(57)【要約】【課題】クリープを防止しつつ、軸受の軸受幅を小さくすることができる玉軸受を提供する。【解決手段】外輪２の軌道３と内輪４の軌道５との間に介在する複数の玉６を保持器７で周方向に間隔をおいて保持するものである。外輪２が外周部の軸方向中央に、溝底面９ａが円筒面である周溝部９を有し、溝底面９ａの軸方向の幅寸法Ｗが外輪２の軌道輪幅の１／２以上の大きさを有している。周溝部９内に可撓性を有する合成樹脂製の環状部材１０が嵌め合わされる。環状部材１０は、一対のサイド部１０ａと、それらの間の径方向内側に位置する板状の中間部１０ｂとが一体に形成されたものであり、中間部１０ｂの径方向外側に凹部１０ｃが形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに外周部がすきま嵌めにより嵌め合わされ、内周部に軌道（３）を有する外輪（２）と、シャフトが内周部に嵌め合わされ、外周部に軌道（５）を有する内輪（４）と、前記外輪（２）の軌道（３）と前記内輪（４）の軌道（５）との間に介在される複数の玉（６）と、複数の前記玉（６）を周方向に間隔をおいて保持する保持器（７）と、前記外輪（２）の外周部に形成される周溝部（９）に嵌り合う可撓性を有する環状部材（１０）とを備え、
前記周溝部（９）はその溝底面（９ａ）が軸受中心軸上に中心軸を有する円筒面であり、前記溝底面（９ａ）の軸方向の幅寸法が、前記外輪（２）の軌道輪幅の１／２以上であり、前記環状部材（１０）の外周部には、潤滑剤（Ｇ）を充填する環状の凹部（１０ｃ）が全周にわたって設けられていて、前記環状部材（１０）は、前記周溝部（９）に嵌め合わされる状態で、前記凹部（１０ｃ）の軸方向両側部の外周部が前記外輪（２）の外周部よりも径方向外側に突出している玉軸受。
【請求項２】
前記周溝部（９）の溝底面（９ａ）は、その軸方向両側の縁部が前記外輪（２）の軌道（３）の軸方向両側の縁部よりも軸方向外側に位置しており、前記溝底面（９ａ）の軸方向の幅寸法が前記玉（６）の直径よりも大きい請求項１に記載された玉軸受。
【請求項３】
前記環状部材（１０）は、断面円形をなす一対のサイド部（１０ａ）と、その一対のサイド部（１０ａ）の間の径方向内側に位置する板状の中間部（１０ｂ）とが一体に形成されたものであり、前記凹部（１０ｃ）が前記中間部（１０ｂ）の径方向外側に位置している請求項１または２に記載された玉軸受。
【請求項４】
前記環状部材（１０）が前記外輪（２）の周溝部（９）内で射出成形により成形される合成樹脂製の射出成形体である請求項１乃至３のいずれかに記載された玉軸受。
【請求項５】
前記環状部材（１０）が弾性を有する合成ゴム製である請求項１乃至３のいずれかに記載された玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、モータの回転軸を回転可能に支持する玉軸受に関し、特に、外輪とハウジングとをすきま嵌めで用いる玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、自動車などに用いられる電装機器用モータ、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用モータ等のモータの回転軸は、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受により回転可能に支持されている。この玉軸受は、外輪の外周部をハウジング内に嵌め合わせ、内輪の内周部にモータの回転軸を嵌め合わせて、ハウジングに対して回転軸を回転可能に支持するものである。
【０００３】
外輪の外周部をハウジング内に嵌め合わせる際、ハウジングに外輪を容易に嵌め合わせるために、ハウジングと外輪の外周部とをすきま嵌めにより嵌め合わせることがある。
【０００４】
この嵌め合わせでは、内輪または外輪に対して一方向のラジアル荷重が作用すると、外輪がハウジングに対して相対回転するいわゆるクリープが発生する。このクリープによりハウジングと外輪との間の嵌合部に摩耗が生ずるおそれがあった。
