玉軸受
【課題】高速回転した場合に、玉の公転部分に発生するエアカーテン作用を小さくし、軸受内を貫通する油を十分に確保して発熱を抑制することができる玉軸受を提供する。
【解決手段】内周面に外輪軌道溝１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道溝１２ａを有する内輪１２と、両軌道溝間１１ａ，１２ａに転動自在に配設された複数の玉１３と、玉１３をポケット部（ポケット）１７内に転動自在に収容する保持器１４と、を備え、油潤滑される玉軸受３０であって、外輪１１及び内輪１２の両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向両側には、肩部１１ｂ，１１ｃ，１２ｂ，１２ｃがそれぞれ形成されており、軸方向一側の外輪１１及び内輪１２の少なくとも一方の肩部１１ｂは、その軸方向端部から内部に向かって拡径されており、且つ、軸方向一側における空間体積が、軸方向他側における空間体積より小さい。
【解決手段】内周面に外輪軌道溝１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道溝１２ａを有する内輪１２と、両軌道溝間１１ａ，１２ａに転動自在に配設された複数の玉１３と、玉１３をポケット部（ポケット）１７内に転動自在に収容する保持器１４と、を備え、油潤滑される玉軸受３０であって、外輪１１及び内輪１２の両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向両側には、肩部１１ｂ，１１ｃ，１２ｂ，１２ｃがそれぞれ形成されており、軸方向一側の外輪１１及び内輪１２の少なくとも一方の肩部１１ｂは、その軸方向端部から内部に向かって拡径されており、且つ、軸方向一側における空間体積が、軸方向他側における空間体積より小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玉軸受に関し、より詳細には、自動車の自動変速機やハイブリッド車駆動モータの回転支持軸や、工作機械等の各種回転機械装置の回転部分を支持する玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の自動変速機やハイブリッド車駆動モータ等の装置では、ポンプ等で潤滑油を圧送して供給する強制循環給油方式等で、潤滑油が外部から玉軸受に供給される。
【０００３】
従来の玉軸受としては、例えば、図１６に示すような玉軸受１００が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。この玉軸受１００は、内周面に外輪軌道面１０１ａを有する外輪１０１と、外周面に内輪軌道面１０２ａを有する内輪１０２と、外輪軌道面１０１ａと内輪軌道面１０２ａとの間に転動可能に配設される複数の玉１０３と、複数の玉１０３を円周方向に略等間隔に保持する冠型保持器１０４と、を備える。
【０００４】
冠型保持器１０４は、合成樹脂の射出成形により形成されており、図１７に示すように、円環状のリム部１０５と、リム部１０５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部１０６と、柱部１０６間に互いに隣り合うように形成され、複数の玉１０３を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部１０７と、ポケット部１０７の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部１０８と、一対の爪部１０８の各先端間に形成される開口部１０９と、を備える。そして、開口部１０９から玉１０３を一対の爪部１０８を押し広げつつポケット部１０７に押し込むことによって、ポケット部１０７内に玉１０３が微小なすきまを介して転動可能に保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１４４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この種の軸受が高速回転で使用されて玉が高速で回転すると、その公転空間への油の流入速度が低下するという、所謂、エアカーテン作用が発生する。その結果、油が滞留し、油による抜熱作用が低下するので、発熱により軸受温度が上昇するという問題があった。この発熱の増大は、自己潤滑性、低摩擦性等の観点から好適な樹脂製保持器にとって強度低下をもたらす大きな要因となるため、改善すべき問題である。
【０００７】
特に、ハイブリッド車駆動モータに用いられる玉軸受は、ｄｍＮ７０万以上の高速で回転するため、軸受周辺空気が連れ回ることで生じるエアカーテンの層も増大する傾向が強く、潤滑油が軸受内部に導入し難く、潤滑不足による焼き付きが発生する可能性があった。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速回転した場合に、玉の公転部分に発生するエアカーテン作用を小さくし、軸受内を貫通する油を十分に確保して発熱を抑制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】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、両軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉と、玉をポケット内に転動自在に収容する保持器と、を備え、油潤滑される玉軸受であって、外輪及び内輪の両軌道溝の軸方向両側には、肩部がそれぞれ形成されており、軸方向一側の外輪及び内輪の少なくとも一方の肩部は、その軸方向端部から内部に向かって拡径されており、且つ、軸方向一側における空間体積が、軸方向他側における空間体積より小さいことを特徴とする玉軸受。
（２）軸方向一側の内輪の肩部外周面は、軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面を有し、軸方向一側の外輪の肩部内周面は、軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面を有することを特徴とする（１）に記載の玉軸受。
（３）両軌道溝は、軸受の軸方向中間位置に対して軸方向他側寄りにオフセットしていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の玉軸受。
（４）保持器は、円環状のリム部が、軸方向一側に配置されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つに記載の玉軸受。
（５）保持器が、円環状のリム部と、リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部と、柱部間に形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部と、を有する冠型保持器であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つに記載の玉軸受。
（６）保持器が２点以上の樹脂注入ゲートを有する成形金型により製作されることを特徴とする（５）に記載の玉軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の玉軸受によれば、内輪及び外輪の両軌道溝の軸方向両側には、肩部がそれぞれ形成されており、軸方向一側の内輪及び外輪の少なくとも一方の肩部は、その軸方向端部から内部に向かって拡径されており、且つ、軸方向一側における空間体積が、軸方向他側における空間体積より小さいため、高速回転した場合に玉の公転部分に発生するエアカーテン作用を小さくすることができ、軸受内を貫通する油を十分に確保して発熱を抑制することができる。
【００１１】
なお、本発明の軸方向一側の空間体積とは、外輪の内周面と内輪の外周面間に形成される軸受空間のうち、軸方向一側の軸方向端部から両軌道溝（玉列）の軸方向中間位置までの空間体積であり、軸方向他側の空間体積とは、この軸受空間のうち、軸方向他側の軸方向端部から両軌道溝（玉列）の軸方向中間位置までの空間体積を言う。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る玉軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図である。
【図２】図１に示す玉軸受の潤滑油の流れを説明するための要部断面図である。
【図３】第１実施形態の玉軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図４】第１実施形態の玉軸受の第２変形例を説明するための要部断面図である。
【図５】第１実施形態の玉軸受の第３変形例を説明するための要部断面図である。
【図６】第１実施形態の玉軸受の第４変形例を説明するための要部断面図である。
【図７】第１実施形態の玉軸受の第５変形例を説明するための要部断面図である。
【図８】第１実施形態の玉軸受の第６変形例を説明するための要部断面図である。
【図９】第１実施形態の玉軸受の第７変形例を説明するための要部断面図である。
【図１０】本発明に係る玉軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図である。
