滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承的制作方法

本发明涉及滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承。

背景技术：

1、通常，为了支承各种旋转机械的旋转部分，使用如图34所示的滚珠轴承1。滚珠轴承1具备：内圈3，其在外周面具有内圈滚道2；外圈5，其与内圈3同心地配置，且在内周面具有外圈滚道4；以及多个滚珠6，其滚动自如地配置于内圈滚道2与外圈滚道4之间。

2、各滚珠6被保持架100保持为滚动自如。另外，在外圈5的内周面的轴向两端部，分别卡止有圆环状的一对屏蔽板7、7的外周缘。一对屏蔽板7、7防止存在于轴承空间的润滑脂等润滑剂泄漏到外部，或者浮游于外部的尘埃侵入轴承空间。另外，作为密封装置，也可以使用接触型的密封件来代替非接触型的屏蔽板7、7。

3、如图35及图36所示，保持架100是树脂制的冠型保持架。保持架100具备圆环状的主部109、从主部109沿周向以规定的间隔在轴向上突出的多个柱部110、以及形成于相邻的柱部110之间且能够保持滚珠6的球面形状的兜孔111。

4、柱部110具有末端部相互隔开间隔地配置的一对爪部112、112。通过构成兜孔111的相邻的两个爪部112、112保持滚珠6，从而防止保持架100从外圈5与内圈3之间沿轴向脱落。

5、然而，由于最近的汽车的电动化，滚动轴承(特别是滚珠轴承)要求高速旋转化。为了实现高速旋转化，要求(i)抑制保持架的离心力膨胀，降低在兜孔的底部产生的应力，由此防止疲劳破坏；以及(ii)通过抑制保持架的变形，避免保持架与外圈、密封件接触，抑制保持架的磨损、振动、发热。

6、在图34至图36所示的现有型的保持架100中，在高速旋转时因离心力而在保持架100作用有应力，保持架100有可能向外径侧变形。在图34中，用虚线表示保持架100变形后的情况。在该情况下，担心保持架100与外圈5接触(参照图34中的a部分)，或者保持架100与屏蔽板7接触(参照图34中的b部分)，保持架100磨损、振动、发热。

7、在专利文献1、专利文献2中公开了用于使保持架轻量化的技术。

8、具体而言，在专利文献1中公开了在冠型保持架的与兜孔形成部侧的端面相反的一侧的端面形成有减薄部。通过该减薄部，提高冠型保持架的轴向左右质量平衡，实现背面侧部分的轻量化。

9、另外，专利文献2所记载的保持架具有环状的基部和从基部沿轴向延伸的轴向部。轴向部的外径比基部的外径小。在基部形成有与轴向部的凹部区域连通且沿轴向贯通的孔。由此，减少材料的量，抑制高速旋转时诱发的半径方向上的变形。

10、另外，在专利文献3中公开了在兜孔的背侧的底面设置突起。

11、另外，专利文献4公开了在保持轴承的滚珠的保持架中，使构成保持架的各兜孔的外接圆的直径为保持于各兜孔内的多个滚珠的节圆直径以下。由此，在轴承高速旋转时，也能够防止构成保持架的各凸部的末端部与外圈的内周面干涉，并且减少保持架的材料而降低制造成本。

12、现有技术文献

13、专利文献

14、专利文献1：日本特开2008-274977号公报

15、专利文献2：日本专利第5436204号公报

16、专利文献3：日本特开平11-264418号公报

17、专利文献4：日本特开2010-156439号公报

技术实现思路

1、发明欲解决的技术问题

2、为了应对进一步的高速旋转化的要求，不仅考虑保持架的轻量化，还考虑变更保持架的材料。作为保持架的材料，优选使用比以往使用的聚酰胺46(pa46)、聚酰胺66(pa66)更具有刚性的、例如含有纤维状强化剂的树脂材料。若具有刚性的树脂材料的密度变化不大，则能够根据刚性提高的比例来抑制由离心力引起的保持架的变形。

3、但是，具有刚性的树脂材料、即弯曲弹性模量(杨氏模量)大的材料通常大多伸长率低。因此，不仅在高速旋转中难以变形，在将滚珠组装于保持架的兜孔时也难以变形，因此有可能损害保持架(特别是爪部)的寿命。

