JP2023044983A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軌道輪の円周面と保持器の案内面の摺動部での油膜形成能力に優れた転がり軸受にする。【解決手段】外方の軌道輪１と内方の軌道輪２のうちの一方が有する円周面１０と、保持器４が有する案内面１２との合成粗さが０．７μｍ以下であり、円周面１０の真円度が３０μｍ以下であることにより、摺動部での油膜パラメータを高める。【選択図】図１

Description

この発明は、軌道輪案内方式の保持器を備える転がり軸受に関する。

保持器を径方向に案内する方式は、大別して、転動体を円周方向に均等に配置する保持器を案内する方式として、保持器のポケット内面と転動体間の摺動による転動体案内方式と、内外いずれか一方の軌道輪の円周面と保持器の案内面間の摺動による軌道輪案内方式とがある。

軌道輪案内方式の場合、保持器の案内面と、軌道輪の円周面との間に案内すきまが設定されている。その軌道輪に対する保持器の偏心量が案内すきまの範囲を超えると、保持器の案内面が軌道輪の円周面に対して相対的に円周方向に摺動する。このとき、保持器の案合面と軌道輪の円周面との摺動部は、転がり軸受の内部に存在する油によって潤滑される。

特開２０１６－１６９７６６号公報

軌道輪案内方式の保持器においては、軌道輪の円周面と保持器の案内面の合成粗さが大きい場合、特に転がり軸受の低速回転時に軌道輪の円周面と保持器の案内面の摺動部において油膜が形成されづらく、その摺動抵抗は、転がり軸受の回転にとって抵抗となる。

また、硬い素材からなる軌道輪の円周面の表面粗さが大きい場合、前述の摺動部で油膜切れが生じた際の保持器の案内面への攻撃性が強く、案内面の早期損傷にもつながる。

また、保持器の案内面と軌道輪の円周面との間には、両面の摺動部へ円周方向に向かって次第に狭くなるくさび状隙間が形成されるので、油がくさび状隙間に円周方向に引き摺り込まれる際のくさび作用によって摺動部での油膜形成が促進される効果はあるが、軌道輪の円周面の真円度及び粗さが適切でないと摺動部で油膜が形成されず、両面の固体接触が起こり、摺動抵抗がより増加して、早期損傷の懸念が高まる。

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、軌道輪の円周面と保持器の案内面の摺動部での油膜形成能力に優れた転がり軸受にすることである。

上記の課題を達成するため、この発明は、外方の軌道面を有する外方の軌道輪と、内方の軌道面を有する内方の軌道輪と、前記外方の軌道面と前記内方の軌道面との間に配置された複数の転動体と、前記複数の転動体の円周方向間隔を保持する保持器と、を備え、前記外方の軌道輪と前記内方の軌道輪のうちの一方の軌道輪は、前記保持器を案内する円周面を有し、前記保持器は、前記転動体を保持する複数のポケット内面と、前記円周面に案内される案内面とを有する転がり軸受において、前記円周面と前記案内面との合成粗さが０．７μｍ以下であり、前記円周面の真円度が３０μｍ以下である構成を採用した。

上記構成によれば、保持器の案内面と軌道輪の円周面の摺動抵抗及び攻撃性に大きく影響する案内面及び円周面の合成粗さ並びに軌道輪の円周面の真円度について、その合成粗さを０．７μｍ以下に小さくし、その円周面の真円度を３０μｍ以下に小さくているので、両面の摺動部での油膜パラメータを高くして、優れた油膜形成能力を得ることができる。

この発明は、環状部と、円周方向に間隔をおいて前記環状部から軸方向一方へ突き出た二以上の爪部とを有し、円周方向に隣り合う前記爪部同士の間が、前記転動体を収容するポケットになっている保持器に好適である。この種の保持器は、爪部が片持ち梁であるため、二つの環状部間を柱部で区切ったかご形保持器に比して遠心力で変形し易く、高速回転によって保持器の案内面と軌道輪の円周面間の案内すきまが狭く変化し易い。前述のように合成粗さ及び円周面の真円度を小さく設定しておけば、高速回転を行っても摺動部の油膜切れや早期損傷を防止することができる。

