(57)【要約】【課題】少なくとも一方の軌道面の溝半径と玉の直径との半径比が５２％以下として溝上の応力を低減するとともに、軸受軌道面における潤滑不良や保持器音の発生を起こすことなく回転可能なラジアル玉軸受及びラジアル玉軸受用保持器を提供する。【解決手段】このラジアル玉軸受は、内輪軌道面と外輪軌道面との間に保持器を用いて複数の玉５を保持し、保持器２０は、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、内輪軌道面及び外輪軌道面の少なくとも一方の溝半径ｒと玉の直径Ｄとの半径比ｒ／Ｄが５２％以下であり、保持器のポケットの凹面部２９は、開口部Ｔ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、開口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ｖを中心として円筒状に形成されたアキシャル円筒状凹面部２２と、を備え、第１球状凹面部、第２球状凹面部とアキシャル円筒状凹面部との各境界部分の近傍に潤滑剤溜まり部Ａ，Ｂを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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保持器を用いて複数の玉を保持し、
前記保持器は、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、を有するラジアル玉軸受であって、
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％以下であり、
前記保持器の前記凹面部は、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、前記開口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アキシャル円筒状凹面部と、を備え、
前記第１球状凹面部と前記アキシャル円筒状凹面部との境界部分の近傍、及び、前記第２球状凹面部と前記アキシャル円筒状凹面部との境界部分の近傍に、軸受内部に充填された潤滑剤を保持する潤滑剤溜まり部を有することを特徴とするラジアル玉軸受。
【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。
【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。
【請求項４】
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１，２または３に記載のラジアル玉軸受。
【請求項５】
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、を有するラジアル玉軸受用保持器であって、
少なくとも一方の前記軌道面の溝半径（ｒ’）と前記玉の直径（Ｄ）との半径比（ｒ’／Ｄ）が５２％以下であり、
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、前記開口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アキシャル円筒状凹面部と、を備え、
前記第１球状凹面部と前記アキシャル円筒状凹面部との境界部分の近傍、及び、前記第２球状凹面部と前記アキシャル円筒状凹面部との境界部分の近傍に、軸受内部に充填された潤滑剤を保持する潤滑剤溜まり部を有することを特徴とするラジアル玉軸受用保持器。
【請求項６】
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５に記載のラジアル玉軸受用保持器。
【請求項７】
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５に記載のラジアル玉軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道面間に配置される複数の玉を転動自在に保持する保持器を有するラジアル玉軸受及びラジアル玉軸受用保持器に関する。
【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の保持器６のV-V線方向に切断してみた要部断面図を示す。軸受の高負荷化達成のために軌道面１，３の溝半径と玉５の直径との半径比（図１参照）を通常適用される５２％より小さくし、玉５が接触する軌道面１，３の溝上の応力を下げる工夫を使用条件に合わせて実施しようとする場合、次のような問題がある。
【０００７】
すなわち、図４のような従来の樹脂製の保持器６は、そのポケット１８が図５のように玉５の中心Ｏを中心とする半径Ｒ０の球面形状であるため、上述のように、半径比が５２％以下であると、玉５の転動により軌道面１，３の溝からグリース等の潤滑剤が押し出されてしまい、その潤滑剤を保持器６内で保持することができず、軌道面１，３の潤滑が不十分になり保持器音の発生、軌道面や転動面での表面剥離、玉の焼付き等を起こすおそれが生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、少なくとも一方の軌道面の溝半径と玉の直径との半径比が５２％以下として溝上の応力を低減するとともに、軸受の軌道面における潤滑不良や保持器音の発生を起こすことなく回転可能なラジアル玉軸受及びラジアル玉軸受用保持器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】
【０００９】
