JP2003247556A

JP2003247556A - 多点接触玉軸受及び自動車用プーリ

Info

Publication number: JP2003247556A
Application number: JP2002049641A
Authority: JP
Inventors: Masahito Taniguchi; 雅人谷口
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】モーメント荷重もしっかりと支持でき、高温
下で使用されても異常発熱及び潤滑剤劣化が生じない多
点接触玉軸受及び自動車用プーリを提供する。【解決手段】４点接触又は３点接触の多点接触玉軸受
１１において、内輪の接触楕円中心に潤滑剤を供給でき
るように内輪軌道のレスト角θ_iと外輪軌道のレスト角
θ_Oとを異ならせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルトによって駆
動されるカーエアコンコンプレッサ用電磁クラッチなど
の自動車補機や、ベルト式無段変速機などの、自動車用
プーリを支持するのに好適な多点接触玉軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁クラッチなどの自動車補機用プーリ
を軸受で支持した場合、プーリに掛け回されるベルトの
幅方向中心位置と軸受の軸方向中心位置とがずれている
場合がある。この場合、ベルトの張力は、軸受にラジア
ル荷重を与えると同時に、上記ずれ（オフセット）量に
比例したモーメント荷重を与える。モーメント荷重は、
支持軸に対してプーリを傾けるように作用する。ここ
で、プーリが大きく傾くと、ベルトが偏磨耗し、ベルト
早期破損の原因となる。また、電磁クラッチの場合に
は、プーリの変位や傾きが大きくなると、クラッチＯＦ
Ｆの状態に必要な、クラッチ部材間の一定の隙間が確保
されない。クラッチ部材間の隙間が大きくなると電磁ク
ラッチの動作不良が生じ、逆に隙間が小さくなると部材
の衝突や磨耗、異音発生などの不具合が生じる。したが
って、このような用途には、従来、剛性の高い複列アン
ギュラ玉軸受が用いられてきた。

【０００３】しかし、昨今、自動車のコンパクト化、コ
ストダウン化に対応するため、プーリ支持用軸受を単列
化する傾向がある。複列アンギュラ玉軸受は、単列玉軸
受に比べて幅寸法が大きいため、昨今の自動車に要求さ
れる省スペース化には適さない。また、複列アンギュラ
玉軸受は、構造上も大きさからも、単列玉軸受に比べて
コスト高になる。

【０００４】プーリ支持用単列軸受として、上記のよう
なプーリの変位や傾きを抑える必要から、モーメント剛
性の高い４点接触玉軸受や、３点接触玉軸受を使おうと
する動きがある（例えば、特開平１１−３３６７９５号
公報、特開平１１−２１０７６６号公報、特開２０００
−１２０６６８号公報等）。

