JPH1151061A

JPH1151061A - ころ軸受用合成樹脂製保持器

Info

Publication number: JPH1151061A
Application number: JP16653798A
Authority: JP
Inventors: Susumu Takano; 晋高野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ころ９から柱部４に円周方向の力が加わった
場合でも、この柱部４と第一、第二の円環部２、３との
連続部が破損しにくい構造を実現する。【解決手段】柱部４の両端部を連結する第一、第二の
円環部２、３は、それぞれ第一の端面側仕切部６、６又
は第二の端面側仕切部７、７を備える。このうち、第一
の端面側仕切部６、６の剛性を、第二の端面側仕切部
７、７の剛性よりも低くする。ころ９から柱部４に円周
方向の力が加わった場合には、この柱部４が円周方向に
変位して、この柱部４と第一、第二の円環部２、３との
連続部に過大な応力が加わる事を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明のころ軸受用合成樹脂
製保持器は、例えば工作機械の主軸等、微量のグリース
又は潤滑油によって潤滑されつつ高速で運転される回転
体を支持するころ軸受に組み込む合成樹脂製保持器の改
良に関する。特に、本発明のころ軸受用合成樹脂製保持
器は、円筒ころ軸受の運転条件や組立状態のばらつきに
基づいて、静粛性、寿命等の機能が変動する事を抑制す
る為に有効である。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の主軸を回転自在に支持する為
の軸受には、工作精度の向上の為、高剛性、高回転精
度、低発熱等の特性が求められる。又、近年に於いて
は、加工効率向上の為、高回転速度で長時間安定して使
用できる様に、高速安定性が求められている。この様な
各特性のうち、ラジアル方向の剛性を向上させる為に、
上記軸受として円筒ころ軸受を使用する場合が多い。
又、ラジアル方向の剛性を更に向上させると共に回転精
度を向上させる為、円筒ころ軸受の内部隙間を負にす
る、所謂予圧を付与する事もある。但し、この様な予圧
付与を行なう事は、ころ軸受等の転がり軸受にとって
は、内部の部品摩耗や焼付き等の故障が発生し易い過酷
な条件である。この為に一般の産業機械用の転がり軸受
では、運転時に軸受内に正の隙間が残る様にして、剥離
寿命の延長を図ると共に、外乱により軸受機能が低下す
るのを抑える事も多い。又、運転時の発熱を最小にする
為、工作機械用の転がり軸受は、ごく微量のグリースや
潤滑油等による潤滑条件下で運転される事が多い。即
ち、グリースや潤滑油等の潤滑剤を必要最小限に抑える
事により、潤滑剤の撹拌抵抗と、この撹拌抵抗に基づく
発熱とを抑えている。

【０００３】上述の様な厳しい使用条件下で、ころ軸受
により回転自在に支承した主軸等の回転体の回転速度を
更に高める為には、解決しなければならない種々の問題
がある。この様な問題の一つとして、従来より上記ころ
軸受に標準的に使用されてきた、銅合金製の保持器の摩
耗問題がある。即ち、ころ軸受を上述の様な過酷な条件
下で使用すると、保持器の内外両周面、或はポケットの
内面が、軌道輪の周面やころの表面と強く擦れ合う。こ
の為、軌道輪並びに保持器を構成する軸受鋼等の硬質金
属に比べて軟らかい、銅合金製の保持器が摩耗し、この
保持器から摩耗粉が発生し易くなる。特に、ころ軸受の
潤滑をグリースで行なっている場合、この摩耗粉がグリ
ース中に混入する（グリースを汚染する）事により、こ
のグリースの潤滑性が低下する。そして、潤滑性が著し
く低下した場合には、上記ころ軸受が、短時間で焼き付
きや著しい摩耗等の損傷を受ける可能性がある。

【０００４】この様な事情に鑑みて、近年では、工作機
械の主軸等、大きな荷重を受ける回転体を回転自在に支
持する為のころ軸受に組み込む保持器として、合成樹脂
製の保持器を使用する場合が多くなりつつある。この様
な合成樹脂製の保持器として通常は、ポリアミド樹脂
等、優れた摩擦特性を有する（摩耗しにくい）合成樹脂
中に、ガラス繊維等の補強材を適量混入した、繊維強化
合成樹脂を射出成形する事により造ったものを使用して
いる。この様な合成樹脂製の保持器を組み込んだころ軸
受は、前述の様な過酷な使用条件下でも摩耗粉が発生し
にくく、焼き付きや著しい摩耗等の損傷を発生しにくく
できる。

【０００５】ところが、単に工作機械の主軸等、大きな
荷重を受ける回転体を回転自在に支持する為のころ軸受
に組み込む保持器の材質を、銅合金から合成樹脂に変え
ただけでは、回転支持部の信頼性及び耐久性を十分に確
保できない可能性がある。この理由は、次の通りであ
る。即ち、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂等の合成樹脂
系材料は、銅合金よりも剛性や破断強度が小さい。この
為、従来の銅合金製の保持器と同様な形状では、十分な
剛性及び強度を確保する事が難しい。この様な理由で、
合成樹脂製保持器の形状及び寸法は、従来の銅合金製保
持器よりも、肉厚でしかも大きくなり易い。

【０００６】一方、合成樹脂保持器を射出成形するには
成形金型を使用するが、金型の形態は、造るべき保持器
の形状によって、ラジアルドロー型又はアキシャルドロ
ー型を使用する。このうちのアキシャルドロー型は、合
成樹脂製保持器の軸方向に相対変位する、２つの金型素
子により成る。この為、造るべき保持器形状は、１対の
金型素子を軸方向に抜ける、即ち、射出成形後の合成樹
脂製保持器を傷める事なく、上記１対の金型素子同士を
離れさせる事が可能な形状にする必要がある。これに対
して、ラジアルドロー型は、合成樹脂製保持器の軸方向
に移動する１対の金型素子と、直径方向に移動自在な複
数の（一般的にはポケットと同数の）金型素子とより成
る。従って、造るべき合成樹脂製保持器の形状は、必ず
しも金型素子が軸方向に抜ける様にする必要はない。但
し、ラジアルドロー型の場合には、金型の構造が複雑に
なる為、アキシャルドロー型により造れる合成樹脂製保
持器に比べて、製造コストが嵩む事が避けられない。

