(57)【要約】  本発明は、転がり軸受（３）内で内側レースウェイと外側レースウェイとの間の転がり要素（２）の位置を制御するための転がり軸受ケージ（１）に関する。転がり軸受ケージは、円形の第１リム部分（４ａ）と、第１リム部分（４ａ）から延在する複数のリブ部分（５）と、転がり要素を受けて転がり要素（２）の位置を制御するために、間隔をあけられた隣り合うリブ部分（５）の間に形成された複数の窓（６）と、を備える、ケージ本体を備え、ケージ本体の第１リム部分（４ａ）及び複数のリブ部分（５）は、一体型シート材料から形成され、第１リム部分及び複数のリブ部分には、起伏構造（７）が設けられている。本発明は、転がり軸受ケージを製造するための方法にも関する。
2015527549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受（３）内で内側レースウェイと外側レースウェイとの間の転がり要素（２）の位置を制御するための転がり軸受ケージ（１）であって、
−  円形の第１リム部分（４ａ）と、
−  互いに対して周方向に間隔をあけられた形態で前記第１リム部分から延在する複数のリブ部分（５）と、
−  前記転がり要素を受けて前記転がり要素の位置を制御するために、間隔をあけられた隣り合うリブ部分の間に形成された複数の窓（６）と、
を備える、ケージ本体を備え、
前記ケージ本体の前記第１リム部分及び前記複数のリブ部分が、一体型のシート材料から形成され、且つ前記第１リム部分及び前記複数のリブ部分には、起伏構造（７）が設けられていることを特徴とする転がり軸受ケージ。
【請求項２】
前記起伏構造が、複数の連続反復セクション（８）を備える波形形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受ケージ。
【請求項３】
前記第１リム部分と同軸である円形の第２リム部分（４ｂ）をさらに備え、
前記複数のリブ部分のそれぞれが、前記第１リム部分から前記第２リム部分に延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受ケージ。
【請求項４】
前記起伏構造が、前記第１リム部分（４ａ）の一部、前記複数のリブ部分（５）のそれぞれ及び前記第２リム部分（４ｂ）の一部にわたって延在していることを特徴とする請求項３に記載の転がり軸受ケージ。
【請求項５】
前記起伏構造（７）が、前記ケージの周方向周囲において前記円形の第１リム部分（４ａ）の接線方向（Ａ）に延在していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の転がり軸受ケージ。
【請求項６】
前記起伏構造（７）が、前記ケージの周方向周囲において前記円形の第１リム部分（４ａ）の軸方向及び／又は周方向（Ｂ）に延在していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の転がり軸受ケージ。
【請求項７】
前記ケージ本体の前記起伏構造（７）が一様であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の転がり軸受ケージ。
【請求項８】
前記シート材料がシート金属から形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の転がり軸受ケージ。
【請求項９】
前記起伏構造（７）が前記シート金属に一体的に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の転がり軸受ケージ。
【請求項１０】
前記起伏構造の周期長が、前記リブ部分の長手方向長さ延在部の１％−５０％であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の転がり軸受ケージ。
【請求項１１】
転がり軸受（３）内の転がり要素（２）の位置を制御するための転がり軸受ケージ（１）を製造するための方法であって、
前記転がり要素を受けるための複数の窓（６）が、間隔をあけられた隣り合うリブ部分の間に形成されるように、円形の第１リム部分（４ａ）と、互いに対して周方向に間隔をあけられた形態で前記第１リム部分から延在する複数のリブ部分（５）と、を備えるケージ本体を形成するステップを備え、
前記方法が、シート材料から形成されたワークピースから前記ケージ本体の前記第１リム部分及び前記複数のリブ部分を形成するステップと、起伏構造（７）を有する前記ケージ本体の前記第１リム部分及び前記複数のリブ部分を提供するステップと、をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記第１リム部分（４ａ）と同軸である前記ケージ本体の円形の第２リム部分（４ｂ）を形成するステップと、前記起伏構造（７）を有する前記第２リム部分を提供するステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ケージ本体を形成するステップ及び前記起伏構造（７）を提供するステップが、前記ワークピースを回転させるステップと、所定のパターンに従って回転する前記ワークピースに第１ツールを働かせることによって第１ツールで前記ワークピースを形成するステップと、を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ケージ本体を形成するステップ及び前記起伏構造を提供するステップが、前記起伏構造を有する前記ワークピースを提供するように構成された少なくとも１つのローラに対して前記ワークピースを通過させるステップを備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ケージ本体の前記窓が、前記ワークピースに、周方向に間隔をあけられた開口部を設けることによって形成されることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受及び転がり軸受部品に関し、より具体的に、転がり軸受内で内側レースウェイと外側レースウェイとの間の転がり要素の位置を制御するための転がり軸受ケージに関する。