(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
玉軸受のボールを保持する球面状のポケットが円周方向に等間隔で設けられた冠型樹脂保持器であって、
下面を略球面状又は円筒面状として上方を開口した略Ｃ字状の保持体の球面状の上面により前記ポケットを形成し、
前記保持体の隣り合うもの同士を板状の連結体で連結して前記連結体の下側及び前記連結体の周方向前後の前記保持体の下側に略山形の凹部を形成することにより波形形状にするとともに、
外周側面及び内周側面を基端側から遊端側へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面としてなることを特徴とする玉軸受用冠型樹脂保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玉軸受のボールが互いに接触しないように等間隔に分離するために用いられる、合成樹脂製の冠型保持器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用等の軸受において、環境問題や省エネルギー化（燃費向上）の観点から、軸受の低トルク化が求められている。
また、玉軸受のボールが互いに接触しないように等間隔に分離するために用いられる保持器として、潤滑剤の供給が良好で軽量かつ低騒音である冠型樹脂保持器が広く使用されており、この玉軸受用冠型樹脂保持器は、円環状の主部（基部）から軸方向へ弾性片を突設し、一対の弾性片間の対向面及び主部の軸方向片面により形成した球面状ポケットにボールを保持するものであり、射出成形により一体成形される。
【０００３】
このような玉軸受用冠型樹脂保持器として、保持器の内径側及び外径側の端部に切欠部（テーパ状切欠面）を形成することにより、ボールとの接触面積を小さくして油膜のせん断抵抗を減少させるもの（例えば、特許文献１参照。）、弾性片の先端部外周側面の外径を主部の外周側面の外径よりも小さくするとともに弾性片の先端部内周側面の内径を主部の内周側面の内径よりも大きくするように、外内周側面を傾斜面として先端部の軽量化を図ることにより、高速運転時における遠心力による弾性変形を小さくして摩擦トルクの増大及び保持器と他の部材との接触を抑制するもの（例えば、特許文献２参照。）、主部に連結されたアキシャル部の外径を主部の外径よりも小さくしてその外面側に凹部域を形成するとともに主部に開口を形成して軽量化を図ることにより、高速運転時における遠心力による弾性変形を小さくして摩擦トルクの増大及び保持器と他の部材との接触を抑制するもの（例えば、特許文献３参照。）がある。
【０００４】
さらに、通常の玉軸受用冠型樹脂保持器の形状（以下において、「通常形状」という。）と異なる形状で、さらに軽量化を図るものとして、各ポケットの底部に位置する部分である底壁部の軸方向厚さを通常形状と同様に厚くしながら、主部のうち、各玉からの負荷を殆ど受け持たない、各ポケット間に位置する部分の厚さを薄くするように凹部を形成して隣接する弾性片間を連結部により連結してなる形状とし、回転時に各連結部とこれら各連結部に結合した１対ずつの弾性片とに作用する遠心力に基づく、これら各連結部の各底壁部に対する捩れ変形と、主部の円周方向複数個所で各連結部よりも軸方向に関して各底壁部側に外れた部分に作用する遠心力に基づく、これら各底壁部のこれら各連結部に対する捩れ変形とで、静止状態での各部に対する捩れ変形の方向を互いに逆にすると共に、互いの捩れ角の大きさを実質的に同じにしてなるものがある（例えば、特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１４４８１８号公報
【特許文献２】特開２００２−１４７４６３号公報
【特許文献３】特表２００９−５３６９９８号公報
【特許文献４】特開２００４−０８４７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献４のような通常形状と異なる形状（以下において、「波形形状」という。）の玉軸受用冠型樹脂保持器は、通常形状よりも軽量で体積が小さいため、高速運転時における遠心力の低減化や潤滑剤の充填量増大による玉軸受の長寿命化に適する形状設計が可能であると考えられる。
しかしながら、特許文献４の波形形状を採用すると、回転時に各連結部とこれら各連結部に結合した１対ずつの弾性片とに作用する遠心力に基づく、各連結部の各底壁部に対する捩れ変形と、主部の円周方向複数個所で各連結部よりも軸方向に関して各底壁部側に外れた部分に作用する遠心力に基づく、各底壁部の各連結部に対する捩れ変形とで、静止状態での各部に対する捩れ変形の方向を互いに逆にすると共に、互いの捩れ角の大きさを実質的に同じにする形状設計が困難な場合がある。
【０００７】
