特開 2024-32173 冠型保持器及び玉軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024032173

(43)【公開日】2024-03-12

(54)【発明の名称】冠型保持器及び玉軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/41 20060101AFI20240305BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20240305BHJP

   F16C 33/44 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

F16C33/41

F16C19/06

F16C33/44

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022135682

(22)【出願日】2022-08-29

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100177910

【弁理士】

【氏名又は名称】木津 正晴

(72)【発明者】

【氏名】山縣 森

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA25

3J701BA44

3J701BA50

3J701EA31

3J701FA15

(57)【要約】

【課題】信頼性が高められた冠型保持器及び玉軸受を提供する。
【解決手段】冠型保持器１０は、円環状のリング部１１と、リング部１１から軸方向の一方側に突出すると共に周方向に沿って並ぶように形成された複数の柱部１２と、を備える。隣り合う柱部１２の間には、複数の玉の１つが配置されるポケット２０が形成されている。ポケット２０の内面２０ａは、径方向と平行な中心軸を有する円筒に沿って延在している。リング部１１における少なくともポケット２０の底部２１に対応する部分には、径方向の内側又は外側に突出した突起１５が形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

周方向に沿って並んで配置される複数の玉を転動自在に保持するための冠型保持器であって、
円環状のリング部と、
前記リング部から軸方向の一方側に突出すると共に周方向に沿って並ぶように形成された複数の柱部と、を備え、
隣り合う前記柱部の間には、前記複数の玉の１つが配置されるポケットが形成されており、
前記ポケットの内面は、径方向と平行な中心軸を有する円筒に沿って延在しており、
前記リング部における少なくとも前記ポケットの底部に対応する部分には、径方向の内側又は外側に突出した突起が形成されている、冠型保持器。

【請求項2】

樹脂材料により形成されている、請求項１に記載の冠型保持器。

【請求項3】

前記突起は、前記リング部における前記ポケットの底部に対応する部分のみに形成されている、請求項１又は２に記載の冠型保持器。

【請求項4】

前記突起は、前記リング部から径方向の内側に突出している、請求項１又は２に記載の冠型保持器。

【請求項5】

前記突起は、前記リング部から径方向の外側に突出している、請求項１又は２に記載の冠型保持器。

【請求項6】

内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置された前記複数の玉と、前記複数の玉を転動自在に保持する請求項１又は２に記載の冠型保持器と、を備える玉軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冠型保持器及び玉軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、円環部と、円環部の軸方向の一方側で周方向に間隔を空けて配置された複数の柱部とを備え、周方向に隣り合う柱部と円環部とにより形成されて複数の玉を保持する球面ポケットを有する冠型保持器が記載されている。この冠型保持器は、玉軸受において用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実用新案登録第３２１０２２４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような玉軸受の使用時には、保持器が高速に回転する。このとき、遠心力によって柱部の先端部が径方向の外側に向かって変形し、これによりポケットの底部に応力が発生する場合がある。この場合、変形した柱部の先端部が外輪に干渉することや、応力により保持器が破損することが懸念される。信頼性の観点から、そのような事態の発生を抑制することが求められる。

【0005】

そこで、本発明は、信頼性が高められた冠型保持器及び玉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】

【0006】

本発明の冠型保持器は、［１］「周方向に沿って並んで配置される複数の玉を転動自在に保持するための冠型保持器であって、円環状のリング部と、前記リング部から軸方向の一方側に突出すると共に周方向に沿って並ぶように形成された複数の柱部と、を備え、隣り合う前記柱部の間には、前記複数の玉の１つが配置されるポケットが形成されており、前記ポケットの内面は、径方向と平行な中心軸を有する円筒に沿って延在しており、前記リング部における少なくとも前記ポケットの底部に対応する部分には、径方向の内側又は外側に突出した突起が形成されている、冠型保持器」である。

【0007】

この冠型保持器では、ポケットの内面が径方向と平行な中心軸を有する円筒に沿って延在している。このような円筒状のポケットを有する冠型保持器は、玉案内（転動体案内）ではなく、外輪案内又は内輪案内の軸受において用いられ得る。ポケットが円筒状である場合、遠心力により変形した場合でも柱部が玉と干渉しにくい。一方、ポケットが円筒状である場合、例えばポケットが球状であると比べて、保持器が高速に回転した場合に柱部に遠心力による変形が発生しやすくなる。この点、この冠型保持器では、リング部における少なくともポケットの底部に対応する部分に、径方向の内側又は外側に突出した突起が形成されている。これにより、冠型保持器の剛性を高めることができ、遠心力による変形を抑制することができる。よって、この冠型保持器によれば、信頼性を高めることができる。

