(57)【要約】【課題】転がり玉軸受用保持器の低トルク化策として、ボールの遅れ進みによる保持器の変形を抑制することを目的とする。【解決手段】湾曲部２ａと平坦部２ｂとが円周方向に交互に存在する鉄板製又は芯金で補強された樹脂主体の円環状波形リング２の２個を相反する向きに対向させ、その２個の円環状波形リング２の平坦部２ｂ間に樹脂製のセパレータ３を挟んでそのセパレータと２個の円環状波形リング２を締結部材４で締結し、前記湾曲部２ａの内側にボール保持用のポケット５を形成し、そのポケット５を円周方向に間隔をあけて複数配置した。【選択図】図３
2018194036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹球面の内面（ｉｓ）を有する湾曲部（２ａ）と平坦部（２ｂ）とが円周方向に交互に存在する鉄板製の円環状波形リング（２）の２個を相反する向きに対向させ、その２個の円環状波形リング（２）の前記平坦部（２ｂ）間に樹脂製のセパレータ（３）を挟んでそのセパレータ（３）と前記２個の円環状波形リング（２）を締結部材（４）で締結し、前記湾曲部（２ａ）の内側にボール保持用のポケット（５）を形成し、そのポケット（５）を円周方向に間隔をあけて複数配置した転がり玉軸受用保持器。
【請求項２】
凹球面の内面（ｉｓ）を有する湾曲部（２ａ）と平坦部（２ｂ）とが円周方向に交互に存在する芯金（２ｃ）で補強された樹脂主体の円環状波形リング（２）の２個を相反する向きに対向させ、その２個の円環状波形リング（２）の前記平坦部（２ｂ）間に樹脂製のセパレータ（３）を挟んでそのセパレータ（３）と前記２個の円環状波形リング（２）を締結部材（４）で締結し、前記湾曲部（２ａ）の内側にボール保持用のポケット（５）を形成し、そのポケット（５）を円周方向に間隔をあけて複数配置した転がり玉軸受用保持器。
【請求項３】
前記ポケット（５）に設けるボール案内面（６）を、前記セパレータ（３）に形成した請求項１又は２に記載の転がり玉軸受用保持器。
【請求項４】
前記セパレータ（３）として、前記ポケット（５）に収容されるボール（１３）の直径の６０％〜７５％の厚みを有するものを用いた請求項１〜３のいずれかに記載の転がり玉軸受用保持器。
【請求項５】
内輪（１１）、外輪（１２）、その内輪（１１）と外輪（１２）間に配置されるボール（１３）及び前記ボール（１３）をポケット（５）に収容して保持する保持器を備え、前記保持器として、請求項１に記載の保持器（１）を備えたモータ用軸受。
【請求項６】
内輪（１１）、外輪（１２）、その内輪（１１）と外輪（１２）間に配置されるボール（１３）及び前記ボール（１３）をポケット（５）に収容して保持する保持器を備え、前記保持器として、請求項２に記載の保持器（１）を備えたモータ用軸受。
【請求項７】
前記保持器（１）の、前記ポケット（５）に設けるボール案内面（６）を前記セパレータ（３）に形成した請求項５又は６に記載のモータ用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり玉軸受用保持器とそれを用いたモータ用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の転がり玉軸受用保持器の中に波形保持器と称されているものがある。その波形保持器は、湾曲部と平坦部が円周方向に交互に存在する形状に加工された円環状波形リングの２個を相反する向きに突き合わせ、その２個の円環状波形リング間に転がり玉軸受のボール（鋼球製の転動体）を保持するポケットを作り出している（例えば、下記特許文献１を参照）。
【０００３】
前記ポケットは、円周方向に間隔をあけて複数設けられている。そのポケットは、球面のボール案内部を有しており、そのボール案内部にボールが接触する。
【０００４】
内輪と外輪間に配置されるボールを波形保持器で保持した転がり玉軸受は、モータの主軸の支持などに多用されている。モータの主軸（回転軸）の支持は、主軸の固定側だけでなく、自由側の支持にも、内輪と外輪とボールと波形保持器とを組み合わせた転がり玉軸受を用いることが考えられている。
【０００５】
