(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の環状主部と、前記環状主部の軸方向一端面に設けられた複数のポケットと、前記環状主部の軸方向他端面に同心に取り付けられた前記環状主部に沿う環状の補強部材と、を備えるラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器において、下記の６つの条件を満足することを特徴とするラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器。
条件１：軸方向に平行な平面での前記補強部材の断面形状が矩形である。
条件２：前記補強部材は、前記環状主部の軸方向他端面に形成された凹部に埋め込まれて一体とされている。
条件３：前記補強部材をインサートとするインサート成形により製造され、前記環状主部と前記補強部材とがインサート成形時に一体化されたものであるか、又は、射出成形により製造された前記環状主部に前記補強部材を接着剤若しくは圧入により一体に固定したものである。
条件４：前記環状主部の外径面と前記補強部材の外径面との間の径方向距離をＦ、前記環状主部の内径面と前記補強部材の内径面との間の径方向距離をＧ、前記ポケットの底面と前記補強部材のポケット側の面との間の軸方向距離をＥとして、Ｅ，Ｆ，及びＧが０超過であり、前記補強部材の外径面，内径面，ポケット側の面が前記環状主部に覆われ、反ポケット側の面が露出している。
条件５：前記補強部材のポケット側の面は、断面略Ｕ字状又は断面略Ｖ字状の凹面となっている。
条件６：前記補強部材の表面にショットピーニング又は化成処理が施されて凹凸が形成されている。
【請求項２】
樹脂製の環状主部と、前記環状主部の軸方向一端面に設けられた複数のポケットと、前記環状主部の軸方向他端面に同心に取り付けられた前記環状主部に沿う環状の補強部材と、を備えるラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器において、下記の６つの条件を満足することを特徴とするラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器。
条件７：軸方向に平行な平面での前記補強部材の断面形状が矩形である。
条件８：前記補強部材は、前記環状主部の軸方向他端面に取り付けられて一体とされており、外径面，内径面，及び反ポケット側の面は前記環状主部に覆われておらず露出している。
条件９：前記補強部材をインサートとするインサート成形により製造され、前記環状主部と前記補強部材とがインサート成形時に一体化されたものであるか、又は、射出成形により製造された前記環状主部に前記補強部材を接着剤若しくは圧入により一体に固定したものである。
条件１０：前記環状主部の外径面と前記補強部材の外径面との間の径方向距離をＦ、前記環状主部の内径面と前記補強部材の内径面との間の径方向距離をＧ、前記ポケットの底面と前記補強部材のポケット側の面との間の軸方向距離をＥとして、Ｅ，Ｆ，及びＧが０以上である。
条件１１：前記補強部材のポケット側の面は、断面略Ｕ字状又は断面略Ｖ字状の凹面となっている。
条件１２：前記補強部材の表面にショットピーニング又は化成処理が施されて凹凸が形成されている。
【請求項３】
前記環状主部の外径面と内径面との間の径方向距離をＣ、前記ポケットの底面と前記補強部材の反ポケット側の面との間の軸方向距離をＤとすると、Ｅは０．１×Ｄ以上又は０．１ｍｍ以上で、Ｆ及びＧは０．０２×Ｃ以上又は０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器。
【請求項４】
前記環状主部の軸方向他端面に凹部を設け、前記補強部材の前記凹部に対応する位置に孔を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器。
【請求項５】
前記補強部材の前記ポケット側の面が凹面となっているとともに、前記反ポケット側の面が平面となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器。
【請求項６】
前記補強部材の軸方向反ポケット側の部分については、内径面と外径面との間の幅がポケット側から反ポケット側に向かって徐々に小さくなるテーパ状となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器。
【請求項７】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に前記転動体を保持する保持器と、を備えるアンギュラ玉軸受において、前記保持器が請求項１〜６のいずれか一項に記載のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器であることを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項８】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に前記転動体を保持する保持器と、を備える複列玉軸受において、前記保持器が請求項１〜６のいずれか一項に記載のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器であることを特徴とする複列玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂製保持器に関する。また、本発明は、樹脂製保持器を備えた転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、玉軸受の回転速度の高速化が進んでいるため、保持器が弾性変形して外輪，シール，シールド板と接触することによる発熱、玉のＰＣＤと保持器のポケットのＰＣＤとがずれることによる発熱、及び振れ回り等が問題となってきている。
保持器の局部的な変形については、有限要素法解析（ＦＥＭ解析）の結果、ポケットの底部に発生した歪みが原因となって、ポケットが広がるように変形していることが分かった（図９を参照）。また、保持器の全体的な変形については、径方向外方に変形していることが分かった（図１０を参照）。【０００３】
このような変形を抑制するためには、ポケットの底部の剛性、特に径方向を軸とした断面２次モーメントを向上させることが有効である。保持器に金属板を取り付ければ剛性を向上させることができるが、単に取り付けただけでは、金属板が内輪，外輪，玉と接触して発熱や摩耗の原因となるおそれがある。また、高速回転条件では、金属板が剥落するおそれも大きくなる。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、高速回転で使用されても変形，発熱，摩耗が生じにくい樹脂製保持器を提供することを課題とする。また、高速回転で使用されても発熱，摩耗が生じにくい転がり軸受を提供することを併せて課題とする。
【発明の開示】
【０００４】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明の第一の発明のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器は、樹脂製の環状主部と、前記環状主部の軸方向一端面に設けられた複数のポケットと、前記環状主部の軸方向他端面に同心に取り付けられた前記環状主部に沿う環状の補強部材と、を備えるラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器において、下記の６つの条件を満足することを特徴とする。
条件１：軸方向に平行な平面での前記補強部材の断面形状が矩形である。
【０００５】
条件２：前記補強部材は、前記環状主部の軸方向他端面に形成された凹部に埋め込まれて一体とされている。
条件３：前記補強部材をインサートとするインサート成形により製造され、前記環状主部と前記補強部材とがインサート成形時に一体化されたものであるか、又は、射出成形により製造された前記環状主部に前記補強部材を接着剤若しくは圧入により一体に固定したものである。
【０００６】
条件４：前記環状主部の外径面と前記補強部材の外径面との間の径方向距離をＦ、前記環状主部の内径面と前記補強部材の内径面との間の径方向距離をＧ、前記ポケットの底面と前記補強部材のポケット側の面との間の軸方向距離をＥとして、Ｅ，Ｆ，及びＧが０超過であり、前記補強部材の外径面，内径面，ポケット側の面が前記環状主部に覆われ、反ポケット側の面が露出している。
条件５：前記補強部材のポケット側の面は、断面略Ｕ字状又は断面略Ｖ字状の凹面となっている。
条件６：前記補強部材の表面にショットピーニング又は化成処理が施されて凹凸が形成されている。
また、本発明の第一の発明のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器は、樹脂製の環状主部と、前記環状主部の軸方向一端面に設けられた複数のポケットと、前記環状主部の軸方向他端面に同心に取り付けられた前記環状主部に沿う環状の補強部材と、を備えるラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器において、下記の６つの条件を満足する構成としてもよい。
【０００７】
条件７：軸方向に平行な平面での前記補強部材の断面形状が矩形である。
条件８：前記補強部材は、前記環状主部の軸方向他端面に取り付けられて一体とされており、外径面，内径面，及び反ポケット側の面は前記環状主部に覆われておらず露出している。
条件９：前記補強部材をインサートとするインサート成形により製造され、前記環状主部と前記補強部材とがインサート成形時に一体化されたものであるか、又は、射出成形により製造された前記環状主部に前記補強部材を接着剤若しくは圧入により一体に固定したものである。
【０００８】
条件１０：前記環状主部の外径面と前記補強部材の外径面との間の径方向距離をＦ、前記環状主部の内径面と前記補強部材の内径面との間の径方向距離をＧ、前記ポケットの底面と前記補強部材のポケット側の面との間の軸方向距離をＥとして、Ｅ，Ｆ，及びＧが０以上である。
条件１１：前記補強部材のポケット側の面は、断面略Ｕ字状又は断面略Ｖ字状の凹面となっている。
条件１２：前記補強部材の表面にショットピーニング又は化成処理が施されて凹凸が形成されている。
ただし、Ｅ，Ｆ，及びＧは０超過であることが好ましい。また、前記補強部材の表面にショットピーニング又は化成処理が施されて凹凸が形成されており、表面粗さＲａが０．３μｍ以上とされていることが好ましく、０．８μｍ以上とされていることがより好ましい。ただし、前記補強部材の表面の表面粗さＲａが６．４μｍより大きくなると、異物（ゴミ）の付着が生じやすくなる等の問題があるため好ましくない。
さらに、前記補強部材の前記ポケット側の面は、凹面となっていてもよい。さらに、前記補強部材の軸方向反ポケット側の部分については、内径面と外径面との間の幅がポケット側から反ポケット側に向かって徐々に小さくなるテーパ状となっていることが好ましい。さらに、前記補強部材は金属板から抜き加工により製造されたものでもよく、その場合には抜き方向下側部分を前記ポケットに向けて配されていることが好ましい。ただし、前記補強部材の製造時に発生したバリ等は除去することが好ましい。
【０００９】
このような第一の発明のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器は、アンギュラ玉軸受や複列玉軸受の保持器として好適である。すなわち、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に前記転動体を保持する保持器と、を備えるアンギュラ玉軸受において、前記保持器を第一の発明のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器とすることが好ましい。また、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に前記転動体を保持する保持器と、を備える複列玉軸受において、前記保持器を第一の発明のラジアル玉軸受用樹脂製冠形保持器とすることが好ましい。
【００１０】
次に、本発明の第二の発明の玉軸受用冠型保持器は、円環状の主部と、前記主部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する弾性片と、を備え、前記弾性片の間に転動体を転動可能に保持するポケット部が形成される合成樹脂製の玉軸受用冠型保持器であって、前記玉軸受用冠型保持器には、前記玉軸受用冠型保持器の合成樹脂よりも剛性の高い金属板からなる補強リングが埋設され、前記補強リングは、前記主部の軸方向端面に略平行に埋設される環状円板部と、前記環状円板部の外周縁部又は内周縁部から前記弾性片の突出方向に延設される円筒部と、を備えることを特徴とする。      
【００１１】
ここで、前記環状円板部には、前記弾性片の突出方向と逆方向に延びる突起部が円周方向に少なくとも３カ所設けられることが好ましい。また、前記玉軸受用冠型保持器の合成樹脂と前記補強リングとを接着剤によって結合することが好ましい。
また、本発明の第二の発明の玉軸受用冠型保持器は、円環状の主部と、前記主部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する弾性片と、を備え、前記弾性片の間に転動体を転動可能に保持するポケット部が形成される合成樹脂製の玉軸受用冠型保持器であって、前記玉軸受用冠型保持器には、前記主部の軸方向端面に、前記玉軸受用冠型保持器の合成樹脂よりも剛性の高い環状の金属板からなる補強リングが、接着剤を介して固着される構成としてもよい。
【００１２】
さらに、本発明の第二の発明の玉軸受用冠型保持器は、円環状の主部と、前記主部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する弾性片と、を備え、前記弾性片の間に転動体を転動可能に保持するポケット部が形成される合成樹脂製の玉軸受用冠型保持器であって、前記玉軸受用冠型保持器の前記主部には、前記玉軸受用冠型保持器の合成樹脂よりも剛性の高い環状の金属板からなる補強リングが埋設され、前記玉軸受用冠型保持器の合成樹脂と前記補強リングとが接着剤によって結合される構成としてもよい。
【００１３】
この時、前記接着剤は、フェノール樹脂系接着剤及びエポキシ樹脂系接着剤の少なくとも一つを含有することが好ましい。
このような第二の発明の玉軸受用冠型保持器は、接着剤を半硬化状態で焼き付けた環状の金属板の周りに合成樹脂を注入してインサート成形する工程を備える製造方法によって製造することができる。また、接着剤を半硬化状態で焼き付けた環状の金属板の周りに合成樹脂を注入してインサート成形する工程と、二次加熱によって前記接着剤を硬化させる工程と、を備える製造方法によっても製造することができる。
【００１４】
また、このような第二の発明の玉軸受用冠型保持器は、玉軸受の保持器として好適である。すなわち、外輪と内輪との間に複数の玉が環状の保持器を介して円周方向に転動可能に配設される玉軸受において、前記保持器として第二の発明の玉軸受用冠型保持器を使用することが好ましい。
さらに、本発明の第三の発明の冠型保持器は、合成樹脂製で円環状の主部と、前記主部の軸方向片面に一体に形成され、円周方向にわたり互いに間隔をあけて配置された一対の弾性片の間に玉を１個ずつ転動自在に保持するポケットを複数備えるとともに、前記主部の軸方向他面に接着剤により金属板を接合してなる冠型保持器において、前記金属板が炭素鋼を上回る線膨張係数を有する金属材料からなることを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記接着剤は、フェノール樹脂系接着剤及びエポキシ樹脂系接着剤から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
このような第三の発明の冠型保持器は、接着剤を半硬化状態で焼き付けた金属板の周りに合成樹脂を注入してインサート成形する工程を備える製造方法によって製造することができる。また、着剤を半硬化状態で焼き付けた金属板の周りに合成樹脂を注入してインサート成形する工程と、二次加熱により接着剤を硬化させる工程とを備える製造方法によっても製造することができる。
【００１６】
さらに、本発明の第四の発明の転がり軸受は、内輪と外輪との間に保持器を介して複数の転動体を転動自在に保持してなる転がり軸受において、前記転動体がセラミックス製であり、かつ、前記保持器が金属板製で全体が円環状の補強リングを内部に包埋または底部に接着してなる合成樹脂製冠型保持器であることを特徴とする。
さらに、本発明の第五の発明のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器は、円環状の主部と、この主部の軸方向片側面に円周方向に関して互いに間隔をあけ、軸方向に突出する状態で形成した複数の弾性片と、円周方向に隣り合う１対ずつの弾性片の互いに対向する面と上記主部の軸方向片面でこれら両弾性片により挟まれた部分とにより囲まれた部分であって、それぞれの内面を部分球面状の凹面とした複数のポケットとを備え、合成樹脂を射出成形する事により造られるラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器に於いて、金属板製で全体を円環状に造られ、径方向中央部を軸方向に対し直交する方向に存在する平板部とし、内径寄り部分を上記軸方向片側面側に折れ曲がった内径側折れ曲がり部とし、外径寄り部分を上記軸方向片側面側に折れ曲がった外径側折れ曲がり部とした補強リングを、射出成形時に上記主部の内側に包埋して成る事を特徴とする。
【００１７】
この時、補強リングの一部で主部の軸方向に関して各ポケットと整合する部分に、それぞれ通孔が形成されていてもよい。
また、本発明の第五の発明のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器は、円環状の主部と、この主部の軸方向片側面に円周方向に関して互いに間隔をあけ、軸方向に突出する状態で形成した複数の弾性片と、円周方向に隣り合う１対ずつの弾性片の互いに対向する面と上記主部の軸方向片面でこれら両弾性片により挟まれた部分とにより囲まれた部分であって、それぞれの内面を部分球面状の凹面とした複数のポケットとを備え、合成樹脂を射出成形する事により造られるラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器に於いて、金属板製で全体を円環状に造られ、上記主部の軸方向に関して上記各ポケットと整合する部分にそれぞれ通孔が形成されている補強リングを、射出成形時に上記主部の内側に包埋して成る構成としてもよい。
【００１８】
第五の発明のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器においては、補強リングの一部で、各弾性片の基部を含む円周方向に隣り合うポケット同士の間部分と主部の軸方向に関して整合する部分に、それぞれ円周方向に長い透孔が形成されており、この透孔を通じて上記間部分の内側に、肉抜き凹部が形成されていてもよい。
このような第五の発明のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器は、ラジアル玉軸受の保持器として好適である。すなわち、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉と、これら各玉を保持する保持器とを備えたラジアル玉軸受に於いて、この保持器が第五の発明のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器である事が好ましい。
【００１９】
さらに、本発明の第六の発明の合成樹脂製保持器は、合成樹脂製で円環状の基部と、当該基部の軸方向片面に設けられた複数組のポケットとを備え、各ポケットは、前記基部と一体に形成されて円周方向にわたり互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片の間に転動体を１個ずつ、転動自在に保持する合成樹脂製保持器において、前記基部に、前記合成樹脂よりも弾性係数が大きい合成樹脂からなる円環状に成型した補強部材を、前記基部および弾性片の射出成形時にインサートすることによって、前記基部の全周にわたり非分離に設けたことを特徴とする。
【００２０】
ここで、前記補強部材は、前記基部の軸方向他面に、平板状に成形して、前記基部の全周にわたり非分離に添設してあることが好ましい。また、強化繊維及び強化粒子の含有量は、基部及び弾性片＜補強部材であることが好ましい。このような第六の発明の合成樹脂製保持器は、転がり軸受の保持器として好適である。
さらに、本発明の第七の発明の玉軸受用保持器は、円形の空所からなり転動体を転動自在に保持するポケットを有する樹脂製のポケット部材が環状に複数連結されてなり、前記樹脂よりも高い弾性変形能を有する金属又は樹脂で構成された補強部材をインサートとするインサート成形により製造された玉軸受用保持器であって、前記ポケット部材は、軸方向一端面側のポケット底部及び軸方向他端面側のポケット頂部がそれぞれ周方向に分断されており、前記ポケット底部の分断部分は前記補強部材で連結され、この補強部材の弾性変形によって前記ポケット頂部の分断部分が開閉可能となっていることを特徴とする。
