(57)【要約】【課題】本発明は、リテーナの破損が最小限に抑えられるベアリング装置を提供する。【解決手段】本発明は、環状に配列された複数の転動体２３を保持するリテーナ２５と、環状に配列された転動体を内方および外方から挟み込むように設けられた内輪２１および外輪１９とを備えたベアリング装置１３ａ，１３ｂであって、内輪および外輪の一方に周方向に沿って、内輪および外輪の他方へ向かって突き出する複数の突起片２９を有し、突起片の突き出た端部は、他方となる外輪あるいは内輪と近接され、内輪の軸中心と外輪の軸中心との間における軸心ずれδが所定以上になると、突起片の端部が、他方となる外輪あるいは内輪と当接されるものとした。【選択図】図４
2019019921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に配列された複数の転動体を保持するリテーナと、
前記環状に配列された転動体を内方および外方から挟み込むように設けられた内輪および外輪と
を備えたベアリング装置であって、
前記内輪および前記外輪の一方には周方向に沿って、前記内輪および外輪の他方へ向かって突き出する複数の突起片を有し、
前記突起片の突き出た端部は、前記他方となる外輪あるいは内輪と近接され、
前記内輪の軸中心と前記外輪の軸中心との間における軸心ずれが所定以上になると、前記突起片の端部が、前記他方となる外輪あるいは内輪と当接される
ことを特徴とするベアリング装置。
【請求項２】
前記複数の突起片は、前記外輪と一体に設けられ、
前記リテーナは、前記周方向に複数に分割され、
前記分割されたリテーナが、前記突起片と突起片との間から前記内輪と外輪との間に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載のベアリング装置。
【請求項３】
前記複数の突起片は、前記外輪と別体に設けられ、
前記複数の突起片は、前記内輪と前記外輪との間に前記リテーナが組み付けてから、前記外輪に設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のベアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータなどの回転軸を回転自在に支持するベアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車、ＥＶ車といったモータが搭載される車両では、モータの回転軸は、他の機器と同様、ベアリング装置で支持される。具体的にはラジアルベアリングを用いて回転自在に支持される。こうしたラジアルベアリングは、特許文献１にも開示されているように一般的に、環状に配列された複数のボール（転動体）を回転自在に保持したリテーナに対し、内輪と外輪とを内方、外方から挟み込むように組み付けた構造が用いられる。そして、内輪がモータの出力軸など回転軸に支持され、外輪がモータのフレームなど不動部材に支持される。
【０００３】
ところで、ハイブリッド車やＥＶ車のモータは、高回転数の運転や、高負荷の運転が行われるため、モータの回転軸を支持するラジアルベアリングは、オイルで各部が潤滑されるようにしている。このためモータには、潤滑システムとして、モータの上部を構成するフレーム部分へオイルを導き、同フレーム部分に設けたオイル通路を通じて、モータのステータやロータや各ラジアルベアリングへ滴下させる構造などが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２１２３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、こうしたラジアルベアリングは、例えば潤滑性能の低下から潤滑不足が生じることがある。
ところが、ラジアルベアリングは、潤滑不足が生じると、オイル切れが生じて、ボールとリテーナとの間における摩擦が次第に大きくなり、焼き付きが生じ、リテーナが破損することがある。多くは焼き付きが生じると、リテーナの一部（一個所）で破損が生じ、この破損が全体へ波及し、リテーナの欠落に及んでしまう。
【０００６】
特にリテーナによって整列されているボールは、リテーナの破損が進行すると、整列が乱れて内輪と外輪との間に大きな軸ずれをもたらすため、モータ（ラジアルベアリングを適用している機器）に大きな影響を与えるおそれがある。
