JP5644299B2 - ラジアルころ軸受用保持器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車や鉄道等の車両などに備えられた動力機構のように大きなラジアル荷重(径方向への荷重)が負荷される回転系を軸支するためのラジアルころ軸受に用いられる保持器に関し、具体的には、フレッチングが発生しやすい環境下で使用されるニードル(針状ころ)軸受に組み込まれる一つ割れバネ付き樹脂保持器の改良に関する。

自動車や鉄道等の車両などに備えられた動力機構における回転系にはラジアル方向(径方向)へ非常に大きな荷重が加わるため、その回転軸を回転自在に支持する軸受には、当該荷重に対する負荷能力に優れたラジアルころ軸受(以下、ころ軸受や軸受ともいう)が従来から広く用いられている。
かかる軸受は、内周面に円筒状の外方軌道を有する外方部材(例えば、常時非回転状態に維持される外輪やハウジング、あるいは、使用時に回転可能な歯車やローラなど)と、当該外方部材の内径側に配された内方部材(例えば、使用時に回転可能な内輪やシャフトなど)の外周面(内方軌道)と前記外方軌道との間へ転動可能に組み込まれる複数のころ(例えば、複数本のニードルなど)と、これらのころを周方向へ所定間隔(一例として、等間隔)で配して保持するとともに、前記外方部材及び内方部材へ組み付けられる保持器を備えている。そして、保持器は、所定間隔を空けて同心状に対向する一対の円環部と、これらを連結するとともに当該円環部間の領域を当該円環部の周方向に隔て、ころを挿入して回転自在に保持するためのポケットを形成する複数の柱部を備えて構成される。

ここで、外方部材として外輪、内方部材として回転シャフトを備えた軸受に用いられる保持器を当該回転シャフトの内方軌道部分へ組み付ける場合を一例として想定する。この場合、保持器を前記回転シャフトの端部から挿通し、当該シャフトの内方軌道部分まで軸方向へ移動させる。その際、かかるシャフト端部から内方軌道までのシャフト外周面域に対し、その外径寸法が保持器の内径寸法よりも大寸に設定された段部やフランジ状の鍔部などが突設されている場合、保持器の内周部がこれらの段部や鍔部と干渉し、当該保持器を内方軌道部分まで軸方向へ移動させることができなくなってしまう。

このような不都合を解消すべく、例えば、樹脂製保持器の一部に割れ部を備えた構成、すなわち、一対の円環部を、その一部(一例として、一箇所)に切れ目(欠損部)を有する非連続の略円環状(欠円環状)とするとともに、かかる切れ目(欠損部)部分において、双方の円環部を弾性体(弾性連結部)でバネ状に相互連結した保持器の構成が従来から知られている(特許文献１参照)。
かかる保持器の構成の一例を図８に示す。この場合、保持器７０の一対の円環部(リム部)７２ａ,７２ｂには、それぞれ一箇所ずつ欠損部７４ａ,７４ｂが形成されており、これらの欠損部７４ａ,７４ｂは、周方向に対する位相をずらした状態で相互に位置付けられている。そして、一対のリム部７２ａ,７２ｂの一方(一例として、図８(ａ)における左方のリム部７２ａ)の周方向一端部(同、欠損部７４ａの下方に位置する端部)と、他方(同、右方のリム部７２ｂ)の周方向他端部(同、欠損部７４ｂの上方に位置する端部)をバネ状に相互連結する弾性連結部７６が設けられている。すなわち、弾性連結部７６は、保持器７０が有する一つの割れ部７０ａに架け渡されており、当該割れ部７０ａを二分する。

このような構成とすることで、保持器７０に対して割れ部７０ａを拡張させる方向へ力を加えると、弾性連結部７６が周方向の双方へ弾性変形し、これを伸長させることができる(図８(ｂ)に示す状態)。この結果、保持器７０の割れ部７０ａを拡張させること、すなわち、当該保持器７０を拡径させることが可能となる。一方で、保持器７０に対して作用させていた所定の力(割れ部７０ａの拡張方向への力)を解除すると、弾性連結部７６が弾性復元力によりもとの状態まで短縮され、保持器７０の割れ部７０ａ(保持器７０の径寸法)をもとの状態まで戻すことが可能となる(図８(ａ)に示す状態)。
なお、保持器７０(割れ部７０ａ)は、弾性連結部７６の伸長量の限度を超えて拡径(拡張)されることはなく、弾性連結部７６は、保持器７０(割れ部７０ａ)が過度に拡径(拡張)されることを防止する機能も果たしている。

