JP6301092B2 - Corrugated cage for ball bearings and ball bearings - Google Patents
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Description
この発明は、玉軸受のボールを保持する波形保持器および玉軸受に関する。 The present invention relates to a corrugated cage and a ball bearing for holding a ball of a ball bearing.
遊星歯車式オートマチックトランスミッションの遊星歯車を回転自在に支持する軸受や電気自動車(EV)あるいはハイブリッド車(HEV)の電動モータのロータを支持する軸受は、レイアウト上、内径φが100mm以上の大型のものが採用されている。 Bearings that support planetary gears of planetary gear type automatic transmissions and rotors of electric motors of electric vehicles (EVs) or hybrid vehicles (HEVs) are large in terms of layout. Is adopted.
これらの玉軸受は、回転数の高い領域での使用であり、燃費効率を改善するため、フリクションを低減した低トルクのものが求められている。 These ball bearings are used in a high rotational speed region, and in order to improve fuel efficiency, a low torque bearing with reduced friction is required.
大型玉軸受の低トルク化には、例えば、特許文献1に記載された樹脂製保持器を採用するのも一つの方法である。しかし、トランスミッションに収容された潤滑油には極圧添加剤が含有されており、その極圧添加剤は樹脂製保持器を脆化させる懸念があるため、低トルク化には好ましいものではない。
In order to reduce the torque of the large ball bearing, for example, it is one method to employ a resin cage described in
このため、大型玉軸受の保持器には、特許文献2に記載された波形保持器が一般的に採用されている。図5乃至図7は、波形保持器を採用した従来の玉軸受を示し、外輪20の内径面に形成された軌道溝21と内輪22の外径面に形成された軌道溝23間に複数のボール24を組み込み、その複数のボール24を波形保持器25で保持している。
For this reason, the corrugated cage described in
ここで、波形保持器25は、ボール保持部27と結合板部28とが周方向に交互に設けられた一対の環状保持板26を結合板部28を貫通するリベット29の加締めにより結合した金属製のものであるため、玉軸受の低トルク化の要求を満足させるものではなく、EVやHEVでの電動モータ用としての使用において改善が望まれている。
Here, the
ところで、EVやHEVで求められる電動モータ用玉軸受は、高速回転、軽荷重で使用されるため、ボール数を低減することにより、潤滑油の撹拌抵抗が小さくなるため、低トルク化を図ることができる。 By the way, the ball bearings for electric motors required by EV and HEV are used at high speed rotation and light load. Therefore, by reducing the number of balls, the stirring resistance of the lubricating oil is reduced, so that the torque can be reduced. Can do.
ここで、波形保持器を用いる従来の玉軸受でのボール充填率(軸受のピッチ円上におけるボールの占める割合)は54〜60%程度である。そのボール充填率を下げることによって低トルク化を図ることができるが、玉軸受としての機能を発揮させるためには少なくとも3個のボールを必要とする。この場合のボール充填率は4%であるため、ボールの充填率は4%以上必要とし、回転精度や負荷容量を考慮した場合、ボール数を5個以上とするのが好ましい。 Here, the ball filling rate (ratio of the ball on the pitch circle of the bearing) in the conventional ball bearing using the corrugated cage is about 54 to 60%. The torque can be reduced by lowering the ball filling rate, but at least three balls are required to exhibit the function as a ball bearing. Since the ball filling rate in this case is 4%, the ball filling rate needs to be 4% or more, and the number of balls is preferably 5 or more in consideration of rotational accuracy and load capacity.
一方、ボール充填率が54%を超えると回転トルクが大きくなるため、ボールの充填率を4〜40%の範囲とすることで、玉軸受としての機能を維持する状態で低トルク化が実現されることになる。 On the other hand, when the ball filling rate exceeds 54%, the rotational torque increases. Therefore, by setting the ball filling rate in the range of 4 to 40%, the torque can be reduced while maintaining the function as a ball bearing. Will be.