【００２１】
また、第七の発明の玉軸受用保持器は、円形の空所からなり転動体を転動自在に保持するポケットを有する樹脂製のポケット部材が環状に複数連結されてなり、前記樹脂よりも高い弾性変形能を有する金属又は樹脂で構成された補強部材をインサートとするインサート成形により製造された玉軸受用保持器であって、複数の前記ポケット部材はそれぞれ前記補強部材の一部分で連結されているとともに、前記ポケット部材は、軸方向一端面側のポケット底部及び軸方向他端面側のポケット頂部がそれぞれ周方向に分断され、前記ポケット底部の分断部分は前記補強部材の他の一部分で連結されており、前記補強部材のうち前記ポケット部材同士を連結する部分と前記ポケット底部の分断部分を連結する部分とが弾性変形することにより、前記ポケット頂部の分断部分が開閉可能となっている構成でもよい。
【００２２】
このような第七の発明の玉軸受用保持器においては、閉状態の前記ポケット頂部の分断部分を連結する連結手段を備えることが好ましい。また、前記連結手段の少なくとも一部分が前記補強部材によって構成されていることが好ましい。
さらに、第七の発明の玉軸受用保持器は、円形の空所からなり転動体を転動自在に保持するポケットを有する樹脂製のポケット部材が環状に複数連結されてなる玉軸受用保持器であって、前記ポケット部材は、軸方向一端面側のポケット底部が弾性変形可能で、且つ、軸方向他端面側のポケット頂部が周方向に分断されており、前記ポケット頂部の分断部分は前記ポケット底部の弾性変形によって開閉可能となっている構成でもよい。このような玉軸受用保持器においては、閉状態の前記ポケット頂部の分断部分を連結する連結手段を備えることが好ましい。
【００２３】
このような第七の発明の玉軸受用保持器は、玉軸受の保持器として好適である。すなわち、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の玉と、前記内輪及び前記外輪の間に前記玉を保持する保持器と、を備える玉軸受において、前記保持器を第七の発明の玉軸受用保持器とすることが好ましい。
さらに、本発明の第八の発明の樹脂製冠形保持器は、樹脂製の環状主部と、この環状主部の軸方向一端面に設けられた複数のポケットと、を備える樹脂製冠形保持器において、前記ポケットの内面に、潤滑剤を収容可能な潤滑剤溜まりを設けたことを特徴とする。
【００２４】
ここで、前記潤滑剤溜まりは前記ポケットの底部近傍に設けることが好ましい。また、前記環状主部の軸方向他端面に、前記環状主部に沿う環状の補強部材を取り付けてもよい。さらに、第八の発明の樹脂製冠形保持器は、前記補強部材をインサートとするインサート成形により製造されたものであり、前記環状主部と前記補強部材とが一体とされていることが好ましい。
このような第八の発明の樹脂製冠形保持器は、ラジアル玉軸受の保持器として好適である。すなわち、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の玉と、前記内輪及び前記外輪の間に前記玉を保持する保持器と、を備えるラジアル玉軸受において、前記保持器を第八の発明の樹脂製冠形保持器とすることが好ましい。この時、前記樹脂製冠形保持器は玉案内方式の保持器であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一の発明に係るアンギュラ玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【図２】本発明の第一の発明に係る樹脂製冠形保持器の構造を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第一の発明に係る樹脂製冠形保持器の変形例を示す部分断面図である。
【図４】本発明の第一の発明に係る樹脂製冠形保持器の別の変形例を示す部分断面図である。
【図５】本発明の第一の発明に係る樹脂製冠形保持器の別の変形例を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第一の発明に係る樹脂製冠形保持器の別の変形例を示す部分断面図である。
【図７】本発明の第一の発明に係る樹脂製冠形保持器の別の変形例を示す部分断面図である。
【図８】本発明の第一の発明に係る複列玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【図９】保持器の局部的な変形の様子を説明する図である。
【図１０】保持器の全体的な変形の様子を説明する図である。
【図１１】本発明の第二の発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第１実施形態を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に示す玉軸受用冠型保持器の円周方向の一部を示す要部拡大斜視図である。
【図１３】図１２に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの円周方向の一部を示す要部拡大斜視図である。
【図１４】図１３に示す補強リングの変形例を説明するための要部拡大斜視図である。
【図１５】図１４に示す補強リングの断面図である。
【図１６】本発明の第二の発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第２実施形態を説明するための断面図である。
【図１７】図１６に示す玉軸受用冠型保持器の円周方向の一部を示す要部拡大斜視図である。
【図１８】図１７に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの円周方向の一部を示す要部拡大斜視図である。
【図１９】図１８に示す補強リングの変形例を説明するための要部拡大斜視図である。
【図２０】本発明の第二の発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第３実施形態を説明するための要部断面図である。
【図２１】図２０に示す玉軸受用冠型保持器の全体斜視図である。
【図２２】図２１に示す玉軸受用冠型保持器に固着される補強リングの第１変形例を示す要部断面図である。
【図２３】図２２に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。
【図２４】図２１に示す玉軸受用冠型保持器に固着される補強リングの第２変形例を示す要部断面図である。
【図２５】図２４に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。
【図２６】図２１に示す玉軸受用冠型保持器に固着される補強リングの第３変形例を示す要部断面図である。
【図２７】図２６に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。
【図２８】図２１に示す玉軸受用冠型保持器に固着される補強リングの第４変形例を示す要部断面図である。
【図２９】図２８に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。
【図３０】本発明の第二の発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第４実施形態を説明するための要部断面図である。
【図３１】図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの円周方向の一部を示す図である。
【図３２】図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの第１変形例を示す要部断面図である。
【図３３】図３２に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。
【図３４】図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの第２変形例を示す要部断面図である。
【図３５】図３４に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。
【図３６】図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの第３変形例を示す要部断面図である。
【図３７】図３６に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。
【図３８】図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの第４変形例を示す要部断面図である。
【図３９】図３８に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。
【図４０】従来の玉軸受用冠型保持器が組み込まれた玉軸受を示す断面図である。
【図４１】従来の玉軸受用冠型保持器を示す斜視図である。
【図４２】従来の玉軸受用冠型保持器の円周方向の一部を示す斜視図である。
【図４３】従来の他の玉軸受用冠型保持器が組み込まれた玉軸受を示す断面図である。
【図４４】従来の他の玉軸受用冠型保持器が組み込まれた玉軸受を示す断面図である。
【図４５】従来の他の玉軸受用冠型保持器が組み込まれた玉軸受を示す断面図である。
【図４６】本発明の第三の発明の冠型保持器の一例を示す図であり、（ａ）冠型保持器を示す全体斜視図、（ｂ）図４８に従い玉軸受に組み込んだ状態を示す要部断面図、（ｃ）補強リングの一部を示す上面図である。
【図４７】本発明の第三の発明の冠型保持器の他の例を示す図であり、（ａ）冠型保持器の全体を示す斜視図、（ｂ）図４８に従い玉軸受に組み込んだ状態を示す要部断面図、（ｃ）補強リングの一部を示す上面図である。
【図４８】冠型保持器を備える玉軸受の一例を示す断面図である。
【図４９】従来の冠型保持器の一例を示す全体斜視図である。
【図５０】従来並びに本発明の冠型保持器の一例を示す全体斜視図である。
【図５１】本発明の第四の発明の転がり軸受に組み込まれる合成樹脂製冠型保持器の一例を示す部分斜視図である。
【図５２】本発明の第四の発明の転がり軸受に組み込まれる合成樹脂製冠型保持器の他の例を示す部分斜視図である。
【図５３】図５２に示す合成樹脂製冠型保持器に包埋される補強リングを示す部分斜視図である。
【図５４】図５２の右端部を切断してＡ矢印方向からみた部分拡大斜視図である。
【図５５】図５４の下側からみた部分拡大斜視図である。
【図５６】図５４の右側からみた部分拡大斜視図である。
【図５７】深溝球軸受の一例を示す断面図である。
【図５８】従来の合成樹脂製冠型保持器の一例を示す全体斜視図である。
【図５９】本発明の第五の発明の実施の形態の１例を示す、保持器の部分斜視図である。
【図６０】この保持器に包埋する補強リングの部分斜視図である。
【図６１】図５９の右上端部を切断してＡ矢印方向から見た部分拡大斜視図である。
【図６２】図６１の下側から見た部分拡大斜視図である。
【図６３】図６１の右側から見た部分拡大斜視図である。
【図６４】本発明の対象となる合成樹脂製冠型保持器を組み込んだラジアル玉軸受の断面図である。
【図６５】従来から知られている合成樹脂製冠型保持器の第１例を示す斜視図である。
【図６６】従来から知られている合成樹脂製冠型保持器の第２例を示す部分斜視図である。
【図６７】本発明の第六の発明の第１実施の形態に係る合成樹脂製冠型保持器の部分的斜視図である。
【図６８】本発明の第六の発明の第２実施の形態に係る合成樹脂製冠型保持器の部分的斜視図である。
【図６９】従来例に係る転がり軸受の断面図である。
【図７０】図６９に示した転がり軸受に装着した合成樹脂製冠型保持器の斜視図である。
【図７１】別の従来例に係る合成樹脂製冠型保持器の部分的分解斜視図である。
【図７２】さらに別の従来例に係る合成樹脂製冠型保持器の分解斜視図である。
【図７３】図７２に示した合成樹脂製冠型保持器の部分拡大断面図である。
【図７４】本発明の第七の発明に係る玉軸受の一実施形態の構造を示す縦断面図である。
【図７５】図７４の玉軸受に組み込まれた保持器の斜視図である。
【図７６】図７５の保持器を構成するポケット部材と補強部材とを分解して示した分解斜視図である。
【図７７】ポケット頂部の分断部分が開状態となっているポケット部材を示す図である。
【図７８】連結手段の一例を示す図である。
【図７９】補強部材の変形例を説明する保持器の斜視図である。
【図８０】図７９の保持器を構成するポケット部材と補強部材とを分解して示した分解斜視図である。
【図８１】本発明の第八の発明に係るラジアル玉軸受の一実施形態の構造を示す縦断面図である。
【図８２】図８１のラジアル玉軸受に組み込まれた樹脂製冠形保持器の部分斜視図である。
【図８３】本実施形態の変形例を示す樹脂製冠形保持器の部分斜視図である。
【図８４】本実施形態の別の変形例を示す樹脂製冠形保持器の部分斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
〔第一の発明の実施形態〕
本発明の第一の発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は第一の発明の一実施形態であるアンギュラ玉軸受の構造を示す部分縦断面図であり、図２は樹脂製冠形保持器の構造を示す部分断面図である。
図１のアンギュラ玉軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１及び外輪２の間に転動自在に配された複数の玉（転動体）３と、内輪１及び外輪２の間に玉３を保持する樹脂製冠形保持器４と、を備えている。そして、グリース，潤滑油等の潤滑剤で潤滑されている。【００２７】
この樹脂製冠形保持器４は、樹脂製の環状主部１０と、環状主部１０の軸方向一端面に設けられた複数のポケット１１と、環状主部１０の軸方向他端面に同心に取り付けられた環状の補強部材１２と、を備えている。この補強部材１２は環状主部１０に沿う環状をなしているとともに、軸方向に平行な平面での断面形状が矩形である。また、補強部材１２は、環状主部１０の軸方向他端面に形成された凹部に埋め込まれて一体とされており、補強部材１２の外径面１２ａ，内径面１２ｂ，及びポケット側の面１２ｃが環状主部１０（樹脂）に覆われ、反ポケット側の面１２ｄが露出している。【００２８】
つまり、環状主部１０の外径面１０ａと補強部材１２の外径面１２ａとの間の径方向距離をＦ、環状主部１０の内径面１０ｂと補強部材１２の内径面１２ｂとの間の径方向距離をＧ、ポケット１１の底面と補強部材１２のポケット側の面１２ｃとの間の軸方向距離をＥとすると、Ｅ，Ｆ，及びＧが０超過である。
樹脂製冠形保持器４の製造方法は特に限定されるものではないが、補強部材１２をインサートとするインサート成形により製造してもよい。この場合には、環状主部１０と補強部材１２とがインサート成形時に一体化される。また、予め射出成形により製造された環状主部１０に補強部材１２を固定して一体化してもよい。この場合には、接着剤による接着，圧入等の慣用の固着方法により、環状主部１０と補強部材１２とを固定する。【００２９】
このような補強部材１２を備えた樹脂製冠形保持器４は、剛性が高く変形しにくい。また、補強部材１２が内輪１，外輪２，玉３と接触して発熱や摩耗を生じることがほとんどない。さらに、補強部材１２が環状主部１０から剥落するおそれもほとんどない。よって、アンギュラ玉軸受を高速回転で問題なく使用することができる。
なお、樹脂製冠形保持器４は、図３のような構造でもよい。すなわち、環状主部１０の軸方向他端面には凹部が形成されておらず、補強部材１２が前記軸方向他端面に固定されている構造である。よって、外径面１２ａ，内径面１２ｂ，及び反ポケット側の面１２ｄは、環状主部１０に覆われておらず露出している。この場合には、前述のＥ，Ｆ，及びＧが０以上である。このような構造の場合も、前述の図２の構造の樹脂製冠形保持器４と同様にして製造することができる。【００３０】
図２，３いずれの構造の場合でも、Ｅ，Ｆ，及びＧは下記のような条件を満たすことがより好ましい。すなわち、Ｅは０．１×Ｄ以上又は０．１ｍｍ以上で、Ｆ及びＧは０．０２×Ｃ以上又は０．１ｍｍ以上である。ここで、Ｃとは環状主部１０の外径面１０ａと内径面１０ｂとの間の径方向距離であり、Ｄとはポケット１１の底面と補強部材１２の反ポケット側の面１２ｄとの間の軸方向距離である。このような条件を満たせば、補強部材１２と内輪１，外輪２，玉３との接触がより生じにくい。【００３１】
また、補強部材１２の表面にはショットピーニング又は化成処理を施して、微細な凹凸を形成しておくことが好ましい。そうすれば、補強部材１２の環状主部１０からの剥落がより生じにくい。補強部材１２の表面の表面粗さＲａは、０．３μｍ以上であることが好ましく、０．８μｍ以上であることがより好ましい。ただし、補強部材１２の表面の表面粗さＲａが６．４μｍより大きくなると、異物（ゴミ）の付着が生じやすくなる等の問題があるため好ましくない。【００３２】
さらに、補強部材１２のポケット側の面１２ｃは、凹面となっていてもよい。そうすれば、樹脂製冠形保持器４の剛性が向上するとともに、玉３と補強部材１２との接触がより生じにくくなる。また、ポケット１１の底面と補強部材１２のポケット側の面１２ｃとの間の軸方向距離が大きくなるので、補強部材１２の環状主部１０からの剥落がより生じにくい。凹面は、図４のような断面略Ｕ字状の凹面でもよいし、図５のような断面略Ｖ字状の凹面でもよい。【００３３】
さらに、補強部材１２の軸方向反ポケット側の部分については、内径面１２ｂと外径面１２ａとの間の幅（径方向距離）Ａがポケット側から反ポケット側に向かって徐々に小さくなるテーパ状となっていることが好ましい（図６を参照）。そうすれば、補強部材１２の環状主部１０からの剥落がより生じにくい。
さらに、補強部材１２は金属板から抜き加工により製造されたものでもよく、その場合には抜き方向下側部分をポケット１１に向けて配されていることが好ましい。抜き加工の際にはバリが生じるおそれがあり、生じたバリ１４は、補強部材１２の端部から抜き方向に沿って突出している。このようなバリが形成している部分を反ポケット側として配すると、バリが内輪１，外輪２，玉３と接触しやすくなるが、バリ１４が形成している部分をポケット１１に向けて配すれば、バリ１４はポケット１１の底面と補強部材１２のポケット側の面１２ｃとの間に位置することとなるので、バリ１４が内輪１，外輪２，玉３と接触するおそれはほとんどない。ただし、補強部材１２の加工時に、あらかじめバリ１４を除去してもよい。【００３４】
なお、本実施形態は第一の発明の一例を示したものであって、第一の発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、転がり軸受としてアンギュラ玉軸受を例示して説明したが、第一の発明は他の種類の様々なラジアル玉軸受に対して適用することができる。例えば、深溝玉軸受，自動調心玉軸受，複列玉軸受である。ただし、これらのラジアル玉軸受の中では、アンギュラ玉軸受と複列玉軸受（図８を参照）が特に好適である。【００３５】
また、補強部材１２の剛性を向上させるためには、厚さＢ（補強部材１２のポケット側の面１２ｃと反ポケット側の面１２ｄとの間の軸方向距離）が大きい方がよい。補強部材１２の厚さＢを大きくするため、補強部材１２の反ポケット側の面１２ｄは、環状主部１０（樹脂）で覆われていない。
さらに、補強部材１２の材質は、樹脂製冠形保持器４の剛性を十分に向上させることができれば特に限定されるものではないが、ＳＰＣＣ材，ステンレス鋼，繊維強化樹脂等があげられる。ただし、その硬さはＨｖ１００以上であることが好ましく、Ｈｖ１２０以上であることがより好ましい。また、補強部材１２の硬さは、射出成形（インサート成形）等の金型の硬さよりも低いことが好ましい。特に、図２〜７に示すような補強部材１２が露出している樹脂製冠形保持器４を成形する場合には、補強部材１２の硬さが金型の硬さよりも低いと金型への悪影響が少ない。具体的には、Ｈｖ１２００以下が好ましい。【００３６】
さらに、環状主部１０を構成する樹脂の種類は特に限定されるものではないが、脂肪族ポリアミド樹脂，芳香族ポリアミド樹脂，ポリエーテルエーテルケトン，ポリパラフェニレンスルフィド等が好適である。
さらに、環状主部１０と補強部材１２とを接着する接着剤の種類は特に限定されるものではないが、フェノール系接着剤が好適である。
本実施形態においては、補強部材１２の一つの面である反ポケット側の面１２ｄが露出しているが、例えばインサート成形時にこの反ポケット側の面１２ｄを寸法精度出しの基準面の一つとすることで、環状主部１０と補強部材１２との同心度を向上させることが可能である。高速回転条件、特にｄｍｎ値（軸受の内径と外径との平均値（単位はｍｍ）と回転速度（単位はｍｉｎ−１）との積）が１００万以上あるいは１１０万以上の領域においては、前記同心度が悪く、樹脂製冠形保持器４全体としての回転中心と補強部材１２の回転中心とのズレが大きいと、樹脂製冠形保持器４の環状主部１０に不適切な応力が生じてしまったり、異常振動が生じてしまうことが考えられる。また、本実施形態においては、比較的複雑な曲げ加工や複雑な穴空け加工がないため、寸法精度の良い補強部材１２を低コストで製造することが可能である。【００３７】
