JP4642712B2 - 樹脂冠型保持器及び玉軸受 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂冠型保持器及び玉軸受に関する。

一般に、図４に示すように、玉軸受は、内輪１と、外輪２と、この内輪１と外輪２との間に介装されるボール３と、このボール３を保持する保持器４とを備える。そして、保持器には樹脂冠型保持器を使用する場合がある。この樹脂冠型保持器４は、耐摩耗性や耐焼き付き性等に優れた樹脂からなり、図５に示すように、環状の保持器本体５の軸方向一端面６に周方向に沿って所定ピッチで配設される凹部７を形成するとともに、この凹部７の周方向に対向する開口端から突出する一対の爪部８、８を設けて、凹部７と一対の爪部８、８とでボール３が収納されるポケット９を形成したものである。なお、保持器本体５には、軸方向他端面１０に肉ぬすみ用の溝１１が設けられている。

ところで、保持器４は、ボール３に対して滑り接触をするものである。例えば、外輪２が静止した状態で内輪１が回転する場合、ボール３は自転しつつ内輪の周囲を公転し、保持器４は、ボール３と滑り接触しながらボール３から駆動力を受け、ボール３の公転速度と同じ速度で内輪１の周囲を回転する。逆に、内輪１が静止した状態で外輪２が回転する場合も、ボール３は自転しつつ外輪２の内周を公転し、保持器４は、ボール３と滑り接触しながらボール３から駆動力を受け、ボール３の公転速度と同じ速度で外輪２の内周を回転する。

また、内輪１が静止した状態で外輪２を回転させたときは、外輪２が静止した状態で内輪１を回転させたときより保持器４はその回転速度が速くなる。このため、保持器４に比較的大きな遠心力が作用する。このように、大きな遠心力が作用すれば、前記した樹脂冠型保持器では、その遠心力によって、爪部８が外径側に広がり、ポケット９内のボール３を拘束し、円滑な回転を阻害するおそれがあった。

そこで、この種の保持器においては、大きな遠心力が作用しても爪部が外径側に広がらないように剛性を向上させる必要があった。そして、従来には、高速回転した場合に、保持器の膨張変形を抑えようとしたものがある（特許文献１）。

前記特許文献１に記載の保持器は、ボールピッチ円直径に対して外径側が内径側よりも長寸に形成されている。すなわち、保持器の内外径間寸法（肉厚）は、外輪の内径を拡径した分だけ長寸とし、保持器の剛性を高めている。これによって、ボールとの接触面における摩耗や高熱の発生等を防止するようにしている。
特開２００２−１８８６４９号

しかしながら、前記特許文献１においては、保持器の内外径間寸法（肉厚）を大きくしたと記載されているが、ボールや内外輪等の大きさに対してどの程度の大きさについての限定はなく、高速回転した場合に、保持器の膨張変形を抑えることができる信頼性が低い。

本発明は、上記課題に鑑みて、爪部の剛性をアップさせて、遠心力による爪部の変形を確実に抑えることができ、転動体であるボールを長期に亘って円滑に回転させることが可能な樹脂冠型保持器及び玉軸受を提供する。

本発明の樹脂冠型保持器は、環状の保持器本体の軸方向一端面に周方向に沿って所定ピッチで配設される凹部を形成するとともに、この凹部の周方向に対向する開口端から一対の爪部を突設して、前記凹部と一対の爪部とでボールが収納されるポケットを形成し、保持器本体の軸方向他端面側に設けられるぬすみ部を形成した樹脂冠型保持器であって、ボールピッチ直径より外径側の径方向厚さを、前記ぬすみ部の位置をそのままに外径側の肉厚を増加させて、ボールピッチ直径より内径側の径方向厚さよりも厚くするとともに、この厚くした状態の保持器径方向厚さが、厚くしない状態の保持器径方向厚さよりも５％以上となって、前記ボールの直径の４５％以上となり、かつ、保持器本体の軸方向他端面側に設けられる前記ぬすみ部がボールピッチ直径上に配置されるものである。

本発明の樹脂冠型保持器によれば、回転中において、保持器は、ボールと滑り接触しながらボールから駆動力を受け、ボールの公転速度と同じ速度で回転することになる。このため、保持器は遠心力を生じることになる。しかしながら、径方向厚さがボールの直径の４５％以上であるので、遠心力による爪部の変形を防止できるだけの剛性向上を図ることができる。