【図１１】第２実施形態の玉軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図１２】本発明に係る玉軸受の第３実施形態を説明するための要部断面図である。
【図１３】第３実施形態の玉軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図１４】第３実施形態の玉軸受の第２変形例を説明するための要部断面図である。
【図１５】第３実施形態の玉軸受の第３変形例を説明するための要部断面図である。
【図１６】従来の玉軸受を示す要部断面図である。
【図１７】従来の玉軸受に組み込まれる冠型保持器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る玉軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、本実施形態の玉軸受に組み込まれる冠型保持器の基本構造については、図１７に示す従来の冠型保持器と同様であるので、参照されたい。
【００１４】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明に係る玉軸受の第１実施形態について説明する。図１は本発明に係る玉軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図、図２は図１に示す玉軸受の潤滑油の流れを説明するための要部断面図、図３〜図９は第１実施形態の玉軸受の第１〜第７変形例を説明するための要部断面図である。
【００１５】
本実施形態の玉軸受１０は、図１に示すように、ハウジング１に内嵌され、内周面に外輪軌道溝１１ａを有する外輪１１と、回転軸２に外嵌され、外周面に内輪軌道溝１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道溝１１ａと内輪軌道溝１２ａとの間に転動可能に配設される複数の玉１３と、複数の玉１３を円周方向に略等間隔に保持する合成樹脂製の冠型保持器１４と、を備える。
【００１６】
冠型保持器１４は、２点以上の樹脂注入ゲートを有する射出成形金型により製作され、円環状のリム部１５と、リム部１５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部１６と、柱部１６間に互いに隣り合うように形成され、複数の玉１３を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部１７と、ポケット部１７の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部１８と、一対の爪部１８の各先端間に形成される開口部１９と、を備える。そして、開口部１９から玉１３を一対の爪部１８を押し広げつつポケット部１７に押し込むことによって、ポケット部１７内に玉１３が微小なすきまを介して転動可能に保持される。
【００１７】
冠型保持器１４の合成樹脂材料としては、例えば、４６ナイロンや６６ナイロン等のポリアミド系樹脂の他に、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン
（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等が挙げられる。また、これらの樹脂材料に１０〜５０重量％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維等）を適宜添加することにより、冠型保持器１４の剛性及び寸法精度を向上させることができる。
【００１８】
そして、本実施形態では、冠型保持器１４の外周面と外輪１１の内周面との隙間を外径側隙間Ｃ１とし、冠型保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との隙間を内径側隙間Ｃ２とした場合に、外径側隙間Ｃ１＞内径側隙間Ｃ２の関係を満足し、且つ内輪１２の潤滑油流入側の端面（図１の右端面）と内輪１２の外周面との間に、潤滑油流入用の切欠き部２０が設けられる。
【００１９】
このように構成された玉軸受１０では、図２の矢印Ａに示すように、潤滑油は、冠型保持器１４の外周面と外輪１１の内周面との隙間及び内輪１２の切欠き部２０から軸受１０内に流入し、保持器１４の外周面と外輪１１の内周面との間、及び保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との間に十分に行き渡り、軸受１０内を潤滑したのち外部に流出される。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態の玉軸受１０よれば、冠型保持器１４の外周面と外輪１１の内周面との隙間を外径側隙間Ｃ１とし、冠型保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との隙間を内径側隙間Ｃ２とした場合に、外径側隙間Ｃ１＞内径側隙間Ｃ２の関係を満足するため、高速回転時の遠心力により保持器１４が捩れ変形したとしても、保持器１４が外輪１１よりも先に内輪１２に摺接するので、保持器１４がシャープエッジである外輪１１の溝肩部に摺接するのを回避することができる。
【００２１】
また、本実施形態の玉軸受１０よれば、内輪１２の潤滑油流入側の端面と内輪１２の外周面との間に潤滑油流入用の切欠き部２０が設けられるため、切欠き部２０から流入した潤滑油が保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との間に十分に行き渡るので、軸受１０の回転トルクの増加や焼付きの発生を防止することができる。
【００２２】
また、本実施形態の玉軸受１０よれば、冠型保持器１４が、２点以上の樹脂注入ゲートを有する射出成形金型により製作されるため、保持器を１点の樹脂注入ゲートを有する射出成形金型により製作する場合と比較して、保持器１４の真円度を向上することができるので、保持器１４が外輪１１に摺接する要因を低減することができる。
【００２３】
また、本実施形態の玉軸受１０によれば、保持器として射出成型金型で製作される冠型保持器１４を採用しているため、２つの合成樹脂製の環状部材を軸方向に凹凸嵌合により組み合わせた保持器と比較して、製造コストを大幅に低減することができる。
【００２４】
なお、本実施形態の第１変形例として、図３に示すように、外輪１１の潤滑油流入側の端面に、軸受開口の一部を覆って軸受１０内への潤滑油の流入を抑制する遮蔽板（遮蔽部材）２１を設けるようにしてもよい。これにより、冠型保持器１４の外周面側からの潤滑油の流入が抑制されて、冠型保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との間に潤滑油をより効果的に流入させることができる。この場合、図３の矢印Ｂに示すように、冠型保持器１４の内周面側から流入した潤滑油は遠心力により外周面側にも供給されるため、外周面側が潤滑不足に陥ることはない。
【００２５】
また、本実施形態の第２変形例として、図４に示すように、遮蔽部材として、外輪１１の潤滑油流入側の端部の内周面に、軸受開口の一部を覆って軸受内への潤滑油の流入を抑制するシールド板２２を装着するようにしてもよい。
【００２６】
また、本実施形態の第３変形例として、図５に示すように、遮蔽部材として、外輪１１
が内嵌されるハウジング１に、軸受開口の一部を覆って軸受内への潤滑油の流入を抑制す
る遮蔽板２３を一体に設けるようにしてもよい。
【００２７】
また、本実施形態の第４変形例として、図６に示すように、冠型保持器１４の内周面を、内輪１２の潤滑油流入側（切欠き部２０側）の端面に向けて次第に縮径するテーパ面２４とするようにしてもよい。これにより、軸受回転時の遠心力により潤滑油の流入及び流出をし易くすることができるため、軸受１０内の潤滑油量を適正に維持することができ、軸受１０の回転トルクを低減することができる。
【００２８】
また、本実施形態の第５変形例として、図７に示すように、内輪１２の外周面と切欠き部２０との境部にＲ面取り部２５を設けるようにしてもよい。これにより、高速回転時の遠心力により冠型保持器１４が捩れ変形し、内輪１２に接触したとしても、冠型保持器１４の内周面とＲ面取り部２５とが摺接するため、冠型保持器１４の回転が妨げられ難く、シャープエッジによる保持器摩耗を抑制することができる。
【００２９】
また、本実施形態の第６変形例として、図８に示すように、冠型保持器１４のリム部１５側の端面と冠型保持器１４の内周面との間、及び冠型保持器１４のリム部１５側の端面と冠型保持器１４の外周面との間にそれぞれ面取り部２６を設けるようにしてもよい。この場合、切欠き部２０側の軸受端面を基準面とし、基準面からの面取り部２６の軸方向長さ（保持器面取り長さ）Ｌ１＜基準面からの切欠き部２０の軸方向長さ（内輪面取り長さ）Ｌ２として、切欠き部２０が冠型保持器１４の面取り部２６より軸方向内側に延びて配置されるようにする。これにより、軸受１０内への潤滑油の流入が冠型保持器１４の面取り部２６により妨げられることがなくなるので、切欠き部２０から軸受１０内に潤滑油を効率よく流入させることができる。
【００３０】
また、本実施形態の第７変形例として、図９に示すように、切欠き部２０と内輪１２の外周面との間に段差部２７を設けるようにしてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明に係る玉軸受の第２実施形態について説明する。図１０は本発明に係る玉軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図、図１１は第２実施形態の玉軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００３２】
