JP6686483B2 - 転がり軸受用保持器、及び転がり軸受、並びに転がり軸受用保持器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受用保持器、及び転がり軸受、並びに転がり軸受用保持器の製造方法に関する。

現在、工作機械の主軸用軸受には、アンギュラ玉軸受等が広く使用されている。工作機械用のアンギュラ玉軸受には、特に使用条件が厳しい場合にはフェノール樹脂保持器が用いられる。フェノール樹脂保持器は、耐摺動摩耗性が高く、軸受に用いた場合に優れた耐久性を発揮する。しかし、低強度で吸水膨張量が大きいため、寸法安定性が低く、設計が制限される不利がある。一般に、フェノール樹脂製の保持器は、寸法公差や案内すきまを小さくできず、保持器音の発生や非同期振れＮＲＲＯ（Non-Repeatable Run-Out）の悪化を招くことある。また、フェノール樹脂は熱硬化性樹脂であるため、複数のポケットを有する複雑な形状にすることは難しい。そのため、成形後に切削加工が必要で、生産性が低く、大量生産には向かないといった問題がある。
一方、射出成形により作製される合成樹脂製の保持器は、高い生産性を有する。しかし、軸受の使用条件が厳しい場合には、摺動部の潤滑性が低下し、摩耗によって寿命が低下することがある。
上記保持器の耐久性を改善する手段として、特許文献１のように保持器表面に微細凹凸形状を形成し、この表面形状をコントロールする技術がある。この技術によれば、微細凹凸形状の調整によって摺動部の潤滑性や耐久性を高めることができる。

特開２０１４−９５４６９号公報

上記保持器表面の微細凹凸形状は、成形用金型の金型表面を予め微細凹凸形状に加工して、その金型表面の微細凹凸形状を成形品に転写することで得られる。しかし、保持器のポケットはスライドコアにより成形されるため、スライドコアの引き抜き時に、ポケット内周面の微細凹凸形状が金型との剪断によって削り取られることがある。

そこで本発明は、保持器のポケットの内周面における微細凹凸形状の損傷を抑制して、耐久性が高く生産性のよい転がり軸受用保持器、及びこれを備えた転がり軸受、並びに転がり軸受用保持器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は下記構成からなる。
（１） 転がり軸受の内輪軌道と外輪軌道との間に配置される複数の転動体を転動自在に保持するポケットが形成された転がり軸受用保持器であって、
前記ポケットの内周面は、算術平均粗さＲａが１．０〜９．８μｍ、最大高さＲｔが１０．１〜１０２．９μｍの表面性状を有し、
前記ポケットの内周面は、保持器径方向に沿った円筒面であり、前記円筒面の保持器径方向の厚みが３．５ｍｍ以下であり、
保持器表層に、保持器表面からの厚みが０．１〜３０μｍである、強化繊維を含まない非晶質層が形成されていることを特徴とする転がり軸受用保持器。
（２）保持器内径側又は保持器外径側の少なくとも一方に、前記ポケットの内径を拡縮する段付き部を有する（１）に記載の転がり軸受用保持器。
（３）（１）又は（２）に記載の転がり軸受用保持器を備える転がり軸受。
（４）（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の転がり軸受用保持器を、成形用金型を用いて射出成形する転がり軸受用保持器の製造方法であって、
前記ポケットを、前記成形用金型のスライドコアにより形成することを特徴とする転がり軸受用保持器の製造方法。
（５）前記ポケットの内径面に、前記成形用金型の金型表面に施された加工面の形状を転写することを特徴とする（４）に記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
（６）前記ポケットの内周面を形成する前記スライドコアの表面を、ショットピーニング、放電加工、エッチングのいずれかによって形成することを特徴とする（４）又は（５）に記載の転がり軸受用保持器の製造方法。

本発明の転がり軸受用保持器及び転がり軸受、並びに転がり軸受用保持器の製造方法によれば、ポケットの内周面が算術平均粗さＲａが１．０〜９．８μｍ、最大高さＲｔが１０．１〜１０２．９μｍの表面性状を有し、ポケットの保持器径方向の厚みが３．５ｍｍ以下に形成される。そのため、ポケットをスライドコアで成形する場合でも、ポケットの内周面における微細凹凸形状の損傷を抑制できる。これにより、生産性を損なうことなく、保持器の耐久性を向上できる。

