JP4082032B2 - Ball bearing cage and ball bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、玉軸受用保持器及び玉軸受に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
保持器は、内輪と外輪の間に転動自在に設けられた複数の玉を一定の間隔で保つべく内外輪間で玉を転動自在に保持するためのものである。従来の保持器としては、図6に示すような、いわゆる冠型保持器がある。この冠型保持器は、円環状の保持器本体101の周方向の複数箇所に玉を転動自在に保持するポケット101aが設けられて構成されている。保持器ポケット101aは、玉を一つずつ抱持するべく凹状形成されており、保持器本体101の軸方向一端側から突設された爪102を備えている。
そして、保持器の材質としては、金属製もあるが、合成樹脂製の方が、高速回転時の温度上昇が少なく優れていることが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
合成樹脂製の冠型保持器を高速回転(例えば、15000〜18000m−1程度)で使用すると、保持器には遠心力による径外方向への変形力がかかる。遠心力がかかっても、保持器本体101は円環状であるから合成樹脂製であってもほとんど変形しないが、爪102は弾性変形する弾性片であり、遠心力によって保持器径外方向に向かって変形する。
【0004】
このため、図7に示すように、ポケット101aに保持された玉103に対して、爪102が径外方向に変形することとなり、爪102の径内側端のエッジ102aが玉103と接触して玉とのつまりが生じ、発熱によって軸受が焼付くという問題が生じる。
【0005】
ここで、高い回転速度での遠心力による保持器の変形を考慮したものとして、特開2001−50280号公報(以下、「先行技術文献」という。)に記載の保持器がある。しかし、先行技術文献の保持器は、玉が軸方向にガタつき易いという欠点がある。すなわち、先行技術文献の保持器では、爪(先行技術文献では「タブ」と呼ばれている)が、保持器の径方向内側部分にはなく、径方向外側部分にしかないため(図7参照)、爪(タブ)が遠心力によって径外方向に変形すると、爪(タブ)が玉を軸方向に押さえる機能が小さくなり、玉が軸方向にガタつき易くなる。
【0006】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、高速回転よる保持器の変形による玉とのつまりを防止するとともに、玉の軸方向へのガタつきを防止した玉軸受用保持器及び玉軸受を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円環状の保持器本体の周方向の複数箇所に玉を転動自在に保持するポケットが設けられた玉軸受用保持器であって、前記ポケットは、前記保持器本体の軸方向一端側から突設された複数の弾性片と、隣接して対をなす弾性片間における前記保持器本体に凹状形成されたポケット本体部とを備え、前記弾性片は、前記ポケットに保持される玉中心を結んでなるピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、当該弾性片の内側面は、前記ポケット本体部と連続した面で形成され、前記弾性片の幅は、当該保持器本体の幅と同一であり、前記弾性片の内側面のうち前記ピッチ円より径外側にある第1範囲、及び前記ポケット本体部は、保持される玉の表面形状に沿うように当該玉の中心からの距離が等しく形成された球状凹面であり、前記弾性片の内側面のうち前記ピッチ円より径内側にある第2範囲は、弾性片の突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲し、当該第2範囲の径内側端は、前記ポケットに保持される玉から離反して位置するよう、前記球状凹面に比べて保持される玉中心からの距離が大きくされていることを特徴とする。
【0008】
本発明によると、第2範囲の径内端側、すなわち弾性片の径内端側、が玉から離反して位置しているので、弾性片が遠心力で径外方向に変形しても、弾性片の径内側端が玉と接触し難くなり、玉とのつまりが防止される。しかも、弾性片はピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、径内側の第2範囲が突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲しているため、弾性片が径外方向に変形しても、玉が軸方向にガタつくことが防止される。
【0009】
前記第2範囲としては、長手方向が保持器径方向に向けられ中心軸が前記玉の中心を通る仮想的な円筒体であって、当該円筒体の断面円の半径が前記玉の半径と略等しい円筒体の表面に沿った形状であるのが好ましい。
【0010】
そして、内輪と外輪の間に転動自在に設けられた複数の玉を内外輪間で転動自在に保持する保持器を備えた玉軸受において、前記保持器として、前述の保持器を用いることで、保持器と玉とのつまりを防止して、玉軸受の焼付きを防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図5は、実施形態に係る玉軸受用の保持器1を示している。この保持器1は、玉軸受の内輪と外輪の間に組み付けられ、内輪外周面に形成された内輪軌道面と、外輪内周面に形成された外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の玉を一定の間隔で保持するためのものである。この保持器1は、合成樹脂製であり、いわゆる冠型として構成されている。
【0012】
保持器1は、円環状の保持器本体2を備え、この保持器本体2は、玉軸受外輪の内周面と対面する外周面部3と、玉軸受内輪の外周面と対面する内周面部4と、軸方向一端側の正面部5と、軸方向他端側の背面部6とを有している。
保持器本体2には、周方向に所定の間隔をおいて玉7を抱持するためのポケット8が設けられている。このポケット8は、保持器本体2の正面部5から軸方向に突設された複数の爪状の弾性片9,10を備えている。複数の弾性片9,10は、隣接する2つの弾性片同士が対をなしており、対の弾性片9,10が、周方向に複数組備えられている。
【0013】
