特開 2024-14339 玉軸受

(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】P2024014339

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】玉軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/41 20060101AFI20240125BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

F16C33/41

F16C19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117096

(22)【出願日】2022-07-22

(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】100087538

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 和久

(74)【代理人】

【識別番号】100085213

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 洋

(72)【発明者】

【氏名】田窪 孝康

(72)【発明者】

【氏名】杉山 彰悟

(72)【発明者】

【氏名】西口 航平

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA25

3J701BA44

3J701BA49

3J701EA31

3J701EA36

3J701EA63

3J701FA41

3J701FA51

3J701GA01

3J701GA24

3J701XB03

3J701XB12

3J701XB13

(57)【要約】      （修正有）

【課題】保持爪に遠心力が負荷されても、保持爪と玉との接触圧が抑えられ、保持器の振れ回りに伴う異音・異常振動、抵抗増大を抑制することができる玉軸受を提供する。
【解決手段】冠型の保持器２４の保持爪３２を、内径側よりも遠心加速度が大きい外径側を、円環基部３０から軸方向他方側に向かって、円環基部３０側に位置する爪基底部３２ａと、爪基底部３２ａの先端側に位置し、爪基底部３２ａの外径よりも小径の外径を有する爪中央部３２ｂと、爪中央部３２ｂの先端側に位置し、爪中央部３２ｂの外径よりも小径の外径を有する爪先端部３２ｃとの三部位からなり、爪中央部３２ｂの外径の輪郭は、玉２３およびポケット３１の中心Ｐ１よりも大径側で構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周に内側軌道溝が形成されている内側軌道部材と、内周に外側軌道溝が形成されている外側軌道部材と、内側軌道溝と外側軌道溝との間に介装される複数の玉と、この玉を周方向に等間隔に保持する保持器とを備え、前記保持器は、玉の軸方向一方側に位置する円環基部と、この円環基部から軸方向他方側に延びる複数対の保持爪とを有し、各対の保持爪の対向面と前記円環基部の軸方向一端面に、玉を軸方向及び径方向に抜けないように収容する球状凹面のポケットを形成している玉軸受であって、前記保持爪が、円環基部側に位置する爪基底部と、爪基底部の先端側に位置し、爪基底部の外径よりも小径の外径を有する爪中央部と、爪中央部の先端側に位置し、爪中央部の外径よりも小径の外径を有する爪先端部との三部位からなることを特徴とする玉軸受。

【請求項2】

前記玉の中心球状凹面ポケットの中心が、前記爪中央部の軸方向の幅内に位置する請求項１記載の玉軸受。

【請求項3】

前記爪中央部の外径が、前記玉のピッチ円径よりも大径に設定されている請求項２記載の玉軸受。

【請求項4】

前記爪先端部の外径が、前記玉のピッチ円径よりも小径に設定されている請求項３記載の玉軸受。

【請求項5】

前記爪先端部の軸方向先端が、前記玉の輪郭内に収まることを特徴とする請求項１～４のいずれかの項に記載の玉軸受。

【請求項6】

前記保持爪のポケット内周面に、内径側から外径側に至る凹溝を設けている請求項１～５のいずれかの項に記載の玉軸受。

【請求項7】

前記保持器の回転運動が、玉によって案内される転動体案内であることを特徴とする請求項１～６のいずれかの項に記載の玉軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、高速回転時に生じる保持器と玉との干渉による発熱・損傷を予防することができる、自動車部品または産業機械ほか、あらゆる高速回転の用途に適用可能な玉軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、玉軸受は、図１５に示すように、外周に内側軌道溝１ａが形成されている内側軌道部材１と、内周に外側軌道溝２ａが形成されている外側軌道部材２と、内側軌道溝１ａと外側軌道溝２ａとの間に介装される転動体としての複数の玉３と、玉３を円周方向に等間隔に保持する保持器４とを備える。

【0003】

そして、前記保持器４として、図１６に示すような、冠型の保持器４を使用する場合がある（特許文献１)。

【0004】

冠型の保持器４は、転動体としての玉３の軸方向一方側に位置する円環基部４ａと、この円環基部４ａから軸方向他方側に延びる複数対の保持爪５ａとを有し、各対の保持爪５ａの対向面及び円環部４ａの軸方向一端面に、玉３が軸方向及び径方向に抜けないように抱え込む球状凹面のポケット５を形成している。保持器４は、球状凹面のポケット５に玉３を抱え込むので、軸方向に位置決めされ、転動体としての玉３の回転運動によって周方向に案内される。

