JP7270409B2 - ball bearing - Google Patents

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この発明は、樹脂製の保持器を備える玉軸受に関する。 The present invention relates to a ball bearing provided with a resin retainer.

EV(電気自動車)やPHEV(プラグインハイブリッド電気自動車)においては、エンジン駆動車と遜色のない駆動力を得るため、駆動源である電動モータの高速回転化が進んでいる。この高速回転の軸を支持するため、高速回転での運転に適した玉軸受が使用されている。 In EVs (electric vehicles) and PHEVs (plug-in hybrid electric vehicles), in order to obtain driving force comparable to that of engine-driven vehicles, electric motors, which are driving sources, are increasing in rotation speed. In order to support this high-speed rotating shaft, ball bearings suitable for high-speed operation are used.

高速回転対応の玉軸受には、樹脂製保持器が採用されている場合がある。特に、軸受の組み立て性やコストなどを重視する場合には、冠形保持器が採用されている。一般に、冠形保持器は、保持器の内周、外周及び軸方向一方の側面に開口した複数のポケット部を有する。ポケット部は、玉を包み込むような凹曲面状に形成されている。保持器の軸方向一方の側面におけるポケット部の開口幅は、玉の直径よりも小さく設定されている。内外の軌道面間に配置された複数の玉に対し、保持器の軸方向一方の側面におけるポケット部の開口縁を軸方向一方に向かって押し付けることにより、前述の開口幅を広げる弾性変形を保持器に生じさせ、その開口から玉がポケット部に収められる。弾性復元したポケット部は、軸方向他方に向かって玉と係合可能な状態となる。その係合により、保持器の軸方向他方への移動が規制される。 Some ball bearings designed for high-speed rotation use a resin retainer. In particular, crown-type retainers are used when the assemblability and cost of the bearing are important. In general, crown-shaped retainers have a plurality of pocket portions that are open on the inner periphery, the outer periphery, and one side surface in the axial direction of the retainer. The pocket portion is formed in a concave curved surface shape that wraps around the ball. The opening width of the pocket portion on one side surface in the axial direction of the retainer is set smaller than the diameter of the ball. The elastic deformation that widens the width of the opening is maintained by pressing the opening edge of the pocket portion on one axial side of the retainer toward one axial direction against the plurality of balls arranged between the inner and outer raceway surfaces. The ball is placed in the pocket through the opening of the vessel. The elastically restored pocket portion becomes engageable with the ball toward the other axial direction. The engagement restricts the movement of the retainer in the other axial direction.

一般的な冠形保持器の場合、高速回転時の遠心力による変形が問題になる。すなわち、保持器のうち、ポケット部を形成するように軸方向一方へ延びる突出部分は、片持ち梁になっているため、遠心力によってポケット部が軸方向一方に向かって半径方向外方へ傾き、これに伴い、保持器の環状部が捩れる。このため、ポケット部が玉や外輪に干渉して、摩耗粉の発生、異常発熱、短寿命化の懸念がある。 In the case of a general crown-shaped retainer, deformation due to centrifugal force during high-speed rotation is a problem. That is, since the protruding portion of the retainer extending in one axial direction to form the pocket portion is a cantilever beam, the pocket portion is inclined radially outward in one axial direction due to centrifugal force. , the annular portion of the retainer is twisted accordingly. For this reason, there is concern that the pocket portion will interfere with the balls and the outer ring, resulting in the generation of abrasion powder, abnormal heat generation, and shortened service life.

このような遠心力の影響を抑制するため、特許文献1の冠形保持器では、円周方向に隣り合うポケット部間に位置する中間部において軸方向の厚さを薄くすることにより、ポケット部の軸方向の深さを確保しつつ、ポケット部を形成する突出部分の軽量化を図っている。また、その中間部での軸方向の厚さをポケット部の底での軸方向の厚さよりも厚くすることにより、保持器としての強度を確保するようにしている。 In order to suppress the influence of such centrifugal force, in the crown-shaped retainer of Patent Document 1, the axial thickness of the intermediate portion located between the pocket portions adjacent in the circumferential direction is reduced to reduce the thickness of the pocket portion. The weight of the protruding portion forming the pocket portion is reduced while securing the depth in the axial direction. Further, by making the thickness in the axial direction at the intermediate portion larger than the thickness in the axial direction at the bottom of the pocket portion, the strength of the retainer is ensured.

また、特許文献2の保持器では、冠形の保持器本体と、保持器本体における突出部分の先端に取り付けられた金属製の変形防止部材とで保持器を構成し、遠心力によって突出部分が半径方向外方へ傾くことを防止している。 Further, in the retainer disclosed in Patent Document 2, the retainer is composed of a crown-shaped retainer body and a metal deformation preventing member attached to the tip of the protruding portion of the retainer body, and the protruding portion is deformed by centrifugal force. It is prevented from tilting radially outward.

また、特許文献3の冠形保持器では、ポケット部を形成する突出部分の外径を軸方向中間部から先端に向かって次第に小さくすることにより、軽量化を図って遠心力の影響を受け難くしている。さらに、玉のピッチ円直径よりも半径方向内方に寄った位置で玉とポケット部とを接触させる設定により、半径方向内方へ向う玉からの力を保持器に作用させて、高速回転時の保持器の変形を抑えるようにしている。 Further, in the crown-shaped retainer disclosed in Patent Document 3, the outer diameter of the protruding portion forming the pocket portion is gradually reduced from the axially intermediate portion toward the distal end, thereby reducing the weight and reducing the influence of centrifugal force. are doing. Furthermore, by setting the contact between the balls and the pocket portion at a position radially inward of the pitch circle diameter of the balls, the radially inward force from the balls acts on the retainer to deformation of the retainer is suppressed.

特開2016-169766号公報JP 2016-169766 A 特開2007-285506号公報JP 2007-285506 A 特開2013-200006号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2013-200006

しかしながら、特許文献1のように、ポケット部と玉の係合によって保持器の軸方向他方への移動を規制する場合、ポケット部を玉の中心よりも軸方向一方へ十分に余裕をもって延ばす必要がある。このため、ポケット部の先端部が遠心力の影響を受け易く、遠心力による保持器の変形を抑制することに限界がある。 However, when the movement of the retainer in the other axial direction is restricted by the engagement of the pocket portions and the balls as in Patent Document 1, it is necessary to extend the pocket portions in one axial direction from the center of the balls with a sufficient margin. be. Therefore, the tip of the pocket is easily affected by the centrifugal force, and there is a limit to suppressing deformation of the retainer due to the centrifugal force.

また、特許文献2のように冠形保持器本体に変形防止部材を取り付けて遠心力に抵抗させると、組立工程の追加、別部品費用等を要し、コスト高になる。さらに、変形防止部材が脱落する懸念が生じる。 In addition, if a deformation prevention member is attached to the crown-shaped retainer main body to resist centrifugal force as in Patent Document 2, an additional assembly process and separate component costs are required, resulting in an increase in cost. Furthermore, there is a concern that the deformation prevention member will fall off.

また、特許文献3のように、ポケット部を形成する突出部分の外径を軸方向の中間位置から先端まで次第に小さくすると、遠心力の影響を弱めることは可能だが、ポケット部と玉の係合によって保持器の軸方向他方への移動を規制する点は特許文献1と同様である。また、半径方向内方へ向う玉からの力をポケット部に作用させて遠心力による保持器の変形を抑制する場合、遠心力の影響で保持器が変形を起こすと、ポケット部の先端部における半径方向内方側が玉と強く接触することに直結し、その接触部で異常摩耗が進む懸念がある。 Further, as in Patent Document 3, if the outer diameter of the protruding portion forming the pocket portion is gradually reduced from the intermediate position in the axial direction to the tip, it is possible to weaken the influence of the centrifugal force, but the engagement between the pocket portion and the ball is the same as in Patent Document 1 in that the movement of the retainer in the other axial direction is restricted by . Further, when the force from the balls directed radially inward is applied to the pocket portion to suppress the deformation of the cage due to the centrifugal force, if the cage is deformed due to the centrifugal force, the tip portion of the pocket portion may be deformed. There is a concern that the radially inner side is directly connected to strong contact with the ball, and abnormal wear progresses at the contact portion.

また、EVやPHEVの電動モータの高速回転化は尚も進んでおり、電動モータの回転軸を支持する玉軸受においてはdmn(玉のピッチ円直径×毎分当りの回転数)値が200万を超える可能性がある。このような高速回転で実用可能な玉軸受を目指す場合、遠心力対策によって異常発熱を防ぐだけでなく、通常の発熱対策も重要になるので、保持器と玉間での潤滑油のせん断抵抗ですらも問題になり得る。これは、保持器の温度を120℃以下に保てる場合、比較的安価なエンジニアリングプラスチックを採用できるのに対し、120℃を超える場合、樹脂の耐熱性を考慮して比較的高価なスーパーエンジニアリングプラスチックを採用しなければならなくなるためである。 Electric motors for EVs and PHEVs continue to rotate at high speeds, and the ball bearings that support the rotating shafts of electric motors have a dmn value of 2,000,000. may exceed. When aiming for a ball bearing that can be used in such high-speed rotation, it is important not only to prevent abnormal heat generation by countering centrifugal force, but also to prevent normal heat generation, so the shear resistance of the lubricant between the cage and the balls is important. can also be a problem. If the temperature of the cage can be maintained at 120°C or less, relatively inexpensive engineering plastics can be used. This is because it will have to be adopted.

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、樹脂製保持器のポケット部が軸方向一方の側面に開口した形状である玉軸受において、コスト増を抑えつつ、遠心力による保持器の変形を抑えると共に、ポケット部と玉間での潤滑油のせん断抵抗を抑えることにある。 In view of the above background, the problem to be solved by the present invention is to provide a ball bearing in which the pocket portion of the resin retainer is open on one side surface in the axial direction, while suppressing an increase in cost, and To suppress the deformation of a ball and to suppress the shear resistance of lubricating oil between a pocket part and a ball.

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玉と、前記複数の玉を円周方向に均等に配置する樹脂製保持器と、を備え、前記保持器が、前記玉の円周方向位置を保つポケット部を円周方向の複数箇所に有し、前記ポケット部が、前記保持器の軸方向一方の側面に開口した形状である玉軸受において、前記外方の軌道輪と前記内方の軌道輪のうちのいずれか一方の軌道輪に取り付けられた係止部材をさらに備え、前記係止部材が、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対向部を有し、前記ポケット部の軸方向の深さをHとし、前記玉の直径をdとしたとき、Hとdの関係が、0.15d≦H≦0.65dに設定されており、前記一方の軌道輪が、当該軌道輪の前記軌道面よりも軸方向他方の位置で半径方向に深さをもって円周方向全周に連続するシール溝部を有し、前記係止部材が、金属板製の芯金と、当該芯金に付けられたエラストマとによって形成され、かつ前記シール溝部に取り付けられたシールからなる構成を採用した。 In order to achieve the above object, the present invention provides an outer raceway ring having an outer raceway surface, an inner raceway ring having an inner raceway surface, the outer raceway surface and the inner raceway surface. a plurality of balls arranged between the raceway surface of the ball and a resin retainer for evenly arranging the plurality of balls in a circumferential direction, wherein the retainer determines the circumferential positions of the balls In a ball bearing having pocket portions at a plurality of locations in the circumferential direction, the pocket portions opening to one side surface of the retainer in the axial direction, the outer bearing ring and the inner raceway further comprising a locking member attached to the bearing ring of one of the rings, the locking member axially relative to the cage so as to restrict movement of the cage in the other axial direction; It has a facing portion disposed on the other side, and when the depth in the axial direction of the pocket portion is H and the diameter of the ball is d, the relationship between H and d is 0.15d≤H≤0.65d. and the one raceway ring has a seal groove portion that is radially deep at a position on the other side in the axial direction of the raceway surface of the raceway ring and continues along the entire circumference in the circumferential direction, and A configuration is adopted in which the stop member is formed of a metal plate-made core bar and an elastomer attached to the core bar, and is composed of a seal attached to the seal groove.

