JP2021181792A - 自動調心ころ軸受用保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】ころのスキューやフレッティングが生じて軸受の寿命が低下することなく、軸受の組立作業性が良く、ころ案内方式だけではなく軌道輪案内方式も採用できる自動調心ころ軸受用保持器を提供する。【解決手段】２列のころ列を有する自動調心ころ軸受に用いる保持器１Ａである。２列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器２Ａ，２Ｂからなる。単列保持器２Ａ，２Ｂは、軸方向に離間した大径リング部３及び小径リング部４を複数の柱部５により繋いだ形状を成す。大径側端面３Ａに、前記軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する凹凸係合部Ａを有する。一対の単列保持器２Ａ，２Ｂの凹凸係合部Ａ同士を係合させた状態で使用する。【選択図】図２

Description

本発明は、自動調心ころ軸受に用いる保持器に関する。

球面軌道の外輪と複列軌道の内輪との間に転動体として樽状の球面ころを組み込んだ構造を有し、外輪軌道面の曲率中心が軸受中心と一致しているため軸の傾きに対して自動調心性を持つ自動調心ころ軸受がある（例えば、特許文献１及び２参照）。

自動調心ころ軸受は、１個の軸受でラジアル荷重及び両方向のアキシアル荷重を負荷でき、特にラジアル負荷能力が大きいことから、重荷重や衝撃荷重のかかる使用箇所に適しているため、各種機械装置の駆動部や車軸等に用いられる。

前記球面ころを案内する保持器として、２列のころ列を各列ごとに個別に案内する２個の保持器を用いるもの（例えば、特許文献１参照）、２列のころ列の両方を案内する一体型の保持器を用いるもの（例えば、特許文献２参照）がある。

特開２００１−１４０８７５号公報 特許第６３３７４８２号公報

特許文献１のような自動調心ころ軸受用保持器は、２列のころ列を別体の２個の保持器で個別に案内するので、一方のころ列に負荷がかかった際に、一方の保持器から他方の保持器への負荷の伝達がされず、他方のころ列及び保持器が回転しない場合がある。それにより、ころのスキューやフレッティングが生じて軸受の寿命が低下するという問題がある。

特許文献２のような自動調心ころ軸受用保持器は、２列のころ列の両方を案内する一体型であるので、特許文献１のように２列のころ列を別体の２個の保持器で案内することに基づく前記問題は生じない。

しかしながら、特許文献２のような２列のころ列の両方を案内する一体型の保持器は、軸受を組み立てる際に、ころ列の一方は、全箇所のころについて、保持器を弾性変形させながら挿入する必要があるので、組立作業性が悪い。

その上、特許文献２のような２列のころ列の両方を案内する一体型の保持器では、特許文献２に記載された発明の従来技術を示す図６のような外側リム部５ｂのフランジ部９を持つ軌道輪案内方式を採用できない。特許文献２の図６のような軌道輪案内方式である別体の２個の保持器４，４を仮に一体化した場合、当該保持器は、フランジ部９の内径が内輪２の最大径より小さくなるので、内輪２に対して当該保持器を軸方向から組み込めなくなるためである。

本発明は、ころのスキューやフレッティングが生じて軸受の寿命が低下することなく、軸受の組立作業性が良く、ころ案内方式だけではなく軌道輪案内方式も採用できる自動調心ころ軸受用保持器を提供すること目的とする。

本発明の要旨は以下の通りである。

〔１〕
２列のころ列を有する自動調心ころ軸受に用いる保持器であって、
前記２列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなり、
前記単列保持器は、
軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
大径側端面に、前記軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する凹凸係合部を設け、又は、
一方の前記単列保持器の大径側端面に凹部を設けるとともに、他方の前記単列保持器の大径側端面に凸部を設けて、前記凹部及び前記凸部が係合する凹凸係合部の係合深さを前記軸受の軸方向隙間よりも大きくし、
一対の前記単列保持器の前記凹凸係合部同士を係合させた状態、又は前記凹部及び前記凸部を係合させた状態で使用することを特徴とする、
自動調心ころ軸受用保持器。

〔２〕
２列のころ列を有する自動調心ころ軸受に用いる保持器であって、
前記２列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなり、
前記単列保持器は、
軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
大径側端面に、前記軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する連結体係合部を有し、
一対の前記単列保持器の前記連結体係合部に連結体を係合させた状態で使用することを特徴とする、
自動調心ころ軸受用保持器。

