JP2007285506A

JP2007285506A - 軸受用保持器及び転がり軸受

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Publication number: JP2007285506A
Application number: JP2006158777A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kawada; 寿川田; Manabu Chiga; 学千賀; Takiyoshi Yamada; 滝義山田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】ボールを保持する合成樹脂製保持器本体の剛性及び耐久性を高くしつつ、遠心力によって合成樹脂製保持器本体が外径方向に変形することを確実に防止すること。
【解決手段】環状の合成樹脂製保持器本体１の一側面に、対向一対の爪３ａ，３ｂを周方向に等間隔に設けると共に、一対の爪３ａ，３ｂ間に、ボール保持用ポケット４を形成し、合成樹脂製保持器本体１のポケット開口側の側面に、金属製変形防止部材２が連結してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば高速回転用軸受に使用され、合成樹脂製保持器本体と金属製変形防止部材を備えた軸受用保持器に関し、また、強度を向上した軸受用保持器及び転がり軸受に関するものである。

例えば高速回転用軸受に使用され、合成樹脂からなる保持器としては、図１２に示したものが従来から知られている。図１２は、従来例に係る合成樹脂製の軸受用保持器の部分的斜視図である。この保持器は、環状の保持器本体２０の一側面に対向一対の爪２１ａ、２１ｂを周方向に等間隔に形成し、その一対の爪２１ａ、２１ｂ間に、ボール保持用ポケット２２を設けている。この保持器は、爪形成側の側面を先にして外輪と内輪の間に挿入し、両輪間に予め組込まれた複数のボール２３のそれぞれを、対向一対の爪２１ａ、２１ｂの変形によって、ポケット２２内に挿入させるようにしている。

特許文献１に開示した合成樹脂からなる保持器は、保持器本体と、その保持器本体に連結される蓋体とから成る。保持器本体は、環状をなし、その一側面には対向一対の爪が周方向に等間隔に設けられ、一対の爪間にボール保持用のポケットが形成されている。また、保持器本体には、隣接するポケット間の隣接する爪間に連結脚が設けられ、その連結脚に先端面で開口する係合凹部が形成されている。蓋体は、蓋部と係合軸部とを周方向に交互に形成した環状をなし、蓋体は、保持器本体の隣接する連結脚間に嵌合可能な大きさとされ、蓋体の内面には、ポケットの開口部と対向する位置に球形凹部が設けられている。一方、係合軸部は、連結脚の係合凹部に対して係合可能とされている。軸受に対する保持器の組込みに際しては、ポケットの開口を前側として保持器本体を外輪と内輪間に挿入し、一対の爪の変形によって両輪間に予め組込まれたボールをポケット内に挿入する。保持器本体の組込み後、外輪と内輪間の他側より蓋体を挿入し、その蓋体の係合軸部を係合凹部に圧入し、係合軸部と係合凹部の係合によって保持器本体と蓋体とを結合状態に保持する。

特許文献２では、保持器は、合成樹脂製で円環状の主部と、この主部の軸方向片面に設けられた複数組のポケットとを備えている。これら各ポケットは、主部と一体に形成されて円周方向に亙り互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片の間にボールを１個ずつ、転動自在に保持するものである。主部の軸方向他面に、円環状の金属板を添設している。ＳＰＣＣ等の冷間圧延炭素鋼により造られたこの金属板には、円周方向複数個所に亙って円孔を形成している。これら各円孔は、主部から離れるに従って内径が大きくなるテーパ孔としている。この様な金属板は、主部及び弾性片を射出成形する際、成形型内にこの金属板をインサートする事によって主部の全周に亙り、この主部に対して非分離に添設している。即ち、主部及び弾性片を構成する合成樹脂の一部を各円孔内に進入させて固化する事により、主部と金属板とを強固に結合している。したがって、主部の軸方向他面に添設した金属板により主部の剛性が向上する。この結果、外力を受けた場合にもこの主部が変形しにくくなる。例えば、遠心力により各ポケットを構成する弾性片の先端部が直径方向外方に変形する場合には、主部が捩り方向に変形する。金属板は、この様に主部が捩り方向に変形する事を防止する為、弾性片の先端部が直径方向外方に変位しにくくなって、この先端部と外輪の内周面とが擦れ合いにくくなる。又、金属板により主部の剛性が向上する分、この主部の軸方向に亙る厚さ寸法を小さくできる。従って、この主部の軸方向他面と、玉軸受に組み込まれたシールド板の内側面との距離を大きくできる。この結果、ポケットの内面とボールの転動面との間の隙間が多少大きくなっても、軸方向他面とシールド板の内側面とが擦れ合う事がなくなる。この様に、合成樹脂製冠型保持器の各部が相手面と擦れ合いにくくなるので、高温且つ高速で使用しても、擦れ合いによる焼き付きが発生しにくくなる。

