JP2013200006A - 玉軸受およびその保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転時の保持器の変形を抑制し、保持器とボールの接触状態を安定化させ、音響面でも優れた玉軸受およびその保持器を提供する。
【解決手段】外輪と、内輪と、複数のボールと、ボールをポケット１８に収容する保持器５とからなる玉軸受において、保持器は、軸方向一端側１５の環状部１６とこの環状部から軸方向他端側１７に延び、周方向複数個所にポケットを形成する柱部１９からなり、ポケットが軸方向他端側に開口部を有し、この開口部の入口寸法をボール直径より小さくした冠型保持器であって、保持器の外周面は、軸方向一端側から軸方向他端側に向けた途中位置までを円筒状面２１とし、その位置から軸方向他端側の柱部の先端に向けて縮径する傾斜面２２として形成したものであって、柱部の先端の外径ＣをボールＰＣＤ_Bより小さくする共に、ボールとポケットとをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側に寄った位置で接触させた。
【選択図】図３

Description

この発明は、玉軸受およびその保持器に関する。

例えば、自動車の電装部品や補機部品、すなわち、ファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、カーエアコン用電磁クラッチ、電動ファンモータ等に組込まれる転がり軸受としては、回転軸や回転部品を静止部材に回転自在に支持するために深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受が広く使用されている。

一般に、玉軸受３１は、図１１に示すように、外輪３２、内輪３３、この外輪３２と内輪３３との間に介装される転動体としてのボール３４と、このボール３４を保持する保持器３５とを主な構成とする。保持器３５には樹脂製冠型保持器を使用する場合がある。この保持器３５は、耐摩耗性や耐焼付き性等に優れた樹脂からなり、図１２に示すように、軸方向一端側４５の環状部４６と、この環状部４６から軸方向他端側３７に延び、周方向複数個所にボール３４を収容するポケット３８を形成する柱部３９からなり、柱部３９の先端に爪部４１が形成され、ポケット３８が軸方向他端３７に開口部４０を有し、この開口部４０の入口寸法をボール直径より小さく形成されている。この保持器３５では、ポケット３８とボール３４とがボールＰＣＤ上で接触する構成となっている。

ところが、近年のエンジンの高速化に伴い、例えば、外輪回転するエンジン用アイドラプーリ軸受などでは、軸受の限界回転数近くの高速で使用される。この場合、内部のボール３４を一定のピッチで保持する保持器３５は、比較的柔らかい材料で作られているので、遠心力によって外側に変形し、通常とは異なる部分でボール３４と保持器３５とが接触し、保持器３５の摩耗が促進される場合がある。また、このような変形状態では、ボール３４と保持器３５のポケットすきまが減少しており、かつ、ボール３４とボール３４のピッチ距離がさまざまな寸法公差によって回転中に変化する現象、所謂、ボール３４の遅れ進みによって、ポケット３８とボール３４とが接触する。そして、図１２に示す保持器３５ではポケット３８とボール３４とがボールＰＣＤ上で接触するため、保持器３５に矢印で示す大きな荷重Ｆが負荷され、強度面でも問題となる可能性がある。さらに、保持器３５の変形により、他の構成部品と干渉した場合、摩耗粉の発生や異常発熱により、グリース劣化やこれに伴う短寿命の可能性も懸念される。

図１２に示す従来の軸受の樹脂製冠型保持器３５は、保持器の断面積を大きくして強度を増すことで、遠心力に対し変形量を抑える構造であったが、近年の高速化に対しては、重量が増加することで遠心力も増加し、これがかえって問題になっている。

上記のような高速回転時にも、樹脂製冠型保持器の爪部と外輪との干渉を防止するために、爪部の肉厚を先端側に向けて小さくすることが提案されている（特許文献１）。これにより、低トルク化、低発熱化、低騒音化を図るとしている。

特開２００２−１４７４６３号公報

ところが、特許文献１に記載の技術は、保持器の爪部の先端部の肉厚を小さくすることにより、遠心力や円周方向の力の低減を図り、爪部を弾性変形しにくくするという技術内容に止まっている。