ボールピッチ直径より外径側の径方向厚さを、ボールピッチ直径より内径側の径方向厚
さよりも厚くするとともに、この厚くした状態の保持器径方向厚さが、厚くしない状態の保持器径方向厚さよりも５％以上としているので、外径側の剛性が向上して、遠心力によって外径方向に広がろうとする変形を安定して防止できる。

本発明の玉軸受は、内輪と、外輪と、この内輪と外輪との間に介装されるボールと、このボールの保持する保持器とを備える玉軸受において、前記保持器に前記請求項１の樹脂冠型保持器を用いたものである。

内輪が静止した状態で外輪を回転させたときは、外輪が静止した状態で内輪を回転させたときよりもその回転速度が速くなるので、保持器に比較的大きな遠心力が生じることになる。しかしながら、保持器は、その径方向厚さがボールの直径の４５％以上であるので、このような遠心力による爪部の変形を防止できるだけの剛性向上を図ることができる。

本発明の樹脂冠型保持器では、遠心力による爪部の変形を防止できるだけの剛性向上を図ることができる。このため、爪部の変形によるボールの回転の拘束を防止できて、ボールは円滑に回転することができる。すなわち、爪部の内面及び凹部の内面の摩耗や焼き付きを防止できて、耐久性に優れた保持器となる。

また、ボールピッチ直径より外径側の径方向厚さを、ボールピッチ直径より内径側の径方向厚さよりも厚くすることによって、外径側の剛性が向上して、遠心力によって外径方向に広がろうとする変形を安定して防止できる。このため、高品質の保持器を提供することができる。

本発明の玉軸受によれば、保持器は、内輪が静止した状態で外輪を回転させたときに生じる大きな遠心力に対して、爪部の変形を防止できるだけの剛性が向上している。このため、爪部の内面及び凹部の内面の摩耗や焼き付きを防止でき、耐久性に優れた保持器となる。すなわち、耐久性に優れた高品質の玉軸受を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図３に本発明の玉軸受を示し、この玉軸受は、内輪２１と、外輪２２と、この内輪２１と外輪２２との間に介装されるボール２３と、このボール２３を保持する保持器２４とを備える。

この保持器２４は、耐摩耗性や耐焼き付き性等に優れた樹脂からなり、図２に示すように、軸方向一端面２６に周方向に沿って所定ピッチで配設される凹部７を形成した環状の保持器本体２５と、この保持器本体２５の凹部２７の周方向に対向する開口端から突出する爪部２８とを備える。そして、凹部２７と、この開口端から突出する一対の爪部２８、２８とで、前記ボール２３が保持されるポケット２９が構成される。

保持器２４は、例えばポリエチレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、熱硬化性ポリイミド、エポキシ樹脂 、フェノール樹脂等の合成樹脂で形成することができる。さらには、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、あるいはポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂をベースとして、強度向上と寸法安定性のために、ガラス繊維を添加したものも採用することができる。なお、外輪２２、内輪２１、ボール２３は、例えば軸受鋼、浸炭鋼等の金属で形成される。

保持器本体２５には、軸方向他端面３０に肉ぬすみ用の溝３１が設けられている。肉ぬすみ用の溝３１は、この保持器成形時の冷却速度を均一化してボイド（成形品の内部にできた空洞）やヒケ（成形品の外面に現れる収縮歪）やそり等の発生を防止する等のために設けている。

凹部２７の底面（内面）２７ａは、曲率半径がボール２３の半径とほぼ同一の凹曲面とされ、爪部２８、２８の内面２８ａ、２８ａは、凹部２７の内面２７ａの曲率半径と同一の凹曲面とされている。なお、爪部２８、２８の外面は、凸曲面とされている。

また、図３に示すように、内輪２１にはその外径面３２にボール転動溝３３が設けられ、外輪２２にはその内径面３４にボール転動溝３５が設けられている。そして、こられのボール転動溝３３、３５にボール２３が嵌合している。このため、ボール転動溝３３、３５の曲率半径はボール２３の半径よりも大きくしている。

ところで、保持器２４の径方向厚さＴ（図１参照）をボール２３の直径Ｄ（図３参照）の４５％以上としている。このため、この種の従来の保持器２４の径方向厚さＴ１よりも５％以上大きくなっている。この場合、外径側の肉厚を増加させて径方向厚さＴを大きくしている。すなわち、図３に示すように、ボールピッチ直径（ＰＣＤ）より外径側の径方向厚さｔ１を、ボールピッチ直径（ＰＣＤ）より内径側の径方向厚さｔ２よりも厚くしている。

