JP2008291881A - 連結構造及び、該連結構造を用いた転がり軸受用樹脂製保持器、及び該保持器を使用した転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の樹脂部材相互を軸方向及び周方向の双方にガタつきがなく、しかも、軸方向の連結強度も十分に確保できて、高速回転用の転がり軸受の保持器に最適な連結構造を提供すること。
【解決手段】一対の樹脂部材１１、１２間において、一方の樹脂部材１１の連結面１１ａに突設された柱部２１を、他方の樹脂部材１２の連結面１２ａに形成された連結用穴部２３に挿入した後、連結用穴部２３の外側に突出した柱部２１の頭部２１ａに超音波溶着加締めをすることで、一対の樹脂部材１１，１２相互を連結する連結構造であって、柱部２１と連結用穴部２３の側面に、頭部２１ａへの超音波溶着加締めにより溶着する凹凸２５を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、一対の樹脂部材相互をガタつきがなく、しかも、より強固に連結する連結構造及び、該連結構造を用いた転がり軸受用樹脂製保持器、及び該保持器を使用した転がり軸受に関する。

転がり軸受の許容回転数を高めるためには、内外輪間に配置される複数個の転動体相互の配列ピッチを保持する保持器が遠心力によって変形することがないように、左右対称の保持器を用いる必要がある。

従来、このような左右対称の保持器として、下記特許文献１に開示されているように、対向配置される一対の樹脂製の環状体から構成され、各環状体は、円周方向の複数箇所に転動体を転動自在に収容する半球状のポケットが設けられ、これらの一対の環状体を連結することで、転がり軸受内の複数個の転動体を周方向に所定の離間間隔に保持する構造のものが提案されている。

そして、保持器を構成する一対の樹脂製の環状体相互の連結構造としては、一方の環状体の連結面に突設された柱部を、他方の環状体の連結面に形成された連結用穴部に挿入した後、連結用穴部の外側に突出した柱部の頭部を加締めることにより連結する構造、及び、一方の環状体の連結面に突設された凸部を他方の環状体の連結面に形成された凹部に嵌合させた後、これらの凸部と凹部を溶着することにより連結する構造が提案されている。

特開２００６−２５８１７６号公報

ところが、一方の環状体に突設された柱部を他方の環状体の連結用穴部に挿通させて、柱部の頭部を加締める連結構造の場合は、加締めにより径方向に膨出した柱部の頭部が他方の環状体を押えるため、柱部の軸方向に沿ったガタつきをなくした強固な連結が行える。しかし、その一方、寸法公差等により柱部の外径と連結用穴部の内周との間に隙間がある場合には、一対の環状体間において周方向のガタつきを防止することができず、例えば軸受が高速回転で使用されたときに、周方向のガタつきによる異音の発生という問題が発生する虞があった。

これに対して、一方の環状体に突設された凸部を他方の環状体の凹部に嵌合させて、これらの凹部及び凸部を溶着させる連結構造の場合は、柱部の軸方向のガタつきだけでなく、環状体相互の周方向のガタつきをもなくすことができる。しかし、溶着による連結は、柱部の軸方向の連結力（固着力）では、加締めによる連結構造よりも劣るため、例えば軸受が高速回転で使用されていて、環状体相互が離反する方向の作用力であるバレ力が強く働いた時に、溶着部の破損により環状体相互の連結が外れてしまう虞があった。

本発明の目的は上記課題を解消することに係り、一対の樹脂部材相互を軸方向及び軸に直交する方向の双方にガタつきがなく、しかも、軸方向の連結強度もバレ難い十分な強度に向上させることのできる連結構造を提供すること、さらには、この連結構造を用いることで転動体に対する保持性能が向上した転がり軸受用樹脂製保持器を提供すること、更に、この保持器を使用することにより、高速回転時にも保持器に異音が発生しにくく、また、保持器にバレが生じ難く、許容回転数の向上が図り易い転がり軸受を提供することである。

上記目的は下記構成により達成される。
（１）一対の樹脂部材間において、一方の樹脂部材の連結面に突設された柱部を、他方の樹脂部材の連結面に形成された連結用穴部に挿入した後、前記連結用穴部の外側に突出した前記柱部の頭部に超音波溶着加締めをすることで、一対の樹脂部材相互を連結する連結構造であって、
前記柱部と前記連結用穴部の側面に、前記頭部への超音波溶着加締めにより溶着する凹凸を設けたことを特徴とする連結構造。

