WO2022196792A1 - 針状ころ軸受 - Google Patents

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    • F16C43/00—Assembling bearings
    • F16C43/04—Assembling rolling-contact bearings
    • F16C43/06—Placing rolling bodies in cages or bearings

Definitions

  • the present invention provides a needle roller holding jig that can prevent the needle rollers from coming apart during assembly and can obtain a roller filling rate equivalent to that of a full complement needle roller roller assembly. It relates to needle roller bearings.
  • Needle roller bearings have a small bearing cross-sectional area and a large load capacity in a small space compared to general bearings. It is widely used, for example, in automotive mechanical parts, robot mechanical parts, etc., because it leads to cost reduction.
  • Needle roller bearings with a cage should have a higher load capacity by increasing the ratio of the pitch diameter of the needle rollers to the circumferential length of the needle rollers, that is, by increasing the roller filling factor. In this case, the column portion of the retainer arranged between the needle rollers becomes a restriction.
  • JP 2007-46792 A Japanese Patent No. 6613576
  • this invention increases the roller filling rate by using full complement rollers and prevents the needle rollers from being disassembled during assembly.
  • the present invention includes a plurality of needle rollers and a holding jig for preventing the needle rollers from falling off. and a plurality of pillars that connect the radially outer portions of the pair of rims at predetermined intervals in the circumferential direction, and the pair of rims and the plurality of pillars form a needle-like shape.
  • the inner diameter surface of the column portion is located on the outer diameter side of the pitch circle diameter of the needle rollers, and the needles are located on the pitch circle diameter of the needle rollers
  • An inter-roller clearance rs between the shaped rollers is narrower than a pocket clearance cs formed between the pillar and the needle roller at a contact position between the pillar and the needle roller.
  • the ratio of the pitch diameter of the needle rollers to the circumferential length of the needle rollers, that is, the roller filling rate is set to 80 to 100% or less, preferably 93 to 100% or less. A high load capacity comparable to that of rollers can be obtained.
  • the strength of the column portion can be improved.
  • the inner diameter surface of the column portion is located on the outer diameter side of the pitch circle diameter of the needle rollers, and the needle rollers are positioned above the pitch circle diameter of the needle rollers. Since the inter-roller gap rs is narrower than the pocket gap cs formed between the column and the needle roller at the point of contact between the column and the needle roller, the needle rollers are skewed during operation. However, the adjacent needle rollers come into contact with each other before the needle rollers and the pillars come into contact with each other.
  • the load on the column is small, and the width of the column can be narrowed so that the needle rollers can be arranged on the pitch circle diameter up to the full roller state. Thereafter, it is possible to increase it to preferably 93 to 100% or less.
  • FIG. 1 is a perspective view of a needle roller bearing according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a side view of the needle roller bearing of FIG. 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the needle roller bearing of FIG. 1 taken along a plane perpendicular to the axis
  • FIG. FIG. 4 is an enlarged view showing the relationship between the column portion and the needle rollers of the needle roller bearing according to the embodiment of the present invention
  • a needle roller bearing 1 includes a plurality of needle rollers 2 and a holding jig 3 for preventing the needle rollers 2 from falling off.