【０００５】また、複列アンギュラ玉軸受を使用した際
に発生する異音抑制の観点から、４点接触玉軸受や３点
接触玉軸受を使おうとする動きもある（例えば、特開平
９−１１９５１０号公報、特開平９−１２６３０３号公
報、特開２０００−１７０７５２号公報等）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記４点接触
玉軸受や３点接触玉軸受では、特開平１１−２１０７６
６号公報で指摘されているように、転動体である玉と２
点で接触する軌道輪上において、玉と軌道間のスピン運
動によるすべりが大きく、過大な発熱、焼付き、磨耗な
どの問題が生じやすい。プーリ支持用軸受は自動車のエ
ンジン近傍で使用されるため、使用条件によっては、軸
受周囲の温度がかなりの高温になる。周囲が高温で、更
に軸受内部の発熱が高いとき、軸受内部の温度、特に玉
と内輪軌道との接触楕円内で、局所的に温度が著しく高
くなることが想定できる。この局所的な高温にさらされ
ることで、軸受内部の潤滑グリースが劣化し、潤滑不良
から最終的には軸受がロックしてしまう不具合が考えら
れる。高温下で使用されるプーリ支持用多点接触玉軸受
では、転がり疲れ寿命に到達する前に、グリースの劣化
による潤滑不良によって軸受の運転性能が損なわれてし
まう可能性が高い。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、モーメント荷重もしっかりと支持で
き、高温下で使用されても異常発熱及び潤滑剤劣化が生
じない多点接触玉軸受及び自動車用プーリを提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記構
成により達成される。（１）３点接触又は４点接触の多点接触玉軸受におい
て、内輪の接触楕円中心に潤滑剤を供給できるように内
輪軌道のレスト角と外輪軌道のレスト角とを異ならせた
ことを特徴とする多点接触玉軸受。（２）前記外輪軌道のレスト角を、前記内輪軌道のレ
スト角に１２°足した値以上にした前記（１）に記載の
多点接触玉軸受。（３）４点接触の多点接触玉軸受において、外輪軌道
のレスト角を内輪軌道のレスト角より小さくしたことを
特徴とする多点接触玉軸受。（４）前記外輪軌道のレスト角を、前記内輪軌道のレ
スト角から３°引いた値以下にした前記（１）又は
（３）に記載の多点接触玉軸受。（５）前記外輪軌道の溝曲率半径を玉径の５２％以下
にした前記（３）又は（４）に記載の多点接触玉軸受。（６）自動車用プーリを支持するのに用いられる前記
（１）〜（５）のいずれかに記載の多点接触玉軸受。（７）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の多点接
触玉軸受を使用した自動車用プーリ。

【０００９】上記構成によれば、内輪軌道のレスト角を
外輪軌道のレスト角と異なる値としたため、内輪軌道と
外輪軌道に対する玉の接触角に違いが生じる。遠心力に
より外輪軌道に集まってくる潤滑剤は玉と外輪の接触楕
円の両側に押しのけられるが、押しのけられた潤滑剤の
一部は玉に付着して、内輪軌道へと移動する。内輪軌道
の接触角と外輪軌道の接触角が異なるため、潤滑剤が多
く付着した玉表面が、内輪軌道と接触する。これによ
り、多くの潤滑剤を、すべりが大きくなる内輪軌道上の
接触楕円に供給することができる。本発明による玉軸受
は、玉と内輪の焼付きを防止し、高温下でも長時間の使
用に耐えることができる。また、プーリの変位や傾きを
小さく抑えることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
に基づいて詳細に説明する。図１は自動車用プーリの構
成を示す要部の拡大断面図である。この自動車用プーリ
１は、カーエアコンコンプレッサ用電磁クラッチに関す
るものである。この電磁クラッチは、車両走行用エンジ
ンに発生する回転動力を冷凍サイクルのコンプレッサに
伝達したり遮断したりするものである。図１に示すよう
に、コンプレッサハウジング２の中心から回転自在に突
出した駆動軸３の先端部に回転円盤４が設けられ、回転
円盤４の外周側には可撓部材５を介してアーマチュア６
が取り付けられている。駆動軸３の周囲を囲むようにし
て、コンプレッサハウジング２と一体に円筒軸２ａが突
出するように設けられ、その外周面に、多点接触玉軸受
の一例である４点接触玉軸受１１の内輪１２が固定され
ている。

【００１１】４点接触玉軸受１１の外輪１３には、ロー
タ７が外嵌されている。ロータ７の外周面には、プーリ
７ａが一体的に設けられている。プーリ７ａの外周面
に、想像線で示すようにベルト８が掛け回される。ロー
タ７のコンプレッサハウジング２側とは反対側の側面に
は、アーマチュア６と接触して摩擦力により回転力を伝
達する摩擦面７ｂが形成されている。ロータ７のコンプ
レッサハウジング２側の側面には凹所７ｄが設けられて
いる。凹所７ｄ内には、電磁コイル９が、ロータ７と接
触しないように収容されている。電磁コイル９は、コン
プレッサハウジング２に固定されている。