しかしながら、従来から知られている波形保持器25においては、図7に示すように、一対の環状保持板26における複数の結合板部28のそれぞれを一本のリベット29で結合する構成であり、ボール充填率を低減することによって結合板部28の周方向長さLが長くなり、玉軸受の回転時におけるボール24の遅れ、進みにより一対の結合板部28のポケット側の端部に周方向の押圧力が加わると、一対の結合板部28が外方に拡がるよう変形し、ボール24の保持が不安定となってガタツキが生じる可能性がある。また、リベット29の加締め部に大きな負荷が作用して損傷する可能性がある。
However, in the
この発明の課題は、ボール数の低減によって低トルク化対策が採られた玉軸受において、ボールの遅れ、進みによる押圧により、ボールを保持する波形保持器の結合板部が外方に変形するのを防止することである。 An object of the present invention is that, in a ball bearing in which measures for reducing torque are taken by reducing the number of balls, the coupling plate portion of the corrugated cage that holds the balls is deformed outward by the pressure due to the delay or advance of the balls. Is to prevent.
上記の課題を解決するため、この発明に係る波形保持器においては、ボールの外周に沿う半球状のボール保持部と結合板部とが周方向に交互に設けられた一対の環状保持板を、前記ボール保持部が対向し、その対向部間にボール保持用のポケットが形成される組み合わせとして、互いに対向する結合板部のそれぞれをリベットの加締めにより結合し、ボール充填率が4〜40%の範囲とされた玉軸受用波形保持器において、前記複数の互いに対向する結合板部のそれぞれを周方向に間隔をおいて設けられた複数のリベットにより結合した構成を採用したのである。 In order to solve the above problems, in the waveform holder according to the present invention, a pair of annular holding plates in which hemispherical ball holding portions and coupling plate portions along the outer periphery of the ball are alternately provided in the circumferential direction, As a combination in which the ball holding portions are opposed to each other and pockets for holding the balls are formed between the opposed portions, each of the coupling plate portions facing each other is coupled by rivet crimping, and the ball filling rate is 4 to 40% In the ball bearing corrugated cage having the above-mentioned range, a configuration is adopted in which each of the plurality of coupling plate portions facing each other is coupled by a plurality of rivets provided at intervals in the circumferential direction.
また、この発明に係る玉軸受においては、外輪の内径面に形成された軌道溝と内輪の外径面に形成された軌道溝間に複数のボールを組み込み、その複数のボールを保持器により保持し、ボール充填率が4〜40%の範囲とされた玉軸受において、前記保持器として、この発明に係る上記波形保持器を採用した構成としたのである。 Further, in the ball bearing according to the present invention, a plurality of balls are incorporated between the raceway groove formed on the inner diameter surface of the outer ring and the raceway groove formed on the outer diameter surface of the inner ring, and the plurality of balls are held by the cage. In the ball bearing in which the ball filling rate is in the range of 4 to 40%, the corrugated cage according to the present invention is adopted as the cage.
ここで、ボール充填率とは、玉軸受のピッチ円上におけるボールの占める割合をいい、次の数式1で表される率を称する。
ボール充填率=(ボール数×ボール径)/(π×P.C.D)…数式1
なお、P.C.Dは軸受のピッチ円直径である。
Here, the ball filling rate refers to the proportion of balls on the pitch circle of the ball bearing, and refers to the rate expressed by the following
Ball filling rate = (number of balls × ball diameter) / (π × PCD)
P.P. C. D is the pitch circle diameter of the bearing.
この発明に係る波形保持器において、環状保持板は、金属板のプレス成形品からなるものであってもよく、鋳造されたものであってもよい。あるいは、削り出しによって形成されたものであってもよい。 In the corrugated cage according to the present invention, the annular holding plate may be made of a press-formed product of a metal plate or may be cast. Alternatively, it may be formed by cutting.
この発明においては、上記のように、複数の互いに対向する結合板部のそれぞれを周方向に間隔をおいて設けられた複数のリベットにより結合したことにより、結合板部のポケット側の端部からリベットの加締めによる結合部位までの距離を短くすることができるため、玉軸受の回転時、ボールの遅れ、進みにより結合板部のポケット側の端部が外方に変形するのを防止することができると共に、リベットの加締め部の損傷を防止することができる。 In the present invention, as described above, each of the plurality of coupling plate portions facing each other is coupled by the plurality of rivets provided at intervals in the circumferential direction, so that the pocket-side end portion of the coupling plate portion is used. Because the distance to the coupling site by rivet caulking can be shortened, it is possible to prevent the pocket side end of the coupling plate from deforming outwards when the ball bearing rotates due to the delay or advance of the ball. In addition, the rivet caulking portion can be prevented from being damaged.