これにより、例えば上述したように、シャフト端部から内方軌道までのシャフト外周面域に対し、その外径寸法が保持器の内径寸法よりも大寸に設定された段部やフランジ状の鍔部などが突設されている場合であっても、保持器７０の割れ部７０ａを一時的に拡張させること(保持器７０を一時的に拡径させること)で、保持器７０をかかる段部や鍔部と干渉させることなく、回転シャフトの内方軌道部分まで軸方向へスムーズに移動させることができる。

独国特許出願公開第４２２２１７５号明細書

しかしながら、かかる保持器７０の構成とした場合、次のような問題がある。
この場合、保持器７０のフランジ部(図８(ａ)の破線円内部分)が保持器全体において最も強度の低い部分となっており、当該フランジ部の強度を上げるためには、バネ機構(弾性連結部７６及びその近傍(リム部７２ａ,７２ｂの欠損部７４ａ,７４ｂとの連結部位など)の構造)を強化させる必要がある。したがって、例えば、バネ機構の配設領域を周方向へ拡大させることなどが必要となる。この場合には、バネ機構の配設領域を拡大させた分だけ、保持器７０に形成可能なポケット７８の数が減少することとなり、結果として、軸受の負荷容量の低下を招くこととなってしまう。
また、保持器７０の軸方向両側のフランジ部の形状が対称となっておらず、その対称性も低いため、保持器７０の成形精度の低下を招き易い。例えば、保持器７０を樹脂によって射出成形する場合、かかるフランジ部において他の部位よりも特に大きな冷却収縮が生じ、保持器７０全体の射出成形後の冷却収縮量のムラが大きく、当該収縮量が全周に亘って均一と成り難い。
そして、かかる保持器７０においては、リム部７２ａの欠損部７４ａとリム部７２ｂの欠損部７４ｂとが周方向に対する位相をずらした状態で相互に位置付けられている、換言すれば、これらの欠損部７４ａ,７４ｂはいずれも隣り合うポケット７８に挿入された二つのころ(ニードル)のピッチの中間に位置付けられていない。したがって、例えば、軸受の組み立てを自動化させた場合、各ポケット７８へ挿入させるころ(ニードル)の周方向への位相合わせに手間がかかり、軸受組立て作業の遅延を招くなどコストアップを誘引する虞がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、バネ機構の省スペース化を図りつつ、強度、成形性、組み立て性のいずれにも優れたラジアルころ軸受用保持器(一例として、一つ割れバネ付き樹脂保持器)を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係るラジアルころ軸受用保持器は、一対のリム部と、複数の柱部を備え、前記一対のリム部は、それぞれ一箇所ずつ欠損部を有する非連続の欠円環状をなし、各リム部の欠損部が周方向に対して同一の位相をなした状態で、軸方向に対して同心上に所定間隔を空けて対向配置され、前記複数の柱部は、前記一対のリム部を連結するとともに当該リム部間の領域を当該リム部の周方向に隔て、転動体であるころを挿入して回転自在に保持するためのポケットを形成している。前記一対のリム部には、一方のリム部においてその欠損部を挟んで周方向に相互に対向する周方向両端部のうちの一端部と、他方のリム部においてその欠損部を挟んで周方向に相互に対向する周方向両端部のうちの他端部とを相互に連結する伸縮自在な弾性連結部が設けられ、前記一方のリム部の一端部と、前記他方のリム部の他端部は、周方向に対して異なる位相をなした状態で位置している。そして、前記一方のリム部の周方向両端部のうちの他端部には、前記一端部へ向けて突出する凸部が設けられているとともに、当該一端部には、前記他端部の凸部に対応して窪んだ凹部が設けられている。これに対し、前記他方のリム部の周方向両端部のうちの一端部には、前記他端部へ向けて突出する凸部が設けられているとともに、当該他端部には、前記一端部の凸部に対応して窪んだ凹部が設けられている。

かかる構成において、前記一対のリム部の欠損部は、これらの欠損部に対して周方向の両側に近接して配された二つの柱部の周方向ピッチの中間位置に形成されている。

本発明によれば、バネ機構の省スペース化を図りつつ、強度、成形性、組み立て性のいずれにも優れたラジアルころ軸受用保持器(一例として、一つ割れバネ付き樹脂保持器)を実現することができる。

