JP2008045572A - 玉軸受用保持器及び玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転時に保持器が捩れ変形したとしても、保持器が外輪に接触しないようにすることができる玉軸受用保持器及びこの玉軸受用保持器を用いた玉軸受を提供する。
【解決手段】複数の玉１３を転動可能に保持し、円周方向に互いに隣り合うポケット部１５と、ポケット部１５間に形成される柱部１８と、ポケット部１５の内周面の円周方向両端部に軸方向に突出する一対の爪部１６と、一対の爪部１６間に形成され、玉１３をポケット部１５に挿入するための開口部１７と、を備え、柱部１８は、保持器リム側から開口部１７側に向かって縮径するように径方向内側に傾斜し、且つポケット部１５は、径方向に円筒形状に形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、玉軸受用保持器及びこの玉軸受用保持器を組み込んだ玉軸受に関し、特に、高速回転向けの玉軸受用保持器及び玉軸受に関する。

従来の玉軸受としては、図７に示すような玉軸受５０が知られており、この玉軸受５０は、内輪１と外輪２との間に転動体としての複数の玉３が配設された深溝玉軸受であり、複数の玉３は、図８に示すような円環状の冠型保持器４を介して円周方向に略等間隔で転動可能に保持されている。

冠型保持器４は、合成樹脂の射出成形等により形成されており、冠型保持器４には、複数の玉３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５が形成され、このポケット部５の内周面の円周方向両端部には軸方向に突出する一対の爪部６が設けられている。また、一対の爪部６には、開口部７が形成されており、この開口部７から玉３を一対の爪部６を押し広げつつポケット部５に押し込むことにより、ポケット部５内に玉３が微小な隙間を介して転動可能に保持される。

また、他の従来の玉軸受として、玉を収容保持する複数のポケット部が形成され、ポケット部の周縁が凹球面をなし、ポケット部の軸方向一方側が環状基部、軸方向他方側が開口部になった合成樹脂製の保持器を備え、この保持器のポケット部が環状基部から開口部に向けて漸次軸心側に傾斜した形状を有する玉軸受が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０９−１４４７６１号公報

しかしながら、従来の玉軸受５０に組み込まれる冠型保持器４は、転動体案内型の保持器であり、開口部７側と保持器リム側とが軸方向において非対称な断面形状になっているため、近年の高速回転化への対応により、図９に示すように、開口部７側の軸方向端部に保持器回転（転動体公転）による遠心力が働き、保持器リム側の軸方向端部を捩れ軸とした弾性或いは塑性変形による捩れ変形が生じて、保持器が外輪に接触する可能性があった。

また、特許文献１に記載の玉軸受では、保持器のポケット部の周縁が凹球面に形成されるため、高速回転時において、上記保持器の捩れ変形が発生した場合、ポケット部の径方向内端縁が玉と接触して、軸受寿命が低下してしまう可能性があった。

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、高速回転時に保持器が捩れ変形したとしても、保持器が外輪に接触しないようにすることができる玉軸受用保持器及びこの玉軸受用保持器を用いた玉軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 複数の玉を転動可能に保持し、円周方向に互いに隣り合うポケット部と、ポケット部間に形成される柱部と、ポケット部の内周面の円周方向両端部に軸方向に突出する一対の爪部と、一対の爪部間に形成され、玉をポケット部に挿入するための開口部と、を備える玉軸受用保持器であって、柱部は、保持器リム側から開口部側に向かって縮径するように径方向内側に傾斜し、且つポケット部は、径方向に円筒形状に形成されることを特徴とする玉軸受用保持器。
（２） 外輪と内輪との間に複数の玉が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）に記載の玉軸受用保持器を使用することを特徴とする玉軸受。
（３） 軸受のピッチ円径ｄｍと回転数Ｎの積であるｄｍＮ値が６０万以上で使用されることを特徴とする（２）に記載の玉軸受。

本発明の玉軸受用保持器及び玉軸受によれば、柱部は、保持器リム側から開口部側に向かって縮径するように径方向内側に傾斜し、且つポケット部は、径方向に円筒形状に形成されるため、高速回転時に保持器が捩れ変形したとしても、保持器が外輪に接触しないようにすることができる。

以下、本発明に係る玉軸受用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。
図１は本発明に係る玉軸受用保持器及び玉軸受の一実施形態を説明するための一部切欠斜視図、図２は図１に示す玉軸受用保持器を説明するための斜視図、図３の（ａ）は図１に示す玉軸受用保持器及び玉軸受の要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、図４の（ａ）は高速回転時における玉軸受用保持器及び玉軸受の要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図、図５は本発明に係る玉軸受用保持器及び玉軸受の第１変形例を説明するための要部拡大断面図、図６は本発明に係る玉軸受用保持器及び玉軸受の第２変形例を説明するための要部拡大断面図である。

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との間に転動自在に配設される複数の玉１３と、玉１３を円周方向に等間隔に保持する冠型保持器（玉軸受用保持器）１４と、を備える。そして、この玉軸受１０は、軸受のピッチ円径ｄｍと回転数Ｎの積であるｄｍＮ値が６０万以上で使用されるものである。

冠型保持器１４は、軌道輪案内型であり、合成樹脂の射出成形等により一体に形成されている。冠型保持器１４の樹脂材料としては、４６ナイロンや６６ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェレンサルファイド（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）、及びポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等を挙げることができる。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、冠型保持器１４の剛性及び寸法精度を向上させることができる。

