(57)【要約】【課題】自励振動量を抑制すると同時に、適量の潤滑剤を転動体に常時付着させることで、保持器音の発生防止と共に音響耐久性の向上を図ることが可能な転がり軸受用保持器及び転がり軸受を提供する。【解決手段】冠形保持器の各ポケット４は、少なくとも、転動体の公転方向に摺接する内面位置に対向して設けられた一対の平坦状側面１０ａ，１０ｂと、ポケットのアキシアル方向の一方側に存しているポケット底に設けられた平坦状底面１２ａと、ポケットのアキシアル方向の他方側で周方向に対向して設けられた一対のポケット爪１４，１４と、平坦状底面と対向して前記一対のポケット爪間に設けられている転動体直径よりも小さな開口Ｐとを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体を転動自在に保持するポケットが、周方向に複数個設けられてなる円環状の冠形保持器であって、
上記ポケットは、少なくとも、
転動体の公転方向に摺接する内面位置に対向して設けられた一対の平坦状側面と、
ポケットのアキシアル方向の一方側に存しているポケット底に設けられた平坦状底面と、
ポケットのアキシアル方向の他方側で周方向に対向して設けられた一対のポケット爪と、
平坦状底面と対向して前記一対のポケット爪間に設けられている転動体直径よりも小さな開口とを備えてなることを特徴とする転がり軸受用冠形保持器。
【請求項２】
一対のポケット爪は、転動体を保持可能な凹面が形成されている先端部を夫々に備えていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受用冠形保持器。
【請求項３】
凹面は、転動体の直径よりも曲率の大きな球面であることを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受用冠形保持器。
【請求項４】
ポケット爪先端部に転動体を接触させた時の転動体中心を基準位置とした際に、
凹面の曲率の中心を、前記基準位置から保持器背面方向に離して位置させたことを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載の転がり軸受用冠形保持器。
【請求項５】
一対の平坦状側面における夫々のアキシアル方向長さは、少なくとも転動体が接触角を持って自転する場合の最大周速位置を含む範囲の長さとすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の転がり軸受用冠形保持器。
【請求項６】
外輪と内輪との間に組み込まれ、複数の転動体を転動自在に保持する保持器を備えた転がり軸受であって、
保持器は、転動体を転動自在に保持するポケットが、周方向に複数個設けられており、上記ポケットは、少なくとも、
転動体の公転方向に摺接する内面位置に対向して設けられた一対の平坦状側面と、
ポケットのアキシアル方向の一方側に存しているポケット底に設けられた平坦状底面と、
ポケットのアキシアル方向の他方側で周方向に対向して設けられた一対のポケット爪と、
平坦状底面と対向して前記一対のポケット爪間に設けられている転動体直径よりも小さな開口とを備えてなることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば一般電化製品に組み込まれるモータ（エアコン用ファンモータ等）や、自動車部品用小型モータ等の回転支持部分を構成する転がり軸受用冠形保持器及び転がり軸受用保持器を組み込んだ転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転がり玉軸受に組み込まれる冠形保持器は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、全体が円環状を成した冠形保持器１００が知られている。このような冠形保持器１００には、周方向に沿って所定間隔で複数のポケット１０２が設けられており、各ポケット１０２には、転動体１０４を転動自在に収容保持可能な球面状のポケット面１０６がそれぞれ形成されている。各ポケット１０２のポケット面１０６の直径は、転動体１０４の直径よりも若干大きく設定されていると共に、各ポケット１０２のアキシアル方向の一方側には、転動体１０４の直径よりも開口幅の小さい開口部１０８が形成されている。そして、開口部１０８を介して転動体１０４を押し込むことによって、ポケット１０２内に転動体１０４を収容保持させることができるようになっている（例えば、非特許文献１参照）。
