JP2023079371A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心力によって保持器に弾性変形が生じても転動体と保持器との干渉を抑制することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】内周に外輪軌道面２ａを有する外輪２と、外周に内輪軌道面３ａを有する内輪３と、外輪軌道面２ａと内輪軌道面３ａとの間に介在する複数のボール４と、ボール４を保持する複数のポケット部８を有する保持器５を備え、保持器５が、環状の基部６と、基部６の軸線方向端面の周方向に一定の間隔で位置し、前記軸線方向に延びる複数の一対の爪部７とによって構成される転がり軸受１である。保持器５のポケット部８は、基部６と複数の一対の爪部７とによって構成され、複数の一対の爪部７が前記軸線に対して径方向内方に傾いており、ボール４を保持する凹曲面８ａを有している。ポケット部ピッチ円Ｐｐは、ボールピッチ円Ｐｂよりも径方向内方に位置している。【選択図】図５

Description

本発明は転がり軸受に関する。

車輪、機械装置の回転軸等を支持するための転がり軸受として深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、ころ軸受等の転がり軸受が広く用いられている。転がり軸受は、主に外輪、前記外輪の内方に位置する内輪、複数の転動体及び保持器から構成されている。前記転がり軸受は、外輪の内周面及び内輪の外周面に形成されている軌道面間に複数の転動体が収容されている。また、前記転がり軸受は、複数の転動体同士を一定のピッチで保持する保持器によって回転自在に保持されている。前記転がり軸受の内部には、外輪、内輪、転動体及び保持器の間の摩擦及び摩耗の低減のために潤滑剤であるグリースが封入されることがある。このような転がり軸受けの保持器において、転動体を保持するポケット部内にグリースを取り込み易くする円筒面部を径方向端部に有するものがある。例えば特許文献１のごとくである。

特許文献１に記載の転がり軸受の保持器は、一対の弾性片と環状部材によって構成されるポケットの内面に、転動面の曲率半径よりも僅かに大きな曲率半径を有する球面部と、この球面部の端縁から連続する円筒面部とを設けている。前記ポケットは、球面部によって転動体における周方向の側面の一部、径方向外方の側面の一部、径方向内方の側面の一部を覆う。前記保持器は、円筒面部によってポケットにおける径方向の開口面積が増大するので、ポケット内への潤滑剤の取り込みが円滑に行うことができる。これにより、特許文献１に記載の転がり軸受は、転動体と保持器との円滑な回転を促進し、転動体と保持器との衝突音の低減を図っている。

特開平１１－１２５２５６号公報

特許文献１に記載の転がり軸受は、内輪または外輪の回転に伴って転動体とともに保持器が回転する。前記保持器には、回転速度に応じた遠心力が径方向外方に向かって加わる。前記保持器は、ポケットの一部を構成している一対の弾性片が遠心力によって径方向外方に弾性変形する。前記一対の弾性片が有する球面部のうち転動体の径方向内方を覆う部分は、回転速度が増大するにつれて遠心力の作用により前記転動体に近づく方向に移動する。よって、前記転がり軸受は、外輪または内輪が所定の回転速度を超えると一対の弾性片の径方向内方部分と転動体とが接触する。これにより、特許文献１に記載の転がり軸受は、高速回転時に保持器の摩耗及び発熱等が生じる可能性があった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても転動体と保持器との干渉を抑制することができる転がり軸受の提供を目的とする。

本発明の一実施形態にかかる転がり軸受は、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記外輪の内方に位置し、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に介在する複数の転動体と、前記転動体を保持する複数のポケット部を有する保持器とを備え、前記保持器が、環状の基部と、前記基部の軸線方向端面の周方向に一定の間隔で位置し、前記軸線方向に延びる複数の一対の爪部とによって構成される転がり軸受である。前記保持器の複数のポケット部は、前記基部と前記複数の一対の爪部とによって構成され、前記複数の一対の爪部が前記軸線に対して径方向内方に傾いており、前記転動体を保持する曲面を有している。前記複数のポケット部がそれぞれ有する曲面の曲率中心を通過するポケット部ピッチ円直径は、前記複数の転動体の中心を通過する転動体ピッチ円直径よりも小さい。

上述の構成では、ポケット部における径方向内方の端部と複数の転動体との径方向の隙間は、複数の爪部が径方向内方に傾いていないため、ポケット部ピッチ円と複数の転動体ピッチ円とが一致している場合よりも大きい。前記保持器は、周方向の回転により生じる遠心力によって複数の爪部が径方向外方に弾性変形した場合、複数のポケット部における径方向内方の端部が複数の転動体に近づく。しかし、前記複数の爪部は、径方向外方への弾性変形によりポケット部ピッチ円直径が転動体ピッチ円直径よりも大きくなるまで径方向内方の端部が転動体に接触しない。これにより、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

