(57)【要約】【課題】  玉軸受１を構成する複数の玉６を転動自在に保持する冠型合成樹脂保持器８に関し、簡単な構造で安価に、ポケット１０を構成する玉保持用爪１２が径方向外方に変形するのを抑制し、玉軸受１の低トルク化を図る。【解決手段】  軸方向一端側に開放して円周ほぼ等配に形成され、開口部側に向けて突出する一対の玉保持用爪１２にて玉６を嵌入保持する複数のポケット１０を有した冠型合成樹脂の保持器本体１９と、隣り合うポケット１０間において、軸方向一端側に突設された複数の連結部材１４と、連結部材１４間に掛け渡し、玉保持用爪１２が径方向外方に変形するのを抑制する環状の線材１８とを備えたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端側に開放して円周ほぼ等配に形成され、開口部側に向けて突出する一対の玉保持用爪にて玉を嵌入保持する複数のポケットを有した冠型合成樹脂の保持器本体と、
前記隣り合うポケット間において、前記軸方向一端側に突設された複数の連結部材と、
前記連結部材間に掛け渡し、前記玉保持用爪が径方向外方に変形するのを抑制する環状の線材と、
を備えた玉軸受用保持器。
【請求項２】
前記連結部材の径方向外面に凹部を形成し、当該凹部に前記線材を引っ掛けることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受用保持器。
【請求項３】
前記連結部材の先端に溝を形成し、当該溝に前記線材を圧入することを特徴とする請求項１に記載の玉軸受用保持器。
【請求項４】
前記線材は、該線膨張係数が、前記合成樹脂製の保持器本体の線膨張係数より小さい材質で形成されている、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の玉軸受用保持器。
【請求項５】
前記線材は、鋼製のワイヤからなることを特徴とする請求項４に記載の玉軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玉軸受を構成する複数の玉を転動自在に保持し、例えば、自動車や各種動力装置の回転運動箇所等で使用される玉軸受用の冠型合成樹脂保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、玉軸受に用いられる保持器として、冠型保持器、もみ抜き保持器、波型プレス保持器等がある。冠型保持器は、波型プレス保持器に比べて、自己潤滑性、低摩擦特性、軽量、耐食性、低騒音等の点に優れるという特徴を有している。このため、冠型保持器は、特に高速回転環境下において、多く用いられている。
【０００３】
図１０，１１に基づいて、従来の冠型保持器の構成を簡単に説明する。冠型保持器１０３は、転がり軸受１００の外輪１０１と内輪１０２との間に介挿され、玉１０４を等間隔に転動可能に保持するものである。なお、外輪１０１と内輪１０２間の軸方向両端には、シール部材１０５，１０５が設けられている。
【０００４】
冠形保持器１０３は、合成樹脂材を成形して得られるもので、環状母体１１０の円周ほぼ等配の数カ所に、玉１０４を嵌入保持するポケット１１１が軸方向一端側に開放して形成されている。
【０００５】
そして、環状母体１１０において、周方向で隣り合うポケット１１１の間に存在する仕切用突片１１２の先端部には、ポケット１１１の開口部側に向けて突出する玉保持用爪１１３が設けられている。この玉保持用爪１１３は、ポケット１１１に玉１０４を軸方向から組み込むときに、玉１０４の挿抜を容易とするために弾性変形しうるように設計される。
【０００６】
このように、各仕切用突片１１２の自由端側の周方向両側に玉保持用爪１１３を設けることにより、それらの間に凹部１１４が形成されることになるので、この凹部１１４をグリース貯溜部として利用し、ポケット１１１へのグリース供給を行わせるようにしている。
【特許文献１】特公昭４７−２１６４５号公報
【特許文献２】実開平６−１８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような合成樹脂製の冠型保持器１０３において、高速回転時の遠心力により、自由端である玉保持用爪１１３の先端部が径方向外方に変形し、該径方向内側が玉１０４と干渉して隙間が詰り、トルク損失が増大するという問題があった。
【０００８】
そこで、従来より、保持器の変形を防止する提案がなされている。例えば、特許文献１には、千鳥型又は櫛型をした平型のころ用保持器において、側縁部に形成した周溝に沿って鋼線環を取り付け、保持器としての形態を維持する構成が開示されている。しかし、特許文献１の場合、ころ用保持器の変形防止に関するものであって、玉軸受用の冠型保持器の変形防止については記載されていない。
【０００９】
また、特許文献２には、玉軸受用の冠型保持器において、ポケット間に突設した連結脚同士を蓋体にて連結することで変形防止を図る構成が開示されている。
