(57)【要約】【課題】玉を内外輪の軌道溝間に安定して転動させ続けることが可能な耐衝撃性、耐荷重性及び組立性に優れたコンパクトな玉軸受を提供する。【解決手段】相対回転可能に対向して配置された一対の内輪及び外輪と、内輪の対向面及び外輪の対向面にそれぞれ形成された軌道溝間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを備えており、内輪の内径と外輪の外径との中間を通る仮想円の直径をｄｍ、玉のピッチ円径をＰＣＤ、玉の直径をＤａ、内輪の軌道溝の最底部から当該軌道溝の縁部までの径方向距離をＨｉ、外輪の軌道溝の最底部から当該軌道溝の縁部までの径方向距離をＨｏとした場合、１．００＜(ＰＣＤ／ｄｍ)≦１．０５であるとともに、少なくともＨｉ，Ｈｏのうちいずれか一方は、Ｈｉ≧０．１５Ｄａ若しくはＨｏ≧０．１５Ｄａである。【選択図】    図１
2006336827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に対向して配置された一対の内輪及び外輪と、
内輪の対向面及び外輪の対向面にそれぞれ形成された軌道溝間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを備えており、
内輪の内径と外輪の外径との中間を通る仮想円の直径をｄｍ、玉のピッチ円径をＰＣＤ、玉の直径をＤａ、内輪の軌道溝の最底部から当該軌道溝の縁部までの径方向距離をＨｉ、外輪の軌道溝の最底部から当該軌道溝の縁部までの径方向距離をＨｏとした場合、１．００＜(ＰＣＤ／ｄｍ)≦１．０５であるとともに、少なくともＨｉ，Ｈｏのうちいずれか一方は、Ｈｉ≧０．１５Ｄａ若しくはＨｏ≧０．１５Ｄａであることを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
玉軸受は、複数の玉が軌道溝間に沿って１列に並んだ単列であることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車用パワーステアリング装置、ウィンドウ昇降装置、電動シートアジャスト装置、ワイパー駆動装置などの低騒音・高耐久性が要求される自動車用小型電動モータなどに組み込まれるウォームギア付き出力軸を支持する玉軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用小型電動モータなどに使用されるウォームギア付きモータ装置(以下、モータ装置という)は、例えば図９〜図１２に示すように、電動モータ３０の出力軸２０にウォーム２６が設けられ、当該ウォーム２６と噛合うウォームホイール２８を介して出力が伝達する機構となっており、ウォーム２６とウォームホイール２８との噛合いによって生じる荷重を支持するための複数の軸受22,24,40が出力軸２０に配置された構成となっている。なお、電動モータ３０は、その出力軸２０に固定されたロータ３２とハウジング３６に固定されたステータ３４とを有しており、例えば、ステータ３４に電流を供給した際、当該ステータ３４とロータ３２との間に生じる磁気的な相互作用により出力軸２０を回転させている。
かかるモータ装置には、一般的にウォーム２６とウォームホイール２８との噛合いによって生じる荷重は出力軸２０の径方向への荷重よりも軸方向への荷重の方が大きいという特徴や、軸方向荷重はウォーム２６が正転又は逆転する度にその向きが反転するという特徴がある。
【０００３】
このようなモータ装置における軸受構成として、例えば、図９に示すモータ装置では、３つのラジアル滑り軸受２４が出力軸２０の中央及び両端にそれぞれ配置されているとともに、２つのスラスト滑り軸受４０が出力軸２０の両端にそれぞれ配置されている(特許文献１参照)。また、図１０に示すモータ装置では、２列組合せ玉軸受２２が出力軸２０の中央に配置されているとともに、２つのラジアル滑り軸受２４が出力軸２０の両端にそれぞれ配置されている(特許文献２参照)。また、図１１に示すモータ装置では、単列の深溝玉軸受２２が出力軸２０の中央に配置されているとともに、２つのラジアル滑り軸受２４が出力軸２０の両端にそれぞれ配置されている(特許文献１参照)。また、図１２に示すモータ装置では、単列の深溝玉軸受２２が出力軸２０の中央に配置されているとともに、ラジアル滑り軸受２４が出力軸２０のモータ側のみに配置されている(特許文献３参照)。
