特許 6875971 円すいころ軸受用保持器および円すいころ軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6875971

(24)【登録日】2021年4月27日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】円すいころ軸受用保持器および円すいころ軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/46 20060101AFI20210517BHJP

   F16C 33/56 20060101ALI20210517BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20210517BHJP

   F16C 33/36 20060101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/46

   F16C33/56

   F16C19/36

   F16C33/36

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-188695(P2017-188695)

(22)【出願日】2017年9月28日

(65)【公開番号】特開2019-65880(P2019-65880A)

(43)【公開日】2019年4月25日

【審査請求日】2020年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100174090

【弁理士】

【氏名又は名称】和気 光

(74)【代理人】

【識別番号】100100251

【弁理士】

【氏名又は名称】和気 操

(72)【発明者】

【氏名】清水 拓也

【審査官】 中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１８５６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１６３１７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／１６３５２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１２９７０９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １９／００−１９／５６

Ｆ１６Ｃ ３３／３０−３３／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂組成物の射出成形体である円すいころ軸受用保持器であって、
該保持器は、大径リング部と、小径リング部と、これらを連結する複数の柱部とを備え、隣接する柱部同士の間にポケット部が形成されており、
前記大径リング部と前記柱部、および、前記小径リング部と前記柱部は、それぞれ隅Ｒ部を形成して連結され、
前記ポケット部を構成する前記隣接する柱部の一対の面に、射出成形による金型分割線が軸方向に沿ってそれぞれ形成され、前記一対の面は、前記金型分割線よりも大径リング部側で、且つ外径方向に向かって前記ポケット部の周方向の幅を狭めるテーパ状の一対の第１面と、前記金型分割線よりも小径リング部側で、且つ外径方向に向かって前記ポケット部の周方向の幅を狭めるテーパ状の一対の第２面とを有し、
前記一対の第１面のテーパ角が、前記一対の第２面のテーパ角よりも小さいことを特徴とする円すいころ軸受用保持器。

【請求項2】

前記大径リング部と前記柱部との間の前記隅Ｒ部として、前記大径リング部に凹状のぬすみ部を設けたことを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受用保持器。

【請求項3】

前記ぬすみ部の軸方向長さの、前記大径リング部の軸方向幅に対する割合が、１０％未満であることを特徴とする請求項２記載の円すいころ軸受用保持器。

【請求項4】

前記小径リング部と前記柱部との間の前記隅Ｒ部として、前記小径リング部に凹状のぬすみ部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の円すいころ軸受用保持器。

【請求項5】

外周面にテーパ状の軌道面を有する内輪と、内周面にテーパ状の軌道面を有する外輪と前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間を転動する複数の円すいころと、前記円すいころをポケット部で転動自在に保持する保持器とを備える円すいころ軸受であって、
前記保持器が、請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の円すいころ軸受用保持器であることを特徴とする円すいころ軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両、自動車、産業機械などに用いられる樹脂製の円すいころ軸受用保持器および該保持器を用いた円すいころ軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

円すいころ軸受は、一般に、外周面にテーパ状の軌道面を有する内輪と、内周面にテーパ状の軌道面を有する外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間を転動する複数の円すいころと、各円すいころをポケット部で転動自在に保持する保持器とを備えている。さらに、保持器は、大径リング部と小径リング部とを複数の柱部で連結してなり、柱部同士の間のポケット部に円すいころを収納している。

【0003】

従来、円すいころ軸受の保持器としては、圧延鋼板などの金属材質が用いられてきた。しかし、金属製の保持器は重量が重くなること、また、使用中に軸受内で発生する磨耗分が潤滑油の劣化を促進させ、ひいては軸受の製品寿命を短縮させることなどが問題であった。そこで、軸受の軽量化や長寿命化の観点から、樹脂組成物の射出成形体である樹脂製保持器が知られている。ただし、樹脂製保持器は、金属製の保持器に比べて強度が劣ることから、樹脂製保持器の強度を確保する手法が提案されている。

【0004】

樹脂製保持器の強度を確保する手法としては、射出成形時の際に溶融樹脂が合流してできるウエルドラインに着目した手法が知られている。例えば、特許文献１に記載の技術では、小径リング部にのみウエルドラインを発生させ、大径リング部にウエルドラインを発生させないことで、大径リング部の径方向に対する強度の向上を図っている。また、特許文献２に記載の技術では、一方のリング部にのみウエルドラインを発生させ、さらにそのウエルドラインに配向が乱れた強化繊維を含ませることで、保持器の強度の向上を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−９２２５２号公報