本発明は、転がり軸受ケージを製造するための方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受ケージは、例えば、転がり軸受内もしくは玉軸受内又は同等のもの内で転がり要素の位置を制御するために使用され、これら軸受内において、転がり要素の配置は、互いに対して且つ転がり軸受のレースウェイに対して制御される。
【０００３】
転がり要素軸受の転がり要素の位置を離し且つ制御するために、軸受ケージを設けることが公知である。軸受ケージは、玉、ころ又は円錐ころのような転がり要素が互いに対してすれることを防止し、且つ適切な方式で転がり軸受レースウェイに対して転がり要素をガイドする。
【０００４】
当分野では、シート金属から形成された軸受ケージを使用することが公知である。例えば、特許文献１では、互いに接続された隣接端部を有するシート金属の湾曲したストリップから形成されたケージを含む転がり要素軸受組立体が説明され、このケージは、２つの端部リングと、転がり要素を保持する複数の窓を取り囲むケージフレームと、を備えている。しかしながら、ケージから軸受組立体に加えられた重量は、全重量と、組立体の回転部品の慣性モーメントと、を増大させる。また、ケージは、軸受の性能を妨げ、管理及び製造に対するコストを増大させる。従って、向上された性能及び効率的な製造を可能にする改良された転がり要素軸受ケージを提供する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５１５２６１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術の上述した欠点及び他の欠点を考慮して、本発明の全面的な目的は、転がり軸受内の転がり要素のための、改良され且つより効率的な転がり軸受ケージを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの目的及び他の目的は、独立請求項による転がり軸受ケージ及び転がり軸受ケージを製造するための方法によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に表されている。
【０００８】
本発明の第１の側面によれば、本発明は、転がり軸受内で内側レースウェイと外側レースウェイとの間の転がり要素の位置を制御するための転がり軸受ケージに関する。転がり軸受ケージは、円形の第１リム部分と、互いに対して周方向に間隔をあけられた形態で第１リム部分から延在する複数のリブ部分と、転がり要素を受けて転がり要素の位置を制御するために、間隔をあけられた隣り合うリブ部分の間に形成された複数の窓と、を備える、ケージ本体を備え、ケージ本体の第１リム部分及び複数のリブ部分が、一体型のシート材料から形成され、且つ第１リム部分及び複数のリブ部分には、起伏構造が設けられている。
【０００９】
本発明は、起伏又は凹凸構造が、ケージ本体が形成されるシート材料の剛性に関してケージ本体の増大された剛性を可能にすることに起因して、転がり軸受の向上された構造的強度が提供されるという理解に基づいている。それにより、ケージ本体の厚さ及び重量は減少され、このことは、同様に、改良され且つより効率的な転がり軸受を導くその慣性モーメントを減少させる。
【００１０】
ケージ本体が形成されるシート材料の起伏構造は、ケージ本体の全表面積をさらに増大させる。例えば、表面積を増大させることによって、グリース又はオイルのような潤滑剤を保持して貯蔵するための面積が増大する。特に、起伏構造は、より長い期間の間に転がり要素及び転がり軸受のレースウェイに消散する可能性がある増大された量の潤滑剤を保持する潤滑容器を形成し、それにより、寿命を増大させ、且つ／又は本発明による転がり軸受ケージが設けられた軸受装置の補修のための時間を減少させる。また、補助潤滑システムに対する必要性及び補助潤滑システムの要件が減少されるか回避され、このことは、コスト減少と減少されたスペース要件とを導く。
【００１１】
さらなる利点は、ケージ本体が、より薄く且つより軽いシート材料から形成されたワークピースから効率的且つ改良された方式で製造されてもよいということである。特に、管理及び製造は、大幅に改良され、且つよりコスト効率のよい方式で行われることができる。例えば、ケージ本体は、圧力旋削、もしくは金属スピニング、又は例えばＣＮＣ旋盤と金属加工ツールを備えた１つ以上のツールタレットとを使用する薄いシート金属ディスクのようなシート金属ワークピースのフローフォーミングを含む製造プロセスで形成されてもよい。ケージ本体は、連続曲げ工程のようなロールフォーミング技術を使用して効率的に製造され、連続曲げ工程では、シート形成されたワークピースが、連続スタンドに取り付けられたロールのセットを通過させられ、ロールの各セットは、例えば、起伏構造を有するケージ本体の所望の断面外形が得られるまで、徐々に大きくなる曲げ工程を行ってもよい。従って、転がり軸受ケージは、有利なことに、こすれる割合が低く且つツールコストが低い製造技術を使用する１つの製造プロセスラインでワークピースから製品に製造されることができる一方で、高生産率、高精度及び低材料コストを可能にする。