【0005】

ところで、電動自動車では、電費・走行性能の向上のために、電動機の回転速度を高めて電動機を小型・軽量化する必要がある。この電動機の高速回転化に伴って使用する軸受の最高回転速度も上昇し、軸受を構成する内部部品に作用する遠心力が増大する。

【0006】

このような高速回転用途の玉軸受の保持器４に、冠型の保持器４を使用した場合、遠心力の作用により保持爪５ａが外径方向に開き、玉３と保持爪５ａとの接触・抵抗が強まって円滑な転がり回転が阻害され、保持爪５ａや玉３に摩耗・発熱といった課題が生じる。

【0007】

特許文献２には、このような冠型の保持器における遠心力による保持爪の変形を、保持爪を軽量化することにより抑制した玉軸受が開示されている。

【0008】

この特許文献２に開示された玉軸受は、図１７に示すように、保持爪５ａの外径部と内径部に、軸方向先端に向かって縮径した外径側縮径部６と、軸方向先端に向かって拡径した内径側拡径部７を設けることにより、保持爪５ａを軽量化し、遠心力による保持爪５ａの変形を抑制している。即ち、保持爪５ａは、円環基部４ａの内径（径方向寸法ｄ₁）よりも先端部の内径（径方向寸法ｄ₂）が大径に形成され、円環基部４ａの外径（径方向寸法Ｄ₂）よりも先端部の外径（径方向寸法Ｄ₁）が小径に形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平１１－１２５２５６号公報

【特許文献2】特開２００２－１４７４６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ところが、特許文献２の玉軸受のように、保持爪５ａの内径部に内径側拡径部７を形成すると、玉３による保持器４の径方向の案内が損なわれ、保持器４の回転中心が定まらなくなる。これによって保持器４の振れ周りが生じ、異音・異常振動、抵抗の増大といった懸念が生じる。

【0011】

そこで、この発明は、保持爪を軽量化しても、玉による保持器の径方向、軸方向の案内を損なうことなく、かつ、軸受への組込みが容易な保持器を採用した、高速回転への適用が可能な玉軸受を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記の課題を解決するために、この発明に係る玉軸受は、外周に内側軌道溝が形成されている内側軌道部材と、内周に外側軌道溝が形成されている外側軌道部材と、内側軌道溝と外側軌道溝との間に介装される複数の玉と、この玉を周方向に等間隔に保持する保持器とを備え、前記保持器は、玉の軸方向一方側に位置する円環基部と、この円環基部から軸方向他方側に延びる複数対の保持爪とを有し、各対の保持爪の対向面と前記円環基部の軸方向一端面に、玉を軸方向及び径方向に抜けないように収容する球状凹面のポケットを形成している玉軸受であって、前記保持爪が、円環基部側に位置する爪基底部と、爪基底部の先端側に位置し、爪基底部の外径よりも小径の外径を有する爪中央部と、爪中央部の先端側に位置し、爪中央部の外径よりも小径の外径を有する爪先端部との三部位からなることを特徴とする。

【0013】

転動体としての玉による保持器の案内を安定した状態で維持し、保持器の振れ回りに伴う異音・異常振動を抑制するためには、前記玉の中心球状凹面ポケットの中心は、前記爪中央部の軸方向の幅内に位置し、また、前記爪中央部の外径は、前記玉のピッチ円径よりも大径に設定され、さらに、前記爪先端部の外径は、前記玉のピッチ円径よりも小径に設定され、前記爪先端部の軸方向先端が、前記玉の輪郭内に収まっていることが望ましい。

【0014】

また、前記保持爪のポケット内周面に、内径側から外径側に至る凹溝を設けることにより、潤滑剤である油がポケット内に流入しやすくなり、玉と保持爪との摩擦抵抗を軽減することができる。

