JP4771232B2 - アンギュラコンタクト玉軸受用保持器 - Google Patents

Description

本発明は、互いに隣接しかつ橋絡片により互いに区画される玉ポケットを有し、橋絡片から弾性的に撓む保持突起が突出し、保持突起が、周方向に互いに逆方向に向きかつ互いに開くように傾斜する側面を持っている、アンギュラコンタクト玉軸受用保持器に関する。

このような保持器は米国特許第６，４４７，１６９号明細書に記載されている。このような保持器の製造のために利用される材料の典型的な例は、ガラス又は炭素繊維で強化されたポリアミド（例えばＰＡ６６／ＧＦ）である。この場合保持器は、橋絡片により互いに結合される側縁を持っている。一方の側壁は保持器の一方の側でピッチ円より上に、他方の側縁はピッチより下に設けられている。

これらの保持突起は、一般に一方の側縁に形成されるか、又は米国特許第６，４４７，１６９号明細書の例におけるように橋絡片に形成され、半径方向に側縁又は側壁を越えて保持器から突出している。保持突起は、アンギュラコンタクト玉軸受の一方のレースの適当な環状溝にはまっている。保持突起を介して、玉及び適当なレースと共に、保持器が１つの構造単位となるように予め組立てられ、レースに保持されている。このような保持突起は、軸受内における保持器の軸線方向変位制限のためにも適している。

レース上又は内への保持器の取付けの際、保持突起がレースにある適当な環状溝へはまり込むまで、保持突起が弾性的に収縮又は拡張する。この組立ての際最大曲げモーメントが保持突起に生じる範囲において、レース上へはめる際永久変形又は破壊しないようにするため、保持突起は充分安定でなければならない。従って従来技術による保持器の保持突起の材料断面は、保持突起の自由端から見て、橋絡片との距離の減少と共に増大している。従って小さい寸法で比較的大きい断面を持つ保持突起はそれ自体保持器の安定性のために有利である。考察している従来技術に記載されている保持突起は、従って比較的小さくかつこじんまり形成されている。

これに反し、レース上又は内への保持器の取付けの際、大きい断面は不利である。なぜならば、保持突起の弾性的拡張の際の抵抗に抗して例えば内レース上へはめるための取付け力は、大きいからである。更にその場合保持突起は充分弾性的に形成されておらず、大きい組立て力のため、こじんまりした構成にもかかわらず損傷し易い。

アンギュラコンタクト玉軸受における保持突起の寸法には限界がある。なぜならば、アンギュラコンタクト玉軸受のレースの間で僅かな空間しか利用できないからである。

保持器を製造するための成形工具は、比較的複雑に構成されている。保持突起の形状をできるだけ簡単に形成する努力がなされる。従って従来技術による保持器では、製造技術上の制約から、各保持突起の例えば周方向に向く側面は互いに平行になっている。

保持器の自動化される組立ての際、保持器はしばしばグラブにより取上げられて動かされる。その際保持突起は、グラブにより保持器をつかむ保持手段である。この場合グラブ用の比較的小さい寸法のため、僅かなつかみ面を持つ保持突起も不利である。

保持器及びその保持突起の安定性に対する前記の要求は、その製造の際僅かな材料使用という要求に反する。保持器が一般に小さい材料断面を持ち、従って薄壁に形成されていると、保持器を製造する材料を節約することができる。更に断面及び特に例えば橋絡片から縁への移行部は、製造技術上の理由から均一であるようにする。

保持器の高い使用強度に対する要求により、薄壁には限界がある。縁又は側壁の断面が小さすぎると、保持突起の変形が縁又は側壁へ伝達され、縁又は側壁が破壊するか又は塑性変形するおそれがある。更に薄肉のプラスチック部分は工具からの取出し後極めて不安定であり、それに続く冷却の際及び保管中にその規定通りの形状又は寸法をしばしば失う。