【００１０】
しかし、特許文献２の構成の場合、連結脚同士を連結するための専用の蓋体を別途必要とし、しかも当該蓋体は、連結脚との接続構造等において複雑な構成をしており、そのためコスト高になるという問題があった。また、径方向に厚みを有した蓋体の取り付けにより、特にグリース潤滑の場合、グリースがポケット内に潤滑するのを妨げられ、特に高速回転で使用される玉軸受においては、潤滑不足による玉の焼き付き等の問題を引き起こす恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の玉軸受用保持器は、軸方向一端側に開放して円周ほぼ等配に形成され、開口部側に向けて突出する一対の玉保持用爪にて玉を嵌入保持する複数のポケットを有した冠型合成樹脂の保持器本体と、隣り合うポケット間において、軸方向一端側に突設された複数の連結部材と、連結部材間に掛け渡し、玉保持用爪が径方向外方に変形するのを抑制する環状の線材とを備えたものである。
【００１２】
本発明の保持器を適用する玉軸受としては、中型もしくは大型で薄肉の深溝玉軸受が好適に挙げられ、一例として内径１００ｍｍ以上の玉軸受に適用される。
【００１３】
連結部材は、各隣り合うポケット間に形成してもよく、あるいは間欠的に隣り合うポケット間に形成してもよい。
【００１４】
連結部材は、角柱状や円柱状等に形成されており、保持器本体に一体形成されている。あるいは、別体ものを溶着等にて接続してもよい。
【００１５】
連結部材の径方向幅寸法は、保持器本体の径方向幅寸法より小さく形成されており、かつ、保持器本体の径方向内側寄りにおいて突設されていることが、線材と玉軸受との摺接を回避できて好ましい。あるいは、連結部材の径方向幅寸法を、保持器本体の径方向幅寸法と同等としてもよい。
【００１６】
連結部材の軸方向の長さ寸法は、掛け渡した線材が玉に接触しない程度に十分な長さを備える。
【００１７】
線材は、該線膨張係数が、合成樹脂製の保持器本体の線膨張係数より小さい材質で形成されている。一例として、鋼（普通鋼、特殊鋼を含む）製のワイヤが挙げられるが、これに限るものではなく、線膨張係数が保持器本体のそれより小さいという条件を満たせば、鋼以外の金属（例えば銅やアルミニウム合金など）や樹脂（繊維強化樹脂等を含む）等であってもよい。また、線材の断面形状については、円形、矩形等、特に限定されない。また、線材は、両端が閉じた環状であればよく、円形の他、連結部材同士を直線状に連結する多角形であってもよい。さらに、線材は、一本からなるもの、あるいは剛性アップのため複数本の線材を撚ってなるものでもよい。
【００１８】
本発明の玉軸受用保持器によると、ポケットを構成する玉保持用爪と同一方向に突出させた連結部材間に環状の線材を掛け渡すことにより、高速回転時の遠心力によって、玉保持用爪が径方向外方に変形するのを、連結部材間に掛け渡した環状の線材にて抑制することができる。このように、環状の線材を連結部材間に掛け渡すだけの簡単な構成であり、安価に変形を抑制でき、玉との干渉を防ぎ、玉軸受の低トルク化を図ることができる。
【００１９】
また、連結部材同士の連結が線材にて行われているため、ポケット内に潤滑油が侵入するのを妨げず、高速回転時においても十分な潤滑が得られ、玉の焼き付き等を防止できる。
【００２０】
さらに、線材の線膨張係数が、保持器本体の線膨張係数より小さいので、高速回転時の発熱による剛性樹脂製の保持器本体の膨張に対して、線材の膨張度合いは小さくなる。すなわち、保持器本体の径方向外方への膨張を、線材によって抑えることができ、昇温による玉保持用爪の径方向外方への変形をも抑制することができる。
【００２１】
本発明の玉軸受用保持器の具体的構成として、連結部材の径方向外面に凹部を形成し、当該凹部に線材を引っ掛けるようにしてもよい。
【００２２】
この場合、環状の線材の直径は、凹部に丁度嵌り込む大きさが、抜け止め状態に引っ掛かるので好ましい。
【００２３】
凹部は、連結部材の先端近傍に設けるのが、線材の連結部材に作用する力が向上し、径方向外方への変形をより一層抑制できて好ましい。
【００２４】
本発明の玉軸受用保持器の他の具体的構成として、連結部材の先端に溝を形成し、当該溝に線材を圧入するようにしてもよい。
【００２５】
この場合、溝の形状としては、例えば、溝の入口を線材より幅狭とし、奥部を線材とほぼ同じ大きさとしたものや、溝全体を線材より若干幅狭として圧入するもの等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、簡単な構造で安価に、ポケットを構成する玉保持用爪が径方向外方に変形するのを抑制でき、オイル潤滑あるいはグリース潤滑で使用される玉軸受の低トルク化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００２８】