高速回転用玉軸受について種々検討した。その結果、高速回転時の変形状態におけるボールの遅れ進みによる保持器強度の問題や、その対策として過度にボールと保持器が接触しないようにポケットすきまを大きく設定すると、一方で音響面での問題の可能性があることが判明した。これに加えて、近年の高速化に対しては、更なる保持器の変形抑制対策が必要なことや、樹脂保持器の場合、ポケットへのボール組み込み時の爪部の変形面から樹脂の強度向上には限界があることなどの技術な問題があることも判明した。

上記のような問題に鑑み、本発明は、高速回転時の保持器の変形を抑制し、保持器とボールの接触状態を安定化させ、音響面でも優れた玉軸受およびその保持器を提供することを目的とする。

本発明者は、上記の目的を達成するために種々検討した結果、柱部の先端の肉厚を小さくすることに加えて、ボールとポケットとをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側で接触させて柱部先端が逃げる構造にするという新たな着想が相俟って本発明に至った。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周に外側軌道面が形成された外輪と、外周に内側軌道面が形成された内輪と、前記外側軌道面と内側軌道面間に配置された複数のボールと、このボールをポケットに収容する保持器とからなる玉軸受において、前記保持器は、軸方向一端側の環状部とこの環状部から軸方向他端側に延び、周方向複数個所にポケットを形成する柱部とからなり、前記ポケットが軸方向他端側に開口部を有し、この開口部の入口寸法をボール直径より小さくした冠型保持器であって、前記保持器の外周面は、前記軸方向一端側から軸方向他端側に向けて途中位置までを円筒状面とし、その位置から軸方向他端側の柱部の先端に向けて縮径する傾斜面として形成したものであって、前記柱部の先端の外径をボールＰＣＤ_Bより小さくする共に、ボールとポケットとをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側に寄った位置で接触させたことを特徴とする。

上記の構成により、柱部先端に行くほど重量を小さくすることに加えて、軸受中心側へ向うボールからの力が保持器に作用することにより、高速回転時の保持器の変形を極力抑えることができ、保持器の異常摩耗やトルク損失を抑えることができる。また、ボールの遅れ進みに対して保持器の変形で逃がす構造にしたことより、小さなポケットすきまを採用でき、音響特性を向上させることができる。更には、柱部の先端の外径をボールＰＣＤ_Bより小さくすることでボールの保持器への組込み時に先端が開く方向の変形が小さくなり応力を軽減することができるので、保持器を樹脂で形成した場合、樹脂強化剤の添加量を増量して保持器の強度を向上させることができる。

具体的には、上記の柱部先端の半径方向肉厚を前記環状部の半径方向肉厚の１／２以下としたことにより、遠心力による保持器の変形を十分抑制することができる。

上記のポケットのＰＣＤ_PをボールＰＣＤ_Bより大きくしたことにより、球面状のポケットとボールをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側で確実に接触させることができる。

上記のポケットすきまを０．０〜０．２ｍｍすることが好ましい。これにより、高速回転時にも極めて良好な音響特性を確保することができる。ボールが遅れ進みしても、保持器が軸受中心側へ変形して逃がす構造であるので、ポケットすきまは０でも問題は生じない。また、通常のポケットすきまである０．２ｍｍ以下に抑えることができる。

上記の環状部の減肉のため凹部あるいは除去部を設けたことにより、保持器をさらに軽量化し、遠心力による保持器全体の拡径変形を抑制することができる。

上記のボールとポケットとをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側で接触させるためにポケットの内面に突起部を設けることができる。これにより、ボールとポケットとをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側で確実に接触させることができる。また、この場合、点接触となるので抵抗を小さく抑えることができ、軸受のトルク損失を低減することができる。さらに、ポケットにボール中心を含む平面を跨いで両側に２箇所ずつ突起を設けた形状では、突起とボールとの接触点がボールの直径より回転半径が小さい部分で当たるため摩擦抵抗をさらに小さくすることができる。