  • a resin sleeve 4 is fitted on the inner diameter side of the needle rollers 2 to prevent the needle rollers 2 from coming apart during assembly.
  • the resin sleeve 4 is provided with cuts 4a at several places in the circumferential direction in order to facilitate fitting into the inner diameter side of the needle roller 2.
  • the holding jig 3 includes a pair of rims 3a arranged on both sides in the axial direction, and a plurality of pillars 3b connecting the radially outer sides of the pair of rims 3a at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • a plurality of pockets for holding the needle rollers 2 are formed by the pair of rim portions 3a and the plurality of column portions 3b.
  • the inner diameter surface of the column portion 3b is located on the outer diameter side of the pitch circle diameter (PCD) of the needle rollers 2 arranged in the circumferential direction.
  • PCD pitch circle diameter
  • the inter-roller gap rs which is formed between the needle rollers 2 on the pitch circle diameter, is set to the position where the column portion 3b and the needle roller 2 contact each other. It is set to be narrower than the pocket clearance cs formed between the rollers, that is, rs ⁇ cs.
  • the inter-roller clearance rs is a clearance formed between the adjacent needle rollers 2 when the needle rollers 2 are evenly arranged on the pitch circle diameter. It can be obtained by dividing the value obtained by subtracting the total length of the diameter D of the shaped rollers 2 by the total number of the needle rollers 2 .
  • the pocket clearance cs is the distance from the point of contact of the column portion 3b to the point of contact of the needle roller 2 at the contact position between the needle roller 2 and the column portion 3b. length obtained by subtracting the diameter A of the needle roller 2 at the contact point between the needle roller 2 and the column portion 3b from the column distance B at the contact point between the needle roller 2 and the column portion 3b can be obtained by 1/2 of
  • the inter-roller clearance rs is set narrower than the pocket clearance cs, even if the needle rollers 2 are skewed during operation, the adjacent needles will be separated before the needle rollers 2 and the column portion 3b come into contact with each other. Since the shaped rollers 2 are in contact with each other, the load on the column portion 3b can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the column width of the column portion 3b and arrange the needle rollers 2 up to a full roller state on the pitch circle diameter. It is also possible to increase it to 100% or less.
  • the roller packing ratio is the ratio of the total diameter D of the needle rollers 2 arranged on the pitch circle diameter to the circumferential length of the pitch circle diameter of the needle rollers.
  • the roller filling rate is 100%.
  • the holding jig 3 serves as an outer diameter guide, and the strength and rigidity of the holding jig 3 are maintained high. be able to.
  • the column portion 3b has a tapered shape in which both side surfaces are inclined from the inner diameter side toward the outer diameter side. By widening the width of the side, the cross-sectional area of the column portion 3b is increased and the strength of the column portion 3b is ensured.
  • the holding jig 3 is made of resin or steel plate.
  • the column portion 3b of the holding jig 3 may be formed into a tapered shape by milling the side surface, but in consideration of the cost, it may be formed into a tapered shape by pressing after press processing.
  • the needle roller bearing 1 of the present invention can increase the roller filling rate to 80 to 100% or less, preferably 93 to 100% or less, even with the holding jig 3. Therefore, it is suitable for applications where multi-row arrangement and applications requiring high-precision rotation are required.
  • Reference Signs List 1 Bearing 2: Needle roller 3: Holding jig 3a: Rim portion 3b: Column portion 4: Resin sleeve cs: Pocket clearance rs: Roller clearance