【０００５】
このようなクリープを防止する玉軸受３０としては、図３に示すように、外輪３１の外周面に周方向に沿う凹溝３２が二箇所に形成され、それぞれの凹溝３２内に設けられたＯリング３３に複数の凹みが形成され、その凹みに油またはグリース等の潤滑剤Ｇが充填されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載された玉軸受３０は、ハウジング４０に外輪３１の外周部をすきま嵌めにより嵌め合わせ、内輪３４の内周部にシャフト５１を嵌め合わせている。この嵌め合わせ状態で、ハウジング４０によって凹溝３２内のＯリング３３が径方向内向きに押し付けられる。
【０００７】
径方向内向きに押し付けられるＯリング３３の凹みから潤滑剤Ｇが放出され、その潤滑剤Ｇが外輪３１の外周部とハウジング４０との間に介在するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５８２１３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、モータの軽量化や軸受スペースの減少に伴い、玉軸受の軸受幅を小さくすることが求められている。また、外輪の軌道面に高精度で研削加工（超仕上げを含む）を施す際、外輪をシューで支持、案内するため、外輪の外周部には一定以上の軸方向の幅を有する径方向断面での平坦面が必要である。
【００１０】
特許文献１に記載された玉軸受３０は、外輪３１の外周部に形成された二箇所の凹溝３２の間に上述の径方向断面での平坦面３１ａを確保する必要がある。この平坦面３１ａを確保する手段として、凹溝３２を外輪３１の外周部の軸方向外側へ位置させることが考えられる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載された玉軸受３０は、外輪３１の外周部の軸方向両端部に形成された面取り部３１ｂを有している。このため、凹溝３２を外輪３１の外周部の軸方向外側に位置させることは限界があり、軸受幅を小さくすることが困難である。
【００１２】
そこで、この発明の課題としては、クリープを防止しつつ、軸受の軸受幅を小さくすることができる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】
【００１３】
上記の課題を解決するために、この発明は、ハウジングに外周部がすきま嵌めにより嵌め合わされ、内周部に軌道を有する外輪と、シャフトが内周部に嵌め合わされ、外周部に軌道を有する内輪と、前記外輪の軌道と前記内輪の軌道との間に介在される複数の玉と、複数の前記玉を周方向に間隔をおいて保持する保持器と、前記外輪の外周部に形成される周溝部に嵌り合う可撓性を有する環状部材とを備え、前記周溝部はその溝底面が軸受中心軸上に中心軸を有する円筒面であり、前記溝底面の軸方向の幅寸法が、前記外輪の軌道輪幅の１／２以上であり、前記環状部材の外周部には、潤滑剤を充填する環状の凹部が全周にわたって設けられていて、前記環状部材は、前記周溝部に嵌め合わされる状態で、前記凹部の軸方向両側部の外周部が前記外輪の外周部よりも径方向外側に突出している構成を採用することができる。
【００１４】
この構成では、外輪の外周部に形成される周溝部の溝底面を、外輪をシューにより支持、案内する平坦面として利用でき、外輪の外周部に対して周溝部の軸方向幅寸法が必要以上に大きくならない。
【００１５】
前記周溝部の溝底面は、その軸方向両側の縁部が前記外輪の軌道の軸方向両側の縁部よりも軸方向外側に位置しており、前記溝底面の軸方向の幅寸法が前記玉の直径よりも大きい構成を採用することができる。
【００１６】
この構成では、外輪の軌道の径方向外側に位置する周溝部の溝底面で外輪をシューにより支持、案内することができる。このため、外輪の軌道に高精度で研削加工を安定して施すことができる。