【００１２】
起伏構造によって提供されたケージ本体の増大された構造的安定性は、転がり軸受における動的であり、しばしば周期的である工程の間に生じる振動の減衰をさらに可能にすることができる。例えば、起伏構造の幅及び周期長のような方向及び／又は寸法は、一定の振動であって、転がり軸受における特定の稼働状態、例えば一定の回転速度又は動的荷重と関連する一定の周波数もしくは周波数間隔を有している、一定の振動を減少させるように構成されることができる。起伏構造は、本発明による転がり軸受ケージが設けられた転がり軸受の稼働と関連する疲労及び騒音問題を減少させることをさらに可能にする。
【００１３】
例えば、窓の寸法は、意図された転がり要素に適合するように構成されている。リブ部分の間に形成された窓の寸法は、スナップ結合作用ロックによって転がり要素を固定するようにさらに構成され、このロックでは、リブ部分が転がり要素を受ける間にそれぞれから離れるように少なくとも部分的に曲がり、これにより、リブ部分の間に転がり要素を挿入することを可能にする。それにより、転がり要素の固定がさらに向上されることができる。さらに、起伏構造によって提供される構造的強度は、ケージ本体における曲がる且つ／又はスナップ結合作用ロックする機能を強化するように構成され且つ調整されてもよい。
【００１４】
転がり軸受ケージは、例えば、転がり要素を全周の周囲で均一に分配する状態を保つために使用され、これにより、均一な荷重の分配と、静か且つ一様な稼働と、を提供し、リブ部分は、軸受内での転がり状態を向上させ且つ損傷スライド運動を防止するために転がり要素を非荷重領域にガイドするために、且つ／又は軸受が分離できる構成であり且つ１つの軸受リングが取り付け又は取り外し中に取り除かれる場合に転がり要素を保持するために、転がり要素の間で接線方向に配置されている。
【００１５】
転がり軸受ケージの例示的な一実施形態によれば、起伏構造は、複数の連続反復セクションを備える波形形状を有している。例えば、起伏構造の波形形状は、正弦波形形状、矩形波形形状、三角波形形状、鋸歯状波形形状又はこれら波形の組み合わせを有する反復セクションから形成されている。
【００１６】
例示的な一実施形態によれば、転がり軸受ケージは、第１リム部分と同軸である円形の第２リム部分をさらに備え、複数のリブ部分のそれぞれは、第１リム部分から第２リム部分に延在している。それにより、ころ要素を受けるための各窓は、第１リム部分及び第２リム部分と、第１リム部分と第２リム部分との間で、中心点に対して互いに平行、略平行又は一方向形態で延在する一対のリブ部分と、によって画成されている。例示的な一実施形態によれば、第２リム部分にも起伏構造が設けられている。
【００１７】
例示的な一実施形態によれば、起伏構造は、第１リム部分の一部、複数のリブ部分のそれぞれ及び第２リム部分の一部にわたって延在している。例えば、起伏構造は、第１リム部分から複数のリブ部分にわたって第２リム部分に連続的に延在している。
【００１８】
例示的な一実施形態によれば、起伏構造は、ケージの周方向周囲において円形の第１リム部分の接線方向に部分的に又は全体的に延在している。言い換えると、起伏構造の延在方向は、軸受本体の中心軸線を取り囲み、起伏構造の延在方向は、ケージ本体の表面の凹所の延在方向と直交し、これら凹所は、移動波面(traveling wave front)の順方向と同様に、起伏構造を形成する。
【００１９】
例示的な一実施形態によれば、起伏構造は、ケージの周方向周囲において円形の第１リム部分の軸方向及び／又は径方向に延在している。
【００２０】
さらに、例示的な一実施形態によれば、ケージ本体の起伏構造は一様である。例えば、起伏構造は、起伏構造全体にわたって又は円形の第１リム部分から所定の径方向距離で、起伏構造の波形形状の周期長と同じ周期長、又は起伏構造の頂点又は隆起部の間の同じ距離を実質的に有している。
【００２１】
例示的な一実施形態によれば、シート材料は、シート金属又はシートスチールから形成される。例えば、例示的な一実施形態によれば、シート金属又はシートスチールは、０．５ｍｍから５ｍｍの間又は１ｍｍから３ｍｍの間の厚さを有している。
【００２２】
例示的な一実施形態によれば、起伏構造は、シート金属／スチールに一体的に形成され、且つ／又はその全厚さ／断面まで延在している。
【００２３】
例えば、ケージ本体の主要部分には、例えばケージ本体の少なくとも５０％、７５％、９０％もしくは９５％に又はケージ本体全体に起伏構造が設けられている。
【００２４】
例示的な一実施形態によれば、起伏構造体の周期長は、リブ部分の長手方向長さ延在部の１％−５０％である。言い換えると、起伏構造は、一定間隔で反復する周期長さを有するセクションの反復形状を有し、セクションの周期長は、リブ部分のいずれか１つの長さの１％から５０％の間の長さに対応する。それにより、各リブ部分は、少なくとも２つ以上の起伏構造の全反復セクションを備えている。さらに、起伏構造の周期長は、リブ部分の長手方向長さ延在部の３％−５０％又は５％−３５％であってもよい。
