JP2022036002A - Ball bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、玉軸受に関する。 The present invention relates to ball bearings.
自動車や産業機械などの回転軸を支持する軸受として、玉軸受が多く用いられる。一般に、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、内輪と外輪の間の環状空間内に設けられた複数の玉と、その複数の玉を保持する保持器とを有する。 Ball bearings are often used as bearings to support rotating shafts of automobiles and industrial machines. Generally, a ball bearing is a cage that holds an inner ring, an outer ring coaxially provided on the radial outer side of the inner ring, a plurality of balls provided in an annular space between the inner ring and the outer ring, and the plurality of balls. And have.
保持器としては、例えば、特許文献1のように、玉の通過領域に隣接して周方向に延びる保持器円環部と、保持器円環部から周方向に隣り合う玉の間を軸方向に延びる片持ち梁状の保持器爪部とを有する樹脂製保持器(いわゆる冠形保持器)が知られている。保持器爪部は、玉の表面に対向する玉案内面を有し、この玉案内面は、玉を抱え込むように玉の表面に沿った凹球面とされている。
As the cage, for example, as in
近年、EV(バッテリー式電気自動車)やHEV(ハイブリッド電気自動車)等の電気自動車の分野では、電動モータの小型軽量化を図るために、電動モータの高速回転化が進められている。このような電動モータの回転が入力される回転軸を支持する玉軸受は、dmn値(玉のピッチ円直径dm(mm)×回転数n(min-1))が200万を超える条件で使用されることもある。 In recent years, in the field of electric vehicles such as EV (battery-powered electric vehicle) and HEV (hybrid electric vehicle), high-speed rotation of the electric motor has been promoted in order to reduce the size and weight of the electric motor. Ball bearings that support the axis of rotation to which the rotation of such an electric motor is input are used under conditions where the dmn value (ball pitch circle diameter dm (mm) x rotation speed n (min -1 )) exceeds 2 million. It may be done.
本願の発明者らは、EVやHEV等の高速回転する回転軸を支持する玉軸受に、冠形保持器を使用することを検討した。 The inventors of the present application have considered using a crown cage for ball bearings that support a rotating shaft such as an EV or HEV that rotates at high speed.
しかしながら、高速回転する玉軸受に冠形保持器を使用する場合、片持ち梁状の保持器爪部に作用する遠心力によって、保持器爪部を径方向外方に向かって傾ける方向のねじり変形が保持器円環部に生じるとともに、保持器爪部自体にも径方向外方に向かって撓み変形が生じ、これらの変形によって保持器爪部が玉に干渉するおそれがあることが分かった。保持器爪部が玉に干渉すると、玉軸受の発熱の原因となる。 However, when a crown-shaped cage is used for a ball bearing that rotates at high speed, the centrifugal force acting on the cantilever-shaped cage claw causes torsional deformation in the direction in which the cage claw is tilted outward in the radial direction. It was found that the cage claws themselves are bent and deformed in the radial direction, and the cage claws may interfere with the balls due to these deformations. If the claws of the cage interfere with the balls, it causes heat generation of the ball bearings.
この発明が解決しようとする課題は、高速回転で使用したときに遠心力による樹脂製保持器の変形が生じにくい玉軸受を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a ball bearing in which the resin cage is less likely to be deformed by centrifugal force when used at high speed rotation.
上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成を玉軸受に採用する。
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形成される環状空間に組み込まれた複数の玉と、
前記複数の玉を保持する樹脂製保持器と、を備え、
前記樹脂製保持器は、前記玉の通過領域に隣接して周方向に延びる保持器円環部と、前記保持器円環部から周方向に隣り合う前記玉の間を軸方向に延びる片持ち梁状の保持器爪部とを有する玉軸受において、
前記保持器爪部の径方向外側面には、前記保持器爪部の先端から前記保持器円環部に向かって軸方向に延びる外径側軸方向溝が形成され、
前記保持器爪部の径方向内側面には、前記保持器爪部の先端から前記保持器円環部に向かって軸方向に延びる内径側軸方向溝が形成され、
前記保持器爪部は、前記外径側軸方向溝と前記内径側軸方向溝とによって軸方向に直交する断面形状が径方向外方と径方向内方とに開放するH形状とされていることを特徴とする玉軸受。
In order to solve the above problems, in the present invention, the following configurations are adopted for ball bearings.
Inner ring and
An outer ring coaxially provided on the outer side in the radial direction of the inner ring,
A plurality of balls incorporated in the annular space formed between the inner ring and the outer ring,
A resin cage for holding the plurality of balls is provided.
The resin cage is a cantilever extending axially between a cage ring portion extending in the circumferential direction adjacent to the ball passing region and the ball adjacent in the circumferential direction from the cage annular portion. In a ball bearing with a beam-shaped cage claw
On the radial outer surface of the cage claw portion, an outer diameter side axial groove extending axially from the tip of the cage claw portion toward the cage annular portion is formed.
On the radial inner surface of the cage claw portion, an inner diameter side axial groove extending axially from the tip of the cage claw portion toward the cage annular portion is formed.
The cage claw portion has an H shape in which the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction is opened outward in the radial direction and inward in the radial direction by the axial groove on the outer diameter side and the axial groove on the inner diameter side. Ball bearings that are characterized by that.
このようにすると、保持器爪部の径方向外側面に形成された外径側軸方向溝と、保持器爪部の径方向内側面に形成された内径側軸方向溝とによって、保持器爪部の断面形状がH形状となるので、保持器爪部の断面二次モーメント(曲げモーメントに対する保持器爪部の変形しにくさ)を確保しながら、保持器爪部の質量を抑えることができる。そのため、高速回転で使用したときにも、保持器爪部が受ける遠心力によって保持器円環部にねじり変形が生じるのを抑えるとともに、保持器爪部自体にも径方向外方に向かって撓み変形が生じるのを抑えることができる。 In this way, the cage claw is formed by the outer diameter side axial groove formed on the radial outer surface of the cage claw portion and the inner diameter side axial groove formed on the radial inner side surface of the cage claw portion. Since the cross-sectional shape of the portion is H-shaped, the mass of the cage claw portion can be suppressed while ensuring the moment of inertia of area of the cage claw portion (difficulty in deforming the cage claw portion with respect to the bending moment). .. Therefore, even when used at high speed rotation, the centrifugal force received by the cage claw suppresses torsional deformation of the cage annulus, and the cage claw itself also bends outward in the radial direction. It is possible to suppress the occurrence of deformation.
前記保持器爪部の軸方向長さが、前記玉の半径よりも大きく設定され、
前記保持器爪部は、前記玉と周方向に対向する周方向対向面を有し、
前記周方向対向面の、前記玉を周方向に受け止める部分は、遠心力で前記保持器爪部が径方向外方に移動したときに前記周方向対向面が前記玉に干渉しないように延びる平面形状とされている構成を採用すると好ましい。
The axial length of the cage claw portion is set to be larger than the radius of the ball.
The cage claw portion has a circumferential facing surface facing the ball in the circumferential direction.
The portion of the circumferential facing surface that receives the ball in the circumferential direction is a flat surface that extends so that the circumferential facing surface does not interfere with the ball when the cage claw portion moves outward in the radial direction due to centrifugal force. It is preferable to adopt a configuration having a shape.
