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JP6724608B2 - 転がり軸受、及び合せ保持器の組立用治具 - Google Patents

転がり軸受、及び合せ保持器の組立用治具 Download PDF

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JP6724608B2 JP2016135110A JP2016135110A JP6724608B2 JP 6724608 B2 JP6724608 B2 JP 6724608B2 JP 2016135110 A JP2016135110 A JP 2016135110A JP 2016135110 A JP2016135110 A JP 2016135110A JP 6724608 B2 JP6724608 B2 JP 6724608B2
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Description

本発明は、合せ保持器を備えている転がり軸受、及び合せ保持器を組み立てるために用いられる組立用治具に関する。
転がり軸受の内輪及び外輪の間に設けられている転動体を保持する保持器として、いわゆる両抱きタイプの保持器が知られている(特許文献1参照)。例えば図7に示すように、両抱きタイプの保持器114は、一対の円環部115と、これら円環部115を繋ぐ複数の柱部116を有しており、一対の円環部115の間であって周方向に隣り合う一対の柱部116の間が、内輪111及び外輪112の間に配置された転動体113を保持するポケット117となっている。
また、図7に示す保持器114は、合成樹脂製の合せ保持器であり、円環状である一対の分割体121a,121bを連結することによって構成されている。一対の分割体121a,121bは、それぞれ片側の円環部115と、この円環部115から軸方向に延びている分割柱部122a,122bとを有しており、両側の分割柱部122a,122bが連結されることにより柱部116が構成される。
分割柱部122a,122bの連結は、各分割体121a,121bに形成されている係止部124が、相手側の分割体121b,121aに形成されている係止溝131に係止することによって行われる。係止部124は、軸方向に延びる本体部125と、本体部125の先端部に設けられ本体部125よりも径方向外方に突出する係止突起126とを備えている。係止溝131は、本体部125を収容する浅溝部132と、係止突起126を収容する深溝部133とを有し、深溝部133の軸方向内側面134、すなわち浅溝部132との間の段差面134に、係止突起126の軸方向内側の側面(係止面)126bが当接することによって、深溝部133に係止突起126が係止される。
特開2009−144878号公報
図7に示す合せ保持器における一対の分割体121a,121bは、図8(a)(b)に示す過程を経て組立用治具150を用いて組み立てられる。組立用治具150は、円環状に形成された一対の押圧部材151a,151bを備えている。そして、図8(a)に示すように、一方の分割体121aを内輪111と外輪112との間に挿入した状態で、当該一方の分割体121aの軸方向外端面121a1を一方の押圧部材151aで支持する。また、他方の分割体121bを一方の分割体121aに軸方向に対向させた状態で、当該他方の分割体121bの軸方向外端面121b1を他方の押圧部材151bによって支持する。
そして、他方の押圧部材151bを矢印A方向に移動させることで、他方の分割体121bを一方の分割体121a側へ押し込み、他方の分割体121bの係止部124を径方向内方へ弾性変形により傾斜させて、一方の分割体121aの係止溝131の径方向内側を通過させ、図8(b)に示すように、係止部124の係止突起126を係止溝131の深溝部133に係止させる。
しかしながら、図8(a)のB部を拡大して示す図9(a)のように、他方の分割体121bの軸方向外端面121b1は、成形時の寸法誤差等によって径方向に対して傾斜していることがあり、この場合、当該外端面121b1の径方向内側部分と他方の押圧部材151bとの間に隙間sが生じる。そのため、図9(b)に示すように、他方の分割体121bにおける係止部124を十分に一方の分割体121a側へ押し込めず、係止部124の係止面126bの基端部が、深溝部133の段差面134に到らなくなる。言い換えると、一方の押圧部材151aの軸方向内側端面151a1から段差面134までの距離βよりも、当該端面151a1から係止面126bの基端部までの距離αが大きくなる。そのため、係止面126bが段差面134の径方向内端134aに圧接し、その摩擦力で係止部124が径方向内方へ傾斜したままとなり、係止突起126と深溝部133との係止が不完全となる可能性がある。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、合せ保持器を構成する一対の分割体の組立を確実に行うことが可能な転がり軸受、及び合せ保持器の組立用用治具を提供することを目的とする。