【特許文献2】特開２０１３−４６９８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、樹脂製保持器の強度の向上は、ウエルドラインを制御することだけで達成されるものではない。円すいころ軸受の回転時において、保持器には、円すいころから押される力や遠心力など様々な力が加わる。特に、柱部と各リング部との連結部となる隅Ｒ部には、応力集中により高い応力が加わる。そのため、高速回転下や高振動下などのより高い応力が発生する使用条件下では、隅Ｒ部に依拠して樹脂製保持器が破損するおそがある。それゆえ、樹脂製保持器の強度向上において、隅Ｒ部の応力集中を緩和し、発生応力を低減させることが望ましい。

【0007】

本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、柱部と各リング部との間の隅Ｒ部での強度に優れる円すいころ軸受用保持器および該保持器を用いた円すいころ軸受を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の円すいころ軸受用保持器は、樹脂組成物の射出成形体である円すいころ軸受用保持器であって、該保持器は、大径リング部と、小径リング部と、これらを連結する複数の柱部とを備え、隣接する柱部同士の間にポケット部が形成されており、上記大径リング部と上記柱部、および、上記小径リング部と上記柱部は、それぞれ隅Ｒ部を形成して連結され、上記ポケット部を構成する上記隣接する柱部の一対の面に、射出成形による金型分割線が軸方向に沿ってそれぞれ形成され、上記一対の面は、上記金型分割線よりも大径リング部側で、且つ外径方向に向かって上記ポケット部の周方向の幅を狭めるテーパ状の一対の第１面と、上記金型分割線よりも小径リング部側で、且つ外径方向に向かって上記ポケット部の周方向の幅を狭めるテーパ状の一対の第２面とを有し、上記一対の第１面のテーパ角が、上記一対の第２面のテーパ角よりも小さいことを特徴とする。

【0009】

また、上記大径リング部と上記柱部との間の上記隅Ｒ部として、上記大径リング部に凹状のぬすみ部を設けたことを特徴とする。さらに、上記ぬすみ部の軸方向長さの、上記大径リング部の軸方向幅に対する割合が、１０％未満であることを特徴とする。

【0010】

また、上記小径リング部と上記柱部との間の上記隅Ｒ部として、上記小径リング部に凹状のぬすみ部を設けたことを特徴とする。

【0011】

本発明の円すいころ軸受は、外周面にテーパ状の軌道面を有する内輪と、内周面にテーパ状の軌道面を有する外輪と、上記内輪の軌道面と上記外輪の軌道面との間を転動する複数の円すいころと、上記円すいころをポケット部で転動自在に保持する保持器とを備える円すいころ軸受であって、上記保持器が、本発明の円すいころ軸受用保持器であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の円すいころ軸受用保持器は、ポケット部を構成する隣接する柱部の一対の面に、射出成形による金型分割線が軸方向に沿ってそれぞれ形成され、一対の面は、金型分割線よりも大径リング部側で、且つ外径方向に向かってポケット部の周方向の幅を狭めるテーパ状の一対の第１面と、金型分割線よりも小径リング部側で、且つ外径方向に向かってポケット部の周方向の幅を狭めるテーパ状の一対の第２面とを有しているので、上記保持器が円すいころを保持した状態では、一対の第２面が円すいころと接触し、一対の第１面は円すいころに接触しない。つまり、隣接する柱部の一対の第２面で円すいころを保持している。

【0013】

この構成において、一対の第１面のテーパ角が、一対の第２面のテーパ角よりも小さくなるようにしたので、これらのテーパ角が同じ場合に比べて、大径リング部側のポケット部の周方向の幅が広くなる。その結果、柱部と大径リング部との間の隅Ｒ部の曲率半径を大きくすることができる。またこの場合、一対の第１面は円すいころに接触しないため、該隅Ｒ部の曲率半径を大きくしても円すいころとの干渉は生じにくい。以上より、隅Ｒ部の応力集中を緩和でき、ひいては、樹脂製保持器の強度を向上させることができる。

【0014】

また、大径リング部と柱部との間の隅Ｒ部として、大径リング部に凹状のぬすみ部を設けたので、該隅Ｒ部の曲率半径をより大きくとることができ、応力集中を好適に緩和できる。さらに、上記隅Ｒ部におけるぬすみ部の軸方向長さの、大径リング部の軸方向幅に対する割合が、１０％未満であるので、大径リング部の軸方向幅が小さくなることに起因する大径リング部の強度低下を抑制することができる。