本発明の一実施形態に係るラジアルころ軸受用保持器の全体構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るラジアルころ軸受用保持器の構成を示す図であって、(ａ)は、定常状態(拡縮されていない状態)における割れ部近傍の外周面図、(ｂ)は、ポケットにころを保持させた状態の側面図である。 本発明の一実施形態に係るラジアルころ軸受用保持器の縮径時(割れ部の縮小時)における割れ部近傍の状態を示す外周面図である。 リム部の凸部と凹部の構成を示す図であって、(ａ)は、保持器の縮径時(割れ部の縮小時)における凸部と凹部の接触形態を線接触とした構成を示す図、(ｂ)は、保持器の縮径時(割れ部の縮小時)における凸部と凹部の接触形態を点接触とした構成を示す図である。 軸受の組み立て方法を説明するための図であって、(ａ)は、保持器の欠損部へ位置決め用部材(位置決めピン)を挿入する前の状態を示す図、(ｂ)は、保持器の欠損部へ位置決め用部材(位置決めピン)を挿入した状態を示す図である。 弾性連結部(中間部)をＳ字構造とした保持器の割れ部近傍の外周面図である。 潤滑性能の向上を図った保持器構成を示す図であって、(ａ)は、定常状態における割れ部近傍の外周面図、(ｂ)は、柱部部分の径方向断面図、(ｃ)は、同図(ｂ)のＣ部分における矢視断面図である。 従来のラジアルころ軸受用保持器の構成を示す図であって、(ａ)は、定常状態における割れ部近傍の外周面図、(ｂ)は、拡径状態における割れ部近傍の外周面図である。

以下、本発明のラジアルころ軸受用保持器について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係るラジアルころ軸受用保持器が組み込まれる軸受としては、自動車や鉄道等の車両などに備えられた動力機構における回転系を軸支するための軸受などを想定することが可能であるが、これに限定されるものではない。
かかる軸受は、内周面に円筒状の外方軌道を有する外方部材(例えば、常時非回転状態に維持される外輪やハウジング、あるいは、使用時に回転可能な歯車やローラなど)と、当該外方部材の内径側に配された内方部材(例えば、使用時に回転可能な内輪やシャフトなど)の外周面(内方軌道)と前記外方軌道との間へ転動可能に組み込まれる複数のラジアルころ(一例として、複数本のニードル)を備えている。なお、軸受のサイズ、内輪の有無、ころのサイズ(径や長さ)及び個数などは、軸受の使用条件や使用目的などに応じて任意に設定することが可能であるため、ここでは特に限定しない。
そして、これらのころは、軌道間(外方軌道及び内方軌道)での転動時において、各ころが相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や焼付きなどを防止すべく、軸受用保持器によってそのポケット内で回転自在に保持される。なお、このような回転抵抗の増大や焼付きなどをさらに効果的に防止すべく、軸受潤滑(油潤滑やグリース潤滑)を行っても構わない。

図１及び図２には、本発明の一実施形態に係るラジアルころ軸受用保持器(以下、単に保持器ともいう)２の構成が示されている。なお、本実施形態においては、保持器２が所定の弾性材製(一例として、樹脂製)であり、当該弾性材を金型へ射出することによって全体(後述するリム部４ａ,４ｂ、柱部６及び弾性連結部１２)が一体成形されている場合(射出成形)を想定するが、既知の他の方法によって成形することを排除するものではない。また、射出成形後の成形体に対して切削加工や研削加工などを別途施し、完成品としての保持器２を形成しても構わない。

かかる保持器２は、一対のリム部４ａ,４ｂと複数の柱部６を備えて構成されている。一対のリム部４ａ,４ｂは、それぞれ一箇所ずつ欠損部８ａ,８ｂを有する非連続の欠円環状(略Ｃ字状)をなし、各リム部４ａ,４ｂの欠損部８ａ,８ｂが周方向に対して同一の位相をなした状態(周方向に対する欠損部８ａ,８ｂの位置が一致している状態)で、軸方向(図２(ａ)の左右方向)に対して同心上に所定間隔を空けて対向配置されている。すなわち、保持器２は、周方向に対して一つの割れ部２０を有する外観形状が略円筒状をなす(いわゆる一つ割れの保持器構造)。なお、リム部４ａとリム部４ｂの径寸法や軸方向に対する対向間隔は、軸受のサイズなどに応じて任意に設定すればよい。