図１は玉軸受の部分断面図、図２は玉軸受用保持器の斜視図、図３は玉軸受用保持器の部分断面図、図４は玉軸受用保持器の部分側面図である。
【００２９】
図１に示すように、実施の形態１の玉軸受１は、内周面に外輪軌道３を有する外輪２と、外周面に内輪軌道５を有する内輪４とを同心に配置し、外輪軌道３と内輪軌道５との間に複数個の玉６を転動自在に設けることで構成されている。なお、外輪２，内輪４，玉６は、それぞれ例えば、合金鋼等の鋼材で製作されている。
【００３０】
外輪２と内輪４との間の空間の軸方向両側には、グリースを軸受内部に密封したり、あるいは外部に浮遊する塵芥やオイル潤滑において油中の異物が軸受内部に進入するのを防止するためのシール部材７，７が設けられている。シール部材７としては、例えば、外輪２に装着固定されリップ部が内輪４に摺接する接触型や、内輪４との間にラビリンスを形成する非接触型、さらには内輪４に装着固定されるものなどが挙げられる。なお、シール部材７は、軸方向片側のみに設けられていたり、あるいは設けられていなくてもよい。
【００３１】
複数個の玉６は、保持器８にて、互いの接触を防止するために所定のピッチにて転動自在に保持されている。この保持器８は、冠型と呼ばれるもので、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。すなわち、成形金型や組立性の利点から、１ピースの冠型と呼ばれるものである。
【００３２】
冠型保持器８の樹脂材料としては、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６）樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）等のエンジニアリングプラスチックの単体、またはそれにガラス繊維やカーボン繊維等の短繊維（補強材）を１０〜４０重量％程度含有させて強化した複合材等が用いられる。
【００３３】
図２に示すように、冠型保持器８は、円環状の環状母体９と、この環状母体９の片面に、円周ほぼ等配に設けられた複数組のポケット１０とを備えている。各ポケット１０は、周方向で隣り合うポケット１０の間に存在する仕切用突片１１の先端部に互いに間隔をあけて配置された一対の玉保持用爪１２，１２から成る。なお、これら環状母体９、ポケット１０、仕切用突片１１、玉保持用爪１２にて保持器本体１９が構成されている。
【００３４】
各ポケット１０を構成する一対の玉保持用爪１２，１２の互いに対向する面は、互いに同心の球状凹面をなしている。ポケット１０の開放端であるポケット入口部の開口寸法（対向する一対の玉保持用爪１２，１２の先端間の距離）は、ポケット最大径（ポケット内面の直径）より１０％程度小さいアンダーカット形状となっている。なお、ポケット内面を円筒面としてもよい。各玉６は、玉保持用爪１２，１２の間隔を弾性的に押し広げつつ、一対の玉保持用爪１２，１２の間に押し込むことにより、各ポケット１０に脱落防止姿勢にて転動自在に保持される。
【００３５】
このように、各仕切用突片１１の自由端側の周方向両側に玉保持用爪１２を設けることにより、それらの間に凹部１３が形成されることになるので、特にグリース潤滑においては、この凹部１３をグリース貯溜部として利用し、ポケット１０へのグリース供給を行わせるようにしている。なお、ポケット１０へ供給されるグリースは、回転中に基油を徐々ににじみ出させ、玉６を通じて外輪２および内輪４の軌道３，５に転移されて軸受を潤滑する役割を有している。さらに、グリースは、回転初期に凹部１３から摩擦部分に飛散して初期潤滑を行う役割も有している。
【００３６】
また、図３，４に示すように、冠型保持器８の各凹部１３には、角柱状の連結部材１４が仕切用突片１１に一体形成されて、ポケット１０の開放方向に突設されている。連結部材１４の径方向幅寸法は、仕切用突片１１の径方向幅寸法より小さく形成されており、かつ、連結部材１４は仕切用突片１１の径方向内側寄りにおいて突設されている。また、連結部材１４の軸方向の長さ寸法は、掛け渡した線材１８が玉６に接触しない程度に十分な長さを備える。さらに、連結部材１４の径方向外面１５の先端近傍には、湾曲凹部１６が形成されている。
【００３７】
そして、各連結部材１４の湾曲凹部１６に掛け渡して、環状の線材１８を引っ掛ける。すなわち、線材１８を各連結部材１４の径方向外面１５の先端部１７を乗り越えさせて、湾曲凹部１６に嵌め込む。この際、樹脂製の連結部材１４が径方向内方に弾性変形し、容易に線材１８を嵌め込むことができる。なお、先端部１７の径方向外面は、線材１８の嵌め込みが容易に行え、かつ、湾曲凹部１６に嵌まり込んだ線材１８の抜け止めが図れる程度に、径方向外面１５に対して、若干、背を低くしてある。線材１８を引っ掛けた冠型保持器８の全体構造は、図２のようになる。また、連結部材１４が仕切用突片１１の径方向内側寄りにおいて突設されているため、図１に示すように、湾曲凹部１６に嵌め込まれた線材１８が、環状母体９の径方向幅寸法内に収まり、外輪２の内周面に摺接するのを防止できる。