主軸の自由側の支持も玉軸受で行うことで、円筒ころ軸受で支持する場合と比較して軸受の転がり抵抗が小さくなり、エネルギー効率が向上してエネルギー損失が低減される。また、軸受の昇温も抑制でき、その昇温抑制により、油潤滑を行なう転がり玉軸受は、潤滑油（グリース）の寿命も延びる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３３２３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
回転する主軸の支持を軸受を用いて行なうモータなどでは、近年の高効率化の進展に伴い、軸受の低トルク化が求められているが、現状の転がり玉軸受用保持器では、その要求に十分に応えられていない。
【０００８】
その理由のひとつに、従来の転がり玉軸受用の波形保持器は、使用状態では３次元方向への動きが許容され、その使用状態において保持器がボールとの間に生じる力で径方向に動いたときにポケットの縁（ボール案内部の縁）にボールが線接触し、それが原因で、引き摺り抵抗が大きくなることが挙げられる。
【０００９】
また、油潤滑を行なう転がり玉軸受については、保持器のポケットとボール間での流入潤滑油による引き摺り抵抗、潤滑油の剪断抵抗、潤滑油の粘性による攪拌抵抗なども発生し、これらが軸受の回転トルクに良からぬ影響を及ぼしている。
【００１０】
このほか、従来の転がり玉軸受用の波形保持器は、保持器のポケットとボール間での流入グリースによる引き摺り抵抗により保持器が異音を発生させることもある。
【００１１】
また、軸受で支持したモータ主軸などに動力伝達ベルトなどを経由して横から荷重が負荷されると、外輪と内輪の相対的な傾きに起因したボールの遅れ進みが生じ、ボールがボール案内面に強く当たって保持器を円周方向に変形させようとする現象が生じる。樹脂製保持器ではその現象による変形が見られ、その変形も軸受の回転トルクを高める原因となる。
【００１２】
この発明は、上記の現状技術に鑑みてなされたものであって、転がり玉軸受用保持器の低トルク化策として、ボールの遅れ進みによる保持器の変形を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、この発明においては、転がり玉軸受用保持器を以下の通りに構成した。即ち、凹球面の内面を有する湾曲部と平坦部とが円周方向に交互に存在する鉄板製の円環状波形リングの２個を相反する向きに対向させ、その２個の円環状波形リングの前記平坦部間に樹脂製のセパレータを挟んでそのセパレータと前記２個の円環状波形リングを締結部材で締結し、前記湾曲部の内側にボール保持用のポケットを形成し、そのポケットを円周方向に間隔をあけて複数配置した。
【００１４】
前記鉄板製の円環状波形リングは、芯金で補強された樹脂主体の円環状波形リングに置き換えることができる。
【００１５】
転がり玉軸受用保持器は、前記ポケットに設けるボール案内面を、前記セパレータに形成すると好ましい。また、各平坦部間に挟むセパレータは、同一厚みにする。そのセパレータは、前記ポケットに収容されるボールの直径の６０％〜７５％程度の厚みを有するものが適している。
【００１６】
当該セパレータは、ポリアミド（ＰＡ６６やＰＡ４６）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）等のエンジニアリングプラスチックなどで構成されたものなどを利用することができる。
【００１７】
この発明は、内輪、外輪、その内輪と外輪間に配置されるボール及び前記ボールをポケットに収容して保持する保持器を備え、前記保持器として、上述したこの発明の保持器（２個の円環状波形リングの平坦部間に樹脂製のセパレータを挟んだものやそのセパレータにボール案内面を形成したもの）を備えたモータ用軸受も併せて提供する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の転がり玉軸受用保持器は、２個の円環状波形リングと樹脂製のセパレータを組み合わせたハイブリッド構造の保持器となっている。
【００１９】
前記２個の円環状波形リングは、鉄板や芯金で補強された樹脂で形成されており、樹脂の単一材料からなる円環状波形リングに比べて強度が高い。そのため、この発明の保持器によれば、樹脂製保持器では不可避のボールの遅れ、進みに起因した保持器の円周方向の変形が円環状波形リングによって抑制される。
【００２０】
ボールの案内面を前記セパレータに設けたものは、セパレータが緩衝材として働いて保持器に対するボールの押し当て力が吸収され、保持器の円周方向の変形がより効果的に抑制される。
【００２１】