【０００７】ところで、ころ軸受に組み込む合成樹脂製
保持器は、互いに間隔をあけて同心且つ平行に配置され
た、第一、第二の円環部を備える。又、円周方向に亙っ
て互いに等間隔に配置された複数本の柱部の一端部を上
記第一の円環部の内側面に、同じく他端部を上記第二の
円環部の内側面に、それぞれ連続させている。そして、
それぞれが、これら各柱部の円周方向両側面と上記第
一、第二の円環部の内側面とにより周囲を囲まれた部分
に設けられた複数のポケットの内側に、それぞれころを
転動自在に保持自在としている。

【０００８】この様なころ軸受用の合成樹脂製保持器を
アキシャルドロー型により造る場合、上述した成形加工
上の制約により、上記第一の円環部の内径を上記第二の
円環部の外径以上にする必要がある。これに対して、上
記合成樹脂製保持器をラジアルドロー型により造る場合
には、第一、第二の円環部の双方を、同じ寸法及び形状
にできる。この様に第一、第二の円環部の寸法及び形状
を同じにし、合成樹脂製保持器の形状を軸方向中央部に
対して対称にすれば、ころ軸受を高速で運転し、合成樹
脂製保持器を高速回転させた場合に、この合成樹脂製保
持器の動的バランスを保つ点からは有利であり、耐久性
を確保できると考えられていた。この為従来は、工作機
械の主軸等、大きな荷重を受ける回転体を回転自在に支
持する為のころ軸受に組み込む保持器として、ラジアル
ドロー型により造った、図１１に示す様な、軸方向中央
部に関して対称な形状を有する合成樹脂製保持器１ｃを
使用していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の様な、軸方向中
央部に関して対称な形状を有する合成樹脂製保持器１ｃ
を円筒ころ軸受に組み込み、この円筒ころ軸受により工
作機械の主軸等、大きな荷重を受ける回転体の回転支持
部を構成した場合に、必ずしも合成樹脂製保持器１ｃの
信頼性及び耐久性を十分に確保できない事が、本発明者
の研究により分った。この理由は、次の通りである。

【００１０】即ち、上記合成樹脂製保持器１ｃを備えた
ころ軸受を上記回転支持部に対し、正しく組み付ければ
良いが、必ずしも正しく組み付けられるとは限らない。
例えば、ハウジングと外輪との締め代、或は主軸と内輪
との締め代が過大である等、組み込み隙間の調整が不正
確な場合には、ころ軸受の内部隙間が負側に大きくずれ
る可能性がある。又、組立直後に内部隙間が適切であっ
た場合でも、組立後の試運転時にころ軸受が、潤滑用の
グリースの撹拌抵抗等で著しく発熱すると、運転時に於
けるころ軸受の内部隙間が、負側に大きくずれる可能性
がある。

【００１１】この様にころ軸受の内部隙間が負側に大き
くずれた状態で、例えば組み付け誤差、或は主軸やハウ
ジングの加工精度が悪い事に基づき、内輪の中心軸と外
輪の中心軸とが傾斜していた場合には、上記合成樹脂製
保持器１ｃが損傷する可能性がある。即ち、この様な場
合には、ころ軸受を構成する複数のころの運動が不規則
になり、１列中のころの公転速度に相互差が生じる。こ
の結果、他のころとの間で公転速度に差が生じたころの
転動面が、当該ころが対向する柱部４に押し付けられ、
この柱部４に、円周方向に亙る異常な力が作用する。前
述した様に、ラジアルドロー型により造り、軸方向中央
部に関して対称形状を有する合成樹脂製保持器１ｃの場
合には、上記柱部４の両端が第一、第二の円環部２ｂ、
３ｂにしっかり結合支持されている。しかも、前述した
様に、合成樹脂製保持器１ｃの肉厚は或る程度大きく、
弾性変形量が少ない為、上記柱部４に加えられた力を十
分に逃がす事ができない。この為、この柱部４の端部と
第一、第二の円環部２ｂ、３ｂとの連結部等、上記合成
樹脂製保持器１ｃの内部に発生する応力が過大になり、
遂にはこの合成樹脂製保持器１ｃが損傷する可能性があ
る。本発明は上述の様な事情に鑑みて、工作機械の主軸
等、大きな荷重を受け、しかも精度良く支持する必要が
ある回転体を支持する為に使用する円筒ころ軸受に組み
込む、合成樹脂製保持器の信頼性及び耐久性を向上させ
るべく発明したものである。

【００１２】

【課題を解決する為の手段】本発明のころ軸受用合成樹
脂製保持器は、従来から知られているころ軸受用合成樹
脂製保持器と同様に、互いに間隔をあけて同心且つ平行
に配置された第一、第二の円環部と、円周方向に亙って
互いに等間隔に配置され、一端部を上記第一の円環部の
内側面に、他端部を上記第二の円環部の内側面に、それ
ぞれ連続させた複数本の柱部と、これら各柱部の円周方
向両側面と上記第一、第二の円環部の内側面とにより周
囲を囲まれた部分に設けられ、それぞれの内側にころを
転動自在に保持する複数のポケットとを備える。