【0015】

前記保持器の回転運動は、玉によって案内される転動体案内である。

【発明の効果】

【0016】

以上のように、この発明に係る冠型の保持器の保持爪は、内径側よりも遠心加速度が大きい外径側を、円環基部から軸方向他方側に向かって、円環基部側に位置する爪基底部と、爪基底部の先端側に位置し、爪基底部の外径よりも小径の外径を有する爪中央部と、爪中央部の先端側に位置し、爪中央部の外径よりも小径の外径を有する爪先端部との三部位で構成することで、保持爪の内径側を拡径させなくても、保持爪に負荷される遠心力が緩和され、保持爪の変形を抑制することが可能となる。そして、保持爪が遠心力で拡径しても、玉との接触圧が抑えられた状態で径方向の案内機能や回転中心が維持されるので、保持器の振れ回りに伴う異音・異常振動を抑制することができる。

【0017】

また、この発明に係る保持器の形状は、従来形状に比べ保持爪が軽量化されるため、材料の量を低減させることができ、原材料コストの低価格化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】この発明に係る玉軸受の第１実施形態を示す縦断面図である。

【図2】図１の玉軸受に使用する保持器の部分拡大図である。

【図3】図１の玉軸受に使用する保持器を径方向外面から見た部分拡大図である。

【図4】図１の玉軸受に使用する保持器の斜視図である。

【図5】図１の玉軸受に使用する保持器と従来の保持器とを単体で回転させたときにおける保持爪の外径側への変形量を実験した結果を示すグラフである。

【図6】この発明に係る玉軸受の第２実施形態を示す縦断面図である。

【図7】この発明に係る玉軸受に使用する保持器の別の実施形態を示す部分拡大図である。

【図8】図７の保持器の斜視図である。

【図9】この発明に係る玉軸受に使用する保持器の別の実施形態を示す部分拡大図である。

【図10】図９の保持器の斜視図である。

【図11】この発明に係る玉軸受に使用する保持器の別の実施形態を示す部分拡大図である。

【図12】図１１の保持器の斜視図である。

【図13】この発明に係る玉軸受に使用する保持器の別の実施形態を示す部分拡大図である。

【図14】図１３の保持器の斜視図である。

【図15】従来の玉軸受を示す縦断面図である。

【図16】図１５の玉軸受に使用する保持器の斜視図である。

【図17】従来の他の玉軸受を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0020】

図１は、この発明の第１の実施形態に係る油潤滑タイプの玉軸受２０を示している。この玉軸受２０は、電気自動車用駆動モータやハイブリッド電気自動車用駆動モータ、自動車の駆動装置、電装部品や補機部品等に組み込まれ、高速回転で使用される。図１は玉軸受２０の縦断面図、図２は図１の玉軸受２０に使用している保持器２４の部分拡大図、図３は図２の保持器２４を径方向外面から見た図、図４は図２の保持器２４の斜視図である。

【0021】

玉軸受２０は、外周面に内側軌道溝２１ａが形成された内側軌道部材２１と、その内側軌道部材２１の外側に配置され、内周面に外側軌道溝２２ａが形成された外側軌道部材２２と、内側軌道溝２１ａと外側軌道溝２２ａとの間に転動自在に介装される転動体としての複数の玉２３と、この玉２３を周方向に等間隔に保持する保持器２４とを備える。

【0022】

この図１に示す玉軸受２０は、外側軌道部材２２がハウジングなどの静止部材に装着され、内側軌道部材２１が電動モータなど機力で回転駆動する回転軸に装着されるものであるが、この発明は、内側軌道部材２１がシャフトなどの静止部材に装着され、外側軌道部材２２が回転軸に装着されて回転するタイプにも適用可能である。

【0023】

この玉軸受２０に使用する保持器２４は、回転運動が、玉２３によって案内される転動体案内で使用することができる。また、この発明が適用される軸受は、ｄｍＮ値で１００万を超える回転領域での使用が可能である。

【0024】

保持器２４は、玉２３の軸方向一方側に位置する円環基部３０（軸方向幅Ｌ１）と、この円環基部３０から軸方向他方側に延びる複数対の保持爪３２とを有し、各対の保持爪３２の対向面及び円環基部４ａの軸方向一端面に、玉２３が軸方向及び径方向に抜けないように抱え込む球状凹面のポケット３１を形成している。

【0025】

保持爪３２は、円環基部３０から軸方向他方側に向かって、円環基部３０側に位置する爪基底部３２ａ（軸方向幅Ｌ３）と、爪基底部３２ａの先端側に位置し、爪基底部３２ａの外径よりも小径の外径を有する爪中央部３２ｂ（軸方向幅Ｌ４）と、爪中央部３２ｂの先端側に位置し、爪中央部３２ｂの外径よりも小径の外径を有する爪先端部３２ｃ（軸方向幅Ｌ５）との三部位からなる。