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、保持器を用いて複数の玉を保持し、前記保持器は、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、を有するラジアル玉軸受であって、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％以下であり、前記保持器の前記凹面部は、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、前記開口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アキシャル円筒状凹面部と、を備え、前記第１球状凹面部と前記アキシャル円筒状凹面部との境界部分の近傍、及び、前記第２球状凹面部と前記アキシャル円筒状凹面部との境界部分の近傍に、軸受内部に充填された潤滑剤を保持する潤滑剤溜まり部を有することを特徴とする。
【００１０】
このラジアル玉軸受によれば、少なくとも一方の軌道面の溝半径ｒ’と玉の直径Ｄとの半径比ｒ’／Ｄを５２％以下として溝上の応力を低減し、軸受の高負荷化を達成するとともに、アキシャル円筒状凹面部の両端側の潤滑剤溜まり部にグリース等の潤滑剤を保持でき、玉は常に潤滑剤に覆われ、上記半径比が５２％以下であるために玉の転動により軌道面の溝から押し出された潤滑剤も保持器のポケットに溜まり、玉を通じて軌道面へ再び流れ込むことができるので、軸受の潤滑性能が向上し、軸受の軌道面における潤滑不良や保持器音の発生を起こすことなく回転することができる。
【００１１】
上記ラジアル玉軸受において、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。
【００１２】
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有するように構成できる。
【００１３】
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が２００乃至２８０の範囲内にあることが好ましい。
【００１４】
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、を有するラジアル玉軸受用保持器であって、少なくとも一方の前記軌道面の溝半径（ｒ’）と玉直径（Ｄ）との半径比（ｒ’／Ｄ）が５２％以下であり、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、前記開口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アキシャル円筒状凹面部と、を備え、前記第１球状凹面部と前記アキシャル円筒状凹面部との境界部分の近傍、及び、前記第２球状凹面部と前記アキシャル円筒状凹面部との境界部分の近傍に、軸受内部に充填された潤滑剤を保持する潤滑剤溜まり部を有することを特徴とする。
【００１５】
このラジアル玉軸受用保持器によれば、ラジアル玉軸受において、少なくとも一方の軌道面の溝半径ｒ’と玉の直径Ｄとの半径比ｒ’／Ｄを５２％以下として溝上の応力を低減し、軸受の高負荷化を達成するとともに、アキシャル円筒状凹面部の両端側の潤滑剤溜まり部にグリース等の潤滑剤を保持でき、玉は常に潤滑剤に覆われ、上記半径比が５２％以下であるために玉の転動により軌道面の溝から押し出された潤滑剤も保持器のポケットに溜まり、玉を通じて軌道面へ再び流れ込むことができるので、軸受の潤滑性能が向上し、軸受の軌道面における潤滑不良や保持器音の発生を起こすことなく回転することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
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できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のラジアル玉軸受及びラジアル玉軸受用保持器によれば、少なくとも一方の軌道面の溝半径と玉の直径との半径比が５２％以下として溝上の応力を低減し軸受の高負荷化を達成するとともに、軸受の潤滑性能が向上し、軌道面における潤滑不良や保持器音の発生を起こすことなく回転できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。図１は本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。図２は本実施の形態によるラジアル玉軸受の保持器を図４のV-V線方向と同様の方向で切断してみた要部断面図である。なお、図１では、説明の便宜上、保持器の図示を省略している。
【００２０】
図１，図２の本実施の形態によるラジアル玉軸受３０は図３と基本的構造が同一であり、図３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。また、ラジアル玉軸受３０に用いられるラジアル玉軸受用保持器２０は、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（ａ）に示すように、本実施の形態によるラジアル玉軸受３０は、内輪２の内輪軌道面３１は、溝半径ｒ３１を有する溝状となっており、溝半径ｒ３１と玉５の直径Ｄとの半径比 （ｒ３１／Ｄ）が５２％以下である。同様に、外輪４の外輪軌道面３３は、溝半径ｒ３３を有する溝状となっており、溝半径ｒ３３と玉５の直径Ｄとの半径比 （ｒ３３／Ｄ）が５２％以下である。
【００２２】
上述のように、本実施の形態によるラジアル玉軸受３０では、内輪２の内輪軌道面３１の溝半径ｒ３１及び外輪４の外輪軌道面３３の溝半径ｒ３３と玉５の直径との各半径比（ｒ３１／Ｄ，ｒ３３／Ｄ）を、図１（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３１，３３の溝上の応力を小さくしている。
【００２３】
