JP4278342B2 - 円筒ころ軸受 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外輪と、内輪と、内外輪間に配置された複数の転動体としての円筒ころ軸受と、平らな環状基礎輪郭をなした少なくとも１つの保持器とを備え、内外輪の少なくとも一方が軸線方向の少なくとも片側で半径方向に延びる鍔を有し、円筒ころ軸受が軸方向範囲にわたって延びる長さを有し、保持器が、円筒ころの数に応じた数の収容ポケットを有している円筒ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この形式の円筒ころ軸受は既に知られている。円筒ころを案内するために、いわゆるディスク形保持器が採用されている。これは本質的に平らな環状基礎輪郭を有している。そのようなディスク形保持器付き軸受は例えばドイツ特許出願公開第４２４４０９１号明細書及びドイツ特許出願公開第１９７３６３７４号明細書で知られている。
【０００３】
円筒ころ軸受において、ディスク形保持器の採用は既に実証されている。もっともそのような保持器は、組立が非常に困難であり、特別な処置を講じてしか実現できない、という欠点を有している。つまり、ディスク形保持器は一般に、内輪あるいは外輪に形成された溝の中に案内されている。したがって保持器は、組立時に、それを溝の中に嵌め込むことできるようにするために、大きく変形しなければならない。あるいはまた、軸受の外輪における溝が存在する軸方向部分を分解し、ディスク形保持器を溝の中に嵌め込み、そして外輪を再び結合することも、知られている。
【０００４】
これらはすべて、保持器の組立費用をかなり高めるだけでなく、保持器ないし軸受輪の強度を非常に弱める。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の円筒ころ軸受を、従来の軸受の欠点を生ずることなしに、環状保持器を採用することできるように、改良することにある。特に、内輪ないし外輪に溝を設けることなしに、ディスク形保持器を案内することができるようにしようとしている。これによって、軸受の負荷容量が高められるようにしようとしている。また、保持器を、したがって軸受全体を特に簡単に組み立てることができるようにしようとしている。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
この課題は、本発明に基づいて、平らな環状基礎輪郭をなした保持器において、軸方向で円筒ころの両端側にそれぞれ保持器が設けられ、各保持器が、円筒ころ軸受の組立状態で円筒ころの軸方向範囲の外に位置する軸方向範囲に配置される少なくとも１つの環状部分を有し、保持器が複数のポケット部分を有し、これらのポケット部分及びがそれぞれの上記環状部分に結合され、円筒ころの軸方向範囲の内部に位置する軸方向範囲に配置されており、保持器が、ポケット部分と外輪あるいは内輪との半径方向での接触によって案内され、両保持器の環状部分が、直径線方向で対向する位置に中断部をそれぞれ有している、ことによって解決される。
【０００７】
この本発明に基づく構成によって、軸受の内輪ないし外輪に溝を設ける必要がないような、円筒ころ軸受における円筒ころを案内するためのディスク状あるいはリング状保持器を形成することができる。個々の円筒ころの案内は、円筒ころの軸方向範囲に入り込む保持器のポケット部分で行われる。その個々のポケット部分は、円筒ころの軸方向範囲の外に位置する保持器の環状部分に結合されている。保持器は、ポケット部分と外輪あるいは内輪の内面との半径方向接触によって、案内されている。保持器は、１つの円周箇所で分割でき、再結合できるように、保持器の環状部分が少なくとも１つの円周箇所に中断部を有している。
【００１０】
本発明の一形態では、保持器を確実に組み立てるために、中断部の箇所に、環状部分の接合端を噛み合い結合するための手段が配置されている。その中断部は、保持器の組立後、例えば溶接あるいは接着によって閉じられたままにされる。円筒ころ軸受において、上述の保持器が軸受の軸線方向の両側に採用されることによって、特に安定した案内が生ずる。その場合、保持器は円筒ころの軸方向両側終端部位にそれぞれ配置されている。
【００１１】