本発明の実施形態を説明するための図で、転がり軸受の一部断面図である。 保持器の外観斜視図である。 図２に示す保持器の一部拡大斜視図である。 図３に示す保持器のＰ１−Ｐ１線の拡大断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、面取り部の形状を模式的に示す説明図である。 （Ａ）は保持器の外径面の拡大図、（Ｂ）は（Ａ）のＰ２−Ｐ２線における成形用金型を模式的に示した断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、他の保持器の外径面を示す一部拡大図である。 （Ａ）〜（Ｈ）は、保持器の各種ポケット形状を示す拡大断面図である。 他の構成の保持器を備えたアンギュラ玉軸受の一部断面図である。 図９に示す保持器の外観斜視図である。 他の構成の保持器を備えたアンギュラ玉軸受の一部断面図である。 他の構成の保持器の外観斜視図である。 他の構成の保持器の外観斜視図である。 転動体案内型保持器の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための図で、転がり軸受の一部断面図である。ここでは転がり軸受として工作機械の主軸等、高速回転する装置に用いられるアンギュラ玉軸受を用いて説明する。

アンギュラ玉軸受１００は、内周面に外輪軌道面１１を有する外輪１３と、外周面に内輪軌道面１５を有する内輪１７と、複数の玉（転動体）１９と、複数のポケット２１を有する保持器（転がり軸受用保持器）２３と、を備える。

複数の玉１９は、外輪軌道面１１及び内輪軌道面１５との間に接触角αを有して転動自在に配置される。保持器２３は、複数の転動体１９をポケット２１内で転動自在に保持する。

保持器２３は、保持器外径面の軸方向両端に、径方向外側へ突出する複数の被案内部２５Ａ，２５Ｂが形成される。各被案内部２５Ａ，２５Ｂは、それぞれ周方向に沿って等間隔で、しかも双方が同じ周位置に配置される。

本構成のアンギュラ玉軸受１００は、軸方向の一端側（図１における左側）の被案内部２５Ａの案内面２７が、外輪１３の外輪軌道面１１に対して反カウンターボア側の外輪内周面２９に案内される外輪案内方式である。

＜保持器の基本形状＞
保持器２３のポケット２１は、内周面が保持器径方向に沿った円筒面であり、その円筒状の内周面は、所定の表面性状にされている。この表面性状を形成する微小な凹部には、潤滑剤であるグリースが保持され、ポケット２１の転動体１９との動滑性を向上させている。なお、ポケット２１の内周面の表面性状については、後に詳述する。

保持器２３は、合成樹脂を含む材料を用いた射出成形品である。保持器２３に使用可能な合成樹脂としては、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳ−ＣＦ（カーボン繊維強化ポリフェニレンサルファイド）等が挙げられる。その他にも、母材として、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）が利用可能で、強化繊維として、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の有機繊維が利用可能である。

図２は保持器２３の外観斜視図、図３は図２に示す保持器の一部拡大斜視図である。各被案内部２５Ａ，２５Ｂは、径方向外側へ突出して外輪内周面２９（図１参照）に摺接可能に形成される案内面２７と、案内面２７の縁部に形成された面取り部３１とを有する。本構成の面取り部３１は、案内面２７の軸方向及び周方向の縁部である、周囲エッジの全周にわたって設けられる。

更に、被案内部２５Ａの案内面２７の周方向中央部には、案内面２７の径方向高さから窪んで、軸方向に沿った溝部３３Ａが形成される。同様に、被案内部２５Ｂの案内面２７の周方向中央部にも、案内面２７の径方向高さから窪んで、軸方向に沿った溝部３３Ｂが形成される。溝部３３Ａ，３３Ｂの周方向の断面形状は、図示例の円弧形状の他、三角形状、矩形状、台形状等であってもよい。

同じ周位置に配置される一組の被案内部２５Ａ，２５Ｂは、軸方向と平行な一本の直線上に、それぞれの溝部３３Ａ，３３Ｂが配置される。保持器２３の外径面には、周方向の位相を一致させた一組の溝部３３Ａ，３３Ｂが、周方向に沿って複数組配置される。

また、周方向に隣接する被案内部２５Ａ，２５Ａとの間、及び、被案内部２５Ｂ，２５Ｂとの間は、案内面２７より径方向高さが低い外径溝３５Ａ，３５Ｂとされている。各外径溝３５Ａ，３５Ｂは、それぞれ潤滑剤の排出溝として機能する。

