KR20170015372A

KR20170015372A - 관형 유지기 및 앵귤러 볼 베어링

Info

Publication number: KR20170015372A
Application number: KR1020167036852A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 가츠노
Original assignee: 닛본 세이고 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-02-08
Also published as: CN106662152A; TWI568943B; WO2016002681A1; TW201608143A; JP2016027279A

Abstract

기둥부 (32) 의 선단에는, 둘레 방향 중간에 절결부 (34) 가 형성됨으로써, 둘레 방향 양측에 1 쌍의 클로부 (36) 가 형성된다. 인접하는 볼 (3) 끼리의 거리 (L) 와, 볼 피치원 직경 (dm) 에 원주율 (π) 을 곱한 볼 피치원 둘레 길이 (πdm) 의 관계는, 2.5 × 10^-3 ≤ L/πdm ≤ 13 × 10^-3을 만족시킨다. 기둥부 (32) 의 원주 방향 최소 두께 (M) 와, 클로부 (36) 의 원주 방향 폭 (N) 과, 볼 피치원 둘레 길이 (πdm) 의 관계는, -3.5 × 10^-3 ≤ (M － 2N)/πdm ＜ 0 을 만족시킨다.

Description

관형 유지기 및 앵귤러 볼 베어링{CROWN CAGE AND ANGULAR CONTACT BALL BEARING}

본 발명은 관형 유지기 및 앵귤러 볼 베어링에 관한 것이다.

NC 선반, 밀링 머신, 머시닝 센터, 복합 가공기, 5 축 가공기 등의 공작 기계나, 주축대나 가공물을 장착하는 베드의 직동 이송 기구에는, 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 볼 스크루가 사용되고 있다. 이 볼 스크루의 축단을 회전 지지하는 베어링으로서 앵귤러 볼 베어링이 채용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조.). 이와 같은 앵귤러 볼 베어링은, 사용하는 공작 기계의 주축대나 가공물을 장착하는 베드의 종류나 사이즈에 따라, 베어링 내경이 φ15 ㎜ ∼ φ130 ㎜ 전후 사이즈인 것이 사용되고 있다.

가공 중에 발생하는 절삭 하중이나, 주축대 및 베드를 급가속으로 이동시키는 경우의 이너셔 하중은, 볼 스크루를 개재하여 앵귤러 볼 베어링에 액시얼 하중으로서 부하된다. 최근의 공작 기계에서는, 고효율 가공의 목적으로 절삭 하중이나 빠른 이송에 의한 이너셔 하중이 커, 볼 스크루 서포트용 앵귤러 볼 베어링에 큰 액시얼 하중이 부하되는 경향이 있다.

따라서, 이와 같은 볼 스크루 서포트용 앵귤러 볼 베어링에서는, 구름 피로 수명을 증가시키기 위해, 부하 용량의 증가와, 가공 정밀도를 유지하기 위한 고강성을 양립시키는 것이 필요해진다.

이들을 양립시키기 위해서는, 베어링 사이즈를 크게 하거나, 조합의 열수를 많게 하면 대응할 수 있다. 그러나, 베어링 사이즈를 크게 해 버리면, 볼 스크루 축단에서 스페이스가 증가하게 된다. 또, 조합의 열수를 지나치게 많게 해 버리면, 볼 스크루 유닛 부분이 폭이 넓은 구성으로 되어 버린다. 그 결과, 공작 기계의 필요한 플로어 면적이나 높이 방향 치수가 증가해 버리기 때문에, 베어링의 대형화나 열수의 증가에는 한도가 있다.

또, 종래의 앵귤러 볼 베어링에서는, 축 방향 양측에 1 쌍의 링을 갖는 경사형 절삭 가공 유지기 (금속 절삭, 또는 사출 성형의 수지 유지기) 가 사용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 또는 3 참조.). 이와 같은 양측 링 구조의 유지기는, 강도 면에서는 양호하지만, 베어링의 양 단면 (端面) 에 시일을 장착한 구조의 경우, 축 방향의 스페이스가 부족해져 버린다. 또, 베어링 내부 공간의 용적도 적어져, 봉입 그리스량도 한정되어 버린다.

일본 공개특허공보 2000-104742호 일본 공개특허공보 2005-61508호 일본 공개실용신안공보 평3-49417호

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 한정된 스페이스 안에서 부하 용량의 증가와 고강성을 양립시킬 수 있는 관형 유지기 및 앵귤러 볼 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은, 하기의 구성에 의해 달성된다.

(1) 대략 원환상의 링부와,

상기 링부의 정면측 또는 배면측으로부터, 소정 간격으로 축 방향으로 돌출된 복수의 기둥부와,

인접하는 상기 기둥부 사이에 형성되고, 각각 볼을 유지할 수 있는 복수의 포켓부

를 구비하고, 사출 성형으로 제조되는 볼 베어링용의 관형 유지기로서,

상기 기둥부의 선단에는, 둘레 방향 중간에 절결부가 형성됨으로써, 둘레 방향 양측에 1 쌍의 클로부가 형성되고,

인접하는 상기 볼끼리의 거리 (L) 와 볼 피치원 직경 (dm) 에 원주율 (π) 을 곱한 볼 피치원 둘레 길이 (πdm) 의 관계는,

2.5 × 10^-3 ≤ L/πdm ≤ 13 × 10^-3

을 만족시키고,

상기 기둥부의 원주 방향 최소 두께 (M) 와, 상기 클로부의 원주 방향 폭 (N) 과, 상기 볼 피치원 둘레 길이 (πdm) 의 관계는,

-3.5 × 10^-3 ≤ (M － 2N)/πdm ＜ 0

을 만족시키는 관형 유지기.

(2) 상기 포켓부의 구면 중심 위치와, 상기 링부의 최외경부와 최내경부의 직경 방향 중심 위치는, 직경 방향에 있어서 어긋나 있는 (1) 에 기재된 관형 유지기.

(3) 상기 포켓부의 구면 중심 위치와, 상기 링부의 최외경부와 최내경부의 직경 방향 중심 위치는, 직경 방향에 있어서 일치하고 있는 (1) 에 기재된 관형 유지기.

(4) (1) ∼ (3) 중 어느 한 항에 기재된 관형 유지기를 구비하는 앵귤러 볼 베어링.