以下、この発明の実施の形態を図1乃至4に基づいて説明する。図示のように玉軸受は、外輪1の内径面に形成された軌道溝2と内輪2の外径面に形成された軌道溝4間に複数のボール5を組み込み、その複数のボール5を波形保持器10により保持している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in the figure, the ball bearing incorporates a plurality of
ここで、ボール充填率=(ボール数×ボール径)/(π×軸受のピッチ円直径)とした場合、そのボール充填率は4〜40%とされて玉軸受に低トルク化対策が採られている。 Here, when the ball filling rate = (number of balls × ball diameter) / (π × bearing pitch circle diameter), the ball filling rate is set to 4 to 40%, and measures to reduce the torque are taken for the ball bearing. ing.
波形保持器10は、一対の環状保持板11からなる。環状保持板11はボール5の外周に沿う半球状のボール保持部12と結合板部13とが周方向に交互に設けられた金属板のプレス成形品からなる。
The
一対の環状保持板11は、ボール保持部12が対向し、その対向部間にボール保持用のポケット14が形成される組み合わせとされ、互いに対向する結合板部13のそれぞれが、その結合板部13を貫通するリベット15の端部の加締めにより結合されて波形保持器10とされている。
The pair of
ここで、結合板部13を結合するリベット15は2本を一組とされ、その組となる2本のリベット15は周方向に間隔をおいて設けられてポケット14に近接する端部を互いに結合している。16はリベット15の加締め部を示す。
Here, two
上記のように、複数の互いに対向する結合板部13のそれぞれを周方向に間隔をおいて設けられた2本のリベット15によって結合することにより、図4に示すように、結合板部13のポケット14側の端部からリベット15による結合部位までの距離aを短くすることができるため、玉軸受の回転時、ボール5の遅れ、進みにより結合板部13のポケット14側の端部が外方に変形するという不都合の発生はない。
As shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, each of the plurality of
また、上記結合板部13が外方に変形すると、リベット15の加締め部16に大きな負荷が作用して損傷する可能性があるが、結合板部13が外方に変形することがないため、加締め部16が損傷するという不都合の発生はなく、強度的に強い、耐久性に優れた波形保持器10を得ることができる。
Further, if the connecting
1 外輪
2 軌道溝
3 内輪
4 軌道溝
5 ボール
10 波形保持器
11 環状保持板
12 ボール保持部
13 結合板部
14 ポケット
15 リベット
1
Claims (2)
前記複数の互いに対向する結合板部のそれぞれを周方向に間隔をおいて設けられた複数のリベットにより結合し、これら複数のリベット間の距離が、結合板部のポケット側の端部と当該端部に最寄りのリベットとの間の距離よりも長いことを特徴とする玉軸受用波形保持器。
ボール充填率=(ボール数×ボール径)/(π×P.C.D)…数式1
ここで、P.C.Dは軸受のピッチ円直径を表す。 A bearing inner diameter is used for ball bearings for automobiles of 100 mm or more, and a pair of annular holding plates in which hemispherical ball holding portions and coupling plate portions along the outer periphery of the balls are alternately provided in the circumferential direction, As a combination in which the ball holding portions face each other and pockets for holding the balls are formed between the facing portions, the coupling plate portions facing each other are joined by rivet caulking, and the annular holding plate is a metal plate In the corrugated cage for ball bearings, wherein the ball filling rate represented by the following formula 1 is in the range of 4 to 40%,
Each of the plurality of coupling plates facing each other is coupled by a plurality of circumferentially spaced rivets, and the distance between the plurality of rivets is determined by the pocket-side end of the coupling plate and the end. Corrugated cage for ball bearings characterized in that it is longer than the distance between the rivet nearest to the part .
Ball filling rate = (number of balls × ball diameter) / (π × PCD) Equation 1
Here, P.I. C. D represents the pitch circle diameter of the bearing.
前記保持器が請求項1に記載の波形保持器からなることを特徴とする玉軸受。
ボール充填率=(ボール数×ボール径)/(π×P.C.D)…数式1
ここで、P.C.Dは軸受のピッチ円直径を表す。 A plurality of balls are assembled between a raceway groove formed on the inner diameter surface of the outer ring and a raceway groove formed on the outer diameter surface of the inner ring, and the plurality of balls are held by a cage. In ball bearings with a filling rate in the range of 4-40%,
A ball bearing comprising the corrugated cage according to claim 1 .
Ball filling rate = (number of balls × ball diameter) / (π × PCD) Equation 1
Here, P.I. C. D represents the pitch circle diameter of the bearing.
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