JP2008032224A - 薄板製保持器およびそのような保持器を備えた球面ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】取付けが容易で、外れる危険のない薄板製軸受保持器付きの球面ころ軸受を提供すること。
【解決手段】球面軸受１０は、球面転動軌道２０がその上に形成されている単体外輪１２と、２本の転動軌道２２がその上に形成されている内輪１４と、２列のころ１８を有する２つの凹部付き薄板製保持器１６とで構成される。保持器１６は、２つの末端環と、その包絡面が、円筒形内側部分６２と円錐台形外側部分６６と内側部分と外側部分を連結する円錐台形中間部分６４との３つの部分からなる回転表面６０である、径方向外側面とを有し、円錐台形部分は、外側部分ほど開いていない立体角で内側部分に向かって広がっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、薄板製保持器を備えた球面ころ軸受に関する。本願の範囲において、球面軸受とは、外輪が、スイベルを構成する球面転動軌道を有し、そのスイベル中で、ころと内輪によって構成されるサブアセンブリが振動できる軸受を指す。この種の軸受は、特に、内輪および外輪に固定された機構の位置合せを行うのが難しい用途で使用される。

特許文献）には、１本の球面転動軌道がその上に形成されている単体外輪と、対称形の２本の球面転動軌道を有する単体内輪と、それぞれが、ブリッジによってつながれた２つの末端環を有する薄板製保持器によって定位置に保たれる、樽形の２列のころとを有する、２列ころ付き球面軸受が記載されている。保持器の径方向外側の表面は、円筒形部分と円錐形部分とを有する。保持器が、径方向で、とりわけ円筒形部分と円錐形部分との接合レベルにおいて場所を塞いでいるため、外輪内に保持器を挿入することが難しい。

さらに、特許文献２には、１本の球面転動軌道がその上に形成されている単体外輪と、対称形の２本の球面転動軌道を有する単体内輪と、転動軌道上の２列のころとを有する、球面ころ軸受が記載されている。各列のころは、ブリッジによってつながれた２つの末端環を有する薄板製保持器によって定位置に保たれる。各ブリッジは、その中央部分に、隣接する２つのころの各々に向かって側方に突出している保持用つめを備える。これらのつめは、ころが逃げるのを阻止するためのものである。保持器の径方向外側の表面は、円弧の形を有し、外輪と同心である。ただし、保持器内でのころの保持は最適なものではない。というのも、ころが逃げるのを効果的に阻止するためのつめは、必ず、保持器が回転するときにころの回転軸によって描かれる円錐の径方向外側に配置されなければならないからである。ところで、ころの回転軸によって描かれる円錐は、その一部が、保持器の径方向外側表面の径方向外側に位置し、その結果、保持用つめを効果的に配置するための範囲がほんのわずかしか存在しない。この場合、各ころが、２つのつめによってしか保持されず、すなわちブリッジごとに１つのつめによってしか保持されず、それでは不十分である。
ドイツ特許第３１３９８４１号明細書 英国特許第６５９６９２号明細書

したがって、本発明の目的は、現況技術の欠点を是正して、取付けが容易で、外れる危険のない薄板製軸受保持器付きの球面軸受を提案することにある。

そのために、本発明の第１の態様によれば、本発明は、球面軸受の少なくとも１列のころ用の単体薄板製保持器を対象とし、この保持器は、幾何学的回転軸を形成しており、末端横面を有する軸方向外側の環と、末端横面を有する軸方向内側の環と、外側環と内側環を連結し、外側環および内側環とともにころ案内用の凹部を形成するブリッジとを有し、この保持器はさらに、径方向外側に向かって回転し、内側環から外側環へと軸方向に延びる径方向外側面を有し、この径方向外側面は、内側環から外側環に向かって延びる円筒形の内側部分と、外側環から内側環に向かって延び、第１の立体角で内側環に向かって広がる円錐台形の外側部分と、内側部分と外側部分を連結し、第１の立体角より小さな第２の立体角で内側部分に向かって広がる円錐台形の中間部分とで構成される、回転表面によって包絡されている。

言い換えれば、径方向外側面は、全体が、双円錐回転表面内に含まれる。円錐台形の中間部分によって、外輪内への内輪のより容易な挿入が可能になり、輪が剛性になる。
好ましくは、ブリッジは、ころ案内用の側方突出部を有し、各ブリッジの２つの側方突出部は、有利には、軸方向で中間部分の両側に位置し、同一の凹部に指向する。

これらの突出部は、一方では、取付け時に、他方では、ころの使用時に、特に内輪が外輪に対して振動するときに、ころが逃げるのを阻止する。
一実施形態によれば、外輪は、内側に向かって回転する円筒形案内面を有する。

