JP2023144204A - 玉軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】冠型の保持器の保持爪が遠心力によって変形しても、ポケットの内径面と玉との強接触を回避して回転トルクを低減させることができる、玉軸受を提供する。【解決手段】複数の玉を円周方向に等間隔に保持するポケット３１を有し、前記玉の軸方向一方側に位置する円環部３０と、この円環部３０から軸方向他方側に延びる複数対の保持爪３２とを備え、前記ポケット３１が、周方向に隣り合う前記保持爪３２の対向面と、前記円環部３０の軸方向一端面とによって形成され、前記ポケット３１の形状が、前記玉を抱え込む球状凹面である玉軸受において、前記ポケット３１の底面の内径部に凹部３３を形成した。【選択図】図３
Description
この発明は、高速回転時に生じる保持器と玉との干渉による発熱・損傷を予防することができる、自動車部品または産業機械ほか、あらゆる高速回転の用途へ適用可能な玉軸受に関する。
一般に、玉軸受は、図１６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複数の玉３と、前記複数の玉３を円周方向に等間隔に保持するポケット５を有する保持器４とを備える。
そして、前記保持器４として、図１７に示すような、冠型の保持器４を使用する場合がある（特許文献１)。
冠型の保持器４は、前記玉３の軸方向一方側に位置する円環部４ａと、この円環部４ａから軸方向他方側に延びる複数対の保持爪５ａとを有し、前記ポケット５が、周方向に隣り合う前記保持爪５ａの対向面と、前記円環部４ａの軸方向一端面とによって形成されている。前記ポケット５の形状は、前記玉３を抱え込む球状凹面であり、保持器４は軸方向に案内される。
ところで、電動自動車では、電費・走行性能の向上のために、電動機の回転速度を高めて電動機を小型・軽量化する必要がある。このような電動機の高速回転化に伴って、使用する軸受の最高回転速度が上昇し、軸受を構成する内部部品に作用する遠心力が増大する。
このような高速回転用途の玉軸受の保持器として、冠型の保持器４を使用した場合、一対の保持爪５ａが遠心力によって変形することにより、玉３との干渉により抵抗が漸増して発熱するという課題と共に、保持爪５ａや玉３の摩耗といった課題が生じる。
図１８（ａ）は、保持爪５ａが遠心力によって変形する前の状態を示し、図１８（ｂ）は、保持爪５ａが遠心力によって変形した状態を模式的に示しており、保持爪５ａが遠心力によって変形すると、図１８（ｂ）に示すように、×印で示した、ポケット５の底面の内径部と、保持爪５ａの先端の内径部とで、保持器４と玉３とが干渉する。
特許文献２には、遠心力によって保持器が変形しても、玉を収容するポケットの内径側端部に、玉が接触しないようにした玉軸受が開示されている。
即ち、この特許文献２の玉軸受は、図１９及び図２０に示すように、保持爪５ａを軸方向に延びるストレートの柱形状にして、柱形状の保持爪５ａが遠心力によって変形しても、玉３を収容するポケットの内径側端部と玉３とが干渉しないようにしている。
ところが、特許文献２に開示された玉軸受では、柱形状の保持爪５ａの内径側に内側軌道溝１ａに接触して保持器４の位置決めするガイド部５ｂを設け、保持器４のガイド部５ｂと内側軌道溝１ａとを接触させている。保持器４のガイド部５ｂと内側軌道溝１ａとが接触することにより、内側軌道溝１ａの油膜切れや摩擦が生じ、潤滑状態の悪化が懸念される。また、保持器４と内側軌道溝１ａとの距離、すきまを十分に確保することができないため、通油性の悪化も懸念される。
また、特許文献２に開示された保持器４は、専用の保持器設計が必要であり、費用、時間面において特別なコストが生じるという課題がある。
そこで、この発明は、玉軸受が高速回転した際に、冠型の保持器の保持爪が遠心力によって変形しても、ポケットの内径面と玉との強接触を回避して回転トルクをより低減させることができる、玉軸受を提供しようとするものである。
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、前記玉を複数の玉を円周方向に等間隔に保持するポケットを有する保持器とを備え、前記保持器は、前記玉の軸方向一方側に位置する円環部と、この円環部から軸方向他方側に延びる複数対の保持爪とを有し、前記ポケットが、周方向に隣り合う前記保持爪の対向面と、前記円環部の軸方向一端面とによって形成され、前記ポケットの形状が、前記玉を抱え込む球状凹面である玉軸受であって、前記ポケットの底面の内径部に凹部を形成したことを特徴とする。
前記凹部は、ポケットの底面の内径部から外径部に亘って径方向に連通していてもよい。
前記凹部は、ポケットの内径部の底面部が広く、この底面部から保持爪の先端側に向かって徐々に狭くなる形状に形成することができる。
前記凹部の周方向の両端からポケットの内径部に沿って保持爪の先端まで面取り部を形成してもよいし、ポケットの内径部の周方向の全周に亘って面取り部を形成してもよい。
前記保持器の回転運動は、玉によって案内される転動体案内にすることができる。
以上のように、この発明に係る玉軸受に使用する保持器は、ポケットの底面の内径部に凹部を形成することにより、高速回転時に保持爪が変形した際に、玉を凹部に逃がすことができるので、保持爪と玉の接触が緩和され、摩耗や昇温を回避することができ、高速回転用途に適用することができる。
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。
図１はこの発明の実施形態に係る玉軸受２０を示し、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、自動車の電装部品や補機部品、例えばファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、カーエアコン用電磁クラッチ、電動ファンモータ等に組み込まれて使用される。