すなわち、図２及び図４〜７に示される、補強部材１２の外径面１２ａ及び内径面１２ｂが樹脂で覆われている樹脂製冠形保持器４が好ましい。特に、高速回転条件においては、これらの樹脂製冠形保持器４が好ましい。図３の樹脂製冠形保持器４は、補強部材１２の露出している部分が多く放熱性が比較的良好であるため、樹脂製冠形保持器４全体としての放熱性も良好となり、樹脂製冠形保持器４に温度分布が少なく変形が生じにくい。また、図２〜７の樹脂製冠形保持器４は、インサート成形時に補強部材１２と環状主部１０との間の同心度等の寸法精度を精度良く且つ低コストで成形することができる。【００３８】
〔第二の発明の実施形態〕
本発明の第二の発明は、例えば、自動車や工作機械等の各種回転機械装置において、高温環境下で高速運転される玉軸受に用いられる玉軸受用冠型保持器、玉軸受用冠型保持器の製造方法及びこの玉軸受用冠型保持器を組み込んだ玉軸受に関する。
各種回転機械装置の回転部分を支持する玉軸受としては、例えば、図４０に示すような玉軸受２８０が広く使用されている。この玉軸受２８０は、内周面に外輪軌道面２８１ａを有する外輪２８１と、外周面に内輪軌道面２８２ａを有する内輪２８２と、外輪軌道面２８１ａと内輪軌道面２８２ａとの間に保持器２８４を介して円周方向に転動可能に配設される複数の玉２８３と、を備えている。なお、図示の例では、外輪軌道面２８１ａ及び内輪軌道面２８２ａは、共に深溝型である。【００３９】
保持器２８４は、図４１に示すように、冠型保持器であり、円環状の主部２８５の軸方向片面側に複数の弾性片２８６，２８６を、円周方向において互いに間隔をあけ、軸方向に突出するように形成している。そして、円周方向に隣り合う弾性片２８６，２８６の間には、玉２８３を転動可能に保持するポケット部２８７が形成される。
また、保持器２８４は、合成樹脂の射出成形により形成されており、この合成樹脂としては、例えば、ポリアミド６６、ポリフェニレンサルファイド等にそれぞれガラス繊維等の補強材を含有させたものが用いられるが、使用温度が１６０℃を越えるような場合には、耐熱性に優れたポリアミド４６にガラス繊維等の補強材を含有させたものが用いられることもある。【００４０】
また、高速回転時の遠心力による保持器２８４の変形を防止する技術として、図４２に示すように、主部２８５に金属板２８８を添設したものが提案されている（例えば、日本国特許公開公報  平成８年第１４５０６１号を参照）。主部２８５と金属板２８８とは、主部２８５を射出成形する際に金属板２８８に形成した孔２８９に合成樹脂を流し込むことにより強固に結合されている。金属板２８８により主部２８５の剛性を高め、遠心力により弾性片２８６が径方向外方に変形すること防止している。【００４１】
さらに、高速回転時の遠心力による保持器２８４の変形を防止する他の技術として、図４３に示すように、主部２８５内に、保持器２８４の合成樹脂よりも剛性の高い円板状の補強リング２９０を埋設したものが提案されている（例えば、日本国特許公開公報  ２０００年第１６１３６５号を参照）。この補強リング２９０には、円周方向の複数個所に孔２９１が形成されており、補強リング２９０の軸方向両側に存在する合成樹脂は、この孔２９１を通して一体的に結合される。これにより、保持器２８４の剛性を高め、遠心力により弾性片２８６が径方向外方に変形することを防止している。なお、図４４は、円筒状の補強リング２９２を保持器２８４の外周部近傍に埋設した例であり、図４５は、円筒状の補強リング２９２を保持器２８４の内周部近傍に埋設した例である。【００４２】
ところで、近年、自動車や工作機械等の各種回転機械装置の性能向上や小型化により、玉軸受の使用条件が益々厳しくなっている。例えば、回転速度の増大、設置スペースの減少及び使用温度の上昇傾向等のように、使用条件が急速に変わってきている。そのため、高速回転時の遠心力や温度上昇による保持器の熱変形や、外乱による保持器の振動変形が発生しやすくなっている。しかし、上記２つの特許公開公報に記載された保持器においては、補強リングを保持器の主部に機械的に結合しただけの構造であるため、主部の捩じり剛性を十分に向上させることが難しい。そのため、軸受を高温環境下で高速運転した場合に、保持器の弾性片の先端縁が径方向外方に変位して外輪の内周面に干渉する可能性がある。【００４３】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、保持器の剛性を向上することができ、高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力や熱による変形や、外乱による振動変形を抑制することができる玉軸受用冠型保持器、玉軸受用冠型保持器の製造方法及び玉軸受を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  円環状の主部と、主部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する弾性片と、を備え、弾性片の間に転動体を転動可能に保持するポケット部が形成される合成樹脂製の玉軸受用冠型保持器であって、玉軸受用冠型保持器には、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂よりも剛性の高い金属板からなる補強リングが埋設され、補強リングは、主部の軸方向端面に略平行に埋設される環状円板部と、環状円板部の外周縁部又は内周縁部から弾性片の突出方向に延設される円筒部と、を備えることを特徴とする玉軸受用冠型保持器。【００４４】
（２）  環状円板部には、弾性片の突出方向と逆方向に延びる突起部が円周方向に少なくとも３カ所設けられることを特徴とする（１）に記載の玉軸受用冠型保持器。
（３）  玉軸受用冠型保持器の合成樹脂と補強リングとを接着剤によって結合することを特徴とする（１）又は（２）に記載の玉軸受用冠型保持器。
（４）  円環状の主部と、主部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する弾性片と、を備え、弾性片の間に転動体を転動可能に保持するポケット部が形成される合成樹脂製の玉軸受用冠型保持器であって、玉軸受用冠型保持器には、主部の軸方向端面に、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂よりも剛性の高い環状の金属板からなる補強リングが、接着剤を介して固着されることを特徴とする玉軸受用冠型保持器。【００４５】
（５）  円環状の主部と、主部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する弾性片と、を備え、弾性片の間に転動体を転動可能に保持するポケット部が形成される合成樹脂製の玉軸受用冠型保持器であって、玉軸受用冠型保持器の主部には、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂よりも剛性の高い環状の金属板からなる補強リングが埋設され、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂と補強リングとが接着剤によって結合されることを特徴とする玉軸受用冠型保持器。【００４６】
（６）  接着剤は、フェノール樹脂系接着剤及びエポキシ樹脂系接着剤の少なくとも一つを含有することを特徴とする（３）〜（５）のいずれかに記載の玉軸受用冠型保持器。  （７）  （３）〜（６）のいずれかに記載の玉軸受用冠型保持器の製造方法であって、接着剤を半硬化状態で焼き付けた環状の金属板の周りに合成樹脂を注入してインサート成形する工程を備えることを特徴とする玉軸受用冠型保持器の製造方法。
（８）  （３）〜（６）のいずれかに記載の玉軸受用冠型保持器の製造方法であって、接着剤を半硬化状態で焼き付けた環状の金属板の周りに合成樹脂を注入してインサート成形する工程と、二次加熱によって前記接着剤を硬化させる工程と、を備えることを特徴とする玉軸受用冠型保持器の製造方法。【００４７】
（９）  外輪と内輪との間に複数の玉が環状の保持器を介して円周方向に転動可能に配設される玉軸受であって、保持器として、（１）〜（６）のいずれかに記載の玉軸受用冠型保持器を使用することを特徴とする玉軸受。
本発明の玉軸受用冠型保持器及び玉軸受によれば、玉軸受用冠型保持器には、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂よりも剛性の高い金属板からなる補強リングが埋設され、補強リングは、主部の軸方向端面に略平行に埋設される環状円板部と、環状円板部の外周縁部又は内周縁部から弾性片の突出方向に延設される円筒部と、を備えるため、断面略Ｌ字形状の補強リングによって玉軸受用冠型保持器の剛性、特に、主部の曲げ剛性や捩じり剛性を向上することができる。これにより、玉軸受を高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力や熱による玉軸受用冠型保持器の変形や、外乱による玉軸受用冠型保持器の振動変形を抑制することができるので、玉軸受用冠型保持器の弾性片が外輪の内周面に干渉して、玉軸受用冠型保持器が破損するのを回避することができ、玉軸受の性能、ひいては回転機械装置の性能を良好に維持することができる。【００４８】
また、本発明の玉軸受用冠型保持器及び玉軸受によれば、環状円板部には、弾性片の突出方向と逆方向に延びる突起部が円周方向に少なくとも３カ所設けられるため、射出成形時に環状円板部と成形型面との間に空間を確保することができるので、玉軸受用冠型保持器に補強リングを容易に埋設することができる。
さらに、本発明の玉軸受用冠型保持器及び玉軸受によれば、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂と補強リングとを接着剤によって結合するため、異なる線膨張係数と弾性係数を有する玉軸受用冠型保持器の合成樹脂と補強リングとの間の結合強度を向上することができるので、玉軸受用冠型保持器の剛性、特に、主部の曲げ剛性や捩じり剛性を向上することができる。これにより、玉軸受を高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力や熱による玉軸受用冠型保持器の変形や、外乱による玉軸受用冠型保持器の振動変形を抑制することができるので、玉軸受用冠型保持器の弾性片が外輪の内周面に干渉して、玉軸受用冠型保持器が破損するのを回避することができ、玉軸受の性能、ひいては回転機械装置の性能を良好に維持することができる。【００４９】
以下、本発明の第二の発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
まず、図１１〜図１５を参照して、本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第１実施形態について説明する。
図１１は本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第１実施形態を説明するための断面図、図１２は図１１に示す玉軸受用冠型保持器の円周方向の一部を示す要部拡大斜視図、図１３は図１２に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの円周方向の一部を示す要部拡大斜視図、図１４は図１３に示す補強リングの変形例を説明するための要部拡大斜視図、図１５は図１４に示す補強リングの断面図である。【００５０】
本実施形態の玉軸受２１０は、図１１に示すように、外輪２１１と内輪２１２との間に転動体としての複数の玉２１３が配設された深溝玉軸受であり、複数の玉２１３は本実施形態の玉軸受用冠型保持器２１４を介して円周方向に略等間隔で転動可能に保持されている。
玉軸受用冠型保持器２１４は、合成樹脂からなり、図１２に示すように、円環状の主部２２１と、この主部２２１の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する弾性片２２２と、を備え、この弾性片２２２の間に転動体である玉２１３を転動可能に保持するポケット部２２３が形成される。そして、玉軸受用冠型保持器２１４の主部２２１には、補強リング２２４が埋設されている。なお、補強リング２２４は、合成樹脂（例えば、ナイロン４６等）の射出成形時に成形型内にインサートされる。【００５１】
補強リング２２４は、玉軸受用冠型保持器２１４の合成樹脂よりも剛性の高い金属板（例えば、ＳＰＣＣ：呼び厚さ０．２５ｍｍ以下）からなり、図１３に示すように、主部２２１の軸方向端面に略平行に埋設される環状円板部２２５と、この環状円板部２２５の外周縁部から弾性片２２２の突出方向に延設され、各ポケット部２２３を除く部分に埋設される円筒部２２６と、を備える。また、環状円板部２２５には、その内周縁部から弾性片２２２の突出方向と逆方向に延びる突起部２２７が円周方向に３カ所設けられる。さらに、円筒部２２６は、保持器２２０の主部２２１及びポケット部２２３の形状に沿って軸方向幅が変化している。【００５２】
また、環状円板部２２５には、環状円板部２２５の軸方向両側に存在する玉軸受用冠型保持器２１４の合成樹脂を一体的に結合するための連通孔２２８が円周方向に所定の間隔を存して複数カ所形成され、円筒部２２６には、射出成形の際に、玉軸受用冠型保持器２１４の合成樹脂が充填され、成形後、その合成樹脂と結合する結合孔２２９が円周方向に所定の間隔を存して複数カ所形成される。そして、これら連通孔２２８及び結合孔２２９によって、玉軸受用冠型保持器２１４の合成樹脂と補強リング２２４とが一体に結合される。【００５３】
そして、本実施形態では、射出成形に際して、メチルエチルケトンで４倍に希釈したフェノール系接着剤（例えば、メタロック（登録商標）Ｎ−１５等）を補強リング２２４に浸漬塗布して１４０℃で２０分焼き付けた後に、この補強リング２２４を１５０℃の成形型にインサートしてから合成樹脂を射出し、これにより、玉軸受用冠型保持器２１４の合成樹脂と補強リング２２４とを接着剤を介して結合した玉軸受用冠型保持器２１４が成形される。【００５４】
したがって、本実施形態の玉軸受用冠型保持器２１４及び玉軸受２１０よれば、玉軸受用冠型保持器２１４には、玉軸受用冠型保持器２１４の合成樹脂よりも剛性の高い金属板からなる補強リング２２４が埋設され、補強リング２２４は、主部２２１の軸方向端面に略平行に埋設される環状円板部２２５と、環状円板部２２５の外周縁部から弾性片２２２の突出方向に延設される円筒部２２６と、を備える。そのため、断面略Ｌ字形状の補強リング２２４によって玉軸受用冠型保持器２１４の剛性、特に、主部２２１の曲げ剛性や捩じり剛性を向上することができる。これにより、高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力や熱による玉軸受用冠型保持器２１４の変形や、外乱による玉軸受用冠型保持器２１４の振動変形を抑制することができるので、玉軸受用冠型保持器２１４の弾性片２２２が外輪２１１の内周面に干渉して、玉軸受用冠型保持器２１４が破損するのを回避することができ、玉軸受２１０の性能、ひいては回転機械装置の性能を良好に維持することができる。【００５５】
また、本実施形態の玉軸受用冠型保持器２１４及び玉軸受２１０よれば、環状円板部２２５には、弾性片２２２の突出方向と逆方向に延びる突起部２２７が円周方向に少なくとも３カ所設けられるため、射出成形時に環状円板部２２５と成形型面との間に空間を確保することができるので、玉軸受用冠型保持器２１４に補強リング２２４を容易に埋設することができる。
また、本実施形態の玉軸受用冠型保持器２１４及び玉軸受２１０よれば、補強リング２２４は、断面略Ｌ字形状であるため、薄い金属板でも高い剛性を確保することができるので、玉軸受用冠型保持器２１４の軽量化を図ることができる。【００５６】
さらに、本実施形態の玉軸受用冠型保持器２１４及び玉軸受２１０よれば、玉軸受用冠型保持器２１４の合成樹脂と補強リング２２４とを接着剤によって結合するため、異なる線膨張係数と弾性係数を有する玉軸受用冠型保持器２１４の合成樹脂と補強リング２２４との間の結合強度を向上することができる。これにより、玉軸受用冠型保持器２１４の剛性をさらに向上することができる。
なお、本実施形態の変形例として、補強リング２２４は、図１４及び図１５に示すように、補強リング２２４の曲げ部分である環状円板部２２５と円筒部２２６と間にリブ２３０を設けるようにしてもよい。これにより、環状円板部２２５及び円筒部２２６のスプリングバックを抑制することができると共に、曲げ部分の強度を高めることができる。また、射出成形時にリブ２３０の裏側の空洞部２３０ａに合成樹脂が流れ込むため、玉軸受用冠型保持器２１４の合成樹脂と補強リング２２４との結合強度をさらに向上することができる。
（第２実施形態）
次に、図１６〜図１９を参照して、本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。【００５７】
図１６は本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第２実施形態を説明するための断面図、図１７は図１６に示す玉軸受用冠型保持器の円周方向の一部を示す要部拡大斜視図、図１８は図１７に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの円周方向の一部を示す要部拡大斜視図、図１９は図１８に示す補強リングの変形例を説明するための要部拡大斜視図である。
本実施形態の玉軸受用冠型保持器２４０は、図１６及び図１７に示すように、円周方向に互いに隣り合う各ポケット部２２３間の主部２２１に、それぞれ凹部２４１を設けている。この凹部２４１は、主部２２１の弾性片２２２の形成位置と反対側の軸方向端部に形成されており、ポケット部２２３の内周面との間において均等肉厚になるように略台形形状に形成されている。【００５８】
なお、この凹部２４１は、樹脂成形時において、樹脂肉厚不均等による変形を抑制するために保持器各部位の肉厚を均等に近くすることや、保持器の軽量化などの理由により設けられる。
また、玉軸受用冠型保持器２４０は、主部２２１及びポケット部２２３の下部に埋設される補強リング２４４を備えている。この補強用リング２４４は、図１８に示すように、主部２２１の軸方向端面に対して略平行に埋設される環状円板部２４５と、この環状円板部２４５の外周縁部から弾性片２２２の突出方向に延設され、ポケット部２２３の下部位置に埋設される円筒部２４６と、を備える。環状円板部２４５は、主部２２１の凹部２４１を避けるように径方向幅が円周方向に変化しており、また、円筒部２４６は、軸方向幅が円周方向に略一定とされている。【００５９】
その他の構成及び作用効果については、上記した第１実施形態と同様である。
なお、本実施形態の変形例として、補強リング２４４は、図１９に示すように、補強リング２４４の曲げ部分である環状円板部２４５と円筒部２４６と間にリブ２５０を設けるようにしてもよい。これにより、環状円板部２４５及び円筒部２４６のスプリングバックを抑制することができると共に、曲げ部分の強度を高めることができる。また、射出成形時にリブ２５０の裏側の空洞部２３０ａ（図１５を参照）に合成樹脂が流れ込むため、玉軸受用冠型保持器２４０の合成樹脂と補強リング２４４との結合強度をさらに向上することができる。【００６０】
なお、上記第１及び第２実施形態では、環状円板部の外周縁部から円筒部を弾性片の突出方向に延設した場合を例示したが、これに代えて、環状円板部の内周縁部から円筒部を弾性片の突出方向に延設してもよい。
（第３実施形態）
次に、図２０〜図２９を参照して、本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。【００６１】
図２０は、本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第３実施形態を説明するための要部断面図であり、図２１は、図２０に示す玉軸受用冠型保持器の全体斜視図である。また、図２２は、図２１に示す玉軸受用冠型保持器に固着される補強リングの第１変形例を示す要部断面図であり、図２３は、図２２に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。さらに、図２４は、図２１に示す玉軸受用冠型保持器に固着される補強リングの第２変形例を示す要部断面図であり、図２５は、図２４に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。さらに、図２６は、図２１に示す玉軸受用冠型保持器に固着される補強リングの第３変形例を示す要部断面図であり、図２７は、図２６に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。さらに、図２８は、図２１に示す玉軸受用冠型保持器に固着される補強リングの第４変形例を示す要部断面図であり、図２９は、図２８に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。【００６２】
本実施形態の玉軸受用冠型保持器２６０は、図２０及び図２１に示すように、主部２２１の弾性片２２２の形成位置と反対側の軸方向端面に、玉軸受用冠型保持器２６０の合成樹脂よりも剛性の高い環状の金属板からなる補強リング２６１が、接着剤を介して固着されている。