〔３〕
前記連結体係合部は、嵌合穴であり、
前記連結体は、前記嵌合穴に嵌合する軸体である、
〔２〕に記載の自動調心ころ軸受用保持器。

〔４〕
一対の前記単列保持器は、同一形状である、
〔１〕〜〔３〕の何れかに記載の自動調心ころ軸受用保持器。

〔５〕
軌道輪案内方式である、
〔１〕〜〔４〕の何れかに記載の自動調心ころ軸受用保持器。

本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、前記のとおり、２列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなる。前記単列保持器は、その大径側端面に、自動調心ころ軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する凹凸係合部を有する。そして、一対の前記単列保持器の前記凹凸係合部同士を係合させた状態で使用する。あるいは、前記一対の単列保持器は、一方の前記単列保持器の大径側端面に凹部を設けるとともに、他方の前記単列保持器の大径側端面に凸部を設けて、前記凹部及び前記凸部が係合する凹凸係合部の係合深さを前記軸受の軸方向隙間よりも大きくしている。そして、前記凹部及び前記凸部を係合させた状態で使用する。あるいは、前記単列保持器は、その大径側端面に、自動調心ころ軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する連結体係合部を有する。そして、一対の前記単列保持器の前記連結体係合部に連結体を係合させた状態で使用する。したがって、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器において、一対の前記単列保持器は使用状態で一体となる。

一対の前記単列保持器が使用状態で一体となることから、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、一方のころ列に負荷がかかった際に、一方の前記単列保持器から他方の前記単列保持器へ負荷が伝達され、一方のころ列及び前記単列保持器と他方のころ列及び前記単列保持器は一体となって回転する。したがって、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、両方のころ列の回転（公転）を均等化できる。それにより、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、２列のころ列を別体の２個の保持器で案内する特許文献１の構成における問題、すなわち、ころのスキューやフレッティングが生じて軸受の寿命が低下するという問題が生じない。

また、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、一対の前記単列保持器により構成されるため、自動調心ころ軸受を組み立てる際に、保持器を弾性変形させながら挿入する必要がないので、組立作業性が良い。

さらに、本発明に係る自動調心ころ軸受用保持器は、一対の前記単列保持器からなることから、軌道輪案内形式であっても内輪に対して当該保持器を軸方向から組み込めるので、特許文献２のような２列のころ列の両方を案内する一体型の保持器では採用できない軌道輪案内形式も採用できる。

本発明の実施の形態に係るころ案内方式の自動調心ころ軸受用保持器の斜視図である。 前記保持器の分解斜視図である。 前記保持器を用いた自動調心ころ軸受の斜視図である。 前記自動調心ころ軸受の縦断面図である。 前記自動調心ころ軸受の縦断面斜視図である。 凹凸係合部の形状の例（ａ）ないし（ｅ）を示す要部拡大展開図である。 ２列のころ列の位相を異ならせた例を示す要部拡大展開図である。 ２列のころ列の位相を同じにした例を示す要部拡大展開図である。 ２列のころ列の位相を異ならせた例を示す要部拡大展開図である。 ２列のころ列の位相を同じにした例を示す要部拡大展開図である。 一対の単列保持器において、一方の単列保持器に凹部を１つ設けるとともに、他方の単列保持器に凸部を１つ設けた例を示す要部拡大展開図である。 連結体係合部及び連結体の一例を示す部分縦断面要部拡大展開図である。 一方の単列保持器、及びその連結体係合部を示す部分断面斜視図である。 本発明の実施の形態に係る軌道輪案内方式の自動調心ころ軸受用保持器の斜視図である。 前記保持器の分解斜視図である。 前記保持器を用いた自動調心ころ軸受の斜視図である。 前記自動調心ころ軸受の縦断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。

本明細書において、自動調心ころ軸受１０の回転軸Ｊ（図４Ａ及び図１４参照）の方向を「軸方向」、軸方向に直交し、回転軸Ｊから遠ざかる方向を「径方向」、ころ列Ｃ１又はＣ２（図４Ａ及び図４Ｂ、並びに図１４参照）のころ１３が並ぶ方向を「周方向」という。

