(57)【要約】  本発明は、転がり軸受用のケージセグメント（２）であって、転動体のための少なくとも１つのポケット（４）を有しており、第１のセグメント部分（６ａ）と第２のセグメント部分（６ｂ）とを備え、第２のセグメント部分（６ｂ）は、軸方向（８）で第１のセグメント部分（６ａ）に隣接し、第１のセグメント部分（６ａ）に形状結合式、摩擦力結合式又は素材結合式に結合されていることを特徴とする、転がり軸受用のケージセグメントに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受用のケージセグメント（２）であって、転動体のための少なくとも１つのポケット（４）を有しており、第１のセグメント部分（６ａ）と第２のセグメント部分（６ｂ）とを備え、該第２のセグメント部分（６ｂ）は、軸方向（８）で前記第１のセグメント部分（６ａ）に隣接し、該第１のセグメント部分（６ａ）に形状結合式、摩擦力結合式又は素材結合式に結合されていることを特徴とする、転がり軸受用のケージセグメント。
【請求項２】
軸方向（８）に対して垂直な接線方向（１４）に沿って前記ポケット（４）の両側に固定装置（１０ａ〜１０ｄ，１２ａ〜１２ｄ；１６；３６）を備え、該固定装置（１０ａ〜１０ｄ，１２ａ〜１２ｄ；１６；３６）は、該固定装置（１０ａ〜１０ｄ，１２ａ〜１２ｄ；１６；３６）により前記第１のセグメント部分（６ａ）が前記第２のセグメント部分（６ｂ）に結合可能であるように形成されている、請求項１記載のケージセグメント。
【請求項３】
前記固定装置（１０ａ〜１０ｄ，１２ａ〜１２ｄ；１６；３６）はさらに、前記ケージセグメント（２）を、該ケージセグメント（２）に接線方向（１４）で隣接する別のケージセグメントに結合するために形成されている、請求項１記載のケージセグメント。
【請求項４】
前記固定装置（１０ａ〜１０ｄ，１２ａ〜１２ｄ；１６；３６）は、軸方向（８）で前記ケージセグメント（２）を貫くように延在する孔（１０ａ〜１０ｄ；１６；３６）を有する、請求項２又は３記載のケージセグメント。
【請求項５】
前記ポケット（４）は、一軸方向平面内で完全に前記ケージセグメント（２）の材料により囲繞されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のケージセグメント。
【請求項６】
前記ケージセグメント（２）は、プラスチックからなる、請求項１から５までのいずれか１項記載のケージセグメント。
【請求項７】
前記第１のセグメント部分（６ａ）は、接線方向（１４）の正の方向で前記ポケット（４）から間隔を置いて、付加的に第２のポケットのための凹部（１３）を有し、前記第２のセグメント部分（６ｂ）は、前記接線方向（１４）の正の方向とは逆の方向で前記ポケット（４）から間隔を置いて、付加的に第３のポケットのための凹部（１３）を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載のケージセグメント。
【請求項８】
転がり軸受であって、
少なくとも１つの転動体と、
請求項１から７までのいずれか１項記載のケージセグメント（２）と、
を備え、前記転動体は、前記ケージセグメント（２）のポケット（４）内に配置されていることを特徴とする、転がり軸受。
【請求項９】
前記転動体は玉である、請求項８記載の転がり軸受。
【請求項１０】
転がり軸受を組み立てる方法であって、
ケージセグメント（２）であって、転動体のための少なくとも１つのポケット（４）を有しており、第１のセグメント部分（６ａ）と第２のセグメント部分（６ｂ）とを備え、該第２のセグメント部分（６ｂ）が軸方向（８）で前記第１のセグメント部分（６ａ）に隣接し、該第１のセグメント部分（６ａ）に形状結合式、摩擦力結合式又は素材結合式に結合可能となったケージセグメント（２）を準備し、
転動体を転がり軸受の軸受外レース（３２）と軸受内レース（３０）との間に配置し、
前記第１のセグメント部分（６ａ）を前記転がり軸受の軸受外レース（３２）と軸受内レース（３０）との間に、前記転動体が、前記第１のセグメント部分（６ａ）に設けられた、前記ポケット（４）に対応する凹部（１３）内にあるように配置し、
前記第２のセグメント部分（６ｂ）を、前記転動体の、前記第１のセグメント部分（６ａ）に軸方向（８）で対向する側に配置し、かつ
前記第１のセグメント部分（６ａ）と前記第２のセグメント部分（６ｂ）とを形状結合式、摩擦力結合式又は素材結合式に結合する、
ことを特徴とする、転がり軸受を組み立てる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受用の易組立性のケージ、特に２つ以上の部分からなるケージセグメント及びその組立に関する。
