JP2011052814A - 転がり軸受用保持器および転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ポケット部ごとの転動体の接触箇所のばらつきを抑え、音や振動の発生およびトルク変動を抑制する。
【解決手段】円環状に形成されるとともに、その半径方向内方および外方に転動体７を露出させつつ収容する複数のポケット部１１を周方向Ｓに間隔をあけて備え、ポケット部１１の内面が、周方向Ｓに対向配置されて転動体７を周方向Ｓに挟んで保持する保持領域２１と、軸方向Ｚに配置されて転動体７に接触しない非保持領域２３とにより構成されているリテーナ９を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受用保持器およびこれを備える転がり軸受に関するものである。

従来、転がり軸受の内輪と外輪の間に複数個の転動体を周方向に所定の間隔をあけて均等に保持するための転がり軸受用保持器が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。特許文献１および特許文献２に記載の転がり軸受用保持器は、円弧状に凹む複数の凹部および各凹部の円弧の延長方向に突出する一対の爪部により構成される複数のポケット部を備えている。これらのポケット部は、内面が転動体の外径寸法より若干大きな内径寸法を有する内球面形状からなり、内面全体で転動体を表面形状に沿って部分的に覆うことにより、各転動体を個々に転動可能に保持することができるようになっている。

特開２００３−３２９０４４号公報 特開２００１−１３２７５８号公報

ところで、転がり軸受用保持器は、各ポケット部の寸法にばらつきがあると全ての転動体を均等に回転させることができず、いずれかのポケット部において音や振動が発生したり、トルクが変動したりする。そのため、全てのポケット部を均等な寸法にする必要がある。特に、特許文献１および特許文献２に記載の転がり軸受用保持器のようにポケット部の内面全体で転動体を保持するものは、全てのポケット部において内面全体が転動体表面に対して均等な隙間になるように形成する必要があり、製造時に高い寸法精度が要求される。

しかしながら、一般的に転がり軸受用保持器は、合成樹脂等を材料として射出成形加工により製造されるため歪み等の変形が生じやすく、精度よく形成することが困難である。そのため、変形によりいずれかのポケット部において爪部や凹部が他のポケット部とは異なる位置で転動体に接触し、ポケット部ごとに転動体の接触箇所にばらつきが生じてしまうという不都合があった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、寸法精度を従来より低く抑えてもポケット部ごとの転動体の接触箇所のばらつきを抑えて音や振動の発生およびトルク変動を抑制することができ、また、従来と同じ寸法精度で加工すれば性能（例えば、音、振動、トルクおよびトルク変動等）が向上する転がり軸受用保持器およびこれを備える転がり軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、同軸に配置された内輪と外輪との間に内蔵されている複数の転動体を転動可能に保持する転がり軸受用保持器であって、円環状に形成されるとともに、その半径方向内方および外方に前記転動体を露出させつつ収容する複数のポケット部を周方向に間隔をあけて備え、該ポケット部の内面が、前記周方向に対向配置されて前記転動体を前記周方向に挟んで保持する保持領域と、前記軸方向に配置されて前記転動体に接触しない非保持領域とにより構成されている転がり軸受用保持器を提供する。

本発明によれば、転がり軸受の複数の転動体をポケット部により保持すれば、各転動体を周方向に間隔をあけて配列した状態で、内輪と外輪との相対回転に伴い各転動体を個々に転動させることができる。ここで、内外輪の相対回転に伴い各転動体には転がり軸受用保持器の周方向に転がろうとする力が働くので、各ポケット部の内面において、保持領域により転動体を転がり軸受用保持器の周方向に挟むことで、転動体を安定的に保持することができる。

この場合に、ポケット部の内面における内外輪の軸方向に配置された非保持領域は転動体に接触しないので、歪み等の多少の変形が生じた場合であっても転動体とポケット部内面との接触箇所を保持領域のみに制限し、ポケット部ごとに内面の異なる位置に転動体が接触するのを防ぐことができる。したがって、寸法精度を低く抑えてもポケット部ごとの転動体の接触箇所のばらつきを抑え、音や振動の発生およびトルク変動を抑制することができる。

上記発明においては、前記保持領域が、前記転動体に対して離れる方向に窪んで非接触状態となる非接触領域を備えることとしてもよい。
このように構成することで、非接触領域により保持領域と転動体との接触面積を低減し、転動体の接触抵抗を軽減することができる。また、非接触領域の窪みに潤滑剤を保持させることができ、転動体の回転時に非接触領域から転動体表面に潤滑剤が供給されて良好な潤滑状態を維持することができる。

上記発明においては、前記非接触領域が、前記半径方向に延びる溝状に形成されていることとしてもよい。
内外輪の相対回転により、転動体は内外輪の軸と略平行な軸線回りに回転する。したがって、溝状の非接触領域が延びる方向と転動体の軸線回りの周方向とを略一致させることで、接触領域と非接触領域との段差による転動体の接触抵抗を軽減し、転動体の良好な回転を維持することができる。