そこで、本発明の目的は、リテーナの破損が最小限に抑えられるベアリング装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、環状に配列された複数の転動体を保持するリテーナと、環状に配列された転動体を内方および外方から挟み込むように設けられた内輪および外輪とを備えたベアリング装置であって、内輪および外輪の一方に周方向に沿って、内輪および外輪の他方へ向かって突き出する複数の突起片を有し、突起片の突き出た端部は、他方となる外輪あるいは内輪と近接され、内輪の軸中心と外輪の軸中心との間における軸心ずれが所定以上になると、突起片の端部が、他方となる外輪あるいは内輪と当接されるようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えばリテーナの破損の始まる初期段階の軸ずれ、すなわち内輪の軸中心と外輪の軸中心との間で軸ずれが発生すると、軸ずれが所定量に進行したときから、内輪および外輪の一方から突き出た突起片が、他方となる外輪あるいは内輪と当接して、それ以降の軸ずれを抑える。
したがって、潤滑不足など外的要因がもたらすリテーナの破損の進行を、最小限に抑えることができ、ベアリングを適用している機器への影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る態様となるベアリング装置を、同装置を適用しているモータの各部とともに示す概略構成図。
【図２】図１中のＡ部のベアリング装置の全体を示す斜視図。
【図３】同ベアリング装置を分解した分解斜視図。
【図４】潤滑不足時における内輪と外輪との軸ずれの進行を抑える挙動を説明するベアリング装置の正面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る態様の要部を示すベアリング装置の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を図１から図４に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、例えばハイブリッド車、ＥＶ車といった車両に搭載されたモータ１の全体を概略的に示している。
同モータ１の各部を説明すると、３はモータ１の本体（フレームなどの不動部材から構成）、５は、一端側が本体３外へ突き出し、他端側が本体３内に収まる回転軸、７は、本体３内に設けた環状のステータ、９は、回転軸５に設けられた上記ステータ７と対向するロータである。ちなみに、本体３内の下部は、冷却や潤滑に供するオイル１１が集溜する部位となっている。
【００１１】
本体３内には、回転軸５の両端側をそれぞれ回転自在に支持するラジアルべアリング１３ａ，１３ｂ（本願のベアリング装置に相当）が配設される。つまり、ステータ７の励磁によってロータ９に発生する回転力が、回転軸５から出力される構造となっている。
ちなみに、本体３内の上部、例えば上部を構成するフレーム部分（不動部材）には、外部から供給されるオイル、ここでは本体内部に集溜されたオイル１１を、ステータ７やロータ９や各ラジアルベアリング１３ａ，１３ｂへ滴下させるオイル通路１５が設けられている。つまり、滴下するオイル１１にて、モータ１のステータ７やロータ９の冷却が行われたり、ラジアルベアリング１３ａ，１３ｂの潤滑が行われたりする（潤滑システム）。
【００１２】
上記回転軸５を支持するラジアルベアリング１３ａ，１３ｂには、潤滑不足を要因としたラジアルベアリング１３ａ，１３ｂの破損を初期段階で抑える工夫が施されている。同工夫は、ラジアルベアリング１３ａ，１３ｂ共、同じなので、ここでは一方、例えばラジアルベアリング１３ａについて説明する。
図２には、ラジアルベアリング１３ａの全体の構造が示され、図３には同ラジアルベアリング１３ａを分解した各部の構造が示されている。
【００１３】
まず、ラジアルベアリング１３ａの主な構造を説明すると、図２および図３中の符号１９は環状部材から構成された外輪、２１は同外輪１９の内側に配置される内輪である。外輪１９は、内周面にボール溝１９ａを有している（図３）。内輪２１は、外周面にボール溝２１ａを有している（図３）。もちろん内輪２１は、外輪１９よりも径寸法が小さい環状部材から構成される。
【００１４】
符号２３は、環状に配列された複数のボール（本願の転動体に相当）、２５は、これらボール２３を所定の間隔で整列させて回転自在に保持する環状のリテーナを示している。リテーナ２５は、ボール２３を径方向両側から挟み込んで保持する部材である。そのためリテーナ２５は、径方向両側（内・外輪の両側）に分かれた一対のリテーナ部材２６，２８から構成されている。
【００１５】