【0026】

円環基部３０は、保持爪３２を周方向に配置するものであり、内側軌道部材２１との間にクリアランスＣＬｉ、外側軌道部材２２との間にクリアランスＣＬｏがそれぞれ確保され、このクリアランスＣＬｉとクリアランスＣＬｏによって軸受内部への潤滑剤である油の供給と軸受外部への油の排出が行われる。

【0027】

円環基部３０は、爪基底部３２ａに連なり、円環基部３０の軸方向先端（図１のＬ１の左端）は、玉２３の中心かつポケット３１の中心Ｐ１と、ポケット３１の底部Ｐ２との間に位置している。

【0028】

円環基部３０の外径Ｄ１は、外側軌道部材２２の内径よりも小さく、前記のように、外側軌道部材２２との間にクリアランスＣＬｏが確保されている。円環基部３０の外径Ｄ１を大きくし過ぎると、クリアランスＣＬｏが小さくなり、円環基部３０と外側軌道部材２２とが干渉して保持器２４が破損する懸念があると共に、通油性が悪化する懸念がある。反対に、円環基部３０の外径Ｄ１を小さくし過ぎると、保持爪３２を含む保持器２４全体の剛性が低下し、保持器２４としての形状が維持できなくなる。なお、高速運転による遠心力によって円環基部３０が遠心膨張し、円環基部３０の外径Ｄ１と外側軌道部材２２の内径が接触する懸念がある場合は、予め外側軌道部材２２の内径に研削加工を施し、外側軌道部材２２の内径と保持器の摩擦を抑える仕様としてもよい。

【0029】

円環基部３０の内径Ｄ２は、内側軌道部材２１の内径よりも大きく、前記のように、内側軌道部材２１との間にクリアランスＣＬｉが確保されている。円環基部３０の内径Ｄ２を小さくし過ぎると、クリアランスＣＬｉが小さくなり、円環基部３０と内側軌道部材２１とが干渉して保持器２４が破損する懸念があると共に、通油性が悪化する懸念がある。反対に、円環基部３０の内径Ｄ２を大きくし過ぎると、保持爪３２を含む保持器２４全体の剛性が低下し、保持器２４としての形状が維持できなくなる。

【0030】

円環基部３０の軸方向幅Ｌ１は、円環基部３０の一方端（保持爪３２が延びる方向と反対側の端、図１における右端）からポケット３１の底部Ｐ２までの軸方向幅Ｌ２よりも大きく、即ち、図１におけるＬ１の左端がポケット３１の底部Ｐ２よりも図１における左側に位置している。円環基部３０の軸方向幅Ｌ１が小さすぎると、保持爪３２を含む保持器２４全体の剛性が低下し、保持器２４としての形状が維持できなくなる。

【0031】

保持爪３２の爪基底部３２ａは、円環基部３０に連なって保持爪３２を含む保持器２４の全体形状を維持し、保持器２４の軸方向と径方向の位置決めを行う部位である。

【0032】

爪基底部３２ａの軸方向先端位置は、玉２３の中心かつポケット３１の中心Ｐ１と、ポケット３１の底部Ｐ２との間にある。

【0033】

爪基底部３２ａの外径の上限は、円環基部３０の外径Ｄ１と同等であり、外側軌道部材２２の内径よりも小さく、外側軌道部材２２との間にクリアランスＣＬｏが確保されている。爪基底部３２ａの外径を大きくし過ぎると、クリアランスＣＬｏが小さくなり、爪基底部３２ａと外側軌道部材２２とが干渉して保持器２４が破損する懸念があると共に、通油性が悪化する懸念がある。爪基底部３２ａの外径の下限は、爪中央部３２ｂの外径よりも大きい。なお、高速運転による遠心力によって爪基底部３２ａの外径が遠心膨張し、爪基底部３２ａの外径と外側軌道部材２２の内径が接触する懸念がある場合は、予め外側軌道部材２２の内径に研削加工を施し、外側軌道部材２２の内径と保持器の摩擦を抑える仕様としてもよい。

