JP2002333026A - 樹脂製保持器 - Google Patents

樹脂製保持器

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JP2002333026A
JP2002333026A JP2001140326A JP2001140326A JP2002333026A JP 2002333026 A JP2002333026 A JP 2002333026A JP 2001140326 A JP2001140326 A JP 2001140326A JP 2001140326 A JP2001140326 A JP 2001140326A JP 2002333026 A JP2002333026 A JP 2002333026A
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JP
Japan
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pocket
rolling element
resin
bearing
contact
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JP2001140326A
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Yasushi Tamaki
康 玉城
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/3837Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages
    • F16C33/3843Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages
    • F16C33/3856Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages made from plastic, e.g. injection moulded window cages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油量の微量化に適するだけでなく、回転
速度の高速化や長寿命化にも適した樹脂製保持器を得
る。 【解決手段】 転がり軸受の内外輪間に装備される転動
体2を収容保持するポケット3の内面3aと転動体2に
接触する係り代部7の内面7aとの交差部が、係り代部
7とポケット3側との相互間での応力伝達を低減する屈
曲部11を形成すると共に、係り代部7はポケット3や
連結部5が構成する円環部6よりも断面を薄肉化するこ
とで、回転時の転動体2と係り代部7との衝撃的な接触
時の衝撃力が円環部に伝達され難くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば工作機械用
主軸スピンドルのように、比較的に高速回転で駆動され
る回転軸の支承に使用される転がり軸受において、転が
り軸受の内外輪間に装備される複数個の転動体相互の軸
受周方向の間隔を規制する樹脂製保持器に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】高速回転される工作機械用主軸スピンド
ルを支承する転がり軸受では、工作精度の向上のため
に、振動特性等の改善が求められ、更に、近年では、加
工効率を向上させるために、より高速運転での軸受性能
の安定化が望まれている。一方、高速回転時の軸受内の
潤滑油の攪拌抵抗とこれに伴う発熱を最小限に止めて、
軸受部の過熱による工作精度等への悪影響を防止するた
めに、内外輪間に供給する潤滑油量を、極微量の必要最
小限に制限することも要求されている。
【0003】このような要望を満たすために、高速回転
用の転がり軸受では、軽量で柔軟性に優れ、極微量の潤
滑油でも良好な潤滑状態を維持し易い樹脂製保持器を使
用したものが増えている。なお、樹脂製保持器として
は、内外輪間の半径方向の位置規制を、内外輪の何れか
の軌道輪との接触によって行う軌道輪案内型のものと、
転動体の外周面との接触によって行う転動体案内型のも
のとが開発されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高速運転さ
れる転がり軸受の保持器には、大きな遠心力が働き、ま
た、保持器自体の共振周波数に同期して使用される場合
が多いため、保持器に自励振動が発生し易い。そして、
従来の軌道輪案内型の樹脂製保持器は、このような遠心
力や自励振動によって円環部に半径方向の変形が生じ、
局部的に軌道輪との衝撃的な接触が繰り返されること
で、高速運転した際に、保持器音と呼ばれる異音(騒
音)が発生し易いという問題があった。
【0005】また、従来の転動体案内型の樹脂製保持器
の場合は、一般的に、転動体を収容保持するポケットの
内面を転動体の外面に沿う滑らかな曲面に仕上げ、さら
に、このポケットの一方の開口縁に連設されて転動体外
面に接触する係り代部の内面とポケット内面との交差部
を、滑らかに連続する曲面状態に仕上げている。しか
し、このような係り代部の装備形態では、前述した遠心
力や自励振動によって円環部に半径方向の変形が生じ
て、係り代部と転動体とが衝撃的な接触をした際、転動
体から係り代部に作用する衝撃力が係り代部に連続する
円環部に容易に伝搬し、その結果、高速運転した際に、