4、本发明是鉴于上述情况而完成的，其第一目的在于提供一种能够采用高刚性的树脂材料的滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承，其在将滚珠插入保持架的兜孔时，能够减少保持架产生的应变。

5、另外，现有的保持架100的兜孔111的开口直径设计成比组装的滚珠的直径窄。因此，在将滚珠6组装于保持架100时，滚珠6一边将保持架100的一对爪部112沿周向扩宽一边组装，因此在保持架100的爪部112产生过大的应变，有可能损害寿命。

6、作为其对策，考虑扩宽兜孔开口直径以使得保持架100不会破损的设计。但是，在该设计中，保持架100所使用的材料的伸长率越小，则需要将兜孔开口直径设定得越大。若兜孔开口直径过大，则在受到轴向的振动时，保持架100有可能从滚珠6脱离。

7、需要说明的是，冠型保持架一般使用聚酰胺6,6或聚酰胺4,6，但在高温区域那样的环境下使用pps(聚苯硫醚)、peek(聚醚醚酮)那样的伸长率小的材料。另外，今后，在高速旋转环境下使用冠型保持架的情况下，需要抑制由离心力引起的保持架的变形，因此需要比现有的材料更高刚性的材料、即伸长率更小的材料。

8、本发明是鉴于上述情况而完成的，其第二目的在于，提供即使是伸长率小的材料也能够在不增大兜孔开口直径的情况下将保持架组装到组装于轴承的滚珠的滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承。

9、另外，保持架用于保持滚珠，为了应对汽车的电动化所伴随的马达用轴承的高转速化，并且以轻量化为目的，使用树脂制的保持架、特别是冠型保持架。树脂制的冠型保持架具备圆环状的主部、从主部沿周向以规定的间隔在轴向上突出的多个柱部、以及形成于相邻的柱部之间且能够保持滚珠的兜孔。而且，柱部具有末端部相互隔开间隔地配置的一对爪部。相邻的两个爪部保持滚珠，由此防止保持架从外圈与内圈之间沿轴向脱落。

10、在两个爪部的末端部彼此之间设置有入口部，该入口部具有比滚珠的直径小的宽度且用于插入滚珠。即，入口部的直径设计得比插入目标的滚珠的直径窄。因此，在保持架组装于轴承时，使保持架的爪部一边在周向上扩宽一边插入滚珠。此时，保持架的平坦的背面与下方的压入治具等面接触，因此保持架能够变形的部分仅成为爪部，在保持架向滚珠插入时在爪部的根部产生过大的应力，有可能使保持架的寿命降低。

11、为了应对上述课题，保持架的插入作业将扩宽爪部的范围限定为能够抑制保持架的寿命降低的程度地进行。然而，根据该方法，保持架中利用的树脂材料的伸长率越小，则需要将入口部的直径设定得越宽。若将入口部的直径设置得过宽，则在受到轴向的振动时，保持架从滚珠脱离的可能性增大。

12、本发明的第三目的在于提供能够顺畅地插入保持架的滚珠轴承用冠型保持架及滚珠轴承。

13、用于解决问题的技术手段

14、本发明的上述目的，通过以下的结构来达成。

15、(1)一种滚珠轴承用冠型保持架的特征在于，具备：

16、圆环状的主部；

17、多个柱部，多个所述柱部从所述主部沿周向以规定的间隔在轴向上突出；以及

18、球面形状的兜孔，所述兜孔形成于相邻的所述柱部之间且能够保持滚珠，

19、所述柱部具有：一对爪部，一对所述爪部的末端部彼此隔开间隔地配置；和连接部，所述连接部将一对所述爪部连接，

20、在所述主部的底面设置有沿轴向突出的部分。

21、(2)根据(1)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

22、在所述主部的所述底面的径向外侧部设置有沿轴向突出的第一凸部，

23、所述第一凸部的至少一部分在周向以及径向上与所述兜孔重叠。

24、(3)根据(1)或(2)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

25、在构成所述兜孔的相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有入口部，所述入口部具有比所述滚珠的直径短的宽度且用于插入所述滚珠，