特許文献３では、保持器は、冠型保持器と呼ばれるもので、合成樹脂を射出成形する事により、全体を一体に造っている。この様な保持器の場合、円環状の主部の円周方向複数個所に、ボールを転動自在に保持するポケットを設けている。各ポケットは、主部の軸方向片面に互いに間隔をあけて配置された１対の弾性片の片側面と、主部の軸方向片面でこの１対の弾性片の間部分に設けられた球面状の凹面部とから構成する。この凹面部の内面は、例えばその曲率半径をボールの転動面の曲率半径よりも僅かに大きくする等により、各ボールを転動自在に保持できる形状としている。保持器の直径方向に亙る肉厚を、主部の側で大きく、各弾性片の先端側で小さくしている。又、保持器の内径を、軸方向に亙りほぼ等しくしている。その分、各弾性片の外周側面を、主部から離れるに従って直径方向内方に向かう方向に傾斜した傾斜面としている。したがって、各弾性片の外周面と外輪の内周面との距離が離れている為、これら各弾性片が多少変形しても、これら各弾性片と外輪の内周面の一部とが干渉する事を防止できる。即ち、高速運転時にこれら各弾性片は、先端に向かう程直径方向外方に大きく変位するが、通常時に於けるこれら各弾性片の外周側面と外輪の内周面との距離は、これら各弾性片の先端に向かう程大きい。この為、高温下での回転機械装置の高速運転時、保持器が高速で回転して、各弾性片が遠心力により多少直径方向外方に変位した場合でも、これら各弾性片が外輪の一部内周面と干渉する事を防止できる。この結果、この外輪と内輪との相対回転に要するトルクが増大したり、運転に伴って発生する熱に基づく温度上昇や異音が著しくなる事を防止できる。

また、特許文献４では、２枚の合成樹脂製環状体の合せ面に複数の半球状ポケットを周方向に間隔をおいて形成する。各ポケットの開口部一端に開き止め爪を設け、他端部に係合凹部を形成する。隣接するポケット間の結合部に係合孔と係合爪とを設け、係合凹部に対する開き止め爪の係合および係合孔に対する係合爪の係合により２枚の環状体を結合して保持器を組立てる。また、２枚の環状体を同一形状として、１種類の金型により成形できるようにしてコストの低減を図っている。

さらに、特許文献５では、円環状の保持リングの側面から複数のセパレータが一体に突設されかつこの各セパレータ間で転動体を収納するための収納凹部が形成されている第一分割体と、保持リングと同径の円環状の閉塞リングを有する第二分割体と、この第二分割体を第一分割体に同軸心状に連結するための連結手段とを備えており、第一及び第二分割体の少なくとも一方が固体潤滑性のある材料で形成されている転がり軸受用保持器において、前記連結手段を、セパレータの先端部を閉塞リング側に向かって押し込むことによって同閉塞リングに引っ掛かって抜け止めされるよう当該セパレータの先端部に形成された掛止突起により構成する。これにより、分割型の保持器を簡便に組み立てられるようにして、転動体の脱落が発生しない転がり軸受をより安価に製造している。
実開平６−１８４８号公報特開平８−１４５０６１号公報特開２０００−１６１３６５号公報特開２００４−７６７７８号公報特開２００４−２３２７５２号公報特開２００５−６１４８３号公報

しかしながら、図１２又は特許文献１乃至３に記載した軸受用保持器では、軸受が高速で回転すると、遠心力により、保持器の爪形成側の一側部が外径方向に拡がり、外輪の内面或いはボールに接触し、耐久性が低くなるおそれがあり、軸受の回転に支障を及ぼすといったことがある。

また、近年、各種の回転機械や自動車部品の性能向上や小型化により、ラジアル玉軸受の使用条件が段々厳しくなっている。具体的に、使用条件が回転速度の増大、設置スペースの減少及び使用時温度の上昇傾向に急速に変わってきている。そのため、特許文献１、特許文献４及び５に記載した軸受用保持器では、高速回転時の遠心力と熱による変形がしやすく、そして外乱による保持器の振動変形も発生しやすい使用条件下では、これら各弾性片の先端縁が、ラジアル玉軸受を構成する外輪の内周面と擦れ合う可能性が生じる。このような状態は、保持器の損壊をはじめ、軸受ないし回転機械の性能低下または破壊の原因になる為、好ましくない。

従って、前述した今までの保持器より剛性が高くて遠心力及び振動による変形が発生しにくい保持器が求められている。

また、従来のころ軸受用樹脂製保持器としては、特許文献６に示されているものがある。その構成は、樹脂製の柱部と、突出した凸部を有する樹脂製の円環部と、からなる。円環部の凸部によって潤滑剤の枯渇を防止することにより、高速運転においても、耐久性並びに安定性を確保する効果がある。

