JP3849816B2 - アンギュラ玉軸受 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アンギュラ玉軸受、例えば自動車の車輪用軸受等として用いられるアンギュラ玉軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
アンギュラ玉軸受用の樹脂保持器として、一般に使用されているものは、単一の金型で成形するものであり、ポケットのボールの抜止代を成形するにつき、脱型時に樹脂を弾性変形させて金型を抜き出す方法、いわゆる「無理抜き」が可能な形状とされている。しかし、このような無理抜きを可能とするためには、強度確保のために、ポケット間の柱部を太くする必要があり、そのため同一ピッチ円直径内に配置可能なボール個数が制限される。そのため、負荷容量を高めることが難しい。
一方、アンギュラ玉軸受において、大型化を伴うことなく、高負荷容量化を図ることが望まれている。例えば、自動車の車輪用軸受には一般に複列のアンギュラ玉軸受が使用されるが、車輪用軸受は、限られたスペース内で高負荷容量,高剛性が得られるように、ボール個数をできるだけ増やすことが望まれる。
【0003】
このような課題を解消するものとして、従来、図5に示す樹脂製の保持器51が開発され、使用されている。この保持器51は、リング部52と、このリング部52から軸方向へ延びる複数の柱部53とを有し、隣合う柱部53間がボール54の嵌まるポケット56となる。各柱部53は、リング部52の外径面に対して内径側および外径側に各々位置する柱部内径側部分53Aおよび柱部外径側部分53Bを有し、両部分53A,53Bは、互いの間に段差を生じている。ポケット56の内面におけるリング部52から柱部内径側部分53Aの途中までの部分は外径側に向く球面状部aとされる。柱部外径側部分53Bは、ポケット内面となる部分が球面状部bとなった先端幅広部53Baと、この先端幅広部53Baから柱部基端側へ続いて幅寸法および高さ寸法が次第に小さくなるリブ部53Bbとに形成される。
保持器51の樹脂成形に際しては、ポケット56内を成形する金型として、
柱部内径側部分53Aおよびリング部52で形成される部分を成形する第1の金型60Aと、柱部外径側部分53Bを成形する金型60Bとに分割されたものが使用される。成形後、金型60Aは柱部先端側(矢印A方向)へ、金型60Bは矢印B方向へ脱型される。このように、割り型を使用することで、柱部53を細くし、ボール個数を増やすことが可能となった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この保持器51は、互いに斜め方向に対面するリング部52の球面状部aと、柱部53の先端幅広部53Baの球面状部bとでボール54の保持を行う。しかし、柱部53の基端外径側(図5(A)の矢印c方向)には先端幅広部53Baによるボール54の保持作用が小さく、ボール54が外れ易い。そのため、軸受組立時に、ボール54を組み込んだ保持器51を軸受外輪(図示せず)へ組み込むときに、不測にボール54が外れることがあり、軸受の組立性が悪い。
【0005】
この発明は、上記の課題を解消するものであり、軸受組立時に不測にボールが落ちることがなく、取扱性の良い樹脂保持器を有するアンギュラ玉軸受を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明のアンギュラ玉軸受は、内輪と、外輪と、複数のボールと、これらのボールを保持した樹脂保持器とを備え、この樹脂保持器は、リング部と、このリング部から各々軸方向へ延びる周方向複数箇所の柱部とでボールの嵌まる複数のポケットを形成する。各柱部は、内径側の柱部内径側部分および外径側の柱部外径側部分からなるものとする。前記ポケットの内面における前記リング部から柱部内径側部分の中間長さ位置までの部分は球面状とする。前記柱部外径側部分は、ポケット内面となる部分が球面状となった先端幅広部と、この先端幅広部から柱部基端側へ続いて幅寸法および高さ寸法が次第に小さくなりかつ柱部内径側部分との間に段差を生じるリブ部とに形成する。
