JP2016133214A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製保持器を成形するための金型の費用を抑え、高速回転の条件下でも使用することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】樹脂製保持器１を備えている転がり軸受であって、樹脂製保持器１は、軸方向に二分割された一対の分割体１０からなり、各分割体１０に、ポケット部１１と連結部１２とが周方向に交互に形成され、互いに連結される一対の連結部１２のうち一方の連結部１２に、連結面１４から軸方向に突出する凸部２２が形成され、他方の連結部１２に、連結面１４から軸方向に窪み、凸部２２が嵌合される凹部２３が形成され、凸部２２の断面輪郭形状が、凹部２３の断面輪郭形状よりも大きく形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、合成樹脂製の保持器を備えた転がり軸受に関する。

転がり軸受の内輪及び外輪の間に配置された転動体を保持する樹脂製保持器として、いわゆる片抱きタイプの保持器が知られている。片抱きタイプの保持器は、玉を保持するためのポケットが周方向に等間隔で複数形成されており、各ポケットは玉を取り付けるために軸方向一方側に開口した形状となっている。
片抱きタイプの保持器を備えた転がり軸受が高速で回転すると、遠心力によって保持器の軸方向一方側、つまりポケットの開口側が開くように変形し、保持器と玉とが干渉して転がり軸受の回転トルクが増大したり、転がり軸受が焼き付いたりするおそれがある。

一方、高速回転の条件下でも使用可能となる両抱きタイプの樹脂製保持器も知られている（例えば、特許文献１参照）。この樹脂製保持器は、円環状に形成された一対の分割体を連結することによって構成されている。
一対の分割体は同一形状からなり、各分割体には、ポケットを半分に分割した形状の複数のポケット部と、相手側の分割体と連結させるための複数の連結部とが周方向に交互に形成されている。分割体の各連結部には、係合爪と係合溝とが周方向に隣接して形成されており、一方の分割体の係合爪が、他方の分割体の係合溝に挿入され、当該分割体に係合する。これにより、一対の分割体の連結部同士が軸方向に関して分離不能に連結される。

特許第４９４６８８１号公報

しかし、特許文献１に記載された樹脂製保持器は、分割体の連結部に係合爪と係合溝とを形成する必要があるため、この保持器を成形するための金型の構造が複雑となり、この金型を製作するための金型費用が高くなるという問題がある。特に、係合爪は、軸方向に突出する基部と、基部の先端から径方向に突出する爪部とを有しており、突出方向の異なる２つの部位（基部及び爪部）を有する係合爪を成形するには、軸方向に脱型する金型だけでなく径方向に脱型する金型が必要になり、金型構造が複雑となる。

他方、特許文献１に記載された樹脂製保持器は、係合爪の成形のばらつき等に起因して連結させた一対の分割体に径方向のずれが生じる可能性がある。
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたものであり、樹脂製保持器を製造するための金型費用を抑えつつ、高速回転の条件下でも使用することができる転がり軸受を提供することを目的とする。

（１） 本発明は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動可能に配置された複数の転動体と、複数の前記転動体を保持する樹脂製保持器とを備えている転がり軸受であって、前記樹脂製保持器は、軸方向に二分割されている円環状の一対の分割体からなり、前記各分割体に、転動体を保持するための半割ポケット面が形成されている複数のポケット部と、相手側の分割体に接する連結面が形成され当該相手側の分割体と連結するための複数の連結部とが周方向に交互に形成され、互いに連結される一対の前記連結部のうち一方の前記連結部に、前記連結面から軸方向に突出する凸部が形成され、他方の前記連結部に、前記連結面から軸方向に窪み、前記凸部が嵌合される凹部が形成され、前記凸部の断面輪郭形状が、前記凹部の断面輪郭形状よりも大きく形成されていることを特徴とする。

上記構成の転がり軸受は、軸方向に二分割されている円環状の一対の分割体からなる樹脂製保持器を備え、これら分割体は、一方の連結部に形成された凸部を、他方の連結部に形成された凹部に嵌合することによって連結される。また、凸部の断面輪郭形状は、凹部の断面輪郭形状よりも大きく形成されているので、凸部は凹部に締り嵌めによって強固に嵌合される。これにより、遠心力によって各分割体が変形するのを抑制することができ、高速回転の条件下であっても樹脂製保持器を使用することができる。また、凸部を凹部に嵌合させることによって一対の分割体の位置ずれを防止することができ、組み立て精度を確保することができる。また、従来のような複雑な構造の係合爪や係合溝を形成する必要がなく、簡単な構造の凸部と凹部とによって一対の分割体が連結されるので、樹脂製保持器を製造するための金型を簡素化し、金型製作費用を抑制することが可能となる。

