WO2023048181A1 - 転がり軸受用保持器および転がり軸受 - Google Patents

転がり軸受用保持器および転がり軸受 Download PDF

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WO2023048181A1
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retainer
rolling bearing
circumferential direction
bearing retainer
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尚郁 宮本
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Ntn株式会社
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    • F16C19/26—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers
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    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
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    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46—Cages for rollers or needles
    • F16C33/49—Cages for rollers or needles comb-shaped

Definitions

  • the present invention relates to a rolling bearing retainer and a rolling bearing, and more particularly to a rolling bearing retainer and a rolling bearing used to support a rotating member that rotates at high speed, such as the main shaft of a machine tool.
  • a rolling bearing has rolling elements such as balls and cylindrical rollers arranged in a raceway space between an inner ring and an outer ring, and these rolling elements are held by a retainer.
  • rolling elements such as balls and cylindrical rollers arranged in a raceway space between an inner ring and an outer ring, and these rolling elements are held by a retainer.
  • metal materials such as iron and high-strength brass have been used for the retainers of bearings.
  • Patent Literature 1 describes a resin retainer used for a cylindrical roller bearing.
  • This resin cage is a cage having one annular portion, a plurality of pillars, and a plurality of pockets formed between the pillars adjacent in the circumferential direction, and is a so-called comb-shaped cage. It is a cage that is used.
  • Patent Document 2 describes a method of manufacturing a retainer having a shape having an annular portion and a column portion by injection molding using a resin material. Specifically, the molten resin injected into the cavity flows in two flows on both sides in the circumferential direction of the cavity, rejoins at the opposite side opposite to the gate in the radial direction, and joins each other. and that a weld portion is formed.
  • Patent Document 3 describes a method for manufacturing a comb-shaped cage by injection molding using a disk gate. It says to take it out.
  • Japanese Patent No. 4387162 JP 2016-50616 A Japanese Patent No. 6885197
  • the resin retainer formed by injection molding is formed by injecting molten resin from a gate, colliding the flowing molten resin (that portion becomes a weld portion), and forming an annular shape. be done. After that, an ejector pin (for example, the ejector pin of Patent Document 3) is used when the molded body is taken out from the injection molding die.
  • an ejector pin for example, the ejector pin of Patent Document 3
  • the marks of the ejector pin may be transferred to the molded body (retainer). Then, depending on the portion to be transferred, there is a possibility of having an adverse effect during bearing operation. For example, if the part to which the ejector pin is applied is a thin part, it is conceivable that the claw shape of the retainer and the shape of the inside of the pocket will be slightly deformed after extrusion, leading to an increase in torque and heat generation. Also, if the portion to which the ejector pin is applied is the inner surface of the pocket that holds the rolling element, the roughness of the traced portion may cause an increase in friction, an increase in torque, heat generation, and the like.
  • the present invention has been made in order to deal with such circumstances, and is a rolling bearing retainer capable of suppressing an increase in friction and torque during operation of the bearing, even if the retainer has ejector pin traces. and rolling bearings.
  • a rolling bearing retainer of the present invention has an annular portion and a plurality of pillars extending in one axial direction from the annular portion, and retains rolling elements between the pillars in the circumferential direction.
  • ejector pin traces are formed on the axial end side. It is characterized by satisfying 0.1 ⁇ (D/A) ⁇ 0.9, where D is.
  • the ejector pin marks are formed on the axial end side of at least one or more of the plurality of pillars.
  • the ejector pin marks are formed on the axial end side of all of the plurality of column portions.
  • the rolling bearing retainer is characterized in that a plurality of the ejector pin traces are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • a weld portion is formed at an axial end portion of the rolling bearing retainer, and the ejector pin marks are formed so as to overlap the weld portion.
  • a rolling bearing according to the present invention comprises an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, and a retainer that retains the rolling elements. is a rolling bearing retainer.
  • ejector pin traces are formed on the axial end side. 0.1 ⁇ (D/A) ⁇ 0.9 is satisfied.
  • the position where the ejector pin marks are formed is on the axial end side of the retainer, and the diameter dimension D of the ejector pin marks is set to a predetermined dimensional relationship, so that the sliding contact at the ejector pin marks is minimized.
  • the molded body can be stably extruded when it is removed from the injection mold. It is possible, and the deformation of the compact can be suitably suppressed.
  • a weld portion is formed at the axial end portion of the rolling bearing retainer, and the trace of the ejector pin is formed so as to overlap the weld portion. , can reduce the possibility of deformation.
  • the rolling bearing of the present invention is a rolling bearing provided with the rolling bearing retainer of the present invention, and can suppress increases in friction and torque during operation of the bearing.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a rolling bearing retainer of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a radial cross-sectional view of the rolling bearing retainer of FIG. 1 ; It is the figure which looked at the retainer for rolling bearings of FIG. 1 from the axial direction one side.
  • 1 is an axial sectional view of an example (cylindrical roller bearing) of the rolling bearing of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view showing another example of the rolling bearing retainer of the present invention
  • FIG. 6 is a view of the rolling bearing retainer of FIG. 5 viewed from one side in the axial direction
  • 1 is an axial cross-sectional view of an example (double-row cylindrical roller bearing) of the rolling bearing of the present invention
  • FIG. It is a schematic diagram of an injection mold.
  • FIG. 1 is a perspective view of an annular cage (cage cage) for a cylindrical roller bearing
  • FIG. 2 is a radial sectional view of the cage of FIG. 1, and FIG. It is the figure seen from direction one side.
  • the rolling bearing retainer of the present invention is an annular member. The direction around the axis is called "circumferential direction”.
  • the retainer 1 shown in FIG. 1 includes a plurality of pocket portions 4 that rotatably hold cylindrical rollers, a plurality of (for example, an even number) of column portions 3 formed between the pocket portions 4, and the column portions 3 as axes. It has two loops 2, 2' fixed on both sides.