しかしながら、このような保持器に用いる樹脂材料の弾性率は樹脂材料をガラス繊維等により強化した場合であっても、金属製保持器に用いられる一般的な金属材料の弾性率よりも小さな値であるため、固有振動数が低く、高速回転時に共振するため、回転速度に制限がある。また、回転中の保持器の振動が大きい場合にも、同様な課題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ボールを保持する合成樹脂製保持器本体の剛性及び耐久性を高くしつつ、遠心力及び振動によって合成樹脂製保持器本体が外径方向に変形することを確実に防止することができ、また、ころ軸受用樹脂製保持器の高速回転時における回転速度の制限を解決すること及び回転中に保持器の振動が大きくなってもそれに対応することができる、軸受用保持器及び転がり軸受を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る軸受用保持器は、環状の合成樹脂製保持器本体の一側面に、対向一対の爪を周方向に等間隔に設けると共に、一対の爪間に、ボール保持用ポケットを形成し、
前記合成樹脂製保持器本体のポケット開口側の側面に、金属製変形防止部材が連結してあることを特徴とする。

好適には、前記合成樹脂製保持器本体の隣接するポケット間の隣接する爪間に形成した連結脚に、その先端面で開口する係合凹部が設けてあり、
前記金属製変形防止部材は、円環状であり、
前記係合凹部の径（ｂ_１）＜前記金属製変形防止部材の径（ｄ_０）に設定してある。

また、好適には、本発明に係る軸受用保持器は、円環状の主部と、
当該主部の軸方向片側面に、円周方向に互いに間隔をあけ、軸方向に突出する状態で形成した複数の弾性片と、
円周方向に隣り合う１対ずつの弾性片の互いに対内する面と、前記主部の軸方向片側面で、これら両弾性片により挟まされた部分とにより囲まれた部分であって、それぞれの内面を部分球面状の凹面とした複数のポケットと、を備え、合成樹脂を射出成形することにより形成した軸受用保持器において、
前記合成樹脂よりも剛性の高い材質で形成した補強リングを、部分球面状の凹面とした前記複数のポケットの開口側に装着し、
当該補強リングは、外輪、内輪、玉を組み込んだ状態で装着してあることを特徴とする。

好適には、前記補強リングは、プレス成形品である。

また、本発明に係る軸受用保持器は、ころに挟まれる複数の柱部と、当該柱部の両端にそれぞれ結合している二つの円環部と、からなる軸受用保持器において、
二つの前記円環部の少なくとも一方に、金属製の円環が接着してあることを特徴とする。

また、本発明に係る軸受用保持器は、ころに挟まれる複数の柱部と、当該柱部の両端にそれぞれ結合している二つの円環部と、からなる軸受用保持器において、
二つの前記円環部の少なくとも一方に、金属製の円環が埋め込んであることを特徴とする。

また、本発明に係る軸受用保持器は、ころに挟まれる複数の柱部と、当該柱部の両端にそれぞれ結合している二つの円環部と、からなる軸受用保持器において、
二つの前記円環部の少なくとも一方に、金属製の円環がインサート成形してあることを特徴とする。

好適には、前記金属製の円環には、略等間隔に貫通穴部が設けてあり、前記インサート成形時に、当該貫通穴部に、樹脂が充填してある。

また、好適には、前記貫通穴部は、前記柱部に対応する位相に設けてある。

さらに、好適には、前記合成樹脂製保持器本体は、
ナイロン４６、ナイロン６６、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）及び、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の何れかの合成樹脂からなり、
当該合成樹脂中に、ガラス繊維（ＧＦ）又は炭素繊維（ＣＦ）の補強材を１０〜４０重量％程度含有してあり、
前記金属製変形防止部材は、
炭素鋼、黄銅、及び、アルミ合金の何れかからなる。

さらに、好適には、前記保持器は、その材質がガラス転移温度１００℃以上のポリアミド樹脂である。

さらに、好適には、前記保持器は、その材質が芳香族ポリアミド樹脂である。

さらに、好適には、前記ポリアミド樹脂は、芳香環と脂肪鎖からなる化学構造を有する半芳香族ポリアミド樹脂である。

さらに、好適には、前記芳香環と脂肪鎖からなる化学構造を有する半芳香族ポリアミド樹脂は、芳香構造と長鎖ジアミン構造である。

さらに、好適には、本発明に係る転がり軸受は、請求項１乃至１４の何れか１項に記載した保持器を少なくとも１個組み込んだことを特徴とする。

本発明によれば、ボールを保持する合成樹脂製保持器本体の剛性及び耐久性を高くしつつ、遠心力及び振動によって合成樹脂製保持器本体が外径方向に変形することを確実に防止することができ、また、ころ軸受用樹脂製保持器の高速回転時における回転速度の制限を解決すること及び回転中に保持器の振動が大きくなってもそれに対応することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る軸受用保持器及び転がり軸受を図面を参照しつつ説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る軸受用保持器の部分的分解斜視図である。