【0008】

本発明の冠型保持器は、［２］「樹脂材料により形成されている、［１］に記載の冠型保持器」であってもよい。この場合、例えば樹脂材料を用いた射出成形により冠型保持器を製造することができ、製造を容易化することができる。また、リング部における少なくともポケットの底部に対応する部分に突起が形成されているため、当該部分を厚肉に形成することができ、射出成形時にウェルド位置を当該部分から逃がしやすくなる。その結果、ウェルド位置が当該部分に位置することで当該部分の強度が低下してしまう事態の発生を抑制することができ、信頼性を一層高めることができる。

【0009】

本発明の冠型保持器は、［３］「前記突起は、前記リング部における前記ポケットの底部に対応する部分のみに形成されている、［１］又は［２］に記載の冠型保持器」であってもよい。この場合、リング部におけるポケットの底部に対応する部分の剛性を高めることができ、遠心力による変形を抑制することができる。

【0010】

本発明の冠型保持器は、［４］「前記突起は、前記リング部から径方向の内側に突出している、［１］～［３］のいずれかに記載の冠型保持器」であってもよい。この場合にも、冠型保持器の剛性を高めることができ、遠心力による変形を抑制することができる。

【0011】

本発明の冠型保持器は、［５］「前記突起は、前記リング部から径方向の外側に突出している、［１］～［３］のいずれかに記載の冠型保持器」であってもよい。この場合にも、冠型保持器の剛性を高めることができ、遠心力による変形を抑制することができる。

【0012】

本発明の玉軸受は、［６］「内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置された前記複数の玉と、前記複数の玉を転動自在に保持する［１］～［５］のいずれかに記載の冠型保持器と、を備える玉軸受」である。この玉軸受では、上述した理由により、信頼性を高めることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、信頼性が高められた冠型保持器及び玉軸受を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態の玉軸受の断面図である。

【図2】実施形態の保持器の斜視図である。

【図3】変形例の玉軸受の断面図である。

【図4】変形例の保持器の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

【0016】

図１に示されるように、玉軸受１は、内輪２と、外輪３と、複数の玉５と、保持器１０（冠型保持器）と、を備えている。玉軸受１は、例えば電動コンプレッサにおいてロータを支持するために用いられる。以下、玉軸受１の中心線Ａに平行な方向を軸方向といい、中心線Ａに垂直な方向を径方向といい、中心線Ａに平行な方向から見た場合に中心線Ａを中心とする円周に沿った方向を周方向という。

【0017】

内輪２は、円環状に形成され、内輪軌道面２ａを有している。内輪軌道面２ａは、径方向の外側を向いた面であり、周方向に沿って円環状に延在している。内輪軌道面２ａは、玉５に対応した形状に形成されている。内輪２は、例えば径方向の内側において軸（図示省略）と嵌め合わされる。

【0018】

外輪３は、円環状に形成され、径方向において内輪２の外側に配置されている。外輪３は、外輪軌道面３ａ及び案内面３ｂを有している。外輪軌道面３ａ及び案内面３ｂは、径方向の内側を向いた面であり、周方向に沿って円環状に延在している。外輪軌道面３ａは、玉５に対応した形状に形成されている。案内面３ｂは、例えば、軸方向において外輪軌道面３ａの両側に位置する一対の面（周方向に沿って円環状に延在する一対の面）によって構成されている。外輪３は、例えば径方向の外側においてハウジング（図示省略）と嵌め合わされる。

【0019】

複数の玉５の各々は、球状に形成されている。複数の玉５は、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間に配置されている。複数の玉５は、保持器１０により保持されており、周方向に沿って所定の間隔を空けて並んで配置されている。

【0020】

保持器１０は、内輪２の内輪軌道面２ａと外輪３の外輪軌道面３ａとの間に配置され、複数の玉５を転動自在に保持している。この例では、保持器１０は、外輪３の案内面３ｂにより案内される。すなわち、玉軸受１は外輪案内の軸受として構成されている。保持器１０は、例えば樹脂材料からなる冠型保持器である。保持器１０は、例えば樹脂材料を用いた射出成形により形成される。保持器１０は、複数（この例では７つ）のポケット２０を有している。複数のポケット２０には、複数の玉５がそれぞれ配置されている。