また、ポケット8は、対の弾性片9,10間における保持器本体2に凹状形成されたポケット本体部12を備えている。ポケット本体部12は、外周面部3側、内周面部4側、及び正面部5側が開口している。ポケット本体部12は、玉7の表面形状に沿うように球状凹面として形成されている。すなわち、ポケット本体部12の凹面は、玉7の中心Cからの距離が等しくされている。また、玉7の中心Cからポケット本体部12の球状凹面までの距離は、玉7の半径と略等しいが、玉7の半径より僅かに大きくされており、玉7とポケット8間に僅かな隙間が確保されて玉7が円滑に転動する。
【0014】
各弾性片9,10は、径方向の幅が保持器本体2の幅と同一とされており、このため、弾性片9,10は、ポケット8によって保持される複数の玉7の中心Cを結んでなるピッチ円PCに対して径方向にまたがって存在している。
対の弾性片9,10は、互いに対向する内側面14,15を有しており、これらの内側面14,15は、ピッチ円PCより径外側の領域である第1範囲14a,15aとピッチ円PCより径内側の領域である第2範囲14b,15b(図2の網掛け部分)とでは、その表面形状が異なっている。なお、本発明においてピッチ円PCの通る玉の中心Cの位置は厳密なものではなく、完全な玉中心Cだけでなくその近傍位置をも含む意である。
【0015】
前記第1範囲14a,15aは、ポケット本体部12と同様に玉7の表面形状に沿った球状凹面であり、ポケット本体部12の球状凹面と第1範囲14a,15aの球状凹面は連続的に形成されて、玉7の半径と略同一の半径の仮想的な球体表面の一部をなす形状となっている。保持器1は、主にポケット本体部12の球状凹面と第1範囲14a,15aの球状凹面とによって、図5及び図6に示す従来の保持器と同様な回転方向(保持器周方向)へのガイド機能をもって、玉7を安定的に抱持する。
【0016】
前記第2範囲14b,15bは、仮想的な円筒体の表面の一部をなす形状であり、この仮想円筒体は、中心軸が玉7の中心Cを通るとともに長手方向が保持器径方向Rに向けられたものである。また、仮想円筒体の断面円の半径は、玉7の半径と略等しい。この第2範囲14b,15bは、第1範囲14a,15aと連続した面であり、対をなして向かい合う弾性片9,10の第2範囲14b,15bは、仮想円筒の一部を占めているため、保持器径方向(仮想円筒の軸方向)にみると、両第2範囲14b,15bの間隔は略一定となっている。したがって、第2範囲14b,15bの径内側端17,18は、第1範囲14a,15aの球状凹面における玉中心Cからの距離Aに比べて玉中心Cからの距離Bが大きく、弾性片9,10の径内端側17,18は玉7と離反した位置にある。
【0017】
本実施形態では、弾性片9,10が以上のように構成されているため、玉軸受が高速で回転して、弾性片9,10が径外方向に変形しても、弾性片9,10の径内側端17,18が玉7と接触しないから、玉7とのつまりが発生せず、軸受の焼付きが生じない。
しかも、弾性片9,10の第2範囲14b,15bは、仮想円筒体の円周表面の一部を占めるように形成されているため、弾性片突出方向にみると他方の弾性片に近づくように玉7に沿って湾曲しており、弾性片9,10が径外方向に変形しても、第2範囲14b、15が玉7の保持器軸方向への移動を阻止するので、玉7の保持器軸方向へのガタつきが防止される。
【0018】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第2範囲の具体的形状は、特許請求の範囲の記載内で様々な変更が可能である。
【0019】
【発明の効果】
本発明によると、第2範囲の径内端側、すなわち弾性片の径内端側、が玉から離反して位置しているので、弾性片が遠心力で径外方向に変形しても、弾性片の径内側端が玉と接触し難くなり、玉とのつまりが防止される。しかも、弾性片はピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、径内側の第2範囲が突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲しているため、弾性片が径外方向に変形しても、玉が軸方向にガタつくことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】玉軸受用保持器の斜視図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】ポケット部の平面図である。
【図4】図1のIV−IV線断面図である。
【図5】従来の玉軸受用保持器の斜視図である。
【図6】従来の玉軸受用保持器のポケット部の平面図である。
【図7】先行技術文献のポケット部の平面図である。
【符号の説明】
1 玉軸受用保持器
2 保持器本体
8 ポケット
7 玉
9 弾性片
10 弾性片
12 ポケット本体部
14 弾性片内側面
14a 第1範囲
14b 第2範囲
15 弾性片内側面
15a 第1範囲
15b 第2範囲
17 弾性片内側端(第2範囲内側端)
18 弾性片内側端(第2範囲内側端)
C 玉中心
PC ピッチ円
R 保持器径方向(仮想円筒体軸方向)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ball bearing cage and a ball bearing.
[0002]
[Prior art]
The cage is for holding the balls between the inner and outer rings so as to roll freely so as to keep a plurality of balls provided between the inner ring and the outer ring so as to be able to roll. As a conventional cage, there is a so-called crown type cage as shown in FIG. This crown-shaped cage is configured by providing