両側に保持器が設けられる場合、両保持器がそれらの円周方向位置に関して、中断部が直径線上で対向して位置するように配置されている、ことが有利である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図に示した実施形態を参照して本発明を詳細に説明する。図には、本発明に基づく保持器を備えた円筒ころ軸受の実施形態が示されている。
【００１８】
図１には円筒ころ軸受１が示されている。この円筒ころ軸受１は、両側に半径方向に延びる鍔１０を備えた外輪２を有している。この外輪２と内輪３との間に複数の円筒ころ４が配置されている。これらの円筒ころ４を案内するために、両側に保持器５，５′が設けられ、これらの保持器５，５′はそれぞれ円筒ころ４の軸方向終端部に置かれている。
【００１９】
保持器５，５′はそれぞれ環状部分７，７′を有している。軸受が組み立てられた状態において、それらの環状部分７，７′は、円筒ころ４の軸方向距離（円筒ころ長さＬ）を規定している軸方向範囲Ｂ４の外に位置する軸方向範囲Ｂ７内に存在している。環状部分７，７′にポケット部分８，８′が結合されている。それらのポケット部分８，８′は、円筒ころの軸方向範囲Ｂ４の内部に位置する軸方向範囲Ｂ８内に配置されている。
【００２０】
図２から理解できるように、ポケット部分８，８′は、円筒ころ４を受け入れて案内するための収容ポケット６を規定している。
【００２１】
保持器５，５′は、全体として環状に延びる環状部分７，７′からポケット部分８，８′が延びて円筒ころの軸方向範囲Ｂ４の中に入り込んでいる。これによって、全体として平らで環状に形成された保持器に対して、軸受の外輪あるいは内輪に保持器の案内のための溝を設ける必要はなくなる。
【００２２】
保持器の案内特性を改善するために、補助的なポケット部分９，９′が設けられている。これらのポケット部分９，９′は、環状部分７，７′に結合され、ポケット部分８，８′のように、円筒ころの軸方向範囲Ｂ４の中に入り込んでいる。
【００２３】
図１ないし図２は板金製保持器の代表的な形態を示しているが、図３においては、プラスチック製保持器の場合に、通常どのように形成されるかが理解できる。
【００２４】
保持器を組み立てるために、ポケット部分８，８′は、外輪内への組込みを可能とするように、一般にその直径が減少されねばならないので、保持器５，５′は円周方向において中断されている。図４ａ〜図４ｃにおいてその中断形態が理解できる。中断部に符号１１が付され、環状部分７の中断部において互いに対向して位置する両端に、噛み合い結合するための手段１２が設けられる。その結合のために、図４ａにおいては、単純なクリップが設けられ、図４ｂにおいては、鋸歯形状が設けられている。図４ｃにおける方式の場合、噛み合い結合手段は省かれ、ここでは、中断部における両端は、組立状態において特別な処置なしに互いに並んで位置している。
【００２５】
しかし保持器５，５′は、図４ａ〜図４ｃにおける中断部なしでも、組み立てることができる。このために、図５及び図６を参照されたい。ここでは環状部分７は円周方向に波状をなして延びている。図５において、組立状態において生ずる保持器形状が理解できる。図６には、組立過程中に生ずる状況が示されている。その組立のためには、半径方向に移動して保持器を半径方向に収縮する多数の爪を備えた組立工具が採用される。なお一点鎖線で示した円は、保持器が所定の位置に置かれる前に下回らねばならない鍔１０の最小直径を表している。組立時には、保持器は工具で全周において半径方向に圧縮され、それに応じて波状の環状部分７が変形される（図５と図６とを対比して参照）。そのように変形された保持器を所望の円筒ころ終端部位に挿入した後、保持器は再び、図５に概略的に示された位置に弾力的に戻り、鍔の後ろ側（軸受内方の側）に固定される。
【００２６】
保持器が十分な軸方向長さを有している場合、図７から理解できるように、組立過程は、半径方向に変形しなくとも、組立中に保持器を揺り動かすことによって実現できる。ここではポケット部分８は、一つの（仮想）直径線上で対向して位置する２つの両側部位に、保持器の外径が小さくなっている縮径部１３を有している。これは、ポケット部分の縮径部１３が本来の呼び径に比べて引っ込められていることを意味する。保持器５を外輪２の中に揺り動かして入れることによって、保持器は、何らの変形も行う必要なしに、組み立てることができる。軸受外輪２への組込みに際しては、直径線上で対向する二つの縮径部１３が図７（右図及び左図の右側の保持器）のように外輪２の内径面に近接するように該保持器を外輪２内に導入し、縮径部１３が外輪２の鍔の内方にまで入ったところで、これを９０°回転して図７の左図の保持器と平行な位置にもたらす。かくして、保持器の組立が完了する。