【００１３】特に、本発明のころ軸受用合成樹脂製保持
器に於いては、上記第一の円環部の内径は、上記第二の
円環部の外径以上である。又、第一の円環部の一部で上
記各ポケットに対応する部分をそれぞれ第一の端面側仕
切部とし、第二の円環部の一部で上記各ポケットに対応
する部分をそれぞれ第二の端面側仕切部とした場合に、
上記各第一の端面側仕切部の円周方向に亙る剛性と上記
各第二の端面側仕切部の円周方向に亙る剛性とを互いに
異ならせている。

【００１４】

【作用】上述の様に構成する本発明の合成樹脂製保持器
を組み込んだころ軸受の運転時に、ころが柱部を強く押
圧しても、この柱部と第一、第二の円環部との連結部
等、合成樹脂製保持器の内部に発生する応力が過大にな
る事はない。即ち、何れかのころから当該ころが対向す
る柱部に、円周方向に亙る大きな力が作用しても、第
一、第二の円環部のうちで円周方向に亙る剛性が低い円
環部が円周方向に弾性変形してこの力を吸収する。この
為、合成樹脂製保持器の内部で応力が増大する事を抑制
し、この応力が合成樹脂製保持器を損傷する程大きくな
る事を防止できる。この結果、ころ軸受の使用条件がば
らつき、組み付け状態が多少不正規であった場合でも、
当該ころ軸受を組み込んだ回転支持部を有する機械装置
の高速運転を、長時間に亙り安定して行なえる。合成樹
脂製保持器全体としての強度は、円周方向に亙る剛性が
高い円環部により確保できる。従って、上記柱部を円周
方向に変位し易くする事に伴い、合成樹脂製保持器全体
としての強度が不足する事はない。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。本発明の合成樹脂製保持器１
は、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレン
サルファイド、ポリアセタール等の熱可塑性合成樹脂を
母材とし、強度向上の為にガラス繊維を１０〜３０重量
％程度添加したものを、射出成形する事により造る。但
し、用途により、合成樹脂製保持器１に特に十分な弾性
を要求する場合には、ガラス繊維等の添加材を添加しな
い場合も考えられる。又、上記母材となる熱可塑性合成
樹脂としては、一般的な工作機械用の主軸を支持する為
の円筒ころ軸受用の合成樹脂製保持器の場合には、価格
面、或は強度、化学的安定性等の機能面から考えて、ポ
リアミド６６が好適である。これに対して、通常運転時
や慣らし運転時の温度条件が著しく厳しく（高く）なる
場合にはポリアミド４６が、高温、耐薬品、湿度（吸
湿）に対する寸法安定性を特に要求する場合にはポリフ
ェニレンサルファイドが、耐摩耗性を特に要求する場合
にはポリアセタールが、それぞれ好適である。

【００１６】上記合成樹脂製保持器１は、互いに間隔を
あけて同心且つ平行に配置された第一、第二の円環部
２、３と、円周方向に亙って互いに等間隔に配置された
複数本の柱部４、４とを備える。これら各柱部４、４の
軸方向両端部のうち、それぞれの一端部（図２の下端
部、図３の右端部）は、上記第一の円環部２の内側面
（合成樹脂製保持器１の軸方向中央側の側面で、図２の
上面、図３の左側面）に連続させている。又、上記各柱
部４、４の他端部は、それぞれ上記第二の円環部３の内
側面（図２の下面、図３の右側面）に連続させている。
そして、これら各柱部４、４の円周方向両側面（図１〜
２の左右両面）と上記第一、第二の円環部２、３の内側
面とにより周囲を囲まれる部分に、それぞれポケット
５、５を設けている。これら各ポケット５、５は、それ
ぞれの内側にころ９、９を転動自在に保持する。

【００１７】上記第一の円環部２の内径Ｒ₂ は、上記第
二の円環部３の外径Ｄ₃ （図３参照）よりも大きく（Ｒ
₂ ＞Ｄ₃ ）している。この為、本発明の合成樹脂製保持
器１は、軸方向に相対変位する２つの金型素子により成
る、アキシャルドロー型により射出成形できる。又、上
記第一の円環部２の一部で上記各ポケット５、５に対応
する部分を第一の端面側仕切部６、６とし、第二の円環
部３の一部で上記各ポケット５、５に対応する部分を第
二の端面側仕切部７、７としている。そして、これら各
第一の端面側仕切部６、６及び各第二の端面側仕切部
７、７の円周方向に亙る剛性を、互いに異ならせてい
る。

【００１８】これら第一、第二の両端面側仕切部６、７
の円周方向に亙る剛性を異ならせる為に、本例の場合に
は、これら両端面側仕切部６、７の断面積及び形状を、
互いに異ならせている。即ち、第一の端面側仕切部６、
６の断面積を小さくすると共に、これら各第一の端面側
仕切部６、６の円周方向に亙る形状を屈曲させて、これ
ら各第一の端面側仕切部６、６の円周方向に亙る剛性を
低くしている。従って、これら各第一の端面側仕切部
６、６は、円周方向に亙る力が加わった場合には、伸長
方向或は圧縮方向に容易に弾性変形して、この力に基づ
く変位を吸収する。そして、これら各第一の端面側仕切
部６、６と前記各柱部４、４の一端部との連続部に大き
な応力が加わる事を防止する。

【００１９】尚、上記各第一の端面側仕切部６、６の円
周方向に亙る剛性を低くする為には、これら各第一の端
面側仕切部６、６の断面積を小さくする事と、これら各
第一の端面側仕切部６、６の円周方向に亙る形状を屈曲
させる事との、少なくとも一方を採用すれば良い。但
し、図示の例の様に、両方を採用すれば、これら各第一
の端面側仕切部６、６の強度を保持しつつ、必要とする
弾性変形量を得る事が容易になる。