なお、本実施形態の玉軸受用冠型保持器２６０では、補強リング２６１は、玉軸受用冠型保持器２６０の主部２２１に埋設されていない。このような構造とすることで、主部２２１に補強リング２６１を埋設した場合より補強リング２６１の板厚を増やすことが可能となる。なぜなら、主部２２１に補強リング２６１を埋設した場合には、インサート成形時に溶融樹脂が流動するための一定厚さ以上の空間（主部２２１における合成樹脂部の厚み）が補強リング２６１の軸方向両側に必要となるが、本実施形態においては、補強リング２６１の軸方向片側（接着される側）にしかその空間を必要としないためである。したがって、同寸法の玉軸受用冠型保持器で比較すると、本実施形態の玉軸受用冠型保持器２６０の方が、補強リングを埋設した構造のものより、その空間の差分だけ補強リングの厚みをまして、主部２２１の捩じり剛性をより向上させることが可能となる。【００６３】
従って、本実施形態の玉軸受用冠型保持器２６０及び玉軸受２１０によれば、主部２２１の弾性片２２２の形成位置と反対側の軸方向端面に補強リング２６１を接着剤を介して固着して結合するため、異なる線膨張係数と弾性係数を有する玉軸受用冠型保持器２６０の合成樹脂と補強リング２６１との間の結合強度及び玉軸受用冠型保持器２６０の剛性、特に、主部２２１の曲げ剛性や捩じり剛性を向上することができる。これにより、玉軸受２１０を高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力や熱による玉軸受用冠型保持器２６０の変形や、外乱による玉軸受用冠型保持器２６０の振動変形を抑制することができるので、玉軸受用冠型保持器２６０の弾性片２２２が外輪２１１の内周面に干渉して、玉軸受用冠型保持器２６０が破損することを回避することができ、玉軸受２１０の性能、ひいては回転機械装置の性能を良好に維持することができる。【００６４】
その他の構成及び作用効果については、上記した第１実施形態と同様である。
なお、本実施形態の第１変形例として、図２２及び図２３に示すように、補強リング２６１の内外周両側部を軸方向に折り曲げて折り曲げ部２６１ａを形成して、保持器２６０の剛性をさらに向上させるようにしてもよい。この場合、補強リング２６１の径方向幅が狭くなるため、補強リング２６１の内外周両側部に玉軸受用冠型保持器２６０の合成樹脂を回り込ませることで、玉軸受用冠型保持器２６０と補強リング２６１との接着接合の信頼性をより向上させることができる。【００６５】
また、本実施形態の第２変形例として、図２４に示すように、玉軸受用冠型保持器２６０の円周方向に互いに隣り合う各ポケット部２２３間の主部２２１において、この主部２２１の弾性片２２２の形成位置と反対側の軸方向端部にそれぞれ凹部２４１を設け、補強リング２６１に、図２４及び図２５に示すように、凹部２４１の形成用金型に設けた突起部を通す孔２６２を円周方向に略等間隔で複数箇所設けてもよい。なお、孔２６２は、インサート成形の際、金型に設けられている突起部を利用して、補強リング２６１を固定（位置決め）するためにも機能している。また、凹部２４１は、ポケット部２２３の内周面との間において均等肉厚になるように略台形形状に形成されており、インサート成形時において、樹脂肉厚不均等による変形を抑制するために保持器各部位の肉厚を均等に近くすることや、保持器の軽量化などの理由により設けられる。【００６６】
また、本実施形態の第３変形例として、図２６及び図２７に示すように、補強リング２６１に玉軸受用冠型保持器２６０の合成樹脂が入り込む孔２６３を円周方向に略等間隔で複数箇所設けてもよい。このような構造とすることで、玉軸受用冠型保持器２６０の合成樹脂と補強リング２６１との接着剤による化学的結合に、孔２６３に合成樹脂が入り込むことによる機械的結合が加わるため、玉軸受用冠型保持器２６０の合成樹脂と補強リング２６１との接着接合の信頼性をより向上させることができる。【００６７】
さらに、本実施形態の第４変形例として、図２８及び図２９に示すように、本実施形態の第１変形例〜第３変形例を組み合わせてもよい。即ち、補強リング２６１の内外周両側部を軸方向に折り曲げて折り曲げ部２６１ａを形成すると共に、補強リング２６１に、凹部２４１の形成用金型に設けた突起部を通す孔２６２を円周方向に略等間隔で複数箇所設け、且つ補強リング２６１に、玉軸受用冠型保持器２６０の合成樹脂が入り込む孔２６３を円周方向に略等間隔で複数箇所設ける。
（第４実施形態）
次に、図３０〜図３９を参照して、本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。【００６８】
図３０は、本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の第４実施形態を説明するための要部断面図であり、図３１は、図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの円周方向の一部を示す図である。また、図３２は、図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの第１変形例を示す要部断面図であり、図３３は、図３２に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。さらに、図３４は、図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの第２変形例を示す要部断面図であり、図３５は、図３４に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。さらに、図３６は、図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの第３変形例を示す要部断面図であり、図３７は、図３６に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。さらに、図３８は、図３０に示す玉軸受用冠型保持器に埋設される補強リングの第４変形例を示す要部断面図であり、図３９は、図３８に示す補強リングの円周方向の一部を示す図である。【００６９】
本実施形態の玉軸受用冠型保持器２７０は、図３０及び図３１に示すように、円周方向に互いに隣り合う各ポケット部２２３間の主部２２１において、この主部２２１の弾性片２２２の形成位置と反対側の軸方向端部にそれぞれ凹部２４１を設けている。この凹部２４１は、ポケット部２２３の内周面との間において均等肉厚になるように略台形形状に形成されている。なお、凹部２４１は、樹脂成形時において、樹脂肉厚不均等による変形を抑制するために保持器各部位の肉厚を均等に近くすることや、保持器の軽量化などの理由により設けられる。【００７０】
また、本実施形態の玉軸受用冠型保持器２７０は、主部２２１の弾性片２２２の形成位置と反対側の軸方向端部に、玉軸受用冠型保持器２７０の合成樹脂よりも剛性の高い環状の金属板からなる補強リング２７１が埋設され、玉軸受用冠型保持器２７０の合成樹脂と補強リング２７１とが接着剤によって結合されている。
また、補強リング２７１には、凹部２４１の形成用金型に設けた突起部を通す孔２７２が円周方向に略等間隔で複数箇所設けられており、この孔２７２は、インサート成形の際、金型に設けられている突起部を利用して、補強リング２７１を固定（位置決め）するためにも機能している。【００７１】
本実施形態の玉軸受用冠型保持器２７０では、補強リング２７１が、玉軸受用冠型保持器２７０の主部２２１に埋設されているが、これは玉軸受用冠型保持器２７０と補強リング２７１との接着の信頼性を向上させるためである。実使用上、接着剤の劣化という現象は本質的に避けられない現象であるが、熱、水分、薬品（グリース、潤滑油等）、酸素等の外的要因の影響度をコントロールすることによって、その進行を遅くすることは可能である。つまり、補強リング２７１を玉軸受用冠型保持器２７０の主部２２１に埋設することによって、補強リング２７１の表面に形成されている接着剤層に劣化進行の要因となる外的な影響が及びにくくなるので、良好な接着状態をより長期にわたって維持することが可能となる。【００７２】
従って、本実施形態の玉軸受用冠型保持器２７０及び玉軸受２１０によれば、主部２２１の弾性片２２２の形成位置と反対側の軸方向端部に、玉軸受用冠型保持器２７０の合成樹脂よりも剛性の高い環状の金属板からなる補強リング２７１が埋設され、玉軸受用冠型保持器２７０の合成樹脂と補強リング２７１とが接着剤によって結合されている。そのため、異なる線膨張係数と弾性係数を有する玉軸受用冠型保持器２７０の合成樹脂と補強リング２７１との間の結合強度及び玉軸受用冠型保持器２７０の剛性、特に、主部２２１の曲げ剛性や捩じり剛性を向上することができる。これにより、玉軸受２１０を高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力や熱による玉軸受用冠型保持器２７０の変形や、外乱による玉軸受用冠型保持器２７０の振動変形を抑制することができるので、玉軸受用冠型保持器２７０の弾性片２２２が外輪２１１の内周面に干渉して、玉軸受用冠型保持器２７０が破損するのを回避することができ、玉軸受２１０の性能、ひいては回転機械装置の性能を良好に維持することができる。【００７３】
その他の構成及び作用効果については、上記した第１実施形態と同様である。
なお、本実施形態の第１変形例として、図３２及び図３３に示すように、補強リング２７１の内外周両側部を軸方向に折り曲げて折り曲げ部２７１ａを形成して、保持器２７０の剛性をさらに向上させるようにしてもよい。
また、本実施形態の第２変形例として、図３４及び図３５に示すように、主部２２１に、長孔形状の凹部２４１の代わりに円形状の凹部２４１ａを設けると共に、補強リング２７１に、長孔形状の孔２７２の代わりに凹部２４１ａの形成用金型に設けた突起部を通す円形状の孔２７２ａを設けてもよい。【００７４】
また、本実施形態の第３変形例として、図３６及び図３７に示すように、補強リング２７１に、凹部２４１の形成用金型に設けた突起部を通す孔２７２を円周方向に略等間隔で複数箇所設けると共に、玉軸受用冠型保持器２７０の合成樹脂が入り込む孔２７３を円周方向に略等間隔で複数箇所設けてもよい。これにより、玉軸受用冠型保持器２７０の合成樹脂と補強リング２７１との接着接合の信頼性をさらに向上させることができる。
さらに、本実施形態の第４変形例として、図３８及び図３９に示すように、本実施形態の第１変形例及び第３変形例とを組み合わせてもよい。即ち、補強リング２７１の内外周両側部を軸方向に折り曲げて折り曲げ部２７１ａを形成し、且つ補強リング２７１に、凹部２４１の形成用金型に設けた突起部を通す孔２７２を円周方向に略等間隔で複数箇所設けると共に、玉軸受用冠型保持器２７０の合成樹脂が入り込む孔２７３を円周方向に略等間隔で複数箇所設ける。
（玉軸受用冠型保持器の製造方法）
次に、上述した第１〜第４実施形態の玉軸受用冠型保持器の製造方法を説明する。【００７５】
本実施形態の玉軸受用冠型保持器は、接着剤を半硬化状態で焼き付けた補強リング（金属板）をコアにして、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂のインサート成形を行った後、二次加熱によって接着剤を完全に硬化させて補強リングと玉軸受用冠型保持器の主部とを一体に接着接合することで、製造される。また、補強リングの材質は、特に限定するものではなく、例えば、炭素鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＥＣＣ等）、ステンレス鋼板、各種のメッキ鋼板、表面処理鋼板等を例示することができる。接着剤の防錆性が十分でない場合、調質処理等を施す際に錆びやすい環境に曝される場合、あるいは種々の都合で錆に対しての配慮が必要な場合には、ステンレス鋼板、メッキ鋼板、表面処理鋼板を使用することが好ましい。なお、本実施形態の製造方法では、二次加熱によって接着剤を硬化させているが、接着剤を半硬化状態で焼き付けた補強リングをコアにして、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂をインサート成形する工程のみで、二次加熱をせずに接着剤を硬化させてもよい。【００７６】
なお、補強リングの接着接合対象面には、接着剤との接合力を向上させるために、微細な凹凸を設けることが好ましい。補強リングの接着接合対象面に凹凸を設けると、この凹凸に接着剤が入り込み、アンカー効果により接合が強固になるためである。なお、補強リングの接着接合対象面に凹凸を設ける方法は、特に限定されず、例えば、機械的処理方法（ブラスト処理等）や化学的処理方法（リン酸塩化成処理等）等を例示することができる。【００７７】
接着剤は、インサート成形時に、溶融した高圧の合成樹脂によって、脱着して流失しない程度まで半硬化状態になっており、溶融樹脂からの熱、あるいはそれに加えて成形後の二次加熱によって完全に硬化状態となる。使用可能な接着剤としては、溶剤での希釈が可能で、二段階に近い硬化反応が進むフェノール樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤等が、耐熱性、耐薬品性、ハンドリング性を考慮して好ましい。なお、半硬化状態というのは、例えば、補強リングに塗布された接着剤に熱をかける等して、ある程度の硬化反応を進めることによって達成される。【００７８】
接着剤層の厚さは１〜４０μｍが好ましく、２〜３０μｍとすると、さらに好ましい。接着剤の厚さが薄すぎる場合は、機能上十分な接着力を安定的に確保することが難しくなる。一方、接着剤層の厚さが厚すぎる場合は、インサート成形時に流出しない程度の半硬化状態と、機能上十分な接着力と、を同時に確保することが困難となる。
なお、接着剤層の厚さは、使用する接着剤成分分散液の濃度、塗布方法、塗布回数を調整することにより、所望の厚さを得ることができる。塗布方法については、少なくとも補強リングの接着接合対象面に塗布することが可能であれば特に限定されず、ディッピング、刷毛塗り、スプレー等の塗布方法から適宜撰択可能である。【００７９】
接着剤は、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂と補強リングとの接着強度を確保するために、補強リングの接着対象面の全面に塗布することが好ましい。ただし、十分に接着強度が維持されるのであれば、接着剤塗布の作業性やコスト等を考慮して、必要な箇所にのみ、部分的に塗布する構成としてもよい。一方、補強リングの全表面に接着剤を塗布した場合は、表面に形成された接着剤層が、金属板の酸化や腐食を抑制するという効果も得られる。【００８０】
玉軸受用冠型保持器の合成樹脂としては、射出成形が可能で、且つ使用環境から、耐熱性を有するものが好ましく、例えば、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２等の脂肪族ポリアミド樹脂、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド６Ｔ、ポリアミドＭＸＤ６等の芳香族ポリアミド樹脂、シクロ環を有する非晶性ポリアミド樹脂の単独又は複数を混合したもの（以上全てを総称してポリアミド樹脂と呼ぶこととする) や、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等を例示できるが、接着剤との反応性とコストを考慮すると、ポリアミド樹脂が好ましい。【００８１】
また、玉軸受用冠型保持器の強度の向上を目的として、使用される合成樹脂に、ガラス繊維、炭素繊維、ウィスカー等の繊維状充填材や、炭酸カルシウム等の球状充填材を添加することが好ましい。充填量としては１０〜６０質量％が好ましく、２０〜５０質量％とすると、さらに好ましい。充填材の充填量が少なすぎる場合は、満足な補強効果が得られない。一方、充填材の充填量が多すぎる場合は、成形性に劣る。
［実施例］
次に、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれによって何ら制限されるものではない。【００８２】
実施例１，２，３，４及び比較例１，２の玉軸受用冠型保持器を使用して、軸受回転試験を行った。
まず、玉軸受冠型保持器の製作について説明する。
実施例１〜４で玉軸受用冠型保持器と補強リングとを結合する接着剤は、ノボラック型フェノール樹脂を主成分とする固形分３０質量％のフェノール樹脂系接着剤（東洋化学研究所製メタロック（登録商標）Ｎ−１５）を、所望の厚さの接着剤層が得られるように、さらにメチルエチルケトンで適宜希釈したものを使用した。そして、ディッピングによって円環状の金属板からなる補強リング（ＳＥＣＣ、厚さ０．５ｍｍ）の全面に接着剤を塗布した後、溶剤を蒸発させるため、室温で３０〜６０分乾燥した。なお、乾燥が完了した状態で、電磁膜厚計にて測定した接着剤層の厚さは６〜１０μｍ程度であった。【００８３】
その後、塗布した接着剤がインサート成形時に流出しない程度の半硬化状態となるまで、補強リングを１２０℃の恒温槽内に３０分放置した。続いて、接着剤を半硬化状態とした補強リングを金型にセットし、それをコアとして合成樹脂をインサート成形した。そして、取り出した成形体の接着剤を完全に硬化させるために、１５０℃の恒温槽内に１時間放置し、玉軸受用冠型保持器を得た。
一方、比較例１，２では、接着剤を使用せず、円環状の金属板からなる補強リング（ＳＥＣＣ、厚さ０．５ｍｍ）をそのまま金型にセットし、それをコアとして合成樹脂をインサート成形することで、玉軸受用冠型保持器を得た。【００８４】
実施例１の玉軸受用冠型保持器は、図２０及び図２１と同一構造とし、実施例２及び比較例１の玉軸受用冠型保持器は、図２８及び図２９と同一構造とした。また、実施例３の玉軸受用冠型保持器は、図３０及び図３１と同一構造とし、実施例４及び比較例２の玉軸受用冠型保持器は、図３８及び図３９と同一構造とした。なお、実施例１〜４及び比較例１，２は、いずれも外径×内径×幅が９０ｍｍ×５０ｍｍ×２０ｍｍの深溝玉軸受用冠型保持器である。また、実施例１〜４及び比較例１，２のいずれも、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂として、ガラス繊維２５質量％配合ポリアミド４６を使用した。【００８５】
軸受回転試験は、実施例１〜４及び比較例１，２の玉軸受用冠型保持器を組み込んだ深溝玉軸受に荷重（ラジアル荷重：９８０Ｎ，アキシアル荷重：９８０Ｎ）を付与しつつ、グリース潤滑で行った。試験は一定の回転速度での２０時間の連続回転試験とし、回転試験を終了した深溝玉軸受から冠型保持器を取り外して、冠型保持器の弾性片の先端部外周と外輪内周面との接触の有無を確認した。接触が認められなかった場合は、新たな試験用深溝玉軸受を準備し、回転速度を増して、同様の回転試験を行った。これを、冠型保持器の弾性片の先端部外周と外輪内周面との接触が認められるまで、回転速度を順次増して繰り返した。【００８６】
試験結果を表１及び表２に示す。なお、表１では、実施例１，２及び比較例１において、冠型保持器の弾性片の先端部外周と軸受外輪内周面との接触が発生しなかった最大回転速度を、比較例１の回転速度を１として、比（最大回転速度比）で相対的に表現している。また、表２では、実施例３，４及び比較例２において、冠型保持器の弾性片の先端部外周と軸受外輪内周面との接触が発生しなかった最大回転速度を、比較例２の回転速度を１として、比（最大回転速度比）で相対的に表現している。【００８７】
【表１】
0004766051.tif 000002
【００８８】
【表２】
0004766051.tif 000003
【００８９】
表１及び表２から明らかなように、補強リングと玉軸受用冠型保持器とが接着剤を介して結合された実施例１〜４の冠型保持器を組み込んだ深溝玉軸受は、補強リングと玉軸受用冠型保持器とが接着剤で結合されていない比較例１，２の冠型保持器を組み込んだ深溝玉軸受に比べて、高い回転速度で運転しても冠型保持器の弾性片の先端部外周と外輪内周面との接触を発生せずに回転可能であることがわかる。
以上の評価結果から、本発明の玉軸受用冠型保持器及びその製造方法によれば、接着剤によって、保持器主部と環状の金属板からなる補強リングとが強固に結合されているため、玉軸受を厳しい環境下で使用したとしても、運転に伴って加わる遠心力による冠型保持器の変形を防止でき、この冠型保持器を組み込んだ玉軸受を高速回転できることがわかった。【００９０】
〔第三の発明の実施形態〕
本発明の第三の発明は、玉軸受を構成する複数の玉を転動自在に保持する冠型保持器、並びにその製造方法に関する。
各種回転部分を支持するために、例えば、図４８に示すような玉軸受３０１が広く使用されている。図示される玉軸受３０１は、内周面に外輪軌道３０２を有する外輪３０３と、外周面に内輪軌道３０４を有する内輪３０５とを同心に配置し、これら外輪軌道３０２と内輪軌道３０４の間に複数個の転動体である玉３０６、３０６を保持器３０７により転動自在に設けることで構成されている。また、外輪３０４の両端部内周面には、それぞれ円輪状のシールド板３２０、３２０の外周縁を係止し、両シールド板３２０、３２０によって、玉３０６、３０６設置部分に存在するグリースが外部に漏洩したり、外部に浮遊する塵芥がこの設置部分に進入したりするのを防止している。【００９１】
