(57)【要約】【課題】一対の軌道盤(軌道溝の肩)の間のスペースに合わせて対応でき、転動体を確実に保持するのに充分な掛かり代を確保したポケットを有する保持器及び当該保持器を備えた転がり軸受を提供する。【解決手段】互いに相対回転可能にアキシアル方向Ａｘに沿って対向配置された一対の軌道盤2,4と、これら軌道盤間に転動自在に配列された複数の転動体６とを備えた転がり軸受に組み込まれた保持器１０であって、保持器は、複数の転動体をそれぞれ１個ずつ回転自在に保持する複数のポケット１２を有しており、各ポケットの外径側には、当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口Ｍが形成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転可能にアキシアル方向に沿って対向配置された一対の軌道盤と、これら軌道盤間に転動自在に配列された複数の転動体とを備えた転がり軸受に組み込まれた保持器であって、
保持器は、複数の転動体をそれぞれ１個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有しており、各ポケットの外径側には、当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口が形成されていることを特徴とする保持器。
【請求項２】
保持器は、リング状を成しており、複数のポケットは、保持器の外径側に周方向に沿って所定間隔で配置されており、各ポケットの開口の両縁部には、転動体の外径よりも僅かに小さな内径を有する掛かり代が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の保持器。
【請求項３】
複数のポケットの中心を相互に結んで構成される保持器仮想円の直径は、各ポケットに保持された複数の転動体の中心を相互に結んで構成される転動体仮想円の直径よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の保持器。
【請求項４】
各ポケットの開口の両縁部に設けられた掛かり代は、転動体の外径に沿って突出し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保持器。
【請求項５】
各ポケットの開口の両縁部に設けられた掛かり代は、一対の軌道盤の軌道溝相互間において、転動体の外径に沿ってアキシアル方向に拡張されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の保持器。
【請求項６】
互いに相対回転可能にアキシアル方向に沿って対向配置された一対の軌道盤と、これら軌道盤間に転動自在に配列された複数の転動体と、複数の転動体をそれぞれ１個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有する保持器とを備えた転がり軸受であって、
保持器は、複数の転動体をそれぞれ１個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有しており、各ポケットの外径側には、当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項７】
保持器は、リング状を成しており、複数のポケットは、保持器の外径側に周方向に沿って所定間隔で配置されており、各ポケットの開口の両縁部には、転動体の外径よりも僅かに小さな内径を有する掛かり代が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の転がり軸受。
【請求項８】
複数のポケットの中心を相互に結んで構成される保持器仮想円の直径は、各ポケットに保持された複数の転動体の中心を相互に結んで構成される転動体仮想円の直径よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の転がり軸受。
【請求項９】
各ポケットの開口の両縁部に設けられた掛かり代は、転動体の外径に沿って突出していることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項１０】