＜ころ案内方式の自動調心ころ軸受用保持器＞
図１の斜視図、及び図２の分解斜視図に示す本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器１Ａは、図３の斜視図、図４Ａの縦断面図、及び図４Ｂの縦断面斜視図に示すようにころ案内方式であり、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂからなる。単列保持器２Ａ，２Ｂは、鋼板のプレス加工、合成樹脂の射出成形、又は金属若しくは合成樹脂の削り加工で製造できる。

一対の単列保持器２Ａ，２Ｂは、例えば同一形状であるが、異なる形状であってもよい。ただし、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂを同一形状にすることにより、製造コスト及び部品管理コスト等を低減できる。

単列保持器２Ａ，２Ｂは、軸方向に離間した大径リング部３及び小径リング部４を複数の柱部５により繋いだ形状を成す。単列保持器２Ａ，２Ｂには、球面ころ１３（例えば図３及び図４Ａ参照）を収容する複数のポケット孔Ｐが周方向に等間隔に形成される。単列保持器２Ａ，２Ｂは、大径側端面３Ａに凹凸係合部Ａを有する。

柱部５のポケット孔Ｐ側の側面は、球面ころ１３の案内面である案内面６、球面ころ１３の外径方向への抜け止めである抜止め凸部７、及び窪み部８からなる。抜止め凸部７の径方向内方の窪み部８は、抜止め凸部７が径方向内方まで延びていると球面ころ１３（例えば図３及び図４Ａ参照）と干渉するため、球面ころ１３との干渉を回避するために設けている。

＜自動調心ころ軸受＞
図３の斜視図、図４Ａの縦断面図、及び図４Ｂの縦断面斜視図に示すように、自動調心ころ軸受１０は、２列の周方向のころ列Ｃ１，Ｃ２を有し、外輪１１と内輪１２との間に転動体として樽状の球面ころ１３を組み込んだ構造を有する。外輪１１の軌道１１Ａは球面であり、内輪１２の軌道１２Ａは複列である。自動調心ころ軸受１０は、外輪１1の軌道１１Ａの曲率中心と軸受中心とが一致しているため、軸の傾きに対して自動調心性を持つ。

図４Ａ及び図４Ｂに示す使用状態で、保持器１Ａの単列保持器２Ａは、ころ列Ｃ１を案内し、保持器１Ａの単列保持器２Ｂは、ころ列Ｃ２を案内する。保持器１Ａは、図１、図３及び図４Ａのように、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂの凹凸係合部Ａ同士を係合させた状態で使用する。

＜凹凸係合部の形状＞
図５の展開図に示すように、凹凸係合部Ａは、例えば、（ａ）のような矩形波状、（ｂ）のような矩形状の凸部の角部を面取りした略矩形波状、（ｃ）のような台形波状、（ｄ）のような正弦波状、（ｅ）のような丸みを帯びた矩形波状等であり、周方向の繰り返し形状を有する。図５に示す係合深さＤは、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂの凹凸係合部Ａ同士を使用状態で確実に係合させるために、自動調心ころ軸受１０の軸方向隙間よりも大きくする必要がある。

単列保持器２Ａの凹凸係合部Ａと単列保持器２Ｂの凹凸係合部Ａは、同一の形状であっても、異なる形状であってもよい。ただし、単列保持器２Ａの凹凸係合部Ａと単列保持器２Ｂの凹凸係合部Ａとを同一形状にして、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂを同一形状にすれば、前記のとおり、製造コスト及び部品管理コスト等を低減できる。

単列保持器２Ａ，２Ｂの凹凸係合部Ａ同士を係合させた状態におけるころ列Ｃ１，Ｃ２は、図６Ａの要部拡大展開図のように位相を異ならせてもよく、図６Ｂの要部拡大展開図のように位相を同じにしてもよい。

図７Ａ及び図７Ｂの要部拡大展開図に示すように、凹凸係合部Ａの周方向の繰り返し形状の周期をポケット孔Ｐの周期よりも短くし、同一形状の凹凸係合部Ａで、図７Ａのように位相を異ならせた形態と、図７Ｂのように位相を同じにした形態とを変更可能にすることも容易である。

凹凸係合部Ａは、周方向の繰り返し形状に限定されない。すなわち、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂの各々に必ずしも凹凸の両方を設ける必要はない。例えば、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂの一方に凹部を設けるとともに他方に凸部を設けて凹凸係合部Ａとしてもよい。その場合は、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂは、一方の単列保持器の大径側端面３Ａに凹部を有し、他方の単列保持器の大径側端面３Ａに凸部を有する。