【００１２】電磁コイル９の非励磁時には、摩擦面７ｂ
とアーマチュア６との間に隙間Ｇがあいている。電磁コ
イル９に電流を流すと磁界が発生し、アーマチュア６が
可撓部材５の弾性に抗して電磁コイル９側に引き付けら
れ、摩擦面７ｂに押圧接触する。この結果、プーリ７ａ
の回転力がアーマチュア６、回転円盤４、駆動軸３を介
してコンプレッサを駆動するように伝達される。ベルト
８の幅方向中心位置αと、軸受１１の軸方向中心位置β
とは、オフセット量δでずれており、軸受１１にはモー
メント荷重が作用する。

【００１３】上記４点接触玉軸受１１は、図２に示すよ
うに、内輪１２と外輪１３との間に複数の玉１４を転動
自在に配設したものである。内輪１２の外径面には玉１
４との第一の接触点を提供する第一溝１２ａと、玉１４
との第二の接触点を提供する第二溝１２ｂとが設けら
れ、それらによって内輪軌道が形成されている。外輪１
３の内径面にも、玉１４との第一の接触点を提供する第
一溝１３ａと、玉１４との第二の接触点を提供する第二
溝１３ｂとが設けられ、それらによって外輪軌道が形成
されている。外輪軌道の断面形状は、玉１４とレスト角
θ_oで接触するゴシックアーチ形状にされ、軸受の軸方
向中心線βに対して対称な形状になっている。外輪１３
の第一溝１３ａの曲率半径と第二溝１３ｂの曲率半径と
は等しい（Ｒ_O）。なお、図２の左方に付した符号Ｄｐ
はピッチ円径を表し、Ｄａは玉１４の直径（玉径）を表
している。

【００１４】内輪軌道の断面形状は、玉１４とレスト角
θ_iで接触するゴシックアーチ形状にされ、軸受の軸方
向中心線βに対して対称な形状になっている。内輪１２
の第一溝１２ａの曲率半径と第二溝１２ｂの曲率半径と
は等しい（Ｒ_i）。内輪軌道１２のレスト角θ_iと、外輪
１３のレスト角θ_oとは異なる。

【００１５】玉１４は保持器１８によって転動自在に保
持されている。玉１４を挟む軸方向両側に、シール部材
１５，１５が設けられている。シール部材１５の外周部
は、外輪１３の内径面に設けられた係止溝１７に固定さ
れ、シール部材１５の内周部（リップ部）は、内輪の外
径面に設けられたシール溝１６の側面に接している。潤
滑方式としては、グリース潤滑を採用することができ
る。

【００１６】以上のような４点接触玉軸受１１を自動車
用プーリ１に用いることで、内輪１２の第一及び第二溝
１２ａ，１２ｂと玉１４との間にできる接触楕円内に潤
滑剤を十分量供給でき、接触楕円内での局所的な発熱を
抑えることができる。このため、玉と内輪との焼付きを
防止でき、高温下でも長時間の使用に耐えることができ
る。

【００１７】図３に、多点接触玉軸受の別の例として、
３点接触玉軸受２１を示す。図３に示すように、内輪１
２の外径面には第一溝１２ａと第二溝１２ｂとが設けら
れ、それらによって内輪軌道が形成されている。一方、
外輪１３の内径面には、単一の接触点で玉１４と接する
単一円弧形状の外輪軌道１３ｄが形成されている。他の
構成は、図２に示した玉軸受１１と同様とすることがで
きる。