본 발명의 관형 유지기에 의하면, 2.5 × 10^-3 ≤ L/πdm ≤ 13 × 10^-3을 만족시키기 때문에, 베어링 1 열당 (볼 피치원 상) 의 볼수를 많게 할 수 있어, 베어링의 부하 용량의 증가와 고강성을 실현할 수 있다. 또한, 만일 2.5 × 10^-3 ＞ L/πdm 이면, 유지기의 기둥부의 원주 방향 두께가 지나치게 얇아져, 성형시나 절삭시에 구멍이 뚫려 버린다. 특히, 관형 유지기의 재료인 합성 수지에 강화재가 많이 함유되어 있으면, 성형시에 합성 수지의 유동성이 나빠져, 구멍이 뚫리기 쉽다. 또, L/πdm ＞ 13 × 10^-3 이면, 볼수가 적어져, 하중 부하 능력 및 강성이 낮아져 버린다.

또, -3.5 × 10^-3 ≤ (M － 2N)/πdm ＜ 0 을 만족시키기 때문에, 액시얼 드로우 방식의 사출 성형으로 관형 유지기를 제작할 때, 형발 (型拔) 공정에 있어서, 기둥부 선단의 1 쌍의 클로부를 손상시키지 않고, 포켓부를 형성하는 형 부재를 축 방향으로 빼내는 것이 가능해진다. 만일, -3.5 × 10^-3 ＞ (M － 2N)/πdm 이면, 형발시에 클로부의 균열 또는 결손이 발생하여, 유지기의 기능상 문제가 될 가능성이 있다. 또, (M － 2N)/πdm ≥ 0 이면, 기둥부 선단의 1 쌍의 클로부 간의 압축 간섭은 발생하지 않지만, 인접하는 1 쌍의 포켓부 사이의 거리가 커져, 결과적으로 볼 피치원 상에 배치하는 볼수가 줄어 버리는 것으로 이어지기 때문에, 하중 부하 능력 및 강성이 저감되어 버릴 우려가 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 앵귤러 볼 베어링을 병렬 조합한 단면도이다.
도 3 은 유지기의 측면도이다.
도 4 는 유지기를 축 방향 일방측에서 본 도면이다.
도 5 는 유지기를 축 방향 타방측에서 본 도면이다.
도 6 은 도 1 및 도 4 의 Ⅵ-Ⅵ 단면도이다.
도 7 은 도 4 의 ⅥI-ⅥI 단면 화살표도이다.
도 8 은 복수의 볼의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 구상 형 (型) 을 함께 나타낸 유지기의 단면도이다.
도 10 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 단면도이다.
도 11 은 유지기의 측면도이다.
도 12 는 유지기를 축 방향 일방측에서 본 도면이다.
도 13 은 유지기를 축 방향 타방측에서 본 도면이다.
도 14 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 단면도이다.
도 15 는 유지기를 축 방향 일방측에서 본 도면이다.
도 16 은 도 15 의 XVI-XVI 단면 화살표도이다.
도 17 은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 단면도이다.
도 18 은 유지기를 축 방향 일방측에서 본 도면이다.
도 19 는 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 단면도이다.
도 20 은 본 발명의 제 5 실시형태의 변형예에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 단면도이다.
도 21 은 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 앵귤러 볼 베어링의 단면도이다.
도 22 는 종래의 깊은 홈 볼 베어링의 단면도이다.
도 23 은 종래의 유지기를 축 방향에서 본 도면이다.
도 24 는 종래의 유지기의 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 관형 유지기 및 앵귤러 볼 베어링에 대하여 도면을 사용하여 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (1) 은, 내주면에 궤도면 (11) 을 갖는 외륜 (10) 과, 외주면에 궤도면 (21) 을 갖는 내륜 (20) 과, 외륜 (10) 및 내륜 (20) 의 궤도면 (11, 21) 사이에 배치된 복수의 볼 (3) 과, 볼 (3) 을 자유롭게 전동 (轉動) 할 수 있게 유지하고, 볼 안내 방식인 관형 유지기 (30) 를 구비한다.

외륜 (10) 의 내주면은, 궤도면 (11) 보다 배면측 (부하측. 도 1 중 좌측.) 에서 볼록하게 형성된 외륜 홈 숄더부 (12) 와, 궤도면 (11) 보다 정면측 (부하 반대측. 도 1 중 우측.) 에서 오목하게 형성된 외륜 카운터 보어 (13) 를 갖는다.

내륜 (20) 의 외주면은, 궤도면 (21) 보다 정면측 (부하측. 도 1 중 우측.) 에서 볼록하게 형성된 내륜 홈 숄더부 (22) 와, 궤도면 (21) 보다 배면측 (부하 반대측. 도 1 중 좌측.) 에서 오목하게 형성된 내륜 카운터 보어 (23) 를 갖는다.

여기에서, 내륜 카운터 보어 (23) 의 외경을 D1 로 하고, 내륜 홈 숄더부 (22) 의 외경을 D2 로 하면, D1 ＜ D2 로 되어 있다. 또, 외륜 카운터 보어 (13) 의 내경을 D3 으로 하고, 외륜 홈 숄더부 (12) 의 내경을 D4 로 하면, D3 ＞ D4 로 되어 있다. 이와 같이, 내륜 홈 숄더부 (22) 의 외경 (D2) 을 크게 하고, 외륜 홈 숄더부 (12) 의 내경 (D4) 을 작게 하고 있기 때문에, 볼 (3) 의 접촉각 (α) 을 크게 설정하는 것이 가능하다. 보다 구체적으로는, 외경 (D2) 및 내경 (D4) 을 상기와 같이 설정함으로써, 접촉각 (α) 을 45°≤ α ≤ 65°정도로 할 수 있다. 베어링 제작시의 접촉각 (α) 의 편차를 고려해도, 50°≤ α ≤ 60°정도로 할 수 있다. 이와 같이, 접촉각 (α) 을 크게 할 수 있다.

또, 내륜 홈 숄더부 (22) 의 직경 방향 높이 (Hi) 를 볼 (3) 의 직경 (Dw) 으로 나눈 것을 Ai (Ai ＝ Hi/Dw) 로 하면, 0.35 ≤ Ai ≤ 0.50 을 만족시키도록 설정된다. 외륜 홈 숄더부 (12) 의 직경 방향 높이 (He) 를 볼 (3) 의 직경 (Dw) 으로 나눈 것을 Ae (Ae ＝ He/Dw) 로 하면, 0.35 ≤ Ae ≤ 0.50 을 만족시키도록 설정된다.