  • the pillars 3 extend in one axial direction from the inner surface 2a of the annular portion 2 (or the inner surface 2a' of the annular portion 2') and hold the rolling elements between them in the circumferential direction.
  • the retainer 1 is an injection-molded body that is injection-molded using a resin material, and an annular portion 2 and a column portion 3 are integrally formed.
  • the retainer 1 has ejector pin traces 5 formed on the axial end side.
  • the ejector pin mark 5 is formed on the annular outer surface 2 b of the one annular portion 2 .
  • the ejector pin mark 5 is formed by pressing the ejector pin when taking out the molded body from the injection molding die.
  • the ejector pin mark 5 is formed on the surface of the outer side surface 2b of the annular portion 2 in a concave shape slightly recessed from the outer side surface, and the presence or absence thereof can be visually confirmed.
  • the ejector pin mark is formed on the surface that slides with the mating member (for example, the inner surface of the pocket or the inner surface of the annular portion), the roughness of the ejector pin mark may cause an increase in friction. Therefore, by forming the ejector pin traces 5 on the axial end side of the retainer 1, it is possible to suppress an increase in friction caused by the ejector pin traces 5 (see, for example, FIG. 4).
  • a plurality of ejector pin traces 5 are formed as shown in FIG.
  • the ejector pin traces 5 are formed at equal intervals (evenly distributed) in the circumferential direction.
  • a force can be applied evenly by the plurality of ejector pins, the molded body can be stably ejected, and deformation of the retainer can be suppressed.
  • a total of 26 ejector pin traces 5 are formed on the outer surface of the annular portion 2 and are arranged at intervals of about 14° in the circumferential direction.
  • the ejector pin traces 5 are formed on all of the pillars 3 on the axial end side.
  • the circumferential position of the column portion 3 and the circumferential position of the ejector pin mark 5 match.
  • the number of pillars 3 and the number of ejector pin traces 5 are the same.
  • the number and arrangement of the ejector pin traces 5 on the outer surface of the annular portion 2 are not limited to those shown in FIG.
  • the number of ejector pin traces 5 in FIG. 1 may be half the number of pillars 3, and may be formed on the axial end side of every other pillar.
  • the ejector pin mark may be formed at a position that does not overlap with the column portion in the circumferential direction.
  • FIG. 2 shows a radial cross-sectional view of the retainer of FIG.
  • each column portion 3 has a pair of claw portions 3a, 3a on both sides in the circumferential direction of the outer diameter side end portion.
  • the pair of claw portions 3 a , 3 a extend so that the thickness of the column portion 3 in the circumferential direction increases, and can come into contact with the outer peripheral surface of the cylindrical roller 6 .
  • These pawl portions 3a, 3a can prevent the cylindrical rollers 6 of the pocket portion 4 from coming out of the pocket portion 4 to the outside in the radial direction when the cylindrical rollers 6 are incorporated in the retainer 1.
  • a recess 3b is formed between the pair of claws 3a, 3a.
  • the recessed portion 3b is formed along the axial direction, and a part of the outer peripheral surface of the column portion 3 is a recessed groove that is recessed radially inward.
  • the shape of the column portion 3 is substantially the same in the axial direction.
  • the dimensional relationship of the ejector pin marks is specified. Specifically, when the diameter of the ejector pin mark formed on the axial end side of the retainer is D [mm], and the minimum wall thickness of the column in the circumferential direction is A [mm], then 0.10 ⁇ (D/A) ⁇ 0.90 is satisfied. If (D/A) is less than 0.10, the area of the ejector pin is small and the pressure is high, so that the trace of the ejector pin that is formed becomes deep, and there is a possibility that, for example, the annular portion or column portion will be deformed. be. Also, if (D/A) is greater than 0.90, there is a possibility of interference with the mold.
  • the minimum wall thickness of the column in the circumferential direction means the minimum distance between the side surfaces of the column facing the pocket.
  • the pillars 3 are formed such that the distance between the side surfaces (thickness of the pillars in the circumferential direction) gradually or continuously decreases from the outer diameter side to the inner diameter side.
  • the inner diameter side end portion of the portion 3 is the minimum thickness portion in the circumferential direction.
  • the diameter D of the ejector pin mark is the diameter when the ejector pin mark 5 is circular, as shown in FIG.
  • the shape of the ejector pin mark corresponds to the shape of the axial cross section of the tip of the ejector pin, and is not limited to the circular shape in FIG. 3, and may be another shape. For example, polygonal shapes such as triangles, quadrilaterals, and pentagons may be used. If the ejector pin trace is a substantially regular polygon, the diameter D of the ejector pin trace may be the diameter of a circle passing through all the vertices.
  • the value of (D/A) may be 0.50 ⁇ (D/A) ⁇ 0.90, 0.60 ⁇ (D/A) ⁇ 0.90, or 0.60 ⁇ (D/A) ⁇ 0.90. 60 ⁇ (D/A) ⁇ 0.80 may be satisfied. Further, 0.10 ⁇ (D/A) ⁇ 0.50 may be satisfied, 0.10 ⁇ (D/A) ⁇ 0.40 may be satisfied, and 0.10 ⁇ (D/A) ⁇ It may be 0.30.
  • a weld portion is formed in a region where molten resin joins during injection molding.
  • the position where the weld is formed is not particularly limited, but the weld is preferably formed at the end in the axial direction.
  • the weld portion may be formed only in one annular portion 2, or the weld portion may be formed only in both annular portions 2, 2'. and a weld portion may be formed on the column portion 3 .
  • welds are formed in both the annular portions 2, 2' and the post 3, the welds are formed to extend axially through the post 3 from the annular portion 2 to the annular portion 2'. .
  • the area of the weld is increased, and the strength of the weld can be ensured.
  • the ejector pin trace 5 is preferably formed so as to overlap the weld portion formed at the end in the axial direction.