上記の保持器を熱可塑性樹脂で形成したことより、耐摩耗性や耐焼き付性等に優れた保持器とすることができる。一方、上記の保持器を熱硬化性樹脂で形成することにより、高温での使用に適した保持器とすることができる。

上記保持器の柱部の先端の外径をボールＰＣＤ_Bより小さくすることで、ボールを保持器のポケットへ組込み時に柱部の先端が開く方向の変形が小さくなり応力を軽減することができる。これにより、保持器を形成する樹脂に強化剤を４０質量％以上添加することができ、保持器の強度を向上させることができる。

本発明によれば、高速回転時の保持器の変形を抑制し、保持器とボールの接触状態を安定化させ、音響面でも優れた玉軸受およびその保持器を実現することができる。

本発明の第１の実施形態の玉軸受を示す縦断面図である。 上記の玉軸受の保持器を示す面である。 上記の保持器の詳細を示す部分的な縦断面図である。 上記の保持器とボールとの関係を示す部分的な横断面図である。 上記の玉軸受の運転状態を示す縦断面図である。 上記の保持器の組込み状態を示す縦断面図である 第２の実施形態の玉軸受の保持器を示す図である。 第３の実施形態の玉軸受の保持器を示す部分的な縦断面図である。 第４の実施形態の玉軸受の保持器を示す縦断面図である。 第５の実施形態の玉軸受の保持器を示す縦断面図である。 従来の玉軸受を示す縦断面図である。 上記の玉軸受の保持器を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の第１の実施形態の玉軸受およびその保持器を図１〜６に基づいて説明する。図１は玉軸受を示す縦断面図である。図示のように、玉軸受１は、内周に外側軌道面２ａが形成された外輪２と、外輪２の内側に配置され、外周に内側軌道面３ａが形成された内輪３と、外輪２の外側軌道面２ａと内輪３の内側軌道面３ａとの間に転動自在に介在された転動体としての複数のボール（玉）４と、外輪２と内輪３との間に配置され、各ボール４を円周方向に所定間隔で保持する保持器５を主な構成とする。外輪２と内輪３との間に形成された環状空間６がシール部材７によって密封されている。シール部材７により密封された環状空間６にグリース等の潤滑剤が封入されている。玉軸受１は、プーリのような回転部品を支持する場合は外輪回転で使用され、逆に、回転軸を支持する場合は内輪回転で使用される。

シール部材７は、環状の芯金７ａとこの芯金７ａに一体に固着されたゴム状部７ｂとで構成され、外輪２の内周に形成されたシール取付溝８にシール部材７の外周部が嵌合され固定されている。内輪３には、シール部材７の内周部に対応する位置に、環状のシール溝９が形成され、シール部材７のゴム状部７ｂに形成されたシールリップ１０が内輪３のシール溝９に摺接している。これにより、水やダスト等の異物が軸受内部に侵入することや、あるいは、軸受内部から潤滑剤が外部に漏れることが防止される。

図２に保持器を示す。図２（ａ）は保持器の縦断面図であり、図２（ｂ）は保持器の右側面図である。保持器５は、軸方向一端側１５の環状部１６と、この環状部１６から軸方向他端側１７に延び、周方向複数個所にボール４を収容するポケット１８を形成する柱部１９からなり、ポケット１８が軸方向他端側１７に開口部２０を有し、この開口部２０の入口寸法Ａがボール直径より小さく形成された、所謂、冠型保持器となっている。各ポケット１８の表面は球面状に形成されている。

図３に保持器５の詳細形状を示す。保持器５の外周面は、軸方向一端側１５の環状部１６から軸方向他端側１７に向けて途中位置までを円筒状面２１とし、その位置から軸方向他端側１７の柱部１９の先端に向けて縮径する傾斜面２２として形成されている。この傾斜面２２はテーパ状のものを示すが、これに限られず、円弧状に湾曲した傾斜面とすることも可能である。柱部１９の先端の側部に面取り部２６が設けられている。この面取り部２６は、後述するポケット１８にボール４を挿入する際、ボール４に滑らかに当接し、柱部１９の先端の損傷防止に有効である。この保持器５では、柱部１９の先端は平坦面で、従来のような爪部は形成されていない。このため、射出成形の金型設計の容易化や射出成形性の向上を図ることができる。