複数の柱部６は、一対のリム部４ａ,４ｂを軸方向に連結するとともに当該リム部４ａ,４ｂ間の領域を当該リム部４ａ,４ｂの周方向に隔て、転動体であるころ(ニードル)１４(図２(ｂ))を挿入して回転自在に保持するためのポケット１０を形成している。すなわち、周方向に隣り合う二つの柱部６、及び一対のリム部４ａ,４ｂで囲まれた空間に一つのポケット１０が形成されている。これにより、保持器２は、柱部６とポケット１０が周方向へ交互に配された構造となる。ただし、各リム部４ａ,４ｂの欠損部８ａ,８ｂに対して周方向の両側に近接して配された二つの柱部６(以下、欠損部近接柱部６２,６４という)によって隔てられるリム部４ａ,４ｂ間の領域には、割れ部２０が存在し、ポケット１０は形成されない。したがって、保持器２は、かかる領域(つまり割れ部２０)に限ってころ１４が欠落する構造、すなわち、当該領域以外は各ポケット１０に一つずつころ１４が挿入され、これらのころ１４が周方向に対して等間隔(均一ピッチ)で配される構造をなす。

また、上述したように、一対のリム部４ａ,４ｂの欠損部８ａ,８ｂは、周方向に対して同一の位相をなした状態(周方向に対する欠損部８ａ,８ｂの位置が一致している状態)となっているが、さらに本実施形態においては、かかる欠損部８ａ,８ｂが、これらの欠損部８ａ,８ｂに対して周方向の両側に近接して配された二つの柱部６(欠損部近接柱部６２,６４)の周方向ピッチの中間位置に形成されている。換言すれば、欠損部８ａ,８ｂは、その周方向中央位置が欠損部近接柱部６２,６４によって形成された二つのポケット１０(ポケット１０ｉ,１０ｊ)へ挿入されるころ１４のピッチの中間位置となるように、各リム部４ａ,４ｂに対して形成されている。

したがって、保持器２は、その割れ部２０の周方向中央位置が欠損部近接柱部６２,６４によって形成された二つのポケット１０(ポケット１０ｉ,１０ｊ)へ挿入されるころ１４のピッチの中間に位置付けられた構造となる。これにより、軸受の組み立てを自動化させた場合、各ポケット１０へ挿入させるころ１４の周方向への位相合わせが容易となり、保持器２を外方部材及び内方部材へ組み付ける際の位置決めも容易となる。すなわち、軸受の組み立ての自動化を図りやすい。また、保持器２において、割れ部２０及びポケット１０に挿入された各ころ１４を周方向に対して略等間隔(均一ピッチ)で配して位相を揃えることも可能となるため、汎用性が高められ、コストダウンにつながる可能性もある。

なお、柱部６により形成するポケット１０の大きさは、ころ１４の径寸法及び長さに応じ、ポケット１０において当該ころ１４を回転自在に保持可能となるように設定すればよく、ポケット１０の数(別の捉え方をすれば、柱部６の数)は、保持器２の容量(保持させるころ１４の個数)に合わせて任意に設定すればよい。また、ポケット面(ころ１４の周面との接触面)の形態(別の捉え方をすれば、隣り合う柱部６の周方向対向面の表面形状)は、凹曲面状(例えば、ころ１４の周面よりもわずかに曲率の小さな凹曲面状など)とすればよい。ポケット１０の周縁部には、当該ポケット１０へ挿入したころ１４が脱落不能に保持されるように、ポケット開口を狭めるような突出部(例えば、ころ１４を把持する爪状の突起など)を設けることも可能である。

一対のリム部４ａ,４ｂには、一方のリム部(一例として、図２(ａ)の左側に位置するリム部４ａ)においてその欠損部８ａを挟んで対向する周方向両端部８２ａ,８４ａのうちの一端部(一例として、同図において欠損部８ａに対して下側の周方向端部)８４ａと、他方のリム部(一例として、同図の右側に位置するリム部４ｂ)においてその欠損部８ｂを挟んで対向する周方向両端部８２ｂ,８４ｂのうちの他端部(一例として、同図において欠損部８ｂに対して上側の周方向端部)８２ｂとを相互に連結する伸縮自在な弾性連結部１２が設けられている。すなわち、弾性連結部１２は、欠損部近接柱部６４とリム部４ａとの連結部分(欠損部近接柱部６４のリム部４ａ側の根元部分)から、欠損部近接柱部６２とリム部４ｂとの連結部分(欠損部近接柱部６２のリム部４ｂ側の根元部分)までに亘って、割れ部２０へたすき状に架け渡され、当該割れ部２０を二分している(図２(ａ)参照)。

