(57)【要約】【課題】転がり軸受の高速化およびグリースの長寿命化を図れ、グリースの慣らし時間が短縮され、また生産性に優れた玉軸受用保持器および転がり軸受を提供する。【解決手段】この玉軸受用保持器６は、互いに軸方向に重なる二枚の合成樹脂製の環状体１０，１０を有する。各環状体１０は、円周方向に所定の間隔で並びそれぞれが玉を保持するポケットの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部１３と、円周方向に隣合うポケット壁部１３同士を連結する複数の結合板部１４とを有し、二枚の環状体１０，１０が、各結合板部１４で互いに重なって結合された玉軸受用保持器である。ポケット壁部１３の径方向寸法である帯幅が、結合板部１４の径方向寸法よりも小さくなるように、ポケット壁部１３の内径面に切り欠き部７が設けられている。【選択図】図２Ａ
2020159548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに軸方向に重なる二枚の合成樹脂製の環状体を有し、各環状体は、円周方向に所定の間隔で並びそれぞれが玉を保持するポケットの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部と、円周方向に隣合う前記ポケット壁部同士を連結する複数の結合板部とを有し、前記二枚の環状体が、前記各結合板部で互いに重なって結合された玉軸受用保持器であって、
前記ポケット壁部の径方向寸法である帯幅が、前記結合板部の径方向寸法よりも小さくなるように、前記ポケット壁部の内径面または外径面に切り欠き部が設けられている玉軸受用保持器。
【請求項２】
請求項１に記載の玉軸受用保持器において、前記切り欠き部は、前記ポケット壁部の内径面または外径面が軸受軸方向から見て凹曲線となる曲線形状である玉軸受用保持器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の玉軸受用保持器において、前記切り欠き部の最深部の軸受径方向の位置が、前記玉のピッチ円付近に位置する玉軸受用保持器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の玉軸受用保持器において、前記切り欠き部が前記ポケット壁部の外径側に位置し、前記結合板部の外径縁から軸方向に突出するフランジ部が設けられている玉軸受用保持器。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の玉軸受用保持器において、前記ポケット壁部は、前記切り欠き部による体積減少分だけ軸受軸方向に厚肉にする厚肉部を有する玉軸受用保持器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の玉軸受用保持器において、前記互いに重なった二つの結合板部の軸方向寸法を、前記玉の直径の５５％〜６５％とした玉軸受用保持器。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の玉軸受用保持器を備えた転がり軸受。
【請求項８】
請求項７に記載の転がり軸受において、前記玉がセラミックボールである転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、玉軸受用保持器および転がり軸受に関し、工作機械主軸用やモータ用等の転がり軸受の高速化およびグリースの長寿命化を図ることができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
玉軸受用の合成樹脂製保持器が提案されている（特許文献１）。図３６に示すように、この合成樹脂製保持器は、半球状のポケット５０を円周方向に等間隔に形成し、ポケット５０間の連結板部５１に互いに係合する結合孔５２と結合爪５３を有する。合成樹脂製保持器は、前記結合孔５２に前記結合爪５３を係合することで、二枚の同形状の環状体５４，５４を係合させた保持器である。
【０００３】
他の玉軸受用保持器として、鉄板波形保持器が提案されている（特許文献２）。図３７に示すように、この鉄板波形保持器５５は、玉５６との摩擦損失を低減するため、ポケット部５７に軸方向に貫通する貫通穴５８が形成されている。
さらに他の玉軸受用保持器として、図３９に示すように、鉄板波形保持器において、各ポケット６２のある円周方向部分の内周面６３を外径側に凹む形状とした技術が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７４６８号公報
【特許文献２】特開２０１８−７１７２０号公報
【特許文献３】特開２０１０−６５８１６号公報
【特許文献４】特開２００７−２８５５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図３８に示すように、従来の合成樹脂製の波形保持器は、ポケット部５９の帯幅Ｈ１が玉６０のピッチ円ＰＣＤを中心として、玉径Ｂｄの４０％〜５０％で玉６０を保持した形状となっている。また、ポケット部５９は、外輪内径と内輪外径の間の半径方向寸法に対し、７０％〜８０％の帯幅Ｈ１となっている。