他の観点によれば、本発明の転がり軸受は、以下の構成を含むことが好ましい。前記保持器は、前記基部の軸線方向両端面のうち前記爪部を有さない基端面から隣り合う前記ポケット部の間の前記先端面までの厚みが、前記基端面から前記複数のポケット部における底面までの厚みよりも大きく、前記基端面から前記複数のポケット部が有する曲面の曲率中心までの長さよりも小さい。転がり軸受の保持器は、基部の軸線方向の厚みがポケット部の底面での厚みよりも厚く、爪部の軸線方向長さの略中央よりも厚くならないように基部の厚みの下限値と上限値とが設定されているので、重量を抑制しつつ、前記複数の爪部を支えるために十分な基部の剛性を有している。よって、前記保持器は、遠心力による複数の爪部の弾性変形量が抑制される。これにより、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

他の観点によれば、本発明の転がり軸受は、以下の構成を含むことが好ましい。前記保持器は、前記複数のポケット部の曲面が保持器の径方向を長軸とする楕円面に沿う。このように構成することで、転がり軸受の保持器は、複数のポケット部における径方向端部が複数の転動体から径方向に離れるように構成されている。よって、前記複数のポケット部における径方向内方の端部と複数の転動体との径方向の隙間は、複数のポケット部が転動体に沿う曲面を有している場合よりも大きい。これにより、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

他の観点によれば、本発明の転がり軸受は、以下の構成を含むことが好ましい。前記保持器は、周方向に回転していない場合、前記複数のポケット部における径方向内方の端部から前記複数のポケット部がそれぞれ保持している前記転動体までの前記保持器における径方向の隙間が、前記複数のポケット部における径方向外方の端部から前記複数のポケット部がそれぞれ保持している前記転動体までの前記保持器における径方向の隙間よりも大きい。このように構成することで、転がり軸受の保持器は、複数のポケット部における径方向内方の端部から複数の転動体までの径方向の隙間が前記ポケット部における径方向外方の端部から前記複数の転動体までの径方向の隙間よりも大きくなるように構成されている。よって、前記保持器は、複数の爪部の径方向外方への弾性変形によりポケット部ピッチ円直径が転動体ピッチ円直径よりも大きくなるまで複数のポケット部における径方向内方の端部が複数の転動体に接触しない。これにより、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

他の観点によれば、本発明の転がり軸受は、以下の構成を含むことが好ましい。前記保持器は、周方向に回転していない場合、前記複数のポケット部における径方向外方の端部と前記複数のポケット部がそれぞれ保持している前記転動体とが接触している。このように構成することで、転がり軸受の保持器は、複数のポケット部の曲面における径方向外方の端部が複数の転動体に接触している。一方、前記複数前記ポケット部の曲面における径方向内方の端部は、転動体から離れている。これにより、遠心力によって複数の爪部が径方向内方に弾性変形しても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

他の観点によれば、本発明の転がり軸受は、以下の構成を含むことが好ましい。前記保持器は、前記複数のポケット部の曲面と前記保持器の内周面とをつなぐ面取り部を有している。このように構成することで、転がり軸受の保持器は、複数のポケット部における径方向内方の開口面積が増大している。よって、前記保持器は、複数のポケット部における径方向内方の端部と複数の転動体との隙間が拡大している。これにより、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

他の観点によれば、本発明の転がり軸受は、以下の構成を含むことが好ましい。前記保持器は、前記ポケット部の曲面の曲率半径が前記転動体の半径の１．０１倍以上であって１．１０倍以下である。このように構成することで、転がり軸受の保持器は、複数のポケット部の曲率半径が複数の転動体の曲率半径よりも大きい。よって、前記保持器は、複数のポケット部の曲面と複数の転動体との間に常に隙間が構成される。これにより、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

他の観点によれば、本発明の転がり軸受は、以下の構成を含むことが好ましい。前記保持器は、前記ポケット部ピッチ円直径が前記転動体ピッチ円直径の９０パーセントから９９．５パーセントの間である。このように構成することで、転がり軸受の保持器は、転動体ピッチ円直径に対するポケット部ピッチ円直径の上限値と下限値とが定められている。よって、前記保持器は、複数のポケット部の曲面と複数の転動体との間に適切な大きさの隙間が構成される。これにより、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

他の観点によれば、本発明の転がり軸受は、以下の構成を含むことが好ましい。前記保持器は、樹脂材料で構成され、前記樹脂材料のガラス転移温度が１２０度以上である。このように構成することで、転がり軸受の保持器は、ガラス転移温度が１２０度以上である樹脂材料によって構成される。これにより、保持器の成形性と耐熱性とを向上させることができる。

