JP2009156423A - 深溝玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑不足になりやすい箇所、特に玉と保持器の摺動部に確実に潤滑油を保持しておくことができ、高速回転時にも軸受寿命の長期化を図ることのできる深溝玉軸受を提供する。
【解決手段】深溝玉軸受は、内輪１と、外輪２と、玉３と、冠型保持器４とを有し、外部の任意の方向から潤滑油が供給される油浴環境または軸方向の一方側から潤滑油が供給されて他方側から排出される強制潤滑環境の下で使用される。外輪２と内輪１の軸方向両端部には環状の油溜板５が配置され、該各油溜板５が外輪側に固定された状態で内輪１の肩部１ｂに接近するよう延びており、該各油溜板５の内周部と内輪１の外周部との間に、潤滑油が軸受内部と軸受外部の間で流入出する環状の開口部１０が確保されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、深溝玉軸受に関し、特に自動車のトランスミッション等の高速回転で使用される深溝玉軸受に関するものである。

従来の冠型保持器を備えた深溝玉軸受は、図１７に示すように、外周面に内輪軌道溝１０１ａを有する内輪１０１と、内周面に外輪軌道溝１０２ａを有する外輪１０２と、内輪軌道溝１０１ａと外輪軌道溝１０２ａとの間に転動自在に配置された複数の玉１０３と、円環部１０４ａ及び該円環部１０４ａの片方の軸方向端面に突設され、先端に爪部を備えた柱部１０４ｂを有し、該柱部１０４ｂ間に形成された球面ポケット１０４ｃに玉１０３を収容する樹脂製の冠型保持器１０４と、を有する。玉１０３は、冠型保持器１０４によって円周方向に所定の間隔で保持され、保持器１０４と共に公転する。

このような深溝玉軸受は、例えば、自動車の変速機等の回転部に使用される場合、ポンプ等で潤滑油を供給する強制潤滑方式で使用されることが多く、潤滑油は軸受の内部を軸方向に貫通して流れ、変速機ユニット内を循環している。

ところで、この深溝玉軸受を高速回転させると、遠心力により、冠型保持器１０４の円環部１０４ａを捩れ軸として、柱部１０４ｂが外径側に開くため、冠型保持器１０４の球面ポケット１０４ｃの内径側と玉１０３との接触面圧が増大し、ポケット１０４ｃの内径側が摩耗し発熱が大きくなるという問題が発生する。

また、ポケット１０４ｃの内径側の摩耗が進行すると、冠型保持器１０４の振れ回りが大きくなり、冠型保持器１０４の外径側と外輪１０２の内周面とが接触し、柱部１０４ｂが摩耗して最悪の場合は破断するという問題も発生する。

そのような問題を解決するには、ポケットの内径側と玉との潤滑状態を良くする必要があるが、軸受回転時には、潤滑油も遠心力を受け、外径側を流れようとするため、何らかの対策が必要となる。

例えば、特許文献１では、図１８に示すように、冠型保持器１０４のポケット開口側（円環部と反対側）を潤滑油１００の供給側に向けると共に、反対側にシール部材１０５を設けることで、潤滑油１００を玉１０３に直接付着させるようにしている。
特開２００７−１７７８５８号公報

しかしながら、図１８に示すような深溝玉軸受において、供給された潤滑油１００が、遠心力により軸受外径側に飛ばされるため、冠型保持器１０４の柱部１０４ｂの先端１０４ｐ側（特に内径側）に十分に行き渡らず、冠型保持器１０４と玉１０３の摺動部で摩耗や焼き付きを起こすおそれがある。この問題は、軸受が高速化するほど遠心力が大きくなり顕著になるため、実際に高速化を実現することは難しいと言わざるを得ない。

特に、図１９、図２０に示すように、冠型保持器１０４の柱部１０４ｂの先端１０４ｐは、冠型保持器１０４が軸方向にガタついた際に保持器１０４が抜けまいとするパチン力により玉１０３に押し付けられる部分であり、非常に摩耗しやすく、その部分に対する潤滑不足は、高速化する上での障害となる。

