特開 2024-13998 外輪案内保持器付き玉軸受および偏心回転装置

(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】P2024013998

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】外輪案内保持器付き玉軸受および偏心回転装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/41 20060101AFI20240125BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20240125BHJP

   F04C 18/02 20060101ALN20240125BHJP

【ＦＩ】

F16C33/41

F16C19/06

F04C18/02 311Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022116513

(22)【出願日】2022-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(72)【発明者】

【氏名】中尾 吾朗

【テーマコード（参考）】

3H039

3J701

【Ｆターム（参考）】

3H039AA03

3H039AA04

3H039BB05

3H039CC10

3H039CC19

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA25

3J701BA44

3J701BA49

3J701FA01

3J701FA33

3J701FA41

3J701GA24

3J701GA29

3J701XB03

3J701XB13

3J701XB14

3J701XB19

3J701XB23

3J701XB26

(57)【要約】

【課題】偏心回転に伴う遠心力が発生したときに、保持器が一部の玉にのみ高い面圧で接触したり、保持器の傾きによって偏心方向に位置する柱部の外周が外輪溝肩部と外輪軌道溝の交差稜にエッジ当たりしたりするのを防止することが可能な玉軸受を提供する。
【解決手段】冠形樹脂保持器４は、一方の外輪溝肩部９の径方向内側に対向して配置される円環部１１と、円環部１１から軸方向に延びる片持ち梁状の複数の柱部１２とを有し、円環部１１の外周に、一方の外輪溝肩部９にしゅう接する外輪案内面１７が設けられている外輪案内保持器付き玉軸受において、各柱部１２が、他方の外輪溝肩部１０にしゅう接する外輪案内突起１５を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内輪（１）と、
前記内輪（１）の径方向外側に同軸に設けられた外輪（２）と、
前記内輪（１）と前記外輪（２）の間に組み込まれた複数の玉（３）と、
前記複数の玉（３）を保持する冠形樹脂保持器（４）と、を有し、
前記外輪（２）の内周には、前記玉（３）が転がり接触する外輪軌道溝（８）と、前記外輪軌道溝（８）の軸方向両側に位置する一対の外輪溝肩部（９，１０）とが設けられ、
前記冠形樹脂保持器（４）は、前記一対の外輪溝肩部（９，１０）のうちの一方の外輪溝肩部（９）の径方向内側に対向して配置される円環部（１１）と、前記円環部（１１）から周方向に間隔をおいて軸方向に延びる片持ち梁状の複数の柱部（１２）とを有し、
前記円環部（１１）の外周に、前記一方の外輪溝肩部（９）にしゅう接する外輪案内面（１７）が設けられている外輪案内保持器付き玉軸受において、
前記各柱部（１２）が、前記一対の外輪溝肩部（９，１０）のうちの他方の外輪溝肩部（１０）にしゅう接する外輪案内突起（１５）を有することを特徴とする外輪案内保持器付き玉軸受。

【請求項2】

前記各柱部（１２）が、周方向に間隔をおいて軸方向に延びる各一対の玉保持爪（１６）と、前記一対の玉保持爪（１６）が前記外輪案内突起（１５）から独立して周方向に変形することができるように前記一対の玉保持爪（１６）と前記外輪案内突起（１５）とを隔てる分離溝（２１）とを更に有する請求項１に記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【請求項3】

前記一対の玉保持爪（１６）は、前記外輪案内突起（１５）の径方向内側に対向して配置され、
前記分離溝（２１）は、前記一対の玉保持爪（１６）と前記外輪案内突起（１５）を径方向に隔てるように、前記一対の玉保持爪（１６）と前記外輪案内突起（１５）の間を周方向に延びて形成されている請求項２に記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【請求項4】

前記外輪案内突起（１５）の外周に、前記他方の外輪溝肩部（１０）にしゅう接する第２の外輪案内面（１８）が設けられ、
前記第２の外輪案内面（１８）の周方向両端に、前記第２の外輪案内面（１８）に滑らかに接続する断面円弧状のＲ面取り部（２０）または前記第２の外輪案内面（１８）と鈍角に交差するＣ面取り部が設けられている請求項１から３のいずれかに記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【請求項5】

周方向に隣り合う前記柱部（１２）の間に、前記複数の玉（３）をそれぞれ収容するポケット（１３）が形成され、
前記ポケット（１３）の内面が、径方向に延びる円筒状に形成されている請求項１から３のいずれかに記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【請求項6】

前記玉（３）を挟んで周方向両側に位置する前記外輪案内突起（１５）の先端同士の間隔（ａ）が、前記ポケット（１３）の内面の内径と同じかそれよりも大きく設定されている請求項５に記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【請求項7】

周方向に隣り合う前記柱部（１２）の間に、前記複数の玉（３）をそれぞれ収容するポケット（１３）が形成され、
前記ポケット（１３）の内面は、前記玉（３）の表面に沿った球状に形成され、
前記冠形樹脂保持器（４）の外周への前記ポケット（１３）の開口は、軸方向に開放する半円状の円弧縁部（２２）を有し、
前記玉（３）を挟んで周方向両側に位置する前記外輪案内突起（１５）の先端同士の間隔（ａ）が、前記円弧縁部（２２）の円弧直径（ｂ）と同じかそれよりも大きく設定されている請求項１から３のいずれかに記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【請求項8】