この発明は、この構成において、前記先端幅広部を、ポケット内に嵌合するボールの中心よりも柱部基端側へ延ばしてボールがポケットから柱部基端側の斜め外径側へ抜けることが防止されるようにし、前記先端幅広部のボール中心よりも柱部基端側へ延ばす延長長さ(L)を、ボール径DA に対して0.1DA 〜0.3DA の範囲とし、かつ柱部外径側部分の径方向幅(L1)を、ボール径DA に対して0.25DA 〜0.35DA の範囲としたことを特徴とする。
この構成の保持器によると、柱部内径側部分等で形成される球面状部と柱部外径側部分の先端幅広部で形成される球面状部とでボールが内外から保持される。この場合に、先端幅広部は、ポケット内に嵌合するボールの中心よりも柱部基端側へ延ばしたため、先端幅広部でボールの抜け止め作用が得られる範囲が広がり、ボールがポケットから柱部基端側の斜め外径側へ抜けることが防止される。
【0008】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図1ないし図4に基づいて説明する。このアンギュラ玉軸受における樹脂保持器1は、リング部2と、このリング部2から各々軸方向へ延びる周方向複数箇所の柱部3とでボール4の嵌まる複数のポケット5を形成する。各柱部3は、リング部2の外径面2aよりも内径側の柱部内径側部分3Aおよび外径側の柱部外径側部分3Bからなる。ポケット5の内面におけるリング部2から柱部内径側部分3Aの中間長さ位置までの部分、詳しくはボール4の中心O付近までの部分は球面状部aとする。柱部外径側部分3Bは、ポケット内面となる部分が球面状部bとなった先端幅広部3Baと、この先端幅広部3Baから柱部基端側へ続いて幅寸法および高さ寸法が次第に小さくなりかつ柱部内径側部分3Aとの間に段差を生じるリブ部3Bbとに形成する。
【0009】
この発明は、この構成において、先端幅広部3Baを、ポケット5内に嵌合するボール4の中心Oよりも柱部基端側へ延ばすことを特徴とする。この先端幅広部3Baのボール中心Oからの延長長さLは、例えばボール径DA に対して0.1DA 〜0.3DA の範囲とすることが好ましい。この場合に、柱部外径側部分3Bの径方向幅L1は、ボール径DA に対して0.25DA 〜0.35DA の範囲とすることが好ましい。
先端幅広部3Baは、外径側から見て、柱部基端側へ次第に幅狭になる台形状であって、両側片が円弧状となっている。先端幅広部3Baの外径面は、軸方向の全長にわたり、同じ径の円筒面とされている。
図2(B)に示すように、柱部内径側部分3Aの前記中間長さ位置よりも柱部先端側の部分3Aaは、柱部先端側へ幅狭となるテーパ状断面となり、柱部先端側へ次第に段差が大きくなるように、柱部外径側部分3Bと段差を生じて薄くなっている。この柱部先端側の部分3Aaは、両側面が前記球面状部aから連続する円筒状面とされ、かつ内径面eが柱部先端側へ大径となるテーパ面とされている。
リング部2の柱部3と反対側の側面には環状のガイド凹部9が設けてある。この凹部9は、軸受組立時に保持器1を案内するガイド等を係合させるものであり、その円周方向に沿う断面形状は、図2(A)に示すように、ポケット4の内面に底面が倣う波形の形状とされており、柱部3のある箇所が深くなっている。
【0010】
この樹脂保持器1の樹脂成形は、図4に示すように、ポケット4内を成形する金型として、柱部内径側部分3Aおよびリング部2で形成される部分を成形する第1の金型10Aと、柱部外径側部分3Bを成形する金型10Bとに、リング部2の外径面2aと同一の円筒面となる金型分割面で分割されたものが使用される。成形後、金型10Aは柱部先端側(矢印A方向)へ、金型10Bは矢印B方向へ脱型される。
図3は、この樹脂保持器1を用いたアンギュラ玉軸受の一例を示す。この軸受11は、両列の外輪13を共通とし、内輪12を個別に設けた複列のアンギュラ玉軸受であり、自動車の車輪用軸受として使用される。樹脂保持器1は、各ボール4を保持した状態で外輪13に組込まれ、その後に両列の内輪12が組込まれる。なお、この樹脂保持器1は、単列のアンギュラ玉軸に用いても良い。
