(57)【要約】【課題】グリースの流動性が良好で潤滑性に優れた冠型保持器及び転がり軸受を提供すること。【解決手段】主部１０の軸方向で一方の端面２０に周方向に所定の間隔で設けられ、玉保持用ポケット１５を形成する複数のポケット形成部１６を備えた冠型保持器２において、隣り合うポケット形成部１６、１６間に形成される凹部１８は、保持器内周面２２の保持器正面側端縁から、保持器背面側端面２１の外周側端縁にかけて、傾斜面４０ａと傾斜面４０ｂとで構成される傾斜部４０を有している。傾斜面４０ａと傾斜面４０ｂとは軸方向に対してそれぞれ異なる角度で傾斜している。【選択図】図１
2008223864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に形成された主部と、
該主部の軸方向一方の端面に周方向に所定間隔で設けられ、周方向に対向して軸方向に突出する一対の爪と、該一対の爪間を接続する凹面部とで玉保持用ポケットを形成する複数のポケット形成部とを備えた玉軸受用合成樹脂製冠型保持器において、
隣り合う前記ポケット形成部間には、保持器内周面のポケット形成部側の端縁から、前記主部の前記ポケット形成部側とは軸方向で反対側になる端面の保持器外周面側端縁にかけて傾斜部を有していることを特徴とする玉軸受用冠型合成樹脂製保持器。
【請求項２】
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記内輪と同心で、前記内輪軌道面と対向する外輪軌道面を内周面に有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の玉と、
前記玉を転動自在に保持する保持器と、
前記内輪と前記外輪との間の軸方向両側に設けられたシール部材とを備えたグリース潤滑される玉軸受において、
前記保持器は請求項１に記載の玉軸受用合成樹脂製冠型保持器であることを特徴とする玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリース潤滑で使用される転がり軸受に関し、自動車や各種動力装置で使用される転がり軸受及びそれに用いられる合成樹脂製冠型保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受に用いられる保持器として、冠型保持器、もみ抜き保持器、波型プレス保持器等がある。冠型保持器は、波型プレス保持器に比べて、自己潤滑性、低摩擦特性、軽量、耐食性、低騒音等の点に優れるという特徴を有している。このため、冠型保持器は、特に高速回転環境下において多く用いられている。
【０００３】
図６（ａ）、（ｂ）に基づいて従来の冠型保持器の構成を説明する。冠型保持器２は、玉軸受１の内輪３と外輪４との間に介装され、転動体５を等間隔に転動可能に保持するために用いられる。ここで、冠型保持器２は、円環状の主部１０と、主部１０の軸方向で一方の端面２０に周方向に等間隔で形成された周方向に対向する一対の爪１１ａ、１１ｂと、該一対の爪１１ａ、１１ｂ間に形成され、一対の爪１１ａ、１１ｂを接続する凹面部１４とでポケット１５を形成する複数のポケット形成部１６とを備えている。
【０００４】
通常、冠型保持器２の軸方向でポケット形成部１６側（以後、保持器正面側という。）の端面２０とは反対側（以後、保持器背面側という。）になる端面２１には、肉ぬすみ部２５が形成される。肉ぬすみ部２５は、保持器背面側端面２１から溝状に掘り込まれて、冠型保持器２の内周面２２及び外周面２３に露呈していない。肉ぬすみ部２５は、冠型保持器成型時の冷却速度を均一化してボイドやひけやそりの発生を防ぐこと、また、冠型保持器の軸方向左右質量バランスを向上させて背面側部分の軽量化を図ること、更に、軸受の自動組立てができるように冠型保持器自身で整列機能を持たせることなどを目的として設けられている。
【０００５】
特許文献１にはグリース潤滑性の向上を図った冠型保持器が開示されている。特許文献１によると、冠型保持器には、保持器外周面のポケット形成部間に保持器正面側から切り欠いた切欠き部が形成され、更に保持器内周面のポケット形成部間には保持器背面側から切り欠いた切欠き部が形成されている。保持器背面側の肉ぬすみ部は、これらの切欠き部を介して保持器の外周面及び内周面に連通している。つまり、冠型保持器は、これら切欠き部が設けられた周方向位置に、略軸方向に延びて肉ぬすみ部内に貯まったグリースを略軸方向へ導出する案内壁が設けられた構成となっている。この形態の構成によれば、冠型保持器内周面に存在するグリースは、内輪肩部分から伝わってくるグリースによって押され、また、肉ぬすみ部から外輪軌道面の接触部に効率よく供給される。
