(57)【要約】【課題】高速回転に適し、その高速回転領域の限界速度の向上を図ることができる合成樹脂製保持器を提供することである。【解決手段】合成樹脂から成る環状体２２の周方向にボール３１を収容する複数のポケット２３を等間隔に形成する。ポケット２３の環状体内径側の端部にボール３１に接触案内されるテーパ状案内面２６を設け、そのテーパ状案内面２６をそのテーパ角度の中心Ｏ1 が環状体２２の軸中心Ｏにほぼ一致するテーパ形状として、高速回転時の遠心力による保持器２１の拡径時に、テーパ状案内面２６を放射方向に変形させるようにして、そのテーパ状案内面２６がボール３１に強く接触するのを防止し、その接触部で発熱を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状体の周方向にボールを収容する複数のポケットを間隔をおいて形成し、そのポケットの環状体内径側の端部にボール案内されるテーパ状案内面を設けた合成樹脂製保持器において、前記テーパ状案内面を、テーパ角の中心が環状体の軸中心にほぼ一致するテーパ形状としたことを特徴とする合成樹脂製保持器。
【請求項２】
前記テーパ状案内面が、ポケットの環状体周方向の前後に設けられた請求項１に記載の合成樹脂製保持器。
【請求項３】
外輪と内輪との間に合成樹脂製の保持器を組込み、その保持器の周方向に間隔をおいて形成された複数のポケット内に外輪と内輪を相対的に回転自在に支持するボールを組込み、前記ポケットの保持器内径側の端部にボール案内されるテーパ状案内面を設けたアンギュラ玉軸受において、前記テーパ状案内面を、テーパ角の中心が環状体の軸中心にほぼ一致するテーパ形状としたことを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高速回転に適した玉軸受用の合成樹脂製保持器およびアンギュラ玉軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外輪と内輪間にボールを組込み、そのボールを保持器によって保持した玉軸受には、外輪によって保持器を案内する外輪案内タイプと、内輪によって保持器を案内する内輪案内タイプと、ボールによって保持器を案内するボール案内タイプとが存在する。これらの各種タイプのうち、ボール案内タイプの玉軸受は、運転中における保持器の挙動の安定性やグリース潤滑時の静粛性に優れているため、工作機械の主軸のように、高速回転される回転軸の支持用として多く用いられている。
【０００３】
ここで、ボール案内タイプの玉軸受として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。
【０００４】
図５および図６は、上記特許文献１に記載されたアンギュラ玉軸受を示す。このアンギュラ玉軸受は、外輪４０と内輪４１の間に合成樹脂製の保持器４２を組込み、その保持器４２の周方向に等間隔に形成された複数のポケット４３のそれぞれ内部にボール４４を収容し、そのボール４４によって外輪４０と内輪４１とを相対的に回転自在に支持している。
【０００５】
また、保持器４２に形成されたポケット４３を円筒形とし、その円筒形ポケット４３における円筒形内面４５の保持器内径側の端にボール案内されるテーパ状案内面４６を設けている。
【０００６】
ここで、ボール案内されるテーパ状案内面４６は、テーパ角度θ2 が小さくなると、ボールの保持性が弱くなり、さらに、ポケットの小径端における内径がボール径より大きくなると、保持器４２はボール４４に案内されず挙動が不安定になり、騒音や振動の原因となる。
【０００７】
そこで、特許文献１に記載された玉軸受の合成樹脂製保持器４２においては、ボール案内されるテーパ状案内面４６のテーパ角の中心Ｏ2 が保持器４２の軸中心よりポケット４３側に片寄った位置に位置するようにして、テーパ状案内面４６のテーパ角度θ2 を比較的大きな角度に設定している。
【特許文献１】特開平７−４４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１に記載された玉軸受においては、高速回転時、保持器４２の公転速度も高速となり、保持器４２に作用する遠心力により保持器４２が拡径して、テーパ状案内面４６が高速度で自転するボール４４に強く接触し、その接触部での発熱により玉軸受が昇温し易く、その温度上昇によってグリースが劣化し易くなる。
【０００９】