図１に示す実施形態に係る玉軸受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、内側軌道部材２１の内側軌道溝２１ａと外側軌道部材２２の外側軌道溝２２ａとの間に転動自在に介装された複数の玉２３と、内側軌道部材２１と外側軌道部材２２との間に配置され、各玉２３を円周方向等間隔に保持する保持器２４と、内側軌道部材２１と外側軌道部材２２間の軸方向両側に配され、その内側軌道部材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とで主要部が構成されている。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油を封入することにより、玉２３が保持器２４のポケット内でスムーズに転動するようにしている。なお、前記シール部材２６を取付けずに潤滑油を通過させるようにしてもよい。
この実施形態は、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、または、エンジン出力で回転駆動する回転軸に装着されるものを示している。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が形成され、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に摺接している。なお、この実施形態では内側軌道部材２１が回転するタイプを例示しているが、内側軌道部材２１がシャフトなどの静止部材に装着され、外側軌道部材２２が回転軸に装着されて回転するタイプにも適用可能である。
この玉軸受２０の運転中、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するようにしている。
保持器２４は、図２及び図３に示すように、前記複数の玉２３を円周方向に等間隔に保持するポケット３１を有し、前記玉２３の軸方向一方側に位置する円環部３０と、この円環部３０から軸方向他方側に延びる複数対の保持爪３２とを備える。前記ポケット３１は、周方向に隣り合う前記保持爪３２の対向面と、前記円環部３０の軸方向一端面とによって形成され、前記ポケット３１の形状が、前記玉２３を抱え込む球状凹面である。
前記ポケット３１の底面の内径部には、保持爪３２が遠心力によって変形した際に、ポケット３１の底面の内径部と玉３との干渉を回避する平面三角形状の凹部３３を形成している。
このように、ポケット３１の底面の内径部に凹部３３を形成することにより、高速回転時に保持爪３２が変形しても、玉２３が凹部３３に逃げることにより、保持爪３２と玉２３の接触が緩和され、摩耗や昇温を回避することができる。
また、凹部３３によって、保持器２４のポケット３１内に潤滑油が流入しやすくなり、軸受の貧潤滑による焼付きを予防することができる。
図４及び図５は、この発明に係る玉軸受２０に使用する冠型の保持器２４の第２の実施形態を示している。
この第２の実施形態の保持器２４は、凹部３３を、ポケット３１の底面の内径部から外径部に亘って径方向に連通するように設けた例である。凹部３３が、ポケット３１の底面の内径部から外径部に亘って径方向に連通することにより、通油性がさらに向上する。
図６及び図７は、この発明に係る玉軸受２０に使用する冠型の保持器２４の第３の実施形態を示している。
この第３の実施形態の保持器２４の凹部３３は、ポケット３１の内径部の底面部が広く、この底面部から保持爪３２の先端側に向かって徐々に狭くなる形状に形成されている。
図８は、この発明に係る玉軸受２０に使用する冠型の保持器２４の第４の実施形態を示している。
この第４の実施形態の保持器２４は、第１の実施形態の変形例であり、第１の実施形態における凹部３３の周方向両端からポケット３１の内径部に沿って保持爪３２の先端まで面取り部３４を形成した例であり、面取り部３４によって保持器２４と玉２３との接触面圧の上昇が抑制されると共に、ポケット３１内へ潤滑油が流入し易くなり、潤滑性能が向上する。
図９は、この発明に係る玉軸受２０に使用する冠型の保持器２４の第５の実施形態を示している。
この第５の実施形態の保持器２４は、第２の実施形態の変形例であり、第２の実施形態における凹部３３の周方向両端からポケット３１の内径部に沿って保持爪３２の先端まで面取り部３４を形成し、保持器２４と玉２３との接触面圧の上昇を抑制すると共に、潤滑性能を向上させた例である。
図１０は、この発明に係る玉軸受２０に使用する冠型の保持器２４の第６の実施形態を示している。
この第６の実施形態の保持器２４は、第３の実施形態の変形例であり、ポケット３１の内径部の全周に亘って面取り部３４を形成し、潤滑性能を向上させた例である。
図１１は、この発明に係る玉軸受２０に使用する冠型の保持器２４の第７の実施形態を示している。
この第７の実施形態の保持器２４は、第１の実施形態の変形例であり、ポケット３１の底面の内径部に平面三角形状の凹部３３を形成し、保持爪３２の内径側の側面先端に、保持爪３２の先端に向かって外径側に傾斜する逃げ面３５を設け、保持爪３２が遠心力によって変形した際に、保持爪３２の先端と玉２３とが干渉しないようにした例である。
図１２及び図１３は、この発明に係る玉軸受２０に使用する冠型の保持器２４の第８の実施形態を示している。
この第８の実施形態の保持器２４は、第３の実施形態の変形例であり、凹部３３の両端から保持爪３２の内径側の側面先端に、保持爪３２の先端に向かって外周側に傾斜する逃げ面３５を設け、保持爪３２が遠心力によって変形した際に、保持爪３２の先端と玉２３とが干渉しないようにした例である。
図１４及び図１５は、この発明に係る玉軸受２０に使用する冠型の保持器２４の第９の実施形態を示している。
この第９の実施形態の保持器２４は、第２の実施形態の変形例であり、凹部３３の深さを第２の実施形態の凹部３３の深さよりも深くして、玉２３の逃げ量を増加させた例である。
なお、前記各実施形態において、凹部３３及び面取り部３４は、ポケット３１の中心点を通り、周方向と垂直な面に対して対称に設けられている。
前記保持器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）、ＰＡ９Ｔ（ポリアミド９Ｔ）、ＰＡ１１（ポリアミド１１）あるいはＰＡ６（ポリアミド６）などが望ましい。