図４は図３に示す保持器２３のＰ１−Ｐ１線の拡大断面図である。案内面２７の軸方向の縁部に形成された面取り部３１は、曲率半径が０．２ｍｍ以上の曲面を有する。

一般に、軸受内に配置された保持器２３は、図１に示すように、案内面２７と外輪内周面２９との間の案内すきまΔＧ／２と、ポケットすきまとの範囲で移動自在となる。そのため、保持器２３は、軸線から傾斜して案内面２７の周囲エッジが外輪１３に偏当たりする場合がある。偏当たりが生じると、保持器２３が摩耗して、寿命の低下や振動の劣化等の異常が生じる。この場合の保持器２３の摩耗は、案内面２７の周囲エッジから進行することが殆どである。しかし、本構成の保持器２３によれば、案内面２７の周囲エッジが、角部を滑らかにした面取り部３１にされるため、摩耗が進行しにくくなる。

一般に、外輪案内方式のアンギュラ玉軸受１００においては、図１に示す外輪１３の外輪内周面２９と外輪軌道面１１との境界の軌道面エッジ１１ａに、保持器２３が接触することがある。保持器２３が軌道面エッジ１１ａに接触すると、前述のように、保持器２３は軌道面エッジ１１ａとの接触部分から摩耗が進行する。そこで、本構成の保持器２３は、図１，図４に示すように、軌道面エッジ１１ａに接触しないように、外輪１３の外輪軌道面１１の軸方向縁部である軌道面エッジ１１ａとの対面領域に、径方向内側に窪むエッジ逃し部３７を設けてある。

エッジ逃し部３７は、図３に示す被案内部２５Ａと２５Ｂとの間の領域に相当し、案内面２７の径方向高さから一段低く形成される。この段差によって、保持器２３が傾斜した場合でも、軌道面エッジ１１ａが保持器２３に接触することがなくなり、軌道面エッジ１１ａとの接触による保持器２３の摩耗を未然に防止できる。

また、案内面２７と面取り部３１には、微小凹凸形状の表面性状が形成される。この微小凹凸形状の凹部にグリース等の潤滑剤が溜まることで、外輪１３との接触時における接触抵抗が軽減され、摩耗の進行が抑制される。この表面性状を形成するためには、案内面２７と面取り部３１とを滑らかに接続する必要がある。

図５（Ａ）〜（Ｃ）は、面取り部３１の形状を模式的に示す説明図である。図５（Ａ）に示すように、面取り部３１は、曲率半径ｒが０．２ｍｍ以上の曲面である。これにより、案内面２７の周囲エッジが立つことがなく、案内面２７と曲面とが滑らかに接続される。

また、図５（Ｂ）に示すように、面取り部３１の曲率半径ｒの中心を案内面２７に近づけることで、面取り部３１の曲面の接線方向と案内面２７とを交差させ、案内面２７の縁部２７ａに、面取り部３１を接線方向に接続した構成であってもよい。縁部２７ａにおいて接続される曲面の接線方向と、案内面２７との成す角θは、２０°以下（０°＜θ≦２０°）とすることが好ましい。

更に、面取り部３１は、図５（Ｃ）に示すように、保持器２３の軸断面において、案内面２７との成す角θが２０°以下（０°＜θ≦２０°）の傾斜面であってもよい。この場合、保持器２３に負荷される面圧を軽減し、打痕の発生を防止し、摩耗の進行を抑制できる。

上記の面取り部３１の形状は一例であって、これらに限らず任意の形状にできる。望ましくは、面取り部３１を曲面形状（Ｒ形状）とし、曲面の接線と案内面２７とが滑らかに接続される形状とするのがよい。

図１に示すように、外輪１３の外輪内周面２９と保持器２３の案内面２７との間の径方向の案内すきまΔＧ／２は、高速回転時における保持器音の発生、非同期振れＮＲＲＯ、動トルク等に及ぼす影響が大きい。案内すきまΔＧ／２を外輪内周面２９の案内径φＧの０．２％〜０．８％に設定することで、高速回転時の軸受のＮＲＲＯおよび動トルクを低減できる。

外輪案内保持器の場合、回転時に作用する遠心力と熱膨張により案内径φＧが変化する。初期案内すきまが小さいと、回転時の案内すきまが０になり、トルクの増大や温度上昇、破損、異音が発生する虞がある。そのため、案内すきまΔＧ／２を案内径φＧの０．２％以上にするのがよい。

