(57)【要約】【課題】  成形時や軸受組立時等における爪部分の白化現象や破損を生じず、かつ軸受使用時の変形を抑え、耐久性を確保することができる玉軸受用冠形樹脂保持器とこれを組み込んだ玉軸受を提供する。【解決手段】  リング部２と、このリング部２から各々軸方向に延びる周方向複数箇所の爪３を有する。各爪３は一対ずつ互いに対向し、これら対向する各一対の爪３の間で前記リング部２に凹部４が形成される。前記各一対の爪３と前記凹部４とで、ボール６を保持するポケット５がそれぞれ形成される。対向する爪３の先端間の間隔Ｈｗが前記ボール６の直径Ｄｗよりも狭く、保持器１全体が樹脂製とされている。各爪３およびこの爪３の根元部３ａを、この保持器１における他の部位である本体部分１Ａよりも弾性率の小さな材料で構成した。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング部と、このリング部から各々軸方向に延びる周方向複数箇所の爪を有し、各爪は一対ずつ互いに対向し、これら対向する各一対の爪の間で前記リング部に凹部が形成され、前記各一対の爪と前記凹部とで、ボールを保持するポケットがそれぞれ形成され、前記対向する爪の先端間の間隔が前記ボールの直径よりも狭く、保持器全体が樹脂製とされた玉軸受用冠形樹脂保持器において、
前記各爪およびこの爪の根元部を、この保持器における他の部位である本体部分よりも弾性率の小さな材料で構成したことを特徴とする玉軸受用冠形樹脂保持器。
【請求項２】
請求項１において、前記本体部分を繊維強化ポリアミド樹脂、爪および爪根元部を非強化のポリアミド樹脂とした玉軸受用冠形樹脂保持器。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記本体部分と、爪および爪根元部とが、二色成形により異なる樹脂材料で形成されたものである玉軸受用冠形樹脂保持器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の玉軸受用冠形樹脂保持器を組み込んだ玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、玉軸受、例えば、一般産業機械用軸受や自動車の車輪用軸受等として用いられるアンギュラ玉軸受における冠形樹脂保持器とこの保持器を組み込んだ玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
玉軸受に組み込まれる冠形樹脂保持器としては、ガラス繊維等で強化されたナイロン樹脂（ポリアミド樹脂）で成形されたものが広く知られている。このような冠形樹脂保持器は、玉を等間隔に保持するポケットが一対の爪で形成され、爪の先端間の開口部が軸方向に開いた形状になっている。対向する爪の先端間の間隔は、ボールを確実に保持して脱落しないように、前記ボールの直径よりも狭くされている。特許文献１には、このような構造の玉軸受用冠形樹脂保持器が開示されている（同文献の図７，図８参照）。
【０００３】
図６は、上記玉軸受用冠形樹脂保持器のポケット部を示す断面図である。図６に示す保持器５０においては、リング部５１と、このリング部５１から各々軸方向に延びる周方向複数箇所の爪５２を有し、対向する各一対の爪５２の間でリング部５１に凹部５３が形成されている。各一対の爪５２と凹部５３とで、ボール５５を保持するポケット５４がそれぞれ形成されており、ポケット５４の開口部が軸方向に開いた構造となっている。ボール５５を確実に保持してボール５５が脱落しないように、この開口部のポケット入口寸法Ｈｗは、ボール径Ｄｗより小さく設定されており、所定の締代を有している。この締代は、ボール５５が脱落せず、組立時のボールの挿入力が過大とならないように設定されている。
【０００４】
また、特許文献２は、ボールの締代を成形する際の脱型時に、いわゆる「無理抜き」をしないようにするため、爪部を形成する柱部内径側部分と外径側部分とに別々の金型を用い、互いに逆方向に脱型することを提案している。
【特許文献１】特開２００２−１９５２６９号公報
