(57)【要約】【課題】環状部の軸方向に対する各柱部の角度を任意のものに揃える。【解決手段】内輪１と外輪２の間で複数の円筒ころ５を保持するポケット１２を有する円筒ころ軸受用保持器の作製方法において、環状部９に軸方向に突出し軸方向に貫通孔１５を有する複数の柱部１１を周方向に定ピッチで設け、隣り合う柱部１１の間にポケット１２を備えた保持器本体７を合成樹脂により成形する。環状の基部１６に軸方向に延びるピン１７を柱部１１の設置ピッチと同ピッチで設けた補強金具８のピン１７を、各柱部１１の貫通孔１５に挿入して柱部１１の傾きを矯正する。その後、柱部１１の矯正後の姿勢を保持するためのアニール処理を施す。これにより、柱部１１の環状部の軸方向に対する傾きが矯正され、柱部１１の矯正後の姿勢が保持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状部(９)の一端面(１０)に軸方向に突出した複数の柱部(１１)を周方向に定ピッチで設け、隣り合う前記柱部(１１)の間にポケット(１２)を形成した合成樹脂製の保持器本体(７)と、
環状の基部(１６)に軸方向同じ向きに延びるピン(１７)を上記柱部(１１)の設置ピッチと同ピッチで設けた補強金具(８)とからなり、
上記保持器本体(７)の各柱部(１１)に軸方向の貫通孔(１５)を設け、その各柱部(１１)の貫通孔(１５)に上記補強金具(８)のピン(１７)を挿入した円筒ころ軸受用保持器。
【請求項２】
上記保持器本体(７)は、上記補強金具(８)の基部(１６)を嵌め合わせる嵌合溝(１４)を上記環状部(９)の他端面(１３)に有しており、その嵌合溝(１４)の溝底に上記貫通孔(１５)を設けた請求項１に記載の円筒ころ軸受用保持器。
【請求項３】
環状部(９)の一端面(１０)に軸方向に突出し軸方向に貫通孔(１５)を有する複数の柱部(１１)を周方向に定ピッチで設け、隣り合う前記柱部(１１)の間にポケット(１２)を備えた保持器本体(７)を合成樹脂により成形し、
環状の基部(１６)に軸方向同じ向きに延びるピン(１７)を上記柱部(１１)の設置ピッチと同ピッチで設けた補強金具(８)のピン(１７)を、上記環状部(９)の他端面(１３)側から前記各柱部(１１)の貫通孔(１５)に挿入して前記柱部(１１)の傾きを矯正し、
その後、上記柱部(１１)の矯正後の姿勢を保持するためのアニール処理を施す円筒ころ軸受用保持器の作製方法。
【請求項４】
内輪(１)と外輪(２)との相互間に間隔をおいて複数の円筒ころ(５)を保持する保持器を備える円筒ころ軸受において、
前記保持器(６)が、請求項１または請求項２に記載の円筒ころ軸受用保持器であることを特徴とする円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋盤、マシニングセンタなどの工作機械等、各種機械装置の回転支持部に組み込まれる円筒ころ軸受に用いる保持器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、旋盤、マシニングセンタなどの工作機械や、各種機械装置の回転支持部は、ワークの加工効率や加工精度を高めるなどの理由から高速回転で運転される場合が多く、その回転支持部に使用される円筒ころ軸受は、さらに、高速化、長寿命化に対応する必要がある。
【０００３】
これらの高速化、長寿命化の要求から、円筒ころ軸受の保持器として、従来の高力黄銅鋳物を加工した保持器が使用されていたが、この高力黄銅鋳物による保持器は、高速回転で使用すると、保持器の内外周面、ポケット内面が、内輪や外輪の転動面および円筒ころに接触して摩耗し、摩耗粉が発生する欠点があった。この摩耗粉が潤滑剤中に混入すると、潤滑性能が著しく劣化して焼付きや損傷の原因となっていた。この焼付きや損傷等の問題から、高力黄銅鋳物による保持器に代えて合成樹脂製保持器が用いられている。
【０００４】
この円筒ころ軸受の合成樹脂製保持器としては、例えば、特許文献１に記載のように、環状部と、その環状部の一端面に軸方向に突出した複数の柱部を周方向に定ピッチで設け、隣り合う柱部の周方向側面間に円筒ころを回転可能に保持するポケットを形成した保持器が知られている。