前記保持器の軸方向他方への移動を規制できるように当該保持器に対して軸方向他方に配置された係止部材をさらに備え、前記環状部は、前記係止部材と軸方向に対向する背面を有し、前記環状部及び前記各爪部は、射出成型によって一体に形成されており、前記射出成型のゲートは、前記保持器の表面のうちの前記案内面及び前記背面を除いた部位に配置されているとよい。係止部材によって保持器の軸方向他方への移動を規制すれば、爪部の突出高さを短くして、遠心力による保持器変形を抑制することができる。また、環状部及び各爪部を射出成型で一体に形成すれば、保持器の量産性に優れる。その射出成型のゲートの位置は、保持器の表面におけるゲート痕の位置に対応するが、離型時、そのゲート痕にバリが生じることがある。ゲートの位置を保持器の案内面及び背面を除いた部位に配置しておけば、保持器のゲート痕にバリが生じたとしても、保持器を軌道輪で案内したり、爪部の短い保持器の背面を係止部材で受けて移動規制したりする際、ゲート痕のバリが軌道輪の円周面や係止部材に擦られないため、転がり軸受の回転トルクの増大や音振の要因とならない。

前記環状部に対する前記爪部の軸方向一方への突出高さを考えたとき、各爪部間での突出高さの相互差は、１２０μｍ以内であるとよい。複数の爪部の中で、突出高さが過大な爪部は、転動体との摺動面積が大きくなる懸念があり、転がり軸受の回転トルク低減にとって好ましくない一方、突出高さが過小な爪部は、転動体を十分に保持できない懸念があり、好ましくない。これらの問題を避けるため、各爪部間での突出高さの相互差は、１２０μｍ以内に小さくすることが好ましい。

前記保持器の前記ポケット内面と、当該ポケット内面に保持される前記転動体の表面との合成粗さが０．５１μｍ未満であるとよい。ポケット内面と転動体の表面間の摺動抵抗の上昇を緩和して発熱を抑えることができる。

前記保持器の外径不同及び内径不同は、それぞれ６００μｍ以内であるとよい。このように保持器の外径不同、内径不同を小さくすると、保持器の回転時の振れを抑えることができる。

例えば、前記保持器は、ポリアミド樹脂によって形成することができる。前述のように保持器の案内面と軌道輪の円周面との合成粗さ、その円周面の真円度を小さく設定しておけば、それら案内面と円周面の摺動抵抗による発熱や案内面に対する円周面の攻撃性が抑えられるので、スーパーエンジニアリングプラスチックに比して耐熱性に劣るポリアミド樹脂を保持器材料に採用しても、高速回転での使用に耐え得る保持器にすることができる。

前記保持器を潤滑する油の４０℃時の動粘度が５０ｃｓｔ以下であるとよい。油の動粘度が高いと、保持器や転動体による油の攪拌抵抗が大きくなり、転がり軸受が昇温し易くなり、また省エネルギ性を損ねることになる。４０℃時の動粘度が５０ｃｓｔ以下という低粘度の油で保持器を潤滑すれば、軸受内部での油の攪拌抵抗を抑えることができる。

この発明に係る転がり軸受は、モータ又はモータに接続された変速機に含まれた回転軸を支持する用途に好適である。この発明に係る転がり軸受は、前述のように保持器を軌道輪で案内する際の摺動部の潤滑性に優れるので、モータの回転軸のような高速回転用途に好適である。

ここで、モータとは、電気エネルギを変換して駆動源となる回転を出力する電気機器と、入力された回転を電気エネルギに変換する電気機器との少なくとも一方に該当するものを意味する。また、変速機とは、入力回転速度を変換して出力側に伝える装置を意味し、その速度変換の比率（減速比、変速比）が連続的に変えられる無段変速装置と、その速度変換の比率が固定されている固定比変速装置とを包含する概念であり、その固定比変速装置には、その速度変換の比率が１種類しかない減速機又は増速機と呼ばれるものが含まれる。

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、軌道輪の円周面と保持器の案内面の摺動部での油膜パラメータを高くして、油膜形成能力に優れた転がり軸受にすることができる。

この発明の実施形態に係る転がり軸受を示す半断面図 実施形態に係る転がり軸受を部分的に切り欠いて示す部分斜視図 実施形態に係る保持器の斜視図 実施形態に係る保持器の断面図 図４の保持器の右側面図 実施形態に係る転がり軸受の使用例を示す模式図

