(57)【要約】【課題】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、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。【解決手段】軌道輪１は、軌道面１ａよりも軸方向他方の位置で半径方向に突き出た係止部１ｂを有する。保持器３は、軸方向他方に向かって係止部１ｂと係合可能に配置された係合部３ｂを有する。保持器３のポケット部３ａの軸方向の深さをＨとし、玉４の直径をｄとしたとき、０．１５ｄ≦Ｈ≦０．６５ｄに設定する。係合部３ｂは、複数のポケット部３ａよりも軸方向他方の位置に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外方の軌道面を有する外方の軌道輪と、内方の軌道面を有する内方の軌道輪と、前記外方の軌道面と前記内方の軌道面との間に配置された複数の玉と、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少なくとも一方が、前記軌道面を含む内周又は外周のうちの当該軌道面よりも軸方向他方の位置で半径方向に突き出た係止部を有し、
前記保持器が、軸方向他方に向かって前記係止部と係合可能に配置された係合部を有し、
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、
前記係合部が、前記複数のポケット部よりも軸方向他方の位置に配置されていることを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
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。
【請求項３】
前記係合部が、円周方向に向かって軸方向に狭くなる空間を前記係止部との間に形成する突起を有し、前記突起と前記係止部との間に軸方向のクリアランスが設定されている請求項１又は２に記載の玉軸受。
【請求項４】
前記係合部と前記係止部との間に軸方向のクリアランスが設定されており、
前記係合部と前記係止部のうち、互いに円周方向に滑る二表面の算術平均粗さＲａが、それぞれ０．２以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項５】
前記保持器が二つ以上の前記係合部を有し、これら係合部が円周方向の二箇所以上に分散配置されている請求項１から４のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項６】
前記係止部が、当該係止部の先端から軸方向他方に向かって当該先端との径差を次第に大きくした形状の面取り部を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項７】
前記係合部が、当該係合部の先端から軸方向一方に向かって当該先端との径差を次第に大きくした形状である請求項１から６のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項８】
前記係止部が、半径方向に当該係止部の先端へ接近する方に向かって軸方向他方に向かう傾斜角度を１０°以下にした形状の受け面を有し、前記係合部が、軸方向他方に向かって前記受け面と係合可能に配置されている請求項１から７のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項９】
前記少なくとも一方の軌道輪が、前記軌道面を含む内周又は外周のうち、当該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溝部を有し、
前記係止部が、前記軌道面を含む内周又は外周のうち、軸方向他方の端から前記溝部の溝底までの部分を構成している請求項１から８のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項１０】
前記外方の軌道輪及び前記内方の軌道輪が、それぞれ前記係止部を有し、
前記保持器が、前記外方の軌道輪の係止部に対応した外方の前記係合部と、前記内方の軌道輪の係止部に対応した内方の前記係合部とを有する請求項１から９のいずれか１項に記載の玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂製の保持器を備える玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−１６９７６６号公報
【特許文献２】特開２００７−２８５５０６号公報
【特許文献３】特開２０１３−２００００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
さらに、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。
【００１３】
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、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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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少なくとも一方が、前記軌道面を含む内周又は外周のうちの当該軌道面よりも軸方向他方の位置で半径方向に突き出た係止部を有し、前記保持器が、軸方向他方に向かって前記係止部と係合可能に配置された係合部を有し、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、前記係合部が、前記複数のポケット部よりも軸方向他方の位置に配置されている構成を採用した。
【００１５】