前記の矛盾する要求は、保持突起を持つ保持器の最適な設計を困難にする。

課題が解決しようとする課題

従って本発明の課題は、製造可能性、安価な製造及び機能に対して一部相反する前記の要求を最適に考慮した保持器を提供することである。

課題を解決するための手段

この課題は請求項１の特徴部分の対象により解決される。保持器の一方又は両方の軸線方向に、玉ポケットがそれぞれ側壁及び共通な側縁により、又は側縁により両側を区画されている。側壁及び／又は側縁は、なるべくほぼ均一な壁厚を持っている。各側壁又は各側縁は、互いに対向する２つの橋絡片を周方向に互いに結合する。

橋絡片から外レース又は内レースの方へ，例えば保持器を軸線方向に確保するため、アンギュラコンタクト玉軸受の内レース又は外レースの環状溝内へ保持突起が突出している。保持突起は、周方向においてそれぞれ別の保持突起に隣接している。

保持突起の隣接して互いに向き合う側面は、１つの保持突起にある側面と隣接する保持突起の側面とが互いに開くように傾斜している。

各保持突起は、周方向隙間により別の保持突起から分離されている。互いに隣接する保持突起の周方向隙間の方へ向く側面は、橋絡片からの距離の増大及び回転軸線からの距離の減少と共に、互いに接近する。従って隙間の所で互いに対向する側面の間の周方向隙間の内側幅は、橋絡片から見て保持突起の自由端の方へ減少する。従って保持突起は、その自由端の方向へ幅広くなる。同時に保持突起の高さは、幅の増大と共に減少する。それにより保持突起は、特にレースにはめる際最大曲げモーメントが生じる範囲で安定であり、自由端の方へ次第に弾性的に形成されている。

従来技術によるこじんまりした構成とは異なり、保持突起が小さい材料断面を持ちかつ比較的長いので、保持突起は弾性的である。保持突起の最小長さ（保持突起の自由端の先端からこの先端の最も近くにある橋絡片への移行部の方向における最小間隔）と最大高さとの比は、２．１より小さくはなく、むしろ大きい。弾性的に撓む保持突起は、小さい組立て力のため、レースへの保持器の取付を容易にする。

本発明の構成によれば、周方向に互いに向き合う側面が、周方向隙間の方へ向く直線縁又は平らな面により描かれている。側面は、回転軸線に直角に交差する仮想直線及び／又は回転軸線から出てこの回転軸線と同じ向きの面に対して、特定の角だけ傾斜している。直線は面内にある。互いに隣接する保持突起の側面及びそれぞれの保持突起にある両方の側面は、面又は直線に対してなるべく２０°の鋭角で傾斜している。周方向隙間において互いに向き合うそれぞれの保持突起の側面は、その間になるべく４０°の角をなしている。

本発明の構成によれば、保持突起の任意の各断面の面積は、それぞれの保持突起の全長にわたって互いに排除される別の個々の端面の面積と比較して、回転軸線とそれぞれの断面との間隔の増大と共に減少する。しかしこれらの面積は、断面毎に異なる幅及び高さによって規定することができる。しかし保持突起の高さを、断面毎に保持突起から橋絡片への移行部まで、できるだけ一定に保つか又は僅かしか変化しないようにするのが望ましい。本発明の構成によれば、保持突起の最小幅と最高高さとの比は２．５：１より小さくない。

保持突起は、なるべくまず橋絡片と回転軸線との間で橋絡片から出て、それから斜めに回転軸線の方へ向いている。従って保持突起は、内方へアンギュラコンタクト玉軸受の回転軸線の方へ向く橋絡片の底面から出ている。この移行部における橋絡片の断面は比較的大きいので、橋絡片は剛性的である。橋絡片の周方向又は接線方向寸法は、この周方向又は接線方向における保持突起の幅と少なくともちょうど同じ大きさである。それにより保持突起の材料は橋絡片の所においてのみ保持器へ移行している。側壁と保持突起との間に、橋絡片を介する結合部のみが存在する。移行部において比較的剛性の橋絡片は、保持器をレース上に取付ける際、スナップ突起の変形が隣接するポケットの側壁へ全く又は殆ど伝達されないのを妨げる。永久変形によるポケットの損傷又は保持突起の弾性広がり又は収縮による破壊が回避される。側壁、側縁等は、材料節約の観点から薄壁に形成することができる。

