JP2008304055A - ロータリエンコーダ付きモータ用軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 低トルク性、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペースを同時にかつ低コストで達成することができるロータリエンコーダ付きモータ用軸受、またはグリース潤滑寿命の延長、鉄板保持器特有の高い高速回転性能、および樹脂保持器よりも大きな軸受静止空間の確保を達成できる保持器を組み込んだ軸受寿命の長いロータリエンコーダ付きモータ用軸受を提供する。
【解決手段】 保持器４は、複数の玉をそれぞれ保持するポケット５０を円周方向の複数箇所に有し、各ポケット５０の内面を、玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、各ポケット５０の内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部５４を設ける。ポケット５０における玉の案内面に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のいずれかからなる皮膜を形成しても良い。
【選択図】 図５










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Description

この発明は、ロータリエンコーダ付きモータの回転軸に用いられる軸受のグリース漏れ等を解決するロータリエンコーダ付きモータ用軸受に関する。

ロータリエンコーダ付きモータに使用される軸受には、長寿命、低トルク性、耐グリース漏洩性、耐ダスト性等が要求される。前記軸受から漏れたグリースが、ロータリエンコーダのセンサ部分に付着すると、センサが回転状態を正確に検知することができないため、特に、耐グリース漏洩性が要求される。
通常、軸受のシール形状にてグリース漏れ対策するのが一般的であるが、シール形式を非接触とすると低トルクとなるが、耐グリース漏洩性、耐ダスト性が問題となる。シール形式を接触とすれば、耐ダスト性は高くなるが、高トルクとなる。また、温度サイクルによる呼吸現象により、グリース漏洩も起こる。
そこで問題解決のため、シールリップ形状を変更するもの、ラビリンスすきまを設けるもの（例えば、特許文献１）または複数枚のシールを軸方向に設けたもの（例えば、特許文献２）がある。
特開２００３−１６６５４９号公報 特開２００３−１４８４９７号公報（第１図、第２図） 特開２００６−２５８１７４号公報 特開２００７−０４０３８３号公報

上記特許文献１に開示のものでは、軸受の軸方向にラビリンスすきまを設けるためのスペースが必要であり、軸受サイズのシールリップ形状に応じて、内輪のシール溝を設計変更しなければならない。上記特許文献２に開示のものでは、軸受の軸方向に複数のシールを設けるためのスペースが必要であり、部品点数が増えて製造コストが高くなる。
このようなロータリエンコーダ付きモータ用の軸受において、低トルク性、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペースを同時にかつ低コストで達成することは困難である。

また、軸受に組み込まれる保持器が標準の鉄板波形保持器（ＳＰＣＣ）である場合、ポケットにおける玉（鋼球）の案内面が鉄であるため、案内面での玉の摺動により鉄の摩耗粉が発生し、グリースが劣化して軸受が短寿命となってしまう。
鉄板波形保持器に代えて、冠形樹脂保持器（ＰＡ６６＋ＧＦ２５％）や２つ割れの樹脂保持器（例えば特許文献２，３）を使用しようとしても、高速回転時に発生する遠心力によって保持器が外輪側に変形し、保持器外径部が外輪内径部に接触するため、高速回転性能に問題がある。また、遠心力による上記変形を抑制するために、保持器の材料として強度の高い樹脂（ＰＥＥＫ材等）を使用しても良いが、それでは保持器が高価なものとなる。また、２つ割れの樹脂保持器の材料として強度の高い樹脂を使用した場合、変形は抑制されるものの、保持器の体積が増し軸受内の空間容積が減少するため、グリース封入量を多くすることができない。さらに、冠形樹脂保持器の場合でも、２つ割れの樹脂保持器の場合でも、グリース漏れの防止はできない。加えて、鉄板波形保持器と比較して、高速性に劣ったり、グリース封入量を多くし難い。結果として軸受寿命の低下に繋がる。

この発明の目的は、低トルク性、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペースを同時にかつ低コストで達成することができるロータリエンコーダ付きモータ用軸受を提供することである。
この発明の他の目的は、グリース潤滑寿命の延長、鉄板保持器特有の高い高速回転性能、および樹脂保持器よりも大きな軸受静止空間の確保を達成できる保持器を組み込んだ軸受寿命の長いロータリエンコーダ付きモータ用軸受を提供することである。

この発明における第１の発明のロータリエンコーダ付きモータ用軸受は、ロータリエンコーダ付きモータの回転軸を支持する軸受であって、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪に取付けられこの軸受空間を密封するシールを有するロータリエンコーダ付きモータ用軸受において、前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状の保持器であって、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けることを特徴とする。
この構成の保持器によると、各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたため、内輪のシール溝にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止できる。したがって、ロータリエンコーダのセンサ等に、グリースが付着することを防止し、回転状態を正確に検知することが可能となる。また、グリース漏れを防止できるので、非接触シールを適用することができるため、低トルク化も図れる。この非接触シールを適用した場合であっても、この構成の保持器により耐ダスト性を高めることが可能となる。また、軸方向に複数のシール等を設ける必要がなく省スペース化を図ることも可能となる。

この発明において、前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心から両側に広がって１箇所に設けられ、ポケットの保持器円周方向の幅の半分よりも大きな幅を有し、前記凹み部の内面形状が、保持器の半径方向の直線を中心とする仮想円筒の表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状であっても良い。

この発明において、前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して複数箇所に設けられ、各凹み部の内面形状が、保持器の半径方向の直線を中心とする各仮想円筒の表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状であっても良い。

この発明において、前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して２箇所に設けられて、保持器外径縁付近まで延び、これら２箇所の凹み部の内面形状が、一つの仮想リングの表面に略沿った形状であり、前記仮想リングは、ポケット内に収まるリング外径で、任意周方向位置の断面形状が円形であり、リング中心が保持器中心軸に対して傾きを持つようにしても良い。

また、この発明における第２の発明のロータリエンコーダ付きモータ用軸受は、ロータリエンコーダ付きモータの回転軸を支持する軸受であって、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪に取付けられこの軸受空間を密封するシールを有するロータリエンコーダ付きモータ用軸受において、前記保持器は、この軸受の玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有するリング状の保持器であって、２個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であり、前記球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたことを特徴とする。

なお、この板厚を薄くする部分の軸方向範囲は、球殻状板部の全体であっても一部であっても良く、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分は薄くする。
この構成によると、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたため、内輪肩部にグリースが付着しない。そのため、内輪シール溝にグリースが付着し難く、接触形および非接触形のいずれのシールを用いてもグリース漏れを防止できる。これは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって一般的な鉄板打ち抜き保持器のようなシールに付着することによる軸受トルクの上昇のようなデメリットは発生しない。さらに、シール機能にグリース漏れを防ぐ要素を付加させる必要がないので、耐泥水、耐ダスト、および低トルクに特化したシール設計が可能となる。
また、保持器半体の平板部や球殻状板部の玉配列ピッチ円よりも外径側部分の板厚となる基準板厚は従来と同等とすることで、保持器の強度低下を生じることなく、グリース漏れだけを防止できる。さらに、玉と接触し得るポケット部の形状は従来と同様であることから、保持器の可動範囲の増加による保持器間の干渉力の増加も生じない。

また、この発明における第３の発明のロータリエンコーダ付きモータ用軸受は、ロータリエンコーダ付きモータの回転軸を支持する軸受であって、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪に取付けられこの軸受空間を密封するシールを有するロータリエンコーダ付きモータ用軸受において、前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、前記ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたことを特徴とする。

この場合、保持器のポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくすることにより、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、シールが接触形、非接触形のいずれの場合にも、グリースの漏洩を防止できる。また、シールリップの緊迫力を強くする必要がないため、トルクが増大しない。ポケットのある円周方向部分の内径面が、軸方向から見て凹曲線となる曲面形状、および複数の角部を有する多角形状のいずれの場合でも、上記の各作用が得られる。

