WO2011001844A1

WO2011001844A1 - アンギュラ玉軸受用樹脂保持器

Info

Publication number: WO2011001844A1
Application number: PCT/JP2010/060475
Authority: WO
Inventors: 雅貴前田; 剛史奥村; 広矢野
Original assignee: 株式会社ジェイテクト
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2011-01-06
Also published as: US20120087612A1; US8480305B2; JP2011027257A; CN102472323A; CN102472323B; JP5429567B2

Abstract

　本発明において、保持器（１）は、リング部（２）と、リング部（２）から周方向に複数形成され、転動体をなす玉（４）を収容するポケット（５）を形成する柱部（３）とを備える。各柱部（３）は、該柱部（３）の軸受内径側を構成する柱部内径側部分（３Ａ）と、該柱部内径側部分（３Ａ）に対しラジアル方向外端位置にて周方向両側に延出する形で接続する柱部外径側部分（３Ｂ）とからなる。ポケット（５）の内面が柱部内径側部分（３Ａ）と柱部外径側部分（３Ｂ）とにまたがる球面状に形成されるとともに、柱部内径側部分（３Ａ）に対する柱部外径側部分（３Ｂ）の接続位置が、各ポケット（５）に保持される複数の玉（４）のピッチ円位置よりもラジアル方向外側に調整される。これにより、柱部内径側部分（３Ａ）の接続位置における厚みをピッチ円位置における厚みよりも大きくする。

Description

アンギュラ玉軸受用樹脂保持器

　この発明はアンギュラ玉軸受用樹脂保持器に関する。

アンギュラ玉軸受においては、特に自動車用用途を中心に、大型化を伴うことなく高負荷容量化を図ることが望まれている。アンギュラ玉軸受においては、樹脂製の冠型保持器に玉を保持させて内外輪間に配置することが行なわれているが、軸受の負荷容量を増大させるには、保持器に装着する玉の数を増やすことが有効である。

ところで、アンギュラ玉軸受用の樹脂冠型保持器として一般に使用されているものは、リング部と、このリング部から各々アキシャル方向へ突出する柱部が周方向に複数形成された形状を有する。柱部の周方向に隣接するもの同士が、転動体をなす玉を収容するポケットを形成する。ポケットの内面は玉の回転が妨げられないように球面状に形成されるが、軸受アセンブリ時に保持器に装着した玉が脱落しないように、各柱部には、該柱部の軸受内径側を構成する柱部内径側部分と、該柱部内径側部分に対しラジアル方向外端位置にて周方向両側に延出する形で接続する柱部外径側部分（ポケットの玉の抜止代となる）が設けられる。

実際の射出成形に際しては、保持器のアキシャル方向に型開きする分割金型が使用される。その際、玉の抜止代をなす柱部外径側部分を成形するために、脱型時に樹脂を弾性変形させて金型から抜き出す、いわゆる「無理抜き」が行なわれることが特許文献２に記載されている。柱部外径側部分は、薄肉の柱部内径側部分の厚さ方向両側に撞木状に突出した形状となるので、無理抜きを行なうには、分割金型のパーティングラインが柱部外径側部分と柱部内径側部分との接続位置に設定される必要がある。特許文献１及び２には、上記分割金型のパーティングラインが、保持器に保持させる玉列のピッチ円位置を通るように設定された冠型保持器が開示されている。

特開２００８－１１５９８１号公報特開平１０－１０３３５９号公報

保持器に保持された玉の周方向の隣接間隔はピッチ円位置で最小となるから、隣接した玉を分割保持器の柱部内径側部分の厚さも該ピッチ円位置で最小となる。しかし、上記特許文献１及び２のように、金型パーティングラインがピッチ円位置に一致していると、柱部内径側部分は、その最も薄肉となる部分で柱部外径側部分に接続することとなり、上記無理抜きを行なう際の機械的な強度が確保できなくなる問題がある。本発明者が検討したところ、柱部の機械的強度を確保するためには、接続位置の最薄肉部での肉厚が０．６ｍｍ以上は確保する必要がある。しかし、最薄肉部での肉厚を増大させることは、同一ピッチ円径（ＰＣＤ）内に配置可能な玉個数が制限されることを意味し、負荷容量を高めることが難しくなる問題がある。

本発明の目的の一つは、同じ玉ピッチ円径であっても保持可能な玉個数を増やすことができ、かつ、柱部の機械的強度も十分に確保できるアンギュラ玉軸受用樹脂保持器を提供することにある。