前記玉（３）を挟んで周方向に対向する前記玉保持爪（１６）の先端同士の間隔（ｃ）が、前記玉（３）の直径の８０％以上９２％以下に設定されている請求項２または３に記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【請求項9】

定位置で回転する回転軸（３０）と、
前記回転軸（３０）の回転中心（Ｃ０）から偏心した位置に中心（Ｃ１）をもつ円筒状の外周を有し、前記回転軸（３０）の回転中心（Ｃ０）まわりに偏心回転する偏心軸部（３２）と、
前記偏心軸部（３２）の外周に装着された請求項１から３のいずれかに記載の外輪案内保持器付き玉軸受と、を有する偏心回転装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、外輪案内保持器付き玉軸受、およびその玉軸受を使用した偏心回転装置に関する。

【背景技術】

【0002】

回転軸を支持する軸受として、玉軸受が多く用いられる。玉軸受は、内輪と、内輪の径方向外側に同軸に設けられた外輪と、内輪と外輪の間に組み込まれた複数の玉と、その複数の玉を保持する保持器とを有する。外輪の内周には、玉が転がり接触する外輪軌道溝と、外輪軌道溝の軸方向両側に位置する一対の外輪溝肩部とが設けられている（例えば、特許文献１～５）。

【0003】

この玉軸受に使用される保持器として、冠形樹脂保持器が知られている（特許文献１～４）。冠形樹脂保持器は、外輪の内周の一対の外輪溝肩部のうちの一方の外輪溝肩部の径方向内側に対向して配置される円環部と、円環部から周方向に間隔をおいて軸方向に延びる片持ち梁状の複数の柱部とを有する。周方向に隣り合う柱部の間には、複数の玉をそれぞれ収容するポケットが形成されている。冠形樹脂保持器を使用した玉軸受は、金属製の保持器を使用した玉軸受に比べて、軽量、低トルク、低ノイズといった利点を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－２９５４８０号公報

【特許文献2】特開２００７－０５６９３０号公報

【特許文献3】特開２００７－２９２０９３号公報

【特許文献4】特開２０１７－１１６００８号公報

【特許文献5】特表２００７－５０６０５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願の発明者は、偏心回転装置の偏心軸部に玉軸受を取り付け、その玉軸受の保持器として冠形樹脂保持器を採用することを検討した。その結果、偏心軸部に取り付ける玉軸受の冠形樹脂保持器（以下、単に「保持器」という）の案内方式として玉案内方式を採用した場合、保持器が一部の玉にのみ高い面圧で接触することで、玉の表面の油膜切れや保持器の破損が発生するおそれがあり、一方、保持器の案内方式として外輪案内方式を採用した場合、偏心回転に伴う遠心力により生じる保持器の傾きによって、偏心方向に位置する柱部の外周が外輪溝肩部と外輪軌道溝の交差稜にエッジ当たりするおそれがあることが分かった。以下説明する。

【0006】

図１３に、偏心回転装置の一例を示す。この偏心回転装置は、電動モータの回転軸３０と、回転軸３０と一体に設けられた主軸部３１および偏心軸部３２とを有する。主軸部３１は、回転軸３０の回転中心Ｃ０と同じ位置に中心をもつ円筒状の外周を有する。主軸部３１の外周には、主軸部３１を定位置に回転可能に支持する主軸受３３が装着されている。偏心軸部３２は、回転軸３０の回転中心Ｃ０から所定の偏心量ｅをもって偏心した位置に中心Ｃ１をもつ円筒状の外周を有する。偏心軸部３２の外周には、玉軸受３４が装着されている。玉軸受３４の外周には、図示しない偏心回転部材（例えば、スクロールコンプレッサの旋回スクロール）が取り付けられる。

【0007】

玉軸受３４は、内輪３５と、内輪３５の径方向外側に同軸に設けられた外輪３６と、内輪３５と外輪３６の間に組み込まれた複数の玉３７と、その複数の玉３７を保持する保持器３８とを有する。外輪３６の内周には、玉３７が転がり接触する外輪軌道溝３９と、外輪軌道溝３９の軸方向両側に位置する一対の外輪溝肩部４０，４１とが設けられている。保持器３８は、外輪３６の内周の一対の外輪溝肩部４０，４１のうちの一方の外輪溝肩部４０の径方向内側に対向して配置される円環部４２と、円環部４２から周方向に間隔をおいて軸方向に延びる片持ち梁状の複数の柱部４３とを有する。

