JP4082032B2 - 玉軸受用保持器及び玉軸受 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、玉軸受用保持器及び玉軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
保持器は、内輪と外輪の間に転動自在に設けられた複数の玉を一定の間隔で保つべく内外輪間で玉を転動自在に保持するためのものである。従来の保持器としては、図６に示すような、いわゆる冠型保持器がある。この冠型保持器は、円環状の保持器本体１０１の周方向の複数箇所に玉を転動自在に保持するポケット１０１ａが設けられて構成されている。保持器ポケット１０１ａは、玉を一つずつ抱持するべく凹状形成されており、保持器本体１０１の軸方向一端側から突設された爪１０２を備えている。
そして、保持器の材質としては、金属製もあるが、合成樹脂製の方が、高速回転時の温度上昇が少なく優れていることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
合成樹脂製の冠型保持器を高速回転（例えば、１５０００〜１８０００ｍ−１程度）で使用すると、保持器には遠心力による径外方向への変形力がかかる。遠心力がかかっても、保持器本体１０１は円環状であるから合成樹脂製であってもほとんど変形しないが、爪１０２は弾性変形する弾性片であり、遠心力によって保持器径外方向に向かって変形する。
【０００４】
このため、図７に示すように、ポケット１０１ａに保持された玉１０３に対して、爪１０２が径外方向に変形することとなり、爪１０２の径内側端のエッジ１０２ａが玉１０３と接触して玉とのつまりが生じ、発熱によって軸受が焼付くという問題が生じる。
【０００５】
ここで、高い回転速度での遠心力による保持器の変形を考慮したものとして、特開２００１−５０２８０号公報（以下、「先行技術文献」という。）に記載の保持器がある。しかし、先行技術文献の保持器は、玉が軸方向にガタつき易いという欠点がある。すなわち、先行技術文献の保持器では、爪（先行技術文献では「タブ」と呼ばれている）が、保持器の径方向内側部分にはなく、径方向外側部分にしかないため（図７参照）、爪（タブ）が遠心力によって径外方向に変形すると、爪（タブ）が玉を軸方向に押さえる機能が小さくなり、玉が軸方向にガタつき易くなる。
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、高速回転よる保持器の変形による玉とのつまりを防止するとともに、玉の軸方向へのガタつきを防止した玉軸受用保持器及び玉軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円環状の保持器本体の周方向の複数箇所に玉を転動自在に保持するポケットが設けられた玉軸受用保持器であって、前記ポケットは、前記保持器本体の軸方向一端側から突設された複数の弾性片と、隣接して対をなす弾性片間における前記保持器本体に凹状形成されたポケット本体部とを備え、前記弾性片は、前記ポケットに保持される玉中心を結んでなるピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、当該弾性片の内側面は、前記ポケット本体部と連続した面で形成され、前記弾性片の幅は、当該保持器本体の幅と同一であり、前記弾性片の内側面のうち前記ピッチ円より径外側にある第１範囲、及び前記ポケット本体部は、保持される玉の表面形状に沿うように当該玉の中心からの距離が等しく形成された球状凹面であり、前記弾性片の内側面のうち前記ピッチ円より径内側にある第２範囲は、弾性片の突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲し、当該第２範囲の径内側端は、前記ポケットに保持される玉から離反して位置するよう、前記球状凹面に比べて保持される玉中心からの距離が大きくされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によると、第２範囲の径内端側、すなわち弾性片の径内端側、が玉から離反して位置しているので、弾性片が遠心力で径外方向に変形しても、弾性片の径内側端が玉と接触し難くなり、玉とのつまりが防止される。しかも、弾性片はピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、径内側の第２範囲が突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲しているため、弾性片が径外方向に変形しても、玉が軸方向にガタつくことが防止される。
【０００９】
前記第２範囲としては、長手方向が保持器径方向に向けられ中心軸が前記玉の中心を通る仮想的な円筒体であって、当該円筒体の断面円の半径が前記玉の半径と略等しい円筒体の表面に沿った形状であるのが好ましい。
【００１０】
