JP5768562B2 - アンギュラ玉軸受用樹脂保持器 - Google Patents

Description

本発明は、アンギュラ玉軸受に用いられる合成樹脂製の成形保持器に関わり、更に詳しくは、アンギュラ玉軸受のボール数を増やして軸受寿命を延ばすことができる保持器に関するものである。

転がり軸受の寿命を延ばし、負荷容量を増やすためには、転動体の数を増やすこと及び転動体の大きさを大きくすることが有効である。
アンギュラ玉軸受の内径及び外径並びにボール径が決まっている場合において、軸受寿命を延ばし、負荷容量を増やすためには、ボール数を増やす必要があり、それに応じてアンギュラ玉軸受用樹脂保持器のポケット（ボール保持部）の数を増やす必要がある。
しかしながら、従来の一般的なアンギュラ玉軸受用樹脂保持器では、ポケットの数を多くすると隣接するポケット間の肉厚が薄くなるため、射出成形により製作する際に充填不足による欠肉等が生じて樹脂保持器の形状が成立しなくなる場合がある。
このようなことから、ボール数をより増やすことができるアンギュラ玉軸受用樹脂保持器として、基体である一つのリング及び該リングから軸方向へ延びて略Ｃ字状の径方向断面を形成する柱からなる片持ち構造を採用し、隣接するポケット間の肉厚が薄くなる部分に切欠きを形成することにより、充填不足による欠肉等をなくして保持器の形状を成立させるものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、大径リング及び小径リング並びにこれらのリング間を連結するウェブからなり、これらによってボールを収容するポケットを形成する通常の両持ち構造（両円環型、かご型）のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器において、ウェブの内側あるいは外側において一方のリングから他方のリングに向けて軸方向に延出し、かつ円周方向に弾性を有する突出部を設け、軸方向に型抜きした場合に生じる接合面（パーティングライン、特許文献２では縁１３）をピッチ円の外側に配置することにより、前記突出部に切欠きを形成可能としたものもある（例えば、特許文献２参照。）。

欧州特許第０５９２８３９号明細書 特許第２５１６８８９号公報

特許文献１のような片持ち構造のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器では、その構造上、遠心力等により保持器が広がる場合があり、その場合にはボールを拘束してボールとの間の摩擦力が増大するため、磨耗が進行したり破損することがある。
その上、ポケット面が球面形状であるため、アンギュラ玉軸受用樹脂保持器の脱型時に、この樹脂製品を弾性変形させて金型を抜き出す、いわゆる無理抜きをする必要がある。
したがって、脱型の際、樹脂製品に負荷が掛かるため、特にアンギュラ玉軸受用樹脂保持器に比較的薄肉の部分がある場合において、その強度確保が困難になる場合がある。

また、特許文献２のような両持ち構造のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器では、その構造上、遠心力等により保持器が広がる場合がなく、上述のような磨耗・破損が生じることはないが、特許文献２の保持器形状のように軸方向に型抜きした場合に生じる接合面をピッチ円の外側に配置するだけでは、ウェブの幅が薄くなりやすく、隣接するボール間（隣接するポケット間の肉厚）に十分な余裕のあるボール数しか配置できない。
すなわち、特許文献２のような両持ち構造のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器において、特許文献１のような片持ち構造のものと同等にボール数を増やすと、両リングが非常に薄い肉厚のウェブで繋がる形状となって、樹脂保持器の形状が成り立たなくなる。

そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、遠心力等により保持器が広がらない両持ち構造でありながら、片持ち構造のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器と同等にボール数を増やして軸受寿命を延ばすことができるアンギュラ玉軸受用樹脂保持器を提供する点にある。

本発明に係るアンギュラ玉軸受用樹脂保持器は、前記課題解決のために、大径リング及び小径リング並びにこれらのリング間を連結するウェブからなり、これらによって形成されるポケットにボールを収容する、アンギュラ玉軸受に用いられる合成樹脂製の成形保持器であって、射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインを前記ウェブの外周面とするとともに、前記ウェブに前記大径リング側が開口する切欠きを形成してなることを特徴とする。

このような構成によれば、特許文献１のような片持ち構造ではなく、大径リング及び小径リングを備えた両持ち構造であることから、遠心力等により保持器が広がることがなく、したがってボールを拘束してボールとの間の摩擦力が増大することがないため、磨耗の進行や破損を防止することができる。
その上、射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインをウェブの外周面としていることから、特許文献１のような片持ち構造のものと同等にボール数を増やした際に、ボールとボールの間（隣接するポケット間）の肉厚が薄くなる部分をなくすように比較的大きな切欠きを形成することができる。

したがって、特許文献１のような片持ち構造のものと同等にボール数を増やしても、特許文献２のように両リングが非常に薄い肉厚のウェブで繋がる形状になることがなく、充填不足による欠肉等をなくして保持器の形状を成立させることができる。
その上さらに、射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインの径方向内方にしかウェブが存在しないため、特許文献２のような射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインの径方向内方及び外方の両方にウェブが存在する構成よりも、金型構造が簡易になるので、金型の製造コストを低減することができる。