好ましくは、中間部分は、内側環および外側環の末端横面の途中に位置する中央横平面の両側に軸方向に延びる。言い換えれば、中間部分は、おおよそ、ころの中心の両側に延びる。この部分は、外輪内に保持器が挿入されたときに最も露出する部分である。

本発明の第２の態様によれば、本発明は、球面転動軌道がその上に形成されている単体外輪と、２本の転動軌道がその上に形成されている内輪と、上述したような２つの薄板製保持器と、転動軌道上を転動する２列のころを形成するように、内輪と外輪の間で保持器の凹部内に配置された円弧状母線をもつころとを有する球面軸受に関するものである。

好ましくは、中間部分は、輪が回転軸の周りを回転するときにころの回転軸によって描かれる円錐台の径方向外側に位置する。回転表面は、好ましくは、輪が回転軸の周りを回転するときにころの回転軸によって描かれる円錐台の径方向外側に位置する。

好ましくは、第１部分の直径は、外輪の最小直径（Ф_ｍｉｎ）より小さい。
１実施形態によれば、各保持器の外側環は、径方向外側に向かって回転する内輪の対応する表面と向き合って径方向内側に向かって回転する円筒形面を有する。

特に簡単な１実施形態によれば、２つの保持器は同一である。好ましくは、内輪は単体である。
保持器の寸法、特に中間部分の寸法と、内輪および保持器の軸方向寸法、ならびに、外輪の最小外径は、内輪と保持器ところの一部とによって構成されるサブアセンブリを外輪と接触せずに外輪内に取り付けることが可能になるように選択される。

その他の利点および特徴は、非限定的な例として示され添付の図に表示された、本発明の特定の実施形態についての以下の説明からより明らかになるであろう。

図１を参照すると、球面軸受１０は、外輪１２と、内輪１４と、２つの保持器１６と、ころ１８とで構成される。
外輪１２は、鋼製の単体部片で構成され、単一球面転動軌道２０、すなわち、その表面が、輪の対称中心に心合せされた球上に存在する軌道を有する。

内輪１４もまた単体であり、外輪の転動軌道２０に向かい合う２本の転動軌道２２を有する。これら２本の転動軌道２２の各々は、図１の平面内のその母線が、外輪の転動軌道２０の曲率半径に等しい半径を有する円弧である、回転表面を構成する。内輪１４はさらに、軸方向の各末端に、径方向外輪に向かって回転し、転動軌道を延長する縁部２６を有する。

図２にそのいくつかの細部が見える２つの保持器１６は、同一であり、薄板で製造される。各保持器は、内輪の回転軸と合流する回転軸を形成し、軸方向内側環２８と、軸方向
外側環３０と、一方の環から他方の環へと延びるブリッジ３２とを有する。外側環３０は、外側横面３４を有し、内側環は内側横面３６を有し、２つの横面３４、３６は、保持器を取り囲む２つの横平面に接する。ブリッジ３２は、保持器１６を構成する薄板内に窓４０を切り抜くことによって得られ、この窓４０は、ころ１８が収納される凹部を形成する。

ころ１８は、２つの末端横平面４２、４４と、球面転動軌道の曲率半径と同一の半径の円弧によって構成される母線によって生成される凸面転動表面４６とを有する樽の形をとる。

外側環３０は、内輪１４に対する保持器１６の案内を保証するように、内側に向かって回転し、内輪の縁部２６とその近傍で向かい合う、円筒面４８を有する。
外側環３０は、凹部のレベルで、ころの末端横平面４２の案内を保証する、ころの回転軸とほぼ垂直な接触小面５０を形成する。同様に、内側環は、凹部のレベルで、ころの末端横平面４４の案内を保証する、ころの回転軸とほぼ垂直な接触小面５２を形成する。ブリッジ３２はさらに、ころの案内用の側方突出部５４を有する。

各保持器は、外側環３０から内側環２８に向かって延びる、径方向外側に向かって回転する面５８を有する。この径方向外側面５８は、内側環２８から外側環３０に向かって軸方向に延びる円筒形の第１の内側部分６２と、円錐台形の第２の中間部分６４と、第２部分６４を外側環３０に連結する同じく円錐台形の第３の外側部分６６という３つの部分からなる回転表面によって構成される幾何学的包絡線６０内に含まれる。外側部分６６の円錐台の立体角は、中間部分６４の円錐台の立体角より開いている。中間部分６４は、軸方向で保持器の横面３４と３６間に位置する平面の両側に軸方向に延びる。円筒形内側部分６２は、外輪内に保持器を挿入できるように、外輪の最小直径Ф_ｍｉｎより小さい直径を有する。外側面５８は、輪がその軸の周りを回転するときにころの回転軸６８によって描かれる円錐台の径方向外側に位置する。