この発明に係る転がり軸受の一例としての実施形態を図１～図５に基づいて説明する。

図１、図２に示す転がり軸受は、外方の軌道輪１と、外方の軌道輪１に対して同軸に配置された内方の軌道輪２と、これら軌道輪１、２間に配置された複数の転動体３と、これら転動体３の円周方向間隔を保持する保持器４と、を備える。

ここで、内外の軌道輪１、２及び保持器４の中心軸が一致する状態での当該中心軸に沿った方向のことを「軸方向」という。また、当該中心軸回りに一周する円周に沿った方向のことを「円周方向」という。また、当該中心軸に直交する方向のことを「径方向」という。また、内径又は外径は、当該中心軸と同心の仮想内接円又は仮想外接円の直径を意味する。また、当該中心軸から径方向に遠ざかる方を径方向外側といい、当該中心軸に径方向に接近する方を径方向内側という。図１において、内外の軌道輪１、２及び保持器４の中心軸は一致しており、図１の左右方向は軸方向に相当し、軸方向一方を右方とし、これと反対の軸方向他方を左方とする。また、図１において、径方向は上下方向に相当する。

外方の軌道輪１は、外方の軌道面５を含む内周を有する環状の軸受部品である。内方の軌道輪２は、内方の軌道面６を含む外周を有する環状の軸受部品である。

転動体３は、玉からなる。複数の転動体３は、外方の軌道面５と内方の軌道面６との間に介在する。各軌道面５，６は、それぞれ断面円弧状の軌道溝からなる。図示では、深溝玉軸受を例示している。

保持器４は、複数の転動体３を円周方向に均等に配置するように保持する環状の軸受部品である。保持器４は、複数の転動体３を円周方向に均等に配置するように保持する。

外方の軌道輪１と内方の軌道輪２の一方が、回転軸（図示省略）と一体に回転するように固定され、他方が、回転軸に対して静止するハウジング（図示省略）に固定される。

転がり軸受の内部は、油で潤滑される。油は、軸受外部から供給される液体油でもよいし、軸受内部に入れられたグリースの基油であってもよい。

内外の軌道輪１，２及び転動体３は、それぞれ鋼によって形成されている。

保持器４は、図３～図５に示すように、円周方向全周に連続する環状部７と、円周方向に間隔をおいて環状部７から軸方向一方へ突き出た二以上の爪部８とを有する。

円周方向に向き合う爪部８同士の間は、転動体３を収容するポケット９になっている。ポケット９は、保持器４に対して転動体３が自由に動ける余裕をもった空間である。

ポケット９は、保持器４の径方向外側、径方向内側及び軸方向一方に開口している。ポケット９の軸方向一方の開口から転動体３をポケット９に収容することができる。

図１、図２に示すように、外方の軌道輪１と内方の軌道輪２のうちの一方の軌道輪２は、保持器４を案内する円周面１０を有する。円周面１０は、一方の軌道輪２の軌道面６よりも軸方向他方に位置し、かつ全周で円周方向に沿っている。

図示例の円周面１０は、一方の軌道輪２の外径を規定する円筒面状に形成されている。

保持器４は、転動体３を保持する複数のポケット内面１１と、円周面１０に案内される案内面１２とを有する。

案内面１２は、径方向の案内すきまをもって円周面１０と径方向に対向する表面部である。保持器４が一方の軌道輪２に対して案内すきま以上に偏心したとき、案内面１２と円周面１０が相対的に円周方向に摺動する。この摺動により、保持器４は、一方の軌道輪２によって径方向に案内される。図示例の案内面１２は、環状部７の内径を規定する円筒面状に形成されている。

案内面１２と円周面１０との合成粗さは、０．７μｍ以下である。ここで、合成粗さをσとすると、σ＝√（Ｒｑ₁ ^２＋Ｒｑ₂ ^２）である。Ｒｑ_１は、案内面１２における二乗平均平方根粗さである。Ｒｑ_２は、円周面１０における二乗平均平方根粗さである。ここで、二乗平均平方根粗さは、ＪＩＳ（日本工業規格 Ｂ０６０１：２０１３）に規定された二乗平均平方根粗さＲｑの値（μｍ）である。同ＪＩＳに規定された算術平均粗さＲａと、二乗平均平方根粗さＲｑとは、Ｒｑ＝１．２５Ｒａが成立する相関性をもつ。