本発明の転がり軸受は、径方向に対向して配置された一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の間に介在する複数の転動体と、一対の円環部及び前記一対の円環部を繋ぐ複数の柱部を有し前記一対の円環部の間でかつ周方向に隣り合う前記柱部の間に前記転動体を収容するためのポケットが形成されている合せ保持器と、を備え、前記合せ保持器が、軸方向に二分割されている一対の分割体を連結することにより構成されている転がり軸受であって、少なくとも一方の分割体には、他方の分割体に向けて前記転がり軸受の軸方向に延びかつ先端に径方向内側又は外側の一方側に突出する係止突起を有する係止部が設けられ、前記他方の分割体には、前記係止突起が係止する被係止凹部が設けられ、前記一方の分割体の軸方向外端面において、少なくとも前記係止部の軸方向外側に相当する位置には、軸方向外方へ突出する突出部が設けられている。
上記構成によれば、係止部が形成された一方の分割体の軸方向外端面には、係止部の軸方向外側に相当する位置に突出部が設けられるので、この突出部に組立用治具の押圧部材を当接させて、一方の分割体を他方の分割体へ向けて押し込むことにより、一方の分割体の係止突起を確実に被係止凹部に係止させることができる。
前記突出部は、前記一方の分割体における軸方向外端面の全周に設けられていることが好ましい。
このような構成によって、組立用治具に対する突出部の接触面積を可及的に広くすることができ、一対の分割体を組み立てる際の一方の分割体の変形を抑制することができる。なお、上記における「全周」とは、一方の分割体の軸方向外端面に対して突出部が周方向に隙間なく形成される場合は勿論のこと、当該分割体の軸方向外端面に突出部を形成できない領域(例えば、溝や孔等)が含まれている場合には、当該領域を除く周方向の範囲全体に突出部が形成されている場合も含む。
本発明は、合せ保持器を構成する一対の分割体を組み立てるために用いられる組立用治具であって、少なくとも一方の分割体には、他方の分割体に向けて軸方向に延びかつ先端に径方向内側又は外側の一方側に突出する係止突起を有する係止部が設けられ、前記他方の分割体には、前記係止突起が係止する被係止凹部が設けられており、当該組立用治具は、一対の分割体の軸方向外端面に当接しかつ一対の分割体を互いに接近させるように軸方向に押圧する一対の押圧部材を含み、前記一方の分割体を押圧する前記押圧部材は、当該分割体に向けて突出しかつ前記係止部の軸方向外側に相当する位置において当該分割体の軸方向外端面に当接する突出部を備えている。
上記構成によれば、係止部が形成された一方の分割体を押圧する押圧部材が、当該係止部の軸方向外側に相当する位置において当該分割体の軸方向外端面に当接する突出部を備えているので、この押圧部材によって一方の分割体を他方の分割体へ向けて押し込むことにより、一方の分割体の係止突起を確実に被係止凹部に係止させることができる。
本発明の転がり軸受によれば、合せ保持器を構成する一対の分割体の組立を確実に行うことができる。
第1の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 転がり軸受の保持器を示す斜視図である。 保持器の一方の分割体の一部を示す斜視図である。 一対の分割体を組み立てる過程を示す転がり軸受の断面図である。 第2の実施形態における保持器の斜視図である。 第3の実施形態に係る組立用治具を用いて保持器の一対の分割体を組み立てる過程を示す転がり軸受の断面図である。 従来技術に係る転がり軸受の断面図である。 従来技術における保持器の一対の分割体を組み立てる過程を示す転がり軸受の断面図である。 (a)は、図8(a)のB部拡大図であり、(b)は、図8(b)のC部拡大図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、第1の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。転がり軸受10は、一対の軌道輪11,12と、複数の転動体13と、保持器14とを備えている。なお、以下の説明において、転がり軸受10の軸方向の中央Oにより近い側を軸方向内側(又は軸方向内方)ということがあり、軸方向の中央Oからより離れた側を軸方向外側(又は軸方向外方)ということがある。
一対の軌道輪11,12は、円環状の内輪11と、この内輪11の径方向外側に対向して配置された円環状の外輪12とからなる。
複数の転動体13は、内輪11と外輪12との間に配置されている。本実施形態の転動体13は玉であり、転がり軸受10は深溝玉軸受である。
内輪11の外周面には、玉13が転動する軌道11aが形成されている。この軌道11aは、断面が略凹円弧形状に形成されている。外輪12の内周面には、玉13が転動する軌道12aが形成されている。この軌道12aは、断面が略凹円弧形状に形成されている。
