(57)【要約】【課題】保持器の剛性を向上することができ、高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力よる変形や熱膨張を抑制することができ、さらには、成形後の保持器の良否を容易に判断することができると共に、成形後の保持器が不良であったとしても補強部材を無駄にすることがない玉軸受用冠型保持器及び玉軸受を提供する。【解決手段】玉軸受用冠型保持器１４は、合成樹脂からなり、円環状のリム部１５と、リム部１５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部１６と、柱部１６間に形成され、複数の玉１３を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部１７と、を備え、玉軸受用冠型保持器１４の成形後に、リム部１５の少なくとも一部に、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い補強部材２２を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のリム部と、前記リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部と、前記柱部間に形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部と、を備える合成樹脂製の玉軸受用冠型保持器であって、
前記玉軸受用冠型保持器の成形後に、前記リム部の少なくとも一部に、前記合成樹脂よりも剛性の高い補強部材を設けることを特徴とする玉軸受用冠型保持器。
【請求項２】
外輪と内輪との間に複数の玉が円環状の保持器を介して円周方向に転動可能に配設される玉軸受であって、
前記保持器として、請求項１に記載の玉軸受用冠型保持器を使用す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、例えば、自動車や工作機械等の各種回転機械装置において、高温環境下で高速運転される玉軸受に用いられる玉軸受用冠型保持器及びこの玉軸受用冠型保持器が組み込まれた玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種回転機械装置の回転部分を支持する従来の玉軸受としては、例えば、図９に示すような玉軸受５０が広く使用されている。この玉軸受５０は、内周面に外輪軌道面５１ａを有する外輪５１と、外周面に内輪軌道面５２ａを有する内輪５２と、外輪軌道面５１ａと内輪軌道面５２ａとの間に転動可能に配設される複数の玉５３と、複数の玉５３を円周方向に略等間隔に保持する冠型保持器５４と、を備える。
【０００３】
冠型保持器５４は、合成樹脂の射出成形により形成されており、図１０に示すように、円環状のリム部５５と、リム部５５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部５６と、柱部５６間に互いに隣り合うように形成され、複数の玉５３を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部５７と、ポケット部５７の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部５８と、一対の爪部５８の各先端間に形成される開口部５９と、を備える。そして、開口部５９から玉５３を一対の爪部５８を押し広げつつポケット部５７に押し込むことによって、ポケット部５７内に玉５３が微小なすきまを介して転動可能に保持される。
【０００４】
ところで、近年、自動車や工作機械等の各種回転機械装置の性能向上や小型化により、玉軸受の使用条件が益々厳しくなっている。例えば、回転速度の増大、設置スペースの減少及び使用温度の上昇傾向等のように、使用条件が急速に変わってきている。そのため、軸受の高速回転時の遠心力や熱膨張による保持器の変形や、外乱による保持器の振動変形が発生しやすくなっている。
【０００５】
このため、図１０に示す従来の冠型保持器５４においては、軸受の高速回転時の熱膨張や遠心力による形状変形によって、停止時、常温時に対してポケット部５７の形状が広がり、また、図１１に示すように、冠型保持器５４の柱部５５が外径側に大きく開くことにより、一対の爪部５８によって玉５３を保持できなくなる場合がある。さらに、柱部５５が外径側へ開くことにより、ポケット部５７の底部に応力が集中してその底部から保持器５４が破損する虞れや、保持器５４が外輪５１の内周面に干渉して、異常摩耗が発生する虞れがある。
【０００６】
このような不都合を解消するために、従来では、合成樹脂製の保持器のリム部に金属等の補強部材を射出成形（インサート成形）により一体に設けて、高速回転時の遠心力による保持器の変形を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１４５０６１号公報
【特許文献２】特開２０００−１６１３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の保持器では、保持器を射出成形する際に、金属製の補強部材がキャビティ内の所定位置に正確に配置されない状態で成形されてしまう場合があり、この場合、成形後の保持器に補強部材が完全に埋没していると、製品として不良であるかどうかの判断がつきにくく、また、不良である場合には、保持器の合成樹脂部分と補強部材の両方が無駄になってしまう。
【０００９】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、保持器の剛性を向上することができ、高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力よる変形や熱膨張を抑制することができ、さらには、成形後の保持器の良否を容易に判断することができると共に、成形後の保持器が不良であったとしても補強部材を無駄にすることがない玉軸受用冠型保持器及び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）  円環状のリム部と、リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部と、柱部間に形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部と、を備える合成樹脂製の玉軸受用冠型保持器であって、玉軸受用冠型保持器の成形後に、リム部の少なくとも一部に、合成樹脂よりも剛性の高い補強部材を設けることを特徴とする玉軸受用冠型保持器。