【特許文献１】特開２００５−１４０２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この合成樹脂製の保持器は、例えば、特許文献２に記載のようなトンネルゲート方式の多点ゲート方式で、例えば、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ：ＰＡ６６、ＰＡ４６）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の自己潤滑性を有する合成樹脂（必要に応じてカーボンファイバ（ＣＦ）、グラスファイバ（ＧＦ）等の充填材を所要量配合する。）を射出成形して形成される。しかし、合成樹脂は射出成形時に熱収縮し、ゲート位置、ウェルド位置による成形収縮のばらつき、金型の出来栄え、または成形機の成形条件のばらつきにより複雑に収縮し、各柱部全てが環状部に対して軸方向の同じ角度に成形するのが困難で、径方向または周方向の傾きにばらつきが発生する。
【特許文献２】特願２００５−２２５０５０号公報
【０００６】
一部の柱部が極端に傾いた状態の保持器を円筒ころ軸受に組み込めば、軸受の運転時、保持器の一部の傾きの大きい柱部の周方向側面または径方向ポケット面と円筒ころの転動面との接触圧が大きくなり、その接触部分に油膜切れが生じて、異常摩擦の発生や異常な軸受温度上昇の原因となる。
【０００７】
通常、金型をあらかじめ成形時の収縮を見込んだ形状に作製し，成形収縮後の形状を設計通りに狙うが，これはゲート位置、ウェルド位置による成形収縮のばらつき、金型の出来栄え、または成形機の成形条件のばらつきがあるため、環状部に対する各柱部の成形角度を全て同じ角度に高精度に制御することが難しい。
【０００８】
そこで、この発明は、環状部の軸方向に対する各柱部の角度を任意のものに揃えることを課題とする。好ましくは環状部の軸方向に対し垂直または少々軸方向の中心に内倒れとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明の円筒ころ軸受用保持器は、環状部の一端面に軸方向に突出した複数の柱部を周方向に定ピッチで設け、隣り合う前記柱部の間にポケットを形成した合成樹脂製の保持器本体と、環状の基部に軸方向同じ向きに延びるピンを前記柱部の設置ピッチと同ピッチで設けた補強金具とからなり、前記保持器本体の各柱部に軸方向の貫通孔を設け、その各柱部の貫通孔に上記補強金具のピンを挿入した構成を採用したのである。
【００１０】
この構成によると、合成樹脂製の保持器本体の各柱部が、成形時に環状部の軸方向に対してその傾きがばらついている場合、補強金具のピンを各柱部の貫通孔に挿入すれば、補強金具の各ピンが環状部から軸方向同じ向きに設けられているので、この各ピンにより保持器の各柱部の傾きのばらつきが矯正される。ここで、補強金具のピンの柱部の貫通孔への挿入による嵌め合いは、貫通孔にピンが適合した状態で嵌め合わされて矯正効果の得られるものであればよく、その嵌め合わせ手段は、例えば、圧入によるものや、貫通孔とピンとに隙間のない状態での嵌め合わせであってもよい。また、補強金具は円環ではなく、半円、または環状の一部分として、複数を組み合わせて利用しても良い。また、分離型保持器（セパレイト保持器）のような連結していない円環タイプの保持器でもよい。
【００１１】
上記保持器本体の形状としては、上記保持器本体が、上記補強金具の基部を嵌め合わせる嵌合溝を上記環状部の他端面に有しており、その嵌合溝の溝底に上記貫通孔を設けたものとすると、補強金具の基部が保持器本体の環状部の嵌合溝内に収まるので、補強金具が保持器本体から突き出さず、円筒ころ軸受用保持器の軸方向の寸法を変更する必要がなくなる。
【００１２】
また、この発明の円筒ころ軸受用保持器の作製方法は、環状部の一端面に軸方向に突出し軸方向に貫通孔を有する複数の柱部を周方向に定ピッチで設け、隣り合う前記柱部の間にポケットを備えた保持器本体を合成樹脂により成形し、環状の基部に軸方向同じ向きに延びるピンを上記柱部の設置ピッチと同ピッチで設けた補強金具のピンを、前記環状部の他端面側から前記各柱部の貫通孔に挿入して前記柱部の傾きを矯正し、その後、前記柱部の矯正後の姿勢を保持するためのアニール処理を施す方法を採用することができる。
【００１３】