つまり、ラジアルベアリング１３ａは、リテーナ２５で保持された環状配列のボール２３に対し、外方および内方から挟み込むよう外輪１９、内輪２１を組み付けることにより構成される。もちろん、外輪１９の軸中心と内輪２１の軸中心とは略同一位置にある。そして、このラジアルベアリング１３ａの外輪１９が、本体３を構成するフレーム（不動部材）に嵌挿され、内輪２１に回転軸５が嵌挿されることで、回転軸５が、整列配置されたボール２３にて回転自在に支持される構造となっている。
【００１６】
つぎに、ラジアルベアリング１３ａの破損を抑える工夫について説明する。
同工夫には図２および図３に示されるように、外輪１９および内輪２１の一方、例えば外輪１９に、周方向に沿って複数の突起片２９を設ける構造が用いられている。
すなわち複数の突起片２９は、例えば図２および図３に示されるように外輪１９の内周面の両端側に形成された３個の小さな柱形の突片から構成される。いずれも突起片２９は、外輪１９の内周面上、外輪１９の幅方向両端とボール溝１９ａの幅方向両端とで囲まれるボール溝１９ａの両側の環状の縁部領域αに位置して、同一の配列、例えば等間隔（１２０°間隔）で配置されている。さらに述べると各突起片２９は、外輪１９と一体に形成されて、外輪１９の縁部領域αから突出し、対向する内輪２１の内周面へ向かって突き出ている。
【００１７】
詳しくは、各突起片２９の突き出た端部は、図４（ａ）に示されるように内輪２１の内周面である、内輪２１の幅方向両端とボール溝２１ａの幅方向両端とで囲まれるボール溝２１ａの両側の環状の縁部領域βと近接する位置まで突き出ている。ちなみに、突起片２９の先端と内輪２１の縁部領域βとの間の隙間Ｓは、所定量、例えばラジアルベアリング１３ａを適用した機器、ここではモータ１に影響を与えることがないよう、例えばモータ１のステータ７とロータ９との間の隙間γよりも小さい隙間量に定めてある（図１）。
【００１８】
これにより、外輪１９の軸中心Ｄ１と内輪２１の軸中心Ｄ２との間における軸心ずれが所定量に進むと、外輪１９から突き出た突起片２９の先端部が、内輪２１の縁部領域β（内周面部分）と接触（当接）される。つまり、外輪１９に形成した突起片２９によって、ラジアルベアリング１３ａの破損が初期段階で抑えられる構造となっている。
特にラジアルベアリング１３ａは、外輪１９に一体に形成した複数の突起片２９によって、ラジアルベアリング１３ａの各部の動きや組み付けが損なわれないよう、図２および図３のようにリテーナ部材２６，２８（リテーナ２５）は、環状ではなく、各突起片２９の位置毎、周方向に分割（３分割）されている。これにより、突起片２９間から、分割されたリテーナ片２６ａ〜２６ｃ、リテーナ片２８ａ〜２８ｃが、ボール２３と共に、外輪１９と内輪２１との間に組み付けられる構造としている。もちろん、各突起片２９は、ボール２３の転がりに伴い変位するリテーナ片２６ａ〜２６ｃ、２８ａ〜２８ｃと干渉しないものとしている。
【００１９】
すなわち、突起片２９が付いたラジアルベアリング１３ａ組み立てるときは、例えば図３に示されるように分割されたリテーナ片２６ａ〜２６ｃとリテーナ片２８ａ〜２８ｃとにて、複数のボール２３を挟み込み、突き合わせたリテーナ片２６ａ〜２６ｃ、２８ａ〜２８ｃを、図示しないピンなどで固定する。これによりボール２３は、リテーナ片２６ａ〜２６ｃ、２８ａ〜２８ｃによって転動自在に保持される。そして、ボール２３を保持したリテーナ片２６ａ〜２６ｃ、２８ａ〜２８ｃを環状に配置して、内・外方に外輪１９、内輪２１を組み付ける。
【００２０】
このときは、分割されたリテーナ片２６ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃをボール２３と共に、突起片２９間から、外輪１９のボール溝１９ａや内輪２１のボール溝２１ａに嵌める。これにより、環状に整列されたボール２３は、外輪１９および内輪２１によって、内方、外方から挟み込まれる。この挟み込みにより、ボール２３は、ボール溝１９ａ，２１ａ上を自在に転がるように組み付けられる。つまり、ラジアルベアリング１３ａが組み立てられる（図２、図４（ａ））。
【００２１】
そして、図１のようにラジアルベアリング１３ａの外輪１９を、本体３の図示しないフレーム（不動部材）に嵌め、内輪２１に回転軸５を嵌ると、モータ１の回転軸５は回転自在に支持される。これにより、モータ１の運転に伴い回転軸５が回転すると、ボール２３は、内・外輪１９，２１のボール溝１９ａ，２１ａを転がる。リテーナ片２６ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃは、ボール２３の転動に伴い、ボール溝１９ａ，２１ａ沿いに変位する。これにより、モータ１の回転力が出力される。
【００２２】