このようにすると、保持器爪部の周方向対向面が平面形状なので、保持器爪部に作用する遠心力によって、保持器爪部が径方向外方に移動したときに、保持器爪部の周方向対向面が玉に干渉するのを防止することができる。また、保持器爪部の周方向対向面と玉との間で生じる潤滑剤の剪断抵抗が低く抑えられるので、玉軸受の発熱を抑制することも可能である。 In this way, since the circumferentially opposed surfaces of the cage claws are planar, when the cage claws move outward in the radial direction due to the centrifugal force acting on the cage claws, the cage claws It is possible to prevent the facing surfaces in the circumferential direction from interfering with the ball. Further, since the shear resistance of the lubricant generated between the circumferential facing surface of the cage claw portion and the ball is suppressed to a low level, it is possible to suppress the heat generation of the ball bearing.
前記保持器円環部は、前記玉と軸方向に対向する軸方向対向面を有し、
前記周方向対向面と前記軸方向対向面は、断面凹円弧状に接続している構成を採用すると好ましい。
The cage annular portion has an axially opposed surface facing the ball in the axial direction.
It is preferable to adopt a configuration in which the circumferential facing surface and the axial facing surface are connected in a concave arc shape in cross section.
このようにすると、周方向対向面と軸方向対向面が断面凹円弧状に接続しているので、保持器爪部の軸方向の先端部分の質量を小さく抑えながら、保持器爪部の軸方向の根元部分の断面積を確保することができる。そのため、保持器爪部に作用する遠心力による保持器爪部の撓みを効果的に抑えることが可能となる。 In this way, since the circumferential facing surface and the axial facing surface are connected in a concave arc shape in cross section, the axial direction of the cage claw portion is suppressed while keeping the mass of the axial tip portion of the cage claw portion small. It is possible to secure the cross-sectional area of the root portion of. Therefore, it is possible to effectively suppress the bending of the cage claw portion due to the centrifugal force acting on the cage claw portion.
前記外径側軸方向溝の前記保持器円環部に近い側の軸方向端部は、前記保持器円環部の外周に断面凹円弧状に切れ上がっている構成を採用すると好ましい。 It is preferable that the axial end portion of the outer diameter side axial groove on the side close to the cage ring portion has a structure in which the outer peripheral portion of the cage annular portion is cut off in a concave arc shape in cross section.
このようにすると、外径側軸方向溝の保持器円環部に近い側の軸方向端部が断面凹円弧状に切れ上がっているので、保持器爪部の軸方向の先端部分の質量を小さく抑えながら、保持器爪部の軸方向の根元部分の断面積を確保することができる。そのため、保持器爪部に作用する遠心力による保持器爪部の撓みを効果的に抑えることが可能となる。 By doing so, the axial end portion of the outer diameter side axial groove near the cage annular portion is cut off in a concave arc shape in cross section, so that the mass of the axial tip portion of the cage claw portion can be increased. It is possible to secure the cross-sectional area of the axial root portion of the cage claw portion while keeping it small. Therefore, it is possible to effectively suppress the bending of the cage claw portion due to the centrifugal force acting on the cage claw portion.
前記保持器円環部の内周に、前記内輪の外周に摺接して案内される保持器被案内面を形成すると好ましい。 It is preferable to form a cage guided surface that is guided by sliding on the outer circumference of the inner ring on the inner circumference of the cage annular portion.
このようにすると、保持器円環部の内周の保持器被案内面と内輪の外周との摺接により、樹脂製保持器を径方向に位置決めすることができる。 In this way, the resin cage can be positioned in the radial direction by the sliding contact between the cage guided surface on the inner circumference of the cage annular portion and the outer circumference of the inner ring.
前記環状空間の軸方向の一方の端部開口を塞ぐ環状のシール部材を更に有し、
前記保持器円環部は、前記シール部材と軸方向に対向して摺接する保持器側摺接面を有し、
前記シール部材は、前記保持器側摺接面に摺接するシール側摺接面を有し、
前記保持器側摺接面と前記シール側摺接面のうちの一方の摺接面に、周方向に沿った断面形状が軸方向に凸の円弧状の複数の軸方向突起が周方向に一定ピッチで形成されている構成を採用すると好ましい。
Further comprising an annular sealing member that closes one end opening in the axial direction of the annular space.
The cage annular portion has a cage-side sliding contact surface that is in sliding contact with the seal member so as to face axially in the axial direction.
The seal member has a seal-side sliding contact surface that is in sliding contact with the cage-side sliding contact surface.
On one of the cage side sliding contact surface and the seal side sliding contact surface, a plurality of arcuate axial protrusions having an axially convex cross-sectional shape along the circumferential direction are constant in the circumferential direction. It is preferable to adopt a configuration formed by pitch.
このようにすると、保持器側摺接面とシール側摺接面のうちの一方の摺接面に、周方向に沿った断面形状が軸方向に凸の円弧状の複数の軸方向突起が周方向に一定ピッチで形成されているので、その軸方向突起と摺接面の間に、くさび膜効果による油膜が形成され、その油膜によって軸方向突起と摺接面の間が流体潤滑状態となり、保持器とシール部材の間の接触抵抗をきわめて小さく抑えることができる。そのため、保持器とシール部材の接触部分の摺動抵抗によって異常発熱するのを防止することができる。また、保持器円環部がシール部材に摺接して設けられているので、保持器円環部の軸方向厚さを大きく設定することができ、保持器円環部の剛性を高めることが可能となる。そのため、高速回転で使用したときにも、保持器爪部が受ける遠心力による保持器円環部のねじり変形を抑えることができ、保持器爪部が径方向外方に向かって傾くのを抑えることができる。 In this way, a plurality of arcuate projections having an axially convex cross-sectional shape along the circumferential direction are formed on one of the sliding contact surfaces on the cage side and the sliding contact surface on the seal side. Since it is formed at a constant pitch in the direction, an oil film due to the wedge film effect is formed between the axial protrusion and the sliding contact surface, and the oil film causes a fluid lubrication state between the axial protrusion and the sliding contact surface. The contact resistance between the cage and the sealing member can be kept extremely small. Therefore, it is possible to prevent abnormal heat generation due to the sliding resistance of the contact portion between the cage and the seal member. Further, since the cage annular portion is provided so as to be in sliding contact with the seal member, the axial thickness of the cage annular portion can be set to be large, and the rigidity of the cage annular portion can be increased. Will be. Therefore, even when used at high speed rotation, the torsional deformation of the cage ring portion due to the centrifugal force received by the cage claw portion can be suppressed, and the cage claw portion can be suppressed from tilting outward in the radial direction. be able to.
前記軸方向突起は、周方向に沿った断面における軸方向に凸の円弧状の頂部の高さが径方向に沿って一定の平行頂部と、周方向に沿った断面における軸方向に凸の円弧状の頂部の高さが前記平行頂部の径方向外端から径方向外方に向かって次第に低くなる傾斜頂部とを有する構成を採用すると好ましい。 The axial protrusions are a parallel apex in which the height of an arcuate apex that is convex in the axial direction in a cross section along the circumferential direction is constant along the radial direction, and a circle that is convex in the axial direction in a cross section along the circumferential direction. It is preferable to adopt a configuration having an inclined top portion in which the height of the arc-shaped top portion gradually decreases from the radial outer end of the parallel top portion toward the radial outer direction.
