(57)【要約】【課題】ポケットと転動体との間に介在する潤滑剤のせん断抵抗を抑制することで、摩擦損失の低減や異常音(保持器音)の発生防止を十分に図ることが可能な保持器を提供する。【解決手段】転動体１０の径寸法１０ｄよりも大きなポケット面Ｐｍによって当該転動体を収容保持する複数のポケット４が周方向に沿って所定間隔で設けられた円環状の保持器２であり、各ポケットは、それぞれ当該保持器の内径２ａ側から外径２ｂ側に亘って開口して形成されており、外径側開口の径寸法４outは、転動体の径寸法以上に設定され、且つ、内径側開口の径寸法４inは、転動体の径寸法以下に設定されていると共に、各ポケットの中心Ｐｓを相互に結んで構成される仮想円の直径４PCDは、各ポケットに収容保持された状態の各転動体の中心１０ｓを相互に結んで構成される仮想円の直径１０PCDよりも大きく設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体の径寸法よりも大きなポケット面によって当該転動体を収容保持する複数のポケットが周方向に沿って所定間隔で設けられた円環状の保持器であって、
各ポケットは、それぞれ、当該保持器の内径側から外径側に亘って開口して形成されており、外径側開口の径寸法は、転動体の径寸法以上に設定され、且つ、内径側開口の径寸法は、転動体の径寸法以下に設定されていると共に、
各ポケットの中心を相互に結んで構成される仮想円の直径は、各ポケットに収容保持された状態の各転動体の中心を相互に結んで構成される仮想円の直径よりも大きく設定されていることを特徴とする保持器。
【請求項２】
内径側開口の径寸法は、転動体の径寸法の９５％以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の保持器。
【請求項３】
保持器の内径と外径との径差の半分は、転動体の径寸法の３７％以下に設定されていると共に、当該保持器に複数の転動体を収容保持して内輪と外輪との間に組み込んだ状態において、保持器の内径と外径との径差の半分は、内輪の外径と外輪の内径との径差の半分に対して４５％〜６０％の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の保持器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の保持器を相対回転可能に対向配置された内輪及び外輪との間に組み込んだ玉軸受であって、
軸受回転時において、保持器は、転動体案内方式によって内外輪間に沿って公転することを特徴とする玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に組み込まれる複数の転動体を転動自在に保持する保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばエアコンファンモータ、換気扇ファンモータ、自動車用ファンモータなどには、当該モータの各種回転系を支持する転がり軸受が設けられており、当該転がり軸受には、その内外輪間に組み込まれる複数の転動体を転動自在に保持するための種々の保持器が適用されている(例えば、特許文献１)。その一例として図３(ａ),(ｂ)には、玉軸受に組み込まれる円環状の保持器(冠形保持器)２が示されており、当該保持器２には、周方向に沿って等間隔に設けられた複数のポケット４が設けられている。それぞれのポケット４には、その一方側に開口６が形成されていると共に、各開口６には、当該開口６を一部覆うように一対の爪部８が互いに対向して立ち上げられており、これら一対の爪部８によって各開口６の開口径が狭められている。
【０００３】
この場合、当該保持器２に転動体(玉)１０を組み込む際、例えば一対の爪部８の間に転動体(玉)１０を位置合わせした状態からポケット４に向けて転動体(玉)を押し込むと、そのときの押圧力により一対の爪部８が外側に弾性変形して開口径が拡がることで、当該開口６を介して転動体(玉)１０をポケット４に挿入して組み込むことができる。このとき、一対の爪部８が元の形状に弾性的に復元し開口径が再び狭められることにより、ポケット４内の転動体(玉)１０は、一対の爪部８とポケット面Ｐｍとの間に収容され、その状態において、当該ポケット４から脱落すること無く回転可能に保持される。なお、ポケット面Ｐｍは、ポケット４内に形成されており、当該ポケット４に挿入された転動体(玉)１０の輪郭形状(例えば、球面形状)に沿った形状を成している。
【０００４】
このような保持器２は、転がり軸受の内輪１２と外輪１４との間に各転動体(玉)１０を回転可能に保持した状態で組み込まれ、例えば各転動体(玉)１０の公転速度の約半分の速度で公転する。この場合、内外輪12,14間に沿って公転する保持器２を案内する方式としては、例えば転動体(玉)案内、外輪案内、内輪案内がある。
【０００５】
ここで、例えば転動体(玉)案内方式について説明すると、玉案内方式の保持器２には、ポケット４と転動体(玉)１０との間(即ち、ポケット面Ｐｍと玉表面１０ｍとの間)に、相互の運動の自由度を持たせるため、ポケットすきまと称するすきまが構成されており、転動体(玉)１０の径寸法(直径)よりも大きな内径を有するポケット面Ｐｍによって当該転動体(玉)１０を収容保持するようになっている。また、かかる保持器２を内輪１２と外輪１４との間に組み込んだ状態において、当該保持器２は、その内径側及び外径側の双方が内外輪12,14に対して接触しないようになっている。このため、軸受回転時において、保持器２は、各転動体(玉)１０の公転運動のみによって案内され、内外輪12,14間に沿って公転する。これを転動体案内方式という。