上記構成によれば、保持器の軸方向他方への移動を保持器の係合部と軌道輪の係止部の係合で規制することが可能であるため、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、係合部と係止部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。その係止部を軌道輪の軌道面よりも軸方向他方の位置に配置し、対応の係合部を保持器のポケット部よりも軸方向他方の位置に配置しておけば、ポケット部を形成するための突出部分に係合部が存在せず、高速回転時、係合部に作用する遠心力が原因でポケット部が玉に異常接触し易くなるような事態は避けられる。その上で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化し、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。
【００１６】
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。
【００１７】
また、前記係合部が、円周方向に向かって軸方向に狭くなる空間を前記係止部との間に形成する突起を有し、前記突起と前記係止部との間に軸方向のクリアランスが設定されているとよい。このようにすると、係合部と係止部との間に軸方向のクリアランスを取っているので、係合部と係止部の互いに円周方向に滑る二表面間で油膜の形成が起こる。また、突起が潤滑油を空間の狭くなる方へ引き摺ると、動圧を発生させるくさび効果が生じるので、油膜の形成を促進し、係合部や係止部の摩耗を防止することができる。また、係止部と係合部の周速差が大きくなると、係合部と係止部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ったとき、係合部と係止部間の摩擦状態を流体潤滑状態にすることが可能になる。流体潤滑状態では、係合部と係止部が保持器の軸方向他方への移動を規制する際に油膜を介して係合することになるので、これら両部の摩耗を良好に防止することができる。
【００１８】
また、前記係合部と前記係止部との間に軸方向のクリアランスが設定されており、前記係合部と前記係止部のうち、互いに円周方向に滑る二表面の算術平均粗さＲａが、それぞれ０．２以下であるとよい。係合部と係止部との間に軸方向のクリアランスを取っているので、油潤滑で玉軸受を使用する場合、係合部と係止部の互いに円周方向に滑る二表面間で油膜の形成が起こる。特に、玉軸受が高速回転で使用される場合、それら二表面間の円周方向の周速差が大きくなるので、それら二表面間における最小の油膜厚さｈｍｉｎが１．５μｍ以上になることを期待できる。それら二表面の表面性状は、正規分布に従うと考えてよいから、それら二表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）を夫々０．２以下にしておけば、油膜パラメータΛ＞３の摩擦状態を期待できる。Λ＞３であれば、実質的に流体潤滑状態になると考えられるので、係合部と係止部の摩耗を良好に防止することができる。
【００１９】
また、前記保持器が二つ以上の前記係合部を有し、これら係合部が円周方向の二箇所以上に分散配置されているとよい。このようにすると、保持器を内外の軌道輪間に組み込む際、各係合部が係止部から逃げ易くなるので、各係合部に強制的に係止部を超えさせることが容易になる。
【００２０】
また、前記係止部が、当該係止部の先端から軸方向他方に向かって当該先端との径差を次第に大きくした形状の面取り部を有するとよい。このようにすると、保持器を内外の軌道輪間に組み込む際、係合部が係止部を滑りながら係止部から逃げ易くなるので、係合部に強制的に係止部を超えさせることが容易になる。
【００２１】
また、前記係合部が、当該係合部の先端から軸方向一方に向かって当該先端との径差を次第に大きくした形状であるとよい。このようにすると、保持器を内外の軌道輪間に組み込む際、係合部が係止部を滑りながら係止部から逃げ易くなるので、係合部に強制的に係止部を超えさせることが容易になる。
【００２２】
また、前記係止部が、半径方向に当該係止部の先端へ接近する方に向かって軸方向他方に向かう傾斜角度を１０°以下にした形状の受け面を有し、前記係合部が、軸方向他方に向かって前記受け面と係合可能に配置されているとよい。このようにすると、保持器の係合部が軸方向他方に向かって軌道輪の係止部に係合するとき、係合部が係止部から逃げにくくなるので、保持器が軸方向他方へ抜けることを防止することができる。
【００２３】
また、前記少なくとも一方の軌道輪が、前記軌道面を含む内周又は外周のうち、当該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溝部を有し、前記係止部が、前記軌道面を含む内周又は外周のうち、軸方向他方の端から前記溝部の溝底までの部分を構成しているとよい。このようにすると、一般的なシール取付用のシール溝部がある位置に溝部の軸方向他方側を係止部にすることができ、ひいては一般的な玉軸受の軸方向のレイアウトを採用することができる。
【００２４】
また、前記外方の軌道輪及び前記内方の軌道輪が、それぞれ前記係止部を有し、前記保持器が、前記外方の軌道輪の係止部に対応した外方の前記係合部と、前記内方の軌道輪の係止部に対応した内方の前記係合部とを有するとよい。このようにすると、保持器の内外の係合部と、内外の軌道輪の係止部と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、保持器が軸方向他方へ抜けることをより防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
上述のように、この発明は、その構成の採用により、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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第一実施形態に係る玉軸受を示す断面図
【図２】第一実施形態に係る玉軸受の使用例を示す概念図
【図３】第一実施形態に係る保持器の左側面図
【図４】図３に示す保持器の平面図
【図５】図１の係合部の部分拡大断面図
【図６】この発明の第二実施形態に係る保持器の左側面図
【図７】図６に示す保持器の平面図
【図８】この発明の第三実施形態に係る保持器の左側面図
