(57)【要約】【課題】目視検査に頼ることなく、樹脂製冠形保持器のポケット底部の破断が聴音により検査できる玉軸受を提供する。【解決手段】同心に配置された内輪及び外輪と、内輪及び外輪間に転動自在に配設された複数の転動体４と、転動体４を保持するポケット５が円周方向に複数形成され、ポケット５それぞれが軸方向一方に開放されている樹脂製冠形保持器６と、内輪及び外輪の軸方向端部に固定され、径方向に延びるシール部材と、を備え、樹脂製冠型保持器６は、ポケット５開放側とは軸方向反対側に、それぞれ開口された複数の凹部９が設けられており、凹部９に沿って、凸部２１が形成された金属板２０が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心に配置された内輪及び外輪と、
前記内輪及び前記外輪間に転動自在に配設された複数の転動体と、
前記転動体を保持するポケットが円周方向に複数形成され、
前記ポケットそれぞれが軸方向一方に開放されている樹脂製冠形保持器と、
前記内輪又は前記外輪の軸方向端部に固定され、径方向に延びるシール部材と、
を備え、
前記樹脂製冠型保持器は、前記ポケット開放側とは軸方向反対側に、
それぞれ開口された複数の凹部が設けられており、
前記凹部に沿って、凸部が形成された金属板が設けられる
ことを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の玉軸受であって、
前記金属板は円環状の薄板鋼板からなる
ことを特徴とする玉軸受。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか一項に記載の玉軸受であって、
前記凹部の底面又は側面には小突起が形成され、
前記金属板は、前記小突起に相対する位置に穿孔が設けられており、
前記小突起と前記穿孔が係合するように取り付けられる
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、玉軸受用樹脂製保持器及びこの玉軸受用樹脂製保持器を組み込んだ玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルトテンショナープーリーやオルタネーター等の、自動車のエンジン補機の高速回転軸を支持する軸受として、玉軸受が広く使用されている。玉軸受は、同心に配置された内輪と外輪との間に、転動体である複数の玉が配設されており、複数の玉は、保持器を介して円周方向に転動可能に保持されている。高速回転軸用の玉軸受の保持器には、ナイロン（商品名）等の合成樹脂材料からなる、柔軟かつ軽量な保持器が多く用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された従来技術では、樹脂製冠形保持器は射出成型により一体的に形成される。樹脂製冠形保持器は、略円筒形に形成されていて、玉を保持するポケットが円周方向に等間隔で形成されている。各ポケットは、軸方向の一方側に開放されており、その内周面は、凹球形状で構成され、内周面の円周方向の両端部には、軸方向に突出する一対の爪部が設けられている。円周方向に互いに隣り合うポケットの間の柱部には、ポケットの開放側と反対の背面側に凹部が形成されており、凹部は、柱部の軸方向端面及びポケットの内周面において、肉厚が均等になるように、略台形形状をなしている。さらに、ポケットの開放側と反対の背面側に、凹部に沿って円環状の補強板を取り付けることにより、保持器の剛性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高速回転等の使用環境によっては、軸受の径方向及び軸方向の振動及び高速回転時の遠心力が保持器に作用することにより、保持器のポケット内周面に引張応力が集中して、ポケット底部に破断が発生することがある。一般に、保持器の破断の確認には、目視検査の方法が採られているが、軸受にはシールやシールド板を備えている場合が多くあり、この場合保持器が見えないため、目視による検査ができない。また、樹脂製の保持器は材質が柔軟で軽量なため、破断により異音が発生することもなく、聴音による検査も困難である。樹脂製の保持器は、破断が発生しても、しばらくの間は問題なく保持器として機能し続けることができるが、破断した状態での運転が続くと、破損が進行して、保持器としての機能が損なわれることとなる。