【０００２】
転動体が転がり軸受内で互いに衝突することを防止するために、転動体を互いに隔離する目的で、しばしばケージが用いられる。これまで、例えば玉軸受のために、特にプラスチックからなるスナップケージ（Ｓｃｈｎａｐｐｋａｅｆｉｇ）が使用されている。スナップケージの場合、ボールを側方からスナップ式に嵌合させ得るように、ケージポケットは片側で側方に向かって開口している。スナップケージを使用すると、効率的な組立が可能となるが、スナップケージによって案内される玉は、軸受が大きく傾くような位置では、ケージポケット内に噛んで動かなくなってしまったり、ケージポケットから押し出されてしまったりする場合がある。
【０００３】
このことを回避するために、しばしば複数の個々のケージセグメントが使用される。ケージセグメントの場合、転がり軸受の転動体は、その全周でケージポケットに包囲される。これにより、外レースと内レースとが傾斜位置にあっても、転動体が確実にケージ内で案内されることが保証されている。しかし、例えば大型の軸受の場合、一体形のケージセグメントは、組立時の取り扱いが困難であり、相当の組立手間の原因となる。
【０００４】
特に大型の転がり軸受のためには、転動体を組立後に全周で包囲する二体形の黄銅製ケージも使用される。しかし、このケージの場合も、個々のケージ半部の大きさ及び重量に基づいて、取り扱いは困難となる。加えて、黄銅からなるケージは、コストが高い。
【０００５】
これにより、転がり軸受の転動体が高信頼性に案内される一方、さらにケージが効率的に組立可能であることを保証する、改良されたケージコンセプトが希求されている。
【０００６】
本発明の幾つかの態様は、このことを、一方では転動体のための少なくとも１つのポケットを有し、他方では第１のセグメント部分と第２のセグメント部分とからなる、転がり軸受用のケージセグメントを使用することによって実現する。第１のセグメント部分は、軸方向で第２のセグメント部分に隣接し、この第２のセグメント部分に形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）式、摩擦力結合（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：摩擦力による束縛）式又は素材結合（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：界面接着力や凝集力等の化学結合による束縛）式に結合されている。このアッセンブリは、転動体を高信頼性に案内可能なケージを設計あるいは使用することを可能にする。ケージセグメントが、軸受の円に沿って全周にわたって延在せず、しかも少なくとも２つの部分からなっているので、個々のエレメントは、さらに容易かつ効率的に組立可能である。
【０００７】
ケージセグメントは、軸方向で分割されている。すなわち、ケージセグメントは、主として転動体の一方の側に存在する第１のセグメント部分と、転動体の、軸方向で対向する側に存在する第２のセグメント部分とからなっている。両セグメント部分は、互いに結合されており、相応の凹部によりケージポケットを形成している。その際、軸方向とは、一般的な表記法において、軸受の回転軸線に沿った方向を意味している。これに対して、半径方向は、回転軸線に直交する各方向を指している。接線方向は、以下において、軸受のピッチ円、例えば軸受内レース又は軸受外レースの転動軌道に対する接線の方向で延びるすべての方向である。
【０００８】
組立中、両セグメント部分は、転動体の両側に配置され、形状結合式、摩擦力結合式又は素材結合式に互いに結合される。このことは、幾つかの態様において、軸受ケージをケージセグメントにより形成することを可能にする。この軸受ケージでは、ポケットは、少なくとも一平面（軸方向平面）内で完全にケージの材料により囲繞されている。すなわち、ポケット内に存在する転動体は、完全にケージにより包囲されており、これにより軸受の傾斜位置が大きくてもなおも確実に案内され得る。このことは、組立時に通常であれば生じ得る悪影響を伴うことなく可能となる。
【０００９】
幾つかの態様は、両セグメント部分を互いに結合することができるように、ポケットの両側（接線方向、すなわち隣接するポケットに向かって両側）にそれぞれ１つの固定装置を有している。固定装置により、第１のセグメント部分は、第２のセグメント部分に結合可能である。その際、固定装置の例は、ねじ山である。ねじ山内には、セグメント部分を結合するためにねじが螺入可能である。別の態様では、固定装置は、単純な孔であってもよい。孔内には、ピンが圧入又は接着される。その結果、孔を介して両セグメント部分は互いに結合される。別の態様では、固定装置は、両セグメント部分の素材結合のために必要とされる接着剤を収容する単純な凹部であってもよい。これにより、固定装置とは、両セグメント部分を互いに結合するために適したあらゆる手段と解されるべきである。