【0015】

さらに、小径リング部と柱部との間の隅Ｒ部として、小径リング部に凹状のぬすみ部を設けたので、小径リング部側の隅Ｒ部についても応力集中を緩和できる。

【0016】

本発明の円すいころ軸受は、外周面にテーパ状の軌道面を有する内輪と、内周面にテーパ状の軌道面を有する外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間を転動する複数の円すいころと、円すいころをポケット部で転動自在に保持する保持器とを備え、上記保持器が、本発明の円すいころ軸受用保持器であり、該保持器は隅Ｒ部の強度に優れるので、円すいころ軸受の軽量化や長寿命化を好適に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の円すいころ軸受の軸方向断面図である。

【図2】本発明の円すいころ軸受用保持器を示す斜視図である。

【図3】射出成形に使用する保持器用金型の概略図である。

【図4】本発明の円すいころ軸受用保持器の斜視拡大図である。

【図5】円すいころと隅Ｒ部の関係を示す図である。

【図6】円すいころと保持器の接触の関係を示す図である。

【図7】保持器と軸受周辺部品との関係を示す図である。

【図8】円すいころの軸に沿った断面模式図である。

【図9】隅Ｒ部としてぬすみ部を設けた図である。

【図10】隅Ｒ部に発生する応力の分布を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の円すいころ軸受を図１に基づいて説明する。図１は、円すいころ軸受の軸方向断面図である。図１に示すように、円すいころ軸受１は、外周面にテーパ状の軌道面２ａを有する内輪２と、内周面にテーパ状の軌道面３ａを有する外輪３と、内輪２の軌道面２ａと外輪３の軌道面３ａとの間を転動する複数の円すいころ４と、円すいころ４を周方向一定間隔で転動自在に保持する保持器５とを備えている。各軌道面は、軸方向に沿って該軌道面を構成する径が増加・減少するテーパ状である。テーパの角度は特に限定されないが、軸方向に対して通常１５°〜６０°程度である。

【0019】

図２には、本発明の円すいころ軸受用保持器の一例を示す。保持器５は、大径リング部６と、小径リング部７と、これらを連結する複数の柱部８とを備えてなり、隣接する柱部８同士の間にポケット部９が形成されている。このポケット部９に円すいころ４が収納される。大径リング部６と柱部８は、これらを滑らかに連続させる隅Ｒ部１０ａを形成して連結されている。同様に、小径リング部７と柱部８は、これらを滑らかに連続させる隅Ｒ部１０ｂを形成して連結されている。隅Ｒ部１０ａおよび隅Ｒ部１０ｂは、径方向断面が円弧状に形成されている。この隅Ｒ部により、各リング部６、７と柱部８が交差する位置への過度な応力集中を抑制することができる。

【0020】

保持器５は、樹脂組成物の射出成形体であり、軸方向（アキシャルドロー）の２枚の金型を利用して得られる。図３には、該金型の概略図を示す。図３に示すように、金型１１は、円環状の保持器５を樹脂組成物の射出成形で製造するための軸受保持器用金型である。金型１１は、固定型１２と、固定型１２に対して型締め・型開き可能な可動型１３とを少なくとも有し、これらが衝合することで、所望の軸受保持器の形状の成形キャビティ１４を形成している。保持器５の製造において、具体的には、成形キャビティ１４に対して樹脂注入口であるゲートを１点または複数点設け、このゲートより溶融樹脂を注入し成形キャビティに充填させる。成形キャビティ内が樹脂で充填されると、この成形キャビティ内の樹脂を圧縮するように圧力をかける（保圧）。一定時間、金型内で溶融樹脂を冷却して固化させたのち、金型を開いて樹脂製の軸受保持器が得られる。

【0021】

図４には、保持器５の斜視拡大図を示す。図４に示すように、隣接する柱部８の一対の面はポケット部９を形成している。隣接する柱部８の一対の面は、ポケット部を隔てて互いに対向している。ここで、上述の射出成形では、２つの金型の割り面の都合上、各柱部８のポケット部９を形成する面が２つの金型の影響を受ける。そのため、上記一対の面には、射出成形による金属分割線Ｘが円すいころ軸受１の軸方向（保持器５の軸方向）に沿ってそれぞれ形成されている。この場合、各柱部８のポケット部９を形成する面はそれぞれ、金属分割線Ｘを境に分断された不連続面となっており、各柱部８のポケット部９を形成する面は、金属分割線Ｘよりも大径リング部６側（大径側）の面８ａと、金属分割線Ｘよりも小径リング部７側（小径側）の面８ｂとを有している。なお、金属分割線Ｘは、柱部８の中央より大径リング部６側にシフトしている。