【００３８】
線材１８としては、該線膨張係数が、合成樹脂製の保持器本体１９の線膨張係数より小さい鋼製の断面円形のワイヤを、その両端同士を溶着してなる円形の環体が用いられる。鋼製のワイヤからなる環状の線材１８は、玉軸受１の高速回転時の遠心力により、玉保持用爪１２の先端部が径方向外方に変形するのを抑制するのに十分な剛性を備える。また、環状の線材１８の直径は、抜け止めが図れるように、湾曲凹部１６に丁度嵌り込む大きさとなっている。
【００３９】
このように構成された玉軸受用保持器によると、ポケット１０を構成する玉保持用爪１２と同一方向に突出させた連結部材１４間に環状の線材１８を掛け渡すことにより、線材１８は、玉保持用爪１２が径方向外方に変形するのを抑制するように作用し、高速回転時の遠心力により、玉保持用爪１２が径方向外方に変形するのを防止することができる。このように、環状の線材１８を連結部材１４間に掛け渡すだけの簡単な構成であり、安価に変形を抑制でき、玉６との干渉を防ぎ、玉軸受１の低トルク化を図ることができる。
【００４０】
また、連結部材１２同士の連結が線材１８にて行われているため、凹部１３に貯溜した潤滑油、特にグリース潤滑の場合のグリースが、ポケット１０内に侵入するのを妨げられず、高速回転時においても十分な潤滑が得られ、玉６の焼き付き等を防止できる。
【００４１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図５ないし図９に基づいて説明する。
【００４２】
図５は玉軸受の部分断面図、図６は玉軸受用保持器の斜視図、図７は玉軸受用保持器の部分断面図、図８は玉軸受用保持器の部分側面図、図９（ａ）は玉軸受用保持器の部分拡大断面図である。
【００４３】
なお、図１ないし図４に示した例と同一部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態２は、冠型保持器８の各凹部１３に突設した連結部材２１が、実施の形態１の連結部材１４と異なるものである。
【００４５】
すなわち、連結部材２１は、角柱状に形成されており、仕切用突片１１に一体形成されて突設されている。連結部材２１の先端には、溝２２が形成されている。溝２２は、奥部２３が線材１８とほぼ同じ大きさに形成され、入口２４は線材１８より幅狭となっている。線材１８は、幅狭の入口２４より圧入し、樹脂製の連結部材２１の先端を押し広げ、幅狭の入口２４を乗り越えて奥部２３に嵌入する。このように、環状の線材１８を、各連結部材２１の溝２２に圧入することで、冠型保持器８の全体構造は、図６のようになる。
【００４６】
このように構成された玉軸受用保持器においても、簡単な構造で安価に、ポケット１０を構成する玉保持用爪１２が径方向外方に変形するのを抑制でき、玉軸受１の低トルク化を図ることができる。
【００４７】
なお、図９（ｂ）に示すように、連結部材２１の先端に形成する溝２５を、溝全体に渡って線材１８より若干幅狭としたものでもよい。この場合には、線材１８を溝２５内に、しめ代を持たせて圧入することで、各連結部材２１に掛け渡し、玉保持用爪１２が径方向外方に変形するのを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、オイル潤滑やグリース潤滑で使用される、中，大型深溝玉軸受にて玉を保持する冠型合成樹脂保持器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１における玉軸受の部分断面図
【図２】本発明の実施の形態１における玉軸受用保持器の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における玉軸受用保持器の部分断面図
【図４】本発明の実施の形態１における玉軸受用保持器の部分側面図
【図５】本発明の実施の形態２における玉軸受の部分断面図
【図６】本発明の実施の形態２における玉軸受用保持器の斜視図
【図７】本発明の実施の形態２における玉軸受用保持器の部分断面図
【図８】本発明の実施の形態２における玉軸受用保持器の部分側面図
【図９】本発明の実施の形態２における玉軸受用保持器の部分拡大断面図
【図１０】従来例における玉軸受の部分断面図
【図１１】従来例における玉軸受用保持器の斜視図
【符号の説明】
【００５０】
１  玉軸受
２  外輪
４  内輪
６  玉
８  冠型保持器
９  環状母体
１０  ポケット
１２  玉保持用爪
１４，２１  連結部材
１６  湾曲凹部
１８  線材
１９  保持器本体
２２，２５  溝
【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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