図８の要部拡大展開図は、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂにおいて、一方の単列保持器２Ａの大径側端面に凹部Ａ１を１つ設けるとともに、他方の単列保持器２Ｂの大径側端面に凸部Ａ２を１つ設けて凹凸係合部Ａとした例を示している。単列保持器２Ａに凹部Ａ１のみを２つ以上、単列保持器２Ｂに凸部Ａ２のみを２つ以上設けてもよい。図８に示す凹部Ａ１及び凸部Ａ２が係合する凹凸係合部Ａの係合深さＤは、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂにおいて、単列保持器２Ａの凹部Ａ１及び単列保持器２Ｂの凸部Ａ２を使用状態で確実に係合させるために、自動調心ころ軸受１０の軸方向隙間よりも大きくする必要がある。

図９の部分縦断面要部拡大展開図は、凹凸係合部Ａ、又は凹部Ａ１及び凸部Ａ２に替えて連結体係合部Ｂ及び連結体Ｃを備えた例を示している。図１０の部分断面斜視図は、一方の単列保持器２Ｂ、及びその連結体係合部Ｂを示している。

単列保持器２Ａの大径側端面３Ａには、連結体係合部Ｂである嵌合穴３Ｂが形成されており、単列保持器２Ｂの大径側端面３Ａには、連結体係合部Ｂである嵌合穴３Ｃが形成されている。嵌合穴３Ｂ，３Ｃは、例えば複数の柱部５上に対向させて設ける。嵌合穴３Ｂ，３Ｃを全ての柱部５上に設けてもよい。

嵌合穴３Ｂ，３Ｃには、連結体Ｃである軸体９が嵌合する。連結体係合部Ｂに連結体Ｃが係合している部分の係合深さＥ１，Ｅ２は、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂを使用状態で確実に一体化するために、自動調心ころ軸受１０の軸方向隙間よりも大きくする必要がある。

単列保持器２Ａの連結体係合部Ｂと単列保持器２Ｂの連結体係合部Ｂは、同一の形状であっても、異なる形状であってもよい。ただし、単列保持器２Ａの連結体係合部Ｂと単列保持器２Ｂの連結体係合部Ｂとを同一形状にして、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂを同一形状にすれば、製造コスト及び部品管理コスト等を低減できる。

＜軌道輪案内方式の自動調心ころ軸受用保持器＞
図１１の斜視図、及び図１２の分解斜視図に示す本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器１Ｂは、図１３の斜視図、及び図１４の縦断面図に示すように軌道輪案内方式であり、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂからなる。図１４の縦断面図においては、単列保持器２Ａ，２Ｂの小径リング部４の内径部４Ａが、内輪１２の外周面に摺接して内輪案内となっている。

図１１ないし図１４に示す自動調心ころ軸受用保持器１Ｂにおいて、図１ないし図４Ｂに示す自動調心ころ軸受用保持器１Ａと同一符号は、同一又は相当する部品又は部分を示している。したがって、図１ないし図４Ｂと同一符号の部品又は部分についての説明は省略する。

このような軌道輪案内方式の自動調心ころ軸受用保持器１Ｂにおいても、図９の部分縦断面要部拡大展開図のように、凹凸係合部Ａ、又は凹部Ａ１及び凸部Ａ２に替えて連結体係合部Ｂ及び連結体Ｃを備えてもよい。

＜作用効果＞
本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器１Ａ，１Ｂは、２列のころ列Ｃ１，Ｃ２を各列ごとに案内する一対の単列保持器２Ａ，２Ｂからなる。単列保持器２Ａ，２Ｂは、その大径側端面３Ａに、自動調心ころ軸受１０の軸方向隙間よりも大きい係合深さＤを有する凹凸係合部Ａを有する。そして、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂの凹凸係合部Ａ同士を係合させた状態で使用する（図３，図１３）。あるいは、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂは、一方の単列保持器２Ａの大径側端面３Ａに凹部Ａ１を設けるとともに、他方の単列保持器２Ｂの大径側端面３Ａに凸部Ａ１を設けて、凹部Ａ１及び凸部Ａ２が係合する凹凸係合部Ａの係合深さＤを自動調心ころ軸受１０の軸方向隙間よりも大きくしている。そして、凹部Ａ１及び凸部Ａ２を係合させた状態で使用する（図８）。あるいは、単列保持器２Ａ，２Ｂは、その大径側端面３Ａに、自動調心ころ軸受１０の軸方向隙間よりも大きい係合深さＥ１，Ｅ２を有する連結体係合部Ｂを有する。そして、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂの連結体係合部Ｂに連結体Ｃを係合させた状態で使用する（図９）。したがって、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器１Ａ，１Ｂにおいて、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂは使用状態で一体となる。