案内面１２と円周面１０の摺動部における潤滑モードは、油膜パラメータΛ＝ｈ／σの値に基づいて評価することができる。ここで、ｈは、合成粗さσを成す二表面の摺動部における最小油膜厚さ（μｍ）である。Λ≧３であれば、その摺動部は二表面が油膜で完全に分離された流体潤滑であり、Λ＜３であれば、その摺動部は、微視的には二表面の固体接触部を含む境界潤滑又は混合潤滑であると考えられる。なお、円形の案内面１２と円周面１０の摺動部は、弾性流体潤滑理論における接触楕円と見做せるので、同理論に基づいて最小の油膜厚さｈを算出することができる。

案内面１２と円周面１０の合成粗さσを０．７μｍ以下とすることにより、モータシャフト、トランスミッション、ディファレンシャル等で推奨されている低粘度の油（図示省略）で転がり軸受の内部を潤滑する場合でも、転がり軸受の低速回転時から油膜パラメータΛ≧３を成立させることが可能になる。

また、円周面１０の真円度は、３０μｍ以下である。ここで、真円度は、円周面１０を通る任意の円周上を二つの同心の幾何学的円で挟んだとき、同心二円の間隔が最小となる場合の二円の半径差の値である。換言すれば、保持器４と円周方向に滑り合う円周面１０の全面のうち、最も径方向外側に位置する一点と中心軸間の径方向距離と、最も径方向内側に位置する一点と中心軸間の径方向距離との差の値は、３０μｍ以下である。このように小さな真円度の円周面１０とすることにより、案内面１２と円周面１０間が局所的に過度に狭くなって両面間の接触面圧が高くなることが避けられるので、案内面１２に対する硬い金属製の円周面１０の攻撃性が抑えられ、また、転がり軸受の低速回転時に円周面１０のどの位置を案内面１２が摺動しても油膜パラメータΛ≧３の成立性をもたせることができる。

すなわち、案内面１２と円周面１０との摺動部に円周方向に接近するに連れて次第に径方向に狭くなるくさび状隙間が形成される。そのくさび状隙間に油が引き摺り込まれる際のくさび作用によって油に流体圧力が生じ、案内面１２と円周面１０間の円周方向の相対的な周速が一定以上のとき、油膜パラメータΛ≧３が成立し、案内面１２と円周面１０との間が流体潤滑状態となる。

保持器４を含む軸受内部を潤滑する低粘度の油として、例えば、４０℃時の動粘度が５０ｃｓｔ以下である油が挙げられる。ここで、動粘度は、ＪＩＳ（Ｋ２２８３：２０００）に規定された動粘度試験方法に準拠して測定される値である。このように低粘度の油を採用することにより、軸受内部での油の攪拌抵抗が抑えられる。

４０℃時の動粘度が５０ｃｓｔ以下である油として、例えば、ＩＳＯ粘度分類のＶＧ４６相当以下の油が挙げられる。好ましくは、ＩＳＯ粘度分類のＶＧ３２相当以下の油を採用するとよい。

前述のような低粘度の油を採用する場合、案内面１２と円周面１０の合成粗さσ及び円周面１０の真円度は、両面間の相対的な周速が１００ｍ／ｓになったとき、油膜パラメータΛ≧３が成立する値に設定しておくことが好ましい。このような周速には、転がり軸受の回転開始後から僅かな時間で到達するため、速やかにΛ≧３が成立する状態へ遷移させることができる。

ポケット内面１１は、保持器４に対する転動体３の自由な移動量を決めるポケットすきまを転動体３との間に規定する表面部である。したがって、ポケット内面１１は、転動体３と接触することができる。

転がり軸受の回転時、保持器４が回転し、その遠心力によって保持器４が変形する。遠心力が強くなると、各爪部８が径方向外側へ傾斜し、環状部７が捩じれるように変形する。このような変形がポケット内面１１に及んでポケットすきまが小さくなる。ポケットすきまが負になってしまうと、ポケット内面１１が転動体３に干渉し、これらが異常に強く接触する。ポケットすきまを大きくすれば、音響特性が悪化する。高速回転時の音響特性を実用的なレベルにするため、ポケットすきまを０．５ｍｍ以下に設定することが好ましい。

図示例のポケット内面１１は、図３～図５に示すように、円周方向に隣り合う爪部８，８同士の円周方向に向い合う側に形成された一対の端面部１３，１３と、環状部７の軸方向一方の側面に形成されたポケット底面部１４とからなる。遠心力による爪部８の傾斜時に一対の端面部１３，１３が転動体３を抱えるように異常に強く接触することを避けるため、各爪部８の端面部１３は、転動体３に軸方向及び径方向に係合不可な形状になっている。例えば、一対の端面部１３，１３をそれぞれ軸方向及び径方向に沿った平坦面状にしたり、一対の端面部１３，１３を互いに平行かつ軸方向に沿った平坦面状にしたりすることができる。

