JP5983127B2

JP5983127B2 - 樹脂製保持器

Info

Publication number: JP5983127B2
Application number: JP2012160101A
Authority: JP
Inventors: 毅河林; 幸治木村
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2032-07-19
Also published as: JP2014020468A

Description

本発明は、転がり軸受用の樹脂製保持器に関する。

転がり軸受の転動体である玉を保持する保持器として、いわゆる冠型保持器が知られている。冠型保持器は、樹脂製であり、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。
冠型保持器はこのような構成であることから、この冠型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、冠型保持器の軸方向一方側、つまりポケットの開口側が偏って変形してしまうおそれがある。このため、高速回転で用いられる保持器は、樹脂製の冠型保持器ではなく、金属製の保持器とされることが多い。

しかし、回転時の低トルク化の観点から、保持器は樹脂製であるのが好ましく、そこで、高速回転の条件でも使用可能となる樹脂製保持器が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この樹脂製保持器は、図９に示すように、軸方向に二分割された円環状の分割体８１，９１から成り、これら分割体８１，９１を連結することにより保持器を完成体としている。

一方の分割体８１には、半割ポケット面８２が形成されているポケット部８３と、他方の分割体９１と連結させるための連結部８５とが周方向に沿って交互に形成されている。また、同様に、分割体９１には、半割ポケット面９２が形成されているポケット部９３と、相手側の分割体８１と連結させるための連結部９５とが周方向に沿って交互に形成されている。

図１０（Ａ）に示すように、第一分割体８１の連結部８５には、段部８６付きの孔８７が形成されており、第二分割体９１の連結部９５には、爪部９６を有する突起９７が設けられている。そして、図１０（Ｂ）に示すように、孔８７に挿入した突起９７の爪部９６が段部８６に掛かることで、これら連結部８５，９５同士は連結され、第一分割体８１と第二分割体９１とを軸方向に分離不能とすることができる。なお、図１０では、第一分割体８１の連結部８５にも爪部８８を有する突起８９が設けられており、第二分割体９１の連結部９５にも段部９８付きの孔９９が形成されており、これら爪部８８と段部９８とが掛かる構成である。

特開２００３−３４３５７１号公報

突起９７を孔８７に挿入させ、爪部９６を段部８６に掛けるためには、孔８７の断面は、爪部９６を挿入可能とさせる大きさに形成されている必要がある。つまり、孔８７の周方向の幅寸法Ａが、爪部９６の周方向の幅寸法Ｂよりも大きく形成されている必要がある（Ａ＞Ｂ）。
しかし、この場合、図１０（Ｂ）に示すように、爪部９６が段部８６に掛かった状態では、突起９７と孔８７との間に周方向の隙間δが生じてしまう。

このような隙間δが生じたまま保持器が高速で回転し、ポケットに収容した転動体（玉）の進み遅れによって保持器に負荷が作用すると、隙間δによって第一分割体８１と第二分割体９１との間の一部で周方向の位置ずれが生じ、突起９７が孔８７内を摺動したり、突起９７が孔８７内で変形したりし、相互間に摩耗が発生する。
そして、このような摩耗が進行すると隙間δが更に大きくなり、この場合、第一分割体８１と第二分割体９１との間のガタツキが大きくなり、この大きなガタツキによって保持器が転がり軸受の内輪や外輪やシール部材等に干渉することがあり、この結果、転がり軸受の回転抵抗が急増し、保持器が破損するおそれがある。

そこで、本発明は、軸方向に二分割されている分割体を連結するために設けられている突起と孔との間に隙間が生じている場合であっても、その隙間によるガタツキを防止することが可能となる樹脂製保持器を提供することを目的とする。