これにより、保持器の円周方向の変形に起因した軸受の回転トルクの上昇が抑えられる。
【００２２】
なお、モータは、使用形態によっては、主軸に対して横から荷重が負荷される。例えば、主軸にプーリやスプロケットホイールを取り付け、そのプーリやスプロケットホイールに掛けたベルトやチェーン経由で動力伝達を行なうと言った用途では主軸が横荷重を受ける。
【００２３】
そのような使用形態では、外輪と内輪の相対的な傾きに起因したボールの遅れ進みが生じ、ボールが保持器のボール案内面に押し当てられることから、保持器にそれを円周方向に変形させようとする力が働く。
【００２４】
従って、この発明の保持器を備えるモータ用軸受は、この発明の保持器の利点がより顕著に引き出される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の転がり玉軸受用保持器の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の転がり玉軸受用保持器の側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面の他の例を示す図である。
【図５】この発明の転がり玉軸受用保持器の他の例の一部を円周方向に添って切断した拡大断面図である。
【図６】円環状波形リングとセパレータの締結状態の他の例を図２のＡ−Ａ線に沿った位置で切断して示す断面図である。
【図７】締結部材の他の例を示す斜視図である。
【図８】締結部材のさらに他の例を示す斜視図である。
【図９】この発明のモータ用軸受の一例を一部分を切欠いて示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の転がり玉軸受用保持器とそれを用いたモータ用軸受の実施の形態を、添付図面の図１〜図９に基づいて説明する。
【００２７】
この発明の転がり玉軸受用保持器（以下では単に保持器と言う）１は、図１〜図３に示すように、鉄板で形成された２個の円環状波形リング２，２と、樹脂製のセパレータ３を組み合わせたハイブリッド構造を有している。
【００２８】
各円環状波形リング２は、凹球面の内面ｉｓを有する湾曲部２ａと平坦部２ｂとが円周方向に交互に形成されたリングである。
【００２９】
その円環状波形リング２の２個が、湾曲部２ａと平坦部２ｂの位置を揃えて相反する向きに向き合わされ、その２個の円環状波形リング２の平坦部２ｂ、２ｂ間に樹脂製のセパレータ３が挟み込まれている。
【００３０】
そのセパレータ３と２個の円環状波形リング２，２が、図３に示すように、鋲（リベット）などの締結部材４を用いて締結されてボール１３を保持するポケット５を備えた保持器１が作り出されている。
【００３１】
図１〜図３に示した保持器１の円環状波形リング２は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）をプレス加工したものが用いられているが、図５に示すように、芯金２ｃを埋設するなどして樹脂層２ｄを補強した複合構造の樹脂主体の円環状波形リング２も考えられ、その複合構造の円環状波形リング２を採用した保持器１も、全体が樹脂で形成された保持器に比べると円周方向変形の抑制効果が得られる。
【００３２】
前記セパレータ３は、ポリアミド（ＰＡ６６やＰＡ４６）などで形成された平板が用いられている。このセパレータ３を構成する樹脂は、ポリアミド（ＰＡ６６やＰＡ４６）のほかに、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）等のエンジニアリングプラスチックなども挙げられる。
【００３３】
そのセパレータ３は、図３に示すように、保持器円周方向の端部がポケット５内に若干入り込んでおり、その入り込んだ部分の端面がボール案内面６として構成されている。
【００３４】
セパレータ３は、そのセパレータの設置効果と、ポケット５（２個の円環状波形リング２，２）によるボール１３の安定保持を考えると、ボール１３の直径の６０％〜７５％程度の厚みを有するものが好ましい。
【００３５】
例示の保持器１に採用されたセパレータ３は、ボール１３の直径の約６０％の厚みを有しており、ボール案内面６の面積が不足なく確保されている。
【００３６】
