JP2019023482A - ベアリングおよびリテーナ - Google Patents

Abstract

【課題】外輪のシール性を確保しつつ低速回転で特定の耐久性を有するベアリングの提供。【解決手段】外輪２と内輪３の間に周方向に等間隔で配備された３つ以上の転がり体４の転がり体３つを全て保持するリテーナ５によるベアリングにおいて、リテーナに端部フランジ部５１、転がり体保持部５２．５３、係止部５４を一体的に形成し、ベアリングの両側面からリテーナを一対対向配置し、リテーナの係止部５４を互いに係止し、ベアリングの両側面の内径側に延伸する外輪２の傾斜面２２とリテーナの外輪当接部５１ａを互いに当接させることで最小限の部品点数によりベアリングを構成し、さらに傾斜面２２と外輪当接部が互いに当接することで内輪に対し外輪とリテーナが同時に回転することで、外輪とリテーナの間のシール性の確保が可能にして低速回転で、耐久性を有するベアリングを提供可能にした。【選択図】図３

Description

本発明は、外輪と内輪との間にボール等のローリング体を介装してなるベアリングおよび、前記ローリング体を位置決めして保持するリテーナに関する。

従来、回転等の保持手段としてのボールベアリングとして特許文献１に記載されるものがある。

すなわち、特許文献１においては、外輪と内輪との間にローリング体を介装して成るベアリングである。前記外輪の側端部の内周に外径側に陥入する嵌合溝を形成している。

また、前記嵌合溝に嵌合するよう装着され、ベアリング本体の前記外輪と内輪との間に形成される側部の開口を塞ぐ合成樹脂製のシール板を設けている。なお、前記シール板は、ベアリング本体の側部の大部分を塞ぐ剛性のあるカバー面部の外周に、薄肉で可撓性があり、該カバー面部の外周から頚部を介して延び、前記外輪の嵌合溝に嵌り込む弾性嵌合部を形成して成る。

また、前記外輪の側端部と前記シール板の弾性嵌合部との少なくとも一方に傾斜案内面を設けるとともに、前記嵌合溝の外側の側面に形成された当接部に内方から係合する突当端と前記嵌合溝の内側の側面に弾発的に係合し該突当端を当接方向に付勢する付勢端とを前記弾性係合部に設けている。さらに、ローリング体を相対的に移動しないよう保持するリテーナが設けられている。

特開平４−３９４１７号公報

しかしながら、前記従来例においては、合成樹脂製のシール板を剛性のあるカバー面部とその外周の薄肉で可撓性のある弾性嵌合部とにより形成し、さらに弾性嵌合部に突当端および付勢端を設けている。さらにシール板の弾性嵌合部を係合するために外輪には嵌合溝を形成している。前記嵌合溝は一般的に切削加工にて形成される。つまり、シール板および外輪共に形状が複雑なため加工工程が増大する。

さらに、ローリング体を保持するリテーナもベアリングの構成要素としては必要である。従って、従来例のベアリングは外輪、内輪、ローリング体、シール板、リテーナより構成されるため、この部品点数により加工工数が増大すると共に組立工数も増大し、組立作業性も良いとは言い難い。

さらに、従来、比較的に高速で回転する回転体を支持する場合、高精度で切削加工された外輪により構成されたボールベアリングを用いる。また、比較的に低速で回転する回転体を支持する場合、高精度を必要としない低摩擦物質で形成される滑り軸受が用いられる。前記ボールベアリングは軸の保持精度が高く回転抵抗も極めて低いため耐久性に優れるが、これら性能を維持するための製造コストが高くなることに伴い価格も高くなる。一方、前記滑り軸受は軸との摩擦接触による回転抵抗が大となり耐久性は低いが、高精度の加工は不要で製造コストが安いため価格も低い。

しかしながら、ボールベアリング程精度並び高速回転での耐久性を必要とせず、滑り軸受のように低速回転ではあるがある程度の耐久性が必要でかつ低価格というベアリングの仕様もある。但し、外輪のシール性は従来と同様に確保する必要がある。

