JP5805184B2 - ころ軸受け用保持器および針状ころ軸受け - Google Patents

Description

本発明は、各種機械に用いられるころ軸受けに関し、特に、周方向に一定間隔で配列した針状ころを保持するためのころ軸受け用保持器の改良に関する。

転動体として針状のころを用いる針状ころ軸受け（ニードルベアリング）においては、ころを収めるポケットを周方向に一定ピッチで形成した円筒状の保持器（リテーナ）を用いて多数のころを保持している。この種の保持器において、各ポケットは、保持器の内周面および外周面に開口しており、周方向に配列された柱状の仕切りによって隣接するポケット間が仕切られている。

各ポケットにおける内周側開口あるいは外周側開口は、収納済みのころの抜け止めがなされるような形状とされている。例えば、保持器を円筒状の樹脂製とし、各ポケットの内周側開口あるいは外周側開口の縁に抜け止め用の突起を形成する。このような構成では、突起を押圧力によって弾性変形させてポケット内にころを押し込むことができる。また、ころの装着後は突起が弾性復帰するため、ころの脱落を防止することができる。特許文献１、２には、この種の針状ころ軸受け用の樹脂製保持器が開示されている。

特開平７−２９３５６９号公報 特開２００８−２８６２３２号公報

上記のような樹脂製の保持器を一体成形により製造する際には、例えば、各ポケットと同一の断面形状をした中子を一定ピッチで放射状に配列し、その内周側および外周側に内型および外型を配置することによって各仕切りと同一の断面形状をしたキャビティを形成し、ここに溶融樹脂を注入して固化させる。型を取り外す際には、抜け止め用の突起があるために中子を無理抜きして取り外す必要がある。

ここで、針状ころ軸受けではころ自体が細いため、径方向の肉厚が薄い薄肉状の保持器を用いる必要がある。また、装着するころの本数を多くするために隣接するころの間隔を狭くすると、隣接するポケット間を仕切っている仕切りの周方向の厚さまでも薄くなり、強度が低下してしまう。このような強度の低い樹脂製の保持器は、製造時に中子を無理抜きして取り外すことが困難である。従って、抜け止め用の突起を保持器と一体成形することが困難である。

本発明の課題は、この点に鑑みて、薄肉状で強度が低い樹脂製のころ軸受け用保持器を製造するにあたり、ころの脱落防止用の突起を保持器と一体成形できる構成を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、針状ころ（Ｒ）を１本ずつ回転自在に保持する複数のポケット（６）が円周方向に一定ピッチで配列された樹脂製のころ軸受け用保持器（１）であって、
隣接する前記ポケット（６）間を仕切っており、前記複数のポケット（６）の配列の中心軸線方向に延びている複数の仕切り（５）と、
各仕切り（５）に一体成形された抜け止め用突起（１２）とを有し、
各仕切り（５）は、隣接する仕切り（５）の側を向いている側面（７）と、前記複数のポケット（６）の配列の外周側を向いている外周側端面（８）とを備え、
前記抜け止め用突起（１２）は、各仕切り（５）における各側面（７）と前記外周側端面（８）とが交差する各角部（１１）に設けられ、
各抜け止め用突起（１２）は、
前記側面（７）から突出し、前記角部（１１）の側に向かうに従って突出量が増大する内側傾斜部（１２ａ）と、前記外周側端面（８）から突出し、前記角部（１１）の側に向かうに従って突出量が増大する外側傾斜部（１２ｂ）とを備え、
前記内側傾斜部（１２ａ）および前記外側傾斜部（１２ｂ）を前記角部（１１）を覆うように延ばして接続した先端部が、前記外周側端面（８）から所定量（Ｌ２）だけさらに外周側に突出し、且つ、前記側面（７）から所定量（Ｌ１）だけ周方向に突出した位置まで延びており、
前記複数のポケット（６）には、
前記抜け止め用突起（１２）が、前記仕切り（５）における前記中心軸線方向の一端および他端の２箇所（Ｐ１、Ｐ２）に設けられている第１のポケット（６Ａ）と、
前記抜け止め用突起（１２）が、前記仕切り（５）における前記一端および他端の間の
所定位置（Ｑ１、Ｑ２）に設けられている第２のポケット（６Ｂ）が含まれ、
前記第１のポケット（６Ａ）と前記第２のポケット（６Ｂ）を、円周方向に交互に配置してあり、
前記複数のポケット（６）を円周方向に一定ピッチで並べた配列が、当該配列の中心軸線方向に２段形成された２段ポケット配列となっており、
前記２段の配列の一方を構成する前記ポケットを第１段側ポケットと呼び、他方を構成する前記ポケットを第２段側ポケットと呼ぶものとすると、前記複数の仕切り（５）は、前記第１段側ポケット同士を仕切っている第１仕切り群と、前記第２段側ポケット同士を仕切っている第２仕切り群から構成されており、
前記２段ポケット配列と同軸状に配置された第１環状部（２）、第２環状部（３）、第３環状部（４）を有し、
前記中心軸線方向に沿って、前記第１環状部（２）、前記第１仕切り群、前記第２環状部（３）、前記第２仕切り群、前記第３環状部（４）の順に配置されており、
前記第１仕切り群の各仕切り（５）は、前記第１環状部（２）と第２環状部（３）を相互に連結しており、
前記第２仕切り群の各仕切り（５）は、前記第２環状部（３）と第３環状部（４）を相互に連結しており、
前記中心軸線方向に隣接する前記第１段側ポケットおよび前記第２段側ポケットの一方は前記第１のポケット（６Ａ）であり、それらの他方は前記第２のポケット（６Ｂ）であることを特徴としている。