  • the weld portion is formed in the annular portion 2 on the axial end side of at least one column portion 3, all the weld portions are formed so that the ejector pin mark 5 is applied. It can be said that From the viewpoint of deformation of the compact, it is more advantageous to extrude from above the weld portion with an ejector pin during extrusion. Furthermore, it is more preferable that the approximate center of the ejector pin mark 5 is located at the weld portion (or the weld line) so that the left and right sides of the weld portion can be pushed out substantially evenly.
  • the number of welds is not particularly limited, and may be the same number as the number of pillars 3 or half the number of pillars 3, for example. In the latter case, for example, a column portion having a weld portion and a column portion having no weld portion are alternately arranged in the circumferential direction (that is, every other column portion 3 is welded in the circumferential direction). may be arranged).
  • Fig. 4 shows an example of a cylindrical roller bearing to which the cylindrical roller bearing retainer described above is applied.
  • the cylindrical roller bearing 7 is interposed between the inner ring 8 and the outer ring 9, and the inner ring 8 and the outer ring 9.
  • a plurality of cylindrical rollers 10 rolling between the raceway surfaces of the inner ring 8 and the outer ring 9 are arranged in a constant circumferential direction. and a retainer 1 that is rotatably held at intervals.
  • a flange is integrally formed on both ends of the inner ring 8 in the axial direction, and cylindrical rollers 10 are fitted into the inner ring 8 .
  • the ejector pin traces 5 formed on the retainer 1 are located at locations that do not interfere with other members.
  • FIG. 5 is a perspective view of a comb-shaped retainer for a cylindrical roller bearing
  • FIG. 6 is a view of the retainer of FIG.
  • the retainer 11 shown in FIG. 5 includes one annular portion 12, a plurality of (for example, an even number) of column portions 13 extending in one axial direction from the inner surface 12a of the annular portion 12, and the column portions 13 adjacent in the circumferential direction.
  • a plurality of pocket portions 14 are formed between the circumferential side surfaces and hold the cylindrical rollers rotatably.
  • the retainer 11 is also an injection molded body, and the annular portion 12 and the column portion 13 are integrally formed.
  • the opposing pocket inner surfaces 13a of the column portions 13 adjacent in the circumferential direction of the annular portion 12 are recessed along the circumferential surfaces of the cylindrical rollers 16. It has a cylindrical shape that fits. Further, the pocket inner surface 13a of the column portion 13 is provided with a groove-like lubricant reservoir portion 13b and a notch portion 13c. The notch portion 13c is formed on the axial end side of the inner diameter side of the column portion 13, and plays a role of promoting the inflow of the lubricant into the pocket from the outside.
  • the retainer 11 is formed with ejector pin traces 15 on the axial end side.
  • an ejector pin mark 15 is formed on the tip surface 13d of the column portion 13 extending in one axial direction.
  • the ejector pin mark 15 is positioned substantially at the center portion of the column portion 13 in the circumferential direction.
  • a plurality of ejector pin traces 15 are formed on the tip end surface 13d of all the column portions 13, respectively.
  • the relationship between the diameter dimension D of the ejector pin mark 15 and the minimum wall thickness A of the column portion 13 in the circumferential direction satisfies 0.10 ⁇ (D/A) ⁇ 0.90.
  • the axial end (the front side in the drawing) of the column portion 13 of the retainer 11 is formed such that the thickness in the circumferential direction decreases stepwise or continuously from the outer diameter side to the inner diameter side.
  • the side end portion is the smallest wall thickness portion in the circumferential direction.
  • FIG. 7 shows a double-row cylindrical roller bearing as an example of a cylindrical roller bearing to which the cylindrical roller bearing cage described in FIGS. 5 and 6 is applied.
  • the double-row cylindrical roller bearing 17 includes an inner ring 18, an outer ring 19, a plurality of cylindrical rollers 20, 20 interposed between the inner ring 18 and the outer ring 19 and spaced apart in the axial direction in two rows. It has two retainers 11,11.
  • the inner ring 18 is a double-row raceway ring provided with a central flange at its axially central portion and outer flanges at both ends thereof in the axial direction.
  • the two cages 11, 11 are arranged so that their annular portions 12, 12 are adjacent to each other, and the respective pocket portions 14, 14 hold the cylindrical rollers 20, 20 of each row at regular intervals in the circumferential direction. . If necessary, a lubricant such as grease is sealed around the cylindrical rollers 20, 20 for lubrication.
  • the retainers 11, 11 are a pair of comb-shaped retainers in separate left and right rows, and the axial end surfaces (rear surfaces) of the retainers 11, 11 are in sliding contact with each other during bearing operation. Therefore, since it is not preferable to have the ejector pin mark on the annular portion in terms of increased friction, increased torque, heat generation, etc., it is disposed on the tip surface 13d of the column portion 13 as shown in FIG.
  • the retainer for cylindrical roller bearing is illustrated as the retainer for rolling bearing of the present invention. It is a body, which is taken out from a mold by an ejector pin, to which the present invention can be applied. Moreover, it can also be applied to cages for other arbitrary ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, and needle roller bearings.
  • the rolling bearing retainer of the present invention is a resin retainer made by injection molding a resin material.
  • the mold for manufacturing a resin cage by injection molding consists of a fixed mold (fixed mold) and a movable mold (movable mold) that can be clamped and opened with respect to the fixed mold. Configured.
  • a cage corresponding to the shape of the molding cavity is molded by injecting and filling molten resin from a gate into a molding cavity formed by clamped fixed and movable molds and solidifying the resin.
  • the type, position, and number of gates can be set as appropriate.
  • gates such as tunnel gates can be arranged every other in the circumferential direction of the cavity portion that forms the inner diameter portion of the column portion.
  • gate traces are formed on the inner diameter surfaces 3c and 13e (see FIGS. 2 and 6) of every other column portion in the circumferential direction of the retainer.
  • Fig. 8 shows a schematic diagram of the injection mold. Molding pellets obtained by blending a predetermined amount of a fiber reinforcing agent with a base resin and kneading them are used as the resin material for injection molding of the retainer.