【0011】
この構成の樹脂保持器1によると、柱部内径側部分3A等で形成される球面状部aと柱部外径側部分3Bの先端幅広部3Baで形成される球面状部bとでボール4が内外から保持される。この場合に、先端幅広部3Baは、ポケット内5に嵌合するボール4の中心Oよりも柱部基端側へ延ばしたため、先端幅広部3Baでボール4の抜け止め作用が得られる範囲が広がり、ボール4がポケット5から柱部基端側の斜め外径側(図1(A)の矢印c方向)へ抜けることが防止される。すなわち、矢印c方向へのボール4の保持を考えたときに、先端幅広部3Baを前記のように延ばしたため、保持器外径側のポケット入口径が小さくなることになる。なお、このポケット入口径は、柱部外径側部分3Bの径方向幅L1にも関係するが、この幅L1を前記の0.25DA 〜0.35DA の範囲としておき、前記のように先端幅広部3Baの延長長さLを0.1DA 〜0.3DA 程度とすることで、ボール4の矢印c方向への抜けが良好に防止される。このようにボール4の抜け止め効果が得られるため、軸受の組立性が良い。
また、柱部内径側部分3Aと柱部外径側部分3Bとに別々の金型10A,10Bを用い、互いに逆方向に脱型を行うようにしたため、柱部外径側部分3Bの球面状部b等に脱型に伴って変形力を作用させることが軽減される。そのため、脱型時の都合で柱部3の幅を余分に太くする必要がなく、柱部幅を狭めることができ、ボール4のピッチ円直径P.C.Dを大きくすることなく、ボール個数を多くすることができる。
【0012】
【発明の効果】
この発明のアンギュラ玉軸受は、その樹脂保持器における、柱部の先端幅広部を、ポケット内に嵌合するボールの中心よりも柱部基端側へ延ばしたため、先端幅広部でボールの抜け止め作用が得られる範囲が広がり、ボールがポケットから柱部基端側の斜め外径側へ抜けることが防止される。そのため、軸受組立時に不測にボールが落ちることがなく、取扱性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A)はこの発明の一実施形態にかかるアンギュラ玉軸受における保持器の断面図、(B)は同図(A)をI−I線から見た部分矢視図、(C)は同保持器を外径側から見た部分展開図である。
【図2】(A)は図1(A)をII-II 線で切断した部分断面図、(B)は同保持器の部分拡大斜視図である。
【図3】同保持器を使用したアンギュラ玉軸の部分断面図である。
【図4】同保持器の脱型の説明図である。
【図5】(A)は従来の保持器の断面図、(B)は同図(A)のV−V線部分矢視図、(C)はその保持器の部分斜視図、(D)は同じくその保持器の脱型の説明図である。
【符号の説明】
1…樹脂保持器
2…リング部
3…柱部
3A…柱部内径側部分
3B…柱部外径側部分
3Ba…先端幅広部
3Bb…リブ部
4…ボール
5…ポケット

Claims (1)

  1. 内輪と、外輪と、複数のボールと、これらのボールを保持した樹脂保持器とを備え、この樹脂保持器は、リング部と、このリング部から各々軸方向へ延びる周方向複数箇所の柱部とでボールの嵌まる複数のポケットを形成し、前記各柱部は、内径側の柱部内径側部分および外径側の柱部外径側部分からなり、前記ポケットの内面における前記リング部から柱部内径側部分の中間長さ位置までの部分を球面状とし、前記柱部外径側部分を、ポケット内面となる部分が球面状となった先端幅広部と、この先端幅広部から柱部基端側へ続いて幅寸法および高さ寸法が次第に小さくなりかつ柱部内径側部分との間に段差を生じるリブ部とに形成し、前記先端幅広部を、ポケット内に嵌合するボールの中心よりも柱部基端側へ延ばしてボールがポケットから柱部基端側の斜め外径側へ抜けることが防止されるようにし、前記先端幅広部のボール中心よりも柱部基端側へ延ばす延長長さ(L)を、ボール径DA に対して0.1DA 〜0.3DA の範囲とし、かつ柱部外径側部分の径方向幅(L1)を、ボール径DA に対して0.25DA 〜0.35DA の範囲としたアンギュラ玉軸受。
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