(57)【要約】【課題】ポケット内における潤滑性を向上させることのできるラジアル玉軸受用保持器及びラジアル玉軸受を提供する。【解決手段】ラジアル玉軸受用保持器２０は、ラジアル玉軸受の軌道面間に配置される複数の玉を転動自在に保持するために全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所にポケット１８を設け、各ポケットは玉５が押し込まれる開口部Ｔと、玉が位置する凹面部２９と、を有し、開口部の両端近傍に一対の爪状部１６ａ，１６ｂを設けたものであって、凹面部は、開口部と対向する底面側に球状に形成された第１球状凹面部２１と、爪状部側に球状に形成された第２球状凹面部２３と、第１球状凹面部と第２球状凹面部との間に玉の転動中心軸を中心として円筒状に形成された円筒状凹面部２２と、を備え、爪状部の肉厚βが凹面部の全体が球状凹面に形成された場合の爪状部の肉厚αよりも小さい。【選択図】図２
2008261483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアル玉軸受の軌道面間に配置される複数の玉を転動自在に保持するために全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所にポケットを設け、前記各ポケットは前記玉が押し込まれる開口部と、前記玉が位置する凹面部と、を有し、前記開口部の両端近傍に一対の爪状部を設けたラジアル玉軸受用保持器であって、
前記凹面部は、前記開口部と対向する底面側に球状に形成された第１球状凹面部と、前記爪状部側に球状に形成された第２球状凹面部と、前記第１球状凹面部と前記第２球状凹面部との間に前記玉の転動中心軸を中心として円筒状に形成された円筒状凹面部と、を備え、
前記爪状部の肉厚が前記凹面部の全体が球状凹面に形成された場合の爪状部の肉厚よりも小さくなっていることを特徴とするラジアル玉軸受用保持器。
【請求項２】
前記第１球状凹面部及び前記第２球状凹面部は、前記ポケット内の玉の中心を略中心とする半径をそれぞれ有する請求項１に記載のラジアル玉軸受用保持器。
【請求項３】
前記第１球状凹面部及び前記第２球状凹面部は、前記ポケット内の玉の中心からずれた位置を中心とする半径をそれぞれ有する請求項１に記載のラジアル玉軸受用保持器。
【請求項４】
耐熱性材料から構成された請求項１乃至３のいずれか１項に記載のラジアル玉軸受用保持器。
【請求項５】
外周面に内輪軌道面を有する内輪と内周面に外輪軌道面を有する外輪とを互いに同心に配置し、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラジアル玉軸受用保持器を用いて複数の玉を保持し、軸受内部に潤滑剤を充填したことを特徴とするラジアル玉軸受。
【請求項６】
前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面の少なくとも一方の溝半径（ｒ’）と前記玉の直径（Ｄ）との半径比（ｒ’／Ｄ）が５２％以下である請求項５に記載のラジアル玉軸受。
【請求項７】
前記潤滑剤としてグリースを充填し、
前記グリースの調度が２００乃至２８０の範囲内にある請求項５または６に記載のラジアル玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の玉を転動自在に保持するために全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所にポケットを設けたラジアル玉軸受用保持器及びラジアル玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジアル玉軸受は各種回転機械装置で回転軸等を支持する軸受部に広く使用されているが、このラジアル玉軸受の従来例の概略的構成を図３に示す（下記特許文献１，２，３参照）。図３のラジアル玉軸受１０は、外周面に内輪軌道面１を形成した内輪２と、内周面に外輪軌道面３を形成した外輪４とを同心的に配置し、内輪軌道面１と外輪軌道面３との間に複数個の玉５を転動自在に設けて構成されている。複数個の玉５は保持器６により転動自在に保持されている。図４に図３の保持器６の斜視図を示す。
【０００３】