【００２５】
本発明のさらなる一実施形態によれば、本発明は、前記実施形態のいずれか１つによる転がり軸受ケージを備える、ころ軸受又は玉軸受のような転がり軸受であって、転がり軸受が、内側リングの内側レースウェイと外側リングの外側レースウェイとの間に１列に配置された複数の転がり要素を備え、ケージが内側レースウェイと外側レースウェイとの間に配置され、複数の転がり要素のそれぞれがケージ本体の窓の１つ内に配置された、転がり軸受に関する。さらに、一実施形態によれば、グリース又はオイルのような潤滑剤が起伏構造内に配置されている。より詳細に、潤滑剤は、ケージ本体内に内側に延在する複数の凹所に配置され、これら凹所は、起伏構造の一部を形成してもよい。例えば、潤滑剤は、内側リングと向かい合うケージ本体の表面の凹所もしくは外側リングと向かい合うケージ本体の表面の凹所又は内側リング及び外側リング双方の表面と向かい合う凹所に提供されるか又は凹所のみに提供されてもよい。
【００２６】
本発明のさらなる側面によれば、本発明は、転がり軸受内の転がり要素の位置を制御するための転がり軸受ケージを製造するための方法であって、転がり要素を受けるための複数の窓が、間隔をあけられた隣り合うリブ部分の間に形成されるように、円形のリム部分と、互いに対して周方向に間隔をあけられた形態で第１リム部分から延在する複数のリブ部分と、を備えるケージ本体を形成するステップを備え、方法が、シート材料から形成されたワークピースからケージ本体の第１リム部分及び複数のリブ部分を形成するステップと、起伏構造を有するケージ本体の第１リム部分及び複数のリブ部分を提供するステップと、をさらに備える、方法に関する。方法は、向上された特性を有し且つ効率がよくコスト効率がよい方式で製造されることができる改良された転がり軸受が提供される点で有利である。また、本発明は、本発明の第１の側面及びその実施形態に関して説明されたものと同様に有利である。例えば、方法は、先のステップで起伏構造を有するワークピースを提供するステップと、後のステップでワークピースに窓及びリブ部分を提供するステップと、を含む。あるいは、ワークピースには、先のステップで窓及びリブ部分が且つ後のステップで起伏構造が設けられるか、又は実質的に同時に設けられる。
【００２７】
方法の例示的な一実施形態によれば、方法は、第１リム部分と同軸であるケージ本体の円形の第２リム部分を形成するステップと、起伏構造を有する第２リム部分を提供するステップと、を備える。
【００２８】
さらに、例示的な一実施形態によれば、ケージ本体を形成するステップ及び起伏構造を提供するステップが、ワークピースを回転させるステップと、所定のパターン、例えば、計算上規定され且つコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械で実施可能である所定のパターンに従って回転するワークピースに第１ツールを働かせることによって第１ツールでワークピースを形成するステップと、を備える。例えば、円形のブランク又はディスク状のシート金属ワークピースのようなワークピースは、起伏構造を備える回転形態に対して、ツールを備えた運動制御ツールタレットによって加工され、このタレットでは、ツールは、回転するワークピースを回転形態に段階的に成形するために使用される。また、ツール、例えばローラの接触面には、製造中にワークピースに起伏構造を刻印するか又はエンボス加工するために起伏構造が設けられてもよい。ディスク状の回転するワークピースは、それぞれのツール、例えばローラを備えた２つ以上の運動制御ツールタレットによって間で成形され、ワークピースは、ツールが協働して動いてワークピースに起伏構造体を形成するように制御される間、ツールの間で回転されるように構成されてもよい。
【００２９】
選択的又は代わりの例示的な一実施形態によれば、ケージ本体を形成するステップ及び起伏構造を提供するステップが、起伏構造を有するワークピースを提供するように構成された少なくとも１つのローラに対して又は通過したローラに対してワークピースを通過させるステップを備える。選択的に又は代わりに、ワークピースは、ローラの連続セットを通過させられ、ローラの各セットは、所定のパターンに従ってワークピースの徐々に大きくなる曲げ工程を行ってもよい。それにより、有利には、ケージ本体は、ロールフォーミング技術を使用して形成される。例えば、ローラ又はローラのセットは、ワークピースに起伏構造を刻印するか又はエンボス加工するように構成されている。選択的に又は代わりに、各ローラの接触面には、起伏構造体に対応する隆起部又は溝が設けられ、これら隆起部及び溝は、ケージ本体を形成するステップ中に起伏構造をワークピースに刻印するように構成されている。
【００３０】
一実施形態によれば、ケージ本体は、平坦な金属ストリップ部品又は金属の連続ロール上に配置された金属ストリップから形成されたワークピースから形成され、このストリップ部品又はストリップは、ローラを備えるロールフォーミング装置内、又は起伏構造を有する金属ストリップを形成するように構成された連続的なローラのライン内に送られる。例えば、ローラの第１セットは徐々に大きくなる曲げステップを提供し、ローラの最終セットは最終曲げステップを提供する。また、ローラの中間セットが、最終ローラセットの最終曲げステップの前にさらなる徐々に大きくなる曲げステップを提供するために、ローラにおける第１セットと最終セットとの間に配置されてもよい。