만일, 0.35 ＞ Ai 또는 0.35 ＞ Ae 인 경우에는, 볼 (3) 의 직경 (Dw) 에 대해 내륜 홈 숄더부 (22) 또는 외륜 홈 숄더부 (12) 의 직경 방향 높이 (Hi, He) 가 지나치게 작아지기 때문에, 접촉각 (α) 이 45°미만이 되어 버려, 베어링의 축 방향 하중의 부하 능력이 부족해져 버린다. 또, 0.50 ＜ Ai 또는 0.50 ＜ Ae 인 경우에는, 외륜 (10) 및 내륜 (20) 의 궤도면 (11, 21) 이, 볼 (3) 의 피치원 직경 (dm) 을 초과하여 형성되게 되므로, 외륜 홈 숄더부 (12) 및 내륜 홈 숄더부 (22) 의 연삭 가공이 곤란해져 바람직하지 않다.

또, 외륜 홈 숄더부 (12) 의 배면측 단부 (端部) 에는, 배면측을 향함에 따라 직경 방향 외측으로 향하는 테이퍼 형상의 외륜 모따기 (14) 가 형성되어 있다. 내륜 홈 숄더부 (22) 의 정면측 단부에는, 정면측을 향함에 따라 직경 방향 내측으로 향하는 테이퍼 형상의 내륜 모따기 (24) 가 형성되어 있다. 이들 외륜 모따기 (14) 및 내륜 모따기 (24) 의 직경 방향 폭은, 외륜 홈 숄더부 (12) 및 내륜 홈 숄더부 (22) 의 직경 방향 높이 (He, Hi) 의 절반보다 커, 비교적 큰 값으로 설정되어 있다.

이와 같은 앵귤러 볼 베어링 (1) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 병렬 조합으로 사용할 수 있다. 본 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (1) 은, 볼 (3) 의 피치원 직경 (dm) 의 근방까지 외륜 홈 숄더부 (12) 및 내륜 홈 숄더부 (22) 를 형성하고 있기 때문에, 만일, 외륜 모따기 (14) 및 내륜 모따기 (24) 를 형성하지 않으면, 일방의 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 내륜 (20) 과 타방의 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 외륜 (10) 이 간섭하여, 베어링 회전 중에 문제가 발생하여 버린다. 또, 오일 윤활로 사용하는 경우, 만일, 외륜 모따기 (14) 및 내륜 모따기 (24) 를 형성하지 않으면, 각 앵귤러 볼 베어링 (1) 사이를 오일이 통과하지 않아, 배유가 나빠져, 윤활 불량이나, 베어링 내부에 오일이 다량으로 잔류함에 따른 온도 상승으로 이어진다. 이와 같이, 외륜 모따기 (14) 및 내륜 모따기 (24) 를 형성함으로써, 내륜 (20) 및 외륜 (10) 끼리의 간섭의 방지 및 배유성의 향상을 실현할 수 있다. 또한, 외륜 모따기 (14) 및 내륜 모따기 (24) 는, 반드시 양방 형성할 필요는 없으며, 적어도 일방을 형성하면 된다.

다음으로, 도 3 ∼ 7 을 참조하여, 관형 유지기 (30) 의 구성에 대해서 상세히 서술한다. 관형 유지기 (30) 는, 합성 수지로 이루어지는 볼 안내 방식의 플라스틱 유지기로, 당해 관형 유지기 (30) 를 구성하는 베이스 수지는 폴리아미드 수지이다. 또한, 폴리아미드 수지의 종류는 제한되는 것은 아니며, 폴리아미드 이외에, 폴리아세탈 수지, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드 등, 다른 합성 수지여도 상관없다. 또한, 베이스 수지 중에는, 강화재로서 유리 섬유, 카본 섬유, 아라미드 섬유 등이 첨가된다. 또, 관형 유지기 (30) 는, 사출 성형 또는 절삭 가공에 의해 제조된다.

관형 유지기 (30) 는, 내륜 (20) 및 외륜 (10) 과 동축에 배치된 대략 원환상의 링부 (31) (도 1 참조.) 와, 링부 (31) 의 배면측으로부터, 소정 간격으로 축 방향으로 돌출된 복수의 기둥부 (32) 와, 인접하는 기둥부 (32) 사이에 형성된 복수의 포켓부 (33) 를 갖는다.

여기에서, 본 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (1) 에서는, 축 방향 하중의 고부하 능력의 실현을 위해, 외륜 홈 숄더부 (12) 및 내륜 홈 숄더부 (22) 의 직경 방향 높이 (He, Hi) 를 크게 하고 있기 때문에, 베어링 내부 공간이 적어진다. 따라서, 이와 같은 베어링 내부 공간에 배치하는 관형 유지기 (30) 는, 편측 링 구조이기 때문에, 외륜 카운터 보어 (13) 와 내륜 홈 숄더부 (22) 사이에 링부 (31) 를 배치하고, 외륜 (10) 및 내륜 (20) 의 궤도면 (11, 21) 사이에 기둥부 (32) 를 배치하고, 기둥부 (32) 의 직경 방향 외측 단부에 링부 (31) 가 접속하는 구조가 된다.

즉, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치가, 링부 (31) 의 최외경부 (m1) 와 최내경부 (m2) 의 직경 방향 중간 위치 (m) 보다, 직경 방향 내측 (직경 방향 일방측) 으로 어긋난 구조가 된다. 여기에서, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치는, 포켓부 (33) 의 곡률 반경의 중심에 일치하는 위치이다. 또, 링부 (31) 의 최외경부 (m1) 는 직경 방향 외측면 (31b) 이고, 최내경부 (m2) 는 직경 방향 내측면 (31a) 이다. 또한, 도시한 예에서는, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치가, 링부 (31) 의 최내경부 (m2) 보다 직경 방향 내측으로 어긋나 있다.

도 7 에 나타내는 바와 같이, 포켓부 (33) 를 형성하는 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 링부 (31) 의 직경 방향 내측면 (직경 방향 일방측 면) (31a) 과 직경 방향 외측면 (직경 방향 타방측 면) (31b) 을 연결하는 원호 (33a) 의 일부가 절결되어 이루어지는 것이다. 원호 (33a) 의 중심은 P 로 나타내어지고, 반경은 r 로 나타내어진다.

보다 구체적으로, 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 원호 (33a) 의 직경 방향 내측 단부 (직경 방향 일방측 단부) 가 절결되어 축 방향으로 연장되도록 형성된 제 1 스트레이트 형상부 (33b) 를 포함한다. 제 1 스트레이트 형상부 (33b) 는, 원호 (33a) 의 중심 (P) 보다 배면측에 배치되어 있다. 또, 제 1 스트레이트 형상부 (33b) 는, 볼 (3) 의 중심 (Oi) (포켓부 (33) 의 구면 중심) 과 축 방향에서 겹친다.

