JP2003074563A - ４点接触玉軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱性に優れて焼き付きが生じにくく、か
つ、剥離も起こりにくい４点接触玉軸受を提供すること
にある。 【解決手段】 内輪１の軌道溝１１の溝曲率半径を玉の
直径の５０.５%〜５３.５%に設定すると共に、外輪２の
軌道溝１２の溝曲率半径を上記内輪１の軌道溝１１の溝
曲率半径よりも玉３の直径の２%〜６%大きく設定する。
これにより、内輪１の軌道溝１１の面圧と外輪２の軌道
溝１２の面圧をバランスさせて、剥離寿命の低下を防ぐ
ことができる。また、外輪２の軌道溝１２の溝曲率半径
が内輪１の軌道溝１１の溝曲率半径よりも大きいので、
玉３と外輪２の軌道溝１２とのすべりが小さくなって、
発熱も小さくできる。また、玉３と外輪２の軌道面１２
との間にできる隙間１３が大きくなって、放熱性が良く
なって、焼き付きが生じにくい。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車用
エアコンディショナーの電磁クラッチやプーリー等に使
用される４点接触玉軸受に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の４点接触玉軸受として
は、外輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の直径の５２％に設
定すると共に、内輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の直径の
５２％に設定して、玉と軌道溝との接触楕円を大きくし
て、耐モーメント性および剥離を防止するようにしてい
る。この４点接触玉軸受は、軽量、コンパクト、低コス
トという利点を有する。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
４点接触玉軸受では、外輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の
直径の５２％に設定すると共に、内輪の軌道溝の溝曲率
半径を玉の直径の５２％に設定しているため、玉と内輪
および外輪の軌道溝との接触面積が大きくなって、すべ
りにともなう発熱が生じて、焼き付きが生じやすいとい
う問題があった。特に、上記４点接触玉軸受を自動車用
のエアコンのプーリー軸受や電磁クラッチ等として使用
する場合、コンプレッサのボスより内輪に熱が伝わって
くるため、内輪の温度は高くなろうとするが、外輪の温
度を下げると、放熱性がよくなる。そこで、如何に外輪
の放熱性を良くするかが、焼き付きを防止させる上での
ポイントである。 【０００４】また、従来例のように外輪の溝曲率半径と
内輪の溝曲率半径を玉の直径の５２％と同じにすると、
上記内輪の軌道溝の軸に直交する断面の形状が玉に対し
て凸であるのに対し、上記外輪の軸に直交する断面の形
状が玉に対して凹であるため、外輪の軌道溝の面圧より
内輪の軌道溝の面圧のほうが大きくなって、面圧がアン
バランスになり、剥離寿命が低下するという問題もあっ
た。 【０００５】そこで、本発明の目的は、放熱性に優れて
焼き付きが生じにくく、かつ、剥離も起こりにくい４点
接触玉軸受を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の４点接触玉軸受は、玉が内輪の軌
道溝に２点で接触すると共に、外輪の軌道溝に２点で接
触する４点接触玉軸受において、上記内輪の軌道溝の溝
曲率半径を玉の直径の５０.５%〜５３.５%に設定すると
共に、上記外輪の軌道溝の溝曲率半径を上記内輪の軌道
溝の溝曲率半径よりも上記玉の直径の２%〜６%大きく設
定したことを特徴としている。 【０００７】上記構成によれば、上記内輪の軌道溝の溝
曲率半径を玉の直径の５０.５%以上にしたから、内輪の
軌道溝と玉との接触面積が過大にならないので、玉と内
輪の軌道溝とのすべりが過大になることもない。また、
上記内輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の直径の５３.５%以
下にしたから、玉と内輪の軌道溝との面圧が過大になる
ことはなく、剥離が起こりにくい。 【０００８】また、上記外輪の軌道溝の溝曲率半径を上
記内輪の軌道溝の溝曲率半径よりも上記玉の直径の２%
〜６%大きく設定しているので、つまり玉の直径の５２.
５（＝５０.５＋２）%から玉の直径の５９.５（＝５３.