上記構成によれば、一方の軌道輪に取り付けられた係止部材の対向部と保持器との係合で保持器の軸方向他方への移動を規制することが可能である。このため、ポケット部の軸方向の深さHと玉の直径dとの関係をH≦0.65dに設定することが可能である。ここで、H≦0.65dにすると、前述の突出部分を軸方向に短くして軽量になるので、高速回転時、保持器が遠心力の影響を受けにくくなり、遠心力による保持器の変形を抑えると共に、ポケット部と玉間でのせん断抵抗を抑えることができる。また、H>0.65dに設定すると、ポケット部と玉の係合のみで保持器の軸方向他方への移動を規制可能な従来例と同様のポケット部の深さになるため、係止部材の対向部による規制を採用する意義がなくなる。また、H<0.15dに設定すると、ポケット部で玉の円周方向位置を保つことが困難になる。シール溝部を有する軌道輪や、金属板製の芯金とエラストマとによって形成され、シール溝部に対する圧入によって取り付けられるシールは、いずれもシール付玉軸受において一般的な構造のものである。このため、公知のシール付玉軸受用の軌道輪とシールの仕様に基づいて一方の軌道輪、係止部材を実現し、コスト増を抑えることができる。 According to the above configuration, it is possible to restrict the movement of the retainer in the other axial direction by engaging the retainer with the facing portion of the locking member attached to one bearing ring. Therefore, it is possible to set the relationship between the axial depth H of the pocket portion and the diameter d of the ball to H≦0.65d. Here, if H≤0.65d, the protruding portion is shortened in the axial direction and the weight is reduced, so that the retainer is less susceptible to centrifugal force during high-speed rotation, and deformation of the retainer due to centrifugal force occurs. can be suppressed, and the shear resistance between the pocket portion and the ball can be suppressed. Further, when H>0.65d, the depth of the pocket portion is the same as that of the conventional example that can restrict the movement of the retainer in the other axial direction only by the engagement between the pocket portion and the ball. There is no meaning in adopting the regulation by the facing portion of the . Also, if H<0.15d, it becomes difficult to maintain the circumferential position of the ball at the pocket portion. A bearing ring having a seal groove and a seal formed of a metal plate core and an elastomer and attached by press-fitting into the seal groove all have common structures in sealed ball bearings. Therefore, one bearing ring and locking member can be realized based on the specifications of a bearing ring and a seal for a known sealed ball bearing, and an increase in cost can be suppressed.

好ましくは、前記ポケット部の深さHと前記玉の直径dの関係がH<0.5dに設定されているとよい。このようにすると、遠心力による保持器の変形や前述のせん断抵抗をより抑えることができる。また、H<0.5dの場合、ポケット部に従来のような玉を抱える爪がなく、保持器を所定の位置に置くだけで各ポケット部に玉を入れることができる。 Preferably, the relationship between the depth H of the pocket portion and the diameter d of the ball is set to H<0.5d. By doing so, deformation of the retainer due to centrifugal force and the aforementioned shear resistance can be further suppressed. In the case of H<0.5d, there are no claws for holding the balls in the pocket portions as in the conventional case, and the balls can be put in the respective pocket portions simply by placing the retainer at a predetermined position.

また、前記係止部材と前記保持器との間に軸方向のクリアランスが設定されており、前記係止部材の前記対向部と前記保持器のうちのいずれか一方が、他方との間に円周方向に向かって軸方向に狭くなる空間を形成する二つ以上の突起を有し、これら突起が、円周方向に間隔をおいて並ぶように配置されているとよい。このようにすると、保持器と係止部材間に軸方向のクリアランスを取っているので、係止部材の対向部と保持器の対向する二側面間に潤滑油が入り込み、油膜の形成が起こる。また、その二側面間において一方の側面の突起が他方の側面との間に形成するくさび状の空間の狭くなる方へ潤滑油を引き摺ると、動圧を発生させるくさび効果が生じるので、その油膜の形成を促進し、保持器と対向部の摩耗を防止することができる。突起の数が多い程、保持器と係止部材間の相対的な周速差が大きくなる場合、円周方向に間隔をおいて並ぶ各突起が高速に周回しながら潤滑油を引き摺るため、他方の側面で円周方向に油膜が連続する状態に保たれ、各突起と他方の側面間のくさび効果が途絶えることなく生じ、これにより、突起と他方の側面を完全に分離させる油膜の厚さを実現することも可能になる。すなわち、前述の周速差が所定以上になると、保持器と係止部材間の摩擦状態を流体潤滑状態にすることが可能になる。その流体潤滑状態では、係止部材の対向部と保持器の油膜を介した非接触の係合によって保持器の軸方向他方への移動が規制されるので、前述の摩耗を良好に防止することができる。 Further, an axial clearance is set between the locking member and the retainer, and one of the opposing portion of the locking member and the retainer is circularly spaced between the other. It is preferable to have two or more protrusions forming a space that narrows in the axial direction in the circumferential direction, and that the protrusions are arranged so as to be spaced apart in the circumferential direction. With this configuration, since an axial clearance is provided between the retainer and the locking member, lubricating oil enters between the facing portion of the locking member and the two opposing side surfaces of the retainer to form an oil film. In addition, if the lubricating oil is dragged in the narrower direction of the wedge-shaped space formed between the projections on one side and the other side between the two sides, a wedge effect that generates dynamic pressure is generated, so that the oil film can be promoted, and wear of the retainer and the opposing portion can be prevented. When the relative peripheral speed difference between the retainer and the locking member increases as the number of protrusions increases, the protrusions arranged at intervals in the circumferential direction circulate at high speed and drag the lubricating oil. A continuous oil film is maintained in the circumferential direction on the side of the , creating a continuous wedging effect between each projection and the other side, thereby increasing the thickness of the oil film that completely separates the projection from the other side. can also be realized. That is, when the peripheral speed difference is equal to or greater than a predetermined value, the friction state between the retainer and the engaging member can be changed to the fluid lubrication state. In the fluid-lubricated state, the movement of the retainer in the other axial direction is regulated by the non-contact engagement between the opposing portion of the locking member and the retainer through the oil film, so that the wear described above can be effectively prevented. can be done.

例えば、前記係止部材の前記対向部が前記二つ以上の突起を有し、これら突起が前記エラストマによって形成されているとよい。このようにすると、エラストマの成型時に突起も形成することができ、芯金に突起をプレス加工する場合よりも突起の寸法精度を良くすることができる。 For example, the facing portion of the locking member may have the two or more protrusions, and these protrusions may be formed of the elastomer. In this way, the projections can be formed during the molding of the elastomer, and the dimensional accuracy of the projections can be improved as compared with the case where the projections are press-worked on the metal core.

前記外方の軌道輪と前記内方の軌道輪のうち、前記一方の軌道輪と反対の他方の軌道輪が、円周方向に沿って全周に連なるシール摺動面を有し、前記係止部材が、前記シール摺動面に対して円周方向に摺動できるように前記エラストマによって形成されたシールリップを有し、当該シールリップが、前記シール摺動面との間に円周方向に向かって軸方向に狭くなる空間を形成する二つ以上の弾性突起を含み、これら弾性突起が、円周方向に間隔をおいて並んでおり、円周方向に隣り合う前記弾性突起間が、軸受内部と軸受外部間に亘って連通する油通路になっているとよい。このようにすると、軸受回転に伴い、シールリップの各弾性突起が油通路内の潤滑油をシール摺動面との間に形成するくさび状の空間の狭くなる方へ引き摺ると、くさび効果が生じるので、油膜の形成を促進することができ、係止部材と他方の軌道輪間の周速差が所定以上になると、シールリップとシール摺動面間の摩擦状態を流体潤滑状態にすることが可能になる。ひいては、シールリップの摩耗を抑え、非接触形のシールを係止部材として採用した場合と同等レベルまでシールトルクを低減し、玉軸受の高速回転にも対応することができる。また、油通路を通過可能な異物の粒径を弾性突起の突出高さに基づいて定めることが可能なため、所定粒径の異物侵入を防ぐこともできる。 Of the outer bearing ring and the inner bearing ring, the one bearing ring and the other bearing ring opposite to the one bearing ring have a seal sliding surface extending along the entire circumference in the circumferential direction, and A stop member has a seal lip formed by the elastomer so as to slide circumferentially against the seal sliding surface, and the seal lip is circumferentially disposed between the seal sliding surface and the seal sliding surface. two or more elastic projections forming a space that axially narrows toward the elastic projections, the elastic projections being spaced apart in the circumferential direction, and the distance between the circumferentially adjacent elastic projections being: It is preferable that the oil passage communicates between the inside of the bearing and the outside of the bearing. In this way, as the bearing rotates, each elastic projection of the seal lip drags the lubricating oil in the oil passage toward the narrow wedge-shaped space formed between the seal sliding surface and the wedge effect. Therefore, the formation of an oil film can be accelerated, and when the circumferential speed difference between the locking member and the other raceway ring exceeds a predetermined value, the frictional state between the seal lip and the seal sliding surface can be brought into a fluid lubrication state. be possible. As a result, wear of the seal lip can be suppressed, seal torque can be reduced to the same level as when a non-contact type seal is employed as the locking member, and high-speed rotation of the ball bearing can be handled. Further, since the particle size of foreign matter that can pass through the oil passage can be determined based on the projection height of the elastic protrusion, it is possible to prevent foreign matter having a predetermined particle size from entering.

前記保持器が、エンジニアリングプラスチックによって形成されているとよい。前述のように遠心力による保持器の変形を抑えて異常発熱を防ぐと共にせん断抵抗による発熱を抑えることが可能なため、エンジニアリングプラスチックに比して高価なスーパーエンジニアリングプラスチックの使用を避けて、保持器の製造コストを抑制することができる。 The retainer may be made of engineering plastic. As mentioned above, it is possible to suppress deformation of the cage due to centrifugal force and prevent abnormal heat generation, as well as heat generation due to shear resistance. manufacturing cost can be suppressed.

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、遠心力による保持器の変形を抑えると共に、ポケット部と玉間での潤滑油のせん断抵抗を抑えることができる。 As described above, the present invention can suppress the deformation of the retainer due to the centrifugal force and suppress the shear resistance of the lubricating oil between the pocket portion and the balls by adopting the above configuration.