図2は、転がり軸受10の保持器14を示す斜視図である。図1及び図2に示すように、保持器14は、複数の玉13の周方向の間隔を保持する。保持器14は、玉13の軸方向両側に位置する一対の円環部15と、これら一対の円環部15を繋ぐ複数の柱部16とを有している。そして、一対の円環部15の間であって周方向に隣り合う柱部16の間が玉13を収容するポケット17となる。保持器14は、玉13を軸方向両側から保持する両抱きタイプのものである。
ポケット17は、径方向視で円形状に形成されている。また、ポケット17の内面は、玉13の外周面よりも半径が僅かに大きな球面に沿った凹曲面形状を有している。このため、ポケット17と玉13の外周面との間には僅かな隙間が形成される。なお、ポケット17は、径方向視で四角形状に形成され、ポケット17の各辺に対して玉13が接触可能なように構成されていてもよい。
保持器14は、軸方向に二分割されている一対の分割体21a,21bにより構成されている。つまり、一対の分割体21a,21bが連結されることによって一つの保持器14が形成される。各分割体21a,21bは合成樹脂製であり、射出成形等によって成形される。一対の分割体21a,21bは、それぞれ片側の円環部15と、この円環部15から相手側の分割体21a,21bに向けて延びる分割柱部22a,22bとを有している。各分割柱部22a,22bは、それぞれ柱部16の半分を構成している。一対の分割体21a,21bは同一形状に形成され、一対の分割体21a,21bを互いに反転させた状態で分割柱部22a,22b同士を突き合わせて連結することによって、保持器14が構成されている。
図3は、保持器14の一方の分割体21aの一部を示す斜視図である。なお、図3において、他方の分割体21bは、軸方向の向きが反対となるだけで一方の分割体21aと全く同じ構造である。
図2及び図3に示すように、分割体21a,21bの分割柱部22a,22bの先端面22a1,22b1には、相手側の分割体21b,21aに向けて軸方向に延びる係止部24が設けられている。係止部24は、分割柱部22a,22bの先端面22a1,22b1における径方向内側部分であって周方向中央Cから周方向に偏った位置に設けられている。係止部24は、相手側の分割体21a,21bの軸方向外端面21a1,21b1にまで至っている(図2参照)。係止部24の径方向内側面24aは、分割体21a,21bの内周面の一部を構成している。
係止部24は、略棒状に形成された本体部25と、本体部25の先端部に設けられた係止突起26とを有している。本体部25は、断面形状が略四角形の四角柱形状に形成されている。
係止突起26は、本体部25と略同一の周方向の幅を有し、本体部25よりも大きい径方向の高さを有している。そして、係止突起26は、本体部25の径方向内側面と面一で、本体部25の径方向外側面25aよりも径方向外方に突出している。係止突起26の径方向外側面には、係止部24の先端側ほど径方向の高さが小さくなるような傾斜面26aが形成されている。また、係止突起26の軸方向内側の側面、すなわち、本体部25との間の段差面26b(図3参照)は、後述する係止溝31の深溝部(被係止凹部)33に当接する係止面とされている。
分割体21a,21bの内周面には、軸方向に延びる係止溝31が形成されている。この係止溝31は、分割柱部22aの先端面22a1,22b1(軸方向内側の端面)と、分割体21a,21bの軸方向外側の端面21a1,21b1とにおいて開口している。係止溝31は、分割柱部22a,22bの先端面22a1,22b1の周方向中央Cに対して、係止部24とは反対側に偏った位置に設けられている。本実施形態では、係止部24と係止溝31とが周方向中央Cを挟んで隣接している。
図1に示すように、係止溝31は、保持器14の軸方向内側に配置される浅溝部32と、軸方向外側に配置される深溝部33とからなる。浅溝部32には係止部24における本体部25が挿入され、深溝部33には係止部24における係止突起26が挿入される。なお、本実施形態の深溝部33は、本発明における被係止凹部に相当する。
浅溝部32は、周方向の溝幅と径方向の溝深さとが、本体部25の周方向の幅及び径方向の高さと略同じかこれらよりもわずかに大きく形成されている。また、浅溝部32は、本体部25と略同じ軸方向の長さを有している。
深溝部33は、浅溝部32と同じ溝幅を有し、浅溝部32よりも深く形成されている。深溝部33の溝幅及び溝深さは、係止突起26の幅及び高さと略同じかこれらよりもわずかに大きく形成されている。また、深溝部33は、係止突起26と略同じ軸方向の長さを有している。
したがって、係止部24は、係止溝31内に挿入されたときに係止溝31の内部に全体が収められる。また、係止部24が係止溝31に収められた状態で、係止突起26の係止面26bは、深溝部33の軸方向内側の端面34、すなわち浅溝部32との間の段差面34に当接し、係止突起26が深溝部33に係止する。これにより、一対の分割体21a,21bが軸方向に離反することなく連結される。