このようにすると、低速で軸受が回転し、保持器爪部が受ける遠心力が比較的小さいときには、軸方向突起の平行頂部と摺接面との間に、くさび膜効果による油膜を形成することができる。また、高速で軸受が回転し、保持器爪部が受ける遠心力が比較的大きいときには、保持器円環部が比較的大きいねじり変形を生じた状態で、軸方向突起の平行頂部および傾斜頂部と摺接面との間に、くさび膜効果による油膜を形成することができる。このように、軸受の回転速度によらず、安定して保持器とシール部材との間にくさび膜効果による油膜を形成することが可能となる。 By doing so, when the bearing rotates at a low speed and the centrifugal force applied to the cage claw is relatively small, an oil film due to the wedge film effect is formed between the parallel apex of the axial protrusion and the sliding contact surface. Can be done. In addition, when the bearing rotates at high speed and the centrifugal force received by the cage claw is relatively large, the cage annular portion is in a state where a relatively large torsional deformation occurs, and the parallel top and the inclined top of the axial projection are formed. An oil film due to the wedge film effect can be formed between the sliding contact surface. In this way, it is possible to stably form an oil film due to the wedge film effect between the cage and the sealing member regardless of the rotation speed of the bearing.
前記傾斜頂部は、周方向に直交する断面形状が、前記平行頂部と滑らかに接続するR形状とすると好ましい。 It is preferable that the inclined top portion has an R shape having a cross-sectional shape orthogonal to the circumferential direction that smoothly connects to the parallel top portion.
このようにすると、傾斜頂部と平行頂部とが滑らかに接続しているので、保持器円環部が比較的大きいねじり変形を生じた状態で、平行頂部および傾斜頂部と摺接面との間にくさび膜効果による油膜を形成するときに、その油膜を安定して形成することが可能である。 In this way, since the inclined top and the parallel top are smoothly connected, the parallel top and the inclined top and the sliding contact surface are in a state where the cage annular portion is subjected to a relatively large torsional deformation. When forming an oil film due to the wedge film effect, it is possible to stably form the oil film.
前記複数の軸方向突起は、前記玉のピッチ円に重なる位置かそれよりも径方向外側に配置すると好ましい。 It is preferable that the plurality of axial protrusions are arranged at positions overlapping the pitch circles of the balls or radially outside the positions thereof.
このようにすると、保持器爪部に作用する遠心力によって、保持器爪部を径方向外方に向かって傾ける方向のねじり変形が保持器円環部に生じたときに、そのねじり変形により、保持器側摺接面とシール側摺接面とが、軸方向突起よりも径方向外側に外れた位置で接触する事態を防止することができる。 In this way, when the centrifugal force acting on the cage claw causes a torsional deformation in the cage annular portion in the direction of tilting the cage claw outward in the radial direction, the torsional deformation causes the cage. It is possible to prevent the cage side sliding contact surface and the seal side sliding contact surface from coming into contact with each other at a position deviated radially outward from the axial protrusion.
前記外径側軸方向溝は、前記保持器爪部の先端の側から前記保持器円環部の側に向かって溝底の位置が次第に径方向外側に変化する形状を有する構成を採用すると好ましい。 It is preferable to adopt a configuration in which the outer diameter side axial groove has a shape in which the position of the groove bottom gradually changes radially outward from the tip end side of the cage claw portion toward the cage annular portion side. ..
このようにすると、外径側軸方向溝の溝底の位置が、保持器爪部の先端の側から保持器円環部の側に向かって次第に径方向外側に変化するので、外径側軸方向溝内に供給された潤滑剤が、ポンピング作用によって、保持器爪部の先端の側から保持器円環部の側に向かって移動し、保持器円環部とシール部材の間の領域に導入される。そのため、保持器側摺接面とシール側摺接面のうちの一方の摺接面と軸方向突起との間を十分に潤滑して、効果的にくさび膜による油膜を形成することが可能となる。 By doing so, the position of the groove bottom of the outer diameter side axial groove gradually changes radially outward from the side of the tip of the cage claw portion toward the side of the cage annulus portion, so that the outer diameter side shaft The lubricant supplied into the directional groove moves from the tip end side of the cage claw toward the cage annulus side by the pumping action, and moves into the area between the cage annulus and the seal member. be introduced. Therefore, it is possible to sufficiently lubricate between the sliding contact surface of one of the sliding contact surface on the cage side and the sliding contact surface on the seal side and the axial protrusion, and effectively form an oil film with a wedge film. Become.
また、前記内径側軸方向溝は、前記保持器爪部の先端の側から前記保持器円環部の側に向かって溝底の位置が次第に径方向内側に変化する形状を有するものを採用することができる。 Further, the inner diameter side axial groove adopts a shape having a shape in which the position of the groove bottom gradually changes inward in the radial direction from the tip end side of the cage claw portion toward the cage annular portion side. be able to.
前記環状空間の前記シール部材で塞がれた側の軸方向端部とは反対側の軸方向端部は、外部から供給される潤滑剤を前記環状空間に受け入れるように、シール部材を設けずに開放している構成を採用すると好ましい。 The axial end on the side opposite to the axial end on the side closed by the seal member of the annular space is not provided with a seal member so as to receive the lubricant supplied from the outside into the annular space. It is preferable to adopt an open configuration.
このようにすると、保持器側摺接面とシール側摺接面のうちの一方の摺接面と軸方向突起との間を十分に潤滑して、確実にくさび膜による油膜を形成することが可能となる。 By doing so, it is possible to sufficiently lubricate between the sliding contact surface of one of the sliding contact surface on the cage side and the sliding contact surface on the seal side and the axial protrusion, and surely form an oil film with a wedge film. It will be possible.
上記の玉軸受は、電気自動車の電動モータの軸受またはその電動モータの回転を減速する電気自動車用トランスミッションの軸受として使用すると特に好適である。 The above ball bearing is particularly suitable for use as a bearing for an electric motor of an electric vehicle or a bearing for a transmission for an electric vehicle that reduces the rotation of the electric motor.
この発明の玉軸受は、保持器爪部の径方向外側面に形成された外径側軸方向溝と、保持器爪部の径方向内側面に形成された内径側軸方向溝とによって、保持器爪部の断面形状がH形状となっているので、保持器爪部の断面二次モーメント(曲げモーメントに対する保持器爪部の変形しにくさ)を確保しながら、保持器爪部の質量を抑えることができる。そのため、高速回転で使用したときにも、保持器爪部が受ける遠心力によって保持器円環部にねじり変形が生じるのを抑えるとともに、保持器爪部自体にも径方向外方に向かって撓み変形が生じるのを抑えることができる。 The ball bearing of the present invention is held by an outer radial side axial groove formed on the radial outer surface of the cage claw portion and an inner diameter side axial groove formed on the radial inner side surface of the cage claw portion. Since the cross-sectional shape of the vessel claw is H-shaped, the mass of the cage claw can be increased while ensuring the moment of inertia of area of the cage claw (difficulty of deformation of the cage claw with respect to the bending moment). It can be suppressed. Therefore, even when used at high speed rotation, the centrifugal force received by the cage claw suppresses torsional deformation of the cage annulus, and the cage claw itself also bends outward in the radial direction. It is possible to suppress the occurrence of deformation.
