(57)【要約】【課題】高温、高速化による保持器の変形を効果的に抑制して、安価で軽量な保持器を実現でき、しかも、軽量化による高速回転中の保持器の振れ回りを防止すること。【解決手段】円周方向に均一な円形断面を有する円環状の金属製ワイヤー４が、合成樹脂製の冠型保持器の主部１内にインサート成形されている。金属製ワイヤー４は、その外径の一外周面が合成樹脂製の冠型保持器の円環状の主部１の端面と面一となるように埋め込まれている。金属製ワイヤー４を用いているので、金属板を主部端面にインサート成形する場合より安価、且つ、軽量である。例えば、保持器全体の重量を軽量化することにより、回転中の遠心力Ｆ＝ｍｒω２のｍを小さくできるので、高速回転中の保持器振れ回りを小さくすることができる。【選択図】図１
2007298164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂からなる円環状の主部と、当該主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、前記主部と一体的に形成されて円周方向に互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片の間に玉を１個ずつ、転動自在に保持する冠型保持器に於いて、
前記主部の全周に亘り、前記合成樹脂より弾性定数が大きい円環状部材をインサート成形して、前記主部に対して少なくとも当該円環状部材の最大径部が埋め込んであることを特徴とする冠型保持器。
【請求項２】
前記合成樹脂より弾性定数が大きい円環状部材は、波形であることを特徴とする請求項１に記載の冠型保持器。
【請求項３】
前記合成樹脂より弾性定数が大きい円環状部材は、金属製ワイヤーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の冠型保持器。
【請求項４】
前記合成樹脂より弾性定数が大きい円環状部材の断面は、円形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冠型保持器。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の冠型保持器が装着してあることを特徴とする玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の転動体を転動自在に保持する冠型保持器、及び、当該冠型保持器を備えて各種回転機械装置の回転部分を支持するラジアル玉軸受等の玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、高速回転用軸受に使用され、合成樹脂からなる保持器としては、図５に示したものが従来から知られている。図５は、従来例（特許文献１）に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。
【０００３】
図５の従来例（特許文献１）に於いては、複数個の玉６、６が保持器７に転動自在に保持されている。この保持器７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、一体的に形成されている。この保持器７は、合成樹脂製で円環状の主部８と、この主部８の軸方向片面（図５の上面）に設けられた複数組のポケット９、９とを備えている。これら各ポケット９、９は、互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片１０、１０（爪状部）から成る。各ポケット９、９を構成する１対の弾性片１０、１０の互いに対向する面は、一般的には、互いに同心の球状凹面をなしている。各玉６、６は、各弾性片１０、１０の間隔を弾性的に押し広げつつ、１対の弾性片１０、１０の間に押し込む事により、各ポケット９、９に転動自在に保持するものである。
【０００４】
主部８の軸方向他面（図５の下面）に、円環状の金属板１４を添設している。ＳＰＣＣ等の冷間圧延炭素鋼により造られたこの金属板１４には、円周方向複数個所に亙って円孔１５、１５を形成している。これら各円孔１５、１５は、主部８から離れるに従って内径が大きくなるテーパ孔としている。
【０００５】
この様な金属板１４は、主部８及び弾性片１０、１０を射出成形する際、成形型内にこの金属板１４をインサートする事によって主部８の全周に亙り、この主部８に対して非分離に添設している。即ち、主部８及び弾性片１０、１０を構成する合成樹脂の一部を各円孔１５、１５内に浸入させて固化する事により、主部８と金属板１４とを強固に結合している。
【０００６】
このように、特許文献１に於いては、合成樹脂より高い金属の弾性定数（剛性）を利用し、その効果は、合成樹脂部分の高温且つ高速で使用される場合の弾性変形、或いは塑性変形を抑制し、リングとの接触による焼付きや破損を防ぐ事が出来る。また、大部分合成樹脂を使用することで、安価、且つ、軽量な保持器が実現できる。
【０００７】
また、特許文献２では、玉軸受用冠型保持器を、円環状の金属製素子を合成樹脂中にインサートする事により造る。この円環状の金属製素子の軸方向片面には、複数の凹部を形成している。この凹部の表面に合成樹脂を添設する事により、ポケットを形成している。
【０００８】
さらに、特許文献３では、転がり軸受は、内輪と外輪との間に、複数の玉と、この玉を保持する金属製保持器とが介挿され、この金属製保持器の表面の少なくとも転動体案内面には、ポリアミド樹脂を含む被覆樹脂部が一体成形されている。
【特許文献１】特開平８−１４５０６１号公報
【特許文献２】特開平９−７９２６５号公報
【特許文献３】特開２００２−３２３０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、更なる高温、高速化が進む中で、保持器の変形を抑え、且つ、安価で軽量な合成樹脂製の冠型保持器が要求されている。
