WO2023238774A1 - 深溝玉軸受 - Google Patents

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WO2023238774A1
WO2023238774A1 PCT/JP2023/020516 JP2023020516W WO2023238774A1 WO 2023238774 A1 WO2023238774 A1 WO 2023238774A1 JP 2023020516 W JP2023020516 W JP 2023020516W WO 2023238774 A1 WO2023238774 A1 WO 2023238774A1
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deep groove
groove ball
ball bearing
diameter
retainer
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Inventor
ウー・ウェンウェイ
章央 松本
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38—Ball cages
    • F16C33/42—Ball cages made from wire or sheet metal strips

Definitions

  • the present invention relates to deep groove ball bearings used, for example, in electric motors that are the main drive source of railway vehicles.
  • Patent Document 1 In a deep groove ball bearing equipped with a metal corrugated retainer, a technique has been proposed in which shot peening is applied to the pocket surface of the corrugated retainer (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 We have proposed a deep groove ball bearing that has excellent wear resistance and can reduce heat generation by subjecting the pocket surface to shot peening treatment.
  • Deep groove ball bearings are used in a wide range of applications.
  • this deep groove ball bearing is used, for example, in an electric motor or the like that is the main drive source of a railway vehicle, the deep groove ball bearing may generate more heat due to frequent rapid acceleration rotations.
  • An object of the present invention is to provide a deep groove ball bearing that can suppress heat generation and ensure the strength of the cage.
  • the deep groove ball bearing of the present invention includes an inner member, an outer member, a raceway surface formed on an outer circumferential surface of the inner member and an inner circumferential surface of the outer member, and a plurality of balls interposed between the raceway surfaces.
  • a deep groove ball bearing equipped with a corrugated cage that holds a plurality of balls the corrugated cage has a hemispherical bulge disposed along the circumferential direction, and a hemispherical bulge adjacent to the circumferential direction.
  • Two annular retaining plates are combined in the axial direction, and the annular retaining plates have rivet holes for connecting the axially overlapping flat parts with rivets.
  • the diameter of the hole is 25% or more and 35% or less of the band width h, which is the radial dimension of the corrugated retainer, and the band width h, which is the radial dimension of the corrugated retainer, is 30% or more and 44% of the diameter of the balls. The following was made.
  • the clearance between the corrugated retainer and the balls is larger than that of a general deep groove ball bearing; This allows lubricant such as grease to easily enter and exit the space between the corrugated retainer and the balls during bearing operation.
  • the area of the corrugated holder that comes into contact with the lubricant is reduced, and the agitation force of the lubricant adhering to the inner and outer members can be reduced. Due to the effect (1) that the lubricant flows easily and the effect (2) that the stirring force of the lubricant is reduced, it is possible to suppress the temperature rise of the deep groove ball bearing during rapidly accelerated rotation. Since the lower limit of the band width h of the corrugated retainer is set to 30% or more of the ball diameter, the movement of the balls is stabilized and the required retainer strength can be satisfied.
  • the band width h of the corrugated holder may be set to 30% or more and 40% or less of the diameter of the balls. By limiting the upper limit of the band width h to 40% or less of the ball diameter, it is possible to suppress heat generation in the bearing, reduce cage material, and reduce manufacturing costs.
  • an annular retaining plate having a hemispherical bulge disposed along the circumferential direction and a flat part connecting the hemispherical bulges adjacent in the circumferential direction extends in the axial direction.
  • the diameter of the rivet hole for connecting the flat parts that overlap in the axial direction with a rivet may be 25% or more and 35% or less of the band width h. In this case, the strength of the cage can be ensured more reliably. If the diameter of the rivet holes exceeds 35% of the band width h, the radial dimension of the retainer at the portion connected by the rivets will become small, which is unfavorable in terms of the strength of the retainer. If the diameter of the rivet hole is less than 25% of the band width h, the rivet will have a small diameter and may not be able to withstand connection between flat parts.
  • a notch portion may be provided on the inner diameter edge or the outer diameter edge of the pocket portion of the corrugated retainer.
  • the grease accumulated in the stationary space is supplied from the notch to the raceway surface by centrifugal force.