【0008】

この偏心回転装置は、電動モータの回転軸３０が回転すると、主軸部３１が定位置で回転し、偏心軸部３２が、回転軸３０の回転中心Ｃ０まわりに偏心量ｅの半径で偏心回転する。このとき、玉軸受３４の保持器３８は、回転軸３０の回転中心Ｃ０まわりに偏心量ｅの半径で偏心回転するので、定位置で回転する主軸受３３の保持器４４とは異なり、保持器３８には、偏心回転による偏心方向（回転中心Ｃ０に対して偏心軸部３２の中心Ｃ１の位置する方向。図１３、図１４では上方向）の遠心力が発生する。また、玉軸受３４の各玉３７にも偏心方向の遠心力が発生するので、保持器３８は、それらの玉３７からも偏心方向の力を受けることとなる。

【0009】

そのため、保持器３８の案内方式として、一般的な方式である玉案内方式（保持器３８のポケットの内面を玉３７の表面に接触させることで保持器３８を径方向に位置決めする方式）を採用したのでは、保持器３８が一部の玉３７にのみ高い面圧で接触し、その接触により玉３７の表面の潤滑剤が掻き取られ、玉３７の表面の油膜切れが発生し、潤滑不良によるピーリングや焼き付きが生じるおそれがある。また、玉案内方式を採用したのでは、保持器３８が一部の玉３７にのみ高い面圧で接触することで、保持器３８に高い応力が発生し、保持器３８が破損するおそれもある。

【0010】

そこで、本願の発明者は、偏心軸部３２に取り付ける玉軸受３４の保持器３８の案内方式として、図１３～図１５に示すように、特許文献１～４のような外輪案内方式（保持器３８の外周を外輪溝肩部４０の内周に接触させることで保持器３８を径方向に位置決めする方式）を採用することを検討した。外輪案内方式を採用すると、保持器３８が、玉３７の表面に対する接触ではなく、外輪溝肩部４０の内周に対する接触で位置決めされるので、保持器３８および玉３７に偏心方向の遠心力が発生したときに、保持器３８が一部の玉３７にのみ高い面圧で接触する事態を防ぐことが可能となる。

【0011】

ところが、偏心軸部３２に取り付ける玉軸受３４の保持器３８の案内方式として、外輪案内方式を採用した場合、偏心回転に伴う遠心力により生じる保持器３８の傾きによって、偏心方向に位置する柱部４３の外周が外輪溝肩部４０と外輪軌道溝３９の交差稜にエッジ当たりするおそれがあることが分かった。

【0012】

すなわち、図１６に示すように、保持器３８の外周を外輪溝肩部４０の内周に接触させることで保持器３８を径方向に位置決めする外輪案内方式を採用した場合、保持器３８が偏心回転すると、その偏心回転に伴い保持器３８および玉３７に発生する遠心力によって、保持器３８が偏心方向（図１４では上方向、図１６では下方向）に径方向移動し、その保持器３８が、一対の外輪溝肩部４０，４１のうちの一方の外輪溝肩部４０のみで支持される（つまり、保持器３８が片持ち支持となる）ため、保持器３８が傾く。そして、この保持器３８の傾きによって、偏心方向に位置する柱部４３の外周が、外輪溝肩部４０と外輪軌道溝３９の交差する交差稜にエッジ当たりし、そのエッジ当たりが原因で、保持器３８が摩耗して強度低下を生じたり、軸受の摩擦トルクが上昇したりするおそれがあることが分かった。

【0013】

この発明が解決しようとする課題は、偏心回転に伴う遠心力が発生したときに、保持器が一部の玉にのみ高い面圧で接触したり、保持器の傾きによって偏心方向に位置する柱部の外周が外輪溝肩部と外輪軌道溝の交差稜にエッジ当たりしたりするのを防止することが可能な玉軸受を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の外輪案内保持器付き玉軸受を提供する。
［構成１］
内輪と、
前記内輪の径方向外側に同軸に設けられた外輪と、
前記内輪と前記外輪の間に組み込まれた複数の玉と、
前記複数の玉を保持する冠形樹脂保持器と、を有し、
前記外輪の内周には、前記玉が転がり接触する外輪軌道溝と、前記外輪軌道溝の軸方向両側に位置する一対の外輪溝肩部とが設けられ、
前記冠形樹脂保持器は、前記一対の外輪溝肩部のうちの一方の外輪溝肩部の径方向内側に対向して配置される円環部と、前記円環部から周方向に間隔をおいて軸方向に延びる片持ち梁状の複数の柱部とを有し、
前記円環部の外周に、前記一方の外輪溝肩部にしゅう接する外輪案内面が設けられている外輪案内保持器付き玉軸受において、
前記各柱部が、前記一対の外輪溝肩部のうちの他方の外輪溝肩部にしゅう接する外輪案内突起を有することを特徴とする外輪案内保持器付き玉軸受。