【０００６】
ところで、上述したような保持器２を組み込んだ転がり軸受には、その耐久性を向上させるために、比較的高粘度の潤滑剤(例えば、グリース)が封入される場合がある。この場合、軸受回転中において、ポケット４のポケット面Ｐｍと転動体(玉)１０の玉表面１０ｍとの間に介在する潤滑剤(グリース)のせん断抵抗により、例えばポケット面Ｐｍと玉表面１０ｍとの間の摩擦損失が大きくなったり、或いは、転動体(玉)１０との衝突により保持器２が振動して保持器音と称する異常音が発生したりする。
【０００７】
そこで、摩擦損失の低減や異常音の発生防止を図るために、従来では、例えば図３(ｃ)に示すように、保持器２の幅(即ち、内径２ａと外径２ｂとの径差)を小さくすることにより、ポケット面Ｐｍと玉表面１０ｍとの間に介在する潤滑剤(グリース)のせん断抵抗を低減させる対策が講じられている。しかしながら、かかる対策では、保持器２自体の剛性を一定に保つために、内径２ａと外径２ｂとの径差を小さくするには限界がある。また、かかる対策によれば、せん断面を小さくすることはできるものの、ポケット４(ポケット面Ｐｍ)の中心(ポケット中心)Ｐｓと、転動体(玉)１０の中心(玉中心)１０ｓとが互いに同中心となるため、ポケット面Ｐｍの全面がせん断面となってしまう。このため、摩擦損失の低減や異常音(保持器音)の発生防止を十分に図ることが困難になっている。
【特許文献１】特開２０００−２９１６６２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、このような問題を解決するためになされており、その目的は、ポケットと転動体との間に介在する潤滑剤のせん断抵抗を抑制することにより、摩擦損失の低減や異常音(保持器音)の発生防止を十分に図ることが可能な保持器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明は、転動体の径寸法よりも大きなポケット面によって当該転動体を収容保持する複数のポケットが周方向に沿って所定間隔で設けられた円環状の保持器であって、各ポケットは、それぞれ、当該保持器の内径側から外径側に亘って開口して形成されており、外径側開口の径寸法は、転動体の径寸法以上に設定され、且つ、内径側開口の径寸法は、転動体の径寸法以下に設定されていると共に、各ポケットの中心を相互に結んで構成される仮想円の直径は、各ポケットに収容保持された状態の各転動体の中心を相互に結んで構成される仮想円の直径よりも大きく設定されている。
この場合、内径側開口の径寸法は、転動体の径寸法の９５％以下に設定されている。また、保持器の内径と外径との径差の半分は、転動体の径寸法の３７％以下に設定されていると共に、当該保持器に複数の転動体を収容保持して内輪と外輪との間に組み込んだ状態において、保持器の内径と外径との径差の半分は、内輪の外径と外輪の内径との径差の半分に対して４５％〜６０％の範囲に設定されている。ここで、上記した保持器を相対回転可能に対向配置された内輪及び外輪との間に組み込んだ玉軸受によれば、軸受回転時において、保持器は、転動体案内方式によって内外輪間に沿って公転する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポケットと転動体との間に介在する潤滑剤のせん断抵抗を抑制することにより、摩擦損失の低減や異常音(保持器音)の発生防止を十分に図ることが可能な保持器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態に係る保持器について、図１を参照して説明する。
本実施の形態は、図３に示された保持器２の改良であるため、以下では改良部分の説明にとどめる。この場合、上述した保持器２(図３参照)と同一の構成については、その構成に付された参照符号と同一の符号を本実施の形態に用いた図面上に付することで、その説明を省略する。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態の保持器２において、複数のポケット４は、上記した開口６(図３(ａ))に加えて更に、それぞれ、当該保持器２の内径２ａ側から外径２ｂ側に亘って開口H1,H2(転動体(玉)１０挿入用の開口６を横断する方向に開口)して形成されている。ここで、外径側開口Ｈ１の径寸法４outは、転動体(玉)１０の径寸法(直径)１０ｄ以上に設定され、且つ、内径側開口Ｈ２の径寸法４inは、転動体(玉)１０の径寸法(直径)１０ｄ以下に設定されている。
【００１３】
この場合、ポケット４の内径側開口Ｈ２は、転動体(玉)１０を拘束し且つ保持する部分となるため、その径寸法４inは、転動体(玉)１０の径寸法１０ｄよりも小さくする必要がある。そこで、本実施の形態では一例として、当該内径側開口Ｈ２の径寸法４inは、転動体(玉)１０の径寸法１０ｄの９５％以下に設定している。
【００１４】