【００１７】
前記環状部材は、断面円形をなす一対のサイド部と、その一対のサイド部の間の径方向内側に位置する板状の中間部とが一体に形成されたものであり、前記凹部が前記中間部の径方向外側に位置している構成を採用することができる。
【００１８】
この構成によると、ハウジングの嵌合部に外輪をすきま嵌めにより嵌め合わせると、環状部材の一対のサイド部がハウジングの嵌合部に線状に接する。
【００１９】
前記環状部材が前記外輪の周溝部内で射出成形により成形される合成樹脂製の射出成形体であると、環状部材を射出成形により外輪の周溝部内に容易に配置することができる。
【００２０】
前記環状部材が弾性を有する合成ゴム製である構成を採用することができる。この場合、あらかじめ製作した環状部材を外輪の周溝部に締め付けるように嵌め合わせることができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明は、外輪の外周部に形成される周溝部の溝底面を、シューにより外輪を支持、案内する平坦面として利用できる。このため、外輪の外周部での周溝部の軸方向幅寸法が必要以上に大きくならず、軸受の軸受幅を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明に係る実施形態の玉軸受を示す断面図
【図２】同上の玉軸受をモータの回転軸に取り付けた状態を示す断面図
【図３】従来の玉軸受を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明に係る実施形態の玉軸受を図１に基づいて説明する。
この実施形態に係る玉軸受１は、例えば、自動車などに用いられる電装機器用モータ、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用モータ等のモータのシャフトの支持に使用されている。
【００２４】
玉軸受１は、図１に示すように、外輪２と、外輪２と同軸上に配置される内輪４と、外輪２と内輪４の間に介在される複数の転動体である玉６と、玉６を保持する保持器７と、外輪２と内輪４との間の軸方向両側に取り付けられる二つのシール部材８、８とを備える。この玉軸受１は、転動体を玉６とした深溝玉軸受であるが、例えばアンギュラ玉軸受を適用することもできる。
【００２５】
また、この玉軸受１は、外輪２の外周部に形成された周溝部９に嵌り合う可撓性を有する合成樹脂製の環状部材１０を備えている。
【００２６】
ここで、以下において、玉軸受１の軸受中心軸に沿った方向を「軸方向」と呼び、玉軸受１の軸受中心軸に直交する方向を「径方向」と呼び、玉軸受１の軸受中心軸周りの円周方向を「周方向」と呼ぶ。
【００２７】
外輪２は、内周部の軸方向中央部分に形成される軌道３と、内周部の軸方向両側に形成されるシール装着部１１と、外周部に形成される周溝部９とを有する。軌道３は、径方向の断面形状が円弧状をなし、玉６の半径と同じか、またはそれよりわずかに大きい曲率半径を有している。
【００２８】
シール装着部１１は、径方向外向きに凹んで全周にわたって形成される。外輪２の内周部において、シール装着部１１に対して軸方向外側部分は、シール装着部１１の内径寸法よりも小さい内径寸法となるように形成されている。
【００２９】
周溝部９は、外輪２の外周部の軸方向中央部分に位置して軸方向に延びる溝底面９ａとその軸方向両側に形成されて径方向に延びる一対の溝側面９ｂ、９ｂとを有する。溝底面９ａは、玉軸受１の軸受中心軸上に中心軸を有する円筒面である。
【００３０】
溝底面９ａは、その軸方向両側の縁部が外輪２の軌道３の軸方向両側の縁部よりも軸方向外側に位置している。溝底面９ａの軸方向の幅寸法Ｗは、玉６の直径Ｌよりも大きく、かつ外輪２の軌道輪幅の１／２以上の大きさを有している。外輪２の軌道輪幅は、後述するモータ５０のシャフト５１に玉軸受１を適用する場合では、例えば、１０〜１５ｍｍである。すなわち、本実施形態の玉軸受１は、その軸受幅を１０〜１５ｍｍとすることにより、幅狭化している。