さらに、冠型保持器１０４が球面ポケット１０４ｃを持つ片持形式の場合は、保持器４のポケット１０４ｂの入口径が内径側に行くにつれ小さくなるため、軸受を高速回転させた際に、保持器１０４が遠心力により外径側に捩れ変形し、柱部１０４ｂの先端１０４ｐが更に摩耗しやすくなる。また、ポケット１０４ｃの内径側の摩耗が進行すると、冠型保持器１０４の振れ回りが大きくなり、冠型保持器１０４の外径側と外輪１０２の内周面とが接触し、柱部１０４ｂが摩耗するという問題も発生する。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑不足になりやすい箇所、特に玉と保持器の摺動部に確実に潤滑油を保持しておくことができ、高速回転時にも軸受寿命の長期化を図ることのできる深溝玉軸受を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る深溝玉軸受は、下記（１）〜（１２）を特徴としている。
（１） 外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝との間に転動自在に配置された複数の玉と、該複数の玉を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、を有し、外部の任意の方向から潤滑油が供給される油浴環境、または軸方向の一方側から潤滑油が供給されて他方側から排出される強制潤滑環境の下で使用される深溝玉軸受において、
前記外輪と内輪の軸方向両端部に位置させて環状の油溜板が配置され、該各油溜板が前記外輪側に固定された状態で前記内輪の肩部に接近するよう延びており、該各油溜板の内周部と前記内輪の外周部との間に、潤滑油が軸受内部と軸受外部の間で流入出する環状の開口部が確保されていることを特徴とする深溝玉軸受。
（２） 前記保持器は、円環部及び該円環部の片方の軸方向端面に突設された複数の柱部を有し、該柱部間に形成された球面ポケットに前記玉を収容することで該玉を円周方向に所定の間隔で保持する樹脂製の冠型保持器であることを特徴とする（１）に記載の深溝玉軸受。
（３） 前記冠型保持器の径方向幅の中央位置が、前記玉の中心よりも軸受の内径側に偏っていることを特徴とする（２）に記載の深溝玉軸受。
（４） 前記玉の中心が、前記内輪と外輪の軸方向幅の中心位置よりもいずれかの軸方向端部側にオフセットされており、
前記冠型保持器は、前記玉のオフセットにより前記玉と前記油溜板との間隔が開いた側に前記円環部を位置させた状態で配置されていることを特徴とする（２）または（３）に記載の深溝玉軸受。
（５） 前記両油溜板のうち、少なくともいずれか一方の前記油溜板と対向する前記内輪の肩部に、テーパ状または段差状の切欠きが設けられていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の深溝玉軸受。
（６） 前記保持器の球面ポケットの内周部のエッジに面取りまたは曲面が形成されていることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の深溝玉軸受。
（７） 前記油溜板の内径が前記玉の公転直径以下に設定されていることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の深溝玉軸受。
（８） 前記環状板の内径が前記保持器の内径以下に設定されていることを特徴とする（７）に記載の深溝玉軸受。
（９） 前記環状の開口部を形成する前記内輪の外周部と前記油溜板の内周部との最短距離が前記玉の直径の９％以上であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の深溝玉軸受。
（１０） 前記環状の開口部を形成する前記内輪の外周部と前記油溜板の内周部との最短距離が前記玉の直径の１１％以上であることを特徴とする（９）に記載の深溝玉軸受。
（１１） 前記油溜板が、ハウジングに一体に設けられていることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載の深溝玉軸受。
（１２） 前記外輪の内径面より内径側の前記油溜板の外周近傍に、潤滑油の通過を許容する通孔が設けられていることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれかに記載の深溝玉軸受。

