(57)【要約】【課題】玉軸受けの保持器において、潤滑性を高め、振動、騒音およびＮＲＲＯの発生を低減するとともに、製造コストを低減する。【解決手段】保持器４に設けた各ポケット５の球面状の内面８の直径Ｄ２を転動体の直径よりも大きくする。ポケット５の角部７の内面に１対の円錐面９を形成する。１対の円錐面９およびポケット５の内面８の底部１０を転動体に当接させて転動体を３点支持し、ポケット５の内面８と転動体との間に一定の隙間Ｃ１を形成する。これにより、転動体の位置決め精度を高めることでき、また、隙間Ｃ１に潤滑剤を安定して保持することができるので、安定した回転を得ることができ、振動、騒音およびＮＲＲＯの発生を低減することができる。このとき、円錐面９を有するポケット５を成型するための金型は、容易に機械加工することができるので、製造コストを低減することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体を保持するための複数のポケットを有する玉軸受の保持器において、前記ポケットの内面は、球面および少なくとも１対の円錐面を含み、前記球面の直径が前記転動体の直径より大きく、前記円錐面を前記転動体に当接させて該転動体を位置決めすることを特徴とする保持器。
【請求項２】
前記ポケットの内面は、１対の円錐面を有し、該１対の円錐面および前記ポケットの内面の前記円錐面以外の部分を前記転動体に当接させて、該転動体を３点支持することを特徴とする請求項１に記載の保持器。
【請求項３】
前記ポケットの内面は、２対の円錐面を有し、該２対の円錐面を前記転動体に当接させて、該転動体を４点支持することを特徴とする請求項１に記載の保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、玉軸受の軌道内の転動体を保持するための保持器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転動体として球体を使用する玉軸受においては、軌道内に装填された複数の球体を保持器によって所定間隔をもって転動可能に保持することにより、球体が脱落したり、隣接する球体が接触し合って滑り摩擦を生じるのを防止することができる。
【０００３】
玉軸受に使用する従来の保持器の一例について、図１０を参照して説明する。図１０に示すように、保持器１は、軸受（図示せず）の内輪と外輪との間の軌道内に装填された球体２を転動可能に収容するポケット３を等間隔で複数配置した環状体である（図１０では１つのポケットのみを示す）。ポケット３の内面４は、球体２の表面の曲率に合わせて球面状に形成されている。
【０００４】
一般的に、球体２の直径Ｄに対して、ポケット３の内径Ｄ１は、やや大きく設定されており（一般的な例として、Ｄ１＝１．０３Ｄ）、これにより、球体２とポケット３の内面４との間に隙間Ｃが形成されて、この隙間Ｃに潤滑剤を保持することができる。
【０００５】
保持器１を使用することにより、隣接する球体間の接触を防止して、球体２を円滑に転動させることができ、摩擦トルクおよび摩擦熱の発生を抑制して内外輪を円滑に相対回転させることができる。
【０００６】
ところで、近年、コンピュータのハードディスク、磁気ディスクおよび光ディスク等のドライブ装置においては、記録媒体の高密度化、回転速度の高速化にともない、これらの記録ディスクを駆動するスピンドルモータの軸受に対して、高い回転精度、低摩擦、低騒音および長寿命が要求されている。
【０００７】
上記従来の保持器を用いた玉軸受をこの種の軸受として使用した場合、次のような点が問題となる。上記従来の保持器１では、潤滑剤を保持するめに球体２とポケット３の内面との間に隙間Ｃを形成しているが、毎分１万回転を超える高速回転時には、球体２の自励振動等によって隙間Ｃに不規則な変動が生じる。これにより、潤滑剤の粘性によるせん断抵抗が変動し、また、隙間Ｃの変動によるポンピング作用によって潤滑剤に圧力変動が生じて、回転の不安定、ＮＲＲＯ（非繰返し性軸横ぶれ）の増大、振動、騒音の増大および隙間Ｃからの潤滑剤の漏出を招くという問題を生じる。
【０００８】
これに対して、隙間Ｃを小さくすることにより、球体２の振動をある程度抑制することができるが、球体２とポケット３の内面との接触面積が大きくるため、回転トルクが増大し、また、隙間Ｃに保持される潤滑剤の量が少なくなるため、潤滑性能が低下するという問題を生じることになる。
【０００９】