ポケット底面部１４は、径方向及び円周方向に沿った平坦面状になっている。

環状部７に対する爪部８の軸方向一方への突出高さをＨとする。突出高さＨは、爪部８の先端に接する仮想ラジアル平面と、ポケット９の底に接する仮想ラジアル平面間の距離に相当する。爪部８の先端は、爪部８のうち、最も軸方向一方に位置する部分である。ポケット９の底は、ポケット内面１１のうち、最も軸方向他方に位置する部分であり、図示例においてはポケット底面部１４上である。

各爪部８間での突出高さＨの相互差は、１２０μｍ以内である。ここで、各爪部８間での突出高さＨの相互差とは、複数の爪部８の中で最大の突出高さと最小の突出高さの差分の値を意味する。

転がり軸受の高速回転中に転動体３が爪部８を乗り越えることを防ぐため、０．１５ｄ≦Ｈに設定されている。一方、突出高さＨを小さくする程、爪部８は遠心力の影響を受けにくくなる。Ｈ≦０．６５ｄに設定すると、爪部８の軽量化を図り、遠心力の影響を受けにくくすることができる。

Ｈ≦０．６５ｄに設定してポケット内面１１を転動体３に軸方向に係合不可な形状とする場合、爪部８と転動体３の係合で保持器４の抜け出しを十分に防止することが困難である。保持器４の抜け出しを防止するため、図１、図２に示す転がり軸受は、保持器４の軸方向他方への移動を規制できるように保持器４に対して軸方向他方に配置された係止部材１５をさらに備える。

係止部材１５は、外方の軌道輪１の周溝に取り付けられた環状の密封部材になっている。係止部材１５として、芯金と、シールリップを含む弾性材とで構成したシールを用いた例を示したが、金属板からなるシールドを採用したり、保持器規制専用の係止部材を採用したりすることも可能である。また、係止部材は内方の軌道輪に取り付けてもよい。

環状部７の軸方向他方の側面には、係止部材１５と軸方向に対向する背面１６が形成されている。係止部材１５と背面１６間にはクリアランスが設定されている。保持器４が複数の転動体３に対して軸方向他方へ抜けようとしたとき、保持器４の背面１６が係止部材１５によって軸方向に受けられ、保持器４は、背面１６において係止部材１５に対して円周方向に摺動する。

係止部材１５と保持器４、軌道輪２等の各他部材との各摺動部も、それぞれ流体潤滑に遷移させることが可能になっている。すなわち、各摺動部を成す二表面のいずれか一方の表面に円周方向に並ぶ二以上の突起を形成し、他方の表面を円周方向に沿った面とし、突起で他方の表面との間にくさび状隙間を形成し、円周方向に隣り合う突起同士の間の油を突起で他方の表面との間に引き摺り込む際のくさび作用によって油膜形成を促進するようにしている。

前述のような係止部材や突起列による流体潤滑の実現は、特許文献１等で公開した技術であるので、その詳細な図示説明を省略する。

保持器４のポケット内面１１と、当該ポケット内面１１に保持される転動体３の表面との合成粗さσは、０．５１μｍ未満である。転動体３の表面は、内外の軌道面５、６を転動し、転動体３間の円周方向間隔を保持するためにポケット内面１１に円周方向に受けられる転動面である。転動体３の表面は、ポケット内面１１に対して転動体３の転動方向に摺動する。ポケット内面１１と転動体３の表面との合成粗さσを０．５１未満にすることにより、遠心力による爪部８の傾斜時にポケットすきまが狭くなった際、ポケット内面１１と転動体３間での摺動抵抗の上昇が緩和され、その摺動部での発熱が抑えられる。

環状部７の外周には、環状部７の外径を規定する円筒面１７が形成されている。各爪部８には、円筒面１７と同一面状の円孤面が形成されている。円筒面１７と外方の軌道輪１の内周との間の径方向すきまは、前述の案内すきまよりも大きく設定されており、通常、円筒面１７と軌道輪１が保持器４の案内に寄与することはない。