上記構成の深溝玉軸受によれば、外輪と内輪の軸方向両端部に位置させて環状の油溜板が配置されており、その環状の油溜板の内周部と内輪の外周部との間に、潤滑油の流入出が可能な環状の開口部が確保されているので、高速回転による大きな遠心力を受けても、油溜板と玉との間の空間に潤滑油を溜めることができ、軸受内部を油浴状態にすることができる。従って、軸受内部の潤滑環境がよくなり、保持器と玉との摺動部の摩耗を低減することができ、保持器の摩耗が原因で起こる問題を解消することができ、高速回転使用での軸受寿命を延ばすことができる。

特に、本発明は、冠型保持器に特有の問題を解決することができる。即ち、冠型保持器を使用している場合、冠型保持器の柱部先端の内径側の部分が潤滑不足になりやすいが、油溜板による油溜め効果によって軸受内部を油浴状態にすることができるため、当該部分の摩耗を抑制することができる。

また、冠型保持器の径方向幅の中央位置を、玉の中心よりも軸受の内径側に偏らせたので、冠型保持器による玉の抱え込み量を増やすことができ、冠型保持器の捩れ変形を抑制することができる。

また、玉の中心が軸方向にオフセットされ、冠型保持器は、玉と油溜板との間隔が開いた側に円環部を位置させた状態で配置されているので、冠型保持器の円環部の軸方向の厚さ、つまり、球面ポケットの底厚を大きくすることができる。その結果、冠型保持器の剛性をアップさせることができ、冠型保持器の振れ回り変形を抑制することができる。

また、少なくともいずれか一方の油溜板と対向する内輪の肩部に、テーパ状または段差状の切欠きが設けられているので、潤滑油の流入出する環状の開口部を大きめに確保しつつ、油溜板の内径を小さくすることができる。その結果、保持器の内径側に潤滑油を確実に導入することができ、球面ポケットと玉との摺動部へ潤滑油を導きやすくなる。

また、保持器の球面ポケットの内周部のエッジに面取りまたは曲面を形成したので、エッジが玉に接触した場合にも、保持器側の応力集中を緩和することができ、保持器の摩耗を減らすことができる。特に、保持器の内径が小さくなった場合、エッジがシャープになるが、そのエッジに面取りまたは曲面を付けることにより、摩耗の軽減を図ることができる。

また、油溜板の内径を玉の公転直径以下、より好ましくは、保持器の内径以下としているので、油溜板による油溜め効果が十分に発揮され、軸受の潤滑状態がよくなる。

また、内輪の外周部と油溜板の内周部との最短距離を玉の直径の９％以上としているので、保持器の摩耗を防止して、保持器の振れ回り低減を図ることができる。

また、内輪の外周部と油溜板の内周部との最短距離を玉の直径の１１％以上としているので、より確実に保持器の振れ回りを低減することができる。

また、油溜板が、ハウジングに一体に設けられているので、部品点数を削減することができる。

また、油溜板の外周近傍に設けた通孔を設けることで、この通孔を通して、潤滑油が自由に逃げることができるので、軸受内部外周側の潤滑油の交換効率が上がり、発熱防止を図ることができる。

以下、本発明の深溝玉軸受に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、この深溝玉軸受は、外周面に内輪軌道溝１ａを有する内輪１と、内周面に外輪軌道溝２ａを有する外輪２と、内輪軌道溝１ａと外輪軌道溝２ａとの間に転動自在に配置された複数の玉（鋼球）３と、玉３を円周方向に所定の間隔で保持する樹脂製の冠型保持器４と、内輪１と外輪２の軸方向の一方の端面側に設けられた薄板よりなる油溜板５と、を備えている。

冠型保持器４は、図２に示すように、円環部４ａと、該円環部４ａの片方の軸方向端面に突設されて一定間隔で並ぶ複数の柱部４ｂと、隣接する柱部４ｂ間に確保された球面状内側面を有する球面ポケット４ｃと、を備えるものであり、玉３を各球面ポケット４ｃに収容することで、玉３を円周方向に所定の間隔で保持している。