柱部１９の先端の外径Ｃは、ボールＰＣＤ_Bより小さく形成し、柱部１９の先端の半径方向肉厚Ｔを環状部１６の軸方向一端側１５における半径方向肉厚Ｂの１／２以下としている。このように、保持器５の外周面は、柱部１９の先端に向けて縮径する傾斜面２２で形成されているので、保持器５のポケット１８のボール４を抱え込む部分の面積が小さくなり、柱部１９の先端にいくほど重量を小さくすることで、遠心力による柱部１９の先端の外側への変形を減少させ、保持器とボールとの接触状態を安定化させることができる。

次に、保持器５のポケット１８とボール４との相対的な関係を図４に基づいて説明する。図４（ａ）は静止状態のボールと保持器の状態を示す横断面図であり、図４（ｂ）は、運転状態のボールと保持器の状態を示す横断面図である。両図は、図２（ａ）のボール中心を含むＤ−Ｄ平面を矢視した横断面である。図４（ａ）に示すように、ポケット１８のＰＣＤ_PはボールＰＣＤ_Bより大きく形成されている。そのため、ボール４と球面状のポケット１８との接触位置はボールＰＣＤ_Bよりも軸受中心側に寄った位置となる。ただし、この図では、ボール４がポケット１８の円周方向の中央に位置し、円周方向でボール４が等しいピッチ距離にある状態で図示している。ここで、ボールＰＣＤ_Bは、各ボール４の中心を結んで形成されるピッチ円直径を意味し、ポケット１８のＰＣＤ_Pは、各ポケット１８を形成する球面の曲率中心を結んで形成されるピッチ円直径を意味する。これらを、本明細書および特許請求の範囲においてボールＰＣＤ_BおよびポケットのＰＣＤ_Pという。

図４（ｂ）に示すように、玉軸受が運転状態になると、ボール４とボール４のピッチ距離がさまざまな寸法公差によって回転中に変化する現象、所謂、ボール４の遅れ進みが生じる。ボール４の遅れ進みが生じると、ボール４が保持器５のポケット１８に接触し、柱部１９をボール４とボール４とで挟み込む状態となる。この場合、前述したようにポケット１８のＰＣＤ_PはボールＰＣＤ_Bより大きく形成されているため、ボール４と球面状のポケット１８との接触位置はボールＰＣＤ_Bよりも軸受中心側に寄った位置となる。その結果、ボール４から柱部１９に対して軸受中心側に傾斜した矢印で示す力Ｆが作用し、このため、柱部１９は軸受中心側へ白抜き矢印の方向に変形する。柱部１９が軸受中心側に変形すると、ボール４の接触位置が、ポケット１８とポケット１８とで区画された柱部１９の円周方向幅の狭い部位に移動することになるので、上記のボール４の作用力Ｆを逃がす構造になる。したがって、ポケットすきまＥを０〜０．２ｍｍと小さく設定しても、ボール４の遅れ進みによる問題を解消することができる。

前述したボール４の遅れ進みにより生じるボール４の作用力Ｆによって、柱部１９が軸受中心側へ変形した状態を図５に示す。この図では、軸受中心線Ｈより上側の半分だけの縦断面を図示し、下側の半分は省略する。保持器５が静止状態のときの柱部１９を実線で示し、運転状態でボール４の遅れ進みによって柱部１９が軸受中心側へ変形した状態を破線で示す。図示のように、柱部１９の傾斜面２２が形成された部位が変形し、柱部１９に軸受中心側に向けて変形量Ｉが生じる。この変形量Ｉによって、ボール４の接触位置が、ポケット１８とポケット１８とで区画された柱部１９（図４（ｂ）参照）の円周方向幅の狭い部位に移動することになるので、上記のボール４の作用力Ｆを逃がす構造になる。これにより、前述したように、ポケットすきまＥを０〜０．２ｍｍと小さく設定しても、ボール４の遅れ進みによる問題を解消することができ、音響面でも優れた玉軸受を実現することができる。