各分割体21a,21bの軸方向外端面21a1,21b1には、軸方向外方に突出する突出部41が形成されている。この突出部41は、分割体21a,21bの軸方向外端面21a1,21b1における径方向内側部分に形成されている。特に、突出部41は、分割体21a,21bの軸方向外端面21a1,21b1における径方向の内側半分の領域内に設けられている。したがって、突出部41は、係止部24の軸方向外側に相当する位置に設けられている。また、突出部41は、実質的に分割体21a,21bの軸方向外端面21a1,21b1の全周に設けられている。具体的には、図2に示すように、分割体21a,21bの軸方向外端面21a1,21b1における径方向内側の領域のうち、係止溝31が形成された部分を除く周方向の全体に設けられている。
図4は、一対の分割体21a,21bを連結させる過程を示す転がり軸受の断面図である。保持器14は、内輪11と外輪12との間に転動体13が介在した状態の転がり軸受10に対して組み付けられる。また、保持器14における一対の分割体21a,21bの組立には、組立用治具50が用いられる。組立用治具50は、一対の押圧部材51a,51bを備えている。一対の押圧部材51a,51bは、円環状に形成されている。また、押圧部材51a,51bは、断面形状が四角形状に形成され、軸方向の一側面が、分割体21a,21bに対する当接面51a1,51b1とされている。
保持器14を組み立てるには、まず、図4(a)に示すように、一方の分割体21aを内輪11と外輪12との間に挿入し、この分割体21aの突出部41に一方の押圧部材51aの当接面51a1を当接させる。
次に、他方の分割体21bを、内輪11と外輪12との間に軸方向に挿入し、当該分割体21bの突出部41に他方の押圧部材51bの当接面51b1を当接させる。
そして、他方の押圧部材51bを矢印Aで示すように軸方向内方へ移動させることによって、他方の分割体21bを一方の分割体21aへ向けて軸方向に押圧する。これにより、他方の分割体21bは、図4(b)に二点鎖線で示すように、係止突起26の傾斜面26aにより径方向内方へ弾性変形して傾斜し、続けて、係止突起26が係止溝31の浅溝部32を通過して深溝部33に到り、他方の分割体21bが径方向外方へ弾性復帰することによって係止突起26が深溝部33に挿入される。これにより係止突起26の係止面26bが深溝部33の段差面34に係止し、一対の分割体21a,21bが連結される。
突出部41は、他方の分割体21bの軸方向外端面21b1における径方向内側部分に設けられているので、当該分割体21bの径方向内側部分が軸方向内方へ強く押し込まれる。係止部24は、分割体21bの軸方向内側に偏って設けられているので、押圧部材51bの押し込みによって、係止部24の係止突起26が係止溝31の深溝部33に対して軸方向により深く挿入され、係止面26bが確実に段差面34に当接するようになっている。したがって、図9(b)に示す従来技術のように、係止突起126の係止面126bが深溝部133の段差面134の径方向内端134aに引っ掛かることによって、係止部124が傾斜したまま一対の分割体121a,121bが組み立てられてしまうことがなく、確実に係止突起26を深溝部33に係止させることができる。
一方の押圧部材51a及び分割体21aは停止した状態であるが、相対的に他方の押圧部材51b及び分割体21bに接近する方向に移動するため、一方の分割体21aに設けられた係止部24は、径方向内方へ傾きつつ、他方の分割体21bの係止溝31に挿入される。したがって、一方の分割体21aについても突出部41の作用によって係止部24の係止突起26が係止溝31の深溝部33に対して軸方向により深く挿入され、係止突起26を確実に深溝部33に係止させることができる。
以上のように、一対の分割体21a,21bの軸方向外端面21a1,21b1に突出部41を設けることによって、一対の分割体21a,21bを完全に連結することができ、転がり軸受10の使用時に保持器14によって確実に転動体13を保持することができ、転動体13の挙動を安定させることができる。また、突出部41を設けることによって、分割体21a,21bの強度を高めることができる。
[第2の実施形態]
図5は、第2の実施形態における保持器の斜視図である。本実施形態の保持器14の一対の分割体21a,21bには、第1の実施形態と同様に突出部41が形成されているが、この突出部41は、分割体21a,21bの全周に設けられておらず、係止部24の軸方向外側に相当する位置のみに部分的に設けられている。したがって、本実施形態では、複数の突出部41が周方向に間隔をあけて設けられている。その他の構成及び保持器14の組立方法は、第1の実施形態と同様である。したがって、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
ただし、本実施形態では、突出部41が設けられる周方向の範囲が小さくなり、組立用治具50の押圧部材51a,51b(図4参照)に対する突出部41の接触面積も小さくなる。そのため、突出部41における面圧が増大し、保持器14の組立の際に分割体21a,21bが変形し易くなる。この点、第1の実施形態では、突出部41が分割体21a,21bの略全周に設けられているので、押圧部材51a,51bからの面圧を低下させることができ、分割体21a,21bの変形を抑制することができる。