【0015】

このようにすると、冠形樹脂保持器の案内方式として外輪案内方式を採用しているので、偏心回転に伴う遠心力が冠形樹脂保持器および玉に発生したときに、冠形樹脂保持器が一部の玉にのみ高い面圧で接触する事態を防止することができる。また、冠形樹脂保持器の円環部の外周に、外輪軌道溝の軸方向両側に位置する一対の外輪溝肩部のうちの一方の外輪溝肩部にしゅう接する外輪案内面が設けられ、各柱部に、他方の外輪溝肩部にしゅう接する外輪案内突起が設けられているので、偏心回転に伴い冠形樹脂保持器および玉に発生する遠心力によって冠形樹脂保持器が偏心方向に径方向移動したときに、その冠形樹脂保持器が、外輪軌道溝の軸方向両側の一対の外輪溝肩部の両方で支持された状態になる。そのため、偏心回転に伴う遠心力が冠形樹脂保持器および玉に発生したときにも冠形樹脂保持器が傾きにくく、偏心方向に位置する柱部の外周が外輪溝肩部と外輪軌道溝の交差稜にエッジ当たりするのを防止することが可能である。

【0016】

［構成２］
前記各柱部が、周方向に間隔をおいて軸方向に延びる各一対の玉保持爪と、前記一対の玉保持爪が前記外輪案内突起から独立して周方向に変形することができるように前記一対の玉保持爪と前記外輪案内突起とを隔てる分離溝とを更に有する構成１に記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【0017】

このようにすると、一対の玉保持爪と外輪案内突起とを隔てる分離溝が設けられているので、周方向に隣り合う柱部の間のポケットに玉を挿入するときに、円滑に玉保持爪が弾性変形する。そのため、玉軸受の組み立て作業が容易である。

【0018】

［構成３］
前記一対の玉保持爪は、前記外輪案内突起の径方向内側に対向して配置され、
前記分離溝は、前記一対の玉保持爪と前記外輪案内突起を径方向に隔てるように、前記一対の玉保持爪と前記外輪案内突起の間を周方向に延びて形成されている構成２に記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【0019】

このようにすると、一対の玉保持爪が、外輪案内突起の径方向内側に対向して配置されているので、外輪案内突起の周方向幅を大きく設定することができる。そのため、冠形樹脂保持器と外輪の接触面積を大きくして冠形樹脂保持器の耐久性を効果的に向上させることが可能となる。

【0020】

［構成４］
前記外輪案内突起の外周に、前記他方の外輪溝肩部にしゅう接する第２の外輪案内面が設けられ、
前記第２の外輪案内面の周方向両端に、前記第２の外輪案内面に滑らかに接続する断面円弧状のＲ面取り部または前記第２の外輪案内面と鈍角に交差するＣ面取り部が設けられている構成１から３のいずれかに記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【0021】

このようにすると、外輪案内突起の外周の第２の外輪案内面の周方向両端に、第２の外輪案内面に滑らかに接続する断面円弧状のＲ面取り部または第２の外輪案内面と鈍角に交差するＣ面取り部が設けられているので、偏心回転に伴う遠心力によって冠形樹脂保持器が偏心方向に移動し、外輪案内突起の外周の第２の外輪案内面が外輪溝肩部にしゅう接したときにも、第２の外輪案内面の周方向端縁で、外輪溝肩部の内周の潤滑剤が掻き取られにくい。そのため、外輪案内突起の外周の第２の外輪案内面と外輪溝肩部の内周との間の潤滑性を良好に保つことができる。

【0022】

［構成５］
周方向に隣り合う前記柱部の間に、前記複数の玉をそれぞれ収容するポケットが形成され、
前記ポケットの内面が、径方向に延びる円筒状に形成されている構成１から４のいずれかに記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【0023】

このようにすると、偏心回転に伴う遠心力によって冠形樹脂保持器が偏心方向に移動したときに、冠形樹脂保持器のポケットの内面が玉に干渉するのを確実に防止することが可能となる。

【0024】

［構成６］
前記玉を挟んで周方向両側に位置する前記外輪案内突起の先端同士の間隔が、前記ポケットの内面の内径と同じかそれよりも大きく設定されている構成５に記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【0025】

このようにすると、外輪案内突起の先端同士の間隔が、ポケットの内面の内径と同じかそれよりも大きく設定されているので、ポケットに玉を挿入するときに、玉が外輪案内突起に干渉するのを確実に防止することができる。

【0026】

［構成７］
周方向に隣り合う前記柱部の間に、前記複数の玉をそれぞれ収容するポケットが形成され、
前記ポケットの内面は、前記玉の表面に沿った球状に形成され、
前記冠形樹脂保持器の外周への前記ポケットの開口は、軸方向に開放する半円状の円弧縁部を有し、
前記玉を挟んで周方向両側に位置する前記外輪案内突起の先端同士の間隔が、前記円弧縁部の円弧直径と同じかそれよりも大きく設定されている構成１から４のいずれかに記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【0027】

このようにすると、外輪案内突起の先端同士の間隔が、冠形樹脂保持器の外周へのポケットの開口の円弧縁部の円弧直径と同じかそれよりも大きく設定されているので、ポケットに玉を挿入するときに、玉が外輪案内突起に干渉するのを確実に防止することができる。

【0028】

［構成８］
前記玉を挟んで周方向に対向する前記玉保持爪の先端同士の間隔が、前記玉の直径の８０％以上９２％以下に設定されている構成２または３に記載の外輪案内保持器付き玉軸受。

