特開 2024-168179 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】P2024168179

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】玉軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/41 20060101AFI20241128BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20241128BHJP

   F16C 33/66 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

F16C33/41

F16C19/06

F16C33/66 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084631

(22)【出願日】2023-05-23

(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】西口 航平

(72)【発明者】

【氏名】田窪 孝康

(72)【発明者】

【氏名】磯▲崎▼ 紘哉

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA02

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA25

3J701BA44

3J701BA49

3J701CA08

3J701CA13

3J701EA67

3J701GA01

3J701GA24

3J701XB03

3J701XB12

3J701XB13

3J701XB50

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高速回転時の遠心力の負荷によって、保持器が拡径し難く、しかも保持器の背面側から内側軌道部材の方に、より多くの潤滑油が流れる構造の玉軸受を提供する。
【解決手段】保持器２４は、玉２３の軸方向一方側に位置する円環基部３０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の対向面と前記円環基部３０の軸方向一端面に、玉２３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３１を形成し、前記円環基部３０の軸方向一方側の背面における、外径角部３０ａと内径角部３０ｂに面取りを施した玉軸受２０において、前記円環基部３０の背面の外径角部３０ａに形成した面取りよりも、内径角部３０ｂに形成した面取りをより大きな形状にする。
【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、前記円環基部の軸方向一方側の背面における、外径角部と内径角部に面取りを施した玉軸受であって、前記円環基部の背面の外径角部に形成した面取りよりも、内径角部に形成した面取りをより大きく形成したことを特徴とする玉軸受。

【請求項2】

前記内径角部に形成した面取りを円弧形状にしたことを特徴とする請求項１記載の玉軸受。

【請求項3】

前記円環基部の背面の内径角部に形成した面取りは、前記円環基部の背面の内径から径方向にａの位置と、前記円環基部の背面の内径から軸方向他方側に向かってａ’の位置とを結ぶ形状で、ａ＜ａ’の関係に設定されている請求項１又は２記載の玉軸受。

【請求項4】

前記ａは前記円環基部の背面の内径から前記玉のピッチ円径までの長さｈ１よりも短い長さ、ａ＜ｈ１の関係にあり、ａ’は前記円環基部の背面から前記ポケットの底部までの長さＬ２よりも短い長さ、ａ’＜Ｌ２の関係にある請求項３記載の玉軸受。

【請求項5】

前記円環基部の背面の外径角部の面取り形状が、前記円環基部の背面の外径から径方向の内径側に向かってｂの位置と、前記円環基部の背面の外径から軸方向他方側に向かってｂ’の位置とを結び、ｂは前記円環基部の背面の外径から前記玉のピッチ円径までの長さｈ２よりも短い長さ、ｂ＜ｈ２の関係にあり、ｂ’は前記円環基部の背面から前記ポケットの底部までの長さＬ２よりも短い長さ、ｂ’＜Ｌ２の関係にあり、ｂ’は前記内径側の面取りの円弧形状のａ’よりも短い、ｂ'≦ａ'の関係にある請求項１記載の玉軸受。

【請求項6】

前記円環基部の背面に平面部を有する請求項５記載の玉軸受。

【請求項7】

前記円環基部の背面の内径角部に形成した面取りの円弧形状は、円弧径の異なる複数の円弧を組み合わせた複合円弧からなる請求項２記載の玉軸受。

【請求項8】

前記円環基部の背面の内径角部に形成した面取りの円弧形状は、前記円環基部の背面と前記円環基部の内径にそれぞれ接線で交わる請求項２記載の玉軸受。

【請求項9】

前記保持器の内径に、前記円環基部の内径角部の円弧形状の面取りに繋がる凹みを付加したことを特徴とする請求項２記載の玉軸受。

【請求項10】

前記請求項１～９の玉軸受を使用し、保持器の背面側から給油を行う軸受装置。

【請求項11】

前記給油がグリース潤滑である請求項１０記載の軸受装置。

【請求項12】

保持器の背面側から給油を行う給油ノズルの位置が前記円環基部の背面の内径側に位置する請求項１０記載の軸受装置。

【請求項13】

ｄｍＮ換算値７０万以上で回転する請求項１０記載の軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電動自動車の電動機など高速回転する用途に適応可能な玉軸受に関し、特に、高速回転時における保持器の径方向への変形を抑制しつつ、保持器背面から潤滑油の給油を行った際に、内側軌道溝への潤滑油の流入効果が高く、高速回転時の発熱を緩和することができる玉軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、保持器背面近傍の潤滑油の流動性を向上させることにより、トルク増大及び潤滑油温度の上昇を抑制する玉軸受１０が知られている（特許文献１）。

