(57)【要約】【課題】トルク低減を達成できる保持器およびこのような保持器を用いた玉軸受を提供する。【解決手段】保持器１５は、円周方向に沿って所定間隔で配設された半球状膨出部２６を有する２枚の環状保持板２７Ａ，２７Ｂが組み合わされてなる。対向する半球状膨出部２６、２６にてボール１６を保持するリング状のポケット３０が形成される。ポケット３０のボール対向面にボール接触面３１とボール非接触面３２とを設ける。ボール対向面のポケット周方向中央部であって少なくともポケット軸方向中央部にボール接触面３１を形成する。ボール非接触面３２は反ボール側へ凹む凹部３４にて構成され、凹部３４は少なくとも一方のポケット軸方向端に開口している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に沿って所定間隔で配設された半球状膨出部を有する２枚の環状保持板が組み合わされてなり、対向する半球状膨出部にてボールを保持するリング状のポケットが形成される保持器であって、
ポケットのボール対向面にボール接触面とボール非接触面とを設け、ボール対向面のポケット周方向中央部であって少なくともポケット軸方向中央部に前記ボール接触面を形成するとともに、前記ボール非接触面はボール接触面よりも反ボール側へ凹む凹部にて構成され、この凹部は少なくとも一方のポケット軸方向端に開口していることを特徴とする保持器。
【請求項２】
ボール接触面はボール対向面のポケット周方向中央部のポケット軸方向中央部に形成され、反ボール側へ凹む凹部にて構成されるボール非接触面は、ボール接触面に隣接して、少なくとも軸受外径側のポケット軸方向端側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の保持器。
【請求項３】
ボール接触面はボール対向面のポケット周方向中央部であってポケット軸方向両端に達す長円形部にて形成され、ボール非接触面はこのボール接触面のポケット周方向両側に設けられる円弧形状の凹部にて構成されるとともに、両凹部はポケット軸方向両端に開口することを特徴とする請求項１に記載の保持器。
【請求項４】
金属製であってプレス加工に成型されてなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１に記載の保持器。
【請求項５】
金属製であって鋳造にて成型されてなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１に記載の保持器。
【請求項６】
削り加工にて成型されてなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１に記載の保持器。
【請求項７】
樹脂製であって射出成型にて成型されてなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１に記載の保持器。
【請求項８】
内周に外側転走面が形成された外輪と、外周に内側転走面が形成された内輪と、内側転走面と外側転走面との間を転動する複数のボールと、内輪と外輪との間に配置された請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の保持器とを備えたことを特徴とする玉軸受。
【請求項９】
トランスミッションに適用されることを特徴とする請求項８に記載の玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持器および玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
玉軸受（深溝玉軸受）は、図８に示すように、内周に円弧状の外側転走面１が形成された外輪２と、外周にこの外側転走面１に対向する円弧状の内側転走面３が形成された内輪４と、内輪４と外輪２との間に配置された保持器５と、保持器５にて転動自在に支持される複数のボールＢｏとを備える。
【０００３】
保持器５は、図９に示すように、円周方向に沿って所定間隔で配設された半球状膨出部６を有する２枚の環状保持板７，７が組み合わされてなる。すなわち、各環状保持板７は、円周方向に沿って配設される前記半球状膨出部６と、隣合う半球状膨出部６間の平坦部８とからなる。組み合わされた状態で、平坦部８、８が重ね合わされ、この平坦部８、８がリベット等の固着具９を介して連結される。このため、各半球状膨出部６、６が対向して、リング状のボール嵌合部（ポケット）１０が形成される。
【０００４】
従来には、保持器とボールとの潤滑状態の向上を図るもの（特許文献１）、又は潤滑油の給排油を積極的に行わせて、軸受内での潤滑油の流動性を向上させるもの（特許文献２）、ポケット面とボールとの間に高い摩擦力又は摩擦変動を生じないようにしたもの（特許文献３）等がある。
【０００５】
前記特許文献１に記載のものは、ポケットの内周側に補助凹部を設け、この補助凹部を潤滑剤が貯油する潤滑剤溜まりとして機能させるものである。これによって、ポケット内での潤滑剤の保持量を向上させて保持器とボールとの間の潤滑状態を向上させるものである。
【０００６】
また、前記特許文献２に記載のものも、ポケットの内周面に凹部を形成している。この凹部が、外輪と保持器との間の軸受空間側及び内輪と保持器との間の軸受空間側にそれぞれ連通して、凹溝形状の潤滑油の経路を形成している。