【０００６】
高速回転域ｄｎ＝６０万以上で回転すると、グリースは動空間から静止空間Ｓａへ移動し、静止空間Ｓａに保持されたままとなる。そのため、転走面にグリースが供給され難くなり、潤滑供給不足から発熱が生じ、潤滑寿命が短くなる問題がある。前記「ｄｎ」とは、軸受の内径（ｍｍ）に回転数（ｒｐｍ）を乗じた値である。
また、前記ポケット部５９の前記帯幅Ｈ１では、玉６０とポケット間、保持器背面とシール間でのグリースのせん断抵抗が高く、トルク大または発熱が問題となることがある。
【０００７】
さらに、従来の合成樹脂製の波形保持器（図３６）は、玉と保持器のポケット５０の内径縁との軸方向の隙間が広いため、玉の表面に付着したグリースはポケット５０の部分での掻き取りが少なく、ポケット５０とポケット５０間の結合板部５１の内径縁付近で掻き取りが多い。掻き取られたグリースは遠心力で外輪転走面へ飛ばされる為、動空間から静止空間へ排出されるまでに時間を要し、グリースの慣らしに時間がかかる。
軸受組み立て時、保持器ポケット間付近に封入されたグリースは、軸受の運転により動空間で攪拌され、玉の表面等に付着する。
この場合、玉の表面のグリースが、保持器によって掻き取られ、掻き取られたグリースが動空間である転走面の付近から、保持器５９と密閉板６２（図３８）との間等の静止空間Ｓａに排出され、ある程度排出されることで、軸受内のグリースが慣らされることになる。この後は、静止空間Ｓａのグリースの基油が徐々に転走面に供給され、軸受の発熱の少ない微量潤滑が行われることになる。前記のように玉６０に付着したグリースが前記静止空間Ｓａに移動するように慣らされるまでは、グリースの攪拌抵抗により発熱が大きく、早期に慣らすことが望まれる。
【０００８】
図３７に示す鉄板波形保持器５５では、貫通穴５８が形成されているため強度不足である。
図３９に示す鉄板波形保持器では、鉄板をプレスにより打ち抜きおよび成形加工して二枚の環状部材を製作しなければならず、製作コストが嵩む。
【０００９】
この発明の目的は、転がり軸受の高速化およびグリースの長寿命化を図れ、グリースの慣らし時間が短縮され、また生産性に優れた玉軸受用保持器および転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の玉軸受用保持器は、互いに軸方向に重なる二枚の合成樹脂製の環状体を有し、各環状体は、円周方向に所定の間隔で並びそれぞれが玉を保持するポケットの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部と、円周方向に隣合う前記ポケット壁部同士を連結する複数の結合板部とを有し、前記二枚の環状体が、前記各結合板部で互いに重なって結合された玉軸受用保持器であって、
前記ポケット壁部の径方向寸法である帯幅が、前記結合板部の径方向寸法よりも小さくなるように、前記ポケット壁部の内径面または外径面に切り欠き部が設けられている。
【００１１】
この構成によると、ポケット壁部の帯幅が、結合板部の径方向寸法よりも小さくなるようにポケット壁部の内径面または外径面に切り欠き部が設けられているため、軸受運転時に、静止空間に溜まったグリースが遠心力により切り欠き部から転走面へ供給される。つまり、静止空間に滞留しようとするグリースの一部が切り欠き部で掻き取られることで、グリースの基油が分離して切り欠き部から順次、保持器内、玉表面、転走面へと供給され易くなる。これにより玉軸受の発熱が抑えられ、従来技術よりもグリース寿命を延ばすことができる。またポケット壁部に切り欠き部が設けられているため、玉とポケットの間でのグリースせん断抵抗が低減され、玉軸受の低トルク化および低発熱化を図れる。
また、運転開始時においては、前記切り欠き部が設けられていることで、玉の表面に付着したグリースの掻き取り量が増え、グリースが動空間から静止空間に排出され易くなり、グリースの慣らし時間を削減することができる。
前記切り欠き部は、金型等により簡単に形成することができるため、鋼板製の波形保持器に凹み部を機械加工する従来例よりも加工コストを低減することができ、生産性に優れた玉軸受用保持器とすることができる。
前記静止空間とは、内輪と、外輪と、密閉板とで閉じられた空間のうち、軸受回転時に転動体および保持器が通過しない空間を指す。
【００１２】
この発明において、前記切り欠き部の最深部の軸受径方向の位置が、前記玉のピッチ円付近に位置していてもよい。
前記切り欠き部の最深部が玉のピッチ円付近の径方向位置付近に達していると、玉とポケット壁部の内面との隙間が狭い箇所で切り欠き部が開口することになり、静止空間に近い場所でグリースを多くかきとることができる。そのため、グリースが動空間から排出され易くグリースの慣らし時間をより一層削減することができる。
【００１３】
この発明において、前記切り欠き部が前記ポケット壁部の外径側に位置し、前記結合板部の外径縁から軸方向に突出するフランジ部が設けられていてもよい。