本発明は、このような抜け止め用突起の形状により、中子を用いて仕切りと抜け止め用突起を一体成形するにあたり、中子を無理抜きする際に仕切りに加わる力を軽減できる。すなわち、本発明における抜け止め用突起は、単にポケット内に突出する形状ではなく、ポケットの縁部に向かうに従って突出量が増大する方向に延びており、ポケットの縁部（側面と外周側端面とが交差する角部）を越えてさらに外周側に突出している。このような形状では、中子を無理抜きする際に突起の先端が自由に弾性変形できるため、仕切り本体に加わる力は、単にポケット内に抜け止め用突起を突出させた場合よりも軽減される。従って、抜け止めに必要な突起の突出寸法を確保する一方で、中子の無理抜きの際に仕切りに加わる力を従来よりも軽減できる。よって、針状ころを保持するポケットの間隔を狭くしたことにより、仕切りの強度が低下した場合においても、ころ軸受け用保持器を樹脂で一体成形することが可能となる。

また、本発明においては、各ポケット内に突出している前記抜け止め用突起が、隣接するポケット内に突出している前記抜け止め用突起に対し、その前記中心軸線方向の位置が重ならないように配置されている。各仕切りの両側の中子を無理抜きする際に加わる力が仕切りの特定箇所に集中することがない。従って、強度の弱い仕切りであっても無理抜きが可能となる。

すなわち、前記複数のポケットには、前記抜け止め用突起が、前記仕切りにおける前記中心軸線方向の一端および他端の２箇所に設けられている第１のポケットと、前記抜け止め用突起が、前記仕切りにおける前記一端および他端の間の所定位置に設けられている第２のポケットが含まれ、前記第１のポケットと前記第２のポケットを、円周方向に交互に配置してある。各仕切りの両側の中子を無理抜きする際に、この仕切りに対して、その一端側、他端側、その間の所定位置、の複数個所に分散して力がかかり、力が１箇所に集中しないようにすることができる。従って、強度の弱い仕切りであっても無理抜きが可能となる。