冠型保持器４を構成する樹脂の例としては、４６ナイロンや６６ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェレンサルサイド（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）などが挙げられる。また、上記した樹脂に１０〜５０ｗｔ％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維など）を適宜添加することにより、冠型保持器４の剛性および寸法精度を向上させることができる。

また、この冠型保持器４は、好ましくは多点ゲートの射出成形で製作する。そうすれば、冠型保持器４の寸法精度を、１点ゲートのものに比べて向上させることができる。また、多点ゲートで製作することで、ウェルド部を保持器の最弱部位であるポケット底からずらすことができるので、ウェルド部による強度低下を防止できる。

この深溝玉軸受は、外部の任意の方向から潤滑油が供給される油浴環境または軸方向の一方側から潤滑油が供給されて他方側から排出される強制潤滑環境の下で使用されるもので、外輪２と内輪１の軸方向両端部に環状の油溜板５が配置され、該各油溜板５が外輪２に固定された状態で内輪１の内輪軌道溝１ａの軸方向両側の肩部１ｂに向けて延びている。

各油溜板５は、外輪２の外輪軌道溝２ａの両側の肩部に形成された係合溝２ｂに外周端５ａを係合させることにより外輪２に加締め固定されており、油溜板部５ｂを内輪１の内輪軌道溝１ａの軸方向両側の肩部１ｂの近くまで延ばしている。そして、油溜板５の内周部５ｃと内輪１の肩部１ｂの外周部との間に、潤滑油の流入出する環状の開口部１０が確保されている。

この場合、油溜板５の内周部５ｃと対向する内輪１の肩部１ｂに段差状の切欠き１ｃが設けられており、段差状の切欠き１ｃの外周面と油溜板５の内周部５ｃとの間に環状の開口部１０が形成されている。このように、段差状の切欠き１ｃを設けることにより、油溜板５の内径Ｄｓを小さくして、油溜まりを大きくしても、潤滑油が軸受内部に出入りする開口量を大きくすることができ、潤滑油の貫通性能をアップさせることができて、軸受の温度上昇を防止することができる。

また、図３（ａ）に示すように、冠型保持器４の径方向幅の中央位置４ｈは、玉３の抱きかかえ量を増やすため、玉３の中心Ｏよりも軸受の内径側に偏っている。このように、保持器４の径方向幅の中心が玉３の中心と一致する場合（図３（ｂ）参照）と比較して、冠型保持器４を内径側に偏在させて、玉３の抱きかかえ量を大きくすると、冠型保持器４が遠心力によって外側に広がるときに、保持器４の内周部のエッジ４ｅと玉３との径方向隙間ｅ２を、図３（ｂ）の隙間ｅ１より小さくできる。従って、外径側への保持器４の変形を小さく抑えることができ、その結果、図３（ｂ）のように抱え込み量が小さい場合よりも、捩れ変形を抑制でき、保持器４の外輪２との接触を防止できる。

また、内輪１の外径面と保持器４の内周部との距離が小さくなることにより、内輪１の外径面が保持器４の回転のガイド作用をなし、保持器４の半径方向のガタを抑制して、保持器４の振れ回りを防止する効果を期待できる。なお、通常回転時には、保持器４は玉案内され、保持器４と内輪１は接触しないため、軸受トルクが増加することがない。また、保持器４に衝撃力などの突発的な力が加わった場合には、保持器４と内輪１が接触する可能性があるが、その場合でも、保持器４が外輪２と接触する場合に比べて、軸受トルクの増加が少なくてすむ。なお、特に衝撃力が作用する条件下で使用される場合には、保持器４の案内を玉案内から内輪案内に変更してもかまわない。