【００１８】次に、電磁クラッチ（図１）用軸受を例と
して、発明の効果を説明する。電磁クラッチに用いられ
る４点接触玉軸受の運転状態を、計算機を用いた解析で
シミュレートした。解析手法には「４点接触玉軸受の性
能解析」（谷口、荒牧、正田；（社）日本トライボロジ
ー学会、トライボロジー会議１９９６年春東京講演
予稿集）に記載の方法を採用した。本解析によって計算
される軸受の摩擦トルクは、実験によるトルク測定結果
に一致することが報告されている。ここでは、計算によ
って得られる最大ＰＶ値に注目する。ＰＶ値は、玉と内
外輪軌道面の接触点における発熱や摩耗の指標として、
しばしば用いられるパラメータである（例えば特開平１
１−２１０７６６号公報など）。玉と軌道との接触点
は、実際には表面の弾性変形により、ヘルツの接触理論
において楕円形で表される領域をもつ面となる。ＰＶ値
は、この接触面内の面圧Ｐとすべり速度Ｖとの積であ
る。解析では、各玉と各軌道との接触面内において、Ｐ
Ｖ値を計算している。ＰＶ値に表面間のすべり摩擦係数
μを乗じた値μＰＶは、単位面積・単位時間当たりのす
べりによる摩擦損失（＝発熱）である。

【００１９】図４に示すような、内輪軌道及び外輪軌道
の双方を軸方向中心線βに対称なゴシックアーチ形状に
された従来品の４点接触玉軸受に、ラジアル荷重１００
０Ｎを負荷した際の、ラジアル負荷位置にある玉の各接
触点における最大ＰＶ値を計算機によって解析した。こ
の４点接触玉軸受５１は、内輪５２の第一溝及び第二溝
のレスト角（θ）と、外輪５３の第一溝及び第二溝のレ
スト角（θ）とが、全て等しくなっている。溝曲率半径
は、外輪軌道では玉径の５３％、内輪軌道では玉径の５
１．５％とした。図５に示すように、ラジアル荷重は、
軸受中心から軸方向に４．３５ｍｍずれた（オフセッ
ト）位置に負荷されるものとした。解析に用いた基準条
件を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１の条件では、図５に示す位置にある玉
はゴシックアーチ形状を持つ内外輪軌道と計４点で接触
しており、他の位置にある玉に比べて玉荷重が大きく、
発熱量も最大になる。解析結果を図６に示す。図６に示
すように、外輪５３にかかるラジアル荷重の位置（オフ
セット）に近い側の内輪軌道（第一溝）上のＰＶ値が、
他の接触点に比べて大きくなった。

【００２２】高温になる自動車のエンジンルームで使用
される電磁クラッチ用軸受では、周囲の温度が高い上
に、このような接触部の局所的なすべり発熱による温度
上昇が加わることから、玉と軌道の表面に焼付きを生
じ、不具合に至る可能性がある。このような焼付きを防
止するためには、発熱部となる玉と軌道の接触部に十分
な量の潤滑剤を供給し、潤滑油膜によって２表面を分
離、保護することが必要と考えられる。

【００２３】電磁クラッチ用軸受は、外輪回転で運転さ
れ、潤滑剤としてグリースが用いられる。グリースは軸
受の組立工程で軸受内部の空間に注入され、外部へ漏れ
出すことがないよう、シールにより密封される。運転の
初期段階では、グリースは軸受内部に平均的に分布し、
玉と軌道、保持器またはシールと軌道間の潤滑に効果を
発揮する。しかし、やがて、密封されたグリースの一部
は、シールの裏側など、接触部から離れた場所に留まる
ようになる。また、軌道上のグリースは、玉が通過する
部分から押しのけられ、グリースからしみ出た基油成分
が玉と軌道の接触部に潤滑油膜を作るようになる。

【００２４】電磁クラッチ用軸受など高速回転する軸受
では、潤滑に寄与する一部のグリースや、グリースから
しみ出た基油が、玉及び保持器の回転や軌道の回転に伴
う遠心力の働きで、外輪軌道に向かって流動すると考え
られる。この作用によって、外輪軌道上には、新しい潤
滑剤（グリース又は基油）が常に供給される。結果とし
て、外輪上では、比較的多くの潤滑剤が存在し、これが
外輪と玉間の潤滑に用いられることと、図６に示したよ
うに接触点のすべり（ＰＶ値）が小さく発熱が少ないこ
とから、焼付きの危険性は小さいと考えられる。

