JP2004052785A - アンギュラ玉軸受用の樹脂保持器 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂保持器において、玉が接触することに伴うトルク上昇や発熱を抑制する。
【解決手段】環体の円周数ヶ所に荷重作用線Ｘに沿う方向に貫通された孔からなる玉保持用のポケット１０を設けた形状の樹脂保持器５において、アンギュラ玉軸受１に組み込んだ状態で回転動作させることに伴い、自転しながら公転する複数の玉４によって回転案内されるようにしている。この過程で玉４がポケット１０の外径側開口のＡ１，Ａ２点に対して接触するようにしている。この接触位置は、玉４において周速の小さい位置の近傍になるから、樹脂保持器５のポケット１０に玉４が接触することに伴うトルク上昇や発熱を従来例に比べて抑制できるようになる。
【選択図】 図４
【解決手段】環体の円周数ヶ所に荷重作用線Ｘに沿う方向に貫通された孔からなる玉保持用のポケット１０を設けた形状の樹脂保持器５において、アンギュラ玉軸受１に組み込んだ状態で回転動作させることに伴い、自転しながら公転する複数の玉４によって回転案内されるようにしている。この過程で玉４がポケット１０の外径側開口のＡ１，Ａ２点に対して接触するようにしている。この接触位置は、玉４において周速の小さい位置の近傍になるから、樹脂保持器５のポケット１０に玉４が接触することに伴うトルク上昇や発熱を従来例に比べて抑制できるようになる。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンギュラ玉軸受に用いるもみ抜き形の樹脂保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の樹脂保持器の従来例を、図１２から図１８に示す。図中、８１はアンギュラ玉軸受、８２は内輪、８３は外輪、８４は玉、８５は樹脂保持器である。
【０００３】
樹脂保持器８５は、環体の円周数ヶ所にアンギュラ玉軸受８１の荷重作用線Ｘに沿う方向に貫通された孔からなる玉保持用のポケット８６を設けた形状であり、仮想円筒面Ｙよりも外径に配置された大輪部８７と、仮想円筒面Ｙよりも内径に配置された小輪部８８と、大輪部８７と小輪部８８との円周数ヶ所を連接する複数の架橋部８９とに分けられる。なお、上記仮想円筒面Ｙとは、各ポケット８６のピッチ円径（すべてのポケット８６の中心を結ぶ円の直径）を軸方向に延長して得られるもので、図中に二点鎖線で示している。
【０００４】
ポケット８６は、大輪部８７と小輪部８８と周方向で隣り合う各２つの架橋部８９とで囲まれた貫通孔からなる。ポケット８６は、大輪部８７と周方向で隣り合う各２つの架橋部８９とで作られる略半円状の第１凹部９０と、小輪部８８と周方向で隣り合う各２つの架橋部８９とで作られる略半円状の第２凹部９１とを組み合わせて構成されたものである。
【０００５】
そして、周方向で隣り合う各２つの架橋部８９，８９において、上記第１凹部９０の内面と上記第２凹部９１の内面とを、玉８４の曲率と同一の曲率に設定された球状の凹面にしている。
【０００６】
また、架橋部８９の外径面について、軸方向に沿う平面８９ａと斜面８９ｂとを軸方向中央で接合して、その接合部８９ｃを大輪部８７と小輪部８８とを直線で結ぶ仮想円錐面Ｚ１よりも外径側に配置した形状にする一方で、架橋部８９の内径面について、軸方向に沿う平面８９ｄと斜面８９ｅとを軸方向中央で接合して、その接合部８９ｆを大輪部８７と小輪部８８とを直線で結ぶ仮想円錐面Ｚ２よりも内径側に配置した形状にしている。
【０００７】
さらに、第１凹部９０の外径側の開口縁Ｃ１，Ｃ２の間隔Ｗ３が、玉８４の直径よりも小さく、かつ第２凹部９１の内径側の開口縁Ｄ１，Ｄ２の間隔Ｗ４よりも大きく設定されている。
【０００８】
以上のような構成により、上記従来の樹脂保持器８５では、ポケット８６内から玉８４が内径側および外径側に抜け出ないようになっており、ポケット８６に対する玉８４の組み込みは、ポケット８６の外径側から無理嵌めすることにより行うようにしている。
【０００９】
この樹脂保持器８５を組み込んだアンギュラ玉軸受８１を回転動作させることに伴い、自転しながら公転する玉８４によって樹脂保持器８５が回転案内されるが、その過程で架橋部８９において外径側の接合部８９ｃの端縁（図１７のＣ１，Ｃ２）に対して玉８４が接触するようになっている。
【００１０】
なお、ポケット８６の中心と玉８４の中心とを一致させた状態において、第１凹部９０の外径縁と玉８４との間のラジアル隙間Δ３は、第２凹部９１の内径縁と玉８４との間のラジアル隙間Δ４とほぼ同じになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の樹脂保持器８５は、玉８４によって回転案内される過程で、架橋部８９において外径側の接合部８９ｃの端縁（図１７のＣ１，Ｃ２）に対して玉８４が接触するようになっており、この接触位置が、玉８４において周速が最大となる位置に近いために、トルクが上昇しやすくなるとともに発熱しやすくなる。