この場合、弾性連結部１２は、リム部４ａ,４ｂと連続する両端部１２ａ,１２ｂ、これらの両端部１２ａ,１２ｂ間に延出する中間部１２ｃからなり、その一端部(図２(ａ)の左端部)１２ａが左下がり(右上がり)にリム部４ａの周方向端部８４ａ(欠損部近接柱部６４のリム部４ａ側の根元部分)と連続し、当該一端部１２ａから軸方向(図２(ａ)の左右方向)に沿って(軸方向と平行に)、中間部１２ｃが他端部(図２(ａ)の右端部)１２ｂまで延出され、当該他端部１２ｂが右上がり(左下がり)にリム部４ｂの周方向端部８２ｂ(欠損部近接柱部６２のリム部４ｂ側の根元部分)と連続しており、全体が略左下がり(右上がり)に架け渡された状態となっている。

なお、図１及び図２(ａ)には、リム部４ａの周方向端部８４ａとリム部４ｂの周方向端部８２ｂとを相互に連結するように弾性連結部１２を設けた構成(図２(ａ)における略左下がり(右上がり)に弾性連結部１２を架け渡した構成)を示しているが、リム部４ａの周方向端部８２ａとリム部４ｂの周方向端部８４ｂとを相互に連結するように弾性連結部を設けた構成(図２(ａ)における略左上がり(右下がり)に弾性連結部を架け渡した構成)としてもよい。具体的には、弾性連結部の一端部(図２(ａ)における左端部に相当)を左上がり(右下がり)にリム部４ａの周方向端部８２ａ(欠損部近接柱部６２のリム部４ａ側の根元部分)と連続させ、当該一端部から軸方向(図２(ａ)の左右方向)に沿って(軸方向と平行に)、中間部を他端部(図２(ａ)の右端部に相当)まで延出し、当該他端部を右下がり(左上がり)にリム部４ｂの周方向端部８４ｂ(欠損部近接柱部６４のリム部４ｂ側の根元部分)と連続させることで、弾性連結部全体を略左上がり(右下がり)に架け渡した状態としてもよい。
いずれの状態で架け渡した場合であっても、弾性連結部１２の軸方向長さや周方向幅は、保持器２の大きさなどに応じて任意に設定することが可能であり、特に限定されない。

このようにリム部４ａ,４ｂの間を弾性連結部１２で連結することで、保持器２に対して割れ部２０(端的にはリム部４ａ,４ｂの欠損部８ａ,８ｂ)を拡張させる方向へ力が加わると、弾性連結部１２が周方向の双方(割れ部２０の拡張方向)へ弾性変形し、その中間部１２ｃが軸方向に対して平行な状態(図２(ａ)示す状態)から傾いた状態(同図においては左下がり(右上がり)の状態)となり、当該弾性連結部１２が伸長される。この結果、割れ部２０(欠損部８ａ,８ｂ)を拡張させること、すなわち、保持器２を拡径させることができる。また、割れ部２０(端的にはリム部４ａ,４ｂの欠損部８ａ,８ｂ)を縮小させる方向へ保持器２に対して力が加わると、弾性連結部１２の中間部１２ｃが軸方向に対して平行な状態(図２(ａ)示す状態)から上記割れ部２０の拡張時とは逆方向へ傾いた状態(図３に示すような左上がり(右下がり)の状態)へ弾性変形されて伸長し、割れ部２０をつぶす。この結果、割れ部２０(欠損部８ａ,８ｂ)を縮小させること、すなわち、保持器２を縮径させることができる。本実施形態においては、一対のリム部４ａ,４ｂの欠損部８ａ,８ｂが周方向に対して同一の位相をなすとともに、欠損部近接柱部６２,６４の周方向ピッチの中間位置(ポケット１０ｉ,１０ｊへ挿入されるころ１４のピッチの中間位置)に形成されているため、これらの欠損部８ａ,８ｂを偏ることなく均一に拡張もしくは縮小させること(保持器２を捩れることなく拡径もしくは縮径させること)ができる。

そして、保持器２に対して作用させていた所定の力(割れ部２０(欠損部８ａ,８ｂ)の拡張方向もしくは縮小方向への力)を解除すると、弾性連結部１２が弾性復元力によりもとの状態まで戻され、保持器２の割れ部２０(欠損部８ａ,８ｂ)、換言すれば、保持器２の径寸法をもとの状態まで戻すことが可能となる(図１及び図２に示す状態)。なお、保持器２は、弾性連結部１２の伸長量の限度内において拡径され、その限度を超えて過度に拡径されることはなく、後述するように、一対のリム部４ａ,４ｂの凸部８６ａ,８６ｂと凹部８８ａ,８８ｂが接触されるまでの範囲内において縮径され、その接触範囲を超えて過度に縮径されることはない。