なお、各図９〜１２は、特許文献１〜３に示されているモータ装置の特徴構成が明らかになるように、各文献１〜３に添付された図面を簡略化して示している。
【０００４】
しかしながら、図９に示すようなモータ装置では、出力軸２０の両端にスラスト軸受４０を配置するためのスペースが必要となり、そのためモータ装置が軸方向に大型化してしまうという問題がある。同様に、図１０に示すようなモータ装置でも、２列組合せの玉軸受２２を配置するためのスペースが必要となり、そのためモータ装置が軸方向に大型化してしまう。このようなモータ装置の大型化は、例えば、軸方向にスペース的な余裕のない車両に当該モータ装置を組み込む場合に問題となる。
これに対し、図１１に示すようなモータ装置では、単列の深溝玉軸受２２のみが配置されており、軸受の取付スペースが小さくて済むため、当該モータ装置の軸方向の小型化を図ることができる。また、図１２に示すようなモータ装置では、モータ側にのみラジアル滑り軸受２４を配置しているため、さらに当該モータ装置の軸方向の小型化を図ることができる。
【０００５】
ところで、これらのモータ装置(図11,12)に用いた単列の深溝玉軸受２２は、例えば図８に示すように、ウォーム２６とウォームホイール２８の噛合いによって生じる軸方向への大きな荷重を当該深溝玉軸受２２のみで負荷することになる。この場合、例えば振動等の外的要因によって当該深溝玉軸受２２に衝撃荷重が加わると、玉６の転動面と内輪２の軌道面(軌道溝８)及び外輪４の軌道面(軌道溝１０)との転がり接触部の接触楕円が、各軌道面の幅方向の縁部に達するいわゆる玉の乗り上げが生じる場合がある。この場合、玉６の転動面及び各軌道面(軌道溝8,10)の縁部8s,10sにエッジロード(応力集中)が発生し、これらに過大な面圧が加わることによって、玉６の転動面に傷が付いたり、内輪２及び外輪４の軌道面(軌道溝8,10)に圧痕が形成される虞がある。このような状態でモータ装置を運転させ続けると、深溝玉軸受２２から異音が発生したり、深溝玉軸受２２(特に、内輪２の軌道溝８及び外輪４の軌道溝１０、玉６の転動面)が早期にクラックやフレーキングを起こしたりする場合があるため、モータ装置を長期に亘って良好に運転させ続けることが困難になってしまう。
【０００６】
そこで、上述したような玉６の軌道溝8,10の縁部8s,10sへの乗り上げを防止し、当該深溝玉軸受２２(特に、内輪２及び外輪４、玉６)の耐衝撃性や耐荷重性を確保するための方策として、例えば、(１)軸受サイズを大きくする。(２)玉６の直径を大きくしたり、組込数を増やす。(３)内輪２の軌道溝８及び外輪４の軌道溝１０の断面の曲率半径を大きくする。(４)軸受の内部すきまを小さくする。(５)内輪２の軌道溝８及び外輪４の軌道溝１０の溝の深さを深くする等の各種の方策が考えられる。
【０００７】
しかしながら、方策(１)では、軸受の取付スペースが大きくなるため、モータ装置が軸方向及び径方向に大型化してしまう。また、方策(２)では、軸受の寸法上の制約から、玉６の直径の大きさや組込数には限界があり、設計の自由度が低くなってしまう。このため、軸受の寸法によっては所望の耐乗り上げ性を確保できない(玉６が内輪２の軌道溝８の縁部８ｓ及び外輪４の軌道溝１０の縁部１０ｓに乗り上げることを抑止できない)虞がある(特に、ミニアチュア玉軸受あるいは小径玉軸受に適用する場合)。さらに、方策(３)や方策(４)では、外部から大きな荷重(例えば、衝撃荷重等)が加わらない運転時であっても、玉６の転動面と内輪２及び外輪４の軌道溝8,10との転がり接触部の圧力が大きくなるため、例えば接触部が発熱したり、摩擦により摩耗したりすることで、軸受の寿命が低下する(軸受の早期の交換が必要となる)虞がある。さらにまた、方策(５)では、軸受を組み立てる際、玉６を内輪２の軌道溝８と外輪４の軌道溝１０との間に組み込み難くなり、軸受の組立作業が煩雑になるとともに、当該組立作業の際、玉６の転動面や内輪２及び外輪４の軌道面(軌道溝8,10)が損傷してしまう虞がある。
【特許文献１】実公平６−１５４９１号公報
【特許文献２】特開平９−１３２１５４号公報