【００３１】
有利には、ケージ本体のフローフォーミング及び／又はロールフォーミング製造は、これら製造プロセスが、例えば徐々に大きくなる曲げ工程を含むなだらかな形成プロセスを構成するので、高強度スチールのワークピース又は高強度ステンレススチールのワークピースを含む。
【００３２】
例示的な一実施形態によれば、ケージ本体の窓は、ワークピースに、周方向に間隔をあけられた開口部を設けることによって形成される。例えば、有利には、開口部を設けるステップは、製造プロセス、例としてインライン製造プロセス、例えばシート金属ワークピースの圧力旋削、金属スピニング又はフローフォーミング製造又はロールフォーミング製造プロセスに統合されてもよい。ワークピースの開口部は、例えば打ち抜き装置を使用して打ち抜き／ブランキング技術によって設けられてもよい。さまざまな実施形態によれば、間隔をあけられた開口部を設けるステップは、円形状を有するケージ本体を提供するステップの前もしくは後に、且つ／又は起伏構造を提供するステップの前にもしくは後に行われる。
【００３３】
全体として、本発明の他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な開示、添付の従属請求項及び本発明の範囲内で等しく可能である図面から明らかになるであろう。
【００３４】
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して例のためにこれから説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による転がり軸受ケージの例示的な第１実施形態の概略斜視図である。
【図２】本発明による転がり軸受ケージの例示的な第２実施形態の概略斜視図である。
【図３】本発明による転がり軸受ケージの第１実施形態の起伏構造の拡大断面図である。
【図４】本発明による転がり軸受ケージの第２実施形態の起伏構造の拡大図である。
【図５】転がり要素を受けて転がり要素の位置を制御するための窓が設けられる前の、本発明による転がり軸受ケージの第１実施形態の概略斜視図である。
【図６】転がり要素を受けて転がり要素の位置を制御するための窓が設けられる前の、本発明による転がり軸受ケージの第２実施形態の概略斜視図である。
【図７】転がり軸受ケージが転がり軸受内に取り付けられた、本発明による転がり軸受ケージの例示的な第３実施形態の概略断面図である。
【図８】本発明による転がり軸受ケージのケージ本体を製造するための例示的なフローフォーミング装置の概略図である。
【図９】本発明による転がり軸受ケージのケージ本体を製造するための例示的なロールフォーミング装置の概略図である。
【図１０】本発明による転がり軸受ケージのケージ本体の実施形態を形成するためのワークピースの概略斜視図である。
【図１１】本発明による転がり軸受ケージの一実施形態のケージ本体を製造するための例示的なロールフォーミング装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
当業者には理解されるように、図面は縮尺に忠実ではなく、図面に図示されたもの以外の寸法が本発明の範囲内で等しく可能であることを理解されたい。
【００３７】
図面において、類似する又は同じ要素は、同じ参照符号によって参照される。
【００３８】
図１では、転がり軸受ケージ１の例示的な第１実施形態の概略斜視図が示され、転がり軸受ケージ１は、転がり軸受内で内側レースウェイと外側レースウェイとの間の転がり要素の位置を制御するために転がり軸受内に取り付けられるように構成されている。
【００３９】
図示されるように、転がり軸受ケージ１は、同軸の第１円形リム部分４ａ及び第２円形リム部分４ｂを有する円形のケージ本体から形成されている。ケージ１のケージ本体は、周方向において互いに対して間隔をあけられた形態で配置された複数のリブ部分５をさらに備え、リブ部分５のそれぞれは、第１リム部分４ａと第２リム部分４ｂとの間で延在している。さらに示されるように、転がり軸受ケージ１は、間隔をあけられた隣り合うリブ部分５の間に形成された複数の窓又は開口部６を備えている。各窓６は、転がり軸受の転がり要素を受けて転がり要素の位置を制御するように構成され、且つさらに転がり要素の形状に適合させられてもよい。示される実施形態では、窓６は、略矩形であり且つ対称である。しかしながら、窓６は、異なる形状を有する転がり要素に適合させられてもよい。例えば、窓６には、湾曲形状であって、湾曲リブ部分５が、対称又は非対称な転がり要素のような湾曲形状を有する転がり要素、例えばバレル状又は円錐ころに対応する、湾曲形状が設けられてもよい。ケージ本体は、第１リム部分から延在するリブ部分のセットを備え、リブ部分の第２セットが、複列転がり軸受内の転がり要素の第２の列の位置を制御するために、窓の第１列から軸方向及び／又は径方向に離された窓の第２列を形成してもよい。
【００４０】
図１にさらに示されるように、転がり軸受ケージ１のケージ本体には起伏又は凹凸構造７が設けられている。より詳細に、起伏又は凹凸構造は、一体型のシート材料に一体的に形成され、転がり軸受ケージ１のケージ本体は、例えばワークピースを曲げること、又は転がり軸受ケージ１を形成するワークピースに起伏構造を刻印することもしくはエンボス加工することによって、一体型のシート材料から形成され、このため、起伏構造を形成する複数の隆起部及び溝がワークピースに形成される。