この発明における上記各構成において、前記保持器が鉄製で、そのポケットにおける少なくとも玉の案内面に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のうちのいずれかからなる皮膜を形成しても良い。
このように保持器のポケットの玉の案内面に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のうちのいずれかからなる皮膜を形成することにより、鋼球である玉が鉄製の玉案内面に直接接触しない。つまり、鋼球である玉は、ポケットにおける玉案内面に形成された前記皮膜の上を摺動するので、摺動に伴い鉄の摩耗粉が発生せず、その摩耗粉に起因するグリースの劣化がなく、グリース潤滑寿命を延長できる。
また、この保持器は鉄板波形保持器を改良したものであるため、鉄板波形保持器に特有の高い高速回転性能、および樹脂保持器よりも大きな軸受静止空間を確保することもできる。なお、軸受のグリース封入量は、軸受静止空間に比例して規定されるのが一般的であることから、この保持器では、軸受静止空間の増加によるグリース封入量の増加が見込め、軸受寿命の延長が可能となる。

これらの発明において、前記皮膜は合成樹脂からなるものであっても良い。この合成樹脂としては、耐摩耗性に優れた材質が好ましく、例えばＰＴＦＥ、ナイロン、ポリイミド等が使用できる。

これらの発明において、前記皮膜は軟質金属からなり、その軟質金属が、銅、銀、金、インジウムのうちのいずれかであっても良い。軟質金属の皮膜であると、耐久性に優れたものとなる。

これらの発明において、前記皮膜は固体潤滑材からなり、その固体潤滑材の主成分が、二流化モリブデン、二流化タングステン、グラファイトのうちのいずれかであっても良い。これらの固体潤滑材を設けた場合、潤滑性に優れたものとなる。

この発明における第１の発明のロータリエンコーダ付きモータ用軸受の保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けたため、低トルク性、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペースを同時にかつ低コストで達成することができるロータリエンコーダ付きモータ用軸受を実現することができる。

この発明における第２の発明のロータリエンコーダ付きモータ用軸受の保持器は、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたため、低トルク性、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペースを同時にかつ低コストで達成することができるロータリエンコーダ付きモータ用軸受を実現することができる。

この発明における第３の発明のロータリエンコーダ付きモータ用軸受の保持器は、保持器のポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくすることにより、低トルク性、耐グリース漏洩性、耐ダスト性および省スペースを同時にかつ低コストで達成することができるロータリエンコーダ付きモータ用軸受を実現することができる。

前記保持器が鉄製であり、そのポケットにおける少なくとも玉の案内面に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のうちのいずれかからなる皮膜を形成した場合は、グリース潤滑寿命の延長、鉄板保持器特有の高い高速回転性能、および樹脂保持器よりも大きな軸受静止空間の確保を達成できる。

この発明の第１の実施形態を図１と共に説明する。この第１の実施形態にかかるロータリエンコーダ付きモータ用軸受は、ロータリエンコーダ付きモータの回転軸に用いられる。この軸受は、内輪１と外輪２の軌道面１ａ，２ａの間に、複数の転動体３を介在させ、これら転動体３を保持する保持器４を設け、一方の側面に軸受空間を密封する非接触形のシール部材５を設け、他方の側面にロータリエンコーダＲＥを設けたものである。転動体３は例えばボールからなり、この場合、軸受はシール付きの深溝玉軸受とされている。

ロータリエンコーダＲＥについて説明する。このロータリエンコーダＲＥは、磁気エンコーダＥＣと、センサＥ４，Ｅ５とを有する。
これらのうち磁気エンコーダＥＣは、内輪側芯金Ｅ１を備えている。前記シール部材５を設けた側と反対側の端部において、内輪１の外径面に環状の内輪側芯金Ｅ１を固定している。これら内輪側芯金Ｅ１，外輪側芯金Ｅ２を径方向に対向状態に固定している。内輪側芯金Ｅ１は、環状の内輪側固定部Ｅ１ａの外端に拡径方向に屈曲したＬ形断面の内輪側装着部Ｅ１ｂが設けられ、この内輪側装着部Ｅ１ｂの外径面に磁気エンコーダ本体が固着される。この磁気エンコーダ本体は、全周にわたり一定幅の異極の磁極を周方向に一定ピッチで交互に着磁配列したものである。
外輪２の内径面には、環状の外輪側芯金Ｅ２を固定している。
前記外輪側芯金Ｅ２は、環状の外輪側固定部Ｅ２ａの外端にＬ形断面の外輪側装着部Ｅ２ｂを設けたものであり、この外輪側装着部Ｅ２ｂは内輪側装着部Ｅ１ｂよりアキシアル方向に長く突き出している。また、前記外輪側固定部Ｅ２ａの内径面に、内輪側固定部Ｅ１ａに向け突き出したシール部Ｅ２ｃが全周に形成される。外輪側芯金Ｅ２において、Ｌ形断面の外輪側装着部Ｅ２ｂの内面にセンサホルダＥｈが装着され、このセンサホルダＥｈの一部に電気回路基板Ｅ３等が一体に固着される。センサホルダＥｈの小径側の部分に、電気回路基板Ｅ３が周方向に所要の範囲にわたり埋め込まれる。この電気回路基板Ｅ３内面には、周方向に一定の間隔をおいてホールＩＣ等からなるＡ相センサＥ４と、Ｂ相センサＥ５が内向きに突出して設けられる。各センサＥ４、Ｅ５がセンサホルダＥｈの大径の内径面に露出し、前記磁気エンコーダＥＣの磁極と対面する。

前記シール部材５は、環状の芯金６とこの芯金６に一体に固着されるゴム状部材７とで構成され、外輪２の内周面に形成されたシール取付溝８に外周部が嵌合状態に固定される。ゴム状部材７は合成ゴムからなり、芯金６は鋼板製とされる。内輪１は各シール部材５の内径部に対応する位置に、円周溝からなるシール溝９が形成され、シール部材５の内径側端と内輪１のシール溝９との間にラビリンスシール隙間１０が形成される。シール取付溝８およびシール溝９は旋削仕上げとされている。

図１（ｂ）に拡大して示すように、シール溝９は、底面９ａが円筒面状の平坦面に形成され、シール溝内側壁９ｂおよびシール溝外側壁９ｃは、いずれも傾斜面とされている。内輪１のシール溝９よりも軸受内側の肩部外周面１ｃは、シール溝９の軸受内側の肩部外周面１ｂよりも低く、つまり小径に形成されている。シール部材５のゴム状部材７は、芯金６の内周端から内径側へ延びる芯金無しゴム部分７ａを有し、この芯金無しゴム部分７ａに、外側の側面が環状溝１５となる断面形状のくびれ部１１が設けられている。このくびれ部１１を形成する環状溝１５の外径側の溝側壁面１５ａは、テーパ状とされている。芯金無しゴム部分７ａの内径部は、内径側および軸受外側へそれぞれ延びるセンターリップ１２ａおよびダストリップ１２ｂの２枚のシールリップに形成されている。ダストリップ１２ｂは、センターリップ１２ａを基端として軸受外側へ延びている。センターリップ１２ａは、軸受内側へ延びてシール溝内側壁９ｂと非接触の状態を保っている。このように、センターリップ１２ａを軸受内側に延ばすことにより、芯金無しゴム部分７ａの重心の軸方向位置を、くびれ部１１の断面の中心、詳しくはくびれ部１１の溝底部分の断面の中心よりも軸受内側に偏らせている。