また、保持器３０７は冠型保持器と呼ばれるもので、合成樹脂、またはガラス繊維や炭素繊維等の補強繊維を含有した合成樹脂を射出成形することにより、一体に形成されている。合成樹脂としては、一般的にはポリアミド６６が使用されるが、使用温度が１６０℃を超えるような用途では耐熱性に優れたポリアミド４６が一般的である。また、ポリフェニレンサルファイド樹脂やポリエーテルエーテルケトン樹脂を使用する場合もある。
図４９に全体斜視図を示すが、この冠型保持器３０７は、円環状の主部３０９と、この主部３０９の軸方向（図における上下方向）片面（図における上面）に円周方向に沿って複数箇所に、玉を転動自在に保持するポケット３０８、３０８を備えている。各ポケット３０８、３０８は、主部３０９の軸方向片面に互いに間隔をあけて配置された一対の弾性片３１０、３１０の片側面と、主部３０９の軸方向片面でこの一対の弾性片３１０、３１０の間部分に設けられた円球状の凹面部３１１、３１１とから構成される。凹面部３１１、３１１の内面、並びにこの凹面部３１１、３１１に連続する各弾性片３１０、３１０の円周方向側面は、その曲率半径を玉３０６の軌道面の半径よりも僅かに大きくした単一の曲率中心を有する部分球面状の凹面とされ、各ポケット３０８、３０８に玉３０６を転動自在に保持できるようにしてある。また、各面を円筒面とすることもある。【００９２】
玉軸受３０１を組み立てる場合には、各玉３０６、３０６を、各ポケット３０８、３０８を構成する一対の弾性片３１０、３１０の先端縁同士の間隔を弾性的に押し広げつつ、これら一対の弾性片３１０、３１０の間に押し込む。冠型保持器３０７は、この様にして各ポケット３０８、３０８内に玉３０６、３０６を抱き込むことにより、各玉３０６、３０６を内輪軌道３０４と外輪軌道３０２との間に転動自在に保持する。
この様な冠型保持器３０７を備えた玉軸受３０１の使用時には、玉３０６、３０６の転動に伴って外輪３０３と内輪３０５との相対回転を自在とする。この際、玉３０６、３０６は、自転しつつ内輪３０５の周囲を公転する。また、冠型保持器３０７は、玉３０６、３０６の公転速度と同じ速度で内輪３０５の周囲を回転する。【００９３】
しかし、近年、玉軸受３０１を組み込んだ各種回転機械装置の性能が向上し、外輪３０３と内輪３０５との相対回転速度、ひいては冠型保持器３０７の回転速度が高くなっている。その結果、冠型保持器３０７に加わる遠心力が大きくなり、冠型保持器３０７を構成する弾性片３１０、３１０の弾性変形が無視できなくなってきている。つまり、これら各弾性片３１０、３１０は、それぞれ円環状の主部３０９の軸方向片面に片持ち式に支持されているため、冠型保持器３０７の回転速度が高くなり、遠心力が大きくなると、各弾性片３１０、３１０の先端が直径方向外側に変位する弾性変形を起こす。この弾性変形の際、各弾性片３１０、３１０だけでなく、主部３０９も捩れる様に弾性変形する。【００９４】
そして、この様な弾性変形の結果、各弾性片３１０、３１０の先端部外周が外輪３０３の一部内周面と干渉し（擦れ合い）、外輪３０３と内輪３０５との相対回転に要するトルクが増大し、更に運転に伴って発生する熱に基づく温度上昇や異音が著しくなり、極端な場合には焼き付き等の故障の原因にもなる。特に、回転機械装置が、自動車のエンジンルーム等、高温の条件下で使用されるもの（例えばオルタネータ等の補機）の場合には、各弾性片３１０、３１０が弾性変形し易くなり、上述のような不都合が著しくなる。【００９５】
このような不具合を解消するために、図５０に示すように、主部３０９のポケット３０８が形成された面とは反対側の面（底面）に、円環状の金属板からなる補強リング３１２を接合した冠型保持器３０７ａが開発されている。この冠型保持器３０７ａでは、補強リング３１２により主部３０９の捩り剛性を高め、遠心力による弾性片３１０、３１０の先端部が径方向外方に変位することを抑えている（日本国特許公開公報  平成８年第１４５０６１号、及び、日本国特許公開公報  ２０００年第１６１３６５号を参照）。尚、補強リング３１２には、一対の弾性片３１０、３１０の中間点に相当する箇所に円孔３１３、３１３が形成されており、この補強リング３１２をコアとして合成樹脂をインサート成形することにより、主部３０９の底面に補強リング３１２が強固に接合される。【００９６】
また、主部３０９と補強リング３１２との接合の信頼性を更に向上させるために、本出願人は先に、接着剤により主部３０９と補強リング３１２とを化学的に接合させた冠型保持器を提案している（日本国特許願  ２００６年第１４３０９８号明細書）。
しかしながら、上記のような補強リング３１２を接合した冠型保持器３０７ａでは、補強リング３１２が金属製であり、主部３０９は合成樹脂製であることから、両者の熱膨張率の差が大きく、低温と高温とに繰り返し晒される間に伸縮量の違いから主部３０９と補強リング３１２との接合状態が徐々に悪化する。補強リング３１２は、コストや加工性、調達が容易であること等の理由から、ＳＰＣＣやＳＥＣＣ等の炭素鋼が一般的に使用されているが、炭素鋼の線膨張係数は１．１〜１．２×１０−５Ｋ−１と金属材料の中でも小さく、高速回転化が進む中で主部３０９との接合状態の悪化がより促進されることが懸念される。【００９７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、主部３０９と補強リング３１２とを接合した構成の冠型保持器３０７ａにおいて、低温と高温とに繰り返し晒されるような環境でも主部３０９と補強リング３１２との接合状態を良好に維持できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、下記に示す冠型保持器及びその製造方法を提供する。
（１）合成樹脂製で円環状の主部と、前記主部の軸方向片面に一体に形成され、円周方向にわたり互いに間隔をあけて配置された一対の弾性片の間に玉を１個ずつ転動自在に保持するポケットを複数備えるとともに、前記主部の軸方向他面に接着剤により金属板を接合してなる冠型保持器において、前記金属板が炭素鋼を上回る線膨張係数を有する金属材料からなることを特徴とする冠型保持器。
（２）前記接着剤がフェノール樹脂系接着剤及びエポキシ樹脂系接着剤から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする上記（１）記載の冠型保持器。
（３）上記（１）または（２）記載の冠型保持器の製造方法であって、接着剤を半硬化状態で焼き付けた金属板の周りに合成樹脂を注入してインサート成形する工程を備えることを特徴とする冠型保持器の製造方法。
（４）上記（１）または（２）記載の冠型保持器の製造方法であって、接着剤を半硬化状態で焼き付けた金属板の周りに合成樹脂を注入してインサート成形する工程と、二次加熱により接着剤を硬化させる工程とを備えることを特徴とする冠型保持器の製造方法。【００９８】
本発明の冠型保持器は、補強リングを、炭素鋼よりも線膨張係数が大きい金属材料で形成したため、主部を形成する合成樹脂との熱膨張率の差が、炭素鋼からなる補強リングを用いた場合よりも小さくなり、低温と高温とに繰り返し晒される環境で使用されても主部と補強リングとの接合状態が良好に維持される。
以下、本発明の第三の発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
本発明の冠型保持器は、合成樹脂からなる主部と補強リングとを接着剤により接合したものである。【００９９】
主部を形成する合成樹脂には制限がないが、生産性から射出成形可能なものが好ましく、更に、耐熱性を備えるものが好ましい。具体的には、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２等のポリアミド樹脂、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド６Ｔ、ポリアミドＭＸＤ６等の芳香族ポリアミド樹脂、シクロ環を有する非晶性ポリアミド樹脂、またはこれらを複数混合したもの（以下、これらを総称して「ポリアミド樹脂」と呼ぶことがある）や、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等を使用できる。中でも、接着剤との反応性とコストとを考慮すると、ポリアミド樹脂が好ましい。【０１００】
また、合成樹脂には、強度の向上を目的としてガラス繊維や炭素繊維、ウィスカー等の繊維状充填材、炭酸カルシウム等の粒状充填材を配合することもできる。充填材の配合量は、全体の１０〜６０質量％が好ましく、２０〜５０質量％がより好ましい。充填材の配合量が１０質量％未満では補強効果が十分ではなく、６０質量％を超えると成形性に劣るようになり、特に射出成形に適した流動性が得られなくなる。
補強リングは、炭素鋼の線膨張係数を上回る線膨張係数を有する金属材料からなる。炭素鋼の線膨張係数は１．１〜１．２×１０−５Ｋ−１であり、これを上回る線膨張係数を有する金属材料であれば特に制限されるものではないが、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４（線膨張係数：１．７×１０−５Ｋ−１）、アルミニウム合金（線膨張係数：２．３×１０−５Ｋ−１）、マグネシウム合金（線膨張係数：２．６×１０−５Ｋ−１）を好適に使用できる。特にアルミニウム合金及びマグネシウム合金は、炭素鋼の２倍以上の線膨張係数を有しており、好ましい。【０１０１】
本発明の冠型保持器は、主部との接合面に接着剤を半硬化状態で焼き付けた補強リングをコアとし、合成樹脂をインサート成形し、溶融している合成樹脂からの熱、あるいは２次加熱により接着剤を完全硬化させることにより製造される。そのため、接着剤は、インサート成形時に溶融した高圧の合成樹脂によって補強リングから流失しない程度の半硬化状態である必要があるが、このような半硬化状態とするには、補強リングに接着剤を塗布した後、硬化温度よりも低い温度で、所定時間加熱すればよい。あるいは、硬化温度で短時間加熱してもよい。また、接着剤は、塗布性を考慮すると、溶剤で希釈可能なものが好ましい。【０１０２】
本発明において好適な接着剤は、上記のように、溶剤で希釈可能であり、更に、常温では硬化せず、適度の半硬化状態を維持し、成形時の溶融している合成樹脂からの熱または２次加熱により完全硬化する２段階硬化型接着剤であり、具体的にはフェノール樹脂系接着剤やエポキシ樹脂系接着剤を挙げることができる。また、フェノール樹脂系接着剤やエポキシ樹脂系接着剤は、耐熱性や耐薬品性にも優れるという利点も有する。
また、接着剤の塗布量は、半硬化状態になる前の乾燥状態での厚さで１〜４０μｍとなることが好ましく、２〜３０μｍとなるのがより好ましい。接着剤の塗布量が１μｍ未満では機能上十分な接着力を安定的に確保することが困難となり、４０μｍを超えて厚くすると、インサート成形時に流失しない程度の半硬化状態と、機能上十分な接着力とを同時に確保することが困難になる。【０１０３】
接着剤の塗布方法には制限はなく、接着剤溶液または接着剤分散液の濃度や粘性等に応じて、ディッピングや刷毛塗り、スプレー等を適宜選択することができ、塗布回数を調整するなどして上記の塗布量となるように塗布する。また、接着剤は、補強リングの接合面の全面に塗布することが好ましい。補強リングは金属製であるため、接着剤を接着面全面に塗布して接着剤層で覆うことにより、酸化や腐食が抑えられるという効果も得られる。但し、十分な接着強度が確保、維持できるのであれば、接着剤塗布の作業性やコストを考慮して、必要な箇所にのみ部分的に接着剤と塗布してもよい。一方、補強リングの接合面は、凹凸加工や租面化加工が施されていることが好ましく、接着剤が凹部や溝に入り込み、アンカー効果により接合がより強固となる。凹凸加工や租面化加工としては、ブラスト処理等の機械的方法、リン酸塩化成処理等の化学的処理を例示できる。【０１０４】
尚、本発明において、補強リングが炭素鋼を上回る線膨張係数を有する金属材料からなり、接着剤を介して主部と接合される限り、主部及び補強リングのそれぞれの形状や構造には制限がない。例えば、図５０に示したような、円孔３１３を有する補強リング３１２と、一対の弾性片３１０、３１０で形成されるポケット３０８を有する主部３０９とを接合した構成の冠型保持器３０７とすることができる。
その他にも、図４６及び図４７に示す冠型保持器とすることもできる。尚、図４６及び図４７において、（ａ）は冠型保持器を示す全体斜視図、（ｂ）は図４８に従い玉軸受に組み込んだ状態を示す要部断面図、（ｃ）は補強リングの一部を示す上面図である。【０１０５】
図４６に示す冠型保持器３６０において、図４６（ａ）に示すように、円環状の主部３２１には、軸方向片面に円周方向に沿って複数箇所に一対の弾性片３２２、３２２が形成されており、図４６（ｂ）に示すように、一対の弾性片３２２、３２２によりポケットを形成して玉３１３を転動自在に保持する。尚、弾性片３２２、３２２及びポケットの各部の形状や寸法は、図４９に示した冠型保持器３０７に従うことができ、ここでは説明を省略する。【０１０６】
補強リング３６１は、円環状の平板であり、図５０に示した冠型保持器３０７の補強リング３１２の円孔３１３が形成された位置、即ち隣接するポケットの中間に位置するように長孔３６２が形成されている。この長孔３６２は、主部３２１の隣接するポケットの間の内部に「肉抜き凹部」と呼ばれる空所（図４６（ｂ）の符号３４１）を形成するためのものである。樹脂の射出成形では、得られる成形品に肉厚が大きい部分が存在すると、この部分で射出成形後の温度低下による収縮が大きくなり、「引け」と呼ばれる凹みが生じてその周囲の変形を誘発することが知られており、冠型保持器ではこのような変形があると、ポケット内面と転動体表面との接触状態が不良になる。そこで、肉抜き凹部３４１を形成することにより、肉厚が薄くなり、「引け」が発生するのを防止できる。【０１０７】
このような主部３２１に肉抜き凹部３４１を有する冠型保持器３６０を作製するには、補強リング３６１をコアとし合成樹脂をインサート成形するが、その際、補強リング３６１の長孔３６２に、肉抜き凹部３４１の形状に対応する中子突起を挿通しておく。中子突起を金型と一体に形成し、補強リング３６１の長孔３４１に挿通させることにより、補強リング３６１が位置規制され、主部３２１と補強リング３６１とが精度良く成形される。尚、肉抜き凹部３４１の形状は、図示は省略するが、長孔側から弾性片側に向かうにつれてその円周方向長さが漸減する略山型の形状とすることが好ましい。【０１０８】
図４７に示す冠型保持器３７０では、図４７（ａ）に示すように、主部３２１は図４６に示す冠型保持器３６０と同様であり、一対の弾性片３２２で形成されるポケットに玉３１３を転動自在に保持する構成となっている（図４７（ｂ）を参照）。
一方、図４７（ｃ）に示すように、補強リング３７１は、円環状の平板部の内外周両周縁を保持器の主部側（図における上方）に向けて屈曲させてなる折れ曲がり部３７１ａを備え、更に平面部には、図４６に示した補強リング３６１と同様の長孔３７２と、隣接する長孔３７２の中間地点、即ちポケットの最深部の直下に対応する位置に円孔３７３が形成されている。尚、平板部の幅や折れ曲がり部３７１ａの屈曲角度は、主部３２１から突出しないように主部３２１の肉厚に応じて適宜設定される。【０１０９】
冠型保持器３７０は、図４６に示した冠型保持器３６０と同様に、中子突起を備える金型を用い、補強リング３７１をコアとして合成樹脂をインサート成形して作製されるが、得られる補強リング３７１は主部３２１の底部に包埋された状態で接合されている。また、主部３２１には、肉抜け凹部３４１が同様に形成され、円孔３７３がポケットの最深部直下に位置し、主部３２１の軸方向で最も薄肉の部分に位置する。このため、この最も薄肉の部分にも円孔３７３を通じて合成樹脂が容易に、かつ、十分に流入するため、欠損の発生を防止することができる。また、円孔３７３に流入した合成樹脂により、補強リング３７１との接合強度が高まる。【０１１０】
このような補強リング３７１を備える冠型保持器３７０は、補強リング３７１の曲がり部３７１ａにより、図４６に示した平板の補強リング３６１に比べて剛性がより高まる。従って、同じ剛性で比較すると、補強リング３７１の板厚を薄くでき、冠型保持器３７０の小型・軽量化を図ることができる。また、補強リング３７１が包埋されているため、シールとより接近配置させることができ、軸受全体としても小型・軽量化が可能である。更には、補強リング３７１は包埋されているため、主部３２１から分離することもない。【０１１１】
上述した本発明の冠型保持器は、補強リングを炭素鋼よりも線膨張係数が大きい金属材料で形成したため、主部を形成する合成樹脂との熱膨張率の差が、炭素鋼製の補強リングを用いた場合よりも小さくなり、低温と高温とに繰り返し晒される環境で使用されても主部と補強リングとの接合状態が良好に維持される。
［実施例］
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明する。
（実施例１１〜１３、比較例１１）
実施例及び比較例とも、外径９０ｍｍ、内径５０ｍｍ、幅２０ｍｍの深溝玉軸受用で、図４６に示す長孔を有する補強リングと、合成樹脂製の主部とを接着剤を介して接合した冠型保持器を作製した。【０１１２】
実施例１１では、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ３０４（線膨張係数：１．７×１０−５Ｋ−１）を所定形状に加工して補強リングを作製した。そして、ノボラック型フェノール樹脂を主成分とする固形分３０質量％の接着剤（東洋化学研究所製「メタロックＮ−１５」）をメチルエチルケトンで希釈した接着剤液に補強リングをディッピングし、室温で６０分間乾燥してメチルエチルケトンを蒸発させ、厚さ９〜１０μｍの接着剤層を形成した。尚、接着剤層の厚さは電磁膜厚計にて測定した。【０１１３】
次いで、接着剤層を形成した補強リングを１２０℃の恒温槽内に３０分間放置して接着剤層を半硬化状態とした。そして、補強リングをコアとし、ガラス繊維を２５質量％含有するポリアミド４６をインサート成形した後、金型から取り出して１５０℃の恒温槽内に６０分間放置して接着剤を完全硬化させた。
また、実施例１２では補強リング用材料としてアルミニウム合金（線膨張係数：２．３×１０−５Ｋ−１）を用い、実施例１３では補強リング用材料としてマグネシウム合金（線膨張係数：２．６×１０−５Ｋ−１）を用い、比較例１では補強リング用材料としてＳＥＣＣ（線膨張係数：１．１×１０−５Ｋ−１）を用い、それぞれ実施例１１と同様にして冠型保持器を作製した。【０１１４】
作製した各冠型保持器について、接着耐久性の評価を行った。即ち、エタック製熱衝撃試験機「ＷＩＮＴＥＣＨ  ＮＴ５１０」に冠型保持器を装着し、−５０℃で１５分間保持した後に１５０℃で１５分保持することを１サイクルとする熱負荷を繰り返し与え、一定サイクル毎に冠型保持器を取り出して補強リングと主部との接合強度を測定した。そして、接合強度が初期接合強度から半減したときのサイクル数を求めた。結果を表３に、比較例１１による相対値で示す。【０１１５】
【表３】
0004766051.tif 000004
【０１１６】
表３に示すように、本発明に従う各実施例の冠型保持器は、炭素鋼からなる補強リングを備える比較例１１の冠型保持器に比べて、接着耐久性が格段に優れることがわかる。
〔第四の発明の実施形態〕
本発明の第四の発明は、自動車用軸受や工作機械等の各種回転機械装置の回転支持部を構成する転がり軸受に関する。
自動車用軸受や工作機械等の各種回転機械装置の回転支持部を構成する転がり軸受には、高速回転化の要求が高い。これまで、高速回転用途にはアンギュラ玉軸受が多用されている。アンギュラ玉軸受は、接触角を持っているため、ラジアル荷重と一定方向のアンギュラ荷重とを同時に支持することができ、組み合わせを適宜選択することで両方向の荷重も支持できる。しかしながら、組み立て性が悪く、更に温度が変化する環境では予圧が変わってしまい、焼付きを生じることもある。【０１１７】
また、転がり軸受として深溝玉軸受も使用されているが、組み立て性が良好であるものの、高速回転下では温度上昇が大きく、使用回転数にはある程度の制限がある。図５７は深溝玉軸受の一例を示す断面図であるが、図示される深溝玉軸受４０１は、内周面に外輪軌道４０２を有する外輪４０３と、外周面に内輪軌道４０４を有する内輪４０５とを同心に配置し、これら外輪軌道４０２と内輪軌道４０４の間に複数個の転動体である玉４０６、４０６を保持器４０７により転動自在に設け、更に潤滑のためにグリース（図示せず）を充填してシール４２０で封止して構成されている。【０１１８】
尚、外輪軌道４０２及び内輪軌道４０４は共に深溝型とされている。また、保持器４０７は、冠型保持器と呼ばれるもので、合成樹脂、またはガラス繊維や炭素繊維等の補強繊維を含有した合成樹脂を射出成形して得られ、図５８に示すように、円環状の主部４０９の円周方向複数個所に、玉４０６、４０６を転動自在に保持するポケット４０８、４０８を備えている。各ポケット４０８、４０８は、主部４０９の軸方向（図の上下方向）の上側に互いに間隔をあけて突出して配置された１対の弾性片４１０、４１０の片側面と、主部４０９の軸方向上側で１対の弾性片１０、１０の間に設けられた球面状の凹面部４１１、４１１とから構成されている。【０１１９】
この凹面部４１１、４１１の内面は、その曲率半径を玉４０６の転動面の曲率半径よりも僅かに大きくすることにより、各玉４０６、４０６を転動自在に保持できる形状としている。しかし、保持器４０７は、合成樹脂製または補強繊維含有合成樹脂製であることから、軸受が高速回転すると、遠心力が大きく加わり、弾性片４１０の先端、場合によっては主部４０９も直径方向外側に変形するため、外輪溝肩部と接触してトルクの増大や温度上昇が著しく高くなり、焼付きを起こすことがある。【０１２０】