上記発明においては、前記非接触領域が、複数の凹部であってもよい。
このように構成することで、保持領域と転動体との接触抵抗を軽減するとともに、凹部により保持される潤滑剤が放射状に滲み出し、転動体表面に潤滑剤を適度に供給することができる。

本発明は、同軸に配置された内輪および外輪と、これら内外輪間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵された複数個の前記転動体と、前記ポケット部により前記転動体を転動可能に保持する上記本発明の転がり軸受用保持器とを備える転がり軸受を提供する。

本発明によれば、寸法精度を低く抑えても音や振動の発生およびトルク変動を抑制することができる転がり軸受用保持器により、安価な構成で内外輪を円滑に相対回転させることができる。

本発明によれば、寸法精度を低く抑えてもポケット部ごとの転動体の接触箇所のばらつきを抑え、音や振動の発生およびトルク変動を抑制することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る転がり軸受を示す斜視図である。 図１のリテーナを示す斜視図である。 図１のリテーナのポケット部および転動体をリテーナの径方向から見た拡大平面図である。 図１のリテーナおよび転動体をリテーナの軸方向から見た拡大平面図である。 図のリテーナのポケット部内面を示した拡大斜視図である。 図４の変形例に係るリテーナおよび転動体をリテーナの軸方向から見た拡大平面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受け用保持器および転がり軸受について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る転がり軸受１は、例えば、磁気記録装置（ＨＤＤ）や光記録装置等に用いられるスピンドルモータやスイングアームを揺動するための装置である。この転がり軸受１は、図１に示すように、同軸に配置された内輪３および外輪５と、これら内輪３と外輪５との間の円環状空間に周方向Ｓに間隔をあけて内蔵されている複数個の転動体７と、転動体７を等間隔配置した状態で転動可能に保持するリテーナ（転がり軸受用保持器）９とを備えている。

内輪３の外周面には、深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道が設けられている。また、外輪５の内周面には、深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道が設けられている。

リテーナ９は、図２に示すように、円環状に形成されている。リテーナ９の軸方向Ｚの片側には周方向Ｓに間隔をあけて複数、例えば、１３個のポケット部１１が備えられている。ポケット部１１は、リテーナ９の半径方向内方および外方に転動体７を露出させつつ、転動体７を表面形状に沿って部分的に覆うように収容するものである。

このポケット部１１は、リテーナ９の軸方向Ｚの一端面が略円弧状に窪む凹部１３と、凹部１３の開口縁部がそれぞれ軸方向Ｚに向かって突出しつつ互いに近づくように湾曲する一対の爪部１５とを備え、転動体７の外径寸法より僅かに大きいポケット部内面１７を構成するようになっている。

このポケット部内面１７は、図３に示すように、リテーナ９の周方向Ｓに対向配置されて転動体７を転動可能に保持する一対の保持領域２１と、リテーナ９の軸方向Ｚに配置されて転動体７を保持しない非保持領域２３とにより構成されている。

保持領域２１は、転動体７をリテーナ９の周方向Ｓに挟んで周方向Ｓに位置決めし、軸方向Ｚには転動体７の移動を規制するようになっている。また、この保持領域２１は、図４に示すように、爪部１５の幅方向にわたり転動体７の表面に沿うように円弧状に窪む曲面形状を有し、転動体７をリテーナ９の内周側にも外周側にも落ちないように保持することができるようになっている。なお、保持領域２１には、潤滑剤（図示略）が塗布されている。

また、保持領域２１は、図５に示すように、転動体７に対して離れる方向に窪んで非接触状態となる溝（非接触領域）２１ｂを備えている。溝２１ｂは、リテーナ９の半径方向（すなわち、爪部１５の幅方向）に延び、軸方向Ｚに間隔をあけて２箇所に配置されている。

したがって、保持領域２１は、転動体７に接触する領域（以下、「接触領域」という。）２１ａが軸方向Ｚに３つに分割され、爪部１５の幅方向に延びる帯状の接触領域２１ａと溝２１ｂとが軸方向Ｚに交互に配置された凹凸形状となっている。

非保持領域２３は、保持領域２１によって位置決めされた転動体７の中心位置Ｃから保持領域２１までの距離より中心位置Ｃから離れた位置に配置され、保持領域２１により保持された転動体７が接触しないように構成されている。

このように構成されたポケット部内面１７は、例えば、図３に示すように、半径寸法０．５００ｍｍの転動体７の中心位置Ｃを基準にして、保持領域２１の接触領域２１ａが径寸法０．５２０ｍｍ、溝２１ｂが径寸法０．５３０ｍｍ、非保持領域２３が径寸法０．５４０ｍｍを有している。

以下、本実施形態に係るリテーナ９および転がり軸受１の作用について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受１においては、内輪３または外輪５のいずれか一方、または、内輪３および外輪５が軸回りに回転させられると、リテーナ９の各ポケット部１１に収容されて周方向Ｓに間隔をあけて配列された各転動体７が内輪３の外周面および外輪５の内周面に沿って転動することにより、内輪３と外輪５とが軸回りに相対回転させられる。