一対の単列保持器２Ａ，２Ｂが使用状態で一体となることから、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器１Ａ，１Ｂは、一方のころ列Ｃ１に負荷がかかった際に、一方の単列保持器２Ａから他方の単列保持器２Ｂへ負荷が伝達され、一方のころ列Ｃ１及び単列保持器２Ａと他方のころ列Ｃ２及び単列保持器２Ｂは一体となって回転する。したがって、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器１Ａ，１Ｂは、両方のころ列Ｃ１，Ｃ２の回転（公転）を均等化できる。それにより、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器１Ａ，１Ｂは、２列のころ列Ｃ１，Ｃ２を別体の２個の保持器で案内する特許文献１の構成における問題、すなわち、ころのスキューやフレッティングが生じて軸受の寿命が低下するという問題が生じない。

また、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器１Ａ，１Ｂは、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂにより構成されるため、自動調心ころ軸受１０を組み立てる際に、保持器１Ａ，１Ｂを弾性変形させながら挿入する必要がないので、組立作業性が良い。

さらに、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受用保持器１Ａ，１Ｂは、一対の単列保持器２Ａ，２Ｂからなることから、図１３及び図１４のような軌道輪案内形式であっても内輪１２に対して当該保持器１Ａ，１Ｂを軸方向から組み込めるので、特許文献２のような２列のころ列の両方を案内する一体型の保持器では採用できない軌道輪案内形式も採用できる。

以上の実施の形態の記載はすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。

１Ａ，１Ｂ 自動調心ころ軸受用保持器
２Ａ，２Ｂ 単列保持器
３ 大径リング部
３Ａ 大径側端面
３Ｂ，３Ｃ 嵌合穴
４ 小径リング部
４Ａ 内径部
５ 柱部
６ 案内面
７ 抜止め凸部
８ 窪み部
９ 軸体
１０ 自動調心ころ軸受
１１ 外輪
１１Ａ 軌道
１２ 内輪
１２Ａ 軌道
１３ 球面ころ
Ａ 凹凸係合部
Ａ１ 凹部
Ａ２ 凸部
Ｂ 連結体係合部
Ｃ 連結体
Ｃ１，Ｃ２ ころ列
Ｄ，Ｅ１，Ｅ２ 係合深さ
Ｊ 回転軸
Ｐ ポケット孔

Claims (5)

1. ２列のころ列を有する自動調心ころ軸受に用いる保持器であって、
   前記２列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなり、
   前記単列保持器は、
   軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
   大径側端面に、前記軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する凹凸係合部を設け、又は、
   一方の前記単列保持器の大径側端面に凹部を設けるとともに、他方の前記単列保持器の大径側端面に凸部を設けて、前記凹部及び前記凸部が係合する凹凸係合部の係合深さを前記軸受の軸方向隙間よりも大きくし、
   一対の前記単列保持器の前記凹凸係合部同士を係合させた状態、又は前記凹部及び前記凸部を係合させた状態で使用することを特徴とする、
   自動調心ころ軸受用保持器。
2. ２列のころ列を有する自動調心ころ軸受に用いる保持器であって、
   前記２列のころ列を各列ごとに案内する一対の単列保持器からなり、
   前記単列保持器は、
   軸方向に離間した大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
   大径側端面に、前記軸受の軸方向隙間よりも大きい係合深さを有する連結体係合部を有し、
   一対の前記単列保持器の前記連結体係合部に連結体を係合させた状態で使用することを特徴とする、
   自動調心ころ軸受用保持器。
3. 前記連結体係合部は、嵌合穴であり、
   前記連結体は、前記嵌合穴に嵌合する軸体である、
   請求項２に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
4. 一対の前記単列保持器は、同一形状である、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の自動調心ころ軸受用保持器。
5. 軌道輪案内方式である、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の自動調心ころ軸受用保持器。

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