このような不具合に対し、本出願人は先に、保持器４０７の弾性片４１０の外周側面を、先端に向かうほど直径方向内方に向かう傾斜面としたり、保持器４０７に金属製の補強材を添設して遠心力による変形を抑えることを提案している（日本国特許公開公報  ２０００年第１６１３６５号を参照）。しかし、更なる高速回転化に対しては、発熱や摩耗発生の懸念がある。
また、深溝玉軸受４０７では、金属製の波型プレス保持器も使用されることがあるが、高速回転下では遠心力により波型プレス保持器が玉４０６を拘束し、玉４０６との接触により発熱したり、摩耗粉が発生してグリースの劣化を促進するなどの問題がある。【０１２１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、より高速回転での使用に十分対応でき、更に組み立て性にも優れる転がり軸受を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、内輪と外輪との間に保持器を介して複数の転動体を転動自在に保持してなる転がり軸受において、前記転動体がセラミックス製であり、かつ、前記保持器が金属板製で全体が円環状の補強リングを内部に包埋または底部に接着してなる合成樹脂製冠型保持器であることを特徴とする転がり軸受を提供する。【０１２２】
本発明の転がり軸受では、転動体を摩耗が少なく、発熱量も少ないセラミックス製とし、かつ、合成樹脂製冠型保持器も金属製の補強リングで補強して剛性を高めて変形を抑えたため、高速回転においても転動体との接触による発熱が抑えられ、摩耗も少なくなる。また、組み立て性も良好である。
以下、本発明の第四の発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
本発明の転がり軸受は、転動体がセラミックス製で、補強リングで補強された合成樹脂製冠型保持器を備える限り制限はなく、例えば図５７に示した構成の玉軸受４０１において、玉４０６，４０６をセラミックス製とし、保持器４０７を金属製の補強リングで補強した構成の合成樹脂製とすることができる。【０１２３】
転動体を形成するセラミックスの種類は、特に制限されるものではないが、窒化ケイ素系、炭化ケイ素系、アルミナ系、窒化アルミニウム系、炭化ホウ素系、ホウ化チタン系、窒化ホウ素系、炭化チタン系、窒化チタン系、部分安定化ジルコニア系、もしくはこれらを２種以上複合させた複合系の各セラミックスが好適である。
セラミックス製転動体を作製するには、雰囲気加圧焼結法や常圧焼結法を行う。先ず、セラミックス粉末と焼結助剤とを、例えば平均粒径１．０μｍ以下に粉砕して混合し、そこへ適当な溶剤を加えて混練して平均粒径１００〜１５０μｍに造粒する。ここで、焼結助剤はセラミックス粉末の種類に応じて選択され、例えば、窒化ケイ素系セラミックスについては、焼結助剤としてＡｌ２Ｏ３ 、ＭｇＯ、ＣｅＯ等の金属酸化物や、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等の希土類酸化物を、焼結体全体の２０質量％を上限として添加することができる。次いで、得られた造粒粉を金型に充填し、プレスして成形体とし、脱脂した後に焼結処理を施す。焼結は、雰囲気加圧焼結法では１０気圧未満の窒素ガス雰囲気、常圧焼結法では大気圧以下の窒素ガス雰囲気にて、１４５０〜１７００℃で、０．５〜５時間程度行う。そして、得られた焼結体にバレル研磨等を施し、形状を整えつつ鏡面を仕上げる。【０１２４】
また、合成樹脂製冠型保持器を形成する樹脂材料にも制限がなく、例えば、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を使用できる。更に、これら樹脂材料に、ガラス繊維や炭素繊維等の補強繊維を１０〜４０質量％程度含有させた補強繊維含有樹脂組成物も好適である。
本発明では、合成樹脂製冠型保持器は、円環状で金属製の補強リングをその底面に接着するか、内部に包埋して補強し、高速回転時の遠心力による主部４０９の変形を防いでいる。補強リングの材質としては、炭素鋼（ＳＰＣＣ）、ステンレス、鉄、アルミニウム合金等が好適である。そして、この補強リングをコアとし上記の樹脂材料または補強繊維含有樹脂組成物をインサート成形するか、補強リングを適当な接着剤を用いて主部の底面に接着することで、補強リングが一体化された合成樹脂製冠型保持器が得られる。このような補強リングで補強された合成樹脂製冠型保持器の具体例を、以下に例示する。【０１２５】
図５１に示す合成樹脂製冠型保持器４０７ａでは、補強リング４１２は、円環状の金属板からなり、その円周方向に沿ってポケット４０８，４０８と同じピッチで複数の円孔４１３，４１３が形成されている。そして、この補強リング４１２をコアとし上記の合成樹脂をインサート成形することにより、主部４０９の底面に補強リング４１２が一体に接合される。このとき、円孔４１３が、隣接するポケット４０８，４０８の中間に位置するように位置決めして金型内に配置する。尚、円孔４１３，４１３は、基部４０９の底面と接する側（図における上面開口）を小径とし、その反対側（図における下面開口）を大径とすることで、補強リング４１２の抜けや変位を防止できる。【０１２６】
あるいは、合成樹脂製冠型保持器４０７ａと補強リング４１２とを別体に作製し、合成樹脂製冠型保持器４０７ａの底面に、適当な接着剤を用いて補強リング４１２を接着してもよい。尚、合成樹脂製冠型保持器４０７ａの底面には、補強リング４１２の円孔４１３と同形の凸部を形成する。
また、図５２〜図５６に示す合成樹脂製保持器４０７ｂとすることもできる。図示される合成樹脂製保持器４０７ｂにおいて、補強リング４１２ａは、円環状の平板部４１４と、平板部４１４の内外周両周縁を保持器の主部側（図における上方）に向けて屈曲させてなる内径側折れ曲がり部４１５及び外径側折れ曲がり部４１６とを備える。尚、平板部４１４の幅、並びに内径側折れ曲がり部４１５及び外径側折れ曲がり部４１６の屈曲角度は、主部４０９から突出しないように、主部４０９の肉厚に応じて適宜設定される。更に、平板部４１４の円周方向複数箇所には、円周方向に延びる長孔４１７，４１７と円孔４１８，４１８とが、円周方向に関して交互に、それぞれポケット４０８，４０８と同じピッチで形成されている。【０１２７】
また、主部４０９の、隣接するポケット４０８，４０８との間部分４１９，４１９の内部には、補強リング４１２ａの各長孔４１７から連続する肉抜き凹部４２１，４２１が形成されている。この肉抜き凹部４２１，４２１は、長孔側から弾性片側に向かうにつれてその円周方向長さが漸減しており、ポケット４０８，４０８の凹面部４１１と対面する面を傾斜面とする略山型の形状を呈する。
このような合成樹脂製冠型保持器４０７ｂを作製するには、同様に、補強リング４１２ａをコアとし上記の合成樹脂をインサート成形する。それにより、主部４０９の底部に補強リング４１２ａが包埋される。このとき、補強リング４１２ａを、長孔４１７，４１７が主部４０９のポケット４０８，４０８の間部分４１９に位置するように、位置決めして金型内に配置する。また、補強リング４１２ａの長孔４１７，４１７に、肉抜き凹部４２１，４２１の形状に対応する中子突起を挿通しておく。【０１２８】
樹脂の射出成形では、得られる成形品に肉厚が大きい部分が存在すると、この部分で射出成形後の温度低下による収縮が大きくなり、「引け」と呼ばれる凹みが生じてその周囲の変形を誘発することが知られており、合成樹脂製冠型保持器の場合には、変形によりポケット内面と転動体表面との摩擦状態が不良になる。これに対し、肉抜き凹部４２１，４２１を形成することにより、肉厚が薄くなり、「引け」が発生するのを防止できる。
また、円孔４１８，４１８が、ポケット４０８，４０８の最深部直下で主部４０９の軸方向で最も薄肉の部分４２２に位置する。そのため、この最も薄肉の部分４２２にも円孔４１８，４１８を通じて上記の合成樹脂が容易に、かつ、十分に流入し、欠損の発生を防止することができる。【０１２９】
このような補強リング４１２ａを備える合成樹脂製冠型保持器４０７ｂは、補強リング４１２ａの両折曲がり部４１５，４１６により、図５１に示した平板の補強リング４１２ａに比べて剛性がより高まる。従って、同じ剛性で比較すると、補強リング４１２ａの板厚を薄くでき、剛性樹脂製冠型保持器４０７ｂの小型・軽量化を図ることができる。また、補強リング４１２ａが包埋されているため、シール４２０とより接近配置させることができ、転がり軸受全体としても小型・軽量化が可能である。更には、補強リング４１２ａは包埋されているため、主部４０９から分離することもない。【０１３０】
また、本発明の転がり軸受では、潤滑のために、例えば内輪、外輪及び転動体で形成される軸受空間に潤滑剤を充填することができる。潤滑剤には制限がなく、何れも公知の潤滑油やグリースを用いることができる。
［実施例］
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明する。
（実施例２１、比較例２１，２２）
内径５０ｍｍ、外径９０ｍｍ、幅２０ｍｍの非接触ゴムシール付き深溝玉軸受を用意し、表４に示すように、転動体及び保持器を変えて試験軸受を作製した。尚、実施例２１の試験軸受で用いた補強リング付き合成樹脂製冠型保持器は、図５２に示すように、平板部に長孔及び円孔が形成され、折れ曲がり部を有する補強リングを包埋し、更に主部に肉抜き凹部を形成したものである。また、何れの試験軸受にも、４０℃における動粘度が２０ｍｍ２／ｓのエステル油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤としたグリースを、軸受空間容積の２０％となる量封入した。【０１３１】
そして、各試験軸受を下記条件にて２時間連続回転させ、そのときの温度上昇値を測定した。また、回転に伴う摩耗により封入グリースに混入した鉄粉量（鉄摩耗粉量）を測定した。結果を表４に併記する。
・内輪回転速度  ：１８０００ｍｉｎ−１（ｄｍｎ値１２６万）
・雰囲気温度    ：室温
・アキシアル荷重：９８０Ｎ【０１３２】
【表４】
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【０１３３】
表４に示すように、本発明に従い、転動体をセラミックス製とし、補強リングを備え肉抜け部が形成された合成樹脂製冠型保持器を用いた実施例２１では、ｄｍｎ値が１２０万を超える１２６万であっても温度上昇が少なく抑えられ、摩耗も少ない。これに対し、比較例２１のように補強リングの無い合成樹脂製冠型保持器及び金属製転動体を用いると、保持器の剛性不足による変形により発熱が大きく、摩耗量も多くなる。また、比較例２２のように金属製波型プレス保持器及び金属製転動体を用いると、保持器が転動体を拘束することに起因して発熱が若干大きくなり、摩耗量は最も多くなる。【０１３４】
〔第五の発明の実施形態〕
本発明の第五の発明は、自動車用補機や工作機械等の各種回転機械装置の回転支持部を構成するラジアル玉軸受と、このラジアル玉軸受を構成する合成樹脂製冠型保持器との改良に関する。
特に本発明は、高温環境下で高速運転した場合でも、保持器の変形を抑える事により、この保持器の一部と外輪の内周面とが擦れ合う事を防止して、上記ラジアル玉軸受を組み込んだ回転機械装置の運転を安定した状態で行なわせる事を目的として発明したものである。【０１３５】
上述した様な各種回転機械装置の軸受部等、各種回転部分を支持する為のラジアル玉軸受として、例えば図６４に示す様な玉軸受５０１が広く使用されている。この玉軸受５０１は、内周面に外輪軌道５０２を有する外輪５０３と、外周面に内輪軌道５０４を有する内輪５０５とを同心に配置し、これら外輪軌道５０２と内輪軌道５０４の間に複数個の玉５０６、５０６を転動自在に設けて成る。図示の例の場合、上記外輪軌道５０２と内輪軌道５０４とは、共に深溝型としている。又、上記複数個の玉５０６、５０６は、保持器５０７に設けたポケット５０８内に、転動自在に保持している。【０１３６】
この保持器５０７は、冠型保持器と呼ばれるもので、合成樹脂を射出成形する事により、図６５に示す様に、全体を一体に造っている。この合成樹脂としては、一般的にはポリアミド６６を、使用温度が１６０℃を越える様な場合には耐熱性に優れたポリアミド４６を、それぞれガラス繊維等の補強材を含有させた状態で使用する。ポリフェニレンサルファイドを使用する場合もある。何れの材料を使用する場合でも、上記冠型の保持器５０７の場合、円環状の主部５０９の円周方向複数個所に、玉５０６、５０６（図６４を参照）を転動自在に保持するポケット５０８、５０８を設けている。【０１３７】
この様な冠型の保持器５０７の場合、上記各ポケット５０８、５０８は、上記主部５０９の軸方向片面に互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片５１０、５１０の片側面と、上記主部５０９の軸方向（図６５の上下方向）片面（図６５の上面）でこの１対の弾性片５１０、５１０の間部分に設けられた球面状の凹面部５１１、５１１とから構成する。この凹面部５１１、５１１の内面、及び、この凹面部５１１、５１１に連続する、上記各弾性片５１０、５１０の円周方向側面は、その曲率半径を上記玉５０６の転動面の曲率半径よりも僅かに大きくする事により、上記各玉５０６、５０６を転動自在に保持できる形状である、単一の曲率中心を有する、部分球面状の凹面としている。【０１３８】
玉軸受５０１を組み立てる場合には上記各玉５０６、５０６を、各ポケット５０８、５０８を構成する１対ずつの弾性片５１０、５１０の先端縁同士の間隔を弾性的に押し広げつつ、これら１対の弾性片５１０、５１０の間に押し込む。上記保持器５０７は、この様にして上記各ポケット５０８、５０８内に玉５０６、５０６を抱き込む事により、これら各玉５０６、５０６を、前記内輪軌道５０４と外輪軌道５０２（図６４を参照）との間に、転動自在に保持する。【０１３９】
この様な保持器５０７を備えた玉軸受５０１の使用時には、上記複数個の玉５０６、５０６の転動に伴って、上記外輪５０３と内輪５０５との相対回転を自在とする。この際、上記複数の玉５０６、５０６は、自転しつつ上記内輪５０５の周囲を公転する。又、上記保持器５０７は、上記玉５０６、５０６の公転速度と同じ速度で、上記内輪５０５の周囲を回転する。
近年、玉軸受５０１を組み込んだ各種回転機械装置の性能が向上し、外輪５０３と内輪５０５との相対回転速度、延ては保持器５０７の回転速度が高くなっている。この結果、この保持器５０７に加わる遠心力が大きくなり、この保持器５０７を構成する弾性片５１０、５１０の弾性変形量が無視できなくなる可能性が生じている。即ち、これら各弾性片５１０、５１０は、それぞれ円環状の主部５０９の軸方向片面に、片持ち式に支持されている。言い換えれば、上記各弾性片５１０、５１０は、先端部が他の部分に結合されずに変位可能な、自由端としている。【０１４０】
この結果、上記保持器５０７の回転速度が高くなり、上記遠心力が大きくなると、上記各弾性片５１０、５１０が、先端（図６４の左端）が直径方向外側に変位する方向に弾性変形する。この弾性変形の際、上記各弾性片５１０、５１０だけでなく、上記主部５０９も、捩れる様に弾性変形する。そして、この様な弾性変形の結果、上記各弾性片５１０、５１０の先端部外周が、上記外輪５０３の一部内周面と干渉し（擦れ合い）、上記外輪５０３と内輪５０５との相対回転に要するトルクが増大する他、運転に伴って発生する熱に基づく温度上昇や異音が著しくなり、極端な場合には焼き付き等の故障の原因となる可能性がある。特に、上記回転機械装置が、自動車のエンジンルーム等、高温の条件下で使用されるもの（例えばオルタネータ等の補機）の場合には、上記各弾性片５１０、５１０が弾性変形し易くなり、上述の様な不都合が著しくなる。【０１４１】
この様な不都合を解消する技術として、日本国特許公開公報  平成８年第１４５０６１号及び日本国特許公開公報  ２０００年第１６１３６５号に記載されたものが知られている。これら両公報に記載された従来技術では、図６６に示す様に、合成樹脂製冠型の保持器５０７ａを構成する主部５０９に、金属板製で円環状の補強リング５１２を結合固定している。この補強リング５１２の一部には通孔５１３、５１３が形成されており、上記主部５０９と上記補強リング５１２とは、上記保持器５０７ａを射出成形する際に上記各通孔５１３、５１３内に進入して固化した合成樹脂により、不離に結合される。上記主部５０９の捩り剛性は、上記補強リング５１２の存在により高められるので、遠心力により各弾性片５１０、５１０の先端部が直径方向外方に変位する事が抑えられる。【０１４２】
上述の両公報に記載された様な構造を採用する事により、高速運転時に上記弾性片５１０、５１０の径方向外側への変位を抑え、これら各弾性片５１０、５１０の先端縁と外輪５０３の一部内周面とが擦れ合う事を、或る程度は防止できる。一方、近年に於ける、自動車用補機や工作機械等の各種回転機械の性能向上や小型化により、ラジアル玉軸受の使用条件が益々厳しくなっている。具体的には、設置スペースの減少、使用時に於ける回転速度の増大、同じく温度の上昇が著しくなっている。このうち、設置スペースの減少は、保持器の薄肉化に伴う剛性の低下に繋がり、回転速度の増大は、遠心力の増大に伴う変形し易さに繋がり、温度上昇は合成樹脂の軟化に伴う変形し易さに繋がる。【０１４３】
この為、上述の図６６に示した様な、平坦な補強リング５１２を主部５０９に結合しただけの構造では、この主部５０９の捩り剛性を必ずしも十分に向上させられない可能性が出ている。この為、上述の様な厳しい使用条件下で運転した場合には、高速回転に伴う大きな遠心力と、温度上昇に伴う合成樹脂の軟化とにより、上記各弾性片５１０、５１０の先端縁が径方向外方に変位し、この先端縁と外輪５０３（図６４を参照）の一部内周面とが擦れ合う可能性がある。【０１４４】
本発明は、この様な事情に鑑みて、上述した両公報に記載されている構造よりも保持器の捩り剛性を向上させ、運転に伴って加わる遠心力や振動に基づく変形が生じにくい合成樹脂製冠型保持器と、この保持器を組み込んだラジアル玉軸受を実現すべく発明したものである。
本発明の第五の発明のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器は、合成樹脂を射出成形する事により造られるものであって、円環状の主部と、複数の弾性片と、複数のポケットとを備える。【０１４５】
そして、上記各弾性片は、上記主部の軸方向片側面に円周方向に関して互いに間隔をあけ、軸方向に突出する状態で形成している。
又、上記各ポケットは、円周方向に隣り合う１対ずつの弾性片の互いに対向する面と上記主部の軸方向片面でこれら両弾性片により挟まれた部分とにより囲まれた部分であって、それぞれの内面を部分球面状の凹面としている。
以上の構成は、従来から一般的に知られているラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器と同様である。【０１４６】
特に、本発明のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器に於いては、補強リングを、射出成形時に上記主部の内側に包埋して成る。
又、上記補強リングは、炭素鋼板、ステンレス鋼板等の、十分な剛性を有する金属板製で、全体を円環状（円輪状）に造られ、径方向中央部を、軸方向に対し直交する方向に存在する平板部としている。又、内径寄り部分を、上記軸方向片側面側に折れ曲がった内径側折れ曲がり部としている。更に、外径寄り部分を、上記軸方向片側面側に折れ曲がった外径側折れ曲がり部としている。【０１４７】
又、上記補強リングは、炭素鋼板、ステンレス鋼板等の、十分な剛性を有する金属板製で全体を円環状（円輪状）に造られ、上記主部の軸方向に関して上記各ポケットと整合する部分にそれぞれ通孔が形成されている構成でもよい。
又、上記補強リングの一部で主部の軸方向に関して各ポケットと整合する部分に、それぞれ通孔を形成することが好ましい。
又、上記補強リングの一部で、各弾性片の基部を含む円周方向に隣り合うポケット同士の間部分と主部の軸方向に関して整合する部分に、それぞれ円周方向に長い透孔を形成し、この透孔を通じて上記間部分の内側に肉抜き凹部を形成することが好ましい。【０１４８】
更に、本発明の第五の発明のラジアル玉軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉と、これら各玉を保持する保持器とを備える。
特に、本発明のラジアル玉軸受に於いては、この保持器を、上述の様なラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器とする。
このような本発明のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器によれば、前述した両公報に記載されている構造よりも、保持器の捩り剛性を向上させる事ができる。そして、運転に伴って加わる遠心力や振動に基づく変形が生じにくい合成樹脂製冠型保持器を実現して、この保持器を組み込んだラジアル玉軸受の小型化や高速運転を可能にできる。【０１４９】