さらに、図４（ａ）に示すように、球面ポケット４ｃの内周部のエッジ４ｅには曲面が付けられている。上記したように、保持器４の内径が小さくなると、図４（ａ）の仮想線のように、球面ポケット４ｃの内周部のエッジ４ｅが鋭角的になり、この部分が摩耗しやすくなる。そこで、本実施形態のように、断面曲面状のエッジ４ｅとすることで、摩耗を防止することができる。なお、図４（ｂ）や図４（ｃ）に示すように、エッジ４ｅには、面取りが施されてもよく、また、これらの場合、玉３が保持器４に接触しやすい球面ポケット４ｃの底や爪先端にのみ、部分的に曲面や面取りを設けてもよい。また、図４（ｃ）に示す円筒形状の面取りの場合には、図４（ａ）や図４（ｂ）に示すような曲面や面取りに比べ、射出成形用の金型の製作が容易であり、コストが抑えられるためより好ましい。

また、図１に示すように、本実施形態の深溝玉軸受では、玉３の中心Ｏが、内輪１と外輪２の軸方向幅の中心位置Ｌよりも、いずれかの軸方向端部側にオフセットされている。そして、玉３の中心Ｏのオフセットにより玉３と油溜板５との間隔が開いた側に円環部４ａを位置させ反対側に球面ポケット４ｃの開口側を位置させて、冠型保持器４が配置されている。このような配置にした場合、冠型保持器４の球面ポケット４ｃの底厚Ｊ（円環部４ａの肉厚）を大きく確保することができる。このように、保持器４の球面ポケット４ｃの底厚Ｊを増やすと、それだけ冠型保持器４の剛性アップを図ることができ、遠心力による捩れ変形を抑制する効果が高まる。

また、環状板５の内周部５ｃの内径Ｄｓは、玉３の公転直径ＰＣＤ以下、より好ましくは、冠型保持器４の内径Ｄｈ以下としている。

また、環状の開口部１０を形成している内輪１の外周部と環状板５の内周部５ｃとの最短距離ｙは、玉３の直径Ｄｗの９％以上、より好ましくは１１％以上に設定されている。この場合、最短距離ｙは、環状板５の内径をＤｓ、内輪１の肩部１ｂの外径をＤ１とした場合、
ｙ＝（Ｄｓ−Ｄ１）／２
となる。

なお、本実施形態では、両側の油溜板５の内径Ｄｓと段差状の切欠き１ｃの外径Ｄ１との関係は等しい条件に設定され、両側の環状の開口部１０の開口量が等しくなっている。

本実施形態の深溝玉軸受によれば、外輪２と内輪１の軸方向両端部に位置させて環状の油溜板５が配置されており、その環状の油溜板５の内周部５ｃと内輪１の外周部との間に、潤滑油の流入出が可能な環状の開口部１０が形成されているので、油溜板５と玉３との間の空間に潤滑油を溜めることができ、軸受内部を油浴状態にすることができる。つまり、軸受の軸方向両端に油溜板５を設けることで、軸受内部に油溜まりを作ることができる。従って、軸受内部の潤滑環境がよくなり、保持器４と玉３との摺動部の摩耗を低減することができ、保持器４の摩耗が原因で起こる問題（特に外輪２に接触しながらの保持器４の振れ回り）を解消することができて、高速回転使用での軸受寿命を延ばすことができる。冠型保持器４の場合、柱部４ｂの先端の内径側の部分が潤滑不足になりやすいが、油溜板５による油溜め効果によって、軸受内部を油浴状態にすることができるため、当該部分の摩耗を抑制することができる。なお、給油方式は、油浴潤滑と強制潤滑のどちらで行っても、有効な油溜まりを作ることができる。

強制潤滑の場合は、図５（ａ）に示すように、冠型保持器４の円環部４ａのある側（玉３の反オフセット側）から潤滑油を供給してもよいし、図５（ｂ）に示すように、反対側から潤滑油を供給してもよい。いずれの場合も、保持器４の摩耗を低減する効果を発揮することができる。従って、特に潤滑油の供給の方向を問わずに使用することができる。図中の白抜き矢印の方向は潤滑油の供給方向を示している。なお、もし軸受の向きを区別したい場合は、内輪１や外輪に刻印を打つことにより区別できる。