本実施形態の玉軸受３０では、図１０に示すように、外輪１１の内周面と内輪１２の外周面間に形成される軸受空間のうち、両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向中間位置Ｐに対して、保持器１４のリム部１５が位置する側である軸方向一側の軸方向端部１１ｄ，１２ｄから両軌道溝１１ａ，１２ａ（玉列）の軸方向中間位置Ｐまでの空間体積は、軸方向他側の軸方向端部１１ｅ，１２ｅから両軌道溝１１ａ，１２ａ（玉列）の軸方向中間位置Ｐまでの空間体積より小さい。
【００３３】
また、外輪１１及び内輪１２の両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向両側には、肩部１１ｂ，１１ｃ，１２ｂ，１２ｃがそれぞれ形成されている。両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向中間位置Ｐに対して、保持器１４のリム部１５が位置する側である軸方向一側における外輪１１の肩部１１ｂの内周面は、軸方向端部１１ｄから内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面３１を有する。さらに、軸方向一側における内輪１２の肩部１２ｂの外周面は、軸方向端部１２ｄから内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面３２を有する。
【００３４】
なお、各テーパ面３１，３２の傾斜は、軸方向一側における空間体積が軸方向他側における空間体積より小さいという関係が成立するものにおいて、任意に設定される。
【００３５】
また、玉軸受３０は、図示しないポンプ等による強制循環給油によって、潤滑油が常に軸方向一方から供給されている。玉軸受３０は、冠型保持器１４のリム部１５が配置される軸方向一側が油流入側を向くようにして配置され、潤滑油は、軸方向一側から軸受内部に流入した後、軸方向他側から流出される。なお、図１０中、矢印は油流の方向を示している。
【００３６】
このようにして、強制循環給油路内に配置される玉軸受３０は、高速回転で使用されることで発生するエアカーテン作用を抑制することができ、軸受自身により油流を形成することができる。また、一対のテーパ面３１，３２は、流出側に向かってテーパ面３１，３２での周速が増加し、遠心力によるポンプ作用によって油流を加速する方向に傾斜されているので、油による抜熱効果を促進することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、外輪１１の肩部１１ｂにテーパ面３１を形成すると共に、内輪１２の肩部１２ｂにテーパ面３２を形成することによって、軸方向一側における空間体積が軸方向他側における空間体積より小さいという関係を成立させているが、これに限定されず、外輪１１の肩部１１ｃ及び内輪１２の肩部１２ｃの少なくとも一方にテーパ面を形成することによって、上記関係を成立させるようにしてもよい。また、外輪１１の肩部１１ｃの内周面を一様な径で拡径することによって、上記関係を成立させるようにしてもよい。そして、これらの場合、外輪１１及び内輪１２にテーパ面３１，３２を形成しなくてもよいが、上記関係を更に満足させることができるので、テーパ面３１，３２を形成した方がより好ましい。
【００３８】
なお、本実施形態の第１変形例として、図１１に示すように、両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向中間位置Ｐを、玉軸受３０の軸方向中間位置Ｑから軸方向他側にオフセットし、軸方向一側の外輪１１及び内輪１２の肩部１１ｂ，１２ｂのテーパ面３１，３２を第１実施形態よりも長く形成してもよい。これにより、遠心力によるポンプ作用によって、玉１３の公転部分に潤滑油を押し込む力を大きくすることができ、油による抜熱効果をより促進させることができる。
【００３９】
また、軸方向一側の外輪１１及び内輪１２の肩部１１ｂ，１２ｂ間に配置される保持器１４のリム部１５を軸方向に長く形成することで、軸方向一側の空間容積が軸方向他側の空間容積よりも大きくならないように調整されているので、軸受の高速回転によるエアカーテン作用を低下させている。なお、保持器１４は、リム部１５を軸方向に長く形成することで、剛性を高くすることができる。ただし、各肩部１１ｂ，１２ｂのテーパ面３１，３２の形状は、外輪１１と保持器１４の干渉や、内輪１２の端部薄肉化によって生産性が低下するのを防止しながら設計する必要がある。
なお、その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００４０】
なお、軸方向一側の外輪又は内輪の肩部に、軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面は、軌道溝と隣接する位置まで形成されてもよく、軌道溝から若干離れた近傍位置まで形成されてもよい。
また、軸方向一側の外輪又は内輪の肩部を、軸方向端部から内部に向かって拡径する形状は、本実施形態のようにテーパ形状であってもよいが、曲面形状とすることもできる。
【００４１】
また、上記実施形態では、冠型保持器１４のリム部１５の体積で、玉軸受１０内の空間体積を調整しているが、保持器として、円環部の軸方向幅の異なるもみ抜き型保持器を用いて、本発明の空間体積を調整するようにしてもよい。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、図１２〜１５を参照して、本発明に係る玉軸受の第３実施形態について説明する。図１２は本発明に係る玉軸受の第３実施形態を説明するための要部断面図、図１３〜図１５は第３実施形態の玉軸受の第１〜３変形例を説明するための要部断面図である。なお、第１及び第２実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００４３】
本実施形態に係る玉軸受４０は、回転数がインバータ制御されるハイブリッド車用駆動モータなどの回転支持軸を支持する軸受であり、図１２に示すように、外輪１１とハウジング１との間に、電気的絶縁性を有する絶縁スリーブ（絶縁層）４１が介設される。この絶縁スリーブ４１は、外輪１１の軸方向幅と略同じ幅を有する円環部４２と、この円環部４２の一方の側面から径方向内方に延出して形成される穴付円板部４３と、を有する。
【００４４】
外輪１１は、絶縁スリーブ４１の円環部４２に内嵌されると共に、その軸方向端部１１ｅが絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３に当接され、穴付円板部４３の側面（外輪１１と当接する側面）と内周面との間には、径方向外方に向かうに従って外輪１１の軸方向端部１１ｅに次第に接近するテーパ面４４が形成される。
【００４５】
絶縁スリーブ４１の材料としては、電気的絶縁性を有する種々の材料が使用可能であり、例えば、下記のものが挙げられる。
（１）ガラス繊維を含有したポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂。
（２）ガラス繊維と非繊維質の絶縁性無機充填材とを含有したポリフェニレンサルファイド樹脂により形成し、ガラス繊維と非繊維質の絶縁性無機充填材のポリフェニレンサルファイド樹脂に対する含有量が、重量比でそれぞれ２５〜６０％と１０〜４０％に設定され、且つ両者の総含有量が重量比で４０〜７０％に設定されたもの。
（３）絶縁被膜はマトリックス樹脂の強化に貢献する繊維材〔Ａ］と、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上で且つ比抵抗が１０１０Ω・ｃｍ以上の充填材〔Ｂ〕とを含み、充填材〔Ｂ〕の含有量が１０〜４０重量％で、且つ、両者の合計〔Ａ＋Ｂ〕が３０〜５０重量％である。もしくは充填材［Ｂ〕の含有量が１０〜５０重量％で、且つ両者の合計〔Ａ＋Ｂ〕が２０重量％以上６０重量％未満であるもの。
（４）絶縁被膜は、比抵抗が１×１０３Ω・ｃｍ以上で、且つ熱伝導率が０．５ｗ／ｍ・ｋ以上の合成樹脂組成物からなり、この合成樹脂組成物は、マトリックス樹脂の強化に貢献する熱伝導率が１０ｗ／ｍ・ｋ未満で、且つ比抵抗が１×１０３Ω・ｃｍ以上の繊維材と、飽和磁化が２０ｅｍｕ／ｇ以上で、且つ比抵抗が１×１０３Ω・ｃｍ以上の磁性充填材とを含み、繊維材及び磁性充填材の合計が５０〜７５重量％であり、絶縁被膜は非磁性高熱伝導性充填材を含有し、この非磁性高熱伝導性充填材はアルミナ繊維であり、磁性充填材はフェライトであり、繊維材はグラスファイバ（ＧＦ）繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー（アルゴナイト）、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、及びアラミド繊維のいずれかであるもの。
（５）誘電率が１ｋＨｚ時に３〜６．２のポリエステル系エラストマ、誘電率が１ｋＨｚ時に３．５〜５のポリアミド系エラストマ、誘電率が１ｋＨｚ時に３〜５のシリコンゴム、及び誘電率が１ｋＨｚ時に２〜３のフッ素ゴムのいずれか。