【特許文献３】実公昭６１−３２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、玉を内外輪の軌道溝間に安定して転動させ続けることが可能な耐衝撃性、耐荷重性及び組立性に優れたコンパクトな玉軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明に係る玉軸受は、相対回転可能に対向して配置された一対の内輪及び外輪と、内輪の対向面及び外輪の対向面にそれぞれ形成された軌道溝間に転動自在に組み込まれた複数の玉とを備えている。このような構成において、内輪の内径と外輪の外径との中間を通る仮想円の直径をｄｍ、玉のピッチ円径をＰＣＤ、玉の直径をＤａ、内輪の軌道溝の最底部から当該軌道溝の縁部までの径方向距離をＨｉ、外輪の軌道溝の最底部から当該軌道溝の縁部までの径方向距離をＨｏとした場合、１．００＜(ＰＣＤ／ｄｍ)≦１．０５であるとともに、少なくともＨｉ，Ｈｏのうちいずれか一方は、Ｈｉ≧０．１５Ｄａ若しくはＨｏ≧０．１５Ｄａとなるように設定されている。この場合、玉軸受は、複数の玉が軌道溝間に沿って１列に並んだ単列の玉軸受としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、玉を内外輪の軌道溝間に安定して転動させ続けることが可能となり、耐衝撃性、耐荷重性及び組立性に優れた玉軸受をコンパクトにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る玉軸受について、添付図面を参照して説明する。
本実施形態の玉軸受は、上述したウォームギア付きモータ装置(図９〜図１２)の改良であるため、以下では、改良部分の説明に止める。なお、図９〜図１２のウォームギア付きモータ装置と同一の構成には図面上で同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本実施形態のウォームギア付きモータ装置(以下、モータ装置という)は、出力軸２０が単列の深溝玉軸受２２及び２つのラジアル滑り軸受２４によって回転自在に支持されており、深溝玉軸受２２は、相対回転可能に対向して配置された内輪２及び外輪４と、内輪２の対向面２ａと外輪４の対向面４ａにそれぞれ形成された一列の軌道溝8,10間に転動自在に組み込まれた複数の玉６とを備えている。本実施形態において、深溝玉軸受２２は出力軸２０の中央に配置され、２つのラジアル滑り軸受２４は出力軸２０の両端にそれぞれ配置されている。また、複数の玉６は、保持器１２によって１つずつ回転自在に保持されている。なお、内輪２の軌道溝８及び外輪４の軌道溝１０は、それぞれ断面円弧状に形成されている。
【００１３】
本実施形態において、深溝玉軸受２２は、内輪２の内径ｄと外輪４の外径Ｄとの中間を通る仮想円の直径をｄｍ(以下、中央径ｄｍという)とし、各玉６の中心点を結んだ仮想円の直径をＰＣＤ(以下、ピッチ円径ＰＣＤという。ＰＣＤ：Ｐｉｔｃｈ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ)とした場合、中央径ｄｍとピッチ円径ＰＣＤとの関係が、１．００＜(ＰＣＤ／ｄｍ)≦１．０５の範囲内となるように設定されている。
また、内輪２の軌道溝８の最底部から当該軌道溝８の縁部(肩部)８ｓまでの径方向の距離(軌道溝８の深さ)をＨｉ(以下、溝深さＨｉという)、外輪４の軌道溝１０の最底部から当該軌道溝１０の縁部(肩部)１０ｓまでの径方向の距離(軌道溝１０の深さ)をＨｏ(以下、溝深さＨｏという)とし、玉６の直径(玉直径)をＤａ(以下、玉直径Ｄａという)とした場合、少なくとも内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉ若しくは外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏのいずれか一方は、玉直径Ｄａの１５％以上であって(Ｈｉ≧０．１５Ｄａ及びＨｏ≧０．１５Ｄａ)、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉが外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏ以上に大きくなるように設定されている(Ｈｉ≧Ｈｏ，好ましくはＨｉ＞Ｈｏ)。