【００２０】上記各第一の端面側仕切部６、６の円周方
向に亙る剛性を低くすべく、これら各第一の端面側仕切
部６、６の円周方向に亙る形状を屈曲させる場合には、
屈曲量δを大きくする程、弾性変形し易くできる。但
し、合成樹脂製保持器１全体としての強度を考慮しつつ
必要とする弾性変形量を確保する為には、上記屈曲量δ
を、第一の端面側仕切部６の厚さＴ₆ の０．６〜１．５
倍程度｛δ≒（０．６〜１．５）Ｔ₆ ｝にするのが適当
である。又、上記各第一の端面側仕切部６、６の断面積
は、円周方向に亙ってほぼ均一にする事が、射出成形に
より造る合成樹脂製保持器１の品質保持（第一の端面仕
切部６、６の歪み防止）の面からは好ましい。但し、使
用条件を勘案して、保持器の損傷防止を考慮した場合に
は、例えば応力の増大し易い部分の断面積を大きくする
等、円周方向に亙る引っ張り力、或は圧縮力等に対する
強度向上を図って、保持器損傷発生を抑える事もでき
る。

【００２１】更に、上記各第一の端面側仕切部６、６の
中間部に形成する屈曲部１１、１１の形状に就いては、
必要とする弾性変形量等に応じて設計的に定める。例え
ば、図示の例では、上記各屈曲部１１、１１の両端部と
上記各第一の端面側仕切部６、６との交差角度θを４５
°程度として、上記各屈曲部１１、１１の形状を山形に
している。但し、上記各第一の端面側仕切部６、６をよ
り弾性変形し易くする為には、上記交差角度θを９０°
前後とし、屈曲部の形状をクランク形とする事が好まし
い。これに対して、運転時に合成樹脂製保持器１に作用
する遠心力が大きく、この遠心力に基づいて上記各第一
の端面側仕切部６、６の中間部が直径方向外方に変位す
る事を防止する必要がある場合には、これら各第一の端
面側仕切部６、６の形状を、曲率半径が大きな円弧状、
更には直線状にする事が好ましい。

【００２２】一方、前記各第二の端面側仕切部７、７
は、それぞれ断面積を大きくすると共に、これら各第二
の端面側仕切部７、７の円周方向に亙る形状を直線的に
して、これら各第二の端面側仕切部７、７の円周方向に
亙る剛性を高くしている。従って、これら各第二の端面
側仕切部７、７は、円周方向に亙る力が加わった場合に
も、伸長方向にも圧縮方向にも、殆ど弾性変形しない。

【００２３】又、上記各第一の端面側仕切部６、６の円
周方向中央部は、上記各屈曲部１１、１１の存在に基づ
き、前記各ポケット５、５の内側（図１の上側、図３の
左側）に突出させ、その先端面８、８を、ころ９、９の
一端面（図２の下端面）に近接対向自在としている。こ
れに対して、上記各第二の端面側仕切部７、７の円周方
向中間部で内径側半部には、上記各ポケット５、５の内
側（図１の下側、図３の右側）に突出する突部１０、１
０を形成し、これら各突部１０、１０の先端面を、上記
各ころ９、９の他端面（図２の上端面）に近接対向自在
としている。

【００２４】一方、上記第一、第二の両円環部２、３を
連結する各柱部４、４の円周方向両側面は、上記各ころ
５、５の転動面を転動自在に保持できる形状としてい
る。この為に図示の例では、上記各柱部４、４の円周方
向両側面の一部で合成樹脂製保持器１の直径方向中間部
に、円弧状凹面１２、１２を形成している。同一のポケ
ット５、５の円周方向両側に存在する１対の円弧状凹面
１２、１２は、互いに一致する中心軸を有する。又、こ
れら各円弧状凹面１２、１２の曲率半径は、上記各ころ
９、９の転動面の曲率半径よりも僅かに大きい。更に、
上記各柱部４、４の円周方向両側面の外径側端部には外
径側平坦面１３、１３を、内径側端部には内径側平坦面
１４、１４を、それぞれ形成している。同一の柱部４、
４の円周方向両側面に形成した１対の外径側平坦面１
３、１３同士、並びに内径側平坦面１４、１４同士は、
互いに平行である。又、同一のポケット５、５の円周方
向両側に存在する１対の外径側平坦面１３、１３同士の
間隔、並びに内径側平坦面１４、１４同士の間隔は、上
記各ころ９、９の直径よりも僅かに小さくしている。従
って、これら各ころ４、４は、上記各ポケット５、５の
内側で上記１対の円弧状凹面１２、１２同士の間に、柱
部４、４を円周方向に亙り弾性変形させつつ、挿入自在
である。そして、挿入を完了した状態で上記各ころ９、
９は、上記各ポケット５、５の内側で上記１対の円弧状
凹面１２、１２同士の間に、転動自在に保持される。
又、この状態では、上記各ころ９、９の転動面と上記各
円弧状凹面１２、１２とが微小隙間を介して対向する。
この為、合成樹脂製保持器１の直径方向の移動は、この
合成樹脂製保持器１に保持された複数のころ９、９のう
ちの何れかのころ９により規制（直径方向への移動を制
限）される。

【００２５】尚、図１〜３に示した様な合成樹脂製保持
器１を組み込む、図４〜５に示す様な単列円筒ころ軸受
１５、１５ａ、又は図６、９に示す様な複列円筒ころ軸
受１６、１６ａでは、ころ９の軸方向（図４〜６、９の
左右方向）位置を規制する為、内輪１７、１７ａ、１７
ｂの外周面（図４〜６の例）又は外輪１８ｂの内周面
（図９の例）の２個所以上に、鍔１９、１９ａ、１９
ｂ、１９ｃが必要である。例えば、工作機械の主軸を回
転自在に支持する為の単列円筒ころ軸受１５、１５ａ又
は複列円筒ころ軸受１６では、通常の場合には図４〜６
に示す様に、内輪１７、１７ａ、１７ｂの外周面に鍔１
９、１９ａを２〜３箇所設け、外輪１８、１８ａに鍔を
設けない場合が多い。