（６）絶縁層が、フラン樹脂、エポキシ樹脂、及びポリアミドイミド樹脂の内から選択される樹脂バインダーを含むポリ四弗化エチレンの焼き付け皮膜や、ガラス繊維を含むポリフェニレンサルファイド樹脂製のスリーブ。
（７）下記の５つの条件を満足する転がり軸受で、
条件Ａ：外輪の外周部の全面に熱可塑性エラストマの層が形成されている。
条件Ｂ：熱可塑性エラストマの層は、硬さが６０〜９０［ＨＤＡ］であり、且つ厚さが０．５〜５ｍｍである。
条件Ｃ：熱可塑性エラストマの層は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・ｋ以上で且つ比抵抗が１×１０４Ω・ｃｍ以上の熱伝導性フィラーを含有する。
条件Ｄ：熱可塑性エラストマの層の外周囲の全面にわたって凹凸が設けられている。
条件Ｅ：条件Ｄの凹凸が、外輪の幅方向に連続するヘリンボン状の凹部、菱形状に連続する帯状の凹部、又は不規則に散在する不定形の突起により形成されている。また、熱可塑性エラストマの層は、外周面の凹凸の高さ（深さ）が５〜１００μｍであるもの。
（８）絶縁被膜ＰＰＳ樹脂と、直径５〜９μｍのガラス繊維と、比抵抗が１×１０１０Ω・ｃｍ以上で且つ熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導性物質と、を含む樹脂組成物からなり、この樹脂組成物中のガラス繊維の含有率は１５〜４０質量％で、熱伝導性物質の含有率は１５〜４５質量％のもの。
【００４６】
内輪１２が外嵌する回転軸２には、回転軸２の外周面に開口する給油孔４５が形成されており、玉軸受４０は、絶縁スリーブ４１のテーパ面４４と回転軸２の給油孔４５が、軸方向略同一位置となるように配置される。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の玉軸受４０によれば、外輪１１とハウジング１との間に絶縁スリーブ４１を設けて、ハウジング１と回転軸２との間を電気的に絶縁するため、インバータ制御時の高周波誘導に起因して、ハウジング１と回転軸２との間に大きな電位差が生じたとしても、玉軸受４０内に電流が流れることがなく、両軌道溝１１ａ，１２ａと玉１３の転動面に発生する電食を防止することができる。また、耐久性に優れ、ハイブリッド車駆動モータ用玉軸受として用いるのに好適な玉軸受４０を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態の玉軸受４０によれば、給油孔４５から供給される潤滑油は、図１２の矢印で示すように、絶縁スリーブ４１のテーパ面４４で玉軸受１０側に案内されるため、例え、玉軸受１０が高速回転で使用されてエアカーテン作用が発生したとしても、玉軸受１０内を貫通する油を十分に確保することができ、玉軸受１０の回転トルクの増加や焼付きの発生を防止することができる。
なお、その他の構成及び作用については、第１及び第２実施形態のものと同様である。
【００４９】
なお、図１２では、保持器が省略されているが、保持器としては、冠型保持器、波型プレス保持器などが使用可能である。冠型保持器の場合、リム部の向きは特に限定されないが、軸受を貫通する潤滑油量を考慮すると、リム部は給油孔側に配置される方が好ましい。また、本実施形態では、絶縁スリーブ４１は、外輪１１側に配置されているが、これに限定されず、内輪１２側に配置されていてもよく、或いは外輪１１及び内輪１２の両方に配置されていてもよい。
【００５０】
なお、本実施形態の第１変形例として、図１３に示すように、絶縁スリーブ４１のテーパ面４４に代えて、絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３の内周面に、回転軸２の給油孔４５に対向する段差部４６を設けるようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態の第２変形例として、図１４に示すように、絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３の軸方向厚さを厚くすると共に、冠型保持器１４のリム部１５の軸方向肉厚を厚くして、冠型保持器１４を玉軸受１０から軸方向外方に突出させる、或いは、回転中のガタツキによって冠型保持器１４を玉軸受１０から軸方向に突出させるようにしてもよい。
【００５２】
なお、本変形例では、冠型保持器１４のリム部１５は、回転軸２の給油孔４５の上方に位置させる。これにより、給油孔４５から供給される潤滑油は、リム部１５の内周面に当たり、軸受内に供給され易くなる。また、リム部１５の軸方向肉厚を厚く形成することによって、冠型保持器１４の強度が向上されるので、破損を防止することができる。なお、外輪１１及び内輪１２の軌道溝１１ａ，１２ａを、外輪１１及び内輪１２の軸方向中心位置より図１４の右側にオフセットして形成すれば、冠型保持器１４のリム部１５の軸方向肉厚を更に厚くすることが可能である。
【００５３】
また、本実施形態の第３変形例として、図１５に示すように、絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３を、更に径方向内方に延ばして、シール機能を持たせるようにしてもよい。また、本変形例では、絶縁スリーブ４１内に金属などからなる芯金４７が入れられており、穴付円板部４３が補強されている。また、本変形例では、絶縁スリーブ４１の外周面にＯリング４８，４８が配設されており、ハウジング１との間のクリープの発生が防止されている。さらに、本変形例では、絶縁スリーブ４１の外周角部に面取り部４９が形成されており、玉軸受４０のハウジング１への挿入性が向上されている。
【００５４】
なお、本変形例では、玉軸受４０の左側に絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３が配置されているが、玉軸受４０の軸方向両側に配置されるようにしてもよい。
【００５５】
なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに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において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、玉軸受が内輪回転、外輪固定で使用される一般的な場合について説明したが、本発明は、内輪固定、外輪回転で使用される場合にも適用可能である。
また、上記各実施形態では、保持器は玉案内方式としたが、外輪案内、或いは、内輪案内であってもよい。
また、玉軸受は、深溝玉軸受、或いは、アンギュラ深溝玉軸受であってもよい。
また、上記各実施形態は、実施可能な範囲において組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ ハウジング
２ 回転軸
１０ 玉軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道溝
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道溝
１３ 玉
１４ 冠型保持器
１５ リム部
１６ 柱部
１７ ポケット部
１９ 開口部
２０ 切欠き部
２１ 遮蔽板(遮蔽部材)
２２ シールド板(遮蔽部材)
２３ 遮蔽板(遮蔽部材)
２４ テーパ面
２５ Ｒ面取り部
２６ 面取り部
Ｃ１ 外径側隙間
Ｃ２ 内径側隙間
３０ 玉軸受
３１ テーパ面
３２ テーパ面
Ｐ 軌道溝の軸方向中間位置
Ｑ 軸受の軸方向中間位置
４０ 玉軸受
４１ 絶縁スリーブ（絶縁層）
４２ 円環部
４３ 穴付円板部
４４ テーパ面（ガイド部）
４５ 給油孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玉軸受に関し、より詳細には、自動車の自動変速機やハイブリッド車駆動モータの回転支持軸や、工作機械等の各種回転機械装置の回転部分を支持する玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の自動変速機やハイブリッド車駆動モータ等の装置では、ポンプ等で潤滑油を圧送して供給する強制循環給油方式等で、潤滑油が外部から玉軸受に供給される。
【０００３】
従来の玉軸受としては、例えば、図１６に示すような玉軸受１００が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。この玉軸受１００は、内周面に外輪軌道面１０１ａを有する外輪１０１と、外周面に内輪軌道面１０２ａを有する内輪１０２と、外輪軌道面１０１ａと内輪軌道面１０２ａとの間に転動可能に配設される複数の玉１０３と、複数の玉１０３を円周方向に略等間隔に保持する冠型保持器１０４と、を備える。
【０００４】