ここで、内輪３と外輪５との相対回転に伴い各転動体７にはリテーナ９の周方向Ｓに転がろうとする力が働き、ポケット部１１に対して転動体７が周方向Ｓに押し付けられる。したがって、各ポケット部１１において、回転時に転動体７がリテーナ９を押す方向と同じ方向に配置されている保持領域２１によって転動体７を保持することにより、内輪３および外輪５が正逆回転しても転動体７の接触位置がばらつかず安定して保持することができる。

この場合に、ポケット部内面１７の非保持領域２３は転動体７に接触しないので、リテーナ９の製造時等にポケット部１１の形状に歪み等の多少の変形が生じたとしても、全てのポケット部において転動体７とポケット部内面１７との接触箇所を保持領域２１の限られた範囲内に制限することができる。これにより、ポケット部１１ごとに内面の異なる位置に転動体７が接触するのを防ぐことができる。

また、溝２１ｂにより保持領域２１と転動体７との接触面積を低減し、転動体７の接触抵抗を軽減することができる。また、保持領域２１に塗布した潤滑剤が溝２１ｂに入り込めば、回転時に溝２１ｂから転動体７の表面に潤滑剤が供給され、良好な潤滑状態を維持することができる。

この場合に、内輪３と外輪５の相対回転により、転動体７は内輪３および外輪５の軸と略平行な軸線回りに回転するので、溝２１ｂが延びる方向と転動体７の軸線回りの周方向とが略一致する。したがって、接触領域２１ａと溝２１ｂとの段差による転動体７の接触抵抗を軽減し、転動体７の良好な回転を維持することができる。また、この際転動体７の回転方向に対して接触領域２１ａの剛性は確保されているので、転動体７と接触領域２１ａとの間での音や振動の発生を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るリテーナ９および転がり軸受１によれば、各ポケット部１１における転動体７の接触箇所を保持領域２１のみに制限することにより、リテーナ９の寸法精度を従来より低く抑えてもポケット部１１ごとの転動体７の接触箇所のばらつきを抑え、音や振動の発生およびトルク変動を抑制することができる。したがって、リテーナ９の歩留まりを向上することもできる。また、このようなリテーナ９を転がり軸受１に用いることで、安価な構成により内輪３および外輪５を円滑に相対回転させることができる。また、従来と同じ寸法精度でリテーナ９を加工すれば、音、振動、トルクおよびトルク変動等の性能を向上することができる。

なお、本実施形態においては、非接触領域として溝２１ｂを例示して説明したが、溝２１ｂは保持領域２１の２箇所以上に配置されていてもよいし２箇所以下であってもよい。また、溝２１ｂに代えて、例えば、非接触領域が複数の凹部であってもよい。この場合、例えば、保持領域２１の略全域に間隔をあけて複数の凹部を配置することとすればよい。このようにすることで、保持領域２１と転動体７との接触抵抗を軽減するとともに、凹部により保持される潤滑剤が放射状に滲み出し、転動体７の表面に潤滑剤を適度に供給することができる。なお、凹部としては、例えば、ディンプル等であってもよい。また、保持領域２１が溝２１ｂや凹部等を備えず、保持領域２１の全域が面一状の接触領域２１ａを構成するものであってもよい。このようにすることで、溝２１ｂ等の段差による転動体７の接触抵抗をなくすことができる。

また、本実施形態においては、保持領域２１が爪部１５の幅方向にわたり円弧状に窪む曲面形状を有することとしたが、これに代えて、例えば、図６に示すように、保持領域２１が爪部１５の幅方向にわたり平面形状を有することとしてもよい。
また、本実施形態においては、リテーナ９が１３個のポケット部１１を備えることとしたが、ポケット部１１は１３個以上であってもよいし１３個以下であってもよい。

１ 転がり軸受
３ 内輪
５ 外輪
７ 転動体
９ リテーナ（転がり軸受用保持器）
１１ ポケット部
２１ 保持領域
２１ｂ 溝（非接触領域）
２３ 非保持領域

Claims (5)

1. 同軸に配置された内輪と外輪との間に内蔵されている複数の転動体を転動可能に保持する転がり軸受用保持器であって、
   円環状に形成されるとともに、その半径方向内方および外方に前記転動体を露出させつつ収容する複数のポケット部を周方向に間隔をあけて備え、
   該ポケット部の内面が、前記周方向に対向配置されて前記転動体を前記周方向に挟んで保持する保持領域と、前記軸方向に配置されて前記転動体に接触しない非保持領域とにより構成されている転がり軸受用保持器。
2. 前記保持領域が、前記転動体に対して離れる方向に窪んで非接触状態となる非接触領域を備える請求項１に記載の転がり軸受用保持器。
3. 前記非接触領域が、前記半径方向に延びる溝状に形成されている請求項２に記載の転がり軸受用保持器。
4. 前記非接触領域が、複数の凹部である請求項２に記載の転がり軸受用保持器。
5. 同軸に配置された内輪および外輪と、
   これら内外輪間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵された複数個の前記転動体と、
   前記ポケット部により前記転動体を転動可能に保持する請求項１から請求項４のいずれかに記載の転がり軸受用保持器とを備える転がり軸受。

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