(57)【要約】【課題】温度が変化する環境においても安定して使用することができ、且つ安価に製造することが可能な保持器を提供することである。【解決手段】保持器４８は、針状ころ１４を収容するポケット１９を少なくとも一つ有する複数の保持器セグメント１３と、複数の保持器セグメン１３トを円環状に連ねるように整列させる金属リング１１と、を備え、保持器セグメント１３および金属リング１１の当接部において、金属リング１１の保持器セグメント１３に対する内径方向および外径方向への相対的な移動を規制する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体を収容するポケットを少なくとも一つ有する複数の保持器セグメントと、
前記複数の保持器セグメントを円環状に連ねるように整列させるリング部材と、を備え、
前記保持器セグメントおよび前記リング部材の当接部において、前記リング部材の前記保持器セグメントに対する内径方向および外径方向への相対的な移動を規制する、保持器。
【請求項２】
前記保持器セグメントの間には、熱による変形を許容する隙間が設けられている、請求項１に記載の保持器。
【請求項３】
前記リング部材を構成する材料の熱膨張係数は、前記保持器セグメントを構成する材料の熱膨張係数より小さい、請求項１または２に記載の保持器。
【請求項４】
前記保持器セグメントは樹脂によって構成されており、前記リング部材は金属によって構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の保持器。
【請求項５】
前記保持器セグメントには、前記リング部材の一部を収容する収容部が設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の保持器。
【請求項６】
前記収容部は、前記保持器セグメントの周方向の一方側端面から他方側端面まで連なって延びている、請求項５に記載の保持器。
【請求項７】
前記収容部は、前記保持器セグメントの外形を構成する面から凹んだ凹部である、請求項５または６に記載の保持器。
【請求項８】
前記凹部の開口部において、開口面積を小さくし、前記凹部に収容された前記リング部材の脱落を防止する脱落防止部が設けられている、請求項７に記載の保持器。
【請求項９】
前記転動体は、ころである、請求項１〜８のいずれかに記載の保持器。
【請求項１０】
複数のころと、
前記ころを収容するポケットを少なくとも一つ含む複数の保持器セグメントおよび前記複数の保持器セグメントを円環状に連ねるように整列させるリング部材を有し、前記保持器セグメントと前記リング部材との当接部において前記リング部材の前記保持器セグメントに対する内径方向および外径方向への相対的な移動を規制する保持器と、を備える、保持器付きころ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、保持器、および保持器付きころに関するものであり、特に、環状の保持器、およびこのような保持器を備える保持器付きころに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なころ軸受には、ころを保持する保持器が備えられている。保持器についての公知技術として、特開２００７−１００７３８号公報（特許文献１）、特開２００６−７７８０１号公報（特許文献２）および特開２００２−２７６６７１号公報（特許文献３）が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の保持器は、複数の金属製セパレータを環状に連ねて形成される保持器である。この保持器を構成する金属製セパレータは、柱部と、柱部の軸方向両端部に設けられた側板部とを有する。
【０００４】
特許文献２に記載の保持器は、樹脂製の本体部と金属製の環状芯材とを備える。特許文献２に記載の保持器は、一体に成型された環状の保持器である。本体部には、ころを収容するための複数のポケットが形成されている。本体部の軸方向の両端部に設けられている環状のリブ部に環状芯材がインサート成型によって埋設されている。
【０００５】
特許文献３に記載の保持器は、スラスト軸受に用いられる保持器である。特許文献３に記載の保持器は、プレス加工によって複数のポケットが形成された円盤状の金属製保持板が、ポケット内に配置されたころとともに樹脂部によって覆われている構成である。
【０００６】
また、樹脂製の保持器、すなわち樹脂のみから形成される環状の保持器も一般的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１００７３８号公報
【特許文献２】特開２００６−７７８０１号公報
【特許文献３】特開２００２−２７６６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
軸受に備えられているころは、転動しながら軸受の回転中心軸を中心に回転する。したがって、ころを保持する保持器もころとともに回転をする。
【０００９】
保持器の径方向の位置を安定させるための案内形式として、外径側に配置された部材によって案内される外径案内や、転動体によって案内される転動体案内といった形式がある。
【００１０】
ここで、樹脂製の環状の保持器を備えた軸受において、温度が変化する環境において使用された場合について考える。外径案内または転動体案内の樹脂製の環状の保持器を備えた軸受が温度の変化する環境において使用された場合、以下のような問題があった。
【００１１】
外径案内の樹脂製の保持器において、温度が上昇すると、保持器と、保持器の外径側に配置されている金属製のハウジングが外径方向へと膨張する。ここで、樹脂製の保持器の膨張による変形の度合いが、金属製のハウジングの変形の度合いを上回る。これにより、樹脂製の保持器の外径面が、ハウジングの内径面に強く押し当てられる。このことが、保持器の回転不良を引き起こす原因となっていた。
【００１２】
次に、転動体案内の樹脂製の保持器に関して説明する。図１４は、従来の転動体案内の樹脂製の保持器１０３を備える保持器付きころ１００がハウジングに組み込まれた状態を示す図であって、常温時の保持器付きころ１００を軸方向からみて拡大した断面図である。