  • the molding pellets are put into a hopper 22 of an injection molding machine 21 and introduced from the hopper 22 into a cylinder 23 . After that, the pellets for molding are heated and melted by the heater 24 in the cylinder 23, pushed by the screw 25, passed through the weighing section, and filled into the cylinder nozzle 26 as one shot of molten resin. Molten resin is injected from the cylinder nozzle 26 into a mold 27 having a desired retainer shape (for example, the shape shown in FIG. 1) through a gate 27a to perform molding.
  • a desired retainer shape for example, the shape shown in FIG. 1
  • the fixed mold and the movable mold are opened, and the molded body is taken out, for example, by advancing a plurality of ejector pins 28 with respect to the molded body.
  • the ejector pin 28 forms an ejector pin mark on the retainer.
  • the diameter of the tip of the push pin 28 can be set in consideration of the shape of the retainer so as to satisfy the above-described relational expression.
  • any resin can be used as the base resin of the resin material of the rolling bearing cage of the present invention as long as it can be injection molded and has sufficient heat resistance and mechanical strength as a cage material.
  • synthetic resins that serve as base resins include polyamide (PA) resins such as polyamide 6 (PA6) resin, polyamide 6-6 (PA66) resin, polyamide 4-6 (PA46) resin, and polyether ether ketone (PEEK).
  • PA polyamide
  • PA6 polyamide 6
  • PA66 polyamide 6-6
  • PA46 polyamide 4-6
  • PEEK polyether ether ketone
  • Injection molding of resin polytetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) resin, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) resin, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) resin, etc.
  • PFA polytetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl
  • Polyethylene (PE) resin such as fluororesin, low density polyethylene, high density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polycarbonate (PC) resin, polyacetal (POM) resin, wholly aromatic polyester resin, polysulfide (PPS) resin, polyamide Examples include imide (PAI) resins, polyetherimide (PEI) resins, injection moldable polyimide (PI) resins, and the like.
  • PAI imide
  • PEI polyetherimide
  • PI injection moldable polyimide
  • each polyamide resin the numbers represent the number of carbon atoms between amide bonds.
  • Each of these synthetic resins may be used alone, or may be a polymer alloy in which two or more types are mixed.
  • a PEEK resin is a crystalline thermoplastic resin having a polymer structure in which a benzene ring is at the para position and is linked to a carbonyl group by an ether bond.
  • fiber reinforcing agent it is more preferable to blend glass fiber or carbon fiber because of their excellent reinforcing effect and availability.
  • the blending amount of the fiber reinforcing agent is preferably 10% by mass to 50% by mass, more preferably 10% by mass to 40% by mass, relative to the entire resin material. By setting it within the above range, it becomes easier to improve the mechanical strength of the cage while ensuring the fluidity of the molten resin.
