JP2020094660A - ボールベアリングのボール保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールベアリングのボール保持器を提供する。【解決手段】ボールベアリングのボール保持器は第一環状部、第二環状部、複数の第一リブおよび複数の第二リブを備える。複数の第一リブは第一環状部に一定間隔を置いて配列され、二つずつの隣り合う第一リブの間に第一円弧凹状溝を形成する。複数の第二リブは第二環状部に一定間隔を置いて配列され、二つずつの隣り合う第二リブの間に第二円弧凹状溝を形成する。複数の第一リブは一つずつ第二リブに重なるため、複数の第一円弧凹状溝および複数の第二円弧凹状溝は一つずつ相互に対応してボール格納溝を形成する。上述した構造特徴により、本発明によるボール保持器はオイルまたはグリースで潤うボールベアリングに対応し、使用上の利便性を高めることができる【選択図】図２

Description

本発明は、ボールベアリングに関し、詳しくはボールベアリングのボール保持器に関するものである。

ボールベアリングの潤滑方式は油潤滑およびグリース潤滑の二種類に分けられる。ボールに適宜な潤滑効果を与えるためには、前記二種類の潤滑媒質によってボールベアリングのボール保持器を選択し、搭載する。

油潤滑方式に対応するボール保持器の場合、オイルを保存するためにボールの周りに配置されたストッパーがボールの表面にオイルを確実に付着させることができるだけでなく、高速回転中のオイルがベアリングの外部に飛ばされることを防止できる。これに対し、グリース潤滑に対応するボール保持器はオイルを保存する構造が配置されない。オイルを保存する構造は高速回転したうえでグリースの流入を妨害し、即ちガスバリア現象を生じさせるため、グリースは遮断され、ボールを潤すことができない。つまり、油潤滑方式に対応するボール保持器が搭載してあるボールベアリングに潤滑作業を進める際、潤滑媒質はオイルであり、逆にグリースを潤滑媒質として使用すれば、潤滑が不十分になるという問題が発生する。言い換えれば、二つの潤滑媒質が異なるボール保持器は入れ替えることができない。しかしながら、ボールベアリングは見た目から内部のボール保持器のタイプを判断することが難しいため、ボール保持器が入れ替わって使用され、使用寿命が縮減されることがよくある。

本発明はオイルまたはグリースで潤うボールベアリングに対応し、使用上の利便性を高めることができるボールベアリングのボール保持器を提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するためのボールベアリングのボール保持器は第一環状部、第二環状部、複数の第一リブおよび複数の第二リブを備える。第二環状部は第一環状部と同軸上に対応し、外径が第一環状部の外径より小さい。複数の第一リブは第一環状部と一体になり、第一環状部から第二環状部の一つの側面に向かって突出し、かつ第一環状部の中心に向かって一定間隔を置いて配列され、二つずつの隣り合う第一リブの間に第一円弧凹状溝を形成する。複数の第一リブはそれぞれ第一自由端および第一自由端の先端に形成された第一誘導溝を有する。複数の第二リブは第二環状部と一体になり、第二環状部から第一環状部の一つの側面に向かって突出し、かつ第二環状部の中心に向かって一定間隔を置いて配列され、二つずつの隣り合う第二リブの間に第二円弧凹状溝を形成する。複数の第二リブはそれぞれ第二自由端および第二自由端の先端に形成された第二誘導溝を有する。複数の第二リブの第二自由端は一つずつ第一リブの第一自由端に重なる。複数の第一円弧凹状溝および複数の第二円弧凹状溝は一つずつ相互に対応してボール格納溝を形成する。ボールはボール格納溝に配置される。

上述した構造的特徴により、本発明によるボール保持器はオイルまたはグリースで潤うボールベアリングに適用できる。
本発明によるボール保持器がオイルで潤うボールベアリングに対応する際、第一リブおよび第二リブによって複数のボールにオイルを均質に塗布することができる。本発明によるボール保持器がグリースで潤うボールベアリングに対応する際、第一リブの第一自由端および第二リブの第二自由端からなる構造によって高速回転の際に生じたガスバリア現象を解決し、グリースを順調に流動させることができる。

[関係式１]
０．５Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ１

比較的好ましい場合、第一環状部の外周縁部と第二環状部の内周縁部との間の最短距離をＤ１、第一リブの第一自由端の先端と第二リブの先端との間の距離をＤ２と定義すると、両者の関係は関係式１を満たす。つまり前記関係式１によって最良の効果を達成することができる。

比較的好ましい場合、複数の第一リブはそれぞれ第一当接面と、第一当接面に背を向けた第一誘導斜面とを有する。複数の第二リブはそれぞれ第二当接面と、第二当接面に背を向けた第二誘導斜面とを有する。複数の第一リブの第一当接面は一つずつ第二リブの第二当接面に接続される。複数の第一リブの第一誘導斜面はそれぞれ第二リブの第二誘導斜面に平行であるため、第一誘導斜面および第二誘導斜面によってグリースの流動効果を高めることができる。