26、所述兜孔的球状凹面的曲率半径比所述滚珠的滚动面的曲率半径大，

27、所述爪部的外径d1比所述主部的外径d2小，

28、所述爪部的径向宽度t1为所述主部的径向宽度t2的1/2以下，

29、从所述柱部的所述连接部的上表面到所述主部的所述底面的轴向宽度h1为所述滚珠轴承用冠型保持架的轴向宽度h2的1/2以下。

30、(4)根据(1)或(2)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

31、所述第一凸部在所述主部的所述底面的径向外侧部遍及整周地设置。

32、(5)根据(2)或(4)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

33、在所述主部的所述底面设置有沿轴向突出的第二凸部，

34、所述第二凸部的至少一部分在周向以及径向上与所述兜孔重叠，

35、所述第一凸部从所述第二凸部进一步沿轴向突出。

36、(6)根据(5)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

37、设置有所述第二凸部的径向范围以及周向范围与设置有构成所述兜孔的所述主部的凹面的径向范围以及周向范围大致相同。

38、(7)根据(1)至(6)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，在所述主部中，在相邻的所述兜孔之间设置有开口部。

39、(8)根据(1)至(7)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

40、从所述柱部的所述连接部的上表面到所述主部的底面的轴向宽度h1比所述兜孔的底部的所述主部的轴向宽度h3大。

41、(9)根据(1)～(8)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

42、从所述主部侧越朝向所述爪部的末端部侧去，所述爪部的径向宽度越变小。

43、(10)根据(1)～(9)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

44、所述爪部具有构成所述兜孔的周向第一面和与所述周向第一面相反的一侧的周向第二面，

45、在构成所述兜孔的相邻的两个所述爪部中，从所述主部侧越朝向所述爪部的末端部侧去，两个所述周向第二面之间的周向距离越小。

46、(11)根据(1)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

47、在构成所述兜孔的相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有兜孔开口部，所述兜孔开口部具有比所述滚珠的直径小的兜孔开口直径，并且用于朝向与所述轴向一侧相反的方向即轴向另一侧插入所述滚珠，

48、在所述爪部的末端部中，将构成所述兜孔开口部且在所述滚珠朝向所述轴向另一侧插入时最初接触的部分作为最末端部，

49、在所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置的情况下，与比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的径向内侧部分相比，所述主部的底面在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的径向外侧部分处向所述轴向另一侧突出，

50、在所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置的情况下，与比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的径向外侧部分相比，所述主部的底面在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的径向内侧部分处向所述轴向另一侧突出。

51、(12)根据(11)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

52、所述爪部的最末端部在径向上呈平坦状延伸，

53、所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧或径向外侧的位置。

54、(13)根据(12)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

55、所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置，

56、在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部，

57、所述凸部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。

58、(14)根据(12)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

59、所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置，

60、在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部，

61、所述凸部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。

62、(15)根据(12)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

63、所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置，

64、所述主部的底面是随着从径向内侧朝向径向外侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面，

65、所述底面的倾斜面的径向最外侧部配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。

66、(16)根据(12)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

67、所述爪部的最末端部的整体配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置，

68、所述主部的底面是随着从径向外侧朝向径向内侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面，

69、所述底面的倾斜面的径向最内侧部配置在比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。

70、(17)根据(11)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

71、所述兜孔开口部随着从径向内侧朝向径向外侧而向轴向一侧突出，从而所述最末端部位于所述兜孔开口部的径向最外侧部，

72、所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。

73、(18)根据(17)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

74、所述主部的底面是随着从径向外侧朝向径向内侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面，

75、所述底面的倾斜面的径向最内侧部配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。

76、(19)根据(17)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

77、在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部，

78、所述凸部的整体配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。

79、(20)根据(11)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

80、所述兜孔开口部随着从径向外侧朝向径向内侧而向轴向一侧突出，从而所述最末端部位于所述兜孔开口部的径向最内侧部，

81、所述最末端部位于比所述兜孔的径向中央部靠径向内侧的位置。

82、(21)根据(20)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

83、所述主部的底面是随着从径向内侧朝向径向外侧而向所述轴向另一侧突出的倾斜面，

84、所述底面的倾斜面的径向最外侧部配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。

85、(22)根据(20)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

86、在所述主部的底面设置有向所述轴向另一侧突出的凸部，

87、所述凸部的整体配置于比所述兜孔的径向中央部靠径向外侧的位置。

88、(23)根据(13)、(14)、(19)、(22)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