この発明の第一実施形態に係る玉軸受を示す断面図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Sectional drawing which shows the ball bearing which concerns on 1st embodiment of this invention 第一実施形態に係る玉軸受の使用例を示す概念図Conceptual diagram showing an example of use of the ball bearing according to the first embodiment 図1の玉軸受の断面斜視図Sectional perspective view of the ball bearing of FIG. 図1の保持器の軸方向一方側を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing one axial side of the retainer of FIG. 1 ; 図1の保持器の軸方向他方側を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing the other axial side of the retainer of FIG. 1 ; 図1の係止部材の軸方向一方側を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing one axial side of the locking member in FIG. 1 ; 図1のVII-VII線の切断面の部分拡大断面図Partially enlarged cross-sectional view of a cross section taken along line VII-VII in FIG. この発明の第二実施形態に係る玉軸受を示す断面図Sectional drawing which shows the ball bearing which concerns on 2nd embodiment of this invention 図8のシールリップ付近の拡大図Enlarged view of the vicinity of the seal lip in Fig. 8 図8のシールリップの軸方向一方側の部分拡大側面図FIG. 9 is a partially enlarged side view of one axial side of the seal lip of FIG. 8 ; 図9のXI-XI線の切断面の部分拡大断面図Partially enlarged cross-sectional view of a cross section taken along line XI-XI in FIG.

この発明に係る玉軸受の一例としての第一実施形態を図1~図7に基づいて説明する。 A first embodiment as an example of a ball bearing according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.

図1に示す玉軸受10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間に配置された保持器3と、保持器3によって円周方向に所定のピッチで並ぶように配置された複数の玉4と、を備える。 A ball bearing 10 shown in FIG. A retainer 3 and a plurality of balls 4 arranged so as to be arranged in a circumferential direction at a predetermined pitch by the retainer 3 are provided.

ここで、保持器の回転中心線に沿った方向のことを「軸方向」という。また、その保持器の回転中心線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、その保持器の回転中心線に直交する方向のことを「半径方向」という。また、軸方向一方と他方の概念は、その保持器を基準に考えた方向である。また、内径又は外径は、保持器の回転中心線と同心の仮想内接円又は仮想外接円の直径を意味する。図1において、左右方向は軸方向に相当し、軸方向一方を左方とし、軸方向他方を右方とする。また、図1において、半径方向は上下方向に相当し、上方向は半径方向外方に相当し、下方向は半径方向内方に相当する。 Here, the direction along the rotation center line of the retainer is called the "axial direction". Also, the direction along the circumference of the cage around the rotation center line is referred to as the "circumferential direction". A direction orthogonal to the rotation center line of the retainer is called a "radial direction". Also, the concept of one axial direction and the other axial direction is the direction considered with respect to the retainer. Also, the inner diameter or outer diameter means the diameter of a virtual inscribed circle or virtual circumscribed circle concentric with the rotation center line of the retainer. In FIG. 1, the left-right direction corresponds to the axial direction, with one axial direction being left and the other axial direction being right. In FIG. 1, the radial direction corresponds to the vertical direction, the upward direction corresponds to radially outward, and the downward direction corresponds to radially inward.

外方の軌道輪1は、外方の軌道面1a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2aを含む外周を有する環状の軸受部品である。外方の軌道面1aと内方の軌道面2aは、それぞれ断面円弧状の軌道溝からなる。図示では、深溝玉軸受用かつシール軸受用の軌道輪1、2を例示している。 The outer bearing ring 1 is an annular bearing component having an inner circumference including an outer raceway surface 1a. The inner race 2 is an annular bearing component having an outer circumference that includes an inner raceway surface 2a. The outer raceway surface 1a and the inner raceway surface 2a each consist of a raceway groove having an arc-shaped cross section. The illustration shows bearing rings 1 and 2 for a deep groove ball bearing and a seal bearing.

一般に、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。図示例では、dmn220万で運転可能な玉軸受を想定している。このため、玉軸受10は、潤滑油(図示省略、以下、同じ)で軸受内部を潤滑する油潤滑方式で使用される。このような高速運転の用途として、例えば、図2に概念的に示すように、モータ5の回転軸5aをハウジング6に対して回転自在に支持する場合が挙げられる。モータ5は、例えば、自動車の駆動源となる電動モータである。 In general, one of the outer bearing ring 1 and the inner bearing ring 2 is fixed for rotation with a rotating shaft (not shown) and the other is a housing (not shown) stationary relative to the rotating shaft. fixed to In the illustrated example, a ball bearing that can be operated with a dmn of 2,200,000 is assumed. For this reason, the ball bearing 10 is used in an oil lubrication system in which the inside of the bearing is lubricated with lubricating oil (not shown, hereinafter the same). As an application for such high-speed operation, for example, as conceptually shown in FIG. The motor 5 is, for example, an electric motor that serves as a drive source for an automobile.

図1、図3に示すように、複数の玉4は、外方の軌道面1aと内方の軌道面2aとの間に配置されている。保持器3は、複数の玉4を円周方向に均等に配置する。 As shown in FIGS. 1 and 3, the plurality of balls 4 are arranged between the outer raceway surface 1a and the inner raceway surface 2a. The retainer 3 evenly arranges a plurality of balls 4 in the circumferential direction.

保持器3は、図4に示すように、玉4の円周方向位置を保つポケット部3aを円周方向の複数箇所に有し、かつ複数の玉4の公転に伴って複数のポケット部3aと一体に円周方向に回転できるように連なった軸受構成要素の全体をいう。 As shown in FIG. 4, the retainer 3 has pocket portions 3a at a plurality of locations in the circumferential direction for maintaining the circumferential positions of the balls 4. The whole of the bearing components connected so that they can rotate together in the circumferential direction.

保持器3は、樹脂製のものである。ここで、樹脂製とは、保持器3の全体が樹脂によって形成されていることを意味する。その樹脂の概念には、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。 The retainer 3 is made of resin. Here, "made of resin" means that the entire retainer 3 is made of resin. The concept of the resin includes a single type, a mixture of two or more types, and a mixture of reinforcing materials (such as glass fiber, carbon fiber, etc.) mixed with one or more types of resin as a base material (so-called fiber reinforced resin). is wrapped. When making a ball bearing suitable for high-speed rotation, it is preferable to employ a fiber-reinforced resin.

保持器3では、前述の樹脂として、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。 The retainer 3 employs an engineering plastic as the aforementioned resin. Engineering plastics generally refer to plastics having a heat resistance of 100° C. or higher and 120° C. or lower, a strength of 50 MPa or higher, and a flexural modulus of 2.4 GPa or higher.

エンジニアリングプラスチックの主なものとして、例えば、ポリアミド(PA,PA6,PA9,PA46,PA66)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等が挙げられ、繊維強化樹脂としては、(PA46又は66+ガラス繊維)や(PA9T+炭素繊維)が挙げられる。 Main engineering plastics include, for example, polyamides (PA, PA6, PA9, PA46, PA66), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polybutylene terephthalate (PBT), and the like. (PA46 or 66 + glass fiber) and (PA9T + carbon fiber).

保持器3の全体は、軸方向に二分割の金型を用いた射出成形によって一体に形成されている。 The entire retainer 3 is integrally formed by injection molding using an axially split mold.

図1、図4に示すように、ポケット部3aは、玉4を収めるための空間を形成する凹面部であって、保持器3の軸方向一方の側面に開口した形状である。複数のポケット部3aは、円周方向に一定ピッチで配置されている。玉4は、一般的な冠形保持器と同様に、保持器3の軸方向一方の側面の開口からポケット部3aに収められる。 As shown in FIGS. 1 and 4, the pocket portion 3a is a concave portion that forms a space for housing the ball 4, and has a shape that is open on one axial side surface of the retainer 3. As shown in FIG. The plurality of pocket portions 3a are arranged at a constant pitch in the circumferential direction. Balls 4 are housed in pocket portions 3a through openings on one axial side surface of cage 3, as in a general crown-shaped cage.

図4、図5に示すように、保持器3の外周と内周には、それぞれ複数のポケット部3aよりも軸方向他方の位置に円筒面3b,3cが形成されている。外周側の円筒面3bは、保持器3の外径を規定する。内周側の円筒面3cは、保持器3の内径を規定する。保持器3の外周のうち、円周方向に隣り合うポケット部3a間の部分の外径面は、外周側の円筒面3bと同径の円弧面状になっている。保持器3の内周のうち、円周方向に隣り合うポケット部3a間の部分の内径面は、内周側の円筒面3cと同径の円弧面状になっている。 As shown in FIGS. 4 and 5, cylindrical surfaces 3b and 3c are formed on the outer and inner circumferences of the retainer 3, respectively, at positions on the other side in the axial direction than the plurality of pocket portions 3a. The outer cylindrical surface 3 b defines the outer diameter of the retainer 3 . The inner cylindrical surface 3 c defines the inner diameter of the retainer 3 . Of the outer periphery of the retainer 3, the outer diameter surface of the portion between the pocket portions 3a adjacent in the circumferential direction is an arcuate surface having the same diameter as the cylindrical surface 3b on the outer peripheral side. Of the inner circumference of the retainer 3, the inner diameter surface of the portion between the pocket portions 3a adjacent in the circumferential direction is an arcuate surface having the same diameter as the cylindrical surface 3c on the inner circumference side.

図4に示すように、保持器3の軸方向一方の側面のうち、円周方向に隣り合うポケット部3aの先端間の部分は、円周方向に沿って連続する円弧面状の幅面3dになっている。ここで、幅面は、ある部材の幅(軸方向の全長)を規定する一端の表面部のことをいう。 As shown in FIG. 4, on one side surface of the retainer 3 in the axial direction, the portion between the tips of the pocket portions 3a adjacent in the circumferential direction forms an arcuate width surface 3d that continues along the circumferential direction. It's becoming Here, the width surface refers to a surface portion at one end that defines the width (total length in the axial direction) of a certain member.

保持器3の軸方向他方の側面は、図1、図5に示すように、円筒面3b,3cの軸方向他方の周縁間に亘る表面部分からなる。外周側の円筒面3bの軸方向他方の周縁から傾斜面3eが形成されている。傾斜面3eは、半径方向内方に向かって軸方向他方に一定の傾きを有する。傾斜面3eから半径方向及び円周方向に沿う平坦面3fが形成されている。平坦面3fは、全周に一定の半径方向幅で連なっている。内周側の円筒面3cの軸方向他方の周縁から平坦面3fまで傾斜面3gが形成されている。傾斜面3gは、半径方向外方に向かって軸方向他方に一定の傾斜角を有する。 As shown in FIGS. 1 and 5, the other side surface of the retainer 3 in the axial direction consists of a surface portion extending between the other peripheral edges in the axial direction of the cylindrical surfaces 3b and 3c. An inclined surface 3e is formed from the other peripheral edge in the axial direction of the outer cylindrical surface 3b. The inclined surface 3e has a constant inclination in the axial direction toward the radially inward direction. A flat surface 3f extending radially and circumferentially from the inclined surface 3e is formed. The flat surface 3f is continuous with a constant radial width along the entire circumference. An inclined surface 3g is formed from the other peripheral edge in the axial direction of the inner cylindrical surface 3c to the flat surface 3f. The inclined surface 3g has a constant inclination angle on the other side in the axial direction toward the radially outward direction.

