(57)【要約】【課題】モーメント荷重が負荷された場合であっても、保持器にクラックが生じることを防止でき、かつ、保持器の振動に起因する騒音の発生を防止できる玉軸受用冠形保持器及びその玉軸受を提供することを目的とする。【解決手段】周方向で等間隔に、転動体を収容するためのポケットを有する円環状の主部と、前記ボケットの周方向両端縁に、前記主部から軸方向に突出する爪部と、を備え、前記ボケットの内周面の曲率中心より鉛直方向について上方に前記主部に接続する爪部の爪根元部が配置され、前記ポケットの内周面の曲率中心から前記爪根元部までの長さをＳＨとし、前記ボケットに収容される転動体の外径をＤＷとすると、０＜ＳＨ／ＤＷ≦０．１の関係を有する玉軸受用冠形保持器。【選択図】図５
2008045647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受用冠形保持器であって、
周方向で等間隔に、転動体を収容するためのポケットを有する円環状の主部と、
前記ボケットの周方向両端縁に、前記主部から軸方向に突出する爪部と、を備え、
前記ボケットの内周面の曲率中心より鉛直方向について上方に前記主部に接続する爪部の爪根元部が配置され、
前記ポケットの内周面の曲率中心から前記爪根元部までの長さをＳＨとし、前記ボケットに収容される転動体の外径をＤＷとすると、
０＜ＳＨ／ＤＷ≦０．１の関係を有する転がり軸受用冠形保持器。
【請求項２】
前記転がり軸受用冠形保持器は、プラスチックからなる請求項１に記載の転がり軸受用冠形保持器。
【請求項３】
前記転動体は、球状部材である請求項１又は２に記載の転がり軸受用冠形保持器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受用冠形保持器を備える転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受用冠形保持器及び転がり軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハードディスクドライブ、ビデオテープレコーダ等の各種電気装置における駆動用モータのモータ回転支持部として、転がり軸受が広く使用されている。転がり軸受は、一般的には、環状の内輪と、内輪と同心であって、内輪の外周側に配置される外輪と、内輪と外輪により画成される環状空間内に配置される玉部材を転動自在に保持する冠形保持器と、を備える（図１参照。）。
【０００３】
また、冠形保持器は、使用用途に応じて鋼板やプラスチック材料から製造されている。プラスチック材料を用いた冠形保持器は、鋼板を用いた場合に比べ低摩擦性、軽量、耐食性、低騒音性等に優れた特性を有しているため高速回転が必要とされる環境下で広く利用されている。以下に転がり軸受の一種である、従来のプラスチック材料からなる転がり軸受に用いられる冠形保持器について説明する。
【０００４】
図６は、玉部材を有する従来の冠形保持器の部分側面図である。従来の冠形保持器１０７は、環状の主部１１１を備え、主部１１１の周方向等間隔に玉部材１０９を収容するポケット１１３が設けられている。
【０００５】
主部１１１のポケット１１３の周方向両端縁のそれぞれに、軸方向に突出する爪部１１５が設けられ、玉部材１０９をポケット内に保持する。また、爪部１１５の爪根元部１１１ａは、ポケット１１３の中心を通る水平線上に延在する（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−８２４８７（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高速環境下でプラスチック材料からなる冠形保持器を使用したとき、爪部の、主部との連結部分である爪根元部が剛性を十分有さないと、高速回転時に生じる遠心力により爪部が拡開し（図６に破線で示す。）玉部材が冠形保持器から外れたり、爪部が外輪の内周面に接触し、爪部が磨耗したり、冠形保持器若しくは外輪が破損する恐れがある。さらには、冠形保持器と外輪との摩擦により転がり軸受が熱を持つことで、冠形保持器が熱収縮し、冠形保持器の内周面が内輪の外周面に接触し、冠形保持器若しくは内輪が破損する恐れがある。
【０００７】
このような不具合の発生を阻止することを目的として、爪根元部に剛性を付与するために、爪根元部の周方向長さ１１５ａを長くする構成を採ることも考えられる。しかしながら、爪部間の橋絡部１１１ｂには金型を離型する際に使用する金型突き出しピン部を設ける必要性や、転がり軸受の小型化の必要性から、爪根元部の周方向長さ１１５ａを長くとることには限界がある。
