JP6396972B2 - 合成樹脂製保持器および玉軸受 - Google Patents

Description

この発明は、ボールを保持する合成樹脂製保持器およびその保持器が組み込まれた玉軸受に関する。

電動モータの回転軸のように、高速回転される回転軸を回転自在に支持する高速回転用玉軸受には、発熱を抑制する目的等から合成樹脂製保持器が一般的に採用されている。

高速回転用玉軸受の合成樹脂製保持器として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この保持器においては、図６に示すように、複数の半球状ポケット部７１が周方向に等間隔に形成され、隣接するポケット部７１間に形成された結合板部７２のそれぞれに係合孔７３と係合爪７４が形成された２枚の同一形状とされた波形保持器半体７０を、係合孔７３に対する係合爪７４の係合によって互いに連結して、対向するポケット部７１間にボール７５を収容するポケット７１ａを形成するようにしている。

特開２００６−２２６４４８号公報

ところで、上記従来の合成樹脂製保持器においては、ポケット部７１および結合板部７２のそれぞれが等間隔の配置とされているが、成形後の熱収縮量の相違によってポケット部７１および結合板部７２の等間隔の配置にずれが生じる場合があり、その配置にずれがある波形保持器半体７０が組み合わせされて保持器が形成される場合がる。

このとき、図６に示すように、軸方向で対向する一対の半球状ポケット部７１の球形内面７１ａに周方向の位相ずれδが生じ、ボール７５が本来接触する箇所で接触しなかったり、ポケット隙間が過小となって、ボール７５との接触により異常に発熱し、あるいは、回転時のトルク損失が多くなって円滑に回転させることができなくなる。

この発明の課題は、ポケット部と結合板部の等間隔の配置にずれがある２枚の波形保持器半体が組み合わせされた場合でも、ポケット隙間が過小となるようなことがない合成樹脂製保持器および玉軸受を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明に係る合成樹脂製保持器においては、複数の半球状のポケット部が周方向に等間隔に設けられ、隣接するポケット部間に形成された結合板部のそれぞれに係合孔と係合爪とが形成された２枚の合成樹脂製の波形保持器半体からなり、前記係合孔に対する係合爪の係合により２枚の波形保持器半体を互いに結合して、軸方向で対向する一対のポケット部間にボール収容用のポケットを形成する玉軸受用の合成樹脂製保持器において、軸方向で対向する一対の半球状ポケット部のうち、一方の半球状ポケット部の保持器突合せ面での開口部における両端に対向一対のつのを、その半球状ポケット部の球形内面に延長するようにして設け、他方のポケット部の保持器突合せ面での開口部の両端部に、前記つのが収容される切欠部を形成し、その切欠部が形成されたポケット部の球形内面の半径を前記つの付きポケット部の球形内面の半径より大径として、つの付きポケット部でボールを保持するようにした構成を採用したのである。

また、この発明に係る玉軸受においては、外輪と内輪間にボールと、そのボールを保持する保持器とを組込んだ玉軸受において、前記保持器として、この発明に係る上記合成樹脂製保持器を採用する構成としたのである。

この発明に係る合成樹脂製保持器においては、上記のように、軸方向で対向する一対の半球状ポケット部の相互において、一方のポケット部の保持器突合せ面での開口部における両端に対向一対のつのを設け、他方のポケット部の保持器突合せ面での開口部の両端部に、上記つのが収容される切欠部を形成し、その切欠部が形成されたポケット部の球形内面の半径をつの付きポケット部の球形内面の半径より大径として、つの付きポケット部でボールを保持するようにしたことにより、ポケット部と結合板部の等間隔の配置にずれがある２枚の波形保持器半体の組み合わせによって対向一対のポケット部間に周方向で位相ずれが発生しても、つの付きポケット部の内面とボール間に一定大きさのポケット隙間が確保されることになってポケット隙間が過小になるというようなことがない。

このため、異常な発熱を抑制し、損失トルクの低減を図り、玉軸受を円滑に回転させることができる。

この発明に係る合成樹脂保持器において、２枚の波形保持器半体のそれぞれを、開口部の両端につのを有するつの付きポケット部と開口部の両端に切欠部を有する切欠部付きポケット部とを周方向に交互に設けた構成とすると、２枚の波形保持器半体を同一の形状とすることができるため、一種類の成形用金型によって２枚の波形保持器半体を成形することができ、コストの低減を図ることができる。