  • a portion of the grease that is trying to stay in the stationary space is scraped off at the notch, and the base oil of the grease is separated and sequentially flows from the notch to the inside of the cage, the ball surface, and the raceway surface. It becomes easier to be supplied. This suppresses heat generation in the deep groove ball bearing. Since the notch is provided in the pocket, the grease shear resistance between the balls and the pocket is reduced, and the deep groove ball bearing can achieve low torque and low heat generation.
  • the stationary space refers to a space in the bearing space through which the balls and cage do not pass when the bearing rotates.
  • the radial distance IP from the inner diameter of the corrugated retainer to the retainer pitch diameter, and the radial distance OP from the outer diameter of the corrugated retainer to the retainer pitch diameter are the inner member of the deep groove ball bearing.
  • IP ⁇ OP When the outer member of the deep groove ball bearing rotates, IP ⁇ OP, and when the outer member of the deep groove ball bearing rotates, OP ⁇ IP may be satisfied.
  • Grease accumulates on the outer peripheral surface of the inner member, so when the radial distance IP is smaller than the radial distance OP, that is, when OP ⁇ IP, the agitation volume is smaller and the deep groove ball bearing is Temperature rise can be suppressed.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a deep groove ball bearing according to a first embodiment of the present invention. It is a perspective view of the annular holding plate in the corrugated cage of the same deep groove ball bearing. It is a horizontal cross-sectional view of the main part of the same corrugated retainer. 2 is an enlarged view of section IV in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a deep groove ball bearing according to a first embodiment of the present invention. It is a perspective view of the annular holding plate in the corrugated cage of the same deep groove ball bearing. It is a horizontal cross-sectional view of the main part of the same corrugated retainer. 2 is an enlarged view of section IV in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a deep groove ball bearing according to a first embodiment of the present invention. It is a perspective view of the annular holding plate in the corrugated cage of the same deep groove ball bearing. It is a horizontal cross-sectional view
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a deep groove ball bearing 1 according to an embodiment taken along a virtual plane passing through the bearing axis and the ball center.
  • the deep groove ball bearing 1 is used, for example, in an electric motor that is a main drive source of a railway vehicle. However, the deep groove ball bearing 1 can also be applied to uses other than the electric motor.
  • the 1 includes an inner ring 2 as an inner member, an outer ring 3 as an outer member, balls 4, and a corrugated retainer 5.
  • a plurality of balls 4 interposed between the raceway surfaces 2a and 3a of the inner and outer rings 2 and 3 are held by a corrugated retainer 5 at regular intervals in the circumferential direction.
  • a lubricant such as grease is filled in the bearing space between the inner and outer rings 2 and 3.
  • the inner and outer rings 2, 3 and balls 4 are made of, for example, high carbon chromium bearing steel such as SUJ2 or martensitic stainless steel. However, it is not limited to these steels.
  • a seal member (not shown) may be attached to the outer ring 3 to close the bearing space.
  • the corrugated retainer 5 is a corrugated retainer in which two annular retainer plates 5a, 5a having hemispherical bulges 6 (FIG. 2) arranged at predetermined intervals along the circumferential direction are combined in the axial direction. It is a vessel. A corrugated holder is sometimes simply called a holder.
  • Each annular holding plate 5a shown in FIG. 2 has a hemispherical bulge 6 disposed along the circumferential direction and a flat portion 7 that connects the hemispherical bulges 6 adjacent in the circumferential direction.
  • each annular holding plate 5a in FIG. 2 is, for example, a pressed product of a cold rolled steel band.
  • the diameter of the rivet hole Rh for connecting the flat portions 7 with each other with the rivet Rb (FIG. 3) is set to 25% or more and 35% or less of the band width h, which will be described later.
  • the band width h which is the radial dimension of the corrugated retainer 5 (FIG. 1), is set to 30% or more and 44% or less of the diameter BD of the balls 4, preferably 30% of the diameter BD of the balls 4, as shown in FIG. 40% or less.
  • the clearance ⁇ refers to a radial gap between both side edges of the pocket portion 8 and the ball 4. Since the lower limit of the band width h is set to 30% or more of the diameter BD of the balls 4, the movement of the balls 4 is stabilized and the required cage strength can be satisfied.
  • the reasons for narrowing the band width h are (1) increasing the inner diameter of the corrugated retainer 5 (inner diameter of the retainer), or (2) decreasing the outer diameter of the corrugated retainer 5 (outer diameter of the retainer). (3) inner diameter enlargement and outer diameter reduction, in which the cage inner diameter is increased and the cage outer diameter is reduced.