他の観点によれば、本発明の転がり軸受は、以下の構成を含むことが好ましい。前記保持器は、射出成型の際に生じるウェルド部が基部に位置する。このように構成することで、転がり軸受の保持器は、射出成型の際に生じるウェルド部が基部に位置するので、ウェルド部による強度低下を抑制することができる。これにより、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

本発明の一実施形態によれば、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても複数の転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態１に係る転がり軸受の構成を示す軸線方向断面図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る転がり軸受におけるボールを保持する保持器の斜視図である。 図３は、本発明の実施形態１に係る転がり軸受におけるボールを保持する保持器の平面図である。 図４は、本発明の実施形態１に係る転がり軸受における保持器の側面図である。 図５は、本発明の実施形態１に係る転がり軸受におけるボールを保持する保持器の拡大平面図である。 図６は、本発明の実施形態１に係る転がり軸受におけるボールを保持する保持器の拡大軸線方向断面図である。 図７は、本発明の実施形態１に係る転がり軸受におけるボールを保持する保持器に遠心力が作用した場合の拡大平面図である。 図８は、本発明の実施形態１に係る転がり軸受におけるボールを保持する保持器に遠心力が作用した場合の拡大軸線方向断面図である。 図９は、本発明の実施形態２に係る転がり軸受におけるボールを保持する保持器の拡大平面図である。 図１０は、本発明の実施形態３に係る転がり軸受におけるボールを保持する保持器の拡大平面図である。

（実施形態１）
以下に、図１から図３を用いて、本発明に係る転がり軸受の一実施形態である転がり軸受１について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る転がり軸受１の構成を示す軸線方向断面図である。図２は、転がり軸受１におけるボール４を保持する保持器５の斜視図である。図３は、転がり軸受１におけるボール４を保持する保持器５の平面図である。

図１に示すように、転がり軸受１は、深溝玉軸受である。転がり軸受１は、外輪２、内輪３、保持器５、複数の転動体であるボール４を有する。ここで、軸線方向とは、転がり軸受１の回転軸に沿った方向または保持器５の基部６の軸線方向を示す。径方向とは、転がり軸受１の軸線または保持器５の基部６の軸線に垂直な方向を表す。周方向とは、転がり軸受１または保持器５の回転方向に沿った方向を表す。径方向内方とは、任意の位置を基準として径方向における軸線に近い側を表す。径方向外方とは、任意の位置を基準として径方向における軸線に遠い側を表す。

外輪２は、内輪３に対して相対回転する部材である。外輪２は、円筒状の部材である。外輪２は、例えば、高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２等の軸受鋼または浸炭鋼等から構成される。また、外輪２は、熱処理によって５８～６２ＨＲＣ程度の硬化処理が施されている。外輪２の内周面は、複数の転動体が転動する周方向に環状の外輪軌道面２ａを有する。外輪軌道面２ａは、軸線方向断面視で径方向外方に円弧上に凹む溝である。

内輪３は、外輪２に対して相対回転する部材である。内輪３は、円筒状の部材である。内輪３は、例えば、高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２等の軸受鋼または浸炭鋼等から構成される。また、内輪３は、熱処理によって５８～６２ＨＲＣ程度の硬化処理が施されている。内輪３の外周面は、複数の転動体が転動する周方向に環状の内輪軌道面３ａを有する。内輪軌道面３ａは、軸線方向断面視で径方向内方に円弧上に凹む溝である。内輪３は、外輪２の径方向の内方に位置している。また、内輪３は、内輪軌道面３ａが外輪２の外輪軌道面２ａと向かい合っている。

転動体であるボール４は、外輪２と内輪３とを互いに回転可能に支持する部材である。ボール４は、球体である。ボール４は、例えば、高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２からなる鋼球、ステンレス鋼球（ＳＵＳ４４０Ｃ）、セラミック球（Ｓｉ３Ｎ４）等から構成されている。ボール４は、材質により熱処理によって６０～６４ＨＲＣ程度の硬化処理が施されている。ボール４は、外輪２の外輪軌道面２ａと内輪３の内輪軌道面３ａとの間に周方向に並んで複数収容されている。複数のボール４は、外輪軌道面２ａ及び内輪軌道面３ａ上を転動可能に構成されている。よって、複数のボール４は、内輪３に対して外輪２を周方向に回転可能に支持している。また、複数のボール４は、外輪２に対して内輪３を周方向に回転可能に支持している。