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、目視検査に頼ることなく、樹脂製冠形保持器のポケット底部の破断が聴音により検査できる玉軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために提供される請求項１に記載の発明は、同心に配置された内輪及び外輪と、前記内輪及び前記外輪間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を保持するポケットが円周方向に複数形成され、前記ポケットそれぞれが軸方向一方に開放されている樹脂製冠形保持器と、前記内輪又は前記外輪の軸方向端部に固定され、径方向に延びるシール部材と、を備え、前記樹脂製冠型保持器は、前記ポケット開放側とは軸方向反対側に、それぞれ開口された複数の凹部が設けられており、前記凹部に沿って、凸部が形成された金属板が設けられることを特徴とする。
【０００８】
本請求項の玉軸受は、樹脂製冠形保持器のポケットの底部において破断が発生すると、ポケット内周面の引張応力及び高速回転時の遠心力により、破断箇所が押し広げる力が作用する。これにより、凹部に沿って貼りつけられた金属板は、軸方向に押し出されて凹部から離れ、内輪又は外輪の軸方向端部に固定されたシール部材の背面と接触する。金属板とシール部材の背面は、共に金属であり、それぞれ異なる速度で回転して接触するので、異音（擦過音）を発生させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の玉軸受であって、前記金属板は円環状の薄板鋼板からなる、ことを特徴とする。
【００１０】
本請求項の玉軸受は、樹脂製冠形保持器のポケットの底部において破断が発生すると、ポケット内周面の引張応力及び高速回転時の遠心力により、破断箇所を押し広げる力が作用する。これにより、凹部に沿って貼りつけられた金属板は、軸方向に押し出されて凹部から離れ、内外輪の軸方向端部に固定されたシール部材の背面と接触する。金属板が円環状であるため、金属板が軸方向に押し出される力は円周方向にも伝達される。従って、ポケット底部に破断が発生した際に、より確実に、金属板とシール部材を接触させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれか一項に記載の玉軸受であって、前記凹部の底面又は側面には小突起が形成され、前記金属板は、前記小突起に相対する位置に穿孔が設けられており、前記小突起と前記穿孔が係合するように取り付けられる、ことを特徴とする。
【００１２】
本請求項の玉軸受は、樹脂製冠形保持器のポケットの底部において破断が発生すると、ポケット内周面の引張応力及び高速回転時の遠心力により、破断箇所を押し広げる力が作用する。これにより、凹部に沿って貼りつけられた金属板は、穿孔が小突起から外れて、小突起上に押し上げられる。金属板は、軸方向に押し出されることとなり、より確実に遊離させることができる。従って、ポケット底部に破断が発生した際に、より確実に、金属板とシール部材を接触させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、目視検査に頼ることなく、樹脂製冠形保持器のポケット底部の破断が聴音により検査できる玉軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す樹脂製冠形保持器の部分拡大斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す樹脂製冠形保持器と金属板の概要図。
【図３】本発明の第１の実施形態を示す深溝玉軸受の要部断面図。
【図４】本発明の第１の実施形態を示す樹脂製冠形保持器の断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す樹脂製冠形保持器の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態を図面に従って説明する。図１は本発明の第１実施形態を示す樹脂製冠形保持器の部分拡大斜視図であり、図２は樹脂製冠形保持器と金属板の概要図である。図３は深溝玉軸受の要部断面図であり、図４は樹脂製冠形保持器の断面図である。
【００１６】
