(57)【要約】【課題】銅合金製のもみ抜き保持器の機能を損なうことなく、ポケットへの玉の組込みを容易にし、且つ、ポケットから玉が脱落し難い、良好な外観性能を持ったスラスト玉軸受用もみ抜き保持器、及び該保持器を備えたスラスト玉軸受を提供する。【解決手段】銅合金製のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器において、ポケット２の内面は、円筒面１１と、該円筒面１１と連続し、玉５と軸方向において当接する支持面１２と、支持面１２と軸方向において反対側のポケット２の玉挿入側で、ポケット２の円周方向に等間隔に形成され、円筒面１１から突出する２つの突起部１３と、を有する。突起部１３は、前記ポケットの玉挿入側開口からの前記玉の脱落を防止するとともに、前記玉を前記ポケットへ挿入するときに前記玉によって弾性変形、又は弾塑性変形される。保持器１の少なくとも玉挿入側端面には、２つの突起部１３が位置するポケット２の周囲に、段部１４，１５，１６，１７を有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
玉を転動自在に保持するためのポケットを円周方向に複数備える、銅合金製のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器であって、
前記ポケットの内面は、円筒面と、該円筒面と連続し、前記玉と軸方向において当接する支持面と、を備え、
前記円筒面には、前記支持面と軸方向において反対側の前記ポケットの玉挿入側に、前記円筒面から突出する２つの突起部が、前記ポケットの円周方向に等間隔に形成され、
前記突起部は、前記ポケットの玉挿入側開口からの前記玉の脱落を防止するとともに、前記玉を前記ポケットへ挿入するときに前記玉によって弾性変形、又は弾塑性変形され、
前記保持器の少なくとも玉挿入側端面には、前記２つの突起部が位置する前記ポケットの周囲に、段部または溝部を有することを特徴とするスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
【請求項２】
前記２つの突起部は、前記保持器の内径側と外径側にそれぞれ設けられ、
前記段部または前記溝部は、前記保持器の少なくとも玉挿入側端面に形成され、前記各ポケットに対して内径側及び外径側をそれぞれ通過する内径側及び外径側の環状段部または、内径側及び外径側の環状溝部を有することを特徴とする請求項１に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
【請求項３】
前記複数のポケットは、前記ポケットの玉挿入側開口が前記保持器の軸方向一方側と軸方向他方側で交互となるように形成され、
前記段部または前記溝部は、前記保持器の軸方向両端面に形成される請求項１又は２に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
【請求項４】
前記内径側及び外径側の環状段部は、段部内周面または段部外周面と、段部軸方向端面とによって断面略Ｌ字状にそれぞれ形成され、
前記ポケットの中心を通る前記保持器の径方向断面において、前記保持器の内周面又は外周面から前記突起部の円弧面までの距離をＢ１、Ｂ１´、前記保持器の内周面又は外周面から前記段部内周面または段部外周面までの距離をＢ２、Ｂ２´、前記保持器の玉挿入側端面から延びる前記突起部の軸方向長さをＨ１、前記保持器の玉挿入側端面から前記段部軸方向端面までの軸方向長さをＨ２、とすると、
０．２＜Ｂ２／Ｂ１、Ｂ２´／Ｂ１´＜０．６、且つ、０．４＜Ｈ２／Ｈ１＜１．０であることを特徴とする請求項２に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
【請求項５】
前記内径側及び外径側の環状溝部は、ポケット寄り周面、反ポケット寄り周面、及び、溝部軸方向端面によって断面略コ字状に形成され、
前記ポケットの中心を通る前記保持器の径方向断面において、前記保持器の内周面又は外周面から前記突起部の円弧面までの距離をＢ１、Ｂ１´、前記保持器の内周面又は外周面から前記ポケット寄り周面までの距離をＢ２、Ｂ２´、前記保持器の玉挿入側端面から延びる前記突起部の軸方向長さをＨ１、前記保持器の玉挿入側端面から前記溝部軸方向端面までの軸方向長さをＨ２、とすると、
０．２＜Ｂ２／Ｂ１、Ｂ２´／Ｂ１´＜０．６、且つ、０．４＜Ｈ２／Ｈ１＜１．０であることを特徴とする請求項２に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
【請求項６】
前記ポケットのピッチ円直径は、前記保持器の内周面と外周面との径方向中間位置と一致することを特徴とする請求項４又は５に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
【請求項７】