【００１２】
この他、上記従来の樹脂保持器８５では、外径側のラジアル隙間Δ３と内径側のラジアル隙間Δ４とをほぼ同一にしている関係上、例えば図１３の二点鎖線で示すように、熱膨張して拡径すると、ポケット８６の架橋部８９において内径側の接合部８９ｆの端縁（図１８のＤ１，Ｄ２）が玉８４に対して接触するようになっており、この接触位置が、玉８４において周速が最大となる位置に近いために、トルクが上昇しやすくなるとともに発熱しやすくなる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の樹脂保持器は、環体の円周数ヶ所にアンギュラ玉軸受の荷重作用線に沿う方向に貫通された孔からなる玉保持用のポケットが設けられており、このポケットの内面に玉に対応した曲面を有するもので、前記ポケットの外径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点の間隔が、前記玉の直径よりも小さく、かつ前記ポケットの内径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点の間隔よりも小さく設定されている。
【００１４】
この場合、樹脂保持器をアンギュラ玉軸受に組み込んで回転動作させると、自転しながら公転する玉によって樹脂保持器が案内されるが、その過程でポケットの外径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点に対して玉が接触するようになる。この接触位置は、当該玉において周速の小さい位置に近いので、従来例に比べてトルク上昇や発熱を軽減できるようになる。
【００１５】
ところで、上記ポケットの中心と前記玉の中心とを一致させた状態において、前記ポケットの内径側開口の縁と玉との間のラジアル隙間を、前記環体が熱膨張したときの拡径寸法よりも大きく設定することができる。この場合、仮に、冠型保持器が熱膨張しても、玉に対して干渉することを防止できる。
【００１６】
本発明の第２の樹脂保持器は、アンギュラ玉軸受に備える複数の玉を所定間隔おきに離隔配置するもので、内径が前記玉それぞれの中心を結ぶ円径以上の大輪部と、外径が前記玉それぞれの中心を結ぶ円径以下の小輪部と、前記大輪部と前記小輪部の円周数ヶ所を連接する架橋部とを備え、かつ、前記大輪部と前記小輪部と周方向で隣り合う各２つの架橋部とで前記アンギュラ玉軸受の荷重作用線に沿う方向に貫通する孔からなる玉保持用のポケットを作るものである。前記ポケットは、大輪部と周方向で隣り合う各２つの架橋部とで作られる略半円状の第１凹部と、小輪部と周方向で隣り合う各２つの架橋部とで作られる略半円状の第２凹部とを組み合わせて構成されている。前記第１凹部の内面と前記第２凹部の内面は、前記玉の曲率と同一の曲率に設定された球状の凹面とされており、前記第１凹部の外径側開口の軸方向最深部から前記第２凹部の外径側開口の軸方向最深部までの間隔が、前記玉の直径よりも小さく、かつ前記第１凹部の内径側開口の軸方向最深部から前記第２凹部の内径側開口の軸方向最深部までの間隔よりも小さく設定されている。
【００１７】
この構成は、要するに、上記第１の樹脂保持器における架橋部の形状を具体的にしたものである。この場合、樹脂保持器が玉によって回転案内される過程で、玉が第１凹部の外径側開口の最深部と第２凹部の外径側開口の最深部とに対して接触するようになる。この接触位置は、当該玉の周速の小さい位置に近いので、従来例に比べてトルク上昇や発熱を軽減できるようになる。
【００１８】
ところで、上記ポケットの中心と前記玉の中心とを一致させた状態において、前記第２凹部の内径縁と玉との間のラジアル隙間を、前記大輪部および小輪部が熱膨張したときの拡径寸法よりも大きく設定することができる。この場合、冠型保持器が熱膨張しても、玉に対して干渉することを防止できる。
【００１９】
また、上記第２凹部の内面については、その外径側領域に第１凹部の内面と同一の曲率半径に設定された球状の凹面を設け、また、径方向中間領域に径方向に沿う半円筒面を設け、さらに、内径側の領域に前記外径側領域の凹面の曲率半径よりも大きな曲率半径の球状の凹面を設けることができる。このように架橋部の第２凹部を階段形状にすれば、樹脂保持器が径方向に振れ動いたときに、第２凹部の内径側の凹面が玉に当接しても、その接触が球面どうしの接触となるから、玉の動きを阻害せずに済む。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１から図１１に本発明の一実施形態を示している。図中、１はアンギュラ玉軸受の全体を示している。このアンギュラ玉軸受１は、内輪２と、外輪３と、複数の玉４と、樹脂保持器５と、シールリング６，６とを備えている。
【００２１】
内輪２は、その外周面の軸方向一側に径方向外向きに大きく隆起する大隆起部が、軸方向他側に径方向外向きに僅かに隆起する小隆起部が設けられることによって、軸方向中間に玉４の軌道溝が設けられている。この内輪２の軸方向両端には、それぞれ小径の段部が設けられている。