前記フランジ部を設けることで、ポケット壁部と結合板部との繋がり部の近傍で掻き取られたグリースが遠心力で飛ばされ、動空間となる外輪転走面へ巻き込まれるのを防ぎ、グリースが動空間から静止空間へ排出されるまでの時間がさらに短縮される。
【００１４】
前記切り欠き部は、前記ポケット壁部の内径面または外径面が軸受軸方向から見て凹曲線となる曲線形状であってもよい。この場合、ポケット壁部の切り欠き部に、局所的な応力集中が作用することを未然に防ぐことができる。また、金型等により切り欠き部を簡単に形成することが可能となる。
【００１５】
前記ポケット壁部は、前記切り欠き部による体積減少分だけ軸受軸方向に厚肉にする厚肉部を有するものであってもよい。ポケット壁部が厚肉部を有するため、切り欠き部による玉軸受用保持器の剛性低下を抑制することができる。
【００１６】
前記互いに重なった二つの結合板部の軸方向寸法を、前記玉の直径の５５％〜６５％としてもよい。
前記５５％〜６５％とは、玉の直径の５５％を超え、玉の直径の６５％未満を意味する。
この構成によると、玉軸受用保持器が高剛性になり、玉軸受用保持器の固有振動数が上昇することで、回転速度との共振が発生しない。このことにより共振による玉軸受用保持器の振動も発生せず、昇温が抑制され安定した回転が得られる。この場合、結合板部の軸方向寸法を規定するだけで共振点がずれることで昇温が抑制され安定した回転が得られることから、金属部品等を用いて保持器の剛性を高めるよりもコスト低減を図ることができる。
【００１７】
この発明の転がり軸受は、前述のいずれかに記載の玉軸受用保持器を備えたものである。そのため、この発明の玉軸受用保持器につき前述した各効果が得られる。
【００１８】
前記玉がセラミックボールであってもよい。この場合、例えば軸受鋼等から成る鋼球よりも比重を小さくして軸受の高速化を図ることができるうえ耐熱性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の玉軸受用保持器は、互いに軸方向に重なる二枚の合成樹脂製の環状体を有し、各環状体は、円周方向に所定の間隔で並びそれぞれが玉を保持するポケットの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部と、円周方向に隣合う前記ポケット壁部同士を連結する複数の結合板部とを有し、前記二枚の環状体が、前記各結合板部で互いに重なって結合された玉軸受用保持器であって、前記ポケット壁部の径方向寸法である帯幅が、前記結合板部の径方向寸法よりも小さくなるように、前記ポケット壁部の内径面または外径面に切り欠き部が設けられている。このため、転がり軸受の高速化およびグリースの長寿命化を図れ、グリースの慣らし時間が短縮され、また生産性に優れた玉軸受用保持器とすることができる。
【００２０】
この発明の転がり軸受は、前述のいずれかに記載の玉軸受用保持器を備えたため、転がり軸受の高速化およびグリースの長寿命化を図れ、また生産性に優れた玉軸受用保持器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施形態の玉軸受用保持器を備えた転がり軸受の断面図である。
【図２Ａ】同玉軸受用保持器の斜視図である。
【図２Ｂ】同玉軸受用保持器の厚肉部を説明するための斜視図である。
【図３】同玉軸受用保持器を軸方向から見た正面図である。
【図４Ａ】同玉軸受用保持器の拡大断面図である。
【図４Ｂ】図４（Ａ）のIVB-IVB線断面図である。
【図５】同玉軸受用保持器に玉と外輪を組み合わせた状態の正面図である。
【図６】図５のVI-VI線で断面した一部切り欠き断面図である。
【図７Ａ】同玉軸受用保持器のグリース流動解析の結果を示す説明図である。
【図７Ｂ】従来の玉軸受用保持器のグリース流動解析の結果を示す説明図である。
【図８】同実施形態品および従来保持器のグリース慣らし性確認試験の結果を示すグラフである。
【図９】各実施形態品および従来保持器の他のグリース慣らし性確認試験の結果を示すグラフである。
【図１０】この発明の他の実施形態に係る玉軸受用保持器の正面図である。
【図１１】同玉軸受用保持器を内径側から見た部分側面図である。
【図１２】同玉軸受用保持器の結合板部を示す拡大断面図である。
【図１３】同玉軸受用保持器に玉と外輪を組み合わせた状態の正面図である。
【図１４】図１３のXIV-XIV線で断面した一部切り欠き断面図である。
【図１５】この発明のさらに他の実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図である。
【図１６】同玉軸受用保持器を軸方向から見た正面図である。
【図１７】図１６のXVII-XVII線断面図である。
【図１８】この発明のさらに他の実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図である。
【図１９】同玉軸受用保持器を軸方向から見た正面図である。
【図２０】図１９のXX-XX線断面図である。