シール部材５の内径端側と内輪１の外径面との間で形成されるラビリンスシール隙間１０には、芯金無しゴム部分７ａの内径部に形成される両リップ１２ａ，１２ｂの形状により、隙間寸法の狭まり部１０ａ〜１０ｃが、内外方向に並んで複数箇所に形成されている。具体的には、ダストリップ１２ｂと内輪１の外径面との間に第１の狭まり部１０ａが形成され、センターリップ１２ａと内輪１のシール溝外側壁９ｃとの間に第２の狭まり部１０ｂが形成され、センターリップ１２ａと内輪１のシール溝内側壁９ｂとの間に第３の狭まり部１０ｃが形成されている。最外部の狭まり部１０ａは他の狭まり部１０ｂ，１０ｃより狭くされている。これにより、ラビリンスシール隙間１０には、狭い箇所，広い箇所を１組の広狭変化部として、３つの広狭変化部が形成されている。

シール部材５の内側の側面には、径方向に並ぶ２箇所に、それぞれ環状溝からなるグリース溜まり１３ａ，１３ｂが設けられている。これら両グリース溜まり部１３ａ，１３ｂのうち、外径側のグリース溜まり１３ａの外径寸法は、外輪２の内径寸法よりも小さくされている。
シール部材５の内径側端の断面形状を、シール部材内径端と内輪１の外径面との間で形成されるラビリンスシール隙間１０に、隙間寸法の狭まり部１０ａ〜１０ｃが、内外方向に並んで形成される形状としているので、ラビリンスシール隙間１０に、狭い箇所，広い箇所を１組の広狭変化部として、複数（この実施形態では３つ）の広狭変化部が形成される。このようにラビリンスシール隙間１０が広狭の変化を繰り返し生じているため、ラビリンスシール隙間１０からのグリース漏れの防止性が高められる。したがって、グリース漏れによる周辺の汚損が防止される。

また、シール部材５における芯金無しゴム部分７ａの重心の軸方向位置を、くびれ部１１の断面の中心よりも軸受内側に偏らせているので、例えば、外輪回転時にシール部材５の内径部先端が軸受外側へ振れることを抑制できる。そのため、振れによりシール部材５内径端とシール溝９との間の隙間１０が増減して起きるポンプ効果を低減し、ポンプ効果によるグリース漏れの助長を抑制することができる。

シール部材５の内側の側面については、それぞれ環状溝からなるグリース溜まり１３ａ，１３ｂを径方向に並べて設け、その外径側のグリース溜まり１３ａの外径寸法を、外輪２の内径寸法よりも小さくしているので、グリース溜まり１３ａ，１３ｂ内のグリースを外輪回転時の遠心力により徐々に軌道面２ａに供給できる。そのため、グリース溜まり１３ａ，１３ｂのグリースを軌道面１ａ，２ａの潤滑に寄与させることができる。

この実施形態にかかるロータリエンコーダ付きモータ用軸受では、以下に示す保持器４を用いることで、内輪１のシール溝９にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止することができる。

上記保持器４について、図２ないし図１１と共に説明する。
この保持器４は、図２に斜視図で示すように、各玉３（図１（ａ））を保持するポケット５０を円周方向の複数箇所に有し、各ポケット５０の内面を凹球面状としたリング状のものである。この保持器４は、図３に斜視図で示す環状体の保持器半体５１の２個を、軸方向に対面して重ね合わせ、リベット孔５２に挿通したリベット５３で互いに接合して一体に構成される。これら保持器半体５１は、内面がポケット５０の半分を形成する部分的な球殻状の形状の球殻状板部５０Ａを複数有し、隣合うポケット５０間の部分となる平板部５１ａと球殻状板部５０Ａとが円周方向に交互に並んだものとされる。前記球殻状板部５０Ａは、球殻の一部となる部分であり、換言すれば、内外両面が球面状となったカウンタシンク形状の膨らみ部分である。保持器半体５１の軸方向の投影形状は、半径方向幅が全周に渡って一定のリング状である。

保持器半体５１の一部を拡大して図５に斜視図で示す。図４は、図５と対応する部分につき、ポケット内面を単調な球面とした場合の図である。図４において、２点鎖線で示す部分Ａは、この保持器半体５１における平板部５１ａが周方向に並ぶ円周帯域を示す。その円周帯域Ａの平板部５１ａでない部分にポケット５０の半分である前記球殻状板部５０Ａが形成される。同図における球殻状板部５０Ａの一側部が保持器４の内径側部分５０Ａｉとなり、球殻状板部５０Ａの他側部が保持器４の外径側部分５０Ａｏとなる。

この実施形態の保持器４のポケット５０（球殻状板部５０Ａ）の内面は、図５に示すように、保持器４の上記内径側部分５０Ａｉにおいて、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部５４を設け、この凹み部５４の内面の保持器円周方向に沿う断面形状（すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状）を、ポケット５０の内面となる凹球面の曲率半径Ｒａよりも小さな曲率半径Ｒｂの円弧状としている。

この凹み部５４は、ポケット５０の開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ50から両側に広がって１箇所に設けられ、凹み部５４の幅Ｗ54は、ポケット５０の保持器円周方向の幅Ｗ50の略全体にわたる幅としている。凹み部５４の幅Ｗ54は、ポケット５０の幅Ｗ50の半分よりも大きいことが好ましく、２／３以上、あるいは３／４以上であることがより好ましい。

凹み部５４の内面形状は、同図（Ｂ）に示すように、保持器４の半径方向の直線Ｌを中心とする仮想円筒Ｖの表面に略沿う円筒面状の形状である。上記仮想円筒Ｖは、凹み部５４を加工する砥石の表面であっても良い。この凹み部５４は、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤまで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤに至るに従って、徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅が狭くなる形状とされている。凹み部５４は、この実施形態では、丁度、玉配列ピッチ円ＰＣＤまで延びているが、玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも保持器外径側まで若干延びていても、また玉配列ピッチ円ＰＣＤに若干達しないものであっても良い。なお、玉配列ピッチ円ＰＣＤはポケットＰＣＤとも呼ぶ。

凹み部５４の深さは、ポケット内面の凹球面の中心Ｏ50から凹み部５４の最深位置までの距離Ｒｃが、玉３の半径の１．０５倍以上となる深さ（丁度１．０５倍であって良い）であることが好ましい。ポケット５０の内面となる凹球面の曲率半径Ｒａは、玉３の半径よりも僅かに大きくし、玉３の半径の１．０５未満としている。

図６は、保持器４のポケット５０（球殻状板部５０Ａ）の内面の他の形状例を示す。この例では、ポケット５０（球殻状板部５０Ａ）の内面の内径側部分５０Ａｉに設けられる凹み部５４Ａを、ポケット５０の開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ50の両側に位置する２箇所としている。各凹み部５４Ａの内面形状は、保持器円周方向に沿う断面形状（すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状）が、ポケット５０の内面となる凹球面の曲率半径Ｒａよりも小さな曲率半径ＲＡｂの円弧状であり、詳しくは同図（Ｂ）に示すように、保持器４の半径方向の直線ＬＡを中心とする各仮想円筒ＶＡの表面に略沿う円筒面状の形状である。この凹み部５４Ａは、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。

２個の凹み部５４Ａの位置は、例えば、ポケット５０の開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ50に対する周方向の配向角度を４０°±１５°とした対称な２箇所である。この例でも、凹み部５４Ａの深さは、ポケット内面の凹球面の中心Ｏ50から凹み部５４Ａの最深位置までの距離ＲＡｃが、玉３の半径の１．０５倍以上となる深さであることが好ましい（丁度１．０５倍であって良い）。
なお、この実施形態では凹み部５４Ａを２箇所としたが、３箇所以上としても良い。

図７は、保持器４（図１）のポケット５０（球殻状板部５０Ａ）の内面のさらに他の形状例を示す。この例は、図６の実施形態において、凹み部５４Ａの断面形状（保持器円周方向に沿う断面形状）を円弧状とする代わりに、多角形状としたものである。詳しくは、同図（Ｂ）に示すように、保持器４の半径方向の直線ＬＡを中心とする各多角形柱（図示の例では正１０角形柱）ＶＣの表面に略沿う多角形状の形状である。この凹み部５４Ｃは、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。この実施形態におけるその他の構成は、図６の例と同様である。