また、内側軌道部材２１、外側軌道部材２２、玉２３は、例えば軸受鋼、浸炭鋼等の金属で形成される。
また、この玉軸受２０に充填されるグリースは、基油、増ちょう剤及び添加剤から成る半固体状の潤滑剤である。潤滑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。
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。
潤滑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。
この発明に係る玉軸受２０に使用する保持器２４は、回転運動が、玉２３によって案内される転動体案内で使用することができる。
以上のように、この発明に係る玉軸受２０に使用する保持器２４は、前記のように、ポケット３１の底面の内径部に逃がし凹部３３を形成することにより、高速回転時に保持爪３２が変形しても、玉２３を逃がし凹部３３に逃がすことができるので、保持爪３２と玉２３の接触が緩和され、摩耗や昇温を回避することができ、高速回転用途に適用することができる。
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、さらに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。
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
２５ 環状空間
２６ シール部材
３０ 円環部
３１ ポケット
３２ 保持爪
３３ 凹部
３４ 面取り部
３５ 逃げ面
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
２５ 環状空間
２６ シール部材
３０ 円環部
３１ ポケット
３２ 保持爪
３３ 凹部
３４ 面取り部
３５ 逃げ面
Claims (6)
- 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、前記複数の玉を円周方向に等間隔に保持するポケットを有する保持器とを備え、前記保持器は、前記玉の軸方向一方側に位置する円環部と、この円環部から軸方向他方側に延びる複数対の保持爪とを有し、前記ポケットが、周方向に隣り合う前記保持爪の対向面と、前記円環部の軸方向一端面とによって形成され、前記ポケットの形状が、前記玉を抱え込む球状凹面である玉軸受であって、前記ポケットの底面の内径部に凹部を形成したことを特徴とする玉軸受。
- 前記凹部が、ポケットの底面の内径部から外径部に亘って径方向に連通している請求項１記載の玉軸受。
- 前記凹部が、ポケットの内径部の底面部が広く、この底面部から保持爪の先端側に向かって徐々に狭くなる形状に形成されている請求項１記載の玉軸受。
- 前記凹部の周方向の両端からポケットの内径部に沿って保持爪の先端まで面取り部を形成したことを特徴とする請求項１～３のいずれかの項に記載の玉軸受。
- 前記ポケットの内径部の周方向の全周に亘って面取り部を形成したことを特徴とする請求項１～３のいずれかの項に記載の玉軸受。
- 前記保持器の回転運動が、玉によって案内される転動体案内であることを特徴とする請求項１～５のいずれかの項に記載の玉軸受。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2022051069A JP2023144204A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 玉軸受 |
| PCT/JP2023/009351 WO2023189430A1 (ja) | 2022-03-28 | 2023-03-10 | 玉軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022051069A JP2023144204A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 玉軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023144204A true JP2023144204A (ja) | 2023-10-11 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022051069A Pending JP2023144204A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 玉軸受 |
Country Status (2)
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|---|---|
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| WO (1) | WO2023189430A1 (ja) |
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| JP2007056930A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Nsk Ltd | 転がり軸受用樹脂製保持器及び転がり軸受 |
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2022
- 2022-03-28 JP JP2022051069A patent/JP2023144204A/ja active Pending
-
2023
- 2023-03-10 WO PCT/JP2023/009351 patent/WO2023189430A1/ja unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023189430A1 (ja) | 2023-10-05 |
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