図1に、この発明の第1実施形態にかかる玉軸受1を示す。この玉軸受1は、内輪2と、内輪2の径方向外側に同軸に設けられた外輪3と、内輪2と外輪3の間に形成される環状空間4内に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の玉5と、環状空間4の軸方向の両側の端部開口のうち一方の端部開口を塞ぐ環状のシール部材6と、複数の玉5の周方向の間隔を保持する樹脂製保持器7(以下単に「保持器7」という)とを有する。
FIG. 1 shows a
内輪2の外周には、玉5が転がり接触する内輪軌道溝8と、内輪軌道溝8の軸方向外側に位置する一対の内輪溝肩部9と、内輪溝肩部9の軸方向外側に位置する摺動凹部10とが形成されている。内輪軌道溝8は、玉5の表面に沿った凹円弧状の断面をもつ円弧溝であり、内輪2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9は、内輪軌道溝8を軸方向に挟む両側を周方向に延びる土手状の部分である。摺動凹部10は、内輪溝肩部9の軸方向外側に隣接して形成された周方向に延びる凹部である。摺動凹部10の内面には、シール部材6の内径側端部に設けられたシールリップ11が摺接している。図では、摺動凹部10の内面のシールリップ11が摺接する面は、軸方向に沿って一定の外径をもつ円筒面である。
On the outer circumference of the
外輪3の内周には、玉5が転がり接触する外輪軌道溝12と、外輪軌道溝12の軸方向外側に位置する一対の外輪溝肩部13と、外輪溝肩部13の軸方向外側に位置するシール固定溝14とが形成されている。外輪軌道溝12は、玉5の表面に沿った凹円弧状の断面をもつ円弧溝であり、外輪3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13は、外輪軌道溝12を軸方向に挟む両側を周方向に延びる土手状の部分である。シール固定溝14は、外輪溝肩部13の軸方向外側に隣接して形成された周方向に延びる溝である。シール固定溝14には、シール部材6の外径側端部に設けられた嵌合部15が嵌合して固定されている。
On the inner circumference of the
玉5は、外輪軌道溝12と内輪軌道溝8との間で径方向に挟み込まれている。外輪軌道溝12の軸方向幅寸法は、玉5の直径の半分よりも大きい。また、内輪軌道溝8の軸方向幅寸法は、玉5の直径の半分よりも大きい。玉5は鋼球である。玉5としてセラミックボールを採用してもよい。
The
図4に示すように、シール部材6は、環状の芯金16の表面にゴム材17(例えばニトリルゴム、アクリルゴムなど)を加硫接着して形成された環状の部材である。シール部材6は、シール固定溝14に嵌合する嵌合部15と、嵌合部15から径方向内方に延びる円環板部18と、摺動凹部10の内面に摺接するシールリップ11とを有する。芯金16は、円環板状のフランジ部19と、フランジ部19の径方向外端に沿って軸方向内側に曲げられた円筒部20とを有する。フランジ部19は、シール部材6の円環板部18に埋め込まれ、円筒部20は、シール部材6の嵌合部15に埋め込まれている。
As shown in FIG. 4, the sealing
図1に示すように、シール部材6は、環状空間4の軸方向の両側の端部開口のうち一方の端部開口のみに設けられている。すなわち、環状空間4のシール部材6で塞がれた側(図では右側)の軸方向端部とは反対側(図では左側)の軸方向端部は、外部から供給される潤滑油を環状空間4に受け入れるように、シール部材6を設けずに開放している。
As shown in FIG. 1, the
保持器7は、玉5の通過領域に隣接して周方向に延びる保持器円環部21と、保持器円環部21から周方向に隣り合う玉5の間を軸方向に延びる保持器爪部22とを有する。保持器円環部21と保持器爪部22は、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。保持器円環部21と保持器爪部22とを形成する樹脂組成物は、樹脂材のみからなるものを使用することも可能であるが、ここでは、樹脂材に繊維強化材を添加したものが使用されている。保持器7は、射出成形により製作すると好ましい。
The
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。 Polyamide (PA) or super engineering plastic can be adopted as the resin material as the base of the resin composition. As the polyamide, polyamide 46 (PA46), polyamide 66 (PA66), polynonamethylene terephthalamide (PA9T) and the like can be used. Further, as the super engineering plastic, polyetheretherketone (PEEK) and polyphenylene sulfide (PPS) can be adopted. As the fiber reinforcing material added to the resin material, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and the like can be adopted.
保持器爪部22は、軸方向の一端を保持器円環部21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。保持器爪部22の軸方向長さは、玉5の半径よりも大きく設定されている。保持器爪部22は、軸方向に向かって径方向厚さが変化せず一定の形状となっている。
The
図2、図4に示すように、保持器爪部22の径方向外側面23には、保持器爪部22の先端から保持器円環部21に向かって軸方向に延びる外径側軸方向溝24が形成されている。また、保持器爪部22の径方向内側面25には、保持器爪部22の先端から保持器円環部21に向かって軸方向に延びる内径側軸方向溝26が形成されている。図2に示すように、外径側軸方向溝24は、保持器爪部22の先端の周方向の幅の半分以上の大きさの溝幅を有する。また、内径側軸方向溝26も、保持器爪部22の先端の周方向の幅の半分以上の大きさの溝幅を有する。そして、この外径側軸方向溝24と内径側軸方向溝26とによって、保持器爪部22は、軸方向に直交する断面形状が径方向外方と径方向内方とに開放するH形状とされている。また、外径側軸方向溝24と内径側軸方向溝26は、保持器爪部22をその先端側から軸方向に見たときの保持器爪部22の形状がH形状となるように、保持器爪部22の先端に開放して形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the radial
保持器爪部22は、玉5と周方向に対向する周方向対向面27を有する。周方向対向面27の玉5を周方向に受け止める部分は、遠心力で保持器爪部22が径方向外方に移動したときに周方向対向面27が玉5に干渉しないように延びる平面形状とされている。図では、周方向対向面27は、軸方向に見て、保持器円環部21の中心と保持器爪部22の中心とを結ぶ仮想の直線と平行に延びる平面(保持器爪部22の周方向幅が径方向に沿って変化せず一定となるように延びる平面)である。保持器円環部21の中心は、内輪2の中心または外輪3の中心と同じ位置である。また、保持器爪部22の中心は、軸方向に見て、保持器爪部22の周方向両側に位置する一対の周方向対向面27の中間位置である。
The
周方向に隣り合う保持器爪部22の間隔(すなわち周方向に対向する周方向対向面27の間隔)は、玉5のピッチ円上で玉5の直径の1.02~1.11倍となるように設定すると好ましい。このようにすると、保持器7の振動を低減することができる。
The distance between the
図3、図5に示すように、周方向対向面27の、玉5を周方向に受け止める部分は、玉5を受け止めたときに軸方向分力を生じないように、径方向に見て、周方向の傾斜をもたず軸方向にまっすぐ延びている。保持器円環部21は、玉5と軸方向に対向する軸方向対向面28を有する。周方向対向面27と軸方向対向面28は、断面凹円弧状に接続している。図では、周方向対向面27と軸方向対向面28を接続する曲面は、単一Rの曲面(曲率半径が一定の部分円筒状の面)である。