（２）対向配置される一対の樹脂製の環状体を連結することで、転がり軸受内の複数個の転動体を周方向に所定の離間間隔に保持する転がり軸受用樹脂製保持器であって、
前記一対の環状体相互の連結が、上記（１）に記載の連結構造によってなされていることを特徴とする転がり軸受用樹脂製保持器。

（３）内外輪間に配置される複数個の転動体相互を、樹脂製保持器により周方向に所定の配列ピッチに保持するようにした転がり軸受であって、
前記樹脂製保持器として、上記（２）に記載の樹脂製保持器が使用されていることを特徴とする転がり軸受。

上記（１）に記載の連結構造では、一対の樹脂部材相互の連結は、一方の樹脂部材に突設された柱部を他方の樹脂部材の連結用穴部に挿通させて、柱部の頭部を加締めることによる第１の連結構造と、嵌合している柱部と連結用穴部の側面同士の溶着による第２の連結構造とによりなされている。
そして加締めによる第１の連結構造は、加締めにより径方向に膨出した柱部の頭部が他方の樹脂部材を押えるため、柱部の軸方向に沿ったガタつきを無くした強固な連結を得る。
また、溶着による第２の連結構造は、柱部の軸方向の連結を補強すると同時に、柱部と連結用穴部との間の隙間を無くして、柱部の軸方向に直交する方向へのガタつきを無くした連結を得る。
従って、これらの第１の連結構造と第２の連結構造の相乗により、一対の樹脂部材相互を軸方向及び軸に直交する方向の双方にガタつきがなく、しかも、軸方向の連結強度を更に強化して、十分な強度を確保することができる。

上記（２）に記載の樹脂製保持器では、上記（１）に記載の連結構造を用いることで、対向配置される一対の樹脂製の環状体相互が、ガタつきなく、且つ強固に連結された左右対称構造の保持器となり、高速回転時の環状体の変形を防止して、転動体に対して高い保持性能を確保することができる。

上記（３）に記載の転がり軸受では、上記（２）に記載の樹脂製保持器を使用することにより、高速回転時にも保持器に異音が発生しにくく、また、保持器にバレが生じ難くなり、許容回転数の向上が図り易くなる。

以下、本発明に係る連結構造及び、該連結構造を用いた転がり軸受用樹脂製保持器、及び該保持器を使用した転がり軸受の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る転がり軸受の一実施の形態の斜視図、図２は図１に示した転がり軸受の樹脂製保持器において、保持器を構成する一対の環状体相互を連結する連結構造の連結時の処理手順を示す縦断面図で、図３は図２に示した連結構造の組立完了状態の縦断面図である。

図１に示した転がり軸受１は、内輪３と外輪５との間に配置される複数個の転動体７を、樹脂製保持器９により周方向に所定の配列ピッチに保持するようにした保持器付き転がり軸受である。

樹脂製保持器９は、転動体７が配置される内外輪間の転動体収容空間を左右両側から覆うように対向配置される一対の樹脂製の環状体１１、１２から構成され、ている。
各環状体１１、１２には円周方向の複数箇所に転動体７を転動自在に収容するポケット１４が設けられ、これらの一対の環状体１１、１２を連結することで、転がり軸受１内の複数個の転動体７を周方向に所定の離間間隔に保持する左右対称構造の保持器が形成されている。

樹脂製保持器９を構成している一対の環状体１１，１２は、図２（ａ）に示すように、一方の環状体１１の連結面１１ａに一体に突設された柱部２１を、他方の環状体１２の連結面１２ａに形成された連結用穴部２３に挿入した後、図２（ｂ）に示すように、連結用穴部２３の外側に突出した柱部２１の頭部２１ａに超音波溶着加締めをすることで、相互に連結一体化される。

本実施の形態の場合、柱部２１の側面２１ｂと連結用穴部２３の側面２３ｂには、予め、頭部２１ａへの超音波溶着加締めにより溶着する凹凸２５を設けている。
凹凸２５は、柱部２１の頭部２１ａを超音波溶着する際に、柱部２１に伝達される振動エネルギーの集中により溶融し易いため、該凹凸２５を設けたことで、柱部２１の側面２１ｂと連結用穴部２３の側面２３ｂとの溶着を速やかに達成することができる。
また、それぞれの側面２１ｂ，２３ｂが一旦溶融するため、柱部２１と連結用穴部２３との嵌め合いが隙間嵌めとなることに起因したガタつきの発生や、締まり嵌めとなることに起因した応力発生を防止することができる。