또한, 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 원호 (33a) 의, 제 1 스트레이트 형상부 (33b) 의 정면측의 단부와, 링부 (31) 의 직경 방향 내측면 (31a) 의 배면측의 단부를 연결하는 부분이 절결되어 형성된 제 2 스트레이트 형상부 (33c) 를 포함한다. 따라서, 제 2 스트레이트 형상부 (33c) 는, 정면측 (링부 (31) 측) 을 향함에 따라, 직경 방향 외측으로 향하는 직선 형상이 된다.

또, 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 원호 (33a) 의 직경 방향 외측 단부 (직경 방향 타방측 단부) 가 절결되어 축 방향으로 연장되도록 형성된 제 3 스트레이트 형상부 (33g) 를 포함한다. 제 3 스트레이트 형상부 (33g) 는, 링부 (31) 의 직경 방향 외측면 (31b) 과 동일 평면 상에 형성되어, 당해 직경 방향 외측면 (31b) 과 단차 없이 접속한다.

이와 같이, 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 제 3 스트레이트 형상부 (33g) 와, 원호 (33a) 와, 제 1 스트레이트 형상부 (33b) 와, 제 2 스트레이트 형상부 (33c) 가 접속된 형상으로 되어 있다.

또, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 포켓부 (33) 를 형성하는, 기둥부 (32) 의 둘레 방향 양 측면, 및 링부 (31) 의 배면측 (기둥부 (32) 측) 의 측면은, 볼 (3) 과 서로 유사한 형상의 구면상으로 형성된다. 여기에서, 기둥부 (32) 의 선단은, 둘레 방향 중간에 절결부 (34) 가 형성되어 있어, 두 갈래로 나누어져 있다. 그리고, 기둥부 (32) 의 선단에는, 절결부 (34) 의 둘레 방향 양측에 1 쌍의 클로부 (36) 가 형성된다. 여기에서, 본 실시형태의 절결부 (34) 는, 단면 대략 V 자 형상의 예리한 형상으로 되어 있는데, 당해 형상에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 일정한 평면 (예를 들어, 0.1 ㎜ 이상의 평면) 을 바닥면으로서 가져도 된다. 이와 같이 절결부 (34) 를 형성함으로써, 관형 유지기 (30) 를 액시얼 드로우 방식의 사출 성형으로 제조할 때, 포켓부 (33) 를 형성하는 금형 부품을 무리하게 빼낸 경우라 하더라도, 1 쌍의 클로부 (36) 가 절결부 (34) 측으로 탄성 변형되기 때문에, 기둥부 (32) 의 포켓부 (33) 측의 모서리부 (35) 의 파손을 방지할 수 있다.

또, 관형 유지기 (30) 재료의 합성 수지에 첨가하는 강화재의 비율은, 5 ∼ 30 중량 퍼센트로 하는 것이 바람직하다. 만일, 합성 수지 성분 중의 강화재의 비율이 30 중량 퍼센트를 초과하면, 관형 유지기 (30) 의 유연성이 저하되기 때문에, 관형 유지기 (30) 성형시의 포켓부 (33) 로부터 형을 무리하게 빼낼 때나, 베어링을 조립할 때의 포켓부 (33) 로 볼 (3) 을 밀어넣을 때, 기둥부 (32) 의 모서리부 (35) 가 파손되어 버린다. 또, 관형 유지기 (30) 의 열 팽창은 베이스 재료인 수지 재료의 선팽창 계수에 의존하기 때문에, 강화재의 비율이 5 중량 퍼센트보다 적어지면, 베어링 회전 중의 관형 유지기 (30) 의 열 팽창이 볼 (3) 의 피치원 직경 (dm) 의 팽창에 비해 커져, 볼 (3) 과 관형 유지기 (30) 의 포켓부 (33) 가 서로 버텨 버려 늘어붙음 등의 문제가 일어나 버린다. 따라서, 합성 수지 성분 중의 강화재의 비율을 5 ∼ 30 중량％ 의 범위로 함으로써 상기 문제를 방지할 수 있다.

또한, 관형 유지기 (30) 의 합성 수지 재료로는, 폴리아미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌술파이드, 폴리이미드 등의 수지가 적용된다. 합성 수지의 강화재로는, 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 등이 적용된다.

또, 본 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (1) 은, 액시얼 하중 부하 능력을 크게 하기 위해, 볼 (3) 의 수 (볼수 (Z)) 가 많아지도록 설정하고 있다. 보다 구체적으로, 도 8 을 사용하여 설명한다. 도 8 에는, 직경 (dm) 의 피치원 상에 배치된 2 개의 볼 (3) 이 도시되어 있다. 이들 볼 (3) 의 직경을 Dw 로 하고, 이들 볼 (3) 의 중심을 A, B 로 하고, 선분 AB 와 볼 (3) 의 표면의 교점을 C, D 로 하고, 선분 AB 의 중간점을 E 로 하고, 피치원의 중심을 O 로 하고 있다. 또, 인접하는 볼 (3) 의 중심 A, B 끼리의 거리 (선분 AB 의 거리) 인 볼 중심 간 거리를 T 로 하고, 인접하는 볼 (3) 끼리의 거리 (선분 CD 의 거리) 인 볼 간 거리를 L 로 하고, 선분 EO 와 선분 BO 가 이루는 각도 (선분 EO 와 선분 AO 가 이루는 각도) 를 θ 로 하고 있다. 그렇다고 한다면, 선분 AO 및 선분 BO 의 거리는 (dm/2) 이고, 볼 중심 간 거리 (T) 는 (dm × sin θ) 이고, 볼 간 거리 (L) 는 (T － Dw) 이고, 각도 (θ) 는 (180°/Z) 이다.

그리고, 볼 간 거리 (L) 와 볼 피치원 직경 (dm) 에 원주율 (π) 을 곱한 볼 (3) 피치원 둘레 길이 (πdm) 사이에 2.5 × 10^-3 ≤ L/πdm ≤ 13 × 10^-3의 관계가 성립하도록 설계하고 있다. 만일, L/πdm 이 2.5 × 10^-3 보다 작으면 관형 유지기 (30) 의 기둥부 (32) 의 원주 방향 두께가 지나치게 얇아져, 성형시나 절삭시에 구멍이 뚫려 버린다. 특히, 관형 유지기 (30) 의 재료인 합성 수지에 강화재가 많이 함유되어 있으면, 성형시에 합성 수지의 유동성이 나빠져, 구멍이 뚫리기 쉽다. 또, L/πdm 이 13 × 10^-3 보다 크면, 볼수 (Z) 가 적어져, 베어링의 액시얼 하중 부하 능력 및 강성이 낮아져 버린다.