【0021】

図２に示されるように、保持器１０は、リング部１１と、複数（この例では７つ）の柱部１２と、を有している。リング部１１は、円環状に形成されている。各柱部１２は、リング部１１から軸方向の一方側（図２中の上側）に突出している。複数の柱部１２は、周方向に沿って所定の間隔を空けて並ぶように形成されている。隣り合う柱部１２の間に、上述したポケット２０が形成されている。ポケット２０は、隣り合う一対の柱部１２と、それらの間を延在するリング部１１の一部１１ａによって画定されている。

【0022】

各柱部１２は、本体部１３と、一対の爪部１４と、を有している。本体部１３は、リング部１１から軸方向の一方側に突出している。一対の爪部１４は、本体部１３から軸方向の一方側に突出している。一対の爪部１４は、周方向の一方側に配置された爪部１４ａと、周方向の他方側に配置された爪部１４ｂとを含んでいる。爪部１４ａは、本体部１３から離れるほど周方向の一方側に向かうように延在しており、爪部１４ｂは、本体部１３から離れるほど周方向の他方側に向かうように延在している。本体部１３及び一対の爪部１４は、ポケット２０を画定している。一対の爪部１４は、ポケット２０に配置された玉５の軸方向への脱落を抑制する。

【0023】

ポケット２０は、円筒状に形成されている。具体的には、ポケット２０の内面２０ａは、径方向と平行な中心軸を有する円筒に沿って延在している。上述したとおり、ポケット２０は、リング部１１の一部１１ａと、柱部１２の本体部１３及び一対の爪部１４とによって画定されている。リング部１１の一部１１ａは、ポケット２０の底部２１を画定している。すなわち、一部１１ａは、リング部１１におけるポケット２０の底部２１に対応する部分である。「リング部１１における底部２１に対応する部分」とは、例えば、リング部１１のうち底部２１を画定している部分であって、軸方向から見た場合に底部２１と重なる部分をいう。

【0024】

リング部１１の一部１１ａには、径方向の内側に突出した突起１５が形成されている。突起１５は、リング部１１の内周面に形成されている。突起１５は、リング部１１の一部１１ａのみに形成されており、リング部１１における他の部分（例えば柱部１２との接続部分）には形成されていない。保持器１０は、複数（この例では７つ）の突起１５を有している。複数の突起１５は、周方向に沿って所定の間隔を空けて並ぶように形成されている。

【0025】

軸方向において、突起１５は、ポケット２０の底部２１とリング部１１におけるポケット２０とは反対側の表面との間にわたって形成されている。突起１５は、ポケット２０の底部２１に連続する湾曲した表面１５ａを有している。周方向における突起１５の長さは、周方向におけるポケット２０の長さより短い。この例では、周方向における突起１５の一対の側面１５ｂは、中心線Ａに近づくほど（径方向の内側に向かうほど）互いに近づくように傾斜した傾斜面となっている。径方向における突起１５の長さは、径方向におけるリング部１１の長さよりも短い。
［作用及び効果］

【0026】

保持器１０では、ポケット２０の内面２０ａが径方向と平行な中心軸を有する円筒に沿って延在している。このような円筒状のポケット２０を有する保持器１０は、玉案内（転動体案内）ではなく、外輪案内又は内輪案内の軸受において用いられ得る。ポケットが円筒状である場合、遠心力により変形した場合でも柱部が玉と干渉しにくい。一方、ポケット２０が円筒状である場合、例えばポケット２０が球状であると比べて、保持器１０が高速に回転した場合に柱部１２（爪部１４）に遠心力による変形が発生しやすくなる。この点、保持器１０では、リング部１１の一部１１ａ（ポケット２０の底部２１に対応する部分）に、径方向の内側に突出した突起１５が形成されている。これにより、保持器１０の剛性を高めることができる。すなわち、リング部１１の一部１１ａの剛性を高めることができ、ひいては保持器１０全体の剛性を高めることができる。その結果、遠心力による保持器１０の変形を抑制することができる。よって、保持器１０によれば、信頼性を高めることができる。