【００３１】
それぞれの溝側面９ｂは、ラジアル平面に平行に形成されており、溝底面９ａの軸方向両側縁部と溝側面９ｂの径方向内側縁部との間に径方向断面がアール状の角部が形成されている。
【００３２】
内輪４は、外周面の軸方向中央に設けられた軌道５と、外周面の軸方向両側に形成されたシール溝部１２とを有している。軌道５は、外輪２の軌道３と径方向に対向し、径方向の断面形状が玉６の半径よりもわずかに大きい曲率半径となる円弧状に形成されたものである。
【００３３】
シール溝部１２は、径方向内向きに凹み、軸方向外側に肩部１３が形成されている。肩部１３の外周面は、円筒面であり、内輪４の外周部のうち、軌道５とシール溝部１２との間の径方向位置よりも径方向内側に位置している。
【００３４】
複数の玉６は、外輪２の軌道３と内輪４の軌道５の間に介在する。保持器７は、波形保持器であり、玉６によって案内される転動体案内形式となっている。
【００３５】
シール部材８は、金属板製の環状の芯金８ａと、芯金８ａに一体に固着される弾性体８ｂとを有する。弾性体８ｂは、芯金８ａの径方向中間部の内側面を除き芯金８ａの全体を覆うように設けられる。
【００３６】
シール部材８は、弾性体８ｂの内周部分に二股状のリップ部８ｃが形成され、弾性体８ｂの外周部分が、外輪２の内周部のシール装着部１１に圧入固定される。二股状のリップ部８ｃは、内輪４のシール溝部１２および肩部１３の外周部にそれぞれ摺接する。
【００３７】
環状部材１０は、軸方向両側に配置される断面円形である一対のサイド部１０ａ、１０ａと、一対のサイド部１０ａ、１０ａの間の径方向内側に配置される中間部１０ｂが一体に形成されたものである。
【００３８】
環状部材１０は、一対のサイド部１０ａ、１０ａと中間部１０ｂとにより形成され、中間部１０ｂの径方向外側に位置する環状の凹部１０ｃを有する。
【００３９】
環状部材１０が周溝部９内に嵌り合う状態で、一対のサイド部１０ａは、軸方向外周部が溝側面９ｂのそれぞれに接し、径方向外周部分が外輪２の外周部よりも径方向外側に突出している。このサイド部１０ａの径方向外側への突出量は、ハウジング４０の嵌合部と外輪２の外周部との間のすき間よりも大きい。
【００４０】
環状部材１０の凹部１０ｃは、内部に潤滑剤としてのグリースＧや油が保持されている。ハウジング４０の嵌合部に外輪２の外周部が嵌り合うと、環状部材１０の一対のサイド部１０ａは、ハウジング４０の嵌合部４１に接触する状態となる。
【００４１】
環状部材１０の一対のサイド部１０ａとハウジング４０の嵌合部４１とにより、環状部材１０の凹部１０ｃ内に潤滑剤が封止される。
【００４２】
環状部材１０は、射出成形により成形される合成樹脂製の射出成形体である。環状部材１０を成形する合成樹脂としては、可撓性を有するものであれば特に限定されず、例えば、耐熱性、耐摩耗性に優れたＰＡ１１が適用可能である。
【００４３】
なお、この実施形態においては、環状部材１０は射出成形体であるがこれに限られない。例えば、環状部材１０が弾性を有する合成ゴム製であってもよい。この場合、あらかじめ製作した環状部材１０を外輪２の周溝部９に締め付けるように嵌め合わせることができる。環状部材１０の素材としては、弾性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、アクリルゴム、ニトリルゴムやフッ素ゴムを適用できる。
【００４４】
また、この実施形態の環状部材１０としては、一対のサイド部１０ａと、それらの間の径方向内側に位置する板状の中間部１０ｂとが一体に形成されたものに限られない。例えば、外周部に全周にわたり形成される環状の凹部を有し、軸方向二箇所でハウジングの４０の嵌合部４１と接触するものであればよい。
【００４５】
さらに、環状部材１０が嵌り合う周溝部９は、少なくとも、その溝底面９ａの軸方向の幅寸法Ｗが外輪２の軌道輪幅の１／２以上であればよい。