【００２２】
外輪３は、その内周面の軸方向一側に径方向内向きに大きく隆起する大隆起部が、軸方向他側に径方向内向きに僅かに隆起する小隆起部が設けられることによって、軸方向中間に玉４の軌道溝が設けられている。この外輪３の軸方向両端には、それぞれ大径の段部が設けられている。
【００２３】
樹脂保持器５は、環体の円周数ヶ所に荷重作用線Ｘに沿う方向に貫通された孔からなる玉保持用のポケット１０を設けた形状であり、その各部を部分的に見ると、仮想円筒面Ｙよりも外径に配置された大輪部１１と、仮想円筒面Ｙよりも内径に配置された小輪部１２と、大輪部１１と小輪部１２との円周数ヶ所を連接する複数の架橋部１３とに分けられる。なお、上記仮想円筒面Ｙとは、各ポケット１０のピッチ円径（すべてのポケット１０の中心を結ぶ円の直径）を軸方向に延長して得られるもので、図中に二点鎖線で示している。架橋部１３は、大輪部１１から小輪部１２に向けて傾斜している。
【００２４】
これら大輪部１１と小輪部１２と周方向で隣り合う各２つの架橋部１３とで囲む空間が上記ポケット１０となる。詳しくは、ポケット１０は、大輪部１１と周方向で隣り合う各２つの架橋部１３とで作られる略半円状の第１凹部１４と、小輪部１２と周方向で隣り合う各２つの架橋部１３とで作られる略半円状の第２凹部１５とを組み合わせて構成されたものである。これら第１凹部１４と第２凹部１５は、径方向で段違いに配置されている。
【００２５】
シールリング６は、外輪３の各段部に対して装着されていて、内輪２の段部との間で接触密封部や非接触密封部を作る。
【００２６】
この実施形態の樹脂保持器５は、ポケット１０内から玉４が内径側および外径側に抜け出ないようになっており、ポケット１０に対する玉４の組み込みはポケット１０の内径側から無理嵌めすることにより行うようになっている。また、この樹脂保持器５は、アンギュラ玉軸受１に組み込んだ状態において、自転しながら公転する複数の玉４によって回転案内されるが、その過程で玉４が樹脂保持器５のポケットに対して接触する位置を工夫している。このような樹脂保持器５について以下で詳細に説明する。
【００２７】
まず、図３に示すように、大輪部１１について、その外径を従来例（図３の二点鎖線）よりも大きくすることで厚肉にする一方、小輪部１２について、その内径を従来例（図３の二点鎖線）よりも大きくすることで薄肉にする。
【００２８】
次に、図３に示すように、架橋部１３の外径面において大輪部１１寄りの斜面１３ａについて、上記仮想円筒面Ｙに対して急峻な傾斜角θ１で傾斜する急斜面とし、小輪部１２寄りの斜面１３ｂについて、仮想円筒面Ｙに対して緩やかな傾斜角θ２で傾斜する緩斜面とする。前記傾斜角θ１，θ２を管理することにより、急斜面１３ａと緩斜面１３ｂとの接合部１３ｃを、大輪部１１と小輪部１２とを直線で結ぶ仮想円錐面Ｚ１よりも内径側に配置する。
【００２９】
一方、架橋部１３の内径面において大輪部１１寄りの斜面１３ｄについて、上記架橋部１３の外径面の急斜面１３ａとほぼ同じ急峻な傾斜角θ３で傾斜する急斜面とし、小輪部１２寄りの平面１３ｅについて、仮想円筒面Ｙと平行な平面とする。前記平面１３ｄの内径寸法を管理することにより、急斜面１３ｄと平面１３ｅとの接合部１３ｆを、大輪部１１と小輪部１２とを直線で結ぶ仮想円錐面Ｚ２よりも内径側に配置する。
【００３０】
さらに、図４に示すように、上記第１凹部１４について、玉４の曲率と同一の球状の凹面とし、この第１凹部１４の曲率半径ｒ１を玉４の曲率半径２／Ｒよりも大きく設定する。
【００３１】
一方、上記第２凹部１５については、その外径領域に上記第１凹部１４と同一の曲率および曲率半径ｒ２に設定した球状の凹面１５ａを設け、径方向中間領域に半円筒面１５ｂを設け、内径側領域に上記第１凹部１４と同一の曲率半径ｒ３でかつ曲率中心Ｐを内径側にαずらした球状の凹面１５ｃを設けている。この内径側の凹面１５ｃの曲率中心Ｐのずらし量αは、上記半円筒面１５ｂの径方向長さと同じに設定している。
【００３２】
そして、上記第１凹部１４の外径側開口の軸方向最深部Ａ１から第２凹部１５の外径側開口の軸方向最深部Ａ２までの間隔Ｗ１と、第１凹部１４の内径側開口の軸方向最深部Ｂ１から第２凹部１５の内径側開口の軸方向最深部Ｂ２までの間隔Ｗ２とを、玉４の直径Ｒよりも小さく、かつ前記間隔Ｗ１を間隔Ｗ２よりも小さく設定している。上記Ａ１，Ａ２が、請求項１に記載している「ポケット１０の外径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点」に相当し、上記Ｂ１，Ｂ２が、請求項１に記載している「ポケット１０の内径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点」に相当する。
【００３３】
なお、この実施形態では、ポケット１０の中心と玉４の中心とを一致させた状態において、第２凹部１５の内径縁と玉４との間のラジアル隙間Δ２を、第１凹部１４の外径縁と玉４との間のラジアル隙間Δ１よりも大きくしている。なお、上記ラジアル隙間Δ２は、樹脂保持器５の素材に基づく熱膨張時の拡径量よりも大きく設定している。
