TWI490421B - 保持器、深溝球軸承以及密封軸承 - Google Patents

Description

保持器、深溝球軸承以及密封軸承

本發明有關於一種保持器、深溝球軸承以及密封軸承。

軸承(深溝球)如圖15所示，具備內周形成著圓弧狀外側軌道面1之外環2、外周形成著與該外側軌道面1相向的圓弧狀內側軌道面3之內環4、配置在內環4與外環2之間的保持器5、以及由保持器5支持而轉動自由的多個滾珠Bo。

保持器5如圖16所示，由具有沿著圓周方向以規定間隔配設的半球狀凸出部6之2片環狀保持板7、7組合而成。亦即，各環狀保持板7由沿著圓周方向配設的上述半球狀凸出部6、相鄰的半球狀凸出部6間的平坦部8所構成。於經組合的狀態下，平坦部8、8相重合，且該平坦部8、8介隔鉚釘等緊固件9而連結。因此，由各半球狀凸出部6、6相對向，而形成環狀滾珠嵌合部(套座)10。

先前，存在有用以提高保持器與滾珠的潤滑狀態者(專利文獻1)，或者主動供排潤滑油，以提高軸承內潤滑油的流動性者(專利文獻2)等。

上述專利文獻1所揭示者是在套座的內周側設置附屬凹部，具有將潤滑劑存儲於該附屬凹部中的潤滑劑蓄積處的功能。藉此，提高套座內的潤滑劑的保持量，從而提高保持器與滾珠之間的潤滑狀態。

而且，上述專利文獻2所揭示者是在套座的內周面形成有凹部。該凹部分別連通至外環與保持器之間的軸承空間側以及內環與保持器之間的軸承空間側，從而形成凹溝形狀的潤滑油路徑。

然而，汽車的變速箱內混雜有齒輪的磨損粉等異物。因此，用於汽車變速箱的先前之軸承被製成密封軸承，具備對形成於其內外環間的軸承空間進行密封的接觸型密封構件，藉此防止異物侵入至軸承內。

當利用這樣的接觸型密封構件來密封軸承空間時，異物對軸承內的侵入得以防止。然而，由於密封扭矩大，故出現妨礙汽車省油化進展之問題。如此之密封軸承中，提議有密封扭矩經降低者(例如專利文獻3)。該專利文獻3所揭示者是對密封凸緣部所滑動接觸之面、例如軸承旋轉環的密封溝的內壁面實施珠擊處理(shoot peening)，使接觸面的最大粗糙度Ry降低至小於等於2.5μm。藉此，降低密封扭矩。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利早期公開公報特開2003-13962號公報

[專利文獻2]日本專利早期公開公報特開2006-342901號公報

[專利文獻3]日本專利早期公開公報特開2007-107588號公報

近年來，對汽車用軸承，因燃料費改善或環境問題而要求降低扭矩。產生於軸承的扭矩之中主要由保持器引起的扭矩中，鋼珠(滾珠)對油(潤滑脂等潤滑材料)的剪切阻力佔較多的比例。

繼而，該剪切阻力幾乎均為剪切形成於套座內徑面與套座內的滾珠之間的油膜時的阻力。而且，當套座由沿著滾珠形狀般的單一曲面形成時，因潤滑劑將通過滾珠與覆蓋滾珠的保持器套座內側的細微間隙之故，而產生阻力，從而成為使扭矩增大的主要原因之一。

上述專利文獻1所揭示者是以附屬凹部作為潤滑劑蓄積處，在該附屬凹部中儲存潤滑劑。而且，專利文獻2所揭示者，並未使潤滑劑通過細微間隙時的阻力降低。亦即，在此類軸承中，無法兼顧潤滑劑通過時的阻力減少、與滾珠運動時所剪切的油膜量減少。因此，先前即便於套座的內徑面形成有凹部，亦無法實現扭矩降低。

而且，如同專利文獻3的密封軸承等般，若減小接觸面的表面粗糙度來降低密封扭矩，則此扭矩降低效果存在限度。若製成非接觸密封，則雖可使密封扭矩為零，但將密封間隙縮小至能夠防止上述齒輪磨損粉等異物之侵入的程度，則將因組裝誤差、加工誤差、熱膨脹差等之故，而難以實現。

本發明是鑒於上述課題而提供一種能夠實現扭矩降低的保持器以及使用有如此保持器的深溝球軸承，進而提 供一種可防止異物侵入軸承內且使密封扭矩充分降低的密封軸承。

本發明的保持器是如下球軸承用保持器，由具有沿著圓周方向以規定間隔配設的半球狀凸出部的2片環狀保持板組合而成，且由相向的半球狀凸出部而形成保持滾珠的套座，上述保持器之特徵在於：在套座的滾珠相向面設置滾珠非接觸部，使得該套座中與滾珠接觸的接觸面積，比未設置滾珠非接觸部時與滾珠接觸的接觸面積減小15%~30%。再者，因降低的面積大於30%時會使保持器的強度下降，故使上限為30%。而且，若降低的面積小於15%，則將無法充分(約50%)降低扭矩。