（２）  外輪と内輪との間に複数の玉が円環状の保持器を介して円周方向に転動可能に配設される玉軸受であって、保持器として、（１）に記載の玉軸受用冠型保持器を使用することを特徴とする玉軸受。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の玉軸受用冠型保持器及び玉軸受によれば、玉軸受用冠型保持器のリム部の少なくとも一部に、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂よりも剛性の高い補強部材を設けるため、玉軸受用冠型保持器の剛性を向上することができる。これにより、高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力や熱膨張による玉軸受用冠型保持器の変形を抑制することができる。
【００１２】
この結果、ポケット部に玉を良好に保持することができ、また、ポケット部の底部に応力が集中してその底部から保持器が破損する虞れや、保持器が外輪の内周面に干渉して、異常摩耗が発生する虞れを回避することができるので、玉軸受の性能、ひいては玉軸受が組み込まれる回転機械装置の性能を良好に維持することができる。
【００１３】
また、本発明の玉軸受用冠型保持器及び玉軸受によれば、玉軸受用冠型保持器の成形後に、リム部の少なくとも一部に、玉軸受用冠型保持器の合成樹脂よりも剛性の高い補強部材を設けるため、成形時に何らかの不具合が生じて成形後の保持器が不良となったとしても、補強部材が無駄になることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、本実施形態の玉軸受用冠型保持器の基本構造については、図１０に示す従来の冠型保持器５４を参照されたい。
図１は本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の一実施形態を説明するための要部断面図、図２〜図８は本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の一実施形態の変形例を説明するための図である。
【００１５】
本実施形態の玉軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動可能に配設される複数の玉１３と、を備える深溝玉軸受であり、複数の玉１３は、本実施形態の玉軸受用冠型保持器１４を介して円周方向に略等間隔に保持される。
【００１６】
玉軸受用冠型保持器１４は、合成樹脂の射出成形により形成されており、円環状のリム部１５と、リム部１５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部１６と、柱部１６間に互いに隣り合うように形成され、複数の玉１３を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部１７と、ポケット部１７の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部１８と、一対の爪部１８の各先端間に形成される開口部１９と、を備える。そして、開口部１９から玉１３を一対の爪部１８を押し広げつつポケット部１７に押し込むことによって、ポケット部１７内に玉１３が微小なすきまを介して転動可能に保持される。
【００１７】
玉軸受用冠形保持器１４の合成樹脂材料としては、例えば、４６ナイロンや６６ナイロン等のポリアミド系樹脂の他に、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルサイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等が挙げられる。また、これらの樹脂材料に１０〜５０重量％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維等）を適宜添加することにより、玉軸受用冠形保持器１４の剛性及び寸法精度を向上させることができる。
【００１８】
そして、本実施形態では、図１に示すように、玉軸受用冠型保持器１４のリム部１５の外径が柱部１６の外径より大径に形成されると共に、このリム部１５の外周面に段部２１が全周に亘って形成されており、この段部２１には、玉軸受用冠型保持器１４の射出成形後において、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い、例えば、金属製の環状板（補強部材）２２が軸方向の圧入等により外嵌固定される。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態の玉軸受用冠型保持器１４及び玉軸受１０よれば、玉軸受用冠型保持器１４のリム部１５の外周面に形成される段部２１に、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い環状板２２を設けるため、玉軸受用冠型保持器１４の剛性を向上することができる。これにより、高温環境下で高速運転した場合においても、遠心力や熱膨張による玉軸受用冠型保持器１４の変形を抑制することができる。
【００２０】
この結果、一対の爪部１８によってポケット部１７に玉１３を良好に保持することができ、また、ポケット部１７の底部に応力が集中してその底部から保持器１４が破損する虞れや、保持器１４の一対の爪部１８が外輪１１の内周面に干渉して、異常摩耗が発生する虞れを回避することができるので、玉軸受１０の性能、ひいては玉軸受１０が組み込まれる回転機械装置の性能を良好に維持することができる。
【００２１】
また、本実施形態の玉軸受用冠型保持器１４及び玉軸受１０によれば、玉軸受用冠型保持器１４の成形後に、リム部１５の外周面に形成される段部２１に、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い環状板２２を設けるため、成形時に何らかの不具合が生じて成形後の玉軸受用冠型保持器１４の樹脂部分が不良となったとしても、環状板２２が無駄になることはない。
