特許 7420274 玉軸受用冠型保持器、及び玉軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】玉軸受用冠型保持器、及び玉軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/41 20060101AFI20240116BHJP

   F16C 19/16 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

F16C33/41

F16C19/16

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022548218

(86)(22)【出願日】2022-01-17

(86)【国際出願番号】 JP2022001445

(87)【国際公開番号】W WO2022154124

(87)【国際公開日】2022-07-21

【審査請求日】2022-08-08

(31)【優先権主張番号】P 2021005913

(32)【優先日】2021-01-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】松井 雅人

(72)【発明者】

【氏名】吉川 武文

【審査官】糟谷 瑛

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１０－５１６９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－２０４５２９１（ＫＲ，Ｂ１）

(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】

円環状の主部と、
前記主部から周方向に所定の間隔で軸方向に突出する複数の柱部と、
隣り合う前記柱部の間に形成され、玉を保持可能な球面形状の球状凹面を有するポケットと、
を備える、玉軸受用冠型保持器であって、
前記柱部は、先端部が互いに間隔をあけて配置される一対の爪部と、前記一対の爪部を接続する接続部を有し、
前記ポケットを構成する隣り合う二つの前記爪部の先端部同士の間には、前記玉の直径より短い幅を有し、かつ、前記玉を挿入するための、入口部が設けられ、
前記ポケットの前記球状凹面の曲率半径は、前記玉の転動面の曲率半径よりも大きく、
前記爪部の外径Ｄ１は、前記主部の外径Ｄ２よりも小さく、
前記爪部の径方向幅ｔ１は、前記主部の径方向幅ｔ２の１／２以下であり、
前記主部には、隣り合う前記ポケットの間に軸方向に開口した開口部が設けられ、前記爪部と前記開口部とは径方向においてオフセットして設けられ、前記開口部が爪部よりも径方向外側に位置し、
前記主部の底面は、隣り合う前記開口部の間において、軸方向に突出する凸部を有し、
前記柱部の前記接続部の上面から前記主部の底面までの軸方向幅Ｈ１と、前記玉軸受用冠型保持器の軸方向幅Ｈ２と、前記ポケットの底部における前記主部の軸方向幅Ｈ３と、前記主部の前記ポケットが形成されない部分の軸方向幅Ｈ４とは、Ｈ３＜Ｈ４＜Ｈ１≦（Ｈ２／２）を満たす、
ことを特徴とする玉軸受用冠型保持器。

【請求項2】

前記凸部が設けられる径方向範囲及び周方向範囲は、前記ポケットを構成する前記主部の前記球状凹面が設けられる径方向範囲及び周方向範囲と略同一である
請求項１に記載の玉軸受用冠型保持器。

【請求項3】

前記爪部の径方向幅は、前記主部側から前記爪部の先端部側に向かうほど小さくなる、請求項１又は２に記載の玉軸受用冠型保持器。

【請求項4】

前記爪部は、前記ポケットを構成する周方向第一面と、前記周方向第一面とは反対側の周方向第二面と、を有し、
前記ポケットを構成する隣り合う二つの前記爪部において、二つの前記周方向第二面の間の周方向距離は、前記主部側から前記爪部の先端部側に向かうほど小さくなる
請求項１～３のいずれか一項に記載の玉軸受用冠型保持器。

【請求項5】

外輪と、
内輪と、
前記外輪と、前記内輪と、の間に配置された複数の前記玉と、
請求項１～４のいずれか１項に記載の玉軸受用冠型保持器と、
を備える、玉軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、玉軸受用冠型保持器、及び玉軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、各種回転機械の回転部分を支持するために、図１４に示すような玉軸受１が使用されている。玉軸受１は、外周面に内輪軌道２を有する内輪３と、内輪３と同心に配置され、内周面に外輪軌道４を有する外輪５と、内輪軌道２と外輪軌道４との間に転動自在に配置される複数の玉６と、を備える。

【0003】

各玉６は、保持器１００により転動自在に保持される。また、外輪５の内周面の軸方向両端部には、それぞれ円輪状の一対のシールド板７、７の外周縁が係止される。一対のシールド板７，７は、軸受空間に存在するグリース等の潤滑剤が外部に漏洩したり、外部に浮遊する塵埃が軸受空間に侵入したりことを防止している。なお、密封装置として、非接触型のシールド板７，７に代えて、接触型のシールを使用してもよい。