【図９】この発明の第四実施形態に係る保持器の左側面図
【図１０】この発明の第四実施形態に係る玉軸受を示す断面図
【図１１】この発明の第五実施形態に係る玉軸受を示す断面図
【図１２】この発明の第六実施形態に係る係合部を示す部分拡大断面図
【図１３】第六実施形態に係る保持器の左側面図
【図１４】第六実施形態に係る係合部の右側面図
【図１５】図１２のＸＶ−ＸＶ線の部分拡大断面図
【図１６】この発明の第七実施形態に係る係合部の左側面図
【図１７】この発明の第八実施形態に係る玉軸受を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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５に基づいて説明する。
【００２８】
図１に示す玉軸受Ｂ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と同軸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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
軌道輪１，２と玉４は、それぞれ鋼によって形成されている。
【００３２】
外方の軌道面１ａと内方の軌道面２ａは、それぞれ軌道輪幅の中央部に配置された断面円弧状の軌道溝からなる。図示の玉軸受Ｂでは、深溝玉軸受を例示している。
【００３３】
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。図示例の玉軸受Ｂは、ｄｍｎ２２０万で運転可能なものを想定している。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。
【００３４】
図１に示すように、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。
【００３５】
図１、図３、図４に示すように、保持器３は、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。
【００３６】
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。ｄｍｎ２００万を許容する玉軸受にする場合、繊維強化樹脂を採用することが好ましい。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
ポケット部３ａは、図１、図３に示すように、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の左側面の開口からポケット部３ａに収められる。
【００４１】
図示例のポケット部３ａは、図１、図３、図４に示すように、保持器３の外周及び内周にも開口した形状であり、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。
【００４２】
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Ｂの高速回転時、玉軸受Ｂ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。
【００４３】
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。
【００４４】
玉軸受Ｂ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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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＝０．４５ｄに設定されている。
【００５２】
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。
【００５３】
Ｈ＜０．５ｄの場合、保持器３の左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右方に向かって玉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Ｂ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がポケット部３ａを軸方向他方に押す分力が大きくなる。
【００５４】
そこで、内外の軌道輪１、２の少なくとも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。
【００５５】
具体的には、外方の軌道輪１は、保持器３の軸方向他方への移動を規制するために用いられる係止部１ｂと、その係止部１ｂを形成するように加工された溝部１ｃとを有する。
【００５６】
溝部１ｃは、外方の軌道輪１の内周のうち、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。溝部１ｃは、円周方向全周で一定の断面形状を有する。
【００５７】
係止部１ｂは、外方の軌道輪１の内周のうち、溝部１ｃの溝底から軸方向他方の端までの部分を構成している。
【００５８】
図５に示すように、係止部１ｂは、半径方向内方（係止部１ｂの先端へ接近する方）に向かって軸方向他方に向かう傾斜角度θ１を１０°以下にした形状の受け面１ｄを有する。ここで、係止部１ｂの先端は、係止部１ｂのうち、半径方向に最も高い部分である。係止部１ｂの先端から受け面１ｄまでの部分は、断面円弧状になっている。係止部１ｂの受け面１ｄから溝部１ｃの溝底までの部分は、断面円弧状になっている。
【００５９】
溝部１ｃのうち、受け面１ｄと軸方向に対向する部分は、傾斜面１ｅになっている。溝部１ｃの溝底から傾斜面１ｅまでの部分は、係止部１ｂと同一の断面円弧状になっている。傾斜面１ｅは、外方の軌道輪１の内径を規定する肩部まで連続している。傾斜面１ｅは、半径方向内方（溝底から遠ざかる方）に向かって軸方向一方に向かう傾斜角度θ２をもっている。傾斜角度θ２は、傾斜角度θ１よりも大きく設定されている。溝部１ｃを回転砥石で削る際、削り屑は、傾斜の大きな傾斜面１ｅに沿って排出され易くなる。