なお、転動体(玉)１０に対する拘束力や保持力を向上させる場合には、内径側開口Ｈ２の径寸法４inを、転動体(玉)１０の径寸法１０ｄの８０％以下に設定しても良い。また、更に転動体(玉)１０に対する拘束力や保持力を向上させる場合には、内径側開口Ｈ２の径寸法４inを更に小さくすれば良いが、これに伴って、保持器２の内径２ａも小さくする必要がある。そうなると、保持器２の内径２ａと内輪１２(図３(ｂ)参照)の外径との間のすきまが小さくなり、両者間に介在する潤滑剤(グリース)によるせん断抵抗が発生する場合がある。従って、内径側開口Ｈ２の径寸法４inは、転動体(玉)１０の径寸法１０ｄの７０％以上で且つ９５％以下(好ましくは、８０％以下)に設定することが好ましい。
【００１５】
また、本実施の形態の保持器２において、複数のポケット４のそれぞれのポケット中心Ｐｓを相互に結んで構成される仮想円の直径４PCDは、各ポケット４に収容保持された状態の各転動体(玉)１０のそれぞれの玉中心１０ｓを相互に結んで構成される仮想円の直径１０PCDよりも大きく設定されている。
【００１６】
更に、本実施の形態の保持器２において、保持器２の内径２ａと外径２ｂとの径差の半分は、転動体(玉)１０の径寸法１０ｄの３７％以下に設定されていると共に、当該保持器２に複数の転動体(玉)１０を収容保持して内外輪12,14間(図３(ｂ)参照)に組み込んだ状態において、保持器２の内径２ａと外径２ｂとの径差の半分は、内輪１２の外径と外輪１４の内径との径差の半分に対して４５％〜６０％の範囲に設定されている。
【００１７】
以上、本実施の形態によれば、上述したような設定条件を満たすことにより、ポケット４と転動体(玉)１０との間(即ち、ポケット面Ｐｍと玉表面１０ｍとの間)の接触面積が小さくなると共に、転動体(玉)１０は、保持器２の内径２ａ側(即ち、内径側開口Ｈ２の近傍部位)のみで保持されることになる。また、このような保持器２を、転がり軸受の内輪１２と外輪１４との間に各転動体(玉)１０を回転可能に保持した状態で組み込んだ状態において、軸受が回転している間、各転動体(玉)１０は、保持器２の外径２ｂ側には一切接触すること無く、保持器２の内径２ａ側(即ち、内径側開口Ｈ２の近傍部位)のみに接触しながら回転することになる。
【００１８】
この場合、ポケット４のポケット面Ｐｍと転動体(玉)１０の玉表面１０ｍとの間に介在する潤滑剤(グリース)のせん断抵抗は、保持器２の内径側開口Ｈ２の近傍部位のみとなるため、ポケット面Ｐｍと玉表面１０ｍとの間の摩擦抵抗を低減させることができる。これにより、ポケット４と転動体(玉)１０との間に介在する潤滑剤のせん断抵抗が抑制され、その結果、ポケット面Ｐｍと玉表面１０ｍとの間の摩擦損失の低減や、転動体(玉)１０と保持器２との衝突による異常音(保持器音)の発生防止を十分に図ることが可能な保持器２を実現することができる。
【００１９】
なお、上述した実施の形態では、保持器２の複数のポケット４を全て同一形状に構成する場合を想定しているが、これに代えて、例えば図２に示すような偶数(８つ)のポケット４を有する保持器２では、その半数のポケット４を上述した実施の形態の設定条件を満たす構成とし、残りのポケット４をポケット中心Ｐｓと玉中心１０ｓとを同中心とした構成(図３(ｃ)参照)としても良い。例えば奇数番号が振られたポケット４を上述した実施の形態の設定条件を満たす構成とし、偶数番号が振られたポケット４をポケット中心Ｐｓと玉中心１０ｓとを同中心とした構成とする。また、その逆でも良い。
【００２０】
これにより、摩擦低減効果は減少するが、転動体(玉)１０に対する拘束力や保持力を安定化させることが可能となる。この場合、各ポケット４のポケット径、及び、各ポケット４のポケット中心Ｐｓを相互に結んで構成される仮想円の直径４PCDを大きくすることにより、低摩擦損失を実現することができる。
【００２１】
また、上述した実施の形態では、軸受内部に封入する潤滑剤(グリース)の封入量について特に言及しなかったが、当該封入量を軸受内部の空間容積の略３５％以下に設定することが好ましい。これにより、ポケット面Ｐｍと玉表面１０ｍとの間の摩擦損失を更に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る保持器の構成を一部拡大して示す図。
【図２】本発明の変形例に係る保持器の構成を模式的に示す図。
【図３】(ａ)は、保持器の構成を示す斜視図、(ｂ)は、従来の保持器の構成を一部拡大して示す図、(ｃ)は、摩擦損失の低減や異常音の発生防止を図るための対策が講じられた従来の保持器の構成を一部拡大して示す図。
【符号の説明】
【００２３】
２  保持器
２ａ  保持器の内径
２ｂ  保持器の外径
４  ポケット
４out  ポケットの外径側開口の径寸法
４in  ポケットの内径側開口の径寸法
１０  転動体(玉)
１０ｄ  転動体の径寸法(直径)
１０ｓ  玉中心
Ｐｍ  ポケット面
Ｐｓ  ポケット中心
４PCD  ポケット中心を相互に結んで構成される仮想円の直径
１０PCD  玉中心を相互に結んで構成される仮想円の直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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