図８は、保持器４のポケット５０（球殻状板部５０Ａ）の内面のさらに他の形状例を示す。この例は、ポケット５０（球殻状板部５０Ａ）の内面の内径側部分５０Ａｉに設けられる凹み部５４Ｂが、ポケット５０の開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ50の両側に位置して２箇所に設けられていることでは図６の実施形態と同様であるが、各凹み部５４Ｂが、保持器外径縁付近まで延びている。これら凹み部５４Ｂの内面の保持器円周方向に沿う断面形状は、ポケット５０の内面となる凹球面の曲率半径Ｒａよりも小さな曲率半径ＲＢｂの円弧状であり、詳しくは同図（Ｂ）に示すように、一つの仮想リングＶＢの表面に略沿った形状である。この仮想リングＶＢは、凹み部５４Ｂを加工する砥石の外周面であっても良い。前記仮想リングＶＢは、ポケット５０内に収まるリング外径であって、任意周方向位置の断面形状が円形となるドーナツ状であり、図９のように、リング中心ＯVBが保持器中心軸Ｏに対して傾きを持つ。

なお、この発明において、凹み部５４Ａ〜５４Ｃの保持器円周方向に沿う断面形状は、図６〜図８の各例の形状に限らず、部分楕円状や、矩形溝状、台形溝状や、その他任意の断面形状としても良い。また、凹み部５４Ａ〜５４Ｃの上記断面形状は、凹み部中心に対して非対称の形状であっても良い。
ポケット５０における内面形状は、球面状に限らず、玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる形状であれば良く、例えば玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも外径側の部分が円筒面状、内径側の部分が円すい面状であっても良い。

図１０は、上記保持器４の製造方法を示す。この製造方法は鉄板打ち抜き保持器の製造方法であって、先ず鋼板をプレスしてリング状の金属帯材５５を打ち抜く。次に、図１０（Ａ）のように、前記保持器半体５１の球殻状板部５０Ａの内面を成形する凸側プレス金型５６と、前記球殻状板部５０Ａの外面を成形する凹側プレス金型５７とでなるプレス金型組５８を用意し、これら凸側プレス金型５６と凹側プレス金型５７の間に前記リング状の金属帯材５５を挟み込んで、図１０（Ｂ）のように保持器半体５１をプレス成形する。このプレス成形は、粗押しと仕上げ押しの２段階で行っても良く、また一度で行っても良い。

なお、凸側プレス金型５６および凹側プレス金型５７は、図ではそれぞれ１個のみ示しているが、これら凸側プレス金型５６および凹側プレス金型５７は、それぞれ保持器半体５１の球殻状板部５０Ａの個数分だけ円周方向に並べて互いに一体の金型として設けられ、複数の球殻状板部５０Ａを同時に成形する。
このようにして得られた２つの保持器半体５１を、図１０（Ｃ）のように重ね合わせ、図１０（Ｄ）のように保持器半体５１の平板部５１ａが重なり合う部分をリベット５３で接合して保持器４とする。

図１１には、プレス成形における仕上げ押し工程に用いる上記凸側プレス金型５６および凹側プレス金型５７として、図６の保持器半体５１の成形用のものを示している。凸側プレス金型５６の半球状凸面には、ポケット５０（球殻状板部５０Ａ）における凹み部５４Ａの内面を成形する凹み部成形用型部５６ａが部分的に形成されている。また、凹側プレス金型５７には、ポケット５０（球殻状板部５０Ａ）における凹み部５４Ａの外面を成形する凹み部裏面成形用型部５７ａが部分的に形成されている。保持器ポケットの外面側に凸部が形成されることになるが、シールと非接触であれば、機能上問題ない。この場合の凸側プレス金型５６および凹側プレス金型５７も、それぞれ保持器半体５１の球殻状板部５０Ａの個数分だけ、互いに一体の金型として設けられ、複数の球殻状板部５０Ａを同時に成形する。

図６の保持器半体５１を成形する場合、その球殻状板部５０Ａの内面は単純な半球状凹面の一部に、凹み部５４Ａを有する形状であるため、仕上げ押し工程で単純な半球状凹面を成形した後で、その半球状凹面の一部にさらに凹み部５４Ａをプレス成形するものとすると、従来の鉄板打ち抜き保持器の成形の場合に比べて製造工程が一工程増えることになる。
この実施形態では、上記したように、仕上げ押し工程に用いる凸側プレス金型５６の半球状凸面に、ポケット５０（球殻状板部５０Ａ）における凹み部５４Ａの内面を成形する凹み部成形用型部５６ａを部分的に形成しているので、仕上げ押し工程で凹み部５４Ａも同時に成形でき、製造工程を増やすことなく効率的に保持器４を製造できる。

また、仕上げ押し工程に用いる上記凸側プレス金型５６の半球状凸面の形状および面粗さは、保持器ポケット５０の内面に転写され、そのポケット内面は軸受に組み込まれた場合に玉３（図１）と接触するため、ポケット内面の面粗さは小さくする必要がある。従来の鉄板打ち抜き保持器ではポケット内面が単純な凹球面であるため、凸側プレス金型の半球状凸面を凹形状の砥石等で研磨することで面粗さを小さくしている。しかし、この実施形態の場合、上記したように凸側プレス金型５６の半球状凸面は、単純な半球状凸面の一部にポケット内面の上記凹み部５４Ａに対応する凹み部成形用型部５６ａを有する形状であり、従来例の場合のように凹形状の砥石等で研磨して面粗さを小さくすることはできない。

そこで、この実施形態では、仕上げ押し工程に用いる凸側プレス金型５６の成形凸球面を、ショットブラスト、または電子ビームによる研磨、または研磨剤の噴射によるラッピングで表面仕上げする。この場合のラッピングは、研磨砥粒に水分を含有させることで弾力性および粘着性を有する研磨材を得て、この研磨材を被加工材である金型の表面に高速で滑走させて発生する摩擦力によって表面仕上げする方法が好ましい。このようなラッピングとして、金型の超鏡面仕上げ装置として販売されているエアロラッピング（株式会社ヤマシタワークス）等が採用できる。このように、ショットブラストや電子ビーム、あるいは研磨剤の噴射によるラッピングで凸側プレス金型５６の成形凸球面を表面仕上げすることにより、手作業による研磨などが要らず、ばらつきなく低コストで凸側プレス金型５６の成形凸球面の面粗さを小さくできる。

図１２〜図１４は、グリース付着状態の確認を行った試験結果を示す。この試験では、この実施形態（図５の実施形態、および図６の実施形態）の保持器４を組み込んだ玉軸受と、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受とを、次の表１の条件で運転して比較した。これら試験に用いた玉軸受は、図１に示した形態とは異なる。つまり、この試験に用いた玉軸受は、シール、ロータリエンコーダが設けられておらず、内外輪共シール溝が形成されたものを適用している。
図１２および図１３はこの実施形態（それぞれ図５の実施形態、および図６の実施形態）の保持器４を用いた玉軸受のグリース付着状態を示し、図１４は一般的な鉄板打ち抜き保持器を用いた玉軸受のグリース付着状態を示す。

図１２〜図１４の試験結果から、一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受（図１４）では、内輪シール溝にグリースが付着するが、この実施形態の保持器４を組み込んだ玉軸受（図１２，図１３の例）ではグリースの付着がないことが分かる。
この実施形態にかかるロータリエンコーダ付きモータ用軸受の保持器４では、ポケット５０の形状を上記したように従来例のものと異なるものとしたことにより、内輪肩部へのグリースの付着を無くすことができる。すなわち、玉に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部を設けたため、グリースの掻き取りが生じる際の、玉の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。