  • Additives other than fiber reinforcing agents can be added to the above resin material within a range that does not impair the function and injection moldability of the cage.
  • solid lubricants such as polytetrafluoroethylene resins, inorganic fillers, antioxidants, antistatic agents, release agents, and the like can be blended.
  • Each material constituting the above resin material is mixed with a Henschel mixer, a ball mixer, a ribbon blender, etc., if necessary, and then melt-kneaded with a melt extruder such as a twin-screw kneading extruder to form pellets for molding.
  • a melt extruder such as a twin-screw kneading extruder
  • side feed may be employed for the introduction of the filler when melt-kneading with a twin-screw extruder or the like.
  • the rolling bearing retainer of the present invention can suppress an increase in friction and torque during operation of the bearing even if the retainer has ejector pin traces. can be suitably used as a retainer for rolling bearings.

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Abstract

押し出しピン跡が形成される保持器であっても、軸受運転時における摩擦増大やトルク増大などを抑制できる転がり軸受用保持器および転がり軸受を提供する。保持器１は、環状部２、２'と、環状部２、２'から軸方向一方に延びる複数の柱部３とを有し、柱部３の周方向の間に転動体を保持する転がり軸受用保持器であって、軸方向端部側に押し出しピン跡５が形成されており、柱部３の周方向の最小肉厚をＡとし、押し出しピン跡５の径寸法をＤとした時、０．１＜（Ｄ／Ａ）＜０．９を満たし、押し出しピン跡５が、複数の柱部３のうち少なくとも１以上の柱部３の軸方向端部に形成される。

Description

転がり軸受用保持器および転がり軸受
　本発明は、転がり軸受用保持器および転がり軸受に関し、特に、工作機械の主軸等のように高速で回転する回転部材の支持に用いられる転がり軸受用保持器および転がり軸受に関する。
　転がり軸受は、玉や円筒ころなどの転動体を、内輪と外輪との間の軌道空間に配列し、これらの転動体を保持器により保持している。従来、軸受の保持器は鉄や高力黄銅などの金属材質が用いられてきたが、軸受の長寿命化、軽量化などの観点から、保持器の樹脂材料化が進められている。
　例えば、工作機械の主軸を支持する軸受には、組合せアンギュラ玉軸受や円筒ころ軸受が広く用いられている。特許文献１には、円筒ころ軸受に用いられる樹脂保持器が記載されている。この樹脂保持器は、１つの環状部と、複数の柱部と、円周方向に隣接する柱部の間に形成された複数のポケットとを備える保持器であり、所謂くし型保持器と言われる保持器である。
　特許文献２には、環状部と柱部を有する形状の保持器を、樹脂材料を用いて射出成形で製造する方法が記載されている。具体的には、キャビティ内に注入された溶融樹脂は、キャビティ内を周方向両側に二つの流れとなって流動し、ゲートと径方向に対向する反対側の位置で再び合流し、相互に接合され、ウェルド部が形成されることが記載されている。
　また、特許文献３には、ディスクゲートを用いた射出成形によるくし型保持器の製造方法が記載されており、溶融樹脂を固化した後、エジェクタピンにより突き出すことにより、ゲートカット前の成形体を取り出すことが記載されている。
特許第４３８７１６２号公報 特開２０１６－５０６１６号公報 特許第６８８５１９７号公報
　上述したように、射出成形によって形成される樹脂保持器は、ゲートから溶融樹脂が注入され、流動する溶融樹脂が衝突（その部分はウェルド部となる）し、円環状に一体となることによって成形される。その後、射出成形金型から成形体を取り出す際には、押し出しピン（例えば特許文献３のエジェクタピン）が使用される。
　ここで、樹脂の組成や条件によっては、押し出しピンの跡が成形体（保持器）に転写される場合がある。そして、転写される部位によっては、軸受運転時に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、押し出しピンを当てる部位が肉厚の薄い部位の場合は、押し出し後、保持器の爪形状やポケット内の形状が微小に変形することで、トルク増大や発熱に繋がることが考えられる。また、押し出しピンを当てる部位が転動体を保持するポケット内面である場合は、跡部分の粗さが、摩擦増大や、トルク増大、発熱などの原因となる可能性がある。
　本発明はこのような事情に対処するためになされたものであり、押し出しピン跡が形成される保持器であっても、軸受運転時における摩擦増大やトルク増大などを抑制できる転がり軸受用保持器および転がり軸受を提供することを目的とする。
　本発明の転がり軸受用保持器は、環状部と、該環状部から軸方向一方に延びる複数の柱部とを有し、上記柱部の周方向の間に転動体を保持する転がり軸受用保持器であって、上記転がり軸受用保持器は、軸方向端部側に押し出しピン跡が形成されており、上記柱部の周方向の最小肉厚をＡとし、上記押し出しピン跡の径寸法をＤとした時、０．１＜（Ｄ／Ａ）＜０．９を満たすことを特徴とする。
　上記押し出しピン跡が、上記複数の柱部のうち少なくとも１以上の柱部の軸方向端部側に形成されることを特徴とする。
　上記押し出しピン跡が、上記複数の柱部のうち全ての柱部の軸方向端部側に形成されることを特徴とする。
　上記転がり軸受用保持器において、上記押し出しピン跡が周方向に互いに等間隔に複数形成されていることを特徴とする。
　上記転がり軸受用保持器の軸方向端部にウェルド部が形成されており、そのウェルド部にかかるように上記押し出しピン跡が形成されていることを特徴とする。