【００６０】
また、係止部１ｂは、その先端と、軌道輪１の軸方向他方の幅面１ｆとを繋ぐ面取り部１ｇを有する。ここで、幅面は、ある部材の軸方向長さ（全長）を規定する両端の表面部のことをいう。軌道輪１の幅面１ｆは、軌道輪幅を規定する半径方向に沿った側面部である。
【００６１】
面取り部１ｇは、係止部１ｂの先端から軸方向他方に向かって内径を次第に大きくした（当該先端との径差を次第に大きくした）形状である。面取り部１ｇは、係止部１ｂの先端から軸方向他方に向かって０．２ｍｍ以上の長さをもち、かつ軸方向他方に向かって半径方向外方へ４５°以上の傾斜角度θ３をもっている。
【００６２】
一方、保持器３は、図１に示すように、軸方向他方に向かって係止部１ｂと係合可能に配置された係合部３ｂを有する。係合部３ｂは、保持器３のうち、複数のポケット部３ａよりも軸方向他方の位置に配置されている。
【００６３】
図１、図３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が形成されている。保持器３の内周側の円筒面は、外周側の円筒面よりも軸方向に広い幅をもっている。
【００６４】
係合部３ｂは、図１、図４に示すように、保持器３の外周のうち、軸方向他方の端部に位置し、保持器３の外周側の円筒面から半径方向に高さをもっている。
【００６５】
係合部３ｂは、図３に示すように、円周方向に延びる円弧状の突片部になっている。保持器３は、二つ以上の係合部３ｂを有する。それら係合部３ｂは、円周方向に均等間隔に分散配置されている。係合部３ｂの円周方向中央の位置と、ポケット部３ａの円周方向中央の位置とが一致している。係合部３ｂの円周方向長さは、ポケット部３ａの円周方向長さよりも大きい。円周方向に隣り合う係合部３ｂ間の空間は、軸方向両方に向かって開放している。
【００６６】
ポケット部３ａの底は、肉厚が薄くなるため、保持器３の強度上の弱部となる。保持器３の回転中心線回りの角度で考えると、係合部３ｂがポケット部３ａの存在する角度範囲を内包する角度範囲に配置されているため、ポケット部３ａの底への負荷を係合部３ｂで緩和することができる。
【００６７】
なお、図３、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３ｃになっている。また、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間の部分は、保持器３の外周側の円筒面と同径の円弧面状になっている。また、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間の部分は、保持器３の内周側の円筒面と同径の円弧面状になっている。
【００６８】
図１、図５に示すように、係合部３ｂは、軸方向他方に向かって係止部１ｂの受け面１ｄと対向するように配置されている。係合部３ｂの右側面のうち、軸方向他方に向かって受け面１ｄと対向する部分は、受け面１ｄに沿った形状の対向端部３ｄである。
【００６９】
係合部３ｂは、係合部３ｂの先端から軸方向一方に向かって外径を次第に小さくした（当該先端との径差を次第に大きくした）形状である。ここで、係合部３ｂの先端は、係合部３ｂのうち、半径方向に最も高い部分である。係合部３ｂのうち、軸方向一方に向かって傾斜面１ｅと対向する部分は、傾斜面１ｅに沿った形状の斜面部３ｅである。係合部３ｂの斜面部３ｅから先端を経て対向端部３ｄまでの部分は、断面円弧状になっている。
【００７０】
保持器３の各ポケット部３ａに玉４を収めるように保持器３を内外の軌道輪１、２間に組み込む工程は、従来の冠形保持器と同様である。この組み込み工程において、これら係合部３ｂは、係止部１ｂに対して軸方向他方の位置から軸方向一方に向かって押し付けられる。このため、係合部３ｂを含む保持器３が弾性変形を生じ、係合部３ｂが強制的に係止部１ｂを超えさせられ、溝部１ｃに入り込む。これにより、係合部３ｂは、右方に向かって係止部１ｂと係合可能な状態に配置される。
【００７１】
この際、各係合部３ｂは、円周方向に分散配置されているので、それぞれ係止部１ｂから逃げるように弾性変形を生じ易い。
【００７２】
また、係合部３ｂが係止部１ｂの面取り部１ｇに押し付けられると、面取り部１ｇの前述の傾斜角度θ３により、係合部３ｂが面取り部１ｇを滑り易く、また、係合部３ｂが軸方向他方かつ内方の斜め方向に強く押され易くなる。このため、係合部３ｂの先端が係止部１ｂの先端に達するように係合部３ｂを係止部１ｂから逃がす保持器３の変形（係合部３ｂの撓みや保持器３の捩れ変形）が生じ易くなる。なお、面取り部１ｇは、Ｒ面のように丸めた形状にしてもよい。
【００７３】
また、係合部３ｂが係止部１ｂに押し付けられると、係合部３ｂの前述の外径漸減形状により、係合部３ｂが係止部１ｂを滑り易く、また、係合部３ｂが前述の斜め方向へ強く押され易くなる。このため、係合部３ｂの先端が係止部１ｂの先端に達するように係合部３ｂを係止部１ｂから逃がす保持器３の変形が生じ易くなる。
【００７４】
係合部３ｂと、係止部１ｂを含む溝部１ｃの全体との間に軸方向及び半径方向のクリアランスが設定されている。なお、クリアランスは、誇張して図示している。
【００７５】
係合部３ｂと溝部１ｃとの間に半径方向のクリアランスが設定されているため、係合部３ｂと係止部１ｂ間には、軸受外部から潤滑油を供給することが可能であり、また、軸受内部の潤滑油も供給される。また、円周方向に隣り合う係合部３ｂ間の空間は、軸受内部の潤滑油を係合部３ｂと係止部１ｂ間に届き易くする。また、玉軸受の高速回転時には、溝部１ｃの傾斜面１ｅでの周速差に基づくポンプ作用が生じ、傾斜面１ｅに連れ回される潤滑油が、係止部１ｂの方へ向かい易くなる。
【００７６】
係合部３ｂと係止部１ｂとの間の軸方向のクリアランスＣは、係止部１ｂの受け面１ｄと係合部３ｂの対向端部３ｄとの間で設定されている。
【００７７】
玉軸受が高速回転する際、玉４がポケット部３ａに当接し、軸方向他方の分力が保持器３に加えられる。保持器３がクリアランスＣ以上に軸方向他方へ移動しようとすると、各係合部３ｂが軸方向他方に向かって係止部１ｂに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。