また、樹脂製の冠型保持器４は射出成形が可能であるため、大量生産ができ、コストを抑制しながら、潤滑状態の改善を図ることができる。また、玉案内である冠型保持器４は、低トルク化に寄与することができる。

また、本実施形態の深溝玉軸受によれば、冠型保持器４の径方向幅の中央位置４ｈを、玉３の中心Ｏよりも軸受の内径側に偏らせているので、冠型保持器４による玉３の抱え込み量を増やすことができ、冠型保持器４の捩れ変形を抑制することができる。

また、玉３の中心Ｏが軸方向にオフセットされ、オフセットにより玉３と油溜板５の間隔が開く側に円環部４ａを位置させて冠型保持器４が配置されているので、冠型保持器４の円環部４ａの軸方向の厚さ、つまり、球面ポケット４ｃの底厚Ｊを大きくすることができる。その結果、冠型保持器４の剛性をアップさせることができ、冠型保持器４の振れ回り変形を抑制することができる。

また、油溜板５が配設された側の内輪１の肩部１ｂに、段差状の切欠き１ｃを設けているので、潤滑油の流入出する環状の開口部１０を大きめに確保しつつ、油溜板５の内径Ｄｓを小さくすることができる。その結果、冠型保持器４の内径側に潤滑油を確実に導入することができ、球面ポケット４ｃと玉３との摺動部へ潤滑油を導きやすくなる。

また、冠型保持器４の球面ポケット４ｃの内周部のエッジ４ｅに面取りまたは曲面を形成しているので、エッジ４ｅが玉３に接触した場合にも、保持器４側の応力集中を緩和することができ、保持器４の摩耗を減らせる。特に、冠型保持器４の内径が小さくなった場合、エッジ４ｅがシャープになるが、そのエッジに面取りまたは曲面を付けることにより、摩耗の軽減を図ることができる。

また、油溜板５の内径Ｄｓを玉３の公転直径ＰＣＤ以下、より好ましくは、保持器の内径以下としているので、油溜板５による油溜め効果が十分に発揮され、軸受の潤滑状態がよくなる。特に、内輪１の外周部と油溜板５の内周部５ｃとの最短距離ｙを玉３の直径Ｄｗの９％以上とした場合は、冠型保持器４の振れ回り低減を図ることができるし、内輪１の外周部と油溜板５の内周部５ｃとの最短距離ｙを玉３の直径Ｄｗの１１％以上とした場合は、より確実に冠型保持器４の振れ回りを低減することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、両油溜板５の内周部５ｃに対向する内輪１の両方の肩部１ｂに段差状の切欠き１ｃを設けずに、潤滑油を導入するための環状の開口部１０を確保する深溝玉軸受について説明する。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。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の深溝玉軸受は、片方の肩部１ｂの切欠きを、軸方向外方へ行くに従って小径となるテーパ状の切欠き１ｄに置き換えている。即ち、図６（ａ）に示すように、冠型保持器４の円環部４ａ側から潤滑油を供給する場合において、円環部４ａ側の内輪１の肩部１ｂにテーパ状の切欠き１ｄが設けられ、球面ポケット４ｃ開口側の内輪１の肩部１ｂに段差状の切欠き１ｃが設けられてもよく、図６（ｂ）に示すように、冠型保持器４の球面ポケット４ｃの開口側から潤滑油を供給する場合において、球面ポケット４ｃ開口側の内輪１の肩部１ｂにテーパ状の切欠き１ｄが設けられ、円環部４ａ側の内輪１の肩部１ｂに段差状の切欠き１ｃが設けられてもよい。このようにすることで、有効な油溜まりを確保しつつ、潤滑油を導入するための環状の開口部１０を確保することができる。