【０００８】
そこで、本発明は、冠形保持器の爪部の剛性を高め、高速回転時に爪部が拡開し玉部材が脱落したり、外輪との接触による爪部や外輪の損傷、熱収縮による内輪との接触を防止できる転がり軸受用冠形保持器及び転がり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】
【０００９】
本発明者等は鋭意研究により、爪根元部をポケット中心を通る水平線より上方に配置することで、爪部の剛性を高める構成を想到するに至った。
具体的には、上記課題を解決するための本発明の冠形保持器の一の態様は、周方向で等間隔に、転動体を収容するためのポケットを有する円環状の主部と、前記ボケットの周方向両端縁に、前記主部から軸方向に突出する爪部と、を備え、前記ボケットの内周面の曲率中心より鉛直方向について上方に前記主部に接続する爪部の爪根元部が配置され、前記ポケットの内周面の曲率中心から前記爪根元部までの長さをＳＨとし、前記ボケットに収容される転動体の外径をＤＷとすると、０＜ＳＨ／ＤＷ≦０．１の関係を有する転がり軸受用冠形保持器である。
また、上記課題を解決するための本発明の転がり軸受の一の態様は、上記転がり軸受用冠形保持器を備える転がり軸受である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、爪根元部をポケット中心より上方に配置し、かつ、爪根元高さと転動体の直径ＤＷの比率を０＜ＳＨ／ＤＷ≦０．１を満たす構成とすれば、爪部の剛性を高めることができる。したがって、高速回転時に爪部が拡開し玉部材が脱落したり、外輪との接触による爪部や外輪の損傷、熱収縮による内輪との接触を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の冠形保持器及び転がり軸受の実施形態について図面を参照しつつ説明する。各図面中、同一要素は同一符号で示してある。
【００１２】
本発明の実施形態である転がり軸受を玉軸受に適用した例ついて説明する。図１は、本発明の実施形態による玉軸受の縦方向断面図である。
玉軸受１は、環状の外輪３と、外輪３の半径方向内方で、外輪３と同心に配置された環状の内輪５と、外輪３と内輪５との間に形成される環状空間に配置される複数の転動体すなわち球状部材９と、外輪３と内輪５との間で複数の球状部材９を転動可能に、周方向で等間隔に保持する環状の保持部材７と、を備える。このような構成で、外輪３に対して内輪５が相対回転する。
【００１３】
以下に本発明の冠形保持器の実施形態について図２、３を参照しつつ詳述する。図２は、冠形保持器の斜視図であり、図３は、冠形保持器のポケットの側面図である。
冠形保持部７は、円環状の主部１１を備え、主部１１は球状部材９（図１参照。）を収容するための、軸方向の一方が開口し、周方向で等間隔に配置される凹部であるポケット１３を有する。
【００１４】
さらに、ポケット１３及び爪部１５について図３を用いて詳述する。各ポケット１３の周方向両端部のそれぞれには、爪部１５が軸方向に突出して設けられる。爪部１５の内周面１５ａの曲率半径と、ポケット１３の内周面１３ａの曲率半径は一致し、爪部１５の内周面１５ａとポケット１３の内周面１３ａとは連続し、滑らかな湾曲面を構成する。また、各ポケット１３の内周面１３ａ及び爪部１５の内周面１５ａの曲率半径は、玉部材７の外径より若干大きく寸法付けされていて、玉部材７がポケット１３内で転動できるような関係を有する。
【００１５】
主部１１の上面１１ａは、ポケット１３の曲率中心Ｏを通る水平線Ｈに対して鉛直方向上方に位置するように構成されている。すなわち、爪部１５の、主部１１に連結している部分（爪部の始端）である爪根元部１５ｃは、ポケット１３の曲率中心Ｏを通る水平線Ｈに対して、鉛直方向上方に位置する。このような構成とすることで、爪の剛性を高めることが可能となる。以下により好適な構成について述べる。  
【実施例】
【００１６】
爪部が十分な剛性を備える冠形保持器の好適な構成を得るため本発明者が行った実験について説明する。図３に示されように、曲率中心Ｏを通る水平線Ｈから上面１１ａまでの鉛直方向距離である爪根元高さをＳＨとし、爪部１５ａの冠形保持器の軸方向に沿った長さ（爪根元部１５ｃから爪部の先端部までの鉛直方向長さ）をＳＡとする。使用した冠形保持器は、プラスチック製である。玉部材としては、直径１９．０５０ｍｍの剛球を用いた。また、冠形保持器は、ブラスチック材料により射出成形された一体成形品である。
【００１７】