【０００６】
以上記載したように、肉ぬすみ部における滞留グリースを流動させることにより、グリース流動性が良好な冠型保持器とそれを用いた軸受が提供されている。
【特許文献１】特開２００３−０３５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、転がり軸受に用いられる冠型保持器には、軸受性能改善の観点から、一層の潤滑性の向上が求められており、併せて軸受焼付き寿命の向上も求められている。
【０００８】
そこで、本願発明者は、図６に示したような従来の冠型保持器において、隣り合うポケット形成部をそれぞれ形成している一対の爪のうち、隣り合う２つの対の、互いに背中合わせに隣り合う２つの爪と、これら両爪間の保持器正面側の面とによって形成される凹部（以後、ポケット形成部間凹部１８という。）に着目し、下記のような実験を行った。
【０００９】
実験には内径３０ｍｍ、外径７２ｍｍ、幅１９ｍｍの深溝玉軸受に、肉ぬすみ部を有する上述の冠型保持器を使用した。シール部材及び外輪をアクリルで製作し、内輪又は外輪を回転させた時のポケット形成部間凹部１８でのグリースの挙動、即ちグリースの滞留・流動を観察した。具体的には、軸受を１０時間回転させた後、ポケット形成部間凹部に染料で着色されたグリースを塗布し、再度軸受を回転させた時のグリースの挙動を目視及び高速ビデオカメラで観察した。
【００１０】
その結果、内輪回転及び外輪回転のどちらの場合も、ポケット形成部間凹部１８には多量のグリースが付着しほとんど流動せず、潤滑にほとんど寄与していないことがわかった。以上の実験に基づき、本願発明者は、ポケット形成部間凹部１８におけるグリースの滞留を防ぐことができれば、より一層潤滑性に優れた冠型保持器を提供できることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る合成樹脂製冠型保持器は、円環状に形成された主部と、該主部の軸方向一方の端面に周方向に所定間隔で設けられ、周方向に対向して軸方向に突出する一対の爪と、該一対の爪間を接続する凹面部とで玉保持用ポケットを形成する複数のポケット形成部とを備えた玉軸受用合成樹脂製冠型保持器において、隣り合う前記ポケット形成部間には、保持器内周面のポケット形成部側の端縁から、前記主部の前記ポケット形成部側とは軸方向で反対側になる端面の保持器外周面側端縁にかけて傾斜部を有していることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る玉軸受は、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記内輪と同心で、前記内輪軌道面と対向する外輪軌道面を内周面に有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の玉と、前記玉を転動自在に保持する保持器と、前記内輪と前記外輪との間の軸方向両側に設けられたシール部材とを備えたグリース潤滑される玉軸受において、前記保持器は請求項１に記載の玉軸受用合成樹脂製冠型保持器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、グリースの流動性が良好な冠型保持器を提供でき、焼付き寿命の向上した転がり軸受を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る合成樹脂製冠型保持器を用いた玉軸受１の径方向の部分断面図である。
【００１６】
玉軸受１は、外周面に内輪軌道面３ｂを有する内輪３と、内周面に外輪軌道面４ｂを有する外輪４と、この内輪軌道面３ｂと外輪軌道面４ｂとの間に配置された複数の転動体である玉５と、この複数の玉５を転動自在に保持する冠型保持器２とから構成されている。内輪３と外輪４との間の空間の軸方向両側には、それぞれ円輪状のシール部材３０ａ、３０ｂが設けられている。シール部材３０ａ、３０ｂの外周縁は、外輪内周面４ａの両端部近傍に設けられた係止溝３１ａ、３１ｂにそれぞれ係止されている。シール部材３０ａ、３０ｂの内周縁にはそれぞれリップ３２ａ、３２ｂが設けられており、リップ３２ａ、３２ｂが内輪外周面３ａの両端部近傍に設けられたシール溝３３ａ、３３ｂの溝面にそれぞれ摺接している。両シール部材３０ａ、３０ｂは、玉５の設置部分に存在するグリースや、グリースの存在に起因して発生したダスト（発塵）が外部に漏洩したり、あるいは、外部に浮遊する塵芥が玉５の設置部分に侵入したりするのを防止している。