  • Lubrication method Lubrication with grease for use in main motors of railway vehicles (amount of grease filled: 40g) Radial load: 160kgf Rotation speed: The inner ring was rotated, and the rotation speed was assumed to be a rapid acceleration rotation and a constant rotation speed assuming a rotation speed corresponding to the actual operating conditions of the main motor. Temperature: The temperature of the outer ring, which is a fixed ring, or the housing in which the outer ring is installed was measured using a temperature sensor, etc., and the temperature increase was recorded.
  • the ratio of the band width of each example to the band width of the comparative example is the value obtained by dividing the band width of each example by the band width of the comparative example.
  • a ratio for example, in Example 1, a ratio of 0.99 is obtained by dividing the band width 9.05 of Example 1 by the band width 9.1 of the comparative example and rounding off to the third decimal place.
  • the lower limit value of the band width h of the corrugated holder 5 is set to 30% or more of the diameter BD of the balls 4, the movement of the balls 4 is stabilized and the required holder strength can be satisfied.
  • the diameter of the rivet hole Rh for connecting the flat portions 7 of FIG. 2 that overlap in the axial direction with the rivet Rb is set to 25% or more and 35% or less of the band width h. In this case, the strength of the cage can be ensured more reliably. If the diameter of the rivet hole Rh exceeds 35% of the band width h, the radial dimension of the retainer at the portion connected by the rivets becomes small, which is not good in terms of the strength of the retainer. If the diameter of the rivet hole Rh is less than 25% of the band width h, the rivet will have a small diameter and may not be able to withstand the connection between the flat parts 7.
  • a notch 9 may be provided at the inner diameter edge of the pocket portion 8 of the corrugated retainer 5. Specifically, a notch 9 is provided so that the inner diameter edge of each pocket portion 8 is recessed toward the outer diameter side.
  • the notch portion 9 has a curved surface shape that is a concave curved surface when viewed from the axial direction.
  • the notch portion 9 is configured such that the band width h at the circumferential middle portion of the pocket portion 8 is the smallest, and the band width h gradually increases along the curved shape as it goes from the circumferential middle portion to both sides in the circumferential direction. is formed.
  • This notch portion 9 may be formed by, for example, machining after punching and forming the steel band using a press, or may be formed during press processing.
  • the grease accumulated in the stationary space is supplied from the notch 9 to the raceway surface by centrifugal force.
  • a part of the grease that is about to stay in the stationary space is scraped off by the notch 9, and the base oil of the grease is separated and is sequentially distributed from the notch to the inside of the cage 5, the ball surface, and the raceway surface. It becomes easier to be supplied to This suppresses heat generation in the deep groove ball bearing. Since the pocket portion 8 is provided with the notch portion 9, the grease shearing resistance between the balls and the pocket portion 8 is reduced, and the deep groove ball bearing can achieve low torque and low heat generation.
  • the provision of the notch 9 increases the amount of grease adhering to the surface of the ball that is scraped off, making it easier for the grease to be discharged from the moving space to the stationary space. This can reduce the time required for the grease to break in.
  • a notch 10 may be provided at the outer diameter edge of the pocket portion 8 of the corrugated retainer 5.
  • a notch 10 is provided so that the outer diameter edge of each pocket portion 8 is recessed inward.
  • the notch portion 10 has a curved surface shape that is a concave curved surface when viewed from the axial direction.
  • the second embodiment has the same configuration and effects as the second embodiment described above.
  • the notches 9 and 10 on the inner diameter edge and the outer diameter edge may each have a plurality of concave curved surfaces formed in each pocket portion 8.
  • the notches 9 and 10 are not limited to concave curved surfaces, and may be formed in a rectangular or polygonal shape. Notches 9 and 10 may be provided on the inner diameter edge and the outer diameter edge, respectively.
  • a deep groove ball bearing 1A limited to an inner ring rotating type may be used.
  • the radial distance IP from the inner diameter of the corrugated retainer 5 to the retainer pitch circle diameter PCD, and the radial distance OP from the outer diameter of the corrugated retainer 5 to the retainer pitch circle diameter PCD are defined by the deep grooves.
  • a deep groove ball bearing 1B limited to an outer ring rotating type may be used.
  • OP ⁇ IP the outer ring rotating type
  • the stirring volume becomes smaller and the temperature of the deep groove ball bearing 1B increases. can be suppressed.