図２は、図１に示した軸受用保持器の断面図である。

本実施の形態では、軸受用保持器は、合成樹脂製保持器本体１と、この合成樹脂製保持器本体１に連結される金属製変形防止部材２と、から成る。

合成樹脂製保持器本体１は、環状をなし、その一側面には、対向一対の爪３ａ、３ｂが周方向に等間隔に設けられ、一対の爪３ａ、３ｂ間に、ボール保持用のポケット４が形成されている。

また、合成樹脂製保持器本体１には、隣接するポケット４間の隣接する爪３ａ、３ｂ間に、連結脚５が設けられ、この連結脚５に、先端面で開口する係合凹部６が形成されている。

金属製変形防止部材２は、円環状をなし、金属製変形防止部材２は、合成樹脂製保持器本体１の隣接する連結脚５の係合凹部６に、嵌合可能な大きさとされている。

金属製変形防止部材２の内面には、ポケット４の開口と対向する位置に球形の凹状逃げ部８が設けられている。

また、金属製変形防止部材２は径ｄ_０の円形断面を有し、係合凹部６は金属製変形防止部材２に係合するように円形断面が形成されており、係合凹部６の径（ｂ_１）＜金属製変形防止部材２の径（ｄ_０）に設定してある。

合成樹脂製保持器本体１の係合凹部６の径（ｂ_１）を、金属製変形防止部材２の径（ｄ_０）よりわずかに小さくしておき、弾性変形により挿入した状態で抜けないようにする。

使用条件では、温度が室温より高くなるので、金属製変形防止部材２の径ｄ_０及び係合凹部ｂ_１は温度上昇による合成樹脂と金属の線膨張係数の差（樹脂＞金属）を考慮して決める。

また、接着を併用すれば、濃度が上昇して合成樹脂製保持器本体１と、金属製変形防止部材２の係合部に隙間ができるようになっても、接着により固定状態が維持される。

また、好適には、合成樹脂製保持器本体１は、ナイロン４６、ナイロン６６、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）及び、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の何れかの合成樹脂からなり、この合成樹脂中に、ガラス繊維（ＧＦ）又は炭素繊維（ＣＦ）の補強材を１０〜４０重量％程度含有してある。

また、好適には、合成樹脂製保持器本体１に芳香族ポリアミド樹脂を用いることにより、線膨張係数を小さくして高温での変形を小さくすることができる。さらに、前記芳香族ポリアミド樹脂は、耐薬品性に優れるので、転がり軸受が種々の添加剤が入った潤滑剤で潤滑される場合の変形も小さい。

使用する芳香族ポリアミドとしては、例えばデュポン社のザイテルＨＴＮ５１Ｇ３５ＨＳＬ（商品名）が挙げられる。

この樹脂は、

上記のように、芳香族構造と長鎖ジアミン構造、すなわち芳香環と脂肪鎖からなる化学構造を有する半芳香族ポリアミド樹脂に、３５％のガラス繊維を添加して強化した材料で、ガラス転移温度：約１４０℃、線膨張係数：０．５×１０^−４［１／Ｋ］、吸水率：１．６ｍｍ厚で１．０％、３．２ｍｍ厚で０．７％、融点３００℃の特性を有する。

ポリアミド樹脂の線膨張係数は、ガラス転移温度が高いほど小さくなる傾向にあるので、線膨張係数がポリアミド樹脂の従来のポリアミド等の樹脂保持器材料に比べ線膨張係数は、約１／２に抑えることができる。

このため、回転中の温度上昇で合成樹脂製保持器本体１が膨張して、合成樹脂製保持器本体１の外径面と外輪の内径面が接触して摩擦係数が大きくなるとか、接触面が摩耗するという現象を防止することができる。

また，自動車等の用途に用いられる場合には、高温雰囲気だけでなく、低温下での収縮も含めた寸法変化を考慮する必要があるが、線膨張係数が小さいのでその影響を小さくすることができる。

温度変化に対する合成樹脂製保持器本体１の寸法が影響ない程度まで線膨張係数を小さくするためには、ポリアミド樹脂としてガラス転移温度が１００℃以上の樹脂を用いる。より好ましくは、ガラス転移温度が１２０℃以上のポリアミド樹脂とする。

また、株式会社クラレのジェネスタＧ２３３０（商品名）が挙げられる。この樹脂も、芳香族構造と長鎖ジアミン構造、すなわち芳香環と脂肪鎖からなる化学構造を有する半芳香族ポリアミド樹脂に、３３％のガラス繊維を添加して強化した材料で、ガラス転移温度：約１２５℃、融点３０６℃の特性を有する。