【0027】

保持器１０が、樹脂材料により形成されている。これにより、例えば樹脂材料を用いた射出成形により保持器１０を製造することができ、製造を容易化することができる。また、リング部１１の一部１１ａに突起１５が形成されているため、一部１１ａを厚肉に形成することができ、射出成形時にウェルド位置を一部１１ａから逃がしやすくなる。その結果、ウェルド位置が一部１１ａに位置することで一部１１ａの強度が低下してしまう事態の発生を抑制することができ、信頼性を一層高めることができる。

【0028】

すなわち、突起１５が形成されていない場合、リング部１１の一部１１ａの断面積（周方向に垂直な断面の面積）とリング部１１における柱部１２との接続部分の断面積（周方向に垂直な断面の面積）との間の差（肉厚差）が大きくなる。この場合、一部１１ａの断面積が小さいことで、射出成形において溶融した樹脂を型内に流し込む際に、一部１１ａに対応する部分において樹脂の流動速度が遅くなってしまう。そのため、リング部１１の一部１１ａにウェルド位置（型内に流れ込んだ樹脂が合流する位置）が位置しやすい。換言すれば、射出ゲート位置や射出条件を変更してリング部１１における一部１１ａ以外の部分にウェルド位置が位置するように調整することが難しい。ウェルド位置では樹脂同士が融合しにくく、成形後の強度が低下しやすい。保持器１０では、リング部１１の一部１１ａが最も薄く強度が低い部分であることから、ウェルド位置がリング部１１の一部１１ａに位置すると、一部１１ａの強度が一層低下してしまう。この点、保持器１０では、リング部１１の一部１１ａに突起１５が形成されているため、一部１１ａを厚肉に形成することができ（一部１１ａの断面積を大きくすることができ）、射出成形時にウェルド位置を一部１１ａから逃がしやすくなる。その結果、ウェルド位置が一部１１ａに位置することで一部１１ａの強度が低下してしまう事態の発生を抑制することができ、信頼性を一層高めることができる。

【0029】

突起１５が、リング部１１の一部１１ａのみに形成されている。これにより、リング部１１の一部１１ａの剛性を高めることができ、遠心力による変形を抑制することができる。また、射出成形時にウェルド位置を一部１１ａから一層逃がしやすくなる。

【0030】

突起１５が、リング部１１から径方向の内側に突出している。これにより、保持器１０の剛性を高めることができ、遠心力による変形を抑制することができる。
［変形例］

【0031】

図３及び図４に示される変形例では、突起１５がリング部１１の一部１１ａから径方向の外側に突出している。この変形例では、保持器１０が突起１５において外輪３により案内される。より具体的には、突起１５における径方向の外側の表面１５ｃが外輪３に対する案内面となり、表面１５ｃが外輪３の案内面３ｂによって案内される。このような変形例によっても、上記実施形態と同様に、信頼性を高めることができる。また、突起１５が外輪３に対する案内面となることで、保持器１０と外輪３との接触面積を低減することができ、保持器１０と外輪３との間に発生する摩擦を低減することができる（低フリクション効果）。

【0032】

本発明は、上記実施形態及び変形例に限られない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。保持器１０は、樹脂材料以外の材料により形成されていてもよい。

【0033】

上記実施形態では突起１５がリング部１１の一部１１ａのみに形成されていたが、突起１５は、少なくともリング部１１におけるポケット２０の底部２１に対応する部分に形成されていればよく、例えばリング部１１の全周にわたって形成されていてもよいし、一部１１ａからリング部１１における柱部１２との接続部分に至るように形成されていてもよい。リング部１１の一部１１ａには、径方向の内側に突出する突起、及び径方向の外側に突出する突起の両方が形成されていてもよい。

【0034】

玉軸受１は、内輪案内の軸受として構成されてもよい。この場合において、突起１５がリング部１１の一部１１ａから軸方向の内側に突出するように形成され、保持器１０が突起１５において内輪２により案内されてもよい。この場合、保持器１０と内輪２との接触面積を低減することができ、保持器１０と内輪２との間に発生する摩擦を低減することができる。内輪案内の場合において、突起１５がリング部１１の一部１１ａから軸方向の外側に突出するように形成されてもよい。

【符号の説明】

【0035】

１…玉軸受、２…内輪、３…外輪、５…玉、１０…保持器（冠型保持器）、１１…リング部、１２…柱部、１５…突起、２０…ポケット、２０ａ…内面、２１…底部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】