And although the material of the cage is also made of metal, it is known that the synthetic resin is superior in that the temperature rise during high-speed rotation is small.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When a crown-shaped cage made of synthetic resin is used at high speed rotation (for example, about 15000 to 18000 m −1 ), the cage is subjected to a deforming force in the radially outward direction due to centrifugal force. Even when a centrifugal force is applied, the
[0004]
For this reason, as shown in FIG. 7, the
[0005]
Here, there is a cage described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-50280 (hereinafter referred to as “prior art document”) in consideration of deformation of the cage due to centrifugal force at a high rotational speed. However, the cage of the prior art document has a drawback that the balls are likely to play in the axial direction. That is, in the cage of the prior art document, the claw (called “tab” in the prior art document) is not in the radially inner portion of the cage but only in the radially outer portion (see FIG. 7). When the claw (tab) is deformed radially outward by centrifugal force, the function of the claw (tab) to hold the ball in the axial direction is reduced, and the ball is easily rattled in the axial direction.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and the ball bearing retainer and the ball which prevent clogging with a ball due to deformation of the cage due to high-speed rotation and prevent the ball from rattling in the axial direction are provided. An object is to provide a bearing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a ball bearing retainer provided with a pocket for rotatably holding balls at a plurality of locations in the circumferential direction of an annular retainer body, the pocket being in the axial direction of the retainer body A plurality of elastic pieces projecting from one end side, and a pocket main body portion formed in a concave shape in the cage main body between adjacent elastic pieces, and the elastic pieces are held in the pockets The inner surface of the elastic piece is formed by a surface continuous with the pocket main body part with respect to the pitch circle formed by connecting the ball centers, and the width of the elastic piece is determined by the cage. The first range that is the same as the width of the main body and that is radially outside the pitch circle of the inner surface of the elastic piece, and the pocket main body portion has a center of the ball along the surface shape of the held ball Is a spherical concave surface with an equal distance from The second range of the inner surface of the elastic piece that is radially inward of the pitch circle is curved so as to approach the other elastic piece side that forms a pair toward the distal end side in the protruding direction of the elastic piece. The end has a larger distance from the ball center held than the spherical concave surface so as to be located away from the ball held in the pocket.