이와 같이, 앵귤러 볼 베어링 (1) 은 2.5 × 10^-3 ≤ L/πdm ≤ 13 × 10^-3을 만족시키도록, 즉 볼수 (Z) 가 비교적 많아지도록 설계되어 있어, 관형 유지기 (30) 의 기둥부 (32) 의 원주 방향 두께를 표준 베어링에 비해 두껍게 할 수 없다. 그리고, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기둥부 (32) 의 원주 방향 최소 두께 (M) 가 얇아짐에 수반하여, 클로부 (36) 의 원주 방향 폭 (N) 도 작아진다. 따라서, 관형 유지기 (30) 를, 액시얼 드로우 방식의 사출 성형으로 제작할 때, 형발 공정에 있어서 기둥부 (32) 를 손상시키지 않고, 포켓부 (33) 를 형성하는 형 부재를 축 방향으로 빼내기 위해서는, 이들 원주 방향 최소 두께 (M) 및 원주 방향 폭 (N) 을 적절히 설정할 필요가 있다. 보다 구체적으로, 도 9 를 사용하여 설명한다.

액시얼 드로우 방식의 사출 성형의 경우, 형 내부로부터 관형 유지기 (30) 를 꺼낼 때, 형은 관형 유지기 (30) 의 축 방향으로 상대적으로 이동한다. 포켓부 (33) 의 내부 형상을 형성시키는 구상 형 (40) 은, 기둥부 (32) 선단에 형성되어 서로 대향한 1 쌍의 클로부 (36) 를, 절결부 (34) 를 향하여 원주 방향 (도면 중 화살표 A 방향) 으로 탄성 변형시키면서 축 방향 (도면 중 화살표 B 방향) 으로 빼내어진다.

여기에서, 구상 형 (40) 의 구 직경 치수 (X) (포켓부 (33) 의 구 직경 치수) 와, 인접하는 기둥부 (32) 에 있어서 대향하는 클로부 (36) 의 거리 (Y) (클로부 입구 개구 치수) 의 차 (X － Y) 가 이른바 무리 발출량이라고 일컬어지는 값이다. 그리고, 당해 무리 발출량 (X － Y) 은, 포켓부 (33) 로부터 볼이 탈락하지 않도록 하기 위해 적정량으로 설정된다. 무리 발출량 (X － Y) 이 지나치게 크면, 클로부 (36) 가 탄성 변형의 한계를 초과해 버려, 형발시에 클로부 (36) 가 파손 또는 과대한 소성 변형을 일으켜 관형 유지기 (30) 의 기능을 저해한다. 무리 발출량 (X － Y) 이 지나치게 작으면, 볼 (3) 이 포켓부 (33) 로부터 탈락해 버린다. 따라서, 무리 발출량 (X － Y) 은, 이들의 상반되는 기능을 감안하여, Y/X ＝ 0.75 ∼ 0.95 의 범위로 설정된다.

통상의 깊은 홈 볼 베어링에 사용되는 관형 유지기의 경우, 무리 발출량을 상기 범위 내의 적정값으로 하면, 클로부에 상기 서술한 바와 같은 문제는 발생하지 않는다. 그러나, 본 발명에서 사용되는 관형 유지기 (30) 에서는, 용도 특유의 베어링 내부 설계 사양에 의해 기둥부 (32) 의 두께가 얇다. 따라서, 형을 빼낼 때, 클로부 (36) 는 구상 형 (40) 에 의해 상기 서술한 탄성 변형을 일으킴과 함께, 기둥부 (32) 선단에서 대향하는 1 쌍의 클로부 (36) 끼리가 접촉하여, 서로 눌러 찌그러뜨리도록 접촉한다. 이 찌그러뜨림량이 어느 값을 초과하면, 탄성 변형에서 소성 변형으로 이행하여 클로부 (36) 가 파손 혹은 균열이 발생하는 문제에 이른다.

본 발명에서는, 본 문제를 예견하여, 여러 가지의 설계 검토 및 검증 결과를 거쳐, 상기 서술한 문제가 발생하지 않는 이하의 사양을 알아낸 것이다. 즉, 기둥부 (32) 의 원주 방향 최소 두께 (M) 와, 클로부 (36) 의 원주 방향 폭 (N) 과, 볼 피치원 둘레 길이 (πdm) 의 관계를 -3.5 × 10^-3 ≤ (M － 2N)/πdm ＜ 0 을 만족시키도록 설정하였다. 여기에서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기둥부 (32) 의 원주 방향 최소 두께 (M) 란, 클로부 (36) 또는 절결부 (34) 가 형성되는 위치 이외에 있어서의 기둥부 (32) 의 원주 방향 두께의 최소값을 의미한다.

만일, -3.5 × 10^-3 ＞ (M － 2N)/πdm 으로 하면, 형발시에 클로부 (36) 에 관형 유지기 (30) 의 기능상 문제가 되는 균열 또는 결손이 발생해 버린다. 또, (M － 2N)/πdm ≥ 0 으로 하면, 기둥부 (32) 선단에서 대향하는 1 쌍의 클로부 (36) 간의 압축 간섭은 발생하지 않지만, 인접하는 포켓부 (33) 사이의 거리가 커져, 볼 피치원 상에 배치하는 볼수 (Z) 를 줄여 버리는 것으로 이어지기 때문에, 하중 부하 능력 및 강성이 저감되어 버린다. 또한, 깊은 홈 볼 베어링 등에서는, 베어링의 조립 방법의 제한으로부터 볼수가 한정되기 때문에, (M － 2N) 의 값이 0 보다 작아지는 경우는 있을 수 없다.

또, 클로부 (36) 의 원주 방향 폭 (N) 은, 작은 편이 -3.5 × 10^-3 ≤ (M － 2N)/πdm ＜ 0 을 만족시키기 쉽지만, 극도로 작으면 사출 성형시에, 수지가 클로부 (36) 선단으로 유동하기 어려워져 성형 불량이 된다. 또, 형발시의 무리 발출에 의해, 클로부 (36) 의 선단부에 균열이 발생하거나, 클로부 (36) 의 강성이 떨어져 볼 (3) 의 탈락이 발생한다. 본 발명에 이르는 과정에서의 여러 가지 검증의 결과, 클로부 (36) 의 원주 방향 폭 (N) 은 0.2 ㎜ 이상이 바람직하다는 것이 판명되었다.

특히, 본 실시형태의 관형 유지기 (30) 의 구성은, 상기 서술한 바와 같은 강화재가 첨가된 수지 재료에 있어서, 사출 성형시의 수지 유동성이 저하되기 쉽고, 또한 성형형의 무리 발출이 어려운 조건에서 그 효과가 특히 발휘된다.