【0004】

保持器１００は、図１５および図１６に示すように、樹脂製の冠型保持器である。保持器１００は、円環状の主部１０９と、主部１０９から周方向に所定の間隔で軸方向に突出する複数の柱部１１０と、隣り合う柱部１１０の間に形成され、玉６を保持可能な球面形状のポケット１１１と、を備える。

【0005】

柱部１１０は、先端部が互いに間隔をあけて配置される一対の爪部１１２，１１２を有する。ポケット１１１を構成する隣り合う二つの爪部１１２，１１２が玉６を保持することで、保持器１００が外輪５と内輪３の間から軸方向に脱落するのを防止している。

【0006】

ところで、最近の自動車の電動化により、モータの回転軸を支持する転がり軸受（特に玉軸受）には高速回転化が要求されている。高速回転化のためには、（ｉ）保持器の遠心力膨張を抑制し、ポケットの底部に発生する応力を下げることで、疲労破壊を防ぐこと、および、（ｉｉ）保持器の変形を抑制することで、外輪やシールに対する保持器の接触を避けて、保持器の摩耗、振動、発熱を抑制すること、が求められる。

【0007】

図１４～１６に示すような従来型の保持器１００においては、高速回転時に遠心力によって応力が保持器１００に作用し、保持器１００が外径側に変形してしまう可能性がある。図１４には、保持器１００が変形した様子が破線で示されている。この場合、保持器１００が外輪５に接触したり（図１４中のＡ部分を参照）、保持器１００がシールド板７と接触したりしてしまい（図１４中のＢ部分を参照）、保持器１００が摩耗、振動、発熱することが懸念される。

【0008】

特許文献１や特許文献２には、保持器を軽量化するための技術が開示されている。

【0009】

具体的には、特許文献１には、冠型保持器のポケット形成部側の端面とは反対側の端面に、肉ぬすみ部が形成されることが開示されている。この肉ぬすみ部によって、冠型保持器の軸方向左右質量バランスを向上させて背面側部分の軽量化を図っている。

【0010】

また、特許文献２に記載の保持器は、環状の基部と、基部から軸方向に延びるアキシャル部と、を有する。アキシャル部の外径は、基部の外径よりも小さい。基部には、アキシャル部の凹部域と連通し、軸方向に貫通する孔が形成されている。これにより、材料の量を減少させ、高速回転時に誘発される半径方向での変形を抑制することを図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】日本国特開２００８－２７４９７７号公報

【文献】日本国特許第５４３６２０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、軸受を更なる高速回転化に対応させるためには、保持器の更なる軽量化が必要である。

【0013】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量化により高速回転時の遠心力を小さくして変形を抑制可能な玉軸受用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】

【0014】

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 円環状の主部と、
前記主部から周方向に所定の間隔で軸方向に突出する複数の柱部と、
隣り合う前記柱部の間に形成され、玉を保持可能な球面形状の球状凹面を有するポケットと、
を備える、玉軸受用冠型保持器であって、
前記柱部は、先端部が互いに間隔をあけて配置される一対の爪部と、前記一対の爪部を接続する接続部を有し、
前記ポケットを構成する隣り合う二つの前記爪部の先端部同士の間には、前記玉の直径より短い幅を有し、かつ、前記玉を挿入するための、入口部が設けられ、
前記ポケットの前記球状凹面の曲率半径は、前記玉の転動面の曲率半径よりも大きく、 前記爪部の外径Ｄ１は、前記主部の外径Ｄ２よりも小さく、
前記爪部の径方向幅ｔ１は、前記主部の径方向幅ｔ２の１／２以下であり、
前記柱部の前記接続部の上面から前記主部の底面までの軸方向幅Ｈ１は、前記玉軸受用冠型保持器の軸方向幅Ｈ２の１／２以下であり、
前記主部には、隣り合う前記ポケットの間に軸方向に開口した開口部が設けられ、前記爪部と前記開口部とは径方向においてオフセットして設けられ、前記開口部が爪部よりも径方向外側に位置する
ことを特徴とする玉軸受用冠型保持器。
（２） 前記柱部の前記接続部の上面から前記主部の底面までの軸方向幅Ｈ１は、前記ポケットの底部における前記主部の軸方向幅Ｈ３よりも大きい
（１）に記載の玉軸受用冠型保持器。
（３） 前記主部の底面は、隣り合う前記開口部の間において、軸方向に突出する凸部を有する
（１）または（２）に記載の玉軸受用冠型保持器。
（４） 前記凸部が設けられる径方向範囲及び周方向範囲は、前記ポケットを構成する前記主部の前記球状凹面が設けられる径方向範囲及び周方向範囲と略同一である
（３）に記載の玉軸受用冠型保持器。
（５） 前記爪部の径方向幅は、前記主部側から前記爪部の先端部側に向かうほど小さくなる、
（１）～（４）のいずれか一項に記載の玉軸受用冠型保持器。
（６） 前記爪部は、前記ポケットを構成する周方向第一面と、前記周方向第一面とは反対側の周方向第二面と、を有し、