この樹脂の吸水特性は、図３に示すように、ポリアミド４６樹脂に比べ、１００ｈｒの水分率を１／３に抑えることができる。なお、図３は、合成樹脂製保持器本体の樹脂の吸水特性のグラフである。

このように、吸水性が低いため軸受運転時の寸法変化は従来の樹脂保持器に比べ小さく抑えることができる。

さらに、ジェネスタＧ２３３０（商品名）は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）にガラス繊維を４０％添加した樹脂に比べ、限界ＰＶ値が大きく（ジェネスタＧ２３３０（商品名）：８．５ｋＮ／ｃｍ^２・ｃｍ／ｓ、ＰＰＳ：８ｋＮ／ｃｍ^２・ｃｍ／ｓ）、動摩擦係数が小さい（ジェネスタＧ２３３０（商品名）：０．３〜０．４、ＰＰＳ：０．５〜１．０）。このため、回転変動や荷重変動が大きな使用条件下での耐焼付き性を向上させることができる。

また、三井化学社のアーレンＡ３３５（商品名）が挙げられる。この樹脂も、芳香族構造と長鎖ジアミン構造、すなわち芳香環と脂肪鎖からなる化学構造を有する半芳香族ポリアミド樹脂に、３０％のガラス繊維を添加して強化した材料で、ガラス転移温度：約１２５℃、融点３１０℃の特性を有する。

この樹脂は、ガラス転移温度が高いので、図４に示すように、ポリアミド６６（ＰＡ６６）にガラス繊維を３０％添加した樹脂やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）にガラス繊維を４０％添加した樹脂に比べ、高温強度が高く、高温雰囲気下でも高剛性を維持できる。このため、高温下での使用が可能である。なお、図４は、合成樹脂製保持器本体の樹脂の温度と曲げ弾性率との関係を示すグラフである。

金属製変形防止部材２は、好適には、炭素鋼、黄銅、及び、アルミ合金の何れかからなる。

以上から、軸受に対する保持器の組込みに際しては、ポケット４の開口を前側として合成樹脂製保持器本体１を外輪（図示略）と内輪（図示略）間に挿入し、一対の爪３ａ、３ｂの変形によって、両輪間に予め組込まれたボール７をポケット４内に挿入する。

合成樹脂製保持器本体１の組込み後、外輪と内輪の間の他側より金属製変形防止部材２を挿入し、この金属製変形防止部材２を係合凹部６に圧入し、この金属製変形防止部材２と係合凹部６の係合によって、合成樹脂製保持器本体１と金属製変形防止部材２とを結合状態に保持する。

金属製変形防止部材２の連結によって、合成樹脂製保持器本体１の剛性が高くなり、軸受が高速回転しても合成樹脂製保持器本体１は外径方向に変形せず、合成樹脂製保持器本体１が軸受の回転に支障を及ぼすことはない。

上記のように、本実施の形態に係る軸受用保持器においては、合成樹脂製保持器本体１のポケット４の開口部の側面に、金属製変形防止部材２を取付けたので、合成樹脂製保持器本体１の剛性が高くなり、軸受が高速回転しても、合成樹脂製保持器本体１は、外径方向に変形せず、高速回転用として使用することができる。

以上、本実施の形態によれば、ボール７を保持する合成樹脂製保持器本体１の剛性及び耐久性を高くしつつ、遠心力によって合成樹脂製保持器本体１が外径方向に変形することを確実に防止することができる。

（第２実施の形態）
図５は、本発明の第２実施の形態に係る軸受用保持器の部分的斜視図である。

図６は、図５に示した補強リングの部分的斜視図である。

図７は、図５に示した円環状の主部（合成樹脂製保持器本体）の部分的斜視図である。

本実施の形態のラジアル玉軸受用合成樹脂製冠型保持器及びラジアル玉軸受は、自動車や工作機械等の各種回転機械装置に使用されるラジアル玉軸受とこのラジアル玉軸受を構成する保持器との改良に関し、特に、高温環境下で高速運転した場合でも、保持器の変形により保持器の一部と外輪の内周面とが擦れ合う事を防止して、上記ラジアル玉軸受を組み込んだ回転機械装置の運転を安定した状態で行なわせるものである。

本実施の形態では、軸受用保持器は、全体を合成樹脂により一体的に形成した円環状の主部２０（合成樹脂製保持器本体）と、この主部２０に連結される金属製変形防止部材３０（補強リング）と、から成る。

円環状の主部２０（合成樹脂製保持器本体）は、この主部２０の軸方向片側面に円周方向に互いに間隔をあけ軸方向に突出する状態で形成した複数の弾性片２１と、円周方向に隣り合う１対ずつの弾性片の互いに対向する面と主部２０の軸方向片側面でこれら両弾性片により挟まされた部分とにより三方を囲まれた部分であってそれぞれの内面を部分球面状の凹面とした複数のポケット２２と、を備えている。