図１から図３に示すように、保持器５は、ボール４を保持するものである。保持器５は、例えば、耐油性、耐摩耗性、潤滑性に優れた樹脂材料であるポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ(ＰＡ９Ｔ)、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等から構成されている。また、補強材として、樹脂の中にグラスファイバ（ＧＦ）、カーボンファイバ（ＣＦ）が混練されてもよい。保持器５は、外輪軌道面２ａと内輪軌道面３ａとの間に収容されている複数のボール４を周方向に一定の間隔で保持する。また、保持器５は、複数のボール４の転動によって外輪２と内輪３との間で軸線を回転軸として周方向に回転可能に保持されている。この際、保持器５の軸線は、外輪２または内輪３の軸線と一致している。外輪２と内輪３との間には、摩擦を低減するための潤滑剤であるグリースが注入されていてもよい。

このように構成される転がり軸受１は、外輪２または内輪３のうち一方を固定輪、他方を回転輪として軸受の機能を発揮するように構成されている。転がり軸受１は、外輪２と内輪３とのうち少なくとも一方にトルクが加わると外輪軌道面２ａと内輪軌道面３ａとの間に介在しているボール４が転動して外輪２と内輪３とが軸線を回転中心として相対回転する。合わせて、複数のボール４と保持器５とは、ボール４の外輪軌道面２ａまたは内輪軌道面３ａ上の移動（いわゆる公転）に伴って軸線を中心として回転する。この際、複数のボール４は、外輪２とボール４との接触点およびボール４と内輪３との接触点を通る円周を含む平面に垂直でボール４の中心を通る直線を回転軸として回転（いわゆる自転）する。

次に、図４から図６を用いて、保持器５について詳細に説明する。図４は、転がり軸受１における保持器５の側面図である。図５は、転がり軸受１におけるボール４を保持する保持器５の拡大平面図である。図６は、転がり軸受１におけるボール４を保持する保持器５の拡大軸線方向断面図である。

図４に示すように、保持器５は、基部６、一対の爪部７及び基部６と一対の爪部７とから構成されるポケット部８を有する冠型の保持器である。

基部６は、爪部７を支持する。基部６は、円環状の部材である。基部６の軸線方向両端面のうち、一方の端面である先端面６ａには、一対の爪部７が複数位置している。一対の爪部７は、先端面６ａから軸線方向に延びている。一対の爪部７は、先端に向かうにつれて周方向一方に向かう爪部７ａと、先端に向かうにつれて周方向他方に向かう爪部７ｂと、から構成されている。複数の一対の爪部７は、周方向に沿って一定の間隔で位置している。よって、一対の爪部７と一対の爪部７との間は、基部６の先端面６ａを構成している。

保持器５は、複数の一対の爪部７と複数の一対の爪部７の間の基部６によってボール４を保持する複数のポケット部８を構成している。複数の一対の爪部７において互いに対向する側面は、ボール４の外周面に沿う球面状の曲面である凹曲面８ａをそれぞれ有している。同様に、複数の隣り合う一対の爪部７の間に位置する基部６は、軸線方向の両端面のうち他方の端面である基端面６ｂに向かってへこんだ凹曲面８ａをそれぞれ有している。一対の爪部７における凹曲面８ａと、一対の爪部７の間に位置する基部６における凹曲面８ａとは、同一の曲率中心Ｃｐ（ポケット中心Ｃｐ）且つ曲率半径Ｄｐの球面Ｖｓの表面の一部である（図５参照）。つまり、一対の爪部７における凹曲面８ａと、一対の爪部７の間に位置する基部６における凹曲面８ａとは、連続した１つの凹曲面として構成されている。

保持器５は、基部６の基端面６ｂから隣り合うポケット部８の間の先端面６ａまでの厚みｔ０が、基端面６ｂから複数のポケット部８における底面までの厚みｔ１よりも大きい。また、保持器５は、基端面６ｂから凹曲面８ａの曲率中心Ｃｐであるポケット中心Ｃｐまでの長さｔ２よりも小さい。よって、基部６は、厚みの上限値を長さｔ２に制限することによって重量を抑制しつつ、厚みの下限値を厚みｔ１に制限することで複数のボール４を保持可能な剛性を有する形状を有している。

このように、凹曲面８ａを有する複数の一対の爪部７と複数の一対の爪部７の間の基部６とは、ボール４を保持する複数のポケット部８を構成している。一対の爪部７の凹曲面８ａは、ポケット部８の側面を構成している。基部６の凹曲面８ａは、ポケット部８の底面を構成している。複数のポケット部８は、それぞれ一対の爪部７によって軸線方向に向かうにつれて閉じる方向の凹曲面８ａを有している。複数のポケット部８は、一対の爪部７によってボール４に対する軸線方向の移動を抑制している。