本発明は、軸方向に二分割されている円環状の第一分割体及び第二分割体を備え、これら分割体それぞれに、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ポケット部と、相手側の分割体と接する連結面が形成され当該分割体と連結するための連結部とが周方向に沿って交互に形成されている樹脂製保持器であって、連結される一対の前記連結部のうちの一方側に前記連結面から軸方向に突出して設けられ先側に爪部を有する突起と、前記連結部のうちの他方側に形成されている段部付きの孔とを有し、前記孔に挿入した前記突起の前記爪部が前記段部に掛かることでこれら連結部同士を連結して前記第一分割体と前記第二分割体とを軸方向に分離不能とする掛合部と、連結される一対の前記連結部の前記連結面に設けられ、前記爪部が前記段部に掛かった状態で、相互が密着して嵌合する凹凸部とを備え、前記凹凸部は、前記突起及び前記孔よりも径方向外側の位置であって前記第一分割体及び前記第二分割体の外周面に沿って形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、連結される一対の連結部のうちの一方の連結部に形成されている段部付き孔に、他方の連結部の突起を挿入させ、この突起の爪部が孔の段部に掛かることで、連結部同士が連結され、第一分割体と第二分割体とが軸方向に分離不能となる。そして、連結される一対の連結部間において、突起の爪部が孔の段部に掛かった状態で、これら連結部の連結面に設けられている凹凸部が相互に密着して嵌合することで、突起は孔内で移動不能となる。このため、突起と孔との間に隙間が生じている場合であっても、その隙間によって第一分割体と第二分割体との間で生じるガタツキが防止される。

また、前記連結面から前記爪部までの高さは、前記凹凸部のうちの凸部の高さよりも高く構成されているのが好ましい。
この場合、爪部が孔の段部に掛かる前に、凹凸部のうちの凸部が相手側の分割体の連結部の連結面に接触し、爪部が段部に対して掛かり不良となるのを防止することができる。

また、一方の前記連結面に設けられている前記凹凸部のうちの凸部が、他方の前記連結面に形成されている前記凹凸部の凹部に密着嵌合する位置で、前記爪部が前記段部に掛かるように、これら凹凸部が配置されているのが好ましい。
この場合、一方の連結面に設けられている凹凸部のうちの凸部が、他方の連結面に形成されている凹凸部の凹部に密着嵌合すると、爪部が段部に掛かるようになり、組み立てが容易となる。

本発明の樹脂製保持器によれば、連結される一対の連結部間において、突起の爪部が孔の段部に掛かった状態で、これら連結部の連結面に設けられている凹凸部が相互に密着して嵌合することで、突起は孔内で移動不能となる。このため、突起と孔との間に隙間が生じている場合であっても、その隙間によって第一分割体と第二分割体との間で生じるガタツキが防止される。

本発明の樹脂製保持器の実施の一形態を示す斜視図である。本発明の樹脂製保持器が用いられている転がり軸受の断面図である。第一分割体と第二分割体とを分離させた状態の斜視図である。図３の一部を断面で示す断面図である。第一分割体と第二分割体とを連結させた状態の断面図である。第一分割体の連結部及びその周囲の拡大斜視図である。第一及び第二分割体の一部を外周側から見た図であり、（Ａ）は、第一分割体と第二分割体とを分離させた状態を示し、（Ｂ）は、第一分割体と第二分割体とを連結させた状態を示している。凹凸部の変形例を説明する拡大図である。従来の分割型の保持器の説明図である。従来の保持器の断面図であり、（Ａ）は、二つの分割体を分離させた状態を示し、（Ｂ）は、二つの分割体を連結させた状態を示している。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の樹脂製保持器１の実施の一形態を示す斜視図である。図２は、この樹脂製保持器１（以下、単に保持器１ともいう）が用いられている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、軸方向に二分割されており、円環状である第一分割体１０及び第二分割体２０を備えている。これら第一分割体１０と第二分割体２０とを軸方向に組み合わせることで一つの保持器１が構成される。
図１において、この保持器１には、周方向等間隔でポケット７が複数形成されている。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が保持され、玉６は回転自在となる。