根據本發明的保持器，可藉由在滾珠相向面設置滾珠非接觸部，來減小潤滑劑通過套座內部時的阻力。而且，可藉由設置滾珠非接觸部，來減小形成於滾珠與套座之間的油膜量。於該情形時，若滾珠非接觸部過小，則所剪切的油膜量的減少量亦會變小，導致無法實現扭矩降低。而且，若滾珠非接觸部過大，則形成於滾珠與套座之間的油膜量將變得過小，從而損及滾珠的順滑轉動。因此，可藉由如本發明般，設定滾珠非接觸部的範圍，來兼顧潤滑劑通過套座內部時的阻力降低與所剪切的油膜量減少。

在半球狀凸出部中，可藉由於滾珠相向之反面形成朝滾珠相反側突出的凸部，而在滾珠相向面設置朝滾珠相反側凹陷的凹部，並將該凹部作為上述滾珠非接觸部，或者在半球狀凸出部設置狹縫，並將該狹縫作為上述滾珠非接 觸部。

較好的是，滾珠非接觸部，與滾珠的節圓相比配置在軸承外徑側。

本發明的保持器可為金屬製之由衝壓加工所成型者、金屬製之由鑄造所成型者、樹脂製之由射出成型所成型者。而且，本發明的保持器亦可為由切削加工(金屬製與樹脂製均可)所成型者。

本發明的深溝球軸承具備：在內周形成有外側軌道面的外環、在外周形成有內側軌道面的內環、在內側軌道面與外側軌道面之間轉動的多個滾珠、以及配置在內環與外環之間的上述保持器。

本發明的密封軸承，在一對軌道環所相向的軌道面間，插入有經由保持器所保持的多個轉動體，且具備對形成於上述一對軌道環間的軸承空間進行密封的密封構件，上述密封軸承之特徵在於：上述密封構件是基端固定在任一方的軌道環，且密封凸緣部與另一方的軌道環相接的接觸密封，至少密封凸緣部的前端材質為高磨損材，其因軸承在旋轉狀態下使用而磨損成為非接觸密封，或者成為接觸壓顯示為零之程度的輕微接觸，且該密封軸承中的保持器中使用上述本發明的保持器。再者，此說明書中所謂之「高磨損材」表示易於產生磨損的材質。

根據此構成，由於使密封構件的至少密封凸緣部的前端材質為上述高磨損材，因此，運轉初期曾為接觸型的密封構件，會因磨損而在例如運轉開始後的早期變成非接觸 型的密封構件。或者因磨損，而變成接觸壓顯示為零之程度的輕微接觸。

於該發明中，可使上述密封構件中，密封凸緣部的整體或前端為相對該密封構件的其它部分易於產生磨損的材質即高磨損材部。因限定為可獲得適當的高磨損性的材質，故有時不宜使密封構件的整體為高磨損性，但可藉由僅使密封凸緣部的整體或前端為不同材質而具備高磨損性，來獲得較佳的高磨損性。

上述高磨損材可為橡膠材即高磨損橡膠材，或者亦可為樹脂材。作為高磨損材，另外亦可為固體潤滑劑、不織布及軟鋼等。在該發明中，上述密封構件的形狀既可為軸向接觸型，亦可為徑向接觸型。例如，可使上述密封構件形成為使密封凸緣部對形成在相向的軌道環上的密封溝的內面為軸向接觸的形狀。而且，亦可形成為使密封凸緣部對相向的軌道環為徑向接觸的形狀。

在該發明中，亦可於上述密封構件中，設置防止該密封構件吸附於上述另一方的軌道環之防吸附機構。使該防吸附機構為例如設於密封構件前端的通氣用狹縫。

於設置接觸式密封構件的情形時，有時會因軸承內部壓力的降低，而使密封構件吸附於軌道環上從而導致扭矩增加。該發明雖使用高磨損材料，但直至密封構件磨損為止，會與普通的接觸密封相同地產生吸附作用。

本發明的保持器，可藉由設定滾珠非接觸部的範圍， 而兼顧潤滑劑通過套座內部時的阻力降低與所剪切的油膜量的減少。

滾珠非接觸部可藉由在滾珠相向面設置朝滾珠相反側凹陷的凹部或設置狹縫，而可靠形成。若滾珠非接觸部，與滾珠的節圓相比配置在軸承外徑側，則可降低圓周速率高的位置上的剪切阻力，從而能夠更穩定地實現扭矩降低。

本發明的保持器整體形狀相對簡單，無論金屬製抑或是樹脂製均能可靠形成。而且，就成型方法而言，若為金屬製，則可利用衝壓加工或鑄造而成型，若為樹脂製則可利用射出成型而成型，故可利用先前以來普遍使用的各種成型方法來成型，從而能夠實現低成本化。