【００１３】
図１４を参照して、保持器付きころ１００は、針状ころ１０２と、針状ころ１０２を保持する樹脂製の環状の保持器１０３を備える。針状ころ１０２は、金属製のハウジング１０１の内径面１０５および、金属製のシャフト１０４の外径面１０６を軌道面として転動している。保持器１０３は、針状ころ１０２を収容するポケット１１１を有する。ポケット１１１の周方向両側に位置する側壁面１０８の外径側には、針状ころ１０２へ向けて突出する外径側ころ止め１１０が設けられている。また、側壁面１０８の内径側には、針状ころ１０２へ向けて突出する内径側ころ止め１０９が設けられている。
【００１４】
軸受の稼働時において、外径側ころ止め１１０または内径側ころ止め１０９が、転道面１０７に当接し、保持器１０３の径方向の位置を安定させている。すなわち、保持器１０３は転動体案内の保持器である。
【００１５】
図１５は、高温時の保持器付きころ１００の断面図であって、図１４に相当する図である。図１５を参照して、温度が上昇すると、それぞれの部材が膨張する。この場合も上記と同様に、樹脂製の環状の保持器の膨張の度合いが、金属製のハウジングの膨張の度合いを上回る。このときに、針状ころ１０２に、内径側ころ止め１０９によって外径方向へ向けて図１５中の矢印のように圧力が加えられる。そうすると、針状ころ１０２が、内径面１０５に強く押し当てられる。このことが、軸受の回転不良を引き起こす原因となっていた。
【００１６】
特許文献１に記載の保持器においては、上記のような温度の変化の影響は緩和されるが、金属セパレータおよびころの双方に加工が必要であるためにコストが上昇するといった課題や、保持器が一体型ではないために取扱いが不便であるといった課題がある。
【００１７】
一方で、金属製部材と樹脂製部材を用いた環状の保持器として特許文献２および特許文献３が開示されている。しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載の保持器は、製造コストが上昇するといった課題があった。
【００１８】
すなわち、特許文献２に記載の保持器を製造するためには、本体部を形成するために必要な軸方向へ抜く金型と、ポケットを形成するために径方向へ抜くスライド金型が必要となる。すなわち、ポケットの数だけスライド金型が必要となる。さらに、環状芯材を埋設するためのインサート金型も必要とする。これらが金型の構造を複雑とし、製造コストを上昇させる原因となっていた。
【００１９】
また、特許文献３に記載の保持器は、樹脂部を形成する段階において、樹脂部に対して軸方向から圧力を掛けながら樹脂を硬化させることによって製造される。このことが、大規模な製造装置を要することとなり、製造コストを上昇させる原因となっていた。
【００２０】
この発明の目的は、温度が変化する環境においても安定して使用することができ、且つ安価に製造することが可能な保持器を提供することである。
【００２１】
また、この発明の他の目的は、温度が変化する環境においても安定して使用することができ、且つ安価に製造することが可能な保持器付きころを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明に係る保持器は、転動体を収容するポケットを少なくとも一つ有する複数の保持器セグメントと、複数の保持器セグメントを円環状に連ねるように整列させるリング部材とを備え、保持器セグメントおよびリング部材の当接部において、リング部材の保持器セグメントに対する内径方向および外径方向への相対的な移動を規制する。
【００２３】
これにより、保持器セグメントは環状に連なる形状ではなく個々に独立した部材であるため、温度による変形を小さくすることができる。そうすると、温度が変化する環境においても、保持器セグメントがころ等の他部材を強く押すおそれを低減することができるため、ころや保持器の回転不良を防止することができる。したがって、温度が変化する環境においても安定して使用することができる。
【００２４】
また、リング部材と保持器セグメントとの当接部において、リング部材の保持器セグメントに対する径方向への相対的な移動を規制しているため、一体的な環状構造とした保持器セグメントをリング部材によって安定して保つことができる。すなわち、リング部材に対する保持器セグメントの径方向への脱落を防止することができる。したがって、リング部材によって、各保持器セグメントを一体的な環状構造とすることができるために運搬時における取扱いも容易となる。さらに、保持器セグメントは、個々の部材の形状が単純であるため、容易に大量生産することができる。その結果、保持器を安価に製造することができる。
【００２５】
さらに好ましくは、保持器セグメントの間には、熱による変形を許容する隙間が設けられている。これにより、温度の上昇により各保持器セグメントが周方向へ膨張した場合に、この隙間によって隣り合う保持器セグメントが周方向に押し合うことを防ぐことができる。したがって、温度が変化する環境においてもさらに安定して使用することができる。
【００２６】
さらに好ましくは、リング部材を構成する材料の熱膨張係数は、保持器セグメントを構成する材料の熱膨張係数より小さい。たとえば、保持器セグメントは樹脂によって構成されており、リング部材は金属によって構成されていてもよい。
【００２７】
これにより、リング部材の温度の変化による保持器の周方向への膨張を、保持器の外径側に位置する金属製のハウジング、または保持器の内径側に位置する金属製のシャフトとほぼ同等とすることができる。したがって、ころや保持器の回転不良をより効果的に防止することができるため、温度が変化する環境においてもさらに安定して使用することができる。また、保持器セグメントを樹脂製とすることによって、射出成型等により大量生産が容易となる。
【００２８】
さらに好ましくは、保持器セグメントには、リング部材の一部を収容する収容部が設けられている。これにより、リング部材をより安定して保持器セグメントに配置させることができるため、保持器に組み立てた場合に、保持器セグメントがより安定して配置される。