  本発明は、アンギュラ玉軸受の転動体をなす複数の玉を、内外輪間にて規定の間隔で転動可能に保持する樹脂冠型保持器に関し、上記の課題を解決するために、
  リング部と、このリング部から各々アキシャル方向へ突出する形で周方向に複数形成され、周方向に隣接するもの同士が転動体をなす玉を収容するポケットを形成する柱部とを備え、
  各柱部は、該柱部の軸受内径側を構成する柱部内径側部分と、該柱部内径側部分に対しラジアル方向外端位置にて周方向両側に延出する形で接続する柱部外径側部分とからなり、ポケットの内面が柱部内径側部分と柱部外径側部分とにまたがる球面状に形成されるとともに、柱部内径側部分に対する柱部外径側部分の接続位置が、各ポケットに保持される複数の玉のピッチ円よりもラジアル方向外側に調整されることで、柱部内径側部分の接続位置における厚みをピッチ円位置における厚みよりも大きくなしている。

本発明のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器によると、同じ玉ピッチ円径であっても保持可能な玉個数を増やすことができ、かつ、柱部の機械的強度も十分に確保できるアンギュラ玉軸受用樹脂保持器を提供できる。

本発明の一実施形態に係るアンギュラ玉軸受用樹脂保持器の平面図及び側面断面図。図１の保持器を用いた軸受の構成例を示す半断面図。図１の保持器をＫ方向から見たアンギュラ玉軸受の一例を示す片断面図。図１の保持器をＫ方向から見たアンギュラ玉軸受の一例を示す矢視図。図１の保持器をＪ方向から見たアンギュラ玉軸受の一例を示す片断面図。図１の保持器をＪ方向から見たアンギュラ玉軸受の一例を示す矢視図。図１の保持器の要部拡大図。図１の保持器を成形する金型を示す説明図。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態たるアンギュラ玉軸受用樹脂保持器（以下、単に保持器ともいう）１を示すものである。該保持器１は、リング部２と、このリング部２から各々アキシャル方向へ突出する形で周方向に複数形成され、周方向に隣接するもの同士が転動体をなす玉４を収容するポケット５を形成する柱部３とを備える。各柱部３は、該柱部３の軸受内径側を構成する柱部内径側部分３Ａと、該柱部内径側部分３Ａに対しラジアル方向外端位置にて周方向両側に延出する形で接続する柱部外径側部分３Ｂとからなる。

図４Ａ及びＢに示すごとく、柱部外径側部分３Ｂは、先端幅広部３Ｂａと、この先端幅広部３Ｂａから柱部基端側へ続く形で幅寸法および高さ寸法が次第に小さくなり、かつ柱部内径側部分３Ａとの間に段差を生じるリブ部３Ｂｂとを有する。先端幅広部３Ｂａは、外径側（図１：Ｊ矢視）から見て、柱部基端側へ次第に幅狭になる台形状であり、両側片が円弧状となっている。先端幅広部３Ｂａの外径面は、アキシャル方向の全長にわたり同一径の円筒面とされている。

次に、図３Ａ及びＢに示すように、柱部内径側部分３Ａの柱部先端側の部分３Ａａは、柱部先端側へ幅狭となるテーパ状断面となり、柱部外径側部分３Ｂと段差をもって接続している。そして、ポケット５の内面は、柱部内径側部分３Ａと柱部外径側部分３Ｂとにまたがる球面状に形成される。図１に示すように、柱部内径側部分３Ａに対する柱部外径側部分３Ｂの接続位置は、各ポケット５に保持される複数の玉４のピッチ円位置よりもラジアル方向外側に調整されている。

図２は、この保持器１を用いたアンギュラ玉軸受の一例を示す。この軸受１１において、保持器１は、各玉４を保持した状態で外輪１３に組込まれ、その後に両列の内輪１２が組み込まれる。なお、図２は単列のアンギュラ玉軸受を示しているが、複列のアンギュラ玉軸受として構成してもよい。

上記保持器１の樹脂成形は、図２及び図６に示すように、型閉じ状態で保持器１のラジアル方向内側に位置して柱部内径側部分３Ａおよびリング部２で形成される部分を成形する第１の金型２１と、保持器１のラジアル方向外側に位置して柱部外径側部分３Ｂを成形する第２の金型２２とを含んでなる金型２０を用いて行われる。各金型２１、２２は、成形後、軸線方向にて矢印で示すごとく互いに逆方向に型開きされる。

ここで、金型２０の型開きについて説明しておく。第１の金型２１と第２の金型２２とが閉じた状態で、それらの内部にゲート（図示省略）を介して樹脂が注入される。第１の金型２１と第２の金型２２とは、図中Ｘで示す金型分割面にて分割されるようになっており、第２の金型２２の内周面２２ａによって保持器１の先端幅広部３Ｂａの外径面が形成されるようになっている。樹脂が注入された後、第１の金型２１と第２の金型２２とが矢印で示す保持器１の軸線方向に互い違いに型開きされ、保持器１が取り出される。よって、スムーズに型開きを行うことができる。