図５と図６とに示すように、ポケット部８の凹曲面８ａは、所定の曲率中心Ｃｐに位置する所定の曲率半径Ｄｐの球面である球面Ｖｓの一部である。よって、保持器５は、球面Ｖｓの曲率中心をポケット部８の中心であるポケット中心Ｃｐとして、複数のポケット部８のポケット中心Ｃｐを通過するポケット部ピッチ円Ｐｐが定まる。ポケット部ピッチ円Ｐｐは、保持器５の軸線を中心とする円である。ポケット部８は、軸線方向に見てポケット部ピッチ円Ｐｐが一対の爪部７における径方向の略中央を通過するようにポケット中心Ｃｐが位置している。

球面Ｖｓの一部であるポケット部８の凹曲面８ａは、ボール４よりも大きい曲率半径Ｄｐを有する。つまり、ポケット部８の凹曲面８ａの曲率半径Ｄｐは、ポケット部８に保持されるボール４の外表面の曲率半径Ｄｂよりも大きい。具体的には、ポケット部８の凹曲面８ａの曲率半径Ｄｐは、ボール４の半径である曲率半径Ｄｂの１．０１倍以上であって１．１０倍以下である。このように凹曲面８ａの曲率半径Ｄｐを設定した保持器５は、凹曲面８ａの弾性変形、加工誤差、熱変形等による凹曲面８ａとボール４の外表面との接触面積の増大を抑制することができる。よって、ポケット部８の凹曲面８ａとポケット部８内のボール４の外表面との間には、隙間が生じる。

複数の一対の爪部７は、爪部７の先端に向かうにつれて、径方向内方に位置している。つまり、複数の一対の爪部７は、それぞれ径方向内方に傾斜している。一対の爪部７の径方向内方への傾斜に伴い、ポケット部８のポケット中心Ｃｐは、一対の爪部７が径方向内方に傾斜していない場合のポケット中心Ｃｐよりも径方向内方に位置している。よって、保持器５のポケット部ピッチ円直径ＰＤｐは、一対の爪部７が径方向内方に傾斜していない場合のポケット部ピッチ円直径ＰＤｐよりも小さい。また、一対の爪部７が径方向内方に傾斜していない場合のポケット部ピッチ円Ｐｐは、外輪２の外輪軌道面２ａと内輪３の内輪軌道面３ａとの間に周方向に並んで複数収容されているボール４の中心を通過する転動体ピッチ円であるボールピッチ円Ｐｂと一致する。つまり、ポケット部ピッチ円直径ＰＤｐは、転動体ピッチ円直径であるボールピッチ円直径ＰＤｂよりも小さい。あるいは、複数の一対の爪部７は、径方向内方に傾斜させず、単にポケット部ピッチ円直径ＰＤｐをボールピッチ円直径ＰＤｂよりも小さくするだけでもよい。具体的には、ポケット部ピッチ円直径ＰＤｐは、ボールピッチ円直径ＰＤｂの９０パーセントから９９．５パーセントの間である。ボールピッチ円Ｐｂは、外輪２または内輪３の軸線を中心とする円である。

複数のボール４は、外輪２の外輪軌道面２ａと内輪３の内輪軌道面３ａとの間に収容されているので外輪２または内輪３の径方向に移動しない。よって、ボールピッチ円直径ＰＤｂの大きさは、複数のボール４がボールピッチ円直径ＰＤｂと異なるポケット部ピッチ円直径ＰＤｐの保持器５によって保持されても変わらない。従って、複数のボール４を保持している保持器５のポケット中心Ｃｐは、ボール４のボール中心Ｃｂに対して径方向内方に位置している。つまり、ポケット部８の凹曲面８ａは、ボール４の外表面に対して径方向内方にずれて位置している。

転がり軸受１の外輪２及び内輪３に対して保持器が周方向に回転していない場合、複数のポケット部８における径方向内方の端部から複数のポケット部８がそれぞれ保持しているボール４までの径方向の隙間Ｇ１は、複数のポケット部８における径方向外方の端部から複数のポケット部８がそれぞれ保持しているボール４までの径方向の隙間Ｇ２よりも大きい。また、ポケット部８における径方向外方の端部は、ポケット部８が保持しているボール４に接触している。よって、ポケット部８の凹曲面８ａは、軸線方向に見て径方向外方の端部から径方向内方の端部に向かうにつれてボール４の外周面から径方向に離れている。このように、ポケット部８における径方向内方の端部とボール４との径方向の隙間Ｇ１は、ポケット部ピッチ円Ｐｐとボールピッチ円Ｐｂとが一致している場合よりも大きい。また、ポケット部８における径方向外の端部とボール４との径方向の隙間はＧ２、ポケット部ピッチ円Ｐｐとボールピッチ円Ｐｂとが一致している場合よりも小さい。