【００２５】これに対し内輪の軌道上では、遠心力によ
る潤滑剤の供給は期待できない。したがって、当初封入
されたグリースが軌道から押しのけられた後は、外輪軌
道から、玉に付着したグリース（または基油）が内輪に
転写されることによってのみ、内輪に新しい潤滑剤が供
給される。発熱が大きい上に、潤滑剤の供給も少ないた
め、内輪軌道上では焼付きの危険性が高い。

【００２６】例えば、玉と内輪、玉と外輪が同じ接触角
を持ち、玉の自転軸（図５参照）が軸受回転軸と平行な
場合、玉表面の一部、同一円周上の部分が、内輪、外輪
の両方に接触する。このとき、外輪軌道にあった潤滑剤
は、一部が潤滑油膜となるが、残りは玉との接触により
接触楕円の両側に押しのけられる。玉の表面でも同じ事
が起こるため、外輪との接触部を通過した玉表面には、
潤滑油膜として使われたわずかな潤滑剤が付着している
だけになる。内外輪の接触角が同じときは、玉表面の同
じ部分が、今度は内輪と接触する。内輪軌道に潤滑剤が
乏しい場合、玉表面に残された微量の油のみが接触部の
潤滑に用いられるため、潤滑不足から焼付きの危険性が
高くなることが考えられる。

【００２７】このように、玉と内外輪の接触角は、軸受
の焼付きに対する耐久性に大きな影響を及ぼすと考えら
れる。しかし、軸受運転時の接触角は、運転条件（荷
重、回転数）や軸受すきまなどの影響によって変化す
る。また、機械に組み込まれて運転している軸受の接触
角を実際に測定することも難しい。したがって、単純に
接触角の大きさを議論することは実用的ではない。そこ
で、本発明では、軸受運転時の接触角と密接な関係があ
り、また、測定も容易なレスト角に着目する。４点接触
玉軸受のレスト角は、静止状態において、内輪または外
輪それぞれにある２つの溝の双方に玉を接触させたとき
の接触角として定義される。

【００２８】そこで、内輪のレスト角（θ_i）を一定に
保ち（第一溝、第二溝とも２０°）、外輪のレスト角
（θ_O）を変えて計算を行った。外輪の第一溝、第二溝
のレスト角は同じ（外輪軌道は対称）としたまま、レス
ト角の大きさを変化させた。ラジアル荷重位置にある玉
について、内外輪軌道との接触楕円（接触角と楕円端
部）の位置を計算した。結果を図７に示す。図７の横軸
は外輪軌道のレスト角を示す。外輪レスト角以外の条件
は表１に従う。ラジアル荷重のオフセット量は軸受ピッ
チ径の１０％とした。

【００２９】また、ラジアル荷重のオフセット量を軸受
ピッチ径の２０％とした場合についても、同様の計算を
行った。結果を図８に示す。オフセット量以外の条件は
図７のときと共通である。

【００３０】外輪軌道の接触楕円の範囲は、図７、図８
の斜線部で表される。外輪のレスト角が大きくなるにつ
れて、接触角が大きくなり、接触楕円の位置も溝底側か
ら溝肩部に向かって（軌道内側から外側に向かって）移
動することがわかる。一方、今回の計算条件では内輪の
レスト角を２０°一定としたため、外輪レスト角の大小
に関わらず、内輪軌道上には、接触角２１〜２２°付近
を中心とする接触楕円が形成される。グラフの縦軸は、
玉表面が外輪第一溝、内輪第一溝と接触する位置を、図
５に示す角度αｏ、αｉで表したものであるともいえ
る。計算より、高速回転する自動車プーリ用軸受では、
玉の自転軸は、ほぼ回転軸と平行であることがわかって
いるので、αｏとαｉが同じときは、玉表面上の同じ位
置が外輪、内輪の両方に接触することを意味する。