【００２６】この様に、鍔１９、１９ａを内輪１７、１
７ａ、１７ｂの側にのみ設ける構造の場合、複数のころ
９、９は、合成樹脂製保持器１を介して内輪１７、１７
ａ、１７ｂに組み付け支持（容易に分離しない様に結
合）されて、これら合成樹脂製保持器１及び内輪１７、
１７ａ、１７ｂと一体的に取り扱われる。この様な構造
の場合には、単列円筒ころ軸受１５、１５ａ又は複列円
筒ころ軸受１６の組立時に上記複数のころ９、９は、上
記合成樹脂製保持器１の外径側から、円周方向に隣り合
う柱部４、４を弾性変形させ、前記外径側平坦面１３、
１３同士の間隔を押し広げつつ挿入する。挿入後は上記
円周方向に隣り合う柱部４、４が弾性的に復元し、上記
外径側平坦面１３、１３同士の間隔がころ９の直径より
も小さくなり、このころ９がポケット５から合成樹脂製
保持器１の外径側に抜け出る事を防止する。又、この状
態で上記各ころ９、９は、内輪１７、１７ａ、１７ｂの
外周面に形成した内輪軌道に当接するので、これら各こ
ろ９、９がポケット５から合成樹脂製保持器１の内径側
に抜け出る事もなくなる。

【００２７】この様に、ころ９がポケット５から合成樹
脂製保持器１の内径側に抜け出る事は、上記内輪１７、
１７ａ、１７ｂが防止する為、同一のポケット５、５の
円周方向両側に存在する１対の内径側平坦面１４、１４
同士の間隔は、必ずしもころ９、９の直径よりも小さく
する必要はない。これに対して、図９に示す様に、外輪
１８ｂの内周面に鍔１９ｂ、１９ｃを設け、内輪１７ｃ
の外周面には鍔を設けない構造の場合には、合成樹脂製
保持器１ａ、１ａの内径側からころ９、９を組み付け、
組み付け完了後の状態では、これら複数のころ９、９
は、保持器１ａ、１ａを介して外輪１８ｂに組み付け支
持される。従って、上記図９に示す様な構造の場合に
は、ころ９、９がポケット５から合成樹脂製保持器１
ａ、１ａの外径側に抜け出る事は、上記外輪１８ｂが防
止する。この為、同一のポケット５、５の円周方向両側
に存在する１対の内径側平坦面１４、１４同士の間隔を
ころ９、９の直径よりも小さくする必要が生じる代わり
に、１対の外径側平坦面１３、１３同士の間隔は、必ず
しもころ９、９の直径よりも小さくする必要はない。

【００２８】前述の様に構成した合成樹脂製保持器１、
１ａを、例えば上述の様な単列円筒ころ軸受１５、１５
ａ又は複列円筒ころ軸受１６、１６ａに組み込み、これ
ら単列円筒ころ軸受１５、１５ａ又は複列円筒ころ軸受
１６、１６ａを組み込んだ工作機械等を運転する事に伴
い、ころ９、９が柱部４、４を強く押圧しても、この柱
部４、４と第一、第二の円環部２、３との連結部等、合
成樹脂製保持器１、１ａの内部に発生する応力が過大に
なる事はない。

【００２９】即ち、前述の様な原因で、複数のころ９、
９のうちの何れか１乃至複数個のころ９の公転速度が他
のころ９、９の公転速度と異なる結果、この何れかのこ
ろ９から当該ころ９が対向する柱部４に、円周方向に亙
る大きな力が作用しても、第一の円環部２の第一の端面
側仕切部６が円周方向に弾性変形してこの力を吸収す
る。この際、上記何れかのころ９が存在するポケット５
に対応する第一の端面側仕切部６が伸長し、円周方向に
隣り合うポケット５に対応する第一の端面側仕切部６が
収縮する。そして、これら両第一の端面側仕切部６、６
の間部分で上記第一の円環部２に結合された、上記当該
ころ９が対向する柱部４の一端部が、円周方向に変位す
る。この変位に基づき、合成樹脂製保持器１、１ａの内
部で応力が増大する事を抑制し、この応力が上記合成樹
脂製保持器１、１ａを損傷する程大きくなる事を防止で
きる。この結果、単列円筒ころ軸受１５、１５ａ、或は
複列円筒ころ軸受１６、１６ａの使用条件がばらつき、
組み付け状態が多少不正規であった場合でも、当該単列
円筒ころ軸受１５、１５ａ、或は複列円筒ころ軸受１
６、１６ａを組み込んだ、工作機械の主軸等の回転支持
部を有する機械装置の高速運転を、長時間に亙り安定し
て行なえる。尚、合成樹脂製保持器１全体としての強度
は、断面積が大きく直線的形状を有する第二の円環部３
により確保できる。従って、上記柱部４を円周方向に弾
性変形し易くする事に伴い、合成樹脂製保持器１全体と
しての強度が不足する事はない。

【００３０】又、図示の例では、上述の様な、本発明を
実施する場合に常に奏する作用・効果に加えて、次の様
な新規構造に基づいて、次の様な独特の作用・効果を奏
する。先ず、図２に示す様に、前記各第一の端面側仕切
部６、６の円周方向中央部に前記各ポケット５、５の内
側に突出する屈曲部１１、１１を形成した事に伴い、前
記各柱部４、４の一端部で上記第一の円環部２寄り部分
の円周方向両側に、凹部２０、２０が存在する。そし
て、これら各凹部２０、２０は、上記各ポケット５、５
の内側にころ９、９を保持した状態でも、合成樹脂製保
持器１、１ａの外径側と内径側とを連通させる通路とし
て機能する。