図４に示すように、保持器６は、円環状の冠型に構成されており、樹脂から射出成形により製造され、従来の金属からプレス成形で製造された波型保持器の代わりに用いられるようになっている（下記特許文献１，２，３参照）。図４の冠型保持器６は、円環状の主部１７の円周方向の複数個所に玉５（図３）を転動自在に保持するように設けられたポケット１８と、ポケット１８の両側に設けられた弾性変形可能な一対の弾性片１６ａ、１６ｂと、を複数組有する。各ポケット１８は、主部１７に互いに間隔をあけて配置された一対の弾性片１６ａ、１６ｂの片側面と、一対の弾性片１６ａと１６ｂとの間に設けられた凹面部１９と、からほぼ全体が球面状に構成されている。各ポケット１８の図の上部には一対の弾性片１６ａ、１６ｂ間に開口部Ｔが形成される。
【０００４】
図４の冠型保持器６を用いて図３のようなラジアル玉軸受を組み立てる場合、玉５を、ポケット１８の爪状の一対の弾性片（爪状部）１６ａ、１６ｂの先端縁同士の間隔を弾性的に押し広げて弾性片１６ａ、１６ｂの間の開口部Ｔから押し込むようにして挿入する。このように、冠型保持器６は各ポケット１８内に各玉５を抱き込むことで、玉５を内輪軌道面１と外輪軌道面３との間（図３）で転動自在に保持する。
【０００５】
上述のように、従来のラジアル玉軸受の保持器は、金属製の波型保持器やポケットが単一の球面で成形された樹脂製の円環状の冠型保持器が使われることが一般的であった。
【特許文献１】特許第３７４４６６３号公報
【特許文献２】特許第３０３５７６６号公報
【特許文献３】特開２００５−１３３８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５に図４のV-V線方向に切断してみた保持器６のポケットの要部断面を示すが、この保持器６では、ポケット１８の凹面部１９が球状凹面となっているので、軸受内部に充填されたグリース等の潤滑剤が溜まり難く、ポケット１８内において凹面部１９と玉５との間の潤滑性が低下するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、ポケット内における潤滑性を向上させることのできるラジアル玉軸受用保持器及びラジアル玉軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によるラジアル玉軸受用保持器は、ラジアル玉軸受の軌道面間に配置される複数の玉を転動自在に保持するために全体を円環状に形成して円周方向の複数箇所にポケットを設け、前記各ポケットは前記玉が押し込まれる開口部と、前記玉が位置する凹面部と、を有し、前記開口部の両端近傍に一対の爪状部を設けたラジアル玉軸受用保持器であって、前記凹面部は、前記開口部と対向する底面側に球状に形成された第１球状凹面部と、前記爪状部側に球状に形成された第２球状凹面部と、前記第１球状凹面部と前記第２球状凹面部との間に前記玉の転動中心軸を中心として円筒状に形成された円筒状凹面部と、を備え、前記爪状部の肉厚が前記凹面部の全体が球状凹面に形成された場合の爪状部の肉厚よりも小さくなっていることを特徴とする。
【０００９】
このラジアル玉軸受用保持器によれば、ラジアル玉軸受に用いられたとき、玉が位置するポケットの凹面部を、底面側の第１球状凹面部と爪状部側の第２球状凹面部とそれらの中間の円筒状凹面部とから構成したので、軸受内部に充填されたグリース等の潤滑剤がポケット内の凹面部と玉との間に溜まり易くなって、ポケット内における潤滑性が向上するとともに、爪状部の肉厚を凹面部の全体が球状凹面に形成された場合の爪状部の肉厚よりも小さく構成し、爪状部が凹面部全体が球状凹面の場合よりも薄くなるので、保持器の成形時に離型がし易くなり離型性が向上し、また、軸受の組立時に玉を保持器の開口部から一対の爪状部間に押し込み易くなり、軸受の組立性が向上する。
【００１０】
上記ラジアル玉軸受用保持器において、前記第１球状凹面部及び前記第２球状凹面部は、前記ポケット内の玉の中心を略中心とする半径をそれぞれ有するように構成できる。
【００１１】
また、前記第１球状凹面部及び前記第２球状凹面部は、前記ポケット内の玉の中心からずれた位置を中心とする半径をそれぞれ有するように構成してもよい。
【００１２】