そこで、例えば米国特許第４，２２５，１９９号明細書および実開昭５７−８７８２７号明細書に記載されているように、保持器のポケットの内面を多面形状として、ボールと点接触させることにより、ポケットの内面とボールとの間に一定の隙間を形成して、潤滑剤の保持性を高め、円滑な回転が得られるようにする技術が知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の米国特許および実用新案明細書に記載されたものでは、次のような問題がある。ポケットの内面を多面形状とするため、保持器成型用の金型の形状が複雑になるので、金型の切削、研磨等の機械加工が煩雑なものとなり、製造コストが高くなる。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、潤滑性を高めるとともに、振動、騒音の発生を低減して円滑な回転を得ることができ、かつ、容易に製造することができる玉軸受の保持器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る保持器は、転動体を保持するための複数のポケットを有する玉軸受の保持器において、前記ポケットの内面は、球面および少なくとも１対の円錐面を含み、前記球面の直径が前記転動体の直径より大きく、前記円錐面を前記転動体に当接させて該転動体を位置決めすることを特徴とする。
このように構成したことにより、転動体が円錐面に当接して位置決めされ、ポケットの内面と転動体との間に一定の隙間が形成されて、この隙間に潤滑剤を保持することができる。
請求項２の発明に係る保持器は、上記請求項１の構成において、前記ポケットの内面は、１対の円錐面を有し、該１対の円錐面および前記ポケットの内面の前記円錐面以外の部分を前記転動体に当接させて、該転動体を３点支持することを特徴とする。
このように構成したことにより、転動体は、１対の円錐面とポケットの内面の円錐面以外の部分の３点に当接して支持される。
請求項３の発明に係る保持器は、上記請求項１の構成において、前記ポケットの内面は、２対の円錐面を有し、該２対の円錐面を前記転動体に当接させて、該転動体を４点支持することを特徴とする。
このように構成したことにより、転動体は、２対の円錐面の４点に当接して支持される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。図２および図３に示すように、第１実施形態に係る保持器４は、ラジアル玉軸受（図示せず）の外輪と内輪との間に形成された軌道内に装填される複数の転動体である球体（図示せず）を保持するためのいわゆる冠型の保持器であり、球体を保持する複数（図示のものでは８つ）のポケット５が円周上に等間隔で配置されて環状体６を形成している。
【００１４】
各ポケット５は、環状体６の一端側に突出された１対の角部７によって形成されており、環状体６の内周側、外周側および一端側の三方に開口部を有している。ポケット５の内面８は、球体の表面に沿った球面状（凹面状）に形成されている。そして、ポケット５の一端側の開口部から球体を押し付けることにより、１対の角部７が撓んで拡開し、球体をポケット５内に転動可能に嵌合させることができる。
【００１５】
図１に示すように、ポケット５の球面状の内面８は、その直径Ｄ２が球体の直径Ｄよりも大きく（好ましくは、Ｄ２＝１．０３Ｄ〜１．０６Ｄ）、１対の角部７の内面には、頂点Ｐを通る軸Ｌが球面状の内面８の中心Ｃを通る１対の円錐面９が形成されている。１対の円錐面９は、円錐面９および球面状の内面８の底部１０に、球面状の内面８の直径Ｄ２より小さく、球体の直径Ｄより僅かに大きい球面Ｓが内接するように形成されている。内接する球面Ｓの直径Ｄ３は、Ｄ３＝１．００５Ｄ〜１．０２５Ｄ程度とすることができ、好ましくは、Ｄ３＝１．０１６Ｄ〜１．０２０Ｄ程度とするとよい。
【００１６】
これにより、１対の円錐面９および球面状の内面８の底部１０（円錐面９以外の部分）が、ポケット５内に嵌合された球体の表面に当接して球体を転動可能に３点支持する。そして、ポケット５の球面状の内面８と球体との間には、一定の隙間Ｃ１が形成される。また、球体が嵌合するポケット５の幅Ｗ（図４参照）は、同サイズの従来の一般的な保持器のポケットの幅よりも１５％程度小さくしてある。なお、保持器４は、一般的な合成樹脂製の保持器と同様、例えばナイロン６６、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性樹脂を射出成形して製造することができる。
【００１７】
