(57)【要約】【課題】  簡便な手段により、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入することを未然に防止する。【解決手段】  互いに相対回転する内輪１２および外輪１４と、内輪１２と外輪１４との間に介在する複数の転動体１５と、内輪１２と外輪１４との間に配され、転動体１５を円周方向等間隔に保持する合成樹脂製の保持器１６とを備えた転がり軸受であって、保持器１６の軸方向端部の内径側及び外径側に、径方向に延びる鍔部２０，２１を設けると共に、内輪１２あるいは外輪１４の鍔部２０，２１と対応する部位に、鍔部２０，２１とでラビリンス２２，２３が形成される凹溝２４，２５を設け、鍔部２０，２１の内周縁部位および外周縁部位に、軸受内部への異物の侵入を防止するゴムリップのシール部材２７，２８を取り付ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転する内輪および外輪と、前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に配され、前記転動体を円周方向等間隔に保持する合成樹脂製の保持器とを備えた転がり軸受であって、
前記保持器の軸方向端部の内径側あるいは外径側の少なくとも一方に、径方向に延びる鍔部を設けると共に、前記内輪あるいは外輪の前記鍔部と対応する部位に、前記鍔部とでラビリンスが形成される凹溝を設け、前記鍔部の周縁部位に、軸受内部への異物の侵入を防止するシール部材を取り付けたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記シール部材は、ゴムリップで構成されている請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記シール部材は、鍔部と対応する凹溝に接触させた請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記シール部材は、鍔部と対応する凹溝に非接触とした請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記鍔部は、保持器と別体で形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記鍔部は、保持器の軸方向端部に一体成形で取り付けられた環状鋼板で構成されている請求項５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記保持器は、軸方向に向き合う二枚の環状体の対向面に転動体を収容する半球状のポケットを周方向の複数箇所に形成し、前記対向面を衝合させて二枚の環状体を結合させた請求項１〜６のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転動体を転動自在に保持する合成樹脂製の保持器を内輪と外輪との間に組み込んだ転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、発動機を有する車両のトランスミッションのギヤ支持軸には、深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受などの各種の転がり軸受が広く使用されている。
【０００３】
この種の転がり軸受は、外径面に内側転走面が形成された内輪と、その内輪の外側に配置され、内径面に外側転走面が形成された外輪と、内輪の内側転走面と外輪の外側転走面との間に転動自在に介在された複数の転動体と、内輪と外輪との間に配され、各転動体を円周方向等間隔に保持する保持器とで主要部が構成されている。この内輪あるいは外輪のいずれか一方がハウジングなどの固定部分に装着され、他方が回転軸などの回転部分に装着される。
【０００４】
この転がり軸受を油浴潤滑下で使用すると、回転する保持器がポンプの圧縮機のように作用し、内外輪と保持器との間を通って軸受内部に潤滑油が過剰に引き込まれる。このようにして引き込まれた潤滑油は、軸受内部で転動体と保持器によって攪拌されるため、その攪拌抵抗により軸受のトルク（発熱）が大きくなる。特に、電動車両やハイブリッド車両においては、高速のモータ回転が入力されるため、回転軸などの回転部分は高速回転となる傾向にある。このような高温環境下で高速回転した場合、前述した攪拌抵抗の影響は無視できないものとなっている。
【０００５】
本出願人は、高温環境下で高速回転に対応できるようにした合成樹脂製の保持器を具備した転がり軸受を先に提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この転がり軸受は、図５および図６に示すように、内輪１１２と外輪１１４との間に配され、その内輪１１２の内側転走面１１１と外輪１１４の外側転走面１１３との間に転動自在に介在された複数の転動体１１５を円周方向等間隔に保持する保持器１１６を具備する。この種の保持器１１６は、高速回転下において遠心力による変形を抑制することを目的として軽量の合成樹脂製のものが採用されている。保持器１１６は、軸方向に向き合う二枚の環状体１１７の対向面１１８に転動体１１５を収容する半球状のポケット１１９を周方向の複数箇所に形成し、環状体１１７のそれぞれの対向面１１８を衝合させて二枚の環状体１１７を結合させた構造を有する。