５＋６）%にしているので、軸直交断面が凸になる内輪
の軌道溝と、軸直交断面が凹になる外輪の軌道溝との面
圧をバランスさせて、剥離を生じにくくすることができ
る。 【０００９】さらに、上記外輪の軌道溝の溝曲率半径が
上記内輪の軌道溝の溝曲率半径よりも上記玉の直径の２
%〜６%大きく設定されているので、玉と外輪の軌道溝と
の接触楕円が小さくなって、上記玉と外輪の軌道溝との
すべりが少なくなって、すべりによる昇温が軽減され
る。 【００１０】また、上記外輪の軌道溝の溝曲率半径が上
記内輪の軌道溝の溝曲率半径よりも上記玉の直径の２%
〜６%大きく設定されているので、上記外輪の軌道溝
と、上記玉との間に出来る隙間が大きくなって、上記玉
と上記外輪の軌道溝との放熱性が向上して、上記外輪、
および上記玉、ひいては内輪の昇温を小さくすることが
できる。 【００１１】また、上記外輪の軌道溝曲率半径が玉の直
径の５９.５（＝５３.５＋６）%以下であるので、外輪
の軌道と玉との接触面圧が過小にならなくて、剥離寿命
が短くなることはない。 【００１２】特に、上記４点接触玉軸受をエアコンのプ
ーリー軸受や電磁クラッチ等として使用している場合、
エアコンからの熱が内輪に伝わって、内輪が高温になろ
うとする。しかし、上記外輪の軌道溝の溝曲率半径が玉
の直径の５２.５（＝５０.５＋２）%〜５９.５（＝５
３.５＋６）%と従来に比べて大きいため、玉と外輪の軌
道溝との接触面積が小さくて、すべりが生じにくく、か
つ、外輪と玉との間の隙間が大きくなる。そのため、上
記４点接触玉軸受の外輪側から効果的に放熱される。し
たがって、この４点接触玉軸受は焼き付きが生じにく
く、寿命が長くなる。 【００１３】 【発明の実施の形態】図１は、本発明の４点接触玉軸受
の実施形態の断面図である。この実施形態では、内輪１
の軌道溝１１と外輪２の軌道溝１２との間に複数の玉
３、３、・・・を周方向に所定の間隔を隔てて配列し、こ
の玉３、３、・・・を保持器５で保持している。上記外輪
２の軸方向の両端部にはシール部材６、６を固定し、こ
のシール部材６、６のシールリップ７、７は内輪１の軸
方向両端に形成された窪みに摺接している。 【００１４】上記内輪１の軌道溝１１は、上記玉３の中
心Ｐ０を通る軸受の径方向の平面Ｃよりも図１中左側の
左側部分１１Ｂと、上記平面Ｃよりも右側の右側部分１
１Ａとからなっている。そして、上記左側部分１１Ｂは
上記玉３と点Ｐ３で接触し、上記右側部分１１Ａは上記
玉３と点Ｐ４で接触している。上記内輪１の軌道溝１１
は、左側部分１１Ｂ、右側部分１１Ａとも、上記玉３の
直径の５２%の曲率半径を有している。 【００１５】一方、上記外輪２の軌道溝１２も、上記玉
３の中心Ｐ０を通る軸受の径方向の平面Ｃよりも図１中
左側の左側部分１２Ｂと、上記平面Ｃよりも右側の右側
部分１２Ａとからなっている。そして、上記左側部分１
２Ｂは上記玉３と点Ｐ１で接触し、上記右側部分１２Ａ
は上記玉３と点Ｐ２で接触している。上記外輪２の軌道
溝１２は、上記左側部分１２Ａ、上記右側部分１２Ｂと
も、上記玉３の直径の５６%の曲率半径を有している。 【００１６】このように、上記外輪２の軌道溝１２の左
側部分１２Ａおよび右側部分１２Ｂの曲率半径を玉３の
直径の５６％にしているため、上記軌道溝１２と上記玉
３の外面との間に大きな隙間１３が形成される。つま
り、上記外輪２の軌道溝１２の曲率半径を上記内輪１の
軌道溝１１の曲率半径よりも大きくしているため、上記
隙間１３は内輪１の軌道溝１１と上記玉３の内面との間
に出来る隙間に比べて大きくなっている。 【００１７】なお、上記玉３と上記軌道溝１１Ｂとの接
触角θ２は上記玉３と上記軌道溝１１Ａとの接触角と同
じにしている。また、上記玉３と上記軌道溝１２Ａとの
接触角θ１は上記玉３と上記軌道溝１２Ｂとの接触角と
同じにしている。 【００１８】この実施形態の４点接触玉軸受によれば上
記内輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の直径の５２％とし、
上記内輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の直径の５０.５%以
上にしたから、内輪の軌道溝と玉との接触面積が過大に
ならないので、玉と内輪の軌道溝とのすべりが過大にな
ることもない。 【００１９】また、上記内輪の軌道溝の溝曲率半径を玉
の直径の５２％とし、上記内輪の軌道溝の溝曲率半径を
玉の直径の５３.５%以下にしたから、玉と内輪の軌道溝
との面圧が過大になることはなく、剥離も起こりにく
い。 【００２０】また、上記外輪の軌道溝の溝曲率半径を５
６％にし、上記内輪の軌道溝の溝曲率半径５２%より
も、上記玉３の直径の４%大きくしたので、外輪の軌道
溝の面圧より、内輪の軌道溝の面圧が大きくなることは
なく、内輪の軌道溝と外輪の軌道溝との面圧をバランス
させて、剥離を生じにくくすることができる。 【００２１】また、上記外輪２の軌道溝１２の溝曲率半