【００７８】
このとき、係合部３ｂの対向端部３ｄが、係止部１ｂの受け面１ｄに係合することになる。その受け面１ｄが半径方向内方に向かって右方への傾斜角度θ２を１０°以下にした形状であるから、半径方向内方の分力が大きく発生しない。このため、係合部３ｂの先端が係止部１ｂの先端に達するように係合部３ｂを係止部１ｂから逃がす程の保持器３の変形は生じない。
【００７９】
クリアランスＣは、１．５μｍよりも十分に大きく設定されている。これは、玉軸受の高速回転時、受け面１ｄと対向端部３ｄとの間に最小でも１．５μｍの厚さの油膜を形成可能とするためである。
【００８０】
また、クリアランスＣは、係合部３ｂと係止部１ｂが係合する状態で、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。
【００８１】
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の全体間、保持器３と内方の軌道輪２の全体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。転動体案内型の場合、係合部３ｂと軌道輪１（係止部１ｂを有する軌道輪）との間に隙間を確保し、係合部３ｂと軌道輪１の接触を避けて係合部３ｂの高さが低くなるような摩耗を防止することができる。
【００８２】
また、前述の係合部３ｂと溝部１ｃ（係止部１ｂを含む）との間のクリアランスに比して、前述のポケットすきまを大きく設定する場合、保持器３が遠心力で変形しても、各ポケット部３ａが玉４を抱え込みにくくする（すなわち干渉しにくくする）ことができる。この場合、係合部３ｂを利用した軌道輪案内型の保持器になるので、溝部１ｃに対する相対回転による係合部３ｂの摩耗を流体潤滑によって実質的に無くすことが可能な場合に好適である。
【００８３】
そのような流体潤滑を実現するには、係合部３ｂと、係止部１ｂを含む溝部１ｃとのうち、互いに円周方向に滑る二表面の算術平均粗さＲａがそれぞれ０．２μｍ以下であることが好ましい。ここで、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ６０１：２００１  「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）-表面性状：輪郭曲線方式-用語，定義及び表面性状パラメータ」において定義されたものをいう。
【００８４】
係合部３ｂと溝部１ｃの表面性状は、正規分布に従うと考えてよい。したがって、対向端部３ｄを含む係合部３ｂの二乗平均平方根粗さσ１と、受け面１ｄを含む溝部１ｃの二乗平均平方根粗さσ２は、それぞれ１．２５Ｒａになると考えられる。最小の油膜厚さｈｍｉｎ／√（σ１２＋σ２２）で求まる油膜パラメータΛは、対向端部３ｄと受け面１ｄ間で最小の油膜厚さｈｍｉｎが１．５μｍ以上のとき、Λ＞３になる。Λ＞３であれば、対向端部３ｄと受け面１ｄ間の摩擦状態が実質的に流体潤滑状態になると考えられる。
【００８５】
ＥＶ等の電動モータの回転軸を支持するような用途の場合、玉軸受Ｂは、電動モータの回転開始後、速やかに最小の油膜厚さｈｍｉｎが１．５μｍ以上になるような回転速度（保持器３と軌道輪１間の相対回転による周速差）になる。このため、運転時間の殆どで係合部３ｂと溝部１ｃ間の摩擦状態を流体潤滑状態にすることができる。
【００８６】
第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、上述のようなものであり、図１、図５に示す保持器３の軸方向他方への移動を保持器３の係合部３ｂと軌道輪１の係止部１ｂの係合で規制することができる。このため、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、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に設定することができる。
【００８７】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、係止部１ｂが軌道輪１の軌道面１ａよりも軸方向他方の位置に配置され、対応の係合部３ｂが保持器３のポケット部３ａよりも軸方向他方の位置に配置されているため、ポケット部３ａを形成するための突出部分に係合部３ｂが存在せず、玉軸受Ｂの高速回転時、係合部３ｂに作用する遠心力が原因でポケット部３ａが玉４に異常接触し易くなるような事態を避けることもできる。
【００８８】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、ポケット部３ａの深さＨ≦０．６５ｄであるため、前述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。
【００８９】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、ポケット部３ａの深さＨと玉４の直径ｄの関係が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。
【００９０】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、係合部３ｂと係止部１ｂとの間に軸方向のクリアランスＣが設定され、係合部３ｂと係止部１ｂの互いに円周方向に滑る二表面としての対向端部３ｄと受け面１ｄの各Ｒａが０．２以下であるため、対向端部３ｄと受け面１ｄ間で油膜の形成が起こり、対向端部３ｄと受け面１ｄ間における最小の油膜厚さｈｍｉｎが１．５μｍ以上になると、油膜パラメータΛ＞３の摩擦状態（実質的に流体潤滑状態）になることを期待できる。このため、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、係合部３ｂと係止部１ｂの摩耗を良好に防止することができる。