（２） 一つの連結面に対して、前記凸部と前記凹部とが当該連結面の周方向中央を基準として対称位置に形成されていることが好ましい。
このような構成によって、同一形状の分割体を反転させ、凹部と凸部との双方が形成された連結面同士を当接させることで、各連結面に形成された凸部を、相手側の連結面に形成された凹部に嵌合させることができる。

（３） １つの連結面に対して、前記凸部と前記凹部とが二対以上形成されていてもよい。
このような構成によって、分割体の結合強度を高めることができる。

本発明によれば、樹脂製保持器を製造するための金型費用を抑えつつ、高速回転の条件下でも使用することができる。

本発明の一実施形態に係る転がり軸受の樹脂製保持器を示す斜視図である。 転がり軸受の断面図である。 樹脂製保持器の分割体の一部を示す斜視図である。 分割体の一部を示す平面図である。 一対の分割体の連結状態を示す断面図である。 凸部と凹部の形状を示す図である。 分割体の成形金型を示す断面図である。 本発明の他の実施形態における樹脂製保持器の凸部と凹部の形状を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施形態における樹脂製保持器の凸部と凹部の配置を示す説明図である。 本発明のさらに他の実施形態における樹脂製保持器の凸部と凹部の形状を示す説明図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の樹脂製保持器を示す斜視図である。図２は、転がり軸受の断面図である。
図２において、この転がり軸受は、内周面に軌道面３が形成されている外輪２と、外周面に軌道面５が形成されている内輪４と、これら軌道面３，５間に設けられている複数の玉（転動体）６と、これら玉６を転動自在に保持する保持器１とを備えている。

保持器１は、軸方向に関して２分割構造とされている。具体的に、保持器１は、円環状に形成された一対の分割体１０を組み合わせることによって構成されている。
図１において、この保持器１には、周方向に一定の間隔をあけて複数のポケット７が形成されている。ポケット７は、玉６（図２参照）の直径よりも僅かに大きな直径を有する球の表面に沿った凹状の部分球形状を有している。そして、このポケット７に玉６が収容され、回転自在に保持される。

分割体１０は、合成樹脂製であり、特にポリアミド樹脂などの軟質樹脂製であるのが好ましい。分割体１０を軟質樹脂製とした場合、一対の分割体１０を連結するときに後述する凸部２２や凹部２３を弾性変形させやすくなり、一対の分割体１０の連結を容易に行うことができる。

図３は、分割体１０の一部を示す斜視図である。
本実施形態の保持器１は、同一形状の２つの分割体１０によって構成されている。分割体１０は、ポケット部１１と連結部１２とを周方向に関して交互に備えている。ポケット部１１は、ポケット７（図１参照）を構成するための半割ポケット面１３が形成されている部分である。連結部１２は、相手側の分割体１０（連結部１２）と連結させるための部分である。本実施形態の分割体１０は、図１に示すように、ポケット部１１と連結部１２とをそれぞれ８個ずつ備えている。なお、本実施形態のポケット部１１と連結部１２の個数は、偶数個であってもよいし奇数個であってもよい。

連結部１２には、軸方向に対して垂直な面（径方向に沿った面）である連結面１４が形成されている。そして、一対の分割体１０は、それぞれの連結面１４同士が突き合わされた状態で連結される（図１参照）。

図４は、分割体１０の一部を示す平面図である。また、図５は、一対の分割体１０の連結状態を示す断面図である。
図３〜図５に示すように、分割体１０における連結部１２は、外周壁１２ａと内周壁１２ｂと内側壁１２ｃとを有し、これらの壁１２ａ〜１２ｃで囲まれた中空構造を呈している。したがって、連結部１２は、その中空内部が軸方向外端部において開放し、軸方向内端部において内側壁１２ｃで閉じられている。

図３及び図４に示すように、分割体１０の連結部１２には、連結面１４から軸方向に突出する凸部２２と、連結面１４から軸方向に窪む凹部２３とが形成されている。凸部２２及び凹部２３は、連結面１４の径方向の略中央位置に配置されている。また、凸部２２と凹部２３とは、連結面１４の周方向中央Ｃを基準として対称位置に形成されている。