【００２２】
なお、本実施形態の第１変形例として、図２に示すように、玉軸受用冠型保持器１４のリム部１５の外径を柱部１６の外径と略同径に形成すると共に、このリム部１５の外周面に段部２３を全周に亘って形成して、この段部２３に、玉軸受用冠型保持器１４の射出成形後において、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い、例えば、金属製の環状板（補強部材）２４を軸方向の圧入等により外嵌固定してもよい。
【００２３】
また、本実施形態の第２変形例として、図３及び図４に示すように、玉軸受用冠型保持器１４のリム部１５の外周面に嵌合溝２５を全周に亘って形成して、この嵌合溝２５に、玉軸受用冠型保持器１４の射出成形後において、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い、例えば、金属製のリング部材（補強部材）２６を弾性変形により嵌合固定してもよい。また、この場合、リング部材２６を嵌合溝２５に装着しやすくするために、嵌合溝２５とリム部１５の軸方向外端面との間にテーパ状の面取部２７を設ける方が好ましい。また、本変形例では、金属製のリング部材２６を嵌合溝２５に嵌合固定しているが、これに限定されず、Ｃ型の補強部材を嵌合溝２５に嵌合固定するようにしてもよい。
【００２４】
また、本実施形態の第３変形例として、図５及び図６に示すように、玉軸受用冠型保持器１４のリム部１５の軸方向外端面の外周面寄りに嵌合溝２８を全周に亘って形成して、この嵌合溝２８に、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い、例えば、金属製の環状板（補強部材）２９を軸方向の圧入等により嵌合固定してもよい。
【００２５】
なお、第３変形例では、環状の嵌合溝２８に環状板２９を嵌合固定しているが、環状の嵌合溝２８に、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い金属製の円弧状板（不図示）を複数個所嵌合固定してもよい。また、本変形例では、環状の嵌合溝２８に環状板２９を嵌合固定しているが、嵌合溝２８の代わりに円周方向に所定の間隔を存して複数の円弧状の嵌合溝（不図示）を形成して、この円弧状の嵌合溝に、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い金属製の円弧状板（不図示）を嵌合固定してもよい。
【００２６】
また、本実施形態の第４変形例として、図７及び図８に示すように、玉軸受用冠型保持器１４のリム部１５の外周面に、開口縁部に係合片３１，３１を有する凹溝３０を全周に亘って形成して、この凹溝３０に、玉軸受用冠型保持器１４の射出成形後において、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い、例えば、金属製のリング部材（補強部材）３２を径方向の圧入等により嵌入固定してもよい。また、本変形例では、金属製のリング部材３２を凹溝３０に嵌合固定しているが、これに限定されず、Ｃ型の補強部材を凹溝３０に嵌合固定するようにしてもよい。
【００２７】
なお、第４変形例では、係合片３１は、凹溝３０の全周に亘って設けられているが、円周方向に所定の間隔を存して複数箇所設けられていてもよい。また、本変形例では、係合片３１は、凹溝３０の両方の開口縁部に設けられているが、片方の開口縁部に設けられていてもよい。また、本変形例では、環状の凹溝３０にリング部材３２を嵌入固定しているが、環状の凹溝３０に、玉軸受用冠型保持器１４の合成樹脂よりも剛性の高い金属製の円弧状棒（不図示）を複数箇所嵌入固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の一実施形態を説明するための要部断面図である。
【図２】本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の一実施形態の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図３】本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の一実施形態の第２変形例を説明するための要部断面図である。
【図４】図３に示す玉軸受用冠型保持器への補強部材の装着方法を説明するための説明図である。
【図５】本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の一実施形態の第３変形例を説明するための要部断面図である。
【図６】図５に示す玉軸受用冠型保持器への補強部材の装着方法を説明するための説明図である。
【図７】本発明に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受の一実施形態の第４変形例を説明するための要部断面図である。
【図８】図７に示す玉軸受用冠型保持器への補強部材の装着方法を説明するための説明図である。
【図９】従来の玉軸受用冠型保持器が組み込まれた玉軸受を示す要部断面図である。
【図１０】従来の玉軸受用冠型保持器を示す斜視図である。
【図１１】従来の玉軸受用冠型保持器が組み込まれた玉軸受の不具合を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０      玉軸受
１１      外輪
１１ａ    外輪軌道面
１２      内輪
１２ａ    内輪軌道面
１３      玉
１４      玉軸受用冠型保持器
１５      リム部
１６      柱部
１７      ポケット部
１８      爪部
１９      開口部
２１      段部
２２      環状板（補強部材）
２３      段部
２４      環状板（補強部材）
２５      嵌合溝
２６      リング部材（補強部材）
２７      面取部
２８      嵌合溝
２９      環状板（補強部材）
３０      凹溝
３１      係合片
３２      リング部材（補強部材）
【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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