端部へ向かって接線方向又は周方向に幅広くなる保持突起は、レース上に保持器を機械で取付ける際、グラブに対して充分な作用面を与える。

保持突起及び側壁へのその移行部の形成により、保持器をその製造の際の材料消費に関して最適化することができる。保持器は選択的に１つ又は２つの側縁を持っている。側壁が橋絡片から少なくとも軸線方向に突出するように湾曲され、かつ側縁なしである保持器が好ましい。側壁は軸線方向に橋絡片を越えて突出している。湾曲部の軸線方向に突出する反転点は、保持器から軸線方向に最も大きく突出している。

保持器は、ポケットの突出するように湾曲する側壁の間で、少なくとも一方の端面に、周方向又は接線方向に向くひれを、個々のポケットの間に備えている。保持器の製造のために、２つの側縁を持つ保持器より少ない材料しか使用されず、機能により制約される強度は、ひれ、保持突起及び側壁の結合部にわたって保証される。

側縁は、側壁が形成されている保持器の側とは逆の側で、ポケットを区画しているのがよい。最初にあげた種類のアンギュラコンタクト玉軸受用保持器では、通常１つの側縁が、半径方向において玉のピッチ円より下に延び、側縁の１つがピッチ円より上に延びているので、前記の保持器に対して、保持器の側縁と回転軸線との最小半径方向間隔は、側壁と回転軸線との最大半径方向間隔より大きい。

本発明のそれ以外の構成は、図面の詳細な説明の部分に記載されている。

本発明が実施例により以下に詳細に説明される。

図１及び２はアンギュラコンタクト玉軸受２用の保持器１を示している。アンギュラコンタクト玉軸受の詳細は、図５に断面で示されている。保持器１は、回転軸線３の周りに周方向に、均一なピッチで互いに隣接する玉ポケット４を持っている。各ポケット４内に玉５が案内されている。図５には、半径方向に内レース６と外レース７との間に設けられて玉５を持つ保持器１が示されている。玉ポケット４は、周方向に対して直角に延びる橋絡片８により区画されている。特に図１，３及び５からわかるように、橋絡片８は、側縁９からまず傾斜して回転軸線３の方向に延び、それから軸線方向に延びている。

橋絡片８から保持突起１０が突出している。保持突起１０は弾性的に撓むように形成され、周方向に互いに逆の方向に向きかつ互いに開くように傾斜する側面１１を持っている。回転軸線３に対して傾斜して延びる保持突起１０は、橋絡片８からその自由端１２の方向に見て、接線方向又は周方向に幅広くなっている。増大する幅Ｂ−Ｂ_４（図４及び５）と共に、同時に高さＨ−Ｈ_４が減少している。互いに隣接する保持突起１０の互いに対向する側面１１の周方向間隔Ｕ（図２）は、自由端１２の方へ減少している。その結果、各保持突起１０の互いに反対側の側面１１の周方向間隔は、回転軸線３からの距離の減少と共に増大している。ＡとＢとの比は１：２．５〜１：３である（Ａ＝保持突起１０が橋絡片８の面部分１７へ移行する本体縁１３の最短部の長さ、Ｂ＝自由端１２の最大接線方向幅）。

各側面１１は、本体縁１３のそれぞれ直線状に延びる長い縁と短い縁とによって描かれている。この場合本体縁１３は面１３ａを区画している。本体縁１３従って面１３ａは、回転軸線３から出て回転軸線３と同じ向きの仮想面Ｅに対して、また面Ｅにあって回転軸線３と交差する仮想直線Ｇに対して、角αだけ傾斜している。

橋絡片８は、回転軸線３の方へ向く面部分１７を持っている。各面部分１７からそれぞれ１つの保持突起１０が突出している。保持突起１０は、最大でも、側壁１４が橋絡片８から軸線方向に最も大きく突出する程度だけ、軸線方向に最も大きく突出している。保持突起１０は内レース６の環状溝１５へ半径方向にはまっている。保持突起１０により、保持器１が軸線方向に遊びをもって内レースの所に確保されている。