【0029】

また、この発明では、上記構成の外輪案内保持器付き玉軸受を使用した偏心回転装置として、次の構成のものを併せて提供する。
定位置で回転する回転軸と、
前記回転軸の回転中心から偏心した位置に中心をもつ円筒状の外周を有し、前記回転軸の回転中心まわりに偏心回転する偏心軸部と、
前記偏心軸部の外周に装着された構成１から８のいずれかに記載の外輪案内保持器付き玉軸受と、を有する偏心回転装置。

【発明の効果】

【0030】

この発明の外輪案内保持器付き玉軸受は、冠形樹脂保持器の案内方式として外輪案内方式を採用しているので、偏心回転に伴う遠心力が冠形樹脂保持器および玉に発生したときに、冠形樹脂保持器が一部の玉にのみ高い面圧で接触する事態を防止することができる。また、冠形樹脂保持器の円環部の外周に、外輪軌道溝の軸方向両側に位置する一対の外輪溝肩部のうちの一方の外輪溝肩部にしゅう接する外輪案内面が設けられ、各柱部に、他方の外輪溝肩部にしゅう接する外輪案内突起が設けられているので、偏心回転に伴い冠形樹脂保持器および玉に発生する遠心力によって冠形樹脂保持器が偏心方向に径方向移動したときに、その冠形樹脂保持器が、外輪軌道溝の軸方向両側の一対の外輪溝肩部の両方で支持された状態になる。そのため、偏心回転に伴う遠心力が冠形樹脂保持器および玉に発生したときにも冠形樹脂保持器が傾きにくく、偏心方向に位置する柱部の外周が外輪溝肩部と外輪軌道溝の交差稜にエッジ当たりするのを防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】この発明の第１実施形態にかかる外輪案内保持器付き玉軸受を示す断面図

【図2】図１の玉軸受を軸方向他方側（図では右側）から見た部分断面図

【図3】図２の冠形樹脂保持器の一部および玉の近傍を拡大して示す図

【図4】図１の玉軸受を偏心回転させ、その偏心回転に伴う遠心力によって冠形樹脂保持器が偏心方向（図では下方）に径方向移動し、冠形樹脂保持器の外周が一対の外輪溝肩部にしゅう接した状態を示す断面図

【図5】図４のV－V線に沿った断面図

【図6】図２の冠形樹脂保持器を示す図

【図7】図６のVII－VII線に沿った断面図

【図8】図６の冠形樹脂保持器を径方向外側から見た図

【図9】図６の冠形樹脂保持器の斜視図

【図10】この発明の第２実施形態を図２に対応して示す図

【図11】図１０の冠形樹脂保持器の一部および玉の近傍を拡大して示す図

【図12】図１０の冠形樹脂保持器の斜視図

【図13】偏心回転装置を示す断面図

【図14】図１３のXIV－XIV線に沿った断面図

【図15】図１４の偏心方向（図では上方）の玉の近傍を拡大して示す図

【図16】図１３に示す比較例の冠形樹脂保持器が、偏心回転に伴う遠心力によって偏心方向（図１６では下方）に径方向移動し、冠形樹脂保持器の外周が軸方向一方の外輪溝肩部にしゅう接した状態を図４に対応して示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１に、この発明の第１実施形態にかかる外輪案内保持器付き玉軸受を示す。この玉軸受は、内輪１と、内輪１の径方向外側に同軸に設けられた外輪２と、内輪１と外輪２の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の玉３と、複数の玉３を保持する冠形樹脂保持器４（以下、単に「保持器４」という）とを有する。この玉軸受は、潤滑油またはグリースによる潤滑環境下で使用される。

【0033】

内輪１の外周には、玉３が転がり接触する内輪軌道溝５と、内輪軌道溝５の軸方向外側に位置する一対の内輪溝肩部６，７とが形成されている。内輪軌道溝５は、内輪１の外周の軸方向中央を周方向に延びて形成されている。一対の内輪溝肩部６，７は、内輪軌道溝５の軸方向両側を周方向に延びて形成されている。

【0034】

外輪２の内周には、玉３が転がり接触する外輪軌道溝８と、外輪軌道溝８の軸方向外側に位置する一対の外輪溝肩部９，１０とが形成されている。外輪軌道溝８は、外輪２の内周の軸方向中央を周方向に延びて形成されている。一対の外輪溝肩部９，１０は、外輪軌道溝８の軸方向両側を周方向に延びて形成されている。一対の外輪溝肩部９，１０の内周は、いずれも軸方向に沿って内径が変化せず一定の円筒面である。外輪溝肩部９の内径と外輪溝肩部１０の内径は同一である。

【0035】

玉３は、内輪軌道溝５と外輪軌道溝８との間で径方向に挟み込まれている。この玉軸受は、深溝玉軸受である。すなわち、内輪軌道溝５は、軸方向に対称の凹円弧状の断面をもつ円弧溝であり、外輪軌道溝８も、軸方向に対称の凹円弧状の断面をもつ円弧溝である。