比較的好ましい場合、それぞれの第一誘導溝および第二誘導溝は断面が円弧形または非円弧形である。

本発明によるボール保持器の詳細な構造、特徴、組み立てまたは使用方法について、以下の実施形態の詳細な説明を通して明確にする。また、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかる領域において常識がある者ならば理解できるはずである。

本発明によるボール保持器を使用したボールベアリングを示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるボール保持器を示す斜視図である。 図２中の３−３線に沿った断面図である。 図３の拡大図の一部分である。 本発明の一実施形態によるボール保持器を示す背面図である。 図４中の第一誘導溝および第二誘導溝が非円弧状を呈する模式図である。 図４中の第一誘導溝および第二誘導溝が非円弧状を呈する模式図である。 図４中の第一誘導溝および第二誘導溝が非円弧状を呈する模式図である。

以下、本発明によるボールベアリングのボール保持器を図面に基づいて説明する。図中の同じ符号は同じ部品または類似した部品の構造特徴を示す。

（一実施形態）
図１および図２に示すように、ボールベアリング１０は内輪１２、外輪１４および複数のボール１６を備える。複数のボール１６は内輪１２と外輪１４との間に配置される。
図２に示すように、本発明の一実施形態によるボール保持器１８は内輪１２と外輪１４との間に配置され、第一環状部２０、第二環状部３０、複数の第一リブ４０および複数の第二リブ５０を備える。ボール保持器１８の材料は特に限定されず、金属、高分子重合体またはフェノール樹脂から製作されてもよい。

図２および図３に示すように、第二環状部３０は第一環状部２０と同軸上に対応し、外径が第一環状部２０の外径より小さい。複数の第一リブ４０は第一環状部２０と一体になり、第一環状部２０から第二環状部３０の一つの側面に向かって突出し、かつ第一環状部２０に沿って一定間隔を置いて配列され、二つずつの隣り合う第一リブ４０の間に第一円弧凹状溝２２を形成する。
複数の第二リブ５０は第二環状部３０と一体になり、第二環状部３０から第一環状部２０の一つの側面に向かって突出し、かつ第二環状部３０に沿って一定間隔を置いて配列され、二つずつの隣り合う第二リブの間５０の間に第二円弧凹状溝３２を形成する。

図４に示すように、複数の第一リブ４０はそれぞれ内向きの第一自由端４２および第一自由端４２の先端に形成された第一誘導溝４４を有する。複数の第二リブ５０はそれぞれ内向きの第二自由端５２および第二自由端５２の先端に形成された第二誘導溝５４を有する。本実施形態において、第一誘導溝４４および第二誘導溝５４は断面が円弧状である。複数の第一リブ４０はそれぞれ第一当接面４６と、第一当接面４６に背を向けた第一誘導斜面４８とを有する。
複数の第二リブ５０はそれぞれ第二当接面５６と、第二当接面５６に背を向けた第二誘導斜面５８とを有する。複数の第二リブ５０の第二自由端５２は一つずつ第一リブ４０の第一自由端４２に重なる。複数の第二リブ５０の第二当接面５６は一つずつ第一リブ４０の第一当接面４６に部分的に接続される。複数の第二リブ５０の第二誘導斜面５８はそれぞれ第一リブ４０の第一誘導斜面４８に平行である。上述した構造特徴により、複数の第一円弧凹状溝２２および複数の第二円弧凹状溝３２は一つずつ相互に対応してボール格納溝６０を形成する。ボール１６はボール格納溝６０に配置される。

[関係式１]
０．５Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ１

上述した構造特徴により、本発明によるボール保持器１８がオイルで潤うボールベアリングに対応する場合、第一リブ４０および第二リブ５０はオイルをボール格納溝６０内に保存し、複数のボール１６の表面にオイルを均質に塗布することができる。
本発明によるボール保持器１８がグリースで潤うボールベアリングに対応する場合、第一リブ４０の第一自由端４２および第二リブ５０の第二自由端５２からなる構造は高速回転の際に生じたガスバリア現象を解決するため、グリースは複数のボール１６を順調に潤すことができる。第一誘導溝４４、第二誘導溝５４、第一誘導斜面４８および第二誘導斜面５８はグリースの流動効果を高めることができる。
図４に示すように、ボール保持器１８の構造強度を維持し、オイルまたはグリースによって最良の潤滑効果を発揮するためには、第一環状部２０の外周縁部と第二環状部３０の内周縁部との間の最短距離をＤ１、第一リブ４０の第一自由端４２の先端と第二リブ５０の先端との間の距離をＤ２と定義して、両者の関係が関係式１を満たせばよい。
逆にＤ２が０．５Ｄ１より小さく、即ち第一リブ４０と第二リブ５０との連結部位が小さ過ぎる場合にはボール保持器１８の強度が足りない。Ｄ２がＤ１より大きく、即ち第一リブ４０と第二リブ５０との連結部位が大き過ぎる場合にはガスバリア現象が起こりやすいため、グリースが遮断され、ボールを潤すことができなくなる。言い換えれば、本発明によるボール保持器１８が関係式１を満たせば、オイルまたはグリースで潤うボールベアリングに対応し、使用上の利便性を高めることができる