【００２９】
さらに好ましくは、収容部は、保持器セグメントの周方向の一方側端面から他方側端面まで連なって延びている。これにより、保持器を組み立てて環状とした場合に、リング部材がほぼ全周に亘って収容部に収容されるため、保持器セグメントをさらに安定して配置させることができ、保持器の構造をより堅固にすることができる。
【００３０】
さらに好ましくは、収容部は、保持器セグメントの外形を構成する面から凹んだ凹部である。これにより、リング部材を安定して収容部に配置させることができるとともに、保持器の組み立てを容易とすることができる。
【００３１】
さらに好ましくは、凹部の開口部において、開口面積を小さくし、凹部に収容されたリング部材の脱落を防止する脱落防止部がさらに設けられている。これにより、収容部に収容されたリング部材が保持器セグメントから脱落することを容易に防ぐことができる。
【００３２】
一実施形態として、転動体はころである。
【００３３】
この発明の他の局面においては、保持器付きころは、複数のころと、ころを収容するポケットを少なくとも一つ含む複数の保持器セグメントおよび複数の保持器セグメントを円環状に連ねるように整列させるリング部材を有し、保持器セグメントとリング部材との当接部においてリング部材の保持器セグメントに対する内径方向および外径方向への相対的な移動を規制する保持器とを備える。
【００３４】
このような保持器付きころは、上記した保持器を含むため、温度が変化する環境においても安定して使用することができ、且つ安価に製造することが可能である。
【発明の効果】
【００３５】
この発明によれば、保持器セグメントは環状に連なる形状ではなく個々に独立した部材であるため、温度による変形を小さくすることができる。そうすると、温度が変化する環境においても、保持器セグメントがころ等の他部材を強く押すおそれを低減することができるため、ころや保持器の回転不良を防止することができる。したがって、温度が変化する環境においても安定して使用することができる。
【００３６】
また、リング部材と保持器セグメントとの当接部において、リング部材の保持器セグメントに対する径方向への相対的な移動を規制しているため、一体的な環状構造とした保持器セグメントをリング部材によって安定して保つことができる。すなわち、リング部材に対する保持器セグメントの径方向への脱落を防止することができる。したがって、リング部材によって、各保持器セグメントを一体的な環状構造とすることができるために運搬時における取扱いも容易となる。さらに、保持器セグメントは、個々の部材の形状が単純であるため、容易に大量生産することができる。その結果、保持器を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施形態に係る保持器に備えられる金属リングの外観図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る保持器に備えられる保持器セグメントを外径方向から見た図である。
【図３】図２に示す保持器セグメントを図２中の矢印ＩＩＩから見た図である。
【図４】図２に示す保持器セグメントを図２中のＩＶ−ＩＶで切断した断面図である。
【図５】図２に示す保持器セグメントを図２中のＶ−Ｖで切断した断面図である。
【図６】図５中の領域ＶＩを拡大した拡大図である。
【図７】この発明の一実施形態に係る保持器を回転軸線の方向から見た外観図である。
【図８】図７に示す保持器を備えた保持器付きころをシャフトおよびハウジングに組み込んだ場合において、回転軸線Ｏの方向から見た外観図である。
【図９】図８に示した保持器付きころの一部を軸方向から見た拡大図である。
【図１０】この発明の他の実施形態に係る保持器において、図５に相当する断面図である。
【図１１】図１０中の領域ＸＩを拡大した拡大図であって、図６に相当する拡大図である。
【図１２】この発明のさらに他の実施形態に係る保持器において、図５に相当する断面図である。
【図１３】図１２中の領域ＸＩＩＩを拡大した図であって、図６に相当する拡大図である。
【図１４】従来の転動体案内の樹脂製の保持器を備える保持器付きころがハウジングに組み込まれた状態を示す断面図であって、常温時の保持器付きころを軸方向からみて拡大した断面図である。
【図１５】高温時の従来の保持器付きころの断面図であって、図１４に相当する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３９】
まず、図１を用いて、この発明の一実施形態に係る保持器に備えられる金属リング１１について説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る保持器に備えられる金属リング１１の外観図である。
【００４０】
図１を参照して、金属リング１１は、この発明の一実施形態に係る保持器に備えられるリング部材であり、円環状に連なる金属製のリングである。金属リング１１は、冷間圧延鋼等をプレス加工したもので構成されている。この実施形態では、金属リング１１の外径面の断面形状は、後述する所定の径を持つ略円形状である。また、金属リング１１の径は、この実施形態の保持器の径によって適宜に設定される。図１から明らかなように、金属リング１１は非常に単純な形状である。したがって、金属リング１１は、容易に製造することができる。
【００４１】
次に、図２〜図６を用いて、この発明の一実施形態に係る保持器に備えられる保持器セグメント１３について説明する。図２は、この発明の一実施形態に係る保持器に備えられる保持器セグメント１３を外径方向から見た図である。図３は、図２に示す保持器セグメント１３を図２中の矢印ＩＩＩから見た図である。図４は、図２に示す保持器セグメント１３を図２中のＩＶ−ＩＶで切断した断面図である。図５は、図２に示す保持器セグメント１３を図２中のＶ−Ｖで切断した断面図である。図６は、図５中の領域ＶＩを拡大した拡大図である。なお、図２〜図６において、理解の容易の観点から保持器セグメント１３に収容される針状ころ１４を一点鎖線によって示している。また、径方向とは図２において紙面表裏方向を示し、軸方向は図２中の矢印Ｎを示す。周方向とは、保持器が回転中心軸を中心として公転する方向であり、図２中においては矢印Ｍの方向を示す。
