(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に膨出する玉保持部と平坦部とを円周方向に所定間隔に形成した二枚の環状保持板が、各玉保持部を対向させるように組み合わされて玉を保持するポケットを形成してなる玉軸受用波形保持器において、
前記環状保持板の玉保持部は、両側の平坦部寄りに形成した球面状凹部とポケット中心を通る軸線方向に底面を対向させて対称に形成した二つの筒状円錐体の一部と両筒状円錐体間に設けた球面状凹部とをそれぞれ接続して形成されているとともに、該筒状円錐体の一部にて玉を接触支持することを特徴とする玉軸受用波形保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、玉軸受用の波形保持器、特に２サイクルエンジンのクランクシャフト等のように潤滑条件の厳しい環境で使用される玉軸受の波形保持器であって焼付の生じにくい構造とした玉軸受用波形保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
玉軸受用の波形保持器は、円周方向等配に軸方向に膨出する玉保持部を形成した環状保持板を対向接合（合掌）させて玉を配置するポケットが形成してある。通常、波形保持器のポケット内面は使用する玉の直径の数％程度大きい曲率半径となるように形成されて玉を保持している。
即ち、図６の斜視図に示すように、円周方向等間隔に玉保持部２３，２３，・・・を形成した二枚の環状保持板２２，２２を、これら玉保持部２３と玉保持部２３とがポケット２６を形成するよう対向接合させ、平坦部（接合部）２４，２４をリベット７で固定して製作する。ポケット２６に玉を配置するこの波形保持器２１は、内輪と外輪（いずれも図示省略）との間に形成される環状空間に配置される。
【０００３】
従来の玉軸受用の波形保持器としては、振動や騒音を防止するためポケットを形成する玉保持部を、保持器の半径方向に短径を有する回転楕円に形成した玉軸受用保持器（特公昭４０−１４７６４号）や、玉の円滑な回転を確保するため玉保持部を形成する二枚の環状保持板同士が相対的に若干平行遊動できるように組まれた玉軸受用保持器（実公昭５３−４２６８１号）、或いは図９に示すように、軸方向に膨出させた玉保持部３３，３３の一部に円筒状範囲３４，３４，３４，３４を形成したポケット３６を有する玉軸受用の保持器３１（特開平３−１７２６１３号）等が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図７（Ａ）は、従来の前記玉軸受用の波形保持器２１を、ピッチ円方向に沿って切断した状態の断面図である。この場合、玉軸受は、その軌道輪（内輪若しくは外輪）が相対回転するとき玉５及び波形保持器２１も同時に回転（公転）するが、玉５は、回転方向（進行方向）の前面と波形保持器２１のポケット２６の内壁面で接触しながら回転（公転及び自転）することになる。
【０００５】
前記波形保持器２１が公転運動するとき、該波形保持器２１内の玉５は軸線Ｚ回りに公転及び自転しながら波形保持器２１のポケット２６の進行方向の内周面２６ａ，２６ｂで接触している。この接触状態は、図７（Ａ）のＡ−Ａ矢視方向から見た場合、図７（Ｂ）に示すような形状で接触している。即ち、図８に示すように、玉５が軸線Ｚ回りに自転する時、自転時の角速度をω（一定）とし且つ玉５の任意の表面から軸線Ｚまでの半径（垂直距離）をｒとすると、その玉表面の周速度ｖは、ｖ＝ω・ｒ、であるから、該玉５は、回転半径が最も大きくなる位置の近傍，Ｐ，Ｐで波形保持器２１のポケット内周面と接触していることになる。つまり、玉５は最大自転周速を有する位置の近傍で波形保持器２１のポケット内壁面と接触していることになり、焼付の問題が発生しやすい状態になっている。
尚、上記する図９に示すような波形保持器３１では玉を半径方向にはガイドできない。即ち、内・外輪間に配置された玉を保持するこのような保持器は半径方向には自由に移動することになり、回転時、保持器の所謂みそ擦り運動が激しくなり異常振動や異常摩耗（焼付）が生じやすくなり、また高速時回転が安定しない傾向にあるという問題がある。
【０００６】