本実施形態の玉軸受１の保持器５では、柱部１９の先端に行くほど重量を小さくすることに加えて、ボール４と球面状のポケット１８との接触位置をボールＰＣＤ_Bよりも軸受中心側に寄った位置にすることによって、軸受中心側へ向うボールの力が保持器５に作用するので、高速回転時の遠心力による保持器の外側への変形を極力抑えることができる。これにより、保持器の異常摩耗やトルク損失を抑えることができる。

次に、保持器５を組込む状態を図６に基づいて説明する。まず、組込み方法の概要を説明する。深溝玉軸受１は、通常、外輪２と内輪３を偏心させ、外輪２と内輪３との間に形成される三日月形状の間隙に所要個数のボール４を装填する。その後、ボール４を円周方向に移動させて等配し、外輪２と内輪３の中心軸線を一致させる。図６はボール４が等配され、外輪２と内輪３の中心軸線が一致した状態を示す。この状態で、保持器５の柱部１９をボール４、４間の間隙に位置合わし、その後、保持器５を白抜き矢印の方向に挿入して組込まれる。

次に、保持器５を挿入する際の詳細を説明する。柱部１９の先端の面取り部２６（図２、図３参照）がボール４の直径より軸受中心側に寄った小さい径の部分に当接する。その後、保持器５の挿入を続けると、図６の実線で示すように柱部１９の先端が軸受中心側に変形し、それにより、面取り部２６が当接するボール４の径はより小さい方に移動する。そして、柱部１９の先端の変形量がＫまで進むと、ボール３の当接部位の径がポケット１８の開口部２０の入口寸法Ａ（図２参照）に達して、面取り部２６がボール４の外表面を乗り越えて、ポケット１８にボール４が嵌まり込む。本実施形態の保持器５では、上記のように柱部１９の先端が軸受中心側に変形することを利用して組込まれるので、柱部１９の先端の変形が小さくなり応力を軽減することができる。したがって、保持器５を樹脂で形成した場合、樹脂強化剤の添加量を増量することができる。具体的には、強化剤を４０質量％以上添加することが可能であり、保持器の強度を大幅に向上させることができる。

上記に対して、図１２に示す従来の保持器３５は、柱部３９の先端の爪部４１がボール３４の略直径部分を乗り越えて組込まれるので、爪部４１の開く方向の変形が大きくなり、それに応じて応力が大きくなっていた。そのため、樹脂強化剤の添加量の余り多くできなかった。具体的には、強化剤の添加量は２５〜３０質量％が限度であり、保持器の強度面で限界があった。

本実施形態の保持器５は、一般的に使用される耐摩耗性や耐焼き付性等に優れた樹脂が好ましく、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリプチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド等が挙げられ、また、熱硬化性樹脂としては、熱硬化性ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂が挙げられる。強度向上と寸法安定性のために、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、あるいはポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂をベースとして、ガラス繊維や炭素繊維を添加することが好ましい。

保持器材料として、引張り伸び、引張り強度、耐衝撃性、耐摩耗性、潤滑性等に優れたポリアミド樹脂を用いることが好ましい。ポリアミド樹脂としては、ＰＡ６６（ポリアミド６６）、ＰＡ４６（ポリアミド４６）、ＰＡ９Ｔ（ポリアミド９Ｔ）、ＰＡ１１（ポリアミド１１）、ＰＡ６（ポリアミド６）が挙げられる。引張り伸び、引張り強度、耐衝撃性、耐摩耗性、潤滑性等に優れるので、高品質な保持器とすることができる。

保持器材料として、熱硬化性ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることにより、高温での使用に適した保持器とすることができる。

本実施形態の玉軸受１に充填されるグリースは、基油、増ちょう剤および添加剤からなる半固体状の潤滑剤である。潤滑グリースを構成する基油としては、例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、ポリブデン、ポリ−α−オレフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、脂環式化合物等の炭化水素系合成油、又は、天然油脂やポリオールエステル油、リン酸エステル、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、フッ素化油等の非炭化水素系合成油等、一般に潤滑グリースの基油として使用されている油であれば、特に限定することなく使用できる。