次に、図７と図８とを用いて、転がり軸受１が回転している場合における保持器５の状態を説明する。図７は、転がり軸受１におけるボール４を保持する保持器５に遠心力が作用した場合の拡大平面図である。図８は、転がり軸受１におけるボール４を保持する保持器５に遠心力が作用した場合の拡大軸線方向断面図である。転がり軸受１は、外輪２または内輪３の軸線を回転軸とする回転により、複数のボール４が外輪軌道面２ａ上または内輪軌道面３ａ上を転動する（図１参照）。

図７と図８とに示すように、複数のボール４の転動に伴い、複数のボール４を保持している保持器５は、転がり軸受１の軸線を回転軸として外輪２または内輪３に対して周方向に回転する。保持器５は、遠心力によって径方向外方に押し広げられる。保持器５は、保持器５の回転速度、軸線から任意の部位までの径方向の距離及び任意の部位の断面２次モーメントによって径方向外方に押し広げられる弾性変形量が定まる。保持器５は、基部６に比べて断面２次モーメントが小さい複数の爪部７の弾性変形量が大きい。

複数の一対の爪部７は、遠心力によって径方向外方に弾性変形される（矢印参照）。複数の一対の爪部７は、軸線に対する傾きが小さくなる。保持器５の複数のポケット部８は、複数の一対の爪部７の径方向外方への弾性変形により、ポケット中心Ｃｐが径方向外方に移動する。この結果、保持器５のポケット部ピッチ円Ｐｐは、軸線を中心として径方向外方に大きくなる。つまり、ポケット中心Ｃｐは、ボール中心Ｃｂに近づく。

複数のポケット部８の凹曲面８ａは、ポケット中心Ｃｐの径方向外方への移動によって径方向外方に移動する。よって、複数のポケット部８における径方向内方の端部は、複数のポケット部８がそれぞれ保持しているボール４の外表面に近づく方向に移動する。一方、複数のポケット部８における径方向外方の端部は、複数のポケット部８がそれぞれ保持しているボール４の外表面から離れる方向に移動する。ボール４の外表面に接触していたポケット部８における径方向外方の端部は、ボール４の外表面から離れる。このように、凹曲面８ａとボール４の外表面との間隔は、ポケット中心Ｃｐがボール中心Ｃｂに近づくにつれて均一になる。また、複数のポケット部８における径方向内方の端部は、ポケット部ピッチ円直径ＰＤｐがボールピッチ円直径ＰＤｂよりも大きくなるまでボール４の外表面に接触しない。

このように構成される転がり軸受１の保持器５は、爪部７が径方向内方に傾くことによりポケット部ピッチ円Ｐｐがボールピッチ円Ｐｂよりも径方向内方に位置している。更に、保持器５は、ポケット部８の曲率半径Ｄｐがボール４の曲率半径Ｄｂよりも大きい。つまり、保持器５の複数のポケット部８における径方向内方の端部から複数のポケット部８がそれぞれ保持しているボール４までの径方向の隙間Ｇ１は、複数のポケット部８における径方向外方の端部から複数のポケット部８がそれぞれ保持しているボール４までの径方向の隙間Ｇ２よりも大きい。また、保持器５は、ボールピッチ円直径ＰＤｂに対するポケット部ピッチ円直径ＰＤｐの上限値と下限値とが定められている。よって、転がり軸受１は、ポケット部８の凹曲面８ａとボール４の外表面との間に適切な大きさの隙間を有している。この際、複数のポケット部８の凹曲面８ａにおける径方向外方の端部が保持しているボール４の外表面にそれぞれ接触している。

転がり軸受１は、軸線を回転軸として回転している場合、回転速度に応じて生じる遠心力によって保持器５の複数の一対の爪部７が径方向外方に弾性変形する。保持器５は、複数の一対の爪部７の径方向外方への弾性変形によりポケット部８における径方向内方の端部がボール４の外表面に近づく。しかし、複数の一対の爪部７は、径方向外方への弾性変形によりポケット部ピッチ円直径ＰＤｐがボールピッチ円直径ＰＤｂよりも大きくなるまで径方向内方の端部がボール４に接触しない。

また、保持器５は、基部６の先端面６ａから基端面６ｂまでの軸線方向の厚みｔ０の下限値と上限値とが設定されているので、基部６の重量を抑制しつつ、複数の一対の爪部７を支えるために必要な基部６の剛性を確保している。よって、保持器５は、遠心力による複数の一対の爪部７の弾性変形量が抑制される。これにより、遠心力によって保持器５に弾性変形が生じても複数のボール４と複数の一対の爪部７との干渉を抑制することができる。

（実施形態２）
以下に、図９を用いて、本発明に係る転がり軸受の例示的な実施形態２である転がり軸受１Ａについて説明する。図９は、本発明の実施形態２に係る転がり軸受１Ａにおけるボール４を保持する保持器５Ａの拡大平面図である。以下の説明において、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる部分についてのみ説明する。