【0022】

図４では、大径側の面８ａが、固定型１２によって形成され、小径側の面８ｂが、可動型１３によって形成されている。なお、大径側の面８ａを可動型１３によって形成し、小径側の面８ｂを固定型１２によって形成してもよい。

【0023】

図４において、隣接する柱部８の一対の面に関して言えば、一対の面は、金属分割線Ｘよりも大径リング部６側（大径側）の一対の面８ａ、８ａと、金属分割線Ｘよりも小径リング部７側（小径側）の一対の面８ｂ、８ｂとを有している。一対の面８ａ、８ａおよび一対の面８ｂ、８ｂは、いずれも外径方向に向かってポケット部９の周方向の幅を狭めるようにテーパ状に形成されている。この構成において円すいころ４が収納された場合には、一対の面８ｂ、８ｂが、円すいころ４に接触する一方、一対の面８ａ、８ａは円すいころ４に接触しない。

【0024】

ところで、保持器５には、軸受の回転時に様々な力が加わり、特に、図４に示す隅Ｒ部１０ａや隅Ｒ部１０ｂには、応力集中によって高い応力が発生する。そのため、保持器５の強度の向上を図るため、隅Ｒ部１０ａおよび隅Ｒ部１０ｂの応力集中を緩和させることが望ましい。特に円すいころ軸受では、大径リング部６の方が、小径リング部７よりも高い応力が発生するため、隅Ｒ部１０ａにおける対策がより重要となる。

【0025】

ここで、応力集中を緩和させる方法として、例えば、隅Ｒ部の曲率半径（Ｒ寸法）を大きくすることが考えられる。曲率半径を大きくすることで、発生応力が分散され、応力集中が緩和されることが期待される。しかし、例えば、図５（ａ）に示すように、隅Ｒ部１０ａの曲率半径を、円すいころ４の面取り部４ａの曲率半径よりも大きくすると、隅Ｒ部１０ａと円すいころ４の面取り部４ａとが干渉してしまい、円すいころ４を保持することが困難となる。

【0026】

これの対処として、例えば、図５（ｂ）に示すように、隅Ｒ部１０ａとして大径リング部６の軸方向に凹状のぬすみ部Ｎを設け、隅Ｒ部１０ａの曲率半径を大きくすることが考えられる。この場合、応力集中を緩和しつつ、円すいころ４の面取り部４ａとの干渉を防ぐことができる。しかしこの場合、隅Ｒ部１０ａの曲率半径を大きくするべく、ぬすみ部Ｎを大きく（例えば、軸方向に大きく）すると、大径リング部６の軸方向幅、ひいては断面積が減少してしまい、結果として保持器５の強度が低下するおそれがある。

【0027】

そのため、ぬすみ部を設けるにあたり、ぬすみ部に起因する保持器５の強度低下を防ぐ方策が必要となる。例えば、方策の一つとして、図６に示すように、大径リング部６の軸方向断面高さ（径方向幅）ｈを大きくして、大径リング部６を径方向に肉厚とすることで強度低下を防ぐことが考えられる。図６において、ｈ１とｈ２の大小関係はｈ１＜ｈ２である。この場合、大径リング部６の径方向幅ｈを大きくすると、金型分割線Ｘが径方向内側に寄ることになる。その結果、面８ｂの面積が小さくなり、結果的に柱部８と円すいころ４の接触長さｄが短くなる。図６において、ｄ１とｄ２の大小関係はｄ１＞ｄ２である。そうすると、大径リング部６の径方向幅ｈを大きくすることで、円すいころ４を安定して保持することが困難となるおそれがある。

【0028】

一方、その他の方策として、例えば図７に示すように、大径リング部６の軸方向断面長さ（軸方向幅）Ｌを大きくして、大径リング部６を軸方向に肉厚とすることで強度低下を防ぐことが考えられる。しかしながら、保持器５の軸方向近傍には軸受周辺部品１５などが存在するため、大径リング部６の軸方向幅Ｌを大きくすると、軸受周辺部品１５との干渉が懸念される。

【0029】

このように、ぬすみ部を設けるなどの隅Ｒ部１０ａの曲率半径を大きくすることは、隅Ｒ部１０ａへの応力集中を緩和する上で有利となり得るが、大径リング部６の強度を維持することが困難であると考えられる。