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Abstract

組み立て時の針状ころのばらけを防止すると共に、総ころと同等のころ充填率を得ることができ、運転中のころスキュー時に、針状ころと保持治具とが干渉しない構造にする。複数の針状ころ（２）と、針状ころ（２）の脱落を防止するための保持治具（３）とを備え、保持治具（３）は、軸方向両側に配置された一対のリム部（３ａ）と、一対のリム部（３ａ）の径方向外側部同士を、周方向に所定間隔で連結する複数の柱部（３ｂ）とを有し、一対のリム部（３ａ）と柱部（３ｂ）とによって針状ころ（２）を保持するポケットを形成した針状ころ軸受において、柱部（３ｂ）の内径面を、針状ころ（２）のピッチ円径よりも外径側に位置させ、針状ころ（２）のピッチ円径上における針状ころ（２）間のころ間隙間（ｒｓ）を、柱部（３ｂ）と針状ころ（２）との接点位置におけるポケット隙間（ｃｓ）よりも狭くしたことを特徴とする。

Description

針状ころ軸受
　この発明は、保持器付き針状ころと同様に、組み立て時の針状ころのばらけを防止すると共に、総ころと同等のころ充填率を得ることができる針状ころの保持治具付きの針状ころ軸受に関する。
　針状ころ軸受は、軸受断面積が小さく、一般軸受に比べ小さいスペースで大きな負荷容量があるため、軸受のみならず、軸受箱やその他も小型化することができ、機械の軽量化、コンパクト化につながり、コストダウンにも役立つので、例えば、自動車機構部品、ロボット機構部品などで広く使用されている。
　保持器付きの針状ころ軸受では、針状ころの直径の総和が、針状ころのピッチ円径の円周長さに対する割合、すなわち、ころ充填率を増加させることによって、高負荷容量化しようとした場合、針状ころ間に配置される保持器の柱部が制約になる。
　従来、保持器付きの針状ころ軸受において、保持器の柱部を、針状ころのピッチ円径（ＰＣＤ）よりも外径側に設けて柱幅を薄くし、ころ充填率を増加させるということが特許文献１や特許文献２に開示されている。
特開２００７－４６７９２号公報 特許第６６１３５７６号公報
　しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の針状ころ軸受においても、運転時に生じる針状ころのスキューに対する柱部の強度を犠牲にしてまで、ころ充填率を総ころ形式と同等まで増やすことができなかった。
　一方、保持器のない総ころ形式の針状ころ軸受の場合、高負荷容量であっても、組立て時に針状ころがばらけてしまうため、組立て性に問題を抱えている。
　そこで、この発明は、針状ころ軸受において、総ころにすることによりころ充填率を上げると共に、組み立て時に針状ころがばらけてしまうのを防止するものである。
　前記の課題を解決するために、この発明は、複数の針状ころと、前記針状ころを脱落させないための保持治具とを備え、前記保持治具は、軸方向両側に配置された一対のリム部と、前記一対のリム部の径方向外側部同士を、周方向に所定間隔で連結する複数の柱部とを有し、前記一対のリム部と前記複数の柱部とによって針状ころを保持するポケットを形成した針状ころ軸受において、前記柱部の内径面が、前記針状ころのピッチ円径よりも外径側に位置し、前記針状ころのピッチ円径上における針状ころ間のころ間隙間ｒｓが、前記柱部と針状ころとの接点位置における柱部と針状ころ間に形成されるポケット隙間ｃｓよりも狭いことを特徴とする。
　前記針状ころの直径の総和が、針状ころのピッチ円径の円周長さに対する割合、すなわち、ころ充填率を８０～１００％以下、好ましくは９３～１００％以下にすることにより、総ころと同程度の高負荷容量を得ることができる。
　前記柱部の幅を、内径側から外径側に向かって広くすることにより、柱部の強度を向上させることができる。
　前記針状ころの内径側に、樹脂スリーブを嵌めることにより、機器に組込む際における内径側への針状ころのばらけを防止することができる。
　以上のように、この発明に係る針状ころ軸受は、柱部の内径面を、針状ころのピッチ円径よりも外径側に位置させ、針状ころのピッチ円径上における針状ころ間のころ間隙間ｒｓを、柱部と針状ころとの接点位置における柱部と針状ころ間に形成されるポケット隙間ｃｓよりも狭くしているので、運転中に針状ころがスキューしたとしても、針状ころと柱部とが接触する前に、隣り合う針状ころ同士が接触する。
　このため、柱部への負荷が小さく、柱部の幅を細くして、ピッチ円径上に総ころ状態まで針状ころを配列することが可能となり、例えば、ころ充填率を８０～１００％以下、好ましくは９３～１００％以下まで増加させることも可能になる。
この発明の実施形態に係る針状ころ軸受の斜視図である。 図１の針状ころ軸受の側面図である。 図１の針状ころ軸受を軸心に対して直交する面で切断した断面図である。 この発明の実施形態に係る針状ころ軸受の柱部と針状ころとの関係を示す拡大図である。