本実施の形態では、合成樹脂よりも剛性の高い金属部材で形成した補強リング３０が部分球面状の凹面とした前記複数のポケット２２の開口側に装着してある。なお、補強リング３０は、外輪、内輪、玉を組み込んだ状態で装着してある。好適には、補強リング３０は、プレス成形品である。これにより、高速回転時の遠心力と熱による変形が顕著にでる部分の、変形を抑えることができる。

また、補強リング３０は、その複数の挿入孔３１を主部２０の円柱２３に嵌め込むように構成してある。符号２４は、透溝部である。

以上から、本実施の形態では、ＳＰＣＣ等の鋼板をプレス成形された折り曲げ補強リング３０を装着することで、従来の単一環状円板型或いは単一円筒型補強リングを有する保持器より、保持器の公転回転面内剛性、回転面外への曲げ剛性及び各方向の捩り剛性が大きく向上し、遠心力や高温を受けた場合に変形が小さく、また振動による変形もしにくくなる。

折り曲げ断面を有する補強リング３０は、容易にプレス成形が可能であり、より薄い板材でも高い剛性を保つことができるため、保持器の軽量化にも有利である。従来生産実績のあるプレス保持器の既存技術を活用できる。

補強リング３０の内径面は、合成樹脂材のポケット側段部側面内部で面接触し、また、補強リング３０の複数の挿入孔３１と、主部２０の円柱２３にはめ込むことで、堅固に固定されているため、高遠回転や高温環境でも分離しない。この結果、合成樹脂製冠型保持器が高温環境下で高速回転した場合にも、保持器の弾性変形を抑える事ができ、これら各弾性片２１の先端部が外輪の内周囲と擦れ合う事を防止できる。

（第２実施の形態の実施例）
図８（ａ）は、従来例に係る合成樹脂製の保持器が回転している場合に関する変形量の計算結果の一例を示す図であり、（ｂ）は、本発明の第２実施の形態に係る合成樹脂製の保持器が回転している場合に関する変形量の計算結果の一例を示す図である。

計算結果は、従来例の合成樹脂製の保持器の場合、一例として変形量の差は、＋２．６９３ｍｍであり、本発明の第２実施の形態に係る合成樹脂製の保持器の場合、一例として変形量の差は、０．００８ｍｍである。

（第３乃至第５実施の形態）
本発明の第３乃至第５実施の形態は、大略的には、ころ軸受用樹脂製保持器の二つの円環部の少なくとも一方に、金属製の円環が接着、埋め込み、或いはインサート成形により一体としてある構成を採用している。これにより、ころ軸受用樹脂製保持器の円環部を補強し、保持器の固有振動数を上げることにより、ころ軸受の許容回転速度を向上する効果を有する。

図９（ａ）は、本発明の第３実施の形態に係るころ軸受用樹脂製保持器の側面図であり、（ｂ）は、同平面図である。

本発明の第３実施の形態に係るころ軸受用樹脂製保持器は、ころ（図示略）に挟まれる複数の樹脂製の柱部１１と、これら柱部の両端にそれぞれ結合している二つの樹脂製の円環部１２と、からなる。二つの樹脂製の円環部１２の少なくとも一方に、金属製の円環１３が接着してある。

金属製の円環１３を樹脂製の円環部１２に接着することにより、ころ軸受用樹脂製保持器の円環部が補強され、保持器の固有振動数が上昇する。その結果として、ころ軸受の許容回転速度を向上する効果がある。

図９（ａ）（ｂ）では，金属製の円環１３の外径を樹脂製の円環部１２の外径と略等しく、金属製の円環１３の内径を樹脂製の円環部１２の内径より大きくした場合を示しているが、金属製の円環１３と樹脂製の円環部１２の内径及び外径の両方を略等しくする構成を採用しても良いし、金属製の円環１３の内径と樹脂製の円環部１２の内径とを略等しくし、金属製の円環１３の外径を樹脂製の円環部１２の外径より小さくした構成としても良い。剛性を大きくするには、金属製の円環１３と樹脂製の円環部１２の内径及び外径の両方を略等しくする構成を採用することが望ましい。

保持器を内輪案内とする場合には、金属製の円環１３の内径を樹脂製の円環部１２の内径より大きくすれば、内輪外径面と保持器は、樹脂部分だけで対向するので、摩擦低減には有効である。

同様に、保持器を外輪案内とする場合には、金属製の円環１３の外径を樹脂製の円環部１２の外径より小さくすれば、外輪内径面と保持器は、樹脂部分だけで対向する同様の効果が得られる。