【００３１】この様な通路として機能する上記各凹部２
０、２０は、上記各ころ９、９の一端面（図２の下端
面）に付着してこれら各ころ９、９と共に回転し、上記
各柱部４、４の一端部近傍で掻き取られたグリースが、
上記第一の端面側仕切部６、６の内径面に溜まる事を防
止する役目を果たす。上述の様な凹部２０、２０を設け
ず、上記第一の端面側仕切部６、６の内径面にグリース
が溜まると、或る程度溜った状態で一度に多量のグリー
スが、遠心力の作用で前記外輪１８、１８ａ、１８ｂの
内周面に形成した外輪軌道に飛び込む。そして、このグ
リースの撹拌抵抗に基づき、前記単列円筒ころ軸受１
５、１５ａ、或は複列円筒ころ軸受１６、１６ａの運転
に伴って異常発熱を起こし易くなる。図示の例の場合に
は、上述の様な、通路として機能する上記各凹部２０、
２０を設ける事により、この様な不都合の発生を防止し
ている。

【００３２】又、上述の様に第一の端面側仕切部６、６
の一端部の円周方向両側部分に、通路として機能する上
記各凹部２０、２０を形成する事により、上記各柱部
４、４の一端部と前記第一の円環部２との交叉部分に空
間的余裕ができる。この為、当該交叉部分で、上記各柱
部４、４の円周方向両側面と上記第一の円環部２の内側
面とを連続させる曲面の曲率半径を大きくできる。この
結果、ころ９により円周方向に押された場合に変形量が
大きくなる為に強度的に不利な、上記各柱部４、４の一
端部と第一の円環部２との連続部への応力集中を緩和し
て、連続部の耐久性向上を図れる。

【００３３】更に、図示の例では、上述の様な外輪軌道
へのグリース飛び込みによる異常発熱をより発生しにく
くする為、第一、第二の両円環部２、３の内径面（図３
の下面）を、何れも合成樹脂製保持器１の軸方向外側の
径が軸方向内側（中央側）の径よりも大きくなる（上記
各内径面が合成樹脂製保持器１、１ａの軸方向外側に向
けて開く）、円錐凹面状のテーパ面としている。この
為、上記第一、第二の円環部２、３の内径面にグリース
が堆積しても、合成樹脂製保持器１、１ａの回転に伴う
遠心力に基づき、このグリースをころ９、９の転動部よ
りも軸方向外側に飛ばす。この結果、上記各ころ９、９
の走行側に、上記第一、第二の円環部２、３の内径面に
堆積したグリースが飛び込む事を防止できる。

【００３４】又、図示の例では、前述の様に、前記各第
二の端面側仕切部７、７の円周方向中間部で内径側半部
に、前記各ポケット５、５の内側に突出する突部１０、
１０を形成し、これら各突部１０、１０の先端面を、上
記各ころ９、９の他端面に近接対向自在としている。但
し、これら各突部１０、１０は、図１〜２から明らかな
通り、上記各ころ９、９の他端面の外径寄り部分には対
向しない。即ち、上記各突部１０、１０は、上記各ころ
９、９の他端面の中央寄り部分で、これら各ころ９、９
の他端面を案内する。従って、これら各突部１０、１０
が、ころ９、９の他端面の外径寄り部分に付着したグリ
ースを掻き取る事はない。この様な、各ころ９、９の他
端面の外径寄り部分は、前記内輪１７、１７ａ、１７ｂ
の外周面に形成した鍔１９、１９ａ（図４〜６）の側面
と摺接する為、潤滑状態を良好にする必要がある。図示
の例では、上述の様な突部１０、１０を形成する事によ
り、ころ９、９の案内、並びにころ９、９の他端面と鍔
１９、１９ａの側面との摺接部の良好な潤滑状態維持を
両立できる。

【００３５】尚、図１〜３に示した実施の形態の第１例
の場合には、直径が大きな第一の円環部２の断面積を、
直径が小さな第二の円環部３の断面積よりも小さくして
いる。この様にした理由は、工作機械の主軸の回転支持
部に組み込む円筒ころ軸受として一般的に使用されてい
る、図４〜６に示す様な、内輪１７、１７ａ、１７ｂに
鍔１９、１９ａを設け、外輪１８、１８ａに鍔を設けな
い構造に組み込む合成樹脂製保持器１に好適な形状とし
た為である。図４〜６に示す様な単列或は複列円筒ころ
軸受１５、１５ａ、１６の場合には、ころ９、９の両端
面の内輪１７、１７ａ、１７ｂ側部分（ころ９、９のピ
ッチ円よりも内径側部分）が、上記鍔１９、１９ａに隠
れてしまう。これに対して、本発明の合成樹脂製保持器
１の場合には、第一、第二の円環部２、３のうちの何れ
か一方の円環部の断面積を小さくする為、この断面積の
小さい円環部ところ９、９の端面との接触面積を確保で
きない。そこで、図１〜３に示した実施の形態の第１例
の場合には、ころ９、９の端面付近の空間的余裕が大き
い外輪１８、１８ａ側に存在する第一の円環部２の断面
積を、内輪１７、１７ａ、１７ｂ側に存在する第二の円
環部３の断面積よりも小さくしている。この様に構成す
る為、ころ９、９として端面中央部に凹部を設けたもの
を使用した場合でも、これら各ころ９、９の端面と前記
先端面８、８及び突部１０、１０との接触状態を何れも
ほぼ均一にして、これら各ころ９、９の転動を円滑に行
わせる事ができる。