前記複数のポケットは、前記ポケットの玉挿入側開口が前記保持器の軸方向一方側と軸方向他方側で交互となるように形成され、
前記保持器の玉挿入側端面から延びる前記突起部の軸方向長さＺは、前記保持器の支持面側の軸方向端面から、前記玉が前記支持面に当接したときに、前記ポケットの玉挿入側開口から突出する前記玉の高さまでの距離をＳ、玉径をＤａ、前記突起部の円弧面によって形成される仮想円の内径をＸとしたとき、式（１）で表わされることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
[数１]
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【請求項８】
δ＝Ｄａ−Ｘとしたとき、０．００１Ｄａ＜δ＜０．０１５Ｄａとなることを特徴とする請求項７に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
【請求項９】
前記突起部の幅をＹとしたとき、０．１５Ｄａ＜Ｙ＜０．７０Ｄａとなることを特徴とする請求項８に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の保持器を備えたことを特徴とするスラスト玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラスト玉軸受用もみ抜き保持器、及び該保持器を備えたスラスト玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
スラスト玉軸受は、軸軌道盤とハウジング軌道盤が分離可能に構成されるため、軸受の装置への組み付け、取り外しなどの取り扱い性の観点から、玉が保持器から容易に脱落しないようにする必要がある。
【０００３】
スラスト玉軸受に適用される保持器としては、銅合金製のもみ抜き保持器が知られている。図１７に示すように、従来の銅合金製のもみ抜き保持器１００は、ポケット１０１の片側は円錐台形状で玉１０２を抱える形状になっており、もう一方は円筒形状になっている。玉１０２を円筒形状の側からポケット１０１に入れてもこのままでは玉１０２が容易に脱落するため、玉１０２を保持器１００に入れた後にポケット１０１の周辺４箇所Ｘを加締めて玉１０２が脱落しないようにしている。
【０００４】
また、他の保持器としては、保持器ポケットの入口径を玉径より小さくし、弾性変形によって玉入れを行う樹脂製保持器が考案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７７９６４号公報
【特許文献２】特開２００８−２６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、樹脂製保持器は、外径がおよそ３００ｍｍを超えるサイズのスラスト玉軸受では、成型・強度の面から不適であり、鋼板プレス保持器もサイズの制限や回転精度・高速性において、銅合金製のもみ抜き保持器よりも劣る。また、生産数が少ない場合には、コストの面からも銅合金製のもみ抜き保持器を採用することが望ましい。
【０００７】
一方、図１７に示す銅合金製のもみ抜き保持器１００では、加締めの工程は、プレス機により、また、サイズが大きな場合にはハンマーなどの手作業により実施されている。このため、労力と時間がかかり、生産性が悪く、また、加締め量の不均一、ポケット形状の精度悪化、外観不良といった種々の課題が存在する。
【０００８】
特許文献１及び２は、樹脂製保持器を対象としており、銅合金製のもみ抜き保持器について考慮されていない。
【０００９】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、銅合金製のもみ抜き保持器の機能を損なうことなく、ポケットへの玉の組込みを容易にし、且つ、ポケットから玉が脱落し難い、良好な外観性能を持ったスラスト玉軸受用もみ抜き保持器、及び該保持器を備えたスラスト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】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  玉を転動自在に保持するためのポケットを円周方向に複数備える、銅合金製のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器であって、
前記ポケットの内面は、円筒面と、該円筒面と連続し、前記玉と軸方向において当接する支持面と、を備え、
前記円筒面には、前記支持面と軸方向において反対側の前記ポケットの玉挿入側に、前記円筒面から突出する２つの突起部が、前記ポケットの円周方向に等間隔に形成され、
前記突起部は、前記ポケットの玉挿入側開口からの前記玉の脱落を防止するとともに、前記玉を前記ポケットへ挿入するときに前記玉によって弾性変形、又は弾塑性変形され、