【００９１】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、保持器３が二つ以上の係合部３ｂを有し（図３も参照）、これら係合部３ｂが円周方向の二箇所以上に分散配置されているため、保持器３を内外の軌道輪１、２間に組み込む際、各係合部３ｂが係止部１ｂから逃げ易くなり、ひいては、各係合部３ｂに強制的に係止部１ｂを超えさせることを容易にすることができる。
【００９２】
なお、円周方向全周に一連の係合部を採用することも可能だが、係止部を超えさせる強制嵌合に強い力が必要になるので、分散配置にすることが好ましい。
【００９３】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、係止部１ｂがその先端から軸方向他方に向かって当該先端との径差を次第に大きくした形状の面取り部１ｇを有するため、保持器３を内外の軌道輪１、２間に組み込む際、係合部３ｂが係止部１ｂを滑りながら係止部１ｂから逃げ易くなり、ひいては、各係合部３ｂに強制的に係止部１ｂを超えさせることを容易にすることができる。
【００９４】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、係合部３ｂがその先端から軸方向一方に向かって当該先端との径差を次第に大きくした形状であるため、保持器３を内外の軌道輪１、２間に組み込む際、係合部３ｂが係止部１ｂを滑りながら係止部１ｂから逃げ易くなり、ひいては、各係合部３ｂに強制的に係止部１ｂを超えさせることを容易にすることができる。
【００９５】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、係止部１ｂが半径方向に係止部１ｂの先端へ接近する方に向かって軸方向他方に向かう傾斜角度θ１を１０°以下にした形状の受け面１ｄを有し、係合部３ｂが軸方向他方に向かって受け面１ｄと係合可能に配置されているため、係合部３ｂが軸方向他方に向かって係止部１ｂに係合するとき、係合部３ｂが係止部１ｂから逃げにくくなり、ひいては、保持器３が軸方向他方へ抜けることを防止することができる。
【００９６】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂは、軌道輪１が軌道面１ａを含む内周のうち、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溝部１ｃを有し、係止部１ｂが軌道輪１の内周のうち、軸方向他方の端から溝部１ｃの溝底までの部分を構成しているため、一般的なシール取付用のシール溝部がある位置に溝部１ｃの軸方向他方側が係止部１ｂにすることができ、ひいては、一般的な玉軸受の軸方向のレイアウトを採用することができる。
【００９７】
また、第一実施形態に係る玉軸受Ｂ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。
【００９８】
第一実施形態では、保持器３を一つだけ備える玉軸受Ｂ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。玉を二つの保持器のポケット部に収めるには、玉の両側の保持器同士が軸方向に突き合うことがないように、ポケット部の深さＨを０．５ｄよりも小さくするとよい。軌道輪１は、係止部１ｂ、溝部１ｃに相当の部位を反対側にも有するから、保持器を反対側に配置することも可能である。
【００９９】
第一実施形態では、保持器３の移動規制性能を優先するため、図３から明らかなように、係合部３ｂの円周方向長さを係合部３ｂ間の空間の円周方向長さよりも大きく、全係合部３ｂの円周方向の総延長に比して係合部３ｂ間の全空間の円周方向の総延長を小さくした場合を例示したが、係合部３ｂの分散配置の態様は様々に変更することが可能である。その一例としての第二実施形態を図６、図７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。また、軌道輪や玉に関しては適宜に図１を参照されたい。
【０１００】
第二実施形態に係る保持器１０は、円周方向に隣り合う係合部１０ａ間の空間に比して係合部１０ａの円周方向長さが小さい。また、全係合部１０ａの円周方向の総延長は、係合部１０ａ間の全空間の円周方向の総延長よりも小さい。これらのことから、第二実施形態では、保持器１０の組み込みに際し、係合部１０ａが係止部１ｂから逃げるように変形し易く、また、係合部１０ａと係止部１ｂ間に潤滑油を供給し易くすることができる。
【０１０１】
各係合部１０ａは、前述のポケット部３ａの存在する角度範囲から外れた位置に配置されている。このような配置は、玉４付近の潤滑性能を重視する場合に好適である。
【０１０２】
別例としての第三実施形態を図８に示す。第三実施形態に係る保持器２０は、係合部２０ａを前述のポケット部３ａの存在する角度範囲に配置しつつ、第一実施形態よりも各係合部２０ａを円周方向に短くし、保持器２０の組み込み容易化を図ったものである。
【０１０３】
前述の第一実施形態〜第三実施形態では、係合部を保持器の外周のみに配置した場合を例示したが、係合部を保持器の内外周に配置してもよい。その一例としての第四実施形態を図９、図１０に示す。
【０１０４】
第四実施形態に係る保持器３０は、外周に係合部２０ａを有し、さらに内周にも係合部３０ａを有する。内方の係合部３０ａも、前述のポケット部３ａの存在する角度範囲に配置されている。
【０１０５】
内方の軌道輪３１は、内方の軌道面３１ａと、内方の係止部３１ｂと、その係止部３１ｂを形成するための内方の溝部３１ｃとを有する。なお、内方の係合部３０ａ、係止部３１ｂ、溝部３１ｃの任意の形状は、半径方向に関して、外方の係合部２０ａ、係止部１ｂ、溝部１ｃと反対の関係になるだけなので、詳細説明を省略する。
【０１０６】
第四実施形態に係る玉軸受は、外方の軌道輪１及び内方の軌道輪３１がそれぞれ係止部１ｂ、３１ｂを有し、保持器３０外方の軌道輪１の係止部１ｂに対応した外方の係合部２０ａと、内方の軌道輪３１の係止部３１ｂに対応した内方の係合部３０ａとを有するため、保持器３０の内外の係合部２０ａ，３０ａと、内外の軌道輪１，３１の係止部１ｂ，３１ｂとの係合によって保持器３０の軸方向他方への移動が規制される。このため、第四実施形態に係る玉軸受は、保持器３０が軸方向他方へ抜けることをより防止することができる。