　本発明の転がり軸受は、内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備える転がり軸受であって、上記保持器が、本発明の転がり軸受用保持器であることを特徴とする。
　本発明の転がり軸受用保持器は、軸方向端部側に押し出しピン跡が形成されており、柱部の周方向の最小肉厚をＡとし、押し出しピン跡の径寸法をＤとした時、０．１＜（Ｄ／Ａ）＜０．９を満たす。本発明では、押し出しピン跡の位置および寸法関係を規定することで、保持器における軸受運転時の摩擦増大やトルク増大などを抑制することができる。具体的には、押し出しピン跡の形成位置を保持器の軸方向端部側とし、さらに、その押し出しピン跡の径寸法Ｄを所定の寸法関係にすることで、押し出しピン跡での摺接の悪影響を抑制するとともに、押し出しの際の成形体の変形を抑制し、ひいては軸受運転時の摩擦増大やトルク増大などを抑制することができる。
　押し出しピン跡が、複数の柱部のうち少なくとも１以上（好ましくは全て）の柱部の軸方向端部側に形成されるので、射出成形金型から成形体を取り出す際に、安定して押し出し可能であり、成形体の変形を好適に抑制できる。
　また、押し出しピン跡が周方向に互いに等間隔に複数形成されているので、射出成形金型から成形体を取り出す際に、複数個の押し出しピンで均等に力を作用させることができ、成形体の変形を好適に抑制できる。
　上記転がり軸受用保持器の軸方向端部にウェルド部が形成されており、そのウェルド部にかかるように押し出しピン跡が形成されているので、押し出しの際にウェルド部の上から押し出すことができ、変形の可能性を低減できる。
　本発明の転がり軸受は、本発明の転がり軸受用保持器を備える転がり軸受であって、軸受運転時の摩擦増大やトルク増大などを抑制できる。
本発明の転がり軸受用保持器の一例を示す斜視図である。 図１の転がり軸受用保持器の径方向断面図である。 図１の転がり軸受用保持器を軸方向一方側から見た図である。 本発明の転がり軸受の一例（円筒ころ軸受）の軸方向断面図である。 本発明の転がり軸受用保持器の他の例を示す斜視図である。 図５の転がり軸受用保持器を軸方向一方側から見た図である。 本発明の転がり軸受の一例（複列円筒ころ軸受）の軸方向断面図である。 射出成形金型の模式図である。
　本発明の転がり軸受用保持器の一例を図１～図３に基づいて説明する。図１は円筒ころ軸受用の円環状保持器（かご型保持器）の斜視図であり、図２は図１の保持器の径方向断面図であり、図３は図１の保持器を軸方向一方側から見た図である。なお、本発明の転がり軸受用保持器は円環状部材であり、保持器の中心軸に平行な方向を「軸方向」、中心軸に直交する方向を「径方向」、中心軸を中心とする軸周りの方向を「周方向」という。
　図１に示す保持器１は、円筒ころを回転自在に保持する複数のポケット部４と、各ポケット部４の間に形成される複数（例えば偶数）の柱部３と、柱部３を軸方向両側で固定する２つの環状部２、２’とを備えている。柱部３は、環状部２の内側面２ａ（または環状部２’の内側面２ａ’）から軸方向一方に延びており、周方向の間に転動体を保持する。保持器１は樹脂材料を用いて射出成形された射出成形体であり、環状部２と柱部３とが一体に形成されている。
　図１に示すように、保持器１には、軸方向端部側に押し出しピン跡５が形成されている。具体的には、押し出しピン跡５は、一方の環状部２の円環状の外側面２ｂに形成されている。押し出しピン跡５は、射出成形金型から成形体を取り出す際に、押し出しピンが押し付けられることで形成される。例えば、押し出しピン跡５は、環状部２の外側面２ｂの表面に、当該外側面から若干窪んだ凹状に形成され、目視により有無を確認できる。
　押し出しピン跡が相手部材と摺接する面（例えばポケット内面や環状部の内側面など）に形成されると、押し出しピン跡における粗さなどに起因して、摩擦上昇などを招く場合がある。そのため、押し出しピン跡５の形成位置を保持器１の軸方向端部側にすることで押し出しピン跡５に起因する摩擦上昇などを抑制することができる（例えば図４参照）。
　押し出しピン跡５は、図１に示すように、複数形成されることが好ましい。押し出しピン跡５が複数形成される形態では、押し出しピン跡５は、周方向に互いに等間隔に形成（等配）されることがより好ましい。これにより、射出成形金型から成形体を取り出す際に、複数個の押し出しピンで均等に力を作用させることができ、安定して押し出し可能であり、保持器の変形を抑えることができる。例えば、図１の保持器１では、押し出しピン跡５は、環状部２の外側面上に合計で２６個形成され、周方向に約１４°ずつの間隔で配置されている。
　また、図１の保持器１では、押し出しピン跡５は、全ての柱部３の軸方向端部側に形成されている。この場合、保持器１において、柱部３の周方向位置と押し出しピン跡５の周方向位置は一致している。また、柱部３の数と押し出しピン跡５の数は同じになっている。
　なお、環状部２の外側面上における押し出しピン跡５の数や配置は、図１の構成に限らない。例えば、図１の押し出しピン跡５の数を柱部３の数の半分として、一つ置きの柱部の軸方向端部側に形成されるようにしてもよい。また、柱部と周方向位置で重ならない位置に押し出しピン跡が形成されるようにしてもよい。
　図２は、図１の保持器の径方向断面図を示す。図２に示すように、各柱部３は、外径側端部の周方向両側に一対の爪部３ａ、３ａを有している。一対の爪部３ａ、３ａは、柱部３の周方向の肉厚が拡径するようにそれぞれ延び、円筒ころ６の外周面に接触可能となっている。これら爪部３ａ、３ａにより、保持器１に円筒ころ６を組み込んだ状態で、ポケット部４の円筒ころ６がそのポケット部４から径方向外側に抜け出るのを防ぐことができる。なお、各柱部３において、一対の爪部３ａ、３ａ間には凹部３ｂが形成されている。凹部３ｂは、軸方向に沿って形成され、柱部３の外径側周面の一部が径方向内側に凹んだ凹溝となっている。保持器１において、柱部３の形状は軸方向に略同一である。
　本発明では、押し出しピン跡の寸法関係を規定している。具体的には、保持器の軸方向端部側に形成される押し出しピン跡の径寸法をＤ［ｍｍ］、柱部の周方向の最小肉厚をＡ［ｍｍ］とした時、０．１０＜（Ｄ／Ａ）＜０．９０を満たすことを特徴としている。（Ｄ／Ａ）が０．１０未満であると、押し出しピンの面積が小さく、圧力が高くなるため、形成される押し出しピン跡が深くなり、例えば環状部や柱部などが変形する可能性がある。また、（Ｄ／Ａ）が０．９０より大きくなると、金型と干渉する可能性がある。
　ここで、本発明において、柱部の周方向の最小肉厚とは、ポケットに面する柱部の側面間の距離の最小値を意味する。図２では、当該側面間の距離（柱部の周方向の肉厚）が、外径側から内径側に向かって段階的または連続的に小さくなるように柱部３が形成されており、柱部３の内径側端部が周方向の最小肉厚部となっている。
　一方、押し出しピン跡の径寸法Ｄは、図３に示すように、押し出しピン跡５が円形の場合にはその直径である。なお、押し出しピン跡の形状は、押し出しピンの先端部の軸方向断面の形状に対応しており、図３の円形状に限らず、他の形状でもよい。例えば、三角形、四角形、五角形などの多角形状でもよい。押し出しピン跡が略正多角形の場合、全ての頂点を通る円の直径を、押し出しピン跡の径寸法Ｄとしてもよい。