各ポケットの開口の両縁部に設けられた掛かり代は、一対の軌道盤の軌道溝相互間において、転動体の外径に沿ってアキシアル方向に拡張されていることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば回転機構や旋回機構などを有する各種産業機械に用いられる転がり軸受及び当該転がり軸受に組み込まれた保持器に関する。特に転がり軸受として、スラスト軸受を想定すると共に、かかるスラスト軸受に用いる保持器として、内外輪間に組み込む前に複数の転動体を脱落させること無く回転自在に保持する保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から例えば回転機構や旋回機構などには、アキシアル荷重を負荷する種々のスラスト軸受が組み込まれており、かかるスラスト軸受に用いられる保持器としては、例えば黄銅もみぬき型や鋼板プレス型と称される保持器、或いは軽量で潤滑性に優れた樹脂製の保持器が知られている。例えば樹脂製の保持器を用いたスラスト軸受としては、図３(ａ)に示すように、互いに相対回転可能にアキシアル方向に沿って対向配置された一対の軌道盤2,4と、これら軌道盤間に転動自在に配列された複数の転動体６と、複数の転動体６をそれぞれ１個ずつ回転自在に保持する複数のポケット８を有する保持器１０とを備えた単式スラスト玉軸受を想定することができる(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
単式スラスト玉軸受において、保持器１０はリング状(円環状)を成しており、複数のポケット８は、保持器１０の周方向に沿って等間隔で配置されている。各ポケット８には、図３(ｂ)に示すように、アキシアル方向Ａｘに貫通した開口(転動体６をポケット８に挿入するための開口)Ｍが形成されており、開口Ｍの周縁には、転動体６の外径よりも僅かに小さな内径を有する掛かり代８ａが設けられている。なお、各ポケット８の開口Ｍは、アキシアル方向Ａｘの上下両側にそれぞれ形成されており、転動体６を上下いずれの方向からでも挿入することができる。
【０００４】
ここで、転動体６をアキシアル方向Ａｘからポケット８に挿入する際、転動体６を開口Ｍに向けて押圧すると、転動体６の押圧力により掛かり代８ａが弾性変形して開口Ｍを広げる。そして、更に転動体６に押圧力を加えることにより、転動体６を掛かり代８ａを乗り越えてポケット８内に挿入させることができる。この直後、掛かり代８ａがその弾性力で初期状態(掛かり代８ａの内径が転動体６の外径よりも僅かに小さくなった状態)に復帰することにより、転動体６はポケット８内に保持される。
【０００５】
この場合、単式スラスト玉軸受は、例えば回転機構や旋回機構などに組み込まれる前の状態において、その一対の軌道盤2,4が分離してしまうが、各ポケット８に保持された各転動体６は、各ポケット８のアキシアル方向Ａｘの上下側から掛かり代８ａで挟持された状態にあるため、各ポケット８から脱落することは無い。
【０００６】
ところで、ポケット８に保持された転動体６の脱落をより確実に防止するためには、掛かり代８ａを大きく設計すれば良いが、そうすると、転動体６を挿入する際に加えられた押圧力の程度によっては掛かり代８ａが大きく変形して破損する虞がある。
【０００７】
また、上述したようなスラスト軸受は、アキシアル方向Ａｘの立軸として使用されることが多いため、掛かり代８ａは常に転動体６と接触し、摩擦を受けて磨耗し易い。この場合、磨耗量が増えると、その分だけ軸方向(アキシアル方向Ａｘ)の遊びが大きくなり、保持器１０と一対の軌道盤2,4との干渉が生じ、発熱による焼き付きや潤滑性の低下などの弊害が生じる虞がある。
【０００８】
更に、スラスト軸受には、アキシアル荷重だけで無くラジアル荷重やモーメント荷重が作用する場合が想定される。この場合、これら荷重の大きさによっては、転動体６と一対の軌道盤2,4の軌道溝2s,4sとの間の呼び接触角が正常値(４５°〜９０°)を越えて変化すると、例えば転動体６が軌道溝2s,4sの肩(軌道溝2s,4sの両脇の部分)に乗り上がり滑らかな回転状態を維持することが困難になってしまう場合がある。これを防止するためには、軌道溝2s,4sの肩の高さ(溝底から肩の頂部までの高さ)を高く設計すれば良いが、そうすると肩の高さ分だけ、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースが小さくなってしまう。この結果、保持器１０の軸方向(アキシアル方向Ａｘ)の厚みを確保することができなくなり、転動体６を保持するのに充分な大きさの掛かり代８ａを確保することができなくなってしまう。
【特許文献１】特開平９−４２２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、一対の軌道盤(軌道溝の肩)の間のスペースに合わせて対応でき、転動体を確実に保持するのに充分な掛かり代を確保したポケットを有する保持器及び当該保持器を備えた転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明は、互いに相対回転可能にアキシアル方向に沿って対向配置された一対の軌道盤と、これら軌道盤間に転動自在に配列された複数の転動体とを備えた転がり軸受に組み込まれた保持器であって、保持器は、複数の転動体をそれぞれ１個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有しており、各ポケットの外径側には、当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口が形成されている。