【図２１】この発明のさらに他の実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図である。
【図２２】同玉軸受用保持器を軸方向から見た正面図である。
【図２３】図２２のXXIII−XXIII線断面図である。
【図２４】この発明のさらに他の実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図である。
【図２５】同玉軸受用保持器を軸方向から見た正面図である。
【図２６】図２５のXXVI−XXVI線断面図である。
【図２７】この発明のさらに他の実施形態に係る玉軸受用保持器を備えた転がり軸受の断面図である。
【図２８】この発明のさらに他の実施形態に係る玉軸受用保持器の斜視図である。
【図２９】同玉軸受用保持器を備えた転がり軸受の断面図である。
【図３０】高速試験機の概略図である。
【図３１】同玉軸受用保持器の昇温試験結果を示す図である。
【図３２】従来品の昇温試験結果を示す図である。
【図３３】この発明の切り欠き部形状の変形例となる実施形態に係る玉軸受用保持器の正面図である。
【図３４】この発明の他の切り欠き部形状の変形例となる実施形態に係る玉軸受用保持器の正面図である。
【図３５】この発明のさらに他の切り欠き部形状の変形例となる実施形態に係る玉軸受用保持器の正面図である。
【図３６】従来例の合成樹脂製保持器の斜視図である。
【図３７】従来例の鉄板波形保持器の斜視図である。
【図３８】従来例の転がり軸受の断面図である。
【図３９】従来例の鉄板波形保持器の一部を示す部分拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の実施形態］
この発明の第１の実施形態に係る玉軸受用保持器および転がり軸受を図１ないし図９
と共に説明する。  
＜転がり軸受について＞
図１に示すように、この転がり軸受１は、深溝玉軸受であって、内輪２と、外輪３と、内外輪２，３の転走面２ａ，３ａ間に介在する複数の玉５と、各玉５を保持する玉軸受用保持器６と、非接触シールである密閉板４とを備えている。玉５は、鋼球またはセラミックボールである。
【００２３】
内輪２の外周と外輪３の内周間に環状空間が形成され、この環状空間の軸方向両端の開口が密閉板４，４により閉鎖されている。閉鎖された環状空間に潤滑用のグリースが封入されている。外輪３の内周面に外輪シール溝が形成され、内輪２の外周面に内輪シール溝が形成されている。密閉板４は、鋼板等から円板状に形成される。密閉板４の外端が外輪シール溝に取付けられ、密閉板４の内端が内輪シール溝に所定の隙間を隔てて挿入されて内輪２に対して非接触とされている。
【００２４】
＜玉軸受用保持器６について＞
図２Ａ，図２Ｂおよび図３に示すように、玉軸受用保持器６は、互いに軸方向に重なる二枚の合成樹脂製の環状体１０，１０を有する。各環状体１０は、合成樹脂を例えば射出成形して形成される。二枚の環状体１０，１０は、同一形状であり同一の金型で成形可能である。前記合成樹脂としては、例えば、ポリアミド（例えばＰＡ４６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を採用し得る。各環状体１０を形成する合成樹脂には、強度を高めるために、ガラス繊維またはカーボン繊維またはアラミド繊維等が添加されている。
【００２５】
図４Ａ，図４Ｂに示すように、各環状体１０は、複数の半球状のポケット壁部１３と、複数の結合板部１４とを有する。複数の半球状のポケット壁部１３は、円周方向に一定の間隔で並びそれぞれが玉５を保持するポケット１２の内壁面を構成する。複数の結合板部１４は、円周方向に隣合うポケット壁部１３同士を連結する。
【００２６】
＜結合爪１６および結合孔１７について＞
結合板部１４は、二枚の環状体１０，１０を結合したときに面接触する合わせ面１５を有する。結合板部１４における合わせ面１５の中央付近には、軸方向に突出する結合爪１６と、他方の環状体１０の結合爪１６が挿入される結合孔１７とが形成されている。
結合爪１６の軸方向先端部に鉤部１９が形成され、一方の環状体１０の鉤部１９は、他方の環状体１０の結合孔１７の内面に形成された段部１８に係合する。この係合により結合爪１６が結合孔１７から抜け止めされ、二枚の環状体１０，１０が互いに結合される。
【００２７】
＜突出壁部２０および収容凹部２１について＞
結合板部１４は、突出壁部２０および収容凹部２１を有する。突出壁部２０は、一方の環状体１０の合わせ面１５における円周方向一端に、軸方向に突出するように設けられている。収容凹部２１は、一方の環状体１０の合わせ面１５における円周方向他端に設けられ、他方の環状体１０の突出壁部２０を収容する。
【００２８】
結合板部１４が前述の突出壁部２０および収容凹部２１を有することによって、二枚の環状体１０，１０を結合したときの環状体１０，１０の合わせ目が、ポケット１２の軸方向中央からずれた位置にくるようになっている。これにより、軸受運転時、玉５の遅れまたは進みにより玉５が結合板部１４に接触するとき、二枚の環状体１０，１０の合わせ目の位置に玉５が接触することを防止し得る。したがって、玉５を安定して保持することが可能となる。