【０００７】
前記特許文献３では、保持器のポケット面に、ボールに接触しない切欠きを設け、これによって、高い摩擦力又は摩擦変動を生じないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１３９６２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４２９０１号公報
【特許文献２】特開平２−２２１７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、自動車用の軸受においては、燃費向上や環境問題からトルクの低減が求められている。軸受に発生するトルクのうち、保持器が要因のトルクは、鋼球（ボール）による油（グリース等の潤滑材）のせん断抵抗に多くの割合を占めている。
【００１０】
そして、そのせん断抵抗のほとんどがポケット内径面と、ポケット内のボールとの間に形成される油膜をせん断する時の抵抗である。また、ポケットがボール形状に添う様な単一の曲面からできている場合、ボールとボールを覆う保持器ポケット内側との微少なスキマを潤滑剤が通過しようとする為、抵抗が発生し、トルクを大きくする要因の1つとなっている。
【００１１】
前記特許文献１に記載のものでは、補助凹部が潤滑剤溜まりとなって、この補助凹部に潤滑剤が貯油するものである。また、特許文献２および特許文献３に記載のものでは、微少なスキマを潤滑剤が通過する際の抵抗を軽減させるものではない。すなわち、この種の軸受においては、潤滑剤が通過する際の抵抗の減少と、ボールが運動する際にせん断する油膜量の減少との両立ができなかった。このため、従来においては、ポケットの内径面に凹部が形成されていたとしても、トルク低減を達成できるものではなかった。
【００１２】
本発明は、前記課題に鑑みて、トルク低減を達成できる保持器およびこのような保持器を用いた玉軸受を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の保持器は、円周方向に沿って所定間隔で配設された半球状膨出部を有する２枚の環状保持板が組み合わされてなり、対向する半球状膨出部にてボールを保持するリング状のポケットが形成される保持器であって、ポケットのボール対向面にボール接触面とボール非接触面とを設け、ボール対向面のポケット周方向中央部であって少なくともポケット軸方向中央部に前記ボール接触面を形成するとともに、前記ボール非接触面はボール接触面よりも反ボール側へ凹む凹部にて構成され、この凹部は少なくとも一方のポケット軸方向端に開口しているものである。
【００１４】
本発明の保持器によれば、ボール対向面にボール非接触面を設けたことによって、ポケット内部側に潤滑剤の逃がし部を形成することができる。これによって、ポケット内部を潤滑剤が通過する際の抵抗を低減することができ、また、ボールとポケットとの間に形成される油膜量を少なくできる。しかも、ボール非接触面を構成する凹部は、少なくとも一方のポケット軸方向端に開口しているので、保持器のボール対向面とボール（剛球）との間の余分な潤滑剤をこの間から排出することができる。また、ボール対向面中央部にボール接触面が設けられるので、ボール（剛球）をこのポケット中央部に安定して保持することができる。
【００１５】
ボール接触面はボール対向面のポケット周方向中央部のポケット軸方向中央部に形成され、反ボール側へ凹む凹部にて構成されるボール非接触面は、ボール接触面に隣接して、少なくとも軸受外径側のポケット軸方向端側に設けられるものがある。このように設定することによって、ボール対向面とボールとの間の潤滑剤を遠心力によって排出しやすくなる。
【００１６】
ボール接触面はボール対向面のポケット周方向中央部であってポケット軸方向両端に達す長円形部にて形成され、ボール非接触面はこのボール接触面のポケット周方向両側に設けられる円弧形状の凹部にて構成されるとともに、両凹部はポケット軸方向両端に開口するものであってもよい。このように設定することによっても、ボール対向面とボールとの間の潤滑剤が軸受外径側及び軸受内径側から余分な潤滑剤を排出することができる。
【００１７】
金属製であってプレス加工に成型されてなるものであっても、金属製であって鋳造にて成型されてなるものであっても、削り加工にて成型されてなるものであってもよい。また、樹脂製であって射出成型にて成型されてなるものであってもよい。なお、削り加工にて成型されてなるものである場合、金属製であっても樹脂製であってもよい。
【００１８】
本発明の玉軸受は、内周に外側転走面が形成された外輪と、外周に内側転走面が形成された内輪と、内側転走面と外側転走面との間を転動する複数のボールと、内輪と外輪との間に配置された前記保持器とを備えたものである。
【００１９】
前記玉軸受をトランスミッションに適用するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の保持器は、潤滑剤がポケット内を通過する際の抵抗を低減させたり、ボールが運動する際にせん断する油膜量も少なくでき、この保持器を用いた軸受（玉軸受）のトルクを低減させることができる。しかも、ボール対向面とボール（剛球）との間の余分な潤滑剤をこの間から排出することができ、余分な潤滑剤によるトルクへの影響を排除することができる。また、ボール（鋼球）をポケット中央部に安定して保持することができ、ボールのガタツキを防止でき、高品質の製品を提供できる。