【００１４】
例えば、中央径ｄｍとピッチ円径ＰＣＤとの比(ＰＣＤ／ｄｍ)を１．０３とし、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉと玉直径Ｄａとの比(Ｈｉ／Ｄａ)を０．２０、また、外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏと玉直径Ｄａとの比(Ｈｏ／Ｄａ)を０．１７とした場合、ＪＩＳ  Ｂ１５１３規格に相当する本実施形態の玉軸受(軸受内径ｄ：φ８(ｍｍ)、軸受外径Ｄ：φ２２(ｍｍ)、軸受幅Ｂ：７(ｍｍ)、玉直径Ｄａ：φ３．９６９(ｍｍ))において(図１参照)、玉軸受の組立性を示すｘ１値及び玉６の乗り上げ荷重を計算すると、ｘ１値は０．１１８となり、乗り上げ荷重は１９００(Ｎ)となる。なお、ｘ１値は、玉直径Ｄａと干渉量ｘ(玉６を内輪２及び外輪４の軌道溝8,10間に組み込む際に玉６が軌道溝８又は軌道溝１０に入り込む(干渉する)量)との比(ｘ１＝ｘ／Ｄａ)であり、詳細は後述する。
これに対し、中央径ｄｍとピッチ円径ＰＣＤとの比(ＰＣＤ／ｄｍ)を１．００とし、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉと玉直径Ｄａとの比(Ｈｉ／Ｄａ)を０．１４、また、外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏと玉直径Ｄａとの比(Ｈｏ／Ｄａ)を０．１２とした場合、ＪＩＳ  Ｂ１５１３規格に相当する既存の玉軸受(ｄ：φ８(ｍｍ)、Ｄ：φ２２(ｍｍ)、Ｂ：７(ｍｍ)、Ｄａ：φ３．９６９(ｍｍ))においては、ｘ１値が０．１２１となり、乗り上げ荷重が９００(Ｎ)となる。
【００１５】
このように、中央径ｄｍとピッチ円径ＰＣＤとの関係をＰＣＤ／ｄｍ＝１．００とした既存の玉軸受と比較して、本実施形態の玉軸受は、玉直径Ｄａや玉の組込数、内輪２及び外輪４の軌道溝8,10の断面の曲率半径、ラジアル内部すきま等を大幅に変更することなく、また、組立性を損なうことなく、コンパクトでありながら内輪２及び外輪４の軌道溝8,10を深くする(溝深さHi,Hoを大きくする)ことができる。これにより、玉６が内輪２及び外輪４の軌道溝8,10の縁部8s,10sに乗り上げるために要する荷重を大きくする(上述した例では、必要な乗り上げ荷重を９００Ｎから１９００Ｎに増加させる)ことで、玉６の転動面と内輪２及び外輪４の軌道溝8,10との転がり接触部に仮想的に形成される接触楕円が、内輪２及び外輪４の軌道溝8,10の縁部8s,10sまで達し難くなる(玉６を内輪２及び外輪４の軌道溝8,10間に安定して転動させ続けることが可能となる)。このため、玉６の耐乗り上げ性を確保し、耐衝撃性、耐荷重性及び組立性に優れた深溝玉軸受２２をコンパクトにすることができる。
したがって、かかる深溝玉軸受２２を用いたウォームギア付きモータ装置は、装置の大型化を招くことなく(小型化することができ)、装置(例えば、深溝玉軸受２２)から異音が発生することもなく、長期に亘って良好に運転させ続けることができる(耐久性を向上させることができる)。
【００１６】
ここで、玉軸受の組立性を示すｘ１値(ｘ１＝ｘ／Ｄａ：玉直径Ｄａと干渉量ｘとの比)について、図１３(ａ)，(ｂ)を参照して説明する。
玉軸受の組立方法としては、一例として、同一平面内で内輪２を外輪４に対し径方向(ラジアル方向)に移動(偏心)させ、内輪２と外輪４との間に形成された半月状の開口部Ｓから複数の玉６を内輪２の軌道溝８と外輪４の軌道溝１０との間に挿入し(図１３(ａ))、最終段階で内輪２と外輪４とが同心となる位置まで内輪２に力を加えて外輪４を弾性変形させる方法がある。このような方法により組込玉数が最大になるようにしている。
この場合、半月状の開口部Ｓから複数の玉６を挿入する際の各玉６の位置は、当該開口部Ｓ内で任意の位置を取ることになる。図１３(ｂ)に示す状態はその一例で、開口部Ｓの一番広い位置(例えば、図１３(ｂ)中の開口部Ｓの中央上部)以外の各玉６が内輪２の軌道溝８に沿った状態で配置され、開口部Ｓの一番広い位置(同中央上部)に配置される玉６の一部が外輪４とｘだけ干渉している(重なっている)状態となっている。