以下、本実施形態の構成について説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施形態による樹脂製冠形保持器６は、略円筒形に形成されていて、玉４を保持するポケット５が円周方向に等間隔で形成されている。各ポケット５は、軸方向の一方側に開放されており、その内周面は、凹球形状で構成され、内周面の円周方向の両端部には、軸方向に突出する一対の爪部６ａが設けられている。玉４は、ポケット５の内周面と一対の爪部６ａにより保持される。そして、円周方向に互いに隣り合うポケット５の間の柱部８には、ポケット５の開放側と反対の背面側に凹部９が形成されている。凹部９は、柱部８の軸方向端面及びポケット５の内周面において肉厚が均等になるように略台形形状となっており、金属板２０が凹部９の形状に沿って接着されている。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、金属板２０は、薄板鋼板をプレス成形して形成されており、全体は円環状であり、円周方向に等間隔で、凹部９の形状に隙間なく係合する凸部が形成されている。
【００１８】
図２に示すように、樹脂製冠形保持器６は、凹部９と金属板２０の凸部２１とが係合した構成となっている。金属板２０は、接着剤等により、凹部９に沿って隙間なく貼りつけられている。この金属板２０は、樹脂製冠形保持器６の剛性を高めるものではなく、ポケット５の底部７に破断が生じた際には、破断箇所が左右に押し広げる力が作用することにより、軸方向に押し出されて凹部９から遊離するように、適度な接着強度で貼りつけられている。
【００１９】
図３に示すように、深溝玉軸受１は、同心に配置された内輪２と外輪３との間に、転動体である複数の玉４が配設されており、複数の玉４は、樹脂製冠形保持器６を介して円周方向に転動可能に保持されている。また、外輪３の軸方向両側部分には、それぞれ円環状のシール部材１０の外周縁が係止され、内輪２と外輪３との間の軸方向両側の開口部分を覆っている。内輪２と外輪３とシール部材１０で形成された空間には、潤滑のためのグリース（図示せず）が封入されており、シール部材１０により、グリースが外部に漏洩したり、外部に浮遊する塵挨等が空間内に侵入したりすることを防止している。
【００２０】
樹脂製冠形保持器６を構成する合成樹脂材料としては、ナイロン６６やナイロン４６などのポリアミド樹脂の他、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）等のふっ素系樹脂やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等がある。また、樹脂中に、ガラス繊維（ＧＦ）、炭素繊維（ＣＦ）等の補強材を添加し、高温下での靱性並びに機械的強度を高めることもできる。
【００２１】
金属板２０は、炭素鋼板やステンレス鋼板からなる薄板鋼板をプレス成形したものが使用されている。内輪２、外輪３及び玉４は、例えばＳＵＳ４４０Ｃなどのマルテンサイト系ステンレス鋼等の金属材料を用いて形成されている。シール部材１０（シールド板）は、例えばＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼等の金属材料を用いて形成される。
【００２２】
上記のように構成される深溝玉軸受１及び樹脂製冠形保持器６の動作を、図３及び図４に基づいて説明する。
図３に示すように、本実施形態による深溝玉軸受１の樹脂製冠形保持器６は、ポケット５の内周面が凹球形状であり、玉４で支持案内されていることから、振動及び回転に起因する応力が樹脂製冠形保持器６に発生する。樹脂製冠形保持器６において、軸方向の振動により、ポケット５の爪部６ａが玉４と衝突し、衝突荷重が作用して、ポケット５の内周面に軸方向の引張応力が発生する。また、径方向の振動により、ポケット５の内径側及び外径側のエッジ部が玉４と衝突し、衝突荷重が作用して、ポケット５の内周面に径方向の引張応力が発生する。さらに、高速回転時には、遠心力による引張応力が発生する。このように、ポケット５の内周面には引張応力が集中しており、高速回転等の使用環境によっては、ポケット５の内周面の底部７に破断が発生することがある。なお、ポケット５の内周面の底部７は他の部位に比べて断面積が小さいため、剛性が低く、通常の使用においては、ポケット５の破断箇所は底部７となることが多い。
【００２３】
図４（ａ）に示すように、樹脂製冠形保持器６を備えた深溝玉軸受１は、正常時において、ポケットの開放側と反対の背面側に、金属板２０が凹部９に沿って貼りついた状態で使用される。なお、軸方向のポケットの開放側を軸方向前方、反対の背面側を軸方向後方という。