このように、弾性連結部１２は、いわゆるバネの役目を果たして保持器２の径寸法を所定範囲内において自由に拡大、及び縮小させている(いわゆるバネ付きの保持器構成)。これにより、例えば、保持器２が組み込まれた軸受がギアと一体回転し、その際に生じる遠心力によって保持器２を径方向へ拡げる(拡径させる)一方で、低回転時(減速時)には当該保持器２をもとの状態までスムーズに戻す(縮径させる)ことで、ポケット面ところ１４の周面(転動面)との接触位置を変動調整させることができ、かかる保持器２に対するフレッチングなどの損傷の発生を有効に防止することが可能となる。また、保持器２が組み込まれた軸受に対して非常に大きな荷重(例えば、ラジアル荷重)が負荷された場合であっても、当該保持器２を柔軟に拡径あるいは縮径させることでポケット面ところ１４の周面との接触位置を変動調整させ、負荷荷重を効率的に逃がすことが可能となる。したがって、保持器２の耐久性(一例として、耐フレッチング性)の向上を図ることが可能となる。

なお、本実施形態(図１及び図２)においては、弾性連結部１２の中間部１２ｃを一端部１２ａから他端部１２ｂまで軸方向に沿って(軸方向と平行に)、直線状に延出させた構造としているが、例えば、図６に示すように、中間部１２ｃを略Ｓ字状に湾曲させ、一端部１２ａから他端部１２ｂまで延出させた構造とすることも可能である。

このようなＳ字構造とすることで、保持器２をより一層柔軟に拡径及び縮径させることができる。
したがって、例えば、保持器２が組み込まれた軸受を段部や鍔部を有する回転シャフトなどに組み付ける際、弾性連結部１２の伸長量の限度まで保持器２が拡径された(割れ部２０が拡張された)場合であっても、保持器２(具体的には、中心に対して割れ部２０と反対側に位置する部位(割れ部２０と周方向に対して１８０°程度位相がずれた部位))における白化やクラック、塑性変形の発生などを防止することができる。また、略Ｓ字状の中間部１２ｃの軸方向幅(図６における左右方向への寸法)を調整することで、弾性連結部１２の伸長量、換言すれば保持器２の径寸法の拡縮範囲を容易に制御することができ、各種大きさの段部や鍔部などを有する回転シャフトへの軸受の組み付けに対応することが可能となる。加えて、ポケット面ところ１４の周面(転動面)との接触位置をより柔軟に変動調整させ、遠心力による保持器２の拡径、低回転時(減速時)における縮径、あるいは負荷荷重の退避などを一層効率的に行うことができ、かかる保持器２に対するフレッチングなどの損傷の発生をさらに有効に防止することが可能となる。さらに、例えば、保持器２が組み込まれた軸受がギアとともに傾き、周方向に対しておおむね１８０°の位相差でポケット１０に保持したころ１４に互い違いのスラスト荷重が負荷された場合であっても、このようなスラスト荷重を中間部１２ｃのＳ字構造で確実に吸収することができ、弾性連結部１２全体に対して過剰な力が負荷されることを有効に回避することができる。

ここで、保持器２の外方部材及び内方部材への組み付け(すなわち、軸受としての組み立て)は、各欠損部８ａ,８ｂへ位置決め用部材(例えば、位置決めピンなど)１６を挿入し(図５参照)、割れ部２０(欠損部８ａ,８ｂ)の拡縮を抑制させ、保持器２を拡径や縮径させることなく一定の径寸法(定常径寸法)に維持した状態で行えばよい。これにより、保持器２の形態が安定し、外方部材及び内方部材への組み付けがスムーズかつ容易となる。なお、各欠損部８ａ,８ｂへ挿入した位置決め用部材１６は、外方部材及び内方部材への組み付け完了後に抜き取ればよい。

そして、本実施形態において、一方のリム部４ａの周方向両端部８２ａ,８４ａのうちの他端部(一例として、図２(ａ)において欠損部８ａに対して上側の周方向端部)８２ａには、一端部８４ａへ向けて突出する凸部８６ａが設けられているとともに、当該一端部８４ａには、前記他端部８２ａの凸部８６ａに対応して窪んだ凹部８８ａが設けられている。これに対し、他方のリム部４ｂの周方向両端部８２ｂ,８４ｂのうちの一端部(一例として、図２(ａ)において欠損部８ｂに対して下側の周方向端部)８４ｂには、他端部８２ｂへ向けて突出する凸部８６ｂが設けられているとともに、当該他端部８２ｂには、前記一端部８４ｂの凸部８６ｂに対応して窪んだ凹部８８ｂが設けられている。