２つの保持器の内側環２８は隣接し、それらの横面３６は、互いにほぼ接触する。
軸受を組み立てるには、まず最初に、内輪上に、ころ１８を備えた２つの保持器１６を取り付けるが、ただし保持器ごとに２つの凹部は空のままである。このサブアセンブリ７０が、図２に示されているように外輪と垂直に提示され、この方向で外輪１２内に挿入される。この挿入時に、空の凹部に対応するブリッジ３２は、外輪１２とほぼ接触しているが、保持器の径方向外側面６０の全体的形状と、特に円錐台形の中間部分６４により、接触のない通過が可能になる。外輪内にサブアセンブリが挿入されると、空の凹部を外側に向けて提示し、そこに足りないころを挿入するように、内輪１４を回転させることが可能になる。

当然のことながら、様々な変更も可能である。いくつかの用途では、内輪は、その横中央平面に関して対称でなくてもよい。同様に、外輪は、必ずしも対称形の横平面をもたない。内輪は必ずしも単体ではない。凹部を構成する窓は、適切なあらゆる加工方法によって得ることができる。保持器を構成する薄板は、表面処理を施すことができる。使用される薄板は、鋼板またはアルミ板でよい。

本発明による軸受の軸方向における断面図。 図１における軸受の組立て段階の斜視図。

Claims (13)

1. 球面軸受（１０）の少なくとも１列のころ（１８）用の単体薄板製保持器（１６）であって、保持器（１６）が、幾何学的回転軸を形成し、
   末端横面（３４）を有する軸方向外側の環（３０）と、
   末端横面（３６）を有する軸方向内側の環（２８）と、
   外側環（３０）と内側環（２８）を連結し、外側環（３０）および内側環（２８）とともに、ころ案内用の凹部（４０）を形成するブリッジ（３２）と
   を有する保持器（１６）において、
   保持器が、内側環（２８）から外側環（３０）へと軸方向に延び、径方向外側に向かって回転する径方向外側面（５８）を有し、径方向外側面（５８）が、内側環から外側環に向かって延びる円筒形内側部分（６２）と、外側環から内側環に向かって延び、第１の立体角で内側環に向かって広がる円錐台形外側部分（６６）と、内側部分と外側部分を連結し、第１の立体角より小さい第２の立体角で内側部分に向かって広がる円錐台形中間部分（６４）とで構成される回転表面（６０）によって包絡されることを特徴とする保持器。
2. ブリッジ（３２）が、ころ案内用の側方突出部（５４）を有することをさらに特徴とする請求項１に記載の保持器。
3. 各ブリッジが、軸方向で中間部分の両側に位置し、同一の凹部に向いた、少なくとも２つの側方突出部（５４）を有することを特徴とする請求項２に記載の保持器。
4. 外側環（３０）が内側に向かって回転する円筒形案内面（４８）を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の保持器。
5. 中間部分（６４）が、内側環および外側環の末端横面の途中に位置する中央横平面の両側に軸方向に延びることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の保持器。
6. 球面転動軌道（２０）がその上に形成されている単体外輪（１２）と、
   ２本の転動軌道（２２）がその上に形成されている内輪（１４）と、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の２つの薄板製保持器（１６）と、
   転動軌道上を転動する２列のころを形成するように、内輪と外輪の間で、保持器の凹部（４０）内に配置された円弧状母線をもつころ（１８）と
   を有する球面軸受（１０）。
7. 中間部分（６４）が、輪（１６）が回転軸の周りを回転するときにころの回転軸（６８）によって描かれる円錐台の径方向外側に位置することを特徴とする請求項６に記載の球面軸受。
8. 回転表面（６０）が、輪（１６）が回転軸の周りを回転するときにころの回転軸（６８）によって描かれる円錐台の径方向外側に位置することを特徴とする請求項６に記載の球面軸受。
9. 第１部分（６２）の直径が、外輪の最小直径（Ф_ｍｉｎ）より小さいことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の球面軸受。
10. 各保持器の外輪（３０）が、径方向外側に向かって回転する内輪の対応する表面（２６）と向き合って径方向内側に向かって回転する円筒形面（４８）を有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の球面軸受。
11. ２つの保持器が同一であることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の球面軸受。
12. 内輪が単体であることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の球面軸受。
13. 内輪が、横対称平面に関して対称であることを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の球面軸受。

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