【００２９】
二枚の環状体１０，１０を結合した状態において、突出壁部２０および収容凹部２１は、突出壁部２０と収容凹部２１の間に周方向および軸方向の隙間２２，２３が生じる大きさとされている。これにより、環状体１０を射出成形した後の収縮差により突出壁部２０と収容凹部２１が干渉するのを防止することができ、二枚の環状体１０，１０の結合板部１４における合わせ面１５同士を確実に密着させ得る。
【００３０】
各ポケット１２の円周方向両端部には、玉５の外周に沿う部分凹球面２５がそれぞれ形成されている。部分凹球面２５は、玉５のピッチ円と直交する領域をもつ部分凹球面であり、玉５を間に挟んで玉５の進行方向の前後に対向して形成されている。部分凹球面２５の曲率半径は玉５の半径よりも僅かに大きく設定されている。
【００３１】
＜切り欠き部７について＞
図２Ａおよび図３に示すように、ポケット壁部１３の内径面に、静止空間Ｓａ（図１）から転走面２ａ，３ａ（図１）へのグリース供給をし易くする切り欠き部７が設けられている。この切り欠き部７は、例えば、環状体１０の射出成形時に形成されるが、射出成形後の追加工によって形成することも可能である。切り欠き部７は、ポケット壁部１３の径方向寸法である帯幅Ｈ１が、結合板部１４の径方向寸法Ｈ２（図３）よりも小さくなるように形成されている。この実施形態おいて、ポケット壁部１３の内径面１３ａは、軸受軸方向から見て凹曲線となる曲面形状である。切り欠き部７は、ポケット壁部１３の円周方向中間部の帯幅Ｈ１が最も小さく、前記円周方向中間部から円周方向両側に向かうに従って帯幅Ｈ１が前記曲面形状に沿って次第に大きくなるように形成されている。
【００３２】
具体的には、図１に示すように、ポケット壁部１３の内径面を一部切り欠いた凹曲線となる曲面形状となる切り欠き部７とし、この切り欠き部７が形成されたポケット壁部１３の帯幅Ｈ１が、玉５のピッチ円ＰＣＤを中心として玉径の３５％以下の範囲に収まり、且つ、外輪内径と内輪外径の間の半径方向寸法Ｈ３に対し、５０％以下の帯幅となるように形成されている。このように切り欠き部７を形成することにより、静止空間Ｓａから転走面２ａ，３ａへのグリースの供給をし易くしている。
【００３３】
＜厚肉部について＞
図２（Ｂ）に示すように、ポケット壁部１３は、前記切り欠き部７による体積減少分だけ軸受軸方向に厚肉にする厚肉部８を有する。この例では、切り欠き部が形成されていないポケット壁部（図示せず）よりもポケット壁部１３の全体が、軸受軸方向に前記体積減少分だけ厚肉に形成されている。換言すれば、ポケット壁部１３の全体が厚肉部８となっている。この厚肉部８により、切り欠き部７による玉軸受用保持器６の剛性低下を抑制し得る。
【００３４】
＜作用効果＞
以上説明した玉軸受用保持器６およびこの玉軸受用保持器６を備えた転がり軸受１によれば、ポケット壁部１３の帯幅Ｈ１が、結合板部１４の径方向寸法Ｈ２（図３）よりも小さくなるようにポケット壁部１３の内径面１３ａに切り欠き部７が設けられているため、軸受運転時に、静止空間Ｓａに溜まったグリースが遠心力により切り欠き部７から転走面２ａ，３ａへ供給される。つまり、静止空間Ｓａに滞留しようとするグリースの一部が切り欠き部７で掻き取られることで、グリースの基油が分離して切り欠き部７から順次、保持器内、玉表面、転走面２ａ，３ａへと供給され易くなる。これにより転がり軸受１の発熱が抑えられ、従来技術よりもグリース寿命を延ばすことができる。またポケット壁部１３に切り欠き部７が設けられているため、玉５とポケット１２の間でのグリースせん断抵抗が低減され、転がり軸受１の低トルク化および低発熱化を図れる。
また、運転開始時においては、前記切り欠き部７が設けられていることで、玉５の表面に付着したグリースの掻き取り量が増え、グリースが動空間から静止空間Ｓａに排出され易くなり、グリースの慣らし時間を削減することができる。
前記切り欠き部７は、金型等により簡単に形成することができるため、鋼板製の波形保持器に凹み部を機械加工する従来例よりも加工コストを低減することができ、生産性に優れた玉軸受用保持器６とすることができる。
【００３５】
切り欠き部７が設けられるポケット壁部１３の内径面１３ａが軸受軸方向から見て凹曲線となる曲面形状であるため、ポケット壁部１３の切り欠き部７に、局所的な応力集中が作用することを未然に防ぐことができる。また、射出成形用の金型等により切り欠き部７を簡単に形成することが可能となる。
前記切り欠き部７の最深部７ａ（図３、図５）の径方向位置は、玉５のピッチ円ＰＣＤ（図１）またはその付近に位置していてもよい。
切り欠き部７の最深部７ａが玉５のピッチ円ＰＣＤの付近の径方向位置付近に達していると、玉５とポケット壁部１３の内面との隙間が狭い箇所で切り欠き部７が開口することになり、静止空間Ｓａに近い場所でグリースを多くかきとることができる。そのため、グリースが動空間から排出され易くグリースの慣らし時間をより一層削減することができる。