また、本発明は、互いに相対回転可能にアキシアル方向に沿って対向配置された一対の軌道盤と、これら軌道盤間に転動自在に配列された複数の転動体と、複数の転動体をそれぞれ１個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有する保持器とを備えた転がり軸受であって、保持器は、複数の転動体をそれぞれ１個ずつ回転自在に保持する複数のポケットを有しており、各ポケットの外径側には、当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口が形成されている。
【００１１】
本発明において、保持器は、リング状を成しており、複数のポケットは、保持器の外径側に周方向に沿って所定間隔で配置されており、各ポケットの開口の両縁部には、転動体の外径よりも僅かに小さな内径を有する掛かり代が設けられている。
また、複数のポケットの中心を相互に結んで構成される保持器仮想円の直径は、各ポケットに保持された複数の転動体の中心を相互に結んで構成される転動体仮想円の直径よりも大きく設定されている。
この場合、各ポケットの開口の両縁部に設けられた掛かり代は、転動体の外径に沿って突出させても良い。また、掛かり代は、一対の軌道盤の軌道溝相互間において、転動体の外径に沿ってアキシアル方向に拡張させても良い。この構成では、一対の軌道盤の間のスペースが広い場合には、掛かり代の突出量を大きくすることが可能であり、逆に、一対の軌道盤の間のスペースが狭い場合には、一対の軌道盤の軌道溝相互間においてアキシアル方向に掛かり代のみを拡張することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、保持器の各ポケットの外径側に当該外径側から転動体をポケットに挿入するための開口を形成したことにより、一対の軌道盤(軌道溝の肩)の間のスペースに合わせて対応でき、転動体を確実に保持するのに充分な掛かり代を確保したポケットを有する保持器及び当該保持器を備えた転がり軸受を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態に係る保持器及び転がり軸受について、添付図面を参照して説明する。なお、転がり軸受としては、例えば単式及び複式のスラスト軸受を想定することができるが、本実施の形態では、その一例として単式スラスト玉軸受を例示して説明する。この場合、単式スラスト玉軸受は、上述した構成(図３(ａ))と同様であるため、以下では、相違する構成である保持器の説明に止める。
【００１４】
図１(ａ)〜(ｃ)に示すように、本実施の形態の保持器１０は、樹脂製のリング状を成しており、複数の転動体６をそれぞれ１個ずつ回転自在に保持する複数のポケット１２が設けられている。各ポケット１２は、保持器１０の外径側に周方向に沿って所定間隔で配置されており、これらポケット１２の外径側には、当該外径側から転動体６をポケット１２に挿入(矢印Ｇ方向に挿入)するための開口Ｍが形成されている。なお、保持器１０の樹脂材料としては、例えばガラス繊維を強化したナイロン材や、エンジニアリングプラスチック(例えば、ポリフェニレンスルフィド(PPS))などを適用することができる。また、保持器１０の成形方法としては、例えば削り出しや射出成形などを適用することができる。
【００１５】
具体的に説明すると、各ポケット１２は、リング状の保持器１０の最外縁に露出して設けられており、その開口Ｍは、保持器１０の中心Ｐから半径方向に放射状に延出した仮想線上に形成されている。また、開口Ｍを規定する２つの開口端Ｍｅの相互間距離は、転動体６の直径よりも僅かに小さく設定されている。この場合、転動体６をポケット１２に挿入(矢印Ｇ方向に挿入)する際に、転動体６の押圧力が２つの開口端Ｍｅを介してポケット１２に作用することになる。しかしながら、上記のような位置関係に開口Ｍを設定することにより、２つの開口端Ｍｅやポケット１２を変形させたり破損させること無く、転動体６を挿入することができる。
【００１６】
このような開口Ｍの両縁部(アキシアル方向Ａｘの上下両側の縁部)には、転動体６の外径よりも僅かに小さな内径を有する掛かり代１２ａが転動体６の外径に沿って突出している。保持器１０は、厚さ寸法Ｔの中空円板形状を成しており、開口Ｍ及びポケット１２の厚さは、保持器１０の厚さ寸法Ｔの範囲内に規定されている。また、掛かり代１２ａは、保持器１０に対してアキシアル方向Ａｘに突出し、その突出端１２ｅ相互の内径が転動体６の外径よりも小さく設定されている。