また、軸受回転時における保持器２３の旋回する回転径は、案内すきまΔＧ／２で決定されるため、案内面の接触荷重は、案内すきまΔＧ／２に比例して大きくなる。更に、案内すきまΔＧ／２が過大の場合、保持器２３が軸受内部で振動して保持器音が発生する要因となる。これらの理由より、案内すきまΔＧ／２は、案内径φＧの０．８％より小さくするのがよい。

案内すきまΔＧ／２が案内径φＧの０．８％以下に設定された保持器２３は、軸受に組み込んでグリース潤滑で使用した場合、グリースの排出が妨げられる。このような保持器２３は、慣らし運転に長時間を要するため、不良品となる。この慣らし運転時間は、外径溝３５Ａ，３５Ｂの領域に保持器２３のポケット２１を含めることで、換言すれば、ポケット２１の軸受軸方向の側方に外径溝３５Ａ，３５Ｂを設けることで短縮できる。

オイルエア潤滑の場合も同様であり、案内すきまが小さすぎると、オイルの排出性が悪くなり、異常な温度上昇や焼き付きの原因となる。なお、案内すきまが大きい場合には、グリースの排出が妨げられることはなく、外径溝を設けなくてもよい。

また、図４に示すように、案内面２７の案内幅Ｌ（面取り部３１を除くストレート部の幅）を小さくすることで、保持器２３の回転抵抗のトルクを低減できる。ただし、案内幅Ｌが０．５ｍｍ未満の場合には、外輪内周面２９との接触面圧が高くなる。その場合、磨耗が進行して、軸受の耐久性が低下する。このため、案内面２７の案内幅Ｌは０．５ｍｍ以上にする必要がある。

また、外輪１３の軸方向幅をＢ（図１参照）としたとき、保持器２３の幅Ｈ（図４参照）は、空間容積の確保と軽量化の観点からＨ／Ｂ≦０．９５とするのがよく、更に、保持器２３の後述するポケット開口部における最小肉厚ｔ（図６（Ｂ）参照）を確保するため、０．４≦Ｈ／Ｂとするのが望ましい（０．４≦Ｈ／Ｂ≦０．９５）。

＜保持器の成形用金型＞
次に、保持器２３を射出成形する成形用金型について説明する。
上記した合成樹脂製の保持器２３は、成形用金型により一体に射出成形される。図６（Ａ）は、保持器外径面の拡大図である。図６（Ｂ）は、成形用金型を模式的に示した図６（Ａ）のＰ２−Ｐ２線における断面図である。図６（Ｂ）には、保持器２３の外径部を成形する外側金型４１と、保持器２３のポケット２１を成形するスライドコア４３とを示す。成形用金型は、これらの金型部材の他に保持器２３の内径面を形成する内側金型等を備えるが、ここではその説明を省略する。

図６（Ｂ）に示す成形用金型は、アキシアルドロー方式の金型である。外側金型４１及びスライドコア４３は、保持器２３の周方向に沿って複数個が配置され、それぞれ径方向に移動自在である。被案内部２５Ａ，２５Ａ（２５Ｂ，２５Ｂ）の溝部３３Ａ（３３Ｂ）の周位置は、隣接する外側金型とのパーティングラインとなる。

図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、保持器２３は、被案内部２５Ａ，２５Ｂ、外径溝３５Ａ，３５Ｂ、及びエッジ逃し部３７を含む外径面が、外側金型４１より成形される。また、ポケット２１が、スライドコア４３により成形される。後述するように、スライドコア４３の表面に形成された所定の表面性状は、保持器２３のポケット２１の内周面に転写される。

スライドコア４３に設けられる所定の表面性状を有した加工面（シボ加工面）は、ショットピーニング等のショット加工、放電加工、エッチング、ウォータージェット、レーザ加工等のいずれかにより形成できる。なお、上記加工面は、上記加工方法を単独、又は組み合わせた加工で形成してもよく、上記以外の加工方法で形成してもよい。

ところで、被案内部２５Ａ，２５Ｂの角部Ｋとポケット２１（内周面）とは接近しているため、この繋ぎ部を成形する外側金型４１の凸部４１ａは、肉厚ｔが薄くなる。このように、金型に肉厚ｔの薄い部分があると、金型強度が不足して、金型に変形や割れ等が生じる虞がある。