【００１０】
本発明の別の態様では、固定装置はさらに、この固定装置によって、ケージセグメントの両セグメント部分同士を結合するとともに、隣り合う異なるケージセグメント同士も結合することができるように形成されている。すなわち、固定装置を介して、ケージの周方向で隣接するケージセグメントとの、力を受容する結合部も形成され得る。このことは、ケージ全体の安定性を高める。その結果、転動体を案内する機能は、ケージの組立時に付加的な手間をかけることなく、さらに改善可能である。
【００１１】
さらに、隣り合うケージセグメントが互いに結合される別の態様において、両セグメント部分は、互いにずらされて配置されている。すなわち、セグメント部分は、少なくとも１つのポケットを形成する１つの共通のオーバラップ領域を有しているが、それだけではなく付加的に、第１のセグメント部分は、接線方向の一方向で第２のセグメント部分より長く延在している一方、第２のセグメント部分は、接線方向の他方向で第１のセグメント部分より長く延在している。これにより、第１のセグメント部分と第２のセグメント部分とが結合されたとき、ケージセグメントの少なくとも１つのポケットは、第１のセグメント部分と第２のセグメント部分とにより直接形成される。別のポケットは、隣接するケージセグメントのそれぞれの張り出したセグメント部分が、第１のケージセグメントの張り出した第１又は第２のセグメント部分と結合されたときに形成される。その結果、この「オーバラップ領域」にはポケットが、それぞれ別のケージセグメントに属するセグメント部分によって形成される。このことは、負荷容量のより高い結合に基づいて、ケージ全体の安定性を付加的に高める。
【００１２】
幾つかの態様において、ケージセグメントは、プラスチックから製造されている。このことは、生産コストをかなり低下させることができ、可能なケージの形状多様性を増す。
【００１３】
これにより、本発明に係るケージセグメントの態様を使用する転がり軸受は、転動体の確実な案内を可能にする。同時に組立手間は、系全体の安定性及び性能を損ねることなく低減可能である。
【００１４】
ケージセグメントとは、ここでも、以下においても、ケージの、軸受のピッチ円に沿って全周にわたっては延在していない一部分と解されるべきである。例えばケージセグメントは、任意の角度、例えば軸受全周のうちの３０°、６０°又は９０°を占めていることができる。換言すれば、ケージセグメントは、転動体のための少なくとも１つのポケットを含んでおり、構造上の要求次第で２つ、３つ又は任意の数のポケットを有していることができる。
【００１５】
添付の図面を参照しながら以下に説明する本発明の各実施の形態は、それぞれ、玉軸受用のケージを示しているが、択一的なケージセグメントが、あらゆる別の形態の転動体のために設計され、使用されてもよいことは自明である。このような態様として、例えば円錐ころ軸受、円筒ころ軸受、球面ころ軸受等が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ケージセグメントの一実施の形態を示す図である。
【図２】ケージセグメントの別の実施の形態を示す図である。
【図３】図２に示したケージセグメントの実施の形態を組み付けた状態で示す図である。
【図４】軸受を組み立てる方法の一例を示す図である。
【００１７】
図１は、ケージセグメント２の一実施の形態を示している。本実施の形態のケージセグメント２は、転動体のためのポケット４を有し、第１のセグメント部分６ａと第２のセグメント部分６ｂとからなっている。第２のセグメント部分６ｂは、軸方向８で第１のセグメント部分６ａに隣接し、第１のセグメント部分６ａに形状結合式、摩擦力結合式又は素材結合式に結合可能であるか、あるいは結合されている。
【００１８】
通常のように、図１に示したプラスチックケージあるいはケージセグメントは、転がり軸受内で転動体を隔離することにより、転動体の接触を防止するために役立つ。
【００１９】
図１に示した実施の形態において、ポケット４の輪郭は、玉の形状に適合されている。つまり、本実施の形態に係るケージセグメントは、玉軸受用のケージセグメントである。択一的な実施の形態において、本発明に係るケージセグメントが他型式の転がり軸受でも使用可能であることは、自明である。円筒ころ軸受であれば、これに応じて、ポケットの形状は、円柱状又は直方体状であるか、あるいは断面は、正方形又は長方形である。