また、上記ラジアル玉軸受用保持器を耐熱性材料から構成することで、軸受が高温用途の場合に対応可能となる。高温用の保持器材料として用いられることの多いＰＰＳ材、ＰＥＥＫ材、カーボン材等の耐熱性材料は割れ易い材質であるが、かかる耐熱性材料からなる高温用の保持器であっても、軸受の組立時に玉を一対の爪状部間に押し込み易く爪状部に加わる力が小さくなるので、軸受組立時の保持器の爪状部における割れを防止することができる。
【００１３】
本発明によるラジアル玉軸受は、外周面に内輪軌道面を有する内輪と内周面に外輪軌道面を有する外輪とを互いに同心に配置し、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に、上述のラジアル玉軸受用保持器を用いて複数の玉を保持し、軸受内部に潤滑剤を充填したことを特徴とする。
【００１４】
このラジアル玉軸受によれば、上記ラジアル玉軸受用保持器を用いることで、玉が位置するポケットの凹面部を、底面側の第１球状凹面部と爪状部側の第２球状凹面部とそれらの中間の円筒状凹面部とから構成したので、軸受内部に充填されたグリース等の潤滑剤がポケット内の凹面部と玉との間に溜まり易くなって、ポケット内における潤滑性が向上するとともに、爪状部の肉厚を凹面部の全体が球状凹面に形成された場合の爪状部の肉厚よりも小さく構成し、爪状部が凹面部全体が球状凹面の場合よりも薄くなるので、保持器の成形時に離型がし易くなり離型性が向上し、また、軸受の組立時に玉を保持器の開口部から一対の爪状部間に押し込み易くなり、組立性が向上する。
【００１５】
上記ラジアル玉軸受において前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面の少なくとも一方の溝半径（ｒ’）と前記玉の直径（Ｄ）との半径比（ｒ’／Ｄ）が５２％以下であることが好ましい。これにより、内輪軌道面及び／又は外輪軌道面において玉と接触する面積が大きくなり、軌道面の溝上の応力が小さくなるので、軸受の高負荷化を実現できる。
【００１６】
また、前記潤滑剤としてグリースを充填し、前記グリースの調度（グリースの粘度を示す指標）が２００乃至２８０の範囲内にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のラジアル玉軸受用保持器及びラジアル玉軸受によれば、ポケット内における潤滑性が向上できるとともに、保持器の成形時の離型性及び軸受の組立性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
〈第１の実施の形態〉
図１は第１の実施の形態によるラジアル玉軸受用保持器の要部を上面からみた図である。図２は図１のラジアル玉軸受用保持器を図４のV-V線方向と同様の方向に切断してみた要部断面図である。
【００２０】
図１，図２の本実施の形態による保持器２０は、全体を円環状に形成して円周方向に複数のポケット１８を設けた冠型保持器であり、全体形状が図４の保持器と略同一であり、図３のようなラジアル玉軸受に用いられるので、図４と対応する部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
図１，図２に示すように、保持器２０は、外周部２７と内周部２８との間の円環状の主部１７の円周方向に等間隔に形成された複数のポケット１８を備え、各ポケット１８は軸受組み立て時に玉５が押し込まれる開口部Ｔと、押し込まれた玉５が位置し保持される凹面部２９と、を有する。
【００２２】
図１，図２のように、ポケット１８の凹面部２９は、図の下方の開口部Ｔと対向する底部側に設けられ玉５の中心Ｏを中心とした半径Ｒ１（Ｒ１＞ｒ（ｒ：玉５の半径））を有する第１球状凹面部２１と、図の上方に開口部Ｔの両側の爪状部１６ａ、１６ｂの近傍に設けられ玉５の中心Ｏを中心とした半径Ｒ２（Ｒ２＞ｒ）を有する第２球状凹面部２３，２３と、第１球状凹面部２１と第２球状凹面部２３，２３との各中間部分に設けられ玉５の転動中心軸ｖを中心とする円筒面状に構成された円筒状凹面部２２，２２と、を備える。
【００２３】
一対の爪状部１６ａ、１６ｂは、図２，図４のように、ポケット１８の両側において円環状の主部１７の柱状部分の表面２６からポケット１８側にやや傾斜して曲面状に立ち上がるようにして構成されている。
【００２４】