そこで、本発明は、外輪のシール性を確保しつつ低速回転で特定の耐久性を有するベアリングを提供することを目的とする。

本発明のベアリングおよびリテーナは、外輪（２）、内輪（３）、その間に周方向に等間隔で配備された３つ以上の転がり体（４）、前記３つの転がり体（４）を全て保持するリテーナ（５）、とによってなるベアリング（１）において、
前記リテーナ（５）に、端部フランジ部（５１）、転がり体保持部（５２．５３）、係止部（５４）、とを一体的に形成し、
前記ベアリング（１）の両側面（６）から前記リテーナ（５）を一対対向配置し、
前記リテーナ（５）の係止部（５４）を互いに係止することで構成したことを特徴としている。

本発明によれば、リテーナに端部フランジ部、転がり体保持部、係止部を一体で形成し、内輪と外輪の両端から前記リテーナを一対対向配置し、前記リテーナの係止部を互いに係止することで、低速回転で特定の耐久性を有するベアリングを構成した。

これにより、リテーナの端部フランジ部がシール部を形成し、ベアリングの側方から側部の開口内に侵入しようとしたごみ、水分、異物はシール部により阻止され、内部のローリング体の潤滑状態は良好に保たれ、良好な動作と特定の耐久性が保証される。

また、本発明のベアリングは外輪、内輪、ボール、リテーナのみで構成されるため、この少ない部品点数により、加工工数の低減および組立工数を低減し、組立作業性の向上が図れる。

本発明の第１実施例に係るベアリングの構成斜視図 本発明の第１実施例に係るベアリングの要部縦断面図 本発明の第１実施例に係るベアリングの分解斜視図 本発明の第１実施例に係る一対のリテーナとボールの構成斜視図 本発明の第１実施例に係るリテーナの構成斜視図 本発明の第１実施例に係るベアリングの要部拡大縦断面図 本発明の第２実施例に係る一対のリテーナとボールの構成斜視図 本発明の第２実施例に係る一対のリテーナとボールの分解斜視図 本発明の第２実施例に係る一対のリテーナとボールの正面図 本発明の第２実施例に係る一対のリテーナの平断面図 本発明の第２実施例に係る一対のリテーナの要部拡大平断面図 本発明の第２実施例に係る一対のリテーナの動作説明図

［実施例1］
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例に係るベアリングの構成斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面で前記ベアリングの要部斜視図を示す。また、図３は図１の構成斜視図に対しベアリングを構成する各部品を示す分解斜視図である。

図１より図３に示すとおり、ベアリング１は環状の外輪２と環状の内輪３とベアリング１の周方向に等間隔で配備された３個の転がり体たるボール４と一対のリテーナ５で構成される。なお、ボール４は一般的に鋼球が用いられるが、ベアリングの仕様範囲において樹脂の適用も可能である。また、前記ボール４を相対的に移動しないよう前記一対のリテーナ５により保持されるが詳細については後述する。

図４は図１のベアリング１全体の構成から３個のボール４と一対のリテーナ５の構成を示す斜視図である。同図のとおり、３個のボール４は一対のリテーナ５により挟持されている。

次に本発明の特徴的なリテーナ５の構成について、図５を用いて説明する。図５はリテーナ５の構成斜視図であり、リテーナ５はポリウレタン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール等、使用条件に応じた耐久性等の物性を有する合成樹脂にて環状に成形される。リテーナ５には端部フランジ部５１、ボール４を保持するための長円弧部５２および短円弧部５３、係止部５４が一体的に形成される。

前記長円弧部５２はリテーナ５の周方向に１２０度間隔で３個形成される。また、前記短円弧部５３はリテーナ５の周方向に１２０度間隔でかつ前記長円弧部５２に対し位相を６０度ずらして形成される。また、１つの前記短円弧部５３に対しリテーナ５の周方向に対称に短円弧部５３に延伸する突起部５５が設けられた一対の係止部５４が形成さる。つまり、前記のとおり、短円弧部５３はリテーナ５の周方向に１２０度間隔で３個形成されるため、係止部５４は３対形成されることになる。