【0030】

そこで、本発明の保持器５は、隅Ｒ部１０ａの曲率半径を大きくすることを可能としつつも、大径リング部６の強度を維持した構成を実現している。具体的には、ポケット部９を構成する隣接した柱部８の一対の面において、大径側の一対の面８ａ、８ａのテーパ角を、小径側の一対の面８ｂ、８ｂのテーパ角よりも小さくなるようにした。すなわち、大径側の一対の面８ａ、８ａについて、金型分割線Ｘを基準としてポケット部９の周方向幅が広がるようにテーパ角を変更している。なお、大径側の一対の面８ａ、８ａが「一対の第１面」であり、小径側の一対の面８ｂ、８ｂが「一対の第２面」である。以下に、図８に基づいて説明する。

【0031】

図８には、円すいころ４の軸に沿って小径リング部７側から見た断面模式図を示す。隣接する柱部８の一対の面において、大径側の一対の面８ａ、８ａのテーパ角をθａとし、小径側の一対の面８ｂ、８ｂのテーパ角をθｂとする。ここで、従来の保持器ではθａとθｂが同じ角度（θａ＝θｂ）となっているのに対し、本発明の保持器５ではθａがθｂよりも小さくなっている（θａ＜θｂ）。これにより、θａとθｂが同じ角度の場合に比べて、大径リング部６側（図８の紙面奥側）のポケット部９の外径側の周方向幅Ｗが広くなる。その結果、隅Ｒ部１０ａの曲率半径を大きくすることができる。これにより、隅Ｒ部１０ａにおいて応力集中が緩和され、高い応力が隅Ｒ部１０ａに加わることを抑制することができる。

【0032】

一方で、図８に示すように、円すいころ４は、小径側（図８の紙面手前側）の一対の面８ｂ、８ｂに接触して保持されている。そのため、一対の面８ａ、８ａのテーパ角θａを小さくする側に変更し、ポケット部９の周方向幅Ｗが広くなっても、円すいころ４の保持性は維持される。

【0033】

ここで、小径側の一対の面８ｂ、８ｂのテーパ角θｂは、円すいころ４を安定して保持できる角度であれば特に限定されず、例えば２０〜６０度であり、より好ましくは３０〜５０度である。一方、大径側の一対の面８ａ、８ａのテーパ角θａは、テーパ角θｂよりも小さい角であれば特に限定されない。また、テーパ角θａとテーパ角θｂの差は、例えば１〜１０度であり、好ましくは、１〜５度である。これらを考慮して、テーパ角θｂが３０〜５０度であり、且つテーパ角θａが、当該テーパ角θｂよりも１〜５度小さい角度であることが特に好ましい。

【0034】

また、隅Ｒ部１０ａへの応力集中をより好適に緩和すべく、隅Ｒ部１０ａとして凹状のぬすみ部を設けることが好ましい。ぬすみ部は、径方向断面が円弧状に形成される。ぬすみ部を設ける位置は特に限定されないが、例えば、図９に示すように、ぬすみ部１６を円すいころ４の外径面に沿って、大径リング部６に設けることができる。ここで、本発明の保持器５は、テーパ角の調整により応力集中がすでに緩和されているため、従来の保持器に比べ、ぬすみ部を設ける際にぬすみ部を小さくすることができる。

【0035】

例えば、図９において、ぬすみ部１６における円すいころ４の外径面に沿った軸方向長さをｔ１とし、大径リング部６における円すいころ４の外径面に沿った軸方向幅（ｔ１を含む）をｔ２とすると、従来の保持器（テーパ角θａとテーパ角θｂが同じ保持器）では、ぬすみ量は大径リング部６の軸方向長さ比（ｔ１／ｔ２）で１０〜２０％程度である。これに対し、本発明の保持器は、テーパ角を変更することによって応力集中が緩和されることから、従来の保持器に比べて、小さいぬすみ量とすることができる。具体的な数値としては、ぬすみ量を大径リング部６の軸方向長さ比（ｔ１／ｔ２）で１０％未満とすることができる。すなわち、本発明の保持器にぬすみ部を設けた場合にはぬすみ量が小さく済むため、大径リング部６の強度を維持したまま、隅Ｒ部１０ａの応力集中をより好適に緩和することができる。