As shown in FIGS. 3 and 5, the portion of the
図4に示すように、外径側軸方向溝24の保持器円環部21に近い側の軸方向端部は、保持器円環部21の外周に断面凹円弧状に切れ上がっている。内径側軸方向溝26の保持器円環部21に近い側の軸方向端部も、保持器円環部21の内周に切れ上がっている。保持器円環部21の内周には、内輪2の外周の内輪溝肩部9に摺接して案内される保持器被案内面29が形成されている。保持器被案内面29は、内輪溝肩部9に直接摺接する円環面である。保持器被案内面29と内輪溝肩部9の間の摺動隙間は、0.22mm以下の大きさに設定すると、保持器7の振動を低減することができる。内径側軸方向溝26の保持器円環部21の内周への切れ上がり部分は、保持器被案内面29に開口している。
As shown in FIG. 4, the axial end portion of the outer diameter side
図6、図7に示すように、シールリップ11の内径側端部には、内輪2の外周の摺動凹部10と摺接する複数の突起30が周方向に間隔をおいて設けられている。突起30は、周方向に対して直交する方向に延びるように形成されている。図7に示すように、各突起30は、凸円弧状の断面形状を有する。
As shown in FIGS. 6 and 7, a plurality of
上記の玉軸受1は、図8に示すように、EV(バッテリー式電気自動車)やHEV(ハイブリッド電気自動車)等の電気自動車の電動モータ31の回転を減速する電気自動車用トランスミッション32の軸受として使用することが可能である。この電気自動車用トランスミッション32の軸受は、車両走行中、低速域から高速域まで幅広い回転数で回転し、軸受が最も高速で回転するときは、dmn値(玉5のピッチ円直径(mm)×回転数(min-1))が200万を超える条件で使用される。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すトランスミッションは、電動モータ31のステータ33と、電動モータ31のロータ34と、ロータ34に連結された回転軸35と、回転軸35を回転可能に支持する玉軸受1と、回転軸35と平行に配置された第2回転軸36および第3回転軸37と、回転軸35の回転を第2回転軸36に伝達する第1ギヤ列38と、第2回転軸36の回転を第3回転軸37に伝達する第2ギヤ列39とを有する。ステータ33は環状の静止部材であり、そのステータ33の内側に回転部材としてのロータ34が配置されている。ステータ33に通電すると、ステータ33とロータ34の間に働く電磁力によってロータ34が回転し、そのロータ34の回転が回転軸35に入力される。
The transmission shown in FIG. 8 includes a
この玉軸受1は、図5に示すように、保持器爪部22の径方向外側面23に形成された外径側軸方向溝24と、保持器爪部22の径方向内側面25に形成された内径側軸方向溝26とによって、保持器爪部22の断面形状がH形状となっているので、保持器爪部22の断面二次モーメント(曲げモーメントに対する保持器爪部22の変形しにくさ)を確保しながら、保持器爪部22の質量を抑えることができる。そのため、高速回転で使用したときにも、保持器爪部22が受ける遠心力によって保持器円環部21にねじり変形が生じるのを抑えるとともに、保持器爪部22自体にも径方向外方に向かって撓み変形が生じるのを抑えることができる。なお、外径側軸方向溝24および内径側軸方向溝26を形成した保持器爪部22は、外径側軸方向溝24および内径側軸方向溝26を形成しなかった保持器爪部22に比べて、遠心力による保持器爪部22の変形量を、少なくとも77%以下に低減することができることが発明者らによるデータ解析で判明している。
As shown in FIG. 5, the
また、この玉軸受1は、図2に示すように、周方向対向面27の玉5を周方向に受け止める部分が、保持器円環部21の中心と保持器爪部22の中心とを結ぶ直線と平行に延びる平面形状なので、保持器爪部22に作用する遠心力によって、保持器爪部22が径方向外方に移動したときに、保持器爪部22の周方向対向面27が玉5に干渉するのを防止することができる。また、保持器爪部22の周方向対向面27と玉5との間で生じる潤滑油の剪断抵抗が低く抑えられるので、玉軸受1の発熱を抑制することも可能である。
Further, as shown in FIG. 2, in this
また、この玉軸受1は、図5に示すように、周方向対向面27と軸方向対向面28が断面凹円弧状に接続しているので、保持器爪部22の軸方向の先端部分の質量を小さく抑えながら、保持器爪部22の軸方向の根元部分の断面積を確保することができる。そのため、保持器爪部22に作用する遠心力による保持器爪部22の撓みを効果的に抑えることが可能である。
Further, as shown in FIG. 5, in this
また、この玉軸受1は、図4に示すように、外径側軸方向溝24の保持器円環部21に近い側の軸方向端部が断面凹円弧状に切れ上がっているので、保持器爪部22の軸方向の先端部分の質量を小さく抑えながら、保持器爪部22の軸方向の根元部分の断面積を確保することができる。また、内径側軸方向溝26の保持器円環部21に近い側の軸方向端部も、保持器円環部21の内周に切れ上がっているので、保持器爪部22の軸方向の根元部分の断面積を、より効果的に確保することが可能となっている。そのため、保持器爪部22に作用する遠心力による保持器爪部22の撓みを効果的に抑えることが可能である。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、この玉軸受1は、図4に示すように、保持器円環部21の内周に、内輪2の外周に摺接して案内される保持器被案内面29が形成されているので、保持器円環部21の内周の保持器被案内面29と内輪2の外周との摺接により、保持器7を径方向に位置決めすることが可能となっている。
Further, as shown in FIG. 4, the
上記実施形態では、軸受の内部を潤滑する潤滑剤として潤滑油を用いたオイル潤滑の玉軸受1を例に挙げて説明したが、この発明は、軸受の内部を潤滑する潤滑剤としてグリースを用いたグリース潤滑の玉軸受1にも適用可能である。グリースは、潤滑油と、この潤滑油中に分散する増ちょう剤とを含む半固体状の潤滑剤である。
In the above embodiment, the oil-lubricated
図9~図16に、第2実施形態にかかる玉軸受1を示す。第1実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
9 to 16 show the
図10に示すように、保持器爪部22の周方向対向面27の、玉5を周方向に受け止める部分は、遠心力で保持器爪部22が径方向外方に移動したときに周方向対向面27が玉5に干渉しないように、軸方向に見て、保持器円環部21の中心と保持器爪部22の中心とを結ぶ仮想の直線と平行に延びる平面形状とされている。
As shown in FIG. 10, the portion of the
図11に示すように、周方向対向面27の、玉5を周方向に受け止める部分は、玉5を受け止めたときに軸方向分力を生じないように、径方向に見て、周方向の傾斜をもたず軸方向にまっすぐ延びている。
As shown in FIG. 11, the portion of the
図12に示すように、保持器爪部22は、保持器円環部21に近い側(根元側)から遠い側(先端側)に向かって径方向厚さが次第に小さくなる先細形状となっている。保持器円環部21の軸方向厚さは、玉5とシール部材6の間の軸方向の間隔とほぼ同じ大きさ(具体的には、玉5とシール部材6の間の軸方向の間隔の95%以上、100%未満の大きさ)となっている。保持器円環部21は、シール部材6と軸方向に対向して摺接する保持器側摺接面40を有し、シール部材6は、保持器側摺接面40に摺接するシール側摺接面41を有する。
As shown in FIG. 12, the