因此，可實現扭矩的降低，若使用該保持器的軸承用於汽車，則可在燃料費改善的基礎上實現環保之駕駛。

本發明的密封軸承中，運轉初期為接觸型的密封構件，會因磨損而在例如運轉開始後的早期變成非接觸型的密封構件。或者因磨損，而變成接觸壓顯示為零的程度的輕微接觸。因此，可充分降低密封扭矩。而且，會因上述磨損，而在密封凸緣部與旋轉環之間形成作為最佳非接觸密封間隙的細微間隙，或者成為如上所述的輕微接觸。因此，雖潤滑油能夠通過，但可防止影響軸承壽命的大粒徑異物侵入。其結果，可實現防止異物對軸承內的侵入與充分降低密封扭矩。

而且，藉由設置上述狹縫等防吸附機構，而使密封構件磨損為止的期間內的吸附得以防止，從而避免扭矩增加。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1表示使用有第1實施形態的保持器(球軸承用保持器)的軸承(深溝球軸承)。該球軸承具備：在內周形成有圓弧狀外側軌道面(滾動面)11的外環12、在外周形成有與該外側軌道面11相向的圓弧狀內側軌道面(滾動面)13的內環14、收納在外側軌道面11與內側軌道面13之間的多個滾珠16、支持滾珠16轉動自由的本發明之保持器15、以及安裝在外環12的軸向端部的密封構件17、17。

因此，該軸承可稱為密封軸承，並用於汽車變速箱等。上述內環14以及外環12為軌道環。而且，在該軸承內初期封裝有潤滑脂。該滾動軸承為以內環14為旋轉環且以外環12為固定環的內環旋轉型。

外環12、內環14及滾珠16，由例如SUJ2等高碳鉻軸承鋼所構成，保持器15為例如冷軋鋼(JIS(Japanese Industrial Standard，日本工業規格)規格的SPCC(Steel Plate Cold rolled Commercial，冷軋低碳鋼)系列等)的帶鋼衝壓加工品。保持器15如圖2與圖3所示，由具有沿著圓周方向以規定間隔配設的半球狀凸出部26之2片環狀保持板27A、27B組合而成。亦即，各環狀保持板27A、27B由沿著圓周方向配設的半球狀凸出部26與相鄰之半球狀凸出部26間的平坦部28所構成。於經組合的狀態下，平坦部28、28相重合，且該平坦部28、28介隔鉚釘等緊固 件29而連結。因此，由各半球狀凸出部26相對向，而形成環狀的滾珠嵌合部(套座)30。

接著，在該保持器15中，於套座30的滾珠相向面設有滾珠非接觸部31。於該情形時，使該套座30中與滾珠16接觸的接觸面積，與未設有滾珠非接觸部31時與滾珠16接觸的接觸面積相比減小15%~30%。

亦即，藉由在滾珠相向之反面形成朝滾珠相反側突出的矩形凸部32，而在滾珠相向面設置朝滾珠相反側凹陷的矩形凹部33，並以該凹部33形成滾珠非接觸部31。凸部32如圖4所示，可採用各種類型者。

亦即，圖4A所示之形狀A中，將圓周方向長度L設為LA，圓周方向寬度尺寸W設為WA。而且，圖4B所示之形狀B中，將圓周方向長度L設為短於LA之LB，圓周方向寬度尺寸W設為與WA相同之WB。

圖4C所示之形狀C中，將圓周方向長度L設為與LB相同之LC，圓周方向寬度尺寸W設為大於WA之WC。圖4D所示之形狀D中，將圓周方向長度L設為與LA相同之LD，圓周方向寬度尺寸W設為與WA相同之WD。

圖4E所示之形狀E中，將圓周方向長度L設為與LB相同之LE，圓周方向寬度尺寸W設為與WA相同之WE。圖4F所示之形狀F中，將圓周方向長度L設為與LB相同之LF，圓周方向寬度尺寸W設為與WA相同之WF。

圖4A所示之形狀A、圖4B所示之形狀B、及圖4F所示之形狀F中，凸部32的中央線O與滾珠16的節圓 PCD一致，凸部32配設在節圓PCD上。圖4C所示之形狀C、圖4D所示之形狀D、及圖4E所示之形狀E中，凸部32的中央線O，與滾珠16的節圓PCD相比向軸承外徑側偏移。於該情形時，圖4C所示之形狀C中，僅略微存在該偏移，但圖4D所示之形狀D、圖4E所示之形狀E中，則該偏移較大，使得一方的長邊與滾珠16的節圓PCD一致。

亦即，即便凸部32為圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖4E及圖4F所示的各種類型者，只要使藉此所形成的凹部33的滾珠非接觸部31在套座30中，與未設有滾珠非接觸部31時與滾珠16接觸的接觸面積相比減小15%~30%即可。