【００４１】
示されるように、起伏構造７は、ケージ本体を取り囲み、且つケージ本体の全体的な円形状の周囲でケージ本体に設けられている。さらに示されるように、起伏構造７は、第２リム部分４ｂ上に設けられ、リブ部分５の各々内に且つリブ部分５にわたって第１リム部分４ａ内に延在している。さらに、起伏構造７は、対称であり、ケージ本体の中心軸線と一致する対称軸線を有し、且つケージの周方向周囲において符号Ｂによって示される複合の軸方向及び径方向に方向づけられて延在している。言い換えると、起伏構造７を形成する波形形状の方向づけは、ケージ１の幾何学的形状に関して軸方向成分及び径方向成分双方を有する矢印Ｂに向けられている。しかしながら、転がり軸受ケージ１及び転がり軸受の構成及び幾何学的形状に応じて、起伏構造７の波形形状が、主に径方向にもしくは径方向のみに又は主に軸方向にもしくは軸方向のみに向けられるように構成されてもよい。
【００４２】
図２では、転がり軸受ケージ１の例示的な第２実施形態の概略斜視図が示され、第２実施形態は、特に記載又は説明されないかぎり、図１と関連して説明された第１実施形態の説明に従って構成されている。特に、図２の転がり軸受ケージ１の第２実施形態は、起伏又は凹凸構造７の隆起部及び溝が異なって方向づけられている点で転がり軸受ケージの第１実施形態と異なっている。図示されるように、起伏構造７は、対称であり、且つケージの周方向周囲において符号Ａによって示されるケージ本体の接線方向に方向づけられて延在している。しかしながら、転がり軸受ケージ１及び転がり軸受の構成及び幾何学的形状に応じて、起伏構造７の波形形状が、接線方向Ａに部分的に、例えばケージ本体の周方向周囲において任意の点で接線方向に対して所定の傾斜角度に向けられるように構成されてもよい。
【００４３】
さらに示されるように、各リブ部分５は、それぞれの接線方向の転がり要素接触縁部分５ａ及び５ｂの間に、起伏構造７の少なくとも１つの反復セクション、すなわち少なくとも１つの隆起部及び１つの溝を備え、このことは、例えば、リブ部分の表面が増大することに起因して、リブ部分の向上された構造的安定性及び潤滑を蓄える向上された能力を可能にする。
【００４４】
図３を参照すると、本発明による転がり軸受ケージの第１実施形態の起伏構造７の拡大断面図が、未完成の状態、すなわち、窓及びリブ部分を形成する開口部が設けられる前の状態で示されている。図示されるように、ケージ本体は、起伏構造７の一部を形成する隆起部及び溝の波形構造を備える円形の第１リム部分４ａを備えている。ケージ本体は、起伏構造７の一部を形成する隆起部及び溝の波形構造を同様に備える円形の第２リム部分４ｂをさらに備えている。さらに、未完成のケージ本体は、第１リム部分４ａと第２リム部分４ｂとの間で延在する起伏部分５’を備え、この起伏部分５’は、完成したケージ本体のリブ部分を形成する。例えば起伏部分５’の起伏構造７に示されるように、起伏構造は、符号８によって示される複数の連続反復セクションを備える波形形状を有している。起伏構造７は、ケージ本体が形成される一体型材料に一体的に形成され、且つ反復セクション８に対応する複数の反復セクションを備え、各セクションは、溝に対応する複数の内側点と、隆起部に対応する複数の外側点と、を備えている。
【００４５】
より詳細に、図３では、起伏構造７の断面は、径方向外面において、起伏構造の隆起部の頂点を形成する複数の外側点１７ａと、起伏構造の溝の最も低い点を形成する複数の内側点１７ｂと、を備えている。さらに、起伏構造の径方向内面において、外側点１７ａに対応する複数の対応する内側点１８ｂと、内側点１７ｂに対応する外側点１８ａと、が設けられ、これらの点は、径方向内面において起伏構造の隆起部及び溝の一部を形成している。
【００４６】
図４を参照すると、本発明による転がり軸受ケージの第２実施形態の起伏構造７の拡大図が、未完成の状態、すなわち、窓及びリブ部分を形成する開口部が設けられる前の状態で示されている。図示されるように、ケージ本体は、起伏構造７の一部を形成する波形構造を備える円形の第１リム部分４ａを備えている。さらに、未完成のケージ本体は、第１リム部分４ａから第２リム部分４ｂ（図示せず）に向かって延在する起伏部分５’を備え、この起伏部分５’は、完成したケージ本体のリブ部分を形成する。
【００４７】
例えば第１リム部分４ａの起伏構造７に示されるように、起伏構造７は、符号８によって示されるように複数の連続反復セクションを備える波形形状を有している。さらに示されるように、起伏構造７は、ケージ本体が形成される一体型シート材料に一体的に形成され、且つ反復セクション８に対応する複数の反復セクションを備え、各セクションは、複数の内側点及び外側点を備えている。
【００４８】
より詳細に、図４では、起伏構造７の断面は、外面において、起伏構造の隆起部の頂点を形成する複数の外側点１７ａと、起伏構造体の溝の最も低い点を形成する複数の内側点１７ｂと、を備えている。さらに、ケージ本体の起伏構造７の内面において、外側点１７ａに対応する複数の対応する内側点１８ｂと、内側点１７ｂに対応する外側点１８ａと、が設けられ、これらの点は、内面において起伏構造の隆起部及び溝の一部を形成する。