また、本発明において、前記複数のポケットを円周方向に一定ピッチで並べた配列が、当該配列の中心軸線方向に２段形成されており、前記複数の仕切りは、前記２段の配列の一方を構成するポケット同士を仕切っている第１仕切り群と、他方を構成するポケット同士を仕切っている第２仕切り群から構成されており、前記２段の配列と同軸状に配置された第１環状部、第２環状部、第３環状部を有し、前記中心軸線方向に沿って、前記第１環状部、前記第１仕切り群、前記第２環状部、前記第２仕切り群、前記第３環状部の順に配置されており、前記第１仕切り群の各仕切りは、前記第１環状部と第２環状部を相互に連結しており、前記第２仕切り群の各仕切りは、前記第２環状部と第３環状部を相互に連結した構成とすることができる。針状ころを２段に配列したものを保持可能なころ軸受け用保持器が得られる。

ここで、前記第１環状部、前記第２環状部、前記第３環状部の外周面は、同一の仮想円筒面上にあり、前記第１仕切り群および前記第２仕切り群を構成する各仕切りの前記外周側端面は、前記仮想円筒面に対し、所定寸法だけ径方向内側に後退した位置に設けられた構成にすることができる。このようにすると、各抜け止め用突起を第１ないし第３環状部の各外周面よりも外側に突出させないようにすることができる。

次に、本発明の針状ころ軸受けは、上記のころ軸受け用保持器により、円周方向に一定ピッチで配置した複数の針状ころを回転自在に保持していることを特徴としている。

本発明によれば、抜け止め用突起が単にポケット内に突出する形状ではなく、ポケットの縁部に向かうに従って突出量が増大する方向に延びており、ポケットの縁部（側面と外周側端面とが交差する角部）を越えてさらに外周側に突出している。このようにすると、中子を無理抜きする際に突起の先端が自由に弾性変形できるため、仕切り本体に加わる力は、単にポケット内に抜け止め用突起を突出させた場合よりも軽減される。従って、抜け止めに必要な突起の突出寸法を確保する一方で、中子の無理抜きの際に仕切りに加わる力を従来よりも軽減できる。よって、針状ころを保持するポケットの間隔を狭くしたことにより、仕切りの強度が低下した場合においても、ころ軸受け用保持器を樹脂で一体成形することが可能となる。

本発明を適用したころ軸受け用保持器の斜視図である。 ころ軸受け用保持器の部分拡大図（図１の領域Ａの拡大図）である。 ころ軸受け用保持器の部分断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。 抜け止め用突起の拡大図（図３の領域Ｃの拡大図）である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るころ軸受け用保持器を説明する。

図１は、本発明を適用したころ軸受け用保持器の斜視図である。この図に示すように、ころ軸受け用保持器１（以下、保持器１という）は、同軸状に配置された内輪と外輪（図示省略）との間に組み込み可能な概略円筒状をしている。保持器１は、同軸状に配置された３つの環状部（第１環状部２、第２環状部３、第３環状部４）を備えている。これらは同一形状であって、その内径および外径が同一寸法となっている。第１環状部２、第２環状部３、第３環状部４は、保持器１の中心軸線方向（図１に示すＸ方向）に同一間隔で配置されている。

第１環状部２と第２環状部３の間には、保持器１の中心軸線方向に延びる多数の仕切り５が円周方向に一定ピッチで配置されている。第１環状部２と第２環状部３は、これらの仕切り５によって相互に連結されている。また、第２環状部３と第３環状部４の間にも、同様に多数の仕切り５が円周方向に一定ピッチで配置されており、第２環状部３と第３環状部４は、これらの仕切り５によって相互に連結されている。

各仕切り５と隣接する仕切り５との間のスリット状の空間は、針状ころＲ（図３参照）を回転自在な状態で保持させるためのポケット６として用いられる。各ポケット６は、保持器１の内周面および外周面の両方の側に開口している。保持器１には、上記のような３つの環状部とその間に配列された多数の仕切り５によって、円周方向に一定ピッチで並ぶポケット６の環状配列が２段設けられている。各ポケット６は、隣接する２つの仕切り５の配置間隔によって幅方向の寸法が規定されている。また、これらの仕切り５によって連結されている２つの環状部（第１環状部２と第２環状部３、あるいは、第２環状部３と第３環状部４）の配置間隔により、各ポケット６の長手方向の寸法が規定されている。