保持器４の外径不同は、６００μｍ以内である。ここで、保持器４の外径不同は、保持器４の外径を規定する円形面の全面にわたって得られた実測外径の最大値と最小値との差である。図示例では、環状部７の円筒面１７が保持器４の外径を規定する円形面である。保持器４の外径不同を６００μｍ以内に小さくすることにより、保持器４の外径付近の体積配分が円周方向に関して良好に均等化されるので、保持器４の回転時の振れが抑えられる。

保持器４の内径不同は、６００μｍ以内である。ここで、保持器４の内径不同は、保持器４の内径を規定する円形面の全面にわたって得られた実測内径の最大値と最小値との差である。図示例では、環状部７の案内面１２が保持器４の内径を規定する円形面である。保持器４の内径不同を６００μｍ以内に小さくすることにより、保持器４の内径付近の体積配分が円周方向に関して良好に均等化されるので、保持器４の回転時の振れが抑えられる。

保持器４の案内面１２の直径不同は、６００μｍ以内である。ここで、案内面１２の全面にわたって得られた実測内径の最大値と最小値との差である。案内面１２の直径不同を６００μｍ以内に小さくすることにより、円周面１０に摺動する案内面１２の直径不同によって保持器４が径方向に変位させられる量が良好に抑えられるので、保持器４の回転時の振れが抑えられる。

保持器４の全体は、合成樹脂によって形成されている。ここで、合成樹脂の概念には、一種単独のもの、二種以上を混ぜたもの、一種以上の樹脂を母材として補強材（例えばガラス繊維、炭素繊維等）を混在させたもの（いわゆる繊維強化樹脂）が包まれる。高速回転に適した玉軸受にする場合、繊維強化樹脂を採用することが好ましい。

合成樹脂として、エンジニアリングプラスチックが採用されている。エンジニアリングプラスチックは、一般に、耐熱性が１００℃以上１２０℃以下であり、強度が５０ＭＰａ以上、曲げ弾性率が２．４ＧＰａ以上であるプラチックのことをいう。

より具体的には、保持器４は、エンジニアリングプラスチックの一種であるポリアミド樹脂によって形成されている。ポリアミド樹脂としては、例えば、ＰＡ，ＰＡ６，ＰＡ９，ＰＡ４６，ＰＡ６６、ＰＡ９Ｔ＋炭素繊維、ＰＡ４６又は６６＋ガラス繊維が挙げられる。

保持器４の全体は、軸方向に二分割の金型（図示省略）を用い、金型の１点又は多点のゲートから合成樹脂を射出し、射出した樹脂を金型内で冷却固化させる射出成型によって形成されている。ポケット内面１１及び案合面１２の表面粗さを小さくして前述の合成粗さを小さくするため、金型の対応の転写面は、例えば、鏡面仕上げ、すなわち算出平均粗さＲａが０．４μｍ以下である表面にすることが好ましい。

保持器４の表面を見たとき、ゲートと対応する位置には、保持器４の離型時、合成樹脂がせん断された断面であるゲート痕が形成される。

図３に示すように、ゲート（ゲート痕）Ｇは、保持器４の表面のうちのポケット内面１１、案内面１２及び背面１６を除いた部位に配置されている。図示例では、環状部７の円筒面１７を含む保持器４の外周上に全てのゲートＧが配置されている。円筒面１７を含む保持器４の外周上は、転がり軸受の回転時、他の軸受部品に対して摺動する部位ではない。このため、保持器４の外周上のゲート痕Ｇにバリが生じたとしても、保持器４の回転時、ゲート痕Ｇのバリが他の軸受部品に擦られることはない。

図１に示すこの転がり軸受は、例えば、モータ又はモータに接続された変速機に含まれた回転軸を支持する用途に好適である。その一例を図６に示す。

図６に示す回転伝達装置は、車両駆動用のモータ２０と、モータ２０に接続された変速機３０とを備える。変速機３０は、複数の回転軸３１～３３と、これら各回転軸３１～３３に設けられた歯車３４～３６と、回転軸３１，３２，３３を支持する複数の転がり軸受３７，３８とを備える。モータ２０のモータシャフトからなる回転軸２１は、回転軸３１と連結されており、両軸２１，３１は、一体に回転する。車両駆動用モータ２０が駆動源となる場合、車両駆動用モータ２０の出力軸となる回転軸２１から変速機３０の回転軸３１に入力され、変速機３０は、回転軸３１に入力された回転を減速して回転軸３３から出力する歯車減速機となる。車両駆動用モータ２０が回生ブレーキとなる場合、変速機３０は、走行車輪側から回転軸３３に入力された回転を増速して回転軸３１から車両駆動用モータ２０の回転軸２１に出力する歯車増速機となる。