即ち、本発明のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器で、合成樹脂製の主部内に包埋する補強リングは、平板部の径方向両側に、内径側、外径側両折れ曲がり部を形成している。この様な両折れ曲がり部を備えた（断面形状が屈曲している）補強リングの断面係数は、前述の図６６に示した従来構造の様な、単なる平板状の補強リングの断面係数よりも大きく、捩り剛性が大きい。この為、温度上昇に伴って軟化した各弾性片の先端部が径方向外方に変位する傾向になり、これに伴って主部が捻れる方向に変形する傾向になっても、上記補強リングがこの主部の変形を十分に抑える。【０１５０】
上記補強リングの内径側、外径側両折れ曲がり部の折れ曲がり方向は、各ポケットの内面の湾曲方向と一致している。従って、上記補強リングの剛性を確保すべく、この補強リングを構成する金属板の厚さ寸法を確保しても、この補強リングの一部が上記各ポケットの内面の一部に露出したり、或いは、主部の軸方向他側面（これら各ポケットと反対側面）の一部に露出する事がない。言い換えれば、上記補強リングを上記主部の内部に完全に包埋できる。【０１５１】
この事は、この主部の軸方向に関する厚さ寸法の増大を抑えてラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器の大型化を防止しつつ、上記補強リングの剛性向上を図る面から有利である。逆に言えば、必要とする剛性が同じであれば、この補強リングを構成する金属板の厚さ寸法の低減により、この補強リングを包埋したラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器の小型・軽量化を図れる。尚、何れにしても、上記補強リングは、全体が合成樹脂製の上記主部の内部に包埋されている為、長期間に亙る厳しい使用条件の下でも、この主部から分離する事はなく、上記作用・効果は、長期間に亙り安定して得られる。【０１５２】
又、上記補強リングの一部で主部の軸方向に関して各ポケットと整合する部分に、それぞれ通孔を形成すれば、この補強リングの存在に拘らず、上記主部のうちで、軸方向に関する厚さ寸法が最も小さくなった部分に、合成樹脂をまんべんなく行き渡らせる事ができる。そして、この部分に、欠損等の不具合が発生する事を、有効に防止できる。
なお、上記通孔を形成する事による作用・効果は、本発明と組み合わせて実施する場合に限らず、本発明とは別個に（平板状の補強リングで）実施した場合にも得られる。【０１５３】
更に、上記補強リングの一部で、各弾性片の基部を含む円周方向に隣り合うポケット同士の間部分と主部の軸方向に関して整合する部分に、それぞれ円周方向に長い透孔を形成し、この透孔を通じて上記間部分の内側に、肉抜き凹部を形成すれば、この間部分に、引けと呼ばれる不具合が発生する事を、有効に防止できる。即ち、合成樹脂の射出成形の分野で広く知られている様に、合成樹脂を射出成形して得られる製品中に、肉厚が大きくなった部分が存在すると、射出成形後の温度低下に基づく収縮が当該部分で顕著になり、引けと呼ばれる凹みが生じる。【０１５４】
この様な凹みを生じる引けは、当該部分だけでなく隣接部分の形状が歪む原因となり、ラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器で生じた場合には、上記各ポケットの内面と玉の転動面との摩擦状態が不良になる原因となる。これに対して、上述の様な肉抜き凹部を形成すれば、上記間部分の肉厚を小さく抑えて、上述の様な引けが発生する事を防止し、上記各ポケットの内面と玉の転動面との摩擦状態を良好に保てる。
以下、本発明の第五の発明に関して図面を参照して詳細に説明する。【０１５５】
図５９〜６３は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、玉軸受５０１を構成する外輪５０３と内輪５０５（図６４を参照）との相対回転を高速で行なった場合にも、保持器５０７ｂを構成する複数本の弾性片５１０、５１０の外周側面と上記外輪５０３の内周面の一部とが干渉する事を防止する為の構造にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図６４〜６６に示した従来構造の場合と同様であるから、同等部分に関する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。【０１５６】
本例の場合には、保持器５０７ｂを構成する主部５０９内に、合成樹脂よりも剛性の高い金属板製の補強材である、炭素鋼板（例えばＳＰＣＣ）、ステンレス鋼板等の金属製の補強リング５１２ａを、全周に亙り包埋支持している。この補強リング５１２ａは、全体を円輪状に形成しており、断面形状を山形としている。即ち、この補強リング５１２ａの径方向中央部を、軸方向に対し直交する方向に存在する平板部５１４としている。
又、内径寄り部分を、上記主部５０９の軸方向片側面側、即ち、この主部５０９内に包埋した状態で各ポケット５０８、５０８が存在する側に折れ曲がった、内径側折れ曲がり部５１５としている。更に、外径寄り部分を、上記軸方向片側面側に折れ曲がった、外径側折れ曲がり部５１６としている。又、上記平板部５１４の円周方向複数個所には、円周方向に長い透孔５１７、５１７と円形の通孔５１８、５１８とを、円周方向に関して交互に、それぞれポケット５０８、５０８と同じピッチで形成している。【０１５７】
上述の様な補強リング５１２ａは、上記保持器５０７ｂを射出成形する際に、上記主部５０９内に包埋支持（インサート）する。この為、この射出成形時に上記補強リング５１２ａを、射出成形用の金型のキャビティ内の所定位置にセットしておく。この所定位置とは、軸方向に関しては、上記主部５０９を形成すべき位置であり、円周方向に関しては、上記各透孔５１７、５１７が前記各弾性片５１０、５１０の基部を含む円周方向に隣り合うポケット５０８、５０８同士の間部分５１９、５１９に、上記各通孔５１８、５１８が上記各ポケット５０８、５０８と整合する部分で上記主部５０９の軸方向の厚さ寸法が最も小さくなっている部分に、それぞれ整合する位置である。更に、射出成形時には、上記各透孔５１７、５１７に、何れかの金型から上記キャビティ内に突出した中子突起を挿通しておく。【０１５８】
上述の様に、上記キャビティ内に上記補強リング５１２ａをセットした状態で、このキャビティ内に溶融した合成樹脂を送り込めば、上記保持器５０７ｂが射出成形されると同時に、この保持器５０７ｂを構成する上記主部５０９内に、上記補強リング５１２ａが包埋される。又、上記各間部分５１９、５１９のうちで上記各透孔５１７、５１７に整合する部分には、（上記中子突起に基づく）肉抜き凹部５２１、５２１が形成される。この様にして得られた保持器５０７ｂは、上記合成樹脂が冷却固化後に金型を開いて取り出した後、前述の図６４に示す様に、ラジアル玉軸受に組み込む。【０１５９】
上記本例の保持器５０７ｂを構成する合成樹脂製の主部５０９内に包埋する上記補強リング５１２ａの断面係数は、断面形状が屈曲している事に伴って大きく、捩り剛性が大きい。この為、温度上昇に伴って軟化した上記各弾性片５１０、５１０の先端部が、高速運転に伴って加わる遠心力により径方向外方に変位する傾向になり、これに伴って上記主部５０９が捻れ方向に変形する傾向になっても、上記補強リング５１２ａがこの主部５０９の変形を十分に抑える。この為、上記各弾性片５１０、５１０の先端縁が前記外輪５０３の一部内周面と擦れ合う事を防止できる。【０１６０】
この結果、この外輪５０３と前記内輪５０５との相対回転に要するトルクが増大したり、運転に伴って発生する熱に基づく温度上昇や異音が著しくなる事を防止できる。同時に、上記主部５０９とシールリング５２０（図６４を参照）とを近接配置した場合でも、この主部５０９の軸方向他側面が、このシールリング５２０の内側面と擦れ合う事も防止できる。従って、上記主部５０９とシールリング５２０とを近接配置する事での小型・軽量化を図り易くなる。【０１６１】
又、上記補強リング５１２ａの内径側、外径側両折れ曲がり部５１５、５１６の折れ曲がり方向は、前記各ポケット５０８、５０８の内面の湾曲方向と一致している。従って、前記平板部５１４に対する上記両折れ曲がり部５１５、５１６の折れ曲がり角度を適正に規制すれば、上記補強リング５１２ａの剛性を確保すべく、この補強リング５１２ａを構成する金属板の厚さ寸法を確保しても（厚くしても）、この補強リング５１２ａの一部が上記各ポケット５０８、５０８の内面の一部に露出したり、或いは、上記主部５０９の軸方向他側面（これら各ポケット５０８、５０８と反対側面）の一部に露出する事がない。言い換えれば、上記補強リング５１２ａを上記主部５０９の内部に（前記中子突起を挿通する為に一部が露出した前記各透孔５１７、５１７の周縁部を除き）実質的に完全に包埋できる。【０１６２】
この事は、上記主部５０９の軸方向に関する厚さ寸法の増大を抑えて前記保持器５０７ｂの大型化を防止しつつ、上記補強リング５１２ａの剛性向上を図る面から有利である。逆に言えば、必要とする剛性が同じであれば、この補強リング５１２ａを構成する金属板の厚さ寸法の低減により、この補強リング５１２ａを包埋した上記保持器５０７ｂの小型・軽量化を図れる。尚、何れにしても、上記補強リング５１２ａは、実質的に全体が合成樹脂製の上記主部５０９の内部に包埋されている為、長期間に亙る厳しい使用条件の下でも、この主部５０９から分離する事はなく、上記作用・効果は、長期間に亙り安定して得られる。【０１６３】
又、本例の場合には、上記補強リング５１２ａの一部で上記主部５０９の軸方向に関して上記各ポケット５０８、５０８と整合する部分に、前記各通孔５１８、５１８を形成しているので、上記補強リング５１２ａの存在に拘らず、上記主部５０９のうちで、軸方向に関する厚さ寸法が最も小さくなった部分５２２に、合成樹脂をまんべんなく行き渡らせる事ができる。そして、この部分に、欠損等の不具合が発生する事を、有効に防止できる。即ち、上記部分５２２は、元々厚さ寸法が小さいところに上記補強リング５１２ａが設置される為、そのままでは合成樹脂が行き渡りにくくなる。【０１６４】
これに対して本例の場合には、上記各通孔５１８、５１８を形成する事により、上記部分５２２で合成樹脂が、上記補強リング５１２ａの両面同士の間で流通する。従って、この補強リング５１２ａの両側の少なくとも一方を流れた合成樹脂が、上記各通孔５１８、５１８を通じて他方にも流れ込む様になり、上記部分５２２に合成樹脂を、まんべんなく行き渡らせる事ができる。
更に、本例の場合には、上記補強リング５１２ａの一部で前記各間部分５１９、５１９に整合する部分に形成した透孔５１７、５１７を通じて、これら各間部分５１９、５１９の内側に、肉抜き凹部５２１、５２１を形成しているので、これら各間部分５１９、５１９に、引けと呼ばれる不具合が発生する事を、有効に防止できる。即ち、上記各肉抜き凹部５２１、５２１を形成して上記各間部分５１９、５１９の肉厚を小さく抑えているので、上述の様な引けが発生する事を防止して、引けに基づく形状の歪みを抑え、前記各ポケット５０８、５０８の内面と玉の転動面との摩擦状態を良好に保てる。【０１６５】
〔第六の発明の実施形態〕
本発明の第六の発明は、保持器の変形を抑制することにより、軸受の回転トルク変動、トルクの増大、発熱を抑え保持器の摩耗を軽減することができる合成樹脂製保持器及び転がり軸受に関する。
転がり軸受は、図６９に示すように、内輪６０２、外輪６０４、内輪６０２と外輪６０４の間に介在する転動体６０５、複数の転動体６０５を保持する保持器６０７、および、軸受内に潤滑剤を密封するシールド板６０６から構成されたものが一般的である。なお、符号６０１は、内輪軌道であり、符号６０３は、外輪軌道である。【０１６６】
保持器６０７としては、図７０に示すような冠型保持器６０７が多用されており、この冠型保持器６０７は、円環状の基部６０８と、この基部６０８の周方向に等間隔で配置された複数のポケット６０９等からなっている。なお、符号６１０は、後述するように、ポケット６０９を構成する弾性片である。
保持器６０７の材料としては、軽量化のために合成樹脂を用いる場合が多く、その具体的な例としては、日本国特許公開公報  ２００２年第１２２１４８号にも開示されているように、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン９Ｔ、ポロフェニレレサルファイド等が挙げられる。【０１６７】
また、上記合成樹脂の高温での剛性を高めるために、ガラス繊維、カーボン繊維、シリカ粒子、チタン酸カリウムウィスカー等の強化繊維や強化粒子を１０〜４０質量％で混合して使用する場合も多い。
合成樹脂製冠型保持器を用いた転がり軸受は、例えばオルタネータの回転支持部分に組み込まれ、高温かつ高速（１３０℃以上、ＤｍＮ≧６０万）で使用されることがある。このような使用条件下で保持器６０７には、直径方向外側に向いた遠心力をはじめとした、複雑な力が加わる。特にナイロン４６やナイロン６６をガラス繊維やカーボン繊維で補強しただけの材料で造られた従来の合成樹脂製冠型保持器の場合には、遠心力をはじめとした外部応力によって保持器６０７が変形し、軸受の回転トルクが変動したり、発熱を生じ外輪６０４やシール６０６と擦れ合って摩耗することがある。【０１６８】
上記の課題を解決するために、例えば日本国公開実用新案公報  平成６年第１８４８号では、図７１に記載された合成樹脂製冠型保特器６０７を開示している。この保持器６０７は、連結環６１１を有し、これによってポケット６０９を構成する各弾性片６１０の先端部同士を連結自在としている。
この保持器６０７は、高速で使用した場合にも、遠心力による弾性片６１０の先端部が直径方向外方に変位することを抑制し、弾性片６１０の先端部外周面と外輪軌道面６０３とが擦れ合うことを防止している。【０１６９】
また、日本国公開実用新案公報  平成６年第８８２１号では、図７２及び図７３に記載された合成樹脂製冠型保持器６０７を開示している。この保持器６０７は、隣り合うポケット６０９の間部分に凹部６１２を形成することで軽量化を図るとともに、金属製の補強板６１３により上記ポケット６０９の変形防止を図っている。
前記図７１に示した構造の場合は、上記各弾性片６１０の先端部が直径方向外方に変形することを防止できるが、保持器６０７の構造が複雑であるため、製造コストがかかり、組立作業も面倒になる。【０１７０】
また、図７２及び図７３に示した構造の場合は、補強板６１３の形状が複雑であり、同様にコストアップにつながる。また、補強板６１３として金属板を使用するため、保持器の重量増につながる。さらに、上記補強板６１３を、この補強板６１３に形成した弾性爪の弾力によってのみ基部６０８に係止しているため、補強板６１３が基部６０８から外れやすく、この補強板６１３による補強作用が弱い。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ポケットの変形を抑制して保持器の摩耗を防止することができ、製造が容易であって軽量化を図ることができる、合成樹脂製保持器及び転がり軸受を提供することを目的とする。【０１７１】
上記の目的を達成するため、本発明の第六の発明に係る合成樹脂製保持器は、合成樹脂製で円環状の基部と、当該基部の軸方向片面に設けられた複数組のポケットとを備え、各ポケットは、前記基部と一体に形成されて円周方向にわたり互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片の間に転動体を１個ずつ、転動自在に保持する合成樹脂製保持器において、前記基部に、前記合成樹脂よりも弾性係数が大きい合成樹脂からなる円環状に成型した補強部材を、前記基部および弾性片の射出成形時にインサートすることによって、前記基部の全周にわたり非分離に設けたことを特徴とする。【０１７２】
好適には、前記補強部材は、前記基部の軸方向他面に、平板状に成形して、前記基部の全周にわたり非分離に添設してある。また、好適には、強化繊維及び強化粒子の含有量は、基部及び弾性片＜補強部材、である。
さらに、本発明の第六の発明に係る転がり軸受は、上記のような合成樹脂製保持器が組み込んである。
本発明によれば、保持器の変形を抑制して軸受トルクの回転トルク変動、トルクの増大、発熱を抑え、保持器の摩耗を軽減することができ、製造が容易であって軽量化を図ることができる。【０１７３】
以下、本発明の第六の発明の実施の形態に係る合成樹脂製保持器及び転がり軸受を図面を参照しつつ説明する。
（第１実施の形態）
図６７は、本発明の第１実施の形態に係る合成樹脂製冠型保持器の部分的斜視図である。
保持器６２０は、合成樹脂製で円環状の基部６０８と、この基部６０８の軸方向片面（図６７の上面）に設けられた複数組のポケット６０９とを備えている。【０１７４】
これら各ポケット６０９は、上記基部６０８と一体に形成されて円周方向にわたり互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片６１０の間に転動体６０５を１個ずつ、転動自在に保持するものである。
さて、本実施の形態においては、上記基部６０８の軸方向他面（図６７の下面）に、上記合成樹脂よりも弾性係数が大きい、合成樹脂材からなる円環状の平板に成型した補強部材６２１を、上記基部６０８および弾性片６１０の射出成形時にインサートすることによって、上記基部６０８の全周にわたり非分離に添設している。【０１７５】
なお、上述の二種類の合成樹脂として、好ましくは、保持器６２０の基部６０８および弾性片６１０を構成するものとして、２０質量％以上のガラス繊維またはカーボン繊維を含有させたナイロン４６またはナイロン６６を使用する。
また、高剛性樹脂製の平板（補強部材６２１）を構成するものとしては、２０質量％以上のガラス繊維またはカーボン繊維を含有させた、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）または適切な熱処理を施したポリアミドイミド（ＰＡＩ）を使用する。【０１７６】
いずれも含有量の上限は、前述の日本国特許公開公報  ２００２年第１２２１４８号と同様に、４０質量％程度することが望ましい。
合成樹脂の材料の強度及び剛性は、
基部６０８及び弾性片６１０＜補強部材６２１
であるように設定してある。
強化繊維及び強化粒子の含有量は、好ましくは、
基部６０８及び弾性片６１０＜補強部材６２１
であるように設定してある。即ち、ガラス繊維またはカーボン繊維等の強化繊維、及び、シリカ粒子等の強化粒子の含有量を、基部６０８及び弾性片６１０より補強部材６２１（平板）の方を多くすることにより、補強部材６２１の強度及び剛性を大きくできる。【０１７７】
本実施の形態に係る合成樹脂製冠型保持器の場合、基部６０８を構成する合成樹脂よりも弾性係数の大きい、合成樹脂材からなる円環状の平板に成型した補強部材６２１を、基部６０８の軸方向他面に添設することにより、基部６０８の剛性が向上する。この結果、外力を受けた場合にも、この基部６０８が変形しにくくなる。
例えば、遠心力により各ポケット６０９を構成する弾性片６１０の先端部が直径方向外方に変形する場合には、上記基部６０８が捩り方向に変形する。しかし、上記の高剛性樹脂製の平板（補強部材６２１）は、基部６０８の変形に対する抵抗となり、結果として変形を防止する。このため、上記弾性片６１０の先端部が直径方向外方に変位しにくくなり、この先端部と外輪６０４（図６９を参照）の外輪軌道６０３（図６９を参照）とが擦れ合いにくくなる。【０１７８】
また、上記の高剛性樹脂製の平板（補強部材６２１）により上記基部６０８の剛性が向上するため、この基部６０８の軸方向にわたる厚さ寸法を従来よりも小さくでき、この基部６０８の軸方向他面と、軸受に組み込まれたシールド板６０６（図６９を参照）との距離を大きくできる。この結果、上記ポケット６０９の内面と転動体６０５の転動面との間の隙間が多少大きくなっても、上記軸方向他面と上記シールド板６０６（図６９を参照）の内側面とが擦れ合うことがなくなる。【０１７９】
このような効果を弾性係数の大きい合成樹脂を用いて実現するため、合成樹脂製冠型保持器６２０を軽量かつ高剛性なものとすることができ、合成樹脂製冠型保持器６２０の各部が相手面と擦れ合いにくくなるので、高温かつ高速で使用しても、各部の擦れ合いによる焼き付きが発生しにくくなる。
また、上記基部６０８の軸方向他面と上記シールド板６０６（図６９を参照）の内側面との距離を大きくできるため、これら両面間に存在するグリースの撹拌抵抗を小さくできる。この結果、軸受の回転トルクの減少を図れるだけでなく、グリースの温度上昇を抑え、このグリースの軟化を抑えて、グリースによる潤滑性能を維持できる。【０１８０】
本実施の形態の合成樹脂製冠型保持器６２０は、以上に述べたように構成され作用するため、軸受を高温下で高速回転させた場合でも、保持器６２０の一部が相手面と擦れ合うことがなくなり、長期間にわたって安定した軸受性能を維持できる。言い換えれば、厳しい条件下でも焼き付き等の故障を発生しにくく、合成樹脂製冠型保持器６２０を組み込んだ軸受、更にはこの軸受を組み込んだ各種機械装置の耐久性、信頼性の向上を図ることができる。【０１８１】
（第２実施の形態）
図６８は、本発明の第２実施の形態に係る合成樹脂製冠型保持器の部分的斜視図である。
本実施の形態では、上述した第１実施の形態の構成において、上記基部８の軸方向他面（図６８の下面）側に、基部６０８を構成する合成樹脂よりも弾性係数が大きい、合成樹脂材からなる円環状の平板に成型した補強部材６２１を、上記基部６０８および弾性片６１０の射出成形時にインサートすることによって、上記基部６０８の全周にわたり内包している。【０１８２】