これら分割体１０，２０は、樹脂製（合成樹脂製）であり、特に繊維充填剤を含む樹脂製である。分割体１０，２０は、溶融した状態の樹脂を材料とし金型により成型することで製造可能であるが、本実施形態の分割体１０，２０は金型から無理抜きとなる部分が存在していない。このため、繊維充填材が５０重量％以下となる樹脂材料を採用することが可能となり、強度、寸法安定性及び耐クリープ性を向上させることが可能となる。なお、冠型保持器の場合も、溶融した状態の樹脂を材料として金型により成型することで製造可能であるが、ポケット部分が金型から無理抜きとなるため、繊維充填材が４０重量％以下となる樹脂材料を採用する必要があり、この場合、強度、寸法安定性及び耐クリープ性が、本実施形態の保持器１と比べると劣る。
なお、樹脂材料としては、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等とすることができ、繊維充填材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等とすることができる。

図３は、第一分割体１０と第二分割体２０とを分離させた状態の斜視図である。
第一分割体１０は、ポケット部１１と連結部１２とを周方向に沿っ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、相手側の第二分割体２０（連結面２４）と接する連結面１４が形成されており、この第二分割体２０（連結部２２）と連結させるための部分である。連結面１４は、軸方向に向く面である。そして、これらポケット部１１と連結部１２とが周方向に沿って交互に形成されている。

第二分割体２０は、ポケット部２１と連結部２２とを周方向に沿って交互に備えている。ポケット部２１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２３が形成されている部分である。連結部２２は、相手側の第一分割体１０（連結面１４）と接する連結面２４が形成されており、この第一分割体１０（連結部１２）と連結させるための部分である。連結面２４は、軸方向に向く面である。そして、これらポケット部２１と連結部２２とが周方向に沿って交互に形成されている。

本実施形態では、第一分割体１０と第二分割体２０とは同じ形状とされている。そして、これら第一分割体１０と第二分割体２０とを連結部１２，２２によって連結することで、半割ポケット面１３と半割ポケット面２３とにより、一つのポケット７（ポケット面）が形成される。

図４は、図３の一部を断面で示す断面図である。第一分割体１０において、各連結部１２には連結面１４から軸方向に突出している突起１５が設けられており、この突起１５は、その先側に周方向の寸法が拡大している爪部１６を有している。爪部１６は突起１５の先端から周方向一方側に向かって突出している。
これに対して、第二分割体２０において、各連結部２２には孔２５が形成されており、この孔２５には、断面が拡大している段部２６が形成されている。

孔２５（段部２６を除く本体部）は、爪部１６を挿入可能とさせる断面を有して形成されている。すなわち、孔２５（段部２６を除く本体部）の周方向の幅寸法Ａは、爪部１６を含む突起１５の周方向の幅寸法（最大寸法）Ｂ以上に形成されており（Ａ≧Ｂ）、また孔２５の段部２６における周方向の幅寸法Ｃは、孔２５の本体部における周方向の寸法Ａよりも大きく設定されている。なお、孔２５の径方向（図４の紙面方向）の寸法は、爪部１６を含む突起１５の径方向（図４の紙面方向）の寸法と同じ又は僅かに大きく設定されている。

このような第一分割体１０の連結部１２及び第二分割体２０の連結部２２によれば、分割体１０，２０の連結面１４，２４同士を軸方向に接近させ、突起１５を孔２５に挿入させると共に、突起２７を孔１７に挿入させると、爪部１６が段部２６に掛合すると共に、爪部２８が段部１８に掛合する（図５参照）。

以上より、この保持器１は、連結される一対（一組）の連結部１２，２２のうちの一方側である連結部１２に設けられている爪部１６を有する突起１５と、この連結部１２，２２のうちの他方側である連結部２２に形成されている段部２６付きの孔２５とによって、掛合部８が構成されている。そして、この掛合部８によれば、図５に示すように、孔２５に挿入した突起１５の爪部１６が段部２６に掛かることで、これら連結部１２，２２同士が連結され、第一分割体１０と第二分割体２０とを軸方向に分離不能とすることができる。