玉ポケット４は、ほぼ均一な壁厚を持つそれぞれ１つの側壁１４により区画されている。側壁１４は橋絡片８から少なくとも軸線方向に突出するように湾曲している。それぞれ１つのひれ１６が、保持突起１０の上方で、それぞれ橋絡片８から軸線方向に出て、周方向に順次に続く玉ポケット４の２つの側壁１４を互いに結合している。各ひれ１６は、橋絡片８から軸線方向に、最大でも、側壁１４が橋絡片８から軸線方向にその湾曲部の反転点１８で最も大きく突出する大きさだけ突出しているが、それ以上は突出していない。

側縁９が、側壁１４に対して逆の軸線方向に玉ポケット４を区画している。側縁９と保持器１の回転軸線３との最小半径方向間隔ｒ_１は、側壁１４と回転軸線３との最大半径方向間隔Ｒ_１より大きい。

本発明による保持器の実施例の全体図を示す。 図１の保持器の正面図を示す。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う保持器の断面図を示す。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う縦断面図で図１の保持器の一部を示す。 図３の細部を示し、保持器がアンギュラコンタクト玉軸受に組込まれている。

符号の説明

１ 保持器
２ アンギュラコンタクト玉軸受
３ 回転軸線
４ 玉ポケット
５ 玉
６ 内レース
７ 外レース
８ 橋絡片
９ 側縁
１０ 保持突起
１１ 側面
１２ 端部
１３ 本体縁
１３ａ 面
１４ 側壁
１５ 環状溝
１６ ひれ
１７ 面部分
１８ 反転点

Claims (9)

1. 互いに隣接しかつ橋絡片（８）により互いに区画される玉ポケット（４）を有するアンギュラコンタクト玉軸受（２）用保持器（１）であって、橋絡片（８）から弾性的に撓む保持突起（１０）が突出し、保持突起（１０）が、周方向に互いに逆方向に向きかつ互いに開くように傾斜する側面（１１）を持っているものにおいて、保持突起（１０）にあって互いに逆方向に向く２つの側面（１１）の周方向間隔が、回転軸線（３）からの半径方向距離の減少と共に増大し、側面（１１）の周方向間隔の増大と共に保持突起（１０）の高さが減少することを特徴とする、保持器。
2. 各側面（１１）が少なくとも１つのまっすぐな本体縁（１３）によって描かれ、本体縁（１３）が仮想面に対して特定の角だけ傾斜しており、仮想面が保持器（１）の回転軸線（３）から出て、保持器（１）の軸線方向に回転軸線（３）と同じ向きに向けられていることを特徴とする、請求項１に記載の保持器。
3. 各側面（１１）が、回転軸線（３）と交差する仮想直線に対して傾斜していることを特徴とする、請求項２に記載の保持器。
4. 側面（１１）が平らな面（１３ａ）であり、面（１３ａ）が鋭角をなして互いに傾斜していることを特徴とする、請求項２に記載の保持器。
5. 保持突起（１０）が橋絡片（８）にある面部分（１７）から突出し、面部分（１７）が回転軸線（３）の方を向いていることを特徴とする、請求項１に記載の保持器。
6. 各、玉ポケット（４）がほぼ均一な壁厚を持つ少なくとも１つの側壁（１４）を持ち、側壁（１４）が、橋絡片（８）から少なくとも軸線方向に突出するように湾曲していることを特徴とする、請求項１に記載の保持器。
7. 保持突起（１０）が、最大でも側壁（１４）が橋絡片（８）から軸線方向に最も大きく突出する程度に、軸線方向の最も大きく突出していることを特徴とする、請求項６に記載の保持器。
8. 保持器（１）が周方向に取巻く側縁（９）を持ち、側縁（９）が玉ポケット（４）を側壁（１４）に対向して軸線方向に区画していることを特徴とする、請求項１に記載の保持器。
9. 側縁（９）と保持器（１）の回転軸線（３）との最小半径方向間隔が、側壁（１４）と回転軸線（３）との最大半径方向間隔より大きいことを特徴とする、請求項８に記載の保持器。

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