そして、内輪と外輪の間に転動自在に設けられた複数の玉を内外輪間で転動自在に保持する保持器を備えた玉軸受において、前記保持器として、前述の保持器を用いることで、保持器と玉とのつまりを防止して、玉軸受の焼付きを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は、実施形態に係る玉軸受用の保持器１を示している。この保持器１は、玉軸受の内輪と外輪の間に組み付けられ、内輪外周面に形成された内輪軌道面と、外輪内周面に形成された外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の玉を一定の間隔で保持するためのものである。この保持器１は、合成樹脂製であり、いわゆる冠型として構成されている。
【００１２】
保持器１は、円環状の保持器本体２を備え、この保持器本体２は、玉軸受外輪の内周面と対面する外周面部３と、玉軸受内輪の外周面と対面する内周面部４と、軸方向一端側の正面部５と、軸方向他端側の背面部６とを有している。
保持器本体２には、周方向に所定の間隔をおいて玉７を抱持するためのポケット８が設けられている。このポケット８は、保持器本体２の正面部５から軸方向に突設された複数の爪状の弾性片９，１０を備えている。複数の弾性片９，１０は、隣接する２つの弾性片同士が対をなしており、対の弾性片９，１０が、周方向に複数組備えられている。
【００１３】
また、ポケット８は、対の弾性片９，１０間における保持器本体２に凹状形成されたポケット本体部１２を備えている。ポケット本体部１２は、外周面部３側、内周面部４側、及び正面部５側が開口している。ポケット本体部１２は、玉７の表面形状に沿うように球状凹面として形成されている。すなわち、ポケット本体部１２の凹面は、玉７の中心Ｃからの距離が等しくされている。また、玉７の中心Ｃからポケット本体部１２の球状凹面までの距離は、玉７の半径と略等しいが、玉７の半径より僅かに大きくされており、玉７とポケット８間に僅かな隙間が確保されて玉７が円滑に転動する。
【００１４】
各弾性片９，１０は、径方向の幅が保持器本体２の幅と同一とされており、このため、弾性片９，１０は、ポケット８によって保持される複数の玉７の中心Ｃを結んでなるピッチ円ＰＣに対して径方向にまたがって存在している。
対の弾性片９，１０は、互いに対向する内側面１４，１５を有しており、これらの内側面１４，１５は、ピッチ円ＰＣより径外側の領域である第１範囲１４ａ，１５ａとピッチ円ＰＣより径内側の領域である第２範囲１４ｂ，１５ｂ（図２の網掛け部分）とでは、その表面形状が異なっている。なお、本発明においてピッチ円ＰＣの通る玉の中心Ｃの位置は厳密なものではなく、完全な玉中心Ｃだけでなくその近傍位置をも含む意である。
【００１５】
前記第１範囲１４ａ，１５ａは、ポケット本体部１２と同様に玉７の表面形状に沿った球状凹面であり、ポケット本体部１２の球状凹面と第１範囲１４ａ，１５ａの球状凹面は連続的に形成されて、玉７の半径と略同一の半径の仮想的な球体表面の一部をなす形状となっている。保持器１は、主にポケット本体部１２の球状凹面と第１範囲１４ａ，１５ａの球状凹面とによって、図５及び図６に示す従来の保持器と同様な回転方向（保持器周方向）へのガイド機能をもって、玉７を安定的に抱持する。
【００１６】
前記第２範囲１４ｂ，１５ｂは、仮想的な円筒体の表面の一部をなす形状であり、この仮想円筒体は、中心軸が玉７の中心Ｃを通るとともに長手方向が保持器径方向Ｒに向けられたものである。また、仮想円筒体の断面円の半径は、玉７の半径と略等しい。この第２範囲１４ｂ，１５ｂは、第１範囲１４ａ，１５ａと連続した面であり、対をなして向かい合う弾性片９，１０の第２範囲１４ｂ，１５ｂは、仮想円筒の一部を占めているため、保持器径方向（仮想円筒の軸方向）にみると、両第２範囲１４ｂ，１５ｂの間隔は略一定となっている。したがって、第２範囲１４ｂ，１５ｂの径内側端１７，１８は、第１範囲１４ａ，１５ａの球状凹面における玉中心Ｃからの距離Ａに比べて玉中心Ｃからの距離Ｂが大きく、弾性片９，１０の径内端側１７，１８は玉７と離反した位置にある。
【００１７】
本実施形態では、弾性片９，１０が以上のように構成されているため、玉軸受が高速で回転して、弾性片９，１０が径外方向に変形しても、弾性片９，１０の径内側端１７，１８が玉７と接触しないから、玉７とのつまりが発生せず、軸受の焼付きが生じない。
しかも、弾性片９，１０の第２範囲１４ｂ，１５ｂは、仮想円筒体の円周表面の一部を占めるように形成されているため、弾性片突出方向にみると他方の弾性片に近づくように玉７に沿って湾曲しており、弾性片９，１０が径外方向に変形しても、第２範囲１４ｂ、１５が玉７の保持器軸方向への移動を阻止するので、玉７の保持器軸方向へのガタつきが防止される。