玉５がセラミックボールである場合、例えば軸受鋼等から成る鋼球よりも比重を小さくして軸受の高速化を図ることができるうえ耐熱性を高めることができる。
【００３６】
＜＜グリースの挙動解析結果＞＞
グリースの挙動解析結果を、図７Ａ、図７Ｂに示す。
図７Ａは、図１〜図６に示す実施形態、すなわち切り欠き部７を有する玉軸受用保持器６の例を、図７Ｂは切り欠き部７を有しない玉軸受用保持器５５Ａの例を示す。両図の玉軸受用保持器６，７０におけるその他の構成は同じである。対応部分に同一符号が付してある。
切り欠き部７がない玉軸受用保持器５５Ａ（図７Ｂ）に対して、切り欠き部７が有る玉軸受用保持器６（図７Ａ）は、表面に付着したグリースＧ（黒塗り部分）から、ポケット壁部１３と結合板部１４との繋がり部１０ａでの掻き取りに加え、ポケット壁部１３の軸受周方向の中央部付近（符号Ａで示す円内）でのグリース掻き取り量が多く、差が認められた。
【００３７】
＜＜解析条件＞＞
玉５は玉軸受用保持器６、５５Ａのポケット中心とし、グリースは玉５の表面に１．５mmの厚さで配置した。玉５の接触角は０°とし、内輪２の回転速度６００ｍｉｎ−１で玉５が１回転したときのグリース流動を求めた。
【００３８】
＜＜グリース慣らし性確認試験(1) ＞＞
図８は、グリース慣らし性確認試験(1) の試験結果を示す。横軸は時間（ｍｉｎ）、縦軸は外輪３の温度（℃）を示す。グリース慣らし性は、玉５の表面にグリースを塗布しておき、軸受の運転を開始した場合に、グリースが前記静止空間に移動して行く性能であり、グリースの攪拌抵抗による軸受温度の上昇によって確認できる。軸受温度の上昇は、外輪温度によって確認できる。
切り欠き部７を有する玉軸受用保持器６（図１〜図６に示す実施形態）は、切り欠き部７を有しない玉軸受用保持器５５Ａに対して、各回転速度での外輪ピーク温度が低く、温度安定までに要する時間が短い。切り欠き部７を有する玉軸受用保持器６では、各回転速度３０分で、外輪観点温度が油潤滑時と同等となることが認められた。
【００３９】
＜＜試験条件＞＞
試験機：横型トルク試験機
試験型番：６３１２
回転速度：４０００、６０００、８０００、１００００ｍｉｎ−１
荷重：Ｆｒ＝４１１Ｎ
試験：各回転速度で３０分
確認項目：外輪温度
【００４０】
＜＜グリース慣らし性確認試験(2) ＞＞
図９は、グリース慣らし性能確認試験(2) の試験結果を示す。
切り欠き部７を有する玉軸受用保持器６（図１〜図６に示す実施形態）は、切り欠き部無し品に比べて、グリース慣らし時間が３０％低減した。後に図１０〜図１４と共に説明するフランジ部３１を有する実施形態（フランジ部３１と切り欠き部７の両方有り）の玉軸受用保持器６の場合は、グリース慣らし時間が切り欠き部無し品に比べて、５０％低減した。前記「グリース慣らし時間」は、軸受の運転開始から外輪の温度が安定するまでに要する時間である。
【００４１】
＜＜試験条件＞＞
試験機：横型トルク試験機
試験型番：６３１２
回転速度：５０００、１００００ｍｉｎ−１
荷重：Ｆｒ＝４１１Ｎ
試験：各回転速度で３０分
確認項目：外輪温度
【００４２】
＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００４３】
図１０〜図１４は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の玉軸受用保持器６は、図１〜図６と共に説明した第１の実施形態に係る玉軸受用保持器６において、結合板部１４の外径縁から軸方向に突出するフランジ部３１が設けられている。フランジ部３１は、結合板部１４の軸方向の両側に延び、かつ結合板部１４の軸受周方向の幅の全体に渡って設けられている。図１４に示すように、結合板部１４は、円周方向の両端に幅広部１４ａを有しているが、フランジ部３１の先端縁の軸方向位置は一定であり、両側のフランジ１４，１４の先端間の軸方向向幅寸法Ｂ（以下、「フランジ幅」と称す）（図１２）は、軸受周方向の全体に渡って一定であり、外輪３の転走面３ａの幅寸法と略同等とされている。
【００４４】
図１４は、この転がり軸受１を内輪２側から外輪３側に見た図であり、図６は第１の実施形態における転がり軸受を内輪２側から外輪３側に見た図である。フランジ部３１を設けない図６の実施形では、内輪２側から外輪３を見ると、外輪２の転走面３ａが玉軸受用保持器６の結合板部１４の両側に見えている（転走面３ａが見える箇所３ａａを同図に網点で示している）が、図１４の実施形態のようにフランジ部３１を設けた場合、外輪３の転走面３ａはフランジ部３１に隠れて見えない。
【００４５】
また、図１２に示すように、フランジ部３１の外径側面３１ａの断面は、軸受径方向に対して垂直であるが、内径側面３１ａは、軸受径方向に対し垂直な方向に対して傾斜角度αを持つ傾斜面とされている。前記傾斜角度αは、３°以上とされている。
【００４６】
この実施形態では、フランジ部３１を有することで、ポケット壁部１３と結合板部１４との繋がり部１０ａ（図７Ａ）の近傍で掻き取られたグリースが遠心力で外輪３の転走面３ａに巻き込まれるのが防止され、外輪３の転走面３ａの付近の動空間から、玉軸受用保持器６と密封板４の間の静止空間Ｓａ（図１）へ排出されるまでの時間がさらに短縮される。