【００３４】
このように設定された樹脂保持器５では、複数の玉４によって回転案内される過程において、第１凹部１４の外径側開口の最深部Ａ１と第２凹部１５の外径側開口の最深部Ａ２とに対して玉４が接触するようになる。この接触位置は、玉４の周速の小さい位置に近いので、従来例に比べてトルク上昇や発熱を軽減できるようになる。
【００３５】
なお、上記動作過程において、玉４は、第２凹部１５の内径側の凹面１５ｃに対しては接触しない。但し、樹脂保持器５が径方向に振れ動いたときなどに、第２凹部１５の内径側の凹面１５ｃに玉４が当接することがあるが、その接触は球面どうしの接触となるから、玉４の動きを阻害せずに済む。
【００３６】
しかも、上述した構成の樹脂保持器５であれば、仮に、熱膨張して拡径したときに、図１０に示すように、架橋部１３において外径側の接合部１３ｃの端縁が玉４から離れる一方で、架橋部１３において内径側の接合部１３ｆの端縁が玉４に近づくようになる。しかし、外径側のラジアル隙間Δ１よりも内径側のラジアル隙間Δ２を大きくしているとともに、内径側のラジアル隙間Δ２について熱膨張量を考慮して設定しているので、架橋部１３において内径側の接合部１３ｆの端縁Ｂ１，Ｂ２が玉４に対して接触せずに済む。したがって、この実施形態の樹脂保持器５では、熱膨張しても、玉４に干渉することを回避できるので、玉４の転がりを円滑化できて、無駄なトルクの上昇や発熱を抑制できるようになる。
【００３７】
但し、上記樹脂保持器５は、熱膨張しにくい材料、例えばＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＥＫ（ポリ・エーテル・エーテル・ケトン）などを用いて、射出成形により製作するのが好ましい。この射出成形では、図１１に示すように、２つの金型２０，２１を用い、成形後に、２つの金型２０，２１を図中の矢印方向、つまり軸方向で互いに逆向きに引き抜くようにしている。
【００３８】
このように、樹脂保持器５を熱膨張しにくい材料で形成する場合には、上記第２凹部１５の内面を、第１凹部１４の内面と同様に単一曲率の凹面とし、内径側のラジアル隙間Δ２を外径側のラジアル隙間Δ１とほぼ同じに設定してもよい。この場合も本発明の１つの実施形態として含まれる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の樹脂保持器では、アンギュラ玉軸受に組み込んだ状態で回転動作させることに伴い、自転しながら公転する複数の玉によって回転案内されるが、その過程で玉において周速の小さい位置の近傍がポケットの外径側開口に対して接触するようになっているので、従来例に比べてトルク上昇や発熱を軽減できるようになる。
【００４０】
また、本発明の樹脂保持器は、熱膨張して拡径したときに、玉に対して近づくポケットの内径側開口の縁を玉に対して干渉させないようにすることができるので、熱膨張しても無駄なトルクの上昇や発熱を抑制できるようになり、好ましい。
【００４１】
したがって、本発明の樹脂保持器は、耐焼付き性に優れ、高速回転での使用に好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る樹脂保持器を用いたアンギュラ玉軸受の上半分を示す断面図
【図２】図１のアンギュラ玉軸受を分解した状態を示す上半分の断面図
【図３】図１中の樹脂保持器の上半分を示す断面図
【図４】図１中の樹脂保持器の各部を詳しく説明するための断面図
【図５】図１中の樹脂保持器を小輪部側から見た斜視図
【図６】図１中の樹脂保持器を大輪部側から見た斜視図
【図７】図１中の樹脂保持器を小輪部側から見た一部の側面図
【図８】図１中の樹脂保持器の外径側から見た一部の平面展開図
【図９】図１中の樹脂保持器の内径側から見た一部の平面展開図
【図１０】図１中の樹脂保持器が熱膨張したときの状態を示す上半分の断面図
【図１１】図１中の樹脂保持器を成形する金型を示す説明図
【図１２】従来例で、図１に対応する図
【図１３】従来例で、図３に対応する図
【図１４】従来例で、図５に対応する図
【図１５】従来例で、図６に対応する図
【図１６】従来例で、図７に対応する図
【図１７】従来例で、図８に対応する図
【図１８】従来例で、図９に対応する図
【符号の説明】
１ アンギュラ玉軸受
４ 玉
５ 樹脂保持器
１０ ポケット
１１ 大輪部
１２ 小輪部
１３ 架橋部
１４ ポケット外径側の第１凹部
１５ ポケット内径側の第２凹部
Ｘ 荷重作用線
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンギュラ玉軸受に用いるもみ抜き形の樹脂保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の樹脂保持器の従来例を、図１２から図１８に示す。図中、８１はアンギュラ玉軸受、８２は内輪、８３は外輪、８４は玉、８５は樹脂保持器である。
【０００３】