【００１７】
図２は、第１実施形態に係る冠型保持器２の外周側の一部を示す図である。
【００１８】
図３（ａ）は、第１実施形態に係る冠型保持器２の部分平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）におけるI −Ｏ−II 線断面線に対応して示す径方向の断面図である。
【００１９】
図４は、図３（ｂ）において丸で囲んだ部分の拡大図である。
【００２０】
冠型保持器２は合成樹脂から成る冠型の形状をしていて、全体が一体に成形されている。冠型保持器２は、円環状に形成された主部１０と、主部１０の軸方向で一方側（以後、保持器正面側という。）の端面２０に周方向に所定間隔で複数設けられた同じ軸方向に突出する一対の爪１１ａ1、１１ｂ1；１１ａ2、１１ｂ2；…１１ａｎ、１１ｂｎ（ｎは整数。以下同じ。）を有している。以下、各図中における一対の爪１１ａ1、１１ｂ1の部分を中心に説明するが、他の一対の爪部分についても同様の構成となる。
【００２１】
一対の爪１１ａ1、１１ｂ1間には、爪１１ａ1、１１ｂ1を接続する凹面部１４1が形成されている。一対の爪１１ａ1、１１ｂ1は、それぞれの内側面１２ａ1、１２ｂ1が凹面部１４1を周方向に挟んで向き合う形で配置されている。凹面部１４1は、その両端に一対の爪１１ａ1、１１ｂ1の内側面１２ａ1、１２ｂ1を滑らかに接続し、主部１０の一方の端面２０とは反対側になる軸方向に向かって凹んだ形状となっている。これら一対の爪１１ａ1、１１ｂ1の内側面１２ａ1、１２ｂ1と凹面部１４1とによって構成されたポケット形成部１６1により、玉保持用のポケット１５1が形成されている。
【００２２】
ポケット形成部１６1の玉保持面は、全体が球状凹面を形成しており、その球状凹面の曲率半径は玉５の曲率半径よりも僅かに大きく設定されている。転動体である玉５は、一対の爪１１ａ1、１１ｂ1の間隔を弾性的に押し広げつつ、ポケット１５1に嵌め込まれることにより、冠型保持器２に転動自在に保持されている。
【００２３】
他の一対の爪においても上記構成と同様の構成となっているので、主部１０の軸方向で一方の端面２０には、ポケット１５1…１５ｎを形成する複数のポケット形成部１６1…１６ｎが形成され、ポケット１５1…１５ｎには複数の玉５が一対一で対応して嵌め込まれている。
【００２４】
冠型保持器２の、保持器正面側とは軸方向で反対側（以後、保持器背面側という。）になる端面２１には、円周上にほぼ等間隔に配置された複数の肉ぬすみ部２５1…２５ｎが設けられている。肉ぬすみ部２５1は、冠型保持器２の軸方向に深さを有するように溝状に形成されている。肉ぬすみ部２５1の深さは、ポケット形成部１６1、１６2間では深めに、ポケット形成部１６1及び１６2の近傍においては浅めになっている。即ち、肉ぬすみ部２５1は、隣り合うポケット形成部１６1、１６2間において、その深さを変えつつ、ほぼ等間隔に配置されている。
【００２５】
以下、ポケット形成部１６1、１６2間の部分を中心に本実施形態を説明するが、以下に説明する構成は、他のポケット形成部間においても同様の構成となっている。  ポケット形成部１６1のポケット形成部１６2側となる爪１１ｂ1の外側面１３ｂ1と、ポケット形成部１６2のポケット形成部１６1側となる爪１１ａ2の外側面１３ａ2と、これら外側面１３ｂ1と外側面１３ａ2との間の保持器正面側端面２０とによって凹部（以後、ポケット形成部間凹部１８1という。）が形成されている。本実施の形態では、ポケット形成部間凹部１８1は傾斜部４０1を有している。傾斜部４０1は、傾斜面４０ａ1と傾斜面４０ｂ1とで構成され、傾斜面４０ａ1と傾斜面４０ｂ1とは軸方向に対してそれぞれ異なる角度で傾斜している。以下、この傾斜部４０1の構成について詳述する。
【００２６】
ポケット形成部間凹部１８1は、隣り合うポケット形成部１６1、１６2間の周方向中心から両隣のポケット形成部１６1、１６2近傍までの周方向幅の範囲で、保持器内周面２２の保持器正面側端縁から保持器背面側端面２１の保持器外周側端縁まで略軸方向に延在する傾斜部４０1を形成している。傾斜部４０1は、軸方向に対してそれぞれ異なる傾斜角を持つ傾斜面４０ａ1及び傾斜面４０ｂ1とから成る。