図１０（ａ）は、本発明の第４実施の形態に係るころ軸受用樹脂製保持器の側面図であり、（ｂ）は、同平面図である。

本発明の第４実施の形態に係るころ軸受用樹脂製保持器は、ころ（図示略）に挟まれる複数の樹脂製の柱部１１と、これら柱部の両端にそれぞれ結合している二つの樹脂製の円環部１２と、からなる。二つの樹脂製の円環部１２の少なくとも一方に、金属製の円環１３が埋め込んである。

金属製の円環１３を樹脂製の円環部１２の中に埋め込むことにより、ころ軸受用樹脂製保持器の円環部が補強され、保持器の固有振動数が上昇する。その結果として、ころ軸受の許容回転速度を向上する効果がある。

図１０（ａ）（ｂ）では、金属製の円環１３の内径及び外径を樹脂製の円環部１２の内径及び外径より小さくし、保持器の軸方向にも内部となるようにして、外部からは金属製の円環１３が見えないように完全に埋め込んであるが、これに限らず、金属製の円環１３の一部が外部から見えるようになっていても良い。

すなわち、金属製の円環１３の内径と樹脂製の円環部１２の内径と略等しくしたり、金属製の円環１３の外径と樹脂製の円環部１２の外径とを略等しくすることも可能である。金属製の円環１３を樹脂製の円環部１２の中に埋め込むにあたって、インサート成形にて行うと量産性に優れる。

図１１（ａ）は、本発明の第５実施の形態に係るころ軸受用樹脂製保持器の側面図であり、（ｂ）は、同平面図である。

本発明の第５実施の形態に係るころ軸受用樹脂製保持器は、ころ（図示略）に挟まれる複数の樹脂製の柱部１１と、これら柱部の両端にそれぞれ結合している二つの樹脂製の円環部１２と、からなる。二つの樹脂製の円環部１２の少なくとも一方に、金属製の円環１３がインサート成形してある。

金属製の円環１３には、略等間隔に貫通穴部１４が設けてあり、前記インサート成形時に、貫通穴部１４に、樹脂が充填してある。また、貫通穴部１４は、等配で設けてあることが好ましい。さらに、貫通穴部１４は、樹脂製の柱部１１に対応する位相に設けてあることが好ましい。

金属製の円環１３を樹脂製の円環部１２にインサート成形することにより、ころ軸受用樹脂製保持器の円環部が補強され、保持器の固有振動数が上昇する。その結果として、ころ軸受の許容回転速度を向上する効果がある。

図１１（ａ）（ｂ）では、金属製の円環１３の内径及び外径を樹脂製の円環部１２の内径及び外径と略等しくするとともに、金属製の円環１３の幅方向の略中央部に、略等間隔に貫通穴部１４を設けて、射出成形時にその貫通穴部１４に樹脂が充填されるようにして、金属製の円環１３と樹脂製の円環部１２が結合するようにしている。樹脂を充填する貫通穴部１４は、保持器の柱部１１に対応する位相に設けることにより、結合をより強固にできる。

なお、図１１（ａ）（ｂ）では、金属製の円環１３と樹脂製の円環部１２の内径及び外径の両方を略等しくする構成を採用しているが、金属製の円環１３と樹脂製の円環１２の内径及び外形の寸法については、第３実施の形態（図９）のように、金属製の円環１３の外径を樹脂製の円環部１２の外径と略等しく、金属製の円環１３の内径を樹脂製の円環部１２の内径より大きくしても良いし、金属製の円環１３の内径と樹脂製の円環部１２の内径とを略等しくし、金属製の円環１３の外径を樹脂製の円環部１２の外径より小さくした構成としても良い。剛性を大きくするには、金属製の円環１３と樹脂製の円環部１２の内径及び外径の両方を略等しくする構成を採用することが望ましい。

同様に、第４実施の形態（図１０）のように、金属製の円環１３を樹脂製の円環部１２の内部に埋め込むようにしても良い。内部に埋め込む場合も、金属製の円環１３の幅方向の略中央部に、略等間隔に貫通穴部を設けて、射出成形時にその貫通穴部に樹脂が充填されるようにすることにより、金属製の円環１３と樹脂製の円環部１２の金属製の円環１３の両側の樹脂の結合が強固となる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

本発明の第１実施の形態に係る軸受用保持器の部分的分解斜視図である。図１に示した軸受用保持器の断面図である。合成樹脂製保持器本体の樹脂の吸水特性のグラフである。合成樹脂製保持器本体の樹脂の温度と曲げ弾性率との関係を示すグラフである。本発明の第２実施の形態に係る軸受用保持器の部分的斜視図である。図５に示した補強リングの部分的斜視図である。図５に示した円環状の主部（合成樹脂製保持器本体）の部分的斜視図である。（ａ）は、従来例に係る合成樹脂製の保持器が回転している場合に関する変形量の計算結果の一例を示す図であり、（ｂ）は、本発明の第２実施の形態に係る合成樹脂製の保持器が回転している場合に関する変形量の計算結果の一例を示す図である。（ａ）は、本発明の第３実施の形態に係るころ軸受用樹脂製保持器の側面図であり、（ｂ）は、同平面図である。（ａ）は、本発明の第４実施の形態に係るころ軸受用樹脂製保持器の側面図であり、（ｂ）は、同平面図である。（ａ）は、本発明の第５実施の形態に係るころ軸受用樹脂製保持器の側面図であり、（ｂ）は、同平面図である。従来例に係る合成樹脂製の軸受用保持器の部分的斜視図である。