【００３１】玉表面のうち、外輪軌道と接触した部分
（図７、図８の斜線部分）では、グリースなどの潤滑剤
は、接触部の油膜として用いられた一部を除き、掻き取
られてしまう。外輪軌道と内輪軌道のレスト角が接近し
ている、もしくは等しい場合、それぞれの軌道と玉との
接触角もほぼ等しい値となる。このとき、内輪軌道に接
触する玉の表面は、直前に同じ場所が外輪軌道と接触し
ているため、潤滑剤がほとんど付着しておらず、内輪軌
道と玉の接触部に十分な潤滑剤を供給することができな
い。この理由から、外輪軌道と内輪軌道のレスト角がほ
ぼ同じである場合には、すべりの大きな内輪軌道上の接
触点が潤滑不足の状態となり、焼付きに至る危険性が高
い。

【００３２】一方、玉表面のうち外輪軌道と接触した範
囲の外側の部分には、接触によって押しのけられた潤滑
剤が多く付着することになる。この玉表面に付着した潤
滑剤が玉の自転によって内輪側へと移動し、内輪と玉間
の接触部を潤滑することができれば、発熱の大きい内輪
第一溝上の焼付きを防ぐ効果が期待できる。

【００３３】接触部の入口側では、潤滑剤の流れをせき
止める効果があり、せき止められた潤滑剤は楕円の縁に
沿って流れることから、接触楕円の中心に潤滑剤を供給
すれば、接触楕円全体に潤滑剤をいきわたらせることが
できる。玉表面では、外輪との接触域（図７、図８の斜
線部）の外側に潤滑剤が多く存在する。この部分が、玉
と内輪の接触楕円の中心になれば、多くの潤滑剤を接触
部全体に供給することができる。内外輪のレスト角に違
いをもたせることにより、内輪の接触楕円中心に潤滑剤
を供給することができる。これは、図７では、外輪のレ
スト角を１５°以下または３２°以上とすることに相当
する。図８の条件では、外輪のレスト角を１７°以下ま
たは３３°以上とすることによって、内輪軌道上の接触
中心に多くの潤滑剤を供給でき、接触部全体を効果的に
潤滑することができる。

【００３４】以上の効果は、内輪のレスト角を２０°に
固定した場合の計算結果から見出された。内輪のレスト
角が異なる場合でも、同様に、内外輪のレスト角に違い
を持たせることにより、グリースや基油を内輪軌道に供
給することができる。その場合、内輪レスト角２０°の
ときと同様に、好ましくは、θ_O≦θ_i−３°またはθ _O
≧θ_i＋１２°とする。さらに好ましくはθ_O≦θ_i−５
°またはθ_O≧θ_i＋１３°とすることによって、発熱が
大きい内輪軌道に、効果的に潤滑剤を供給することがで
きる。

【００３５】軸受回転に伴う遠心力の作用により、グリ
ースやグリースからしみ出した基油などの潤滑剤は、外
輪軌道の溝底へ向かって移動する。このため、外輪溝底
付近には、グリース（または基油）溜まりが形成される
傾向があると考えられる。外輪溝底の潤滑剤を内輪軌道
の潤滑に利用するためには、外輪の接触楕円を溝底付近
に形成し、潤滑剤をかきとって、玉表面に付着させると
よい。外輪レスト角を小さくすると、外輪の接触角も小
さくなる。したがって、内外輪のレスト角に違いをもた
せる場合、外輪レスト角を内輪レスト角より小さくする
こと（θ_O＜θ_i）がより好ましい。この場合も、好まし
くはθ_O≦θ_i−３°、さらに好ましくはθ_O≦θ_i−５°
とすることによって、より効果的に、発熱が大きい内輪
軌道に潤滑剤を供給することができる。