この発明に係る玉軸受において、ボールをセラミックスとすると、保持器に対するボールの衝突力を低減し、保持器の損傷防止に効果を挙げることができる。

この発明においては、上記のように、ポケット部と結合板部の等間隔の配置にずれがある２枚の波形保持器半体の組み合わせによって対向一対のポケット部間に周方向で位相ずれが発生しても、つの付きポケット部の内面とボール間に一定大きさのポケット隙間が確保されることになってポケット隙間が過小になるというようなことがないため、異常な発熱を抑制し、損失トルクの低減を図り、玉軸受を円滑に回転させることができる。

また、対向一対のつのは他方の波形保持器半体のポケット部に形成された切欠部内に収容されているため、つのが周方向に変形するようなことがなく、つの付きポケット部によってボールを確実に保持することができ、ボールの脱落を確実に防止することができる。

この発明に係る玉軸受の縦断面図 図１に示す保持器の側面図 ２枚の波形保持器半体を結合して形成された保持器の一部分を示す断面図 図３の一部を拡大した状態の断面図 ２枚の波形保持器半体の結合前の状態を示す断面図 従来の保持器を示す断面図

図１に示すように、玉軸受は、外輪１１と、内輪２１と、その外輪１１と内輪２１間に組み込まれたボール３１およびそのボール３１を保持する保持器４０を有し、上記外輪１１と内輪２１の対向面間に形成された軸受空間の両端開口部は、シール部材６０の組込みによって密閉されている。

ここで、外輪１１は、内径面に軌道溝１２を有し、一方、内輪２１は外径面に軌道溝２２を有し、その両軌道溝１２、２２間にボール３１が組み込まれている。

図５に示すように、保持器４０は、２枚の合成樹脂製の波形保持器半体４１ａ、４１ｂからなる。図２乃至図４に示すように、波形保持器半体４１ａ、４１ｂは、周方向に等間隔に形成された複数の半球状のポケット部４２を有し、隣接するポケット部４２間に帯板状の結合板部４３が形成されている。

結合板部４３には、両側面に貫通する角形の係合孔４４が形成されている。また、結合板部４３には、他方の波形保持器半体４１ａ、４１ｂの結合板部４３に形成された係合孔４４に挿入される係合爪４５が形成されている。

係合孔４４および係合爪４５のそれぞれは、断面が角形とされている。係合爪４５は、その係合孔４４側の一方の端面が係合孔４４の周方向で対向する一方の端面と同一面を形成するようにして設けられおり、その一方の端面の先端部に鈎部４６が形成されている。一方、係合孔４４の一方の端面には、上記鈎部４６が係合可能な係合段部４７が設けられている。

２枚の波形保持器半体４１ａ、４１ｂは、係合孔４４に係合爪４５が挿入される組み合わせとされ、係合段部４７に対する鈎部４６の係合によって結合状態とされる。その結合によって保持器４０が形成され、軸方向で対向する一対の半球状のポケット部４２間に、図４に示すように、ボール３１を収容するポケット４８が形成される。

ポケット４８を形成する対向一対のポケット部４２において、一方のポケット部４２の保持器突合せ面での開口部における両端には対向一対のつの５０が、ポケット部４２の球形内面に延長するようして設けられ、他方のポケット部４２の保持器突合せ面での開口部における両端には、上記つの５０が収容される切欠部５１が設けられている。

図５に示すように、一対の波形保持器半体４１ａ、４１ｂにおいては、つの付きポケット部４２と切欠部付きポケット部４２が周方向に交互に設けられた構成とされ、その切欠部付きポケット部４２の球形内面の半径φ１は、つの付きポケット部４２の球形内面の半径φ２より大径とされ、上記つの付きポケット部４２でボール３１を保持し、切欠部付きポケット部４２は、つの５０の周方向への変形を防止して、つの付きポケット部４２からボール３１が脱落するのを防止するようになっている。

一対の波形保持器半体４１ａ、４１ｂは、つの付きポケット部４２が相手方波形保持器半体の切欠部付きポケット部４２と対向する組み合わせとされ、係合孔４４に対する係合爪４５の係合により結合されて保持器４０を形成する。

上記のように、軸方向で対向する一対の半球状ポケット部４２の相互において、一方のポケット部４２の保持器突合せ面での開口部における両端に対向一対のつの５０を設け、他方のポケット部４２の保持器突合せ面での開口部の両端部に、上記つの５０が収容される切欠部５１を形成し、その切欠部５１が形成されたポケット部４２の球形内面の半径φ１をつの付きポケット部４２の球形内面の半径φ２より大径として、つの付きポケット部４２でボール３１を保持することにより、ポケット部４２と結合板部４３の等間隔の配置にずれがある２枚の波形保持器半体４１ａ、４１ｂの組み合わせによって対向一対のポケット部４２間に周方向で位相ずれが発生しても、つの付きポケット部４２の内面とボール３１間に一定大きさのポケット隙間が確保されることになる。図４に示すｇは、そのポケット隙間を示している。