  • corrugated retainer 5 the flat portions of two annular retaining plates 5a, 5a may be connected to each other via engagement claws or the like.
  • Corrugated holders can be traded independently on the market.
  • This corrugated holder is described as follows.
  • a corrugated retainer for a deep groove ball bearing comprising an inner member, an outer member, a plurality of balls interposed between the inner member and the outer member, and a corrugated retainer for holding these balls,
  • the inner member includes, for example, one in which the inner ring and the shaft are integrated, and one in which a gear is formed on the inner peripheral surface of the inner ring.
  • the outer member includes one in which the outer ring and the housing are integrated, and one in which a gear, a flange, etc. are formed on the outer peripheral surface of the outer ring.
  • integrated means that the bearing ring and the object are not formed by combining a plurality of elements, but are formed from a single material as a part or whole of a single object, for example, by forging, machining, etc.
  • a seal member (not shown) that closes the bearing space may be provided only on one side.
  • Lubricating oil other than grease may be used as a lubricant for deep groove ball bearings.
  • Deep groove ball bearings can be applied to vehicles other than railway vehicles, industrial machines, machine tools, robots, conveyance machines, etc.

Abstract

深溝玉軸受（１）は、内方部材である内輪（２）と、外方部材である外輪（３）と、これら内外輪（２，３）間に介在される複数の玉（４）と、これら玉（４）を保持する波形保持器５とを備える。波形保持器（５）の径方向寸法である帯幅（ｈ）を、玉（４）の直径（ＢＤ）の３０％以上４４％以下とした。帯幅（ｈ）の上限値を玉直径の４４％以下に制限することで、グリースが容易に流れる効果およびグリースの攪拌力が減少する効果により、急加速回転時に深溝玉軸受（１）の温度上昇を抑制する。帯幅（ｈ）の下限値を玉直径の３０％以上にしたため、玉（４）の動きが安定化するうえ、必要な保持器強度を充足し得る。

Description

深溝玉軸受 関連出願
　この出願は、２０２２年６月６日出願の特願２０２２－０９１４９１の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　本発明は、例えば、鉄道車両の主たる駆動源である電動機等に用いられる深溝玉軸受に関する。
　金属製の波形保持器を備えた深溝玉軸受において、波形保持器のポケット面にショットピーニング処理を施す技術が提案されている（特許文献１）。前記ポケット面にショットピーニング処理を施すことで、耐摩耗性等に優れ、発熱を低減し得る深溝玉軸受を提案している。