図２は保持器１の部分拡大図（図１の領域Ａの拡大図）であり、図３は保持器１の部分断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。これらの図に示すように、各仕切り５は概略矩形状の断面形状をしており、隣り合う仕切り５の側を向いている２つの側面７、７と、保持器１の外周側を向いている外周側端面８と、保持器１の内周側を向いている内周側端面９（図３参照）を備えている。対向する側面７、７は、各ポケット６の内壁面となっている。各ポケット６の断面形状およびその寸法は、ここに収納される針状ころＲの径寸法に応じ、針状ころＲを回転自在に保持可能となるように設定されている。

ここで、上記の第１環状部２、第２環状部３、第３環状部４は、その内径および外径が同一であるため、その内周面２ａ、３ａ、４ａおよび外周面２ｂ、３ｂ、４ｂ（図１参照）は、それぞれ、同一の仮想円筒面上に位置している。そして、各仕切り５の内周側端面９は、その両端に接続されている環状部の各内周面（内周面２ａおよび３ａ、あるいは内周面３ａおよび４ａ）と面一になっている。すなわち、内周側端面９は、内周面２ａ、３ａ、４ａを含む仮想円筒面と面一になっている。

一方、各仕切り５の外周側端面８は、その両端に配置された環状部の各外周面（外周面２ｂおよび３ｂ、あるいは外周面３ｂおよび４ｂ）に対し、図２、図４に示す寸法ｄだけ径方向内側に後退した位置に設けられている。すなわち、各外周側端面８は、３つの環状部の外周面２ｂ、３ｂ、４ｂを含む仮想円筒面に対し、寸法ｄだけ径方向内側に後退した位置に設けられている。

各仕切り５の内周側の端部には、内周側端面９に向かうに従って周方向の厚みが増大する台形断面部１０が設けられている。これにより、各ポケット６の内周側の開口幅が狭まり、内周側への針状ころＲの脱落が防止されている。各仕切り５は、この台形断面部１０と後述する抜け止め用突起１２の形成位置を除き、周方向の厚みが一定となっている。

（抜け止め用突起）
各ポケット６の外周側の開口縁、すなわち、各仕切り５における外周側端面８と各側面７とが交差する角部１１の稜線上には、針状ころＲの外周側への脱落を防止するための抜け止め用突起１２が形成されている。抜け止め用突起１２は、図２に示すように、各角部１１に２箇所ずつ形成されている。そして、同一のポケット６の開口縁を構成している２つの角部１１には、当該ポケット６を挟み、周方向に対向している抜け止め用突起１２の対が２組ずつ形成されている。

ここで、本実施形態では、隣接するポケット６において、抜け止め用突起１２の形成位置が、仕切り５の長手方向、言い換えれば、保持器１の中心軸線方向に重ならないように設定している。すなわち、保持器１に形成されているポケット６は、対向する抜け止め用突起１２の対を、仕切り５の一端側および他端側の端位置Ｐ１、Ｐ２（図２参照）に形成した第１のポケット６Ａと、対向する抜け止め用突起１２の対を、端位置Ｐ１、Ｐ２の間に設定された中央寄り位置Ｑ１、Ｑ２（図２参照）に形成した第２のポケット６Ｂのいずれかとなっている。保持器１は、このような第１のポケット６Ａと第２のポケット６Ｂを、円周方向に交互に配置した構成となっている。

図４は抜け止め用突起１２の拡大図（図３の領域Ｃの拡大図）である。各抜け止め用突起１２は、側面７における角部１１側の縁部分からポケット６内に突出している内側傾斜部１２ａと、外周側端面８における角部１１側の縁部分からさらに外周側（保持器１の径方向外側）に突出している外側傾斜部１２ｂを備えており、内側傾斜部１２ａと外側傾斜部１２ｂとを角部１１を覆うように延ばして、先端が湾曲状になるように接続した形状をしている。内側傾斜部１２ａおよび外側傾斜部１２ｂは、いずれも、角部１１の側に向かうに従って突出量が増大している。このため、抜け止め用突起１２は、外周側端面８からさらに外周側へ向かって突出しつつ、ポケット６の開口幅を狭める方向に向かって斜めに突出する形状となっている。