そのため、内輪シール溝へグリースが付着することがなく、接触形および非接触形のいずれのシールを用いても、グリース漏れは発生しない。この効果は、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって、一般的な鉄板打ち抜き保持器のようにシールにグリースが付着することによる不具合は発生しない。さらに、シール機能にグリース漏れを防ぐ要素を付加させる必要がないので、耐泥水、耐ダスト、および低トルクに特化したシール設計が可能となる。また、この実施形態の玉軸受用保持器４はプレス加工が可能なため、低コストで高強度のものを製造でき、一般的な鉄板打ち抜き保持器と比べてシールとの距離も変わらない。

なお、上記各実施形態では、鉄板打ち抜き保持器の場合を示したが、図１５および図１６に示すような樹脂製保持器５９の場合にも適用できる。この樹脂製保持器５９は、樹脂成形品からなる２枚の環状体６０，６０を有する。各環状体６０の互いに衝合される一側面には、玉の外周に沿う半球状のポケット６１Ａが周方向に等間隔に複数形成される。隣接するポケット６１Ａ，６１Ａ間には結合部となる係合孔６２と係合爪６３とが設けられ、一方の環状体６０の係合爪６３を、他方の環状体６０の係合孔６２に挿入させることにより、両環状体６０が一体に接合されて保持器５９とされる。

以上説明したロータリエンコーダ付きモータ用軸受の構成によると、この保持器４，５９は、複数の玉３をそれぞれ保持するポケット５０を円周方向の複数箇所に有し、各ポケット５０の内面を、玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、各ポケット５０の内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部５４（５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ）を設けたため、内輪１のシール溝９にグリースが付着し難く、グリース漏れを防止できる。

したがって、このロータリエンコーダ付きモータ用軸受内部に、鉱油系、化学合成油系のグリースを封入することが可能となるので、植物系のグリースを封入した軸受よりも寿命を長くすることが可能となる。また、上記保持器を用いることでグリース漏れが発生しないので、シールを接触形とする必要がなく換言すればシール部材５を非接触形とし、低トルク化も図ることができる。また、このロータリエンコーダ付きモータ用軸受の構成によると、軸受の軸方向に複数のシール等を設けるスペースを確保する必要がなく省スペース化を図り、部品点数も上記特許文献に記載のものより少なくし製造コストの低減を図ることができる。

凹み部５４は、例えば、図５に示すように、前記ポケット５０の開口縁における保持器円周方向の中心から両側に広がって１箇所に設けられ、ポケット５０の保持器円周方向の幅Ｗ50の半分よりも大きな幅Ｗ54を有し、前記凹み部５４の内面形状が、保持器４の半径方向の直線Ｌを中心とする仮想円筒Ｖの表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部５４は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤに近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状とすることで、前述の作用、効果を奏する。

また、凹み部５４Ａは、例えば、図６に示すように、ポケット５０の開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ50の両側に位置して複数箇所に設けられ、各凹み部５４Ａの内面形状が、保持器４の半径方向の直線ＬＡを中心とする各仮想円筒ＶＡの表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部５４Ａは、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤに近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状とすることで、前述の作用、効果を奏する。

また、凹み部５４Ｂは、例えば、図８，図９に示すように、ポケット５０の開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ50の両側に位置して２箇所に設けられて、保持器外径縁付近まで延び、これら２箇所の凹み部５４Ｂの内面形状が、一つの仮想リングＶＢの表面に略沿った形状であり、前記仮想リングＶＢは、ポケット５０内に収まるリング外径で、任意周方向位置の断面形状が円形であり、リング中心ＯVBが保持器中心軸Ｏに対して傾きを持つ形状とすることで、前述の作用、効果を奏する。

図１７ないし図１９は、第２の発明に対応する実施形態を示す。この実施形態にかかるロータリエンコーダ付きモータ用軸受の保持器４Ａは、図２ないし図６と共に前述した保持器４と、特に説明する事項を除いて同様である。
この保持器４Ａは、図１と共に前述したロータリエンコーダ付きモータ用軸受に用いられる保持器であって、玉３を保持するポケット５０を円周方向の複数個所に有するリング状であり、２個の環状体の保持器半体５１を軸方向に対面して重ね合わせてなる。これら保持器半体５１は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部５０Ａと、隣合うポケット５０間の部分となる平板部５１ａとが円周方向に交互に並ぶ形状とされる。各保持器半体５１は、金属板のプレス成形品（例えば鉄板打ち抜き品）であり、平板部５１ａに設けられたリベット孔５２に挿通したリベット５３により、２枚の保持器半体５１が互いに接合して一体に構成される。以上の構成は、図２ないし図６に示す実施形態と同様である。

また、保持器４Ａは、図１７，図１９に示すように、内輪１の軌道面１ａの両側の肩部高さとなる外径面部１ｂに、軸方向に重なる範囲を持つ。

この実施形態の保持器４Ａは、上記構成において、球殻状板部５０Ａにおける玉配列ピッチである玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも内径側部分に薄肉部分５０Ａａを形成している。この薄肉部分５０Ａａは、内輪１の軌道面１ａの両側の肩部高さとなる外径面部１ｂに位置する部分の板厚ｔ１を、平板部５１ａの板厚ｔ０よりも薄くしたものである。肩部高さとなる外径面部１ｂは、内輪１の軌道面１ａの肩部の高さで続く外径面部分のことであり、シール溝９が設けられている場合、軌道面１ａとシール溝９との間の外径面部分のことである。球殻状板部５０Ａは、この外径面部分１ｂの軸方向範囲Ｗに位置する部分の板厚ｔ１を薄くする。なお、図１７において、球殻状板部５０Ａを薄肉化しない場合の断面形状を想像線で示している。

板材ｔ１を薄くする形態は、保持器半径方向において、玉配列ピッチ円ＰＣＤに相当する箇所から内径側に至る範囲の全体を薄くしても良く、また玉配列ピッチ円ＰＣＤと保持器内径縁間の途中の箇所から内径縁至る範囲を薄くなるようにしても良い。これらの場合に、板厚ｔ１は、保持器半径方向の内径側に至るに従って次第に薄くなって内径縁が最小板厚となるようにしても良く、また薄くする範囲の全体を略一定して薄くしても良い。さらに、球殻状板部５０Ａのポケット内面形状を維持したままで、外面側の形状が変わるように板厚を薄くしても、また球殻状板部５０Ａの外面形状を維持したままで、ポケット内面側の形状が変わるように板厚を薄くしても良い。

また、この実施形態では、図１８のように、球殻状板部５０Ａの内径縁に沿う円弧状の範囲において、両端を残し、ほぼ全体を薄くしているが、内輪１の肩部高さとなる外径面部１ｂと保持器４Ａの幅の関係によっては、図２０のように、板厚を薄くした薄肉部分５０Ａａが、球殻状板部５０Ａにおける内径縁の円弧の中央を除く両側となる２箇所に分かれていても良い。

この保持器４Ａは、このようにポケット５０を構成する球殻状板部５０Ａの内径部に薄肉部分５０Ａａを成形しており、この薄肉部分５０Ａａは、内輪１の肩部高さの外径面部１ｂと軸方向に重なり合う部分であって、玉３の表面に付着したグリースが保持器４Ａで掻き取られる部分、またはその掻き取られたグリースが移動してくる部分である。この部分５０Ａａの板厚ｔ１が薄ければ、ここに堆積し得るグリース量が減少するため、内輪１の外径面部１ｂに到達し得る頻度や量が減少し、結果としてグリースの軸受外部への漏れが防止できる。すなわち、保持器４Ａの外径側へグリースが移動しやすくなり、内径側に留まり得るグリース量が減少する。