【００３６】なお、外輪軌道のレスト角θ_Oを小さくす
ると、軸方向の軸受剛性が低下する。図９にθ_Oの変化
に伴うプーリ外径の軸方向変位の計算結果を示す。ここ
でプーリ外径の軸方向変位とは、軸受内外輪の相対傾き
に伴うプーリ外径位置（φ１１０ｍｍ）の軸方向変位
に、内外輪の軸方向相対変位を加えた値である。外輪レ
スト角θ_Oを小さくするとプーリ外径の軸方向変位は大
きくなる。プーリの変位が大きいと、ベルトとの干渉か
ら、ベルトの偏磨耗や異常発熱、早期破断などの不具合
に至る可能性がある。特に、電磁クラッチ用プーリの場
合は、クラッチＯＦＦ時のクラッチ板の接触、磨耗や、
クラッチの動作不良を引き起こすおそれがある。このた
め、プーリの軸方向変位を小さく抑えることが求められ
る。

【００３７】軸受の溝曲率半径を小さくすることは、プ
ーリの軸方向変位を抑えるために有効である。外輪軌道
のレスト角を小さくしたときには、外輪の溝曲率半径を
小さくすると良い。例えば、θ_iその他を表１の基準条
件とし、θ_Oを１７°（θ_O＝θ_i−３°）として潤滑性
の向上を図った場合、さらに外輪の溝曲率半径Ｒ_Oを変
えることにより、プーリの軸方向変位は図１０のように
変化する。プーリの軸方向変位を表１の基準条件下での
値（図９でθ_O＝２０°のときの値）よりも小さく抑え
るには、好ましくは外輪の溝曲率半径Ｒ_Oを玉径の５２
％以下、さらに好ましくは５１．５％以下とすることが
有効である。なお、外輪の溝曲率半径を小さくすると、
接触楕円内部のスピンすべりが増加する。外輪軌道上の
過大な局所的発熱を抑えるためには、Ｒ_Oは玉径の５
０．５％以上とすることが好ましい。

【００３８】また、外輪または内輪のうち一方の断面を
単一円弧形状などの形状として玉と１点で接触させ、残
る内輪または外輪とは２点で接触させる形式の３点接触
玉軸受は、玉と１点で接触する軌道のレスト角が０°で
あるのに対して、残る一方の軌道輪のレスト角は０°よ
り大きい値を持つため、内外輪に違いを持たせた軸受に
相当する。この場合も、４点接触玉軸受と同様、外輪が
玉と１点でのみ接触する場合（θ_O＝０°）は、好まし
くは３°≦θ_i、さらに好ましくは５°≦θ_iとすること
によって、また、内輪が玉と１点でのみ接触する場合
（θ_i＝０°）は、θ_O≧１２°、さらに好ましくはθ_O
≧１３°とすることによって、発熱が大きい内輪軌道
に、効果的に潤滑剤を供給することができる。さらに、
遠心力の作用によって外輪溝底に集まる潤滑剤を有効に
利用するためには、外輪が玉と１点でのみ接触する３点
接触玉軸受が好ましい。

【００３９】ただし、一般に３点接触玉軸受は４点接触
玉軸受に比べ、軸方向の剛性が低いという欠点がある。
３点接触玉軸受においてすべりを抑えながら軸方向剛性
を得るためには、特開平１１−２１０７６６号公報記載
のように、玉と１点のみで接触する軌道の断面形状を単
一円弧としたとき、円弧溝の曲率半径を玉径の５０．３
％以上、５３．３％以下とすることが好ましい。

【００４０】なお、ここでは、カーエアコンのコンプレ
ッサに用いられる電磁クラッチ用のプーリについて本発
明の実施形態を示したが、同様に大きなラジアル荷重
（オフセットを伴う場合を含む）を支持し、かつ軸方向
の位置決め精度（剛性）が必要とされる用途に４点また
は３点接触玉軸受を使用する場合には、本発明は有効で
ある。このような用途の例としては、電磁クラッチを用
いないカーエアコンの可変容量コンプレッサ用プーリ、
カーエアコン以外の電磁クラッチ用プーリなどを含む自
動車用プーリ支持軸受や、ベルト式無段変速機のプーリ
支持軸受などが挙げられる。