　上記（Ｄ／Ａ）の値は、０．５０＜（Ｄ／Ａ）＜０．９０であってもよく、０．６０＜（Ｄ／Ａ）＜０．９０であってもよく、０．６０＜（Ｄ／Ａ）＜０．８０であってもよい。また、０．１０＜（Ｄ／Ａ）＜０．５０であってもよく、０．１０＜（Ｄ／Ａ）＜０．４０であってもよく、０．１０＜（Ｄ／Ａ）＜０．３０であってもよい。
　ここで、図１に示すような円環状の保持器を射出成形で製造する場合、射出成形時に溶融樹脂が合流する領域にウェルド部が形成される。本発明において、ウェルド部が形成される位置は、特に限定されないが、軸方向端部にウェルド部が形成されることが好ましい。この場合、図１において、一方の環状部２にのみウェルド部が形成されてもよく、両方の環状部２、２’にのみウェルド部が形成されてもよく、両方の環状部２、２’と柱部３にウェルド部が形成されてもよい。例えば、両方の環状部２、２’と柱部３にウェルド部が形成される場合、環状部２から環状部２’にかけて柱部３を通って軸方向に延びるようにウェルド部が形成される。この場合は、環状部にのみ形成される場合に比べて、ウェルド部の面積が大きくなり、ウェルド部の強度を確保することができる。
　また、押し出しピン跡５は、ウェルド部との位置関係で言えば、軸方向端部に形成されたウェルド部にかかるように押し出しピン跡５が形成されることが好ましい。例えば、図１において、ウェルド部が少なくとも１以上の柱部３の軸方向端部側の環状部２に形成されているとした場合、全てのウェルド部に押し出しピン跡５がかかるように形成されているといえる。押し出しの際にウェルド部の上から押し出しピンによって押し出した方が、成形体の変形の観点から有利である。さらに、ウェルド部の左右を略均等に押し出せるよう、押し出しピン跡５の略中心が、ウェルド部（ウェルドラインでもよい）にあることがより好ましい。
　図１に示す保持器１において、ウェルド部の数は特に限定されず、例えば、柱部３の数と同じ数であってもよく、柱部３の数の半分であってもよい。後者の場合、例えば、ウェルド部が形成された柱部と、ウェルド部が形成されていない柱部とが周方向に交互に配置される形態（つまり周方向に１つ置きの柱部３にウェルド部が配置される形態）としてもよい。
　図４には、上述した円筒ころ軸受用保持器を適用した円筒ころ軸受の一例を示している。円筒ころ軸受７は、内輪８および外輪９と、内輪８および外輪９との間に介在し、これらの軌道面間を転動する複数の円筒ころ１０と、複数の円筒ころ１０を周方向一定間隔で転動自在に保持する保持器１とを備えている。内輪８の軸方向両端には鍔がそれぞれ一体形成されており、円筒ころ１０が内輪８に嵌め込まれている。また、保持器１に形成される押し出しピン跡５は、他部材とは干渉しない箇所に位置している。
　次に、本発明の転がり軸受用保持器の他の例を図５～図６に基づいて説明する。図５は円筒ころ軸受用のくし型保持器の斜視図であり、図６は図５の保持器を軸方向一方側（柱部の先端側）から見た図である。
　図５に示す保持器１１は、１つの環状部１２と、環状部１２の内側面１２ａから軸方向一方に延びる複数（例えば偶数）の柱部１３と、円周方向に隣接する柱部１３の円周方向側面間に形成され、円筒ころを回転自在に保持する複数のポケット部１４とを備えている。保持器１１も射出成形体であり、環状部１２と柱部１３とが一体に形成されている。
　図６に示すように、環状部１２の周方向に隣接する柱部１３の対向するポケット内面１３ａはそれぞれ円筒ころ１６の周面に沿う形状に凹んでおり、ポケットの形状は、円筒ころ１６が収まる円柱状となっている。また、柱部１３のポケット内面１３ａには、溝状の潤滑剤溜まり部１３ｂと、切り欠き部１３ｃが設けられている。切り欠き部１３ｃは、柱部１３の内径側の軸方向端部側に形成されており、外部からポケット内へ潤滑剤の流入を促す役割を担っている。
　図６に示すように、保持器１１には、軸方向端部側に押し出しピン跡１５が形成されている。具体的には、軸方向一方に延びた柱部１３の先端面１３ｄに押し出しピン跡１５が形成されている。柱部１３において、押し出しピン跡１５は、柱部１３の周方向の略中央部に位置している。また、図６において、押し出しピン跡１５は複数形成され、全ての柱部１３の先端面１３ｄにそれぞれ形成されている。
　この保持器１１においても、押し出しピン跡１５の径寸法Ｄ、柱部１３の周方向の最小肉厚Ａとの関係は、０．１０＜（Ｄ／Ａ）＜０．９０を満たしている。保持器１１の柱部１３の軸方向端部（図手前側）は、外径側から内径側に向かって周方向の肉厚が段階的または連続的に小さくなるように形成されており、内径側端部が周方向の最小肉厚部となっている。
　なお、図１～図３の保持器で述べたような、（Ｄ／Ａ）の数値範囲や、押し出しピン跡５の形状、ウェルド部との位置関係などは、図５～図６の保持器においても適用できる。
　図７には、図５～図６で述べた円筒ころ軸受用保持器を適用した円筒ころ軸受の一例として複列円筒ころ軸受を示している。複列円筒ころ軸受１７は、内輪１８および外輪１９と、内輪１８と外輪１９との間に介在し、軸方向に離間して２列に配置された複数の円筒ころ２０、２０と、上述の２つの保持器１１、１１とを備えている。内輪１８は、その軸方向中央部に中鍔が設けられ、軸方向両側の端部に外鍔が設けられた複列軌道輪である。２つの保持器１１、１１は、その環状部１２、１２が隣接するように配置され、それぞれのポケット部１４、１４で各列の円筒ころ２０、２０を周方向に一定間隔で保持している。必要に応じて、円筒ころ２０、２０の周囲にグリースなどの潤滑剤が封入されて潤滑がなされる。
　図７では、保持器１１、１１は、左右列別体の一対のくし型保持器であり、軸受運転時には、保持器１１、１１の軸方向端面同士（背面同士）が摺接する。そのため、摩擦増大やトルク増大、発熱などの点から押し出しピン跡が環状部にあるのは好ましくないことから、図６に示すように、柱部１３の先端面１３ｄに配置している。
　上記図１～図７では、本発明の転がり軸受用保持器として、円筒ころ軸受用の保持器を例示したが、玉軸受に用いる冠型保持器などの樹脂保持器も同様に円環状の成形体であり、金型から押し出しピンによって取り出されるものであり、本発明を適用できる。また、その他の任意の玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、針状ころ軸受の保持器にも適用できる。
　本発明の転がり軸受用保持器は、樹脂材料を射出成形してなる樹脂保持器である。樹脂保持器を射出成形で製造する場合の金型は、固定型（固定側の金型）と、固定型に対して型締め、型開き可能な可動型（可動側の金型）と、から構成される。型締めされた固定型と可動型とによって形成された成形キャビティにゲートから溶融樹脂を射出充填して固化させることにより、成形キャビティの形状に対応する保持器を成形する。ゲートの方式、位置、および個数は、適宜設定できる。
　例えば、柱部の内径部を成形するキャビティ部分の周方向の一つ置きにトンネルゲートなどのゲートを配置することができる。この場合、保持器の周方向の一つ置きの柱部の内径面３ｃ、１３ｅ（図２、図６参照）にゲート跡が形成される。このように配置することで、ウェルド部が一つ置きの柱部に形成される。