【0015】

前記ポケットを構成する隣り合う二つの前記爪部において、二つの前記周方向第二面の間の周方向距離は、前記主部側から前記爪部の先端部側に向かうほど小さくなる
（１）～（５）のいずれか一項に記載の玉軸受用冠型保持器。
（７） 外輪と、
内輪と、
前記外輪の軌道輪と、前記内輪の軌道面と、の間に配置された複数の玉と、
（１）～（６）のいずれか１項に記載の玉軸受用冠型保持器と、
を備える、玉軸受。

【発明の効果】

【0016】

本発明の玉軸受用冠型保持器及び玉軸受によれば、軽量化により高速回転時の遠心力を小さくして変形を抑制可能である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第一実施形態に係る保持器の斜視図である。

【図2】第一実施形態に係る保持器の一部を径方向外側から見た図である。

【図3】第一実施形態に係る保持器の一部を底面側から見た図である。

【図4】第一実施形態に係る保持器の一部の部分断面斜視図である。

【図5】第二実施形態に係る保持器の一部を径方向外側から見た図である。

【図6】第二実施形態に係る保持器の一部を底面側から見た図である。

【図7】第二実施形態に係る保持器の一部の部分断面斜視図である。

【図8】第三実施形態に係る保持器の一部の部分断面斜視図である。

【図9】第四実施形態に係る保持器の一部を径方向外側から見た図である。

【図10】（ａ）～（ｃ）は玉を保持器に組み込む際のひずみ発生領域を示す図であり、（ａ）は従来例の保持器を示し、（ｂ）は実施例１の保持器を示し、（ｃ）は実施例２の保持器を示す。

【図11】保持器に玉を組み込む様子を示す図である。

【図12】（ａ）～（ｃ）は遠心力により保持器に発生する最大主応力分布を示す図であり、（ａ）は従来例の保持器を示し、（ｂ）は実施例１の保持器を示し、（ｃ）は実施例２の保持器を示す。

【図13】（ｉ）保持器のポケット底に発生する最大主応力の最大値と、（ｉｉ）保持器の外周面と外輪５が接触すると考えられる位置における径方向変位量と、（ｉｉｉ）基部の外周面の最下部の軸方向変位量と、（ｉｖ）爪部に発生する最大主ひずみの最大値と、を示す図である。

【図14】従来例に係る玉軸受の断面図である。

【図15】従来例に係る保持器の一部を径方向外側から見た図である。

【図16】従来例に係る保持器の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施形態に係る玉軸受用冠型保持器及び玉軸受について、図面を用いて説明する。

【0019】

（第一実施形態）
図１～４に示すように、本実施形態の玉軸受用冠型保持器（以下、「冠型保持器」、又は単に「保持器」とも称す）１０は、図１５～１６に示す従来の保持器１００と同様に、図１４に示す玉軸受１に適用される。

【0020】

冠型保持器１０は、例えば、ナイロン４６（ポリアミド４６、ＰＡ４６）、ナイロン６６（ポリアミド６６，ＰＡ６６）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１０Ｔ（ＰＡ１０Ｔ）、Ｌ－ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、等の樹脂材料、または、他の樹脂材料からなる。また、保持器１０の強度を向上させるために、繊維状強化材（炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等）を数１０％（例えば１０～５０ｗｔ％）添加した樹脂組成物でもよい。保持器１０の製造方法としては、金型を利用して射出成形する方法や、３Ｄプリンターで製造する方法が例示される。

【0021】

冠型保持器１０は、円環状の主部２０と、主部２０の上面２１から周方向に所定の間隔で軸方向に突出する複数の柱部３０と、隣り合う柱部３０，３０の間に形成され、玉６（図１４参照）を保持可能な球面形状のポケット４０と、を備える。