爪状部１６ａ、１６ｂのポケット１８側の各片側面は、凹面部２９の一部を構成し、第２球状凹面部２３と円筒状凹面部２２の一部が位置している。すなわち、第２球状凹面部２３と円筒状凹面部２２とがつながる連結部２５が爪状部１６ａ、１６ｂのポケット１８側の各片側面に位置している。
【００２５】
ポケット１８の全体形状が図５のような球状の凹面部１９（図２に破線で示す）である場合と比べて、図１，図２では、ポケット１８の凹面部２９を第１球状凹面部２１，円筒状凹面部２２，第２球状凹面部２３から構成し、爪状部１６ａ、１６ｂを全体的に薄く構成しており、例えば、図２のように、第２球状凹面部２３と円筒状凹面部２２との連結部２５における水平方向の肉厚βは、図２の破線の球状の凹面部１９の水平方向の肉厚αよりも小さくなっている（β＜α）。
【００２６】
以上のように、図１，図２のラジアル玉軸受用保持器２０によれば、図３と同様のラジアル玉軸受に用いられ、ポケット１８の凹面部２９が第１球状凹面部２１，円筒状凹面部２２，第２球状凹面部２３から構成されているので、軸受内部に充填されたグリース等の潤滑剤がポケット１８内の凹面部１９と玉５との間に溜まり易くなって、ポケット１８内における潤滑性が向上する。
【００２７】
更に、保持器２０の爪状部１６ａ、１６ｂが全体的に薄く構成されて、標準の球面状の凹面部１９からなるポケット１８（図５）の場合に比べて爪状部１６ａ、１６ｂの肉厚が薄くなるので、保持器２０を樹脂から成形金型により成形したときの離型がし易くなり、離型性が向上し、また、軸受の組立時に玉５を保持器２０の開口部Ｔから一対の爪状部１６ａ、１６ｂ間に押し込む際の弾性変形がし易くなり、軸受の組立性が向上する。
【００２８】
また、保持器２０を用いるラジアル玉軸受が高温用途である場合、保持器２０も高温用の耐熱性材料から構成され、このような高温用として使用されることが多いＰＰＳ材、ＰＥＥＫ材、カーボン材等の耐熱性材料は割れ易い材質であるが、上述のように構成することで、玉５を保持器２０のポケット１８内に押し込む際に爪状部１６ａ、１６ｂに加わる力が少なくてすむので、軸受組立時の保持器２０の爪状部１６ａ，１６ｂにおける割れ防止に効果を発揮する。
【００２９】
〈第２の実施の形態〉
図７は第２の実施の形態によるラジアル玉軸受（半径比が５２％以下の場合の各軌道輪と玉を示す）の断面図（ａ）及び従来のラジアル玉軸受（半径比が５２％を超えた場合の各軌道輪と玉を示す）の断面図（ｂ）である。なお、図７では、説明の便宜上、保持器の図示を省略している。
【００３０】
図１，図２の保持器２０は複数の玉５を各ポケット１８に保持してラジアル玉軸受に組み込まれる。すなわち、図７（ａ）に示すように、本実施の形態によるラジアル玉軸受５０は、外輪軌道面５１を有する外輪４と、内輪軌道面５２を有する内輪２と、複数個の玉５と、各玉５を各ポケット１８内に転動自在に均等位置に保持する保持器２０と、を備え、内輪軌道面５２と外輪軌道面５１との間に複数個の玉５を転動自在に配置したものである。
【００３１】
また、図７（ａ）のラジアル玉軸受５０において、内輪２の内輪軌道面５２は、溝半径ｒ５２を有する溝状となっており、溝半径ｒ５２と玉５の直径Ｄとの半径比 （ｒ５２／Ｄ）が５２％以下である。同様に、外輪４の外輪軌道面５１は、溝半径ｒ５１を有する溝状となっており、溝半径ｒ５１と玉５の直径Ｄとの半径比 （ｒ５１／Ｄ）が５２％以下である。
【００３２】
上述のように、本実施の形態によるラジアル玉軸受５０では、内輪２の内輪軌道面５２の溝半径ｒ５２及び外輪４の外輪軌道面５１の溝半径ｒ５１と玉５の直径との各半径比（ｒ５２／Ｄ，ｒ５１／Ｄ）を、図７（ｂ）のような従来の場合に適用される５２％よりも小さくすることで、玉５が接触する軌道面５１，５２の溝上の応力を小さくしている。
【００３３】
すなわち、図７（ｂ）の場合は内輪軌道面１の溝半径ｒ１１と玉５の直径Ｄとの半径比 （ｒ１１／Ｄ）が５２％を超え、同様に外輪軌道面３の溝半径ｒ１３と玉５の直径Ｄとの半径比 （ｒ１３／Ｄ）が５２％を超える。このため、各軌道面１，３において玉５と接触する面積が小さくなることから、各軌道面１，３の溝上の応力が大きくなってしまうのに対し、本実施の形態の図７（ａ）によれば、各半径比（ｒ５２／Ｄ，ｒ５１／Ｄ）が５２％以下であり、内輪軌道面５２及び外輪軌道面５１において玉５と接触する面積が大きくなることから、軌道面５１，５２の溝上の応力が小さくなる。このため、本実施の形態のラジアル玉軸受５０は、適用される軸受装置において高い負荷が可能となって高負荷化を達成できる。