この干渉量ｘが大きすぎると、当該玉軸受は、玉６を内輪２の軌道溝８と外輪４の軌道溝１０との間に組み込み難くなり(最悪の場合、全てを組み込むことができない)、自動組立機により量産することができない(組立ラインが停滞し易くなる)虞がある。この干渉量ｘは、内輪２及び外輪４の軌道径、内輪２及び外輪４の軌道溝8,10の溝深さHi,Ho、玉直径Ｄａ、玉数などから決定される値であり、この干渉量ｘと玉直径Ｄａとの比をｘ１(ｘ１＝ｘ／Ｄａ)として定義し、玉軸受の組立性を示す指標のうちの１つとしている。
【００１７】
図３には、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉと外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏとを同一(Ｈｉ＝Ｈｏ)として、組立性を示すｘ１値が従来の玉軸受と同値の場合(ｘ１＝０．２５)の中央径ｄｍとピッチ円径ＰＣＤとの比(ＰＣＤ／ｄｍ)と、玉直径Ｄａと溝深さＨｉ(あるいは溝深さＨｏ)との比(Ｈｉ／ＤａあるいはＨｏ／Ｄａ)との関係について計算した結果を示している。なお、図３中において、横軸は中央径ｄｍとピッチ円径ＰＣＤとの比(ＰＣＤ／ｄｍ)、縦軸の左側は玉直径Ｄａと溝深さＨｉ(あるいは溝深さＨｏ)との比(Ｈｉ／ＤａあるいはＨｏ／Ｄａ)、縦軸の右側は玉直径Ｄａと干渉量ｘとの比ｘ１(ｘ／Ｄａ)をそれぞれ示している。
図３から明らかなように、中央径ｄｍとピッチ円径ＰＣＤとの関係を、本発明の技術的範囲である１．００＜(ＰＣＤ／ｄｍ)≦１．０５とすることによって、従来の玉軸受(ＰＣＤ／ｄｍ＝１．００)と比較して、組立性を損なうことなく、溝深さＨｉ(あるいは溝深さＨｏ)を大きくする(内輪２及び外輪４の軌道溝8,10を深くする)ことができる。
【００１８】
なお、中央径ｄｍとピッチ円径ＰＣＤとの比(ＰＣＤ／ｄｍ)が、１．０５を超える場合、ピッチ円径ＰＣＤは外側に開く(玉６は、外輪４とさらに接触する方向へ位置付けられる)。この場合、図４に示すように、外輪４の断面高さ(厚み)Ｈに対する玉直径Ｄａ(通常、Ｄａ＝０．５〜０．６Ｈ程度)によっては、外輪４の軌道溝１０の最底部の肉厚(最小肉厚)Ｎｏを充分に確保できず、外輪４が変形や強度低下を起こしたりする虞がある。このため、ＰＣＤ／ｄｍ(中央径とピッチ円径との比)とＮｏ／Ｈ(外輪４の断面高さと最小肉厚との比)との関係(ＰＣＤ／ｄｍに対するＮｏ／Ｈの値)は、図４中の太線(Ｎｏ／Ｈ＝０．１５)よりも上の領域にあることが好ましい。
【００１９】
また、図５に示すように、溝深さＨｉ(あるいは溝深さＨｏ)を大きくしすぎると、内輪２の外径面(対向面２ａ)と外輪４の内径面(対向面４ａ)との間隔が狭くなり、保持器１２の厚さＣｔ(通常、Ｃｔ＝０．４〜０．５Ｄａ程度)を充分に確保できず、例えば保持器１２が変形や強度低下を起こしたりする虞がある。またこの場合、保持器１２の厚さＣｔを確保しようとすると、内輪２の外径面(対向面２ａ)や外輪４の内径面(対向面４ａ)と保持器１２とが干渉(接触)したりする虞がある。
このため、ＰＣＤ／ｄｍ(中央径とピッチ円径との比)とＨｉ／ＤａあるいはＨｏ／Ｄａ(玉直径Ｄａと溝深さＨｉあるいは溝深さＨｏとの比)との関係(ＰＣＤ／ｄｍに対するＨｉ／ＤａあるいはＨｏ／Ｄａの値)は、図５中の太線(Ｈｉ／Ｄａ＝０．２５)よりも下の領域にあることが好ましい。一方、中央径ｄｍとピッチ円径ＰＣＤとの比(ＰＣＤ／ｄｍ)が、１．００以下の場合には、従来の玉軸受の設計と何ら変わりなく、溝深さＨｉ(あるいは溝深さＨｏ)を充分に確保することができない。この場合、玉６が内輪２及び外輪４の軌道溝8,10の縁部8s,10sに乗り上げることにより、玉６の転動面に傷が発生したり、内輪２及び外輪４の軌道面(軌道溝8,10)に圧痕などが発生し、ひいては、例えば、モータ装置から異音が発生したり、モータ装置の耐久性が悪化する虞がある。
【００２０】