【0022】

主部２０の上面２１には、周方向に所定の間隔で、複数の球面形状の球状凹面２３が形成されている。この球状凹面２３は、主部２０の径方向全幅にわたって形成されており、ポケット４０を構成する。

【0023】

柱部３０は、主部２０の上面２１のうち径方向内側部から軸方向に突出する。したがって、柱部３０の径方向外側には、主部２０の上面２１が露出する。従来の冠型保持器１００（図１６参照）においては、柱部１１０は主部１０９の上面の径方向全幅から軸方向に突出するので、本願の柱部３０はこの点で相違する。すなわち、本願では、柱部３０（爪部３１）の径方向外側の領域（図４で破線で示された領域Ｓ１）が削られた構成が採用される。

【0024】

柱部３０は、一対の爪部３１，３１と、一対の爪部３１，３１を接続する接続部３３と、を有する。

【0025】

一対の爪部３１，３１の先端部３１Ａ，３１Ａは、互いに周方向に間隔をあけて配置されている。また、ポケット４０を構成する隣り合う二つの爪部３１，３１の先端部３１Ａ，３１Ａ同士の間には、玉６（図１４参照）の直径よりも短い幅を有し、かつ、玉６を挿入するための、入口部４１が設けられる。

【0026】

爪部３１は、ポケット４０を構成する球面形状の周方向第一面３１Ｂと、周方向第一面３１Ｂとは反対側の周方向第二面３１Ｃと、を有する。

【0027】

一対の爪部３１，３１の周方向第二面３１Ｃ，３１Ｃは、それぞれ湾曲形状であり、接続部３３の上面３３Ａで滑らかに接続する。この接続部３３の上面３３Ａは、一対の周方向第二面３１Ｃ，３１Ｃによって形成される略Ｕ字状の底部に相当する。接続部３３の上面３３Ａ（一対の周方向第二面３１Ｃ，３１Ｃの底部）は主部２０の上面２１よりも僅かに上方（軸方向一方側）に位置している（図１，４参照）。したがって、一対の周方向第二面３１Ｃ，３１Ｃは、底部（接続部３３の上面３３Ａ）が比較的下方（軸方向他方側）に位置し、略Ｕ字状の凹部を構成する。従来の冠型保持器１００（図１５参照）においては、接続部の上面（一対の周方向第二面の底部）は主部１０９の上面よりも、かなり上方に位置する。すなわち、本願では、一対の爪部３１，３１の周方向第二面３１Ｃ，３１Ｃに挟まれた領域（図２では破線で示された領域Ｓ２）が削られた構成が採用される。

【0028】

隣り合う二つの爪部３１，３１の周方向第一面３１Ｂ，３１Ｂと、主部２０の球状凹面２３と、はポケット４０を構成する。これら、二つの周方向第一面３１Ｂ，３１Ｂおよび球状凹面２３は、互いに滑らかに接続し、ポケット４０の球状凹面を構成する。ポケット４０の球状凹面の曲率半径は、玉６（図１４参照）の転動面の曲率半径よりも大きく設定される。

【0029】

このように、複数のポケット４０が主部２０によって接続されているため、高速回転時などに保持器１０に遠心力が負荷されると、保持器１０は主部２０を中心に径方向外側に倒れようとする。この倒れを抑制するため、本願では、上述したように領域Ｓ１，Ｓ２が削られた構成とされる。

【0030】

遠心力をＦ、質量をｍ、回転軸から回転する物体（保持器１０）までの距離をｒ、角速度をωとすると、Ｆ＝ｍｒω２で表される。保持器１０（特にポケット４０の底部）に発生する応力σと、保持器１０の変形量δは、遠心力Ｆにほぼ比例する。したがって、玉軸受１の軸方向幅、内輪３の内径、および外輪５の外径が一定の場合、応力σおよび変形量δを低減するためには保持器１０の質量ｍを小さくする必要がある。また、保持器１０の変形量δは、保持器１０の剛性にほぼ反比例するので、保持器１０の形状が変わらない場合、保持器１０の剛性すなわちヤング率を大きくしてもよい。