樹脂保持器８５は、環体の円周数ヶ所にアンギュラ玉軸受８１の荷重作用線Ｘに沿う方向に貫通された孔からなる玉保持用のポケット８６を設けた形状であり、仮想円筒面Ｙよりも外径に配置された大輪部８７と、仮想円筒面Ｙよりも内径に配置された小輪部８８と、大輪部８７と小輪部８８との円周数ヶ所を連接する複数の架橋部８９とに分けられる。なお、上記仮想円筒面Ｙとは、各ポケット８６のピッチ円径（すべてのポケット８６の中心を結ぶ円の直径）を軸方向に延長して得られるもので、図中に二点鎖線で示している。
【０００４】
ポケット８６は、大輪部８７と小輪部８８と周方向で隣り合う各２つの架橋部８９とで囲まれた貫通孔からなる。ポケット８６は、大輪部８７と周方向で隣り合う各２つの架橋部８９とで作られる略半円状の第１凹部９０と、小輪部８８と周方向で隣り合う各２つの架橋部８９とで作られる略半円状の第２凹部９１とを組み合わせて構成されたものである。
【０００５】
そして、周方向で隣り合う各２つの架橋部８９，８９において、上記第１凹部９０の内面と上記第２凹部９１の内面とを、玉８４の曲率と同一の曲率に設定された球状の凹面にしている。
【０００６】
また、架橋部８９の外径面について、軸方向に沿う平面８９ａと斜面８９ｂとを軸方向中央で接合して、その接合部８９ｃを大輪部８７と小輪部８８とを直線で結ぶ仮想円錐面Ｚ１よりも外径側に配置した形状にする一方で、架橋部８９の内径面について、軸方向に沿う平面８９ｄと斜面８９ｅとを軸方向中央で接合して、その接合部８９ｆを大輪部８７と小輪部８８とを直線で結ぶ仮想円錐面Ｚ２よりも内径側に配置した形状にしている。
【０００７】
さらに、第１凹部９０の外径側の開口縁Ｃ１，Ｃ２の間隔Ｗ３が、玉８４の直径よりも小さく、かつ第２凹部９１の内径側の開口縁Ｄ１，Ｄ２の間隔Ｗ４よりも大きく設定されている。
【０００８】
以上のような構成により、上記従来の樹脂保持器８５では、ポケット８６内から玉８４が内径側および外径側に抜け出ないようになっており、ポケット８６に対する玉８４の組み込みは、ポケット８６の外径側から無理嵌めすることにより行うようにしている。
【０００９】
この樹脂保持器８５を組み込んだアンギュラ玉軸受８１を回転動作させることに伴い、自転しながら公転する玉８４によって樹脂保持器８５が回転案内されるが、その過程で架橋部８９において外径側の接合部８９ｃの端縁（図１７のＣ１，Ｃ２）に対して玉８４が接触するようになっている。
【００１０】
なお、ポケット８６の中心と玉８４の中心とを一致させた状態において、第１凹部９０の外径縁と玉８４との間のラジアル隙間Δ３は、第２凹部９１の内径縁と玉８４との間のラジアル隙間Δ４とほぼ同じになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の樹脂保持器８５は、玉８４によって回転案内される過程で、架橋部８９において外径側の接合部８９ｃの端縁（図１７のＣ１，Ｃ２）に対して玉８４が接触するようになっており、この接触位置が、玉８４において周速が最大となる位置に近いために、トルクが上昇しやすくなるとともに発熱しやすくなる。
【００１２】
この他、上記従来の樹脂保持器８５では、外径側のラジアル隙間Δ３と内径側のラジアル隙間Δ４とをほぼ同一にしている関係上、例えば図１３の二点鎖線で示すように、熱膨張して拡径すると、ポケット８６の架橋部８９において内径側の接合部８９ｆの端縁（図１８のＤ１，Ｄ２）が玉８４に対して接触するようになっており、この接触位置が、玉８４において周速が最大となる位置に近いために、トルクが上昇しやすくなるとともに発熱しやすくなる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の樹脂保持器は、環体の円周数ヶ所にアンギュラ玉軸受の荷重作用線に沿う方向に貫通された孔からなる玉保持用のポケットが設けられており、このポケットの内面に玉に対応した曲面を有するもので、前記ポケットの外径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点の間隔が、前記玉の直径よりも小さく、かつ前記ポケットの内径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点の間隔よりも小さく設定されている。
【００１４】
この場合、樹脂保持器をアンギュラ玉軸受に組み込んで回転動作させると、自転しながら公転する玉によって樹脂保持器が案内されるが、その過程でポケットの外径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点に対して玉が接触するようになる。この接触位置は、当該玉において周速の小さい位置に近いので、従来例に比べてトルク上昇や発熱を軽減できるようになる。
【００１５】
ところで、上記ポケットの中心と前記玉の中心とを一致させた状態において、前記ポケットの内径側開口の縁と玉との間のラジアル隙間を、前記環体が熱膨張したときの拡径寸法よりも大きく設定することができる。この場合、仮に、冠型保持器が熱膨張しても、玉に対して干渉することを防止できる。
【００１６】