作為凸部32，既可為旋轉方向尺寸長於徑向尺寸之矩形(長方形)，相反地亦可為徑向尺寸長於旋轉方向尺寸之矩形(長方形)，或者亦可為旋轉方向尺寸與徑向尺寸相同之正方形。而且，亦可並非為長方形，而是扁圓形或者橢圓形。即便為如此之橢圓形的情形時，亦既可使旋轉方向尺寸長於徑向尺寸，相反亦可使徑向尺寸長於旋轉方向尺寸。進而，亦可為圓形。

而且，如圖5A所示，密封構件17具備芯金屬(core metal)18、被覆該芯金屬18之由合成樹脂或橡膠材等所構成的被覆部(彈性構件)19。繼而，在形成於作為固定環的外環12的內周面上的密封安裝溝20中以嵌合狀態固定著外周部。作為旋轉軸的內環14，在與各密封構件17的 內周部相對應的位置上，形成有包含圓周溝的密封溝21。形成於密封構件17的內周側端上之密封凸緣部17a的前端，與內環14的密封構21的內面滑動接觸。密封凸緣部17a，具有分支為二股狀的兩個軸向凸緣部17aa、17ab。第1軸向凸緣部17aa，沿著軸承的內側，與內環14的密封構21的內側壁面軸向接觸。第2軸向凸緣部17ab，沿著軸承的外側，與內環14的密封溝21的外側壁面軸向接觸。

密封凸緣部17a雖形成為上述彈性構件19的一部分，但該密封凸緣部17a中，使具有兩個軸向凸緣部17aa、17ab且至少包含前端部的部分，為由易於磨損的材料所構成的高磨損材部19b。亦即，密封構件17的彈性構件19由被覆芯金屬18的本體部19a、與該本體部19a相連而設的高磨損材部19b所構成。該情形時，高磨損材部19b由高磨損橡膠材構成，本體部19a由通常的橡膠材構成。密封構件17整體由橡膠材硫化成形而形成，該硫化成形時，芯金屬18附著於彈性構件19。構成高磨損材部19b的高磨損橡膠材的種類，根據使用溫度或者與潤滑油的親和性來選擇。

本發明中，可藉由於滾珠相向面設置滾珠非接觸部31，來使潤滑劑通過套座內部時的阻力降低。而且，可藉由設置滾珠非接觸部31，來使形成於滾珠16與套座30之間的油膜量減少。於該情形時，若滾珠非接觸部過小，則所剪切的油膜量的減少量亦會變少，從而導致無法實現扭 矩降低。而且，若滾珠非接觸部31過大，則形成於滾珠16與套座30之間的油膜量會變得過小，從而損及滾珠16的順滑轉動。因此，可藉由如本發明般，設定滾珠非接觸部31的範圍，來兼顧潤滑劑通過套座內部時的阻力降低、與所剪切的油膜量減少。因此，便可實現扭矩降低，若使用有該球軸承用保持器的軸承用於汽車，則可在燃料費改善的基礎上實現環保駕駛。

滾珠非接觸部31，可藉由於滾珠相向面設置朝滾珠相反側凹陷的凹部33而可靠地形成。若滾珠非接觸部31，與滾珠16的節圓相比配置在外徑側，則可使圓周速率高的位置上的剪切阻力降低，從而能夠穩定地降低扭矩。

根據該實施形態的密封軸承，由於與作為旋轉軸的內環14的密封溝21滑動接觸的密封構件17的密封凸緣部17a的至少前端部，為易於產生磨損的材料(高磨損橡膠材)的高磨損材部19b，因此，運轉初期曾為接觸型的密封構件17，可藉由上述高磨損材部19b的磨損而在運轉開始後的早期(運轉開始後數小時)如圖6中的放大剖面圖所示，變成非接觸型的密封構件17，從而使密封扭矩充分降低。例如，運轉開始之後，在油浴或者絕對乾燥條件下，60分鐘以內成為非接觸。作為運轉條件之一例，例如，軸承型號：6207(JIS規格)之軸承，旋轉速度4,000rpm，軸承溫度：30℃，旋轉扭矩為0.075N．m左右，在油浴情形時，使用礦物油系油於60分鐘以內成為非接觸。

藉此，便可使密封扭矩充分降低。其結果，可使軸承 的升溫降低，故可選擇與先前所用的潤滑油相比黏度更低的潤滑油。而且，用於汽車的變速箱時，可有助於汽車的省油化。

而且，由於可藉由高磨損材部19b的磨損，而使密封構件17的密封凸緣部17a與內環14的密封溝21之間形成作為最佳迷路的細微間隙，因而，雖潤滑油可通過，但可防止對軸承壽命造成影響的大粒徑異物之侵入。高磨損材部19b的磨損，不必直至變成非接觸為止才結束，磨損至成為接觸壓在實際應用中顯示為零的程度的輕微接觸即可。