図13に示すように、保持器側摺接面40には、複数の軸方向突起42が周方向に一定ピッチで形成されている。各軸方向突起42は、周方向に沿った断面形状が軸方向に凸の円弧状となるように形成されている。また、軸方向突起42の軸方向高さは、軸方向突起42の周方向の幅寸法の5%以下に設定されている。図では、軸方向突起42の存在を分かりやすくするために、軸方向突起42の軸方向高さを誇張して示している。一方、シール側摺接面41は、軸方向に直角な円環状の平面であり、軸方向突起42は形成されていない。
As shown in FIG. 13, a plurality of
図12に示すように、軸方向突起42は、玉5のピッチ円(複数の玉5の中心を結ぶ仮想の円)に重なる位置かそれよりも径方向外側に配置されている。ここで、軸方向突起42が、玉5のピッチ円に重なる位置に配置されるとは、玉5のピッチ円を通る仮想の円筒面が軸方向突起42の位置を通過する位置関係にあることをいい、軸方向突起42が、玉5のピッチ円よりも径方向外側に配置されるとは、軸方向突起42の全体が、玉5のピッチ円を通る仮想の円筒面よりも径方向外側にある位置関係をいう。図では、軸方向突起42は、玉5のピッチ円よりも径方向外側に配置されている。
As shown in FIG. 12, the
図12、図15に示すように、軸方向突起42は、平行頂部43と第1の傾斜頂部44と第2の傾斜頂部45とを有する。平行頂部43は、周方向に沿った断面における軸方向に凸の円弧状の頂部の高さが径方向に沿って一定の部分である。第1の傾斜頂部44は、周方向に沿った断面における軸方向に凸の円弧状の頂部の高さが平行頂部43の径方向外端から径方向外方に向かって次第に低くなる部分である。第2の傾斜頂部45は、周方向に沿った断面の軸方向に凸の円弧状の頂部の高さが平行頂部43の径方向内端から径方向内方に向かって次第に低くなる部分である。図12に示すように、第1の傾斜頂部44は、周方向に直交する断面形状が、平行頂部43と滑らかに接続するR形状となっている。第2の傾斜頂部45も、周方向に直交する断面形状が、平行頂部43と滑らかに接続するR形状となっている。
As shown in FIGS. 12 and 15, the
図16に示すように、保持器被案内面29は、内輪溝肩部9に直接摺接する円環面である。図17に示すように、保持器被案内面29は、径方向内方に突出する凸円弧状の複数の突起46が周方向に間隔をおいて形成された円環面とすることも可能である。突起46と内輪2の間の摺動隙間は、0.22mm以下の大きさに設定すると、保持器7の振動を低減することができる。
As shown in FIG. 16, the cage guided
図12に示すように、保持器爪部22の径方向内側面25の内径側軸方向溝26は、保持器爪部22の径方向内側面25と保持器被案内面29とを軸方向に貫通して形成されている。内径側軸方向溝26は、図10に示すように、保持器爪部22の先端の周方向の幅の半分以上の大きさの溝幅を有する。
As shown in FIG. 12, the inner diameter side
図12に示すように、保持器円環部21は、周方向に直交する断面において、保持器側摺接面40と保持器被案内面29との間を斜めに接続する面取り部47を有する。この面取り部47を設けたことに伴い、保持器円環部21の径方向内端の軸方向幅は、保持器円環部21の軸方向幅が最も大きくなる部位の軸方向幅の半分以下の大きさの軸方向幅となっている。また、保持器円環部21は、周方向に直交する断面において、保持器側摺接面40と保持器円環部21の外周面との間を斜めに接続する面取り部48を有する。
As shown in FIG. 12, the
保持器爪部22の径方向外側面23の外径側軸方向溝24は、保持器爪部22の先端の側から保持器円環部21の側に向かって溝底の位置が次第に径方向外側に変化する形状を有する。図11、図14に示すように、外径側軸方向溝24は、保持器爪部22の先端の周方向の幅の半分以上の大きさの溝幅を有する。また、保持器円環部21の外周には、外径側軸方向溝24と対応する位置に軸方向の切り欠き49が形成されている。
In the
図11、図14に示すように、保持器爪部22の径方向外側面23の先端部の周方向両側(外径側軸方向溝24の両側の溝肩)には、外径側軸方向溝24の溝肩を周方向に貫通する爪先油路50が形成されている。爪先油路50は、保持器円環部21から遠い側から近い側に向かって立ち上がる段差状の切り欠きである。この爪先油路50を設けることによって、玉5の潤滑性能を向上させることができる。
As shown in FIGS. 11 and 14, the outer diameter side axial direction is provided on both sides of the circumferential direction (groove shoulders on both sides of the outer diameter side axial groove 24) of the tip portion of the radial
この玉軸受1は、図13に示すように、保持器側摺接面40に、周方向に沿った断面形状が軸方向に凸の円弧状の複数の軸方向突起42が周方向に一定ピッチで形成されているので、その軸方向突起42とシール側摺接面41の間に、くさび膜効果による油膜が形成され、その油膜によって軸方向突起42とシール側摺接面41の間が流体潤滑状態となり、保持器7とシール部材6の間の接触抵抗をきわめて小さく抑えることができる。そのため、保持器7とシール部材6の接触部分の摺動抵抗によって異常発熱するのを防止することができる。
As shown in FIG. 13, the
ここで、摺接面間の潤滑状態は、境界潤滑状態と流体潤滑状態とに区別される。境界潤滑状態は、各摺接面に吸着した潤滑油の数層の分子層(10-5~10-6mm程度)からなる油膜で摺接面を潤滑し、摺接面の細かい凹凸の直接接触が生じている状態をいい、一方、流体潤滑状態は、くさび膜効果によって摺接面間に油膜(例えば10-3~10-1mm程度)を形成し、その油膜によって摺接面同士の直接接触が生じていない状態(油膜を介した間接的な接触のみが生じている状態)をいう。くさび膜効果が発生し流体潤滑状態になると、摺動抵抗がほぼゼロになるため、従来は不可能だった高周速での使用が可能となる。 Here, the lubrication state between the sliding contact surfaces is divided into a boundary lubrication state and a fluid lubrication state. In the boundary lubrication state, the sliding contact surface is lubricated with an oil film consisting of several molecular layers (about 10-5 to 10-6 mm) of lubricating oil adsorbed on each sliding contact surface, and the fine irregularities of the sliding contact surface are directly applied. In the fluid lubrication state, an oil film (for example, about 10 -3 to 10 -1 mm) is formed between the sliding contact surfaces due to the wedge film effect, and the oil film forms an oil film between the sliding contact surfaces. A state in which direct contact does not occur (a state in which only indirect contact via an oil film occurs). When the wedge film effect is generated and the fluid is lubricated, the sliding resistance becomes almost zero, so that it can be used at a high peripheral speed, which was not possible in the past.