具体的な実験方法は、図４に示すように、爪根元高さＳＨが異なる冠形保持器のそれぞれに対して、玉部材をポケット１３内から出す際に、周方向に爪部材を拡開するのに要する各荷重Ｗ（Ｎ）を測定する。また、ＳＨを０とした（すなわち、ボケット中心を通る水平線上に爪根元部が延在する）冠型保持器において、玉部材をポケットから抜くときに必要な荷重を基準荷重（Ｗ０）とした。ＳＨの最大値を５．０ｍｍとし、ＳＨ値の異なる複数の冠型保持器について試験を行った。
【００１８】
ここで、荷重比とは、基準荷重に対する荷重の比（Ｗ／Ｗ０）である。なお、荷重Ｗは、爪部の断面と等価断面を有する一端固定の片持ち梁として、爪部先端が開く（水平）方向（図４の矢印方向）に荷重を加えたときの撓み量から算出した。なお、この荷重Ｗを算出する際には、冠形保持部７の爪部１５を除いた主部１１を剛体と仮定した。
【００１９】
また、不良率とは、成形された５０個の冠型保持部を鋳型から型抜きした場合に、爪根元部に亀裂や破損の発生した個数の比率であり、寸法の異なる各冠型保持器それぞれについて不良率を出した。そして、不良率と、爪根元高さＳＨの玉部材の外径ＤＷに対する比と、の関係を調査した。
【００２０】
図５に示すグラフは、横軸にＳＨ／ＤＷ値をとり、左縦軸に荷重比をとり、右縦軸に不良率（％）をとった。すなわち、ＳＨ／ＤＷ値を変化させたときの、荷重比を黒角でプロットし、不良率を棒グラフで表した。図５中、ＳＨ／ＤＷ値（ＳＨ値）を０．２６（５．０）、０．２（４．０）、０．１５（３．０）、０．１３（２．５）のときの不良率は、それぞれ１００％、７０％、３０％、１０％であった。ＳＨ／ＤＷ値（ＳＨ値）が０．１（２．０）以下のときは、不良率は０％であった。
【００２１】
上記グラフから以下の知見が得られた。ＳＨ／ＤＷの値が大きくなるにつれて、荷重比を大きくとることができる（爪部の剛性が高まる）が、不良率が高くなる。特にＳＨ／ＤＷの値が０．１までは、不良率はゼロ、若しくは無視出来る程度に小さいが、ＳＨ／ＤＷの値が０．１を過ぎたあたりから不良率の上昇が顕著になる。
【００２２】
すなわち爪根元高さＳＨを大きくするに従って、爪根元部に集中する荷重が増加すると考えられる。従って爪根元部に亀裂が生じたり、最悪の場合には爪部が折損してしまう。これは、プラスチック材料を用いて冠形保持器を射出成形すると、型抜き時に無理抜き量が多くなり爪根元部に応力集中が生じ、爪根元部に亀裂が入ったり爪部が折損すると考えられる。なお、ＳＨ／ＤＷの値が０以下の場合は、主部の上面が、曲率中心を通る水平線上に位置するか、水平線より鉛直方向において下方に位置する。
従って、ＳＨ／ＤＷの値を０より大きく、０．１以下の範囲とすれば、爪部に対する所定の荷重に耐えうる剛性を確保することができる。
【００２３】
上記実施形態及び実施例では、転動体として玉部材を利用した玉軸受の構成について説明したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、円筒ころ軸受や針状ころ軸受といった、外輪と、外輪に対して相対回転可能な内輪とを備える転がり軸受であれば、本発明の転がり軸受用冠形保持器の構成を適用できることは言うまでもない。
【００２４】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態による、冠形保持器を備える玉軸受の縦方向断面図である。
【図２】図１の冠形保持器の斜視図である。
【図３】冠形保持器のポケット部分を示す側面図である。
【図４】冠形保持器の評価方法を説明する図である。
【図５】縦軸に荷重比及び不良率をとり、横軸にＳＨ／ＤＷをとり、これらの関係を示すグラフである。
【図６】玉部材を有する従来の冠形保持器の部分側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１                  玉軸受
３                  外輪
５                  内輪
７                  冠形保持器
９                  転動体
１１                主部
１３                ポケット
１５                爪部
【図１】
2008045647.tif 000003
【図２】
2008045647.tif 000004
【図３】
2008045647.tif 000005
【図４】
2008045647.tif 000006
【図５】
2008045647.tif 000007
【図６】
2008045647.tif 000008