【０１０７】
前述の第一実施形態〜第四実施形態では、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深溝玉軸受用のものを備える玉軸受を例示したが、両肩部間で高さの異なる軌道輪に変更することも可能である。また、保持器の係合部を内周のみに配置してもよい。その一例としての第五実施形態を図１１に示す。
【０１０８】
第五実施形態に係る外方の軌道輪４１は、外方の軌道面４１ａに対して両側に外方の肩部４１ｂ，４１ｃを有する。第一の外方の肩部４１ｂは、第二の外方の肩部４１ｃよりも高く設けられている。
【０１０９】
内方の軌道輪４２は、内方の軌道面４２ａに対して両側に内方の肩部４２ｂ，４２ｃを有する。第一の内方の肩部４２ｂは、第二の内方の肩部４２ｃよりも高く設けられている。
【０１１０】
第一の外方の肩部４１ｂと第二の内方の肩部４２ｃは、半径方向に対向するように配置されている。第二の外方の肩部４１ｃと第一の内方の肩部４２ｂは、半径方向に対向するように配置されている。
【０１１１】
第五実施形態に係る玉軸受は、第一の外方の肩部４１ｂと、第一の内方の肩部４２ｂとに玉４が接触する方のスラスト荷重の負荷能力を第一実施形態に比して向上させることができる。なお、第二の外方の肩部４１ｃと第二の内方の肩部４２ｃは、第一実施形態と同等の高さである。
【０１１２】
保持器４０は、第一の外方の肩部４１ｂと第二の内方の肩部４２ｃとの間に配置されている。すなわち、図１１において、保持器４０を基準に考えた軸方向一方は、右方に相当し、軸方向他方は、左方に相当する。
【０１１３】
ポケット部４０ａの半径方向長さは、第一実施形態よりも短くなっている。これは、第一の外方の肩部４１ｂを第一実施形態に比して高くしたことに伴い、第二の内方の肩部４２ｃとの半径方向の距離を狭くしたことに対応するためである。
【０１１４】
係合部４０ｂは、保持器４０の内周にだけ設けられている。これに対応の係止部４２ｄ及び溝部４２ｅが、内方の軌道輪４２に設けられている。
【０１１５】
外方の軌道輪４１が回転輪になる場合、比較的内径の小さな第一の外方の肩部４１ｂの周速は、比較的内径の大きな第二の肩部４１ｃの周速よりも遅くなる。この周速差に基づき、第一の外方の肩部４１ｂに連れ回される潤滑油が比較的高圧になり、第二の外方の肩部４１ｃに連れ回される潤滑油が比較的低圧になるため、潤滑油を第一の外方の肩部４１ｂ側から第二の外方の肩部４１ｃ側へ送るポンプ作用が生じる。
【０１１６】
内方の軌道輪４２が回転輪になる場合、比較的外径の小さな第二の内方の肩部４２ｃの周速は、比較的外径の大きな第一の内方の肩部４２ｂの周速よりも遅くなる。この周速差に基づき、第二の内方の肩部４２ｃに連れ回される潤滑油が比較的高圧になり、第一の内方の肩部４２ｂに連れ回される潤滑油が比較的低圧になるため、潤滑油を第二の内方の肩部４２ｃ側から第一の内方の肩部４２ｂ側へ送るポンプ作用が生じる。
【０１１７】
したがって、外方の軌道輪４１と内方の軌道輪４２のいずれが回転輪になる場合でも、回転輪の前述のポンプ作用により、潤滑油は、第一の外方の肩部４１ｂと第二の内方の肩部４２ｃとの間から、第二の外方の肩部４１ｃと第一の内方の肩部４２ｂとの間の方へ送られる。このポンプ作用による潤滑油の流れに対し、保持器が上流側にあるか否か、下流側にあるか否かで、軸受内部に対する潤滑油の流出入を調整することができる。
【０１１８】
図示例では、保持器４０が上流側だけに配置されているので、軸受内部（外方の軌道輪４１と内方の軌道輪４２間の環状空間）へ潤滑油が流入し難く、軸受外部へ流出し易い。このため、軸受内部に潤滑油が過剰に溜まりにくい。
【０１１９】
なお、保持器が下流側だけに配置されている場合、軸受内部へ潤滑油が上流側から流入し易く、軸受外部へ流出しにくくなるので、潤滑油の過剰流出を防止することができる。
【０１２０】
また、潤滑環境によっては、二つの保持器を上流側と下流側に配置することも可能である。この場合、外方の軌道輪４１の溝部１ｃを利用して、もう一つの保持器を配置することができる。上流側と下流側に保持器を配置すると、潤滑油の流入及び流出が抑制されるため、特に潤滑油が希薄、低粘度にするときに好適である。
【０１２１】
前述の実施形態では、係合部等のＲａを流体潤滑に好適なものとしたが、動圧を積極的に発生させて油膜形成を促進し、流体潤滑状態を実現してもよい。その一例としての第六実施形態を図１２〜図１５に示す。
【０１２２】
第六実施形態に係る保持器５０の係合部５０ａは、軸方向他方の側面に第一の突起５０ｂを有し、軸方向一方の側面に第二の突起５０ｃを有する。
【０１２３】
第一の突起５０ｂ、第二の突起５０ｃは、それぞれ軸方向に高さをもって、半径方向に真っ直ぐ延びている。二つ以上の第一の突起５０ｂが、係合部５０ａの円周方向の全長に分布している。これら第一の突起５０ｂは、円周方向に一定ピッチで配置されている。二つ以上の第二の突起５０ｃが、第一の突起５０ｂと同様に配置されている。これら第一の突起５０ｂと第二の突起５０ｃの位相は同一である。係合部５０ａの先端において、これら両突起５０ｂ、５０ｃが一連になっている。
【０１２４】
図１２、１５に示すように、係合部５０ａと係止部１ｂ間の軸方向のクリアランスＣ１が設定されている。第一の突起５０ｂは、円周方向に向かって軸方向に（Ｃ２−Ｃ１）の長さだけ狭くなる空間を係止部１ｂとの間に形成する。
【０１２５】
円周方向に隣り合う第一の突起５０ｂ間は、係止部１ｂに接触できない。隣り合う第一の突起５０ｂ間の隙間には、潤滑油が入り込む。玉軸受の回転時、係合部５０ａが係止部１ｂに摺動する。前述の隙間に存在する潤滑油が第一の突起５０ｂによって当該突起５０ｂと係止部１ｂとの間に引き摺り込まれる。この際、（Ｃ２−Ｃ１）だけ空間が狭まるので、動圧が発生し、油膜の圧力が高まるくさび効果が生じる。このため、油膜が厚くなり、第一の突起５０ｂと係止部１ｂを完全に分離させる油膜が形成される。したがって、係合部５０ａと係止部１ｂ間の摩擦状態が流体潤滑状態になる。
【０１２６】