【００２４】
図４（ｂ）に示すように、ポケット５の底部７において破断が発生すると、ポケット内周面の引張応力及び高速回転時の遠心力により、破断箇所を左右に押し広げる力（矢印にて示す）が作用する。これにより、凹部９に沿って貼りつけられた金属板２０は、軸方向後方に押し出されて凹部９から遊離し、外輪３の軸方向端部に固定され、内外輪間の開口部分を覆っているシール部材１０の背面と接触する。なお、破断は通常一つのポケット５にのみ発生し、そのポケット５の背面側に相当する部分の金属板２０だけが遊離し、他の破断のないポケット５の背面側の金属板２０は、凹部９に貼り付いたままとなる。つまり、ポケット５の破断の発生により、金属板２０は樹脂製冠形保持器６から完全に分離してしまうのではなく、一部分を遊離させた状態にて、樹脂製冠形保持器６とともに回転を続けることとなる。遊離した金属板２０とシール部材１０は、共に金属であり、それぞれ異なる速度で回転してるため、接触することにより、異音（擦過音）が発生する。このため、シール部材１０により目視検査はできなくても、聴音による検査にて、ポケット５の底部７の破断の発生を検知することができる。
【００２５】
聴音による検査では、聴音器をハウジングに当てて、音の大きさと音質を調べ、澄んだ音であれば正常と判断される。ポケット５の底部７に破断が発生している場合、破断したポケット５の破断箇所が押し広げられて、破断箇所の背面側に相当する部分の金属板２０が遊離し、金属板２０とシール部材１０が接触する。破断したポケット５は、常に破断箇所が押し広げられて回転するのではなく、一定区間だけ押し広がるため、金属板２０とシール部材１０は断続的かつ規則的に接触し、例えば「シャシャ」と表現される金属同士による擦過音が発生する。聴音による検査の結果、このような擦過音であれば、金属板２０とシール部材１０が接触していると考えられ、ポケット５の底部７に破断が発生していると判断される。なお、この音を文字にした表現は、個人的な感覚差もあるため、必ずしも適切とはいえない。また、聴音による判断は難しく、豊富な経験を必要とするため、特定の作業者が担当しておこなうのが望ましい。この異音は、樹脂製冠形保持器６のポケット５の底部７に破断が発生した直後から発生するため、早期に破断を発見することができる。従って、軸受としての機能が完全に失われて、大きな異常に発展することを事前に防止することができる。
【００２６】
［第２の実施形態］
図５に示すように、樹脂製冠形保持器６の凹部底面９ａ又は凹部側面９ｂには、小突起６ｂが形成されている。金属板２０には、凹部９に係合させた際に、小突起６ｂに相対する位置に穿孔２０ａが設けられており、樹脂製冠形保持器６と金属板２０は、小突起６ｂと穿孔２０ａが係合するように、接着剤にて貼りつけられている。
【００２７】
ポケット５の底部７において破断が発生すると、ポケット内周面の引張応力及び高速回転時の遠心力により、破断箇所を左右に押し広げる力が作用する。これにより、凹部９に沿って貼りつけられた金属板２０は、穿孔２０ａが小突起６ｂから外れて、小突起６ｂ上に押し上げられる。小突起６ｂ上に押し上げられた金属板２０は、軸方向に押し出されることとなり、より確実に遊離させることができる。これにより、聴音による検査にて、より確実にポケット５の底部７の破断の発生を検知することができる。
【００２８】
なお、前記の第１の実施形態及び第２の実施形態は以下のように変更することもできる。
本実施形態では、金属板２０を薄板鋼板としているが、シール部材１０と接触することにより、異音が発生すれば薄板鋼板でなくてもよい。また、本実施形態では、シール部材１０にシールド板を使用しているが、金属板２０が遊離した際に接触する部位（背面）が金属であれば、芯金及びゴム状弾性体からなるシール装置でもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１：深溝玉軸受、
２：内輪、  ２ａ：内輪軌道面、３：外輪、３ａ：外輪軌道面、４：玉（転動体）、５：ポケット、６：樹脂製冠形保持器、６ａ：爪部、６ｂ：小突起、７：底部、８：柱部、９：凹部、９ａ：凹部底面、９ｂ：凹部側面、１０：シール部材（シールド板）、２０：金属板、２０ａ：穿孔、２１：凸部
【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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