回転軸２１，３１，３２を支持する各転がり軸受３７は、それぞれ深溝玉軸受になっている。回転軸３３を支持する転がり軸受３８は、円すいころ軸受になっている。各転がり軸受３７は、図１に示す実施形態に係る転がり軸受に該当するものである（以下、適宜、図１～６を参照）。

この転がり軸受は、上述のように、外方の軌道面５を有する外方の軌道輪１と、内方の軌道面６を有する内方の軌道輪２と、外方の軌道面５と内方の軌道面６との間に配置された複数の転動体３と、複数の転動体３の円周方向間隔を保持する保持器４と、を備え、外方の軌道輪１と内方の軌道輪２のうちの一方の軌道輪２が保持器４を案内する円周面１０を有し、保持器４が転動体３を保持する複数のポケット内面１１と、円周面１０に案内される案内面１２とを有するものであって、特に円周面１０と案内面１２との合成粗さσが０．７μｍ以下であり、円周面１０の真円度が３０μｍ以下であることにより、転がり軸受の低速回転時から両面１０，１２の摺動部での油膜パラメータΛを３以上に高くすることが可能な程に優れた油膜形成能力を得ることができる。

なお、案内面１２と円周面１０の合成粗さσは、量産性、加工性を考慮すると、０．４μｍ以上であることが好ましい。また、円周面１０の真円度は、量産性、加工性を考慮すると、５μｍ以上であることが好ましい。

また、この転がり軸受は、保持器４が環状部７と、円周方向に間隔をおいて環状部７から軸方向一方へ突き出た二以上の爪部８とを有し、円周方向に隣り合う爪部８，８同士の間が転動体３を収容するポケット９になっているので、遠心力による保持器４の変形で案内面１２と円周面１０の摺動部が狭く変化し易いが、前述のように優れた油膜形成能力が得られるので、高速回転を行っても摺動部の油膜切れや早期損傷を防止することができる。

また、この転がり軸受は、保持器４の軸方向他方への移動を規制できるように保持器４に対して軸方向他方に配置された係止部材１５をさらに備え、環状部７が係止部材１５と軸方向に対向する背面１６を有し、環状部７及び各爪部８が射出成型によって一体に形成されており、射出成型のゲートＧが保持器４の表面のうちの案内面１２及び背面１６を除いた部位に配置されていることにより、爪部８の突出高さＨを短くして、遠心力による保持器４の変形を抑制することができ、また、保持器４の量産性に優れ、ゲート痕Ｇにバリが生じたとしても、保持器４を軌道輪２で案内したり、爪部８の短い保持器４の背面１６を係止部材１５で受けて移動規制したりする際、ゲート痕Ｇのバリが軌道輪２の円周面１０や係止部材１５に擦られないため、転がり軸受の回転トルクの増大や音振の要因とならないようにすることができる。

また、この転がり軸受は、環状部７に対する爪部８の軸方向一方への突出高さＨを考えたとき、各爪部８間での突出高さＨの相互差は、１２０μｍ以内であることにより、最大の突出高さＨをもった爪部８であっても、その端面部１３と転動体３との摺動面積が過大にならず、最小の突出高さをもった爪部８であっても転動体３を円周方向に十分に保持することができる。

また、この転がり軸受は、保持器４のポケット内面１１と、当該ポケット内面１１に保持される転動体３の表面との合成粗さσが０．５１μｍ未満であることにより、ポケット内面１１と転動体３の表面間の摺動抵抗の上昇を緩和して発熱を抑えることができる。

また、この転がり軸受は、前記保持器の外径不同及び内径不同がそれぞれ６００μｍ以内であることにより、保持器４の回転時の振れを抑え、ひいては振動値の低減を図ることができる。

また、この転がり軸受は、保持器４がポリアミド樹脂によって形成されていることにより、スーパーエンジニアリングプラスチックに比して安価なポリアミド樹脂を保持器材料に採用しながらも、高速回転での使用に耐え得る保持器４にすることができる。