【００４１】また、内輪回転で運転される軸受でも、遠
心力の作用により、高速回転する内輪上の潤滑剤は周囲
に飛散するため、内輪軌道上の接触点が潤滑不良になる
危険性が高い。したがって、内輪回転で運転される軸受
についても、本発明を適用することによって、同様に、
内輪軌道の接触点に潤滑剤を供給し、耐焼付き性に優れ
た多点接触玉軸受を提供することができる。

【００４２】さらに、ここでは、グリース潤滑される軸
受について本発明の実施形態を示したが、油によって潤
滑される軸受についても、本発明を適用することによっ
て、同様に内輪軌道の接触点に潤滑油を供給し、耐焼付
き性に優れた多点接触玉軸受とすることができる。な
お、４点接触玉軸受および３点接触玉軸受で、玉と２点
で接触することができる軌道輪の断面形状が、歪円やＶ
字溝などのゴシックアーチ以外の形状であっても、本発
明を適用できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る多点
接触玉軸受によれば、内輪のレスト角と外輪のレスト角
に違いを持たせているため、局所的な発熱が大きい内輪
軌道の接触点に潤滑剤を供給でき、高温下でも耐久性に
優れた多点接触玉軸受を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一つである単列４点接触玉
軸受を、電磁クラッチのプーリ支持に使用した例の部分
断面図である。

【図２】本発明の実施形態の一つである単列４点接触玉
軸受の断面図である。

【図３】本発明の実施形態の一つである単列３点接触玉
軸受の断面図である。

【図４】従来の、レスト角が全て等しい単列４点接触玉
軸受の断面図である。

【図５】玉と軌道との接触位置を示す断面図である。

【図６】従来の対称な軌道溝をもつ単列４点接触玉軸受
にオフセットのあるラジアル荷重を負荷した際の、ラジ
アル負荷位置にある玉の接触点における最大ＰＶ値を計
算機によって解析した結果を示すグラフである。

【図７】外輪軌道のレスト角を変化させた場合の、玉と
外輪第一溝、内輪第一溝との接触範囲を計算機によって
解析した結果を示すグラフである。

【図８】外輪軌道のレスト角を変化させた場合の、玉と
外輪第一溝、内輪第一溝との接触範囲を計算機によって
解析した結果を示すグラフである（オフセット量が大き
い場合）。

【図９】外輪軌道のレスト角を変化させた場合の、プー
リ外径部の軸方向移動量を計算機によって解析した結果
を示すグラフである。

【図１０】外輪軌道の溝曲率半径を変化させた場合の、
プーリ外径部の軸方向移動量を計算機によって解析した
結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１自動車用プーリ７ａプーリ８ベルト１１，２１４点接触玉軸受（多点接触玉
軸受）１２内輪１２ａ第一溝１２ｂ第二溝１３外輪１４玉 θ_i 内輪軌道のレスト角 θ_O 外輪軌道のレスト角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３点接触又は４点接触の多点接触玉軸受
において、内輪の接触楕円中心に潤滑剤を供給できるよ
うに内輪軌道のレスト角と外輪軌道のレスト角とを異な
らせたことを特徴とする多点接触玉軸受。
【請求項２】前記外輪軌道のレスト角を、前記内輪軌
道のレスト角に１２°足した値以上にした請求項１に記
載の多点接触玉軸受。
【請求項３】４点接触の多点接触玉軸受において、外
輪軌道のレスト角を内輪軌道のレスト角より小さくした
ことを特徴とする多点接触玉軸受。
【請求項４】前記外輪軌道のレスト角を、前記内輪軌
道のレスト角から３°引いた値以下にした請求項１又は
３に記載の多点接触玉軸受。
【請求項５】前記外輪軌道の溝曲率半径を玉径の５２
％以下にした請求項３又は４に記載の多点接触玉軸受。
【請求項６】自動車用プーリを支持するのに用いられ
る請求項１〜５のいずれかに記載の多点接触玉軸受。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかに記載の多点接
触玉軸受を使用した自動車用プーリ。