各抜け止め用突起１２の先端部は、図４に示すように、ポケット６の開口縁である角部１１を基準として、ここから周方向（ポケット６の開口幅方向）に寸法Ｌ１だけ突出すると共に、外周側端面８からさらに外周側に向かって寸法Ｌ２だけ突出している。寸法Ｌ２は、第１環状部２、第２環状部３、第３環状部４の各外周面２ｂ、３ｂ、４ｂに対する外周側端面８の径方向内側への後退寸法ｄと同一、あるいは、わずかに小さな寸法となるように設定されている。寸法Ｌ１、Ｌ２は、ポケット６内からの針状ころＲの脱落を防止するのに必要最小限の寸法となるように設定されている。

以上のように、本実施形態の保持器１は、各抜け止め用突起１２が単にポケット６内に突出する形状ではなく、角部１１に向かうに従って突出量が増大し、角部１１を越えて、更に外周側に斜めに飛び出す形状となっている。このように、抜け止め用突起１２を外周側端面８よりもさらに外周側に突出させつつ、ポケット６の開口幅を狭める方向に斜めに延ばす形状とした場合には、単にポケット６の内壁から内側に突出する突起を設けた場合と異なり、対向する抜け止め用突起１２の先端を自由に弾性変形させて、その間隔を容易に拡げることが可能になる。

従って、このような抜け止め用突起１２を備える保持器１を樹脂で一体成形する場合に、ポケット６と同一の断面形状をした中子を外周側に無理抜きして引き抜くのが容易となり、中子を無理抜きするときに仕切り５本体に加わる力を軽減できる。従って、より多くのポケット６を形成するために、各仕切り５を薄くしてその強度を低下させた場合であっても中子の無理抜きが可能になり、このような保持器１を樹脂で一体成形することが可能になる。

また、本実施形態の保持器１は、各ポケット６に設けられた抜け止め用突起１２の形成位置を、隣接するポケット６における抜け止め用突起１２の形成位置に対し、仕切り５の長手方向に重ならないように設定している。具体的には、仕切り５の端位置Ｐ１、Ｐ２に抜け止め用突起１２を形成した第１のポケット６Ａと、仕切り５の中央寄り位置Ｑ１、Ｑ２に抜け止め用突起１２を形成した第２のポケット６Ｂを周方向に交互に配列している。このようにすると、各仕切り５の両側の中子を無理抜きする際に加わる力が分散し、仕切り５の特定箇所に力が集中することがない。すなわち、一方の中子からは端位置Ｐ１、Ｐ２に力がかかり、もう一方の中子からは中央寄り位置Ｑ１、Ｑ２に力がかかるため、力が分散することになる。従って、強度の弱い仕切り５であっても無理抜きが可能となる。

以上のように、本実施形態によれば、細い針状ころＲを用いるために、保持器１の径方向の寸法（厚さ）を薄くし、更に、針状ころＲの配置間隔を狭めたことによって仕切り５の周方向の厚さまでも薄くした場合であっても、抜け止め用突起１２を備える保持器１を樹脂による一体成形で製造することが可能となる。そして、この保持器１によって円周方向に一定ピッチで配置した多数の針状ころＲを回転自在に保持させたものを内輪と外輪の間に配置することにより、針状ころ軸受けを形成することができる。

なお、本実施形態の保持器１は、円周方向に並ぶポケット６の配列を２段備えているが、１段のみ備える構成としてもよい。この場合、第３環状部４、および、第２環状部３と第３環状部４の間に配置された仕切り５を省略した構成とすればよい。

Claims (3)