前記保持器の少なくとも玉挿入側端面には、前記２つの突起部が位置する前記ポケットの周囲に、段部または溝部を有することを特徴とするスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
（２）  前記２つの突起部は、前記保持器の内径側と外径側にそれぞれ設けられ、
前記段部または前記溝部は、前記保持器の少なくとも玉挿入側端面に形成され、前記各ポケットに対して内径側及び外径側をそれぞれ通過する内径側及び外径側の環状段部または、内径側及び外径側の環状溝部を有することを特徴とする（１）に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
（３）  前記複数のポケットは、前記ポケットの玉挿入側開口が前記保持器の軸方向一方側と軸方向他方側で交互となるように形成され、
前記段部または前記溝部は、前記保持器の軸方向両端面に形成される（１）又は（２）に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
（４）  前記内径側及び外径側の環状段部は、段部内周面または段部外周面と、段部軸方向端面とによって断面略Ｌ字状にそれぞれ形成され、
前記ポケットの中心を通る前記保持器の径方向断面において、前記保持器の内周面又は外周面から前記突起部の円弧面までの距離をＢ１、Ｂ１´、前記保持器の内周面又は外周面から前記段部内周面または段部外周面までの距離をＢ２、Ｂ２´、前記保持器の玉挿入側端面から延びる前記突起部の軸方向長さをＨ１、前記保持器の玉挿入側端面から前記段部軸方向端面までの軸方向長さをＨ２、とすると、
０．２＜Ｂ２／Ｂ１、Ｂ２´／Ｂ１´＜０．６、且つ、０．４＜Ｈ２／Ｈ１＜１．０であることを特徴とする（２）に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
（５）  前記内径側及び外径側の環状溝部は、ポケット寄り周面、反ポケット寄り周面、及び、溝部軸方向端面によって断面略コ字状に形成され、
前記ポケットの中心を通る前記保持器の径方向断面において、前記保持器の内周面又は外周面から前記突起部の円弧面までの距離をＢ１、Ｂ１´、前記保持器の内周面又は外周面から前記ポケット寄り周面までの距離をＢ２、Ｂ２´、前記保持器の玉挿入側端面から延びる前記突起部の軸方向長さをＨ１、前記保持器の玉挿入側端面から前記溝部軸方向端面までの軸方向長さをＨ２、とすると、
０．２＜Ｂ２／Ｂ１、Ｂ２´／Ｂ１´＜０．６、且つ、０．４＜Ｈ２／Ｈ１＜１．０であることを特徴とする（２）に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
（６）  前記ポケットのピッチ円直径は、前記保持器の内周面及び外周面の径方向中間位置と一致することを特徴とする（４）又は（５）に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
（７）  前記複数のポケットは、前記ポケットの玉挿入側開口が前記保持器の軸方向一方側と軸方向他方側で交互となるように形成され、
前記ポケットの玉挿入側開口端面から延びる前記突起部の軸方向長さＺは、前記保持器の支持面側の軸方向端面から、前記玉が前記支持面に当接したときに、前記ポケットの玉挿入側開口から突出する前記玉の高さまでの距離をＳ、玉径をＤａ、前記突起部の円弧面によって形成される仮想円の内径をＸとしたとき、式（１）で表わされることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
【数１】
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（８）  δ＝Ｄａ−Ｘとしたとき、０．００１Ｄａ＜δ＜０．０１５Ｄａとなることを特徴とする（７）に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
（９）  前記突起部の幅をＹとしたとき、０．１５Ｄａ＜Ｙ＜０．７０Ｄａとなることを特徴とする（８）に記載のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器。
（１０）  （１）〜（９）のいずれかに記載の保持器を備えたことを特徴とするスラスト玉軸受。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器によれば、ポケットの内面は、円筒面と、該円筒面と連続し、玉と軸方向において当接する支持面と、を備え、円筒面には、支持面と軸方向において反対側のポケットの玉挿入側に、円筒面から突出する２つの突起部が、ポケットの円周方向に等間隔に形成される。そして、突起部は、ポケットの玉挿入側開口からの玉の脱落を防止するとともに、玉をポケットへ挿入するときに玉によって弾性変形、又は弾塑性変形される。これにより、銅合金製のもみ抜き保持器の機能を損なうことなく、ポケットへの玉の組込みを容易にし、且つ、ポケットから玉が脱落し難い構成とすることができる。