上記方法により円筒ころ軸受用保持器を作製すれば、保持器本体の柱部の傾きを補強金具により矯正した状態でアニール処理が施されるので、矯正される柱部の内部応力が取り除かれて、矯正後の姿勢を保持した合成樹脂製の保持器を得ることができる。
【００１４】
また、この発明の円筒ころ軸受は、内輪と外輪との相互間に間隔をおいて複数の円筒ころを保持する保持器を備える円筒ころ軸受において、前記保持器が上記したいずれかの円筒ころ軸受用保持器である構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、この発明は、保持器本体に補強金具を挿入することにより、保持器本体の各柱部の環状部の軸方向に対する傾きを矯正して、その傾きを任意のものとすることができる。
【００１６】
また、保持器本体の柱部に補強金具のピンが挿入され、各柱部が補強されるので、円筒ころ軸受の高速回転時、回転の遠心力による柱部先端部の外径方向への弾性変形を抑制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態を図１〜図３に示す。この実施形態の円筒ころ軸受は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、複列の軌道面３を有する内輪１と、複列の軌道面４を有する外輪２と、この内輪１と外輪２とのそれぞれの軌道面３、４の相互間に周方向に転動可能に組み込まれる複列の円筒ころ５と、各列の円筒ころ５を周方向に所定間隔をおいて保持する一対の保持器６とから構成される。なお、上記円筒ころ軸受は、図示するように複列円筒ころ軸受に限定されるものでなく、単列円筒ころ軸受や多列円筒ころ軸受であってもよい。
【００１８】
上記保持器６は、図２に示すように、合成樹脂製の保持器本体７と、金属製の補強金具８とを組み合わせたものである。上記保持器本体７は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ：ＰＡ６６、ＰＡ４６）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の自己潤滑性を有する合成樹脂（必要に応じてカーボンファイバ（ＣＦ）、グラスファイバ（ＧＦ）等の充填材を適宜配合する。）を射出成形により形成したものである。
【００１９】
この保持器本体７は、図２に示すように、円環状の環状部９と、この環状部９の一端面１０に軸方向に突出した複数の柱部１１とを有し、この各柱部１１が環状部９に周方向に定ピッチで配列される。
【００２０】
その隣り合う柱部１１、１１の周方向側面の間に、円筒ころ５を回転可能に保持する複数のポケット１２が形成される。各ポケット１２は隣り合う柱部１１、１１の周方向側面と、環状部９の一端面１０とに囲まれ、軸方向の一方に向かって開口している。
【００２１】
上記保持器本体７の環状部９は、その他端面１３の全周にわたって嵌合溝１４が設けられ、この嵌合溝１４は、その開口縁部の両側に径方向の突条１８が形成されるとともに、その溝底に各柱部１１の中心を通る貫通孔１５が形成される。この嵌合溝１４に補強金具８の基部１６を強引に押し込んで突条１８を越えて無理嵌めすると（図４（ｃ）参照）、突条１８により補強金具８が保持されて、保持器本体７から脱落するのを防止する。
【００２２】
また、嵌合溝１４の各貫通孔１５は、図３に示すように、補強金具８のピン１７が挿入可能となっている。ここで、補強金具８のピン１７の、柱部１１の貫通孔１５への挿入による嵌め合いは、貫通孔１５にピン１７が適合した状態で嵌め合わされて矯正効果の得られるものであればよく、その嵌め合わせ手段は、例えば、圧入によるものや、貫通孔１５とピン１７とに隙間のない状態での嵌め合わせであってもよい。
【００２３】
上記保持器本体７に組み合わされる補強金具８は、保持器本体７よりも剛性が高い金属、例えば、高力黄銅、炭素鋼、ステンレス鋼、工具鋼、アルミニウムやカーボンなどで形成されたものであり、円環状の基部１６と、この基部１６に軸方向同じ向きに延びる複数のピン１７とを有している。そのピン１７は柱部１１の設置ピッチと同ピッチで基部１６の周方向に配列している。なお、このピン１７は、基部１６の軸方向に対し狙いの角度、例えば、基部１６の軸方向に対し少々軸方向の中心に（内径方向に）内倒れとしてもよい。
【００２４】