特開２００８－２４９４号公報
　深溝玉軸受は幅広い用途に使用されている。この深溝玉軸受を、例えば、鉄道車両の主たる駆動源である電動機等に使用する場合、急加速回転が頻繁に起きるため、深溝玉軸受がより発熱する場合がある。
　本発明の目的は、発熱を抑制すると共に保持器の強度を確保することができる深溝玉軸受を提供することである。
　本発明の深溝玉軸受は、内方部材および外方部材と、内方部材の外周面および前記外方部材の内周面に形成される軌道面と、軌道面間に介在する複数の玉と、複数の玉を保持する波形保持器を備えた深溝玉軸受であって、波形保持器は、円周方向に沿って配設される半球状膨出部と、円周方向に隣合う半球状膨出部を繋ぐ平坦部と、を有する２枚の環状保持板が軸方向に組み合わされ、環状保持板は、軸方向に重なる平坦部同士を鋲で連結するための鋲孔が形成され、鋲孔の直径を、波形保持器の径方向寸法である帯幅ｈの２５％以上３５％以下とし、波形保持器の径方向寸法である帯幅ｈを、前記玉の直径の３０％以上４４％以下とした。
　波形保持器の帯幅ｈの上限値を玉直径の４４％以下に制限することで、（１）一般的な深溝玉軸受よりも波形保持器と玉との間のクリアランスが大きくなる。これにより、軸受運転中にグリース等の潤滑剤が波形保持器と玉間の空間へ容易に出入りする。（２）潤滑剤に接触する波形保持器の面積が減少し、内方部材および外方部材に付着した潤滑剤の攪拌力が低減し得る。
　潤滑剤が容易に流れる効果（１）および潤滑剤の攪拌力が減少する効果（２）により、急加速回転時に深溝玉軸受の温度上昇を抑制することができる。
　波形保持器の帯幅ｈの下限値を玉直径の３０％以上にしたため、玉の動きが安定化するうえ、必要な保持器強度を充足することができる。
　前記波形保持器の帯幅ｈを、前記玉の直径の３０％以上４０％以下としてもよい。帯幅ｈの上限値を玉直径の４０％以下に制限することで、軸受の発熱を抑制すると共に保持器材料を低減し製造コストの低減を図れる。
　前記波形保持器は、円周方向に沿って配設される半球状膨出部と、円周方向に隣合う前記半球状膨出部を繋ぐ平坦部と、を有する環状保持板が軸方向に２枚組み合わされたものであり、軸方向に重なる前記平坦部同士を鋲で連結するための鋲孔の直径を、前記帯幅ｈの２５％以上３５％以下としてもよい。この場合、保持器の強度をより確実に確保することができる。鋲孔の直径が帯幅ｈの３５％を超えると、鋲で連結している部分の保持器径方向寸法が小さくなり保持器の強度上好ましくない。鋲孔の直径が帯幅ｈの２５％未満とすると、鋲が小径になり平坦部同士の連結に耐えられない可能性がある。
　前記波形保持器のポケット部の内径縁部または外径縁部に、切欠き部が設けられていてもよい。この場合、軸受運転時に、静止空間に溜まったグリースが遠心力により切欠き部から軌道面へ供給される。つまり、静止空間に滞留しようとするグリースの一部が切欠き部で掻き取られることで、グリースの基油が分離して切欠き部から順次、保持器内、玉表面、および軌道面へと供給され易くなる。これにより深溝玉軸受の発熱が抑えられる。ポケット部に切欠き部が設けられているため、玉とポケット部の間でのグリースせん断抵抗が低減され、深溝玉軸受の低トルク化および低発熱化を図れる。
　運転開始時においては、前記切欠き部が設けられていることで、玉の表面に付着したグリースの掻き取り量が増え、グリースが動空間から静止空間に排出され易くなる。これによりグリースの慣らし時間を低減することができる。前記静止空間とは、軸受空間のうち、軸受回転時に玉および保持器が通過しない空間を指す。
　前記波形保持器の内径から保持器ピッチ円直径までの径方向距離ＩＰと、前記波形保持器の外径から前記保持器ピッチ円直径までの径方向距離ＯＰとは、深溝玉軸受の内方部材が回転するときＩＰ≧ＯＰ、深溝玉軸受の外方部材が回転するときＯＰ≧ＩＰとしてもよい。
　内方部材回転型の場合：内方部材の回転によりグリースが径方向外方に飛び、外方部材の内周面にグリースが溜まる。このため、径方向距離ＩＰよりも径方向距離ＯＰが小さいすなわちＩＰ≧ＯＰの方が、外方部材の内周面に溜まったグリースと、波形保持器の外径の攪拌容積が少なくなって、深溝玉軸受が温度上昇し難くなる。
　外方部材回転型の場合：グリースが内方部材の外周面に溜まるため、径方向距離ＯＰよりも径方向距離ＩＰが小さいすなわちＯＰ≧ＩＰの方が、攪拌容積が少なくなって深溝玉軸受の温度上昇を抑えられる。
　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
　本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