また、保持器の少なくとも玉挿入側端面には、２つの突起部が位置するポケットの周囲に、段部または溝部を有するので、玉をはめ込む際の突起部周辺部位の剛性が下がるため、玉の挿入力を下げることができる。また、玉が突起部を通過する際の突起部の塑性変形を極力抑えることができ、パチン代の減少が抑えられ、抜け力の低下を最小限に抑えることができる。さらに、塑性変形を抑えることで、保持器の外観性能も向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスラスト玉軸受用もみ抜き保持器の断面図である。
【図２】図１のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器の部分平面図である。
【図３】（ａ）は、図１のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器の拡大断面図であり、（ｂ）はその拡大平面図である。
【図４】（ａ）は、参考例として段部を有しないスラスト玉軸受用もみ抜き保持器の拡大断面図であり、（ｂ）はその拡大平面図である。
【図５】図４を用いて、突起部の内径と、保持器の玉入れと玉抜きの荷重との関係をＦＥＭで解析した結果を示すグラフである。
【図６】図４を用いて、突起部の幅と、保持器の玉入れと玉抜きの荷重との関係をＦＥＭで解析した結果を示すグラフである。
【図７】ＦＥＭによる弾塑性解析結果に基づく、挿入力とＢ２／Ｂ１の関係を示すグラフである。
【図８】ＦＥＭによる弾塑性解析結果に基づく、抜け力／挿入力とＢ２／Ｂ１の関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）は、玉をはめ込む際に、突起部周辺が全体変形する場合のポケット全体の概念図であり、（ｂ）は、その玉接触部拡大図である。
【図１０】（ａ）は、玉をはめ込む際に、突起部周辺が局所変形する場合のポケット全体の概念図であり、（ｂ）は、その玉接触部拡大図である。
【図１１】ＦＥＭによる弾塑性解析結果に基づく、挿入力とＨ２／Ｈ１の関係を示すグラフである。
【図１２】ＦＥＭによる弾塑性解析結果に基づく、抜け力／挿入力とＨ２／Ｈ１の関係を示すグラフである。
【図１３】ＦＥＭによる弾塑性解析結果に基づく、抜け力／玉重量とＢ２／Ｂ１の関係を示すグラフである。
【図１４】ＦＥＭによる弾塑性解析結果に基づく、抜け力／玉重量とＨ２／Ｈ１の関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るスラスト玉軸受用もみ抜き保持器の拡大断面図である。
【図１６】本発明の変形例に係るスラスト玉軸受用もみ抜き保持器の断面図である。
【図１７】（ａ）は、従来の銅合金製のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器の断面図であり、（ｂ）は、要部拡大上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るスラスト玉軸受用もみ抜き保持器及びそれを備えたスラスト玉軸受の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、第１実施形態のスラスト玉軸受は、複数の玉５と、該玉５を転動自在に保持するための複数のポケット２を円周方向に等間隔に有する銅合金製のもみ抜き保持器１と、を備え、複数の玉５が、図示しない軸軌道盤とハウジング軌道盤との間を転動する。
【００１５】
もみ抜き保持器１の各ポケット２の内面は、円筒面１１と、該円筒面１１と連続して徐々に縮径し、玉５と軸方向において当接する円錐台形状の支持面１２と、を備える。また、ポケット２の内面には、支持面１２と軸方向において反対側のポケット２の玉挿入側、即ち、円筒面１１の玉挿入側開口寄りに、該円筒面１１からポケット２の中心に向かって突出する突起部１３が、保持器１の内径側と外径側の２箇所にそれぞれ設けられている。
【００１６】
図３に示すように、本実施形態では、突起部１３は、円筒面１１からポケット２の中心に向かって所定の高さで突出することで円弧面１３ａを有し、また、保持器１の半径方向に対して直交する方向において所定の幅Ｙを有する。また、突起部１３は、保持器１の玉挿入側端面１ａから所定の軸方向長さＺを有し、且つ、突起部１３の支持面側先端は、角度αで傾斜している。
【００１７】
突起部１３は、ポケット２の開口側からの玉５の脱落を防止するとともに、玉５をポケット２へ挿入するときに玉５によって弾塑性変形（弾性変形と塑性変形が足し合わされて変形）されるように構成される。したがって、玉５は、ポケット２の開口側から突起部１３を押し潰しながら弾塑性変形させて、ポケット２に挿入される。
【００１８】