図９に示すように、転がり軸受１Ａは、保持器５Ａを有する。保持器５Ａは、基部６、複数の一対の爪部７及びポケット部８Ａを有する。ポケット部８Ａは、一対の爪部７において互いに対向する側面と、一対の爪部７の間に位置する基部６とにボール４を保持するための凹曲面８Ａａを有している。ポケット部８Ａの凹曲面８Ａａは、楕円面Ｖｅの一部を構成している。凹曲面８Ａａは、長軸を転がり軸受１Ａの径方向とする楕円面Ｖｅに基づいて構成されている。よって、凹曲面８Ａａは、軸線方向に見て径方向外方の端部から径方向内方の端部に向かうにつれてボール４の外表面から転がり軸受１Ａの周方向及び径方向に離れている。

保持器５Ａは、楕円面Ｖｅの長軸と短軸との交点である曲率中心Ｃｐをポケット中心Ｃｐとして、複数のポケット部８Ａのポケット中心Ｃｐを通過するポケット部ピッチ円Ｐｐが定まる。ポケット部ピッチ円Ｐｐは、保持器５Ａの軸線を中心とする円である。楕円面Ｖｅは、長軸及び短軸がボール４の直径よりも大きい楕円面である。つまり、ポケット部８Ａの凹曲面８Ａａの平均の曲率半径Ｄｐは、ポケット部８Ａに保持されるボール４の曲率半径Ｄｂよりも大きい。よって、ポケット部８Ａの凹曲面８Ａａとポケット部８Ａ内のボール４の表面との間には、隙間が生じる。ポケット部８Ａは、軸線方向に見てポケット部ピッチ円Ｐｐが複数の一対の爪部７における径方向の略中央を通過するようにポケット中心Ｃｐが位置している。

このように保持器５Ａは、ポケット部８Ａにおける径方向内方の端部がボール４から径方向に離れるように構成されている。よって、ポケット部８Ａにおける径方向内方の端部とボール４との径方向の隙間Ｇ１は、凹曲面８Ａａが球面Ｖｓ（図５参照）の一部である場合よりも大きい。これにより、遠心力によって保持器５Ａに弾性変形が生じてもボール４と保持器５Ａとの干渉を更に抑制することができる。

（実施形態３）
以下に、図１０を用いて、本発明に係る転がり軸受の例示的な実施形態３である転がり軸受１Ｂについて説明する。図１０は、本発明の実施形態３に係る転がり軸受１Ｂにおけるボール４を保持する保持器５Ｂの拡大平面図である。

図１０に示すように、転がり軸受１Ｂは、保持器５Ｂを有する。保持器５Ｂは、基部６、複数の一対の爪部７及びポケット部８Ｂを有する。転がり軸受１の保持器５Ｂは、複数の一対の爪部７と複数の一対の爪部７の間の基部６とからボール４を保持する複数のポケット部８Ｂを有している。複数のポケット部８Ｂは、一対の爪部７において互いに対向する側面と、一対の爪部７の間に位置する基部６とにボール４を保持するための凹曲面８Ｂａを有している。複数のポケット部８Ｂは、それぞれ一対の爪部７に軸線方向に向かうにつれて閉じる凹曲面８Ｂａを有している。

更に、保持器５Ｂは、複数のポケット部８Ｂの凹曲面８Ｂａと保持器５Ｂの内周面とをつなぐ面取り部８Ｂｂを有している。面取り部８Ｂｂは、複数のポケット部８Ｂにおける径方向内方の端部が径方向内方に向かうにつれて径方向内方の端部の円弧半径が大きくなる斜面である。つまり、面取り部８Ｂｂは、径方向内方に向かうにつれて、複数のポケット部８Ｂにそれぞれ保持されるボール４の外表面から離れる傾斜面である。よって、保持器５Ｂは、ポケット部８Ｂの径方向内方の端部がボール４に接触するために必要な一対の爪部７における径方向外方への弾性変形量が増大する。これにより、遠心力によって保持器５Ｂに弾性変形が生じても転動体と保持器５Ｂとの干渉を更に抑制することができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、転がり軸受１、１Ａ、１Ｂは、深溝玉軸受として構成されている。しかしながら、転がり軸受は、外輪軌道面と内輪軌道面とに収容された複数のボールを保持器で保持する転がり軸受であればよい。転がり軸受は、例えば、アンギュラ玉軸受、車輪用軸受装置でもよい。

上述の実施形態では、保持器５、５Ａ、５Ｂは、樹脂によって構成されている。保持器を構成する樹脂は、ガラス転移温度が１２０度以上の合成樹脂であることが望ましい。これにより、保持器は、回転時の昇温による軟化が抑制される。よって、転がり軸受は、昇温時に遠心力によって保持器に弾性変形が生じても転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