このような冠形保持器１００を備えた転がり軸受の回転動作時において、内輪と外輪との相対回転に伴って複数の転動体１０４は、冠形保持器１００に保持された状態で自転しながら内外輪間を公転する。
【０００３】
【非特許文献１】
ＪＩＳ用語解説シリーズ「ころがり軸受用語  ＪＩＳ  Ｂ  ０１０４−１９９１準拠」社団法人
日本ベアリング工業会編集、財団法人
日本規格協会発行、１９９３年７月２０日発行、ｐ．３１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の冠形保持器１００が組み込まれた転がり軸受では、その回転動作中において、保持器の振動が起因する、いわゆる保持器音が発生する場合がある。保持器音は、転がり軸受の回転動作中における冠形保持器１００の転動体１０４に対する動き量が大きいことに起因して、転動体１０４と保持器との間の滑り摩擦によって保持器がアキシアル方向あるいはラジアル方向に自励振動し、その際、各ポケット１０２（ポケット面１０６）に転動体１０４が衝突することで発生する。
【０００５】
そこで、保持器音の発生を防止するために、例えば図５（ａ）に示すように、各ポケット面１０６の曲率半径を小さくし、保持器の自励振動量を抑制する方法（以下、第１の方法という）が提案されている。
この第１の方法では、転動体１０４に対する保持器１００の動き量を小さくした分だけ保持器の自励振動量をある程度小さくすることはできる。しかし、転動体１０４表面に付着した潤滑剤（グリース、油）が各ポケット１０２のエッジで掻き取られて潤滑性が低下してしまうため、転動体１０４とポケット１０２（ポケット面１０６）との間の摩擦力が増加してしまう。この場合、保持器の自励振動を完全に抑制することが困難になると共に、かかる保持器を組み込んだ転がり軸受の内外輪の軌道溝へ潤滑剤が流入し難くなるため、音響耐久性が低下してしまう。
【０００６】
上述のような保持器ポケットのエッジによるグリース掻き取りを防止するために、第２の方法として、例えば図５（ｂ）に示すように、ポケット面１０６を円筒面１０６ａと球面１０６ｂとを組み合わせて構成する方法が提案されている（特開平１０−２３８５４３号公報など）。この場合、円筒面１０６ａは、アキシアル方向に沿って開口部１０８から球面１０６ｂまで延出し、内径が転動体１０４の直径よりも僅かに大きく設定されている。また、球面１０６ｂ及び開口部１０８は、円筒面１０６ａよりも大きな曲率となっている。この第２の方法では、各ポケット１０２内の転動体１０４は、転がり軸受の回転動作中において円筒面１０６ａに対して転動体１０４に付着した潤滑剤が掻き取られ難くなり、潤滑性を向上させることができる。しかし、保持器は円筒面１０６ａに沿って常時移動自在な状態となるため、保持器の自励振動を完全に抑制することは難しい。
【０００７】
そこで、第３の方法として、例えば図５（ｃ）に示すように、球面１０６ｂ及び開口部１０８を円筒面１０６ａよりも大きな曲率に設定すると共に、これらの曲率中心を互いに交差させる方法が提案されている。この第３の方法では、保持器の自励振動を開口部１０８と球面１０６ｂとの間で抑制することができる。
しかし、開口部１０８と球面１０６ｂとによって転動体１０４に付着した潤滑剤が掻き取られ易くなるため、潤滑性が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、自励振動量を抑制すると同時に、適量の潤滑剤を転動体に常時付着させることで、保持器音の発生防止と共に音響耐久性の向上を図ることが可能な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にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明がなした技術的手段は、転動体を転動自在に保持するポケットが、周方向に複数個設けられてなる円環状の冠形保持器であって、上記ポケットは、少なくとも、転動体の公転方向に摺接する内面位置に対向して設けられた一対の平坦状側面と、ポケットのアキシアル方向の一方側に存しているポケット底に設けられた平坦状底面と、ポケットのアキシアル方向の他方側で周方向に対向して設けられた一対のポケット爪と、平坦状底面と対向して前記一対のポケット爪間に設けられている転動体直径よりも小さな開口とを備えてなる転がり軸受用冠形保持器とした。