【００１７】
この場合、各ポケット１２を保持器１０の外径側に配置し、開口Ｍをポケット１２の外径側に形成したことにより、転動体６を保持するのに充分な大きさの掛かり代１２ａを確保することができる。つまり、従来では、図３(ａ),(ｂ)に示すような掛かり代８ａを通して転動体６を挿入している関係上、その挿入性の向上のため掛かり代８ａの大きさには一定の制限があった。これに対して本実施の形態では、保持器１０の外径側の開口Ｍから転動体６をポケット１２に簡単に挿入することができるため、大きな掛かり代１２ａを設定しても挿入性を損なうことは無い。
【００１８】
具体的に説明すると、図３に示した従来の保持器１０(ポケット８)において、掛かり代８ａの大きさは、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースに限定されており、当該スペースが小さい場合、転動体６を保持するのに充分な大きさの掛かり代８ａを確保することができなかった。これに対して、本実施の形態(図１(ａ)〜(ｃ))では、ポケット１２を保持器１０の外径側に配置し、開口Ｍをポケット１２の外径側に形成したことにより、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースに影響されること無く、掛かり代１２ａを大きくすることができる。別の言い方をすると、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースに合わせて尚且つ、転動体６を保持するのに充分な大きさの掛かり代１２ａを確保することができる。なお、掛かり代１２ａの大きさや形状は、転動体６の大きさや形状、保持器１０の大きさや種類、転がり軸受の使用目的や使用環境などに応じて任意に設定することができるため、ここでは特に限定しない。
【００１９】
ここで、例えば図２(ａ)に示すように、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースＧｗを広く確保された転がり軸受では、掛かり代１２ａをアキシアル方向Ａｘに大きく設定することができる。これにより、転動体６を保持するのに充分な大きさの掛かり代１２ａを確保することができる。
これに対して、例えば図２(ｂ)に示すように、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースＧｓが狭い転がり軸受では、その軌道溝2s,4s相互間のスペースにおいて掛かり代１２ａをアキシアル方向Ａｘに大きく設定することができる。具体的に説明すると、かかる転がり軸受は、アキシアル荷重だけで無くラジアル荷重やモーメント荷重により転動体６が軌道溝2s,4sの肩(軌道溝2s,4sの両脇の部分)に乗り上がるのを防止するために、軌道溝2s,4sの肩の高さ(溝底から肩の頂部までの高さ)を高く設計したことで、一対の軌道盤2,4(軌道溝2s,4sの肩)の間のスペースが小さくなった単式スラスト玉軸受に対応している。この場合、一対の軌道盤2,4の間のスペースに合わせて保持器１０の厚さ寸法Ｔを薄くせざるを得ないが、軌道溝2s,4s相互間には比較的広いスペースが構成されているため、かかるスペースに位置付けられた掛かり代１２ａを拡張させている。これにより、転動体６を保持するのに充分な大きさの掛かり代１２ａを確保することができる。
【００２０】
上記いずれの転がり軸受(図２(ａ),(ｂ))においても、各ポケット１２の内周面１２ｂは、転動体６の外径面の形状に合わせた湾曲形状(転動体６の外径より僅かに大きな湾曲形状)を成している。これにより、ポケット１２に挿入された転動体６は、その外径側が開口Ｍの両縁部の掛かり代１２ａで両側から挟持されると共に、それ以外の部分がポケット１２の湾曲形状の内周面１２ｂで抱き抱えられる。
この場合、転動体６をポケット１２に挿入すると、その状態で転動体６は、ポケット１２から脱落すること無く回転自在に保持される。例えば単式スラスト玉軸受を回転機構や旋回機構などに組み込む前の状態において、その一対の軌道盤2,4が分離しても、各ポケット１２に保持された各転動体６は、掛かり代１２ａ及び湾曲形状の内周面１２ｂで確実に保持された状態となり、各ポケット８から脱落することは無い。
【００２１】