次に、保持器４を射出成型するための金型について、図５を参照して説明する。保持器４の各ポケット５は、図５に示す金型部品１１を用いて成型することができる。金型部品１１は、円柱状の本体部１１Ａの先端に、ポケット５の球面状の内面８を成型するための球面部１１Ｂが形成され、球面部１１Ｂの基部に、１対の円錐面９を成型するためのテーパ部１１Ｃが形成されている。金型部品１１は、金型に装着されてから、各ポケット５の形状に合せて両側面が二面取りされる。また、金型部品１１は、金型への取付性を考慮して円柱状の本体部１１Ａが最大直径とされており、本体部１１Ａの端面によって角部７の先端面を成型するようになっている。ここで、金型部品１１の形状は、回転体であるから、１つの回転軸によって容易に旋削加工することができ、高い加工精度を得ることができる。
【００１８】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
保持器４の軸受へ組付けは、従来の一般的な合成樹脂製の保持器と同様、軸受の内外輪の軌道内に所定数の球体を装填した後、保持器４を内外輪間に圧入して、１対の角部７を拡開させ、各ポケット５内に球体を嵌合させることによって行うことができる。そして、軸受に潤滑剤が注入され、必要に応じてシールドを装着することにより、潤滑油の飛散および軌道内への異物の侵入を防止する。
【００１９】
ポケット５内の球体は、その直径Ｄより僅かに大きい直径Ｄ３を有する球面Ｓが内接する１対の円錐面９およびポケット５の底部１０によって３点支持されるので、球体を確実に位置決めして保持することができ、高速回転時の球体の自励振動を抑制することができる。また、１対の円錐面９およびポケット５の底部１０によって球体を３点支持することにより、ポケット５の球面状の内面８と球体の表面との間に一定の隙間Ｃ１が形成されるので、隙間Ｃ１によって潤滑油の保持および摺動部への供給を安定的に行うことができ、潤滑性を高めることができる。その結果、安定した回転を得ることができ、振動、騒音およびＮＲＲＯの発生を低減することができる。
【００２０】
また、ポケット５の幅Ｗを小さくして、球体との接触長を短くしたので、円錐面９と球体との接触面積を適度に小さくすることができ、ポケット５と球体との間の摩擦を充分小さくすることができる。これにより、軸受の回転トルクを低減することができるので、円錐面９およびポケット５の底部１０（に内接する球面Ｓ）と球体２との隙間を小さくすることが可能となり、球体の位置決め精度を高めることができる。その結果、球体の直径Ｄに対して、図１０に示す従来例では、ポケット３の直径Ｄ１をＤ１＝１．０３Ｄとしているのに対して、本実施形態では、円錐面９およびポケット５の底部１０に内接する球面Ｓの直径Ｄ３をＤ３＝１．００５Ｄ〜１．０２５Ｄ程度、好ましくは、Ｄ３＝１．０１６Ｄ〜１．０２０Ｄ程度とすることができ、球体の位置決め精度を高めることができる。
【００２１】
また、上記米国特許第４，２２５，１９９号明細書および実開昭５７−８７８２７号明細書に記載されているように、保持器のポケットの内面を多面形状とする場合には、金型の製造工程が煩雑になるため、製造コストがかかる上に、加工精度を高めることが困難であるのに対して、本実施形態の保持器４は、単純な回転体形状の金型部品１１を用いて容易に製造することができるので、加工精度を高めるとともに、製造コストを低減することができる。
【００２２】
なお、上記第１実施形態において、ポケット５の内面８の底部１０を平面状に形成することもでき、このようにする場合、ポケット５を成型するための金型部品１１の球面部１１Ｂの先端を平面状に形成すればよい。
【００２３】
次に、本発明の第２実施形態について、図６ないし図９を参照して説明する。なお、第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、ポケットの数および各ポケットに形成された円錐面の数が異なる以外は概して同様の構造であるから、以下、上記第１実施形態の各部に対応する部分には、同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２４】
図６ないし図９に示すように、第２実施形態の保持器１２では、環状体６には、複数（図示のものでは１０個）のポケット５が設けられており、各ポケット５の球面状の内面８には、１対の角部７の内面に形成された１対の円錐面９に加えて、ポケット５の底部側に１対の円錐面１３が形成されている。ポケット５の底部に形成された１対の円錐面１３は、その頂点Ｑを通る軸が円錐面９の軸Ｌと共通となっている。そして、これら２対の円錐面９，１３は、球体の直径Ｄより僅かに大きい球面Ｓが内接するように形成されており、球面状の内面８の直径Ｄ２および球面Ｓの直径Ｄ３は、上記第１実施形態と同様、Ｄ２＝１．０３Ｄ〜１．０６Ｄ程度、Ｄ３＝１．００５Ｄ〜１．０２５Ｄ好ましくはＤ３＝１．０１６Ｄ〜１．０２０Ｄ程度となっている。