【００２０】
図３にさらに明りょうに看取可能であるように、以下で説明する実施の形態は、肩部に案内される態様のケージあるいはケージセグメントを示しているが、択一的な実施の形態では、転動体に案内されるケージセグメントが使用されてもよいことは、自明である。
【００２１】
図１に示したように、軸方向８でケージセグメント６ａ，６ｂを分割したことに基づいて、ケージは、例えば軸受に既に完全に転動体が充填された状態で、まず軸受の両側からケージセグメントをあてがい、次にケージセグメントを互いに結合することで組立可能である。第１のセグメント部分６ａと第２のセグメント部分６ｂとの結合を可能にするために、両セグメント部分は、固定装置として、ケージポケット４の両側にそれぞれ孔１０ａ〜１０ｄを有している。これらの孔１０ａ〜１０ｄにより、セグメント部分６ａとセグメント部分６ｂとは、例えばピンが孔内に圧入されるか、螺入されるか又は接着されることにより互いに結合可能である。さらに、図１に示した実施の形態では、固定装置は、同じ固定装置によって（孔１０ａ〜１０ｄを介して）隣り合うケージセグメントも互いに結合可能であるように形成されている。
【００２２】
図示の実施の形態では、このことは、ケージセグメント６ａ，６ｂがそれぞれ突出部１２ａ〜１２ｄを有することにより達成される。突出部１２ａ〜１２ｄの幾何学形状は、突出部１２ａ〜１２ｄがそれぞれ、隣接するケージセグメントの対応する突出部とオーバラップするように選択されている。その結果、唯一のピン又は唯一のねじを用いて、セグメント部分６ａ，６ｂ同士を結合するだけでなく、ケージセグメント２と、このケージセグメント２に隣接するケージセグメントとを結合することも可能である。こうして、１つのケージが形成される。ケージは、個々のセグメントから構成されてはいるが、セグメントは、それぞれ隣接するセグメントに結合されているため、完全に一周するように延びる１つのケージを形成することができる。
【００２３】
このことを達成するために、軸方向で延びる孔１０ａ〜１０ｄを有する突出部１２ａ〜１２ｄは、つまり、接線方向１４の正あるいは逆の方向で延在しており、これにより、当該ケージセグメントとの結合のために使用可能な、接線方向１４で隣接するケージセグメントとのオーバラップを実現することができる。
【００２４】
図２は、ケージセグメント２の択一的な実施の形態を示している。本実施の形態のケージセグメント２も、第１のセグメント部分６ａと第２のセグメント部分６ｂとからなっている。図２に示した実施の形態でも、ケージポケット４は、互いに結合された両セグメント部分６ａ，６ｂにより形成される。このために両セグメント部分６ａ，６ｂは、それぞれ、相俟ってポケットの形状を形成する凹部１３を有している。凹部１３は、転動体の輪郭に適合されている。図１に示した実施の形態とは異なり、ケージセグメントと、このケージセグメントに隣接するケージセグメントとを結合するために使用されるオーバラップは、両セグメント部分６ａ，６ｂがその接線方向の延在長さに沿ってオーバラップ領域でのみ互いに重畳あるいは互いに直接隣接していることにより達成される。付加的に第１のセグメント部分６ａ及び第２のセグメント部分６ｂは、接線方向１４の正あるいは逆の方向でオーバラップ領域２０を超えて張り出すように延在している。この配置により、個々のケージセグメント２のセグメント部分６ａ，６ｂ同士が結合され得るとともに、隣り合うケージセグメント同士が結合され得る。結合は、本実施の形態では、孔１６を介して実施可能である。孔１６は、ピン、ねじ又はこれに類するものを収容可能である。択一的には、セグメントあるいはセグメント部分は、互いに接着されてもよいし、別の方法で摩擦力結合式、形状結合式又は素材結合式に互いに結合されてもよい。
【００２５】
上述の実施の形態において、ケージセグメント２のポケット４は、それぞれ異なるセグメント部分６ａ，６ｂに設けられた２つの対称的な凹部１３から形成されているが、相応の凹部は、択一的な実施の形態では非対称的であってもよい。すなわち凹部は、それぞれ異なる両セグメント部分においてそれぞれ異なる形状を有していてもよい。円錐ころ軸受又は円筒ころ軸受の場合、凹部は、それどころかセグメント部分６ａ及び６ｂの一方にのみ形成されていてもよい。
【００２６】
ケージセグメントの別の実施の形態では、例えば図３に示す玉軸受の平面図から判るように、ケージセグメントは、例えば図１に示した実施の形態から出発して、ケージセグメントがセグメント毎に２つのポケットを有するように変更されてもよい。これにより、図２に示した実施の形態と比較して、ケージセグメントあるいはセグメント部分を互いに結合するために必要な孔は、削減可能である。