ここで、前記大径リングを前記パーティングラインの径方向外方に配置してなると好ましい。
このような構成によれば、ウェブが射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインの径方向内方にのみ存在するとともに、大径リングが前記パーティングラインの径方向外方にのみ存在すること、及び、大径リングを比較的単純な形状にすることができるため、さらに金型の製造コストを低減することができる。

また、前記ウェブにおける前記ボールの中心を含む径方向の平面よりも前記大径リング側に位置する部分を、前記ボールの中心を通る軸方向の直線を中心軸とした円筒面に形成してなると好ましい。
このような構成によれば、アンギュラ玉軸受用樹脂保持器の製品を脱型する際における無理抜きをなくすことができる。

以上のように、本発明に係るアンギュラ玉軸受用樹脂保持器によれば、遠心力等により保持器が広がらない両持ち構造でありながら、射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインをウェブの外周面としていることから、特許文献１のような片持ち構造のものと同等にボール数を増やした際に、ボールとボールの間の肉厚が薄くなる部分をなくすように比較的大きな切欠きを形成することができ、よって、充填不足による欠肉等をなくして保持器の形状を成立させることができるため、特許文献１のような片持ち構造のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器と同等にボール数を増やして軸受寿命を延ばすことができるという顕著な効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るアンギュラ玉軸受用樹脂保持器を小径リング側から見た斜視図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は要部拡大図である。 同保持器を大径リング側から見た斜視図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は要部拡大図である。 （ａ）は同保持器を小径リング側から見た図、（ｂ）は同保持器を大径リング側から見た図である。 （ａ）は同保持器の縦断端面図、（ｂ）は同保持器の要部拡大縦断端面図である。

次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。
なお、以下において、本発明の実施の形態に係るアンギュラ玉軸受用樹脂保持器をアンギュラ玉軸受に適用した際における軸受の軸方向を軸方向、軸受の径方向を径方向とする。

図１〜図３に示すように、本発明の実施の形態に係るアンギュラ玉軸受用樹脂保持器は、大径リング１及び小径リング２並びにこれらのリング１，２間を連結（接続）するウェブ３，３，…からなる両持ち構造（両円環型、かご型）のものであり、ウェブ３，３，…には大径リング１側が開口する周方向から見て略Ｕ字状の切欠き３Ａ，３Ａ，…が形成されており、両リング１，２及びウェブ３，３，…により形成されるポケット（ボール保持部）Ｐ，Ｐ，…にボールＢ，Ｂ，…（図３（ａ）参照。）が収容される。
ウェブ３，３，…には、上述の切欠き３Ａ，３Ａ，…が形成されているため、小径リング２に繋がる部分から内径側の柱部と外径側の柱部とが分岐して延びた形状となっており、外径側の柱部が大径リング１に繋がっている。

ポケットＰは、図４に示すように、その大部分を内径側ポケットで占めた形状となっており、ボールＢは、図３（ａ）に示すように、アンギュラ玉軸受用樹脂保持器の外方から内方に向かって挿入される。
図４（ｂ）に示すように、射出成形の際に軸方向に型抜きする金型（固定側金型ＦＸ及び可動側金型ＭＶ）のパーティングラインＰＬは、ウェブ３，３，…の外周面とされ、大径リング１はパーティングラインＰＬの径方向外方に配置される。
このような大径リング１の軸方向幅を変化させることにより、通常のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器とは異なり、ボールＢの内接円径及びボールＢの挿入時のしめ代をある程度任意に調整することができる。

図４（ｂ）に示すように、ウェブ３の切欠き３Ａよりも径方向内方（ボールＢのピッチ円ＰＣ（図４（ａ）も参照。）よりも内径側）の柱部のボールＢを保持する側の面におけるボールＢの中心Ｃを含む径方向の平面Ｇよりも大径リング１側に位置する部分Ｄ１（図１（ｂ）及び図２（ｂ）も参照。）と、ウェブ３の切欠き３Ａよりも径方向外方（ボールＢのピッチ円ＰＣよりも外径側）の柱部のボールＢを保持する側の面におけるボールＢの中心Ｃを含む径方向の平面Ｇよりも大径リング１側に位置する部分Ｄ２（図２（ｂ）も参照。）との両方、すなわち、ウェブ３におけるボールＢの中心Ｃを含む径方向の平面Ｇよりも大径リング１側に位置する部分を、ボールＢの中心Ｃを通る軸方向の直線Ａを中心軸とした円筒面に形成している。
なお、円筒面Ｄ１，Ｄ２の範囲を明示するために、図１（ｂ）、図２（ｂ）及び図４（ｂ）において、円筒面Ｄ１，Ｄ２の範囲にハッチングを付している。
また、ウェブ３の円筒面Ｄ１，Ｄ２以外の部分及び小径リング２の大径リング１側の面は球面Ｅとされ、大径リング１の小径リング２側の面は球面Ｆとされる。