1. 針状ころ（Ｒ）を１本ずつ回転自在に保持する複数のポケット（６）が円周方向に一定ピッチで配列された樹脂製のころ軸受け用保持器（１）であって、
   隣接する前記ポケット（６）間を仕切っており、前記複数のポケット（６）の配列の中心軸線方向に延びている複数の仕切り（５）と、
   各仕切り（５）に一体成形された抜け止め用突起（１２）とを有し、
   各仕切り（５）は、隣接する仕切り（５）の側を向いている側面（７）と、前記複数のポケット（６）の配列の外周側を向いている外周側端面（８）とを備え、
   前記抜け止め用突起（１２）は、各仕切り（５）における各側面（７）と前記外周側端面（８）とが交差する各角部（１１）に設けられ、
   各抜け止め用突起（１２）は、
   前記側面（７）から突出し、前記角部（１１）の側に向かうに従って突出量が増大する内側傾斜部（１２ａ）と、前記外周側端面（８）から突出し、前記角部（１１）の側に向かうに従って突出量が増大する外側傾斜部（１２ｂ）とを備え、
   前記内側傾斜部（１２ａ）および前記外側傾斜部（１２ｂ）を前記角部（１１）を覆うように延ばして接続した先端部が、前記外周側端面（８）から所定量（Ｌ２）だけさらに外周側に突出し、且つ、前記側面（７）から所定量（Ｌ１）だけ周方向に突出した位置まで延びており、
   前記複数のポケット（６）には、
   前記抜け止め用突起（１２）が、前記仕切り（５）における前記中心軸線方向の一端および他端の２箇所（Ｐ１、Ｐ２）に設けられている第１のポケット（６Ａ）と、
   前記抜け止め用突起（１２）が、前記仕切り（５）における前記一端および他端の間の所定位置（Ｑ１、Ｑ２）に設けられている第２のポケット（６Ｂ）が含まれ、
   前記第１のポケット（６Ａ）と前記第２のポケット（６Ｂ）を、円周方向に交互に配置してあり、
   前記複数のポケット（６）を円周方向に一定ピッチで並べた配列が、当該配列の中心軸線方向に２段形成された２段ポケット配列となっており、
   前記２段の配列の一方を構成する前記ポケットを第１段側ポケットと呼び、他方を構成する前記ポケットを第２段側ポケットと呼ぶものとすると、前記複数の仕切り（５）は、前記第１段側ポケット同士を仕切っている第１仕切り群と、前記第２段側ポケット同士を仕切っている第２仕切り群から構成されており、
   前記２段ポケット配列と同軸状に配置された第１環状部（２）、第２環状部（３）、第３環状部（４）を有し、
   前記中心軸線方向に沿って、前記第１環状部（２）、前記第１仕切り群、前記第２環状部（３）、前記第２仕切り群、前記第３環状部（４）の順に配置されており、
   前記第１仕切り群の各仕切り（５）は、前記第１環状部（２）と第２環状部（３）を相互に連結しており、
   前記第２仕切り群の各仕切り（５）は、前記第２環状部（３）と第３環状部（４）を相互に連結しており、
   前記中心軸線方向に隣接する前記第１段側ポケットおよび前記第２段側ポケットの一方は前記第１のポケット（６Ａ）であり、それらの他方は前記第２のポケット（６Ｂ）であることを特徴とする軸受け用保持器。
2. 請求項１において、
   前記第１環状部（２）、前記第２環状部（３）、前記第３環状部（４）の各外周面は、同一の仮想円筒面上にあり、
   前記第１仕切り群および前記第２仕切り群を構成する各仕切り（５）の前記外周側端面（８）は、前記仮想円筒面に対し、所定寸法（ｄ）だけ径方向内側に後退した位置に設けられていることを特徴とするころ軸受け用保持器。
3. 請求項１または２に記載のころ軸受け用保持器（１）により、円周方向に一定ピッチで配置した複数の針状ころ（Ｒ）を回転自在に保持していることを特徴とする針状ころ軸受け。

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