冠型保持器１０４は、合成樹脂の射出成形により形成されており、図１７に示すように、円環状のリム部１０５と、リム部１０５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部１０６と、柱部１０６間に互いに隣り合うように形成され、複数の玉１０３を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部１０７と、ポケット部１０７の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部１０８と、一対の爪部１０８の各先端間に形成される開口部１０９と、を備える。そして、開口部１０９から玉１０３を一対の爪部１０８を押し広げつつポケット部１０７に押し込むことによって、ポケット部１０７内に玉１０３が微小なすきまを介して転動可能に保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１４４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この種の軸受が高速回転で使用されて玉が高速で回転すると、その公転空間への油の流入速度が低下するという、所謂、エアカーテン作用が発生する。その結果、油が滞留し、油による抜熱作用が低下するので、発熱により軸受温度が上昇するという問題があった。この発熱の増大は、自己潤滑性、低摩擦性等の観点から好適な樹脂製保持器にとって強度低下をもたらす大きな要因となるため、改善すべき問題である。
【０００７】
特に、ハイブリッド車駆動モータに用いられる玉軸受は、ｄｍＮ７０万以上の高速で回転するため、軸受周辺空気が連れ回ることで生じるエアカーテンの層も増大する傾向が強く、潤滑油が軸受内部に導入し難く、潤滑不足による焼き付きが発生する可能性があった。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速回転した場合に、玉の公転部分に発生するエアカーテン作用を小さくし、軸受内を貫通する油を十分に確保して発熱を抑制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】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、両軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉と、玉をポケット内に転動自在に収容する保持器と、を備え、油潤滑される玉軸受であって、外輪及び内輪の両軌道溝の軸方向両側には、肩部がそれぞれ形成されており、軸方向一側の外輪及び内輪の少なくとも一方の肩部は、その軸方向端部から内部に向かって拡径されており、且つ、軸方向一側における空間体積が、軸方向他側における空間体積より小さいことを特徴とする玉軸受。
（２）軸方向一側の内輪の肩部外周面は、軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面を有し、軸方向一側の外輪の肩部内周面は、軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面を有することを特徴とする（１）に記載の玉軸受。
（３）両軌道溝は、軸受の軸方向中間位置に対して軸方向他側寄りにオフセットしていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の玉軸受。
（４）保持器は、円環状のリム部が、軸方向一側に配置されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つに記載の玉軸受。
（５）保持器が、円環状のリム部と、リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部と、柱部間に形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部と、を有する冠型保持器であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つに記載の玉軸受。
（６）保持器が２点以上の樹脂注入ゲートを有する成形金型により製作されることを特徴とする（５）に記載の玉軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の玉軸受によれば、内輪及び外輪の両軌道溝の軸方向両側には、肩部がそれぞれ形成されており、軸方向一側の内輪及び外輪の少なくとも一方の肩部は、その軸方向端部から内部に向かって拡径されており、且つ、軸方向一側における空間体積が、軸方向他側における空間体積より小さいため、高速回転した場合に玉の公転部分に発生するエアカーテン作用を小さくすることができ、軸受内を貫通する油を十分に確保して発熱を抑制することができる。
【００１１】
なお、本発明の軸方向一側の空間体積とは、外輪の内周面と内輪の外周面間に形成される軸受空間のうち、軸方向一側の軸方向端部から両軌道溝（玉列）の軸方向中間位置までの空間体積であり、軸方向他側の空間体積とは、この軸受空間のうち、軸方向他側の軸方向端部から両軌道溝（玉列）の軸方向中間位置までの空間体積を言う。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る玉軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図である。
【図２】図１に示す玉軸受の潤滑油の流れを説明するための要部断面図である。
【図３】第１実施形態の玉軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図４】第１実施形態の玉軸受の第２変形例を説明するための要部断面図である。
【図５】第１実施形態の玉軸受の第３変形例を説明するための要部断面図である。
【図６】第１実施形態の玉軸受の第４変形例を説明するための要部断面図である。
【図７】第１実施形態の玉軸受の第５変形例を説明するための要部断面図である。
【図８】第１実施形態の玉軸受の第６変形例を説明するための要部断面図である。
【図９】第１実施形態の玉軸受の第７変形例を説明するための要部断面図である。
【図１０】本発明に係る玉軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図である。
【図１１】第２実施形態の玉軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図１２】本発明に係る玉軸受の第３実施形態を説明するための要部断面図である。
【図１３】第３実施形態の玉軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。
【図１４】第３実施形態の玉軸受の第２変形例を説明するための要部断面図である。
【図１５】第３実施形態の玉軸受の第３変形例を説明するための要部断面図である。
【図１６】従来の玉軸受を示す要部断面図である。
【図１７】従来の玉軸受に組み込まれる冠型保持器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る玉軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、本実施形態の玉軸受に組み込まれる冠型保持器の基本構造については、図１７に示す従来の冠型保持器と同様であるので、参照されたい。
【００１４】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明に係る玉軸受の第１実施形態について説明する。図１は本発明に係る玉軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図、図２は図１に示す玉軸受の潤滑油の流れを説明するための要部断面図、図３〜図９は第１実施形態の玉軸受の第１〜第７変形例を説明するための要部断面図である。
【００１５】
本実施形態の玉軸受１０は、図１に示すように、ハウジング１に内嵌され、内周面に外輪軌道溝１１ａを有する外輪１１と、回転軸２に外嵌され、外周面に内輪軌道溝１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道溝１１ａと内輪軌道溝１２ａとの間に転動可能に配設される複数の玉１３と、複数の玉１３を円周方向に略等間隔に保持する合成樹脂製の冠型保持器１４と、を備える。
【００１６】
冠型保持器１４は、２点以上の樹脂注入ゲートを有する射出成形金型により製作され、円環状のリム部１５と、リム部１５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部１６と、柱部１６間に互いに隣り合うように形成され、複数の玉１３を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部１７と、ポケット部１７の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部１８と、一対の爪部１８の各先端間に形成される開口部１９と、を備える。そして、開口部１９から玉１３を一対の爪部１８を押し広げつつポケット部１７に押し込むことによって、ポケット部１７内に玉１３が微小なすきまを介して転動可能に保持される。
【００１７】
冠型保持器１４の合成樹脂材料としては、例えば、４６ナイロンや６６ナイロン等のポリアミド系樹脂の他に、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン
（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等が挙げられる。また、これらの樹脂材料に１０〜５０重量％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維等）を適宜添加することにより、冠型保持器１４の剛性及び寸法精度を向上させることができる。
【００１８】