本発明の第２の樹脂保持器は、アンギュラ玉軸受に備える複数の玉を所定間隔おきに離隔配置するもので、内径が前記玉それぞれの中心を結ぶ円径以上の大輪部と、外径が前記玉それぞれの中心を結ぶ円径以下の小輪部と、前記大輪部と前記小輪部の円周数ヶ所を連接する架橋部とを備え、かつ、前記大輪部と前記小輪部と周方向で隣り合う各２つの架橋部とで前記アンギュラ玉軸受の荷重作用線に沿う方向に貫通する孔からなる玉保持用のポケットを作るものである。前記ポケットは、大輪部と周方向で隣り合う各２つの架橋部とで作られる略半円状の第１凹部と、小輪部と周方向で隣り合う各２つの架橋部とで作られる略半円状の第２凹部とを組み合わせて構成されている。前記第１凹部の内面と前記第２凹部の内面は、前記玉の曲率と同一の曲率に設定された球状の凹面とされており、前記第１凹部の外径側開口の軸方向最深部から前記第２凹部の外径側開口の軸方向最深部までの間隔が、前記玉の直径よりも小さく、かつ前記第１凹部の内径側開口の軸方向最深部から前記第２凹部の内径側開口の軸方向最深部までの間隔よりも小さく設定されている。
【００１７】
この構成は、要するに、上記第１の樹脂保持器における架橋部の形状を具体的にしたものである。この場合、樹脂保持器が玉によって回転案内される過程で、玉が第１凹部の外径側開口の最深部と第２凹部の外径側開口の最深部とに対して接触するようになる。この接触位置は、当該玉の周速の小さい位置に近いので、従来例に比べてトルク上昇や発熱を軽減できるようになる。
【００１８】
ところで、上記ポケットの中心と前記玉の中心とを一致させた状態において、前記第２凹部の内径縁と玉との間のラジアル隙間を、前記大輪部および小輪部が熱膨張したときの拡径寸法よりも大きく設定することができる。この場合、冠型保持器が熱膨張しても、玉に対して干渉することを防止できる。
【００１９】
また、上記第２凹部の内面については、その外径側領域に第１凹部の内面と同一の曲率半径に設定された球状の凹面を設け、また、径方向中間領域に径方向に沿う半円筒面を設け、さらに、内径側の領域に前記外径側領域の凹面の曲率半径よりも大きな曲率半径の球状の凹面を設けることができる。このように架橋部の第２凹部を階段形状にすれば、樹脂保持器が径方向に振れ動いたときに、第２凹部の内径側の凹面が玉に当接しても、その接触が球面どうしの接触となるから、玉の動きを阻害せずに済む。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１から図１１に本発明の一実施形態を示している。図中、１はアンギュラ玉軸受の全体を示している。このアンギュラ玉軸受１は、内輪２と、外輪３と、複数の玉４と、樹脂保持器５と、シールリング６，６とを備えている。
【００２１】
内輪２は、その外周面の軸方向一側に径方向外向きに大きく隆起する大隆起部が、軸方向他側に径方向外向きに僅かに隆起する小隆起部が設けられることによって、軸方向中間に玉４の軌道溝が設けられている。この内輪２の軸方向両端には、それぞれ小径の段部が設けられている。
【００２２】
外輪３は、その内周面の軸方向一側に径方向内向きに大きく隆起する大隆起部が、軸方向他側に径方向内向きに僅かに隆起する小隆起部が設けられることによって、軸方向中間に玉４の軌道溝が設けられている。この外輪３の軸方向両端には、それぞれ大径の段部が設けられている。
【００２３】
樹脂保持器５は、環体の円周数ヶ所に荷重作用線Ｘに沿う方向に貫通された孔からなる玉保持用のポケット１０を設けた形状であり、その各部を部分的に見ると、仮想円筒面Ｙよりも外径に配置された大輪部１１と、仮想円筒面Ｙよりも内径に配置された小輪部１２と、大輪部１１と小輪部１２との円周数ヶ所を連接する複数の架橋部１３とに分けられる。なお、上記仮想円筒面Ｙとは、各ポケット１０のピッチ円径（すべてのポケット１０の中心を結ぶ円の直径）を軸方向に延長して得られるもので、図中に二点鎖線で示している。架橋部１３は、大輪部１１から小輪部１２に向けて傾斜している。
【００２４】
これら大輪部１１と小輪部１２と周方向で隣り合う各２つの架橋部１３とで囲む空間が上記ポケット１０となる。詳しくは、ポケット１０は、大輪部１１と周方向で隣り合う各２つの架橋部１３とで作られる略半円状の第１凹部１４と、小輪部１２と周方向で隣り合う各２つの架橋部１３とで作られる略半円状の第２凹部１５とを組み合わせて構成されたものである。これら第１凹部１４と第２凹部１５は、径方向で段違いに配置されている。
【００２５】
シールリング６は、外輪３の各段部に対して装着されていて、内輪２の段部との間で接触密封部や非接触密封部を作る。
【００２６】
この実施形態の樹脂保持器５は、ポケット１０内から玉４が内径側および外径側に抜け出ないようになっており、ポケット１０に対する玉４の組み込みはポケット１０の内径側から無理嵌めすることにより行うようになっている。また、この樹脂保持器５は、アンギュラ玉軸受１に組み込んだ状態において、自転しながら公転する複数の玉４によって回転案内されるが、その過程で玉４が樹脂保持器５のポケットに対して接触する位置を工夫している。このような樹脂保持器５について以下で詳細に説明する。