表１は本発明の構造を採用する二種類のボール保持器の規格を表示するものである。表１において、ＢＤはボール１６の直径である。ＯＤはボール保持器１８の外径（図５参照）である。ｉｄはボール保持器１８の内径（図５参照）である。Ｄはボール格納溝６０の直径である。

表２は最高回転速度下での規格の異なる二種類の前記ボール保持器に対するボール１６の接触力を表示するものである。

表３において、Ｄ２とＤ１の比（Ｄ２／Ｄ１）は横軸である。ボール保持器の許容応力（ボール保持器の破損直前まで耐えられる最大外力）は縦軸である。

ボール保持器１の最大接触力は２２０Ｎである。ボール保持器２の最大接触力は４５０Ｎである。十分な構造強度を維持するためには、Ｄ２／Ｄ１が０．５以上でなければならない。

一方、第一誘導溝４４および第二誘導溝５４は断面が円弧形に限定されず、非円弧形になってもよい。
図６ａから図６ｃに示すように、第一誘導溝４４および第二誘導溝５４の断面が非円弧状を呈する場合、第一誘導溝４４は壁面に第一連結面４５を有する。第一連結面４５は第一誘導斜面４８に連結される。第一連結面４５と第二当接面５６との間の第一夾角αは３０度から９０度の間である。第二誘導溝５４は壁面に第二連結面５５を有する。第二連結面５５は第二誘導斜面５８に連結される。第二連結面５５と第一当接面４６との間の第二夾角βは３０度から９０度の間である。
図６ａから図６ｃにおいて、第一夾角αは第二夾角βに等しい。第一夾角αおよび第二夾角βが３０度以下である場合、第一環状部２０および第二環状部３０を断裂させる可能性がある。第一夾角αおよび第二夾角βが９０度以上である場合、第一誘導溝４４および第二誘導溝５４を成型できない。言い換えれば、第一夾角αおよび第二夾角βを３０度から９０度の間に維持すれば、第一誘導溝４４および第二誘導溝５４はグリースの流動効果を高めることができる。

１０ ボールベアリング
１２ 内輪
１４ 外輪
１６ ボール
１８ ボール保持器
２０ 第一環状部
２２ 第一円弧凹状溝
３０ 第二環状部
３２ 第二円弧凹状溝
４０ 第一リブ
４２ 第一自由端
４４ 第一誘導溝
４５ 第一連結面
４６ 第一当接面
４８ 第一誘導斜面
５０ 第二リブ
５２ 第二自由端
５４ 第二誘導溝
５５ 第二連結面
５６ 第二当接面
５８ 第二誘導斜面
６０ ボール格納溝
α 第一夾角
β 第二夾角

比較的好ましい場合、第一環状部の外周縁部と第二環状部の内周縁部との間の径方向距離をＤ１、第一リブの第一自由端の先端と第二リブの先端との間の軸方向距離をＤ２と定義すると、両者の関係は関係式１を満たす。つまり前記関係式１によって最良の効果を達成することができる。

上述した構造特徴により、本発明によるボール保持器１８がオイルで潤うボールベアリングに対応する場合、第一リブ４０および第二リブ５０はオイルをボール格納溝６０内に保存し、複数のボール１６の表面にオイルを均質に塗布することができる。
本発明によるボール保持器１８がグリースで潤うボールベアリングに対応する場合、第一リブ４０の第一自由端４２および第二リブ５０の第二自由端５２からなる構造は高速回転の際に生じたガスバリア現象を解決するため、グリースは複数のボール１６を順調に潤すことができる。第一誘導溝４４、第二誘導溝５４、第一誘導斜面４８および第二誘導斜面５８はグリースの流動効果を高めることができる。
図４に示すように、ボール保持器１８の構造強度を維持し、オイルまたはグリースによって最良の潤滑効果を発揮するためには、第一環状部２０の外周縁部と第二環状部３０の内周縁部との間の径方向距離をＤ１、第一リブ４０の第一自由端４２の先端と第二リブ５０の先端との間の軸方向距離をＤ２と定義して、両者の関係が関係式１を満たせばよい。
逆にＤ２が０．５Ｄ１より小さく、即ち第一リブ４０と第二リブ５０との連結部位が小さ過ぎる場合にはボール保持器１８の強度が足りない。Ｄ２がＤ１より大きく、即ち第一リブ４０と第二リブ５０との連結部位が大き過ぎる場合にはガスバリア現象が起こりやすいため、グリースが遮断され、ボールを潤すことができなくなる。言い換えれば、本発明によるボール保持器１８が関係式１を満たせば、オイルまたはグリースで潤うボールベアリングに対応し、使用上の利便性を高めることができる