本発明の第１の実施形態に係る深溝玉軸受の縦断面図である。 同深溝玉軸受の波形保持器における環状保持板の斜視図である。 同波形保持器の要部の水平断面図である。 図１のIV部の拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る深溝玉軸受の波形保持器における環状保持板の正面図である。 本発明の第３の実施形態に係る深溝玉軸受の波形保持器における環状保持板の正面図である。 本発明の第４の実施形態に係る深溝玉軸受の要部の縦断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る深溝玉軸受の要部の縦断面図である。
　［第１の実施形態］
　本発明の一実施形態に係る深溝玉軸受を図１ないし図４と共に説明する。本明細書において、深溝玉軸受を、単に、軸受と言う場合がある。
　＜深溝玉軸受の概略構成＞
　図１は、実施形態に係る深溝玉軸受１を軸受軸心および玉中心を通る仮想の平面で切断して見た縦断面図である。深溝玉軸受１は、例えば、鉄道車両の主たる駆動源である電動機等に用いられる。但し、深溝玉軸受１は、前記電動機以外の用途にも適用可能である。同図１に示す深溝玉軸受１は、内方部材である内輪２と、外方部材である外輪３と、玉４と、波形保持器５とを備える。内外輪２，３の軌道面間２ａ，３ａに介在する複数の玉４が波形保持器５により周方向一定間隔おきに保持されている。内外輪２，３間の軸受空間には、グリース等の潤滑剤が封入されている。内外輪２，３および玉４は、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼またはマルテンサイト系のステンレス鋼等からなる。但し、これらの鋼に限定されるものではない。前記軸受空間を塞ぐ図示外のシール部材が外輪３に取付けられてもよい。
　＜波形保持器５＞
　波形保持器５は、円周方向に沿って所定間隔で配設された半球状膨出部６（図２）を有する二枚の環状保持板５ａ，５ａが軸方向に組み合わされた波形の保持器である。波形保持器を単に保持器と言う場合がある。図２に示す各環状保持板５ａは、円周方向に沿って配設される半球状膨出部６と、円周方向に隣合う半球状膨出部６を繋ぐ平坦部７とを有する。
　図３のように、これら環状保持板５ａ，５ａが組み合わされた状態で、平坦部７同士が軸方向に重ね合わされ、これら平坦部７，７が鋲Ｒｂにより連結される。各半球状膨出部６が対向してリング状のポケット部８が形成され、各ポケット部８に玉４が保持される。図２の各環状保持板５ａは、例えば、冷間圧延鋼の帯鋼のプレス加工品である。平坦部７同士を鋲Ｒｂ（図３）で連結するための鋲孔Ｒｈの直径を、後述する帯幅ｈの２５％以上３５％以下としている。
　＜帯幅ｈについて＞
　波形保持器５（図１）の径方向寸法である帯幅ｈは、図１のように、玉４の直径ＢＤの３０％以上４４％以下とし、好ましくは、玉４の直径ＢＤの３０％以上４０％以下としている。帯幅ｈの上限値を玉４の直径ＢＤの４４％以下に狭く制限することで、一般的な深溝玉軸受よりも波形保持器５と玉４との間の図４に示すクリアランスδが大きくなる。前記クリアランスδは、ポケット部８の両側縁部と玉４との間の径方向隙間を指す。帯幅ｈの下限値を玉４の直径ＢＤの３０％以上にしたため、玉４の動きが安定化するうえ、必要な保持器強度を充足し得る。
　帯幅ｈを狭くする内容は、（１）波形保持器５の内径（保持器内径）をより大きくする内径拡大か、（２）波形保持器５の外径（保持器外径）をより小さくする外径縮小か、（３）保持器内径を大きくかつ保持器外径を小さくする内径拡大かつ外径縮小、という３型式である。
　＜試験＞
　今般、帯幅ｈを狭くする実施例１～４の各実施例での鉄板の波形保持器、および帯幅を狭くしない比較例の波形保持器を取り付けた深溝玉軸受（呼び番号：６３１１）の急加速試験をそれぞれ実施した。
　＜試験条件＞
　潤滑方式：鉄道車両の主電動機用途のグリースによる潤滑（グリース封入量：４０ｇ）
　ラジアル荷重：１６０ｋｇｆ
　回転速度：内輪回転とし、前記主電動機の実機使用条件に相当する回転速度を仮定した急加速回転および一定の回転速度とした。
　温度：固定輪である外輪または外輪が設置されるハウジングの温度を温度センサ等により測定し温度上昇分を記録した。
　＜試験データ＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　比較例の帯幅に対する各実施例の帯幅の比率は、各実施例の帯幅を比較例の帯幅で除した値である。比率として、例えば、実施例１では、この実施例１の帯幅９．０５を比較例の帯幅９．１で除し小数点３桁目を四捨五入することで０．９９の比率が得られる。