また、図２に示すように、冠型保持器１４には、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１５が形成されており、このポケット部１５の内周面の円周方向両端部には軸方向に突出する一対の爪部１６が設けられる。また、一対の爪部１６の各先端間には開口部１７が形成されており、この開口部１７から玉１３を一対の爪部１６を押し広げつつポケット部１５に押し込むことにより、ポケット部１５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。

そして、本実施形態では、冠型保持器１４は、図１〜３に示すように、その円周方向に互いに隣り合う各ポケット部１５間に柱部１８を備え、この柱部１８は、保持器リム側から開口部１７側に向かって縮径するように径方向内側に傾斜して形成される。また、ポケット部１５は、径方向に円筒形状に形成されている。

このように構成された玉軸受１０では、低速回転時においては、図３に示すように、冠型保持器１４は、柱部１８が径方向内側に傾斜した状態で回転する。そして、高速回転時においては、図４に示すように、冠型保持器１４は、保持器リム側の軸方向端部を捩れ軸とした捩れ変形により、柱部１８が玉軸受１０の軸線と略水平になるように変形した状態で回転する。このため、冠型保持器１４が捩れ変形したとしても、冠型保持器１４が外輪１１に接触することはない。また、冠型保持器１４のポケット部１５が径方向に円筒形状に形成されるため、冠型保持器１４が捩れ変形したとしても、ポケット部１５と玉１３とのクリアランスが変化することはないので、ポケット部１５が玉１３と接触することはない。

以上説明したように、本実施形態の玉軸受用保持器１４及び玉軸受１０によれば、柱部１８は、保持器リム側から開口部１７側に向かって縮径するように径方向内側に傾斜し、且つポケット部１５は、径方向に円筒形状に形成されるため、高速回転時に冠型保持器１４が捩れ変形したとしても、冠型保持器１４が外輪１１に接触しないようにすることができる。また、ポケット部１５を径方向に円筒形状に形成するため、冠型保持器１４が捩れ変形したとしても、ポケット部１５と玉１３とのクリアランスが変化することはなく、ポケット部１５が玉１３に接触するのを防止することができるので、冠型保持器１４の安定性を向上することができる。

なお、本実施形態の第１変形例として、図５に示すように、冠型保持器１４には、上記ポケット１５の代わりにポケット部２５が形成される。このポケット部２５は、球面形状に形成されており、その球面形状は、組み込み時において、ポケット部２５の径方向外端縁が玉１３に干渉しないように、且つ冠型保持器１４が捩れ変形した時に、ポケット部２５と玉１３とのクリアランスが略均一になるように設定される。この場合、冠型保持器１４が捩れ変形することにより、ポケット部２５と玉１３とのクリアランスが略均一になるので、ポケット部２５が玉１３に接触することはなく、冠型保持器１４の安定性を向上することができる。

なお、本実施形態の第２変形例として、図６に示すように、冠型保持器１４には、上記ポケット１５の代わりにポケット部３５が形成される。このポケット部３５は、径方向外側部が円筒形状に形成され、且つ径方向内側部が球面形状に形成される。この場合、冠型保持器１４が捩れ変形したとしても、ポケット部３５の円筒形状の部分と玉１３とのクリアランスが変化することはなく、また、ポケット部３５の球面形状の部分と玉１３とのクリアランスが略均一になるので、ポケット部３５が玉１３に接触することはなく、冠型保持器１４の安定性を向上することができる。

本発明に係る玉軸受用保持器及び玉軸受の一実施形態を説明するための一部切欠斜視図である。 図１に示す玉軸受用保持器を説明するための斜視図である。 （ａ）は図１に示す玉軸受用保持器及び玉軸受の要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。 （ａ）は高速回転時における玉軸受用保持器及び玉軸受の要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 本発明に係る玉軸受用保持器及び玉軸受の第１変形例を説明するための要部拡大断面図である。 本発明に係る玉軸受用保持器及び玉軸受の第２変形例を説明するための要部拡大断面図である。 従来の玉軸受を説明するための要部断面図である。 図７に示す玉軸受に組み込まれる従来の冠型保持器を説明するための斜視図である。 従来の冠型保持器に生じる捩れ変形を説明するための要部断面図である。

符号の説明

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 冠型保持器（玉軸受用保持器）
１５，２５，３５ ポケット部
１６ 爪部
１７ 開口部
１８ 柱部

Claims (3)

1. 複数の玉を転動可能に保持し、円周方向に互いに隣り合うポケット部と、前記ポケット部間に形成される柱部と、前記ポケット部の内周面の円周方向両端部に軸方向に突出する一対の爪部と、前記一対の爪部間に形成され、前記玉を前記ポケット部に挿入するための開口部と、を備える玉軸受用保持器であって、
   前記柱部は、保持器リム側から前記開口部側に向かって縮径するように径方向内側に傾斜し、且つ前記ポケット部は、径方向に円筒形状に形成されることを特徴とする玉軸受用保持器。
2. 外輪と内輪との間に複数の玉が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に記載の玉軸受用保持器を使用することを特徴とする玉軸受。
3. 軸受のピッチ円径ｄｍと回転数Ｎの積であるｄｍＮ値が６０万以上で使用されることを特徴とする請求項２に記載の玉軸受。

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