本発明の実施の形態に係るアンギュラ玉軸受用樹脂保持器において、図３（ａ）に示すボールＢを、保持器外径側では、図１（ｂ）に示す、小径リング２におけるポケットＰの周方向中央の最外径に位置する点ａ、及び、ポケットＰを形成する隣接するウェブ３，３における両リング１，２間の中間の折曲部の最外径に位置する点ｂ，ｃ、又は、点ｂ，ｃ、及び、大径リング１の球面Ｆの最外径で最も小径リング２側（隣接するウェブ３，３側）に位置する点ｄ，ｅにより保持可能な形状となっている。
また、保持器内径側では、図２（ｂ）に示す、ウェブ３の前記内径側の柱部の前記円筒面Ｄ１の小径リング２側の最内径に位置する点ｆ，ｇ、及び、大径リング１の球面Ｆの最内径で最も小径リング２から離れた点ｈにより保持可能な形状となっている。

以上のようなアンギュラ玉軸受用樹脂保持器の構成によれば、特許文献１のような片持ち構造ではなく、大径リング１及び小径リング２を備えた両持ち構造であることから、遠心力等により保持器が広がることがなく、したがってボールＢ，Ｂ，…を拘束してボールＢ，Ｂ，…との間の摩擦力が増大することがないため、磨耗の進行や破損を防止することができる。
また、射出成形の際に軸方向に型抜きする金型（固定側金型ＦＸ及び可動側金型ＭＶ）のパーティングラインＰＬをウェブ３，３，…の外周面としていることから、特許文献１のような片持ち構造のものと同等にボール数を増やした際に、ボールＢとボールＢの間（隣接するポケットＰ，Ｐ間）の肉厚が薄くなる部分をなくすように比較的大きな切欠き３Ａ，３Ａ，…を形成することができる。
したがって、特許文献１のような片持ち構造のものと同等にボール数を増やしても、特許文献２のように両リングが非常に薄い肉厚のウェブで繋がる形状になることがなく、充填不足による欠肉等をなくして保持器の形状を成立させることができる。

さらに、射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインＰＬの径方向内方にしかウェブ３，３，…が存在しないため、特許文献２のような射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインの径方向内方及び外方の両方にウェブが存在する構成よりも、金型構造が簡易になるので、金型の製造コストを低減することができる。
さらにまた、このようにウェブ３，３，…が射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインＰＬの径方向内方にのみ存在するとともに、大径リング１がパーティングラインＰＬの径方向外方にのみ存在すること、及び、大径リング１を比較的単純な形状にすることができるため、さらに金型の製造コストを低減することができる。
また、ウェブ３におけるボールＢのピッチ円ＰＣよりも大径リング１側に位置する部分を、ボールＢの中心Ｃを通る軸方向の直線Ａを中心軸とした円筒面Ｄ１，Ｄ２に形成しているため、アンギュラ玉軸受用樹脂保持器の脱型時に、この樹脂製品を弾性変形させて金型を抜き出す、いわゆる無理抜きをする必要がなくなる。
したがって、脱型の際、樹脂製品に負荷が掛かることがないため、特にアンギュラ玉軸受用樹脂保持器に比較的薄肉の部分がある場合においても、その強度確保が容易になる。

１ 大径リング
２ 小径リング
３ ウェブ
３Ａ 切欠き
Ａ ボールの中心を通る軸方向の直線
Ｂ ボール
Ｃ ボールの中心
Ｄ１，Ｄ２ 円筒面
Ｅ，Ｆ 球面
Ｇ ボールの中心を含む径方向の平面
ＦＸ 固定側金型
ＭＶ 可動側金型
Ｐ ポケット（ボール保持部）
ＰＣ ピッチ円
ＰＬ パーティングライン

Claims (3)

1. 大径リング及び小径リング並びにこれらのリング間を連結するウェブからなり、これらによって形成されるポケットにボールを収容する、アンギュラ玉軸受に用いられる合成樹脂製の成形保持器であって、
   射出成形の際に軸方向に型抜きする金型のパーティングラインを前記ウェブの外周面とするとともに、前記ウェブに前記大径リング側が開口する切欠きを形成してなることを特徴とするアンギュラ玉軸受用樹脂保持器。
2. 前記大径リングを前記パーティングラインの径方向外方に配置してなる請求項１記載のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器。
3. 前記ウェブにおける前記ボールの中心を含む径方向の平面よりも前記大径リング側に位置する部分を、前記ボールの中心を通る軸方向の直線を中心軸とした円筒面に形成してなる請求項１又は２記載のアンギュラ玉軸受用樹脂保持器。
   

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