しかしながら、保持器の全体の板厚を薄くすることは、保持器の単体の強度が低下するため、ミスアライメント下あるいは外部加振下において保持器に繰り返し応力が作用する場合に保持器の破損が生じやすくなるなど、難しい。
そこで、保持器４Ａの内径部において、内輪１の肩部となる外径面部１ｂと軸方向に重なり合う範囲Ｗのみの板厚を薄くしており、これにより、実質上の保持器４Ａの強度の低下が無く、かつグリース漏れを防止可能な玉軸受用保持器４Ａが成立する。

したがって、このロータリエンコーダ付きモータ用軸受内部に、鉱油系、化学合成油系のグリースを封入することが可能となるので、植物系のグリースを封入した軸受よりも寿命を長くすることが可能となる。また、上記保持器を用いることでグリース漏れが発生しないので、シールを接触形とする必要がなく換言すればシール部材５を非接触形とし、低トルク化も図ることができる。また、このロータリエンコーダ付きモータ用軸受の構成によると、軸受の軸方向に複数のシール等を設けるスペースを確保する必要がなく、部品点数も上記特許文献に記載のものより少なくし製造コストの低減を図ることができる。

なお、上記の板厚ｔ１の低減には、最初に円環に打ち抜いた平板の内径側のみを薄くしておき、プレス成形しても良い。また均一厚の円環平板からプレスで保持器を成形する場合のプレス金型において、図１８や図２０で示した領域の板厚のみが減少するように、一対の金型間のすきま分布を変更しても良い。また、この実施形態では深溝玉軸受の鉄板製打ち抜き保持器の場合を示したが、第２の発明は、図１５，図１６などと共に前述した２分割の樹脂保持器にも適用することができる。

図２１ないし図２３は、この発明の実施形態を示す。この実施形態にかかるロータリエンコーダ付きモータ用軸受の保持器４Ｂは、図１と共に前述したロータリエンコーダ付きモータ用軸受に用いられる保持器である。この保持器４Ｂは、リング状の部材であって、ボール３（図１）を収容保持する窓状のポケット４Ｂａが、周方向に等間隔でボール３と同数だけ形成されている。ポケット４Ｂａのある円周方向部分の内周面４Ｂｂは外径側に凹む形状となるよう傾斜させてあり、ポケット４Ｂａのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Ｒｐがポケット４Ｂａ間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Ｒｉよりも大きくなっている（Ｒｐ＞Ｒｉ）。この実施形態では、前記内周面４Ｂｂが、軸方向から見て凹曲線となる曲面形状、具体的には円弧状面とされている。

この保持器４Ｂは、例えば鉄板をプレスにより打ち抜きおよび成形加工して製作された２枚の環状部材６４から成る。各環状部材６４は、円周方向に等間隔で並びそれぞれがポケット４Ｂａの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部６４ａと、隣合うポケット壁部６４ａ同士を連結する平板状の結合板部６４ｂとを交互に形成したものである。鉄板製である環状部材６４の結合板部６４ｂには、リベット孔６４ｃが穿設されている。２枚の環状部材６４は、それぞれの各結合板部６４ｂを互いに重ね合わせ、前記リベット孔６４ｃにリベット６５を挿通し、そのリベット６５の両端部を加締めることにより結合されている。このように、２枚の環状部材６４を互い結合して１個の保持器４Ｂとする構成とすれば、上記のような内径の保持器中心からの半径が各部で異なる形状でありながら、保持器４Ｂの加工が容易である。

この実施形態の保持器４Ｂは、ポケット４Ｂａのある円周方向部分の内周面４Ｂｂが外径側に凹む形状となっているため、全体の強度低下が懸念される。しかし、図２７に示すような従来の標準形状の保持器Ｈｒ（Ｒｐ＝Ｒｉ）の損傷は、その大部分がポケットＨｒａ間の円周方向部分からポケットＨｒａのある円周方向部分へのＲ部Ｈｒ７で生じることが経験的に知られている。この実施形態の保持器４Ｂは、この部分の形状変更を行なっていないため、全体の強度低下が生じないと言える。

このロータリエンコーダ付きモータ用軸受における運転中のグリースの状態を調べるために、表２に示す条件で試験を行った。運転停止後のグリースの軸受各部への付着状態は図２３に示すようになった。比較のため、図２７に示す従来の保持器Ｈｒを組み込んだ軸受についても、同一条件で試験を行った。運転停止後のグリースの軸受各部への付着状態は図２８に示すようになった。
これら試験に用いた玉軸受は、図１に示した形態とは異なる。つまり、この試験に用いた玉軸受は、シール、ロータリエンコーダが設けられておらず、内外輪共シール溝が形成されたものを適用している。

この試験により、従来の保持器Ｈｒを組み込んだ軸受の場合、内輪シール溝Ｈｒ１ａにグリースＧが付着するが、本発明の保持器４を組み込んだロータリエンコーダ付きモータ用軸受では、内輪シール溝Ｈｒ１ａにグリースが付着しないことが判った。このため、シールを設けたロータリエンコーダ付きモータ用軸受において、呼吸による内輪シール溝Ｈｒ１ａの部分からのグリースＧの漏洩を防止できるということが推論される。

次に、接触形のシール（エヌティエヌ株式会社製ＬＵシール）を組付けた軸受を用いて、グリース漏れ頻度の確認試験を行った。試験条件は、表２の条件に対して運転時間のみを１５分に変更した。目視により３０〜１００ｍｇ程度の量のグリースが軸受外部に飛び出していると確認された場合に、グリース漏れがあるとした。試験結果は表３に示すようになった。

従来の保持器Ｈｒを組み込んだ軸受では１０個中９個のグリース漏れが発生したが、本発明の保持器４を組み込んだ軸受では１０個中グリース漏れが発生したものはなかった。これにより、前記推論が正しいことが立証された。

上記実施形態では保持器４Ｂを構成する２枚の環状部材６４を鉄板製としたが、環状部材６４を樹脂製としてもよい。その場合、図２４および図２５に示す保持器４Ｃのように、結合板部６４ｂに係合爪６６と係合孔６７とを設け、両者６６，６７を互いに嵌合させることにより、２枚の環状部材６４を結合する構成とすることができる。この場合も、ポケット４Ｃａのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Ｒｐをポケット４Ｃａ間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Ｒｉよりも大きくする（Ｒｐ＞Ｒｉ）。また、２枚の樹脂製の環状部材６４を接着剤等により接合してもよい。
保持器に使用される合成樹脂材料としては、例えばＰＡ６６、ＰＡ４６等のポリアミド樹脂やポリフェニルサルファイド樹脂が好適であり、さらに必要に応じてグラスファイバ等の強化繊維材を混入してもよい。
また、２枚の環状部材６４を結合して１個の保持器とする構成に限らず、鋼材から所定の形状に削り出すもみ抜き保持器としてもよく、あるいは樹脂材料で一体に成形した成形保持器としてもよい。

図２６は異なる実施形態を示す。この保持器４Ｄは、ポケット４Ｄａのある円周方向部分の内周面４Ｄｂの形状が、軸方向から見て多角形状とされている。具体的には、前記内周面４Ｄｂは、ポケット４Ｄａ間の円周方向部分の内周面４Ｄｃに対し外径側へ傾斜する一対の傾斜面部４Ｄｂａと、両端がこれら一対の傾斜面部４Ｄｂａの外径側端に連なり内径が一定な一定径面部４Ｄｂｂとで成る台形状をしている。この保持器４Ｄも、前記実施形態の保持器４Ｂ，４Ｃと同様、ポケット４Ｄａのある円周方向部分の内周面４Ｄｂが外径側に凹む形状となるよう傾斜したものであり、ポケット４Ｄａのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Ｒｐがポケット４Ｄａ間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Ｒｉよりも大きくなっている（Ｒｐ＞Ｒｉ）。