本実施形態では、柱部３のラジアル方向外周面が、アキシャル方向にてリング部２の位置する第一端側部分ＰＳ１を該リング部２及び柱部外径側部分３Ｂが形成し、第一端側部分ＰＳ１からラジアル方向外向きに突出する柱部外径側部分３Ｂが外周面の残余の第二端側部分ＰＳ２を形成している（図２参照）。そして、保持器１を成形する分割金型のパーティング面ＰＬを、リング部２の位置する側にて反対側よりも径小となるテーパ面をなす形で、第一端側部分ＰＳ１とその柱部外径側部分３Ｂ側への延長を包含する形でピッチ円位置よりもラジアル方向外側に設定されている。型開きをスムーズに行なうために、パーティング面ＰＬの軸受中心軸線に対する割り角度θが０．３゜以上（例えば１゜）に設定されている。

保持器１に保持された玉４の周方向の隣接間隔はピッチ円位置で最小となるから、隣接した玉４を分かつ保持器１の柱部内径側部分３Ａの厚さも該ピッチ円位置で最小値ｔ_０となる（図３Ａ参照）。従って、柱部外径側部分３Ｂがピッチ円位置よりもラジアル方向外側で接続していれば、柱部内径側部分３Ａの該接続位置における厚みｔ’は、ピッチ円位置における厚みｔ_０よりも大きくなる。柱部内径側部分３Ａのピッチ円位置における厚みｔ_０は、例えば０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。また、柱部内径側部分３Ａの該接続位置における厚みｔ’は、０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

より具体的には、図５にて図１の保持器１の要部を拡大して示すように、柱部外径側部分３Ｂと柱部内径側部分３Ａとの接続部分における周方向寸法をｔ１とし、ピッチ円位置と柱部先端側の部分３Ａａとの交差部分における周方向寸法をｔ２とし、またリング部２の内径面から各部分までの径方向寸法をそれぞれｒ１，ｒ２とすると、ｒ１＞ｒ２であるから明らかにｔ１＞ｔ２となり、上記接続部分の接続面積が上記交差部分の断面積よりも大きくなる。

さらに、図４Ａ及びＢの柱部外径側部分３Ｂにおいても、先端幅広部３Ｂａが、ピッチ円位置よりも外径側でリブ部３Ｂｂと接続しているため、図５と同様に、先端幅広部３Ｂａとリブ部３Ｂｂとの接続部分の断面積は、ピッチ円位置とリブ部３Ｂｂとの交差部分の断面積よりも大きくなる。

金型パーティングラインがピッチ円位置に一致していると、柱部内径側部分３Ａは、その最も薄肉となる部分で柱部外径側部分３Ｂに接続することとなり、保持器１のポケット５への玉４の挿入を行う際や、使用中の軸受１１における玉４からの荷重作用時の機械的な強度が確保できなくなる問題がある。柱部３の機械的強度を確保するためには、接続位置の最薄肉部での肉厚が０．６ｍｍ以上は確保する必要があるが、最薄肉部での肉厚を増大させれば、同一ピッチ円径内に配置可能な玉４の個数が制限され、負荷容量を高めることが難しくなる。

しかし、本発明の構成によると、柱部内径側部分３Ａが柱部外径側部分３Ｂに対し、ピッチ円位置よりもラジアル方向外側にて該ピッチ円位置よりも厚肉化した位置で接続するので、柱部内径側部分３Ａと柱部外径側部分３Ｂとの接続面積を増加することができ、冠型保持器の柱部３の機械的強度を高めることができ、保持器１のポケット５への玉４の挿入時や、使用中の軸受１１における玉４からの荷重作用時に柱部３の破断を生じにくくすることができる。また、柱部内径側部分３Ａのピッチ円位置における厚みｔを０．６ｍｍ以下に縮小しても、冠型保持器の柱部３の強度を十分に確保できるので、同一ピッチ円径の保持器であっても保持可能な玉４の数を増加でき、軸受の負荷容量を高めることが可能となる。

なお、図６で示した型構造及び型開きの態様を有する金型２０は、本発明を実施するための一例に過ぎず、柱部内径側部分３Ａと柱部外径側部分３Ｂとの接続位置が、各ポケット５に保持される複数の玉４のピッチ円よりもラジアル方向外側に調整される保持器１を成形できるものであれば、金型の型構造及び型開きの態様は問わない。