ここで、３個のボール４を一対のリテーナ５で外輪２および内輪３に組み込む際、図４に示すとおり一方のリテーナ５の係止部５４と他方のリテーナ５の係止部５４を対向させ、一方のリテーナ５に対し、他方のリテーナ５は６０度位相をずらす。

これにより、係止部５４の突起部５５同士が互いに係合すると共に、ボール４は一方のリテーナ５の長円弧部５２と他方のリテーナ５の短円弧部５３との間に位置することになる。

以上のようにして、一対のリテーナ５が互いの突起部５５同志で係合し、双方のリテーナ５の長円弧部５２と短円弧部５３で形成される空間にボール４を収容することから、ボール４は一対のリテーナ５で位置決めして保持される。

ここで、前述のようにしてリテーナ５を対向させ組み込む際、互いの当接位置を規制するため、長円弧部５２の開口両側先端に長円弧部側突当面５６と短円弧部５３の開口両側先端に短円弧部側突当面５７がリテーナ５に形成されている。これにより、一対のリテーナ５では長円弧部側突当面５６と短円弧部側突当面５７が対向し、組み込むために互いの係止部５４を近付ける方向に移動すると、長円弧部側突当面５６と短円弧部側突当面５７が当接し、位置規制されることになる。

また、リテーナ５には係止部５４の突起部５５と反対側には、長円弧部５２と長円弧側突当面５６から連なる当接面５８により溝部５９が形成される。これによりリテーナ５を対向させ組み込む際、突起部５５を互いに係合するために、係止部５４は溝部５９により近傍の長円弧部５２側に弾性変形する。このとき、係止部５４の突起部５５と反対側で、係止部５４が当接面５８に当接し塑性変形を防止する。

以上のように、対向するリテーナ５において、互いに近付く方向、すなわちベアリング１の両側面６より内側の内輪３の軸穴３１のスラスト方向では、長円弧部側当接面５６と短円弧部側当接面５７により、一対のリテーナ５の位置が規制される。また、対向するリテーナ５において、互いに遠ざかる方向、すなわちベアリング１の両側面６より外側の内輪３の軸穴３１のスラスト方向では、係止部５４の突起部５５同士が互いに係止され抜けることがない。

次に本発明の特徴的なリテーナ５のシール構成に付いて、図６を用いて説明する。図６は図２のＢ部を拡大した要部拡大断面図である。

図６に示すとおり、外輪２、内輪３、ボール４、一対のリテーナ５により組み付けられたベアリング１において、外輪２は金属製でベアリング１の両側面６から外輪２の内径側に向かって延伸する肉厚部２１が切削加工により形成される。また肉厚部２１にはベアリング１の両側面６から内側かつ内径側に延伸する傾斜面２２が外輪２の円周方向に切削加工により形成される。また、外輪２両端の肉厚部２１より内側にはストレート面２３が外輪２の内径の円周方向に切削加工により形成される。

内輪３は外輪２と同様に金属製で、内径側には回転軸を支持する軸穴３１、外径側中央部にはボール４の回転軌道を案内するボール溝３２が切削加工により形成される。また内輪３にはボール溝３２両端からベアリング１の両側面６に向かって薄肉部３３が切削加工により形成される。

ここで、ベアリング１の組立方法について図２より図４にて説明する。外輪２、内輪３、３個のボール３を組立工具等により予め所定位置に保持する。その後、ベアリング１の一方の側面から、リテーナ５の長円弧部５２もしくは短円弧部５３がボール４を収容する位置で、外輪２の内径側と内輪３の外径側で形成される空間にリテーナ５を入れ込む。そして、ベアリング１の他方の側面から、予め組み込んだリテーナ５の長円弧部５２もしくは短円弧部５３に、この後に組み込むリテーナ５の長円弧部５２もしくは短円弧部５３を対向させ、外輪２の内径側と内輪３の外径側で形成される空間に入れ込む。