このように、外径側の肉厚を増加させて径方向厚さＴを大きくした場合、保持器２４の外径面３６が外輪２２の内径面３４に干渉するおそれがあるので、外輪２２の内径面３４の径を大きくする必要がある。この場合、外輪２２の外径面３７を変更しない。

このため、外輪２２の径方向厚さＴ３が内輪２１の径方向厚さＴ２よりも小さくなるとともに、外輪２２のボール転動溝３５の深さｔ４が、内輪２１のボール転動溝３３の深さｔ３よりも小さくなっている。なお、図例では、内輪２１の外径面３２と保持器２４の内径面３８との間の隙間寸法ｍ１と外輪２２の内径面３４と保持器２４の外径面３６との間の隙間寸法ｍ２とを同一としても相違させてもよい。

本発明の保持器では、回転中において、この保持器２４は、ボール２３と滑り接触しながらボール２３から駆動力を受け、ボール２３の公転速度と同じ速度で回転することになる。このため、保持器２４は遠心力を生じることになる。しかしながら、径方向厚さがボール２３の直径Ｄの４５％以上であるので、遠心力による爪部２８、２８の変形を防止できるだけの剛性向上を図ることができる。このため、爪部２８、２８の変形によるボール２３の回転の拘束を防止できて、ボール２３は円滑に回転することができる。すなわち、爪部２８の内面２８ａ及び凹部７の内面７ａの摩耗や焼き付きを防止できて、耐久性に優れた保持器となる。

保持器２４の径方向厚さＴをボール２３の直径Ｄの４５％未満では、ボール２３の回転に伴って回転する保持器２４に作用する遠心力に対して、このような樹脂製の保持器２４の爪部２８、２８の変形を防止できる剛性の向上を望めるものではない。このため、保持器２４の径方向厚さＴとしては大きければ大きいほど、外径方向への変形を防止できる剛性を向上させることになる。しかしながら、大きければ、保持器２４が大径となって、玉軸受の外径寸法が大となったり、外輪２２の径方向厚さが小さくなって、この外輪２２の剛性が低下したりする。したがって、保持器２４の径方向厚さＴとしては、ボール２３の直径Ｄの４５％以上５５％未満が好ましい。

本発明の玉軸受によれば、保持器２４は、内輪２１が静止した状態で外輪２２を回転させたときに生じる大きな遠心力に対して、爪部２８、２８の変形を防止できるだけの剛性が向上している。このため、爪部２８の内面２８ａ及び凹部２７の内面２７ａの摩耗や焼き付きを防止でき、耐久性に優れた保持器となる。すなわち、耐久性に優れた高品質の玉軸受を提供することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、玉軸受のボール数の増減は任意であり、また、肉ぬすみ用の溝３１を有しないものであってもよい。

本発明の実施形態の保持器の断面図である。 前記保持器の要部斜視図である。 本発明の実施形態の玉軸受の要部断面図である。 従来の保持器を使用した玉軸受の断面図である。 従来の保持器の要部斜視図である。

符号の説明

２１ 内輪
２２ 外輪
２３ ボール
２４ 保持器
２５ 保持器本体
２６ 軸方向一端面
２７ 凹部
２８ 爪部
２９ ポケット

Claims (2)

1. 環状の保持器本体の軸方向一端面に周方向に沿って所定ピッチで配設される凹部を形成するとともに、この凹部の周方向に対向する開口端から一対の爪部を突設して、前記凹部と一対の爪部とでボールが収納されるポケットを形成し、保持器本体の軸方向他端面側に設けられるぬすみ部を形成した樹脂冠型保持器であって、
   ボールピッチ直径より外径側の径方向厚さを、前記ぬすみ部の位置をそのままに外径側の肉厚を増加させて、ボールピッチ直径より内径側の径方向厚さよりも厚くするとともに、この厚くした状態の保持器径方向厚さが、厚くしない状態の保持器径方向厚さよりも５％以上となって、前記ボールの直径の４５％以上となり、かつ、保持器本体の軸方向他端面側に設けられる前記ぬすみ部がボールピッチ直径上に配置されることを特徴とする樹脂冠型保持器。
2. 内輪と、外輪と、この内輪と外輪との間に介装されるボールと、このボールの保持する保持器とを備える玉軸受において、前記保持器に前記請求項１記載の樹脂冠型保持器を用いたことを特徴とする玉軸受。

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