【0034】

爪基底部３２ａの内径の上限は、円環基部３０の内径Ｄ２と同等に設定されている。爪基底部３２ａの内径の下限は、玉２３の輪郭内に収まる範囲内に設定されている。

【0035】

爪基底部３２ａの内径を大きくし過ぎると、保持爪３２を含む保持器２４全体の剛性が低下し、保持器２４としての形状が維持できなくなる。また、爪基底部３２ａの内径を小さくし過ぎると、爪基底部３２ａと内側軌道部材２１とが干渉して保持器２４が破損する懸念があると共に、通油性が悪化する懸念がある。

【0036】

爪基底部３２ａの軸方向先端は、円環基部３０の軸方向先端よりも軸方向先端側（図１の左側）に位置する。爪基底部３２ａの軸方向幅Ｌ３は、小さいほど、保持器２４の質量の軽量化が図れ、回転時の慣性モーメントを低下させることが可能になるが、過少に設定すると、爪基底部３２ａの剛性が低下し、保持爪３２における爪先の変形を増大させる懸念がある。

【0037】

図３に示すように、爪基底部３２ａにおける円環基部３０側の周方向幅Ｔ１は、過大にすると保持爪３２に負荷される遠心力が増大し、保持爪３２の径方向への変形量が増加する。反対に、爪基底部３２ａの円環基部３０側の周方向幅Ｔ１を過少にすると、爪基底部３２ａの強度が低下し、保持爪３２が破損する懸念がある。爪基底部３２ａの周方向幅Ｔ１は、爪中央部３２ｂに向かって次第に狭くなるように形成することができる。

【0038】

次に、爪中央部３２ｂは、爪基底部３２ａの先端側に位置し、爪基底部３２ａの外径よりも小径の外径を有し、爪基底部３２ａと爪先端部３２ｃに連なり、玉２３の周方向位置を決める部位になっている。

【0039】

爪中央部３２ｂの外径は、上限を爪基底部３２ａの外径Ｄ１と同等かそれよりも小さく、下限を玉２３の中心かつポケット３１の中心Ｐ１とポケット３１の底部Ｐ２とを通る玉２３のピッチ円径ｄＡよりも大きく設定している。これにより、転動体としての玉２３による保持器２４の案内を安定した状態で維持することができ、保持器２４の振れ回りに伴う異音・異常振動を抑制することができる。

【0040】

爪中央部３２ｂの外径が爪基底部３２ａの外径Ｄ１よりも大きくなると、保持爪３２に負荷される遠心力が増大し、保持爪３２の径方向への変形量が増加する。反対に、爪中央部３２ｂの外径が、玉２３のピッチ円径ｄＡよりも小さくなると、保持器３２、玉２３間の周方向の接触圧に対して、径方向の分力が増大し、玉２３の保持ができなくなり、保持器２４の周方向の位置決め及び玉２３の円滑な転動ができなくなる可能性がある。

【0041】

爪中央部３２ｂの内径の上限は、爪基底部３２ａの内径Ｄ２と同等に設定されている。爪中央部３２ｂの内径の下限は、玉２３の輪郭内に収まる範囲内に設定されている。

【0042】

爪中央部３２ｂの内径を大きくし過ぎると、爪中央部３２ｂの強度が低下し、保持器２４が破損する恐れがある。また、爪中央部３２ｂの内径を小さくし過ぎると、通油性が悪化する懸念がある。

【0043】

爪中央部３２ｂの軸方向先端は、玉２３の中心かつポケット３１の中心Ｐ１よりも軸方向先端側（図１の左側）に位置する。爪中央部３２ｂの軸方向先端が、玉２３の中心かつポケット３１の中心Ｐ１よりも爪基底部３２ａに位置すると、玉２３の安定した保持ができなくなり、保持器２４と玉２３との周方向の接触圧に対して、径方向の分力が増大し、周方向の位置決め及び玉２３の円滑な転動ができなくなる可能性がある。

【0044】

図３に示すように、爪中央部３２ｂの爪基底部３２ａ側の周方向幅Ｔ２は、爪基底部３２ａの周方向幅Ｔ１の同等以下であり、過大にすると保持爪３２に負荷される遠心力が増大し、保持爪３２の径方向への変形量が増加する。反対に、爪中央部３２ｂの爪基底部３２ａ側の周方向幅Ｔ２を過少にすると、爪中央部３２ｂの強度が低下し、保持爪３２が破損する恐れが生じる。爪中央部３２ｂの周方向幅Ｔ２は、爪先端部３２ｃに向かって次第に狭くなるように形成することができる。