すなわち、凹部８８ａ,８８ｂは、弾性連結部１２の根元部分(リム部４ａ,４ｂとの連結部分)に設けられ、当該弾性連結部１２が図３に示すように弾性変形されて軸方向(同図の左右方向)に対して傾き、割れ部２０が縮小されるとともに、保持器２が縮径された場合、凸部８６ａ,８６ｂが弾性連結部１２と干渉する(接触する)ことを防止するための逃げとなっている。このように、凹部８８ａ,８８ｂが逃げとなることで、保持器２の縮径時(割れ部２０の縮小時)には凸部８６ａ,８６ｂを弾性連結部１２ではなく、これらの凹部８８ａ,８８ｂと接触させることができ、弾性連結部１２を凸部８６ａ,８６ｂと干渉させることなく、フリーな状態で弾性変形させることができる。これにより、保持器２は、凸部８６ａ,８６ｂと凹部８８ａ,８８ｂが接触されるまでの範囲内において縮径され、その接触範囲を超えて過度に縮径されることがない。なお、凸部８６ａ,８６ｂと凹部８８ａ,８８ｂが完全に接触した状態(図３に示す状態)においては、リム部４ａ,４ｂの欠損部８ａ,８ｂはいずれも失われた状態となり、これらのリム部４ａ,４ｂが非連続の略円環状(欠円環状)ではなく、円環状につなげられた状態となる。

したがって、保持器２に対して弾性連結部１２を設け、当該保持器２をバネ付き構造とした場合であっても、かかる保持器２のフランジ部(図２(ａ)の破線円内に示す凸部８６ａ,８６ｂと凹部８８ａ,８８ｂとの接触領域、及び弾性連結部１２、欠損部近接柱部６２,６４、ポケット１０ｉ,１０ｊの各根元部分を含む部位)の強度を向上させることができる。つまり、かかるバネ機構(弾性連結部１２及びその近傍の構造)の配設領域が従来と同一の大きさであっても、保持器全体において最も強度の低い部分である前記フランジ部の強度を向上させることができる。換言すれば、保持器２におけるバネ機構の省スペース化を図ることができ、ころ１４の保持数(柱部６及びポケット１０の形成数)を増加させ、当該保持器２の容量をさらに高めることが可能となる。また、前記フランジ部の強度を向上させることができるため、保持器２を弾性材(一例として、樹脂)によって射出成形した場合であっても、当該フランジ部の冷却収縮が抑えられ、保持器２全体の射出成形後の冷却収縮量のムラを軽減させることができ、当該保持器２の成形精度を高めることが可能となる。

なお、図２には、凸部８６ａ,８６ｂを凹部８８ａ,８８ｂへ向かうに従って徐々に先細りとなる略台形状をなして突出させ、凹部８８ａ,８８ｂを凸部８６ａ,８６ｂへ向かうに従って徐々に先太りとなる略台形状をなして窪ませるとともに弾性連結部１２と連続させた構成を示している。その際、リム部４ａの一端部８４ａ及びリム部４ｂの他端部８２ｂは、リム部４ａの他端部８２ａ及びリム部４ｂの一端部８４ｂ(これらは、上記略台形状の斜面に相当)と同様に、その側面を周方向端部へ向かうに従って徐々に凹ませて傾斜状(テーパ状)としている。
このように、図２に示す構成においては、凸部８６ａ,８６ｂ及び凹部８８ａ,８８ｂは、互いの対向部位がいずれも平坦面となっているため、保持器２の縮径時(割れ部２０の縮小時)において、これらの凸部８６ａ,８６ｂと凹部８８ａ,８８ｂは面接触することとなる(図３参照)。

保持器２の縮径時(割れ部２０の縮小時)における凸部８６ａ,８６ｂと凹部８８ａ,８８ｂの接触形態は、このような面接触に限定されず、図４に示す構成のように線接触や点接触であっても構わない。例えば、図４(ａ)には、凸部８６ａ,８６ｂを凹部８８ａ,８８ｂに対して凸曲状(円弧状)に突出させることで、これらの接触形態を線接触とした構成を示しており、同図(ｂ)には、凸部８６ａ,８６ｂを凹部８８ａ,８８ｂに対して球面状に突出させることで、これらの接触形態を点接触とした構成を示している。なお、かかる接触形態を線接触や点接触とするための凸部８６ａ,８６ｂ及び凹部８８ａ,８８ｂの構成は、図示構成(図４(ａ),(ｂ))には限定されない。