【0031】

図４に示すように、爪部３１の外径Ｄ１は、主部２０の外径Ｄ２よりも小さく設定される。すなわち、爪部３１（柱部３０）の外周面３１Ｄは、主部２０の外周面２５から径方向に（Ｄ２－Ｄ１）だけ内側に位置している。なお、爪部３１（柱部３０）の内周面３１Ｅは、主部２０の内周面２４と滑らかに接続し、段差の無い保持器１０の内周面を構成する。さらに、爪部３１の径方向幅ｔ１は、主部２０の径方向幅ｔ２の１／２以下に設定される。このように、Ｄ１＜Ｄ２、ｔ１≦（ｔ２／２）と設定されることで、爪部３１（柱部３０）の径方向外側の領域Ｓ１が削られた構成が採用される。

【0032】

また、柱部３０の接続部３３の上面３３Ａから主部２０の底面２６までの軸方向幅Ｈ１（図４中の上下方向幅）は、保持器１０の軸方向幅Ｈ２の１／２以下に設定される。このようにＨ１≦（Ｈ２／２）と設定されることで、爪部３１の背面側（ポケット４０の反対側、周方向第二面３１Ｃ側）の領域Ｓ２（図２参照）が削られた構成が採用される。

【0033】

なお、軸方向幅Ｈ１を小さくしすぎると、保持器１０の強度が低下する可能性があるため、軸方向幅Ｈ１は、ポケット４０の底部における主部２０の軸方向幅Ｈ３（図２参照）よりも大きくすることが好ましく（Ｈ１＞Ｈ３）、主部２０のポケット４０（球状凹面２３）が形成されない部分の軸方向幅Ｈ４（図４参照）よりも大きくすることがさらに好ましい（Ｈ１＞Ｈ４）。このように、軸方向の寸法関係は、Ｈ３＜Ｈ４＜Ｈ１≦（Ｈ２／２）を満たすことが好ましい。

【0034】

また、主部２０には、隣り合うポケット４０，４０の間に、軸方向に開口した開口部２７が設けられている。開口部２７は、主部２０の上面２１から底面２６を軸方向に貫通している。開口部２７は、柱部３０（一対の爪部３１、３１）の径方向外側に位置する。すなわち、開口部２７は、その少なくとも一部が、柱部３０（一対の爪部３１、３１）と周方向において重なる。また、爪部３１と開口部２７とは径方向においてオフセットして設けられ、開口部２７は爪部３１よりも径方向外側に位置する。図示された開口部２７の周壁部は、段付き面（図４参照）やテーパー面等から構成されているが、その形状は特に限定されない。なお、開口部２７の周壁部が段付き面やテーパー面等から構成されている場合、単なる平面から構成されている場合と比べて、射出成形時に金型から保持器１０が抜きやすくなるため好ましい。

【0035】

開口部２７の径方向幅ｔ３（図３参照）が大きくなりすぎると、保持器１０の他の部分の径方向幅が小さくなり、強度が低下する可能性や、保持器１０を射出成形で製造する場合に樹脂が流動せずに空隙が生じる可能性がある。したがって、保持器１０の各部分の幅は、１ｍｍ以上であることが好ましい。そこで、開口部２７の径方向幅ｔ３は、主部２０の径方向幅ｔ２に対して、（ｔ２／３）≦ｔ３≦（ｔ２／２）程度とすることが好ましい。

【0036】

以上説明したように、本実施形態の保持器１０によれば、Ｄ１＜Ｄ２、ｔ１≦（ｔ２／２）、Ｈ１≦（Ｈ２／２）を満たすとともに、開口部２７が形成されているので、保持器１０が軽量化され、高速回転時の遠心力による変形を抑制することができる。したがって、保持器１０が、外輪５やシールド板７等に接触することが防止でき、保持器１０の摩耗や振動、発熱を抑制できる。また、爪部３１と開口部２７とを径方向においてオフセットして設けられ、開口部２７が爪部３１よりも径方向外側に位置する。これにより保持器１０を軽量化できるとともに、爪部３１と外輪５との距離を確保できるので爪部３１が変形しても外輪５との接触を抑制できる。また、爪部３１は玉６を径方向内側から抱える格好になるので、遠心力作用時に爪部３１が変形するには玉６を乗り越える必要があり、爪部３１の変形抑制効果もある。

【0037】

（第二実施形態）
図５～７には、第二実施形態に係る保持器５０が開示されている。本実施形態の保持器５０は、主部２０の底面２６に凸部２８が設けられる構成が、第一実施形態の保持器５０と異なる。その他の構成は、上記実施形態と同一であるので、図面に符号を付すことでその説明を省略する。