【００４２】
図２〜図６を参照して、保持器セグメント１３は、樹脂製であって針状ころ１４を収容するポケット１９を一つ有する。保持器セグメント１３は、ポケット１９の周方向一方側において軸方向に延びる柱部１５と、ポケット１９の周方向他方側において軸方向に延びる柱部１６とを有する。保持器セグメント１３は、柱部１５の軸方向一方端部と、柱部１６の軸方向一方端部とを連結する周方向へ延びる柱部連結部１７を有する。また、保持器セグメント１３は、柱部１５の軸方向他方端部と、柱部１６の軸方向他方端部とを連結する周方向へ延びる柱部連結部１８を有する。すなわち、一対の柱部１５、１６と、一対の柱部連結部１７、１８とによって、ポケット１９が形成されている。
【００４３】
ポケット１９についてより詳細に説明すると、柱部１５における針状ころ１４の転道面５０と対向する面である柱部内壁面２０と、柱部１６における転道面５０と対向する面である柱部内壁面２１とが、ポケット１９の周方向の両壁面を形成している。また、柱部連結部１７における針状ころ１４の端面３６と対向する面である連結部内壁面２２と、柱部連結部１８における針状ころ１４の端面３７と対向する面である連結部内壁面２３とが、ポケット１９の軸方向の両壁面を形成している。柱部内壁面２０、２１は、針状ころ１４の案内面であり、針状ころ１４の転道面５０に沿う円弧面である。
【００４４】
柱部内壁面２０の外径側には、柱部１５から針状ころ１４に向けて周方向へ突出し、且つ軸方向に亘って延在している外径側ころ止め３１が設けられている。同様に、柱部内壁面２１の外径側には、柱部１６から針状ころ１４に向けて周方向へ突出し、且つ軸方向に亘って延在している外径側ころ止め３２が設けられている。柱部内壁面２０の内径側には、柱部１５から針状ころ１４に向けて周方向へ突出し、且つ軸方向に亘って延在している内径側ころ止め３３が設けられている。また、柱部内壁面２１の内径側には、柱部１６から針状ころ１４に向けて周方向へ突出し、且つ軸方向に亘って延在している内径側ころ止め３４が設けられている。なお、針状ころ１４は、外径側ころ止め３１、３２または内径側ころ止め３３、３４の弾性変形を利用して径方向から押し込むようにしてポケット１９内に収容される。
【００４５】
保持器セグメント１３が径方向へ移動すると、外径側ころ止め３１、３２、または内径側ころ止め３３、３４が転道面５０と当接する。これにより、保持器セグメント１３の径方向への移動が規制され、保持器セグメント１３の径方向の位置が安定する。すなわち、この実施形態に係る保持器は、転動体案内の保持器である。
【００４６】
連結部内壁面２２、２３と、保持器セグメント１３の軸方向の両端面である軸方向端面２４、２５は、それぞれ軸方向を法線とする略平行な平面である。保持器セグメント１３の外径面２６および保持器セグメント１３の内径面２７は、それぞれ所定の曲率半径を有する周方向に沿う円弧面であって、軸方向に沿って延在している。
【００４７】
周方向端面２９は、保持器セグメント１３における柱部１５側の周方向の端面である。周方向端面２９は、軸方向に沿うように延在し、且つ保持器の回転中心軸から放射状に延びる平面である。また、周方向端面３０は、保持器セグメント１３における柱部１６側の周方向端面である。周方向端面３０は、軸方向に沿うように延在し、且つ保持器の回転中心軸から放射状に延びる平面である。すなわち、保持器セグメント１３は、図３に示すように、軸方向から見た場合、周方向に沿う所定の曲率半径を有する扇形状となる。
【００４８】
軸方向端面２４における径方向中心部には、軸方向端面２４から柱部連結部１７の軸方向内方側へ向けて凹んだ凹部である収容部２８が設けられている。収容部２８は、周方向に沿うように柱部連結部１７の全幅に亘って延在している凹部である。収容部２８は、軸方向端面２４と略平行な平面であって周方向に沿うように延在する収容部壁面３８と、収容部壁面３８の径方向両端から凹部の開口部へ向けて軸方向に沿って延び、且つ収容部壁面３８とともに周方向へ延在する収容部壁面３９、４０とによって形成されている。
【００４９】
また、収容部２８の軸方向外側へ向けた開口部には、収容部壁面３９から内径方向へ突出する凸部である脱落防止部４１と、収容部壁面４０から外径方向へ突出する凸部である脱落防止部４２が設けられている。脱落防止部４１は、軸方向端面２４から柱部連結部１７の内方側へ軸方向に沿って延び且つ周方向に沿うように延在する平面である脱落防止部端面４３と、脱落防止部端面４３および収容部壁面３９と略直角な角部を形成するように交わる脱落防止部内壁面４５とによって形成されている。脱落防止部４２は、軸方向端面２４から柱部連結部１７の内方側へ軸方向に沿って延び且つ周方向に沿うように延在する平面である脱落防止部端面４４と、脱落防止部端面４４および収容部壁面４０と略直角な角部を形成するように交わる脱落防止部内壁面４６とによって形成されている。脱落防止部４１、４２によって、対向する脱落防止部端面４３と脱落防止部端面４４との間の径方向距離は、収容部壁面３９と収容部壁面４０との間の径方向距離より小さくなっている。
【００５０】
なお、図６において軸方向端面２４から柱部連結部１７の軸方向内方側に向けて凹む収容部２８と、収容部２８の開口部に設けられた脱落防止部４１、４２について説明したが、軸方向端面２５から柱部連結部１７の軸方向内方側に向けて凹む収容部３５についても、保持器セグメント１３の軸方向の中心を基準として収容部２８と対称であるため、上記と同様の形状である。
【００５１】
このように構成された保持器セグメント１３は、形状が単純であるため安価に製造することができる。すなわち、保持器セグメント１３は、従来の樹脂製の保持器のように周方向に複数のポケットを備える一体型の環状部材ではない。したがって、従来の樹脂製の保持器と比べ金型の構造を単純にすることができるため、たとえば射出成型によって保持器セグメント１３を容易に大量生産することができる。
【００５２】