一対のポケット爪は、転動体を保持可能な凹面が形成されている先端部を夫々に備えている。凹面は、例えば、転動体の直径よりも曲率の大きな球面とする。
また、ポケット爪先端に転動体を接触させた時の転動体中心を基準とした際に、ポケット爪先端部の凹面曲率中心を、前記基準位置から離れた下方に位置させる構成とする。また、一対の平坦状側面における夫々のアキシアル方向長さは、少なくとも転動体が接触角を持って自転する場合の最大周速位置を含む範囲の長さとする。
このような技術的手段によれば、ポケット爪とポケット底の平坦状底面により、保持器の動き量が抑制される。また、転動体の周速の速いポケットの軸方向中心付近では、平坦状側面により転動体に付着したグリースの掻き取りが抑制され、また、ポケット底付近でも、平坦状底面と転動体の間に十分な隙間が確保されるためグリースの掻き取りは起こらない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る冠形保持器について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎずこれに限定して解釈されるものではなく、本発明の範囲内において適宜設計変更可能である。
図１（ａ），（ｂ）に示す冠形保持器は、上記従来技術で説明した図４（ａ）のように、全体円環状に形成すると共に、転動体２を転動自在に収容保持するための複数のポケット４が周方向に沿って所定間隔で設けられている。
このような冠形保持器は、例えば図３に示すように、転がり軸受を構成する外輪６と内輪８との間に組み込まれ、複数の転動体２を転動自在に保持することによって外内輪６，８を相対的に回転させることができるようになっている。
この場合、転がり軸受の回転動作中（外内輪６，８が矢印Ｒ１，Ｒ２方向に回転中）において、外輪６と内輪８との相対回転に伴って複数の転動体２は、冠形保持器に保持された状態で自転しながら内外輪間を公転する。なお、図３の転がり軸受には、密封板（シール、シールド）が示されていないが、密封板は必要に応じて取り付けられる。
【００１１】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、各々のポケット４は、少なくとも、転動体２の公転方向に摺接する内面位置に対向して設けられた一対の平坦状側面１０ａ，１０ｂと、ポケット４のアキシアル方向の一方側に存しているポケット底１２に設けられた平坦状底面１２ａと、ポケット４のアキシアル方向の他方側で周方向に対向して設けられた一対のポケット爪１４，１４と、平坦状底面１２ａと対向して前記一対のポケット爪１４，１４間に設けられている転動体直径よりも小さな開口Ｐとを備えている。
【００１２】
平坦状側面１０ａ，１０ｂは、夫々ポケット４のアキシアル方向内面（ポケット側面をいう）におけるラジアル方向幅の全域にわたる長さで、かつ所望なアキシアル方向長さをもって構成されている。
平坦状側面１０ａ，１０ｂにおける夫々のアキシアル方向長さは、少なくとも転動体２が接触角を持って自転（図１（ｂ）中において符号Ｔで自転軸を示す。）する場合の最大周速位置２０を含む範囲の長さとする。図１（ｂ）及び図２（ｂ）において、転動体２内で示す破線は、転動体２の最大周速軌跡を示している。
【００１３】
ポケット底１２の平坦状底面１２ａは、ポケット底１２のラジアル方向幅全域にわたる長さで、かつ所望な保持器周方向長さをもって構成されている。
図１の実施形態では、平坦状底面１２ａが、ポケット爪１４，１４間の開口Ｐ幅よりも僅かに長い保持器周方向長さとし、図２の実施形態では、ポケット爪１４，１４間の開口Ｐ幅よりも短い保持器周方向長さとしている。
このような構成により、転動体２と底面１２ａとは略点接触状態となるため、転がり軸受の回転動作中（転動体２の自転中）における摩擦抵抗が抑制される。
【００１４】
ポケット爪１４，１４は、転動体２を保持可能な凹面１５ａ，１５ｂを形成した先端部１５，１５を夫々に備えている。凹面１５ａ，１５ｂは、例えば、転動体２の直径よりも曲率の大きな球面とする。この球面曲率は本発明の範囲内で設計変更可能である。
なお、凹面１５ａ，１５ｂとしては、上述した曲率の球面に限られず、例えば円錐面あるいは多角形面などすべての凹形状を本発明の範囲内において適用することが可能である。
また、本実施形態では、次の構成を採用する。