その他の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
〔第七の発明の実施形態〕
本発明の第七の発明は、玉軸受に組み込まれる樹脂製の保持器に関する。また、本発明の第七の発明は、樹脂製の保持器が組み込まれた玉軸受に関する。
従来から広く使用されている一般的な玉軸受用樹脂製保持器としては、例えば日本国特許公開公報  平成８年第１４５０６１号の図５，６に示されているものがある。そして、このような玉軸受用樹脂製保持器が組み込まれた玉軸受は、高速，高温等の過酷な条件下で使用される場合が多くなっている。しかしながら、このような玉軸受用樹脂製保持器は、剛性が不十分な樹脂で構成されているため、高速，高温条件下（例えばｄｍＮ値８０万以上、温度８０℃以上）で使用されると熱及び遠心力によって変形（例えば径方向外方への変形）が生じるおそれがあるという問題点を有していた。また、高温条件下では熱クリープが生じるため、前記変形がより大きくなるという問題点があった。【０１８３】
このような問題点を解決するため、金属製の補強部材を備えた樹脂製保持器が提案されている（例えば前記公報、及び、日本国特許公開公報  平成９年第７９２６５号）。金属製の補強部材により保持器の剛性が高められるので、高速，高温条件下で使用されても前述のような変形が生じにくくなっている。なお、従来技術については、日本国特許公開公報  ２００２年第１７３６６７号も参照。
しかしながら、玉軸受の使用条件はさらに高速，高温に向かっており、使用環境がさらに厳しくなっていく傾向にある。よって、より剛性が高く変形が生じにくい保持器が望まれている。【０１８４】
そこで、本発明は前述のような従来技術が有する問題点を解決し、高速，高温条件下で使用されても変形が生じにくい樹脂製保持器を提供することを課題とする。また、本発明は、高速，高温条件下においても好適に使用可能な玉軸受を提供することを併せて課題とする。
前記課題を解決するため、本発明の第七の発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る玉軸受用保持器は、円形の空所からなり転動体を転動自在に保持するポケットを有する樹脂製のポケット部材が環状に複数連結されてなり、前記樹脂よりも高い弾性変形能を有する金属又は樹脂で構成された補強部材をインサートとするインサート成形により製造された玉軸受用保持器であって、前記ポケット部材は、軸方向一端面側のポケット底部及び軸方向他端面側のポケット頂部がそれぞれ周方向に分断されており、前記ポケット底部の分断部分は前記補強部材で連結され、この補強部材の弾性変形によって前記ポケット頂部の分断部分が開閉可能となっていることを特徴とする。【０１８５】
また、本発明に係る玉軸受用保持器は、円形の空所からなり転動体を転動自在に保持するポケットを有する樹脂製のポケット部材が環状に複数連結されてなり、前記樹脂よりも高い弾性変形能を有する金属又は樹脂で構成された補強部材をインサートとするインサート成形により製造された玉軸受用保持器であって、複数の前記ポケット部材はそれぞれ前記補強部材の一部分で連結されているとともに、前記ポケット部材は、軸方向一端面側のポケット底部及び軸方向他端面側のポケット頂部がそれぞれ周方向に分断され、前記ポケット底部の分断部分は前記補強部材の他の一部分で連結されており、前記補強部材のうち前記ポケット部材同士を連結する部分と前記ポケット底部の分断部分を連結する部分とが弾性変形することにより、前記ポケット頂部の分断部分が開閉可能となっている構成でもよい。【０１８６】
このような玉軸受用保持器においては、閉状態の前記ポケット頂部の分断部分を連結する連結手段を備えていてもよい。また、前記連結手段の少なくとも一部分が前記補強部材によって構成されていてもよい。
さらに、本発明に係る玉軸受用保持器は、円形の空所からなり転動体を転動自在に保持するポケットを有する樹脂製のポケット部材が環状に複数連結されてなる玉軸受用保持器であって、前記ポケット部材は、軸方向一端面側のポケット底部が弾性変形可能で、且つ、軸方向他端面側のポケット頂部が周方向に分断されており、前記ポケット頂部の分断部分は前記ポケット底部の弾性変形によって開閉可能となっている構成でもよい。この玉軸受用保持器においては、閉状態の前記ポケット頂部の分断部分を連結する連結手段を備えていてもよい。【０１８７】
さらに、本発明に係る玉軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の玉と、前記内輪及び前記外輪の間に前記玉を保持する保持器と、を備える玉軸受において、前記保持器を、上記のような玉軸受用保持器としたことを特徴とする。
本発明の玉軸受用保持器は、剛性が高いので、高速，高温条件下で使用されても変形が生じにくい。また、本発明の玉軸受は、剛性が高い保持器を備えているので、高速，高温条件下においても好適に使用可能である。【０１８８】
本発明の第七の発明に係る玉軸受用保持器及び玉軸受の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図７４は、本実施形態の玉軸受の構成を示す縦断面図であり、図７５は、この玉軸受に使用されている保持器の斜視図である。また、図７６は、図７５の保持器を構成するポケット部材と補強部材とを分解して示した分解斜視図である。
図７４の玉軸受は、内輪７０１と、外輪７０２と、内輪７０１及び外輪７０２の間に転動自在に配された複数の玉７０３と、内輪７０１及び外輪７０２の間に複数の玉７０３を保持する保持器７０４と、シールド板７０５，７０５と、を備えている。【０１８９】
また、内輪７０１と外輪７０２とシールド板７０５，７０５とで囲まれた軸受空間には、図示しない潤滑剤（例えばグリース組成物）が充填されており、シールド板７０５によって玉軸受内に密封されている。そして、この潤滑剤により、内輪７０１及び外輪７０２の軌道面と玉７０３との接触面が潤滑されている。なお、シールド板７０５，７０５は備えていなくてもよい。
次に、保持器７０４の構造について、図７５，７６を参照しながら説明する。この保持器７０４は、転動体である玉７０３を転動自在に保持するポケット７１０ａを有する樹脂製のポケット部材７１０（図７６の（ａ）を参照）と、ポケット部材７１０を構成する前記樹脂よりも高い弾性変形能を有する金属又は樹脂で構成された環状の補強部材７２０と、で構成されており、この補強部材７２０は、図示のように凹凸形状が周方向に交互に連続した波形をなしている（図７６の（ｂ）を参照）。そして、補強部材７２０をインサートとするインサート成形により、補強部材７２０と環状に並んだ複数のポケット部材７１０とが一体的に形成されている。【０１９０】
ポケット部材７１０には、保持器７０４の軸方向一端面側にポケット底部７１１が形成され、軸方向他端面側にポケット頂部７１２が形成されるが、ポケット部材７１０はポケット底部７１１及びポケット頂部７１２において周方向に分断されている。すなわち、ポケット部材７１０は、凹面を対向させて配された２つの略Ｕ字状部材からなり、対向する２つの凹面により、ポケット７１０ａを構成する円形の空所が形成されている。
補強部材７２０はその全体が樹脂に囲まれているのではなく（すなわち、全体がポケット部材７１０の内部に配されているのではなく）、一部分が完全に露出している。すなわち、環状に並ぶ複数のポケット部材７１０の連結部分（ポケット部材７１０同士の間）、及び、ポケット部材７１０のポケット底部７１１の分断部分（２つの略Ｕ字状部材の間）においては、補強部材７２０が完全に露出している。【０１９１】
そして、補強部材７２０はこの２つの露出部分において弾性変形（屈曲）可能となっていて、この弾性変形によりポケット部材７１０のポケット頂部７１２の分断部分が開閉可能となっている（ポケット頂部７１２の分断部分が開状態となっている図を、図７７に示す）。玉軸受を組み立てる際には、補強部材７２０の前記露出部分を弾性変形させポケット頂部７１２の分断部分を開状態として、玉７０３をポケット７１０ａ内に挿入する。そして、補強部材７２０の前記露出部分を元の形状に戻しポケット頂部７１２の分断部分を閉状態として、保持器７０４を内輪７０１と外輪７０２との間に組み込んで玉軸受を完成する。【０１９２】
玉軸受の使用時には、保持器７０４に熱や遠心力が作用するが、補強部材７２０の弾性力によりポケット頂部７１２の分断部分は閉状態に維持される。このため、保持器７０４の剛性が高められるので、玉軸受が高速，高温条件下で使用されても、回転の遠心力により保持器７０４が変形することがほとんどない。このような保持器７０４を備えた玉軸受は、温度条件にもよるが、ｄｍＮ値８０万以上の高速条件でも安定した回転が可能である。【０１９３】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態においては、補強部材７２０は、ポケット部材７１０同士の連結部分とポケット底部７１１の分断部分との２箇所で樹脂から露出していたが、ポケット底部７１１の分断部分のみで露出する構成とし、該部分のみにおいて弾性変形（屈曲）可能となっていても差し支えない。【０１９４】
また、ポケット頂部７１２の分断部分を連結する連結手段を設け、閉状態時にポケット頂部７１２の分断部分を連結して一体化すれば、保持器７０４の剛性がさらに高められるので、玉軸受をｄｍｎ値１００万以上の高速条件で使用することも可能となる。
連結手段は特に限定されるものではないが、例えば、図７８に示すような連結手段７１４が好適である。すなわち、ポケット頂部７１２の分断部分の対向する部分に、係合可能な凸部７１５及び凹部７１６を設けるというものである。閉状態時には、凹部７１６内に凸部７１５を嵌め込み樹脂の弾性により凸部７１５と凹部７１６とを係合させて、対向する両部分を連結し一体化することができる。なお、係合する凸部７１５及び凹部７１６の形状は、樹脂の弾性を利用して連結可能であるならば、図７８に示すものに限定されるものではない。【０１９５】
また、ポケット頂部７１２の分断部分に連結部材を掛け渡し、連結部材の両端部を対向する両部分に固定することにより連結してもよい。さらに、補強部材７２０の一部分を連結手段として利用してもよい。例えば、補強部材７２０を図８０の（ｂ）に示すような形状とすればよい。すなわち、補強部材７２０に、ポケット頂部７１２の分断部分に掛け渡されるように延びるポケット頂部連結部７２２を設け、このポケット頂部連結部７２２でポケット頂部７１２の分断部分を押さえつければ、閉状態がより維持されやすくなる（図７９を参照）。さらに、ポケット頂部連結部７２２の先端を、ポケット頂部７１２の分断部分の対向する部分に固定すれば、該分断部分の連結をより強固にすることができる。【０１９６】
さらに、補強部材７２０の材質は、ＳＰＣＣ等の冷間圧延炭素鋼やステンレス鋼が好ましいが、耐熱性や剛性が十分であり、ポケット部材７１０を構成する樹脂よりも弾性変形能が優れているならば金属に限定されるものではなく、樹脂や、繊維状充填材（例えばガラス繊維，炭素繊維）を含有する樹脂組成物を用いることもできる。このような樹脂や樹脂組成物を用いると、保持器７０４のさらなる軽量化が可能である。
さらに、ポケット部材７１０を構成する樹脂の種類は特に限定されるものではないが、ポリアミド樹脂（例えばポリアミド４６，ポリアミド６６），ポリフェニレンスルフィド（例えばＬ−ＰＰＳ），ポリエーテルエーテルケトン等の射出成形可能な高性能エンジニアリングプラスチックが好ましい。また、このような樹脂に１０〜５０質量％の繊維状充填材（例えばガラス繊維，炭素繊維）を添加することにより、保持器７０４の剛性を向上させるとともに寸法精度を向上させることができる。【０１９７】
さらに、補強部材を用いない構成も採用可能である。すなわち、保持器が樹脂のみで構成されており、ポケット部材は、保持器の軸方向一端面側のポケット底部が弾性変形可能で、且つ、軸方向他端面側のポケット頂部が周方向に分断された構成である。ポケット底部が、その材質や形状により弾性変形可能となっていれば、ポケット頂部の分断部分はポケット底部の弾性変形によって開閉可能となる。
〔第八の発明の実施形態〕
本発明の第八の発明は、転がり軸受に組み込まれる樹脂製の冠形保持器に関する。また、本発明の第八の発明は、樹脂製の冠形保持器が組み込まれたラジアル玉軸受に関する。      【０１９８】
従来から広く使用されている一般的な樹脂製冠形保持器としては、例えば日本国特許公開公報  平成８年第１４５０６１号の図５，６に示されているものがある。そして、このような樹脂製冠形保持器が組み込まれた転がり軸受は、高速，高温等の過酷な条件下で使用される場合が多くなっている。なお、従来技術については、日本国特許公開公報  平成９年第１５１９４３号、平成９年第７９２６５号、及び２０００年第３２３０４６号も参照。【０１９９】
前述のような従来の樹脂製冠形保持器が組み込まれた転がり軸受は、高速回転条件で使用されると、遠心力によりグリース，油等の潤滑剤が保持器のポケットから飛散しやすいため、転動体の転動面や軌道輪の軌道面に保持される潤滑剤の量が不十分となって、転がり軸受に潤滑不足が発生するおそれがあった。
そこで、本発明は前述のような従来技術が有する問題点を解決し、高速回転条件で使用されても潤滑剤が飛散しにくい樹脂製冠形保持器を提供することを課題とする。また、本発明は、高速回転条件で使用されても潤滑不足が発生しにくいラジアル玉軸受を提供することを併せて課題とする。【０２００】
前記課題を解決するため、本発明の第八の発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明の樹脂製冠形保持器は、樹脂製の環状主部と、この環状主部の軸方向一端面に設けられた複数のポケットと、を備える樹脂製冠形保持器において、前記ポケットの内面に、潤滑剤を収容可能な潤滑剤溜まりを設けたことを特徴とする。この樹脂製冠形保持器においては、前記潤滑剤溜まりを前記ポケットの底部近傍に設けることが好ましい。このような構成であれば、潤滑剤溜まりに潤滑剤が保持されるため、高速回転条件で使用されても潤滑剤が飛散しにくい。【０２０１】
また、この樹脂製冠形保持器においては、前記環状主部の軸方向他端面に、前記環状主部に沿う環状の補強部材を取り付けることが好ましい。さらに、前記補強部材をインサートとするインサート成形により製造されたものであり、前記環状主部と前記補強部材とが一体とされていることが好ましい。このような構成であれば、補強部材により補強されているため、高速回転条件で使用されても、遠心力による径方向外方への変形が生じにくい。【０２０２】
さらに、本発明のラジアル玉軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の玉と、前記内輪及び前記外輪の間に前記玉を保持する保持器と、を備えるラジアル玉軸受において、前記保持器を、上記のような樹脂製冠形保持器としたことを特徴とする。このような構成であれば、高速回転条件で使用されても樹脂製冠形保持器の潤滑剤溜まりに潤滑剤が保持され潤滑剤が飛散しにくいので、玉の表面や内輪及び外輪の軌道面に十分な量の潤滑剤が保持され、ラジアル玉軸受に潤滑不足が発生しにくい。【０２０３】
このラジアル玉軸受においては、前記樹脂製冠形保持器が玉案内方式の保持器であることが好ましい。
本発明の樹脂製冠形保持器は、潤滑剤溜まりに潤滑剤が保持されるため、高速回転条件で使用されても潤滑剤が飛散しにくい。また、本発明のラジアル玉軸受は、高速回転条件で使用されても樹脂製冠形保持器の潤滑剤溜まりに潤滑剤が保持され潤滑剤が飛散しにくいので、潤滑不足が発生しにくい。【０２０４】
本発明の第八の発明に係る樹脂製冠形保持器及びラジアル玉軸受の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図８１は、ラジアル玉軸受の構成を示す縦断面図であり、図８２は、このラジアル玉軸受に使用されている樹脂製冠形保持器の部分斜視図である。
図８１のラジアル玉軸受は、内輪８０１と、外輪８０２と、内輪８０１及び外輪８０２の間に転動自在に配された複数の玉８０３と、内輪８０１及び外輪８０２の間に複数の玉８０３を保持する樹脂製冠形保持器８０４と、シールド板８０５，８０５と、を備えている。【０２０５】
また、内輪８０１と外輪８０２とシールド板８０５，８０５とで囲まれた軸受空間には、図示しないグリース組成物（潤滑剤）が充填されており、シールド板８０５によってラジアル玉軸受内に密封されている。そして、このグリース組成物により、内輪８０１及び外輪８０２の軌道面と玉８０３との接触面が潤滑されている。
次に、図８２の樹脂製冠形保持器８０４の構造について説明する。樹脂製冠形保持器８０４は、環状主部８１１と、この環状主部８１１の軸方向一端面に設けられた複数のポケット８１２と、を備えていて、各ポケット８１２は、環状主部８１１の軸方向一端面に設けられた凹部８１２ａと、凹部８１２ａの縁に互いに間隔をあけ対向して配置された１対の弾性片８１２ｂ，８１２ｂとから形成されている。そして、この１対の弾性片８１２ｂ，８１２ｂの互いに対向する面と凹部８１２ａの内面とは、連続して１つの球状凹面又は円筒面を形成している。【０２０６】
このような樹脂製冠形保持器８４は、弾性片８１２ｂ，８１２ｂの間隔を弾性的に押し広げつつ、１対の弾性片８１２ｂ，８１２ｂの間に玉８０３を押し込むことにより、各ポケット８１２内に玉８０３を転動自在に保持することができる。
この樹脂製冠形保持器８０４のポケット８１２の内面の底部近傍には、凹部からなる潤滑剤溜まり８１４が形成されており、ここにグリース組成物を収容可能となっている。そのため、ラジアル玉軸受が高速回転条件で使用されても潤滑剤溜まり８１４にグリース組成物が保持され飛散しにくいので、十分な量のグリース組成物が玉８０３の表面や内輪８０１及び外輪８０２の軌道面に保持されることとなり、ラジアル玉軸受に潤滑不足が発生しにくい。【０２０７】
潤滑剤溜まり８１４の形状は特に限定されるものではなく、図８２のような半球状でもよいが、図８３のような周方向に延びる溝状でもよい。また、図８４に示すように、潤滑剤溜まり８１４である凹部を形成する壁面のうち、径方向内側の壁面の一部又は全部が除去されていてもよい。図８４のような構造であれば、潤滑剤溜まり８１４に径方向内側からグリース組成物が補給される。
この樹脂製冠形保持器８０４には、剛性を向上させるための補強部材を取り付けてもよい。例えば、図８２のように、環状主部８１１の軸方向他端面（ポケット８１２が設けられている端面とは反対側の端面）に、環状主部８１１に沿う環状の補強部材８１６を取り付ければ、樹脂製冠形保持器８０４の剛性が高められるので、ラジアル玉軸受がｄｍｎ値８０万以上の高速回転条件で使用されたとしても、回転の遠心力により樹脂製冠形保持器８０４が径方向外方へ変形することがほとんどない。よって、安定した高速回転が可能となる。【０２０８】
補強部材８１６の材質は、ＳＰＣＣ等の金属が好ましい。ただし、耐熱性や剛性が十分であるならば金属に限定されるものではなく、樹脂や、繊維状充填材（例えばガラス繊維，炭素繊維）を含有する樹脂組成物を用いることもできる。このような樹脂や樹脂組成物を用いると、樹脂製冠形保持器８０４のさらなる軽量化が可能である。
また、補強部材８１６を樹脂製冠形保持器８０４に固定する方法は特に限定されるものではないが、補強部材８１６をインサートとするインサート成形により樹脂製冠形保持器８０４を製造して、環状主部８１１と補強部材８１６とを一体的に形成することが好ましい。インサート成形して環状主部８１１と補強部材８１６とを一体化するとともに、弾性片８１２ｂ，８１２ｂの先端同士を連結する構造を採用すれば、樹脂製冠形保持器８０４の径方向外方への変形をより抑制できるので、ラジアル玉軸受をｄｍｎ値１００万以上の高速回転条件で使用することが可能となる
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、樹脂製冠形保持器８０４の案内方式は特に限定されるものではなく、玉案内方式でもよいし、軌道輪案内方式でもよい。ただし、軌道輪案内方式の場合は、樹脂製冠形保持器８０４の内径面及び外径面が軌道輪と摺動するため、樹脂製冠形保持器８０４や軌道輪に摩耗が生じたり、軸受にトルク変動が生じたりするおそれがある。特に、樹脂製冠形保持器８０４が金属製の補強部材８１６を備えている場合には、その傾向が大きくなる。よって、樹脂製冠形保持器８０４の案内方式は、玉案内方式が好ましい。【０２０９】
また、樹脂製冠形保持器８０４の材質は特に限定されるものではないが、ポリアミド樹脂（例えばポリアミド４６，ポリアミド６６），ポリフェニレンスルフィド（例えばＬ−ＰＰＳ），ポリエーテルエーテルケトン等の射出成形可能な高性能エンジニアリングプラスチックが好ましい。また、このような樹脂に１０〜５０質量％の繊維状充填材（例えばガラス繊維，炭素繊維）を添加することにより、保持器の剛性を向上させるとともに寸法精度を向上させることができる。
【産業上の利用の可能性】
【０２１０】
本発明の樹脂製保持器は、高速回転で使用されても変形，発熱，摩耗が生じにくい。また、本発明の転がり軸受は、高速回転で使用されても発熱，摩耗が生じにくい。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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