再者，該實施形態中，例示了使用高磨損橡膠材作為構成密封構件17的高磨損材部19b之易於磨損的材料的情形，但作為易於磨損之材料的其它例，亦可使用樹脂材。作為構成該高磨損材部19b的材料，除上述之外，亦可為固體潤滑材料、不織布、軟鋼等。而且，在該實施形態中，如圖5B所示，可在密封構件17中，設置通氣用的狹縫50等防吸附機構。

防吸附機構為防止因軸承的內部壓力降低而使密封構件17吸附於內環14的機構。該情形時，於密封構件17的密封凸緣部17a的各軸向凸緣部17aa、17ab的前端，以該些軸向凸緣部17aa、17ab與密封溝21的內面相接的狀態，設置與軸承空間的內外方向達到通氣狀態的狹縫50。狹縫50設於圓周方向的數個部位例如2個部位上。

如此般，由於設置狹縫50等防吸附機構，故於高磨 損材部19b磨損為止之期間，防止密封構件17因軸承內部壓力降低之故，而吸附於內環14之密封溝21的內面，從而避免因吸附導致扭矩增加。

圖7所示之球軸承(深溝球軸承)為不具有密封構件17的類型。亦即，圖7所示之球軸承，除了不具有密封構件17、安裝有密封構件17的密封安裝溝20以及密封構件17的凸緣部17a所接觸的密封溝21之方面以外，與圖1所示之球軸承(深溝球軸承)相同。

因此，圖7所示之球軸承(深溝球軸承)，也具有圖1所示之球軸承(深溝球軸承)與密封構件17的作用效果以外的作用效果。

圖8表示使用有第2實施形態的球軸承用保持器之軸承(深溝球軸承)。該情形時的保持器15，於半球狀凸出部26中設有狹縫35，並以該狹縫35作為滾珠非接觸部31。該情形時的狹縫35如圖9所示為矩形，且配設在該矩形之中心線O1與滾珠16的節圓PCD一致的節圓PCD上。

作為狹縫35，既可為旋轉方向尺寸長於徑向尺寸的矩形(長方形)，相反亦可為徑向尺寸長於旋轉方向尺寸的矩形(長方形)，或者亦可為旋轉方向尺寸與徑向尺寸相同之正方形。而且，亦可並非為長方形，而是扁圓或者橢圓形。即便於如此之橢圓形時，既可為旋轉方向尺寸長於徑向尺寸者，相反亦可為徑向尺寸長於旋轉方向尺寸者。進而，亦可為圓形。

作為狹縫35的配置位置，如圖9所示，既可配設在 滾珠16的節圓PCD上，亦可與節圓PCD相比配設在外徑側。該情形時的偏移量亦可任意設定。亦即，由狹縫35形成的滾珠非接觸部31在套座30中，比未設有滾珠非接觸部31時與滾珠16接觸的接觸面積減小15%~30%即可。再者，圖9所示之軸承的其它構成因與圖1所示之軸承相同，故省略對該些之說明。

如圖8所示，即便滾珠非接觸部31由狹縫35形成時，亦可使潤滑劑通過套座內部時的阻力降低，而且，可使形成於滾珠16與套座30之間的油膜量減少。如此般，圖8所示之保持器，也具有與上述圖1所示之保持器相同的作用效果。而且，設有狹縫35者，與設有凸部32者不同，保持器15的軸承軸向尺寸不會變大，故可實現緊湊化。亦即，可一方面維持與不具有滾珠非接觸部31之先前的保持器相同的尺寸，一方面可使扭矩降低。

圖10所示之球軸承(深溝球軸承)為不具有密封構件17之類型。亦即，圖10所示之球軸承，除了不具有密封構件17、安裝有密封構件17的密封安裝溝20、及密封構件17的凸緣部17a所接觸的密封溝21之方面以外，與圖8所示之球軸承(深溝球軸承)相同。因此，圖10所示之球軸承(深溝球軸承)，也具有圖8所示之球軸承(深溝球軸承)與密封構件17的作用效果以外的作用效果。

保持器15為上述各實施形態中由衝壓加工而成型的金屬製保持器，但亦可由鑄造而成型。而且，亦可由切削加工而成型，或者亦可由放電加工(包括線切割)而成型。 此處，所謂放電加工，是指藉由在電極與被加工物之間以短週期重複進行的電弧放電來去除被加工物表面之一部分的機械加工方法。所謂線切割是指放電加工的一種，對金屬線施加張力，從而利用放電來加工金屬材料的方法。