【0036】

また、上記では、大径側の隅Ｒ部１０ａをぬすみ部１６とする場合について述べたが、小径側の隅Ｒ部１０ｂについても同様に、ぬすみ部１６を設けることができる。さらに、隅Ｒ部１０ａおよび隅Ｒ部１０ｂのそれぞれに応じて、ぬすみ部１６を設ける位置や形状を変更してもよい。保持器５の強度および応力分散の点から、軸方向に沿って大径リング部６にぬすみ部１６を設けるとともに、軸方向に沿って小径リング部７にぬすみ部１６を設けることが好ましい。

【0037】

本発明の軸受用保持器の材料として用いる樹脂組成物は、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。この樹脂組成物の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６−１０（ＰＡ６１０）樹脂、ポリアミド６−１２（ＰＡ６１２）樹脂、ポリアミド４−６（ＰＡ４６）樹脂、ポリアミド９−Ｔ（ＰＡ９Ｔ）樹脂、ポリアミド６−Ｔ（ＰＡ６Ｔ）樹脂、ポリメタキシレンアジパミド（ポリアミドＭＸＤ−６）樹脂などのポリアミド（ＰＡ）樹脂、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、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）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。これらの合成樹脂の中でも、耐熱性や射出成形性に優れることから、ＰＡ樹脂を用いることが好ましい。また、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。

【0038】

また、保持器の弾性率などの機械的強度を向上させるため、これらの樹脂に、射出成形性を阻害しない範囲で、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカー）などの繊維状補強材を配合することが好ましい。さらに必要に応じて、繊維状補強材以外の添加剤などを配合してもよい。この添加剤として、例えば、珪酸カルシウム、タルクなどの無機充填材、黒鉛、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂などの固体潤滑剤、帯電防止剤などが挙げられる。

【0039】

本発明の円すいころ軸受用保持器を用いた円すいころ軸受は、隅Ｒ部での保持器破損などの問題を防止できる。また、樹脂製保持器を採用することで、軸受の軽量化や長寿命化が図れる。

【0040】

以上、各図に基づき本発明の実施形態の一例を説明したが、本発明の円すいころ軸受はこれらに限定されるものではない。

【実施例】

【0041】

実施例
樹脂組成物を用いて、図３に示す金型で、図２に示す形状の保持器を成形した。作製した保持器において、大径側の一対の面のテーパ角θａは３８度であり、小径側の一対の面のテーパ角θｂは４０度であった。なお、この保持器には、大径リング部と柱部との連結部となる隅Ｒ部として、ぬすみ部を設けていない。保持器の３Ｄモデルを用いて、落下衝撃条件で発生する応力を計算した。算出された応力の応力分布を図１０に示す。

【0042】

比較例
実施例と同じ樹脂組成物を用いて、射出成形して保持器を成形した。作製した保持器において、大径側の一対の面のテーパ角θａ、および、小径側の一対の面のテーパ角θｂはいずれも４０度であった。また、大径リング部と柱部との連結部となる隅Ｒ部として、ぬすみ部を設けた。ぬすみ部は、円すいころの外径面に沿って大径リング部に設けた。ぬすみ部における円すいころの外径面に沿った軸方向長さ（ｔ１）は、１．６ｍｍであり、大径リング部における円すいころの外径面に沿った軸方向幅（ｔ２）は、９．０ｍｍであった。ぬすみ部の上記軸方向長さの大径リング部の上記軸方向幅に対する割合（ｔ１／ｔ２）は、約１８％であった。保持器の３Ｄモデルを用いて、実施例１と同じ条件で発生する応力を計算した。算出された応力の応力分布を図１０に示す。

【0043】

図１０において、比較例の応力分布では、ぬすみ部の中央で最大５１ＭＰaの応力が発生した。一方、実施例の応力分布では、隅Ｒ部の中央で最大３８ＭＰａの応力が発生した。このように実施例の保持器では、比較例の保持器に比べて、隅Ｒ部での応力集中が緩和され、発生応力が約２５％程度低下した。さらに、実施例の保持器は、比較例の保持器と異なりぬすみ部を有していないため、大径リング部の強度低下が抑制されており、保持器としての強度に優れる。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明の円すいころ軸受用保持器は、隅Ｒ部での強度に優れるので、鉄道車両、自動車、産業機械などに用いられる円すいころ軸受の保持器として広く利用できる。

【符号の説明】

【0045】

１ 円すいころ軸受
２ 内輪
３ 外輪
４ 円すいころ
５ 保持器
６ 大径リング部
７ 小径リング部
８ 柱部
９ ポケット部
１０ 隅Ｒ部
１１ 金型
１２ 固定型
１３ 可動型
１４ 成形キャビティ
１５ 軸受周辺部品
１６ ぬすみ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】