【特許文献１】特開１０−１０３３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６に示すような冠形樹脂保持器５０を成形によって作製する際、金型の離型時にポケット５４の部分では、図６の白抜矢示方向に金型が無理抜きされる。このとき、ポケット５４の開口部は、瞬間的にポケット入口寸法Ｈｗからポケット径ＨＰまで広がり、爪５２が変形して応力が発生する。特に、爪５２の根元部５２ａに応力が集中するため、この部分で白化現象がおこり（白っぽく変色する現象）、最悪の場合、爪根元部を起点とした破損に至ることもある。また、ポケット入口寸法Ｈｗと、ボール径Ｄｗとの関係が、上記のように所定の締代を有するように設定されているので、軸受組立時にボール５５をポケット５４に挿入する際にも、爪根元部５２ａへの応力集中による白化現象および破損がおこり得る。このような白化現象や破損がおこる原因は、弾性率が大きく弾性変形し難い高強度の樹脂材料を使用しているからである。
しかし、弾性率の小さい（強度の低い）材料を用いると、軸受使用時の変形や耐久性に問題を生じることになるため、好ましくない。
【０００６】
また、特許文献２で提案されたアンギュラ玉軸受用樹脂保持器の場合、上記のような無理抜きをしないから、白化現象や破損がおこる懸念がないが、２つの金型を準備し、これを互いに逆方向に脱型するような煩わしい作業と装置構成を必要とする。
【０００７】
この発明の目的は、成形時や軸受組立時等における爪部分の白化現象や破損を生じず、かつ軸受使用時の変形を抑え耐久性を確保することができる玉軸受用冠形樹脂保持器とこれを組み込んだ玉軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の玉軸受用冠形樹脂保持器は、リング部と、このリング部から各々軸方向に延びる周方向複数箇所の爪を有し、各爪は一対ずつ互いに対向し、これら対向する各一対の爪の間で前記リング部に凹部が形成され、前記各一対の爪と前記凹部とで、ボールを保持するポケットがそれぞれ形成され、前記対向する爪の先端間の間隔が前記ボールの直径よりも狭く、保持器全体が樹脂製とされた玉軸受用冠形樹脂保持器において、前記各爪およびこの爪の根元部を、この保持器における他の部位である本体部分よりも弾性率の小さな材料で構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
この構成によると、各爪およびこの爪の根元部を、この保持器における他の部位である本体部分よりも弾性率の小さな材料で構成しているから、金型を用いてこの樹脂保持器を成形する際に、ポケット部分で金型を無理抜き状態で離型して爪部分に押し広げる力が作用しても、爪部分が弾性変形して応力の発生が抑えられ、爪の根元部に応力が集中することがない。また、軸受の組立時に、対向する爪間からポケット内にボールを圧入する際に、爪部分に押し広げる力が作用するが、この場合も、爪部分が弾性変形して応力の発生が抑えられ、爪の根元部に応力が集中することがない。これにより、爪の根元部の白化現象や根元部を起点とする破損の発生が抑えられる。また、本体部分は弾性率の大きな材料で構成されるから、軸受に組み込んで軸受の使用下におかれた場合における変形が抑えられ耐久性も確保される。
【００１０】
この発明において、前記本体部分を繊維強化ポリアミド樹脂、爪および爪根元部を非強化のポリアミド樹脂としてもよい。繊維強化ポリアミド樹脂（ナイロン樹脂）は、この種の玉軸受用冠形樹脂保持器の構成材料として多用されており、本体部分が高強度の特性を備えることになるから、軸受使用時の変形を抑えかつ耐久性の確保に有効である。また、爪および爪根元部を非強化のポリアミド樹脂とすることにより、爪根元部の上記白化現象や破損の発生が抑えられることに加え、本体部分と同種の樹脂がベースとなることから、本体部分との一体性が確保される。
【００１１】
この発明において、前記本体部分と、爪および爪根元部とが、二色成形により異なる樹脂材料で形成されたものとしても良い。本体部分および爪部分を個々に成形後、両者を接着または超音波溶着によって接合一体とすることも可能であるが、この場合は、接着や溶着の工数が必要とされると共に、接合誤差が生じ易い。二色成形は１回の成形工程で精度良く作製することができ、成形後の後加工も不要とされ、低コスト化が図れ、この意味で優れている。ここに、二色成形とは、異なる色や異なる材料の樹脂を同時に成形する技術で、１つの金型に対し２つの射出機構とゲートを備えた専用の成形機により成形する方法である。