これにより、前述の図４を用いて説明したとおり、一対のリテーナ５が互いの突起部５５同士で係合されるので、内輪３の軸穴３１のスラスト方向の位置が規制され、ベアリング１の組み立てが完了する。

前記のようにして組み立てられるリテーナ５の端部フランジ部５１には、図６で示すように外輪２側に延伸し外輪２に当接する外輪当接部５１ａと、内輪３側に延伸し内輪３との間で微小隙間ｄをもつ内輪近傍部５１ｂが断面逆くの字状に周方向に連続して形成される。

ここで、前記のとおり、リテーナ５は樹脂にて成形されるため、端部フランジ部５１には弾性があり、ベアリング１の組立時に一対のリテーナ５を互いの突起部５５同士で係合する際に、外輪当接部５１ａを弾性変形させて外輪２の傾斜面２２に当接させる。このとき、外輪２の傾斜面２２とリテーナ５の外輪当接部５１ａとの少なくとも一方の表面を凹凸に粗しておくことで、外輪２とリテーナ５の間の摩擦力により、外輪２とリテーナ５が滑ることなく同時に回転する。これにより、外輪２とリテーナ５の間のシール性の確保が可能となり、低速回転で特定の耐久性を有するベアリング１を提供することができる。

なお、前記実施例ではベアリング１の周方向に３個のボール４を等間隔で配備したが、更なる耐久性を実現するために例えば、一対のリテーナ５の長円弧部５２と短円弧部５３で形成される全ての６個の円にボール４を等間隔で収容し保持するようにしても良い。

［実施例２］
実施例１ではベアリング１のスラスト方向に対し、軽負荷の場合、一対のリテーナ５の係止部５４の突起部５５同士が互いに係合し抜けることはない。しかしながら、よりスラスト方向の負荷が大きい場合、確実にリテーナ５同士の係合を確保する必要がある。

そこで、本実施例では、一対のリテーナ５間の係合を確実に行うものである。以下に本発明の第２の実施の形態を図７より図１２に基づいて説明する。なお、実施例１と同一の部位については同一符号にて示す。また、外輪２および内輪３の構成については何ら構成の変更がないため、本実施例ではその説明を省略する。

図７は第２実施例に係るリテーナとボールの構成斜視図、図８はリテーナとボールの分解斜視図である。図７、図８に示すとおり、３個のボール４は一対のリテーナ５により挟持されている。また、リテーナ５には端部フランジ部５１、ボール４を保持するための半円弧部７１、係止爪７２が一体的に形成される。なお、係止爪７２はスラスト方向係止面７３、周方向係止面７４、法線方向斜面７５、周方向斜面７６よりなる。なお、前記半円弧部７１はリテーナ５の周方向に１２０度間隔で３個形成される。また、前記係止爪７２は半円弧部７１の近傍でリテーナ５の周方向に半円弧部７１に対し位相をずらして形成される
また、リテーナ５には、対抗するリテーナ５の係止爪７２に対応した位置に係止壁８１が形成される。なお、係止壁８１は係止爪７２の装着穴８２、係止穴８３、周方向係止縁８４、法線方向当接縁８５、周方向受け面８６、スラスト方向内壁８７を有する。

次に、一対のリテーナ５の係止方法について、図９より図１２を用いて説明する。図９は第２実施例のリテーナとボールの正面図、図１０は図９のＣ−Ｃ断面でボールを非表示にした平断面図、図１１は図１０のＤ部を拡大した要部拡大断面図、図１２は図１１におけるリテーナの係止爪の係止穴への動作説明図である。

図９のとおり、一対のリテーナ５が互いに係止され、ボール４が保持される。ここで図９のＣ−Ｃ断面である図１０に示すとおり、一方のリテーナ５の３つの係止爪７２は、これと対向する他方のリテーナ５の３つの係止穴８３と互いに係止される。すなわち、一対のリテーナ５としては、６つの係止爪７２が６つの係止穴８３で係止されることになる。