　＜試験結果＞
　試験より、下記のことが判明した。
　・実施例１～４は、比較例に対し保持器の帯幅をより小さくすることで、軸受の温度上昇が抑えられる。
　・内輪回転の軸受に対し、保持器外径を小さくする実施例３は、保持器内径を大きくする実施例２より軸受の温度上昇を抑えられる。
　・最も効果があったのは、保持器内径を拡大し、かつ保持器外径を縮小する実施例４の深溝玉軸受である。
　＜作用効果＞
　以上説明した図１の深溝玉軸受１によると、波形保持器５の帯幅ｈの上限値を玉４の直径ＢＤの４４％以下に制限することで、（１）一般的な深溝玉軸受よりも波形保持器５と玉４との間のクリアランスδ（図４）が大きくなる。これにより、軸受運転中にグリースが波形保持器５と玉４間の空間へ容易に出入りする。（２）グリースに接触する波形保持器５の面積が減少し、内外輪２，３に付着したグリースの攪拌力が低減し得る。
　グリースが容易に流れる効果（１）およびグリースの攪拌力が減少する効果（２）により、急加速回転時に深溝玉軸受１の温度上昇を抑制することができる。
　波形保持器５の帯幅ｈの下限値を玉４の直径ＢＤの３０％以上にしたため、玉４の動きが安定化するうえ、必要な保持器強度を充足することができる。
　帯幅ｈの上限値を玉４の直径ＢＤの４０％以下に制限した場合には、軸受１の発熱を抑制すると共に保持器材料を低減し製造コストの低減を図れる。
　軸方向に重なる図２の平坦部７同士を鋲Ｒｂ（図３）で連結するための鋲孔Ｒｈの直径を、帯幅ｈの２５％以上３５％以下としている。この場合、保持器の強度をより確実に確保することができる。鋲孔Ｒｈの直径が帯幅ｈの３５％を超えると、鋲で連結している部分の保持器径方向寸法が小さくなり保持器の強度上よくない。鋲孔Ｒｈの直径が帯幅ｈの２５％未満とすると、鋲が小径になり平坦部７同士の連結に耐えられない可能性がある。
　＜他の実施形態について＞
　以下の説明においては、各実施形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している実施形態と同様とする。同一の構成は同一の作用効果を奏する。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
　［第２の実施形態：図５Ａ（内径縁部に切欠き部）］
　図５Ａに示すように、波形保持器５のポケット部８の内径縁部に、切欠き部９が設けられていてもよい。具体的には、各ポケット部８の内径縁部を外径側に凹ませるように切欠き部９が設けられている。切欠き部９は、軸方向から見て凹曲面となる曲面形状である。切欠き部９は、ポケット部８の円周方向中間部の帯幅ｈが最も小さく、円周方向中間部から円周方向両側に向かうに従って帯幅ｈが前記曲面形状に沿って次第に大きくなるように形成されている。この切欠き部９は、例えば、帯鋼をプレスにより打ち抜きおよび成形加工した後機械加工等により形成してもよく、プレス加工時に成形してもよい。
　この構成によると、軸受運転時に、静止空間に溜まったグリースが遠心力により切欠き部９から軌道面へ供給される。つまり、静止空間に滞留しようとするグリースの一部が切欠き部９で掻き取られることで、グリースの基油が分離して切欠き部から順次、保持器５内、玉表面、および軌道面へと供給され易くなる。これにより深溝玉軸受の発熱が抑えられる。ポケット部８に切欠き部９が設けられているため、玉とポケット部８の間でのグリースせん断抵抗が低減され、深溝玉軸受の低トルク化および低発熱化を図れる。
　運転開始時においては、前記切欠き部９が設けられていることで、玉の表面に付着したグリースの掻き取り量が増え、グリースが動空間から静止空間に排出され易くなる。これによりグリースの慣らし時間を低減することができる。
　［第３の実施形態：図５Ｂ（外径縁部に切欠き部）］
　図５Ｂに示すように、波形保持器５のポケット部８の外径縁部に、切欠き部１０が設けられていてもよい。各ポケット部８の外径縁部を内径側に凹ませるように切欠き部１０が設けられている。切欠き部１０は、軸方向から見て凹曲面となる曲面形状である。その他前述の第２の実施形態と同様の構成、作用効果を有する。
　内径縁部、外径縁部の切欠き部９，１０は、それぞれ各ポケット部８に複数の凹曲面が形成されたものでもよい。また切欠き部９，１０は、凹曲面に限定されず、角形状、多角形状に形成されたものであってもよい。内径縁部および外径縁部それぞれに切欠き部９，１０が設けられてもよい。
　［第４の実施形態：図６Ａ（内輪回転型）］
　図６Ａに示すように、内輪回転型に限定した深溝玉軸受１Ａとしてもよい。具体的には、波形保持器５の内径から保持器ピッチ円直径ＰＣＤまでの径方向距離ＩＰと、波形保持器５の外径から保持器ピッチ円直径ＰＣＤまでの径方向距離ＯＰとは、深溝玉軸受１Ａの内輪２が回転するときＩＰ≧ＯＰとする。