【００１８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第２範囲の具体的形状は、特許請求の範囲の記載内で様々な変更が可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によると、第２範囲の径内端側、すなわち弾性片の径内端側、が玉から離反して位置しているので、弾性片が遠心力で径外方向に変形しても、弾性片の径内側端が玉と接触し難くなり、玉とのつまりが防止される。しかも、弾性片はピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、径内側の第２範囲が突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲しているため、弾性片が径外方向に変形しても、玉が軸方向にガタつくことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】玉軸受用保持器の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】ポケット部の平面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】従来の玉軸受用保持器の斜視図である。
【図６】従来の玉軸受用保持器のポケット部の平面図である。
【図７】先行技術文献のポケット部の平面図である。
【符号の説明】
１ 玉軸受用保持器
２ 保持器本体
８ ポケット
７ 玉
９ 弾性片
１０ 弾性片
１２ ポケット本体部
１４ 弾性片内側面
１４ａ 第１範囲
１４ｂ 第２範囲
１５ 弾性片内側面
１５ａ 第１範囲
１５ｂ 第２範囲
１７ 弾性片内側端（第２範囲内側端）
１８ 弾性片内側端（第２範囲内側端）
Ｃ 玉中心
ＰＣ ピッチ円
Ｒ 保持器径方向（仮想円筒体軸方向）
【発明の属する技術分野】
本発明は、玉軸受用保持器及び玉軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
保持器は、内輪と外輪の間に転動自在に設けられた複数の玉を一定の間隔で保つべく内外輪間で玉を転動自在に保持するためのものである。従来の保持器としては、図６に示すような、いわゆる冠型保持器がある。この冠型保持器は、円環状の保持器本体１０１の周方向の複数箇所に玉を転動自在に保持するポケット１０１ａが設けられて構成されている。保持器ポケット１０１ａは、玉を一つずつ抱持するべく凹状形成されており、保持器本体１０１の軸方向一端側から突設された爪１０２を備えている。
そして、保持器の材質としては、金属製もあるが、合成樹脂製の方が、高速回転時の温度上昇が少なく優れていることが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
合成樹脂製の冠型保持器を高速回転（例えば、１５０００〜１８０００ｍ−１程度）で使用すると、保持器には遠心力による径外方向への変形力がかかる。遠心力がかかっても、保持器本体１０１は円環状であるから合成樹脂製であってもほとんど変形しないが、爪１０２は弾性変形する弾性片であり、遠心力によって保持器径外方向に向かって変形する。
【０００４】
このため、図７に示すように、ポケット１０１ａに保持された玉１０３に対して、爪１０２が径外方向に変形することとなり、爪１０２の径内側端のエッジ１０２ａが玉１０３と接触して玉とのつまりが生じ、発熱によって軸受が焼付くという問題が生じる。
【０００５】
ここで、高い回転速度での遠心力による保持器の変形を考慮したものとして、特開２００１−５０２８０号公報（以下、「先行技術文献」という。）に記載の保持器がある。しかし、先行技術文献の保持器は、玉が軸方向にガタつき易いという欠点がある。すなわち、先行技術文献の保持器では、爪（先行技術文献では「タブ」と呼ばれている）が、保持器の径方向内側部分にはなく、径方向外側部分にしかないため（図７参照）、爪（タブ）が遠心力によって径外方向に変形すると、爪（タブ）が玉を軸方向に押さえる機能が小さくなり、玉が軸方向にガタつき易くなる。
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、高速回転よる保持器の変形による玉とのつまりを防止するとともに、玉の軸方向へのガタつきを防止した玉軸受用保持器及び玉軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円環状の保持器本体の周方向の複数箇所に玉を転動自在に保持するポケットが設けられた玉軸受用保持器であって、前記ポケットは、前記保持器本体の軸方向一端側から突設された複数の弾性片と、隣接して対をなす弾性片間における前記保持器本体に凹状形成されたポケット本体部とを備え、前記弾性片は、前記ポケットに保持される玉中心を結んでなるピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、当該弾性片の内側面は、前記ポケット本体部と連続した面で形成され、前記弾性片の幅は、当該保持器本体の幅と同一であり、前記弾性片の内側面のうち前記ピッチ円より径外側にある第１範囲、及び前記ポケット本体部は、保持される玉の表面形状に沿うように当該玉の中心からの距離が等しく形成された球状凹面であり、前記弾性片の内側面のうち前記ピッチ円より径内側にある第２範囲は、弾性片の突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲し、当該第２範囲の径内側端は、前記ポケットに保持される玉から離反して位置するよう、前記球状凹面に比べて保持される玉中心からの距離が大きくされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によると、第２範囲の径内端側、すなわち弾性片の径内端側、が玉から離反して位置しているので、弾性片が遠心力で径外方向に変形しても、弾性片の径内側端が玉と接触し難くなり、玉とのつまりが防止される。