ここで、一対のリテーナ５の１ヶ所あたりの係止状態として、図１０のＤ部を拡大した図１１にて示す。同図のとおり、一方のリテーナ５の係止爪７２の周方向係止面７４が、これと対向する他方のリテーナ５の係止穴８３の周方向係止縁８４と当接する。また、図７に示すとおり、一方のリテーナ５の係止爪７２のスラスト方向係止面７３が、これと対向する他方のリテーナ５の係止壁８１のスラスト方向内壁８７と当接する。以上のようにして、一方のリテーナ５の係止爪７２の全てに対し、これと対向する他方のリテーナ５の係止穴８３との間で、周方向およびスラスト方向の位置が規制されることになる。

次に、一方のリテーナの係止爪を他方のリテーナの係止穴へ係止する際の動作を図１２を用いて説明する。

図１２は図１１と同一部位を示す。図１２において、破線は一方のリテーナ５の係止爪７２を他方のリテーナ５の係止穴８３に組み込む前の状態を示す。つまり、他方のリテーナ５の係止穴８３に対し、一方のリテーナ５の係止爪７２を相対的に位置決めしてこれを押し込む。このとき、係止爪７２がその弾性力によりリテーナ５の中心方向に形成される装着穴８２へ撓むことで、係止爪７２の周方向先端が係止穴８３の周方向係止縁８４と接する。同時に、係止爪７２の最外側が係止穴８３の法線方向当接縁８５と接する。

この後、さらに係止爪７２を係止穴８３に向かって押し込むと、係止穴７２の周方向斜面７６が係止穴の周方向係止縁８４に沿って移動すると共に、係止穴７２の法線方向斜面７５が係止穴８３の法線方向当接縁８５に沿って移動する。

これにより、係止爪７２の弾性による変形が解放され、係止爪７２の周方向係止面７４が係止穴８３の周方向係止縁８４に当接した図１２の実線で示した場所に位置することとなる。なお、係止爪７２は周方向で周方向係止面７４とは反対側の面で撓むことになるが、係止穴８３の周方向受け面８６によりその位置が規制され、係止爪７２が係止穴８３より脱落することはない。

以上説明したように、一方のリテーナ５の係止爪７２を他方のリテーナの係止穴８３に組み込む際、係止爪７２を周方向および法線方向中心に向かって変形させることで、係止爪７２と係止穴８３が確実に係止される。これにより、一対のリテーナ５の結合も強固となる。

１・・・ベアリング
２・・・外輪
３・・・内輪
４・・・ボール（転がり体）
５・・・リテーナ
６・・・側面
２２・・・傾斜面
５１・・・端部フランジ部
５１ａ・・・外輪当接部
５２・・・長円弧部（転がり体保持部）
５３・・・短円弧部（転がり体保持部）
５４・・・係止部
７２・・・係止爪
８３・・・係止穴

Claims (3)

1. 外輪（２）、内輪（３）、その間に周方向に等間隔で配備された３つ以上の転がり体（４）、前記３つの転がり体（４）を全て保持するリテーナ（５）、とによってなるベアリング（１）において、
   前記リテーナ（５）に、端部フランジ部（５１）、転がり体保持部（５２．５３）、係止部（５４）、とを一体的に形成し、
   前記ベアリング（１）の両側面（６）から前記リテーナ（５）を一対対向配置し、
   前記リテーナ（５）の係止部（５４）を互いに係止することで構成したことを特徴とするベアリング（１）。
2. 前記リテーナ（５）の係止部（５４）として、
   一方のリテーナ（５）に係止爪（７２）、他方のリテーナ（５）に前記係止爪（７２）と対向する位置に係止穴（８３）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のベアリング（１）。
3. 前記ベアリング（１）の両側面（６）から内側かつ内径側に延伸する外輪（２）の傾斜面（２２）と、前記リテーナ（５）の外輪当接部（５１ａ）を互いに当接したことを特徴とする請求項１に記載のベアリング（１）。