図２に示すように、複数のポケット２は、ポケット２の玉挿入側開口２ａが保持器１の軸方向一方側と軸方向他方側で交互となるように形成されている。このため、図１に示すように、軸方向一方側と他方側にある支持面１２が玉５と接触し、もみ抜き保持器１は、図示しない軸軌道盤及びハウジング軌道盤と接触しない構成となる。
【００１９】
また、スラスト玉軸受用もみ抜き保持器１では、保持器１の少なくとも玉挿入側端面１ａには、２つの突起部１３が位置するポケット２の周囲に、段部１４，１５，１６，１７が形成されている。
【００２０】
即ち、本実施形態のような、２つの突起部１３が、保持器１の内径側と外径側にそれぞれ設けられる構成においては、保持器１の少なくとも玉挿入側端面１ａには、各ポケット２に対して内径側及び外径側をそれぞれ通過する内径側及び外径側の環状段部１４，１５，１６，１７が形成される。
【００２１】
また、本実施形態のような、複数のポケット２が、ポケット２の玉挿入側開口２ａが保持器１の軸方向一方側と軸方向他方側で交互となるように形成される構成においては、内径側及び外径側の環状段部１４，１５，１６，１７は、保持器１の軸方向両端面にそれぞれ形成される。
【００２２】
図３（ｂ）に示すように、内径側の環状段部１４，１６は、段部内周面１４ａ，１６ａと、段部軸方向端面１４ｂ、１６ｂとによって断面略Ｌ字状にそれぞれ形成され、外径側の環状段部１５，１７は、段部外周面１５ａ，１７ａと、段部軸方向端面１５ｂ，１７ｂとによって断面略Ｌ字状にそれぞれ形成されている。
【００２３】
ここで、本実施形態の突起部１３は、以下に示すように、玉径Ｄａの関数として規定されるように設計されている。
【００２４】
（ａ）突起部１３の内径Ｘ(パチン代)
ここで、図３（ａ）に示すように、２つの突起部１３の円弧面１３ａによって形成される仮想円Ｉの内径をＸとし、玉径Ｄａに対する２つの突起部１３の半径方向の干渉量の合計をδ（＝Ｄａ−Ｘ）としたとき、０．００１Ｄａ＜δ＜０．０１５Ｄａとなるよう突起部１３の内径Ｘを規定している。
【００２５】
玉５を保持器１のポケット２に挿入するときに、突起部１３が弾性変形領域で収まるよう内径Ｘを設計するのが好ましいが、鋼球である玉５および内径Ｘの許容差を考慮すると生産性の面で困難であるため、δは、上記のように規定される。
【００２６】
挿入した玉５が容易に保持器１から抜け出さないようにするためには玉５をポケット２から抜くのに必要な力(抜け力)を大きくすれば良く、そのためには、δを大きくすれば良い。しかしながら、δを大きくしすぎると、玉５をポケット２に入れるのに必要な力(挿入力)の上昇による玉入れの作業性の悪化や玉傷発生、また、塑性変形量の増大によって
突起部１３のつぶれが大きくなり、外観の悪化が懸念される。
【００２７】
ここで、図５は、図４に示す参考例の、段部を有しない、内径１７０ｍｍ、外径２１５ｍｍ、玉数１９個のスラスト玉軸受保持器を用いて、玉入れと玉抜きの荷重をＦＥＭで解析した結果を示す。横軸はδと玉径Ｄａの比、縦軸は抜け力と挿入力の比を示している。δが大きくなるほど挿入力と抜け力の比が小さくなるため、抜け力のためにδを大きくするのは効率が悪いことがわかる。また、挿入力と抜け力の比が低下するのは、δが大きくなるほど塑性変形量が大きくなるためであり、突起部１３のつぶれが大きくなって外観が悪化する。このため、δの上限は、δ＜０．０１５Ｄａと規定する。
また、δが０．００１Ｄａ以下では抜け力が小さく、取り扱い時に玉５が保持器１より脱落する可能性が高くなるため、δの下限は、０．００１Ｄａ＜δと規定する。
【００２８】
（ｂ）突起部１３の幅Ｙ
突起部１３の幅Ｙは、玉径Ｄａに対して０．１５Ｄａ＜Ｙ＜０．７０Ｄａ、好ましくは０．１５Ｄａ＜Ｙ＜０．３５Ｄａとなるように規定される。
【００２９】
図６は、上記と同様、図４に示す参考例の、段部を有しない、内径１７０ｍｍ、外径２１５ｍｍ、玉数１９個のスラスト玉軸受用保持器を用いて、玉入れと玉抜きの荷重をＦＥＭで解析した結果を示す。横軸は幅Ｙと玉径Ｄａの比、縦軸は抜け力と挿入力の比を示している。幅Ｙは、０．１５Ｄａ＜Ｙ＜０．７０Ｄａに規定することで、抜け力と挿入力の比が大きくなる。しかしながら、幅Ｙを０．３５Ｄａ以上とすると、挿入力自体が大きくなって組込み作業性が悪化する。このため、０．１５Ｄａ＜Ｙ＜０．３５Ｄａに規定することが好ましい。
【００３０】
なお、上記内径Ｘと幅Ｙの設計においては、外径が２１５ｍｍのスラスト玉軸受用保持器を用いてＦＥＭ解析を行っているが、玉径Ｄａの関数として与えられる内径Ｘと幅Ｙは、外径がおよそ１００ｍｍを超えるサイズのスラスト玉軸受ならば適用可能である。
【００３１】
（ｃ）突起部１３の軸方向長さＺ
前述したように、複数のポケット２は、ポケット２の玉挿入側開口が保持器１の軸方向一方側と軸方向他方側で交互となるように形成されており、軸方向一方側と他方側にある支持面１２が玉５と接触し、もみ抜き保持器１は、軸軌道盤及びハウジング軌道盤と接触しない。玉５が円錐台形状の支持面１２に保持され、突起部１３に接触しないようにするには、保持器１の玉挿入側端面１ａから延びる突起部１３の軸方向長さＺは、以下の式を満足するように規定される。