[0008]
According to the present invention, the radially inner end side of the second range, that is, the radially inner end side of the elastic piece is located away from the ball, so even if the elastic piece is deformed radially outward by centrifugal force, The inner diameter end of the elastic piece becomes difficult to contact with the ball, and clogging with the ball is prevented. In addition, the elastic piece is formed so as to straddle the pitch circle in the radially inner and outer directions, and the second range on the inner side of the diameter is curved so as to approach the other elastic piece side that forms a pair toward the distal end side in the protruding direction. Even if it deforms in the radially outward direction, the ball is prevented from rattling in the axial direction.
[0009]
The second range is a virtual cylindrical body whose longitudinal direction is directed in the cage radial direction and whose central axis passes through the center of the ball, and the radius of the cross-sectional circle of the cylindrical body is substantially equal to the radius of the ball. A shape along the surface of an equal cylinder is preferred.
[0010]
And in the ball bearing provided with the holder | retainer which hold | maintains the some ball | bowl provided between the inner ring | wheel and the outer ring | wheel so that rolling was possible, using the above-mentioned cage | basket as said holder | retainer Thus, the cage and the ball can be prevented from clogging and the ball bearing can be prevented from seizing.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Drawing 1-Drawing 5
[0012]
The
The
[0013]
Further, the
[0014]
Each
The pair of
[0015]
The first ranges 14a and 15a are spherical concave surfaces along the surface shape of the
[0016]
Said
[0017]
In the present embodiment, since the
In addition, since the second ranges 14b and 15b of the
[0018]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the specific shape of the second range can be variously changed within the scope of the claims.
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, the radially inner end side of the second range, that is, the radially inner end side of the elastic piece is located away from the ball, so even if the elastic piece is deformed radially outward by centrifugal force, The inner diameter end of the elastic piece becomes difficult to contact with the ball, and clogging with the ball is prevented. In addition, the elastic piece is formed so as to straddle the pitch circle in the radially inner and outer directions, and the second range on the inner side of the diameter is curved so as to approach the other elastic piece side that forms a pair toward the distal end side in the protruding direction. Even if it deforms in the radially outward direction, the ball is prevented from rattling in the axial direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a ball bearing retainer.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a plan view of a pocket portion.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a perspective view of a conventional ball bearing retainer.
FIG. 6 is a plan view of a pocket portion of a conventional ball bearing retainer.
FIG. 7 is a plan view of a pocket portion of a prior art document.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
18 Elastic piece inner edge (second range inner edge)
C Ball center PC Pitch circle R Cage radial direction (virtual cylinder axis direction)
Claims (3)
前記保持器は、請求項1又は2のいずれかに記載の玉軸受用保持器であることを特徴とする玉軸受。In a ball bearing provided with a cage that holds a plurality of balls provided between an inner ring and an outer ring so as to roll freely between the inner ring and the outer ring,
3. The ball bearing according to claim 1, wherein the cage is the ball bearing cage according to claim 1.
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