また、この玉軸受1は、図12に示すように、保持器円環部21がシール部材6に摺接して設けられているので、保持器円環部21の軸方向厚さを大きく設定し、保持器円環部21の剛性を高めることが可能となる。そのため、高速回転で使用したときにも、保持器爪部22が受ける遠心力による保持器円環部21のねじり変形を抑えることができ、保持器爪部22が径方向外方に向かって傾くのを抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 12, the
また、この玉軸受1は、軸受の設置部位のスペースが狭く、軸受の幅寸法を小さく抑える必要がある箇所(すなわち、従来は、シール付玉軸受を採用することを断念せざるを得ず、シール部材6を設けずに軸方向の両端が開放した開放型の玉軸受を採用せざるを得なかった箇所)にも設置することが可能である。
Further, in this
また、この玉軸受1は、図11に示すように、周方向対向面27の玉5を周方向に受け止める部分が、周方向の傾斜をもたず軸方向に真っ直ぐ延びるストレート形状とされているので、玉5が保持器爪部22に受け止められたときに、保持器爪部22に軸方向分力が生じない。そのため、保持器7がシール部材6に軸方向に強く押し付けられるのを防ぐことができ、保持器7とシール部材6の接触部分の摺動抵抗を効果的に抑えることが可能である。
Further, as shown in FIG. 11, the
また、この玉軸受1は、図12に示すように、平行頂部43と第1の傾斜頂部44とを有する軸方向突起42を採用しているので、低速で軸受が回転し、保持器爪部22が受ける遠心力が比較的小さいときには、軸方向突起42の平行頂部43とシール側摺接面41との間に、くさび膜効果による油膜を形成することができる。また、高速で軸受が回転し、保持器爪部22が受ける遠心力が比較的大きいときには、保持器円環部21が比較的大きいねじり変形を生じた状態で、軸方向突起42の平行頂部43および第1の傾斜頂部44とシール側摺接面41との間に、くさび膜効果による油膜を形成することができる。このように、軸受の回転速度によらず、安定して保持器7とシール部材6との間にくさび膜効果による油膜を形成することが可能である。
Further, as shown in FIG. 12, the
また、この玉軸受1は、図12に示すように、第1の傾斜頂部44の周方向に直交する断面形状がR形状であり、第1の傾斜頂部44と平行頂部43とが滑らかに接続しているので、保持器円環部21が比較的大きいねじり変形を生じた状態で、平行頂部43および第1の傾斜頂部44とシール側摺接面41との間にくさび膜効果による油膜を形成するときに、その油膜を安定して形成することが可能である。
Further, as shown in FIG. 12, the
また、この玉軸受1は、図12に示すように、軸方向突起42が、玉5のピッチ円に重なる位置かそれよりも径方向外側に配置されているので、保持器爪部22に作用する遠心力によって、保持器爪部22を径方向外方に向かって傾ける方向のねじり変形が保持器円環部21に生じたときに、そのねじり変形により、保持器側摺接面40とシール側摺接面41とが、軸方向突起42よりも径方向外側に外れた位置で接触する事態を防止することができる。
Further, as shown in FIG. 12, the
また、この玉軸受1は、図12に示すように、外径側軸方向溝24の溝底の位置が、保持器爪部22の先端の側から保持器円環部21の側に向かって次第に径方向外側に変化するので、外径側軸方向溝24内に供給された潤滑油が、ポンピング作用によって、保持器爪部22の先端の側から保持器円環部21の側に向かって移動し、保持器円環部21とシール部材6の間の領域に導入される。そのため、シール側摺接面41と軸方向突起42との間を十分に潤滑して、効果的にくさび膜による油膜を形成することが可能である。
Further, as shown in FIG. 12, in this
また、この玉軸受1は、環状空間4のシール部材6で塞がれた側の軸方向端部とは反対側の軸方向端部が開放しているので、シール側摺接面41と軸方向突起42との間を十分に潤滑して、確実にくさび膜による油膜を形成することが可能である。
Further, since the
図18に、第3実施形態にかかる玉軸受1を示す。第2実施形態は、保持器側摺接面40とシール側摺接面41のうちの保持器側摺接面40に軸方向突起42を設けたのに対し、第3実施形態は、シール側摺接面41に軸方向突起42を設けた点で異なり、それ以外の構成は同じである。そのため、第2実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 18 shows a
図19に示すように、シール側摺接面41には、複数の軸方向突起42が周方向に一定ピッチで形成されている。軸方向突起42は、シール部材6を構成するゴム材17に金型で成形されている。各軸方向突起42は、周方向に沿った断面形状が軸方向に凸の円弧状となるように形成されている。また、軸方向突起42の軸方向高さは、軸方向突起42の周方向の幅寸法の5%以下に設定されている。図では、軸方向突起42の存在を分かりやすくするために、軸方向突起42の軸方向高さを誇張して示している。一方、保持器側摺接面40は、軸方向に直角な円環状の平面であり、軸方向突起42は形成されていない。
As shown in FIG. 19, a plurality of
図18に示すように、軸方向突起42は、玉5のピッチ円(複数の玉5の中心を結ぶ仮想の円)に重なる位置かそれよりも径方向外側に配置されている。
As shown in FIG. 18, the
図18、図20に示すように、軸方向突起42は、平行頂部43と第1の傾斜頂部44と第2の傾斜頂部45とを有する。平行頂部43は、周方向に沿った断面における軸方向に凸の円弧状の頂部の高さが径方向に沿って一定の部分である。第1の傾斜頂部44は、周方向に沿った断面における軸方向に凸の円弧状の頂部の高さが平行頂部43の径方向外端から径方向外方に向かって次第に低くなる部分である。第2の傾斜頂部45は、周方向に沿った断面の軸方向に凸の円弧状の頂部の高さが平行頂部43の径方向内端から径方向内方に向かって次第に低くなる部分である。図18に示すように、第1の傾斜頂部44は、周方向に直交する断面形状が、平行頂部43と滑らかに接続するR形状となっている。第2の傾斜頂部45も、周方向に直交する断面形状が、平行頂部43と滑らかに接続するR形状となっている。
As shown in FIGS. 18 and 20, the
この玉軸受1は、図19に示すように、シール側摺接面41に、周方向に沿った断面形状が軸方向に凸の円弧状の複数の軸方向突起42が周方向に一定ピッチで形成されているので、その軸方向突起42と保持器側摺接面40の間に、くさび膜効果による油膜が形成され、その油膜によって軸方向突起42と保持器側摺接面40の間が流体潤滑状態となり、保持器7とシール部材6の間の接触抵抗をきわめて小さく抑えることができる。そのため、保持器7とシール部材6の接触部分の摺動抵抗によって異常発熱するのを防止することができる。
As shown in FIG. 19, the
また、この玉軸受1は、図18に示すように、平行頂部43と第1の傾斜頂部44とを有する軸方向突起42を採用しているので、低速で軸受が回転し、保持器爪部22が受ける遠心力が比較的小さいときには、軸方向突起42の平行頂部43と保持器側摺接面40との間に、くさび膜効果による油膜を形成することができる。また、高速で軸受が回転し、保持器爪部22が受ける遠心力が比較的大きいときには、保持器円環部21が比較的大きいねじり変形を生じた状態で、軸方向突起42の平行頂部43および第1の傾斜頂部44と保持器側摺接面40との間に、くさび膜効果による油膜を形成することができる。このように、軸受の回転速度によらず、安定して保持器7とシール部材6との間にくさび膜効果による油膜を形成することが可能である。
Further, as shown in FIG. 18, this
また、この玉軸受1は、図18に示すように、第1の傾斜頂部44の周方向に直交する断面形状がR形状であり、第1の傾斜頂部44と平行頂部43とが滑らかに接続しているので、保持器円環部21が比較的大きいねじり変形を生じた状態で、平行頂部43および第1の傾斜頂部44と保持器側摺接面40との間にくさび膜効果による油膜を形成するときに、その油膜を安定して形成することが可能である。
Further, as shown in FIG. 18, the
また、この玉軸受1は、図18に示すように、保持器7の内周に内径側軸方向溝26を設けているので、保持器爪部22の径方向内側の領域に供給された潤滑油が、内径側軸方向溝26を通って、保持器円環部21とシール部材6の間の領域に導入される。そのため、保持器側摺接面40と軸方向突起42との間を十分に潤滑して、効果的にくさび膜による油膜を形成することが可能である。
Further, as shown in FIG. 18, since the
その他の作用効果も第1実施形態および第2実施形態と同様である。 Other effects are the same as those in the first embodiment and the second embodiment.