【００４９】
図５では、本発明による転がり軸受ケージ１０の第１実施形態の概略視図が、未完成の状態、すなわち、転がり要素を収容して転がり要素の位置を制御するための窓が設けられる前の状態で示されている。同様な方式で、図６では、本発明による転がり軸受ケージ１０の第２実施形態の概略斜視図が、未完成の状態、すなわち転がり要素を受けて転がり要素の位置を制御するための窓が設けられる前の状態で示されている。図示されるように、図５における起伏構造７の方向づけは、矢印Ｂによって示されるように軸方向及び径方向内側に傾斜した方向に向けられている。図６では、起伏構造の方向づけは、矢印Ａによって示されるように、ケージ１０の接線方向に向けられている。
【００５０】
図５及び図６にさらに示されるように、ケージ１０の周方向周囲では、ケージ１０の断面は、第２リム部分４ｂから第１リム部分４ａに向かって軸方向に沿って径方向内側に傾斜されている。それにより、ケージ、特に起伏部分５’の形状は、意図された転がり軸受の内部空間に対応するように構成され、且つ意図された転がり軸受内の転がり要素の湾曲した転がり要素形状に適合される。
【００５１】
図７を参照すると、本発明による転がり軸受ケージ１の例示的な第３実施形態の概略断面図が示され、この実施形態では、転がり軸受ケージが、中心軸線７０を有する転がり軸受３内に取り付けられている。転がり軸受３は、内側レースウェイ７５が設けられた内側リング７１と、外側レースウェイ７６が設けられた外側リング７２と、内側レースウェイ７５と外側レースウェイ７６との間の中間形態で配置された円筒ころから形成された複数の転がり要素２と、を備えている。
【００５２】
さらに示されるように、転がり軸受３は、ころ２と協働するために内側リング７１と外側リング７２との間に配置された軽量転がり軸受ケージ１とともに配置されている。転がり軸受ケージは、起伏構造７が設けられた加工されたシート金属の単一部品から形成されている。起伏構造７は、第１リム部分４ａ上を且つ第１リム部分４ａから転がり要素２の間にケージ本体のリブ部分５上で且つリブ部分５に沿って延在している。起伏構造７の延在部は、第２リム部分４ｂに且つ第２リム部分４ｂ上でさらに延在している。稼働中に、より軽量であり且つ起伏した転がり軸受ケージ１は、公知の解決法に対してより向上された方式で、転がり要素２の互いに対する正確な相対的位置決めを保証する。起伏構造７は、ケージ１の構造的安定性を増大させ、且つリブ部分５と第１リム部分及び第２リム部分との表面積も増大させ、これは、転がり要素５の軸方向外側及び転がり要素の間双方において潤滑剤を保持して貯蔵するための増大された面積をもたらす。また、起伏構造７に起因して、転がり要素２のレースウェイ接触面と接触するリブ部分５の接触面積は、ケージ本体の摩耗を減少させることを可能にすることを増大させる。示されるように、その回転軸線に沿う転がり要素２の延在部に沿って延在するケージ本体の部分に対応するリブ部分５は、図３と関連して説明され且つ図示された対応する方式で複数の反復セクション８を備えている。例えば、さまざまな実施形態によれば、リブ部分５は、転がり軸受３内においてその回転軸線に沿う転がり要素の延在部に沿って４つよりも多い反復セクション８又は１０よりも多い反復セクション８を備えている。
【００５３】
本発明のさまざまな実施形態によれば、ケージ本体は、薄いシート金属ディスクのようなシート金属ワークピースを圧力旋削もしくは金属スピニング又はフローフォーミングすることを含む製造プロセスで、又はシート形成されたワークピースがローラのセットを通過させられて形成されるロールフォーミング技術を含む製造プロセスで形成されてもよい。
【００５４】
図８を参照すると、転がり軸受のケージ本体を製造するための例示的なフローフォーミング装置８０が概略的に示されている。装置８０は、例えば、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工程を含む自動製造ラインの一部を形成してもよい。示されるように、装置８０は、スピンドルフレームユニット８２を備え、スピンドルフレームユニット８２は、ツール８５を備える運動制御ツールタレット８４に対して回転軸線８６周りに形態８３及びディスク状ワークピース８１を回転させるように構成されている。形成中に、ツール８５は、回転するワークピース８１上に配置され、矢印Ｄによって示されるように、ワークピースに、ワークピースが形態８３と一致するように金属に材料の流れを導く圧縮力を働かせる。あるいは、形態８３は省略されてもよく、この場合、ワークピースは、ツール８５と、第２の独立した運動制御ツールタレット上に配置された対向する第２ツールと、の間で形成され、このケースでは、２つのツールは、回転軸線８６に対してワークピース８１の両側に配置された押圧ツール及び支持ツールを形成する。
【００５５】
ディスク状ワークピースは、完成された転がり軸受ケージの軸方向中央開口部を形成する軸方向中央開口部をさらに備えてもよい。
【００５６】
起伏構造は、例えば、形態８３とツール８５のローラ面とに設けられた対応する起伏構造によって、２つの対向協働ツールのローラ面に設けられた対応する起伏構造によって、もしくはコンピュータ数値制御工程中の２つの対向協働ツールの運動パターンによって、又は上記選択肢の組み合わせによって、フローフォーミングプロセス中に提供される。
【００５７】