以上に説明した樹脂製保持器９において、一対の環状体１１、１２相互の連結は、一方の環状体１１に突設された柱部２１を他方の環状体１２の連結用穴部２３に挿通させて、柱部２１の頭部２１ａを加締めることによる第１の連結構造と、嵌合している柱部２１と連結用穴部２３の側面２１ｂ，２３ｂ同士の溶着による第２の連結構造とによりなされている。
そして、図３に示すように、加締めによる第１の連結構造Ｌ１は、加締めにより径方向に膨出した柱部２１の頭部２１ａが他方の環状体１２を押えるため、柱部２１の軸方向に沿ったガタつきを無くした強固な連結を得る。
また、図３に示すように、溶着による第２の連結構造Ｌ２は、柱部２１の軸方向の連結を補強すると同時に、柱部２１と連結用穴部２３との間の隙間を無くして、柱部２１の軸方向に直交する方向へのガタつきを無くした連結を得る。
従って、上記の樹脂製保持器９の連結構造では、これらの第１の連結構造と第２の連結構造の相乗により、一対の樹脂製の環状体１１、１２相互を軸方向及び軸に直交する周方向の双方にガタつきがなく、しかも、軸方向の連結強度を更に強化して、十分な強度を確保することができる。

また、上記の樹脂製保持器９は、以上に説明した連結構造によって対向配置される一対の環状体１１、１２相互が、ガタつきなく、且つ強固に連結された左右対称構造の保持器となっているため、高速回転時の環状体１１、１２の変形を防止して、転動体７に対して高い保持性能を確保することができる。

従って、上記の転がり軸受１としては、高速回転時にも保持機内でのガタつきに起因した異音が発生しにくく、また、保持器の連結強度不足に起因したバレも生じ難くなり、許容回転数の向上が図り易くなる。

なお、上記実施の形態では、図２に示したように、連結用穴部２３に嵌合させた柱部２１の頭部２１ａを超音波溶着により加締める行為で、同時に、柱部２１と連結用穴部２３の側面同士の溶着も行っている。
しかし、図４に示すように、先に連結用穴部２３の周縁部に超音波振動を与えて、柱部２１と連結用穴部２３の側面同士の溶着を先に完了させ、その後で、超音波振動を柱部２１の頭部２１ａに与えて、頭部２１ａの加締めを行うようにしても良い。

また、上記実施の形態の場合、柱部２１の断面は円形で、連結用穴部２３は柱部２１が適度の嵌め合いで嵌合する円形穴としたが、これらの柱部２１及び連結用穴部２３の断面形状は、上記実施の形態の円形に限らない。
また、上記実施の形態では、超音波溶着を容易且つ確実にするために、柱部２１及び連結用穴部２３のそれぞれの側面に凹凸２５を装備したが、いずれか一方の側面にのみ凹凸２５を装備するようにしても良い。

本発明に係る転がり軸受の一実施の形態の斜視図である。 環状体相互を連結する連結構造の連結時の処理手順を示す縦断面図である。 図２に示した連結構造の組立完了状態の縦断面図である。 図２に示した連結構造における処理手順の別の実施例の説明図である。

符号の説明

１ 転がり軸受
３ 内輪
５ 外輪
７ 転動体
９ 樹脂製保持器
１１ 環状体（樹脂部材）
１１ａ 連結面
１２ 環状体（樹脂部材）
１２ａ 連結面
１４ ポケット
２１ 柱部
２１ａ 頭部
２１ｂ 側面
２３ 連結用穴部
２３ｂ 側面
２５ 凹凸

Claims (3)

1. 一対の樹脂部材間において、一方の樹脂部材の連結面に突設された柱部を、他方の樹脂部材の連結面に形成された連結用穴部に挿入した後、前記連結用穴部の外側に突出した前記柱部の頭部に超音波溶着加締めをすることで、一対の樹脂部材相互を連結する連結構造であって、
   前記柱部と前記連結用穴部の側面に、前記頭部への超音波溶着加締めにより溶着する凹凸を設けたことを特徴とする連結構造。
2. 対向配置される一対の樹脂製の環状体を連結することで、転がり軸受内の複数個の転動体を周方向に所定の離間間隔に保持する転がり軸受用樹脂製保持器であって、
   前記一対の環状体相互の連結が、請求項１に記載の連結構造によってなされていることを特徴とする転がり軸受用樹脂製保持器。
3. 内外輪間に配置される複数個の転動体相互を、樹脂製保持器により周方向に所定の配列ピッチに保持するようにした転がり軸受であって、
   前記樹脂製保持器として、請求項２に記載の樹脂製保持器が使用されていることを特徴とする転がり軸受。

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