符号の説明

１合成樹脂製保持器本体
２金属製変形防止部材
３ａ，３ｂ爪
４ポケット
５連結脚
６係合凹部
７ボール
８凹状逃げ部
１１樹脂製の柱部
１２樹脂製の円環部
１３金属製の円環
１４貫通穴部
２０円環状の主部（合成樹脂製保持器本体）
２１弾性片
２２ポケット
２３円柱
２４透溝部
３０補強リング
３１挿入孔

Claims

環状の合成樹脂製保持器本体の一側面に、対向一対の爪を周方向に等間隔に設けると共に、一対の爪間に、ボール保持用ポケットを形成し、
前記合成樹脂製保持器本体のポケット開口側の側面に、金属製変形防止部材が連結してあることを特徴とする軸受用保持器。
前記合成樹脂製保持器本体の隣接するポケット間の隣接する爪間に形成した連結脚に、その先端面で開口する係合凹部が設けてあり、
前記金属製変形防止部材は、円環状であり、
前記係合凹部の径（ｂ_１）＜前記金属製変形防止部材の径（ｄ_０）に設定してあることを特徴とする請求項１に記載の軸受用保持器。
円環状の主部と、
当該主部の軸方向片側面に、円周方向に互いに間隔をあけ、軸方向に突出する状態で形成した複数の弾性片と、
円周方向に隣り合う１対ずつの弾性片の互いに対内する面と、前記主部の軸方向片側面で、これら両弾性片により挟まされた部分とにより囲まれた部分であって、それぞれの内面を部分球面状の凹面とした複数のポケットと、を備え、合成樹脂を射出成形することにより形成した軸受用保持器において、
前記合成樹脂よりも剛性の高い材質で形成した補強リングを、部分球面状の凹面とした前記複数のポケットの開口側に装着し、
当該補強リングは、外輪、内輪、玉を組み込んだ状態で装着してあることを特徴とする軸受用保持器。
前記補強リングは、プレス成形品であることを特徴とする請求項３に記載の軸受用保持器。
ころに挟まれる複数の柱部と、当該柱部の両端にそれぞれ結合している二つの円環部と、からなる軸受用保持器において、
二つの前記円環部の少なくとも一方に、金属製の円環が接着してあることを特徴とする軸受用保持器。
ころに挟まれる複数の柱部と、当該柱部の両端にそれぞれ結合している二つの円環部と、からなる軸受用保持器において、
二つの前記円環部の少なくとも一方に、金属製の円環が埋め込んであることを特徴とする軸受用保持器。
ころに挟まれる複数の柱部と、当該柱部の両端にそれぞれ結合している二つの円環部と、からなる軸受用保持器において、
二つの前記円環部の少なくとも一方に、金属製の円環がインサート成形してあることを特徴とする軸受用保持器。
前記金属製の円環には、略等間隔に貫通穴部が設けてあり、前記インサート成形時に、当該貫通穴部に、樹脂が充填してあることを特徴とする請求項７に記載の軸受用保持器。
前記貫通穴部は、前記柱部に対応する位相に設けてあることを特徴とする請求項８に記載の軸受用保持器。
前記合成樹脂製保持器本体は、
ナイロン４６、ナイロン６６、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）及び、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の何れかの合成樹脂からなり、
当該合成樹脂中に、ガラス繊維（ＧＦ）又は炭素繊維（ＣＦ）の補強材を１０〜４０重量％程度含有してあり、
前記金属製変形防止部材は、
炭素鋼、黄銅、及び、アルミ合金の何れかからなることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の軸受用保持器。
前記保持器は、その材質がガラス転移温度１００℃以上のポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の軸受用保持器。
前記保持器は、その材質が芳香族ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項１乃至９及び１１の何れか１項に記載の軸受用保持器。
前記ポリアミド樹脂は、芳香環と脂肪鎖からなる化学構造を有する半芳香族ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の軸受用保持器。
前記芳香環と脂肪鎖からなる化学構造を有する半芳香族ポリアミド樹脂は、芳香構造と長鎖ジアミン構造であることを特徴とする請求項１３に記載の軸受用保持器。
請求項１乃至１４の何れか１項に記載した保持器を少なくとも１個組み込んだことを特徴とする転がり軸受。