而且，作為保持器15，不僅限於金屬製保持器限，亦可為合成樹脂的成形品。樹脂製保持器的樹脂材料，可使用此類保持器先前所用者、例如聚苯硫醚樹脂(以下，稱為PPS(Polyphenylene Sulfide)樹脂)或聚醯胺46(PA(polyamide)46)。尤其例如汽車的交流發電機所用的軸承等要求更高溫度(例如200℃或200℃以上)範圍的長期耐熱性者，可使用聚醯亞胺樹脂(以下，成為PI(Polyimide)樹脂)、聚醯胺醯亞胺樹脂(以下，稱為PAI(polyamide-imide)樹脂)或者聚醚醚酮樹脂(以下，稱為PEEK(polyetheretherketone)樹脂)等材料。

該樹脂製保持器，例如可由射出成型而成型。而且，亦可由切削加工而成型。樹脂製保持器，亦可設置滾珠非接觸部31，使套座30中與滾珠16接觸的接觸面積，比未設有滾珠非接觸部31時與滾珠16接觸的接觸面積減小15%~30%。

在樹脂製保持器中設置滾珠非接觸部31的情形時，如圖1所示，可藉由於滾珠相向之反面形成朝滾珠相反側突出的矩形凸部32，而在滾珠相向面設置朝滾珠相反側凹陷的矩形凹部33，並以該凹部33作為滾珠非接觸部31。而且，亦可設置狹縫35，並以該狹縫35作為滾珠非接觸 部31。因此，樹脂製保持器，也具有與圖1所示之金屬製保持器相同的作用效果。

圖11A與圖11B表示密封構件17的變形例。該情形時的密封構件17的密封凸緣部17a，具有沿內徑側而與內環14的密封溝21徑向接觸的一個徑向凸緣部17ac。使密封凸緣部17a之具有徑向凸緣部17ac的至少前端部為由易於磨損的材料所構成的高磨損材部19b之情形，或者該高磨損材部19b由高磨損橡膠材所構成之情形以及其它構成，與圖5A所示之密封構件17相同。

該圖11A與圖11B所示之密封構件17，亦可防止異物對軸承內之侵入以及使密封扭矩充分降低，故用於汽車的變速箱時，有助於汽車的省油化。

圖12A與圖12B表示密封構件17的其它變形例。該密封構件17的密封凸緣部17a，僅具有沿軸承的內側而與內環14的密封溝21的內側壁面軸向接觸的一個軸向凸緣部17aa。使密封凸緣部17a之具有上述軸向凸緣部17aa的至少包含前端部的部分19b為由易於磨損之材料所構成的高磨損材部之情形、或者該高磨損材部19b由高磨損橡膠材所構成之情形以及其它構成，與圖5A所示之密封構件17相同。

該圖12A與圖12B所示之密封構件17，可防止異物對軸承內之侵入以及使密封扭矩充分降低，故用於汽車的變速箱時，有助於汽車的省油化。

以上，對本發明的實施形態進行了說明，但本發明並 非限定於上述實施形態，而是可進行各種變形，滾珠非接觸部31在上述實施形態中為沿旋轉方向而配置，但亦可相對旋轉方向傾斜。而且，作為所形成的滾珠非接觸部31，並非僅限於相對半球狀凸出部26為一個，亦可在各半球狀凸出部26中設置兩個或兩個以上的滾珠非接觸部31。該情形時，既可沿著圓周方向配置多個，亦可沿徑向配置多個。

無論設置長方形乃至正方形的凸部32，抑或是設置長方形乃至正方形的狹縫35，均可使各角部為弧形或者非弧形。而且，當設置長方形乃至正方形的凸部32的情形時，較好的是，使凸部32的突出量(凹部33的深度)為環狀保持板27A、27B的40%或40%以下。亦即，若超過40%，則凸部32的突出量變得過大，從而可能導致密封構件難以安裝，或者變得大型化。

[實施例]

實施例1

製作圖4所示之形狀A、B、C、D、E、F的保持器(金屬製保持器：衝壓加工品)，並使用該些來組裝圖1所示之球軸承，測定所產生的扭矩。其結果示於以下的表1中。表1中所謂標準品是指未形成有滾珠非接觸部31的先前產品。

在表1中，形狀A中的1.6×9.0表示尺寸W為1.6mm，圓周方向長度L為9.0mm。形狀B中的1.6×5.5表示尺寸W為1.6mm，圓周方向長度L為5.5mm。形狀C中的2.6×5.5表示尺寸W為2.6mm，圓周方向長度L為5.5mm。形狀D中的＊1表示形狀A中自PCD向外徑側偏移0.8mm。形狀D的＊2表示形狀B中自PCD向外徑側偏移0.8mm。在表1中，鋼珠-保持器接觸面積中形狀A~形狀F為止之欄表示以標準品面積為100%時的比例(%)。而且，作為軸承，使用外環12的外徑尺寸為72.0mm，外環12的內徑尺寸為60.2mm，內環14的外徑尺寸為47.0mm，內環14的內徑尺寸為35.0mm，滾珠(鋼珠)16的外徑尺寸為11.1mm者。