また、凸部８６ａ,８６ｂとリム部４ａ,４ｂの側面との連続部位２４、及び凹部８８ａ,８８ｂとリム部４ａ,４ｂの側面との連続部位２６は、図５に示すように、それぞれ円弧状や楕円形状に面取りしておくこと(いわゆるＲ状に表面加工しておくこと)が好ましい。かかる連続部位２４,２６をこのようにＲ加工しておくことで、保持器２を外方部材及び内方部材へ組み付ける(すなわち、軸受として組み立てる)際、各欠損部８ａ,８ｂに対して位置決め用部材(例えば、位置決めピンなど)１６を挿入しやすくなる。

なお、保持器２は、当該保持器２を拡径や縮径させることなく一定の径寸法(定常径寸法)に維持した状態において、弾性連結部１２によって二分されたそれぞれの割れ部２０の周方向間隔(図２(ａ)に示す距離Ａ)を欠損部８ａ,８ｂの周方向間隔(同図に示す距離Ｂ)よりも大きな設定としておく(Ａ＞Ｂ)。このような設定とすることで、保持器２の縮径時(割れ部２０の縮小時)に、弾性連結部１２へ余計な力をかけることなく、凸部８６ａ,８６ｂと凹部８８ａ,８８ｂをスムーズに接触させることができる。仮に、割れ部２０の周方向間隔(距離Ａ)を欠損部８ａ,８ｂの周方向間隔(距離Ｂ)以下に設定した場合(Ａ≦Ｂ)、保持器２の縮径時(割れ部２０の縮小時)には、凸部８６ａ,８６ｂと凹部８８ａ,８８ｂが接触する前に、弾性連結部１２と柱部６(欠損部近接柱部６２,６４)が接触することとなり、当該弾性連結部１２に対して過剰な力が負荷され、保持器２の損傷を誘引させやすい。

さらに、図７に示すように、リム部４ａ,４ｂには、外周縁へ向かうに従って徐々に縮径させたテーパ１８ａ,１８ｂを外周面に形成してもよいし(同図(ａ),(ｂ))、内周縁を一律に拡径させた段部２０ａ,２０ｂを内周面に形成してもよい(同図(ｂ))。また、柱部６には、軸方向へ沿って窪ませた溝(潤滑剤(一例として、潤滑油)を貯留させるための溝(形状や大きさは問わない))２２を外周面に形成してもよい(図７(ａ)から(ｃ))。これらのテーパ１８ａ,１８ｂ、段部２０ａ,２０ｂ、及び溝２２を形成することで、保持器２による潤滑剤(一例として、潤滑油)の流動性や貯留性、循環性を高めることができ、保持器２ひいては軸受の潤滑性能の向上を図ることが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る保持器２によれば、バネ機構の省スペース化を図りつつ、強度、成形性、組み立て性をいずれも格段に向上させることができる。

４ａ，４ｂ リム部
６ 柱部
８ａ，８ｂ 欠損部
１０ ポケット
１２ 弾性連結部
１４ ころ
８２ａ，８２ｂ リム部周方向他端部
８４ａ，８４ｂ リム部周方向一端部
８６ａ，８６ｂ 凸部
８８ａ，８８ｂ 凹部

Claims (2)

1. 一対のリム部と、複数の柱部を備え、
   前記一対のリム部は、それぞれ一箇所ずつ欠損部を有する非連続の欠円環状をなし、各リム部の欠損部が周方向に対して同一の位相をなした状態で、軸方向に対して同心上に所定間隔を空けて対向配置され、
   前記複数の柱部は、前記一対のリム部を連結するとともに当該リム部間の領域を当該リム部の周方向に隔て、転動体であるころを挿入して回転自在に保持するためのポケットを形成しており、
   前記一対のリム部には、一方のリム部においてその欠損部を挟んで周方向に相互に対向する周方向両端部のうちの一端部と、他方のリム部においてその欠損部を挟んで周方向に相互に対向する周方向両端部のうちの他端部とを相互に連結する伸縮自在な弾性連結部が設けられ、
   前記一方のリム部の一端部と、前記他方のリム部の他端部は、周方向に対して異なる位相をなした状態で位置しており、
   前記一方のリム部の周方向両端部のうちの他端部には、前記一端部へ向けて突出する凸部が設けられているとともに、当該一端部には、前記他端部の凸部に対応して窪んだ凹部が設けられ、
   前記他方のリム部の周方向両端部のうちの一端部には、前記他端部へ向けて突出する凸部が設けられているとともに、当該他端部には、前記一端部の凸部に対応して窪んだ凹部が設けられていることを特徴とするラジアルころ軸受用保持器。
2. 前記一対のリム部の欠損部は、これらの欠損部に対して周方向の両側に近接して配された二つの柱部の周方向ピッチの中間位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のラジアルころ軸受用保持器。
   

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