【００２１】
ボール非接触面がポケット軸方向端側に設けられるものであっても、ボール接触面のポケット周方向両側に設けられるものであっても、ボール対向面とボールとの間の余分な潤滑剤を排出できるようにでき、余分なオイルのトルクへの影響を安定して排除できる。
【００２２】
全体形状が比較的単純であり、金属製であっても、樹脂製であっても、確実に形成することができる。また、成型方法としても、金属製であれば、プレス加工や鋳造にて成型することができ、樹脂製であれば射出成型にて成型することができ、従来から一般に用いられている種々の成型方法で成型でき、低コスト化を図ることができる。
【００２３】
保持器を用いた軸受（玉軸受）のトルクを低減させることができ、この保持器を用いた軸受を自動車に使用すれば、燃費向上で環境に優しい運転が可能となる。すなわち、この軸受は自動車のトランスミッション用に最適となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態を示す保持器を用いた軸受の断面図である。
【図２】前記図１に示す保持器の要部斜視図である。
【図３】前記図１に示す保持器のポケットを内側から見た要部拡大斜視図である。
【図４】前記図１に示す保持器のポケットを外側から見た要部拡大斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す保持器を用いた軸受の斜視図である。
【図６】前記図５に示す保持器のポケットを内側から見た要部拡大斜視図である。
【図７】前記図５に示す保持器のポケットを外側から見た要部拡大斜視図である。
【図８】従来の保持器を用いた軸受の断面図である。
【図９】従来の保持器の斜視図である。
【００２５】
以下本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、第１の実施形態の保持器（玉軸受用保持器）を用いた軸受（深溝玉軸受）を示す。この玉軸受は、内周に円弧状の外側転走面１１が形成された外輪１２と、外周にこの外側転走面１１に対向する円弧状の内側転走面１３が形成された内輪１４と、外側転走面１１と内側転走面１３との間に収容された複数のボール１６と、ボール１６を転動自在に支持する本発明に係る保持器１５とを備える。
【００２７】
外輪１２、内輪１４、及びボール１６は、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、保持器１５は、例えば、冷間圧延鋼（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）の帯鋼のプレス加工品である。
【００２８】
保持器１５は、図２に示すように、円周方向に沿って所定間隔で配設された半球状膨出部２６を有する２枚の環状保持板２７Ａ，２７Ｂが組み合わされてなる。すなわち、各環状保持板２７Ａ，２７Ｂは、円周方向に沿って配設される半球状膨出部２６と、隣合う半球状膨出部２６間の平坦部２８とからなる。組み合わされた状態で、平坦部２８、２８が重ね合わされ、この平坦部２８、２８がリベット等の固着具２９を介して連結される。このため、各半球状膨出部２６が対向して、リング状のボール嵌合部（ポケット）３０が形成される。
【００２９】
この保持器１５においては、ポケット３０のボール対向面にボール接触面３１とボール非接触面３２を設けている。すなわち、反ボール対向面に反ボール側へ突出する凸部３３を形成することによって、ボール対向面にボール接触面３１よりも反ボール側へ凹む矩形状の凹部３４を設け、この凹部３４をもってボール非接触面３２を形成している。
【００３０】
ボール非接触面３２としての凹部３４は、図３に示すように、一方のポケット軸方向端部側に配設されるポケット周方向部３４ａと、このポケット周方向部３４ａの両端側に設けられて内方に延びる一対の端部３４ｂ、３４ｂとからなるコの字状の凹部である。このため、ボール接触面３１は、凹部３４の端部３４ｂ、３４ｂ間に配設される中間部位３１ａと、他方ポケット軸方向端部側のポケット周方向部３１ｂとからなる。
【００３１】
ボール非接触面３２としての凹部３４は、一方のポケット軸方向端に開口（開放）され、一対の環状保持板２７Ａ，２７Ｂが組み合わされた場合、各環状保持板２７Ａ，２７Ｂの凹部３４、３４は相対面するようにポケット軸方向同一方向、つまり外輪１２側（軸受外径側）に配設されている（図１参照）。
【００３２】
本発明では、ボール対向面にボール非接触面３２を設けたことによって、ポケット内部を潤滑剤が通過する際の抵抗を低減することができ、また、ボール１６とポケット３０との間に形成される油膜量を少なくできる。これによって、トルクの低減を図ることができる。しかも、ボール非接触面３２を構成する凹部３４は、少なくとも一方のポケット軸方向端に開口しているので、ボール対向面とボール（鋼球）との間の余分な潤滑剤をこの間から排出することができ、余分な潤滑剤によるトルクへの影響を排除することができる。
【００３３】