この発明は上記する課題に着目してなされたものであり、玉と保持器との焼付が生じにくく潤滑剤の保持も長く保持でき、軸受寿命を長寿命とすることのできる玉軸受用波形保持器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、軸方向に膨出する玉保持部と平坦部とを円周方向に所定間隔に形成した二枚の環状保持板が、各玉保持部を対向させるように組み合わされて玉を保持するポケットを形成してなる玉軸受用波形保持器において、前記環状保持板の玉保持部は、両側の平坦部寄りに形成した球面状凹部とポケット中心を通る軸線方向に底面を対向させて対称に形成した二つの筒状円錐体の一部と両筒状円錐体間に設けた球面状凹部とをそれぞれ接続して形成されているとともに、該筒状円錐体の一部にて玉を接触支持することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の環状保持板に形成した玉保持部を形成する二つの球面状凹部が、ピッチ円方向に切断したとき軸線方向に短径を有し且つ周方向に長径を有する楕円の一部であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の玉軸受用波形保持器の一部斜視図であり、図２はこの玉軸受用波形保持器１を構成する環状保持板２のピッチ円方向に沿った一部断面図であり、図３は回転中のこの玉軸受用波形保持器１のピッチ円方向に沿って切断した状態の断面図である。
【００１０】
この玉軸受用波形保持器１を構成する片側の環状保持板２には、円周方向一定間隔に軸方向に膨出する玉保持部３と平坦部４とが形成されている。そして該玉保持部３は、両側の平坦部４及び４寄りに形成した二つの球面状凹部３ａ，３ａと、二つの筒状円錐体の一部３ｂ，３ｂと、球面状凹部３ｃと、を接続して形成されている。なお、前記球面状凹部３ａから平坦部４にかけては滑らかなＲ加工が施してある。
【００１１】
また、前記環状保持板２の玉保持部３に形成される球面状凹部３ａ，３ａの曲率半径Ｒa は、玉５の曲率半径と同等か少し小さくてもよいが、その場合曲率中心は２つの曲率中心、即ち、図２に示すように、一方は玉５を配置するポケット６の中心Ｏ0 より若干周方向後側（説明の便宜上、一方を後側、他方を前側とする）方向にｄ1 ずらせた位置Ｏ1 とし、他方は玉５を配置するポケット６の中心Ｏ0 より若干前側方向にｄ1 ずらせた位置Ｏ2 としている。なお、前記一方の球面状凹部３ａの曲率中心Ｏ1 をポケット６の中心Ｏ0 よりも若干周方向前側に、前記他方の球面状凹部３ａの曲率中心Ｏ2 をポケット６の中心Ｏ0 よりも若干周方向後側にそれぞれずらせて、両球面状凹部３ａ，３ａの曲率半径Ｒa ，Ｒa を玉５の曲率半径より少し大きくしてもよい。このように、該球面状凹部３ａの曲率半径Ｒa は玉５の曲率半径と同等或いは若干大小のいずれに形成してもよい。
【００１２】
次に、前記環状保持板２の玉保持部３に形成される二つの筒状円錐体の一部３ｂ，３ｂは、ポケット中心Ｏ0 を通る軸線Ｙ（図３参照）上に底面を対向させて対称に形成した二つの筒状円錐体１０及び１１の一部である。即ち、図４及び図５に示すように、筒状円錐体１０，１１の一部を玉保持部３の一部３ｂ，３ｂとなるように形成してある。
【００１３】
また、前記玉保持部３に形成される球面状凹部３ｃの曲率中心は、玉５を配置するポケット６の中心Ｏ0 でもよく、或いは該中心Ｏ0 より上側の軸線Ｙ方向（軸方向）にｄ2 ずらせた位置Ｏ3 でもよい。更には前記球面状凹部３ｃの曲率中心Ｏ3 を軸線Ｙ上をポケット６の中心Ｏ0 より下側に位置させて球面状凹部３ｃの曲率半径Ｒc を玉５の曲率半径より若干大きくしてもよい。このように、球面状凹部３ｃの曲率半径Ｒc は、その内側面が玉５に触れない程度の曲率半径とすれば、その大小は問わない。尚、前記環状保持板２の形状は、片側の環状保持板について説明したが、該環状保持板２と平坦部４を接合させる相手側のの環状保持板の玉保持部の球面状凹部や円錐面等についても全く同様である。
【００１４】
この発明の玉軸受用波形保持器１は、上記構成とした環状保持板２を対向接合させ、玉保持部３，３によって形成されるポケット６に玉５を配置すると共に、接合した平坦部４，４に孔８，８，・・・を穿設してリベット７を入れ圧潰して形成する。この場合、環状保持板２の球面状凹部３ａや筒状円錐体の一部３ｂ，３ｂ及び該球面状凹部３ｃはプレス加工によるため製作は容易である。