【0036】

保持器４は、外輪溝肩部９の径方向内側に対向して配置される円環部１１と、円環部１１から周方向に隣り合う玉３の間を軸方向に延びる柱部１２とを有する。柱部１２は、軸方向の一端を円環部１１に固定された固定端とし、軸方向の他端を自由端とする片持ち梁状に形成されている。柱部１２は、周方向に間隔をおいて複数設けられている。周方向に隣り合う柱部１２の間には、玉３を収容するポケット１３が形成されている。

【0037】

図６、図７、図９に示すように、各柱部１２は、円環部１１から軸方向に延びる柱基部１４と、柱基部１４の先端から３つに分岐して軸方向に延びる外輪案内突起１５および一対の玉保持爪１６とを有する三股状に形成されている。図１に示すように、外輪案内突起１５は、外輪溝肩部１０の内周にしゅう接する軸方向の突起である。玉保持爪１６は、玉３がポケット１３から軸方向に抜け出ないように玉３を保持する爪である。

【0038】

円環部１１と各柱部１２は、樹脂材に繊維強化材を添加した樹脂組成物によって継ぎ目の無い一体に形成されている。樹脂組成物のベースとなる樹脂材としては、ポリアミド（ＰＡ）またはスーパーエンジニアリングプラスチックを採用することができる。ポリアミドとしては、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ＰＡ９Ｔ）等を使用することができる。また、スーパーエンジニアリングプラスチックとしては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を採用することができる。樹脂材に添加する繊維強化材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等を採用することができる。繊維強化材は、保持器４を形成する樹脂組成物の１０～５０重量％を占める割合で配合されている。

【0039】

図１に示すように、円環部１１は、玉３の軸方向一方側を周方向に延びる円環状の部分である。円環部１１の外周には、外輪溝肩部９にしゅう接する外輪案内面１７が設けられている。外輪案内面１７は、軸方向に沿って外径が変化せず一定の円筒面である。外輪案内面１７は、外輪溝肩部９の径方向内側に微小隙間（例えば、半径で０．５ｍｍ以下の大きさの隙間）を介して対向している。

【0040】

柱基部１４の玉３との対向面と、玉保持爪１６の玉３との対向面は、玉３を収容するポケット１３の内面を形成している。ポケット１３の内面は、図１では、径方向に延びる円筒状の面である。柱基部１４の軸方向長さ（ポケット１３の底から、柱基部１４と玉保持爪１６の境界までの軸方向距離）は、玉３の半径よりも大きく設定されている。

【0041】

外輪案内突起１５の円環部１１から遠い側の軸方向端部の外周には、外輪溝肩部１０にしゅう接する第２の外輪案内面１８が設けられている。第２の外輪案内面１８は、軸方向に沿って外径が変化せず一定の円筒面である。第２の外輪案内面１８は、外輪溝肩部１０の径方向内側に微小隙間（例えば、半径で０．５ｍｍ以下の大きさの隙間）を介して対向している。第２の外輪案内面１８の外径は、円環部１１の外周の外輪案内面１７の外径と同一である。図３、図８に示すように、外輪案内突起１５の軸方向両側の側面１９は、ポケット１３の円筒状の内面に接続する平面状に形成されている。

【0042】

図６、図８に示すように、第２の外輪案内面１８の周方向両端（第２の外輪案内面１８と外輪案内突起１５の軸方向両側の側面１９との間の交差稜）には、第２の外輪案内面１８に滑らかに接続する断面円弧状のＲ面取り部２０が設けられている。Ｒ面取り部２０に代えて、第２の外輪案内面１８と鈍角に交差するＣ面取り部を設けてもよい。図８、図９に示すように、Ｒ面取り部２０は、保持器４の外周へのポケット１３の開口縁全体に形成されている。

【0043】

図２、図３に示すように、各柱部１２は、周方向に間隔をおいて一対の玉保持爪１６を有する。図３に示すように、玉３を挟んで周方向両側に位置する一対の柱部１２のうち、玉３の周方向一方側（図では左側）に位置する柱部１２の周方向他方側（図では右側）の玉保持爪１６と、玉３の周方向他方側（図では右側）に位置する柱部１２の周方向一方側（図では左側）の玉保持爪１６は、玉３を間に挟んで周方向に対向し、玉３を周方向両側から抱え込んでいる。

【0044】

図６、図７に示すように、各柱部１２において、一対の玉保持爪１６は、外輪案内突起１５の径方向内側に対向して配置されている。各玉保持爪１６と外輪案内突起１５の間には、玉保持爪１６と外輪案内突起１５を隔てる分離溝２１が形成されている。この分離溝２１を設けることで、玉保持爪１６が外輪案内突起１５から切り離され、玉保持爪１６が外輪案内突起１５から独立して周方向に弾性変形することができるようになっている。図では、分離溝２１は、一対の玉保持爪１６と外輪案内突起１５を径方向に隔てるように、一対の玉保持爪１６と外輪案内突起１５の間を周方向に延びる周方向溝である。