そして、本実施形態では、冠型保持器１４の外周面と外輪１１の内周面との隙間を外径側隙間Ｃ１とし、冠型保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との隙間を内径側隙間Ｃ２とした場合に、外径側隙間Ｃ１＞内径側隙間Ｃ２の関係を満足し、且つ内輪１２の潤滑油流入側の端面（図１の右端面）と内輪１２の外周面との間に、潤滑油流入用の切欠き部２０が設けられる。
【００１９】
このように構成された玉軸受１０では、図２の矢印Ａに示すように、潤滑油は、冠型保持器１４の外周面と外輪１１の内周面との隙間及び内輪１２の切欠き部２０から軸受１０内に流入し、保持器１４の外周面と外輪１１の内周面との間、及び保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との間に十分に行き渡り、軸受１０内を潤滑したのち外部に流出される。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態の玉軸受１０よれば、冠型保持器１４の外周面と外輪１１の内周面との隙間を外径側隙間Ｃ１とし、冠型保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との隙間を内径側隙間Ｃ２とした場合に、外径側隙間Ｃ１＞内径側隙間Ｃ２の関係を満足するため、高速回転時の遠心力により保持器１４が捩れ変形したとしても、保持器１４が外輪１１よりも先に内輪１２に摺接するので、保持器１４がシャープエッジである外輪１１の溝肩部に摺接するのを回避することができる。
【００２１】
また、本実施形態の玉軸受１０よれば、内輪１２の潤滑油流入側の端面と内輪１２の外周面との間に潤滑油流入用の切欠き部２０が設けられるため、切欠き部２０から流入した潤滑油が保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との間に十分に行き渡るので、軸受１０の回転トルクの増加や焼付きの発生を防止することができる。
【００２２】
また、本実施形態の玉軸受１０よれば、冠型保持器１４が、２点以上の樹脂注入ゲートを有する射出成形金型により製作されるため、保持器を１点の樹脂注入ゲートを有する射出成形金型により製作する場合と比較して、保持器１４の真円度を向上することができるので、保持器１４が外輪１１に摺接する要因を低減することができる。
【００２３】
また、本実施形態の玉軸受１０によれば、保持器として射出成型金型で製作される冠型保持器１４を採用しているため、２つの合成樹脂製の環状部材を軸方向に凹凸嵌合により組み合わせた保持器と比較して、製造コストを大幅に低減することができる。
【００２４】
なお、本実施形態の第１変形例として、図３に示すように、外輪１１の潤滑油流入側の端面に、軸受開口の一部を覆って軸受１０内への潤滑油の流入を抑制する遮蔽板（遮蔽部材）２１を設けるようにしてもよい。これにより、冠型保持器１４の外周面側からの潤滑油の流入が抑制されて、冠型保持器１４の内周面と内輪１２の外周面との間に潤滑油をより効果的に流入させることができる。この場合、図３の矢印Ｂに示すように、冠型保持器１４の内周面側から流入した潤滑油は遠心力により外周面側にも供給されるため、外周面側が潤滑不足に陥ることはない。
【００２５】
また、本実施形態の第２変形例として、図４に示すように、遮蔽部材として、外輪１１の潤滑油流入側の端部の内周面に、軸受開口の一部を覆って軸受内への潤滑油の流入を抑制するシールド板２２を装着するようにしてもよい。
【００２６】
また、本実施形態の第３変形例として、図５に示すように、遮蔽部材として、外輪１１
が内嵌されるハウジング１に、軸受開口の一部を覆って軸受内への潤滑油の流入を抑制す
る遮蔽板２３を一体に設けるようにしてもよい。
【００２７】
また、本実施形態の第４変形例として、図６に示すように、冠型保持器１４の内周面を、内輪１２の潤滑油流入側（切欠き部２０側）の端面に向けて次第に縮径するテーパ面２４とするようにしてもよい。これにより、軸受回転時の遠心力により潤滑油の流入及び流出をし易くすることができるため、軸受１０内の潤滑油量を適正に維持することができ、軸受１０の回転トルクを低減することができる。
【００２８】
また、本実施形態の第５変形例として、図７に示すように、内輪１２の外周面と切欠き部２０との境部にＲ面取り部２５を設けるようにしてもよい。これにより、高速回転時の遠心力により冠型保持器１４が捩れ変形し、内輪１２に接触したとしても、冠型保持器１４の内周面とＲ面取り部２５とが摺接するため、冠型保持器１４の回転が妨げられ難く、シャープエッジによる保持器摩耗を抑制することができる。
【００２９】
また、本実施形態の第６変形例として、図８に示すように、冠型保持器１４のリム部１５側の端面と冠型保持器１４の内周面との間、及び冠型保持器１４のリム部１５側の端面と冠型保持器１４の外周面との間にそれぞれ面取り部２６を設けるようにしてもよい。この場合、切欠き部２０側の軸受端面を基準面とし、基準面からの面取り部２６の軸方向長さ（保持器面取り長さ）Ｌ１＜基準面からの切欠き部２０の軸方向長さ（内輪面取り長さ）Ｌ２として、切欠き部２０が冠型保持器１４の面取り部２６より軸方向内側に延びて配置されるようにする。これにより、軸受１０内への潤滑油の流入が冠型保持器１４の面取り部２６により妨げられることがなくなるので、切欠き部２０から軸受１０内に潤滑油を効率よく流入させることができる。
【００３０】
また、本実施形態の第７変形例として、図９に示すように、切欠き部２０と内輪１２の外周面との間に段差部２７を設けるようにしてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明に係る玉軸受の第２実施形態について説明する。図１０は本発明に係る玉軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図、図１１は第２実施形態の玉軸受の第１変形例を説明するための要部断面図である。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００３２】
本実施形態の玉軸受３０では、図１０に示すように、外輪１１の内周面と内輪１２の外周面間に形成される軸受空間のうち、両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向中間位置Ｐに対して、保持器１４のリム部１５が位置する側である軸方向一側の軸方向端部１１ｄ，１２ｄから両軌道溝１１ａ，１２ａ（玉列）の軸方向中間位置Ｐまでの空間体積は、軸方向他側の軸方向端部１１ｅ，１２ｅから両軌道溝１１ａ，１２ａ（玉列）の軸方向中間位置Ｐまでの空間体積より小さい。
【００３３】
また、外輪１１及び内輪１２の両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向両側には、肩部１１ｂ，１１ｃ，１２ｂ，１２ｃがそれぞれ形成されている。両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向中間位置Ｐに対して、保持器１４のリム部１５が位置する側である軸方向一側における外輪１１の肩部１１ｂの内周面は、軸方向端部１１ｄから内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面３１を有する。さらに、軸方向一側における内輪１２の肩部１２ｂの外周面は、軸方向端部１２ｄから内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面３２を有する。
【００３４】
なお、各テーパ面３１，３２の傾斜は、軸方向一側における空間体積が軸方向他側における空間体積より小さいという関係が成立するものにおいて、任意に設定される。
【００３５】
また、玉軸受３０は、図示しないポンプ等による強制循環給油によって、潤滑油が常に軸方向一方から供給されている。玉軸受３０は、冠型保持器１４のリム部１５が配置される軸方向一側が油流入側を向くようにして配置され、潤滑油は、軸方向一側から軸受内部に流入した後、軸方向他側から流出される。なお、図１０中、矢印は油流の方向を示している。
【００３６】
このようにして、強制循環給油路内に配置される玉軸受３０は、高速回転で使用されることで発生するエアカーテン作用を抑制することができ、軸受自身により油流を形成することができる。また、一対のテーパ面３１，３２は、流出側に向かってテーパ面３１，３２での周速が増加し、遠心力によるポンプ作用によって油流を加速する方向に傾斜されているので、油による抜熱効果を促進することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、外輪１１の肩部１１ｂにテーパ面３１を形成すると共に、内輪１２の肩部１２ｂにテーパ面３２を形成することによって、軸方向一側における空間体積が軸方向他側における空間体積より小さいという関係を成立させているが、これに限定されず、外輪１１の肩部１１ｃ及び内輪１２の肩部１２ｃの少なくとも一方にテーパ面を形成することによって、上記関係を成立させるようにしてもよい。また、外輪１１の肩部１１ｃの内周面を一様な径で拡径することによって、上記関係を成立させるようにしてもよい。そして、これらの場合、外輪１１及び内輪１２にテーパ面３１，３２を形成しなくてもよいが、上記関係を更に満足させることができるので、テーパ面３１，３２を形成した方がより好ましい。