図1、図4に示すように、ポケット部3aは、保持器3の外周及び内周にも開口した形状である。そのポケット部3aのうち、玉4と当接可能な部分は、玉4に沿う凹球面状になっている。すなわち、玉4は、円周方向の両方、軸方向他方、半径方向内方及び外方に向かってポケット部3aと対向する。 As shown in FIGS. 1 and 4, the pocket portion 3a has a shape in which the outer and inner circumferences of the retainer 3 are also opened. A portion of the pocket portion 3a that can come into contact with the ball 4 has a concave spherical shape along the ball 4. - 特許庁That is, the ball 4 faces the pocket portion 3a both in the circumferential direction, the other in the axial direction, and radially inwardly and outwardly.

ポケット部3aと玉4との間にポケットすきまが設定されている。保持器3は、ポケットすきまの範囲内で複数の玉4に対して自由に移動することができる。遠心力によって保持器3が変形し、ポケットすきまが負になると、ポケット部3aが玉4に干渉し、これらが異常に強く接触することになる。ポケットすきまを大きくすれば、その干渉は起こり難くなるが、音響特性が悪化する。すなわち、玉軸受の高速回転時、玉軸受の荷重負荷領域に出入りする際の玉4の進み遅れが原因で玉4がポケット部3aに当接する。この当接によって玉4の円周方向位置が保たれるが、ポケットすきまが大き過ぎると、その当接の際の衝突音が問題になる。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0.2mm以下に設定することが好ましい。 A pocket clearance is set between the pocket portion 3a and the ball 4. - 特許庁The retainer 3 can move freely with respect to the plurality of balls 4 within the pocket clearance. When the retainer 3 is deformed by centrifugal force and the pocket clearance becomes negative, the pocket portion 3a interferes with the balls 4 and they come into contact with each other abnormally strongly. If the pocket clearance is increased, the interference is less likely to occur, but the acoustic characteristics deteriorate. That is, when the ball bearing rotates at a high speed, the ball 4 comes into contact with the pocket portion 3a due to the advance and lag of the ball 4 when entering and exiting the load bearing region of the ball bearing. This contact maintains the position of the balls 4 in the circumferential direction. It is preferable to set the pocket clearance to 0.2 mm or less in order to bring the acoustic characteristics at high speed rotation to a practical level.

ここで、図1に示すように、ポケット部3aの軸方向の深さをHとし、玉4の直径(玉径)をdとする。深さHは、ポケット部3aの先端に接する仮想ラジアル平面と、当該ポケット部3aの底に接する仮想ラジアル平面間の距離に相当する。ここで、仮想ラジアル平面は、保持器3の回転中心線に直交する仮想平面である。ポケット部3aの先端は、ポケット部3aのうち、最も軸方向一方に位置する部分である。ポケット部3aの底は、ポケット部3aのうち、最も軸方向他方に位置する部分である。なお、深さHは、保持器3のうち、ポケット部3aを形成するように軸方向一方へ突き出た突出部分の軸方向長さに一致している。 Here, as shown in FIG. 1, the axial depth of the pocket portion 3a is H, and the diameter of the ball 4 (ball diameter) is d. The depth H corresponds to the distance between an imaginary radial plane in contact with the tip of the pocket portion 3a and an imaginary radial plane in contact with the bottom of the pocket portion 3a. Here, the virtual radial plane is a virtual plane orthogonal to the rotation centerline of the retainer 3 . The tip of the pocket portion 3a is the portion of the pocket portion 3a that is located on one side in the axial direction. The bottom of the pocket portion 3a is the portion of the pocket portion 3a that is located at the other end in the axial direction. The depth H corresponds to the axial length of a protruding portion of the retainer 3 protruding in one axial direction so as to form the pocket portion 3a.

玉軸受の高速回転時、前述のように玉4の進み遅れが原因で玉4がポケット部3aに円周方向に当接したとき、玉4がポケット部3aを乗り越えることが起こってはならない。このような事態を防止するため、0.15d≦Hに設定されている。 During high-speed rotation of the ball bearing, when the ball 4 comes into contact with the pocket portion 3a in the circumferential direction due to the lead/lag of the ball 4 as described above, the ball 4 must not climb over the pocket portion 3a. In order to prevent such a situation, 0.15d≦H is set.

一方、ポケット部3aの深さHを小さくする程、ポケット部3aを半径方向、円周方向に小さくし、また、遠心力の影響を受けにくい保持器形状にすることが可能になる。このことは、保持器3のリング部の半径方向長さを短くすることでポケット部3aと玉4間の対向範囲を小さくし、この間における潤滑油のせん断抵抗を抑制することにも有利である。すなわち、H/dが小さいほど、玉4とポケット部3aとの対向面積が小さくなり、その結果、玉4とポケット部3a間の潤滑油のせん断抵抗が小さくなるため、保持器3の回転トルクを低減することが可能になる。また、せん断抵抗を小さくすると、保持器3付近での発熱量も抑えられるため、本実施形態のような高速回転対応に好適である。 On the other hand, as the depth H of the pocket portion 3a is reduced, the pocket portion 3a can be made smaller in the radial direction and the circumferential direction, and the cage shape can be made less susceptible to centrifugal force. This is also advantageous in that by shortening the radial length of the ring portion of the retainer 3, the facing range between the pocket portion 3a and the balls 4 is reduced, and the shear resistance of the lubricating oil between them is suppressed. . That is, the smaller the H/d, the smaller the facing area between the balls 4 and the pocket portions 3a. As a result, the shear resistance of the lubricant between the balls 4 and the pocket portions 3a becomes smaller. can be reduced. Further, when the shear resistance is reduced, the amount of heat generated in the vicinity of the retainer 3 can be suppressed, which is suitable for high-speed rotation as in the present embodiment.

様々なH/dにおいて、玉によるポケット部の乗り越えや、遠心力による保持器変形について評価した結果を表1に星取表で示す。 Table 1 shows the results of evaluating the ball overriding the pocket and the deformation of the cage due to centrifugal force at various H/d.

Figure 0007270409000001
Figure 0007270409000001

表1において、項目「乗り越え」は、前述の乗り越えの防止性能についての評価結果を示し、項目「遠心力の影響」は、遠心力によるポケット部変形の抑制性能についての評価結果を示し、項目「せん断抵抗」は、玉とポケット部間の潤滑油のせん断抵抗についての評価結果を示し、項目「総合評価」は、玉軸受の高速運転への好適性についての評価結果を示す。これら各項目おいて「◎」は極めて良好、「○」は良好、「×」は悪い、をそれぞれ意味する。 In Table 1, the item "climbing over" shows the evaluation results of the above-mentioned climbing prevention performance, the item "influence of centrifugal force" shows the evaluation results of the performance of suppressing pocket deformation due to centrifugal force, and the item " The item "Shear resistance" indicates the evaluation result of the shear resistance of the lubricating oil between the ball and the pocket portion, and the item "Comprehensive evaluation" indicates the evaluation result of the suitability of the ball bearing for high-speed operation. In each of these items, "⊚" means very good, "◯" means good, and "X" means bad.

表1に示すように、H>0.65dに設定する場合、従来の冠形保持器と同様、ポケット部と玉の係合のみで保持器の軸方向他方への移動を規制できるようなポケット部形状にすることは可能であるが、エンジニアリングプラスチック製の保持器を採用すると、dmn値で200万を超えるような高速回転においてポケット部が玉に干渉する懸念が特に高くなる。 As shown in Table 1, when H>0.65d, the pockets are such that the movement of the cage in the other axial direction can be restricted only by the engagement between the pocket portions and the balls, as in the case of the conventional crown-shaped cage. However, if an engineering plastic retainer is used, there is a particular concern that the pockets will interfere with the balls at high-speed rotation where the dmn value exceeds 2,000,000.

また、H≦0.65dに設定すると、保持器3のうち、ポケット部3aを形成するための突出部分の軸方向長さを短くし、この突出部分の軽量化を図り、保持器3が遠心力の影響を受けにくくすることができる。 Further, when H≦0.65d is set, the axial length of the protruding portion for forming the pocket portion 3a of the retainer 3 is shortened, the weight of the protruding portion is reduced, and the retainer 3 is made centrifugal. You can make it less susceptible to force.

図示例の保持器3では、H<0.5dに設定されている。より具体的には、H=0.25d以下に設定されている。 In the illustrated cage 3, H<0.5d. More specifically, H is set to 0.25d or less.

H≦0.5dである場合、前述の射出成形において、ポケット部3aがアンダーカットにならず、離型時にポケット部3aの形状が歪むことはない。このため、ポケット部3aの寸法精度が良好になる。 When H≤0.5d, the pocket portion 3a is not undercut in the above-described injection molding, and the shape of the pocket portion 3a is not distorted when the mold is released. Therefore, the dimensional accuracy of the pocket portion 3a is improved.

H<0.5dの場合、保持器3の軸方向一方の側面におけるポケット部3aの開口幅を玉4の直径dよりも小さくしなければならない。このため、ポケット部3aが軸方向他方に向かって玉4と係合することはできない。0.5d<H≦0.65dに設定し、ポケット部の形状を軸方向他方に向かって玉4と当接可能な形状にしたとしても、掛かりの浅い当接になる。このため、玉軸受が高速回転する場合、その当接のみで保持器3の軸方向他方への移動を規制することに不安がある。特に、H<0.5dの場合、玉4がポケット部3aに当接するとき、その当接方向が軸方向他方に近くなり、玉4からポケット部3aを軸方向他方に押す分力が大きくなる。各玉4からの軸方向他方の分力が合わさった誘起スラスト荷重が保持器3に負荷されるため、保持器3が軸方向他方へ移動させられる。 If H<0.5d, the opening width of the pocket portion 3a on one axial side surface of the retainer 3 must be smaller than the diameter d of the ball 4 . Therefore, the pocket portion 3a cannot engage with the ball 4 toward the other axial direction. Even if 0.5d<H≦0.65d is set and the shape of the pocket portion is made to be a shape capable of coming into contact with the ball 4 toward the other side in the axial direction, the contact is shallow. Therefore, when the ball bearing rotates at a high speed, there is concern that the movement of the retainer 3 in the other axial direction may be restricted only by the contact thereof. In particular, when H<0.5d, when the ball 4 comes into contact with the pocket portion 3a, the direction of contact becomes close to the other axial direction, and the component force of the ball 4 pushing the pocket portion 3a toward the other axial direction increases. . Since the induced thrust load, which is the sum of the component forces in the other axial direction from the balls 4, is applied to the cage 3, the cage 3 is moved in the other axial direction.

そこで、内外の軌道輪1、2の一方に対して保持器3が軸方向他方に向かって係合可能な後述の構造を採用し、その係合を利用して保持器3の軸方向他方への移動を規制することにより、深さHと玉径dの関係をH≦0.65dに設定できるようにしている。 Therefore, a structure described later is employed in which the retainer 3 can be engaged with one of the inner and outer races 1 and 2 in the other axial direction. By restricting the movement of , the relationship between the depth H and the ball diameter d can be set to H≦0.65d.