また、ボール対向面中央部にボール接触面３１が設けられるので、ボール（鋼球）１６をこのポケット中央部に安定して保持することができる。このため、ボール１６のガタツキを防止でき、高品質の製品を提供できる。
【００３４】
この実施形態では、ボール非接触面３２が、軸受外径側のポケット軸方向端側に設けられているので、ボール対向面とボールとの間の潤滑剤が遠心力によってこの間から排出しやすくなる。このため、余分な潤滑剤にトルクへの影響を安定して排除できる。
【００３５】
次に、図５は保持器の他の実施形態を示し、この場合、図６と図７に示すように、ボール接触面３１はボール対向面のポケット周方向中央部であってポケット軸方向両端に達する長円形部４０にて形成される。また、ボール非接触面３２はボール接触面３１のポケット周方向両側に設けられる円弧形状の一対の凹部４１、４１にて構成される。両凹部４１、４１はポケット軸方向両端に開口する。なお、凹部４１は、反ボール対向面に反ボール側へ突出する凸部４２を形成することによって形成している。
【００３６】
この保持器であっても、ボール非接触面３２を設けたことによって、潤滑剤がポケット内を通過する際の抵抗を低減させたり、ボールが運動する際にせん断する油膜量も少なくでき、この保持器を用いた軸受（玉軸受）のトルクを低減させることができる。また、ボール接触面３１を設けたことによって、ボールのガタツキを防止でき、高品質の製品を提供できる。さらには、この保持器においては、ボール対向面とボールとの間の潤滑剤が軸受外径側及び軸受内径側から余分な潤滑剤を排出することができ、余分なトルクへの影響を排除できる。
【００３７】
ところで、保持器１５は、前記各実施形態ではプレス加工による金属製保持器であるが、鋳造による成型であってもよい。また、削り加工によっても、放電加工（ワイヤーカットを含む）によってもよい。ここで、放電加工とは、電極と被加工物との間に短い周期で繰り返されるアーク放電によって被加工物表面の一部を除去する機械加工の方法である。ワイヤーカットとは、放電加工の一種で、ワイヤ線に張力を与え、放電を利用して金属材料を加工する方法である。
【００３８】
また、保持器１５としては、金属製保持器に限るものではなく、合成樹脂の成形品であってもよい。樹脂製保持器の樹脂材料は、この種の保持器に従来から使用されるもの、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、ＰＰＳ樹脂と称する）やポリアミド４６（ＰＡ４６）やポリアミド６６（ＰＡ６６）が用いられる。特に、例えば自動車のオルタネータ用の軸受等、それ以上の温度（例えば、２００℃程度以上）域の長期耐熱性が要求されるものについては、ポリイミド樹脂（以下、ＰＩ樹脂と称する）、ポリアミドイミド樹脂（以下、ＰＡＩ樹脂と称する）、あるいはポリエーテルエーテルケトン樹脂（以下、ＰＥＥＫ樹脂と称する）等の材料が用いることができる。
【００３９】
この樹脂製保持器は、例えば射出成型にて成型することができる。また、樹脂製保持器であっても削り加工にて成型してもよい。樹脂製保持器であっても、図１に示すような金属製保持器と同様の作用効果を奏する。
【００４０】
このように、本発明に係る保持器は、潤滑剤が通過する際の抵抗と、せん断する油膜量の減少との両立が可能となり、トルクの低減を図ることができ、この玉軸受用保持器を用いた軸受を自動車に使用すれば、燃費向上で環境に優しい運転が可能となる。すなわち、この軸受は自動車のトランスミッション用に最適となる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、ボール接触面３１やボール非接触面３２の形状としては、ボール接触面３１が、少なくともボール対向面の中央部（ポケット周方向中央部であってポケット軸方向中央部）に配置されるとともに、ボール非接触面３２がいずれか一方のポケット軸方向端に開口するものであれば、図例のもの以外の種々のものを採用できる。
【００４２】
ボール非接触面３２の大きさや深さ等としては、使用する潤滑剤等に応じて、潤滑剤が通過する際の抵抗と、せん断する油膜量の減少との両立が可能となる範囲で種々変更することができる。
【００４３】
また、図１における軸受では、外輪１２側にボール非接触面３２が開口しているが、逆に内輪１４側にボール非接触面３２が開口するものであってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１１   外側転走面
１２   外輪
１３   内側転走面
１４   内輪
１５   保持器
１６   ボール
２６   半球状膨出部
２７Ａ，２７Ｂ       環状保持板
３０   ポケット
３１   ボール接触面
３２   ボール非接触面
３４   凹部
４０   長円形部
４１   凹部
【図１】
2011122656.tif 000003
【図２】
2011122656.tif 000004
【図３】
2011122656.tif 000005
【図４】
2011122656.tif 000006
【図５】
2011122656.tif 000007
【図６】
2011122656.tif 000008
【図７】
2011122656.tif 000009
【図８】
2011122656.tif 000010
【図９】
2011122656.tif 000011