増ちょう剤としては、アルミニウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん、複合リチウム石けん、複合カルシウム石けん、複合アルミニウム石けん等の金属石けん系増ちょう剤や、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられる。これらの増ちょう剤は、単独で又は２種類以上組み合わせて用いてもよい。

潤滑グリース用の添加剤としては、例えば、極圧剤、アミン径、フェノール系等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール等の金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤等が挙げられる。これらの添加剤は、単独で又は２種類以上組み合わせて添加することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る玉軸受の保持器を図７に基づいて説明する。図７（ａ）は保持器の部分的な縦断面部であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ平面を矢視した部分的な横断面図である。本実施形態の保持器５は、ポケット１８に突起２３を設けた点が第１の実施形態と異なる。その他の構成は第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と同様の機能を有する部位には同じ符号を付与して重複説明を省略する。以降の実施形態も同様とする。

保持器５のポケット１８の円周方向に対向する表面に、１箇所ずつ突起２３が形成されている。この突起２３は、各ボール４（図示省略）の中心を含む平面、すなわち、Ｄ−Ｄ平面上の軸受中心側に寄った位置にある。突起２３により、ボール４とポケット１８とをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側に寄った位置で確実に接触させることができる。また、突起２３での点接触により抵抗を小さく抑えることができ、軸受のトルク損失を低減することができる。高速回転時の保持器の変形抑制に関する作動、ボールの遅れ進みに対する作動、保持器の組み込みや材料、潤滑グリースなどに関する内容については、前述した第１の実施形態と同様であるので、重複説明を省略する。

本発明の第３の実施形態に係る玉軸受の保持器を図８に基づいて説明する。図８は保持器の部分的な縦断面部である。本実施形態の保持器５は、ポケット１８の円周方向に対向する表面に、２箇所ずつ突起２３を形成した点が第１の実施形態と異なり、その他の構成は第１の実施形態と同じである。

本実施形態では、ポケット１８にボール中心を含む平面Ｄ−Ｄを跨いで両側に２箇所ずつ突起２３を設けたので、ポケット１８とボール４（図示省略）との接触点がボール４の直径より回転半径が小さい部分となるため摩擦抵抗を第２の実施形態よりもさらに小さくすることができる。高速回転時の保持器の変形抑制に関する作動、ボールの遅れ進みに対する作動、保持器の組み込みや材料、潤滑グリースなどに関する内容については、前述した第１の実施形態と同様であるので、重複説明を省略する。

本発明の第４の実施形態に係る玉軸受の保持器を図９に基づいて説明する。図９は保持器の部分的な縦断面部である。本実施形態の保持器５は、環状部１６の減肉のため凹部２４を設けた点が第１の実施形態と異なり、その他の構成は第１の実施形態と同じである。保持器５には、軸方向一端側１５において、柱部１９が形成された円周方向位置に凹部２４が形成されている。これにより、保持器をさらに軽量化し、遠心力による保持器全体の拡径変形を抑制することができる。

また、保持器５の成形面では、凹部２４は、成形時の冷却速度を均一化してボイド（成形品の内部にできる空洞）やヒケ（成形品の外面に現れる収縮歪）やそり等の発生を防止する効果もある。本実施形態においても、高速回転時の保持器の変形抑制に関する作動、ボールの遅れ進みに対する作動、保持器の組み込みや材料、潤滑グリースなどに関する内容については、前述した第１の実施形態と同様であるので、重複説明を省略する。