図６は、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉと外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏとを同一(Ｈｉ＝Ｈｏ)とした場合、溝深さＨｉ(あるいは溝深さＨｏ)と内輪２の軌道溝８の縁部８ｓ(あるいは外輪４の軌道溝１０の縁部１０ｓ)に玉６が乗り上げるために要する荷重との関係について計算した結果を示している。
図６から明らかなように、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉ及び外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏを本発明の技術的範囲である玉直径Ｄａの１５％以上(Ｈｉ≧０．１５Ｄａ，Ｈｏ≧０．１５Ｄａ)とすることによって、従来の玉軸受(１２〜１４％)と比較して玉６の乗り上げ荷重をほぼ１．２〜１．５倍以上に向上することができる。なお、図６は、溝深さHi,Hoが玉直径Ｄａの１２％であるとき(Ｈｉ／Ｄａ＝０．１２，Ｈｏ／Ｄａ＝０．１２)の玉６の乗り上げ荷重を１．０とした場合のＨｉ／Ｄａ(あるいはＨｏ／Ｄａ)に対する玉６の乗り上げ荷重を示している。
【００２１】
また、本実施形態においては、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉを外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏ以上に大きくすることにより(Ｈｉ≧Ｈｏ，好ましくはＨｉ＞Ｈｏ)、内輪２の軌道溝８に仮想的に形成される玉６との接触楕円と内輪２の軌道溝８の縁部８ｓとの距離と、外輪４の軌道溝１０に仮想的に形成される玉６との接触楕円と外輪４の軌道溝１０の縁部１０ｓとの距離とがほぼ同じになるようにしている。すなわち、本実施形態の玉軸受では、内輪２の軌道溝８の円周方向に関する形状が凸となる分(円周方向に存在する接触楕円の短径が小さくなって)、内輪２の軌道溝８に形成される接触楕円部分の玉６と軌道溝８との接触圧力が高くなり、その分この楕円の長径が、外輪４の軌道溝１０に形成される接触楕円の長径と比較して大きくなる。このように、本実施形態においては、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉを外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏ以上に大きくすることにより(Ｈｉ≧Ｈｏ，好ましくはＨｉ＞Ｈｏ)、内輪２の軌道溝８に仮想的に形成される玉６との接触楕円と、外輪４の軌道溝１０の縁部１０ｓに比べて玉６が乗り上げやすい内輪２の軌道溝８の縁部８ｓとの距離を確保することで、玉６の乗り上げ荷重が内輪２の軌道溝８と外輪４の軌道溝１０とでほぼ均一となるようにしている。
【００２２】
図７は、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉと外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏとの和(Ｈｉ＋Ｈｏ)を玉直径Ｄａの３８％(Ｈｉ＋Ｈｏ＝０．３８Ｄａ)に固定した場合における、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉと外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏとの比(Ｈｉ／Ｈｏ)と、玉６が内輪２の軌道溝８の縁部８ｓ及び外輪４の軌道溝１０の縁部１０ｓに乗り上げるために要する荷重との関係について計算した結果を示している。
図７から明らかなように、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉと外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏとの比(Ｈｉ／Ｈｏ)を１．２程度とした場合に、玉６の乗り上げ荷重を内輪２の軌道溝８と外輪４の軌道溝１０とでほぼ均一かつ充分に確保することができる。なお、このような効果を最大限に発揮させるためには、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉを外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏの１．１〜１．３倍とすることが好ましい(図７に示す計算結果参照)。