【００２７】
図４に示すように、傾斜面４０ａ1は、保持器内周面２２の保持器正面側端縁から略径方向に外向きで保持器背面側寄りの方向に延在し、その保持器背面側端縁が、径方向は肉ぬすみ部２５1の外周側内壁２５ａ1と同位置で且つ軸方向は肉ぬすみ部２５1の保持器正面側内壁２５ｂ1より保持器正面側となる位置まで延在している。傾斜面４０ａ1の保持器背面側端縁は、傾斜面４０ｂ1の保持器正面側端縁と接続している。傾斜面４０ａ1の径方向の断面形状は、保持器内周面２２の保持器正面側から傾斜面４０ｂ1との接続部にかけての直線状となっている。
【００２８】
傾斜面４０ｂ1は、その保持器正面側端縁が傾斜面４０ａ1の保持器背面側端縁と接続する位置から略軸方向に保持器背面側向きで保持器外周面側寄りの方向に延在しており、軸方向に対する傾斜角は傾斜面４０ａ1に比べて小さい角度で形成されている。傾斜面４０ｂ1の保持器背面側端縁は、保持器背面側端面２１の外周縁と接続している。傾斜面４０ｂ1の径方向の断面形状は、傾斜面４０ａ1の保持器背面側端縁との接続部から保持器背面側端面２１の外周縁との接続部にかけての直線状となっている。
【００２９】
本実施形態においては保持器背面側端面２１には肉ぬすみ部２５1が形成されているが、傾斜面４０ａ1と傾斜面４０ｂ1との接続部の位置を、上述のように、径方向は肉ぬすみ部２５1の外周側内壁２５ａ1と同位置で、且つ軸方向は肉ぬすみ部２５1の保持器正面側内壁２５ｂ1よりも保持器正面側とすることにより、傾斜面４０ａ1及び傾斜面４０ｂ1は肉ぬすみ部２５1と干渉しないように形成されている。
【００３０】
隣り合うポケット形成部１６1、１６2間に形成される凹部１８1に、このような傾斜部４０1を設けることにより、冠型保持器２のポケット形成部１６1、１６2間の外周側は、玉軸受１の外輪内周面４ａに対して保持器正面側の軸方向端部から保持器背面側の軸方向端部にかけて略軸方向に傾斜する構成となる。また、他のポケット形成部間凹部にも同様の構成の傾斜部が設けられているため、他のポケット形成部間の外周側も玉軸受１の外輪内周面４ａに対して保持器正面側の軸方向端部から保持器背面側の軸方向端部にかけて略軸方向に傾斜する構成となる。
【００３１】
このような構成であるから、軸受回転時に発生する遠心力と傾斜部４０の軸受外輪方向への傾斜形状により、ポケット形成部１６、１６間でのグリース滞留を顕著に防止することができる。即ち、ポケット形成部１６、１６間に形成される凹部１８に滞留していたグリースは、遠心力と傾斜部４０の傾斜形状によって外輪内周面４ａ方向に流動する。このため、グリースの低流動、低潤滑寄与率の問題を一層解決することができる。それに伴い、グリース寿命が向上する効果も奏し、更に軸受の焼付き寿命を向上させることができる。
【００３２】
次に、本発明の他の実施形態に係る冠型保持器について説明する。他の実施形態については、冠型保持器の構成はポケット形成部間の傾斜形状以外は上記第１実施形態と同様の構成となっているので、傾斜部４０の傾斜形状の違いについて説明する。
【００３３】
図５の各図は、図２におけるIII−III線断面のうち、傾斜部４０1を構成する傾斜面の径方向の断面形状（図２における、Ａ−Ｂ−Ｃ線断面）を示す断面図である。
【００３４】
図５（ａ）は、上述した第１実施形態に係る冠型保持器２に形成された傾斜部４０1の径方向の断面形状を示す断面図である。断面形状は図中に示す如く２つの連続した直線であり、構成の詳細は上述した通りである。
【００３５】
図５（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る冠型保持器２に形成された傾斜部４１1の径方向の断面形状を示す断面図である。断面形状は図中に示す如く、１つの直線と１つの略円弧状の曲線とが組み合わさった構成である。即ち、第２実施形態においては、傾斜部４１1の傾斜形状は、保持器内周面２２の保持器正面側端縁から略径方向に外向きで保持器背面側寄りの方向に延在する傾斜面４１ａ1と、この傾斜面４０ａ1と保持器正面側端縁で接続し、保持器背面側端面２１の外周側端縁まで延在する曲面状の傾斜面４１ｂ1を有する構成となっている。
【００３６】