【００２７】
また、上記保持器の縮径部は上記縮径部１３に加え、これと直角な直径線上の対向位置にも二つの縮径部１４を設ければ、選択的に縮径部を使用でき組立作業が簡単になる。縮径部の位置を明示するマークを保持器に記しておくと、作業上便宜である。
【００２８】
この保持器の組立は、種々の様式で行える。これを単純化する種々の処置は既に述べられている。保持器を楕円形に圧縮した状態で軸受輪の鍔１０を越えて押し込めることによっても組み立てることができる。
【００２９】
図８に異なった方式が示されている。ここでは、ポケット部分８，８′は互いに並べて配置された２つの部分２０，２１から形成されている。その一方の部分２０はガラス繊維高含有プラスチックから成っている。これによって、この部分２０は耐摩耗性と形状強度を有している。これに対して、その隣に配置された部分２１は、ガラス繊維を僅かしか含んでいないか、全く含んでいないプラスチックから成っている。したがってこの部分２１は十分な可撓性を有している。この可撓性によって、組立性が改善される。図８から理解できるように、保持器は、傾斜面付きの右側に図示された（外輪の右端面に当接して位置せる）工具内に圧入することによって、全周にわたって圧縮され、その縮径によって、部分２１は横にそらされる（図８の工具が示されている右側範囲参照）。それから保持器は、それが最終位置に置かれるまで、左側に外輪２の鍔１０を越えてもっと押し込まれる。外輪内に入った右側の保持器はその最終位置の直前にある。
【００３０】
図９において、保持器の環状部分７，７′にシール要素２２が配置されている。そのシール要素２２は内輪３に接し、そして軸受のシール作用を発揮する。その場合特に、環状部分７，７′及びシール要素２２は、一緒の射出成形過程によって同時に形成されるようにされている。
【００３１】
本発明に基づく保持器の形状強度は重要な意味を有する。更に、図１０〜図１５に、強度を高める補強要素を備えた保持器が、概略的に示されている。
【００３２】
図１０において、環状部分７，７′に断面円形凹所が設けられ、この断面円形凹所に、鋼輪として作られた補強要素２３がクリップ止めされている。その鋼輪は無端リングであるか、割りリングであり、これは、保持器の組立にとって価値がある。図１０において、補強要素２３は環状部分７，７′の横側部位に配置されているが、図１１においては、補強要素２３は環状部分７，７′の半径方向内側部位にも全く同様に置くことができる。図示されていないが、補強要素２３は環状部分７，７′の半径方向外側部位に置くこともできる。
【００３３】
図１２において、補強要素２３は、環状部分７，７′の横に配置された環状板から成り、この環状板はキー継手で環状部分７，７′に結合されている。補助的に、補強要素２３は環状部分７，７′に接着あるいは溶接される。
【００３４】
図１３において、環状部分７，７′と補強要素２３は噛み合い結合されている。その補強要素２３はアンダーカットを有し、環状部分７，７′と補強要素２３との確実な保持を保証している。
【００３５】
図１４には、図１３に類似した実施形態が示されている。ここでは、補強要素２３は環状部分７，７′に対して半径方向に置かれたリングとして形成されている。そのリングはスナップ継手によって環状部分７，７′に確実に配置されている。その場合、補強要素２３及び又は環状部分７，７′は、それを組み立てるために、中断部１１（図４参照）を有していなければならない。
【００３６】
図１５において、補強要素２３（ここでは横断面矩形のリング）が、環状部分７，７′の切欠きにクリップ止めされている、ことが理解できる。これによっても、環状部分７，７′の大きな強度が得られる。
【００３７】
本発明は、円筒ころ軸受の例について述べたが、本質的に長い転動体が採用されている転がり軸受に対して全般的に適用できる。つまり、円筒ころ軸受のほかに、球面ころ軸受、円錐ころ軸受及び針状ころ軸受にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく円筒ころ軸受の断面図である。