次に、図１〜図７を用いて、この発明の一実施形態に係る保持器４８について説明する。図７は、この発明の一実施形態に係る保持器４８を回転軸線Ｏの方向から見た外観図である。なお、回転軸線Ｏは、保持器４８の回転中心軸線を示し、紙面の表裏方向に延びる線である。
【００５３】
保持器４８は、上記のように、針状ころ１４を収容するポケット１９を一つ有する複数の保持器セグメント１３と、複数の保持器セグメント１３を円環状に連ねるように整列させるリング部材である金属リング１１とを備える。また、保持器セグメント１３の間には後述する所定の隙間４９が設けられている。この実施形態における保持器４８は、１８個の保持器セグメント１３が、二本の金属リング１１によって円環状に連なって整列することにより形成されている。
【００５４】
ここで、この実施形態における保持器４８を組み立てる場合の一例について簡単に説明する。保持器４８を組み立てる場合は、まず、１８個の保持器セグメント１３と、二本の金属リング１１を準備する。次に、金属リング１１のうちの一本を保持器セグメント１３の軸方向端面２４側に設けられている収容部２８に嵌め込む。このときに、金属リング１１を脱落防止部４１、４２に押し当てつつ収容部２８の方向へ向けて押し込む。そして、脱落防止部４１、４２の弾性変形を利用して金属リング１１を収容部２８に収容する。収容部２８に収容された金属リング１１は、収容部壁面３８、収容部壁面３９、収容部壁面４０と、脱落防止部内壁面４５、脱落防止部内壁面４６と当接する。すなわち、収容部２８に収容された金属リング１１は、脱落防止部４１、４２によって軸方向外方側へ脱落することが防止され、金属リング１１は収容部２８の内部に保持される。
【００５５】
同様にして、二本目の金属リング１１を軸方向端面２５側に設けられた収容部３５に嵌め込む。このようにして、一つの保持器セグメント１３が二本の金属リング１１の間に嵌め込まれる。この作業を１８個の保持器セグメント１３において同様に行うことによって、図７に示すような円環状の保持器４８が形成される。
【００５６】
なお、図７に示したように、１８個の保持器セグメント１３が金属リング１１に組み込まれたときに、隙間４９が、ある保持器セグメント１３の間に形成される。すなわち、保持器セグメント１３の周方向の幅寸法および金属リング１１の円周長の寸法は、用いられる軸受の径や針状ころ１４の個数、および上記した隙間４９の幅によって適宜に決定される。
【００５７】
このように構成された保持器４８は製造が容易であるため安価に製造することができる。すなわち、保持器４８に備えられている保持器セグメント１３は、上記のように安価に製造することができ、且つ保持器セグメント１３に金属リング１１を嵌めこむ作業も容易である。したがって、保持器４８を安価に製造することができる。
【００５８】
なお、収容部２８または収容部３５に嵌め込まれた金属リング１１は、収容部２８または収容部３５の内部において固着されていない。したがって、保持器セグメント１３は金属リング１１に対して周方向に相対移動することが可能である。なお、隙間４９は、保持器４８全体としての隙間の幅が一箇所に累積して現れたものを表している。
【００５９】
次に、この発明の一実施形態に係る保持器付きころ５４について説明する。図８は、図７に示す保持器４８を備えた保持器付きころ５４をシャフト５５およびハウジング５６に組み込んだ場合において、回転軸線Ｏの方向から見た外観図である。
【００６０】
図８を参照して、保持器付きころ５４は、転動体としての複数の針状ころ１４と、複数の針状ころ１４を保持する保持器４８とを備える。保持器４８は上記のように、複数の保持器セグメント１３が金属リング１１によって円環状に連ねられて形成される。保持器セグメント１３の間には隙間４９が設けられている。
【００６１】
保持器付きころ５４は、内径側において金属製のシャフト５５を支持しており、針状ころ１４の転道面５０とシャフト５５の外径面５７とが当接する。保持器付きころ５４の外径側には金属製のハウジング５６が配置されており、針状ころ１４の転道面５０とハウジング５６の内径面５８とが当接する。針状ころ１４は、シャフト外径面５７およびハウジング内径面５８を軌道面として周方向に転動する。
【００６２】
この実施形態の場合、保持器付きころ５４は、１８個の保持器セグメント１３と、１８個の針状ころ１４と、２本の金属リング１１を備える。そして、この実施形態における保持器４８は、径方向または軸方向へずれることを抑えることができる。これについて、図６を用いて説明する。
【００６３】
図６を参照して、収容部２８に収容された金属リング１１は、上記のように、収容部壁面３８、３９、４０と、脱落防止部内壁面４５、４６と当接している。ここで、収容部壁面３９、４０が金属リング１１と当接することによって、保持器セグメント１３の径方向への移動が、金属リング１１によって規制される。また、収容部壁面３８および脱落防止部内壁面４５、４６が金属リング１１と当接することによって、保持器セグメント１３の軸方向への移動が、金属リング１１によって規制される。
【００６４】
また、収容部３５に嵌め込まれた金属リング１１によっても上記と同様に保持器セグメント１３の径方向および軸方向への移動が規制される。したがって、より確実に保持器セグメント１３の径方向および軸方向への移動を規制することができる。
【００６５】
このように、金属リング１１と保持器セグメント１３との当接部において、金属リング１１の保持器セグメント１３に対する径方向および軸方向への相対的な移動を規制している。したがって、一体的な環状構造とした保持器セグメント１３を金属リング１１によって安定して保つことができる。さらに、保持器４８および保持器付きころ５４を一体的な環状構造とすることができることから、運搬時における取扱いも容易となる。
【００６６】
この実施形態における保持器４８および保持器付きころ５４は、温度が変化する環境においても安定して使用することができる。これについて以下に説明する。
【００６７】