【００３４】
なお、上述の各半径比（ｒ５２／Ｄ，ｒ５１／Ｄ）は、５０％以上であることが好ましい。
【００３５】
図７（ａ）のラジアル玉軸受５０は、その軸受内部に潤滑剤が充填されて使用されるが、潤滑剤としてグリースを用いることが好ましく、この場合、グリースの調度（グリースの粘度を示す指標）が２００乃至２８０の範囲内にあることが好ましい。このように比較的硬いグリースを潤滑剤として使用する場合、保持器のポケット形状が単一の球面状である場合、軸受使用中にグリースがポケットから一度外に押し出されると、なかなかポケット内に戻り難く、保持器において潤滑不良が発生し易くなってしまうが、本実施の形態のラジアル玉軸受５０によれば、図２のように保持器２０のポケット１８と玉５との間において、球状凹面部２１と円筒状凹面２２，２２との境界近傍及び円筒状凹面２２，２２と球状凹面部２３，２３との境界近傍にグリース溜まり部Ａ，Ｂがそれぞれ形成され、グリースがグリース溜まり部Ａ，Ｂに保持され、ポケット１８から外に押し出され難くなり、また、外に押し出されてもポケット１８内に戻り易くなるから、グリースによる潤滑性能を発揮し維持することができる。なお、後述の図６においても同様にグリース溜まり部Ａ’，Ｂ’がそれぞれ形成され、同様にしてグリースによる潤滑性能を発揮し維持することができる。
【００３６】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図６のように、第１球状凹面部２１について半径Ｒ１の中心を玉５の中心ＯからＯ１にずらして半径Ｒ１よりも大きい半径Ｒ３とするとともに、第２球状凹面部２３，２３について半径Ｒ２の中心を玉５の中心ＯからＯ２にずらして半径Ｒ２よりも大きい半径Ｒ４としてもよい。図６の場合も、ポケット１８の全体形状が図５のような球状の凹面部１９（図６に破線で示す）である場合と比べて、爪状部１６ａ、１６ｂが全体的に薄く構成されており、第２球状凹面部２３と円筒状凹面部２２との連結部３５における水平方向の肉厚γは、図６の破線の球状の凹面部１９の水平方向の肉厚αよりも小さい（γ＜α）。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施の形態によるラジアル玉軸受用保持器の要部を上面からみた図である。
【図２】図１のラジアル玉軸受用保持器を図４のV-V線方向と同様の方向に切断してみた要部断面図である。
【図３】従来のラジアル玉軸受の内部構成を概略的に示すために一部を破断した斜視図である。
【図４】図３のラジアル玉軸受に配置可能な従来の樹脂製の冠型保持器を示す斜視図である。
【図５】図４のV-V線方向に切断してみた保持器のポケットの要部断面図である。
【図６】図１，図２の保持器の変形例を示す図であって、図２と同様の図である。
【図７】第２の実施の形態によるラジアル玉軸受（半径比が５２％以下の場合の各軌道輪と玉を示す）の断面図（ａ）及び従来のラジアル玉軸受（半径比が５２％を超えた場合の各軌道輪と玉を示す）の断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００３８】
２ 内輪
４ 外輪
５ 玉
５０ ラジアル玉軸受
５１ 外輪軌道面
５２ 内輪軌道面
１６ａ，１６ａ 弾性片、爪状部
１８ ポケット
１９ 凹面部
２０ ラジアル玉軸受用保持器、保持器
２１ 第１球状凹面部
２２ 円筒状凹面部
２３ 第２球状凹面部
２５，３５ 連結部
２９ ポケットの凹面部
α 凹面部が球状面の場合の爪状部の肉厚
β 図２の場合の爪状部の肉厚
γ 図６の場合の爪状部の肉厚
Ｔ 開口部
ｖ 転動中心軸
Ｄ 玉５の直径
ｒ５２ 内輪軌道面５２の溝半径
ｒ５１ 外輪軌道面５１の溝半径
Ａ，Ｂ，Ａ’，Ｂ’ グリース溜まり部
【図１】
2008261483.tif 000003
【図２】
2008261483.tif 000004
【図３】
2008261483.tif 000005
【図４】
2008261483.tif 000006
【図５】
2008261483.tif 000007
【図６】
2008261483.tif 000008
【図７】
2008261483.tif 000009