　内輪回転型の場合、内輪２の回転によりグリースが径方向外方に飛び、外輪３の内周面にグリースが溜まる。このため、径方向距離ＩＰよりも径方向距離ＯＰが小さいすなわちＩＰ≧ＯＰの方が、外輪３の内周面に溜まったグリースと、波形保持器５の外径の攪拌容積が少なくなって、深溝玉軸受１Ａが温度上昇し難くなる。
　［第５の実施形態：図６Ｂ（外輪回転型）］
　図６Ｂに示すように、外輪回転型に限定した深溝玉軸受１Ｂとしてもよい。具体的には、深溝玉軸受１Ｂの外輪２が回転するときＯＰ≧ＩＰとする。
　外輪回転型の場合、グリースが内輪２の外周面に溜まるため、径方向距離ＯＰよりも径方向距離ＩＰが小さいすなわちＯＰ≧ＩＰの方が、攪拌容積が少なくなって深溝玉軸受１Ｂの温度上昇を抑えられる。
　波形保持器５は、二枚の環状保持板５ａ，５ａの平坦部同士が係合爪等を介して連結されてもよい。
　波形保持器は市場において独立して取引可能である。この波形保持器は、以下のように記載される。
　内方部材と、外方部材と、これら内方部材、外方部材間に介在される複数の玉と、これら玉を保持する波形保持器とを備える深溝玉軸受の波形保持器であって、
　前記波形保持器の径方向寸法である帯幅ｈを、前記玉の直径の３０％以上４４％以下とした波形保持器。
　内方部材は、例えば、内輪と軸が一体のもの、および内輪内周面等にギヤが形成されたものを含む。外方部材は、外輪とハウジングが一体のもの、および外輪外周面等にギヤ、フランジ等が形成されたものを含む。前記一体とは、軌道輪と対象物とが複数の要素を結合したものではなく単一の材料から例えば鍛造、機械加工等により単独の物の一部または全体として成形されたことを意味する。
　深溝玉軸受において、前記軸受空間を塞ぐ図示外のシール部材は、片側のみに設けられてもよい。
　深溝玉軸受に潤滑剤としてグリース以外の潤滑油を使用してもよい。
　鉄道車両以外の車両、産業機械、工作機械、ロボット、搬送機械等に深溝玉軸受を適用し得る。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、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。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。
　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更、削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
１，１Ａ，１Ｂ…深溝玉軸受
２…内輪（内方部材）
３…外輪（外方部材）
４…玉
５…波形保持器
６…半球状膨出部
７…平坦部
９，１０…切欠き部
Ｒｂ…鋲 

Claims (4)

  1. 　内方部材および外方部材と、
    　前記内方部材の外周面および前記外方部材の内周面に形成される軌道面と、
    　前記軌道面間に介在する複数の玉と、
    　前記複数の玉を保持する波形保持器を備えた深溝玉軸受であって、
    　前記波形保持器は、円周方向に沿って配設される半球状膨出部と、円周方向に隣合う前記半球状膨出部を繋ぐ平坦部と、を有する２枚の環状保持板が軸方向に組み合わされ、
    　前記環状保持板は、軸方向に重なる前記平坦部同士を鋲で連結するための鋲孔が形成され、前記鋲孔の直径を、前記波形保持器の径方向寸法である帯幅ｈの２５％以上３５％以下とし、
    　前記帯幅ｈを、前記玉の直径の３０％以上４４％以下とした深溝玉軸受。
  2. 　請求項１に記載の深溝玉軸受において、前記波形保持器の帯幅ｈを、前記玉の直径の３０％以上４０％以下とした深溝玉軸受。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の深溝玉軸受において、前記波形保持器のポケット部の内径縁部または外径縁部に、切欠き部が設けられている深溝玉軸受。
  4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の深溝玉軸受において、前記波形保持器の内径から保持器ピッチ円直径までの径方向距離ＩＰと、前記波形保持器の外径から前記保持器ピッチ円直径までの径方向距離ＯＰとは、深溝玉軸受の前記内方部材が回転するときＩＰ≧ＯＰ、深溝玉軸受の前記外方部材が回転するときＯＰ≧ＩＰとした深溝玉軸受。
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