【0003】

この特許文献１に開示されている玉軸受１０は、グリース潤滑を行う密封型の玉軸受であり、図２６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、潤滑剤を充填する内部空間と外部とを仕切るシール部材５とを備えている。

【0004】

前記保持器４は、冠型保持器であり、図２７に示すように、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４ｂとを有し、各対の保持爪４ｂの対向面と前記円環基部４ａの軸方向一端面に、玉３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６を形成している。

【0005】

そして、前記保持器４を構成する円環基部４ａの軸方向一方側の背面における外径角部４ａａと内径角部４ａｂに、円弧形状の面取りを形成し、この円弧形状の面取りによって、保持器４の背面近傍の潤滑剤の流動性を向上させ、トルク増大及び潤滑剤温度の上昇を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３－２４７５５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、高速回転時には、玉軸受１０の内側軌道部材１と外側軌道部材２とでは、内側軌道部材１の方が外側軌道部材２よりも温度上昇が高い。また、高速運転時の遠心力によって軸受内部の潤滑油が外側軌道部材２の方に流れやすく、内側軌道部材１側の潤滑油が希薄になる恐れがある。このため、内側軌道部材１と外側軌道部材２との温度差を緩和するためには、内側軌道部材１の方に、より多くの潤滑油が流れるようにすることが望ましい。

【0008】

ところが、前記特許文献１の玉軸受１０に使用されている保持器４は、円環基部４ａの背面の外径角部４ａａと内径角部４ａｂの面取りをそれぞれ同じ大きさに形成しているため、内側軌道部材１の方に、より多くの潤滑油が流れるという構造にはなっていない。

【0009】

円環基部４ａの背面側からの潤滑油の流れを良くするために、背面の外径角部４ａａと内径角部４ａｂの面取り形状を大きくした場合、従来の保持器４は、円環基部４ａから軸方向他方側に延びる保持爪４ｂの内径面と外径面とが軸方向に平行に形成されているため、高速回転時の遠心力の負荷によって、保持器４が拡径し易い。これにより、外側軌道部材２の内周面と保持器４の外径面とが接触し、あるいは、保持器４の保持爪４ｂと玉３が強接触して、保持器４の摩耗や発熱、損傷、融解といった懸念が生じる。

【0010】

そこで、この発明は、高速回転時の遠心力の負荷によって、保持器が拡径し難く、しかも保持器の背面側から内側軌道部材の方に、より多くの潤滑油が流れる構造の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】

【0011】

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、前記円環基部の軸方向一方側の背面における、外径角部と内径角部に面取りを施したものであって、前記円環基部の背面の外径角部に形成した面取りよりも、内径角部に形成した面取りをより大きく形成したことを特徴とする。

【0012】

前記内径角部に形成する面取りは、ストレート形状でも円弧形状でもよい。

【0013】

前記円環基部の背面の内径角部に形成する面取りは、前記円環基部の背面の内径から径方向にａの位置と、前記円環基部の背面の内径から軸方向他方側に向かってａ’の位置とを結ぶ形状で、ａ＜ａ’の関係に設定することにより、くさび効果による潤滑油の通油性が向上する。

【0014】

前記ａは前記円環基部の背面の内径から前記玉のピッチ円径までの長さｈ１よりも短い長さ、ａ＜ｈ１の関係にあり、ａ’は前記円環基部の背面から前記ポケットの底部までの長さＬ２よりも短い長さ、ａ’＜Ｌ２の関係にある。

【0015】

外側軌道溝へ潤滑油を供給するために、前記円環基部の背面の外径側の角部に面取りを形成してもよい。前記円環基部の背面の外径角部に形成する面取りは、前記円環基部の背面の内径から径方向にｂの位置と、前記円環基部の背面の外径から軸方向他方側に向かってｂ’の位置とを結ぶ形状とした場合、ｂ＜ｂ’の関係に設定して、くさび効果を得る必要は特にない。

【0016】

また、前記ｂは前記円環基部の背面の外径から前記玉のピッチ円径までの長さｈ２よりも短い長さ、ｂ＜ｈ２の関係にあり、ｂ’は前記円環基部の背面から前記ポケットの底部までの長さＬ２よりも短い長さ、ｂ’＜Ｌ２の関係にあり、ｂ’は前記内径側の面取り形状のａ’よりも短い、ｂ'≦ａ'の関係にあり、前記円環基部の背面に平面部を有するようにしている。