또한, 도 22 에 나타낸, 볼 (103), 외륜 (110), 내륜 (120) 및 유지기 (130) 를 구비하는 종래형의 깊은 홈 볼 베어링 (100) 의 경우, 도 23 및 도 24 에 나타내는 바와 같이, 유지기 (130) 는, 대략 원환상의 링부 (131) 와, 링부 (131) 로부터 소정 간격으로 축 방향으로 돌출된 복수의 기둥부 (132) 와, 인접하는 기둥부 (132) 사이에 형성된 복수의 포켓부 (133) 를 갖는 관형 유지기로 되어 있다.

이와 같은 종래형의 깊은 홈 볼 베어링 (100) 에서는, 그 사용 용도가 모터용 등 비교적 경하중인 것이나, 깊은 홈 볼 베어링 (100) 의 조립상의 제한으로부터, 본 실시형태의 볼 스크루 서포트용 앵귤러 볼 베어링 (1) 에 비해 볼수가 1/2 ∼ 1/3 정도로 적다. 따라서, 유지기 (130) 의 포켓부 (133) 의 원주 방향의 피치가 넓고, 기둥부 (132) 의 1 쌍의 모서리부 (135) 사이가, 본 실시형태의 기둥부 (32) 의 1 쌍의 모서리부 (35) 사이에 비해 이간되어 있다. 따라서, 금형의 무리 발출시에, 기둥부 (132) 의 선단부가 용이하게 변형되는 목적을 위해, 1 쌍의 모서리부 (135) 사이에 오목부 (136) 를 형성할 수 있다. 또, 오목부 (136) 의 바닥면 (137) 은, 원주 방향으로 연장되는 평면으로 할 수 있다. 그리고, 오목부 (136) 의 바닥면 (137) 에, 형발을 위한 핀을 형성하여, 포켓부 (133) 의 형에 대해, 핀을 축 방향으로 밀어냄으로써 무리 발출에 의한 이형 (離型) 이 가능해진다.

이와 같이, 종래형의 깊은 홈 볼 베어링 (100) 에서는, 금형의 무리 발출시에 유지기 (130) 가 손상될 가능성은 적어, 본 발명의 과제가 인식되는 경우는 없었다.

(제 2 실시형태)

제 2 실시형태에 관련된 관형 유지기 (30) 는, 도 10 ∼ 13 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태와 같은 제 1, 제 2 및 제 3 스트레이트 형상부 (33b, 33c, 33g) (도 7 참조) 가 형성되지 않아, 포켓부 (33) 를 형성하는 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면이, 임의의 반경 (r) 의 원상으로 되어 있다.

이와 같은 구성이라 하더라도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 2.5 × 10^-3 ≤ L/πdm ≤ 13 × 10^-3 또한 -3.5 × 10^-3 ≤ (M － 2N)/πdm ＜ 0 을 만족시키도록 설정함으로써, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 발휘하는 것이 가능하다.

(제 3 및 제 4 실시형태)

포켓부 (33) 의 구면 중심 위치는, 도 1 및 도 10 에서 나타낸 제 1 및 제 2 실시형태와 같이, 링부 (31) 의 최외경부 (m1) 와 최내경부 (m2) 의 직경 방향 중간 위치 (m) 보다, 직경 방향 내측으로 어긋난 구성에 한정되지 않는다. 즉, 도 14 ∼ 도 16 에 나타내는 제 3 실시형태나, 도 17 및 도 18 에 나타내는 제 4 실시형태와 같이, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치가, 링부 (31) 의 최외경부 (m1) 와 최내경부 (m2) 의 직경 방향 중간 위치 (m) 보다 직경 방향 외측으로 어긋난 구조여도 상관없다.

즉, 외륜 홈 숄더부 (12) 와 내륜 카운터 보어 (23) 사이에 링부 (31) 를 배치하고, 외륜 (10) 및 내륜 (20) 의 궤도면 (11, 21) 사이에 기둥부 (32) 를 배치하고, 기둥부 (32) 의 직경 방향 내측 단부에 링부 (31) 가 접속하는 구조로 해도 된다.

또한, 도 14 ∼ 18 에 나타내는 예에서는, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치가, 링부 (31) 의 최외경부 (m1) (직경 방향 외측면 (31b)) 보다 직경 방향 외측으로 어긋나 있다. 이 경우라 하더라도, 기둥부 (32) 의 선단은, 둘레 방향 중간에 절결부 (34) 가 형성되어 있어, 두 갈래로 나누어져 있기 때문에, 유지기 (30) 를 사출 성형으로 제조할 때, 포켓부 (33) 를 형성하는 금형 부품의 무리 발출에 의한, 기둥부 (32) 의 포켓부 (33) 측의 모서리부 (35) 의 파손을 방지할 수 있다.

도 16 에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시형태에 있어서는, 포켓부 (33) 를 형성하는 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 링부 (31) 의 직경 방향 외측면 (직경 방향 일방측 면) (31b) 과 직경 방향 내측면 (직경 방향 타방측 면) (31a) 을 연결하는 원호 (33a) 의 일부가 절결되어 이루어지는 것이다. 원호 (33a) 의 중심은 P 로 나타내어지고, 반경은 r 로 나타내어진다.

보다 구체적으로, 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 원호 (33a) 의 직경 방향 외측 단부 (직경 방향 일방측 단부) 가 절결되어 축 방향으로 연장되도록 형성된 제 1 스트레이트 형상부 (33b) 를 포함한다. 제 1 스트레이트 형상부 (33b) 는, 원의 중심 (P) 보다 정면측 (부하 반대측. 도 16 중 좌측.) 에 배치되어 있다. 또, 제 1 스트레이트 형상부 (33b) 는, 볼 (3) 의 중심 (Oi) (포켓부 (33) 의 구면 중심) 과 축 방향에서 겹친다.

또한, 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 원호 (33a) 의, 제 1 스트레이트 형상부 (33b) 의 배면측 (부하측. 도 16 중 우측.) 의 단부와, 링부 (31) 의 직경 방향 외측면 (31b) 의 정면측의 단부를 연결하는 부분이 절결되어 형성된 제 2 스트레이트 형상부 (33c) 를 포함한다. 따라서, 제 2 스트레이트 형상부 (33c) 는, 배면측 (링부 (31) 측) 을 향함에 따라, 직경 방향 내측으로 향하는 직선 형상이 된다.

또, 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 원호 (33a) 의 직경 방향 내측 단부 (직경 방향 타방측 단부) 가 절결되어 축 방향으로 연장되도록 형성된 제 3 스트레이트 형상부 (33g) 를 포함한다. 제 3 스트레이트 형상부 (33g) 는, 링부 (31) 의 직경 방향 내측면 (31a) 과 동일 평면 상에 형성되어, 당해 직경 방향 내측면 (31a) 과 단차 없이 접속한다.

또, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 제 4 실시형태에 있어서는, 포켓부 (33) 를 형성하는 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 임의의 반경 (r) 의 원상으로 되어 있다.

이와 같이 구성한 경우라 하더라도, 상기 서술한 실시형태와 마찬가지로, 2.5 × 10^-3 ≤ L/πdm ≤ 13 × 10^-3 또한 -3.5 × 10^-3 ≤ (M － 2N)/πdm ＜ 0 을 만족시키도록 설정함으로써, 상기 서술한 실시형태와 동일한 효과를 발휘하는 것이 가능하다.

(제 5 실시형태)

도 19 에 나타내는 바와 같이, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치와, 링부 (31) 의 최외경부 (m1) 와 최내경부 (m2) 의 직경 방향 중간 위치 (m) 는, 직경 방향에서 일치해도 상관없다. 도시한 예에서는, 외륜 (10) 의 내주면은, 궤도면 (11) 보다 배면측 (부하측. 도 19 중 우측.) 에서 볼록하게 형성된 외륜 홈 숄더부 (12) 와, 궤도면 (11) 보다 정면측 (부하 반대측. 도 19 중 좌측.) 에서 오목하게 형성된 외륜 카운터 보어 (13) 를 갖는다. 내륜 (20) 의 외주면에는, 궤도면 (21) 보다 정면측 및 배면측에서 내륜 홈 숄더부 (22) 가 볼록하게 형성되어 있다. 그리고, 외륜 홈 숄더부 (12) 와 내륜 홈 숄더부 (22) 사이에 링부 (31) 를 배치하고, 외륜 (10) 및 내륜 (20) 의 궤도면 (11, 21) 사이에 기둥부 (32) 를 배치하고, 기둥부 (32) 의 두께에 있어서의 직경 방향 중심부에 링부 (31) 가 접속한다. 또한, 포켓부 (33) 를 형성하는 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 임의의 반경 (r) 의 원상이다.

또한, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치 (볼 중심 (Oi)) 는, 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 축 방향 중심으로부터 축 방향 (정면측) 으로 오프셋하고 있다. 즉, 링부 (31) 가 배치되는 배면측 (도 19 중 우측) 에 있어서의 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 단면 (4) 에서부터, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치까지의 축 방향 거리를 X 로 하고, 정면측 (도 19 중 좌측) 에 있어서의 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 단면 (5) 에서부터, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치까지의 축 방향 거리를 Y 로 하면, X ＞ Y 가 되도록 설정되어 있다. 이로써, 배면측에 있어서의 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 단면 (4) 과, 볼 (3) 의 표면 사이의 축 방향 공간을 넓게 할 수 있다. 이로써, 링부 (31) 의 축 방향 치수를 크게 하여, 링부 (31) 의 원환 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 링부 (31) 의 강도에 문제가 없으면, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치 (볼 중심 (Oi)) 와 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 축 방향 중심이 일치하는 구성이어도 상관없다. 이 경우, 상기 축 방향 거리 (X 및 Y) 의 관계는, X ＝ Y 이다.

(제 6 실시형태)

도 21 에 나타내는 바와 같이, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치와, 링부 (31) 의 최외경부 (m1) 와 최내경부 (m2) 의 직경 방향 중간 위치 (m) 는, 직경 방향에 있어서 일치해도 상관없다. 도시한 예에서는, 외륜 (10) 의 내주면은, 궤도면 (11) 보다 축 방향 내측 (부하측) 에서 볼록하게 형성된 외륜 홈 숄더부 (12) 와, 궤도면 (11) 보다 축 방향 외측 (부하 반대측) 에서 오목하게 형성된 외륜 시일 홈 (15) 을 갖는다. 내륜 (20) 의 외주면은, 궤도면 (21) 보다 축 방향 내측에서 볼록하게 형성된 내륜 홈 숄더부 (22) 와, 궤도면 (21) 보다 축 방향 외측에서 오목하게 형성된 내륜 시일 홈 (25) 을 갖는다. 그리고, 외륜 홈 숄더부 (12) 와 내륜 홈 숄더부 (22) 사이에 링부 (31) 를 배치하고, 외륜 (10) 및 내륜 (20) 의 궤도면 (11, 21) 사이에 기둥부 (32) 를 배치하고, 기둥부 (32) 의 두께에 있어서의 직경 방향 중심부에 링부 (31) 가 접속한다. 또한, 포켓부 (33) 를 형성하는 기둥부 (32) 의 둘레 방향에서 본 측면은, 임의의 반경 (r) 의 원상이다. 또한, 외륜 시일 홈 (15) 에는, 시일 부재 (50) 가 고정되어 있다. 당해 시일 부재 (50) 는, 내륜 시일 홈 (25) 과 약간의 간극을 개재하여 대향하고 있어, 베어링 내부로 이물질이 혼입되는 것을 방지한다. 또한, 시일 부재 (50) 는, 비접촉 시일에 한정되지 않고, 접촉 시일이어도 된다.

이와 같이, 포켓부 (33) 에 대해, 축 방향 내측에 링부 (31) 를 배치하고, 축 방향 외측에 시일 부재 (50) 를 배치함으로써, 앵귤러 볼 베어링 (1) 을 콤팩트하게 할 수 있다. 이와 같은 앵귤러 볼 베어링 (1) 은, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 배면 조합으로 사용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서도 제 5 실시형태와 마찬가지로, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치 (볼 중심 (Oi)) 는, 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 축 방향 중심으로부터 축 방향 외측 (정면측) 으로 오프셋하고 있다. 즉, 축 방향 거리 (X 및 Y) 의 관계가, X ＞ Y 가 되도록 설정되어 있다. 이로써, 배면측 (도 21 중, 축 방향 내측) 에 있어서의 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 단면 (4) 과, 볼 (3) 의 표면 사이의 축 방향 공간을 넓게 할 수 있다. 이로써, 링부 (31) 의 축 방향 치수를 크게 하여, 링부 (31) 의 원환 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 링부 (31) 의 강도에 문제가 없으면, 포켓부 (33) 의 구면 중심 위치 (볼 중심 (Oi)) 와 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 축 방향 중심이 일치하는 구성이어도 상관없다. 이 경우, 축 방향 거리 (X 및 Y) 의 관계는, X ＝ Y 이다.