　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　この発明に係る針状ころ軸受１は、図１～図３に示すように、複数の針状ころ２と、針状ころ２を脱落させないための保持治具３とを備え、周方向に配列された針状ころ２の内径側に、組立ての際に、針状ころ２のばらけを防止する樹脂スリーブ４を嵌めている。
　樹脂スリーブ４には、針状ころ２の内径側への嵌め入れを容易にするために、周方向の数カ所に切り目４ａを設けている。
　前記保持治具３は、軸方向両側に配置された一対のリム部３ａと、前記一対のリム部３ａの径方向外側部同士を、周方向に所定間隔で連結する複数の柱部３ｂとを有し、前記一対のリム部３ａと前記複数の柱部３ｂとによって針状ころ２を保持する複数のポケットを形成している。
　前記柱部３ｂの内径面は、周方向に配列された針状ころ２のピッチ円径（ＰＣＤ）よりも外径側に位置している。
　この発明では、図４に示すように、ピッチ円径上における針状ころ２間に形成される、ころ間隙間ｒｓを、柱部３ｂと針状ころ２との接点位置における柱部と針状ころ間に形成されるポケット隙間ｃｓよりも狭く、すなわち、ｒｓ＜ｃｓに設定している。
　ころ間隙間ｒｓとは、ピッチ円径上に均等に針状ころ２を配列した際における隣り合う針状ころ２同士の間に形成される隙間であり、ピッチ円径の円周長さから針状ころ２の直径Ｄの総和の長さを引いた値を、針状ころ２の総数で割って求めることができる。
　また、ポケット隙間ｃｓとは、針状ころ２と柱部３ｂとの接点位置における柱部３ｂの接点から針状ころ２の接点までの距離であり、ピッチ円径上に針状ころ２を均等に配列した状態において、針状ころ２と柱部３ｂとの接点位置における柱間距離Ｂから、針状ころ２と柱部３ｂとの接点位置における針状ころ２の径Ａを引いた長さの１／２で求めることができる。
　前記のように、ころ間隙間ｒｓをポケット隙間ｃｓよりも狭く設定すると、運転中に針状ころ２がスキューしたとしても、針状ころ２と柱部３ｂとが接触する前に、隣り合う針状ころ２同士が接触するので、柱部３ｂへの負荷を小さくすることができる。したがって、柱部３ｂの柱幅を細くして、ピッチ円径上に総ころ状態まで針状ころ２を配列することが可能となり、例えば、ころ充填率を８０～１００％以下、好ましくは９３～１００％以下まで増加させることも可能になる。
　ここで、ころ充填率とは、ピッチ円径上に配列された針状ころ２の直径Ｄの総和と、針状ころのピッチ円径の円周長さとの比率であり、ピッチ円径上に針状ころ２を隙間なく配列した状態で、ころ充填率が１００％になる。
　この発明では、前記柱部３ｂの内径面を、ピッチ円径よりも外径側に設けられているので、保持治具３が外径案内となり、保持治具３の強度と剛性を高く維持することができる。
　また、図３および図４に示すように、柱部３ｂは、両側面の形状が内径側から外径側に向かって傾斜するテーパ形状、すなわち、柱部３ｂの内径側の幅よりも外径側の幅を広くすることにより、柱部３ｂの断面積を稼ぎ、柱部３ｂの強度を確保している。
　保持治具３は、樹脂製または鋼板製である。保持治具３の柱部３ｂは、側面をフライス加工によってテーパ形状にしても良いが、コスト面を考えると、プレス加工した後、後加工で面押しによってテーパ形状にするようにしても良い。
　以上のように、この発明の針状ころ軸受１は、保持治具３付きであっても、ころ充填率を８０～１００％以下、好ましくは９３～１００％以下まで増加させることが可能であるので、多列配列される用途や高精度回転が要求される用途に適したものになる。
　この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。
１　　：軸受
２　　：針状ころ
３　　：保持治具
３ａ　：リム部
３ｂ　：柱部
４　　：樹脂スリーブ
ｃｓ　：ポケット隙間
ｒｓ　：ころ間隙間

Claims (4)

  1. 　複数の針状ころと、前記針状ころを脱落させないための保持治具とを備え、前記保持治具は、軸方向両側に配置された一対のリム部と、前記一対のリム部の径方向外側部同士を、周方向に所定間隔で連結する複数の柱部とを有し、前記一対のリム部と前記複数の柱部とによって針状ころを保持するポケットを形成した針状ころ軸受において、前記柱部の内径面が、前記針状ころのピッチ円径よりも外径側に位置し、前記針状ころのピッチ円径上における針状ころ間のころ隙間ｒｓが、前記柱部と針状ころとの接点位置における柱部と針状ころ間に形成されるポケット隙間ｃｓよりも狭いことを特徴とする針状ころ軸受。
  2. 　ころ充填率が８０～１００％以下である請求項１記載の針状ころ軸受。
  3. 　前記柱部の幅が、内径側から外径側に向かって広くなっていることを特徴とする請求項１または２記載の針状ころ軸受。
  4. 　前記針状ころの内径側に、樹脂スリーブを嵌めていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の針状ころ軸受。 
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