【００２７】
まず、図３に示すように、大輪部１１について、その外径を従来例（図３の二点鎖線）よりも大きくすることで厚肉にする一方、小輪部１２について、その内径を従来例（図３の二点鎖線）よりも大きくすることで薄肉にする。
【００２８】
次に、図３に示すように、架橋部１３の外径面において大輪部１１寄りの斜面１３ａについて、上記仮想円筒面Ｙに対して急峻な傾斜角θ１で傾斜する急斜面とし、小輪部１２寄りの斜面１３ｂについて、仮想円筒面Ｙに対して緩やかな傾斜角θ２で傾斜する緩斜面とする。前記傾斜角θ１，θ２を管理することにより、急斜面１３ａと緩斜面１３ｂとの接合部１３ｃを、大輪部１１と小輪部１２とを直線で結ぶ仮想円錐面Ｚ１よりも内径側に配置する。
【００２９】
一方、架橋部１３の内径面において大輪部１１寄りの斜面１３ｄについて、上記架橋部１３の外径面の急斜面１３ａとほぼ同じ急峻な傾斜角θ３で傾斜する急斜面とし、小輪部１２寄りの平面１３ｅについて、仮想円筒面Ｙと平行な平面とする。前記平面１３ｄの内径寸法を管理することにより、急斜面１３ｄと平面１３ｅとの接合部１３ｆを、大輪部１１と小輪部１２とを直線で結ぶ仮想円錐面Ｚ２よりも内径側に配置する。
【００３０】
さらに、図４に示すように、上記第１凹部１４について、玉４の曲率と同一の球状の凹面とし、この第１凹部１４の曲率半径ｒ１を玉４の曲率半径２／Ｒよりも大きく設定する。
【００３１】
一方、上記第２凹部１５については、その外径領域に上記第１凹部１４と同一の曲率および曲率半径ｒ２に設定した球状の凹面１５ａを設け、径方向中間領域に半円筒面１５ｂを設け、内径側領域に上記第１凹部１４と同一の曲率半径ｒ３でかつ曲率中心Ｐを内径側にαずらした球状の凹面１５ｃを設けている。この内径側の凹面１５ｃの曲率中心Ｐのずらし量αは、上記半円筒面１５ｂの径方向長さと同じに設定している。
【００３２】
そして、上記第１凹部１４の外径側開口の軸方向最深部Ａ１から第２凹部１５の外径側開口の軸方向最深部Ａ２までの間隔Ｗ１と、第１凹部１４の内径側開口の軸方向最深部Ｂ１から第２凹部１５の内径側開口の軸方向最深部Ｂ２までの間隔Ｗ２とを、玉４の直径Ｒよりも小さく、かつ前記間隔Ｗ１を間隔Ｗ２よりも小さく設定している。上記Ａ１，Ａ２が、請求項１に記載している「ポケット１０の外径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点」に相当し、上記Ｂ１，Ｂ２が、請求項１に記載している「ポケット１０の内径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点」に相当する。
【００３３】
なお、この実施形態では、ポケット１０の中心と玉４の中心とを一致させた状態において、第２凹部１５の内径縁と玉４との間のラジアル隙間Δ２を、第１凹部１４の外径縁と玉４との間のラジアル隙間Δ１よりも大きくしている。なお、上記ラジアル隙間Δ２は、樹脂保持器５の素材に基づく熱膨張時の拡径量よりも大きく設定している。
【００３４】
このように設定された樹脂保持器５では、複数の玉４によって回転案内される過程において、第１凹部１４の外径側開口の最深部Ａ１と第２凹部１５の外径側開口の最深部Ａ２とに対して玉４が接触するようになる。この接触位置は、玉４の周速の小さい位置に近いので、従来例に比べてトルク上昇や発熱を軽減できるようになる。
【００３５】
なお、上記動作過程において、玉４は、第２凹部１５の内径側の凹面１５ｃに対しては接触しない。但し、樹脂保持器５が径方向に振れ動いたときなどに、第２凹部１５の内径側の凹面１５ｃに玉４が当接することがあるが、その接触は球面どうしの接触となるから、玉４の動きを阻害せずに済む。
【００３６】
しかも、上述した構成の樹脂保持器５であれば、仮に、熱膨張して拡径したときに、図１０に示すように、架橋部１３において外径側の接合部１３ｃの端縁が玉４から離れる一方で、架橋部１３において内径側の接合部１３ｆの端縁が玉４に近づくようになる。しかし、外径側のラジアル隙間Δ１よりも内径側のラジアル隙間Δ２を大きくしているとともに、内径側のラジアル隙間Δ２について熱膨張量を考慮して設定しているので、架橋部１３において内径側の接合部１３ｆの端縁Ｂ１，Ｂ２が玉４に対して接触せずに済む。したがって、この実施形態の樹脂保持器５では、熱膨張しても、玉４に干渉することを回避できるので、玉４の転がりを円滑化できて、無駄なトルクの上昇や発熱を抑制できるようになる。
【００３７】
但し、上記樹脂保持器５は、熱膨張しにくい材料、例えばＰＡ（ポリアミド）、ＰＥＥＫ（ポリ・エーテル・エーテル・ケトン）などを用いて、射出成形により製作するのが好ましい。この射出成形では、図１１に示すように、２つの金型２０，２１を用い、成形後に、２つの金型２０，２１を図中の矢印方向、つまり軸方向で互いに逆向きに引き抜くようにしている。
【００３８】