【0017】

以上のように、円環基部の背面の外径側の角部に形成した面取りよりも、内径側の角部の面取り形状を大きくすると、高速回転時の保持器の拡径を抑制しつつ、保持器背面側から給油した際に、潤滑油が内側軌道溝の方に流入しやすくなるので、軸受内部の抵抗を抑え、かつ内側軌道部材の冷却効果を高めることができ、内側軌道部材と外側軌道部材の温度差を緩和することができる。

【0018】

前記円環基部の背面の内径側角部の面取りを円弧形状にすると、内側軌道部材の外径と保持器内径の間に潤滑油が流入する際の圧力損失が減少し、給油圧を一定とした際に流量および流速の増加が見込まれる。このことは、社団法人日本機械学会発行の「機械工学便覧 基礎編」の７２頁～７３頁所載の図（図２５（ａ）（ｂ）（ｃ））の通り、管路内を流れる流体の圧力損失の関係式からも理解することができる。即ち、流体が管路に入るときの圧力損失は、損失係数ζ(ゼータ)に比例し、ζは管路の入口形状を面取りからＲ形状に変えることでζ＝０．２５からζ＝０．０６～０．００５へと減少する。

【0019】

前記円環基部の背面の内径角部に形成した面取りの円弧形状は、円弧径の異なる複数の円弧を組み合わせた複合円弧からなるようにしてもよい。

【0020】

前記円環基部の背面の内径角部に形成した面取りの円弧形状は、前記円環基部の背面と前記円環基部の内径にそれぞれ接線で交わることが望ましい。

【0021】

前記保持器の内径に、前記円環基部の内径角部の円弧形状の面取りに繋がる凹みを付加してもよい。

【0022】

前記保持器の背面側から給油を行うようにしてもよいし、前記給油がグリース潤滑でもよい。

【0023】

保持器の背面側から給油を行う場合、給油ノズルの位置が前記円環基部の背面の内径側に位置するようにすることが好ましい。

【0024】

この発明は、ｄｍＮ換算値７０万以上で回転する玉軸受に適用することができる。

【発明の効果】

【0025】

以上のように、この発明に係る玉軸受は、高速回転時の遠心力の負荷によって、保持器が拡径し難く、しかも保持器の背面側から内側軌道部材の方に、より多くの潤滑油を流すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】この発明に係る玉軸受の第１の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の斜視図である。

【図4】この発明に係る玉軸受の他の実施形態を示す縦断面図である。

【図5】図４の玉軸受に使用する保持器の部分拡大図である。

【図6】この発明に使用する保持器の他の実施形態を示す部分拡大図である。

【図7】この発明に使用する保持器の他の実施形態を示す部分拡大図である。

【図8】この発明に使用する保持器の他の実施形態を示す部分拡大図である。

【図9】この発明に使用する保持器の成形型の例を示す部分断面図である。

【図10】この発明に係る玉軸受の他の実施形態を示す縦断面図である。

【図11】図１０の玉軸受に使用する保持器の部分拡大図である。

【図12】図１０の玉軸受に使用する保持器の部分拡大平面図である。

【図13】図１０の玉軸受に使用する保持器の斜視図である。

【図14】この発明に係る玉軸受の他の実施形態を示す縦断面図である。

【図15】この発明に係る玉軸受の他の実施形態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部分拡大図である。

【図17】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18】図１７の保持器の斜視図である。

【図19】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20】図１９の保持器の斜視図である。

【図21】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22】図２１の保持器の斜視図である。

【図23】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24】図２３の保持器の斜視図である。

【図25】管路入口形状を円弧形状にしたことによる流体の圧力損失の変化を関係式で示した説明図である。

【図26】従来の玉軸受を示す縦断面図である。

【図27】図２６の玉軸受に使用する保持器の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。

【0028】

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の斜視図である。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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、あるいは内側軌道部材２１または外側軌道部材２２で案内される軌道輪案内のどちらにも適用可能である。また、この発明が適用される軸受は、ｄｍＮ値で７０万を超える回転領域での使用が可能である。

【0032】

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３０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。

【0033】

前記円環基部３０の軸方向一方側の背面における外径角部３０ａと内径角部３０ｂには、面取りが施され、外径角部３０ａの面取りよりも、内径角部３０ｂの面取りをより大きく形成している。

【0034】

前記円環基部３０の背面の内径角部３０ｂに形成した面取りは、前記円環基部３０の背面の内径から径方向にａの位置と、前記円環基部３０の背面の内径から軸方向他方側に向かってａ’の位置とを結ぶストレート形状で、ａ＜ａ’の関係に設定することにより、くさび効果によって潤滑油の通油性が向上する。

