(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に膨出する玉保持部と平坦部とを円周方向に所定間隔に形成した二枚の環状保持板が、各玉保持部を対向させるように組み合わされて玉を保持するポケットを形成してなる玉軸受用波形保持器において、
前記両環状保持板に形成したそれぞれの玉保持部を玉より大きな曲率半径を有する第１の球面状凹部にて形成するとともに、該第１の球面状凹部の底部に、第１の球面状凹部の曲率半径より小さい曲率半径を有する第２の球面状凹部を形成し、第１及び第２の球面状凹部の環状の境界にて玉と接触させるようにしたことを特徴とする玉軸受用波形保持器。
【請求項２】
前記第１の球面状凹部を前記平坦部に連なる前後の球面状凹部から形成し、これら前後の球面状凹部の各曲率中心を玉を配置する中心を通る円周方向線上で該中心より若干前記平坦部側にずらせた位置とし、前記第１の球面状凹部の前記前後の球面状凹部が連なる底部に、前記第２の球面状凹部を形成し、第１及び第２の球面状凹部の環状の境界にて玉と接触させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の玉軸受用波形保持器。
【請求項３】
前記第１の球面状凹部のピッチ円方向に沿って切断した断面形状を、軸方向に短径を有し円周方向に長径を有する半楕円状に形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の玉軸受用波形保持器。
【請求項４】
前記第２の球面状凹部の曲率中心を、玉を配置するポケット中心を通る軸方向軸線上で該ポケット中心より第１の球面状凹部の底部側に若干ずらせたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の玉軸受用波形保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、玉軸受用の波形保持器、特に２サイクルエンジンのクランクシャフト等のように潤滑条件の厳しい環境で使用される玉軸受の波形保持器であって焼付の生じにくい構造とした玉軸受用波形保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
玉軸受用の波形保持器は、円周方向等配に軸方向に膨出する玉保持部を形成した環状保持板二枚を対向接合して玉を配置するポケットを形成してある。通常、波形保持器のポケット内面は使用する玉の曲率半径の数％程度大きい曲率半径となるように形成されて玉を保持している。
即ち、図４の斜視図に示すように、従来の波形保持器２１は、円周方向等間隔に玉保持部２３，２３，・・・を形成した二枚の環状保持板２２，２２を、これら玉保持部２３と玉保持部２３とがポケット２６を形成するよう対向させ、平坦部（接合部）２４，２４を接合してリベット７で固定して製作する。ポケット２６に玉を配置したこの波形保持器２１は、内輪と外輪（いずれも図示省略）との間に形成される環状空間に配置される。
【０００３】
従来の玉軸受用の波形保持器としては、振動や騒音を防止するためポケットを形成する玉保持部を、保持器の半径方向に短径を有する回転楕円に形成した玉軸受用保持器（実公昭４０−１４７６４号）や、玉の円滑な回転を確保するため玉保持部を形成する二枚の環状保持板同士が相対的に若干平行遊動できるように組まれた玉軸受用保持器（実公昭５３−４２６８１号）、或いは図７に示すように、軸方向に膨出させた玉保持部３３，３３の一部に円筒状範囲３４，３４，３４，３４を形成したポケット３６を有する玉軸受用の波形保持器３１（特開平３−１７２６１３号）等が提案されている。
【０００４】
図５（Ａ）は、上記した従来の玉軸受用の波形保持器２１を、軸受のピッチ円方向に沿って切断した状態の断面図である。この場合、玉軸受は、その軌道輪（内輪若しくは外輪）が相対回転するとき玉５及び保持器２１も同時に回転（公転）するが、玉５は、回転方向（進行方向）の前面側と波形保持器２１のポケット２６の内壁面で接触しながら回転（公転及び自転）することになる。即ち、波形保持器２１が公転運動するとき、玉５は、軸線Ｚ回りに自転しながら波形保持器２１のポケット２６の進行方向の内壁面２６ａ，２６ｂで接触している。この接触部分は、図５（Ａ）のＡ−Ａ矢視方向から見た場合、図５（Ｂ）に示すような形状となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記するように、玉５とポケット２６の内壁面とが接触し、図６に示すように、玉５が軸線Ｚ回りに自転すれば、自転時の角速度をω（一定）とし且つ玉５の任意の表面から軸線Ｚまでの半径（垂直距離）をｒとすると、その玉表面の周速度ｖは、ｖ＝ω・ｒ、であるから、該玉５は、回転半径が最も大きくなる位置の近傍で波形保持器２１のポケット内面と接触していることになる。即ち、玉５は最大自転周速を有する位置Ｐ，Ｐのいずれかの近傍でポケットの内壁面と接触していることになり、焼付の問題が発生しやすい状態になっている。