【００３８】
なお、本実施形態の第１変形例として、図１１に示すように、両軌道溝１１ａ，１２ａの軸方向中間位置Ｐを、玉軸受３０の軸方向中間位置Ｑから軸方向他側にオフセットし、軸方向一側の外輪１１及び内輪１２の肩部１１ｂ，１２ｂのテーパ面３１，３２を第１実施形態よりも長く形成してもよい。これにより、遠心力によるポンプ作用によって、玉１３の公転部分に潤滑油を押し込む力を大きくすることができ、油による抜熱効果をより促進させることができる。
【００３９】
また、軸方向一側の外輪１１及び内輪１２の肩部１１ｂ，１２ｂ間に配置される保持器１４のリム部１５を軸方向に長く形成することで、軸方向一側の空間容積が軸方向他側の空間容積よりも大きくならないように調整されているので、軸受の高速回転によるエアカーテン作用を低下させている。なお、保持器１４は、リム部１５を軸方向に長く形成することで、剛性を高くすることができる。ただし、各肩部１１ｂ，１２ｂのテーパ面３１，３２の形状は、外輪１１と保持器１４の干渉や、内輪１２の端部薄肉化によって生産性が低下するのを防止しながら設計する必要がある。
なお、その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００４０】
なお、軸方向一側の外輪又は内輪の肩部に、軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面は、軌道溝と隣接する位置まで形成されてもよく、軌道溝から若干離れた近傍位置まで形成されてもよい。
また、軸方向一側の外輪又は内輪の肩部を、軸方向端部から内部に向かって拡径する形状は、本実施形態のようにテーパ形状であってもよいが、曲面形状とすることもできる。
【００４１】
また、上記実施形態では、冠型保持器１４のリム部１５の体積で、玉軸受１０内の空間体積を調整しているが、保持器として、円環部の軸方向幅の異なるもみ抜き型保持器を用いて、本発明の空間体積を調整するようにしてもよい。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、図１２〜１５を参照して、本発明に係る玉軸受の第３実施形態について説明する。図１２は本発明に係る玉軸受の第３実施形態を説明するための要部断面図、図１３〜図１５は第３実施形態の玉軸受の第１〜３変形例を説明するための要部断面図である。なお、第１及び第２実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００４３】
本実施形態に係る玉軸受４０は、回転数がインバータ制御されるハイブリッド車用駆動モータなどの回転支持軸を支持する軸受であり、図１２に示すように、外輪１１とハウジング１との間に、電気的絶縁性を有する絶縁スリーブ（絶縁層）４１が介設される。この絶縁スリーブ４１は、外輪１１の軸方向幅と略同じ幅を有する円環部４２と、この円環部４２の一方の側面から径方向内方に延出して形成される穴付円板部４３と、を有する。
【００４４】
外輪１１は、絶縁スリーブ４１の円環部４２に内嵌されると共に、その軸方向端部１１ｅが絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３に当接され、穴付円板部４３の側面（外輪１１と当接する側面）と内周面との間には、径方向外方に向かうに従って外輪１１の軸方向端部１１ｅに次第に接近するテーパ面４４が形成される。
【００４５】
絶縁スリーブ４１の材料としては、電気的絶縁性を有する種々の材料が使用可能であり、例えば、下記のものが挙げられる。
（１）ガラス繊維を含有したポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂。
（２）ガラス繊維と非繊維質の絶縁性無機充填材とを含有したポリフェニレンサルファイド樹脂により形成し、ガラス繊維と非繊維質の絶縁性無機充填材のポリフェニレンサルファイド樹脂に対する含有量が、重量比でそれぞれ２５〜６０％と１０〜４０％に設定され、且つ両者の総含有量が重量比で４０〜７０％に設定されたもの。
（３）絶縁被膜はマトリックス樹脂の強化に貢献する繊維材〔Ａ］と、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上で且つ比抵抗が１０１０Ω・ｃｍ以上の充填材〔Ｂ〕とを含み、充填材〔Ｂ〕の含有量が１０〜４０重量％で、且つ、両者の合計〔Ａ＋Ｂ〕が３０〜５０重量％である。もしくは充填材［Ｂ〕の含有量が１０〜５０重量％で、且つ両者の合計〔Ａ＋Ｂ〕が２０重量％以上６０重量％未満であるもの。
（４）絶縁被膜は、比抵抗が１×１０３Ω・ｃｍ以上で、且つ熱伝導率が０．５ｗ／ｍ・ｋ以上の合成樹脂組成物からなり、この合成樹脂組成物は、マトリックス樹脂の強化に貢献する熱伝導率が１０ｗ／ｍ・ｋ未満で、且つ比抵抗が１×１０３Ω・ｃｍ以上の繊維材と、飽和磁化が２０ｅｍｕ／ｇ以上で、且つ比抵抗が１×１０３Ω・ｃｍ以上の磁性充填材とを含み、繊維材及び磁性充填材の合計が５０〜７５重量％であり、絶縁被膜は非磁性高熱伝導性充填材を含有し、この非磁性高熱伝導性充填材はアルミナ繊維であり、磁性充填材はフェライトであり、繊維材はグラスファイバ（ＧＦ）繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー（アルゴナイト）、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、及びアラミド繊維のいずれかであるもの。
（５）誘電率が１ｋＨｚ時に３〜６．２のポリエステル系エラストマ、誘電率が１ｋＨｚ時に３．５〜５のポリアミド系エラストマ、誘電率が１ｋＨｚ時に３〜５のシリコンゴム、及び誘電率が１ｋＨｚ時に２〜３のフッ素ゴムのいずれか。
（６）絶縁層が、フラン樹脂、エポキシ樹脂、及びポリアミドイミド樹脂の内から選択される樹脂バインダーを含むポリ四弗化エチレンの焼き付け皮膜や、ガラス繊維を含むポリフェニレンサルファイド樹脂製のスリーブ。
（７）下記の５つの条件を満足する転がり軸受で、
条件Ａ：外輪の外周部の全面に熱可塑性エラストマの層が形成されている。
条件Ｂ：熱可塑性エラストマの層は、硬さが６０〜９０［ＨＤＡ］であり、且つ厚さが０．５〜５ｍｍである。
条件Ｃ：熱可塑性エラストマの層は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・ｋ以上で且つ比抵抗が１×１０４Ω・ｃｍ以上の熱伝導性フィラーを含有する。
条件Ｄ：熱可塑性エラストマの層の外周囲の全面にわたって凹凸が設けられている。
条件Ｅ：条件Ｄの凹凸が、外輪の幅方向に連続するヘリンボン状の凹部、菱形状に連続する帯状の凹部、又は不規則に散在する不定形の突起により形成されている。また、熱可塑性エラストマの層は、外周面の凹凸の高さ（深さ）が５〜１００μｍであるもの。
（８）絶縁被膜ＰＰＳ樹脂と、直径５〜９μｍのガラス繊維と、比抵抗が１×１０１０Ω・ｃｍ以上で且つ熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導性物質と、を含む樹脂組成物からなり、この樹脂組成物中のガラス繊維の含有率は１５〜４０質量％で、熱伝導性物質の含有率は１５〜４５質量％のもの。
【００４６】
内輪１２が外嵌する回転軸２には、回転軸２の外周面に開口する給油孔４５が形成されており、玉軸受４０は、絶縁スリーブ４１のテーパ面４４と回転軸２の給油孔４５が、軸方向略同一位置となるように配置される。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の玉軸受４０によれば、外輪１１とハウジング１との間に絶縁スリーブ４１を設けて、ハウジング１と回転軸２との間を電気的に絶縁するため、インバータ制御時の高周波誘導に起因して、ハウジング１と回転軸２との間に大きな電位差が生じたとしても、玉軸受４０内に電流が流れることがなく、両軌道溝１１ａ，１２ａと玉１３の転動面に発生する電食を防止することができる。また、耐久性に優れ、ハイブリッド車駆動モータ用玉軸受として用いるのに好適な玉軸受４０を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態の玉軸受４０によれば、給油孔４５から供給される潤滑油は、図１２の矢印で示すように、絶縁スリーブ４１のテーパ面４４で玉軸受１０側に案内されるため、例え、玉軸受１０が高速回転で使用されてエアカーテン作用が発生したとしても、玉軸受１０内を貫通する油を十分に確保することができ、玉軸受１０の回転トルクの増加や焼付きの発生を防止することができる。
なお、その他の構成及び作用については、第１及び第２実施形態のものと同様である。
【００４９】
なお、図１２では、保持器が省略されているが、保持器としては、冠型保持器、波型プレス保持器などが使用可能である。冠型保持器の場合、リム部の向きは特に限定されないが、軸受を貫通する潤滑油量を考慮すると、リム部は給油孔側に配置される方が好ましい。また、本実施形態では、絶縁スリーブ４１は、外輪１１側に配置されているが、これに限定されず、内輪１２側に配置されていてもよく、或いは外輪１１及び内輪１２の両方に配置されていてもよい。
【００５０】