【００４７】
前記フランジ部３１のフランジ幅Ｂ（図１２）は、外輪３の転走面の幅と略同等としているが、具体的には、フランジ幅Ｂは外輪転走面幅の９０〜１１０％とし、より好ましいくは９５〜１０５％とする。９０％以下では、遠心力で飛ばされたグリースが動空間となる外輪転走面３ａの付近へ巻き込まれるのを防ぎきれない。１１０％以上では、フランジ部３１に阻害されてグリースが動空間から排出され難くなる。
フランジ部３１の内径側面は、３°以上のテーパ形状とすることで、よりグリースが動空間から排出され易くなる。３°以下では、グリースが動空間から排出され難くなる。
【００４８】
なお、参考例として示すと、従来の鉄板波型保持器に前記切り欠き部７およびフランジ部３１を設けても、グリースの挙動に関してはこの実施形態と同様の効果が得られるが、鉄板保持器では製作に手間がかかり製作コストが嵩むと言う課題がある。
【００４９】
＜厚肉部８の変形例＞
図１５〜図１７に示すように、ポケット壁部１３における内径部を他の部分よりも軸方向外側に厚肉に形成された厚肉部８としてもよい。この厚肉部８は、切り欠き部７による体積減少分だけポケット壁部１３の内径部を軸受軸方向に厚肉にするものである。厚肉部８により、切り欠き部７による玉軸受用保持器６の剛性低下を抑制し得る。
図１８〜図２０に示すように、ポケット壁部１３のうち、玉５のピッチ円ＰＣＤ（図１）に略沿った外側面が他の部分よりも厚肉に形成された厚肉部８としてもよい。この場合にも、切り欠き部７による玉軸受用保持器６の剛性低下を抑制し得る。
【００５０】
図２１〜図２３に示すように、ポケット壁部１３における内径部および外径部がそれぞれ他の部分よりも軸方向外側に厚肉に形成された厚肉部８としてもよい。この場合、厚肉部８を、ポケット壁部１３の内径部と外径部に離隔させて設けたため、軸受運転時における玉軸受用保持器６のバランスがよく、転がり軸受の高速化をより図ることができる。また切り欠き部７による玉軸受用保持器６の剛性低下を抑制し得る。
【００５１】
図２４〜図２６に示すように、ポケット壁部１３は、外側面が内径面から外径面に向かうに従って厚肉となるテーパ形状に形成された厚肉部８としてもよい。この場合、ポケット壁部１３の外径側程厚肉となるため、軸受運転時に玉軸受用保持器６に作用するフープ応力に対抗することができる。また切り欠き部７による玉軸受用保持器６の剛性低下を抑制し得る。
【００５２】
＜切り欠き部７の配設箇所の変形例＞
図２７に示すように、ポケット壁部１３の外径面に切り欠き部７が設けられてもよい。このポケット壁部１３の外径面は軸受軸方向から見て凹曲線となる曲面形状である。この構成においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５３】
＜切り欠き部７の形状の変形例＞
切り欠き部７の形状、すなわち切り欠き部７が設けられるポケット壁部１３の内径面または外径面は、軸受軸方向から見て多角形状に形成されていてもよい。例えば、切り欠き部７の形状は、図３３に示すように矩形状としてもよく、図３４に示すように三角形状としてもよく、また図３５に示すように軸受径方向に延びるスリット状としてもよい。図３３のように切り欠き部７の軸受周方向幅がポケット壁部の軸受周方向の幅の半分以上となる矩形状であって、かつ切り欠き部７の最深部７ａが玉５のピッチ円ＰＣＤの付近に位置する場合、グリースが動空間から静止空間Ｓａにより一層、流出し易くなる。矩形状に限らず、例えば、円弧状の曲線形状の切り欠き部７を軸受径方向に扁平化させた楕円弧状とするなど、切り欠き部７の深い箇所の軸受周方向幅が広い形状であれば、グリースが動空間から静止空間Ｓａにより流出し易くなる効果がえられる。
図示しないが、転がり軸受に用いられる密閉板は接触シールを用いてもよい。なお玉軸受用保持器は、密閉板が設けられていない開放形の転がり軸受にも適用可能である。
玉軸受用保持器の各環状体を、３Ｄプリンターまたは機械加工により形成することも可能である。
【００５４】
ところで、従来の樹脂製波形保持器の課題として、回転速度がｄｎ６０万を超える高速領域において、決まった回転速度で保持器の振動、つまり保持器の固有振動との共振が発生することにより、潤滑剤を巻き込み一時的に急激な昇温が発生する。
金属部品を用いて樹脂保持器の剛性・固有振動数を上昇させることで、高速性を向上させる技術（特許文献４）が提案されているが、金属部品を用いることでコストアップとなる。
【００５５】
そこで、図２８に示すように、互いに重なった二つの結合板部１４，１４の軸方向寸法（結合部肉厚）ｔ１を、玉５（図２９）の直径の５５％〜６５％とすることで玉軸受用保持器６が高剛性になり、玉軸受用保持器６の固有振動数が上昇する。前記軸方向寸法ｔ１の下限を玉直径の５５％とすることで、玉軸受用保持器６における、玉５（図２９）を抱えている根元部Ｎｍ（図２８）の厚み（軸方向厚み）が厚くなることで、玉軸受用保持器６が高剛性になり高速回転時の遠心力に対する耐久性を高め得る。玉軸受用保持器６の高剛性化による固有振動数の上昇により、回転速度との共振が発生しない。このことにより共振による玉軸受用保持器６の振動も発生せず、昇温が抑制され安定した回転が得られる。