尚、上記する図７に示すような波形保持器３１では玉を半径方向にはガイドできない。即ち、内・外輪間に配置された玉を保持するこのような保持器は半径方向には自由に移動することになり、回転時、保持器の所謂みそ擦り運動が激しくなり異常振動や異常摩耗（焼付）が生じやすくなり、また高速時回転が安定しない傾向にあるという問題がある。
【０００６】
この発明は上記する課題に着目してなされたものであり、玉と保持器との焼付が生じにくく潤滑剤の保持も長く保持でき、軸受寿命を長寿命とすることのできる玉軸受用波形保持器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】
即ち、この発明はじょうきする課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、軸方向に膨出する玉保持部と平坦部とを円周方向に所定間隔に形成した二枚の環状保持板が、各玉保持部を対向させるように組み合わされて玉を保持するポケットを形成してなる玉軸受用波形保持器において、前記両環状保持板に形成したそれぞれの玉保持部を玉より大きな曲率半径を有する第１の球面状凹部にて形成するとともに、該第１の球面状凹部の底部に、第１の球面状凹部の曲率半径より小さい曲率半径を有する第２の球面状凹部を形成し、第１及び第２の球面状凹部の環状の境界にて玉と接触させるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記第１の球面状凹部を前記平坦部に連なる前後の球面状凹部から形成し、これら前後の球面状凹部の各曲率中心を玉を配置する中心を通る円周方向線上で該中心より若干前記平坦部側にずらせた位置とし、前記第１の球面状凹部の前記前後の球面状凹部が連なる底部に、前記第２の球面状凹部を形成し、第１及び第２の球面状凹部の環状の境界にて玉と接触させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
或いは、請求項３に記載の発明は、前記第１の球面状凹部のピッチ円方向に沿って切断した断面形状を、軸方向に短径を有し円周方向に長径を有する半楕円状に形成したことを特徴とする。
【００１０】
或いはまた、請求項４に記載の発明は、前記第２の球面状凹部の曲率中心を、玉を配置するポケット中心を通る軸方向軸線上で該ポケット中心より第１の球面状凹部の底部側に若干ずらせたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の玉軸受用波形保持器を構成する片側の環状保持板の斜視図であり、図２はこの環状保持板の周方向の中央断面図であり、図３はこの発明の玉軸受用波形保持器のポケットに玉を配置した状態で円周方向に切断した断面図である。
【００１２】
この波形保持器１を構成する環状保持板２の片側には、円周方向一定間隔に軸方向に膨出する玉保持部３，３，・・・と平坦部４，４，・・とが形成される。該玉保持部３には第１の球面状凹部３ａが形成されると共に、該第１の球面状凹部３ａ内には、更に、小さな第２の球面状凹部３ｂが形成されている。これらの第１の球面状凹部３ａ及び第２の球面状凹部３ｂは玉５を配置するためのポケット６となる。
【００１３】
また、前記玉保持部３に形成される第１の球面状凹部３ａの曲率中心は２つ設けてもよい。即ち、図２に示すように、一方はポケット６の中心Ｏ0 より若干周方向後側（説明の都合上、一方を後側、他方を前側とする）方向にｄ1 ずらせた位置Ｏ1 とし、他方はポケット６の中心Ｏ0 より若干前側方向にｄ1 ずらせた位置Ｏ2 としてある。また、この前後の第１の球面状凹部３ａの曲率半径Ｒa は玉５の曲率半径Ｒ0 と同等若しくは若干大小のいずれでもよい。尚、前記環状保持板２に形成した第１の球面状凹部３ａから平坦部４にかけては滑らかなＲとなるように加工してある。
更に、第１の球面状凹部３ａを前後の球面状凹部から形成しているが、必要により、１つの球面状凹部から形成してもよく、この場合の曲率中心はポケット６の曲率中心Ｏ0 を通る軸方向軸線上を若干ずらされ、曲率半径Ｒa を玉５の曲率半径Ｒ0 より大きくしてある。
【００１４】
次に、前記環状保持板２に形成する第１の球面状凹部３ａの底部に形成される小さな第２の球面状凹部３ｂの曲率中心は、図２に示すように、玉５を配置するポケット中心Ｏ0 を通る軸方向軸線上を第１の球面状凹部３ａの底部側にｄ2 ずらせた位置Ｏ3 にある。そして、その球面状凹部３ｂの内側の曲率半径Ｒb は、玉５の曲率半径より若干小さくしてある。
また、前記第１の球面状凹部３ａ及び第２の球面状凹部３ｂの形状は、片側の環状保持板２について説明したが、該環状保持板２と接合させる他方の環状保持板の第１の球面状凹部やその底部の第２の球面状凹部についても全く同様である。これにより、玉５は第１の球面状凹部３ａと第２の球面状凹部３ｂの連結縁部にて接触させられる。
【００１５】