【００３６】又、第１例の場合には、内輪１７、１７
ａ、１７ｂ側に存在する第二の円環部３の断面積を大き
くしている。第一、第二の円環部２、３等の円環状部材
は、断面積が同じ場合でも、直径が小さい方が曲げ方向
（例えば、円環部を楕円状に変形させる方向）の力に対
する剛性が大きい。断面積の大きな円環部には、運転時
の変形並びに破断を防止する機能が要求される為、直径
が小さな第二の円環部３の断面積を、直径が大きな第一
の円環部２の断面積よりも大きくした方が、本来断面積
が大きい円環部に要求される機能を考慮した場合に有利
である。但し、図９に示す様に、内輪１７ｃに鍔を設け
ず、外輪１８ｂに鍔１９ｂ、１９ｃを設けた複列円筒こ
ろ軸受１６ａ（図示はしないが、単列円筒ころ軸受の場
合も同様）に組み込む合成樹脂製保持器１ａの場合に
は、同図に示す様に、直径が大きな第一の円環部２ａの
断面積を大きくし、直径が小さな第二の円環部３ａの断
面積を小さくする方が好ましい。

【００３７】又、図１〜３に示した実施の形態の第１例
の場合には、柱部４、４の内径側側面の一部で、直径が
大きな第一の円環部２側部分を、この第一の円環部２に
向かう程外径側に位置する方向に傾斜した内径側傾斜部
２１としている。この様な内径側傾斜部２１を設け、上
記各柱部４、４の円周方向両側面で上記第一の円環部２
寄り部分と、各ポケット５、５内に保持されたころ９、
９の端縁部とが対向しない様にしている。この様に構成
する事により、上記各ころ９、９がスキューする等によ
り、これら各ころ９、９と合成樹脂製保持器１とが角度
を持って接触した場合にも、これら各ころ９、９の端縁
部と上記各柱部４、４の円周方向両側面で上記第一の円
環部２寄り部分とが狭い面積で擦れ合う事を防止し、当
該部分が摩耗するのを防止する。但し、この様な不都合
を発生する可能性がなければ、図７に示す様に、柱部４
の内径側側面を、合成樹脂製保持器１ｂの中心軸に平行
に形成しても良い。

【００３８】又、図１〜３に示した実施の形態の第１例
の場合には、柱部４、４の外径側側面の一部で、直径が
小さな第二の円環部３側部分を、この第二の円環部３に
向う程内径側に位置する方向に傾斜した外径側傾斜部２
２としている。この様な外径側傾斜部２２を形成する理
由は、上記第二の円環部３の内側面と上記各柱部４、４
の他端部との結合部の剛性を適度に小さくする為であ
る。即ち、これら各結合部の剛性を低くする事により、
上記各ころ９、９を合成樹脂製保持器１の外径側から上
記各ポケット５、５内に弾性嵌合させる（押し込む）際
に、上記各柱部４、４が円周方向に変形し易くし、上記
合成樹脂製保持器１にころ９、９を組み付ける際に、こ
の合成樹脂製保持器１が破損するのを防止する。但し、
この様な不都合が発生する可能性がなければ、図７に示
す様に、柱部４の外径側側面を、合成樹脂製保持器１ｂ
の中心軸に平行に形成しても良い。

【００３９】尚、図１〜３に示した実施の形態の第１例
の場合には、内径側傾斜部２１、外径側傾斜部２２と
も、始点は上記各柱部４、４の軸方向のほぼ中央部に位
置させている。この様にする理由は、次の通りである。
先ず、第一、第二の円環部２、３と上記各柱部４、４と
の結合強度を高くする為には、上記各傾斜部２１、２２
の始点を、第一の円環部２（内径側傾斜部２１の場
合）、或は第二の円環部３（外径側傾斜部２２の場合）
に近づける方が有利である。これに対して、金型製作時
に不可避的に生じるばらつきによる形状的な不具合を抑
える為には、上記各傾斜部２１、２２の始点を、第一の
円環部２（内径側傾斜部２１の場合）、或は第二の円環
部３（外径側傾斜部２２の場合）から遠ざける方が有利
である。そこで、両方の要求を実用上問題のないレベル
で満足させるべく、内径側傾斜部２１、外径側傾斜部２
２とも、始点を上記各柱部４、４の軸方向のほぼ中央部
に位置させた。

【００４０】尚、図３、７（並びに次述する図８）に示
す直線Ｘは、パーティングラインと呼ばれるもので、１
対の金型素子同士の合わせ面に相当する部分である。即
ち、合成樹脂製保持器１をアキシャルドロー型により射
出成形する際には、１対の金型素子同士の組み合わせ及
び分離を容易且つ円滑に行なえる様にすべく、これら金
型素子同士の接触部をテーパ面とする必要がある。上記
パーティングラインを表す直線Ｘは、このテーパ面に相
当するもので、通常、製品（合成樹脂製保持器１、１
ｂ）の中心軸に対し０〜５°傾斜している。尚、本発明
の合成樹脂製保持器１を射出成形する場合、このパーテ
ィングラインを表す直線Ｘの傾斜角度が大きくなる程、
第一、第二の円環部２、３の断面積を確保する事が難し
くなる。この為、上記直線Ｘの傾斜角度は、１〜２°程
度が好適である。

【００４１】又、合成樹脂を射出成形する事により造る
製品の場合、製品の肉厚が或る程度以上大きくなると、
真空ボイドと呼ばれる欠陥が発生し易くなる。そこで、
本発明を実施する場合も、大型のころ軸受に組み込む為
の大型の合成樹脂製保持器の場合には、図８に示す様
に、断面積の大きな第二の円環部３の一部に肉盗み２３
を設ける。そして、この第二の円環部３を含む各部の断
面の最大幅を１〜８mm程度、更に好適には１〜４mm程度
とする。