(실시예 1 및 2)

다음으로, (M － 2N)/πdm 을 표 1 과 같이 변화시켜, 관형 유지기 (30) 를 액시얼 드로우 방식의 사출 성형으로 제조함으로써, 기둥부 (32) 의 1 쌍의 클로부 (36) 의 손상 상태에 대해서 시험을 실시하였다. 또한, 실시예 1 및 2, 그리고 비교예 1 에 있어서, (M － 2N)/πdm 이외의 파라미터는, 이하에 나타내는 바와 같이 동일하게 하였다.

베어링 내경 : φ45 ㎜, 베어링 외경 : φ100 ㎜, 볼 피치원 직경 (dm) : φ75 ㎜, 볼 직경 (Dw) : 10.319 ㎜, 볼수 (Z) : 21 개, 접촉각 (α) : 60°, 관형 유지기 재질 : 폴리아미드 수지 (20 wt.％ 의 유리 섬유 강화재 함유), L/πdm : 3.6 × 10^-3

(M － 2N)/πdm 이 커짐에 따라, 클로부 (36) 에 의해 큰 부하가 걸려, 특히 -3.5 × 10^-3 ＞ (M － 2N)/πdm 인 비교예에 있어서는, 클로부 (36) 에 균열이 발생하였다. 이것은, 금형의 무리 발출시에, 기둥부 (32) 선단에서 대향하는 1 쌍의 클로부 (36) 간의 압축 간섭이 발생하기 때문이다. 이 결과로부터, 기둥부 (32) 의 원주 방향 최소 두께 (M) 와, 클로부 (36) 의 원주 방향 폭 (N) 과, 볼 피치원 둘레 길이 (πdm) 의 관계는, -3.5 × 10^-3 ≤ (M － 2N)/πdm ＜ 0 을 만족시키는 것이 바람직하다는 것이 분명해졌다.

다음으로, 앵귤러 볼 베어링 (1) 의 복수의 파라미터를 변경한 각 실시예에 대하여 설명한다.

(실시예 3)

본 실시예에서는, 제 1 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (1) 에 있어서, 베어링 내경을 Φ30 ㎜, 베어링 외경을 Φ62 ㎜, L/πdm ＝ 5.0 × 10^-3, (M － 2N)/πdm ＝ -1.4 × 10^-3 으로 설정하였다.

이와 같이 각 파라미터를 설정함으로써, 상기 서술한 실시형태와 동일한 효과를 발휘하는 것이 확인되었다.

(실시예 4)

본 실시예에서는, 제 2 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (1) 에 있어서, 베어링 내경을 Φ20 ㎜, 베어링 외경을 Φ47 ㎜, L/πdm ＝ 11.4 × 10^-3, (M － 2N)/πdm ＝ -3.0 × 10^-3 으로 설정하였다.

(실시예 5)

본 실시예에서는, 제 3 및 제 4 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (1) 에 있어서, 베어링 내경을 Φ50 ㎜, 베어링 외경을 Φ100 ㎜, L/πdm ＝ 3.5 × 10^-3, (M － 2N)/πdm ＝ -0.7 × 10^-3 으로 설정하였다.

(실시예 6)

본 실시예에서는, 제 5 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (1) 에 있어서, 베어링 내경을 Φ20 ㎜, 베어링 외경을 Φ47 ㎜, L/πdm ＝ 11.4 × 10^-3, (M － 2N)/πdm ＝ -3.0 × 10^-3 으로 설정하였다.

(실시예 7)

본 실시예에서는, 제 6 실시형태의 앵귤러 볼 베어링 (1) 에 있어서, 베어링 내경을 Φ130 ㎜, 베어링 외경을 Φ165 ㎜, L/πdm ＝ 2.7 × 10^-3, (M － 2N)/πdm ＝ -0.6 × 10^-3 으로 설정하였다.

또한, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 적절히 변경, 개량 등이 가능하다.

본 출원은, 2014년 7월 2일에 출원된 일본 특허출원 2014-136858호 및 2015년 6월 10일에 출원된 일본 특허출원 2015-117336호에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.

1 : 앵귤러 볼 베어링
3 : 볼
4, 5 : 단면
10 : 외륜
11 : 궤도면
12 : 외륜 홈 숄더부
13 : 외륜 카운터 보어
14 : 외륜 모따기
15 : 외륜 시일 홈
20 : 내륜
21 : 궤도면
22 : 내륜 홈 숄더부
23 : 내륜 카운터 보어
24 : 내륜 모따기
25 : 내륜 시일 홈
30 : 유지기
31 : 링부
31a : 직경 방향 내측면 (직경 방향 일방측 면, 직경 방향 타방측 면)
31b : 직경 방향 외측면 (직경 방향 타방측 면, 직경 방향 일방측 면)
32 : 기둥부
33 : 포켓부
33a : 원호
33b : 제 1 스트레이트 형상부
33c : 제 2 스트레이트 형상부
33g : 제 3 스트레이트 형상부
34 : 절결부
35 : 모서리부
36 : 클로부
40 : 구상 형
50 : 시일 부재
Oi : 볼 중심 (포켓부 구면 중심)

Claims

대략 원환상의 링부와,
상기 링부의 정면측 또는 배면측으로부터, 소정 간격으로 축 방향으로 돌출된 복수의 기둥부와,
인접하는 상기 기둥부 사이에 형성되고, 각각 볼을 유지할 수 있는 복수의 포켓부
를 구비하고, 사출 성형으로 제조되는 볼 베어링용의 관형 유지기로서,
상기 기둥부의 선단에는, 둘레 방향 중간에 절결부가 형성됨으로써, 둘레 방향 양측에 1 쌍의 클로부가 형성되고,
인접하는 상기 볼 끼리의 거리 (L) 와 볼 피치원 직경 (dm) 에 원주율 (π) 을 곱한 볼 피치원 둘레 길이 (πdm) 의 관계는,
2.5 × 10^-3 ≤ L/πdm ≤ 13 × 10^-3
을 만족시키고,
상기 기둥부의 원주 방향 최소 두께 (M) 와, 상기 클로부의 원주 방향 폭 (N) 과, 상기 볼 피치원 둘레 길이 (πdm) 의 관계는,
-3.5 × 10^-3 ≤ (M － 2N)/πdm ＜ 0
을 만족시키는 관형 유지기.
제 1 항에 있어서,
상기 포켓부의 구면 중심 위치와, 상기 링부의 최외경부와 최내경부의 직경 방향 중심 위치는, 직경 방향에 있어서 어긋나 있는 관형 유지기.
제 1 항에 있어서,
상기 포켓부의 구면 중심 위치와, 상기 링부의 최외경부와 최내경부의 직경 방향 중심 위치는, 직경 방향에 있어서 일치하고 있는 관형 유지기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 관형 유지기를 구비하는 앵귤러 볼 베어링.