図６は、凸部２２及び凹部２３の形状を示す図である。特に、図６（ａ）は、凸部２２の側面形状と横断面形状（断面輪郭形状）とを示し、図６（ｂ）は、凹部２３の縦断面形状と横断面形状（断面輪郭形状）とを示している。
凸部２２は、円柱形状に形成されている。したがって、凸部２２は、円形状の断面輪郭形状を有している。これに対して凹部２３は、円筒形状に形成されている。したがって、凹部２３は、円形状の断面輪郭形状を有している。そして、凸部２２の断面輪郭形状は、凹部２３の断面輪郭形状よりも大きく形成されている。具体的には、凸部２２の外径ｄ１は、凹部２３の内径ｄ２よりも大きく形成されている。また、凸部２２の先端の外周縁にはテーパー面２２ａが形成され、このテーパー面２２ａによって凸部２２が先細り形状に形成されている。

同一形状の２つの分割体１０の連結面１４を突き合わせると、各連結部１２の凸部２２が、相手側の連結部１２の凹部２３に嵌合される。そして、凸部２２の断面輪郭形状は、凹部２３の断面輪郭形状よりも大きく形成されているので、凸部２２は、凹部２３に対して締め代をもって締り嵌めにより嵌合される。これにより、一対の分割体１０が強固に連結される。

このように本実施形態では、２つの分割体１０を連結することによって両抱きタイプの樹脂製保持器１が構成されるので、遠心力によって保持器１が変形するのを抑制することができ、高速回転の条件下でも樹脂製保持器１を使用することができる。
合成樹脂製の分割体を金型によって成形する場合、従来技術（特許文献１参照）のように係合爪や係合溝を備えた構造であると、成形のばらつきによって係合爪に反り等のひずみが生じ、連結された分割体同士が径方向に位置ずれし、組み立て精度が低下する可能性がある。

本実施形態の保持器１は、凸部２２を凹部２３に嵌合させることによって２つの分割体１０を連結されるので、連結された分割体１０の位置ずれを防止し、組み立て精度を好適に確保することができる。
また、凸部２２は、先細り形状に形成されているので、締り嵌めであっても凹部２３に嵌合させ易くすることができる。

図７に示すように、分割体１０は、金型３１，３２を用いた射出成形等によって製造される。図７（ａ）は、図４のＡ−Ａ線断面における金型構造を示し、図７（ｂ）は、図４のＢ−Ｂ線断面における金型構造を示している。

図７（ａ）（ｂ）に示すように、一対の金型の一方３１には、分割体１０を成形するためのキャビティ３１ａが形成されている。また、一対の金型の他方３２には、分割体１０の内部を形成するためのコア３２ａが形成されている。コア３２ａは、図７（ａ）に示すように、金型３１のキャビティ３１ａには、凸部２２を成形するための凸部成形孔３１ａ１と、凹部２３を成形するための凹部成形突起３１ａ２とが設けられている。

凸部２２及び凹部２３は、いずれも断面形状が略一定に形成されているので、双方の金型３１，３２を軸方向に脱型することが可能となる。つまり、従来技術では、係合爪の基部の径方向外端面を成形するには、軸方向に脱型する一対の金型に加えて、径方向に脱型する金型を設けなればならかったが、本実施形態では、軸方向に脱型する金型３１，３２によって分割体１０を成形することが可能となり、金型３１，３２の構造を簡素化し、金型製作費用を抑制することができる。

図８は、本発明の他の実施形態における樹脂製保持器の凸部と凹部の形状を示す説明図である。
図８（ａ）に示すように、本実施形態の凸部２２は、三角柱形状に形成されている。また、図８（ｂ）に示すように、凹部２３は、三角筒形状に形成されている。そして、凸部２２は、断面輪郭形状が正三角形状に形成され、凹部２３は、断面輪郭形状が正三角形状に形成されている。凸部２２の断面輪郭形状は、凹部２３の断面輪郭形状よりも大きく形成されている。具体的には、凸部２２の断面輪郭形状の三角形の一辺の長さＬ１が、凹部２３の断面輪郭形状の三角形の一辺の長さＬ２よりも長く形成されている。したがって、凸部２２は、締り嵌めにより強固に凹部２３に嵌合される。
その他の構成は、第１〜第３の実施形態と同様であり、これらの実施形態と略同様の作用効果を奏する。

図９は、本発明のさらに他の実施形態における樹脂製保持器の凸部と凹部の配置を示す説明図である。
本実施形態の分割体１０は、連結面１４に凸部２２と凹部２３とが二対設けられたものである。特に、図９（ａ）に示すものは、連結面１４の周方向中央Ｃを挟んで２つの凸部２２と２つの凹部２３とがそれぞれが径方向に並べて配置されている。
また、図９（ｂ）に示すものは、連結面１４の周方向中央Ｃを挟んで２つの凸部２２と２つの凹部２３とがそれぞれ周方向に並べて配置されている。