【００２３】
以上のように、本実施形態によれば、深溝玉軸受２２の大幅な設計変更をすることなく(玉直径Ｄａ、玉数、曲率半径、内部すきま等)、かつ、組立性を損なうことなく、玉６を内輪２及び外輪４の軌道溝8,10間で安定して転動させ続けることができる。このため、玉６の耐乗り上げ性を確保し、耐衝撃性、耐荷重性及び組立性に優れた深溝玉軸受２２をコンパクトにすることができる。したがって、このような深溝玉軸受２２を用いることで、ウォームギア付きモータ装置は、装置の大型化を招くことなく、装置の信頼性(異音が発生しない静粛性)の向上を図ることができ、長期に亘って良好に運転させ続けることができる(耐久性を向上させることができる)。
【００２４】
なお、上述した実施形態においては、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉ及び外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏをいずれも玉直径Ｄａの１５％以上(Ｈｉ≧０．１５Ｄａ及びＨｏ≧０．１５Ｄａ)としたが、いずれか一方の溝深さ(Ｈｉ若しくはＨｏ)のみを玉直径Ｄａの１５％以上(Ｈｉ≧０．１５Ｄａ若しくはＨｏ≧０．１５Ｄａ)としてもよい。また、上述した実施形態においては、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉが外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏよりも大きくなるように設定したが(Ｈｉ＞Ｈｏ)、内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉと外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏとが同一となるように設定してもよく(Ｈｉ＝Ｈｏ)、外輪４の軌道溝１０の溝深さＨｏが内輪２の軌道溝８の溝深さＨｉよりも大きくなるように設定してもよい(Ｈｏ＞Ｈｉ)。
また、上述した実施形態においては、玉軸受を深溝玉軸受２２として説明したが、軸受形式はこれに限定されず、例えば、ミニアチュア玉軸受や小径玉軸受などに適用することで上述の効果を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るウォームギア付きモータ装置の主要部分の構成例を示す断面図。
【図２】本発明に係るウォームギア付きモータ装置の全体構成例を示す断面図。
【図３】ｘ１値が同値の場合の[ピッチ円径ＰＣＤ／中央径ｄｍ]と[溝深さＨｉ，Ｈｏ]との関係を示す図。
【図４】[ピッチ円径ＰＣＤ／中央径ｄｍ]と[外輪最小肉厚Ｎｏ／断面高さＨ]との関係を示す図。
【図５】[ピッチ円径ＰＣＤ／中央径ｄｍ]と[溝深さＨｉ(あるいは溝深さＨｏ)／玉直径Ｄａ]との関係を示す図。
【図６】[溝深さＨｉ(あるいはＨｏ)／玉直径Ｄａ]と[玉の乗り上げ荷重比]との関係を示す図。
【図７】[溝深さＨｉ／溝深さＨｏ(各溝深さ比)]と[玉の乗り上げ荷重]との関係を示す図。
【図８】従来のウォームギア付きモータ装置の主要部分の構成例を示す断面図。
【図９】従来のウォームギア付きモータ装置の全体構成例を示す断面図。
【図１０】従来のウォームギア付きモータ装置の全体構成例を示す断面図。
【図１１】従来のウォームギア付きモータ装置の全体構成例を示す断面図。
【図１２】従来のウォームギア付きモータ装置の全体構成例を示す断面図。
【図１３】(ａ)及び(ｂ)は、玉軸受の組立方法の一例を説明するための正面図。
【符号の説明】
【００２６】
２  内輪
４  外輪
６  玉
８，１０  軌道溝
８ｓ，１０ｓ  縁部(肩部)
ｄ  内輪内径
Ｄ  外輪外径
ｄｍ  中央径
ＰＣＤ  ピッチ円径
Ｄａ  玉直径
Ｈｉ，Ｈｏ  溝深さ
【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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