なお、本実施形態では、第二分割体２０においても、前記のとおり、各連結部２２に連結面２４から軸方向に突出している突起２７が設けられており、この突起２７は、その先側に爪部２８を有している。そして、第一分割体１０においても、各連結部１２には孔１７が形成されており、この孔１７には段部１８が形成されている。これら突起２７及び孔１７も前記掛合部８に含まれ、連結部１２，２２の連結をより強固としている。
なお、爪部２８を含む突起２７及び段部１８を含む孔１７の組み合わせと、爪部１６を含む突起１５及び段部２６を含む孔２５の組み合わせとは、構成が同じである。

前記のとおり、突起１５（２７）を孔２５（１７）に挿入させ、爪部１６（２８）を段部２６（１８）に掛けるためには、孔２５（１７）の断面は、爪部１６（２８）を挿入可能とさせる大きさに形成されている必要がある。つまり、孔２５（１７）の周方向の幅寸法Ａは、爪部１６（２８）を含む突起１５（２７）の周方向の幅寸法（最大寸法）Ｂ以上に形成されている必要がある（Ａ≧Ｂ）。
このため、図５に示すように、爪部１６（２８）が段部２６（１８）に掛かった状態では、突起１５（２７）と孔２５（１７）との間に周方向の隙間δが生じる。このように隙間δが生じていると、図１０（従来例）により説明したように、隙間δによって突起９７が孔８７内を変位等し、ガタツキが生じると共に摩耗が発生する。

そこで、本実施形態の保持器１では、隙間δによって突起１５（２７）が孔２５（１７）内で変位等するのを防止するために、この保持器１は、爪部１６（２８）が段部２６（１８）に掛かった状態で、相互が密着して嵌合する凹凸部３０を備えている（図６参照）。図６は、第一分割体１０の連結部１２及びその周囲の拡大斜視図である。そして、図７は、分割体１０，２０の一部を外周側から見た図であり、（Ａ）は、第一分割体１０と第二分割体２０とを分離させた状態を示し、（Ｂ）は、第一分割体１０と第二分割体２０とを連結させた状態を示している。
本実施形態では、図６及び図７（Ａ）に示すように、第一分割体１０の連結部１２の連結面１４に、凹凸部３０が設けられており、さらに、図７（Ａ）に示すように、第二分割体２０の連結部２２の連結面２４にも、凹凸部４０が設けられている。

第一分割体１０側の凹凸部３０は、図６に示すように、連結面１４に形成されており、連結面１４から軸方向に凹んでいる凹部３１と、連結面１４から軸方向に突出している凸部３２とからなる。凹部３１と凸部３２とは、周方向に連続して形成されている。また、これら凹部３１及び凸部３２は、第一分割体１０の外周面に沿って形成されており、突起１５及び孔１７よりも径方向外側に位置しており、突起１５及び孔１７と独立して形成されている。

第二分割体２０側の凹凸部４０は、図７（Ａ）に示すように、連結面２４に形成されており、連結面２４から軸方向に凹んでいる凹部４１と、連結面２４から軸方向に突出している凸部４２とからなる。凹部４１と凸部４２とは、周方向に連続して形成されている。また、これら凹部４１及び凸部４２は、第二分割体２０の外周面に沿って形成されており、突起２７及び孔２５よりも径方向外側に位置しており、突起２７及び孔２５とは独立して形成されている。

そして、図７（Ａ）において、凹部３１の輪郭形状と凸部４２の輪郭形状とは同一であり、凸部３２の輪郭形状と凹部４１の輪郭形状とは同一であり、図７（Ｂ）に示すように、凹部３１と凸部４２とは径方向及び軸方向について密着嵌合可能であり、凸部３２と凹部４１とは径方向及び軸方向について密着嵌合可能である。