そのため、図６（Ａ）に示すように、被案内部２５Ａ，２５Ｂの角部Ｋの円周方向位相を、ポケット２１の軸方向最大径となる周方向位置Ｐｋ１とポケット２１の周方向端部となる周方向位置Ｐｋ２との間の領域Ｃに設ける。そして、被案内部２５Ａ，２５Ｂの角部Ｋとポケット２１の内周面との最小距離（肉厚ｔ）を０．５ｍｍ以上にする。これにより、金型が特に薄くなる部分をなくし、金型強度不足による障害を防止している。

図７は、薄肉部を補正した金型により成形される他の保持器の外径面を示す一部拡大図である。図７（Ａ）は、被案内部２５Ａ，２５Ｂの角部Ｋを、曲面状の面取り形状にすることで金型の肉厚ｔを大きくしている。

図７（Ｂ）は、被案内部２５Ａ，２５Ｂの角部Ｋを斜めにカットすることで金型の肉厚ｔを大きくしている。

また、図７（Ｃ）は、通常の大きさの案内すきまΔＧ／２（例えば、外輪内周面２９の案内径φＧの０．８％以上）を有し、外径溝３５Ａ，３５Ｂを設ける必要がない保持器２３である（図１２参照）。この保持器２３は、被案内部２６Ａ，２６Ｂをポケット２１から軸方向に離間して設けることで、被案内部２６Ａ，２６Ｂとポケット２１との最小距離（肉厚ｔ）を０．５ｍｍ以上としている。

いずれの場合にも、金型の強度不足による障害を防止できる。

＜ポケット内周面の表面性状＞
上記の成形用金型は、保持器２３にポケット２１を形成する金型（スライドコア４３）の表面が、所定の表面性状を有する。すなわち、スライドコア４３の金型表面は、通常よりも大きな所定の表面粗さの加工面とされている。この加工面の表面形状は、射出成形される保持器２３のポケット２１の内周面に転写される。これにより、ポケット内周面はシボ加工面となる。

保持器２３のポケット２１の内周面に、金型表面の加工面の形状が転写付与された形状転写面の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定される算術平均粗さＲａを１．０〜９．８μｍに、最大高さＲｔを１０．１〜１０２．９μｍに設定される（Ｒａ，Ｒｔの数値については、必要に応じて特開２０１４−９５４６９号公報を参照されたい）。

これにより、所定の表面粗さを形成する凹部に潤滑剤であるグリースが保持され、この凹部からポケット２１の内周面と転動体１９との接触界面（図１参照）にグリースが供給される。したがって、軸受の高速回転化によって潤滑条件が厳しくなった場合であっても、接触界面に油膜が途切れることがない。このため、急激な温度上昇や焼き付きを長期にわたり抑制できる。

また、加工面の表面形状は、ランダムな微細凹凸形状の他、ディンプル等の凹形状や微細な溝であってもよい。

保持器２３は、耐摩耗性や機械的強度の向上のために、ガラス繊維や炭素繊維等の充填材を樹脂材料に混入させて補強してもよい。その場合、保持器２３の案内面２７と外輪１３の外輪内周面２９との接触界面で、充填材を含む摩耗粉が生成されることがある。この摩耗粉は、軸受回転時に異物として作用して、切削摩耗が増大する虞がある。しかし、本構成によれば、上記の表面性状の微小凹凸形状により、摩耗粉が接触界面から容易に排除される。これにより、保持器２３の耐摩耗性が向上する。

算術平均粗さＲａが１．０μｍ未満の範囲では、表面粗さを形成する凹部のグリース保持量が少なくなり、保持器２３のポケット２１の内周面と転動体１９との接触界面に対するグリース供給が不十分となる。また、算術平均粗さＲａが９．８μｍを超えると、その粗さ自体が、高精度の高速回転が要求される工作機械の主軸用軸受の回転精度に悪影響を及ぼす可能性がある。

ポケット２１の内周面に付与される表面粗さは、最大高さＲｔを１０．１〜１０２．９μｍの範囲にされている。このように最大高さＲｔを上記範囲に定めることで、特異的に高い山部や低い谷部の発生が抑えられ、摺動時の振動が抑制されて軸受性能を向上できる。