樹脂および金属はそれぞれの材料に固有の線膨張係数を有する。そして、より大きな線膨張係数を有する材料のほうが、温度の変化によって変形する度合いがより大きくなることが知られている。一般的に、樹脂と金属の線膨張係数を比較した場合、樹脂の線膨張係数のほうが金属よりもはるかに大きい値を示す。すなわち、樹脂の温度による変形の度合いが、金属の温度による変形の度合いを大きく上回ることとなる。また、材料の変形の度合いは、材料の体積に比例することが知られている。
【００６８】
ここで、保持器セグメント１３は、環状に連なる形状ではなく個々に独立した部材であり各保持器セグメントの体積が小さいため、温度による変形を小さくすることができる。したがって、保持器付きころ５４をシャフト５５およびハウジング５６に組み込んだ場合において、温度が変化する環境においても、保持器セグメント１３が針状ころ１４をハウジング内径面５８へ押し当てることを防ぐことができる。また、保持器セグメント１３が径方向へ変形してハウジング内径面５８またはシャフト外径面５７に押し当てられることも防ぐことができる。これにより、針状ころ１４や保持器４８の回転不良を防止することができる。すなわち、温度が変化する環境においても安定して使用することができる。
【００６９】
さらに、この実施形態における保持器４８および保持器付きころ５４は、保持器セグメント１３の間に設けられた隙間４９を有するため、保持器セグメント１３の周方向へ押し合うことを防ぐことができる。これについて図９を用いて説明する。図９は、図８に示した保持器付きころ５４の一部を軸方向から見た拡大図である。
【００７０】
図９を参照して、隣り合う保持器セグメント１３の間には微小な隙間４９が設けられている。上記のように、樹脂および金属は、それぞれ固有の線膨張係数を有し、樹脂の温度による変形の度合いが、金属の温度による変形の度合いを大きく上回る。ここで、温度の上昇によって各保持器セグメント１３が周方向へ膨張した場合に、この隙間４９によって、隣り合う保持器セグメント１３の間において周方向に押し合うことを防ぐ。これにより、温度による保持器４８の周方向への膨張を、金属で構成されている金属リング１１の膨張とほぼ同等にすることが可能となる。すなわち、保持器４８の周方向への膨張を、金属製のシャフト５５およびハウジング５６とほぼ同等とすることが可能となる。したがって、温度が上昇した場合において、保持器セグメント１３が針状ころ１４をハウジング内径面５８へ押し当てることをさらに確実に防ぐことができる。また、保持器セグメント１３が外径方向へ変形しハウジング内径面５８に押し当てられることもさらに確実に防ぐことができる。したがって、針状ころ１４や保持器４８の回転不良を防止することが可能となる。なお、温度が下降した場合において生じる熱収縮に関しても同様に防ぐことができる。すなわち、保持器セグメント１３が針状ころ１４をシャフト外径面５７へ押し当てることや、保持器セグメント１３が内径方向へ変形しシャフト外径面５７に押し当てられることを防ぐことができる。したがって、温度が変化する環境においてもより安定して使用することができる。
【００７１】
また、このように構成された保持器付きころ５４は、上記のように安価に製造することができる保持器４８を備える。したがって、保持器付きころ５４は安価に製造することが可能である。
【００７２】
また、上記のように、金属リング１１によって、保持器セグメント１３が径方向および軸方向へ移動することを規制している。したがって、金属リング１１の外径面１２は収容部２８において収容部壁面３８、収容部壁面３９、収容部壁面４０と、脱落防止部内壁面４５、脱落防止部内壁面４６の全ての面と当接するような直径を有することが望ましい。これにより、上記のような保持器セグメント１３の間における径方向または軸方向へのずれをより効果的に抑えることができる。
【００７３】
また、この実施形態のように、金属リング１１は円環状に連なるリングであることが望ましい。これにより、上記のような保持器セグメント１３に対して働く径方向および軸方向へのずれをさらに強固に抑えることができる。
【００７４】
また、この実施形態のように、収容部２８、３５は、保持器セグメント１３の周方向端面２９から他方側の周方向端面３０まで連なって延びていることが好ましい。これにより、保持器セグメント１３を組み立てて環状とした場合に、金属リング１１が保持器４８のほぼ全周に亘って収容部２８、３５に収容され、各保持器セグメント１３を保持する。したがって、保持器セグメント１３をさらに安定して配置させることができ、保持器４８の構造をより堅固にすることができる。
【００７５】
次に、この発明の他の実施形態に係る保持器５９について図１０および図１１を用いて説明する。図１０は、この発明のさらに他の実施形態に係る保持器５９において、図５に相当する断面図である。図１１は、図１０中の領域ＸＩを拡大した図であって、図６に相当する拡大図である。
【００７６】
図１０および図１１を参照して、この実施形態においては、金属リング１１を収容する収容部６０、６１が、柱部連結部１７、１８における保持器セグメント外径面２６側に設けられている。なお、収容部６０、６１以外の構成については図１〜図７に示した実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００７７】
まず収容部６０について説明すると、収容部６０は、周方向に沿うように柱部連結部１７の全幅に亘って延在している、保持器外径面２６から柱部連結部１７の径方向内方側に凹む凹部である。
【００７８】
収容部６０は、保持器セグメント外径面２６または保持器セグメント内径面２７と略平行な平面であって周方向に沿うように延在する収容部壁面６６と、収容部壁面６６の軸方向両端から凹部の開口部へ向けて外径方向に沿って延び、且つ収容部壁面６６とともに周方向へ沿うように延在する収容部壁面６５、６７とによって形成されている。
【００７９】
また、収容部６０の外径方向へ向けた開口部には、収容部壁面６５から収容部壁面６７へ向けて軸方向へ突出する凸部である脱落防止部６３と、収容部壁面６７から収容部壁面６５へ向けて軸方向へ突出する凸部である脱落防止部６４とが設けられている。
【００８０】
脱落防止部６３は、保持器セグメント外径面２６から柱部連結部１７の内方側へ径方向に沿って延び且つ周方向に沿うように延在する平面である脱落防止部端面６８と、脱落防止部端面６８および収容部壁面６５と略直角な角部を形成するように交わる脱落防止部内壁面７０とによって形成されている。