【０００７】
前述したように油浴潤滑下での使用では、内外輪１１２，１１４と保持器１１６との間を通って軸受内部に潤滑剤が過剰に引き込まれることから、この転がり軸受は、軸受内部への潤滑剤の流入を制限する手段として以下の構造を具備する。
【０００８】
環状体１１７の軸方向端部の内径側および外径側に、径方向に延びる鍔部１２０，１２１を一体的に設けると共に、内輪１１２および外輪１１４の鍔部１２０，１２１と対応する部位に、鍔部１２０，１２１とでラビリンス１２２，１２３が形成される凹溝１２４，１２５を形成している。このように、保持器１１６の鍔部１２０，１２１と内外輪１１２，１１４の凹溝１２４，１２５とで構成されたラビリンス１２２，１２３により、潤滑油が軸受内部に過剰に流入することを確実に抑制できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−６７８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述した従来の転がり軸受では、その運転時、保持器１１６の鍔部１２０，１２１と内外輪１１２，１１４の凹溝１２４，１２５とで構成されたラビリンス１２２，１２３により、潤滑油が軸受内部に過剰に流入することを確実に抑制できるようにしている。
【００１１】
しかしながら、保持器１１６の鍔部１２０，１２１が内外輪１１２，１１４の凹溝１２４，１２５に接触せずに大きな間隙を有する構造となっていることから、転がり軸受の停止時、潤滑油が軸受内部に自由に流入することができる状態にある。そのため、その潤滑油に含まれるゴミなどの異物、特に、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入するおそれがある。
【００１２】
そこで、本発明は前述の改善点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡便な手段により、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入することを未然に防止し得る転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、互いに相対回転する内輪および外輪と、内輪と外輪との間に介在する複数の転動体と、内輪と外輪との間に配され、転動体を円周方向等間隔に保持する合成樹脂製の保持器とを備えた転がり軸受であって、保持器の軸方向端部の内径側あるいは外径側の少なくとも一方に、径方向に延びる鍔部を設けると共に、内輪あるいは外輪の鍔部と対応する部位に、鍔部とでラビリンスが形成される凹溝を設け、鍔部の周縁部位に、軸受内部への異物の侵入を防止するシール部材を取り付けたことを特徴とする。なお、「内径側あるいは外径側の少なくとも一方」とは、鍔部を内径側のみに設ける場合、鍔部を外径側のみに設ける場合、鍔部を内径側および外径側の両方に設ける場合の全てを含むことを意味する。
【００１４】
本発明では、保持器の軸方向端部の内径側あるいは外径側の少なくとも一方に、径方向に延びる鍔部を設けると共に、内輪あるいは外輪の鍔部と対応する部位に、鍔部とでラビリンスが形成される凹溝を設けたことにより、鍔部と凹溝とで構成されたラビリンスでもって潤滑油が軸受内部に流入することを確実に抑制することができる。また、鍔部の周縁部位にシール部材を取り付けたことにより、転がり軸受の停止時であっても、潤滑油に含まれるゴミなどの異物、特に、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入することをシール部材で阻止することができる。
【００１５】
本発明におけるシール部材は、ゴムリップで構成されていることが望ましい。このように、シール部材をゴムリップで構成すれば、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入することをゴムリップで確実に阻止することができる。
【００１６】
本発明におけるシール部材は、鍔部と対応する凹溝に接触させた構造、あるいは鍔部と対応する凹溝に非接触とした構造のいずれであってもよい。鍔部と対応する凹溝に接触させた構造を採用した場合、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入することをシール部材で確実に阻止することができる点で有効である。一方、鍔部と対応する凹溝に非接触とした構造を採用した場合、シール部材の磨耗を抑制できる点で有効である。