図５（ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る冠型保持器２に形成された傾斜部４２1の径方向の断面形状を示す断面図であり、断面形状は図中に示す如く、１つの直線で構成されている。即ち、第３実施形態においては、傾斜部４２1の傾斜形状は、保持器内周面２２の保持器正面側端縁から、略軸方向に保持器背面側端面２１の外周側端縁まで延在する傾斜面４２ａ1を有する構成となっている。
【００３７】
隣り合うポケット形成部１６1、１６2間に形成される凹部１８1に設けられる傾斜部４０1の形状を上記第２、第３実施形態における傾斜部４１1或いは傾斜部４２1のような傾斜形状としても、第１実施形態と同様にグリース滞留を顕著に防止する効果を発揮することができる。
【００３８】
このように本発明に係る冠型保持器においては、隣り合うポケット形成部間に、保持器内周面の保持器正面側端縁から保持器背面側端面の保持器外周側端縁にかけて延在する傾斜形状を有していれば、その傾斜形状は限定されることはなく、傾斜形状を構成する傾斜面は断面が直線状でも曲線状でも良く、複数の角度を持った傾斜としても良い。また、断面が直線状の傾斜と曲線状の傾斜とを組み合わせた形状としても良い。
【００３９】
また、本実施の形態では、保持器背面側に肉ぬすみ部が形成されている保持器の例で説明したが、肉ぬすみ部が形成されていない保持器であっても効果は変わらない。肉ぬすみ部が形成されている場合は、傾斜形状は、肉ぬすみ部と干渉せず、回転による保持器の振れ回りなどが起こらないように軸方向左右質量バランスを保った形状であれば特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る玉軸受の径方向の部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る冠型保持器の外周側の一部を示す図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る冠型保持器の正面側部分平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）におけるI−Ｏ−II線断面線に対応して示す径方向の断面図である。
【図４】は、図３（ｂ）において丸で囲んだ部分の拡大図である。
【図５】各図とも、図２におけるIII−III線断面のうち、Ａ−Ｂ−Ｃ線断面に対応して示す径方向の断面図であり、（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る冠型保持器の傾斜部を構成する傾斜面の径方向の断面形状を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る冠型保持器の傾斜部を構成する傾斜面の径方向の断面形状を示す断面図であり、（ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る冠型保持器の傾斜部を構成する傾斜面の径方向の断面形状を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、従来例に係る玉軸受の径方向の部分断面図であり、（ｂ）は、従来例に係る冠型保持器の部分斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  玉軸受
２  冠型保持器
３  内輪
３ａ  内輪外周面
３ｂ  内輪軌道面
４  外輪
４ａ  外輪内周面
４ｂ  外輪軌道面
５  玉
１０  主部
１１ａ、１１ｂ  爪
１２ａ、１２ｂ  内側面
１３ａ、１３ｂ  外側面
１４  凹面部
１５  ポケット
１６  ポケット形成部
１８  ポケット形成部間凹部
２０  ポケット形成部側端面
２１  保持器背面側端面
２２  保持器内周面
２３  保持器外周面
２５  肉ぬすみ部
２５ａ  肉ぬすみ部外周側内壁
２５ｂ  肉ぬすみ部ポケット形成部側内壁
３０ａ、３０ｂ  シール部材
３１ａ、３１ｂ  係止溝
３２ａ、３２ｂ  リップ
３３ａ、３２ｂ  シール溝
４０、４１、４２  傾斜部
４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂ、４２ａ  傾斜面
【図１】
2008223864.tif 000003
【図２】
2008223864.tif 000004
【図３】
2008223864.tif 000005
【図４】
2008223864.tif 000006
【図５】
2008223864.tif 000007
【図６】
2008223864.tif 000008