【図２】本発明に基づく円筒ころ軸受の拡大部分側面図である。
【図３】本発明に基づく円筒ころ軸受の図１と異なった実施形態の断面図である。
【図４】図４ａ〜図４ｃは保持器における中断個所の範囲の側面図である。
【図５】本発明に基づく保持器の異なった実施形態の部分側面図である。
【図６】図５の保持器の組立中における部分側面図である。
【図７】組立を容易にするために縮径部を備えた保持器の側面図である。
【図８】保持器の組立過程の概略図である。
【図９】シールが一体化された保持器の断面図である。
【図１０】補強要素を備えた保持器の断面図である。
【図１１】異なって形成された補強要素を備えた保持器の断面図である。
【図１２】異なって形成された補強要素を備えた保持器の断面図である。
【図１３】異なって形成された補強要素を備えた保持器の断面図である。
【図１４】異なって形成された補強要素を備えた保持器の断面図である。
【図１５】異なって形成された補強要素を備えた保持器の断面図である。
【符号の説明】
１ 円筒ころ軸受
２ 外輪
３ 内輪
４ 円筒ころ
５，５′ 保持器
６ 収容ポケット
７，７′ 環状部分
８，８′ ポケット部分
９，９′ ポケット部分
１０ 鍔
１１ 中断部
１２ 噛み合い結合するための手段
１３ 縮径部
１４ 縮径部
２０ ポケット部分の第１部分
２１ ポケット部分の第２部分
２２ シール要素
２３ 補強要素
Ｌ 円筒ころの長さ
Ｂ４ 円筒ころの軸方向範囲
Ｂ７ 環状部分７の軸方向範囲
Ｂ８ ポケット部分の軸方向範囲

Claims (8)

1. 外輪（２）と、内輪（３）と、内外輪（２，３）間に配置された複数の転動体としての円筒ころ（４）と、平らな環状基礎輪郭をなした少なくとも１つの保持器（５，５′）とを備え、内外輪（２，３）の少なくとも一方が軸線方向の少なくとも片側で半径方向に延びる鍔（１０）を有し、円筒ころ（４）が軸方向範囲（Ｂ４）にわたって延びる長さ（Ｌ）を有し、保持器（５，５′）が、円筒ころ（４）の数に応じた数の収容ポケット（６）を有している円筒ころ軸受（１）において、軸方向で円筒ころの両端側にそれぞれ保持器（５，５′）が設けられ、各保持器（５，５′）が、円筒ころ軸受（１）の組立状態で円筒ころ（４）の軸方向範囲（Ｂ４）の外に位置する軸方向範囲（Ｂ７）に配置される少なくとも１つの環状部分（７，７′）を有し、保持器（５，５′）が複数のポケット部分（８，８′）及び（９，９′）を有し、これらのポケット部分（８，８′）及び（９，９′）がそれぞれの上記環状部分（７，７′）に結合され、円筒ころ（４）の軸方向範囲（Ｂ４）の内部に位置する軸方向範囲（Ｂ８）に配置されており、保持器（５，５′）が、ポケット部分（８，８′）及び（９，９′）と外輪（２）あるいは内輪（３）との半径方向での接触によって案内され、両保持器（５，５′）の環状部分（７，７′）が、直径線方向で対向する位置に中断部（１１）をそれぞれ有していることを特徴とする円筒ころ軸受。
2. 中断部（１１）の箇所に、環状部分（７，７′）の接合端を噛み合い結合するための手段（１２）が設けられていることとする請求項１に記載の円筒ころ軸受。
3. 環状部分（７，７′）の接合端を噛み合い結合するための手段（１２)がクリップ部であることとする請求項２に記載の円筒ころ軸受。
4. 環状部分（７，７′）の接合端を噛み合い結合するための手段（１２)が鋸歯形状部であることとする請求項２に記載の円筒ころ軸受。
5. ポケット部分（８，８′）の外径が外輪（２）の鍔（１０）の内径よりも大きいこととする請求項１ないし請求項４のうちの１つに記載の円筒ころ軸受。
6. 保持器（５，５′）が円筒ころ（４）の軸方向両側終端部位にそれぞれ配置されていることとする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の円筒ころ軸受。
7. 保持器（５，５′）が板金で作られていることとする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の円筒ころ軸受。
8. 保持器（５，５′）がプラスチックで作られていることとする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の円筒ころ軸受。

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