【0045】

次に、爪先端部３２ｃは、爪中央部３２ｂの先端側に位置し、爪中央部３２ｂの外径よりも小径の外径を有し、爪中央部３２ｂに連なり、ポケット３１の内周面及び先端部で、保持器２４の軸方向と径方向の位置を決める部位になっている。

【0046】

爪先端部３２ｃの外径は、遠心力に伴う爪先の拡径を抑える観点より、玉２３のピッチ円径ｄＡよりも小さい設定にする。

【0047】

爪先端部３２ｃの外径が、玉２３のピッチ円径ｄＡよりも大きくなると、保持爪３２に負荷される遠心力が増大し、保持爪３２の径方向への変形量が増加する。

【0048】

爪先端部３２ｃの内径の上限は、爪中央部３２ｂの内径Ｄ２と同等に設定されている。爪先端部３２ｃの内径の下限は、玉２３の輪郭内に収まる範囲内にある。

【0049】

爪先端部３２ｃの軸方向先端は、玉２３の輪郭内に収まる範囲内にある。爪先端部３２ｃの軸方向先端が、玉２３の輪郭から外れた位置にあると、内輪軌道部材２１との干渉や遠心力の増大による変形量の増加、組込み性の低下が生じる。

【0050】

図３に示すように、爪先端部３２ｃの周方向幅Ｔ３は、爪中央部３２ｂの周方向幅Ｔ２と同等以下であり、先端に向かって幅を狭く形成することができる。

【0051】

次に、図１～図４の実施形態における爪中央部３２ｂの外径形状は、爪基底部３２ａ側から軸方向先端側に、玉２３の中心かつポケット３１の中心Ｐ１辺りまでが外径が次第に小さくなるように円弧形状に湾曲し、中心Ｐ１付近から先端に向けて外径が同一径で直線状に延び、先端から爪先端部３２ｃに向けて次第に外径が次第に小さくなるように円弧形状に湾曲している。

【0052】

爪先端部３２ｃの外径形状は、爪中央部３２ｂに連なる部分が湾曲し、先端が同一径で直線状に延びている。

【0053】

次に、保持爪３２の先端寄りのポケット３１内周面には、内径側から外径側に至る凹溝３５を設けている。この凹溝３５を設けることにより、潤滑剤である油がポケット３１内に流入しやすくなり、玉２３と保持爪３２との摩擦抵抗を軽減することができる。

【0054】

以上のように、この発明に係る冠型の保持器２４の保持爪３２は、内径側よりも遠心加速度が大きい外径側を、円環基部３０から軸方向他方側に向かって、円環基部３０側に位置する爪基底部３２ａと、爪基底部３２ａの先端側に位置し、爪基底部３２ａの外径よりも小径の外径を有する爪中央部３２ｂと、爪中央部３２ｂの先端側に位置し、爪中央部３２ｂの外径よりも小径の外径を有する爪先端部３２ｃとの三部位で構成されているので、保持爪３２の内径側を拡径しなくても、保持爪３２に負荷される遠心力が緩和され、保持爪３２の変形を抑制することが可能となる。

【0055】

これにより、保持爪３２に遠心力が負荷されても、保持爪３２と玉２３との接触圧が抑えられた状態で径方向の案内機能が維持され、また、転動体としての玉２３の公転中心と同心に保持器２４の回転中心が維持されるので、保持器２４の振れ回りに伴う異音・異常振動、抵抗増大を抑制することができる。

【0056】

次に、保持器２４の材料としては、耐摩耗性や耐焼き付等に優れた樹脂を用いることができ、特に、引張伸び、引張強さ、耐衝撃性、耐摩耗性、潤滑性等に優れたポリアミド樹脂、例えば、ＰＡ６６（ポリアミド６６）、ＰＡ４６（ポリアミド４６）、ＰＡ６Ｔ（ポリアミド６Ｔ）、ＰＡ９Ｔ（ポリアミド９Ｔ）、あるいはＰＡ６（ポリアミド６）などが望ましい。また、これらの樹脂には、炭素繊維，ガラス繊維あるいはアラミドなど、繊維状強化材を複合することで、弾性率、強度、耐衝撃性を高め、かつ、寸法変化、クリープ変形を抑えることができる。