本願の発明者は、玉軸受の低トルク化等に適した冠型樹脂保持器の新たな形状を見つけるために、現在実用化されている通常形状の冠型樹脂保持器を含めた様々な形状の冠型樹脂保持器について、解析及び実験を繰り返しながら鋭意検討を行った。
その結果、保持器の形状が玉軸受のトルクに与える要因として、（ア）保持器の重量が重いこと（その結果、遠心力により弾性片先端の変形が大きくなって摩擦トルクが増大すること）、（イ）保持器とシールとの隙間が小さいこと（その結果、保持器底部に回り込んだ潤滑剤によるせん断抵抗が大きくなること）、（ウ）保持器とボールとの接触面積が大きいこと（その結果、潤滑剤の油膜のせん断抵抗が大きくなること。）が主なものであるという知見を得た。
そして、上記の保持器の形状が玉軸受のトルクに与える主要因（ア）ないし（ウ）を考慮すると、波形形状の玉軸受用冠型樹脂保持器が好ましく、波形形状を基にして形状を最適化することを検討した。
ここで、特許文献４の波形形状の玉軸受用冠型樹脂保持器では、ポケットの底部に位置する底壁部の軸方向厚さを通常形状と同様に厚くしていることから、底壁部の重量及び体積が大きくなっていること、並びに、底壁部の底面が平面であるため、底壁部以外の部分と比較して底壁部の底部に回り込んだ潤滑剤のせん断抵抗が特に大きくなっていることも明らかになった。
【０００８】
そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、通常形状よりも軽量で体積が小さい波形形状として玉軸受の低トルク化及び長寿命化に好適であるとともに、比較的容易に形状設計をすることができる玉軸受用冠型樹脂保持器を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明に係る玉軸受用冠型樹脂保持器は、前記課題解決のために、玉軸受のボールを保持する球面状のポケットが円周方向に等間隔で設けられた冠型樹脂保持器であって、下面を略球面状又は円筒面状として上方を開口した略Ｃ字状の保持体の球面状の上面により前記ポケットを形成し、前記保持体の隣り合うもの同士を板状の連結体で連結して前記連結体の下側及び前記連結体の周方向前後の前記保持体の下側に略山形の凹部を形成することにより波形形状にするとともに、外周側面及び内周側面を基端側から遊端側へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面としてなることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、通常形状よりも軽量である波形形状により、遠心力による弾性片先端の変形を比較的小さくして摩擦トルクの増大を抑制することができるとともに、外周側面を基端側から遊端側へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面としているので、保持器と他の部材との接触を抑制することができるため、形状設計が比較的容易になる。
その上、波形形状であるとともに外周側面を基端側から遊端側へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面としていることから、保持器とボールとの接触面積が小さくなるため、潤滑剤の油膜のせん断抵抗が小さくなるので低トルクとなる。
その上さらに、連結体の下側に凹部が形成されてシールとの間隔が広いことから、保持器底部に回り込んだ潤滑剤によるせん断抵抗を比較的小さくすることができ、さらに、保持体が略Ｃ字状であり、その底面が略球面状又は円筒面状であるので、特許文献４のような底壁部の底面が平面である構成と比較して、底部に回り込んだ潤滑剤のせん断抵抗を小さくすることができるので低トルクとなる。
その上、通常形状の冠型樹脂保持器よりも大幅に体積が小さく、特許文献４の波形形状の冠型樹脂保持器と比較しても体積が小さくなるので、潤滑剤の充填量を多くすることができるため、玉軸受の長寿命化を図ることができるとともに、材料費を削減することができる。
【００１２】
また、内周側面を基端側から遊端側へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面としてなるので、保持器の重量をさらに低減することができるため遠心力をさらに低減することができるとともに、保持器とボールとの接触面積をさらに小さくすることができるため、潤滑剤の油膜のせん断抵抗をさらに小さくすることができるのでさらに低トルクとなる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明に係る玉軸受用冠型樹脂保持器によれば、外周側面を基端側から遊端側へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面としているので、保持器と他の部材との接触を抑制することができるため、波形形状の保持器の形状設計が比較的容易になるとともに、保持器とボールとの接触面積