【００３２】
即ち、保持器１の支持面側の軸方向端面１ｂから、玉５が支持面１２に当接したときに、ポケット２の玉挿入側開口２ａから突出する玉５の高さまでの距離をＳ、玉径をＤａ、突起部１３の円弧面１３ａによって形成される仮想円Ｉの内径をＸとしたとき、突起部１３の軸方向長さＺは、式（１）で表わされる。
【数１】
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【００３３】
また、本実施形態では、２つの突起部１３は、保持器１の外径側と内径側に配置される。玉５の挿入力および抜け力は、突起部１３の形状の他に突起部１３が設けられている部分の肉厚にも影響を受ける。図２に示すように、円周方向の肉厚aは軸受の内外径・玉径・玉数から決まるため、同じ玉径の玉５を使用している保持器でも軸受のサイズにより挿入力・抜け力が大きく影響を受ける。一方、内径側および外径側の肉厚ｂ、ｃは、玉径Ｄａと保持器１の内外径から決まる。保持器１の内外径は強度面や軸受のサイズによる制限はあるものの任意に設定することができ、強度面や軸受サイズの制限を考慮して保持器径方向の肉厚Ｗを１．２Ｄａ＜Ｗ＜１．５Ｄａの範囲で設定する。また、肉厚を調整して軸受のサイズが異なっても、肉厚ｂ、ｃを同じにして使用する玉径が同じならば、同じポケット形状にすることが可能であり、ポケット２を加工する工具を共通化することができコストダウンに繋がる。
このため、本実施形態では、２つの突起部１３は、これらの円周方向中間位置が保持器１の径方向に沿って延びる線Ｌ上に位置するようにして、保持器１の外径側と内径側に配置される。
【００３４】
さらに、突起部１３は保持器幅から出っ張らない形状とすることで材料費を従来の保持器と同じにできる。
以上のように構成されたもみ抜き保持器１０は、ポケット形状が複雑になるためポケット２の加工費は増加するが、ポケット２の加締め工程を省略できるため、結果的にコストダウンに繋がる。
【００３５】
次に、本実施形態の内径側及び外径側の環状段部１４，１５，１６，１７の寸法は、以下のように設計される。
即ち、図３（ｂ）に示す、ポケット２の中心Ｐｏを通る保持器１の径方向断面において、保持器１の外周面から突起部１３の円弧面１３ａまでの距離をＢ１、保持器１の内周面から突起部１３の円弧面１３ａまでの距離をＢ１´、保持器１の外周面から段部外周面１５ａ、１７ａまでの距離をＢ２、保持器１の内周面から段部内周面１４ａ、１６ａまでの距離をＢ２´、保持器１の玉挿入側端面１ａから延びる突起部１３の軸方向長さをＨ１、保持器１の玉挿入側端面１ａから段部軸方向端面１４ｂ〜１７ｂまでの軸方向長さをＨ２とすると、０．２＜Ｂ２／Ｂ１、Ｂ２´／Ｂ１´＜０．６、且つ、０．４＜Ｈ２／Ｈ１＜１．０であるように設定される。
【００３６】
なお、本実施形態では、ポケットＰのピッチ円直径（即ち、各ポケット２のポケット中心Ｐｏを結ぶ円の直径）は、保持器１の内周面と外周面との径方向中間位置と一致している（即ち、肉厚ｂ、ｃを同じにしている）ので、Ｂ２＝Ｂ２´、Ｂ１＝Ｂ１´に設定されている。
【００３７】
ここで、上記寸法の有効性を確認するため、段部の寸法（Ｂ２（＝Ｂ２´）、Ｂ１＝（Ｂ１´）、Ｌ、Ｈ１、Ｌ２をパラメータとして、ＦＥＭによる弾塑性解析を行った。なお、Ｌ（＝Ｌ´）は、Ｂ１−Ｂ２（＝Ｂ１´−Ｂ２´）で表される。
【００３８】
図７は、段部１４〜１７の高さ方向の寸法を固定して（Ｈ１／Ｈ２＝０．５）、断面方向の寸法を変えたときの挿入力とＢ２／Ｂ１の関係を示している。ここで、縦軸は、保持器外内径面に段部が全く無いの形状の挿入力を１とした時の挿入力の割合を示している。
【００３９】
図７に示すグラフによれば、Ｂ２／Ｂ１＜０．６の領域において、段部のない保持器に比べて挿入力が低減されることがわかる。また、図８に示す抜け力／挿入力は、Ｂ２／Ｂ１＝０．４５近辺で極大値を取り、最も良好であることがわかった。
【００４０】
この原因としては、Ｂ２／Ｂ１＞０．６といったパチン代の部分が薄肉の場合には、玉５が挿入されて力がかかった際に、図９に示すように、パチン代全体が外側に変形することになる（剛性が低い為、変形に耐えることが出来ない）。一方、Ｂ２／Ｂ１＜０．６の領域においては、図１０に示すように、パチン代と玉５の接触部のみが局所的に変形し、かつ挿入時に段部１４〜１７の根元部にモーメント荷重がかかる為、倒れが発生して玉５が挿入されることになる。
また、図７では、Ｂ２／Ｂ１＝０．６で変形のモードが大きく変わっており、不連続変化が発生していると考えられる。
【００４１】
また、図８に示すように、抜け力／挿入力に関しては、０．６未満で改善するが、０．４５で極大値を取り、その後、低下する傾向を示す。これは、上記で述べた通り、全体が変形する領域から局所的な変形に遷移する領域が０．５〜０．６であり、０．５を下回ると局所的な変形が支配的になり、玉５とパチン代の接触域での塑性変形が支配的になるため、それよりも厚肉とすると局所的な塑性変形量が増大し抜け力が下がる傾向になる。