なお、本実施形態の第１変形例として、図１３に示すように、絶縁スリーブ４１のテーパ面４４に代えて、絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３の内周面に、回転軸２の給油孔４５に対向する段差部４６を設けるようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態の第２変形例として、図１４に示すように、絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３の軸方向厚さを厚くすると共に、冠型保持器１４のリム部１５の軸方向肉厚を厚くして、冠型保持器１４を玉軸受１０から軸方向外方に突出させる、或いは、回転中のガタツキによって冠型保持器１４を玉軸受１０から軸方向に突出させるようにしてもよい。
【００５２】
なお、本変形例では、冠型保持器１４のリム部１５は、回転軸２の給油孔４５の上方に位置させる。これにより、給油孔４５から供給される潤滑油は、リム部１５の内周面に当たり、軸受内に供給され易くなる。また、リム部１５の軸方向肉厚を厚く形成することによって、冠型保持器１４の強度が向上されるので、破損を防止することができる。なお、外輪１１及び内輪１２の軌道溝１１ａ，１２ａを、外輪１１及び内輪１２の軸方向中心位置より図１４の右側にオフセットして形成すれば、冠型保持器１４のリム部１５の軸方向肉厚を更に厚くすることが可能である。
【００５３】
また、本実施形態の第３変形例として、図１５に示すように、絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３を、更に径方向内方に延ばして、シール機能を持たせるようにしてもよい。また、本変形例では、絶縁スリーブ４１内に金属などからなる芯金４７が入れられており、穴付円板部４３が補強されている。また、本変形例では、絶縁スリーブ４１の外周面にＯリング４８，４８が配設されており、ハウジング１との間のクリープの発生が防止されている。さらに、本変形例では、絶縁スリーブ４１の外周角部に面取り部４９が形成されており、玉軸受４０のハウジング１への挿入性が向上されている。
【００５４】
なお、本変形例では、玉軸受４０の左側に絶縁スリーブ４１の穴付円板部４３が配置されているが、玉軸受４０の軸方向両側に配置されるようにしてもよい。
【００５５】
なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに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において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、玉軸受が内輪回転、外輪固定で使用される一般的な場合について説明したが、本発明は、内輪固定、外輪回転で使用される場合にも適用可能である。
また、上記各実施形態では、保持器は玉案内方式としたが、外輪案内、或いは、内輪案内であってもよい。
また、玉軸受は、深溝玉軸受、或いは、アンギュラ深溝玉軸受であってもよい。
また、上記各実施形態は、実施可能な範囲において組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ ハウジング
２ 回転軸
１０ 玉軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道溝
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道溝
１３ 玉
１４ 冠型保持器
１５ リム部
１６ 柱部
１７ ポケット部
１９ 開口部
２０ 切欠き部
２１ 遮蔽板(遮蔽部材)
２２ シールド板(遮蔽部材)
２３ 遮蔽板(遮蔽部材)
２４ テーパ面
２５ Ｒ面取り部
２６ 面取り部
Ｃ１ 外径側隙間
Ｃ２ 内径側隙間
３０ 玉軸受
３１ テーパ面
３２ テーパ面
Ｐ 軌道溝の軸方向中間位置
Ｑ 軸受の軸方向中間位置
４０ 玉軸受
４１ 絶縁スリーブ（絶縁層）
４２ 円環部
４３ 穴付円板部
４４ テーパ面（ガイド部）
４５ 給油孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、前記両軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉と、前記玉をポケット内に転動自在に収容する保持器と、を備え、油潤滑される玉軸受であって、
前記外輪及び内輪の両軌道溝の軸方向両側には、肩部がそれぞれ形成されており、軸方向一側の前記外輪及び内輪の少なくとも一方の肩部は、その軸方向端部から内部に向かって拡径されており、且つ、
前記軸方向一側における空間体積が、前記軸方向他側における空間体積より小さいことを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
前記軸方向一側の前記内輪の肩部外周面は、前記軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面を有し、
前記軸方向一側の前記外輪の肩部内周面は、前記軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面を有することを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
【請求項３】
前記両軌道溝は、軸受の軸方向中間位置に対して前記軸方向他側寄りにオフセットしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の玉軸受。
【請求項４】
前記保持器は、円環状のリム部が、前記軸方向一側に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項５】
前記保持器が、円環状のリム部と、前記リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部と、前記柱部間に形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部と、を有する冠型保持器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項６】
前記保持器が２点以上の樹脂注入ゲートを有する成形金型により製作されることを特徴とする請求項５に記載の玉軸受。
【請求項１】
内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、前記両軌道溝間に転動自在に配設された複数の玉と、前記玉をポケット内に転動自在に収容する保持器と、を備え、油潤滑される玉軸受であって、
前記外輪及び内輪の両軌道溝の軸方向両側には、肩部がそれぞれ形成されており、軸方向一側の前記外輪及び内輪の少なくとも一方の肩部は、その軸方向端部から内部に向かって拡径されており、且つ、
前記軸方向一側における空間体積が、前記軸方向他側における空間体積より小さいことを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
前記軸方向一側の前記内輪の肩部外周面は、前記軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面を有し、
前記軸方向一側の前記外輪の肩部内周面は、前記軸方向端部から内部に向かって拡径するように形成されるテーパ面を有することを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
【請求項３】
前記両軌道溝は、軸受の軸方向中間位置に対して前記軸方向他側寄りにオフセットしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の玉軸受。
【請求項４】
前記保持器は、円環状のリム部が、前記軸方向一側に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項５】
前記保持器が、円環状のリム部と、前記リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置され、軸方向に突出する柱部と、前記柱部間に形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部と、を有する冠型保持器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の玉軸受。
【請求項６】
前記保持器が２点以上の樹脂注入ゲートを有する成形金型により製作されることを特徴とする請求項５に記載の玉軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−２９２０３（Ｐ２０１３−２９２０３Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２１４７７（Ｐ２０１２−２２１４７７）
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【分割の表示】特願２００８−２８５２６３（Ｐ２００８−２８５２６３）の分割
【原出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【分割の表示】特願２００８−２８５２６３（Ｐ２００８−２８５２６３）の分割
【原出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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