このようにポケット４Ｄａのある円周方向部分の内周面４Ｄｂの形状を軸方向から見て多角形状とした保持器４Ｄも、前記実施形態の保持器４Ｂ，４Ｃと同様、全体の強度低下が生じることがなく、かつ図１のようにロータリエンコーダ付きモータ用軸受に組み込んだ場合に、軸受の内輪シール溝の部分からのグリースの漏洩を防止できる。

なお、ポケット４Ｄａのある円周方向部分の内周面４Ｄｂを複数の角部を有する多角形状とする場合、その角部の数は特に限定しない。また、径方向の直線に対して非対称な形状であってもよい。さらに、ポケット４Ｄａのある円周方向部分の内周面４Ｄｂは、平面と曲面を組み合わせたものであっても良い。

要するに、本発明は、材質や加工方法については問わず、ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径がポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きいという条件を満たす形状の保持器に適用できるものである。
以上説明したように、ロータリエンコーダ付きモータ用軸受において、この軸受に組み込まれる前記保持器は、ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたことにより、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、シールが接触形、非接触形のいずれの場合にも、グリースの漏洩を防止できる。すなわち非接触形のシールを適用することが可能となり、低トルク化を図ることが可能となる。また、シールリップの緊迫力を強くする必要がないため、トルクが増大しない。ポケットのある円周方向部分の内径面が、軸方向から見て凹曲線となる曲面形状、および複数の角部を有する多角形状のいずれの場合でも、上記の各作用が得られる。

図２９は、図２〜図１１に示した保持器４の変形例を組み込んだ玉軸受の断面図を示す。この変形例の保持器４では、ポケット５０における少なくとも玉３の案内面、つまり鉄板製である２枚の保持器半体５１の各球殻状板部５０Ａの内径側部分５０Ａｉ（図４）に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のうちのいずれかからなる皮膜７０が形成されている。この皮膜７０は、鉄製である保持器ポケット５０の玉案内面に、鋼球である玉３が直接接触するのを防止するものである。その他の構成は図２〜図１１に示した保持器４の場合と同様である。

皮膜７０の材料としては、上記樹脂、軟質金属、固体潤滑材の混合体を主成分としたものであっても良い。皮膜７０の材料として用いる樹脂は合成樹脂であっても良い。この場合の合成樹脂としては、耐油性を有し、皮膜７０としたときに皮膜強度が強く、耐摩耗性に優れた材料であれば、特に限定されない。そのような合成樹脂の例としては、ＰＴＦＥ、ナイロン、ポリイミド等があげられる。

皮膜７０の材料として軟質金属を用いる場合、その軟質金属は、銅、銀、金、インジウムのいずれかであるのが好ましい。また、皮膜７０の材料として、固定潤滑材を用いる場合、その固体潤滑材の主成分は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイトのいずれかであるのが好ましい。

このように、鉄製保持器４のポケット５０における少なくとも玉３の案内面に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のうちのいずれかからなる皮膜７０を形成したことで、鋼球である玉３が鉄製の玉案内面に直接接触するのを防止できる。すなわち、鋼球である玉３は、保持器ポケット５０における玉案内面に形成された前記皮膜７０の上を摺動するので、摺動に伴い鉄の摩耗粉が発生せず、その摩耗粉に起因するグリースの劣化がなく、グリース潤滑寿命を延長できる。これにより、この保持器４を組み込んだロータリエンコーダ付きモータ用軸受（図１）の寿命を延長できる。

この軸受の延命効果を調べるために、表４に示す運転条件で試験を行なった。表４において、試験軸受「６２０４ＺＺＣ３」において、「６２０４」は軸受系列記号および内径番号を表し、「ＺＺ」は両側シール部材、「Ｃ３」はＣ３のラジアルすきまを表す。同表４において、「Ｆｒ」はラジアル荷重、「Ｆａ」はアキシアル荷重と同義である。

この試験では、冠形樹脂保持器を組み込んだ玉軸受を、上記した皮膜付き保持器４を組み込んだ玉軸受に擬して、皮膜を付けない鉄板波形保持器を組み込んだ玉軸受と軸受寿命について比較した。つまり、上記した皮膜付き保持器４において、樹脂を皮膜７０の材料としたものとして、前記冠形樹脂保持器を用いている。試験結果は表５に示すようになった。ただし、本寿命試験では、加速試験とするため、グリース封入量を規格以下に少なくしてある。具体的に、本寿命試験では、グリースの封入量を全空間容積の１５％としている。
本寿命試験における、軸受寿命の判断基準について説明する。
軸受の通常運転時温度（１２０℃）よりも＋１５℃（１３５℃）上昇した場合と、通常運転時のモータ電流値（１Ａ）よりも＋１Ａ（２Ａ）と上昇した場合を寿命と判定している。

表５から、皮膜を付けない鉄板波形保持器を組み込んだ玉軸受は、上記した皮膜付き保持器４に擬した冠形樹脂保持器を組み込んだ玉軸受に比べて、軸受寿命が約３０％短いことが判った。これにより、保持器ポケット５０の玉案内面に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のうちのいずれかからなる皮膜７０を形成した上記保持器４を組み込むことで、軸受寿命の延長を達成することが推論される。

また、この保持器４は、鉄板波形保持器を改良したものであるため、鉄板波形保持器に特有の高い高速回転性能、および樹脂保持器よりも大きな軸受静止空間を確保することもできる。なお、軸受のグリース封入量は、軸受静止空間に比例して規定されるのが一般的であることから、上記した皮膜付き保持器４では、軸受静止空間の増加によるグリース封入量の増加が見込め、この点からも軸受寿命の延長が可能となる。

これらのことから、上記構成の保持器４によると、グリース漏れを抑制できるだけでなく、鉄板波形保持器特有の高い回転性能と、樹脂保持保持器よりも大きな軸受静止空間を確保でき、しかもグリース寿命を延長できる。

図３０は、図１７〜図１９に示した実施形態における鉄製保持器４Ａの変形例を示す。この保持器４Ａでも、ポケット５０における少なくとも玉３の案内面に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のうちのいずれかからなる皮膜７０が形成されている。その他の構成は、図１７〜図１９に示した保持器４Ａの場合と同様である。この皮膜７０により、鉄製である保持器ポケット５０の玉案内面に、鋼球である玉３が直接接触するのを防止することができ、鉄の摩耗粉に起因するグリースの劣化がなく、グリース潤滑寿命を延長できる。

図３１は、図２１〜図２３に示した鉄製保持器４Ｂの変形例を示す。この保持器４Ｂでも、ポケット４Ｂａ（図２１）における少なくとも玉３の案内面に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のうちのいずれかからなる皮膜７０が形成されている。その他の構成は、図２１〜図２３に示した保持器４Ｂの場合と同様である。この皮膜７０により、鉄製である保持器ポケット４Ｂａの玉案内面に、鋼球である玉３が直接接触するのを防止することができ、鉄の摩耗粉に起因するグリースの劣化がなく、グリース潤滑寿命を延長できる。

ここで、図３２は、この発明の一実施形態にかかる軸受をロータリエンコーダ付きモータの回転軸に設けた断面図である。このロータリエンコーダ付きモータにおいては、軸受から漏れたグリースがロータリエンコーダのセンサ部分に付着すると、センサが回転状態を正確に検知することができないため、特に、耐グリース漏洩性が要求される。
本実施形態では、ロータリエンコーダ付きモータのハウジングＨＳ１に軸受の外輪２が嵌合され、この軸受の内輪１に回転軸Ｓｈ１が嵌合されている。この軸受に前述の保持器を用いることでグリース漏れを防止できる。したがって、ロータリエンコーダのセンサ等に、グリースが付着することを防止し、回転状態を正確に検知することが可能となる。また、グリース漏れを防止できるので、非接触シールを適用することができるため、低トルク化も図れる。この非接触シールを適用した場合であっても、この構成の保持器により耐ダスト性を高めることが可能となる。また、軸方向に複数のシール等を設ける必要がなく省スペース化を図ることも可能となる。これにより、ロータリエンコーダ付きモータの小形化を図ることができ、モータの汎用性を高めることができる。