【0045】

図８に示すように、保持器４の外周へのポケット１３の開口は、軸方向に開放する半円状の円弧縁部２２を有する。玉３（図３参照）を挟んで周方向両側に位置する外輪案内突起１５の先端同士の間隔ａは、円弧縁部２２の円弧直径ｂ（この実施形態では、円弧縁部２２の円弧直径ｂはポケット１３の円筒状の内面の内径と同一である）と同じかそれよりも大きく設定されている。また、玉３を間に挟んで周方向に対向する玉保持爪１６の先端同士の間隔ｃは、玉３（図３参照）の直径の８０％以上９２％以下に設定されている。図５に示すように、玉３とポケット１３の内面との間の周方向隙間δの大きさは、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定されている。

【0046】

この玉軸受は、次のようにして組み立てることができる。まず、図１に示す内輪１と外輪２と複数の玉３とを準備し、内輪１と外輪２の間に複数の玉３を組み込む。次に、その複数の玉３が周方向に等間隔となるように玉３の周方向位置を調整する。その後、内輪１と外輪２の間に保持器４を軸方向に押し込む。このとき、玉保持爪１６が玉３に押圧されて一時的に周方向に弾性変形し、その弾性変形によって広がった玉保持爪１６の先端間を玉３が通過することで、玉３がポケット１３に挿入される。

【0047】

この玉軸受は、図１３、図１４に示すような偏心回転装置の偏心軸部３２の外周に装着して使用する。すなわち、上記実施形態の玉軸受は、図１３、図１４に示す玉軸受３４に置き換えて使用することができる。図１３、図１４に示す偏心回転装置は、定位置で回転する電動モータの回転軸３０と、回転軸３０の回転中心Ｃ０と同じ位置に中心をもつ円筒状の外周を有する主軸部３１と、回転軸３０の回転中心Ｃ０から偏心した位置に中心Ｃ１をもつ円筒状の外周を有する偏心軸部３２と、主軸部３１の外周に装着された主軸受３３と、偏心軸部３２の外周に装着された玉軸受３４とを有し、回転軸３０の回転駆動力によって、偏心軸部３２が回転軸３０の回転中心Ｃ０まわりに偏心量ｅの半径で偏心回転するものである。

【0048】

この実施形態の玉軸受は、図１に示すように、保持器４の案内方式として外輪案内方式（保持器４の外周を外輪２の内周に接触させることで保持器４を径方向に位置決めする方式）を採用しているので、図１３、図１４に示すような偏心回転装置の偏心軸部３２の外周に装着して使用したときに、図４に示すように、偏心回転に伴う遠心力を、保持器４の外周と外輪２の内周の接触部分で支持することができる。そのため、玉案内方式（保持器４のポケット１３の内面を玉３の表面に接触させることで保持器４を径方向に位置決めする方式）を採用した場合のように、偏心回転に伴う遠心力が発生したときに保持器４が一部の玉３にのみ高い面圧で接触するのを防止することができる。

【0049】

また、この玉軸受は、図１に示すように、保持器４の円環部１１の外周に、外輪軌道溝８の軸方向両側に位置する一対の外輪溝肩部９，１０のうちの一方の外輪溝肩部９にしゅう接する外輪案内面１７が設けられ、各柱部１２に、他方の外輪溝肩部１０にしゅう接する外輪案内突起１５が設けられているので、図４に示すように、偏心回転に伴い保持器４および玉３に発生する遠心力によって保持器４が偏心方向（図１３の回転中心Ｃ０に対して偏心軸部３２の中心Ｃ１の位置する方向。図４では下方）に径方向移動したときに、その保持器４が、外輪軌道溝８の軸方向両側の一対の外輪溝肩部９，１０の両方で支持された状態になる。そのため、偏心回転に伴う遠心力が保持器４および玉３に発生したときにも保持器４が傾きにくく、偏心方向に位置する柱部１２の外周が外輪溝肩部９と外輪軌道溝８の交差稜にエッジ当たりするのを防止することができる。

【0050】

また、この玉軸受は、図７に示すように、一対の玉保持爪１６と外輪案内突起１５とを隔てる分離溝２１が設けられているので、周方向に隣り合う柱部１２の間のポケット１３に玉３を挿入するときに、円滑に玉保持爪１６が弾性変形する。そのため、玉軸受の組み立て作業が容易である。

【0051】

また、この玉軸受は、図６に示すように、一対の玉保持爪１６が、外輪案内突起１５の径方向内側に対向して配置されているので、外輪案内突起１５の周方向幅を大きく設定することができる。そのため、保持器４と外輪２の接触面積を大きくして保持器４の耐久性を効果的に向上させることが可能となっている。

【0052】

また、この玉軸受は、図８、図９に示すように、外輪案内突起１５の外周の第２の外輪案内面１８の周方向両端に、第２の外輪案内面１８に滑らかに接続する断面円弧状のＲ面取り部２０が設けられているので、図４、図５に示すように、偏心回転に伴う遠心力によって保持器４が偏心方向に移動し、外輪案内突起１５の外周の第２の外輪案内面１８が外輪溝肩部１０にしゅう接したときにも、第２の外輪案内面１８の周方向端縁で、外輪溝肩部１０の内周の潤滑剤が掻き取られにくい。そのため、外輪案内突起１５の外周の第２の外輪案内面１８と外輪溝肩部１０の内周との間の潤滑性を良好に保つことができる。外輪案内突起１５の外周の第２の外輪案内面１８の周方向両端に、Ｒ面取り部２０に代えて、第２の外輪案内面１８と鈍角に交差するＣ面取り部を設けた場合にも同様の作用効果を得ることができる。