また、この転がり軸受は、保持器４を潤滑する油の４０℃時の動粘度が５０ｃｓｔ以下であることにより、軸受内部での油の攪拌抵抗を抑えることができ、ひいては転がり軸受でのトルク損失を抑えて省エネルギ運転を図ることができる。

この発明に係る転がり軸受３７は、モータ２０又はモータ２０に接続された変速機３０に含まれた回転軸２１，３１，３２を支持することにより、前述のように保持器を軌道輪で案内する際の摺動部の潤滑性に優れるので、低速回転時から高速回転時に至っても転がり軸受３７の低トルク運転を行う共に軸受内部の早期損傷を防ぐことができる。

この実施形態では、深溝玉軸受を例示したが、この発明は、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受等、他の軸受形式にも適用することも可能である。

また、この実施形態では、つの形保持器を例示したが、この発明はかご形保持器に適用することも可能である。

また、この実施形態では、つの形保持器と転動体の非分離化を爪部で行わず、係止部材で行う例を示したが、この発明は、爪部で転動体との非分離化を行う一般的な冠形保持器にも適用することが可能である。

また、この実施形態では、保持器の全体を合成樹脂によって形成した例を示したが、この発明は、他の材料で保持器を構成する場合にも適用することが可能である。保持器の表面のうちの他の軸受部品との摺動部位を合成樹脂で形成することは潤滑性や攻撃性の観点から好ましいが、摺動部位から外れた保持器部位を金属等の他材料で構成してもよく、例えば、補強目的で環状部の内部や、環状部、爪部の外径部等を金属環で構成し、その金属環を合成樹脂部にインサートしたり、接着したりすることも可能である。

今回開示された実施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。したがって、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。

１ 外方の軌道輪
２ 内方の軌道輪（一方の軌道輪）
３ 転動体
４ 保持器
５ 外方の軌道面
６ 内方の軌道面
７ 環状部
８ 爪部
９ ポケット
１０ 円周面
１１ ポケット内面
１２ 案内面
１５ 係止部材
１６ 背面
１７ 円筒面
２０ モータ
２１，３１，３２ 回転軸
３０ 変速機
３７ 転がり軸受

Claims (9)

1. 外方の軌道面を有する外方の軌道輪と、内方の軌道面を有する内方の軌道輪と、前記外方の軌道面と前記内方の軌道面との間に配置された複数の転動体と、前記複数の転動体の円周方向間隔を保持する保持器と、を備え、
   前記外方の軌道輪と前記内方の軌道輪のうちの一方の軌道輪は、前記保持器を案内する円周面を有し、
   前記保持器は、前記転動体を保持する複数のポケット内面と、前記円周面に案内される案内面とを有する転がり軸受において、
   前記円周面と前記案内面との合成粗さが０．７μｍ以下であり、前記円周面の真円度が３０μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記保持器は、環状部と、円周方向に間隔をおいて前記環状部から軸方向一方へ突き出た二以上の爪部とを有し、
   円周方向に向き合う前記爪部同士の間が、前記転動体を収容するポケットになっている請求項１に記載の転がり軸受。
3. 前記保持器の軸方向他方への移動を規制できるように当該保持器に対して軸方向他方に配置された係止部材をさらに備え、
   前記環状部は、前記係止部材と軸方向に対向する背面を有し、
   前記環状部及び前記各爪部は、射出成型によって一体に形成されており、前記射出成型のゲートは、前記保持器の表面のうちの前記案内面及び前記背面を除いた部位に配置されている請求項２に記載の転がり軸受。
4. 前記環状部に対する前記爪部の軸方向一方への突出高さを考えたとき、各爪部間での突出高さの相互差は、１２０μｍ以内である請求項２又は３に記載の転がり軸受。
5. 前記保持器の前記ポケット内面と、当該ポケット内面に保持される前記転動体の表面との合成粗さが０．５１μｍ未満である請求項１から４のいずれか１項に記載の転がり軸受。
6. 前記保持器の外径不同及び内径不同は、それぞれ６００μｍ以内である請求項１から５のいずれか１項に記載の転がり軸受。
7. 前記保持器は、ポリアミド樹脂によって形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載の転がり軸受。
8. 前記保持器を潤滑する油の４０℃時の動粘度が５０ｃｓｔ以下である請求項１から７のいずれか１項に記載の転がり軸受。
9. モータ又はモータに接続された変速機に含まれた回転軸を支持する請求項１から８のいずれか１項に記載の転がり軸受。

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