上記基部１６は、その径方向の中心線のなす中心円Ｃ２が、上記環状部９の径方向の中心線のなす中心円Ｃ１と同じ直径となるように形成されるとともに、この基部１６の厚さが嵌合溝１４の深さよりも小さく形成される（図３参照）。
【００２５】
このように基部１６を形成すれば、補強金具８を保持器本体７に挿入した際、補強金具８の基部１６が嵌合溝１４に嵌まり合い、環状部９の背面から突出しない（図４（ｂ）参照）。環状部９が突出しなければ、円筒ころ軸受用保持器の軸方向の寸法変更する必要がなくなる。
【００２６】
このように構成される円筒ころ軸受の保持器６の作製方法としては、まず、上述した保持器本体７を成形する。この成形方法は、例えば、射出成形等の通常の方法で成形することができる。
【００２７】
次に、図４（ｂ）に示すように、成形した保持器本体７の各貫通孔１５に、上記補強金具８のピン１７を環状部９の他端面１３側から挿入し、補強金具８の基部１６を嵌合溝１４に無理嵌めにより嵌め合わせる。このとき、補強金具８を嵌め合わせる保持器本体７は成形時にゲート位置、ウェルド位置の影響による成形収縮のばらつきや成形条件のばらつきにより、各柱部１１が狙いの角度に対して周方向または径方向にばらつき、角度α傾くことがある（図４（ａ）参照）。
【００２８】
各柱部１１が傾いた場合であっても、補強金具８を嵌め合わせることにより、保持器本体７の各柱部１１の傾きが矯正される。補強金具８は、合成樹脂製の保持器本体７の剛性よりも高く、各ピン１７が基部１６に軸方向同じ向きに設けられているので、そのピン１７の挿入により、保持器本体７の柱部１１は、環状部９の軸方向ｐに対する傾きが矯正され、その角度を揃えることができるのである（図４（ｃ）参照）。
【００２９】
図４（ｃ）に示した補強金具８による矯正後、保持器本体７をこれに嵌め合わせた補強金具８とともにアニール処理を施す。このアニール処理の処理温度は、保持器本体７の合成樹脂材のガラス転移温度以上且つ融点未満であればよい。例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の場合、１５０℃〜２３０℃の間の温度で施される。アニール処理を施すことにより、各柱部１１の残留応力が取り除かれて、各柱部１１が、矯正後の環状部９に対する角度が揃った姿勢（環状部９に対して軸方向ｐに突出する姿勢）に保持される。
【００３０】
このようにして、柱部１１の傾きが矯正された円筒ころ軸受用の保持器６が作製される。この保持器６のポケット１２に円筒ころ５を保持させた状態で、円筒ころ軸受に組み込んで運転させると、柱部１１はその傾きが矯正され、環状部９に対する角度が揃った姿勢となっているので、柱部１１の周方向側面と円筒ころ５の転動面との接触圧が異常に大きくならず、円筒ころ５がポケット１２内で円滑に転動する。
【００３１】
また、保持器６は、柱部１１にピン１７が挿入されて、各柱部１１が補強されているので、円筒ころ軸受の高速運転時、回転の遠心力による柱部１１先端部の外径方向への弾性変形が抑制される。弾性変形が抑制されれば、柱部１１の周方向側面の先端部と円筒ころ５の転動面との過大な接触を防止するとともに、軸受温度の上昇を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）この発明の実施形態の円筒ころ軸受の一部断面図、（ｂ）図１（ａ）ｂ−ｂ線の一部切り欠き断面図。
【図２】同上の実施形態の保持器の分解斜視図。
【図３】同上の保持器本体に補強金具を嵌め合わす状態を示す一部拡大斜視図
【図４】（ａ）同上の成形後の保持器本体を示す断面図、（ｂ）同上の保持器本体を補強金具で矯正した状態を示す断面図、（ｃ）同上の補強金具を抜け止めした状態を示す断面図
【符号の説明】
【００３３】
１  内輪
２  外輪
３  軌道面
４  軌道面
５  円筒ころ
６  保持器
７  保持器本体
８  補強金具
９  環状部
１０  一端面
１１  柱部
１２  ポケット
１３  他端面
１４  嵌合溝
１５  貫通孔
１６  基部
１７  ピン
１８  突条
Ｃ１  中心円（保持器本体）
Ｃ２  中心円（補強金具）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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