ここで、転動体６をポケット１２に挿入する方法について、図１(ａ),(ｂ)を参照して説明する。まず、転動体６を保持器１０の外径側から開口Ｍに向けて押圧(矢印Ｇ方向に押圧)すると、転動体６の押圧力により２つの開口端Ｍｅが矢印Ｗ方向に弾性変形して開口Ｍを広げる。そして、更に転動体６に押圧力を加えることにより、転動体６を２つの開口端Ｍｅを乗り越えてポケット１２内に挿入させることができる。この直後、２つの開口端Ｍｅがその弾性力で初期状態(２つの開口端Ｍｅの内径が転動体６の外径よりも僅かに小さくなった状態)に復帰することにより、転動体６はポケット１２内に保持される。
【００２２】
このような挿入方法では、転動体６の押圧力が２つの開口端Ｍｅに作用した際に、２つの開口端Ｍｅを柔軟に弾性変形させることが好ましい。そこで、例えば図２(ｃ)に示すように、隣り合うポケット１２相互間に切欠部(盗み)Ｒを形成することで、開口Ｍを規定する２つの開口端Ｍｅの弾性(矢印Ｗ方向への弾性)を向上させることができる。この場合、２つの開口端Ｍｅは、切欠部Ｒから突出方向に向って先細り形状を成しているため、転動体６の挿入時において柔軟に弾性変形し転動体６の挿入性を良好とし、転動体６がポケット１２に挿入された後には、掛かり代１２ａと協同して転動体６を堅牢に保持することができる。
【００２３】
また、本実施の形態の保持器１０を備えた単式スラスト玉軸受によれば、例えば回転機構や旋回機構などに組み込まれる前に、一対の軌道盤2,4が分離しても、保持器１０が転動体６をポケット１２から脱落すること無く回転自在に保持するため、軸受の取扱いが簡単になり、回転機構や旋回機構などへの組み込み作業を円滑化及び効率化することが可能となる。
【００２４】
更に、単式スラスト玉軸受をアキシアル方向Ａｘの立軸として使用する場合、従来の掛かり代８ａ(図３(ａ),(ｂ))は、常に転動体６と接触し摩擦を受けて磨耗し易く、保持器１０のガタが大きくなる場合があったが、本実施の形態(図１(ｃ))では、ポケット１２を保持器１０の外径側に配置し、開口Ｍをポケット１２の外径側に形成したことにより、転動体６を保持するのに充分な大きさの掛かり代１２ａを確保することができ、多少磨耗しても保持器１０のガタが大きくなることは無い。
【００２５】
なお、上述した実施の形態では、単式スラスト玉軸受を例示して説明したが、例えば図２(ｄ)に示すように、本実施の形態の保持器１０を複式スラスト軸受に適用しても同様の効果を得ることができると共に、複式スラスト軸受の特有の効果として、上下両方向のアキシアル荷重を受けることができる。
この場合、複式スラスト軸受として複式スラスト玉軸受を想定しており、複式スラスト玉軸受は、１個の軸軌道盤１４と、この軸軌道盤１４のアキシアル方向上下側にそれぞれ対向配置された一対のハウジング軌道盤16,18と、軸軌道盤１４と一対のハウジング軌道盤16,18との間に転動自在に配列された複数の転動体６とを備えている。なお、保持器１０ポケット１２は、上述した実施の形態と同様の構成を適用することができるため、その説明は省略する。
【００２６】
また、上述した実施の形態のスラスト軸受において、複数のポケット１２の中心を相互に結んで構成される保持器仮想円の直径を、各ポケット１２に保持された複数の転動体６の中心を相互に結んで構成される転動体仮想円の直径よりも大きく設定することが好ましい。
このような構成によれば、スラスト軸受の動作中に例えば保持器１０が半径方向に移動した場合、転動体６は、ポケット１２の開口Ｍに接触する前に内周面１２ｂ(図１(ａ))に接触する。つまり、転動体６が掛かり代１２ａに接触することは無い。この結果、掛かり代１２ａの磨耗や摩損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る保持器の構成を示す平面図、(ｂ)は、転動体をポケットに挿入している状態を部分的に示す斜視図、(ｃ)は、本発明の一実施の形態に係る保持器の構成を部分的に示す断面図。
【図２】(ａ)は、軌道盤間のスペースが広く確保された転がり軸受の構成例を部分的に示す断面図、(ｂ)は、軌道盤間のスペースが狭い転がり軸受の構成例を部分的に示す断面図、(ｃ)は、隣り合うポケット１２相互間に切欠部(盗み)が形成された保持器の構成例を部分的に示す図、(ｄ)は、複式スラスト軸受の構成例を部分的に示す断面図。
【図３】(ａ)は、従来の保持器が組み込まれたスラスト軸受の構成を一部断面して示す斜視図、(ｂ)は、従来の保持器の構成を部分的に示す断面図。
【符号の説明】
【００２８】
２  軌道盤
４  軌道盤
６  転動体
８  従来の保持器
１０  本発明の保持器
１２  ポケット
１２ａ  掛かり代
Ａｘ  アキシアル方向
Ｇ  転動体の挿入方向
Ｍ  開口
Ｍｅ  開口端
Ｔ  保持器の厚さ寸法
Ｗ  掛かり代の弾性変形方向
【図１】
2006250189.tif 000003
【図２】
2006250189.tif 000004
【図３】
2006250189.tif 000005