89、所述凸部的至少一部分在周向及径向上与所述兜孔重叠。

90、(24)根据(23)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

91、所述凸部在所述主部的所述底面遍及整周地设置。

92、(25)根据(1)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

93、在隔着所述兜孔相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有入口部，所述入口部具有比所述滚珠的直径小的宽度且用于插入所述滚珠，

94、至少一个突出部在周向上的与所述兜孔对应的位置形成为从所述主部的底面在轴向上突出。

95、(26)根据(25)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

96、在使用所述滚珠轴承用冠型保持架时，所述底面与其他对置部件对置，

97、所述突出部在轴向上的突出高度比从所述底面到所述其他对置部件的轴向距离小。

98、(27)根据(25)或(26)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

99、所述突出部形成在周向上的所述兜孔的中心线上的位置。

100、(28)根据(25)或(26)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

101、多个所述突出部在从周向上的所述兜孔的中心线上的位置偏离的位置相对于所述中心线对称地形成。

102、(29)根据(25)至(28)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

103、在使用所述滚珠轴承用冠型保持架时，所述底面与其他对置部件对置，

104、规定了分别位于所述兜孔与在周向上相邻的其他两个兜孔之间的中间位置上的所述底面的两个底面中间位置p2、和所述其他对置部件的周向上的位于所述兜孔的中心线上的对置部件中心位置p3，

105、所述突出部的末端部位于在周向上由线段p2-p2和两个线段p2-p3包围的区域。

106、(30)根据(25)至(29)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

107、所述突出部在周向上形成于所述入口部的宽度的区域。

108、(31)根据(1)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

109、在隔着所述兜孔相邻的两个所述爪部的末端部彼此之间设置有入口部，所述入口部具有比所述滚珠的直径小的宽度且用于插入所述滚珠，

110、在所述主部的底面形成有在轴向上倾斜的至少两个倾斜面，所述两个倾斜面交叉而形成顶部。

111、(32)根据(31)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

112、使用所述滚珠轴承用冠型保持架时，所述底面与其他对置部件对置，

113、所述倾斜面被划定在所述顶部与在轴向上距所述顶部最远的底部之间，

114、所述倾斜面的轴向的倾斜高度比从所述底部到所述其他对置部件的轴向距离小。

115、(33)根据(31)或(32)所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

116、所述顶部形成于周向上的所述兜孔的中心线上的位置。

117、(34)根据(31)-(33)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

118、在使用所述滚珠轴承用冠型保持架时，所述底面与其他对置部件对置，

119、规定了分别位于所述兜孔与在周向上相邻的其他两个兜孔之间的中间位置上的所述底面的两个底面中间位置p2、和所述其他对置部件的周向上的位于所述兜孔的中心线上的对置部件中心位置p3，

120、所述两个倾斜面在周向上位于由线段p2-p2和两个线段p2-p3包围的区域。

121、(35)根据(1)～(34)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

122、所述滚珠轴承用冠型保持架由热塑性树脂构成。

123、(36)根据(1)～(34)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

124、所述滚珠轴承用冠型保持架由添加有纤维状强化材料的热塑性树脂构成。

125、(37)根据(1)～(34)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

126、所述滚珠轴承用冠型保持架由包含聚酰胺9t和纤维状增强材料的树脂组合物构成。

127、(38)根据(1)～(34)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架，其中，

128、所述滚珠轴承用冠型保持架由包含聚酰胺10t和纤维状增强材料的树脂组合物构成。

129、(39)一种滚珠轴承，具备：

130、外圈；

131、内圈；

132、多个所述滚珠，多个所述滚珠配置于所述外圈与所述内圈之间；以及

133、(1)～(38)中任一项所述的滚珠轴承用冠型保持架。

134、发明效果

135、根据本发明的滚珠轴承用冠型保持架以及滚珠轴承，在向保持架的兜孔插入滚珠时，能够减少保持架产生的应变，因此能够采用以往保持架中难以采用的高刚性的树脂材料。