【0038】

凸部２８は、隣り合う開口部２７，２７の間において、主部２０の底面２６から軸方向（図５中の上下方向において爪部３１が延びる方向とは反対方向）に突出する。すなわち、主部２０の底面２６は、複数のポケット４０の下方に、周方向に所定間隔で形成された複数の凸部２８を有している。

【0039】

凸部２８は、ポケット４０と、周方向および径方向において重なることが好ましい。すなわち、凸部２８が設けられる周方向範囲および径方向範囲が、ポケット４０を構成する主部２０の球状凹面２３が設けられる周方向範囲および径方向範囲と略同一であることが好ましい。本実施形態の凸部２８の径方向幅および周方向幅は、ポケット４０の径方向幅（主部２０の径方向幅ｔ２）および周方向幅と略同一である。

【0040】

第二実施形態の保持器５０によれば、第一実施形態と比較して遠心力により発生する応力や変形を抑制する効果についてはそれほど変わりはないが、保持器５０を内輪３、外輪５、玉６からなる軸受１に組み込む際に効果を発揮する。すなわち、後述するように、保持器５０の爪部３１に発生するひずみが低減される。

【0041】

（第三実施形態）
図８には、第三実施形態に係る保持器６０が開示されている。本実施形態の保持器６０は、爪部３１の径方向寸法が、上記実施形態の保持器６０と異なる。その他の構成は、上記実施形態と同一であるので、図面に符号を付すことでその説明を省略する。

【0042】

本実施形態の保持器６０においては、爪部３１の径方向幅が、主部２０側から爪部３１の先端部３１Ａに向かうほど小さくなっている。すなわち、図８中の爪部３１の径方向幅ａ１，ａ２，ａ３の関係は、ａ１＜ａ２＜ａ３を満たす。

【0043】

このような構成によれば、爪部３１に発生する応力やひずみを軽減させることができる。特に、爪部３１の先端部３１Ａが玉６から力を受けるときに、効果的である。また、保持器６０を射出成形する場合、保持器６０を金型から抜きやすくなるので、効果的である。

【0044】

（第四実施形態）
図９には、第四実施形態に係る保持器７０が開示されている。本実施形態の保持器７０は、ポケット４０を構成する隣り合う二つの爪部３１，３１の周方向第二面３１Ｃ，３１Ｃの間の周方向距離が、第一実施形態の保持器７０と異なる。その他の構成は、上記実施形態と同一であるので、図面に符号を付すことでその説明を省略する。

【0045】

本実施形態の保持器７０においては、ポケット４０を構成する隣り合う二つの爪部３１，３１において、二つの周方向第二面３１Ｃ，３１Ｃの間の周方向距離が、主部２０側から爪部３１の先端部３１Ａに向かうほど小さくなっている。すなわち、図９中の隣り合う二つの爪部３１，３１の周方向第二面３１Ｃ，３１Ｃの間の周方向距離ｂ１，ｂ２，ｂ３の関係は、ｂ１＜ｂ２＜ｂ３を満たす。

【0046】

このような構成によれば、爪部３１に発生する応力やひずみを軽減させることができる。特に、爪部３１の先端部３１Ａが玉６から力を受けるときに、効果的である。また、保持器７０を射出成形する場合、保持器７０を金型から抜きやすくなるので、効果的である。

【0047】

（実施例）
本発明の効果を確かめるために、有限要素法による解析を実施した。解析対象の保持器１０，５０は、内径：３５ｍｍの軸受に使用される冠型樹脂保持器である。従来の冠型樹脂保持器を基準に、本発明の実施形態に基づき、形状を設定した。すなわち、図１０（ａ）～（ｃ）に示すように、（ａ）従来品としては図１５～１６に示した保持器１００を採用し、（ｂ）実施例１としては図１～４に示した第一実施形態の保持器１０を採用し、（ｃ）実施例２としては図５～７に示した第二実施形態の保持器５０を採用した。

【0048】

保持器サイズは、比較例および実施例１～２のいずれも、保持器１０，５０（１００）の内径：４９ｍｍ、主部２０（１０９）の最大外径：５８ｍｍ、保持器１０，５０（１００）の軸方向高さ：１０ｍｍとした。柱部３０（１１０）の接続部３３の上面３３Ａから主部２０（１０９）の底面２６までの軸方向幅Ｈ１は、比較例では７ｍｍとし、実施例１と２では３ｍｍとした。また、爪部３１（１１２）の先端部３１Ａの径方向厚みは、比較例において４．７ｍｍとし、実施例１および２において１．２ｍｍとした。主部２０の開口部２７の径方向厚みは、実施例１および２において２ｍｍとした。実施例２における凸部２８の軸方向厚みは０．９ｍｍとした。