具体的には、図1、図3に示すように、玉軸受10は、外方の軌道輪1に取り付けられた係止部材7をさらに備える。外方の軌道輪1は、当該軌道輪1の軌道面1aよりも軸方向他方の位置にシール溝部1bを有する。シール溝部1bは、半径方向に深さをもって円周方向全周に連続する。シール溝部1bは、軌道面1aを形成する肩部と、軌道輪1の軸方向他方側の幅面との間に位置し、全周で図示の断面形状を有する。 Specifically, as shown in FIGS. 1 and 3 , the ball bearing 10 further comprises a locking member 7 attached to the outer bearing ring 1 . The outer raceway ring 1 has a seal groove portion 1b at the other position in the axial direction than the raceway surface 1a of the raceway ring 1 . The seal groove portion 1b has a depth in the radial direction and continues along the entire circumferential direction. The seal groove portion 1b is located between the shoulder portion forming the raceway surface 1a and the width surface on the other side in the axial direction of the raceway ring 1, and has the illustrated cross-sectional shape over the entire circumference.

係止部材7は、シール溝部1bに取り付けられたシールからなる。係止部材7は、金属板製の芯金7aと、芯金7aに付けられたエラストマ7bとによって形成されている。図示の係止部材7は、内方の軌道輪2と接触しない、いわゆる非接触形のものである。 The locking member 7 consists of a seal attached to the seal groove 1b. The locking member 7 is formed of a cored bar 7a made of a metal plate and an elastomer 7b attached to the cored bar 7a. The illustrated locking member 7 is of a so-called non-contact type that does not come into contact with the inner bearing ring 2 .

係止部材7は、シール溝部1bに保持された基端部7cと、環状溝部2bとの間にラビリンスシールを形成するシールリップ7dと、保持器3に対して軸方向他方に配置された対向部7eとを有する。 The locking member 7 has a base end portion 7c held in the seal groove portion 1b, a seal lip 7d forming a labyrinth seal between the annular groove portion 2b and a seal lip 7d arranged on the other side in the axial direction of the retainer 3. and a portion 7e.

芯金7aは、円周方向に連なる環状のものである。芯金7aは、一般に、冷間圧延鋼板をプレス加工することによって形成される。芯金7aは、半径方向及び円周方向に沿って全周に亘る円環板部と、円環板部のシール溝1b側から軸方向一方へ曲がった基端部と、円環板部の環状溝部2b側から軸方向一方へ曲がった先端部とを有する。芯金7aの基端部は、外方の軌道輪1と軸方向に対向する位置で軸方向に沿っている。芯金7aの先端部は、保持器3と軸方向に対向する位置で半径方向に対して軸方向一方へ傾斜している。芯金7aの基端部や先端部は、誘起スラスト荷重に対する対向部7eの耐変形性を向上させ、保持器3の軸方向他方への移動を規制する際の対向部7eの傾きを抑制することに有効である。 The cored bar 7a is an annular one continuous in the circumferential direction. The cored bar 7a is generally formed by pressing a cold-rolled steel plate. The core metal 7a includes an annular plate portion extending along the entire circumference along the radial direction and the circumferential direction, a base end portion of the annular plate portion bent in one direction in the axial direction from the seal groove 1b side, and an annular plate portion. It has a tip bent in one direction in the axial direction from the annular groove 2b side. The base end portion of the cored bar 7a extends along the axial direction at a position facing the outer bearing ring 1 in the axial direction. The tip portion of the cored bar 7a is inclined in one axial direction with respect to the radial direction at a position facing the retainer 3 in the axial direction. The base end portion and the tip portion of the core bar 7a improve the deformation resistance of the facing portion 7e against the induced thrust load, and suppress the inclination of the facing portion 7e when restricting the movement of the retainer 3 in the other axial direction. effective.

エラストマ7bは、ゴム弾性を有するポリマ(重合体)である。エラストマ7bとしては、例えば、ニトリルゴム(NBR)、水素化ニトリルゴム(HNBR)、アクリルゴム(ACM)等の合成ゴムが挙げられる。一般に、これら合成ゴムは、金型を用いた加硫成形によって芯金7aに接着される。 The elastomer 7b is a polymer having rubber elasticity. Examples of the elastomer 7b include synthetic rubbers such as nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (HNBR), and acrylic rubber (ACM). Generally, these synthetic rubbers are adhered to the core metal 7a by vulcanization molding using a mold.

基端部7cは、エラストマ7bによって、芯金7aの基端部を内包するように形成されている。基端部7cは、シール溝部1bに圧入されることにより、軸方向の両方に移動できないようにシール溝部1bに保持されている。この保持により、係止部材7がシール溝部1bに取り付けられている。 The proximal end portion 7c is formed by the elastomer 7b so as to enclose the proximal end portion of the metal core 7a. The base end portion 7c is press-fitted into the seal groove portion 1b so as to be held in the seal groove portion 1b so as not to move in both axial directions. By this holding, the locking member 7 is attached to the seal groove portion 1b.

シールリップ7dは、エラストマ7bによって、芯金7aの先端部との接着面から環状溝部2bの内側へ延びるように形成されている。 The seal lip 7d is formed by the elastomer 7b so as to extend inwardly of the annular groove portion 2b from the bonding surface of the metal core 7a to the tip portion.

対向部7eは、保持器3の軸方向他方の側面と軸方向に対向する部位であって、保持器3の軸方向他方への移動を規制できるように芯金7aの円環板部の大部分及び先端部を含んでいる。対向部7eの軸方向一方の側面は、エラストマ7bによって、基端部7cとシールリップ7dを繋ぐように、かつ芯金7aの円環板部の軸方向一方の側面を覆うように形成されている。 The facing portion 7e is a portion axially facing the other side surface of the retainer 3 in the axial direction. Includes portion and tip. One axial side surface of the opposing portion 7e is formed by an elastomer 7b so as to connect the base end portion 7c and the seal lip 7d and to cover one axial side surface of the annular plate portion of the core metal 7a. there is

図1に示すように、保持器3と係止部材7との間に半径方向および軸方向のクリアランスが設定されている。このため、係止部材7と保持器3との間には軸受内部の潤滑油が供給される。保持器3が高速回転する場合、保持器3に連れ回される潤滑油が、遠心力の作用で外方の軌道輪1側へ送られるので、係止部材7と保持器3との間に潤滑油が向かい易くなる。 As shown in FIG. 1, radial and axial clearances are set between the retainer 3 and the locking member 7 . Therefore, lubricating oil inside the bearing is supplied between the locking member 7 and the retainer 3 . When the retainer 3 rotates at a high speed, the lubricating oil that is entrained in the retainer 3 is sent toward the outer bearing ring 1 side by the action of centrifugal force. Lubricating oil becomes easier to reach.

保持器3は、転動体案内型であってもよいし、軌道輪案内型であってもよい。保持器3と外方の軌道輪1間、保持器3と内方の軌道輪2間、保持器3と係止部材7間の各間でポケットすきまに比して大きなクリアランスを設定すれば、保持器3は、複数の玉4によって半径方向に案内される転動体案内型のものとなる。図示例のような転動体案内型の場合、係止部材7と保持器3間の半径方向のクリアランスが前述のポケットすきまよりも大きいため、玉4で案内される保持器3が係止部材7を半径方向に強く押すことはなく、また、保持器3と両軌道輪1,2との間に隙間を確保し、係止部材7と保持器3間への潤滑油の流入経路を確保することもできる。 The retainer 3 may be of a rolling-element-guided type or a race-guided type. If a clearance larger than the pocket clearance is set between the cage 3 and the outer bearing ring 1, between the cage 3 and the inner bearing ring 2, and between the cage 3 and the locking member 7, The retainer 3 is of a rolling-element-guided type that is radially guided by a plurality of balls 4 . In the case of the rolling element guide type shown in the figure, since the radial clearance between the locking member 7 and the cage 3 is larger than the above-described pocket clearance, the cage 3 guided by the balls 4 does not reach the locking member 7. is not strongly pushed in the radial direction, and a clearance is secured between the retainer 3 and the bearing rings 1, 2 to secure an inflow path for lubricating oil between the locking member 7 and the retainer 3. can also

係止部材7の対向部7eは、図3、図6に示すように、軸方向一方に向かって高さをもった二つ以上の突起7fを有する。これら突起7fは、円周方向に間隔をおいて並ぶように配置されている。突起7fは、軸方向に一定の高さをもって、半径方向に真っ直ぐ延びている。 As shown in FIGS. 3 and 6, the opposing portion 7e of the locking member 7 has two or more projections 7f having heights in one direction in the axial direction. These projections 7f are arranged so as to be spaced apart in the circumferential direction. The projection 7f extends straight in the radial direction with a constant height in the axial direction.

突起7fは、図7に示すように、平坦面3fとの間に円周方向に向かって軸方向に狭くなるくさび状の空間を形成する。前述のくさび状は、図7の断面視において、突起7fに対する接線と、平坦面3fとが成すくさび角度に基づいて規定される。突起7fは、円周方向に沿った任意の断面において半円状になっている。このため、くさび角度は、突起7fの先端(突起7fの中で最も軸方向に高い位置)に近くなる程、小さくなる。このようにくさび角度を次第に小さくする突起7fの形状であれば、突起7fが平坦面3fに向かって尖った先端をもたない。このため、玉軸受の高速回転時、誘起スラスト荷重によって突起7fの先端が油膜に押し付けられても、油膜切れを防止することができる。 As shown in FIG. 7, the projection 7f forms a wedge-shaped space with the flat surface 3f that narrows in the axial direction in the circumferential direction. The aforementioned wedge shape is defined based on the wedge angle formed by the tangential line to the projection 7f and the flat surface 3f in the cross-sectional view of FIG. The protrusion 7f is semicircular in any cross section along the circumferential direction. Therefore, the wedge angle becomes smaller as it approaches the tip of the projection 7f (the highest position in the projection 7f in the axial direction). With such a shape of the protrusion 7f that gradually decreases the wedge angle, the protrusion 7f does not have a sharp tip toward the flat surface 3f. Therefore, even if the tip of the protrusion 7f is pressed against the oil film by an induced thrust load during high-speed rotation of the ball bearing, it is possible to prevent the oil film from running out.

前述の軸方向のクリアランスcは、突起7fの先端と、平坦面3fとの間で設定されている。図1、図6、図7に示す係止部材7の軸方向一方の側面のうち、突起7f以外の部分は、保持器3と軸方向に接触できない。 The aforementioned axial clearance c is set between the tip of the projection 7f and the flat surface 3f. Of the axial one side surface of the locking member 7 shown in FIGS. 1, 6, and 7, the portion other than the projection 7f cannot contact the retainer 3 in the axial direction.