【００４２】又、前記各ポケット５、５の円周方向両内
側面のうち、直径方向中間部の形状は、前記各円弧状凹
面１２、１２を設ける事により、図１に示す様に、ころ
９、９のピッチ円を跨ぐ円筒面としている。従って、こ
れら各ころ９、９から合成樹脂製保持器１の柱部４、４
に円周方向の力が作用した際にも、これら各柱部４、４
に直径方向の分力が発生しにくく、これら各柱部４、４
に発生する応力を小さくできる。但し、上記各柱部４、
４の円周方向両側面と上記各ころ９、９の転動面との間
の隙間を適正に保ち、且つ、上記各ポケット５、５内に
ころ９、９を挿入する際の押し込み力を適正にする為に
は、上記各円弧状凹面１２、１２による円筒面の幅寸法
に制約がある。そこで、図示の例では、上記各柱部４、
４の円周方向両側面の一部で直径方向両端部に、外径側
平坦面１３、１３と内径側平坦面１４、１４とを形成
し、これら各平坦面１３、１４を形成した部分では、上
記各柱部４、４の断面の幅寸法を均一にしている。

【００４３】尚、本発明の合成樹脂製保持器１、１ａを
複列円筒ころ軸受１６、１６ａに使用する際には、図６
又は図９に示す様に、断面積が大きな第二の円環部３、
３（図６の場合）又は第一の円環部２ａ、２ａ（図９の
場合）同士を対向させた状態に組み立てる。この際、各
合成樹脂製保持器１、１ａのポケット５、５の軸方向端
部内側面ところ９、９の軸方向端面との間の隙間を、複
列のころ９、９を保持している１対の合成樹脂製保持器
１、１（又は１ａ、１ａ）同士の間の隙間よりも大きく
する事が好ましい。各部の隙間をこの様に規制する事に
より、上記各ころ９、９から合成樹脂製保持器１（又は
１ａ）に軸方向に亙る異常な力が作用し、この合成樹脂
製保持器１（又は１ａ）が軸方向に押されても、比較的
強度が低い第一の端面側仕切部６、６に、破断に到る程
大きな応力が発生しにくくなる。即ち、上記軸方向の力
は、断面積が大きく、十分な剛性を有する第二の円環部
３、３（又は３ａ、３ａ）に圧縮方向の力として作用
し、合成樹脂製保持器１（又は１ａ）の損傷に到る程の
応力が発生しにくくなる。

【００４４】更に、上述の様な、合成樹脂製保持器１
（又は１ａ）の軸方向の力により、断面積の大きな第二
の円環部３が損傷するのをより確実に防止する必要があ
る場合には、図４に示す様に内輪１７の外周面に形成す
る鍔１９の外半部外周面に形成した第二の鍔２４によ
り、或は図５に示す様に単列円筒ころ軸受１５ａに近接
配置した間座２５により、上記第二の円環部３をバック
アップする。

【００４５】

【発明の効果】本発明のころ軸受用合成樹脂製保持器
は、以上に述べた通り構成され作用するので、ころ軸受
の組み付け状態等の使用条件にばらつきがあっても、保
持器の内部に異常な応力が発生する事を抑制できる。そ
して、保持器を損傷する事なく、合成樹脂製保持器を組
み込んだころ軸受により構成する回転支持部を有する機
械装置の高速運転を、長時間に亙り安定して行なう事が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例の合成樹脂製保持
器を、第一の円環部の側から軸方向に見た部分側面図。

【図２】図１の拡大Ａ矢視図。

【図３】図１の拡大Ｂ−Ｂ断面図。

【図４】本発明の実施の形態の第１例の合成樹脂製保持
器を単列円筒ころ軸受に組み込んだ状態の第１例を示
す、半部断面図。

【図５】同第２例を示す、半部断面図。

【図６】本発明の実施の形態の第１例の合成樹脂製保持
器を複列円筒ころ軸受に組み込んだ状態の１例を示す、
半部断面図。

【図７】本発明の実施の形態の第２例を示す、図３と同
様の図。

【図８】同第３例を示す、図３と同様の図。

【図９】本発明の実施の形態の第４例の合成樹脂製保持
器を複列円筒ころ軸受に組み込んだ状態を示す、半部断
面図。

【図１０】従来の円筒ころ軸受用合成樹脂製保持器の１
例を示す部分断面図。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ合成樹脂製保持器２、２ａ、２ｂ第一の円環部３、３ａ、３ｂ第二の円環部４柱部５ポケット６第一の端面側仕切部７第二の端面側仕切部８先端面９ころ１０突部１１屈曲部１２円弧状凹面１３外径側平坦面１４内径側平坦面１５、１５ａ単列円筒ころ軸受１６、１６ａ複列円筒ころ軸受１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ内輪１８、１８ａ、１８ｂ外輪１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ鍔２０凹部２１内径側傾斜部２２外径側傾斜部２３肉盗み２４第二の鍔２５間座

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに間隔をあけて同心且つ平行に配置
された第一、第二の円環部と、円周方向に亙って互いに
等間隔に配置され、一端部を上記第一の円環部の内側面
に、他端部を上記第二の円環部の内側面に、それぞれ連
続させた複数本の柱部と、これら各柱部の円周方向両側
面と上記第一、第二の円環部の内側面とにより周囲を囲
まれた部分に設けられ、それぞれの内側にころを転動自
在に保持する複数のポケットとを備えたころ軸受用合成
樹脂製保持器に於いて、上記第一の円環部の内径は上記
第二の円環部の外径以上であり、第一の円環部の一部で
上記各ポケットに対応する部分をそれぞれ第一の端面側
仕切部とし、第二の円環部の一部で上記各ポケットに対
応する部分をそれぞれ第二の端面側仕切部とした場合
に、上記各第一の端面側仕切部の円周方向に亙る剛性と
上記各第二の端面側仕切部の円周方向に亙る剛性とを互
いに異ならせた事を特徴とするころ軸受用合成樹脂製保
持器。