上述の実施形態では、保持器５、５Ａ、５Ｂは、樹脂によって構成されている。保持器は、射出成型によって形成されてもよい。この場合、保持器は、ウェルド部が基部に位置するように射出成形されることが望ましい。保持器は、爪部に比べて強度が高い基部にウェルド部が位置するので、ウェルド部による爪部の強度低下を抑制することができる。

上述の実施形態では、保持器５、５Ａ、５Ｂの複数の一対の爪部７は、径方向内方に傾斜している。しかしながら、保持器は、爪部が径方向内方に傾斜していない状態で、ポケット部の凹曲面が長軸を径方向とする楕円面の一部から構成されていてもよい。保持器は、爪部が遠心力によって径方向外方に弾性変形してもポケット部の径方向内方の端面がボールに接触し難い。これにより、転がり軸受は、遠心力によって保持器に弾性変形が生じても転動体と保持器との干渉を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる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、特許請求の範囲の記載によって示され、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、１Ａ、１Ｂ 転がり軸受
２ 外輪
２ａ 外輪軌道面
３ 内輪
３ａ 内輪軌道面
４ ボール
５、５Ａ、５Ｂ 保持器
６ 基部
６ａ 先端面
６ｂ 基端面
７ 一対の爪部
８ ポケット部
８ａ 凹曲面
Ｄｐ ポケット部の曲率半径
Ｄｂ ボールの曲率半径
Ｃｐ ポケット中心
Ｃｂ ボール中心
Ｐｐ ポケット部ピッチ円
Ｐｂ ボールピッチ円
ＰＤｐ ポケット部ピッチ円直径
ＰＤｂ ボールピッチ円直径

Claims (10)

1. 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
   前記外輪の内方に位置し、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
   前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に介在する複数の転動体と、
   前記転動体を保持する複数のポケット部を有する保持器と、を備え、
   前記保持器が、環状の基部と、前記基部の軸線方向端面の周方向に一定の間隔で位置し、前記軸線方向に延びる複数の一対の爪部とによって構成される転がり軸受であって、
   前記保持器の複数のポケット部は、
   前記基部と前記複数の一対の爪部とによって構成され、前記複数の一対の爪部が前記軸線に対して径方向内方に傾いており、前記転動体を保持する曲面を有し、
   前記複数のポケット部がそれぞれ有する曲面の曲率中心を通過するポケット部ピッチ円直径は、
   前記複数の転動体の中心を通過する転動体ピッチ円直径よりも小さい、
   転がり軸受。
2. 請求項１に記載の転がり軸受において、
   前記保持器は、
   前記基部の軸線方向両端面のうち前記爪部を有さない基端面から隣り合う前記ポケット部の間の先端面までの厚みが、前記基端面から前記複数のポケット部における底面までの厚みよりも大きく、前記基端面から前記複数のポケット部が有する曲面の曲率中心までの長さよりも小さい、
   転がり軸受。
3. 請求項１または２に記載の転がり軸受において、
   前記保持器は、
   前記複数のポケット部の曲面が保持器の径方向を長軸とする楕円面に沿う、
   転がり軸受。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の転がり軸受において、
   前記保持器は、
   周方向に回転していない場合、前記複数のポケット部における径方向内方の端部から前記複数のポケット部がそれぞれ保持している前記転動体までの前記保持器における径方向の隙間が、前記複数のポケット部における径方向外方の端部から前記複数のポケット部がそれぞれ保持している前記転動体までの前記保持器における径方向の隙間よりも大きい、
   転がり軸受。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の転がり軸受において、
   前記保持器は、
   周方向に回転していない場合、前記複数のポケット部における径方向外方の端部と前記複数のポケット部がそれぞれ保持している前記転動体とが接触している、
   転がり軸受。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の転がり軸受において、
   前記保持器は、
   前記複数のポケット部の曲面と前記保持器の内周面とをつなぐ面取り部を有している、
   転がり軸受。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の転がり軸受において、
   前記保持器は、
   前記ポケット部の曲面の曲率半径が前記転動体の半径の１．０１倍以上であって１．１０倍以下である、
   転がり軸受。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の転がり軸受において、
   前記保持器は、
   前記ポケット部ピッチ円直径が前記転動体ピッチ円直径の９０パーセントから９９．５パーセントの間である、
   転がり軸受。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の転がり軸受において、
   前記保持器は、
   ガラス転移温度が１２０度以上である樹脂材料によって構成される、
   転がり軸受。
10. 請求項９に記載の転がり軸受において、
    前記保持器は、
    射出成型の際に生じるウェルド部が基部に位置する、
    転がり軸受。

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