【００２５】
このように構成したことにより、球体は、２対の円錐面９，１３によって４点支持され、球体とポケット５の球面状の内面８との間に一定の隙間Ｃ１が形成されて、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
また、上記第１実施形態と同様、保持器１２のポケット５は、図９に示す金型部品１４を用いて成型することができる。金型部品１４は、円柱状の本体部１４Ａの先端部に、ポケット５の球面状の内面８を成型するための球面部１４Ｂ，１４Ｃおよび２対の円錐面９，１３を成型するためのテーパ部１４Ｄ，１４Ｅが形成されており、金型に装着されてから、各ポケット５の形状に合せて両側面が二面取りされる。また、金型部品１４は、金型への取付性を考慮して、円柱状の本体部１４Ａが最大直径とされており、本体部１４Ａの端面によって角部７の先端面を成型するようになっている。そして、上記第１実施形態と同様、金型部品１４の形状は単純な回転体であるから、容易に機械加工することができ、高い加工精度を得ることができる。
【００２６】
なお、上記第１および第２実施形態では、一例として、各ポケット５に１対または２対の円錐面を設けたものについて説明しているが、このほか、球体より僅かに大きい球面Ｓが内接する円錐面を適宜３対以上設けることもできる。
【００２７】
また、上記第１および第２実施形態では、一例として、本発明をラジアル玉軸受の冠型保持器に適用した場合について説明しているが、本発明はこれに限らず、球面状の内面を有するポケットを備えた保持器であれば、スラスト玉軸受け、アンギュラ玉軸受等の保持器にも同様に適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明に係る保持器によれば、ポケットの内面に形成した円錐面に転動体が当接して位置決めされ、ポケットの内面と転動体との間に一定の隙間が形成されて、この隙間に潤滑剤を保持することができる。その結果、転動体の位置決め精度および潤滑性を高めることができるので、安定した回転を得ることができ、振動、騒音およびＮＲＲＯの発生を低減することができる。また、円錐面を有するポケットを成型するための金型は、従来の多面形状のポケットを成型するための金型に比して、容易に製造することができるので、製造コストを低減することができる。
請求項２の発明に係る保持器によれば、転動体を１対の円錐面およびポケットの内面の円錐面以外の部分の３点に当接させて支持することができるので、転動体を確実に位置決めして保持することができ、安定した回転を得ることができ、振動、騒音およびＮＲＲＯの発生を低減することができる。
また、請求項３の発明に係る保持器は、転動体を２対の円錐面の４点に当接させて支持することができるので、上記同様に振動、騒音およびＮＲＲＯの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る保持器のポケット部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る保持器の斜視図である。
【図３】図２の保持器のポケット部を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図５】図２の保持器のポケット部を成型するための金型部品を拡大して示す側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る保持器の斜視図である。
【図７】図６の保持器のポケット部を拡大して示す斜視図である。
【図８】図６の保持器のポケット部を拡大して示す縦断面図である。
【図９】図６の保持器のポケット部を成型するための金型部品を拡大して示す側面図である。
【図１０】従来の保持器のポケット部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
４，１２　保持器
５　ポケット
８　内面
９，１３　円錐面
１０　底部（円錐面以外の部分）
【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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【図７】
2004003532.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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