[第3の実施形態]
図6は、第3の実施形態に係る組立用治具を用いて保持器を組み立てる過程を示す断面図である。
本実施形態の組立用治具50は、一対の押圧部材51a,51bの一側面に、分割体21a、21bに向けて突出する突出部53が形成されている。この突出部53は、押圧部材51a,51bの径方向内側の領域における全周に、または周方向に間隔をあけて設けられている。
この押圧部材51a,51bを用いて保持器14を組み立てる手順は、第1の実施形態と同様である。そして、押圧部材51a,51bの突出部53が分割体21a,21bの径方向内側部分を軸方向内方へ強く押し込み、係止部24の係止突起26を係止溝31の深溝部33に対して軸方向により深く挿入させ、係止突起26を深溝部33に確実に係止させることができる。
したがって、本実施形態においても、上記第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。ただし、突出部53が押圧部材51a,51bに形成されているので、分割体21a,21bと押圧部材51a,51bの軸心がずれてしまうと、突出部53を分割体21a,21bの適切な位置、すなわち径方向内側の領域に当接できなくなる。したがって、この点においては、第1の実施形態のように、分割体21a,21b側に突出部41を設ける方がより好ましい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において設計変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、係止部24と係止溝31とが、一対の分割体21a,21bの双方に形成されていたが、一対の分割体21a,21bの一方に係止部24のみが形成され、他方に係止溝31のみが形成されていてもよい。また、各分割体21a,21bにおいて、1つの分割柱部22a,22bには、係止部24又は係止溝31のいずれか一方のみが形成されていてもよい。
上記各実施形態では、係止部24が分割体21a,21bの径方向内側に設けられていたが、径方向外側に設けられていてもよい。この場合、突出部41は、係止部24の軸方向外側に相当する位置、すなわち、分割体21a,21bの軸方向外端面21a1,21b1における径方向外側の領域に形成すればよい。
上記各実施形態では、転動体13が玉である場合について説明したが、転動体13はころであってもよく、つまり、転がり軸受10はころ軸受であってもよい。また、保持器14が二つの分割体21a,21bを有する構成である他の形式の転がり軸受10であってもよい。
10:転がり軸受、11:内輪(軌道輪)、12:外輪(軌道輪)、13:転動体、14:保持器、15:円環部、16:柱部、17:ポケット、21a:分割体、21a1:軸方向外端面、21b:分割体、21b1:軸方向外端面、24:係止部、26:係止突起、26b:係止面、31:係止溝、33:深溝部、34:段差面、41:突出部、50:組立用治具、51a:押圧部材、51b:押圧部材、51b1:当接面、53:突出部

Claims (3)

  1. 径方向に対向して配置された一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の間に介在する複数の転動体と、一対の円環部及び前記一対の円環部を繋ぐ複数の柱部を有し前記一対の円環部の間でかつ周方向に隣り合う前記柱部の間に前記転動体を収容するためのポケットが形成されている合せ保持器と、を備え、前記合せ保持器が、軸方向に二分割されている一対の分割体を連結することにより構成されている転がり軸受であって、
    少なくとも一方の分割体には、他方の分割体に向けて前記転がり軸受の軸方向に延びかつ先端に径方向内側又は外側の一方側に突出する係止突起を有する係止部が設けられ、
    前記他方の分割体には、前記係止突起が係止する被係止凹部が設けられ、
    前記一方の分割体の軸方向外端面において、少なくとも前記係止部の軸方向外側に相当する位置には、軸方向外方へ突出する突出部が設けられている、転がり軸受。
  2. 前記突出部は、前記一方の分割体における軸方向外端面の全周に設けられている、請求項1に記載の転がり軸受。
  3. 合せ保持器を構成する一対の分割体を組み立てるために用いられる組立用治具であって、
    少なくとも一方の分割体には、他方の分割体に向けて軸方向に延びかつ先端に径方向内側又は外側の一方側に突出する係止突起を有する係止部が設けられ、前記他方の分割体には、前記係止突起が係止する被係止凹部が設けられており、
    当該組立用治具は、一対の分割体の軸方向外端面に当接しかつ一対の分割体を互いに接近させるように軸方向に押圧する一対の押圧部材を含み、
    前記一方の分割体を押圧する前記押圧部材は、当該分割体に向けて突出しかつ前記係止部の軸方向外側に相当する位置において当該分割体の軸方向外端面に当接する突出部を備えている、組立用治具。
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