【0035】

前記円環基部３０の背面の内径角部３０ｂに形成した面取りにおいて、前記ａは前記円環基部３０の背面の内径から前記玉のピッチ円径ｄＡまでの長さｈ１よりも短い長さ、ａ＜ｈ１の関係にあり、ａ’は前記円環基部３０の背面から前記ポケット３１の底部Ｐ２までの長さＬ２よりも短い長さ、ａ’＜Ｌ２の関係にある。

【0036】

保持器２４の背面側から潤滑油を給油した際に、前記円環基部３０の背面の内径角部３０ｂに形成した面取り形状が大きいと、内側軌道部材２１の外径面と前記保持器２４の円環基部３０の外径面との間に潤滑油が流入する際の圧力損失が減少し、給油圧が一定であっても、内側軌道溝２１ａへの潤滑油の流量及び流速の増加が見込める。また、前記円環基部３０の背面の外径角部３０ａではなく、内径角部３０ｂの方の面取り形状を大きくするので、円環基部３０の断面係数の低下も少なく、高速回転時の遠心力の負荷による保持器２４の拡径も抑制することができる。

【0037】

次に、図４及び図５に示す実施形態は、前記円環基部３０の軸方向一方側の背面における外径角部３０ａと内径角部３０ｂに、円弧形状の面取りを施し、外径角部３０ａの面取りよりも、内径角部３０ｂの面取りをより大きな円弧形状に形成している。

【0038】

図４及び図５に示す実施形態における円弧形状の面取りは、前記円環基部３０の背面の内径から径方向にａの位置と、前記円環基部３０の背面の内径から軸方向他方側に向かってａ’の位置とを結ぶ円弧形状であって、図１～図３の実施形態と同様に、ａ＜ａ’の関係に設定することにより、くさび効果によって潤滑油の通油性を向上させている。

【0039】

また、図４及び図５に示す実施形態においても、前記ａは前記円環基部３０の背面の内径から前記玉のピッチ円径ｄＡまでの長さｈ１よりも短い長さ、ａ＜ｈ１の関係にあり、ａ’は前記円環基部３０の背面から前記ポケット３１の底部Ｐ２までの長さＬ２よりも短い長さ、ａ’＜Ｌ２の関係にある。

【0040】

前記円環基部３０の内径角部３０ｂの円弧形状は、図４及び図５に示すような単一円弧でも、図６に示すような、複数の円弧径Ｒ１、Ｒ２からなる複合円弧でもよく、複合円弧にすることにより、保持器２４の背面から保持器２４の内径面への潤滑油の流動性をより向上させることができる。

【0041】

また、図６に示すように、前記円環基部３０の内径角部３０ｂの円弧形状が、保持器２４の背面と保持器２４の内径面にそれぞれ接線で交わるようにすることによって、保持器２４の背面から保持器２４の内径面への潤滑油の流動性がより向上する。

【0042】

玉軸受２０は、高速回転時に、外側軌道部材２２よりも内側軌道部材２１の方が、温度上昇が高く、外側軌道部材２２と内側軌道部材２１とで温度差が生じる。この温度差により運転すきまが減少し、軸受の短寿命化に繋がる恐れがある。このため、保持器２４の背面から給油を行う際には、給油の狙い位置が保持器２４の内径側となるように給油ノズルの位置と角度を調整し、内側軌道部材２１側に、より多くの潤滑油が流れるようにすることにより、冷却効果が期待でき、内側軌道部材２１と外側軌道部材２２で生じる温度差を緩和することができる。

【0043】

次に、図７に示す実施形態は、前記円環基部３０の外径角部３０ａの面取りを、円弧形状に形成したものである。この外径角部３０ａの面取りの円弧形状は、前記円環基部３０の背面の外径から径方向の内径側に向かってｂの位置と、前記円環基部３０の背面の外径から軸方向他方側に向かってｂ’の位置とを結び、ｂは前記円環基部３０の背面の外径から前記玉２３のピッチ円径ｄＡまでの長さｈ２よりも短い長さ、ｂ＜ｈ２の関係にあり、ｂ’は前記円環基部３０の背面から前記ポケットの底部Ｐ２までの長さＬ２よりも短い長さ、ｂ’＜Ｌ２の関係にあり、ｂ’は前記内径角部３０ｂのＲ形状のａ’よりも短い、ｂ'≦ａ'の関係にある。

【0044】

この図７に示す実施形態のように、前記円環基部３０の外径角部３０ａの面取りを、円弧形状に形成することにより、保持器２４の円環基部３０の断面係数の低下を抑制しつつ、保持器２４の背面のピッチ円径ｄＡから外径側に至る潤滑油の流れ方向と直交する平面の面積が減少し、保持器２４の背面近傍の圧力の増加を緩和することが可能となり、潤滑油の流動性の向上に繋がる。