【0049】

保持器１０，５０（１００）の物性値としては、軸受が高速回転で使用されることを想定して、高温でのナイロン４６（ＰＡ４６）に相当する値を用いた。具体的には、ヤング率：３５００ＭＰａ、ポアソン比：０．４、密度：１．３８ｇ／ｃｍ３とした。内輪回転数は３万ｒｐｍとした。

【0050】

遠心力により保持器１０，５０（１００）に発生する最大主応力分布を図１２（ａ）～（ｃ）に示す。図１２（ａ）の従来例には大きな応力が発生しているのがわかる。変形倍率を１倍で表示しているため、変形、すなわち、爪部１１２の先端の倒れが大きいこともわかる。これに対して図１２（ｂ），（ｃ）の実施例１，２においては、従来例と比較して応力の発生が抑制されていることがわかる。

【0051】

図１３には、（ｉ）保持器１０，５０（１００）のポケット底に発生する最大主応力の最大値と、（ｉｉ）保持器１０，５０（１００）の外周面と外輪５とが接触すると考えられる位置（図１４中のＢ部分）における径方向変位量と、（ｉｉｉ）主部２０（１０９）の外周面の最下部の軸方向変位量と、（ｉｖ）爪部３１（１１２）に発生する最大主ひずみの最大値と、が示されている。なお、（ｉｖ）爪部３１（１１２）に発生する最大主ひずみの最大値は、保持器１０，５０（１００）を内輪３、外輪５、玉６からなる軸受１に保持器を挿入することを想定し、図１１に示すように保持器１０の一部をモデル化して、玉６を荷重Ｆで押し込む解析を行うことで、得られたものである。

【0052】

実施例１と２ともに、従来例と比べると、（ｉ）～（ｉｖ）の値が大きく下がり、効果があることが確認された。（ｉ）ポケット底の応力、（ｉｉ）径方向変位量、（ｉｉｉ）軸方向変位量については、実施例１と実施例２とではほとんど差はなかったが、（ｉｖ）玉組み込み時のひずみについては、実施例２は実施例１と比べて、約２０％下がった。

【0053】

この理由として、図１０（ａ）～（ｃ）に示すように、保持器１０，５０のポケット４０に玉６が押し込まれると、爪部３１は剛性の低い部分を支点Ｐとして円周方向に広がろうとするためであると考えられる。すなわち、支点Ｐが爪部３１の先端部３１Ａから遠い位置にあるほど、発生するひずみは分散するために最大値が下がるためであると考えられる。

【0054】

従来例では、爪部１１２はその先端部に近い部分を支点Ｐに広がろうとするので、爪部１１２に発生するひずみの領域（ひずみ発生領域Ｄ）は狭くなり、ひずみは大きくなる。一方、実施例１では、爪部３１の先端部３１Ａから支点Ｐまでの距離が長くなるため、ひずみ発生領域Ｄが広がり、従来例よりもひずみは下がる。さらに、実施例２では、爪部３１の先端部３１Ａから支点までの距離が長くなるので、ひずみ発生領域Ｄがさらに広がり、実施例１よりもひずみはさらに下がる。

【0055】

なお、上記のような実施例１および２の保持器１０，５０は、ナイロン４６やナイロン６６よりもひずみ強度の低い樹脂材料を使用した保持器に適用すると、ひずみを減少させることができ好適である。

【0056】

本出願は、２０２１年１月１８日出願の日本特許出願特願２０２１－００５９１３に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

【符号の説明】

【0057】

１ 玉軸受
２ 内輪軌道
３ 内輪
４ 外輪軌道
５ 外輪
６ 玉
７ シールド板
１０ 玉軸受用冠型保持器
２０ 主部
２１ 上面
２３ 球状凹面
２４ 内周面
２５ 外周面
２６ 底面
２８ 凸部
２７ 開口部
３０ 柱部
３１ 爪部
３１Ａ 先端部
３１Ｂ 周方向第一面
３１Ｃ 周方向第二面
３１Ｄ 外周面
３１Ｅ 内周面
３３ 接続部
３３Ａ 上面
４０ ポケット
４１ 入口部
５０，６０，７０ 保持器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】