  本発明は、アンギュラ玉軸受の転動体をなす複数の玉を、内外輪間にて規定の間隔で転動可能に保持する樹脂冠型保持器に関し、上記の課題を解決するために、
  リング部と、このリング部から各々アキシャル方向へ突出する形で周方向に複数形成され、周方向に隣接するもの同士が転動体をなす玉を収容するポケットを形成する柱部とを備え、
  各柱部は、該柱部の軸受内径側を構成する柱部内径側部分と、該柱部内径側部分に対しラジアル方向外端位置にて周方向両側に延出する形で接続する柱部外径側部分とからなり、ポケットの内面が柱部内径側部分と柱部外径側部分とにまたがる球面状に形成されるとともに、柱部内径側部分に対する柱部外径側部分の接続位置が、各ポケットに保持される複数の玉のピッチ円よりもラジアル方向外側に調整されることで、柱部内径側部分の接続位置における厚みをピッチ円位置における厚みよりも大きくなした。

上記本発明のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器によると、保持器の柱部を、柱部内径側部分に対し周方向両側に突出するように接続される柱部外径側部分の接続位置が、各ポケットに保持される複数の玉のピッチ円よりもラジアル方向外側に調整されるように構成した。これにより、柱部内径側部分が柱部外径側部分に対し、ピッチ円よりもラジアル方向外側にて該ピッチ円位置よりも厚肉化した位置で接続するので、柱部内径側部分と柱部外径側部分との接続面積を増加することができ、冠型保持器の柱部の機械的強度を高めることができ、保持器のポケットへの玉の挿入時や、軸受使用中の転動体からの荷重作用時に柱部の破断を生じにくくすることができる。

その結果、柱部内径側部分のピッチ円位置における厚みｔを０．６ｍｍ以下に縮小しても、冠型保持器の柱部の強度を十分に確保できるので、同一ピッチ円径の保持器であっても保持可能な玉の数を増加でき、軸受の負荷容量を高めることが可能となる。柱部の機械的強度を確保するための必要な上記厚みｔの下限値は、例えば０．３ｍｍ程度である。

柱部のラジアル方向外周面は、アキシャル方向にてリング部の位置する第一端側部分を該リング部及び柱部外径側部分が形成し、第一端側部分からラジアル方向外向きに突出する柱部外径側部分が外周面の残余の第二端側部分を形成するように構成できる。そして、保持器を成型する分割金型のパーティング面を、リング部の位置する側にて反対側よりも径小となるテーパ面をなす形で、第一端側部分とその柱部外径側部分側への延長を包含する形でピッチ円位置よりもラジアル方向外側に設定することができる。パーティング面を上記のようなテーパ面として形成することで、保持器の樹脂成形体をスムーズに型抜きすることができる。型開きをスムーズに行なうためには、パーティング面の軸受中心軸線に対する割り角度は０．３゜以上（上限値は、例えば５゜以下）に設定されていることが望ましい。

  １  アンギュラ玉軸受用樹脂保持器
  ３  柱部
  ３Ａ  柱部内径側部分
  ３Ｂ  柱部外径側部分
  ＰＣＤ  ピッチ円径
  ４  玉
  ５  ポケット
  １１  アンギュラ玉軸受
  １２，１３  内外輪

Claims

  アンギュラ玉軸受の転動体をなす複数の玉を、内外輪間にて規定の間隔で転動可能に保持する樹脂冠型保持器であって、
  リング部と、このリング部から各々アキシャル方向へ突出する形で周方向に複数形成され、周方向に隣接するもの同士が転動体をなす玉を収容するポケットを形成する柱部とを備え、
  各前記柱部は、該柱部の軸受内径側を構成する柱部内径側部分と、該柱部内径側部分に対しラジアル方向外端位置にて周方向両側に延出する形で接続する柱部外径側部分とからなり、前記ポケットの内面が前記柱部内径側部分と前記柱部外径側部分とにまたがる球面状に形成されるとともに、前記柱部内径側部分に対する前記柱部外径側部分の接続位置が、各前記ポケットに保持される複数の前記玉のピッチ円よりもラジアル方向外側に調整されることで、前記柱部内径側部分の前記接続位置における厚みを前記ピッチ円位置における厚みよりも大きくなした、アンギュラ玉軸受用樹脂保持器。
前記柱部内径側部分の前記ピッチ円位置における厚みが０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下に調整されてなる請求項１記載のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器。
前記柱部のラジアル方向外周面は、アキシャル方向にて前記リング部の位置する第一端側部分を該リング部及び前記柱部外径側部分が形成し、前記第一端側部分からラジアル方向外向きに突出する前記柱部外径側部分が前記外周面の残余の第二端側部分を形成するとともに、前記保持器を成型する分割金型のパーティング面が、前記リング部の位置する側にて反対側よりも径小となるテーパ面をなす形で、前記第一端側部分とその前記柱部外径側部分側への延長を包含する形で前記ピッチ円位置よりもラジアル方向外側に設定されてなる請求項１記載のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器。
前記パーティング面の前記軸受中心軸線に対する割り角度が０．３゜以上５゜以下に設定されてなる請求項３記載のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器。