さらに、図９（ｃ）に示すものは、連結面１４の周方向中央Ｃを挟んで１つの凸部２２及び凹部２３と、１つの凹部２３及び凸部２２とが径方向に並べて配置されている。
いずれの例においても、互いに対応する凸部２２と凹部２３とは、連結面１４の周方向中央Ｃを基準として対称位置に配置されている。
したがって、同一形状の２つの分割体１０の連結面１４を突き合わせたとき、各凸部２２が各凹部２３に嵌合され、一対の分割体１０を連結することができる。また、凸部２２及び凹部２３が二対設けられることによって、より強固に一対の分割体１０を連結することができる。

図１０は、本発明のさらに他の実施形態における樹脂製保持器の凸部と凹部の形状を示す説明図である。
本実施形態では、凹部２３が、分割体１０の連結部１２の内側壁１２ｃを貫通して形成され、凹部２３に嵌合された凸部２２が凹部２３から突出している。また、凹部２３から突出する凸部２２の先端には、外径が増大された大径部２２ｃが設けられている。この実施形態では、凸部２２の大径部２２ｃを凹部２３に無理に押し込んで大径部２２ｃ及び凹部２３を弾性変形させることによって凸部２２を凹部２３に嵌合させることができる。

本実施形態では、凸部２２の先端に大径部２２ｃが設けられ、この大径部２２ｃが凹部２３から突出することによって、凸部２２が抜け止めされる。したがって、一対の分割体１０を強固に連結することができる。
なお、本実施形態の凸部２２を成形する場合、金型３１（図７参照）のキャビティ３１ａに形成された凸部成形孔３１ａ１の底部に大径部２２ｃを成形するための環状凹部を形成し、成形後脱型するときは、凸部２２を凸部成形孔３１ａ１から無理抜きすればよい。

なお、今回開示した実施形態は例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内での全ての変更が含まれる。
例えば、凸部２２及び凹部２３の断面輪郭形状は、円形や三角形に限定されるものではなく、四角形以上の多角形や楕円形等であってもよく、互いに相似形状であればよい。
また、各連結部１２には、凸部２２及び凹部２３が三対以上設けられていてもよい。

凸部２２と凹部２３とはすべての連結部１２に形成されていなくてもよく、例えば凸部２２が形成された連結部１２と凹部２３が形成された連結部１２とが周方向に交互に配置されていてもよい。
この場合、同一形状の分割体１０によって樹脂製保持器１を構成するには、連結部１２の数を偶数個とし、当該分割体１０における凸部２２と凹部２３とを同数とすることが必要となる。

樹脂製保持器１を構成する一対の分割体１０は、同一の形状でなくてもよい。例えば、一方の分割体１０の連結部１２には凸部２２のみが形成され、他方の分割体１０の連結部１２には凹部２３のみが形成されていてもよい。
凸部２２及び凹部２３は、それぞれ分割体１０の１つの連結部１２に一方のみが形成されていてもよい。

１：樹脂製保持器、２：外輪、３：内輪、６：玉（転動体）、１０：分割体、１１：ポケット部、１２：連結部、１３：半割ポケット面、１４：連結面、２２：凸部、２３：凹部

Claims (3)

1. 内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動可能に配置された複数の転動体と、複数の前記転動体を保持する樹脂製保持器とを備えている転がり軸受であって、
   前記樹脂製保持器は、軸方向に二分割されている円環状の一対の分割体からなり、
   前記各分割体に、転動体を保持するための半割ポケット面が形成されている複数のポケット部と、相手側の分割体に接する連結面が形成され当該相手側の分割体と連結するための複数の連結部とが周方向に交互に形成され、
   互いに連結される一対の前記連結部のうち一方の前記連結部に、前記連結面から軸方向に突出する凸部が形成され、他方の前記連結部に、前記連結面から軸方向に窪み、前記凸部が嵌合される凹部が形成され、
   前記凸部の断面輪郭形状が、前記凹部の断面輪郭形状よりも大きく形成されている、転がり軸受。
2. 一つの連結面に対して、前記凸部と前記凹部とが当該連結面の周方向中央を基準として対称位置に形成されている、請求項１に記載の転がり軸受。
3. １つの連結面に対して、前記凸部と前記凹部とが二対以上形成されている、請求項２に記載の転がり軸受。

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