　図８に射出成形金型の模式図を示す。保持器の射出成形時の樹脂材料には、ベース樹脂に繊維強化剤などを所定量配合し混練して得られた成形用ペレットを用いる。この成形用ペレットは、射出成形機２１のホッパー２２に投入され、該ホッパー２２からシリンダ２３に導入される。その後、成形用ペレットは、シリンダ２３内で、ヒータ２４で加熱溶融されつつ、スクリュー２５で押され、計量部を経て、シリンダーノズル２６側に成形品１ショット分の溶融樹脂として充填される。このシリンダーノズル２６から、金型２７における所望の保持器形状（例えば、図１の形状）のキャビティに、ゲート２７ａを介して溶融樹脂を射出充填して成形を行なう。
　成形後、固定型と可動型を型開きして、例えば複数の押し出しピン２８を成形体に対して前進させることで、成形体を取り出す。この押し出しピン２８によって、保持器に押し出しピン跡が形成される。押し出しピン２８の先端部の径寸法は、上述した関係式を満たすように、保持器の形状を考慮して設定することができる。
　本発明の転がり軸受用保持器の樹脂材料のベース樹脂は、射出成形が可能であり、保持器材料として十分な耐熱性や機械的強度を有するものであれば、任意のものを使用できる。ベース樹脂となる合成樹脂としては、例えば、ポリアミド６（ＰＡ６）樹脂、ポリアミド６－６（ＰＡ６６）樹脂、ポリアミド４－６（ＰＡ４６）樹脂などのポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂などの射出成形可能なフッ素樹脂、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、射出成形可能なポリイミド（ＰＩ）樹脂などが挙げられる。なお、各ポリアミド樹脂において、数字はアミド結合間の炭素数を表す。これらの各合成樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。
　これらの中でも、機械的強度、剛性、耐熱性などに優れることから、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＡ樹脂、およびＰＰＳ樹脂の少なくともいずれかをベース樹脂に用いることが好ましく、ＰＥＥＫ樹脂を用いることがより好ましい。ＰＥＥＫ樹脂は、ベンゼン環がパラの位置で、カルボニル基とエーテル結合によって連結されたポリマー構造を持つ結晶性の熱可塑性樹脂である。
　また、上記樹脂材料には、弾性率などの機械的強度を向上させるため、射出成形性を阻害しない範囲で、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカー）などの繊維強化剤を配合することが好ましい。繊維強化剤としては、補強効果や入手性に優れることから、ガラス繊維または炭素繊維を配合することがより好ましい。
　繊維強化剤の配合量は、樹脂材料全体に対して１０質量％～５０質量％とすることが好ましく、１０質量％～４０質量％とすることがより好ましい。上記範囲内とすることで、溶融樹脂の流動性を確保しつつ、保持器の機械的強度の向上を図りやすくなる。
　上記樹脂材料には、保持器の機能や射出成形性を損なわない範囲で、繊維強化剤以外の添加剤などを配合できる。他の添加剤として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などの固体潤滑剤、無機充填材、酸化防止剤、帯電防止剤、離型材などを配合できる。
　上記樹脂材料を構成する各材料を、必要に応じて、ヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダーなどにて混合した後、二軸混練押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、成形用ペレットを得ることができる。なお、充填材の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。
　本発明の転がり軸受用保持器は、押し出しピン跡が形成される保持器であっても、軸受運転時における摩擦増大やトルク増大などを抑制できるので、自動車、モータ、工作機械などで用いられる種々の転がり軸受の保持器として好適に利用できる。
　　１、１１　保持器
　　２、１２　環状部
　　３、１３　柱部
　　４、１４　ポケット部
　　５、１５　押し出しピン跡
　　６、１６　円筒ころ
　　７　　円筒ころ軸受
　　８、１８　内輪
　　９、１９　外輪
　　１０、２０円筒ころ
　　１７　複列円筒ころ軸受
　　２１　射出成形機
　　２２　ホッパー
　　２３　シリンダ
　　２４　ヒータ
　　２５　スクリュー
　　２６　シリンダーノズル
　　２７　金型
　　２８　押し出しピン

Claims (9)

  1. 　環状部と、該環状部から軸方向一方に延びる複数の柱部とを有し、前記柱部の周方向の間に転動体を保持する転がり軸受用保持器であって、
    　前記転がり軸受用保持器は、軸方向端部側に押し出しピン跡が形成されており、前記柱部の周方向の最小肉厚をＡとし、前記押し出しピン跡の径寸法をＤとした時、０．１＜（Ｄ／Ａ）＜０．９を満たすことを特徴とする転がり軸受用保持器。
  2. 　前記押し出しピン跡が、前記複数の柱部のうち少なくとも１以上の柱部の軸方向端部側に形成されることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
  3. 　前記押し出しピン跡が、前記複数の柱部のうち全ての柱部の軸方向端部側に形成されることを特徴とする請求項２記載の転がり軸受用保持器。
  4. 　前記転がり軸受用保持器において、前記押し出しピン跡が周方向に互いに等間隔に複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
  5. 　０．６＜（Ｄ／Ａ）＜０．９を満たすことを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
  6. 　前記押し出しピン跡が、前記複数の柱部のうち全ての柱部の軸方向端部側に形成され、かつ、周方向に互いに等間隔に形成されており、
    　０．６＜（Ｄ／Ａ）＜０．９を満たすことを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
  7. 　前記転がり軸受用保持器の軸方向端部にウェルド部が形成されており、そのウェルド部にかかるように前記押し出しピン跡が形成されていることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用保持器。
  8. 　前記転がり軸受用保持器はくし型保持器であり、前記柱部の先端面に前記ウェルド部が形成されるとともに、前記押し出しピン跡が形成されていることを特徴とする請求項７記載の転がり軸受用保持器。
  9. 　内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備える転がり軸受であって、
    　前記保持器が、請求項１記載の転がり軸受用保持器であることを特徴とする転がり軸受。
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