【００８１】
脱落防止部６４は、保持器セグメント外径面２６から柱部連結部１７の内方側へ径方向に沿って延び且つ周方向に沿うように延在する平面である脱落防止部端面６９と、脱落防止部端面６９および収容部壁面６７と略直角な角部を形成するように交わる脱落防止部内壁面７１とによって形成されている。
【００８２】
脱落防止部６３、６４によって、対向する脱落防止部端面６８と脱落防止部端面６９との間の軸方向距離は、収容部壁面６５と収容部壁面６７との間の軸方向距離より小さくなっている。これにより、収容部６０に収容された金属リング１１が、外径方向へ脱落することが防止される。
【００８３】
なお、図１４を用いて、柱部連結部１７において保持器セグメント外径面２６から径方向内方側に向けて凹む収容部６０と、収容部６０の開口部に設けられた脱落防止部６３、６４について説明したが、柱部連結部１８に設けられた収容部６１についても、保持器セグメント１３の軸方向の中心を基準として収容部６０と対称であるため、上記と同様の形状である。
【００８４】
収容部６０に収容された金属リング１１は、収容部壁面６５、６６、６７、および脱落防止部内壁面７０、７１と当接する。したがって、収容部壁面６６および脱落防止部内壁面７０、７１が金属リング１１と当接することによって、保持器セグメント１３の径方向への移動が金属リング１１によって規制される。また、収容部壁面６５、６７が金属リング１１と当接することによって、保持器セグメント１３の軸方向への移動が金属リング１１によって規制される。
【００８５】
上記のように、この実施形態においては、金属リング１１を収容する収容部６０、６１が、柱部連結部１７、１８の保持器セグメント外径面２６側に形成されている。したがって、上記のような保持器セグメント１３のずれのうち、外径方向へのずれを金属リング１１によってより効果的に防ぐことができる。また、保持器４８を一体的な環状構造とすることができるため、運搬時における取扱いも容易である。
【００８６】
さらに、保持器セグメント１３は形状が単純であるため安価に製造することができる。すなわち、保持器セグメント１３は、従来の樹脂製の保持器のように周方向に複数のポケットを備える一体型の環状部材ではない。したがって、従来の樹脂製の保持器と比べ金型の構造を単純にすることができ、且つ大量生産も容易となる。これにより、保持器５９を安価に製造することが可能となる。
【００８７】
次に、この発明のさらに他の実施形態に係る保持器７４について図１２および図１３を用いて説明する。図１２は、この発明のさらに他の実施形態に係る保持器７４において、図５に相当する断面図である。図１３は、図１２中の領域ＸＩＩＩを拡大した図であって、図６に相当する拡大図である。
【００８８】
図１２および図１３を参照して、この実施形態においては、金属リング１１を収容する収容部７２、７３が、柱部連結部１７、１８における保持器内径面２７側に設けられている。なお、収容部７２、７３以外の構成については図１〜図７に示した実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００８９】
まず収容部７２について説明すると、収容部７２は、周方向に沿うように柱部連結部１７の全幅に亘って延在している、保持器内径面２７から柱部連結部１７の径方向内方側に凹む凹部である。
【００９０】
収容部７２は、保持器セグメント外径面２６または保持器セグメント内径面２７と略平行な平面であって周方向に沿うように延在する収容部壁面７８と、収容部壁面７８の軸方向両端から凹部の開口部へ向けて内径方向に沿って延び、且つ収容部壁面７８とともに周方向へ沿うように延在する収容部壁面７７、７９とによって形成されている。
【００９１】
また、収容部７２の内径方向へ向けた開口部には、収容部壁面７９から収容部壁面７７へ向けて軸方向へ突出する凸部である脱落防止部７５と、収容部壁面７７から収容部壁面７９へ向けて軸方向へ突出する凸部である脱落防止部７６とが設けられている。
【００９２】
脱落防止部７５は、保持器セグメント内径面２７から柱部連結部１７の内方側へ径方向に沿って延び且つ周方向に沿うように延在する平面である脱落防止部端面８０と、脱落防止部端面８０および収容部壁面７９と略直角な角部を形成するように交わる脱落防止部内壁面８２とによって形成されている。
【００９３】
脱落防止部７６は、保持器セグメント内径面２７から柱部連結部１７の内方側へ径方向に沿って延び且つ周方向に沿うように延在する平面である脱落防止部端面８１と、脱落防止部端面８１および収容部壁面７７と略直角な角部を形成するように交わる脱落防止部内壁面８３とによって形成されている。
【００９４】
脱落防止部７５、７６によって、対向する脱落防止部端面８０と脱落防止部端面８１との間の軸方向距離は、収容部壁面７９と収容部壁面７７との間の軸方向距離より小さくなっている。これにより、収容部７２に収容された金属リング１１が、内径方向へ脱落することが防止される。
【００９５】
なお、図１３を用いて、柱部連結部１７において保持器セグメント内径面２７から径方向内方側に向けて凹む収容部７２と、収容部７２の開口部に設けられた脱落防止部７５、７６について説明したが、柱部連結部１８に設けられた収容部７３についても、保持器セグメント１３の軸方向の中心を基準として収容部７２と対称であるため、上記と同様の形状である。
【００９６】
収容部７２に収容された金属リング１１は、収容部壁面７７、７８、７９、および脱落防止部内壁面８２、８３と当接する。したがって、収容部壁面７８および脱落防止部内壁面８２、８３が金属リング１１と当接することによって、保持器セグメント１３の径方向への移動が金属リング１１によって規制される。また、収容部壁面７７、７９が金属リング１１と当接することによって、保持器セグメント１３の軸方向への移動が金属リング１１によって規制される。
【００９７】