本発明の第５の実施形態に係る玉軸受の保持器を図１０に基づいて説明する。図１０は保持器の部分的な縦断面部である。本実施形態の保持器５は、環状部１６の減肉のため除去部２５を設けた点が第１の実施形態と異なり、その他の構成は第１の実施形態と同じである。保持器５には、軸方向一端側１５において、柱部１９が形成された円周方向位置に、破線より右側の半径方向全域にわたる除去部２５が形成されている。これにより、第４の実施形態よりもさらに保持器を軽量化し、遠心力による保持器全体の拡径変形を抑制することができる。高速回転時の保持器の変形抑制に関する作動、ボールの遅れ進みに対する作動、保持器の組み込みや材料、潤滑グリースなどに関する内容については、前述した第１の実施形態と同様であるので、重複説明を省略する。

以上の実施形態では、保持器材料を樹脂としたものを示したが、これに限定されるものではなく、黄銅やアルミニウム、ステンレス鋼等の金属製であってもよい。

要約すると、本発明の以上の実施形態では、柱部先端に行くほど重量を小さくすることに加えて、軸受中心側へ向うボールからの力が保持器に作用することにより、高速回転時の保持器の変形を極力抑えることができ、保持器の異常摩耗やトルク損失を抑えることができる。また、ボールの遅れ進みに対して保持器の変形で逃がす構造にしたことより、小さなポケットすきまを採用でき、音響特性を向上させることができる。更には、柱部の先端の外径をボールＰＣＤ_Bより小さくすることでボールの保持器への組込み時に先端が開く方向の変形が小さくなり応力を軽減することができるので、保持器を樹脂で形成した場合、樹脂強化剤の添加量を増量して保持器の強度を向上させることができる。加えて、ポケットの内面に突起部を設けた場合には、ボールとポケットとをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側で確実に接触させることができると共に、点接触となるので抵抗を小さく抑えることができ、軸受のトルク損失を低減することができる。

また、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ 玉軸受
２ 外輪
３ 内輪
４ ボール
５ 保持器
７ シール部材
１５ 軸方向一端側
１６ 環状部
１７ 軸方向他端側
１８ ポケット
１９ 柱部
２０ 開口部
２１ 円筒状面
２２ 傾斜面
２３ 突起
２４ 凹部
２５ 除去部
Ａ 入口寸法
Ｂ 半径方向肉厚
Ｃ 柱部の先端部外径
Ｅ ポケットすきま
Ｉ 変形量
Ｋ 変形量
ＰＣＤ_B ボールのピッチ円直径
ＰＣＤ_P ポケットのピッチ円直径
Ｔ 半径方向肉厚

Claims (10)

1. 内周に外側軌道面が形成された外輪と、外周に内側軌道面が形成された内輪と、前記外側軌道面と内側軌道面間に配置された複数のボールと、このボールをポケットに収容する保持器とからなる玉軸受において、
   前記保持器は、軸方向一端側の環状部とこの環状部から軸方向他端側に延び、周方向複数個所にポケットを形成する柱部からなり、前記ポケットが軸方向他端側に開口部を有し、この開口部の入口寸法をボール直径より小さくした冠型保持器であって、前記保持器の外周面は、前記軸方向一端側から軸方向他端側に向けて途中位置までを円筒状面とし、その位置から軸方向他端側の柱部の先端に向けて縮径する傾斜面として形成したものであって、前記柱部の先端の外径をボールＰＣＤ_Bより小さくする共に、ボールとポケットとをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側に寄った位置で接触させたことを特徴とする玉軸受。
2. 前記柱部先端の半径方向肉厚を前記環状部の半径方向肉厚の１／２以下としたことを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
3. 前記ポケットのＰＣＤ_Pを前記ボールＰＣＤ_Bより大きくしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の玉軸受。
4. 前記ポケットすきまを０．０〜０．２ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の玉軸受。
5. 前記環状部の減肉のため凹部あるいは除去部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の玉軸受。
6. 前記ボールとポケットとをボールＰＣＤ_Bより軸受中心側で接触させるためにポケットの内面に突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
7. 前記保持器を熱可塑性樹脂で形成したこと特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の玉軸受。
8. 前記保持器を熱硬化性樹脂で形成したこと特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の玉軸受。
9. 前記保持器を形成する樹脂に強化剤を４０質量％以上添加したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の玉軸受。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載した玉軸受の保持器。

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