上記の通り、ポケット２１の内周面の表面性状は、保持器２３の射出成形時にスライドコア４３の表面の形状転写によって付与される。このため、ポケット２１の内周面には、均一、且つ再現性の高い状態で表面層（形状転写層）が形成され、保持器２３の耐摩耗性をより確実に向上できる。

＜ポケットの成形＞
外輪案内形式の保持器２３のポケット２１は、通常、径方向に沿った円筒形状となっている。このため、上記した表面性状となる表面形状を設けたスライドコア４３を径方向外側に抜き取る際、ポケット２１の内周面に付与した表面形状がせん断により崩れる虞がある。

表１は、直径９５ｍｍの円筒形状部をショット法により算術平均粗さＲａ３μｍに加工した金型を用い、保持器２３を成形して、長さ１６ｍｍの距離を表面形状転写面と平行に引抜いたときの、ＰＰＳ-ＣＦ樹脂の表面形状の状態を顕微鏡で観察した結果を示す。

引抜き長さが３．５ｍｍ以下では、金型から転写させた表面形状が異常なく残っている。引抜き距離が３．５〜４．５ｍｍでは８０％以上、金型から転写させた表面形状が残っている。しかし、引抜き距離が４．５ｍｍ以上では、金型とのせん断で表面が削り取られており、金型から転写された所定の表面粗さの表面形状が破壊された状態となっている。したがって、金型のせん断方向への引抜き距離に相当する、ポケット２１の内周面の長さＤ（図８参照）、つまり、ポケット２１の円筒面の保持器径方向の厚みは、４．５ｍｍ以下、より望ましくは３．５ｍｍ以下とする必要がある。

ポケット２１の内周面の径方向長さＤが大きく、上記の引抜き距離が大きい場合や、付与される表面形状が大きく、引抜きにより表面形状が損傷し、金型が磨耗して寿命が低下する場合がある。そのような場合には、図８（Ａ）に示す前述した形状に代えて、図８（Ｂ）に示すように、転動体１９と接触しない保持器２３の径方向内側のポケット径ｄ１を小さくすればよい。又は、図８（Ｃ）に示すように、転動体１９と接触しない保持器２３の径方向外側のポケット径ｄ２を大きくすればよい。

保持器内径側や保持器外径側に、ポケット２１の内径を拡縮する段付き部２２を設けることにより、実質的な引抜き距離（接触しながら摺動する距離）を短縮でき、スライドコア４３から転写される表面形状の損傷を抑制できる。

また、図８（Ｄ）に示すように、保持器２３の径方向内側のポケット径ｄ１を小さくし、且つ径方向外側のポケット径ｄ２を大きくしてもよい。この場合、引抜き距離をより短縮できる。

また、図８（Ｅ）に示すように、ポケット２１の内周面全体をθ＝０．５°以上のテーパ角で、内周側から外周側に向けて拡径するテーパ面にしてもよい。その場合、スライドコア４３を引抜く際に、せん断が発生しなくなり、ポケットの表面形状を保護できる。また、スライドコアの寿命を向上できる。

図８（Ｆ）は径方向内側のポケット径ｄ１を小さくし、且つテーパ面２１ａとしている。図８（Ｇ）は径方向外側のポケット径ｄ２を大きくし、且つテーパ面２１ａとしている。図８（Ｈ）は径方向内側のポケット径ｄ１を小さく、径方向外側のポケット径ｄ２を大きく形成すると共にテーパ面２１ａとしている。このように、ポケット２１の内周面の形状を、引抜き距離が実質的に短縮する形状にすることで、スライドコア４３の引抜き時における樹脂の損傷が抑制され、金型寿命を延長することが可能になる。

上記したように、ポケット部には、スライドコア４３を引抜く際にせん断力が発生する。そのため、保持器２３の外径部を成形する外側金型４１の寿命と、保持器２３のポケット２１を成形するスライドコア４３の寿命とが、大きく異なってしまうことが考えられる。しかし、本金型構成によれば、形状が複雑で高価な外側金型４１は、そのまま継続して利用して、スライドコア４３は、外側金型４１とは別体に構成されている。そのため、ピン形状の安価なスライドコア４３のみを交換可能にでき、金型のランニングコストを低減できる。

なお、上記の案内面２７と面取り部３１の微小凹凸形状は、ポケット２１の内周面と同様に、算術平均粗さＲａ＝１．０〜９．８μｍ、最大高さＲｔ＝１０．１〜１０２．９μｍの範囲にしてもよい。また、この微小凹凸形状は、スライドコア４３の表面加工方法と同様に、金型表面に施すことで得られる。