玉軸受の回転時、隣り合う突起7f間の隙間には、潤滑油が入り込み、保持器3の回転に伴い、突起7fが平坦面3fに対して摺動する。前述の隙間に存在する潤滑油は、突起7fによって当該突起7fと平坦面3fとの間に引き摺り込まれる。この際、前述のくさび状の空間の狭小側に向かって潤滑油が引き摺り込まれて動圧が発生し、油膜の圧力が高まるくさび効果が生じる。この効果により、油膜の形成が促進され、突起7fと平坦面3f間の油膜が厚くなる。また、多くの突起7fが高速に周回すると、平坦面3f上には全周に連続する油膜が形成され、各突起7fによるくさび効果が途絶えることなく生じる。このため、保持器3と係止部材7間の周速差が所定以上のとき、各突起7fと平坦面3fを完全に分離させる油膜が形成される。したがって、保持器3と係止部材7間の摩擦状態が流体潤滑状態になる。 When the ball bearing rotates, lubricating oil enters the gaps between adjacent projections 7f, and as the retainer 3 rotates, the projections 7f slide against the flat surface 3f. The lubricating oil existing in the gap is dragged by the protrusion 7f between the protrusion 7f and the flat surface 3f. At this time, the lubricating oil is dragged toward the narrow side of the wedge-shaped space to generate dynamic pressure, and a wedge effect is produced in which the pressure of the oil film increases. This effect promotes the formation of an oil film and thickens the oil film between the projection 7f and the flat surface 3f. Further, when many projections 7f rotate at a high speed, an oil film is formed continuously on the entire circumference of the flat surface 3f, and the wedge effect of the projections 7f is continuously produced. Therefore, when the peripheral speed difference between the retainer 3 and the locking member 7 is equal to or greater than a predetermined value, an oil film is formed to completely separate the projections 7f and the flat surface 3f. Therefore, the friction state between the retainer 3 and the locking member 7 becomes a fluid lubrication state.

その流体潤滑状態の実現には、保持器3と係止部材7間の周速差も重要であるから、外方の軌道輪1が静止輪である場合に突起7fが特に有効となる。例えば、図2に示すモータ5の回転軸5aが800rpmのときに保持器3と係止部材7間の摩擦状態が流体潤滑状態となれば、電動モータ5の駆動開始後、速やかに突起7fと平坦面3fの摩耗が実質的に起こらない状態となる。突起7fは、所定の潤滑油、油温、周速差において流体潤滑状態を実現可能な態様に設ければよく、突起間のピッチ、突起の軸方向高さ、突起の断面形状等は図示のものに限定されない。 Since the peripheral speed difference between the retainer 3 and the locking member 7 is also important for realizing the fluid lubricating state, the protrusion 7f is particularly effective when the outer bearing ring 1 is a stationary ring. For example, when the rotating shaft 5a of the motor 5 shown in FIG. Abrasion of the flat surface 3f does not substantially occur. The projections 7f may be provided in a manner capable of realizing a fluid lubricating state with a predetermined lubricating oil, oil temperature, and peripheral speed difference. not limited to

図1に示す保持器3が誘起スラスト荷重を負荷されて、前述のクリアランスc以上に軸方向他方へ移動しようとすると、図7に示す平坦面3fは、非流体潤滑状態の場合、軸方向他方に向かって各突起7fに接触し、流体潤滑状態の場合、油膜を介して非接触に各突起7fと係合することになる。この係合により、それ以上の保持器3(図1も参照のこと。)の軸方向他方への移動が阻止されるので、保持器3の軸方向他方への抜けが起こらない。 When the retainer 3 shown in FIG. 1 is loaded with an induced thrust load and tries to move in the other axial direction beyond the aforementioned clearance c, the flat surface 3f shown in FIG. In the case of fluid lubrication, it engages with each projection 7f in a non-contact manner via the oil film. This engagement prevents further movement of the retainer 3 (see also FIG. 1) in the other axial direction, so that the retainer 3 does not come off in the other axial direction.

勿論、軸方向のクリアランスcは、突起7fと平坦面3fが係合する状態のときに、ポケット部3aで玉4の円周方向位置を保てる範囲内の値に設定されている。また、クリアランスcは、前述の流体潤滑状態を実現可能にするため、1.5μmよりも十分に大きく設定されている。 Of course, the axial clearance c is set to a value within a range in which the circumferential position of the ball 4 can be maintained by the pocket portion 3a when the projection 7f and the flat surface 3f are engaged with each other. Also, the clearance c is set to be sufficiently larger than 1.5 μm in order to realize the fluid lubrication state described above.

玉軸受10は、上述のようなものであり、外方の軌道輪1と内方の軌道輪2のうちのいずれか一方の軌道輪としての外方の軌道輪1に取り付けられた係止部材7を備え、その係止部材7が保持器3の軸方向他方への移動を規制できるように保持器3に対して軸方向他方に配置された対向部7eを有するので、保持器3の軸方向他方への移動を保持器3と係止部材7の対向部7eとの係合で規制することができる。このため、保持器3の軸方向一方の側面で開口した形状であるポケット部3aの軸方向の深さHと、玉4の直径dとの関係をH≦0.65dに設定することが可能である。そして、玉軸受10は、H≦0.65dに設定されているので、ポケット部3aを形成するための突出部分を短くして軽量化し、遠心力による保持器3の変形を抑えると共に、ポケット部3aと玉4間でのせん断抵抗を抑えることができる。また、玉軸受10は、0.15d≦Hに設定されているので、ポケット部3aで玉4の円周方向位置を保つ保持器3本来の機能を確保することもできる。 The ball bearing 10 is as described above, with a locking member attached to the outer race 1 as either one of the outer race 1 and the inner race 2. 7, and the engaging member 7 has a facing portion 7e arranged in the other axial direction with respect to the retainer 3 so as to restrict movement of the retainer 3 in the other axial direction. The movement in the other direction can be restricted by the engagement between the retainer 3 and the facing portion 7e of the locking member 7. As shown in FIG. Therefore, it is possible to set the relationship between the axial depth H of the pocket portion 3a, which is open on one axial side surface of the retainer 3, and the diameter d of the balls 4 to H≦0.65d. is. Since the ball bearing 10 is set to H≤0.65d, the projecting portion for forming the pocket portion 3a is shortened to reduce weight, suppress deformation of the retainer 3 due to centrifugal force, and reduce the weight of the pocket portion. Shear resistance between 3a and ball 4 can be suppressed. Further, since the ball bearing 10 is set to 0.15d≦H, the original function of the retainer 3 to keep the circumferential positions of the balls 4 in the pocket portion 3a can be ensured.

また、玉軸受10は、一方の軌道輪としての外方の軌道輪1が当該軌道輪1の軌道面1aよりも軸方向他方の位置で半径方向に深さをもって円周方向全周に連続するシール溝部1bを有し、係止部材7が金属板製の芯金7aと、芯金7aに付けられたエラストマ7bとによって形成され、かつシール溝部1bに取り付けられたシールからなるので、公知のシール付玉軸受用の軌道輪とシールの仕様に基づいて一方の軌道輪1、係止部材7を実現し、コスト増を抑えることができる。また、保持器3に対して軸方向他方に係止部材7を配置するだけなので、一般的なシール付深溝玉軸受の軸方向に関するレイアウトに影響がなく、玉軸受10の組立ラインと組立工程は、従来の冠形保持器を備える玉軸受と同じにすることができる。 Further, in the ball bearing 10, the outer bearing ring 1 as one bearing ring is continuous in the circumferential direction with depth in the radial direction at the other position in the axial direction than the raceway surface 1a of the bearing ring 1. It has a seal groove portion 1b, and the engaging member 7 is formed of a metal plate-made core metal 7a and an elastomer 7b attached to the core metal 7a, and consists of a seal attached to the seal groove portion 1b. One bearing ring 1 and locking member 7 can be realized based on the specifications of the bearing ring and seal for a sealed ball bearing, thereby suppressing an increase in cost. In addition, since the locking member 7 is only arranged on the other side of the retainer 3 in the axial direction, there is no effect on the layout in the axial direction of a general sealed deep groove ball bearing, and the assembly line and assembly process of the ball bearing 10 are not affected. , can be the same as a ball bearing with a conventional crown cage.

なお、玉軸受10は、シールを兼ねる係止部材7を採用しているので、軸受外部から軸受内部への潤滑油の過剰流入を抑えるために係止部材7を活用し、玉4による潤滑油の攪拌抵抗を抑えて、玉軸受10の回転トルク低減や通常時の発熱対策を図ることもできる。 Since the ball bearing 10 employs a locking member 7 that also serves as a seal, the locking member 7 is used to prevent excessive inflow of lubricating oil from the outside of the bearing into the bearing. It is also possible to reduce the rotational torque of the ball bearing 10 and prevent heat generation during normal operation by suppressing the agitation resistance of the ball bearing 10 .

特に、玉軸受10は、H<0.5dに設定されているので、遠心力による保持器3の変形や前述のせん断抵抗をより抑えることができ、射出成形品である場合にはポケット部3aの寸法精度が良好になる。 In particular, since the ball bearing 10 is set to H<0.5d, deformation of the retainer 3 due to centrifugal force and the aforementioned shear resistance can be further suppressed. dimensional accuracy is improved.

また、玉軸受10は、H<0.5dに設定されているので、従来の冠形保持器のような爪部をもたず、保持器3の各ポケット部3aに玉4を収める際、ポケット部3aに玉4を押し込むことなく、軌道輪1、2間に配置された複数の玉4に保持器3を所定の位置に置くだけで済み、ポケット部3aの玉入れが容易である。所定の位置に置かれた保持器3は、係止部材7をシール溝部1bに圧入して外方の軌道輪1に取り付けると、もはや脱落できない状態となる。これらのことから、玉軸受10は、組立て性が良好なものとなる。 Further, since the ball bearing 10 is set to H<0.5d, it does not have claws like a conventional crown-shaped retainer. Balls 4 are not pushed into the pocket part 3a, and only the holder 3 is placed at a predetermined position on the plurality of balls 4 arranged between the bearing rings 1 and 2, so that the pocket part 3a can be easily charged with balls. Once the retaining member 7 is press-fitted into the seal groove portion 1b and attached to the outer bearing ring 1, the retainer 3 placed at the predetermined position cannot be removed any more. For these reasons, the ball bearing 10 can be easily assembled.

また、玉軸受10は、係止部材7と保持器3との間に軸方向のクリアランスcが設定され、係止部材7の対向部7eと保持器3のうちのいずれか一方としての対向部7eが、他方としての保持器3との間に円周方向に向かって軸方向に狭くなる空間を形成する二つ以上の突起7fを有し、これら突起7fが円周方向に間隔をおいて並ぶように配置されているので、係止部材7の対向部7eと保持器3の対向する二側面間に潤滑油が入り込み、突起7fが保持器3との間に形成するくさび状の空間の狭くなる方へ潤滑油を引き摺ると、くさび効果が生じる。このため、玉軸受10は、対向部7eと保持器3の対向する二側面間で油膜の形成を促進し、保持器3と対向部7eの摩耗を防止することができる。 Further, in the ball bearing 10, an axial clearance c is set between the locking member 7 and the cage 3, and either the facing portion 7e of the locking member 7 or the cage 3 is used as the facing portion. 7e has two or more projections 7f forming a circumferentially axially narrowing space between it and the cage 3 on the other hand, the projections 7f being circumferentially spaced apart. Since they are arranged side by side, the lubricating oil enters between the facing portion 7e of the locking member 7 and the two opposing side surfaces of the retainer 3, and the wedge-shaped space formed between the projection 7f and the retainer 3 is filled. Dragging the lubricant in the narrowing direction creates a wedge effect. Therefore, the ball bearing 10 promotes the formation of an oil film between the two opposing side surfaces of the opposing portion 7e and the retainer 3, and can prevent wear of the retainer 3 and the opposing portion 7e.