しかも、弾性片はピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、径内側の第２範囲が突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲しているため、弾性片が径外方向に変形しても、玉が軸方向にガタつくことが防止される。
【０００９】
前記第２範囲としては、長手方向が保持器径方向に向けられ中心軸が前記玉の中心を通る仮想的な円筒体であって、当該円筒体の断面円の半径が前記玉の半径と略等しい円筒体の表面に沿った形状であるのが好ましい。
【００１０】
そして、内輪と外輪の間に転動自在に設けられた複数の玉を内外輪間で転動自在に保持する保持器を備えた玉軸受において、前記保持器として、前述の保持器を用いることで、保持器と玉とのつまりを防止して、玉軸受の焼付きを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は、実施形態に係る玉軸受用の保持器１を示している。この保持器１は、玉軸受の内輪と外輪の間に組み付けられ、内輪外周面に形成された内輪軌道面と、外輪内周面に形成された外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の玉を一定の間隔で保持するためのものである。この保持器１は、合成樹脂製であり、いわゆる冠型として構成されている。
【００１２】
保持器１は、円環状の保持器本体２を備え、この保持器本体２は、玉軸受外輪の内周面と対面する外周面部３と、玉軸受内輪の外周面と対面する内周面部４と、軸方向一端側の正面部５と、軸方向他端側の背面部６とを有している。
保持器本体２には、周方向に所定の間隔をおいて玉７を抱持するためのポケット８が設けられている。このポケット８は、保持器本体２の正面部５から軸方向に突設された複数の爪状の弾性片９，１０を備えている。複数の弾性片９，１０は、隣接する２つの弾性片同士が対をなしており、対の弾性片９，１０が、周方向に複数組備えられている。
【００１３】
また、ポケット８は、対の弾性片９，１０間における保持器本体２に凹状形成されたポケット本体部１２を備えている。ポケット本体部１２は、外周面部３側、内周面部４側、及び正面部５側が開口している。ポケット本体部１２は、玉７の表面形状に沿うように球状凹面として形成されている。すなわち、ポケット本体部１２の凹面は、玉７の中心Ｃからの距離が等しくされている。また、玉７の中心Ｃからポケット本体部１２の球状凹面までの距離は、玉７の半径と略等しいが、玉７の半径より僅かに大きくされており、玉７とポケット８間に僅かな隙間が確保されて玉７が円滑に転動する。
【００１４】
各弾性片９，１０は、径方向の幅が保持器本体２の幅と同一とされており、このため、弾性片９，１０は、ポケット８によって保持される複数の玉７の中心Ｃを結んでなるピッチ円ＰＣに対して径方向にまたがって存在している。
対の弾性片９，１０は、互いに対向する内側面１４，１５を有しており、これらの内側面１４，１５は、ピッチ円ＰＣより径外側の領域である第１範囲１４ａ，１５ａとピッチ円ＰＣより径内側の領域である第２範囲１４ｂ，１５ｂ（図２の網掛け部分）とでは、その表面形状が異なっている。なお、本発明においてピッチ円ＰＣの通る玉の中心Ｃの位置は厳密なものではなく、完全な玉中心Ｃだけでなくその近傍位置をも含む意である。
【００１５】
前記第１範囲１４ａ，１５ａは、ポケット本体部１２と同様に玉７の表面形状に沿った球状凹面であり、ポケット本体部１２の球状凹面と第１範囲１４ａ，１５ａの球状凹面は連続的に形成されて、玉７の半径と略同一の半径の仮想的な球体表面の一部をなす形状となっている。保持器１は、主にポケット本体部１２の球状凹面と第１範囲１４ａ，１５ａの球状凹面とによって、図５及び図６に示す従来の保持器と同様な回転方向（保持器周方向）へのガイド機能をもって、玉７を安定的に抱持する。
【００１６】
前記第２範囲１４ｂ，１５ｂは、仮想的な円筒体の表面の一部をなす形状であり、この仮想円筒体は、中心軸が玉７の中心Ｃを通るとともに長手方向が保持器径方向Ｒに向けられたものである。また、仮想円筒体の断面円の半径は、玉７の半径と略等しい。この第２範囲１４ｂ，１５ｂは、第１範囲１４ａ，１５ａと連続した面であり、対をなして向かい合う弾性片９，１０の第２範囲１４ｂ，１５ｂは、仮想円筒の一部を占めているため、保持器径方向（仮想円筒の軸方向）にみると、両第２範囲１４ｂ，１５ｂの間隔は略一定となっている。したがって、第２範囲１４ｂ，１５ｂの径内側端１７，１８は、第１範囲１４ａ，１５ａの球状凹面における玉中心Ｃからの距離Ａに比べて玉中心Ｃからの距離Ｂが大きく、弾性片９，１０の径内端側１７，１８は玉７と離反した位置にある。