が小さくなるため、潤滑剤の油膜のせん断抵抗が小さくなるので低トルクとなること、保持体が略Ｃ字状であり、その底面が略球面状又は円筒面状であるので、特許文献４のような底壁部の底面が平面である構成と比較して、底部に回り込んだ潤滑剤のせん断抵抗を小さくすることができるので低トルクとなること、特許文献４の波形形状の冠型樹脂保持器と比較しても体積が小さくなるので、潤滑剤の充填量を多くすることができるため、玉軸受の長寿命化を図ることができること、等の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る玉軸受用冠型樹脂保持器が装着された玉軸受を示しており、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）はボールを省略した縦断斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る玉軸受用冠型樹脂保持器を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図３】同じく要部を拡大して示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る玉軸受用冠型樹脂保持器が装着された玉軸受を示しており、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）はボールを省略した縦断斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る玉軸受用冠型樹脂保持器を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図６】同じく要部を拡大して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。
なお、以下において、上下方向を軸方向とした玉軸受に本発明の実施の形態に係る玉軸受用冠型樹脂保持器保持器の基端部を下側にして装着した状態を基準にして上下方向を定義し、この基準状態で径方向外側から見た図を正面図とする。
【００１７】
実施の形態１．
図１（ａ）の縦断正面図及び図１（ｂ）のボールを省略した縦断斜視図に示す玉軸受Ａは、本発明の実施の形態１に係る玉軸受用冠型樹脂保持器１が装着されたものであり、外周側に軌道面を有する内輪Ｃ、内周側に軌道面を有する外輪Ｄ、内輪Ｃ及び外輪Ｄの間を転動するボールＢ，Ｂ，…、ボールＢ，Ｂ，…が互いに接触しないように等間隔に分離する冠型樹脂保持器１等を主要構成部品としており、内輪Ｃと外輪Ｄとの間には潤滑剤としてグリースが封入され、内輪Ｃと外輪Ｄとの間の環状開口を塞ぐ、略円環状のシールＥ，Ｅが装着される。
【００１８】
図２（ａ）の平面図、図２（ｂ）の斜視図及び図３の要部拡大斜視図に示すように、保持器１は、玉軸受ＡのボールＢ，Ｂ，…を保持する球面状のポケットＰ，Ｐ，…が円周方向に等間隔で設けられており、ポケットＰ，Ｐ，…は、下面（底面）を略球面状として上方を開口した略Ｃ字状の保持体２，２，…により形成され、隣り合う保持体２，２は、水平板状の連結体３により連結される。
なお、保持体２の下面は、略球面状ではなく、略円筒面状に形成してもよい。
ここで、保持体２の連結体３，３よりも上側（遊端側）の部分が弾性片４，４であり、ボールＢをポケットＰ内へ押し込む際には、弾性片４，４が押し広げられる。
【００１９】
図２（ｂ）及び図３に示すように、ポケットＰ，Ｐ，…を略Ｃ字状の保持体２，２，…により形成し、隣り合う保持体２，２を水平板状の連結体３により連結していることから、連結体３の下側及び連結体３の周方向前後の保持体２，２の下側には略山形の凹部５が形成される。
また、保持体２，２，…が下面を略球面状とした略Ｃ字状に形成されているため、保持体２，２，…の連結体３，３，…よりも下側の部分の肉厚は略均一に形成され、保持体２には、その幅方向の全体にわたるように前記幅方向に延びる凹溝６，６が形成される。
さらに、図１（ａ）及図３に示すように、保持器１の外周側面Ｆは、基端側Ｈ１から遊端側Ｈ２へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面（軸受Ａの回転軸まわりの円錐面）とされ、保持器１の内周側面Ｇは、軸受Ａの回転軸まわりの円筒面とされる。
【００２０】
実施の形態２．
図４（ａ）の縦断正面図及び図４（ｂ）のボールを省略した縦断斜視図に示す玉軸受Ａは、本発明の実施の形態２に係る玉軸受用冠型樹脂保持器１が装着されたものであり、実施の形態１の図１と同一符号は、同一又は相当部分を示しているため、玉軸受Ａについての説明は省略する。
また、図５（ａ）の平面図、図５（ｂ）の斜視図及び図６の要部拡大斜視図に示す保持器１についても、実施の形態１の図２及び図３と同一符号は、同一又は相当部分を示しているため、実施の形態１との相違点等の説明以外は省略する。