【0053】

また、この玉軸受は、図５に示すように、ポケット１３の内面が、径方向に延びる円筒状に形成されているので、偏心回転に伴う遠心力によって保持器４が偏心方向に移動したときに、保持器４のポケット１３の内面が玉３に干渉するのを確実の防止することが可能である。

【0054】

また、この玉軸受は、図８に示すように、外輪案内突起１５の先端同士の間隔ａが、ポケット１３の内面の内径ｂと同じかそれよりも大きく設定されているので、ポケット１３に玉３を挿入するときに、玉３が外輪案内突起１５に干渉するのを確実に防止することができる。また、保持器４を樹脂成形するときに、金型からの無理抜きにならないようにすることができる。

【0055】

また、この玉軸受は、保持器４が樹脂組成物で形成されているので、希薄潤滑条件で使用しても自己潤滑性を有する。また、保持器４が樹脂組成物で形成されているので、偏心回転の用途に使用したときにも静粛性に優れ、低ノイズである。

【0056】

図１０～図１２に、この発明の第２実施形態を示す。第２実施形態は、第１実施形態と比べて、保持器４のポケット１３の形状のみが異なり、他の構成は第１実施形態と基本的に同一である。そのため、第１実施形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

【0057】

柱基部１４の玉３との対向面と、玉保持爪１６の玉３との対向面は、玉３を収容するポケット１３の内面を形成している。ポケット１３の内面は、玉３の表面に沿った球状の面である。図１１に示すように、外輪案内突起１５の軸方向両側の側面１９は、ポケット１３の球状の内面に接続する円筒面状（軸方向と平行に延びる円筒面状）に形成されている。この実施形態の玉軸受も、第１実施形態と同様に、図１３、図１４に示すような偏心回転装置の偏心軸部３２の外周に装着して使用することができる。

【0058】

この実施形態の玉軸受も、第１実施形態と同様に、保持器４の案内方式として外輪案内方式を採用しているので、偏心回転に伴う遠心力が保持器４および玉３に発生したときに、保持器４が一部の玉３にのみ高い面圧で接触する事態を防止することができる。また、保持器４の円環部１１の外周に、一方の外輪溝肩部９にしゅう接する外輪案内面１７が設けられ、各柱部１２に、他方の外輪溝肩部１０（図４参照）にしゅう接する外輪案内突起１５が設けられているので、偏心回転に伴い冠形樹脂保持器４および玉３に発生する遠心力によって保持器４が偏心方向に径方向移動したときに、その保持器４が、外輪軌道溝８の軸方向両側の一対の外輪溝肩部９，１０の両方で支持された状態になる。そのため、偏心回転に伴う遠心力が保持器４および玉３に発生したときにも保持器４が傾きにくく、偏心方向に位置する柱部１２の外周が外輪溝肩部９と外輪軌道溝８の交差稜にエッジ当たりするのを防止することが可能である。その他の作用効果も第１実施形態と同様である。

【0059】

上記実施形態では、内輪１として、内輪軌道溝５が外周に形成された中空の環状部材を例に挙げて説明したが、内輪１は、必ずしも中空の環状部材である必要はなく、内輪１として、例えば、玉３が転がり接触する内輪軌道溝５が外周に直接形成された中実の部材（軸体）を採用することも可能である。要するに、内輪（inner race）は、玉３が転がり接触する環状の内輪軌道溝５を外周に有する内方部材であればよい。

【0060】

また、上記各実施形態では、外輪２として、外輪軌道溝８が内周に形成された中空の環状部材を例に挙げて説明したが、外輪２は、必ずしも中空の環状部材である必要はなく、外輪２として、例えば、玉３が転がり接触する外輪軌道溝８を内周に直接形成した軸受箱を採用することも可能である。要するに、外輪（outer race）は、玉３が転がり接触する環状の外輪軌道溝８を内周に有する外方部材であればよい。

【0061】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0062】

１ 内輪
２ 外輪
３ 玉
４ 冠形樹脂保持器
８ 外輪軌道溝
９，１０ 外輪溝肩部
１１ 円環部
１２ 柱部
１３ ポケット
１５ 外輪案内突起
１６ 玉保持爪
１７ 外輪案内面
１８ 第２の外輪案内面
２０ Ｒ面取り部
２１ 分離溝
２２ 円弧縁部
３０ 回転軸
３２ 偏心軸部
ａ 外輪案内突起の先端同士の間隔
ｂ ポケットの内面の内径（円弧縁部の円弧直径）
ｃ 玉保持爪の先端同士の間隔
Ｃ０ 回転軸の回転中心
Ｃ１ 偏心軸部の外周の中心

【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】