【００１７】
本実施形態では、弾性片９，１０が以上のように構成されているため、玉軸受が高速で回転して、弾性片９，１０が径外方向に変形しても、弾性片９，１０の径内側端１７，１８が玉７と接触しないから、玉７とのつまりが発生せず、軸受の焼付きが生じない。
しかも、弾性片９，１０の第２範囲１４ｂ，１５ｂは、仮想円筒体の円周表面の一部を占めるように形成されているため、弾性片突出方向にみると他方の弾性片に近づくように玉７に沿って湾曲しており、弾性片９，１０が径外方向に変形しても、第２範囲１４ｂ、１５が玉７の保持器軸方向への移動を阻止するので、玉７の保持器軸方向へのガタつきが防止される。
【００１８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第２範囲の具体的形状は、特許請求の範囲の記載内で様々な変更が可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によると、第２範囲の径内端側、すなわち弾性片の径内端側、が玉から離反して位置しているので、弾性片が遠心力で径外方向に変形しても、弾性片の径内側端が玉と接触し難くなり、玉とのつまりが防止される。しかも、弾性片はピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、径内側の第２範囲が突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲しているため、弾性片が径外方向に変形しても、玉が軸方向にガタつくことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】玉軸受用保持器の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】ポケット部の平面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】従来の玉軸受用保持器の斜視図である。
【図６】従来の玉軸受用保持器のポケット部の平面図である。
【図７】先行技術文献のポケット部の平面図である。
【符号の説明】
１ 玉軸受用保持器
２ 保持器本体
８ ポケット
７ 玉
９ 弾性片
１０ 弾性片
１２ ポケット本体部
１４ 弾性片内側面
１４ａ 第１範囲
１４ｂ 第２範囲
１５ 弾性片内側面
１５ａ 第１範囲
１５ｂ 第２範囲
１７ 弾性片内側端（第２範囲内側端）
１８ 弾性片内側端（第２範囲内側端）
Ｃ 玉中心
ＰＣ ピッチ円
Ｒ 保持器径方向（仮想円筒体軸方向）
Claims (3)
- 円環状の保持器本体の周方向の複数箇所に玉を転動自在に保持するポケットが設けられた玉軸受用保持器であって、前記ポケットは、前記保持器本体の軸方向一端側から突設された複数の弾性片と、隣接して対をなす弾性片間における前記保持器本体に凹状形成されたポケット本体部とを備え、前記弾性片は、前記ポケットに保持される玉中心を結んでなるピッチ円に対して径内外方向にまたがって形成され、当該弾性片の内側面は、前記ポケット本体部と連続した面で形成され、前記弾性片の幅は、当該保持器本体の幅と同一であり、前記弾性片の内側面のうち前記ピッチ円より径外側にある第１範囲、及び前記ポケット本体部は、保持される玉の表面形状に沿うように当該玉の中心からの距離が等しく形成された球状凹面であり、前記弾性片の内側面のうち前記ピッチ円より径内側にある第２範囲は、弾性片の突出方向先端側ほど対をなす他方の弾性片側へ近づくよう湾曲し、当該第２範囲の径内側端は、前記ポケットに保持される玉から離反して位置するよう、前記球状凹面に比べて保持される玉中心からの距離が大きくされていることを特徴とする玉軸受用保持器。
- 前記第２範囲は、長手方向が保持器径方向に向けられ中心軸が前記玉の中心を通る仮想的な円筒体であって、当該円筒体の断面円の半径が前記玉の半径と略等しい円筒体の表面に沿った形状であることを特徴とする請求項１記載の玉軸受用保持器。
- 内輪と外輪の間に転動自在に設けられた複数の玉を内外輪間で転動自在に保持する保持器を備えた玉軸受において、
前記保持器は、請求項１又は２のいずれかに記載の玉軸受用保持器であることを特徴とする玉軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002011699A JP4082032B2 (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | 玉軸受用保持器及び玉軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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