【0045】

また、図７に示す実施形態のように、保持器２４の外径角部３０ａの面取りを、円弧形状を形成する場合、保持器２４の背面には軸方向と直交する平面部ｃを設ける。これにより、保持器２４の組付けや出来栄え確認を従来の保持器と同様に実施することが可能になる。

【0046】

次に、図８はこの発明の他の実施形態を示し、この実施形態は、 保持器２４の内径に、内径角部３０ｂの円弧形状の面取りに繋がる凹み３０ｂａを付加したものである。この図８の実施形態において、凹み３０ｂａの起点Ａは円環基部３０の内径角部３０ｂに形成した円弧形状の面取りの保持爪３２側とし、終点Ｂは内側軌道溝２１ａの肩Ｃと保持爪３２の円環基部３０側の端部Ｄとの間になるように設定する。これにより、内側軌道部材２１の外径と保持器２４の内径の間の断面が増加し、それに伴い流入する潤滑油の圧力損失が減少して内側軌道溝２１ａへの給油量が増加し、内側軌道部材２１が昇温することを緩和する。

【0047】

この発明に係る保持器２４は、樹脂製であり、この樹脂製の保持器２４を成形する金型４０としては、図９に示すように、保持器２４の円環基部３０の背面の内径角部３０ｂに形成する円弧形状の面取りの起点Ａ又は終点Ｂのいずれかに分割部を有する分割型４０ａ、４０ｂを使用することができる。このような分割型４０ａ、４０ｂを使用することにより、保持器２４を金型４０から取り出す作業が容易になる。生産性の向上を図るために、分割型４０ａ、４０ｂの分割部の高さｚは、円弧形状の面取りの内径角部３０ｂの径方向高さａ以下になるように設定している。

【0048】

次に、図１０～図２４は、この発明の他の実施形態を示している。これら図１０～図２４に示す実施形態は、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、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ことが特徴であり、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との三部位で構成している。そして、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している。

【0049】

まず、図１０～図１４に示す実施形態と、図１５～図１６に示す実施形態における保持爪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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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１０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１０におけるＬ１の左端がポケット３１の底部Ｐ２よりも図１０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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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１０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。

【0061】

図１２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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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、保持爪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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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１０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。

【0068】

図１２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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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、内側軌道部材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。

【0074】

図１２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。

【0075】

爪中央部３２ｂの外径形状は、図１０～図１３に示す実施形態においては、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のに対し、図１５～図１６に示す実施形態においては、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辺りまでが図１０～図１３に示す実施形態よりも急傾斜の円弧形状に湾曲し、中心Ｐ１付近から先端に向けて直線状に傾斜している。

【0076】

また、爪先端部３２ｃの外径形状は、図１０～図１３に示す実施形態においては、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のに対し、図１５～図１６に示す実施形態においては、爪中央部３２ｂに同傾斜で連なっている。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

次に、この発明で提案する保持器２４の形態は、グリース潤滑で回転する軸受に適用可能であり、図１４は、図１０～図１３に示す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玉軸受２０を示している。

【0085】

グリース潤滑を想定した図１４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。

【0086】

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。

【0087】

この図１４に示す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。

【0088】

また、この図１４に示す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。

【0089】

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。

【0090】

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。

【0091】

次に、図１７及び図１８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、図１０～図１４に示す実施形態と異なる形状をしている。

【0092】

図１０～図１４に示す実施形態の玉軸受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１７及び図１８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。

【0093】

また、図１０～図１４に示す実施形態の玉軸受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１７及び図１８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。

【0094】

なお、図１７及び図１８に示す実施形態の保持器２４の他の構成は、図１０～図１４に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0095】

次に、図１９及び図２０に示す実施形態の保持器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、図１０～図１３に示す実施形態と異なる形状をしている。

【0096】

この図１９及び図２０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。

【0097】

なお、図１９及び図２０に示す保持器２４の他の構成は、図１０～図１３に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0098】

次に、図２１及び図２２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、図１０～図１３に示す実施形態と異なる形状をしている。

【0099】

この図２１及び図２２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。

【0100】

なお、図２１及び図２２に示す保持器２４の他の構成は、図１０～図１３に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0101】

次に、図２３及び図２４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、図１０～図１３に示す実施形態と異なる形状をしている。

【0102】

この図２３及び図２４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。

【0103】

なお、図２３及び図２４に示す保持器２４の他の構成は、図１０～図１３に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0104】

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、各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】

【0105】

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
３０ａ 外径角部
３０ｂ 内径角部
３０ｂａ 凹み
３１ ポケット
３２ 保持爪

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】