なお、二色成形の場合は、各材料の境界面（ウエルドライン）における密着強度を考慮すると、全くの異質材料の組合せより、ベースポリマーを統一した組合せ（例えば、繊維強化ポリアミド樹脂と非強化のポリアミド樹脂の組合せのように）が望ましい。
【００１２】
この発明の玉軸受は、上記いずれかの玉軸受用冠形樹脂保持器を組み込んだことを特徴とするものである。この構成によると、上述のように、保持器の爪部の白化現象や破損の懸念がなく、また軸受使用時における保持器の変形が抑えられ、耐久性も確保されるから、玉軸受自体の耐久性も確保され、長寿命化が図られる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の玉軸受用冠形樹脂保持器は、リング部と、このリング部から各々軸方向に延びる周方向複数箇所の爪を有し、各爪は一対ずつ互いに対向し、これら対向する各一対の爪の間で前記リング部に凹部が形成され、前記各一対の爪と前記凹部とで、ボールを保持するポケットがそれぞれ形成され、前記対向する爪の先端間の間隔が前記ボールの直径よりも狭く、保持器全体が樹脂製とされた玉軸受用冠形樹脂保持器において、前記各爪およびこの爪の根元部を、この保持器における他の部位である本体部分よりも弾性率の小さな材料で構成したため、成形時や軸受組立時等における爪部分の弾性変形により、爪根元部への応力の集中を抑え、これにより爪部分の白化現象を防ぐと共に爪根元部を起点とした破損の発生を抑制することができる。また、軸受に組み込み軸受使用時の変形を抑え耐久性を確保することができる。
【００１４】
この発明の玉軸受は、上記いずれかの玉軸受用冠形樹脂保持器を組み込んだものとしたため、保持器の爪部の白化現象や破損の懸念がなく、また軸受使用時における保持器の変形が抑えられ、かつ耐久性も確保されるから、玉軸受自体の耐久性も確保され、長寿命化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の玉軸受用冠形樹脂保持器の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この玉軸受用冠形樹脂保持器１は、アンギュラ玉軸受用の保持器であり、リング部２と、このリング部２から各々軸方向に延びる周方向複数箇所の爪３を有する。各爪３は一対ずつ互いに対向し、これら対向する各一対の爪３の間で前記リング部２に凹部４が形成され、前記各一対の爪３と前記凹部４とで、ボール６を保持するポケット５がそれぞれ形成されている。ポケット５は、円周方向に等配されている。前記対向する爪３の先端間の間隔（ポケット入口寸法）Ｈｗは、前記ボール６の直径（ボール径）Ｄｗよりも狭くされている。上記爪３は、リング部２から各々軸方向に延びる周方向複数箇所の柱部３Ａの先端に二股状に湾曲形成されている。
【００１６】
保持器１の全体は樹脂の成形体とされ、各爪３およびこの爪３の根元部３ａは、この保持器１における他の部位、すなわち、リング部２および柱部３Ａからなる本体部分１Ａよりも、弾性率の小さな樹脂材料で構成されている。具体的には、本体部分１Ａは、繊維強化ポリアミド樹脂で、爪３および爪根元部３ａは、非強化のポリアミド樹脂で形成されている。繊維強化ポリアミド樹脂としては、ナイロン６６にガラス繊維を２５重量％混練させたもの（以下、ＰＡ６６＋ＧＦ２５と表す）を、非強化のポリアミド樹脂としては、ナイロン６６のみ（以下、ＰＡ６６ナチュラルと表す）をそれぞれ用いることができる。表１にこのようなナイロン樹脂の代表物性値を示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１から、ＰＡ６６＋ＧＦ２５％の引張り弾性率および曲げ弾性率が、ＰＡ６６ナチュラルよりも大であることが理解される。なお、本体部分１Ａの樹脂材料と、爪３および爪根元部３ａの樹脂材料との組合せとしては、上記のようなナイロン樹脂をベースとするもの以外に、ポリフェニレンサルファイド樹脂を３０重量％のガラス繊維で強化したものと、ポリフェニレンサルファイド樹脂のみとの組合せも可能である。いずれも、爪３および爪根元部３ａが本体部分１Ａよりも弾性率の小さな樹脂材料で構成される。
【００１９】