【００２７】
ところで図３は、本発明に係るケージセグメントの実施の形態をラジアル軸受あるいは玉軸受に組み付けた状態で示している。ラジアル軸受は、内レース３０と外レース３２とを有している。外レース３２は、半径方向３４で内レース３０から間隔を置いており、かつ内レース３０に対して同心的に配置されている。内レース３０と外レース３２との間で転動体、本実施の形態では玉が転動する。転動体は、本発明の実施の形態に係るケージセグメント２により案内される。ケージセグメント２は、それぞれ２つのケージポケット４を有しており、それぞれ隣接するケージセグメントに結合孔３６を介して結合されている。結合孔３６は、図１を参照しながら既に説明したように、ケージセグメント２の突出部を軸方向で貫くように延在している。
【００２８】
別の孔３８は、それぞれ、個々のセグメント２の略中央に存在しており、個々のケージセグメントのセグメント部分６ａ，６ｂ同士の結合を強化するために機能する。
【００２９】
総括すると、本発明の実施の形態は、肩部に案内される態様としても、転動体に案内される態様としても使用可能である。ケージの簡単な取り扱いと、ケージポケット内での転動体の確実な案内とを可能にするために、転がり軸受用のプラスチックケージは、組み合わされて１つのケージを形成する個々のケージセグメントからなる。ケージセグメントは、種々異なるケージポケット数を備えて形成されていてよい。ケージポケットは、１つであっても、複数であってもよい。ケージは、接合される２つ以上のセグメントからなっていることができ、各々のセグメントには、単数又は複数のケージポケットが存在する。ケージセグメントの両端には、軸方向の孔を有する突出部が配置されていてよく、突出部により、別のセグメントが、ケージ又はケージ半部を完成するために位置決めあるいは配向され、固定され得る。周方向で見て、各ケージポケットに続いて、ケージセグメント及びケージ半部を結合するための横方向孔が配置されている。組み付けられた状態で、個々のケージセグメントは、接合され、軸受内で１つのケージを形成している。例えば玉軸受用のプラスチックスナップケージに対して、個々のセグメントからなるケージ態様は、大きな傾斜位置でも軸受の性能が保証されているという利点を有している。
【００３０】
図４は、転がり軸受を組み立てる方法の一実施の形態を概略的に示している。この方法は、準備ステップ５０と、充填ステップ５２と、第１の位置決めステップ５４と、第２の位置決めステップ５６と、結合ステップ５８とを有し、
準備ステップ５０において、ケージセグメントであって、転動体のための少なくとも１つのポケットを有しており、第１のセグメント部分と第２のセグメント部分とからなり、第２のセグメント部分が軸方向で第１のセグメント部分に隣接し、この第１のセグメント部分に形状結合式、摩擦力結合式又は素材結合式に結合可能となったケージセグメントの第１のセグメント部分及び第２のセグメント部分を準備し、
充填ステップ５２において、転動体を転がり軸受の軸受外レースと軸受内レースとの間に配置し、
第１の位置決めステップ５４において、第１のセグメント部分を転がり軸受の軸受外レースと軸受内レースとの間に、転動体が、第１のセグメント部分に設けられた、ポケットのための凹部内にあるように配置し、
第２の位置決めステップ５６において、第２のセグメント部分を、転動体の、第１のセグメント部分に軸方向で対向する側に配置し、
結合ステップ５８において、第１のセグメント部分と第２のセグメント部分とを形状結合式、摩擦力結合式又は素材結合式に結合する。
【符号の説明】
【００３１】
２  ケージセグメント
４  ポケット
６ａ  第１のセグメント部分
６ｂ  第２のセグメント部分
８  軸方向
１０ａ〜１０ｄ  孔
１２ａ〜１２ｄ  突出部
１４  接線方向
１３  凹部
１６  孔
３０  内レース
３２  外レース
３４  半径方向
３６  結合孔
３８  別の孔
５０  準備ステップ
５２  充填ステップ
５４  第１の位置決めステップ
５６  第２の位置決めステップ
５８  結合ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2014505217.tif 000007
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2014505217.tif 000009
2014505217.tif 000010
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