【００１７】
本発明における鍔部は、保持器と別体で形成されている構造、特に、保持器の軸方向端部に一体成形で取り付けられた環状鋼板で構成されている構造が望ましい。このように、保持器の軸方向端部に一体成形で取り付けられた別体の環状鋼板で鍔部を構成すれば、鍔部の製作が容易となり、シール部材が取り付けられる鍔部の剛性を確保することが容易となる。
【００１８】
本発明における保持器は、軸方向に向き合う二枚の環状体の対向面に転動体を収容する半球状のポケットを周方向の複数箇所に形成し、対向面を衝合させて二枚の環状体を結合させた構造が望ましい。このような構造を採用すれば、高速回転下において遠心力が負荷された際に、保持器を構成する二枚の環状体同士が互いにその変形を抑制して保持器全体の変形を抑制することができて転動体がポケットから脱落したり、内外輪などの他部品と干渉することを回避できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、保持器の軸方向端部の内径側あるいは外径側の少なくとも一方に、径方向に延びる鍔部を設けると共に、内輪あるいは外輪の鍔部と対応する部位に、鍔部とでラビリンスが形成される凹溝を設けたことにより、鍔部と凹溝とで構成されたラビリンスでもって潤滑油が軸受内部に流入することを確実に抑制することができる。また、鍔部の周縁部位にシール部材を取り付けたことにより、転がり軸受の停止時であっても、潤滑油に含まれるゴミなどの異物、特に、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入することをシール部材で阻止することができる。
【００２０】
その結果、運転時に潤滑油が軸受内部に過剰に流入することを確実に抑制できると共に、停止時に大きな異物が軸受内部に侵入することを防止できる点で、電動車両やハイブリッド車両において使用される高回転軸受に好適な自動車用途の転がり軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態で、転がり軸受を示す部分断面図である。
【図２】図１の保持器を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態で、転がり軸受を示す部分断面図である。
【図４】図３の保持器を示す部分拡大断面図である。
【図５】従来の転がり軸受を示す部分断面図である。
【図６】図５の保持器を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る転がり軸受の実施形態を以下に詳述する。この実施形態の転がり軸受は、特に、電動車両やハイブリッド車両において油浴潤滑下で使用される自動車用途の高速回転軸受に好適である。
【００２３】
この実施形態の転がり軸受は、図１に示すように、外径面に内側転走面１１が形成された内輪１２と、その内輪１２の外側に配置され、内径面に外側転走面１３が形成された外輪１４と、内輪１２の内側転走面１１と外輪１４の外側転走面１３との間に転動自在に介在された複数の転動体１５と、内輪１２と外輪１４との間に配され、各転動体１５を円周方向等間隔に保持する保持器１６とで主要部が構成されている。この内輪１２あるいは外輪１４のいずれか一方がハウジングなどの固定部分に装着され、他方が回転軸などの回転部分に装着される。
【００２４】
この転がり軸受は、高速回転下において遠心力による保持器１６の変形を抑制することを目的として軽量な合成樹脂製の保持器１６を備えている。この保持器１６は、コスト面や耐油性の点を考慮すれば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡ６６（ポリアミド６６）あるいはＰＡ４６（ポリアミド４６）から選択されたいずれか一つの合成樹脂で成形することが有効である。なお、その他の樹脂材料としては、ＰＡ９Ｔ（ポリアミド９Ｔ）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やフェノール樹脂を使用することも可能である。
【００２５】
転がり軸受における保持器１６は、軸方向に向き合う二枚の環状体１７の対向面１８に転動体１５を収容する半球状のポケット１９を周方向の複数箇所に形成し、環状体１７のそれぞれの対向面１８を衝合させて二枚の環状体１７を結合部（図示せず）により結合させた構造を有する。二枚の環状体１７同士が互いにその変形を抑制して保持器１６全体の変形を抑制することができて転動体１５がポケット１９から脱落したり、内輪１２や外輪１３などの他部品と干渉することを回避できる。以上のように二枚の環状体１７は、軸方向で対称な同一形状を有する。このような構造とすることにより、一つの金型で製作した一種の環状体１７を使用して一方の環状体１７と他方の環状体１７とすることができ、製品コストの低減が図れる。
【００２６】