円環部に作用する内部応力の増大によって、円環部の変
形が増幅され、円環部に疲労破壊が生じ易いという問題
があった。
【0006】そこで、このような従来の樹脂製保持器の
問題を解決するために、合成樹脂と比較して機械的強度
に優れた銅合金製の保持器も研究されている。しかし、
銅合金製の保持器は、潤滑油量が微量の場合には、摩耗
が激しく、また、その摩耗粉が転動体や軌道輪に微小な
傷を作って更に大きな摩耗を招く虞があり、焼き付け等
によって、軸受寿命が大幅に低下する虞があった。
【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、潤滑油量の微量化に適した樹脂製保持器であって、
高速運転時にも、軌道輪との衝撃的な接触による保持器
音の発生を防止することができ、且つ、転動体との衝撃
的な接触が疲労破壊の原因となる円環部の内部応力の増
大を招くこともなく、高速化や長寿命化に適した樹脂製
保持器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る樹脂製保持器は、転がり軸受の内外輪間
に装備される転動体を回転自在に収容保持する複数個の
ポケットと、前記ポケット相互を所定間隔で円環状に連
結する連結部と、前記ポケットの内輪側又は外輪側の何
れか一方の開口縁に連ねて装備されて前記転動体外面へ
の接触によって前記内外輪間における径方向の位置規制
を果たす係り代部とを合成樹脂材料で一体成形した樹脂
製保持器において、前記ポケットの内面と前記係り代部
の内面との交差部が、係り代部とポケット側との相互間
での応力伝達を低減する屈曲部を形成すると共に、前記
係り代部は前記ポケットや前記連結部が構成する円環部
よりも弾性変形し易いように、断面を薄肉化したことを
特徴とする。
【0009】そして、上記構成によれば、保持器自体
が、極微量の潤滑油でも摩耗が発生に難く、良好な潤滑
状態を維持し易い樹脂製のため、潤滑油量の極微量化に
適する。そして、転がり軸受の内外輪間における径方向
の位置規制を、内外輪間の転動体外面との接触で行う転
動体案内型のため、高速運転時にも、軌道輪との衝撃的
な接触による保持器音の発生を防止することができる。
さらに、軸受の内外輪の相対回転時に、回転動作によっ
て作用する遠心力や自励振動によって円環部に半径方向
の変形が生じ、その際に、係り代部が転動体と衝撃的な
接触を行っても、転動体から作用する衝撃力は、係り代
部の弾性変形によって吸収されて、ポケットや連結部が
形成する円環部には伝達されない。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る樹脂製保持器
の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1乃至図3は本発明に係る樹脂製保持器の一実施の形
態を示したもので、図1は本発明に係る樹脂製保持器の
横断面図、図2は図1のII矢視図、図3は図2のIII 矢
視図である。
【0011】この一実施の形態の樹脂製保持器1は、高
速回転される工作機械用主軸スピンドルを支承する転が
り軸受に使用されるもので、転がり軸受の内外輪間に装
備される転動体2を回転自在に収容保持する複数個のポ
ケット3と、ポケット3相互を所定間隔で円環状に連結
する連結部5と、ポケット3の内輪側の開口縁に連ねて
装備されて転動体2外面への接触によって軸受の内外輪
間における円環部6の径方向の位置規制を果たす係り代
部7とを合成樹脂材料の射出成形によって一体成形した
構成からなる。この樹脂製保持器1は、それぞれのポケ
ット3によって、転がり軸受の内外輪間に装備される複
数個の転動体2相互の軸受周方向の間隔を規制する。
【0012】本実施の形態の場合、樹脂製保持器1に使
用する樹脂材料は、射出成形に適した熱可塑性樹脂で、
例えば、ポリアミド66や、ポリアミド46、ポリフェ
ニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド等が母材とし
て使用され、強度向上のため、ガラス繊維、炭素繊維、
アラミド繊維が10〜30重量%程度添加されることが
考えられる。
【0013】上記の円環部6は、交互に並ぶポケット3
と連結部5とが構築する全体的な円環形状を意味してい
る。本実施の形態の場合、転動体2は、球体である。こ
の転動体2を収容するポケット3は、図2にも示すよう
に、直径W1 の円形穴である。ポケット3の直径W1
は、転動体2の外径よりも僅かに大きく設定されてい
る。
【0014】そして本実施の形態の場合、図3に示すよ
うに、ポケット3の内面3aと係り代部7の内面7aと
の交差部が、係り代部7とポケット3側との相互間での
応力伝達を低減する鈍角の屈曲部11を形成すると共
に、係り代部7はポケット3や連結部5が構成する円環
部6よりも弾性変形し易いように、断面を薄肉化してい
る。
【0015】係り代部7の断面の薄肉化は、次の〜
により達成している。 まず、図2に示すように、係り代部7の軸受軸線方向
に沿う装備幅W2 を、軸受方向のポケット3の幅W1
1/2以下に設定すること。 係り代部7の長さL1 と、係り代部7の平均肉厚t1
とを、L1 /t1 ≧1の範囲に設定すること。 但し、図1に示すように、円周方向のポケット幅をW
1 、円周方向の係り代部の離間幅をW3 とすると、L1
=(W1 −W3 )/2である。また、図3に示すよう
に、係り代部7の付け根部の肉厚をt2 ,口元部の肉厚
をt3とすると、係り代部7の平均肉厚t1 =(t2