このように凹凸部３０，４０は、連結される一対の連結部１２，２２の連結面１４，２４にそれぞれ設けられており、爪部１６（２８）が段部２６（１８）に掛かった状態で、相互が密着して嵌合するように構成されていることで、突起１５（２７）と孔２５（１７）との間には周方向の隙間δ（図５参照）が生じているが、突起１５（２７）は孔２５（１７）内で移動不能となり、この隙間δによって第一分割体１０と第二分割体２０との間でガタツキが生じるのを防止することが可能となる。

また、図７（Ａ）に示すように、第一分割体１０において、連結面１４から爪部１６の裾部１６ａまでの高さ（軸方向寸法）ｈ１は、凹凸部３０のうちの凸部３２の高さｈ２よりも高く構成されている（ｈ１＞ｈ２）。これは、爪部１６が孔２５の段部２６に掛かる前に、凹凸部３０のうちの凸部３２が連結相手側である第二分割体２０の連結部２２の連結面２４に接触し、爪部１６が段部２６に対して掛かり不良となるのを防止するためである。なお、第二分割体２０側の連結面２４から段部２６までの深さ（軸方向寸法）ｈ３は、第一分割体１０側の連結面１４から爪部１６の裾部１６ａまでの高さｈ１と同じに設定されている（ｈ３＝ｈ１）。

また、これと同様に、第二分割体２０において、連結面２４から爪部２８の裾部２８ａまでの高さは、凹凸部４０のうちの凸部４２の高さよりも高く構成されている。なお、凸部３２と凸部４２とでは高さ（ｈ２）が同じであり、この高さ（ｈ２）の値と、凹部３１及び凹部４１の深さ（ｅ３）とは同じである。

さらに、図７（Ｂ）に示すように、第一分割体１０側の連結面１４に設けられている凹凸部３０のうちの凸部３２が、第二分割体２０側の連結面２４に形成されている凹凸部４０の凹部４１に密着嵌合する位置で、爪部１６（２８）が段部２６（１８）に掛かるように、これら凹凸部３０が配置されている。また、これと同様に、第二分割体２０側の凹凸部４０の凸部４２が、第一分割体１０側の凹凸部３０の凹部４１に密着嵌合する位置で、爪部１６（２８）が段部２６（１８）に掛かるように、これら凹凸部４０が配置されている。

これにより、第一分割体１０と第二分割体２０とを相互軸方向に接近させ、突起１５（２８）を孔２５（１７）に挿入させ、第一分割体１０側の凹凸部３０と、第二分割体２０側の凹凸部４０とが密着嵌合すると、爪部１６（２８）が段部２６（１８）に自動的に掛かるようになり、組み立てが容易となる。

以上、本実施形態に係る保持器１によれば、冠型保持器とは異なって、ポケット７（ポケット面）は閉じた環状を成し、高速回転する転がり軸受にこの保持器１を適用しても、冠型保持器の場合のような偏った変形が発生しない。つまり、本実施形態に係る保持器１は、高速回転する転がり軸受に適用可能となる。そして、ポケット７は閉じた形状であるが、保持器１は軸方向に二分割されているために、転動体（玉）を間に挟んで第一分割体１０と第二分割体２０とを組み合わせることにより、転動体（玉）を保持器１に収容させることが容易である。

そして、連結される一対の連結部１２，２２において、第二分割体２０側の段部２６付き孔２５に、第一分割体１０側の突起１５を挿入させ、この突起１５の爪部１６が孔２５の段部２６に掛かり、また、第一分割体１０側の段部１８付き孔１７に、第二分割体２０側の突起２７を挿入させ、この突起２７の爪部２８が孔１７の段部１８に掛かることで、連結部１２，２２同士が連結され、第一分割体１０と第二分割体２０とが軸方向に分離不能となる。そして、連結されるこれら一対の連結部１２，２２間において、突起１５（２７）の爪部１６（２８）が孔２５（１７）の段部２６（１８）に掛かった状態で、これら連結部１２，２２に設けられている凹凸部３０，４０が相互に密着して嵌合することで、突起１５（２７）は孔２５（１７）内で移動不能となる。