セパレータ３は、保持器円周方向の端部が、図４に示すように、ポケット５内に突出していないものや、その端部が平担部２ｂ間の空間に没入しているものも考えられる。このような構造では、ボール１３の案内が主に、円環状波形リング２の湾曲部２ａによってなされる。セパレータによる緩衝効果が不要な場合には、このような構造を採用することができる。
【００３７】
締結部材４による円環状波形リング２とセパレータ３の締結は、締結部材４として丸軸の鋲を用いる場合には、セパレータ３を回り止めするために、１個のセパレータ３の締結を、図３に示すように複数本の鋲で行なう。
【００３８】
或いは、図６に示すように、１本の鋲と位置決め部材７を併用して行なう。位置決め部材７は互いに嵌合する凹部と凸部を組み合わせたものなどでよい。
【００３９】
セパレータ３の締結と回り止めは、図７に示すように、締結部材４として角軸の鋲を採用し、その角軸の鋲を円環状波形リング２とセパレータ３に対応して設けられた角孔８に回転不可に通す構造にすれば、１本の鋲で行なうことができる。
【００４０】
締結用の鋲は、中空リベット、ブラインドリベットを問わない。なお、２個の円環状波形リング２とセパレータ３の締結は、鋲以外の部材を用いて行なうこともできる。
【００４１】
例えば、締結部材４は、円環状波形リング２とセパレータ３に設けた貫通スリット（図示せず）に挿通して両端の舌片を折り曲げて円環状波形リング２に固定する図８に示すような金属製の短冊状ジョイントなども考えられ、このようなものであっても締結の目的が達成される。図示の短冊状ジョイントは、角軸の鋲と同様に、１個で締結とセパレータ３の回転阻止の目的を果たすことができる。
【００４２】
ポケット５は、対向配置の２個の円環状波形リング２，２の各湾曲部２ａと円周方向に一定間隔をあけて配置されたセパレータ３との間に形成され、そのポケット５が図１、図２に示すように、円周方向に所定の間隔をあけて複数設けられている。
【００４３】
図１の保持器１は、ポケット５にボール１３を収容していない状態で２個の円環状波形リング２とセパレータ３を締結した姿にしているが、締結部材４による２個の円環状波形リング２とセパレータ３の締結は、図２〜図６に示すように、ポケット５にボール１３を収容して行なう。
【００４４】
図９は、内輪１１、外輪１２、その内輪１１と外輪１２間に配置されるボール１３及び前記ボール１３をポケット５に収容して保持する保持器１を組み合わせたモータ用軸受１０の一例を示している。
【００４５】
そのモータ用軸受１０は、保持器１として、鉄板製の円環状波形リング２，２（芯金で補強された樹脂主体の円環状波形リングでもよい）を採用し、その円環状波形リング２，２の平坦部２ｂ，２ｂ間に樹脂製のセパレータ３を挟んだものを用いている。
【００４６】
その保持器１は、円周方向に所定の間隔をあけて配置されたポケット５を複数備えている。そのポケット５の各々にボール１３が収容されて保持器１による各ボール１３の位置保持がなされている。
【００４７】
なお、この発明のモータ用軸受１０は、２個の鉄板製の円環状波形リングと樹脂製のセパレータを組み合わせた保持器を採用したもの、２個の芯金で補強された樹脂主体の円環状波形リングと樹脂製のセパレータを組み合わせた保持器を採用したもの、それらの保持器のポケットに形成されるボール案内面を前記セパレータに設けたものの各形態が考えられる。
【符号の説明】
【００４８】
１          転がり玉軸受用保持器
２          円環状波形リング
２ａ        湾曲部
ｉｓ        凹球状内面
２ｂ        平坦部
２ｃ        芯金
２ｄ        樹脂層
３          セパレータ
４          締結部材
５          ポケット
６          ボール案内面
７          位置決め部材
８          角孔
１０        モータ用軸受
１１        内輪
１２        外輪
１３        ボール
【図１】
2018194036.tif 000003
【図２】
2018194036.tif 000004
【図３】
2018194036.tif 000005
【図４】
2018194036.tif 000006
【図５】
2018194036.tif 000007
【図６】
2018194036.tif 000008
【図７】
2018194036.tif 000009
【図８】
2018194036.tif 000010
【図９】
2018194036.tif 000011