突起部47bと内側突起部48bとの間に嵌り込む位置にある場合においても、一方のころ30bから遠い側の外側突起部47aと一方のころ30bとの間の直線距離Yは、他方のころ30aの直径D未満となる(図10を参照)。よって、二個のころ30a,30bが共通のポケット43内で如何なる位置にある場合においても、ポケット43から脱落する事態を確実に防止することができる。従って、高負荷容量化を実現しつつも、より汎用性に優れた揺動軸受10を提供することが可能となる。また、一対の外側突起部47a,47bの間の最小対向間隔A、及び一対の内側突起部48a,48bの間の最小対向間隔Bの下限値を上述のように設定することで、ころ30a,30bの組込みが困難になる事態を回避して、良好な組込み性を確保することができる。また、保持器40を樹脂製とする場合には、成形後の型抜きが困難になる事態を回避して、良好な離型性を確保することができる。
10 揺動軸受
20 外輪
30 ころ
40 保持器
41 連結部
42,46 柱部
43 ポケット
44,47 外側突起部
45,48 内側突起部
A 一対の外側突起部の間の最小対向間隔
B 一対の内側突起部の間の最小対向間隔
D ころの直径
20 外輪
30 ころ
40 保持器
41 連結部
42,46 柱部
43 ポケット
44,47 外側突起部
45,48 内側突起部
A 一対の外側突起部の間の最小対向間隔
B 一対の内側突起部の間の最小対向間隔
D ころの直径
Claims (3)
- 円弧状をなす一対の連結部と、前記一対の連結部を相互に接続している複数の柱部と、前記複数の柱部のうち周方向に隣接する一対の前記柱部の間に形成されている複数のポケットとを備えた揺動軸受用保持器において、
各々の前記ポケットは、二個のころを周方向に並べた状態で収容可能な大きさを有しており、
前記柱部の径方向外側に、周方向に突出して前記ポケットの径方向外側に向けた前記ころの移動を規制可能な外側突起部が設けられていると共に、
前記柱部の径方向内側に、周方向に突出して前記ポケットの径方向内側に向けた前記ころの移動を規制可能な内側突起部が設けられており、
前記ポケットを介して周方向に隣接する一対の前記外側突起部の間の最小対向間隔をA、前記ポケットを介して周方向に隣接する一対の前記内側突起部の間の最小対向間隔をB、及び前記ころの直径をDとした場合に、
A<2×D、かつB<2×D
が成り立っていることを特徴とする揺動軸受用保持器。 - 前記一対の外側突起部の間の最小対向間隔Aと前記一対の内側突起部の間の最小対向間隔B、及び前記ころの直径Dとの間に、
2×D×0.88<A<2×D×0.90、かつ
2×D×0.83<B<2×D×0.87
が成り立っている請求項1に記載の揺動軸受用保持器。 - 請求項1又は2に記載の保持器と、前記保持器の前記ポケットに収容されている複数の前記ころと、前記保持器の外側に配設されている外輪とを備えた揺動軸受。
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