【００１０】
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、高温、高速化による保持器の変形を効果的に抑制して、安価で軽量な保持器を実現でき、しかも、軽量化による高速回転中の保持器の振れ回りを防止することもできる、冠型保持器及び玉軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明に係る冠型保持器は、合成樹脂からなる円環状の主部と、当該主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、前記主部と一体的に形成されて円周方向に互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片の間に玉を１個ずつ、転動自在に保持する冠型保持器に於いて、
前記主部の全周に亘り、前記合成樹脂より弾性定数が大きい円環状部材をインサート成形して、前記主部に対して少なくとも当該円環状部材の最大径部が埋め込んであることを特徴とする。
【００１２】
好適には、前記合成樹脂より弾性定数が大きい円環状部材は、波形である。
【００１３】
好適には、前記合成樹脂より弾性定数が大きい円環状部材は、金属製ワイヤーである。
【００１４】
また、好適には、前記合成樹脂より弾性定数が大きい円環状部材の断面は、円形状である。
【００１５】
また、本発明に係る玉軸受は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の冠型保持器が装着してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円環状の金属ワイヤーにする事で、合成樹脂製の冠型保持器の主部及びポケットを形成する一対の弾性片（爪状部）の変形を抑制する必要最小限の金属となっている為、安価で、軽量な保持器が実現できる。
【００１７】
すなわち、特許文献１の円環状の金属板より、本発明の金属製ワイヤーとすることにより軽量化することができ、高速回転中の保持器振れ回りを防止する効果も有する。
【００１８】
主部の全周に亘り円環状の金属製ワイヤーをインサート成形して、主部に対して少なくともワイヤーの最大径部を埋め込んだことにより、金属製ワイヤーが樹脂の内部に固定されるので、金属製ワイヤーが樹脂から剥離することを防止できる。
【００１９】
さらに、金属製ワイヤーの断面を円形状とした場合には、金属製ワイヤーの円周方向の断面積を均一に製造することができ、高速回転に伴う遠心力によるアンバランスを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る冠型保持器及び玉軸受を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。
【００２２】
本実施の形態に係る保持器は、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一体的に形成されている。この保持器は、合成樹脂製で円環状の主部１と、この主部１の軸方向片面（図１の上面）に設けられた複数組のポケット２，２とを備えている。これら各ポケット２，２は、互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片３，３（爪状部）から成る。
【００２３】
各ポケット２，２を構成する１対の弾性片３，３の互いに対向する面は、一般的には、互いに同心の球状凹面をなしている。各玉（図示略）は、各弾性片３，３の間隔を弾性的に押し広げつつ、１対の弾性片３，３の間に押し込む事により、各ポケット２，２に転動自在に保持するものである。
【００２４】
さて、本実施の形態では、円周方向に均一な円形断面を有する円環状の金属製ワイヤー４が、合成樹脂製の冠型保持器の主部１内にインサート成形されている。
【００２５】
金属製ワイヤー４は、その外径の一外周面が合成樹脂製の冠型保持器の円環状の主部１の端面と面一となるように埋め込まれている。
【００２６】
金属製ワイヤー４を用いているので、金属板を主部端面にインサート成形する場合より安価、且つ、軽量である。
【００２７】
保持器全体の重量を軽量化することにより、回転中の遠心力Ｆ＝ｍｒω２のｍを小さくできるので、高速回転中の保持器振れ回りを小さくすることができる。
【００２８】
また、断面を円周方向に均一な円形断面を有する円環状の金属製ワイヤー４としているので、各位相での不釣り合いを小さくすることにより、回転中の遠心力Ｆ＝ｍｒω２のｒを小さくできるので、高速回転中の保持器振れ回りを小さくすることができる。この場合、合成樹脂製の冠型保持器の主部１の回転中心と、金属製ワイヤー４の回転中心をできるだけ一致するようにすることにより、前記ｒを小さくすることができる。遠心力のｒは、合成樹脂製の冠型保持器の主部１の回転中心と金属製ワイヤー４の回転中心のずれ及び合成樹脂製の冠型保持器と金属製ワイヤー４の円周方向の各位相での質量の不均一さに影響されるので、これらの値をできるだけ小さくすることにより、回転中のアンバランスによる振れを小さくすることができる。
【００２９】
合成樹脂製の冠型保持器の主部１の全周に亘り円環状の金属製ワイヤー４をインサート成形して、合成樹脂製の冠型保持器の主部１に対して金属製ワイヤー４の円形断面の最大径部を埋め込んだことにより、金属製ワイヤー４が樹脂の内部に固定されるので、金属製ワイヤー４が樹脂から剥離することを防止できる。
【００３０】
合成樹脂製の冠型保持器の主部１及びポケット２，２を形成する一対の弾性片３，３を構成する材料としては、ナイロン４６、 ナイロン６６、 ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂を用いることができる。