この発明の玉軸受用波形保持器１は、上記構成とした環状保持板２の一対を対向接合させ、玉保持部３，３・・で玉５を配置するポケット６を形成すると共に、接合した平坦部４，４，・・に穿設した孔８，８，・・にリベット７を入れて圧潰固定して形成する。この場合、環状保持板２に形成する第１の球面状凹部３ａや該第１の球面状凹部３ａの中の底部に形成する第２の球面状凹部３ｂ及び平坦部４はプレス加工によるため製作は容易である。
【００１６】
図３は、上記構成とした波形保持器、即ち、円周方向等間隔に形成した第１の球状凹部３ａの内部に、更に第２の球面状凹部３ｂを形成した環状保持板２の平坦部４を接合（合掌）させて形成した波形保持器１のポケット６に玉５を配置し中央のピッチ円の周方向に沿って切断した状態を示している。
この図から分かるように、波形保持器２のポケット６に配置された玉５は、環状保持板２に形成した玉保持部３の第１の球面状凹部３ａと、該第１の球面状凹部３ａの底部に形成された第２の球面状凹部３ｂとの環状の境界９，９で支持されていることになる。この場合、具体的には該環状の境界９と玉５が回転するときの軸線Ｚとの角度θはかなり小さくなり、即ち、この波形保持器１を使用する玉軸受の軌道輪が回転するとき、玉５が自転する際、図６に示すように、玉５の自転時の周速度の最も大きな位置Ｐ，Ｐの近傍で波形保持器１のポケット６の内周面で接触するのではなく、自転時の周速度が最も小さくなる位置Ｑ，Ｑの近傍で波形保持器１のポケット６の内周面で接触していることになる。従って、玉５は自転時速度の低い位置で保持器１のポケット６内周面と接触しているため焼付は生じにくくなる。
【００１７】
また、図３からもあきらかなように、回転時の進行方向の波形保持器１のポケット６内の前部、即ち、玉５と環状保持板２，２の接合部近傍は、玉５と接触することはなく、一定の空間１０が形成され、該空間１０は『潤滑剤溜まり』となる。更に、環状保持板２に形成される第１の球面状凹部３ａの内部に形成される小さな第２の球面状凹部３ｂ内の空間１１も玉５とは接触しないため、該空間１１も『潤滑剤溜まり』となる。従って、上記したように形成した環状保持板２，２を対向させるように組み合わせて形成される波形保持器１はその潤滑剤の保持状態が極めてよくなり、耐焼付性が大幅に向上する。
【００１８】
尚、この発明の玉軸受用波形保持器１の他の実施の形態として、玉５を保持させるポケット６を形成する玉保持部３の第１の球面状凹部３ａは、前記環状保持板２のピッチ円周方向に沿って切断した場合、その断面形状が軸方向に短径を有し周方向に長径とした半楕円状の球面状凹部としてもよい。そして該第１の球面状凹部３ａの内部（底部）側に、その曲率半径が玉５の半径より若干小さな曲率半径とし、且つその曲率中心が、該玉を配置するポケット中心Ｏ0 より若干軸線方向側にｄ2 だけずらせた位置とした第２の球面状凹部３ｂを形成してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上、詳述したように、従来保持器のポケット内周面では、玉の自転速度の最も大きな位置で接触していたため焼付が生じやすいという問題があったが、この発明の玉軸受用波形保持器によれば、玉の自転速度の最も低い位置の近傍で接触させることになるため焼付は生じにくくなる。更に、保持器を構成する環状保持板に形成される第１の球面状凹部の内部に更に形成される第２の球面状凹部と、保持器のポケットの前部と玉との間に形成される空間が共に潤滑剤溜まりとなるため潤滑剤の保持状態が極めてよくなり耐焼付性を大幅に向上させ、軸受の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の玉軸受用波形保持器を構成する片側の環状保持板の斜視図である。
【図２】  この発明の玉軸受用波形保持器を構成する環状保持板の周方向の中央断面図である。
【図３】  この発明の玉軸受用波形保持器のポケットに玉を配置し中央の円周方向に沿って切断した状態の断面図である。
【図４】  従来の玉軸受用波形保持器の斜視図である。
【図５】  図５（Ａ）は、従来の玉軸受用の波形保持器の中央の円周方向に沿って切断した状態の断面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ矢視図であって保持器と玉との接触部分を示す図である。
【図６】  玉軸受用の波形保持器のポケットに配置される玉の自転状態を示す図である。
【図７】  従来の波形保持器の一部斜視図である。
【符号の説明】
１  波形保持器
２  環状保持板
３  玉保持部
３ａ  第１の球面状凹部
３ｂ  第２の球面状凹部
４  平坦部
５  玉
６  ポケット
７  リベット
９  第１の球面状凹部と第２の球面状凹部の環状の境界
１０，１１  空間（潤滑剤溜まり）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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