この玉軸受用冠形樹脂保持器１は、二色成形法によって一体成形される。すなわち、１つの金型に対し、本体部分１Ａに繊維強化された樹脂材料を注入する射出機構と、爪３および爪根元部３ａに非強化の樹脂材料を注入する射出機構と、ゲートとを備えた専用の成形機（いずれも図示せず）を準備し、１回の成形工程で玉軸受用冠形樹脂保持器１が一体成形される。そして、離型時にはポケット５の部分で図３の白抜矢示方向に金型が無理抜きされる。この時、ポケット５の開口部は、瞬間的にポケット入口寸法Ｈｗからポケット径ＨＰまで広がり、爪３および爪根元部３ａが変形する。しかし、爪３および爪根元部３ａは、本体部分１Ａよりも弾性率の小さな樹脂材料で構成されるから、十分な弾性変形量を保有し、この弾性変形によって応力が生じない。したがって、爪根元部３ａへの応力の集中もなく、根元部３ａの白化現象の発生や根元部３ａを起点とした破損に至ることもない。爪３は柱部３Ａの先端に二股状に形成されているから、この形状的特性により、上記弾性変形が助長され、爪根元部３ａへの応力の集中防止がより効果的になされる。
【００２０】
また、この玉軸受用冠形樹脂保持器１を軸受に組み込む際に、ボール６が対向する一対の爪３を押し広げるようにしてポケット５内に圧入されるが、この時の爪３および爪根元部３ａの変形も上記と同様の弾性変形を伴うものであるから、爪根元部３ａへの応力の集中が生じない。ポケット５内に挿入されたボール６は、対向する爪３の先端間の間隔Ｈｗが、ボール６の直径Ｄｗよりも狭くされているから、抜け出すことなく安定保持される。さらに、本体部分１Ａは、弾性率が大きく繊維強化された樹脂材料からなるから、軸受使用時の変形を抑え耐久性が確保される。
【００２１】
図４および図５は、この玉軸受用冠形樹脂保持器１を用いたアンギュラ玉軸受の例を示す。図４は単列のアンギュラ玉軸受１０を示す。玉軸受用冠形樹脂保持器１は、各ボール６をポケット５内に保持した状態で外輪１１に組み込まれ、その後に内輪１２が組み込まれる。また、図５は複列（図では２列）のアンギュラ玉軸受２０を示す。この玉軸受２０は、両列の外輪２１を共通とし、２列の内輪２２を個別に設けたものである。この場合の玉軸受用冠形樹脂保持器１は２列分準備され、各ボール６をポケット５内に保持した状態で外輪２１に組み込まれ、その後に両列の内輪２２が組み込まれる。
【００２２】
このアンギュラ玉軸受１０，２０の組立の際には、各玉軸受用冠形樹脂保持器１のポケット５内にボール６を爪３の変形を伴い挿入することになるが、爪３はその根元部３ａも含んで弾性率の小さい樹脂材料で構成されているから、その弾性変形により応力が発生せず、根元部３ａの応力集中による白化現象が生じず、また根元部３ａを起点とする破損が生じる懸念もない。さらに、本体部分１Ａは、繊維強化された高強度の樹脂材料で構成されているから、アンギュラ玉軸受１０，２０の使用時において玉軸受用冠形樹脂保持器１自体の変形が抑制されると共に耐久性も確保され、アンギュラ玉軸受１０，２０としての長寿命化にも寄与する。
【００２３】
なお、この発明の玉軸受用冠形樹脂保持器は、アンギュラ玉軸受に限らず、深溝玉軸受にも適用することができる。その他、爪３の形状等は図例のものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施形態に係る玉軸受用冠形樹脂保持器の部分平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ｏ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３】図２におけるＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図４】この発明の一実施形態にかかる玉軸受用冠形樹脂保持器を組み込んだアンギュラ玉軸受の部分断面図である。
【図５】同保持器を組み込んだ別のアンギュラ玉軸受の部分断面図である。
【図６】従来の玉軸受用冠形樹脂保持器のポケット部分を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…玉軸受用冠形樹脂保持器
１Ａ…本体部分
２…リング部
３…爪
３ａ…爪の根元部
４…凹部
５…ポケット
６…ボール
１０…単列のアンギュラ玉軸受（玉軸受）
２０…複列のアンギュラ玉軸受（玉軸受）
Ｈｗ…爪の先端間の間隔
Ｄｗ…ボールの直径
【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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