【００２１】
図４（ａ）及図６に示すように、保持器１の外周側面Ｆは、基端側Ｈ１から遊端側Ｈ２へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面（軸受Ａの回転軸まわりの円錐面）とされ、保持器１の内周側面Ｇも、基端側Ｈ１から遊端側Ｈ２へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面（軸受Ａの回転軸まわりの円錐面）とされる。このように保持器１の内周側面Ｇが前記傾斜面である点が実施の形態１との主な相違点である。
【００２２】
以上のような構成の玉軸受用冠型樹脂保持器１によれば、通常形状よりも軽量である波形形状により、遠心力による弾性片４，４，…先端の変形を比較的小さくして摩擦トルクの増大を抑制することができるとともに、外周側面Ｆを基端側Ｈ１から遊端側Ｈ２へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面としているので、保持器１と他の部材との接触を抑制することができるため、形状設計が比較的容易になる。
また、波形形状であるとともに外周側面Ｆを基端側Ｈ１から遊端側Ｈ２へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面としていることから、保持器１とボールＢ，Ｂ，…との接触面積が小さくなるため、潤滑剤の油膜のせん断抵抗が小さくなるので低トルクとなる。
さらに、連結体３，３，…の下側に山形の凹部５，５，…が形成されてシールＥとの間隔が広いことから、保持器１の底部に回り込んだ潤滑剤によるせん断抵抗を比較的小さくすることができ、保持体１が略Ｃ字状であり、その底面が略球面状又は円筒面状であることから、特許文献４のような底壁部の底面が平面である構成と比較して、底部に回り込んだ潤滑剤のせん断抵抗を小さくすることができるので低トルクとなる。
さらにまた、通常形状の冠型樹脂保持器よりも大幅に体積が小さく、特許文献４の波形形状の冠型樹脂保持器と比較しても体積が小さくなるので、潤滑剤の充填量を多くすることができるため、玉軸受Ａの長寿命化を図ることができるとともに、材料費を削減することができる。
【００２３】
また、実施の形態１の図１（ａ）に示すように内周側面Ｇを円筒面にすることにより、保持体２，２，…の基端側の幅（径方向長さ）が長く維持されるので、玉軸受Ａの内外輪Ｃ，Ｄと保持器１との間の隙間が小さくなり、保持器１の裏側に回り込んでシールＥとの間に介在する潤滑剤を少なくすることができるため、潤滑剤によるせん断抵抗をさらに小さくすることができるのでさらに低トルクとなる。
さらに、実施の形態２の図４（ａ）に示すように内周側面Ｇを基端側Ｈ１から遊端側Ｈ２へ行くにしたがって内方へ傾斜する傾斜面にすることにより、保持器１の重量をさらに低減することができるため遠心力をさらに低減することができるとともに、保持器１とボールＢ，Ｂ，…との接触面積をさらに小さくすることができるため潤滑剤の油膜のせん断抵抗をさらに小さくすることができる。
さらにまた、実施の形態１の図２（ｂ）に示すように保持体２，２，…に、その幅方向の全体にわたるように前記幅方向に延びる凹溝６，６，…を形成することにより、凹溝６，６，…に潤滑剤が溜まるため潤滑剤切れを防止することができるとともに、保持器１とボールＢ，Ｂ，…との接触面積をさらに小さくすることができるため、潤滑剤の油膜のせん断抵抗をさらに小さくすることができるのでさらに低トルクとなる。
【符号の説明】
【００２４】
Ａ  玉軸受                              Ｂ  ボール
Ｃ  内輪                                Ｄ  外輪
Ｅ  シール                              Ｆ  外周側面
Ｇ  内周側面                            Ｈ１  基端側
Ｈ２  遊端側                            Ｐ  ポケット
１  玉軸受用冠型樹脂保持器              ２  保持体
３  連結体                              ４  弾性片
５  凹部                                ６  凹溝
【図１】
0005974462.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005974462.tif 000004
【図４】
0005974462.tif 000005
【図５】
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【図６】
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