＜保持器表面のスキン層＞
保持器２３を射出成形により成形する際には、高温の樹脂が温度の低い金型に接触して急冷される。そのため、金型付近の部分となる保持器２３の表面部分に、スキン層と呼ばれる非晶質層が形成される。また、成形時の樹脂が樹脂表面に並行に流れるため、成形後の樹脂内部の表層部における強化繊維（ＣＦ（カーボンファイバー）、ＧＦ（グラスファイバー）、ＡＦ（アラミドファイバー）等）も表面に並行に配列される。

非晶質層は、樹脂材料がＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）等である場合には、表面近傍まで結晶化するため、非常に薄い０．１〜１０μｍ程度の厚さとなる。樹脂材料がナイロン等のポリアミド樹脂である場合には、非晶質層が形成されやすく１０〜３０μｍ程度の厚さとなる。

強化繊維は、保持器と摺動される外輪、内輪、及び転動体の鋼材に対して攻撃性が強い。特に、強化繊維を含む樹脂材料をバリ取りのためバレル加工や切削加工を施した表面を摺動面とした場合は、強化繊維が樹脂表面に対して交差する方向に析出する。そのため、強化繊維は、端部が鋭角になり、外輪、内輪、及び転動体を傷付けたり、摩耗の原因となる。更に、強化繊維が保持器表層に現れるため、強化繊維が脱落し、軸受の寿命低下に繋がる虞がある。

そのため、保持器表層にスキン層を持つことにより、強化繊維の脱落及び析出した強化繊維による相手部材への攻撃を抑制できる。

更に、保持器表面に強化繊維が並行に配列されるため、スキン層が摩耗等で除去された後も強化繊維の端部が外輪、内輪、及び転動体に対して鋭角に当たらない。これにより、相手部材の摩耗を抑制できる。

このスキン層は、特開２００１−２２７５４８に示すように、表面から３０μｍ以下に存在するのが望ましい。また、上述したように、表層部にスキン層が存在することが必要であるため、保持器表層に、保持器表面からの厚みが０．１〜３０μｍである、強化繊維を含まない非晶質層が形成されていることが望ましい。

＜他の構成例＞
次に、上記した保持器２３の他の構成例について説明する。
（第１変形例）
図９に他の構成の保持器２３Ａを備えたアンギュラ玉軸受１１０の一部断面図、図１０に保持器２３Ａの外観斜視図を示す。以下の説明では、図１に示す部材と同一の部材に対しては同一の符号を付与することで、その部材の説明は省略又は簡単化する。

本変形例の保持器２３Ａは、軸方向の一端側のみに被案内部２５Ａを設けてあり、他端側の被案内部は省略されている。保持器２３Ａは、被案内部２５Ａが外輪１３の外輪内周面２９に案内される。その際、保持器２３Ａにエッジ逃し部３７が設けられたことにより、外輪の軌道面エッジ１１ａが保持器２３Ａに接触することはない。また、保持器２３Ａのポケット２１の内周面は、前述した所定の表面性状となっている。この表面形状は、金型（スライドコア４３）の加工面が転写されて形成されたものである。

本変形例によれば、保持器２３Ａをよりシンプルな構造にできる。また、所定の表面粗さを形成するポケット２１の微小な凹部に、潤滑剤であるグリースが保持されて、この凹部からポケット２１の内周面と転動体１９との接触界面にグリースが供給される。よって、保持器２３Ａの耐久性が高められる。

（第２変形例）
図１１に他の構成の保持器２３Ｂを備えたアンギュラ玉軸受１２０の一部断面図を示す。本変形例の保持器２３Ｂは、被案内部２５Ａ，２５Ｂのいずれも備えておらず、保持器２３Ｂのポケット２１の内周面には、前述した所定の表面性状が、金型から転写されて形成されている。それ以外は、前述の第１変形例の保持器２３Ａと同様である。

本変形例によれば、保持器２３Ｂをよりシンプルな構造にできる。また、所定の表面性状を形成する微小な凹部に、潤滑剤であるグリースが保持され、この凹部からポケット２１の内周面と転動体１９との接触界面にグリースが供給される。よって、保持器２３Ｂの耐久性が高められる。