【００４２】
よって、玉５の無理入れによりパチン代の局所的な変形と保持器全体の変形のバランスが良い、Ｂ２／Ｂ１＝０．５近辺が良好となる。したがって、Ｂ１，Ｂ２の関係は、０．２＜Ｂ２／Ｂ１＜０．６の範囲とする。
【００４３】
次に、図１１は、段部１４〜１７の断面方向の寸法を固定して（Ｂ２／Ｂ１＝０．４５）、高さ方向の寸法を変えたときの挿入力とＨ２／Ｈ１の関係を示している。ここで、縦軸は、保持器外内径面に段部が全く無い形状の挿入力を１とした時の挿入力の割合を示している。
【００４４】
Ｈ２／Ｈ１は段部の深さを示すが、図１１、１２よりＨ２／Ｈ１が大きくなる、すなわち段部１４〜１７の深さが深くなるほど挿入力を下げることができ、さらに、抜け力／挿入力を上げることが出来る。
これは段部１４〜１７の深さが深くなるほど、玉５の接触位置と段部１４〜１７の根元との距離が大きくなり、モーメント荷重が大きくなるため、パチン代の局所変形は抑えられるためである。
【００４５】
図１２より、高さ方向及び断面方向の最適な段部寸法を設計することにより、抜け力／挿入力は０．９５以上とすることができる。これは塑性変形が極力抑えられた結果と考えられる。したがって、最適範囲は、０．４＜Ｈ２／Ｈ１＜１.０とする。
【００４６】
次に、図１３、図１４は、挿入力は下がったが、抜け力の絶対値として玉５の脱落に対して問題無いかの確認を行ったデータである。この結果より全ての領域で玉５の重量に比べて充分な抜け力を維持しており、実用上も問題無いことがわかる。
【００４７】
上記の結果、今回の解析で最も良好な組合せであるＢ２／Ｂ１＝０．４５、Ｈ２／Ｈ１＝０．７においては、挿入力を２０％低減し、抜け力の減少を最小限に抑えることで、抜け力／挿入力が０．９５程度となることがわかった。
即ち、段部を有しない保持器に比べて、０．２＜Ｂ２／Ｂ１＜０．６、且つ、０．４＜Ｈ２／Ｈ１＜１.０とした段部を設けることで、より小さい力で挿入できると共に、抜け力／挿入力を０．８５以上に維持することができ、玉の抜けに対しても問題のない保持器を製造することができる。
【００４８】
なお、表１は、上記解析に用いたパラメータの値、及び解析結果を示している。
【００４９】
【表１】
2017057998.tif 000005
【００５０】
以上説明したように、本実施形態のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器１によれば、ポケット２の内面は、円筒面１１と、該円筒面１１と連続し、玉５と軸方向において当接する支持面１２と、を備え、円筒面１１には、支持面１２と軸方向において反対側のポケット２の玉挿入側に、円筒面１１から突出する２つの突起部１３が、ポケット２の円周方向に等間隔に形成される。そして、突起部１３は、ポケット２の玉挿入側開口からの玉５の脱落を防止するとともに、玉５をポケット２へ挿入するときに玉５によって弾塑性変形される。これにより、銅合金製のもみ抜き保持器１の機能を損なうことなく、ポケット２への玉５の組込みを容易にし、且つ、ポケット２から玉５が脱落し難い構成とすることができる。
【００５１】
また、２つの突起部１３が位置するポケット２の周囲に、段部１４〜１７が形成されることで、玉５をはめ込む際に突起部１３（パチン代）周辺部位の剛性が下がる為、玉５の挿入力を下げることができ、作業性を大きく改善することができる。
さらに、玉通過時に保持器１の突起部１３（パチン部）は弾塑性変形するが、塑性変形を極力抑える最適形状に設定することができる。これにより、パチン代の減少が抑えられ、抜け力の低下を最小限に抑えることができ、また、外観性能に関してもより良好となる。
また、段部１４〜１７の追加工は複雑なものではなく、コストアップも最小限に抑えることができる。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るスラスト玉軸受用もみ抜き保持器１について、図１５を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一または同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００５３】
本実施形態では、第１実施形態の段部の代わりに、保持器１´の少なくとも玉挿入側端面１ａには、２つの突起部１３が位置するポケット２の周囲に、溝部２４，２５，２６，２７が形成されている。
【００５４】
即ち、本実施形態のような、２つの突起部１３が、保持器１´の内径側と外径側にそれぞれ設けられる構成においては、保持器１´の少なくとも玉挿入側端面１ａには、各ポケット２に対して内径側及び外径側をそれぞれ通過する内径側及び外径側の環状溝部２４，２５，２６，２７が形成される。
【００５５】