3 )/2である。なお、図3に示すように、円環部6
の板厚をt0 とすると、係り代部7の平均肉厚t1 は、
0 /20≦t1 ≦t0 /4の範囲に設定するとよい。
【0016】以上の実施の形態で示した樹脂製保持器1
では、保持器自体が、極微量の潤滑油でも摩耗が発生に
難く、良好な潤滑状態を維持し易い樹脂製のため、潤滑
油量の極微量化等にも適する。そして、転がり軸受の内
外輪間における円環部6の径方向の位置規制を、内外輪
間の転動体2外面との接触で行う転動体案内型のため、
高速運転時にも、軌道輪との衝撃的な接触による保持器
音の発生を防止することができる。
【0017】さらに、軸受の内外輪の相対回転時に、回
転動作によって作用する遠心力や自励振動によって円環
部6に半径方向の変形が生じ、その際に、係り代部7が
転動体2と衝撃的な接触を行っても、転動体2から作用
する衝撃力は、係り代部7の内面7aとポケット3の内
面3aとの交差部が屈曲部11となっていて、これらの
係り代部7とポケット3との間では応力伝達が行われ難
いこと、更には、係り代部7が弾性変形し易い薄肉状で
あることから、係り代部7の弾性変形によって吸収され
て、ポケット3や連結部5が形成する円環部6には伝達
されない。従って、係り代部7と転動体2との衝撃的な
接触が、疲労破壊の原因となる円環部6の内部応力の増
大を招くこともなく、回転速度の高速化や長寿命化を実
現することができる。
【0018】なお、上記の一実施の形態では、ポケット
3の軸受内輪側の開口縁に係り代部7を装備した例を示
した。しかし、係り代部7は、図4に示すように、ポケ
ット3の軸受外輪側の開口縁に連設するようにしても良
い。また、本発明は、転動体が球状の玉軸受に限るもの
ではなく、転動体にころを用いた転がり軸受にも応用可
能である。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の樹脂製保持
器によれば、保持器自体が、極微量の潤滑油でも摩耗が
発生に難く、良好な潤滑状態を維持し易い樹脂製のた
め、潤滑油量の極微量化等にも適する。そして、転がり
軸受の内外輪間における円環部の径方向の位置規制を、
内外輪間の転動体外面との接触で行う転動体案内型のた
め、高速運転時にも、軌道輪との衝撃的な接触による保
持器音の発生を防止することができる。さらに、軸受の
内外輪の相対回転時に、回転動作によって作用する遠心
力や自励振動によって円環部に半径方向の変形が生じ、
その際に、係り代部が転動体と衝撃的な接触を行って
も、転動体から作用する衝撃力は、係り代部の弾性変形
によって吸収されて、ポケットや連結部が形成する円環
部には伝達されない。従って、係り代部と転動体との衝
撃的な接触が、疲労破壊の原因となる円環部の内部応力
の増大を招くこともなく、回転速度の高速化や長寿命化
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る樹脂製保持器の一実施の形態の横
断面図である。
【図2】図1のII矢視図である。
【図3】図2のIII 矢視図である。
【図4】本発明に係る樹脂製保持器の他の実施の形態の
横断面図である。
【符号の説明】
1 樹脂製保持器 2 転動体 3 ポケット 3a 内面 5 連結部 6 円環部 7 係り代部 7a 内面 11 屈曲部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転がり軸受の内外輪間に装備される転動
    体を回転自在に収容保持する複数個のポケットと、前記
    ポケット相互を所定間隔で円環状に連結する連結部と、
    前記ポケットの内輪側又は外輪側の何れか一方の開口縁
    に連ねて装備されて前記転動体外面への接触によって前
    記内外輪間における径方向の位置規制を果たす係り代部
    とを合成樹脂材料で一体成形した樹脂製保持器におい
    て、 前記ポケットの内面と前記係り代部の内面との交差部
    が、係り代部とポケット側との相互間での応力伝達を低
    減する屈曲部を形成すると共に、前記係り代部は前記ポ
    ケットや前記連結部が構成する円環部よりも弾性変形し
    易いように、断面を薄肉化したことを特徴とする樹脂製
    保持器。
JP2001140326A 2001-05-10 2001-05-10 樹脂製保持器 Pending JP2002333026A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009014205A (ja) * 2008-10-16 2009-01-22 Ntn Corp 合成樹脂製保持器およびアンギュラ玉軸受
DE102004018868B4 (de) * 2003-04-18 2014-04-30 Ntn Corp. Kunstharz-Käfig und Schräg-Kugellager

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018868B4 (de) * 2003-04-18 2014-04-30 Ntn Corp. Kunstharz-Käfig und Schräg-Kugellager
JP2009014205A (ja) * 2008-10-16 2009-01-22 Ntn Corp 合成樹脂製保持器およびアンギュラ玉軸受

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