図示例では、係合部５０ａの円周方向長さを考慮し、二つ以上の第一の突起５０ｂを分散配置することにより、係合部５０ａが係止部１ｂに対して当接し得る部位を第一の突起５０ｂに限られるようにしたが、係合部の円周方向長さが短い場合、各係合部に一つの第一の突起を設けることでも当接部位を第一の突起に限定することは可能であろう。勿論、油膜の形成を促進するには、第一の突起５０ｂが係止部１ｂの受け面を高速に次々と通過する方がよいので、各係合部５０ａに二つ以上の第一の突起５０ｂを分散配置で形成することが好ましい。
【０１２７】
また、図１５に示すように、第一の突起５０ｂ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とが好ましい。第一の突起が尖っていると、玉軸受の高速回転時、玉から保持器５０に与えられる軸方向他方への推力により、第一の突起の鋭利な先端が油膜に押し付けられて油膜切れが起こり易くなるためである。
【０１２８】
また、流体潤滑状態の実現には、係合部５０ａと係止部１ｂ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第一の突起５０ｂが特に有効となる。
【０１２９】
第二の突起５０ｃは、その傾斜による周速差から潤滑油を軸方向他方へ送るポンプ作用を強化する。なお、係合部５０ａと溝部との間を第一の突起５０ｂと係止部１ｂ間のように狭くする場合、第二の突起５０ｃは、係合部５０ａの軸方向一方の側面と軌道輪１間の摩擦状態を流体潤滑状態にするのに有効となる。係合部の軸方向一方の側面が軌道輪に摺動する懸念がないようにクリアランスを設定する場合、係合部５０ａの軸方向一方の側面に突起は不要である。
【０１３０】
このように、第六実施形態に係る玉軸受は、係合部５０ａが円周方向に向かって軸方向に狭くなる空間を係止部１ｂとの間に形成する第一の突起５０ｂを有し、第一の突起５０ｂと係止部１ｂとの間に軸方向のクリアランスＣ１が設定されているので、係合部５０ａと係止部１ｂの互いに円周方向に滑る二表面間で油膜の形成が起こり、第一の突起５０ｂが潤滑油を空間の狭くなる方へ引き摺り、動圧を発生させるくさび効果が生じるので、油膜の形成を促進し、係合部５０ａや係止部１ｂの摩耗を防止することができる。また、係止部１ｂと係合部５０ａの周速差が所定以上に大きくなると、係合部５０ａと係止部１ｂを完全に分離させる油膜の厚さを実現し、係合部５０ａと係止部１ｂ間の摩擦状態を流体潤滑状態にすることもできる。この流体潤滑状態では、係合部５０ａと係止部１ｂが保持器５０の軸方向他方への移動を規制する際に油膜を介して係合することになるので、これら両部５０ａ、１ｂの摩耗を良好に防止することができる。
【０１３１】
第六実施形態では、半径方向に真っ直ぐ延びる突起を採用したが、突起によるポンプ作用を併せて得るようにしてもよい。その一例としての第七実施形態を図１６に示す。
【０１３２】
第七実施形態に係る保持器６０は、係合部６０ａの先端に向かって円周方向の一方へ傾斜した方向に延びている突起６０ｂを採用したものである。玉軸受の回転中、突起６０ｂから潤滑油に対して半径方向に係合部６０ａの先端に向かう方へエネルギが与えられるため、潤滑油を係合部６０ａの先端の方へ送るポンプ作用が生じる。なお、図示例では、第六実施形態の第二の突起に相当する突起６０ｂの場合を示したが、第一の突起についても同様にポンプ作用を生じさせてもよい。
【０１３３】
前述の第一実施形態では、図５に示すような溝部１ｃを採用したが、一般的な溝部１ｃに代えて、一般的なシール溝部をそのまま溝部として使用することも考えられる。その一例としての第八実施形態を図１７に示す。
【０１３４】
第八実施形態に係る保持器７０は、ポケット部７０ａの深さＨが０．２５ｄ以下に設定されている。その分、第一実施形態に比して、玉４から保持器７０に与えられる軸方向他方への推力が大きくなるため、保持器７０のリング部分が軸方向一方へ厚くされている。
【０１３５】
外方の軌道輪７１は、一般的なシール付軸受用のものである。係止部７１ａは、シール取付用の溝部７１ｂの軸方向他方側の部分を構成している。シール取付用の溝部７１ｂは、一般に、図５における傾斜角度θ１と傾斜角度θ２の大小関係で考えると、傾斜角度θ１＞傾斜角度θ２に設定した形状である。
【０１３６】
第八実施形態に係る玉軸受は、一般的なシール付軸受用の軌道輪７１を流用することができるので、製造コストを抑制するのに有利である。
【０１３７】
これまでに述べた各実施形態は、適宜に組み合わせてもよく、例えば、第六実施形態や第七実施形態の潤滑用の突起は第一から第五、第八実施形態のいずれにおいても併用可能である。
【０１３８】
なお、第一実施形態のような面取り部１ｇによって保持器３の組み込みを容易にすること、及び受け面１ｄによって保持器３を抜けにくくすることは、この発明の採否とは無関係に保持器以外にも適用可能な技術であり、例えば、シール、シールド等の環状の軸受部品を軌道輪に取り付ける場合に適用可能である。
【０１３９】
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。
【符号の説明】
【０１４０】
１，４１，７１  外方の軌道輪
１ａ，４１ａ  外方の軌道面
１ｂ，３１ｂ，４２ｄ，７１ａ  係止部
１ｃ，３１ｃ，４２ｅ，７１ｂ  溝部
１ｄ  受け面
１ｇ  面取り部
２，３１，４２  内方の軌道輪
２ａ，３１ａ，４２ａ  内方の軌道面
３，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０  保持器
３ａ，４０ａ，７０ａ  ポケット部
３ｂ，１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ｂ，５０ａ，６０ａ，７０ｂ  係合部
４  玉
４１ｂ，４１ｃ  外方の肩部
４２ｂ，４２ｃ  内方の肩部
５０ｂ，６０ｂ  突起
Ｂ  玉軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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