すなわち、図１（ｂ）の場合は内輪軌道面１の溝半径ｒ１と玉５の直径Ｄとの半径比 （ｒ１／Ｄ）が５２％を超え、同様に外輪軌道面３の溝半径ｒ３と玉５の直径Ｄとの半径比 （ｒ３／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１（ａ）によれば、各半径比（ｒ３１／Ｄ，ｒ３３／Ｄ）が５２％以下であり、内輪軌道面３１及び外輪軌道面３３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３１，３３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３０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。
【００２４】
なお、上述の各半径比（ｒ３１／Ｄ，ｒ３３／Ｄ）は、５０％以上であることが好ましい。
【００２５】
次に、図２を参照して図１（ａ）のラジアル玉軸受３０に用いられる保持器２０について説明する。
【００２６】
図２，図４に示すように、保持器２０は、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。
【００２７】
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アキシャル円筒状凹面部２２，２２と、を備える。
【００２８】
図２のように、第１球状凹面部２１とアキシャル円筒状凹面部２２との境界部分の近傍には、軸受内部に充填された潤滑剤を保持する潤滑剤溜まり部Ａが形成され、また、第２球状凹面部２３とアキシャル円筒状凹面部２２との境界部分の近傍には、軸受内部に充填された潤滑剤を保持する潤滑剤溜まり部Ｂが形成される。
【００２９】
以上のように、図２の保持器２０を備えるラジアル玉軸受３０によれば、高負荷化を達成することができるとともに、軸受内部に充填された潤滑剤が図２の保持器２０の潤滑剤溜まり部Ａ，Ｂに保持されることにより、玉５が常に潤滑剤に覆われ、更に、上記半径比（ｒ３１／Ｄ，ｒ３３／Ｄ）が５２％以下であるために玉５の転動により軌道面３１，３３の溝から押し出された潤滑剤も保持器２０のポケット１８に溜まり、玉５を通じて軌道面３１，３３へ再び流れ込むことができるので、軸受の潤滑性能が向上し、軌道面３１，３３における潤滑不良や保持器音の発生を起こすことなく回転できる。また、軌道面３１，３３や玉５の転動面での表面剥離、玉５の焼付き等の発生を防止できる。
【００３０】
なお、図２，図４のような保持器２０は、成形金型を用いて樹脂により射出成形を行うことで製造できる。
【００３１】
また、図２において、各ポケット１８とそれに隣り合うポケット１８との間の主部１７には、いわゆる肉盗み部が形成されており、空洞２６となっている。
【００３２】
図１（ａ）のラジアル玉軸受３０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３０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、潤滑剤溜まり部Ａ，Ｂがそれぞれ形成され、グリースが潤滑剤溜まり部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、保持器２０を後述の図６の構成としてもよく、グリースが潤滑剤溜まり部Ａ’，Ｂ’に保持されるので、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。
【００３３】
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、図２の第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において、第１球状凹面部２１とアキシャル円筒状凹面部２２との境界部分の近傍には、軸受内部に充填された潤滑剤を保持する潤滑剤溜まり部Ａ’が形成され、また、第２球状凹面部２３とアキシャル円筒状凹面部２２との境界部分の近傍には、軸受内部に充填された潤滑剤を保持する潤滑剤溜まり部Ｂ’が形成される。潤滑剤溜まり部Ａ’，Ｂ’は、図２と同様に、軸受内部に充填された潤滑剤を保持することができる。
【００３４】
また、図６において、第１球状凹面部２１の中心Ｏ１と半径Ｒ３の少なくとも一方、及び／又は、第２球状凹面部２３の中心Ｏ２と半径Ｒ４の少なくとも一方、及び／又は、アキシャル円筒状凹面部２２の転動中心軸ｖを中心とする半径を適宜変えることで、潤滑剤溜まり部Ａ’，Ｂ’のボリュームを適宜変更することができ、潤滑剤溜まり部Ａ’，Ｂ’における潤滑剤の保持量を調整可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本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。
【図２】本実施の形態によるラジアル玉軸受の保持器を図４のV-V線方向と同様の方向で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。
【符号の説明】
【００３６】
１ 内輪軌道面
２ 内輪
３ 外輪軌道面
４ 外輪
５ 玉
１８ ポケット
２０ ラジアル玉軸受用保持器、保持器
２１ 第１球状凹面部
２２ アキシャル円筒状凹面部
２３ 第２球状凹面部
２９ ポケット
２９ 凹面部
３０ ラジアル玉軸受
３１ 内輪軌道面、軌道面
３３ 外輪軌道面、軌道面
Ａ，Ｂ 潤滑剤溜まり部
Ａ’，Ｂ’ 潤滑剤溜まり部
Ｄ 玉５の直径
Ｏ 玉５の中心
Ｔ 開口部
ｒ３１ 内輪軌道面３１の溝半径
ｒ３３ 外輪軌道面３３の溝半径
ｖ 転動中心軸
【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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