特に、保持器3と係止部材7の周速差が所定以上になると、円周方向に間隔をおいて並ぶ各突起7fが高速に周回しながら潤滑油を引き摺るため、保持器3の平坦面3fで円周方向に油膜が連続する状態に保たれ、くさび効果が途絶えることなく生じて、保持器3と係止部材7間の摩擦状態が流体潤滑状態になり、対向部7eと保持器3の油膜を介した非接触の係合によって保持器3の軸方向他方への移動が規制される。このため、玉軸受10は、高速回転時でも前述の摩耗を良好に防止することができる。 In particular, when the circumferential speed difference between the retainer 3 and the locking member 7 exceeds a predetermined value, the projections 7f arranged at intervals in the circumferential direction rotate at high speed and drag the lubricating oil. At 3f, the oil film is kept continuous in the circumferential direction, the wedge effect is continuously generated, the friction state between the retainer 3 and the locking member 7 becomes a fluid lubrication state, and the opposing portion 7e and the retainer 3 The movement of the retainer 3 in the other axial direction is restricted by the non-contact engagement via the oil film. Therefore, the ball bearing 10 can satisfactorily prevent the aforementioned wear even during high-speed rotation.

また、玉軸受10は、係止部材7の対向部7eが各突起7fを有し、これら突起7fがエラストマ7bによって形成されているので、エラストマ7bの成型時に突起7fも形成することができ、芯金に突起をプレス加工する場合よりも突起7fの寸法精度を良くすることができる。 Further, in the ball bearing 10, the opposing portion 7e of the locking member 7 has projections 7f, and these projections 7f are formed of the elastomer 7b. The dimensional accuracy of the projections 7f can be improved more than when the projections are press-worked on the core bar.

また、玉軸受10は、保持器3がエンジニアリングプラスチックによって形成されているので、高価なスーパーエンジニアリングプラスチックの使用を避けて、保持器の製造コストを抑制することができる。 Moreover, since the retainer 3 of the ball bearing 10 is made of engineering plastics, the use of expensive super engineering plastics can be avoided, and the manufacturing cost of the retainer can be suppressed.

第一実施形態では、一般的な非接触形のシールの仕様に基づく係止部材7を採用したが、接触形のシールの仕様に基づく係止部材を採用することも可能である。その一例としての第二実施形態を図8~図11に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。 In the first embodiment, the locking member 7 based on the specification of a general non-contact type seal is used, but it is also possible to use a locking member based on the specification of a contact type seal. A second embodiment as an example thereof is shown in FIGS. 8 to 11. FIG. In addition, below, it stops at describing a difference with 1st embodiment.

図8に示すように、一方の軌道輪1と反対の他方の軌道輪としての内方の軌道輪20は、円周方向に沿って全周に連なるシール摺動面20aを有する。シール摺動面20aは、内方の軌道面2aよりも軸方向他方の位置にあって、内方の軌道輪2の軸方向他方の外周面取りに連なる円筒面状に形成されている。 As shown in FIG. 8, an inner bearing ring 20 as the other bearing ring opposite to one bearing ring 1 has a seal sliding surface 20a extending along the entire circumference along the circumferential direction. The seal sliding surface 20a is located on the other side in the axial direction of the inner raceway surface 2a and is formed into a cylindrical surface that continues to the chamfered outer circumference of the inner raceway ring 2 on the other side in the axial direction.

係止部材21は、シール摺動面20aに対して円周方向に摺動可能に形成されたシールリップ21aを有する。シールリップ21aとシール摺動面20aとの間には締め代が設定されている。 The locking member 21 has a seal lip 21a formed to be slidable in the circumferential direction with respect to the seal sliding surface 20a. An interference is set between the seal lip 21a and the seal sliding surface 20a.

図9、図10に示すように、シールリップ21aは、シール摺動面20aとの間に円周方向に向かって軸方向に狭くなるくさび状の空間を形成する二つ以上の弾性突起21bを含む。これら弾性突起21bは、円周方向と直交する向きに延び、かつ円周方向に間隔をおいて並んでいる。なお、図10は、弾性突起21bの自然状態(成型時の転写形状に相当)のときの様子を示す。同図の状態のとき、弾性突起21bは、半径方向に真っ直ぐ延びている。図9に示すように、弾性突起21bの高さは、シールリップ21aの先端側に向かって次第に低くなっている。図9、図11に示すように、円周方向に隣り合う弾性突起21b間は、軸受内部と軸受外部間に亘って連通する油通路になっている。係止部材21は、これら弾性突起21bに限り、内方の軌道輪20に対して円周方向に摺動可能になっている。 As shown in FIGS. 9 and 10, the seal lip 21a has two or more elastic projections 21b which form a wedge-shaped space which narrows axially in the circumferential direction between the seal lip 21a and the seal sliding surface 20a. include. These elastic protrusions 21b extend in a direction perpendicular to the circumferential direction and are arranged at intervals in the circumferential direction. FIG. 10 shows the state of the elastic projection 21b in its natural state (corresponding to the transferred shape at the time of molding). In the state shown in the figure, the elastic projection 21b extends straight in the radial direction. As shown in FIG. 9, the height of the elastic projection 21b gradually decreases toward the tip end of the seal lip 21a. As shown in FIGS. 9 and 11, the elastic projections 21b adjacent in the circumferential direction form oil passages that communicate between the inside and outside of the bearing. Only these elastic protrusions 21b of the locking member 21 are slidable in the circumferential direction with respect to the inner bearing ring 20. As shown in FIG.

弾性突起21bは、図11に示すように、シール摺動面20aとの間に円周方向に向かって軸方向に狭くなるくさび状の空間を形成する。前述のくさび状は、図11の断面視において、弾性突起21bに対する接線と、シール摺動面20aとが成すくさび角度に基づいて規定される。弾性突起21bは、円周方向に沿った任意の断面において半円状になっている。このため、くさび角度は、弾性突起21bの先端(弾性突起21bの中で最も軸方向に高い位置)に近くなる程、小さくなる。このようにくさび角度を次第に小さくする弾性突起21bの形状であれば、弾性突起21bがシール摺動面20aに向かって尖った先端をもたない。このため、玉軸受の高速回転時、シールリップ21aの緊迫力によって弾性突起21bの先端が油膜に押し付けられても、油膜切れを防止することができる。また、シールトルクへの影響が大きい摺動接触の面積を減らすことになる。なお、シールリップ21aのような流体潤滑対応のシール仕様は、特願2016-044050等において開示されている。 As shown in FIG. 11, the elastic protrusion 21b forms a wedge-shaped space with the seal sliding surface 20a that narrows in the axial direction in the circumferential direction. The aforementioned wedge shape is defined based on the wedge angle formed by the tangent to the elastic projection 21b and the seal sliding surface 20a in the cross-sectional view of FIG. The elastic projection 21b has a semicircular shape in any cross section along the circumferential direction. Therefore, the wedge angle becomes smaller as it gets closer to the tip of the elastic projection 21b (the highest position in the axial direction in the elastic projection 21b). With such a shape of the elastic projection 21b that gradually decreases the wedge angle, the elastic projection 21b does not have a sharp tip toward the seal sliding surface 20a. Therefore, when the ball bearing rotates at high speed, even if the tip of the elastic projection 21b is pressed against the oil film by the straining force of the seal lip 21a, it is possible to prevent the oil film from running out. In addition, the area of sliding contact, which greatly affects seal torque, is reduced. The seal specifications for fluid lubrication such as the seal lip 21a are disclosed in Japanese Patent Application No. 2016-044050.

軸受回転に伴い、シールリップ21aの各弾性突起21bが、油通路内の潤滑油をシール摺動面20aに対してくさび状の空間の狭くなる方へ引き摺ると、くさび効果が生じるので、油膜の形成が促進される。係止部材21と内方の軌道輪20間の周速差が所定以上になると、1回転当りの弾性突起21bの通過回数が多くなり、シール摺動面20aの全周に亘って油膜が連続する状態に保たれ、各弾性突起21bとの間のくさび効果が途絶えることなく生じ、シールリップ21aとシール摺動面20a間の摩擦状態が流体潤滑状態になる。したがって、第二実施形態に係る玉軸受は、シールリップ21aの摩耗を抑え、第一実施形態と同等レベルまでシールトルクを低減し、玉軸受の高速回転にも対応することができる。また、シールトルクの低減により高速回転時の発熱が抑えられるので、軸受内部の圧力変動も抑えられ、シール摺動面20aへのシールリップ21aの吸着も防止される。 As the bearing rotates, the elastic protrusions 21b of the seal lip 21a drag the lubricating oil in the oil passage toward the seal sliding surface 20a toward the narrow wedge-shaped space. Formation is promoted. When the circumferential speed difference between the locking member 21 and the inner raceway ring 20 exceeds a predetermined value, the number of passages of the elastic projection 21b per rotation increases, and the oil film continues over the entire circumference of the seal sliding surface 20a. The wedge effect between the elastic protrusions 21b is continuously generated, and the friction state between the seal lip 21a and the seal sliding surface 20a becomes a fluid lubrication state. Therefore, the ball bearing according to the second embodiment can suppress wear of the seal lip 21a, reduce seal torque to the same level as the first embodiment, and can cope with high-speed rotation of the ball bearing. In addition, since heat generation during high-speed rotation is suppressed by reducing the seal torque, pressure fluctuations inside the bearing are also suppressed, and adsorption of the seal lip 21a to the seal sliding surface 20a is also prevented.

また、第二実施形態に係る玉軸受は、円周方向に隣り合う弾性突起21b間の油通路を通過可能な異物の粒径を弾性突起21bの突出高さに基づいて定めることが可能なため、所定粒径の異物の侵入を防ぐこともできる。 Further, in the ball bearing according to the second embodiment, the particle size of foreign matter that can pass through the oil passage between the elastic projections 21b adjacent in the circumferential direction can be determined based on the projection height of the elastic projections 21b. , it is also possible to prevent foreign matter of a predetermined particle size from entering.

前述の各実施形態では、外方の軌道輪に係止部材を取り付ける例を示したが、内方の軌道輪に係止部材を取り付けてもよい。 In each of the above-described embodiments, an example in which the locking member is attached to the outer bearing ring was shown, but the locking member may be attached to the inner bearing ring.

また、各実施形態では、係止部材の対向部に突起を形成した例を示したが、保持器の軸方向他方の側面に二つ以上の突起を形成し、係止部材の対向部に円環面を形成してもよい。この場合、対向部の円環面をエラストマで形成すると、誘起スラスト力で保持器の突起が食い込み、シールトルクの増加が懸念されるので、芯金で円環面を形成するとよい。 Further, in each embodiment, an example in which projections are formed on the facing portion of the locking member is shown, but two or more projections are formed on the other side surface of the retainer in the axial direction, and the facing portion of the locking member is circular. It may also form an annulus. In this case, if the annular surface of the opposing portion is made of elastomer, the induced thrust force will bite the protrusions of the retainer, increasing the seal torque.