図９を参照すると、転がり軸受ケージのケージ本体を製造するための例示的なロールフォーミング装置９０が概略的に示されている。装置９０は、例えば、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工程を含む自動製造ラインの一部を形成してもよい。示されるように、装置９０は、ローラの第１セット９１、ローラの第２セット９２及びローラの第３セット９３を備え、ローラの第１セット９１、ローラの第２セット９２及びローラの第３セット９３は、矢印Ｅによって示されるようにローラのセット９１，９２及び９３を通って搬送される間にワークピース９５を曲げるためのそれぞれの第１接触面９１’、第２接触面９２’及び第３接触面９３’をそれぞれ備えている。示されるように、ワークピース９５は、平坦金属のカットされた部品から形成されているが、ローラのフォーミングプロセスを通じて連続的に搬送される金属のロール上に配置された連続的な金属ストリップから形成されてもよい。
【００５８】
示されるように、各ローラセットは、それぞれの接触面の間でワークピースを受けるように構成された２つの協働対向ローラを備えてもよい。選択的に又は代わりに、各ローラセットは、ローラ及び非回転支持面を備え、ワークピースは、ローラの接触面と支持面との間で通過させられてローラの接触面と支持面とによって形成されてもよい。ローラは、円形状のワークピース９５を提供するようにさらに構成され、ワークピースの長手方向端部分は、ケージ本体を形成するために、例えば溶接によって接続されてもよい。
【００５９】
図１０を参照すると、本発明による転がり軸受ケージの実施形態のケージ本体を形成するためのワークピース１０１及び１０２の概略斜視図が示されている。ワークピース１０１は、ロールフォーミング、例えば図９で説明されるようなロールフォーミング装置によって起伏構造７が設けられたカットされた金属ストリップから形成されている。ワークピース１０１は、平坦であり、且つワークピース１０１には、ワークピースが曲げられた後の製造ステップで円形状が提供されてもよい。ワークピース１０２は、金属のロールから適切に提供された連続的な金属ストリップから形成され、この連続的な金属ストリップには、ロールフォーミング、例えば図９で説明されるようなロールフォーミング装置によって起伏構造７が設けられている。示されるように、起伏構造７を設けた後に、又は起伏構造７を設けることと組み合わせて、ワークピース１０２は、らせんに曲げられる。単一のケージが、らせんから完全な円に対応する円形部分をカットすることと、接線方向縁部分１０３と軸方向に整列して接続することと、によって形成される。
【００６０】
図１１を参照すると、転がり軸受ケージの一実施形態のケージ本体を製造するための例示的なロールフォーミング装置１１０が概略的に示されている。第１ローラ１１１、第２ローラ１１２及び第３ローラ１１３が提供され、第１ローラ１１１、第２ローラ１１２及び第３ローラ１１３は、ローラ１１１、１１２及び１１３のセットを通って搬送される間にワークピース１０に起伏構造７を設けるためのそれぞれの接触面１１１’、１１２’及び１１３’をそれぞれ備えている。接触面１１１’、１１２’及び１１３’は、対応する起伏構造をワークピースにプレスすることによって刻印するように構成された隆起部及び溝を備えている。ローラ１１１、１１２及び１１３に対するワークピース１０の取り付け及び／又は取り外しは、ローラを互いから離すことを含んでもよい。さらに、ワークピース１０には、ワークピース９５がローラによって回転される成型工程中にローラ１１１、１１２及び１１３の曲げ動作によって所望の断面外形が設けられてもよい。ワークピースには、製造ステップの前に、例として打ち抜きプレス、深絞り又はフローフローフォーミング、例えば図８を参照して説明されるようなフローフォーミング装置によって所望の断面外形が提供されてもよい。
【００６１】
本発明が、主にいくつかの実施形態を参照して上述されたことに留意されたい。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、上述した実施形態以外の他の実施形態が、添付の特許請求の範囲によって規定されるように本発明の範囲内で等しく可能である。
【００６２】
特許請求の範囲において、用語“備える”は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は、複数を除外しないことにさらに留意されたい。単一の装置又は他のユニットが特許請求の範囲に記載されたいくつかの部材の機能を果たしてもよい。所定の特徴または方法ステップが互いに異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これら特徴又はステップの組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【符号の説明】
【００６３】
１  転がり軸受ケージ、２  転がり要素、３  転がり軸受、４ａ  第１リム部分、４ｂ  第２リム部分、５  リブ部分、６  窓、７  起伏構造、８  連続反復セクション、Ａ  接線方向、Ｂ  軸方向及び／又は周方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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