上記のように、この実施形態においては、金属リング１１を収容する収容部７２、７３が、柱部連結部１７、１８の保持器セグメント内径面２７側に形成されている。したがって、上記のような保持器セグメント１３のずれのうち、内径方向へのずれを金属リング１１によってより効果的に防ぐことができる。また、保持器４８を一体的な環状構造とすることができるため、運搬時における取扱いも容易である。
【００９８】
さらに、保持器セグメント１３は形状が単純であるため安価に製造することができる。すなわち、保持器セグメント１３は、従来の樹脂製の保持器のように周方向に複数のポケットを備える一体型の環状部材ではない。したがって、従来の樹脂製の保持器と比べ金型の構造を単純にすることができ、且つ大量生産も容易となる。これにより、保持器７４を安価に製造することが可能となる。
【００９９】
なお、上記の実施形態においては、金属リングを収容する収容部が、保持器セグメントの軸方向端面の両側、または保持器セグメント外径面側、または保持器セグメント内径面側に形成されている場合について説明したが、これに限らず、保持器セグメント外径面および保持器セグメント内径面の双方の面に設けられていてもよく、さらに、軸方向端面および保持器セグメント外径面、および保持器セグメント内径面の全ての面に設けられていてもよい。これにより、保持器セグメントの径方向および軸方向へのずれをさらに効果的に抑えることができる。
【０１００】
また、上記の実施形態においては、金属リングは円環状に連なるリングであったが、一部で切断された形状であってもよい。また、金属リングの外径面の断面形状が円形ではなく、矩形、楕円形、または任意の形状であってもよい。円形とする場合には、線材を用いればよい。また、プレス加工や旋削加工の場合には、矩形とすることにより安価に製造することができる。
【０１０１】
また、上記の実施形態においては、隣り合う保持器セグメントの間に微小な隙間が設けられている場合について説明したが、これに限らず、隙間を設けない構成であってもよい。
【０１０２】
また、上記の実施形態においては、保持器セグメントを円環状に連ねるリング部材を金属製の金属リングによって構成したが、これに限らず、樹脂製やゴム製であってもよい。たとえば、熱膨張係数が軸受に用いられる金属と同等の熱膨張係数を有する樹脂や、ガラス繊維強化樹脂またはカーボン繊維強化樹脂等の強化樹脂を用いてもよい。
【０１０３】
リング部材をゴム製とした場合、この発明に係る保持器４８をより大きな径の軸受に適用する場合は、同一部材である保持器セグメント１３と、ゴムリングを準備すれば、ゴムリングの弾性変形を利用することによって、より大きな径の保持器を構成することが可能である。
【０１０４】
すなわち、リング部材をゴム製としたこの発明に係る保持器４８は、保持器４８の径を変更する場合において新規の金型を製造する必要がなく、同一の金型によって製造される保持器セグメント１３の個数を増減させることにより様々の径の保持器に適用することが可能である。すなわち、リング部材をゴム製としたこの発明に係る保持器４８は、容易且つ安価に適用する軸受の径を変更することが可能である。なお、金属製のリングにおいて、径の異なるものを複数準備することによって軸受の径の変更に対応することが可能な構成としてもよい。
【０１０５】
また、上記の実施形態においては、一対の柱部連結部の双方に収容部が設けられている場合について説明したが、これに限らず、柱部連結部または柱部連結部のいずれか一方に収容部が設けられていてもよい。
【０１０６】
また、上記の実施形態においては、収容部が、柱部連結部の軸方向の全幅に亘って連なって設けられている場合について説明したが、収容部が柱部連結部の一部に設けられていてもよい。
【０１０７】
また、上記の実施形態においては、収容部の開口部に脱落防止部が設けられている場合について説明したが、これに限らず、収容部は脱落防止部がない凹部であってもよく、または開口部を持たない貫通孔であってもよい。この場合、上記した一部で切断された金属リングを弾性変形させて、金属リングの端部から順次各保持器セグメントの貫通孔に挿通し、円環状の保持器を形成することができる。
【０１０８】
また、上記の実施形態においては、保持器セグメントの周方向端面が、軸方向に沿うように延在し、且つ保持器の回転中心軸から放射状に延びる平面である場合について説明したが、これに限らず、円弧面や、複数の曲面または平面から構成されていてもよい。
【０１０９】
また、上記の実施形態においては、保持器セグメント外径面と保持器セグメント内径面が、それぞれ所定の曲率半径を有する周方向に沿う円弧面である場合について説明したが、これに限らず、平面または任意の曲面であってもよい。
【０１１０】
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
この発明に係る保持器、および保持器付きころは、大量生産される保持器、保持器付きころに有効に利用される。
【符号の説明】
【０１１２】
１１  金属リング、１３  保持器セグメント、１４，１０２  針状ころ、１５，１６  柱部、１７，１８  柱部連結部、１９，１１１  ポケット、２０，２１  柱部内壁面、２２，２３  連結部内壁面、２４，２５  軸方向端面、２６  保持器セグメント外径面、２７  保持器セグメント内径面、２８，３５，６０，６１，７２，７３  収容部、２９，３０  周方向端面、３１，３２，１１０  外径側ころ止め、３３，３４，１０９  内径側ころ止め、３６，３７  針状ころ端面、３８，３９，４０，６５，６６，６７，７７，７８，７９  収容部壁面、４１，４２，６３，６４，７５，７６  脱落防止部、４３，４４，６８，６９，８０，８１  脱落防止部端面、４５，４６，７０，７１，８２，８３  脱落防止部内壁面、４８，５９，７４，１０３  保持器、４９  隙間、５０，１０７  転道面、５４，１００  保持器付きころ、５５，１０４  シャフト、５６，１０１  ハウジング、５７，１０６  シャフト外径面、５８，１０５  ハウジング内径面、１０８  側壁面。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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