また、グリース潤滑の場合、テーパ状案内面４６とボール４４との接触が大きくなることでボール４４に付着していた潤滑剤が掻き取られ、潤滑の信頼性の低下を招くことになる。
【００１０】
このため、ボール案内される合成樹脂製保持器４２を採用した玉軸受の適用可能な高速回転時の速度領域には限界があり、その速度領域を向上させるうえにおいて改善すべき点が残されている。
【００１１】
この発明の課題は、玉軸受の使用可能な高速回転時の速度領域の向上を図ることができるようにした合成樹脂製保持器およびアンギュラ玉軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、この発明に係る合成樹脂製保持器においては、環状体の周方向にボールを収容する複数のポケットを間隔をおいて形成し、そのポケットの環状体内径側の端部にボール案内されるテーパ状案内面を設けた合成樹脂製保持器において、前記テーパ状案内面を、テーパ角の中心が環状体の軸中心にほぼ一致するテーパ形状とした構成を採用したのである。
【００１３】
ここで、テーパ状案内面は、ポケット周方向に連続するものであってもよく、上記ポケットの環状体周方向の前後に設けられたものであってもよい。
【００１４】
また、この発明に係るアンギュラ玉軸受においては、外輪と内輪との間に合成樹脂製の保持器を組込み、その保持器の周方向に間隔をおいて形成された複数のポケット内に外輪と内輪を相対的に回転自在に支持するボールを組込み、前記ポケットの保持器内径側の端部にボール案内されるテーパ状案内面を設けたアンギュラ玉軸受において、前記テーパ状案内面を、テーパ角の中心が環状体の軸中心にほぼ一致するテーパ形状とした構成を採用したのである。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように、ボール案内されるテーパ状案内面のテーパ角度の中心を環状体の軸中心にほぼ一致させることによって、高速回転による遠心力により保持器が外径方向に弾性変形した場合に、テーパ状案内面は放射方向に変形することになるため、ボールと接触する方向への変形が小さく、ボールとの過度の接触を抑制することができる。
【００１６】
このため、テーパ状案内面とボールの接触部での発熱を抑制し、玉軸受の使用可能な高速回転領域の限界速度の向上を図ることができる。
【００１７】
また、玉軸受の温度上昇を抑制することができるため、グリースの劣化を防止し、耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を示す。図１（Ｉ）、（II）に示すようにアンギュラ玉軸受は、外輪１と、その内側に設けられた内輪１１と、その両輪１、１１間に組込まれた保持器２１および保持器２１に保持されたボール３１とから成り、上記ボール３１は外輪１の軌道面２および内輪１１の軌道面１２に対してアンギュラコンタクトしている。
【００１９】
保持器２１は、合成樹脂の成形品から成る。合成樹脂として、グラスファイバやカーボンファイバなどの充填材が添加されたポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）が採用されている。
【００２０】
保持器２１は、環状体２２の周方向にボール３１を収容する複数のポケット２３を等間隔に設けた構成とされている。
【００２１】
ポケット２３は円筒形をなしている。図２および図４に示すように、ポケット２３の円筒形内面２４には保持器径方向に貫通する４本の径方向溝２５が形成され、その径方向溝２５によってポケット２３の円筒径内面２４は、保持器周方向で対向する一対の円弧状内面２４ａと、保持器軸方向で対向する一対の円弧状内面２４ｂとに分割されている。
【００２２】
図１（II）に示すように、保持器周方向で対向する一対の円弧状内面２４ａのそれぞれの環状体内径側の端部にはボール３１によって案内されるテーパ状案内面２６が設けられている。テーパ状案内面２６は、そのテーパ角の中心Ｏ1 が環状体２２の軸中心Ｏにほぼ一致するテーパ形状とされている。
【００２３】
上記のように、ボール３１によって案内されるテーパ状案内面２６のテーパ角度の中心を環状体２２の軸中心に一致させることによって、玉軸受の高速回転による遠心力によって保持器２１が外径方向に弾性変形した場合、テーパ状案内面２６は放射方向に弾性変形することになる。
【００２４】
このように、テーパ状案内面２６の弾性変形は放射方向の変形であってボール３１と接触する方向ではないため、テーパ状案内面２６がボール３１に強く接触することはない。