図21~図26に、第4実施形態にかかる玉軸受1を示す。第4実施形態は、第3実施形態に比べて、シール部材51が追加され、さらに保持器7の一部形状が異なるが、それ以外の構成は同じである。そのため、第3実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
21 to 26 show the
図21に示すように、環状空間4の軸方向の両側の端部開口のうち一方の端部開口にシール部材6が設けられ、他方の端部開口にも、シール部材51が設けられている。シール部材6とシール部材51の間の環状空間4には潤滑剤が封入されている。
As shown in FIG. 21, a
図22、図23に示すように、保持器爪部22は、玉5と周方向に対向する周方向対向面27を有する。周方向対向面27の玉5を周方向に受け止める部分は、遠心力で保持器爪部22が径方向外方に移動したときに周方向対向面27が玉5に干渉しないように延びる平面形状とされている。図22に示すように、周方向対向面27は、軸方向に見たときに、径方向外側から径方向内側に向かって、保持器円環部21の中心と保持器爪部22の中心とを結ぶ仮想の直線に次第に近づく方向に傾斜した平面(保持器爪部22の周方向幅が径方向外側から径方向内側に向かって次第に小さくなるように延びる平面)である。
As shown in FIGS. 22 and 23, the
図24に示すように、保持器円環部21には、保持器爪部22の根元部分の径方向外側面から径方向外方に立ち上がる段差部52が設けられている。この段差部52を設けることにより、環状空間4に封入された潤滑剤が、外径側軸方向溝24に沿って保持器円環部21の側に移動したときに、その潤滑剤の一部を段差部52で受け止めて玉5の側に戻すことが可能となる。
As shown in FIG. 24, the
図25に示すように、周方向対向面27と軸方向対向面28は、複合Rの曲面で接続されている。図では、周方向対向面27と軸方向対向面28を接続する曲面は、周方向対向面27に連なって玉5の半径R1よりも小さい曲率半径R2をもつ部分円筒状の先端側R面53と、軸方向対向面28に連なって玉5の半径R1よりも大きい曲率半径R3をもつ部分円筒状の根元側R面54と、先端側R面53と根元側R面54とを滑らかにつなぐ中間R面55とで構成されている。
As shown in FIG. 25, the
この玉軸受1は、第3実施形態と同様の作用効果を有する。
The
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。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 玉軸受
2 内輪
3 外輪
4 環状空間
5 玉
6 シール部材
7 樹脂製保持器
21 保持器円環部
22 保持器爪部
23 径方向外側面
24 外径側軸方向溝
25 径方向内側面
26 内径側軸方向溝
27 周方向対向面
28 軸方向対向面
29 保持器被案内面
31 電動モータ
32 電気自動車用トランスミッション
40 保持器側摺接面
41 シール側摺接面
42 軸方向突起
43 平行頂部
44 第1の傾斜頂部
1
Claims (13)
前記内輪(2)の径方向外側に同軸に設けられた外輪(3)と、
前記内輪(2)と前記外輪(3)の間に形成される環状空間(4)に組み込まれた複数の玉(5)と、
前記複数の玉(5)を保持する樹脂製保持器(7)と、を備え、
前記樹脂製保持器(7)は、前記玉(5)の通過領域に隣接して周方向に延びる保持器円環部(21)と、前記保持器円環部(21)から周方向に隣り合う前記玉(5)の間を軸方向に延びる片持ち梁状の保持器爪部(22)とを有する玉軸受において、
前記保持器爪部(22)の径方向外側面(23)には、前記保持器爪部(22)の先端から前記保持器円環部(21)に向かって軸方向に延びる外径側軸方向溝(24)が形成され、
前記保持器爪部(22)の径方向内側面(25)には、前記保持器爪部(22)の先端から前記保持器円環部(21)に向かって軸方向に延びる内径側軸方向溝(26)が形成され、
前記保持器爪部(22)は、前記外径側軸方向溝(24)と前記内径側軸方向溝(26)とによって軸方向に直交する断面形状が径方向外方と径方向内方とに開放するH形状とされていることを特徴とする玉軸受。 Inner ring (2) and
An outer ring (3) coaxially provided on the outer side in the radial direction of the inner ring (2), and the outer ring (3).
A plurality of balls (5) incorporated in the annular space (4) formed between the inner ring (2) and the outer ring (3), and
A resin cage (7) for holding the plurality of balls (5) is provided.
The resin cage (7) has a cage annular portion (21) extending in the circumferential direction adjacent to the passing region of the ball (5) and a cage annular portion (21) adjacent to the cage annular portion (21) in the circumferential direction. In a ball bearing having a cantilever-shaped cage claw portion (22) extending axially between the matching balls (5).
On the radial outer surface (23) of the cage claw portion (22), an outer diameter side shaft extending axially from the tip of the cage claw portion (22) toward the cage annular portion (21). A directional groove (24) is formed and
On the radial inner side surface (25) of the cage claw portion (22), the inner diameter side axial direction extending axially from the tip of the cage claw portion (22) toward the cage annular portion (21). A groove (26) is formed and
The cage claw portion (22) has a cross-sectional shape orthogonal to the axial direction by the outer diameter side axial groove (24) and the inner diameter side axial groove (26). A ball bearing characterized by having an H shape that opens to the outside.
前記保持器爪部(22)は、前記玉(5)と周方向に対向する周方向対向面(27)を有し、
前記周方向対向面(27)の、前記玉(5)を周方向に受け止める部分は、遠心力で前記保持器爪部(22)が径方向外方に移動したときに前記周方向対向面(27)が前記玉(5)に干渉しないように延びる平面形状とされている請求項1に記載の玉軸受。 The axial length of the cage claw portion (22) is set to be larger than the radius of the ball (5).
The cage claw portion (22) has a circumferential facing surface (27) facing the ball (5) in the circumferential direction.
The portion of the circumferential facing surface (27) that receives the ball (5) in the circumferential direction is the circumferential facing surface (22) when the cage claw portion (22) is moved outward in the radial direction by centrifugal force. The ball bearing according to claim 1, wherein the ball bearing has a planar shape in which 27) extends so as not to interfere with the ball (5).
前記周方向対向面(27)と前記軸方向対向面(28)は、断面凹円弧状に接続している請求項2に記載の玉軸受。 The cage annular portion (21) has an axially facing surface (28) that faces the ball (5) in the axial direction.
The ball bearing according to claim 2, wherein the circumferential facing surface (27) and the axial facing surface (28) are connected in a concave arc shape in cross section.
前記保持器円環部(21)は、前記シール部材(6)と軸方向に対向して摺接する保持器側摺接面(40)を有し、
前記シール部材(6)は、前記保持器側摺接面(40)に摺接するシール側摺接面(41)を有し、
前記保持器側摺接面(40)と前記シール側摺接面(41)のうちの一方の摺接面に、周方向に沿った断面形状が軸方向に凸の円弧状の複数の軸方向突起(42)が周方向に一定ピッチで形成されている請求項1から5のいずれかに記載の玉軸受。 Further having an annular sealing member (6) that closes one end opening in the axial direction of the annular space (4).
The cage annular portion (21) has a cage-side sliding contact surface (40) that is in sliding contact with the seal member (6) so as to face axially.
The seal member (6) has a seal-side sliding contact surface (41) that is in sliding contact with the cage-side sliding contact surface (40).
A plurality of axial directions having an arc shape whose cross-sectional shape along the circumferential direction is convex in the axial direction on one of the sliding contact surfaces of the cage side sliding contact surface (40) and the seal side sliding contact surface (41). The ball bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein the protrusions (42) are formed at a constant pitch in the circumferential direction.
Priority Applications (4)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023210092A1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | ミネベアミツミ株式会社 | Ball bearing |
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- 2021-07-20 JP JP2021119580A patent/JP2022036002A/en active Pending
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WO2023210092A1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | ミネベアミツミ株式会社 | Ball bearing |
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