ここで、切欠部５１を有するポケット部４２の球形内面の半径φ１は、上記のように、つの付きポケット部４２の球形内面の半径φ２より大径とされているため、切欠部５１を有するポケット部４２の球形内面とボール３１間もポケット隙間が確保されることになって、その球形内面がボール３１と接触するようなことはない。このため、異常な発熱を抑制することができると共に、トルク損失の低減を図り、玉軸受を円滑に回転させることができる。

実施の形態では、一対の波形保持器半体４１ａ、４１ｂのそれぞれを開口部の両端につの５０を有するつの付きポケット部４２と、開口部の両端に切欠部５１を有する切欠部付きポケット部４２とを周方向に交互に設けた構成としているが、一対の波形保持器半体４１ａ、４１ｂの一方に複数のつの付きポケット部４２を設け、他方に複数の切欠部付きポケット部４２を設けるようにしてもよい。

実施の形態で示すように、一対の波形保持器半体４１ａ、４１ｂのそれぞれを開口部の両端につの５０を有するつの付きポケット部４２と、開口部の両端に切欠部５１を有する切欠部付きポケット部４２とを周方向に交互に設けた構成とすると、２枚の波形保持器半体４１ａ、４１ｂを同一の形状とすることができるため、一種類の成形用金型によって２枚の波形保持器半体４１ａ、４１ｂを成形することができ、コストの低減を図ることができる。

図１に示す玉軸受において、ボール３１は鋼製のものであってもよく、あるいは、セラミックス製のものであってもよい。セラミックス製とすると、保持器４０に対するボール３１の衝突力を低減し、保持器４０の損傷防止に効果を挙げることができる。

１１ 外輪
２１ 内輪
３１ ボール
４０ 保持器
４１ａ、４１ｂ 波形保持器半体
４２ ポケット部
４３ 結合板部
４４ 係合孔
４５ 係合爪
４８ ポケット
５０ つの
５１ 切欠部

Claims (3)

1. 複数の半球状のポケット部が周方向に等間隔に設けられ、隣接するポケット部間に形成された結合板部のそれぞれに係合孔と係合爪とが形成された２枚の合成樹脂製の波形保持器半体からなり、前記係合孔に対する係合爪の係合により２枚の波形保持器半体を互いに結合して、軸方向で対向する一対のポケット部間にボール収容用のポケットを形成する玉軸受用の合成樹脂製保持器であって、
   軸方向で対向する一対の半球状ポケット部のうち、一方の半球状ポケット部の保持器突合せ面での開口部における両端に対向一対のつのを、その半球状ポケット部の球形内面に延長するようにして設け、他方のポケット部の保持器突合せ面での開口部の両端部に、前記つのが収容される切欠部を形成し、その切欠部が形成されたポケット部の球形内面の半径を前記つの付きポケット部の球形内面の半径より大径として、つの付きポケット部でボールを保持するとともに、
   前記２枚の波形保持器半体は、開口部の両端につのを有するつの付きポケット部と開口部の両端に切欠部を有する切欠部付きポケット部とを周方向に交互に設けた同一形状のものであり、一方の波形保持器半体のつの付きポケット部が他方の波形保持器半体の切欠部付きポケット部と対向する組み合わせとされており、
   前記係合爪とこの係合爪が係合された係合孔の内面とは周方向に接触しており、
   前記つのとこのつのが収容された切欠部の内面との間には周方向の隙間を有する玉軸受用の合成樹脂製保持器において、
   前記軸方向に対向する一対のポケット部のうち、一方のポケット部の保持器突合せ面での開口部の両端に設けられたつのの先端部は、他方のポケット部の保持器突合せ面での開口部の両端に設けられた切り欠き部の底部に接していることを特徴とする玉軸受用の合成樹脂製保持器。
2. 外輪と内輪間にボールと、そのボールを保持する保持器とを組込んだ玉軸受において、
   前記保持器が請求項１に記載の合成樹脂製保持器からなることを特徴とする玉軸受。
3. 前記ボールが、セラミックスからなる請求項２に記載の玉軸受。

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