【００３１】
これらの材料は、金属との接触において、摩擦係数が小さく、摺動性に優れるので、ポケット２，２で保持する玉（転動体）の回転の拘束の影響を小さくすることができる。また、これらの樹脂にガラス繊維（ＧＦ）や炭素繊維（ＣＦ）等の補強材を１０〜４０重量％程度含有させることで、高温・高速化での靭性並びに機械的強度を高めることができる。
【００３２】
金属製ワイヤー４としては、機械構造用鋼やピアノ線等の炭素鋼や、ステンレス鋼、銅合金やアルミニウム合金等の金属が用いられるが、できるだけ弾性定数が大きい炭素鋼やステンレス鋼が望ましい。
【００３３】
合成樹脂製の冠型保持器の主部１の全周に亘り円環状の金属製ワイヤー４をインサート成形することにより主部１の剛性が大きくなるため、玉軸受が玉案内の場合において、玉が冠型保持器のポケット２，２内を移動して弾性片が変形しようとしても、主部１での変形が抑えられ、弾性片３，３の変形も小さく抑制される。したがって、高温高速下で使用される玉案内保持器を用いた玉軸受により一層有効である。
【００３４】
（第２実施の形態）
図２は、本発明の第２実施の形態に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。
【００３５】
本実施の形態では、金属製ワイヤー４の本数が複数本に増加してあり、また、その径が大小に変更してある。これにより、さらに変形を抑えることが出来る。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。
【００３６】
また、複数の細い金属製ワイヤーを捩って一本の金属製ワイヤー４となるようにして、第１実施の形態に対応する構成（図１）とすることもできる。この場合は、複数の細いワイヤーを捩ることにより、円環状の金属製ワイヤー４の剛性を大きくすることができるので、金属製ワイヤー４に限られず、主部１及びポケット２を形成する一対の弾性片３，３を構成する合成樹脂製の冠型保持器より弾性定数が大きなガラス繊維や炭素繊維のワイヤーを用いることもできる。
【００３７】
（第３実施の形態）
上述したように、第１実施の形態では、合成樹脂製の冠型保持器に、円環状の金属製ワイヤー４をインサート成形したものであり、合成樹脂より高い金属の線膨張係数、ヤング率を利用し、その効果は、合成樹脂部分の高温且つ高速で使用される場合の弾性変形、或いは塑性変形を抑制し、リングとの接触による焼付きや破損を防ぐ事が出来る。また、大部分に、合成樹脂を使用することにより、安価、且つ、軽量な保持器が実現できる。
【００３８】
しかしながら、上述した第１実施の形態では、金属製ワイヤー４を、冠型保持器の表層にインサート成形した場合、金属製ワイヤー４の表面が滑らかなために、合成樹脂との密着性が比較的低いといったことがある。
【００３９】
図３は、本発明の第３実施の形態に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。なお、本第３実施の形態は、第１実施の形態を改良したものである。
【００４０】
本第３実施の形態では、金属製ワイヤー４（円環状部材）は、波形に予め形成してある。そのため、金属製ワイヤー４と合成樹脂との密着性を著しく向上することができる。また、極めて希な場合として、上述した第１実施の形態に於いて、金属製ワイヤー４と合成樹脂とが剥がれる虞れがある場合であっても、本実施の形態では、このような剥がれは確実に防止することができる。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。
【００４１】
（第４実施の形態）
図４は、本発明の第４実施の形態に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。なお、本第４実施の形態は、第２実施の形態を改良したものである。
【００４２】
本第４実施の形態に於いても、金属製ワイヤー４（円環状部材）は、波形に予め形成してある。そのため、金属製ワイヤー４と合成樹脂との密着性を著しく向上することができる。また、極めて希な場合として、上述した第２実施の形態に於いて、金属製ワイヤー４と合成樹脂とが剥がれる虞れがある場合であっても、本実施の形態では、このような剥がれは確実に防止することができる。
【００４３】
加えて、金属製ワイヤー４の本数を複数本にすることにより、より過酷な高速回転化に必要・十分な高剛性を確保することができる。その他の構成、作用、及び効果は、上述した第２及び第３実施の形態と同様である。
【００４４】
なお、本発明は、上述した実施の形態及び実施例に限定されず、種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。
【図３】本発明の第３実施の形態に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。
【図４】本発明の第４実施の形態に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。
【図５】従来例（特許文献１）に係る合成樹脂製の冠型保持器の部分的斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  主部
２  ポケット
３  弾性片
４  金属製ワイヤー（円環状部材）
６  玉
７  保持器
８  主部
９  ポケット
１０  弾性片
１４  金属板
１５  円孔
【図１】
2007298164.tif 000003
【図２】
2007298164.tif 000004
【図３】
2007298164.tif 000005
【図４】
2007298164.tif 000006
【図５】
2007298164.tif 000007