また、本実施形態のような、複数のポケット２が、ポケット２の玉挿入側開口２ａが保持器１´の軸方向一方側と軸方向他方側で交互となるように形成される構成においては、内径側及び外径側の環状溝部２４，２５，２６，２７は、保持器１´の軸方向両端面に形成される。
【００５６】
内径側及び外径側の環状溝部２４，２５，２６，２７は、ポケット寄り周面２４ａ，２５ａ，２６ａ，２７ａ、反ポケット寄り周面２４ｃ，２５ｃ，２６ｃ，２７ｃ、及び、溝部軸方向端面２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂによって断面略コ字状にそれぞれ形成される。
【００５７】
また、内径側及び外径側の環状溝部２４，２５，２６，２７の寸法は、第１実施形態と同様に設計される。即ち、図１５に示す、ポケット２の中心Ｐｏを通る保持器１´の径方向断面において、保持器１´の外周面から突起部１３の円弧面１３ａまでの距離をＢ１、保持器１´の内周面から突起部１３の円弧面１３ａまでの距離をＢ１´、保持器１´の外周面からポケット寄り周面２５ａ，２７ａまでの距離をＢ２、保持器１´の内周面からポケット寄り周面２４ａ，２６ａまでの距離をＢ２´、保持器１´の玉挿入側端面１ａから延びる突起部１３の軸方向長さをＨ１、保持器１´の玉挿入側端面１ａから溝部軸方向端面２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂまでの軸方向長さをＨ２、とすると、０．２＜Ｂ２／Ｂ１、Ｂ２´／Ｂ１´＜０．６、且つ、０．４＜Ｈ２／Ｈ１＜１．０に設定される。
【００５８】
なお、本実施形態でも、ポケットＰのピッチ円直径（即ち、各ポケット２のポケット中心Ｐｏを結ぶ円の直径）は、保持器１の内周面と外周面との径方向中間位置と一致している（即ち、図２の肉厚ｂ、ｃを同じにしている）ので、Ｂ２＝Ｂ２´、Ｂ１＝Ｂ１´に設定されている。
【００５９】
したがって、本実施形態においても、２つの突起部１３が位置するポケット２の周囲に、溝部２４，２５，２６，２７が形成されることで、第１実施形態と同様の効果を奏する。特に、ポケット径に対して保持器肉厚｛（外径−内径／２）−保持器ポケット径｝が著しく大きいものにおいて、溝部２４，２５，２６，２７を設けることによって、第１実施形態と同様の効果を奏することができ、より効果的である。
なお、本実施形態の溝部２４，２５，２６，２７は、保持器中心に対して環状に形成されているが、各ポケット２毎にポケット中心Ｐｏに対して環状にそれぞれ形成されてもよい。
【００６０】
尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
上記実施形態では、ポケット２の支持面１２が円錐台形状に形成されているが、これに限らず、例えば、図１６に示すような、すり鉢形状の支持面１２など、玉５と軸方向において当接し、ポケット２の開口側と反対側から玉５が抜け出さない形状であればよい。
【００６１】
また、２つの突起部は、保持器１の内径側と外径側にそれぞれ設けられるものが好ましい態様であるが、ポケット２の円周方向に等間隔に形成されるものであればよい。また、段部や溝部の形状も、２つの突起部１３の位置に応じて、ポケット２の周囲に形成されればよい。
さらに、本発明のスラスト玉軸受用もみ抜き保持器は、単式、複式のどちらのスラスト玉軸受にも適用可能である。
【００６２】
加えて、突起部１３は、玉５をポケット２へ挿入するときに玉５によって弾塑性変形されているが、玉５および突起部１３の内径Ｘの許容差を小さく設計できる場合には、弾性変形によって玉５が挿入されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  スラスト玉軸受用もみ抜き保持器
２  ポケット
５  玉
１１  円筒面
１２  支持面
１３  突起部
１４，１５，１６，１７  段部
２４，２５，２６，２７  溝部
Ｂ１、Ｂ１´  保持器の内周面又は外周面から突起部の円弧面までの距離
Ｂ２、Ｂ２´  保持器の内周面又は外周面から段部内周面または段部外周面（溝部のポケット寄り周面）までの距離
Ｈ１  保持器の玉挿入側端面から延びる突起部の軸方向長さ
Ｈ２  保持器の玉挿入側端面から段部軸方向端面（溝部軸方向端面）までの軸方向長さ
Ｘ  内径
Ｙ  幅
Ｚ  軸方向長さ
【図１】
2017057998.tif 000007
【図２】
2017057998.tif 000008
【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】
2017057998.tif 000016
【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】
2017057998.tif 000022
【図１７】
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