【００４６】
この実施形態に係る玉軸受１は、以上のように構成され、外輪２の軌道３に超仕上げを含む研削加工を施す際、外輪２の外周面をシュー（図示省略）で支持、案内している。
【００４７】
ここで、外輪２は、周溝部９の溝底面９ａが円筒面であり、径方向の断面形状が平坦面となっている。周溝部９の溝底面９ａは、軸方向両側の縁部が外輪２の軌道３の軸方向両側の縁部よりも軸方向外側に位置している。さらに、溝底面９ａの軸方向の幅寸法Ｗは、玉６の直径Ｌよりも大きく、かつ外輪２の軌道輪幅の１／２以上の大きさを有している。
【００４８】
外輪２は、上記の平坦面であって、軌道３の径方向外側に位置する周溝部９の溝底面９ａを利用して、シューで支持、案内される。このため、外輪２の軌道３に対して高精度に超仕上げを含む研削加工を施すことができる。
【００４９】
シューによる外輪２の支持、案内に、上記の平坦面である周溝部９の溝底面９ａを利用しているので、外輪２の外周部に対して周溝部９の軸方向の幅寸法Ｗが必要以上に大きくならず、軸受幅を小さくすることができる。
【００５０】
また、この実施形態に係る玉軸受１は、例えば、図２に示すモータ５０に適用される。モータ５０としては、例えば、自動車などに用いられる電装機器用モータ、電気自動車やハイブリッド自動車の駆動用モータ等のモータが採用される。
【００５１】
玉軸受１は、内輪４の内周部にモータ５０のシャフト５１が嵌め合わされ、外輪２の外周部がモータ５０のハウジング４０の嵌合部４１に嵌め合わされる。
【００５２】
このとき、外輪２の周溝部９内に配置される環状部材１０の一対のサイド部１０ａ、１０ａがハウジング４０の嵌合部４１に接触する。この接触状態において、環状部材１０の一対のサイド部１０ａ、１０ａと、ハウジング４０の嵌合部４１との間に生ずる摩擦抵抗に基づき、外輪２がハウジング４０に対して相対回転するいわゆるクリープを防止することができる。
【００５３】
一方、環状部材１０の一対のサイド部１０ａ、１０ａと、ハウジング４０の嵌合部４１との間に生ずる摩擦抵抗を上回るトルクが外輪２に作用することがある。この場合でも、環状部材１０の凹部１０ｃ内に封止される潤滑剤により、外輪２の外周面とハウジング４０の嵌合部４１内面との接触によるこれらの摩耗を低減することができる。
【００５４】
近年では、電気自動車又はハイブリッド自動車の駆動用モータ等のモータの回転軸を支持するような自動車用玉軸受には、軸受配置スペースの縮小化及び軸受の軽量化を実現すべく、幅寸法を小さくする幅狭化が求められている。
【００５５】
本実施形態に係る玉軸受１では、その幅寸法を１０〜１５ｍｍとすることで幅狭化している。このような幅狭化を行った場合でも、上述の通り、外輪２の外周部に当該外輪２の幅寸法の１／２以上である溝底面９ａを軌道３の研削加工時におけるシューの案内面として設けることで軌道３の加工精度を確保でき、ひいては玉軸受１の回転が滑らかになって当該玉軸受１が支持するモータの回転性能の低下を防ぐことができる。
【００５６】
また、外輪２の外周部に潤滑剤Ｇが充填される凹部１０ｃを有する環状部材１０を嵌め合わせることで、クリープも防ぐことができる。したがって、本実施形態に係る玉軸受１によると、幅狭化を行った場合でも、モータの回転性能を低下させることなく、クリープを防止することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  玉軸受
２  外輪
３  軌道
４  内輪
５  軌道
６  玉
７  保持器
９  周溝部
９ａ  溝底面
９ｂ  溝側面
１０  環状部材
１０ａ  サイド部
１０ｂ  中間部
１０ｃ  凹部
４０  ハウジング
５１  シャフト
Ｇ  グリース
【図１】
2019143685.tif 000003
【図２】
2019143685.tif 000004
【図３】
2019143685.tif 000005