一方、第一誘導溝４４および第二誘導溝５４は断面が円弧形に限定されず、非円弧形になってもよい。
図６ａから図６ｃに示すように、第一誘導溝４４および第二誘導溝５４の断面が非円弧状を呈する場合、第一誘導溝４４は壁面に第一連結面４５を有する。第一連結面４５は第一誘導斜面４８に連結される。第一連結面４５と第二当接面５６との間の第一夾角αは３０度以上９０度未満である。第二誘導溝５４は壁面に第二連結面５５を有する。第二連結面５５は第二誘導斜面５８に連結される。第二連結面５５と第一当接面４６との間の第二夾角βは３０度以上９０度未満である。
図６ａから図６ｃにおいて、第一夾角αは第二夾角βに等しい。第一夾角αおよび第二夾角βが３０度以下である場合、第一環状部２０および第二環状部３０を断裂させる可能性がある。第一夾角αおよび第二夾角βが９０度以上である場合、第一誘導溝４４および第二誘導溝５４を成型できない。言い換えれば、第一夾角αおよび第二夾角βを３０度以上９０度未満に維持すれば、第一誘導溝４４および第二誘導溝５４はグリースの流動効果を高めることができる。

Claims (5)

1. 第一環状部、第二環状部、複数の第一リブおよび複数の第二リブを備え、
   前記第二環状部は、前記第一環状部と同軸上に対応し、外径が前記第一環状部の外径より小さく、
   複数の前記第一リブは、前記第一環状部から前記第二環状部の一つの側面に向かって突出し、かつ前記第一環状部の中心に向かって一定間隔を置いて配列され、二つずつの隣り合う前記第一リブの間に第一円弧凹状溝を形成し、
   複数の前記第一リブは、それぞれ第一自由端および前記第一自由端の先端に形成された第一誘導溝を有し、
   複数の前記第二リブは、前記第二環状部から前記第一環状部の一つの側面に向かって突出し、かつ前記第二環状部の中心に向かって一定間隔を置いて配列され、二つずつの隣り合う前記第二リブの間に第二円弧凹状溝を形成し、
   複数の前記第二リブは、それぞれ第二自由端および前記第二自由端の先端に形成された第二誘導溝を有し、
   複数の前記第二リブの前記第二自由端は一つずつ前記第一リブの前記第一自由端に重なり、複数の前記第一円弧凹状溝および複数の前記第二円弧凹状溝は一つずつ相互に対応してボール格納溝を形成することを特徴とする、
   ボールベアリングのボール保持器。
2. [関係式１] ０．５Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ１
   前記第一環状部の外周縁部と前記第二環状部の内周縁部との間の最短距離はＤ１と定義され、前記第一リブの前記第一自由端の先端と前記第二リブの先端との間の距離はＤ２と定義され、前記Ｄ１と前記Ｄ２の関係は前記関係式１を満たすことを特徴とする請求項１に記載のボールベアリングのボール保持器。
3. 複数の前記第一リブはそれぞれ第一当接面と、前記第一当接面に背を向けた第一誘導斜面とを有し、複数の前記第二リブはそれぞれ第二当接面と、前記第二当接面に背を向けた第二誘導斜面とを有し、複数の前記第一リブの前記第一当接面は一つずつ前記第二リブの前記第二当接面に当接し、複数の前記第一リブの前記第一誘導斜面はそれぞれ前記第二リブの前記第二誘導斜面に平行であることを特徴とする請求項１に記載のボールベアリングのボール保持器。
4. 前記第一誘導溝および前記第二誘導溝は断面が非円弧形であり、前記第一誘導溝は壁面に第一連結面を有し、前記第一連結面は前記第一誘導斜面に連結され、前記第一連結面と前記第二当接面との間の第一夾角は３０度から９０度の間であり、前記第二誘導溝は壁面に第二連結面を有し、前記第二連結面は前記第二誘導斜面に連結され、前記第二連結面と前記第一当接面との間の第二夾角は３０度から９０度の間であることを特徴とする請求項３に記載のボールベアリングのボール保持器。
5. 前記第一誘導溝および前記第二誘導溝は断面が円弧形であることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のボールベアリングのボール保持器。

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