【００１５】
図５は、上記構成とした波形保持器１のポケット６に玉５を配置した場合、軸受回転中の玉５とポケット６の内周面とがどのように接触するかを示す概念図である。この図から分かるように、波形保持器１のポケット６に配置された玉５は、環状保持板２の玉保持部３の前側の筒状円錐体の一部３ｂ，３ｂに接触する。この場合、玉５は図に示すように筒状円錐体の一部３ｂ，３ｂのＳ及びＴ部分（円９の一部Ｖ，Ｗ）に支持されて自転する。そして、筒状円錐体の一部３ｂ，３ｂと玉５との接触位置（軸線Ｚとの角度θ）は小さいため、即ち、この波形保持器１を使用する玉軸受の軌道輪が回転するとき、玉５が自転する際、図８に示すように、玉５の自転時の周速度の最も大きくなるＰ，Ｐ近傍で接触するのではなく、自転時の周速度が最も小さくなる位置の近傍Ｑ，Ｑ近傍で接触していることになる。従って、玉５は自転時速度の低い位置で波形保持器１のポケット６の内周面と接触しているため焼付は生じにくくなる。
【００１６】
また、図３からも明らかなように、回転時の進行方向の波形保持器１のポケット６内の前部、即ち、玉５と環状保持板２，２の接合部近傍とが接触することはなく、一定の空間１２が形成され、該空間１２は『潤滑剤溜まり』となる。更に、環状保持板２に形成される球面状凹部３ｂの内部空間１３，１３内及び玉５の後方の空間１４も『潤滑剤溜まり』となる。従って、上記のように形成した環状保持板２，２から成る波形保持器１はその潤滑剤の保持状態が極めてよくなり、耐焼付性が大幅に向上する。
【００１７】
尚、この発明の玉軸受用波形保持器の他の実施の形態として、玉５を保持させるポケット６を形成する球面状凹部３ａ，３ａは、前記環状保持板２のピッチ円方向に沿って切断した場合の断面形状の一部が、軸線方向に短径を有し且つ周方向に長径を有するポケットとなるような半楕円状の球面状凹部としても良い。
【００１８】
【発明の効果】
以上、詳述したように、従来保持器のポケット内周面では、玉の自転速度の最も大きな位置で接触していたため焼付が生じやすいという問題があったが、この発明の玉軸受用波形保持器によれば、玉の自転速度の最も低い位置の近傍で接触させることになるため焼付は生じにくくなる。更に、保持器を構成する環状保持板に形成されるポケットには玉と該ポケットとの前後及び左右外側の間に空間が形成され、これらが共に潤滑剤溜まりとなるため潤滑剤の保持状態が極めてよくなり耐焼付性を大幅に向上させ、軸受の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の玉軸受用波形保持器の一部斜視図である。
【図２】この発明の玉軸受用波形保持器を構成する環状保持板のピッチ円方向に沿った一部断面図である。
【図３】回転中のこの発明の玉軸受用波形保持器のピッチ円方向に沿って切断した状態の断面図である。
【図４】この発明の玉軸受用波形保持器を構成する環状保持板に形成されるポケットの一部となる筒状円錐体の一部を示す斜視図である。
【図５】図５は、この発明の玉軸受用波形保持器のポケットに玉を配置した場合の軸受回転中の玉とポケットの内周面とがどのように接触するかを示す概念図である。
【図６】従来の玉軸受用波形保持器の斜視図である。
【図７】図７（Ａ）は、従来の玉軸受用の波形保持器の中央の円周方向に沿って切断した状態の断面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＡ−Ａ矢視図であって保持器と玉との接触状態を示す図である。
【図８】玉軸受用の波形保持器のポケットに配置される玉の自転状態を示す図である。
【図９】従来の玉軸受用波形保持器の一部斜視図である。
【符号の説明】
１  波形保持器
２  環状保持板
３  玉保持部
３ａ  球面状凹部
３ｂ  筒状円錐体の一部
３ｃ  球面状凹部
４  平坦部
５  玉
６  ポケット
１０，１１  筒状円錐体
１２，１３，１４  空間部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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