【００２５】
このため、テーパ状案内面２６と高速度で自転するボール３１の過度の接触を抑制することができ、その接触部での発熱を防止し、玉軸受が温度上昇するのを抑制することができる。また、ボール３１に付着するグリースがテーパ状案内面２６によって掻き取られるのを防止することができ、潤滑の信頼性の低下を抑制することができる。
【００２６】
したがって、玉軸受の高速回転領域の限界速度の向上を図ることができる。
【００２７】
実施の形態では、ポケット２３の保持器周方向の前後に一対のテーパ状案内面２６を形成してポケット２３の周方向に不連続なテーパ状案内面を示したが、上記テーパ状案内面２６はポケット２３の周方向に連続するものであってもよい。
【００２８】
実施の形態で示すように、ポケット２３の保持器周方向の前後に一対のテーパ状案内面２６を設けると、テーパ状案内面２６がポケット２３の周方向に連続するものに比較して、ボール３１に対する接触面積が小さく、接触部での発熱をより効果的に防止することができる。
【００２９】
ここで、テーパ状案内面２６のテーパ角度を小さくすると、ポケット２３の保持器内径側の開口における内径が大きくなり、玉軸受のサイズによってはボール案内保持器としての条件「ボール径＞ポケット最小径」を満足させることができなくなる。そのため、この発明の適用には内部仕様に制限がある。
【００３０】
図３は、保持器２１とボール３１の関係を示す。同図において、
ｄｗ：ボール３１径
ｄｐ：ボール３１のピッチ円径
Ｈｄ：保持器２１の内径
Ｈｐ：ポケット２３の最小径
δ：ポケットすきま
ΔＨ：保持器内径からボールピッチ円径までの厚さ
をそれぞれ示している。
【００３１】
ボール案内保持器としての条件である「ボール径＞ポケット最小径」は下記の（Ｉ）式で表される。
ｄｗ＞Ｈｐ  ……  （１）式
【００３２】
ポケット径は、保持器内径Ｈｄ、テーパ角θを用いて下記（２）式で表され、（１）式から（３）式が得られる。
【数１】
2006009816.tif 000003
【００３３】
また、テーパ角θはボール径ｄｗ、ボールピッチ円径ｄｐ、ポケットすきまδを用いて、下記（４）式で表され、（３）式から（５）式が得られる。
【数２】
2006009816.tif 000004
【００３４】
（５）式を変形することで下記（６）式を得ることができる。
【数３】
2006009816.tif 000005
【００３５】
ここで、ボールピッチ円径ｄｗを保持器内径Ｈｄと保持器内径からボールピッチ円径までの厚さΔＨを用いて表すと（７）式になり、（６）式から（８）式が得られる。
【数４】
2006009816.tif 000006
【００３６】
（８）式を変形すると（９）式になる。
【数５】
2006009816.tif 000007
【００３７】
これは保持器２１の内径Ｈｄ／２に対する保持器内径からボールピッチ円径までの厚さΔＨの割合が、ボール径ｄｗに対するポケットすきまδの割合よりも大きいことを示しており、（９）式を満足すれば、ボール案内保持器としての条件である「ボール径＞ポケット最小径」を満たすことができるということである。
【００３８】
つまり、本発明を適用するためには（９）式を満足する内部仕様が必要である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（Ｉ）はこの発明に係る合成樹脂製保持器を採用したアンギュラ玉軸受の縦断正面図、（II）は（Ｉ）の縦断側面図
【図２】図１（Ｉ）に示す保持器の一部分を示す平面図
【図３】保持器とボールの関係を示す断面図
【図４】保持器の一部分を示す斜視図
【図５】従来の合成樹脂製保持器を用いたアンギュラ玉軸受の縦断正面図
【図６】図５の縦断側面図
【符号の説明】
【００４０】
２２  環状体
２３  ポケット
２４  円筒形内面
２６  テーパ状案内面
【図１】
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【図２】
2006009816.tif 000009
【図３】
2006009816.tif 000010
【図４】
2006009816.tif 000011
【図５】
2006009816.tif 000012
【図６】
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