前述のように二枚の環状体１７からなる保持器１６は、図２に示すように、保持器１６の軸方向端部、つまり、それぞれの環状体１７の軸方向外側端部の内径側および外径側の両方に、径方向に延びる鍔部２０，２１を設けると共に、内輪１２および外輪１４の鍔部２０，２１と対応する部位に、鍔部２０，２１とでラビリンス２２，２３が形成される凹溝２４，２５を設けている（図１参照）。
【００２７】
前述の鍔部２０，２１は、合成樹脂製の保持器１６の軸方向端部、つまり、それぞれの環状体１７の軸方向外側端部に一体成形でもって環状鋼板２６を接合することにより構成される。つまり、その環状鋼板２６の内周縁部位および外周縁部位が鍔部２０，２１となる。この鍔部２０，２１を構成する環状鋼板２６の素材としては、保持器１６を構成する合成樹脂よりも剛性の高いＳＰＣＣ鋼板が好適である。このように、合成樹脂製の保持器１６の軸方向端部に、環状鋼板２６からなる鍔部２０，２１を設けたことにより、その鍔部２０，２１を構成する環状鋼板２６で合成樹脂製の保持器１６における剛性を確保することが容易となる。一方、内輪側の凹溝２４は、内輪１２の外径軸方向端部を段差状に凹ますようにして形成され、外輪側の凹溝２５は、外輪１４の内径軸方向端部を段差状に凹ますようにして形成されている。
【００２８】
また、前述した鍔部２０，２１の内周縁部位および外周縁部位に、ゴムリップからなるシール部材２７，２８を取り付けている。このゴムリップからなるシール部材２７，２８の素材としては、耐熱ニトリルゴム、耐熱アクリルゴム、フッ素ゴムや高摩耗ゴムが好適である。このシール部材２７，２８は、環状鋼板２６に加硫接着などにより接合一体化されている。また、シール部材２７，２８は、環状鋼板２６に取り付けられた基端部に対して先端部を外側に向けて屈曲させた形状をなす。シール部材２７，２８は、保持器１６の鍔部２０，２１と内外輪１２，１４の凹溝２４，２５との間に位置する間隙を塞ぐことによりシール機能を発揮する。
【００２９】
この転がり軸受では、その運転時、保持器１６の鍔部２０，２１と内外輪１２，１４の凹溝２４，２５とで構成されたラビリンス２２，２３により、潤滑油が軸受内部に過剰に流入することを確実に抑制できる。また、鍔部２０，２１の内周縁部位および外周縁部位にゴムリップのシール部材２７，２８を取り付けたことにより、保持器１６の鍔部２０，２１と内外輪１２，１４の凹溝２４，２５との間の間隙を塞ぐことで、転がり軸受の停止時、潤滑油が軸受内部に自由に流入することを抑制することができ、その結果、その潤滑油に含まれるゴミなどの異物、特に、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入することを阻止できる。また、シール部材２７，２８は、環状鋼板２６に取り付けられた基端部に対して先端部を外側に向けて屈曲させた形状をなすことから、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入することを確実に阻止することができる。
【００３０】
以上で説明した実施形態では、シール部材２７，２８の先端部を内外輪１２，１４の凹溝２４，２５に接触させた構造を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、図３および図４に示すように、シール部材２７，２８の先端部を内外輪１２，１４の凹溝２４，２５に非接触とした構造であってもよい。このように、シール部材２７，２８が内外輪１２，１４の凹溝２４，２５に非接触とした構造であっても、転がり軸受の停止時、潤滑油が軸受内部に自由に流入することを抑制することができ、その結果、その潤滑油に含まれるゴミなどの異物、特に、軸受寿命に影響を与えるような大きな異物が軸受内部に侵入することを阻止できる。また、鍔部２０，２１と対応する凹溝２４，２５に非接触とした構造を採用した場合、シール部材２７，２８の磨耗を抑制できる点で有効である。
【００３１】
以上で説明した実施形態では、保持器１６の軸方向端部の内径側および外径側の両方に鍔部２０，２１を設けた場合を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、図示しないが、保持器１６の軸方向端部の内径側あるいは外径側のいずれか一方のみに鍔部２０，２１を設け、その鍔部２０，２１にシール部材２７，２８を取り付けるようにしてもよい。
【００３２】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００３３】
１２  内輪
１４  外輪
１５  転動体
１６  保持器
１７  環状体
１８  対向面
１９  ポケット
２０，２１  鍔部
２２，２３  ラビリンス
２４，２５  凹溝
２７，２８  シール部材
【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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