【0057】

この発明では、保持器２４の保持爪３２の外径側を、円環基部３０から軸方向他方側に向かって、円環基部３０側に位置する爪基底部３２ａと、爪基底部３２ａの先端側に位置し、爪基底部３２ａの外径よりも小径の外径を有する爪中央部３２ｂと、爪中央部３２ｂの先端側に位置し、爪中央部３２ｂの外径よりも小径の外径を有する爪先端部３２ｃとの３部位で構成するので、組込み時に保持爪３２が内径側に倒れやすくなる。このため、ＰＡ９Ｔ（ポリアミド９Ｔ）などの強度が高い硬質樹脂を保持器２４の材料としても組込みを容易に行うことができる。

【0058】

また、この発明に係る保持器２４は、保持爪３２の外径側に、爪基底部３２ａ、爪中央部３２ｂ及び爪先端部３２ｃを形成するので、保持器２４を合成樹脂の射出成型で製作する際に、型から抜き易く、射出成型が容易である。

【0059】

前記内側軌道部材２１、外側軌道部材２２及び玉２３は、例えば軸受鋼、浸炭鋼等の金属で形成される。

【0060】

次に、図１～図４に示す第１の実施形態の保持器２４、即ち、内径側よりも遠心加速度が大きい保持爪３２の外径側を、円環基部３０から軸方向他方側に向かって、円環基部３０側に位置する爪基底部３２ａと、爪基底部３２ａの先端側に位置し、爪基底部３２ａの外径よりも小径の外径を有する爪中央部３２ｂと、爪中央部３２ｂの先端側に位置し、爪中央部３２ｂの外径よりも小径の外径を有する爪先端部３２ｃとの三部位で構成した保持器２４と、保持爪の外径が直線形状である従来の図１５及び図１６に示す従来例の保持器４とを単体で回転させ、その時の保持爪の外径側への変形量を実測した実験結果をグラフにして図５に示した。測定は、保持器表面温度を２５℃と１００℃に調整して実施した。いずれの温度においても、図１～図４に示す第１の実施形態の保持器２４は、従来の保持器４と比較して、図５のグラフに示すとおり、変形量を大きく抑制できるということを確認することができた。

【0061】

次に、図６は、図１～図４に示す第１の実施形態と同様の保持器２４を使用し、内側軌道部材２１と外側軌道部材２２間の軸方向両側に、内側軌道部材２１と外側軌道部材２２間に形成された環状空間２５を密封するシール部材２６を設け、このシール部材２６により密封された環状空間２５に、グリース等の潤滑剤を封入した第２の実施形態に係る玉軸受２０を示している。

【0062】

グリース潤滑を想定した図６に示す玉軸受２０の場合、転動体としての玉２３の公転に伴い軸受内部グリースの多くは外側軌道部材２２側へ移動する。この発明に係る保持器２４によれば、保持器２４の外径部とグリースの接触が抑えられ、攪拌抵抗を減少させ、低トルクでの運転が可能となる。また、軸受内部の空間容積に対する保持器２４の体積が減少するため、空間容積あたりのグリースの体積が低下する。これにより、グリース漏れを起こし難くする効果も期待できる。

【0063】

シール部材２６は、環状の芯金２６ａとこの芯金２６ａに一体に固着されるゴム状部材２６ｂとで構成され、外側軌道部材２２の内周面に形成されたシール取付溝２７に外周部が嵌合状態に固定されている。内側軌道部材２１は、シール部材２６の内周部に対応する位置に、円周溝からなるシール溝２８を備え、シール部材２６の内周側端に形成されたシールリップ２６ｃが内側軌道部材２１のシール溝２８に摺接または非接触で近接している。

【0064】

この第２の実施形態に係る玉軸受２０は、運転中、シール部材２６の先端のシールリップ２６ｃが内側軌道部材２１の外周端部に摺接、または、非接触で近接した状態を維持しながら、内側軌道部材２１が回転する。これにより、水やダスト等の異物が軸受内部に侵入したり、あるいは、軸受内部から潤滑剤が外部へ漏れたりすることを未然に防止している。