このため、突起１５（２７）と孔２５（１７）との間に周方向の隙間δが生じており、回転時において玉６（図２参照）の進み遅れによって保持器１に負荷が作用した場合であっても、この隙間δによって第一分割体１０と第二分割体２０との間で生じるガタツキが、凹凸部３０，４０によって防止される。この結果、保持器１が転がり軸受の内輪４や外輪２等に干渉したり、保持器１が破損したりするのを防ぐことができる。そして、保持器１は樹脂製であることから、転がり軸受の回転抵抗が低減することが可能となる。

また、本発明の保持器１は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよく、前記実施形態では、連結される一対（一組）の連結部１２，２２の双方に突起及び孔を形成する場合について説明したが、連結される一対の連結部１２，２２のうちの一方側にのみ爪部を有する突起が形成され、これら連結部１２，２２のうちの他方側にのみ段部付きの孔が形成されていてもよい。つまり、本発明の保持器１は、連結される一対の連結部１２，２２のうちの少なくとも一方側に突起が形成され、これら連結部１２，２２のうちの少なくとも他方側に段部付きの孔が形成されていればよい。

また、凹凸部３０，４０の形状も変更可能であり、図８（Ａ）（Ｂ）それぞれに示すように、台形型の凹凸形状であってもよく、または、円弧型の凹凸形状であってもよい。
また、連結される一対の連結部１２，２２において、一方の連結面１４に凹部３１と凸部３２とからなる凹凸部３０が形成され、他方の連結面２４に凹部４１と凸部４２とからなる凹凸部４０が形成される場合について説明したが、一方の連結面１４に凹部３１と凸部３２とのうちの一方のみが形成され、他方の連結面２４に、この一方と密着嵌合する凸部４２又は凹部４１が形成される構成であってもよい。

また、保持器１の全体形状は、図１に示すような、連結部１２，２２と、ポケット部１１，２１とによって、軸方向幅が周方向に沿って同じである形状（梯子型）以外に、図９の従来例に示すような、連結部とポケット部とで、軸方向幅が周方向に沿って異なる形状であってもよい。

１：樹脂製保持器６：玉（転動体）８：掛合部１０：第一分割体１１：ポケット部１２：連結部１３：半割ポケット面１４：連結面１５：突起１６：爪部１７：孔１８：段部２０：第二分割体２１：ポケット部２２：連結部２３：半割ポケット面２４：連結面２５：孔２６：段部２７：突起２８：爪部３０：凹凸部３１：凹部３２：凸部４０：凹凸部４１：凹部４２：凸部ｈ１：連結面から爪部までの高さｈ２：凸部の高さ

Claims

軸方向に二分割されている円環状の第一分割体及び第二分割体を備え、これら分割体それぞれに、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ポケット部と、相手側の分割体と接する連結面が形成され当該分割体と連結するための連結部と、が周方向に沿って交互に形成されている樹脂製保持器であって、
連結される一対の前記連結部のうちの一方側に前記連結面から軸方向に突出して設けられ先側に爪部を有する突起と、前記連結部のうちの他方側に形成されている段部付きの孔とを有し、前記孔に挿入した前記突起の前記爪部が前記段部に掛かることでこれら連結部同士を連結して前記第一分割体と前記第二分割体とを軸方向に分離不能とする掛合部と、
連結される一対の前記連結部の前記連結面に設けられ、前記爪部が前記段部に掛かった状態で、相互が密着して嵌合する凹凸部と、
を備え、
前記凹凸部は、前記突起及び前記孔よりも径方向外側の位置であって前記連結部の外周面に沿って形成されていることを特徴とする樹脂製保持器。
前記連結面から前記爪部までの高さは、前記凹凸部のうちの凸部の高さよりも高く構成されている請求項１に記載の樹脂製保持器。
一方の前記連結面に設けられている前記凹凸部のうちの凸部が、他方の前記連結面に形成されている前記凹凸部の凹部に密着嵌合する位置で、前記爪部が前記段部に掛かるように、これら凹凸部が配置されている請求項１又は２に記載の樹脂製保持器。