径を上記玉３の直径の５６.０%としているので、上記玉
３と上記外輪２の軌道溝１２との接触楕円が小さくなっ
て、上記玉３と上記外輪２の軌道溝１２とのすべりが少
なくなって、すべりによる昇温が軽減される。 【００２２】また、上記外輪２の軌道溝１２の溝曲率半
径を上記玉３の直径の５６.０%にしているので、従来例
にくらべて曲率が小さい上記外輪２の軌道溝１２と、上
記玉３との間に出来る隙間１３が大きくなって、上記玉
３と上記外輪２の軌道溝１２との放熱性が向上して、上
記外輪２および上記玉３、ひいては内輪１の昇温を小さ
くすることができる。特に、上記４点接触玉軸受をエア
コンのプーリー軸受や電磁クラッチ等として使用する場
合、エアコンのコンプレッサのボスからの熱が内輪１に
伝わって、内輪１が高温になろうとする。しかし、上記
外輪２の軌道溝１２の溝曲率半径が上記玉３の直径の５
６%であって従来に比べて大きいため、上記玉３と上記
外輪２の軌道溝１２との接触面積が小さくて、すべりが
生じにくく、かつ、上記外輪２と上記玉３との間の隙間
１３が大きくなる。そのため、上記４点接触玉軸受の外
輪２の温度が低くなって外輪２側から効果的に放熱され
る。したがって、この４点接触玉軸受は焼き付きが生じ
にくく、寿命が長くなる。 【００２３】尚、上記実施形態では、上記内輪１の軌道
溝１１の曲率半径を上記玉３の直径の５２％とし、上記
外輪２の軌道溝１２の曲率半径を上記玉３の直径の５６
％としたが、上記内輪１の軌道溝１１の溝曲率半径を玉
の直径の５０.５%〜５３.５%に設定すると共に、上記外
輪２の軌道溝１２の溝曲率半径を上記内輪１の軌道溝１
１の溝曲率半径よりも上記玉３の直径の２%〜６%大きく
設定すれば、同様の効果を得ることができる。 【００２４】 【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の４点接触玉軸受によれば、上記内輪の軌道溝の溝曲
率半径を玉の直径の５０.５%以上にしたから、内輪の軌
道溝と玉との接触面積が過大にならないので、玉と内輪
の軌道溝とのすべりが過大になることもない。 【００２５】また、請求項１の発明の４点接触玉軸受に
よれば、上記内輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の直径の５
３.５%以下にしたから、玉と内輪の軌道溝との面圧が過
大になることはなく、玉と内輪の軌道面との面圧による
剥離も起こりにくい。 【００２６】また、請求項１の発明の４点接触玉軸受に
よれば、上記外輪の軌道溝の溝曲率半径が上記内輪の軌
道溝の溝曲率半径よりも上記玉の直径の２%〜６%大きく
設定したので、従来例のように内輪の軌道溝の溝曲率半
径が外輪の軌道溝の溝曲率半径と同じに設定されて面圧
がアンバランスになる場合とは異なり、内輪の軌道溝と
外輪の軌道溝との面圧をバランスさせて、剥離を生じに
くくすることができる。 【００２７】また、請求項１の発明の４点接触玉軸受に
よれば、内輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の直径の５０.
５%〜５３.５%に設定すると共に、外輪の軌道溝の溝曲
率半径を内輪の軌道溝の溝曲率半径よりも玉の直径の２
%〜６%大きく設定したので、玉と外輪の軌道溝との接触
楕円が小さくなって、上記玉と外輪の軌道溝とのすべり
が少なくなって、すべりによる昇温が軽減される。 【００２８】また、請求項１の発明の４点接触玉軸受に
よれば、内輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の直径の５０.
５%〜５３.５%に設定すると共に、外輪の軌道溝の溝曲
率半径を内輪の軌道溝の溝曲率半径よりも玉の直径の２
%〜６%大きく設定したので、上記外輪の軌道溝と、上記
玉との間に出来る隙間が大きくなって、上記玉と上記外
輪軌道溝との放熱性が向上し、上記外輪軌道溝および玉
の昇温を小さくすることができる。 【００２９】また、請求項１の発明の４点接触玉軸受に
よれば、上記外輪の軌道溝曲率半径は玉径の５９.５%以
下であるので、外輪の軌道と玉の接触面圧が過小になら
なくて、剥離寿命が短くなることはない。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の実施形態の４点接触玉軸受の断面図
である。 【符号の説明】 １ 内輪、 ２ 外輪、 ３ 玉、 １１,１２ 軌道溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】玉が内輪の軌道溝に２点で接触すると共
   に、外輪の軌道溝に２点で接触する４点接触玉軸受にお
   いて、 上記内輪の軌道溝の溝曲率半径を玉の直径の５０.５%〜
   ５３.５%に設定すると共に、上記外輪の軌道溝の溝曲率
   半径を上記内輪の軌道溝の溝曲率半径よりも上記玉の直
   径の２%〜６%大きく設定したことを特徴とする４点接触
   玉軸受。