【0065】

また、この第２の実施形態に係る玉軸受２０に充填される潤滑剤としては、基油、増ちょう剤及び添加剤から成る半固体状のグリースを使用することができる。このグリースを構成する基油としては、例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、ポリブデン、ポリ-α-オレフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、脂環式化合物等の炭化水素系合成油、または、天然油脂やポリオールエステル油、リン酸エステル、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、フッ素化油等の非炭化水素系合成油等、一般に潤滑グリースの基油として使用されている油であれば特に限定することなく使用できる。

【0066】

増ちょう剤としては、アルミニウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん、複合リチウム石けん、複合カルシウム石けん、複合アルミニウム石けんなどの金属石けん系増ちょう剤、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられる。これらの増ちょう剤は、単独または２種類以上組み合せて用いてもよい。

【0067】

グリース用の公知の添加剤としては、例えば極圧剤、アミン系、フェノール系等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤等が挙げられる。これらを単独または２種類以上組み合せて添加できる。

【0068】

次に、図７及び図８に示す保持器２４は、保持爪３２の爪中央部３２ｂと爪先端部３２ｃの外径形状が、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる形状をしている。

【0069】

第１の実施形態及び第２の実施形態の玉軸受２０に使用している保持器２４の保持爪３２は、爪中央部３２ｂの外径形状が、爪基底部３２ａ側から軸方向に、玉２３の中心かつポケット３１の中心Ｐ１辺りまでが外径が次第に小さくなるように円弧形状に湾曲している。これに対し、図７及び図８に示す保持器２４は、爪中央部３２ｂの外径形状が、爪基底部３２ａ側から軸方向に湾曲することなく、直線状に傾斜している。

【0070】

また、第１の実施形態及び第２の実施形態の玉軸受２０に使用している保持器２４は、爪先端部３２ｃの外径形状が、爪中央部３２ｂに連なる部分が湾曲している。これに対し、図７及び図８に示す保持器２４は、爪先端部３２ｃの外径形状が、爪中央部３２ｂ側から軸方向に湾曲することなく、直線状に傾斜している。

【0071】

なお、図７及び図８に示す保持器２４の他の構成は、図１～図４に示す第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0072】

次に、図９及び図１０に示す保持器２４は、爪中央部３２ｂと爪先端部３２ｃを形成する保持爪３２の外径形状が、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる形状をしている。

【0073】

この図９及び図１０に示す保持器２４の保持爪３２の外径形状は、爪基底部３２ａの軸方向先端側が２段に傾斜する傾斜面に形成され、先端側の傾斜面が爪基底部３２ａ側の傾斜面よりも傾斜勾配が大きなっている。

【0074】

なお、図９及び図１０に示す保持器２４の他の構成は、図１～図４に示す第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0075】

次に、図１１及び図１２に示す保持器２４は、爪中央部３２ｂと爪先端部３２ｃを形成する保持爪３２の外径形状が、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる形状をしている。

【0076】

この図１１及び図１２に示す保持器２４の保持爪３２の外径形状は、爪基底部３２ａの軸方向先端側が２段に傾斜する傾斜面に形成され、先端側の傾斜面が爪基底部３２ａ側の傾斜面よりも傾斜勾配が小さくなっている。

【0077】

なお、図１１及び図１２に示す保持器２４の保持器２４の他の構成は、図１～図４に示す第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0078】

次に、図１３及び図１４に示す保持器２４は、爪中央部３２ｂと爪先端部３２ｃを形成する保持爪３２の外径形状が、第１、第２及び第３の実施形態と異なる形状をしている。

【0079】

この図１３及び図１４に示す保持器２４の保持爪３２の外径形状は、爪基底部３２ａの軸方向先端側が２段の湾曲面に形成されている。

【0080】

なお、図１３及び図１４に示す保持器２４の他の構成は、図１～図４に示す第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0081】

この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、第1から第４の実施形態の爪各部位・形状を組み合わせるなど、種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。

【符号の説明】

【0082】

２０ 玉軸受
２１ 内側軌道部材
２１ａ 内側軌道溝
２２ 外側軌道部材
２２ａ 外側軌道溝
２３ 玉
２４ 保持器
３０ 円環基部
３１ ポケット
３２ 保持爪
３２ａ 爪基底部
３２ｂ 爪中央部
３２ｃ 爪先端部
３５ 凹溝

【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】

【図17】