このモータ１の運転中、例えばオイルの供給量が不足し、ラジアルベアリング１３ａにおいて、潤滑不足が生じたとする。すると、ボール２３とリテーナ片２６ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃとの間における摩擦は大きくなり、焼き付きが生じ始める。すると、焼き付きにより、リテーナ片２６ａ〜２６ｃ，リテーナ片２８ａ〜２８ｃの一部（一個所）で破損が始まり、ボール２３の整列は乱れ始め、外輪１９と内輪２１との間における軸ずれが進行する。
【００２３】
ラジアルベアリング１３ａに何らの手立ても施されていなければ、図４（ｂ）中の二点鎖線に示されるように破損が全体へ波及し、軸ずれδは大きくなり、リテーナ２５全体の欠落に及ぶ。
このとき、本実施形態の外輪１９には、周方向に沿って複数の突起片２９が設けられているので、リテーナ片２６ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃの破損の始まる初期段階の軸ずれ、例えば図４（ｂ）に示されるように外輪１９の軸中心Ｄ１と内輪２１の軸中心Ｄ２との間で、ステータ７とロータ９との隙間γに接近するような軸ずれδが生じるときから、外輪１９から突き出た突起片２９の先端部は、内輪２１の内周面と接触（当接）され、軸ずれの進行を抑える。つまり、突起片２９によって、それ以降、リテーナ片２６ａ〜２６ｃ，２８ａ〜２８ｃの破損は抑制される。
【００２４】
したがって、潤滑不足など外的要因がもたらすリテーナ２５の破損の進行は、最小限に抑えることができる。これにより、ラジアルベアリング１３ａの破損が防げる。しかも、ラジアルベアリング１３ａを適用しているモータ１の破損が防げ、モータ１への影響を抑えることができる。
そのうえ、内輪２１と接触したときに生ずる突起片２９の振動音は、モータ１の本体３で共鳴されて車室内に伝わるので、突起片２９は、ラジアルベアリング１３ａの破損を抑制するだけでなく、ラジアルベアリング１３ａの初期の破損（異常）を知らせる報知手段としての機能も有り、ハイブリッド車、ＥＶ車に搭載されるモータ１には有効である。こうした作用効果は、ラジアルベアリング１３ａに限らす、ラジアルベアリング１３ｂについても同様である。
【００２５】
特に、外輪１９に一体に複数の突起片２９を設けた場合、リテーナ２５を周方向に分割したことにより、分割したリテーナ２５を突起片２９間から外輪１９と内輪２１との間に配置さえすれば、従来と同様、ラジアルベアリング１３ａ，１３ｂを組み立てることができる。
図５は、本発明の第２の実施形態を示す。
【００２６】
本実施形態は、第１の実施形態のように突起片を外輪に一体に設けるのではなく、外輪１９に別体に突起片を設ける構造にしたものである。具体的には、外輪１９のボール溝１９ａの両側の縁部領域αにそれぞれ圧入される一対のリング部材３１を設け、この一対のリング部材３１にそれぞれ突起片２９（３個）を設ける構造が用いられている。つまり、複数の突起片２９は、外輪１９の幅方向両端部にリング部材３１が圧入される構造を用いて、外輪１９から内輪２１へ向かって突き出るように配置したものである。
【００２７】
特に本実施形態は、ラジアルベアリング１３ａの組み立てが良好に進められるよう、外輪１９と内輪２１との間に、ボール２３およびリテーナ２５を組み付けてから、外輪１９の幅方向両端に圧入する構造が用いられている。
このよう別体の突起片２９を用いた構造でも、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
但し、図５において第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【００２８】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば実施形態では、外輪に突起片を設けた例を挙げたが、これに限らず、内輪が不動部材に支持されるラジアルベアリングの場合、内輪に突起片を設ければよい。また上述の実施形態では、モータの回転軸を支持するラジアルベリングに本発明を適用したが、これに限らず、他の機器に適用しても構わない。もちろん、転動体は、ボールでなく、コロでもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１３ａ，１３ｂ  ラジアルベアリング（ベアリング装置）
１９  外輪
２１  内輪
２３  ボール（転動体）
２５  リテーナ
２９  突起片
【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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