【００５６】
前記軸方向寸法ｔ１の上限を玉直径の６５％にした理由は以下の通りである。
上記玉直径の６５％は、図２９に示す外輪溝幅（外輪転走面幅寸法）Ｌ１の９０％にあたる。転がり軸受１において、玉軸受用保持器６のポケット間（各結合板部の側面）に封入されたグリースは、初期回転時、遠心力で径方向外方の外輪３側へ飛ばされるが、前記軸方向寸法ｔ１（図２８）が外輪溝幅Ｌ１の９０％以上の場合、遠心力で飛ばされたグリースが転走面（軌道面）３ａへ供給され難い。
一方、前記軸方向寸法ｔ１（図２８）が外輪溝幅Ｌ１の９０％未満の場合は、グリースが軌道面３ａへ供給され易く、初期の潤滑供給性が向上する。このため、前記軸方向寸法ｔ１（図２８）は、外輪溝幅Ｌ１の９０％にあたる６５％を上限としている。
【００５７】
結合部肉厚の違いによる昇温試験を実施した。
＜試験条件＞
試験機  ：高速試験機（図３０）
試験軸受：呼び番号６３１２
回転速度：３０００ｍｉｎ−１から１３５００ｍｉｎ−１までステップアップ
荷重    ：アキシアル荷重Ｆａ＝５８８．４Ｎ
測定項目：軸受外輪温度
【００５８】
図３０に示すように、試験軸受として、二個の転がり軸受を軸方向に所定間隔を空けて設置し、モータ２４の駆動による内輪回転とした。モータ２４側に近い図３０の左側の転がり軸受をモータ側軸受Ｂｒ１とし、図３０の右側の転がり軸受を反モータ側軸受Ｂｒ２とした。またハウジング２６に、外輪温度測定用の熱電対２７，２７がそれぞれ設置された。
昇温試験結果の図３１、図３２によると、結合部肉厚を厚くしていない実施形態品に対し、結合部肉厚を厚くした図２８の実施形態に係る試験軸受は、モータ側軸受Ｂｒ１、反モータ側軸受Ｂｒ２共に急激な昇温が抑えられ、ｄｎ＝６０万以上の高速運転が可能である。
【００５９】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６０】
１…転がり軸受、２…内輪、２ａ…転走面、３…外輪、３ａ…転走面、４…密閉板、５…玉、６…玉軸受用保持器、７…切り欠き部、８…厚肉部、１０…環状体、１２…ポケット、１３…ポケット壁部、１４…結合板部、３１…フランジ部、Ｓａ…静止空間
【図１】
2020159548.tif 000003
【図２Ａ】
2020159548.tif 000004
【図２Ｂ】
2020159548.tif 000005
【図３】
2020159548.tif 000006
【図４Ａ】
2020159548.tif 000007
【図４Ｂ】
2020159548.tif 000008
【図５】
2020159548.tif 000009
【図６】
2020159548.tif 000010
【図７Ａ】
2020159548.tif 000011
【図７Ｂ】
2020159548.tif 000012
【図８】
2020159548.tif 000013
【図９】
2020159548.tif 000014
【図１０】
2020159548.tif 000015
【図１１】
2020159548.tif 000016
【図１２】
2020159548.tif 000017
【図１３】
2020159548.tif 000018
【図１４】
2020159548.tif 000019
【図１５】
2020159548.tif 000020
【図１６】
2020159548.tif 000021
【図１７】
2020159548.tif 000022
【図１８】
2020159548.tif 000023
【図１９】
2020159548.tif 000024
【図２０】
2020159548.tif 000025
【図２１】
2020159548.tif 000026
【図２２】
2020159548.tif 000027
【図２３】
2020159548.tif 000028
【図２４】
2020159548.tif 000029
【図２５】
2020159548.tif 000030
【図２６】
2020159548.tif 000031
【図２７】
2020159548.tif 000032
【図２８】
2020159548.tif 000033
【図２９】
2020159548.tif 000034
【図３０】
2020159548.tif 000035
【図３１】
2020159548.tif 000036
【図３２】
2020159548.tif 000037
【図３３】
2020159548.tif 000038
【図３４】
2020159548.tif 000039
【図３５】
2020159548.tif 000040
【図３６】
2020159548.tif 000041
【図３７】
2020159548.tif 000042
【図３８】
2020159548.tif 000043
【図３９】
2020159548.tif 000044