作為該些的實驗條件是在施加500N的徑向荷重狀態下，提供4000r/min的旋轉速度。並使其一部分浸漬於30℃的潤滑油(豐田原廠ATF(Automatic Transmission Fluid，自動變速箱油)T-4)中。此處，所謂一部分浸漬是指將軸承軸心線保持水平，僅其鉛垂方向最下方的滾珠完全浸漬。

圖13中表示使接觸面積更改後自PCD向外徑側偏移的情形時扭矩變化的示意圖。如此般，由表1與圖13可知，可藉由使接觸面積減小15%，而使扭矩約降低50%。而且，可藉由使接觸面積減小30%，並且自PCD向外徑側偏移0.8mm，來使扭矩約降低60%。

實施例2

如圖9所示，製作具有狹縫35的保持器(金屬製保持器：衝壓加工品)，並使用其組裝圖8所示之球軸承，測定所產生的扭矩。該情形時，使接觸面積比標準品(不具有狹縫35的保持器)減小30%。與上述實施例1相同，在施加500N的徑向荷重狀態下，提供4000r/min的旋轉速度。使其一部分浸漬於30℃的潤滑油(豐田原廠ATF T-4)中。於該情形時，降低了約40%的扭矩。亦即，標準品為0.152Nm，而具有狹縫35的保持器為0.093Nm。而且，作為軸承，使用外環12的外徑尺寸為72.0mm，外環12的內徑尺寸為60.2mm，內環14的外徑尺寸為47.0mm，內環14的內徑尺寸為35.0mm，滾珠(鋼珠)16的外徑尺寸為11.1mm者。再者，下述比較例1、2中，亦使用相同尺寸者。

比較例1

取代掉凸部32或狹縫35而將半球狀凸出部26的軸 承內徑以及軸承外徑側切削製作成金屬製保持器，並使用其組裝圖8所示之球軸承，測定所產生的扭矩。使接觸面積比標準品(不具有狹縫35的保持器)降低了25%。測定條件與上述實施例相同。該情形時，降低了約11%的扭矩。亦即，標準品為0.152Nm，將軸承內徑以及軸承外徑側切削而成的保持器為0.135Nm。

比較例2

另外，製作將半球狀凸出部26的軸承外徑側切削而成的樹脂製保持器，並使用其組裝圖8所示之球軸承，測定所產生的扭矩。該情形時，保持器的樹脂材料為PA66，使接觸面積比標準品降低了30%。測定條件與上述實施例相同。該情形時，降低了約18%的扭矩。亦即，標準品為0.152Nm，將軸承內徑以及軸承外徑側切削而成的保持器為0.124Nm。

實施例3

圖14是以圖表來表示該實施形態的密封軸承的旋轉扭矩，與先前的密封軸承比較後的測試結果。如圖14A所示，與先前產品相比，實施形態的密封軸承中，旋轉扭矩得以大幅降低。其原因在於，就旋轉扭矩的主要因素的明細而言，如圖14B所示，相對於先前產品中列舉有潤滑脂的阻力、(保持器剪切阻力+滾動阻力)以及密封扭矩，實施形態的密封軸承則排出了密封扭矩之主要因素。

[產業上的可利用性]

作為軸承，既可為內環旋轉型滾動軸承，亦可為外環 旋轉型滾動軸承。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1、11‧‧‧圓弧狀外側軌道面(滾動面)

3、13‧‧‧圓弧狀內側軌道面(滾動面)

2、12‧‧‧外環

4、14‧‧‧內環

5、15‧‧‧保持器

16、Bo‧‧‧滾珠

17‧‧‧密封構件

17a‧‧‧密封凸緣部

17aa‧‧‧第1軸向凸緣部

17bb‧‧‧第2軸向凸緣部

17ac‧‧‧徑向凸緣部

18‧‧‧芯金屬(core metal)

19‧‧‧被覆部(彈性構件)