このように、樹脂保持器５を熱膨張しにくい材料で形成する場合には、上記第２凹部１５の内面を、第１凹部１４の内面と同様に単一曲率の凹面とし、内径側のラジアル隙間Δ２を外径側のラジアル隙間Δ１とほぼ同じに設定してもよい。この場合も本発明の１つの実施形態として含まれる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の樹脂保持器では、アンギュラ玉軸受に組み込んだ状態で回転動作させることに伴い、自転しながら公転する複数の玉によって回転案内されるが、その過程で玉において周速の小さい位置の近傍がポケットの外径側開口に対して接触するようになっているので、従来例に比べてトルク上昇や発熱を軽減できるようになる。
【００４０】
また、本発明の樹脂保持器は、熱膨張して拡径したときに、玉に対して近づくポケットの内径側開口の縁を玉に対して干渉させないようにすることができるので、熱膨張しても無駄なトルクの上昇や発熱を抑制できるようになり、好ましい。
【００４１】
したがって、本発明の樹脂保持器は、耐焼付き性に優れ、高速回転での使用に好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る樹脂保持器を用いたアンギュラ玉軸受の上半分を示す断面図
【図２】図１のアンギュラ玉軸受を分解した状態を示す上半分の断面図
【図３】図１中の樹脂保持器の上半分を示す断面図
【図４】図１中の樹脂保持器の各部を詳しく説明するための断面図
【図５】図１中の樹脂保持器を小輪部側から見た斜視図
【図６】図１中の樹脂保持器を大輪部側から見た斜視図
【図７】図１中の樹脂保持器を小輪部側から見た一部の側面図
【図８】図１中の樹脂保持器の外径側から見た一部の平面展開図
【図９】図１中の樹脂保持器の内径側から見た一部の平面展開図
【図１０】図１中の樹脂保持器が熱膨張したときの状態を示す上半分の断面図
【図１１】図１中の樹脂保持器を成形する金型を示す説明図
【図１２】従来例で、図１に対応する図
【図１３】従来例で、図３に対応する図
【図１４】従来例で、図５に対応する図
【図１５】従来例で、図６に対応する図
【図１６】従来例で、図７に対応する図
【図１７】従来例で、図８に対応する図
【図１８】従来例で、図９に対応する図
【符号の説明】
１ アンギュラ玉軸受
４ 玉
５ 樹脂保持器
１０ ポケット
１１ 大輪部
１２ 小輪部
１３ 架橋部
１４ ポケット外径側の第１凹部
１５ ポケット内径側の第２凹部
Ｘ 荷重作用線
Claims (5)
- 環体の円周数ヶ所にアンギュラ玉軸受の荷重作用線に沿う方向に貫通された孔からなる玉保持用のポケットが設けられており、このポケットの内面に玉に対応した曲面を有する樹脂保持器において、
前記ポケットの外径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点の間隔が、前記玉の直径よりも小さく、かつ前記ポケットの内径側開口においてポケット中心を通る軸方向線と交わる２点の間隔よりも小さく設定されている、樹脂保持器。 - 前記ポケットの中心と前記玉の中心とを一致させた状態において、前記ポケットの内径側開口の縁と玉との間のラジアル隙間が、前記環体が熱膨張したときの拡径寸法よりも大きく設定されている、請求項１の樹脂保持器。
- アンギュラ玉軸受に備える複数の玉を所定間隔おきに離隔配置する樹脂保持器であって、
内径が前記玉それぞれの中心を結ぶ円径以上の大輪部と、外径が前記玉それぞれの中心を結ぶ円径以下の小輪部と、前記大輪部と前記小輪部の円周数ヶ所を連接する架橋部とを備え、かつ、前記大輪部と前記小輪部と周方向で隣り合う各２つの架橋部とで前記アンギュラ玉軸受の荷重作用線に沿う方向に貫通する孔からなる玉保持用のポケットを作るものであり、
前記ポケットが、大輪部と周方向で隣り合う各２つの架橋部とで作られる略半円状の第１凹部と、小輪部と周方向で隣り合う各２つの架橋部とで作られる略半円状の第２凹部とを組み合わせて構成されており、
前記第１凹部の内面と前記第２凹部の内面が、前記玉の曲率と同一の曲率に設定された球状の凹面とされており、
前記第１凹部の外径側開口の軸方向最深部から前記第２凹部の外径側開口の軸方向最深部までの間隔が、前記玉の直径よりも小さく、かつ前記第１凹部の内径側開口の軸方向最深部から前記第２凹部の内径側開口の軸方向最深部までの間隔よりも小さく設定されている、樹脂保持器。 - 前記ポケットの中心と前記玉の中心とを一致させた状態において、前記第２凹部の内径縁と玉との間のラジアル隙間が、前記大輪部および小輪部が熱膨張したときの拡径寸法よりも大きく設定されている、請求項３の樹脂保持器。
- 前記第２凹部の内面は、その外径側領域に第１凹部の内面と同一の曲率半径に設定された球状の凹面が設けられ、また、径方向中間領域に径方向に沿う半円筒面が設けられ、さらに、内径側の領域に前記外径側領域の凹面の曲率半径と同一の曲率半径でかつ曲率中心だけが内径側にずらされた球状の凹面が設けられている、請求項３または４の樹脂保持器。
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