（第３変形例）
図１２に他の構成の保持器２３Ｃの外観斜視図を示す。保持器２３Ｃは、前述した所定の表面粗さを有する表面形状がスライドコア４３から転写されたポケット２１を有し、且つ、保持器外径部の軸方向両端に半径方向外側へ突出する被案内部２６Ａ，２６Ｂを有する。各被案内部２６Ａ，２６Ｂには、それぞれ軸方向に沿って案内面２７の径方向高さから窪んだ溝部３３Ａ，３３Ｂが複数形成される。

本変形例の保持器２３Ｃは、図３に示す保持器２３の場合と同様に、一組の溝部３３Ａ，３３Ｂが同じ周位置に配置される。また、案内面２７の被案内部２６Ａ，２６Ｂの軸方向の縁部には、面取り部３１，３１が形成される。ただし、図３に示すような外径溝３５Ａ，３５Ｂは存在せず、案内面２７が周方向に連続して配置される。

本変形例の保持器２３Ｃによれば、案内面２７の周囲エッジが面取り部３１にされ、摩耗が進行しにくくなる。また、径方向内側に窪むエッジ逃し部３７によって、軌道面エッジ１１ａ（図１参照）が保持器２３に接触することがなくなり、接触による摩耗を未然に防止できる。更に、ポケット２１の内周面が、所定の表面性状を有する形状転写面となることで、耐摩耗性を向上でき、保持器２３Ｃの耐久性が高められる。

（第４変形例）
図１３に他の構成の保持器２３Ｄの外観斜視図を示す。保持器２３Ｄは、保持器外径部の軸方向一端のみに半径方向外側へ突出する被案内部２６Ａを有すること以外は、前述の第３変形例の保持器２３Ｃと同様である。

本変形例の保持器２３Ｄによれば、保持器２３Ｄをシンプルな構造にでき、ポケット２１の内周面に、前述した所定の表面性状を有する表面形状が、金型から転写されて形成されることで、ポケット２１の内周面と転動体１９との接触界面にグリースが供給される。よって、保持器２３Ｄの耐久性を高めることができる。

以上説明したように、本構成の転がり軸受としては、アンギュラ玉軸受に限定されるものではなく、円筒ころ軸受等、他の種類の転がり軸受であってもよい。例えば、図１４に示すように、保持器２３Ｅが、ポケット２１に形成されたテーパ孔２１ｂに転動自在に配置される転動体１９によって案内される転動体案内方式の転がり軸受であってもよい。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

１１ 外輪軌道面
１３ 外輪
１５ 内輪軌道面
１７ 内輪
１９ 転動体
２１ ポケット
２１ａ テーパ面
２２ 段付き部
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ 保持器（転がり軸受用保持器）
４１ 外側金型
４３ スライドコア
１００，１１０，１２０ アンギュラ玉軸受（転がり軸受）
Ｄ 内周面の径方向長さ（円筒面の径方向厚み）

Claims (6)

1. 転がり軸受の内輪軌道と外輪軌道との間に配置される複数の転動体を転動自在に保持するポケットが形成された転がり軸受用保持器であって、
   前記ポケットの内周面は、算術平均粗さＲａが１．０〜９．８μｍ、最大高さＲｔが１０．１〜１０２．９μｍの表面性状を有し、
   前記ポケットの内周面は、保持器径方向に沿った円筒面であり、前記円筒面の保持器径方向の厚みが３．５ｍｍ以下であり、
   保持器表層に、保持器表面からの厚みが０．１〜３０μｍである、強化繊維を含まない非晶質層が形成されていることを特徴とする転がり軸受用保持器。
2. 保持器内径側又は保持器外径側の少なくとも一方に、前記ポケットの内径を拡縮する段付き部を有する請求項１に記載の転がり軸受用保持器。
3. 請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受用保持器を備える転がり軸受。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の転がり軸受用保持器を、成形用金型を用いて射出成形する転がり軸受用保持器の製造方法であって、
   前記ポケットを、前記成形用金型のスライドコアにより形成することを特徴とする転がり軸受用保持器の製造方法。
5. 前記ポケットの内径面に、前記成形用金型の金型表面に施された加工面の形状を転写することを特徴とする請求項４に記載の転がり軸受用保持器の製造方法。
6. 前記ポケットの内周面を形成する前記スライドコアの表面を、ショットピーニング、放電加工、エッチングのいずれかによって形成することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の転がり軸受用保持器の製造方法。

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