19a‧‧‧本體部

19b‧‧‧高磨損材部

20‧‧‧密封安裝溝

21‧‧‧密封溝

6、26‧‧‧半球狀凸出部

7、27A、27B‧‧‧環狀保持板

8、28‧‧‧平坦部

9、29‧‧‧緊固件

10、30‧‧‧套座

31‧‧‧滾珠非接觸部

32‧‧‧凸部

33‧‧‧凹部

35、50‧‧‧狹縫

O1‧‧‧中央線

L‧‧‧圓周方向長度

W‧‧‧圓周方向寬度尺寸

PCD‧‧‧節圓

圖1為使用有表示本發明第1實施形態的保持器的軸承之剖面圖。

圖2為上述圖1的保持器的主要部分放大剖面圖。

圖3為上述圖2的X箭頭方向的視圖。

圖4A為表示有保持器的凸部之圖1所示的保持器的主要部分簡略圖。

圖4B為表示有保持器的凸部之保持器的第1變形例的主要部分簡略圖。

圖4C為表示有保持器的凸部之保持器的第2變形例的主要部分簡略圖。

圖4D為表示有保持器的凸部之保持器的第3變形例的主要部分簡略圖。

圖4E為表示有保持器的凸部之保持器的第4變形例的主要部分簡略圖。

圖4F為表示有保持器的凸部之保持器的第5變形例的主要部分簡略圖。

圖5A為密封構件的放大剖面圖。

圖5B為其它密封構件的放大剖面圖。

圖6為圖5A所示之密封構件的主要部分放大剖面圖。

圖7為使用有上述圖2所示之保持器的其它軸承的剖面圖。

圖8為使用有表示本發明第2實施形態之保持器的軸承的剖面圖。

圖9為圖8的保持器的主要部分簡略圖。

圖10為使用有圖8的保持器的其它軸承的剖面圖。

圖11A為表示密封軸承的其它實施形態的剖面圖。

圖11B為表示上述圖11A的密封軸承的密封構件之放大剖面圖。

圖12A為表示密封軸承的其它實施形態的剖面圖。

圖12B為表示上述圖12A的密封軸承的密封構件之放大剖面圖。

圖13為表示接觸面積降低率與扭矩降低率之關係的圖表。

圖14A為密封軸承的旋轉扭矩與先前產品加以比較後所表示的圖表。

圖14B為表示旋轉與扭矩的要因明細的圖表。

圖15為使用先前的保持器的軸承的剖面圖。

圖16為先前的保持器的立體圖。

11‧‧‧圓弧狀外側軌道面(滾動面)

12‧‧‧外環

13‧‧‧圓弧狀內側軌道面(滾動面)

14‧‧‧內環

15‧‧‧保持器

16‧‧‧滾珠

17‧‧‧密封構件

17a‧‧‧密封凸緣部

18‧‧‧芯金屬(core metal)

19‧‧‧被覆部(彈性構件)

20‧‧‧密封安裝溝

21‧‧‧密封溝

30‧‧‧套座

31‧‧‧滾珠非接觸部

32‧‧‧凸部

33‧‧‧凹部

Claims (16)

1. 一種保持器，由具有沿著圓周方向以規定間隔配設的半球狀凸出部的2片環狀保持板組合而成，且由相向的該半球狀凸出部而形成保持滾珠的套座，上述保持器之特徵在於：在該套座的滾珠相向面設置有滾珠非接觸部，使得該套座中與滾珠接觸的接觸面積，比未設置該滾珠非接觸部時與滾珠接觸的接觸面積減小15%~30%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之保持器，其中在該半球狀凸出部中，於該滾珠相向面設置朝滾珠相反側凹陷的凹部，並將該凹部作為上述滾珠非接觸部。
3. 如申請專利範圍第1項所述之保持器，其中在該半球狀凸出部設置狹縫，並將該狹縫作為上述滾珠非接觸部。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之保持器，其中該滾珠非接觸部，配置在比滾珠的節圓更靠軸承外徑側。
5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之保持器，其中上述保持器為金屬製且由衝壓加工而成型者。
6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之保持器，其中上述保持器為金屬製且由鑄造而成型者。
7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之保持器，其中上述保持器為由切削加工而成型者。
8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之保持器，其中上述保持器為樹脂製且由射出成形而成型者。
9. 一種深溝球軸承，包括：在內周形成有外側軌道面的外環、在外周形成有內側軌道面的內環、在該內側軌道面與該外側軌道面之間轉動的多個滾珠、以及配置在該內環與該外環之間的如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之保持器。
10. 一種密封軸承，在一對軌道環所相向的軌道面間，插入有經由保持器所保持的多個轉動體，且包括對形成於上述一對軌道環間的軸承空間進行密封的密封構件，上述密封軸承之特徵在於：上述密封構件為基端固定在任一方的軌道環，且密封凸緣部與另一方的軌道環相接的一種接觸密封，且至少該密封凸緣部的前端材質為高磨損材，該高磨損材是因軸承在旋轉狀態下使用而磨損成為非接觸密封，或成為接觸壓為零之程度的輕微接觸，且上述保持器中使用如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之保持器。
11. 如申請專利範圍第10項所述之密封軸承，其中上述密封構件中，使該密封凸緣部的整體或前端的材質為相對該密封構件的其它部分易於產生磨損的高磨損材 部。
12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之密封軸承，其中使上述高磨損材為橡膠材。
13. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之密封軸承，其中使上述高磨損材為樹脂材。
14. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之密封軸承，其中使上述密封構件的該密封凸緣部對於形成在相向的軌道環上的密封溝的內面形成為軸向接觸的形狀。
15. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之密封軸承，其中使上述密封構件的該密封凸緣部對於相向的軌道環形成為徑向接觸的形狀。
16. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之密封軸承，其中於上述密封構件中，設置防止該密封構件吸附於上述另一方的軌道環之防吸附機構。