図１（ｃ）に示すように、ポケット爪先端部１５に転動体２を接触させた時の転動体中心を基準位置０１とした際に、ポケット爪先端部１５の凹面１５ａ（１５ｂ）の曲率Ｒの中心を、前記基準位置０１から離れた下方（図中、太字矢印で示す保持器背面方向）に位置させる構成とする。このような構成により、転動体２は、図１（ｃ）に示すように、爪先端部１５の一部のみで弾性的に保持され、その先端部１５の凹面１５ａ（１５ｂ）と転動体２との間に隙間Ｓが確保される。これにより、保持器エッジによるグリースの掻き取りが抑制される。
また、図１（ｄ）に示すように、ポケット爪先端部１５の凹面１５ａ（１５ｂ）の曲率Ｒの中心を、前記基準位置０１よりも下方（図中、太字矢印で示す保持器背面方向）であるが、基準位置０１近傍に位置させる構成としてもよい。このような構成により、図１（ｃ）の場合よりは僅かに小さい隙間Ｓ１が、先端部１５の凹面１５ａ（１５ｂ）と転動体２との間に確保される。これによれば、グリースの適度な掻き取りがされると共に、保持器組込み時の爪割れや、金型による成型時の無理ぬきによる変形が抑制される。
【００１５】
図２は本発明の他の実施形態で、本実施形態では、平坦状側面１０ａ，１０ｂと平坦状底面１２ａとの境界位置に、強度を高めるためにＲ面１８ａ，１８ｂを設けている。このＲ面１８ａ，１８ｂの長さ・曲率などの設定は特に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。なお、その他の構成及び作用効果は、上記実施形態と同じでありその説明は省略する。
【００１６】
本実施形態の保持器が軸受に組み込まれ、該軸受が回転動作すると、転動体２は、自転周速が小さいポケット爪先端部１５，１５の凹面１５ａ，１５ｂと平坦状底面１２ａにより保持され、同時に動き量も抑制される。
また、転動体２の自転周速の大きなポケット軸方向中心位置付近は、平坦状側面１０ａ，１０ｂと接触するため、保持器エッジによる転動体２からのグリースの掻き取りが抑制され、常時適量の潤滑剤を転動体２に付着させることができる。この結果、保持器音の発生を抑制することができると同時に、かかる保持器を組み込んだ転がり軸受の内外輪軌道溝へ潤滑剤が流入し易くなるため、音響耐久性を向上させることができ、長寿命な軸受を得ることができる。
また、図面に表された各ポケット４の構成は、本発明の一例であり、全てのポケット４を同一仕様にする必要はなく、例えば本発明と従来例とを組み合わせてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、保持器の動き量が抑制されると同時に、転動体に付着した潤滑剤のエッジ掻き取りが抑制されるため、耐保持器音・音響耐久性に対して、有効な転がり軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施の形態に係る転がり軸受用保持器の構成を示す図であって、ポケットの部分の拡大斜視図、（ｂ）はポケットの部分の側面図、（ｃ）はポケット爪先端部の凹面の曲率中心を、基準位置から離れた下方（保持器背面方向）に位置させたことを表した部分拡大図、（ｄ）はポケット爪先端部の凹面曲率の中心を、基準位置よりも下方（保持器背面方向）であるが、基準位置近傍に位置させたことを表した部分拡大図。
【図２】（ａ）は、本発明の改良に係る転がり軸受用保持器の構成を示す図であって、ポケットの部分の拡大斜視図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は本発明の転がり軸受用保持器の効果を確認するための実験結果を示す図。
【図３】本発明の保持器が組み込まれた転がり軸受の構成を示す斜視図。
【図４】従来の保持器の構成を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分拡大側面図。
【図５】（ａ）は、保持器音の発生を防止するための従来の第１の方法を説明するための図、（ｂ）は、保持器音の発生を防止するための従来の第２の方法を説明するための図、（ｃ）は、保持器音の発生を防止するための従来の第３の方法を説明するための図。
【符号の説明】
２：転動体
４：ポケット
１０ａ，１０ｂ：平坦状側面
１２：ポケット底
１２ａ：平坦状底面
１４：ポケット爪
１５：ポケット爪先端部
１５ａ，１５ｂ：凹面
Ｐ：開口
【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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