本実施形態では、軸受の一側面にシール部材を設け、軸受の他側面にシール部材を設けることなくロータリエンコーダを設けているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。例えば軸受の両側面にシール部材を設け、いずれか一方の側面にロータリエンコーダを設けても良い。また、エンコーダの種類は磁気式のものに限定されるものではなく、種々のエンコーダを適用し得る。

この発明の一実施形態にかかるロータリエンコーダ付きモータ用軸受を示し、図１（ａ）は同ロータリエンコーダ付きモータ用軸受の断面図、図１（ｂ）はシールおよび内輪の部分拡大断面図である。 この実施形態の保持器の斜視図である。 同保持器の構成部材である保持器半体の斜視図である。 同保持器半体の一部につきポケット形状を単純化して示す部分拡大斜視図である。 （Ａ）は同保持器半体における球殻状板部の内面の一例を強調して示す部分拡大斜視図、（Ｂ）は同斜視図に仮想円筒を加えた状態を示す斜視図である。 （Ａ）は同保持器半体における球殻状板部の内面の他の一例を強調して示す部分拡大斜視図、（Ｂ）は同斜視図に仮想円筒を加えた状態を示す斜視図である。 （Ａ）は同保持器半体における球殻状板部の内面のさらに他の一例を強調して示す部分拡大斜視図、（Ｂ）は同斜視図に仮想多角柱を加えた状態を示す斜視図である。 （Ａ）は同保持器半体における球殻状板部の内面のさらに他の一例を強調して示す部分拡大斜視図、（Ｂ）は同斜視図に仮想円筒を加えた状態を示す斜視図である。 同球殻状板部と仮想リングの関係を断面で示す説明図である。 この実施形態の保持器の製造工程を示す説明図である。 同製造工程に用いられるプレス金型組の斜視図である。 図５に示す構造の保持器を組み込んだロータリエンコーダ付きモータ用軸受のグリース漏れ試験の結果の説明図である。 図６に示す構造の保持器を組み込んだロータリエンコーダ付きモータ用軸受のグリース漏れ試験の結果の説明図である。 一般的な鉄板打ち抜き保持器を組み込んだ玉軸受のグリース漏れ試験の結果の説明図である。 この実施形態の保持器が適用可能な樹脂製保持器の分解斜視図である。 同樹脂製保持器の断面図である。 この発明の他の実施形態に係る保持器を組み込んだロータリエンコーダ付きモータ用軸受の一部破断斜視図である。 同保持器の保持器半体における球殻状板部を示す部分拡大斜視図である。 同実施形態の保持器を内輪に組み込んだ組立体を示す平面図である。 同保持器の保持器半体における球殻状板部の変形例を示す部分拡大斜視図である。 この発明の一実施形態にかかるロータリエンコーダ付きモータ用軸受に組み込まれた保持器の正面図である。 図２１のＡ―Ａ断面図である。 同保持器を組み込んだ玉軸受に対して行った試験結果を示す図である。 異なる保持器の正面図である。 同保持器の環状部材の要部を示す分解斜視図である。 この発明の異なる実施形態にかかる保持器の正面図である。 従来の保持器の正面図である。 同保持器を組み込んだ玉軸受に対して行った試験結果を示す図である。 図２〜図１１に示した保持器の変形例を組み込んだ軸受の断面図である。 図１７〜図１９に示した実施形態における鉄製保持器の変形例の部分拡大断面図である。 図２１〜図２３に示した保持器の変形例の部分拡大断面図である。 この発明の一実施形態にかかる軸受をロータリエンコーダ付きモータの回転軸に設けた断面図である。

符号の説明

１…内輪
２…外輪
３…玉
４，４Ａ，４Ｂ…保持器
４Ｂａ…ポケット
５…シール部材
５０…ポケット
５０Ａ…球殻状板部
５１…保持器半体
５１Ａ…平板部
５４，５４Ａ，５４Ｂ…凹み部
７０…皮膜
ＥＣ…磁気エンコーダ
Ｏ…保持器中心軸
ＯVB…リング中心
ＰＣＤ…玉配列ピッチ円
Ｒｉ，Ｒｐ…半径
ｔ０，ｔ１…板厚
Ｖ，ＶＡ…仮想円筒
ＶＢ…仮想リング

Claims (10)

1. ロータリエンコーダ付きモータの回転軸を支持する軸受であって、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪に取付けられこの軸受空間を密封するシールを有するロータリエンコーダ付きモータ用軸受において、
   前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状の保持器であって、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設けることを特徴とするロータリエンコーダ付きモータ用軸受。
2. 請求項１において、前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心から両側に広がって１箇所に設けられ、ポケットの保持器円周方向の幅の半分よりも大きな幅を有し、前記凹み部の内面形状が、保持器の半径方向の直線を中心とする仮想円筒の表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状であるロータリエンコーダ付モータ用軸受。
3. 請求項１または請求項２において、前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して複数箇所に設けられ、各凹み部の内面形状が、保持器の半径方向の直線を中心とする各仮想円筒の表面に略沿う円筒面状の形状であり、この凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状であるロータリエンコーダ付きモータ用軸受。
4. 請求項１または請求項２において、前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して２箇所に設けられて、保持器外径縁付近まで延び、これら２箇所の凹み部の内面形状が、一つの仮想リングの表面に略沿った形状であり、前記仮想リングは、ポケット内に収まるリング外径で、任意周方向位置の断面形状が円形であり、リング中心が保持器中心軸に対して傾きを持つロータリエンコーダ付きモータ用軸受。
5. ロータリエンコーダ付きモータの回転軸を支持する軸受であって、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪に取付けられこの軸受空間を密封するシールを有するロータリエンコーダ付きモータ用軸受において、
   前記保持器は、この軸受の玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有するリング状の保持器であって、２個の環状体の保持器半体を軸方向に対面して重ね合わせてなり、これら保持器半体は、それぞれ内面が前記各ポケットの半分を形成する球殻状板部と、隣合うポケット間の部分となる平板部とが円周方向に交互に並ぶ形状であり、前記球殻状板部における玉配列ピッチ円よりも内径側部分における、少なくとも、軸受内輪の軌道面両側の肩部高さの外径面部に位置する部分の板厚を、前記平板部の板厚よりも薄くしたことを特徴とするロータリエンコーダ付きモータ用軸受。
6. ロータリエンコーダ付きモータの回転軸を支持する軸受であって、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪に取付けられこの軸受空間を密封するシールを有するロータリエンコーダ付きモータ用軸受において、
   前記保持器は、複数の玉をそれぞれ保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、前記ポケットのある円周方向部分の内径の保持器中心からの半径を、ポケット間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径よりも大きくしたことを特徴とするロータリエンコーダ付きモータ用軸受。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記保持器が鉄製であり、そのポケットにおける少なくとも玉の案内面に、樹脂、軟質金属、固体潤滑材のうちのいずれかからなる皮膜を形成したロータリエンコーダ付きモータ用軸受。
8. 請求項７において、前記皮膜が合成樹脂からなるロータリエンコーダ付きモータ用軸受。
9. 請求項７において、前記皮膜は軟質金属からなり、その軟質金属が、銅、銀、金、インジウムのうちのいずれかであるロータリエンコーダ付きモータ用軸受。
10. 請求項７において、前記皮膜は固体潤滑材からなり、その固体潤滑材の主成分が、二流化モリブデン、二流化タングステン、グラファイトのうちのいずれかであるロータリエンコーダ付きモータ用軸受。

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