また、各実施形態では、係止部材の取り付け構造として、係止部材の基端部、シール溝部として一般的な形態のものを例示したが、これでは誘起スラスト荷重に抗して基端部を固定できない場合、これらは、誘起スラスト力に抵抗して保持器移動を規制可能な専用設計の形態に変更すればよい。すなわち、誘起スラスト荷重を受けるシール溝部の軸方向他方側が係止部材の基端部を他方の軌道輪(内方の軌道輪2)の方へ押す半径方向分力の発生を抑えれば、基端部をシール溝部から抜けにくくすることが可能である。例えば、シール溝部の軸方向他方側と係止部材の基端部における接触面は、半径方向に他方の軌道輪の方に向かって軸方向他方に向かう傾斜角度を10°以下の面にするとよい。この場合、シール溝部を回転砥石で削る際の削り屑の排出性を良くするため、シール溝部の軸方向一方側では、半径方向に他方の軌道輪の方に向かって軸方向一方に向かう傾斜角度をもたせ、この傾斜角度を前述の接触面の傾斜角度よりも大きく設定するとよい。 In addition, in each of the embodiments, as an attachment structure of the locking member, the base end portion of the locking member and the seal groove portion have a general form, but in this case, the base end portion is mounted against the induced thrust load. If they cannot be fixed, they can be modified into specially designed forms that can resist induced thrust forces and restrict cage movement. That is, if the generation of the radial component force that pushes the base end portion of the locking member toward the other bearing ring (the inner bearing ring 2) on the other side in the axial direction of the seal groove portion that receives the induced thrust load is suppressed, It is possible to make the end difficult to come off from the seal groove. For example, the contact surface between the other side of the seal groove in the axial direction and the base end portion of the locking member is preferably a surface with an inclination angle of 10° or less toward the other bearing ring in the radial direction toward the other side of the axial direction. . In this case, in order to improve the discharge of shavings when grinding the seal groove portion with a rotary grindstone, one side of the seal groove portion in the axial direction has an inclination angle toward the other bearing ring in the radial direction. , and this inclination angle should be set larger than the above-mentioned inclination angle of the contact surface.

また、各実施形態では、保持器を一つだけ備える玉軸受を例示したが、二つの保持器を備えてもよい。この場合、玉に対して両側に保持器を配置することになる。軌道輪1が両側にシール溝部1bを有するから、各保持器の規制用に二つの係止部材を取り付けることも可能である。玉を二つの保持器のポケット部に収めるには、ポケット部の深さHを0.5dよりも小さくし、玉の両側の保持器同士が互いに軸方向に突き合うことがないようにすればよい。 Moreover, in each embodiment, although the ball bearing provided with only one retainer was illustrated, you may provide two retainers. In this case, cages are arranged on both sides of the balls. Since the bearing ring 1 has seal grooves 1b on both sides, it is also possible to attach two locking members for regulating each retainer. In order to accommodate the balls in the pocket portions of the two cages, the depth H of the pocket portions should be made smaller than 0.5d so that the cages on both sides of the balls do not abut each other in the axial direction. good.

また、各実施形態では、深溝玉軸受用の軌道輪として軌道面に対して両側の肩部が同高さである標準的なものを例示したが、両肩部間で高さの異なる軌道輪に変更してもよい。 In addition, in each embodiment, a standard bearing ring for a deep groove ball bearing is illustrated in which the shoulders on both sides of the raceway surface are at the same height. can be changed to

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。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. Therefore, the scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of equivalents of the scope of the claims.

1 外方の軌道輪(一方の軌道輪)
1a 外方の軌道面
1b シール溝部
2,20 内方の軌道輪(他方の軌道輪)
2a 内方の軌道面
3 保持器
3a ポケット部
4 玉
7,21 係止部材
7a 芯金
7b エラストマ
7d、21a シールリップ
7e 対向部
7f 突起
10 玉軸受
20a シール摺動面
21b 弾性突起
1 Outer ring (one ring)
1a Outer raceway surface 1b Seal grooves 2, 20 Inner bearing ring (other bearing ring)
2a Inner raceway surface 3 Cage 3a Pocket portion 4 Balls 7, 21 Locking member 7a Core metal 7b Elastomers 7d, 21a Seal lip 7e Opposed portion 7f Projection 10 Ball bearing 20a Seal sliding surface 21b Elastic projection

Claims (4)

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玉と、前記複数の玉を円周方向に均等に配置する樹脂製保持器と、を備え、
前記保持器が、前記玉の円周方向位置を保つポケット部を円周方向の複数箇所に有し、
前記ポケット部が、前記保持器の軸方向一方の側面に開口した形状である玉軸受において、
前記外方の軌道輪と前記内方の軌道輪のうちのいずれか一方の軌道輪に取り付けられた係止部材をさらに備え、
前記係止部材が、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対向部を有し、
前記ポケット部の軸方向の深さをHとし、前記玉の直径をdとしたとき、Hとdの関係が、0.15d≦H≦0.65dに設定されており、
前記一方の軌道輪が、当該軌道輪の前記軌道面よりも軸方向他方の位置で半径方向に深さをもって円周方向全周に連続するシール溝部を有し、
前記係止部材が、金属板製の芯金と、当該芯金に付けられたエラストマとによって形成され、かつ前記シール溝部に取り付けられたシールからなり、
前記係止部材と前記保持器との間に軸方向のクリアランスが設定されており、
前記係止部材の前記対向部と前記保持器のうちのいずれか一方が、他方との間に円周方向に向かって軸方向に狭くなる空間を形成する二つ以上の突起を有し、これら突起が、円周方向に間隔をおいて並ぶように配置されており、
前記芯金が、半径方向及び円周方向に沿って全周に亘る円環板部と、前記円環板部の前記シール溝部側から軸方向一方へ曲がった基端部と、前記円環板部の反一方の軌道輪側から軸方向一方へ曲がった先端部とを有し、
前記係止部材が、前記エラストマによって前記芯金の先端部との接着面から反一方の軌道輪側へ延びるように形成されたシールリップと、前記エラストマによって前記芯金の基端部を内包するように形成され前記シール溝部に保持された基端部とを有し、
前記係止部材の前記対向部が前記二つ以上の突起を有し、これら突起が、前記係止部材の基端部と前記シールリップとを繋ぎかつ前記芯金の円環板部の軸方向一方の側面を覆う前記エラストマによって形成されていることを特徴とする玉軸受。
an outer raceway ring having an outer raceway surface; an inner raceway ring having an inner raceway surface; a ball and a resin retainer for evenly arranging the plurality of balls in a circumferential direction,
The retainer has pocket portions at a plurality of locations in the circumferential direction for maintaining the circumferential positions of the balls,
In a ball bearing in which the pocket portion is open on one side surface in the axial direction of the retainer,
further comprising a locking member attached to one of the outer bearing ring and the inner bearing ring,
the locking member has a facing portion disposed on the other axial side with respect to the retainer so as to restrict the movement of the retainer in the other axial direction;
When the axial depth of the pocket portion is H and the diameter of the ball is d, the relationship between H and d is set to 0.15d≦H≦0.65d,
one of the bearing rings has a seal groove portion that is radially deep at a position on the other side in the axial direction relative to the raceway surface of the bearing ring and that continues along the entire circumference in the circumferential direction;
the locking member is formed of a metal plate-made core and an elastomer attached to the core, and comprises a seal attached to the seal groove,
an axial clearance is set between the locking member and the retainer;
Either one of the facing portion of the locking member and the retainer has two or more projections forming a space between the other and the other that narrows in the axial direction in the circumferential direction, The protrusions are arranged so as to be spaced apart in the circumferential direction,
The core metal includes an annular plate portion extending along the entire circumference along the radial direction and the circumferential direction, a base end portion of the annular plate portion bent in one axial direction from the seal groove portion side, and the annular plate. and a tip portion bent in one axial direction from the opposite side of the bearing ring of the portion,
The locking member includes a seal lip formed by the elastomer so as to extend from the bonding surface of the core bar to the opposite side of the bearing ring, and the elastomer to enclose the base end of the core bar. and a base end portion held in the seal groove portion formed as
The facing portion of the locking member has the two or more projections, and these projections connect the base end portion of the locking member and the seal lip and extend in the axial direction of the annular plate portion of the core bar. A ball bearing characterized in that it is formed by the elastomer covering one side surface .
前記ポケット部の深さHと前記玉の直径dの関係が、H<0.5dに設定されている請求項1に記載の玉軸受。 2. The ball bearing according to claim 1, wherein the relationship between the depth H of said pocket portion and the diameter d of said ball is set to H<0.5d. 前記外方の軌道輪と前記内方の軌道輪のうち、前記一方の軌道輪と反対の他方の軌道輪が、円周方向に沿って全周に連なるシール摺動面を有し、
前記係止部材が、前記シール摺動面に対して円周方向に摺動できるように前記エラストマによって形成されたシールリップを有し、当該シールリップが、前記シール摺動面との間に円周方向に向かって軸方向に狭くなる空間を形成する二つ以上の弾性突起を含み、これら弾性突起が、円周方向に間隔をおいて並んでおり、円周方向に隣り合う前記弾性突起間が、軸受内部と軸受外部間に亘って連通する油通路になっている請求項1又は2に記載の玉軸受。
Of the outer bearing ring and the inner bearing ring, the one bearing ring and the other bearing ring opposite to the one bearing ring have a seal sliding surface that extends along the entire circumference along the circumferential direction,
The locking member has a seal lip formed by the elastomer so as to be circumferentially slidable against the seal sliding surface, and the seal lip is circularly disposed between the seal sliding surface and the seal sliding surface. two or more elastic projections forming spaces that narrow axially in the circumferential direction, the elastic projections being spaced apart in the circumferential direction and between circumferentially adjacent elastic projections 3. The ball bearing according to claim 1 or 2, wherein is an oil passage communicating between the inside of the bearing and the outside of the bearing.
前記保持器が、エンジニアリングプラスチックによって形成されている請求項1からのいずれか1項に記載の玉軸受。 4. A ball bearing according to any one of claims 1 to 3 , wherein said retainer is made of engineering plastic.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3975066A (en) 1974-08-28 1976-08-17 Kugelfischer Georg Schafer & Co. Journal bearing
JP2002213458A (en) 2001-01-12 2002-07-31 Ntn Corp Cylindrical roller bearing
JP2007327516A (en) 2006-06-06 2007-12-20 Nsk Ltd Deep groove ball bearing
JP2017219058A (en) 2016-06-03 2017-12-14 Ntn株式会社 Bearing with seal

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH102326A (en) * 1996-06-12 1998-01-06 Shuhei Takasu Composite bearing
JP2010031947A (en) * 2008-07-28 2010-02-12 Nsk Ltd Rolling bearing
JP6789739B2 (en) * 2016-09-08 2020-11-25 Ntn株式会社 Bearing with seal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3975066A (en) 1974-08-28 1976-08-17 Kugelfischer Georg Schafer & Co. Journal bearing
JP2002213458A (en) 2001-01-12 2002-07-31 Ntn Corp Cylindrical roller bearing
JP2007327516A (en) 2006-06-06 2007-12-20 Nsk Ltd Deep groove ball bearing
JP2017219058A (en) 2016-06-03 2017-12-14 Ntn株式会社 Bearing with seal

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