但し、テーパ状の切欠き１ｄの場合には、軸受内部に潤滑油を吸い込もうとするポンプ作用が発生するため、図６（ａ）に示すように、潤滑油の供給側にテーパ状の切欠き１ｄを設けることで、潤滑油の貫通性がより増し、発熱をより確実に抑えることができる。

なお、有効な油溜まりを確保しつつ、潤滑油を導入するための環状の開口部１０を確保する構成としては、図６に示す深溝玉軸受の他、図７〜図９に示す第１〜第３変形例のようなものであってもよい。

図７に示す第１変形例の深溝玉軸受では、片方の肩部１ｂだけに段差状の切欠き１ｃが設けられ、他方の肩部１ｂには切欠きが無い。即ち、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、円環部４ａ側の内輪１の肩部１ｂにのみ段差状の切欠き１ｃが設けられてもよく、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、球面ポケット４ｃ開口側の内輪１の肩部１ｂにのみ段差状の切欠き１ｃが設けられてもよい。この場合も、図７（ａ）及び図７（ｃ）に示すように、冠型保持器４の円環部４ａ側から潤滑油を供給してもよいし、図７（ｂ）及び図７（ｄ）に示すように、冠型保持器４の球面ポケット４ｃ開口側から潤滑油を供給してもよい。

但し、両側の油溜板５の内径Ｄｓをそれぞれ異ならせ、切欠きが設けられない側の油溜板５の内径Ｄｓを適宜大きくして環状の開口部１０の大きさを確保することで、潤滑油の流入性や流出性を損ねないようにすることが好ましい。

また、図８に示す第２変形例の深溝玉軸受では、片方の肩部１ｂだけにテーパ状の切欠き１ｄが設けられ、他方の肩部１ｂには切欠きが無い。即ち、図８（ａ）に示すように、円環部４ａ側の内輪１の肩部１ｂにのみテーパ状の切欠き１ｄが設けられてもよく、図８（ｂ）に示すように、球面ポケット４ｃ開口側の内輪１の肩部１ｂにのみテーパ状の切欠き１ｄが設けられてもよい。

なお、テーパ状の切欠き１ｄを有する内輪１の肩部１ｂ側は、この切欠き１ｄのポンプ作用による油の流入性が向上するため、潤滑油の供給側とする方が好ましい。そして、切欠きが設けられない側の油溜板５は、潤滑油の排出性を考慮して、内径Ｄｓを適宜大きくすることが好ましい。

さらに、図９に示す第３変形例の深溝玉軸受のように、内輪１の両方の肩部１ｂに切欠きが設けられない構成であってもよい。この場合にも、必要ならば、油溜板５の内径Ｄｓを、玉３の公転直径ＰＣＤ以下という条件で適宜大きくして、環状の開口部１０の大きさを確保すればよく、図９（ａ）に示すように、冠型保持器４の円環部４ａ側の油溜板５の内径Ｄｓだけを大きくてもよいし、図９（ｂ）に示すように、冠型保持器４の球面ポケット４ｃ開口側の油溜板５の内径Ｄｓだけを大きくしてもよい。但し、油溜板５の内径Ｄｓは、とする。

＜第３実施形態＞
また、図１０は、第３実施形態に係る深溝玉軸受の要部断面図である。
この深溝玉軸受では、外輪２の内周部より内径側の油溜板５の外周近傍に、潤滑油の通過を許容する通孔５ｅが設けられている。このように構成することで、油溜板５の外周側の軸受内部において潤滑油の交換効率（潤滑油の循環効率）が下がる現象を緩和することができる。即ち、油溜板５の外周近傍に設けた通孔５ｅを通して潤滑油が自由に流入出することができるので、軸受内部外周側の潤滑油の交換効率を上げることができ、潤滑油の滞留による発熱を防止することができる。但し、この場合の通孔５ｅの大きさは、油溜め性能を阻害しない程度の大きさに設定する必要がある。また、通孔５ｅは、図１０では、潤滑油の供給側に設けられているが、少なくとも片方の油溜板５に設けられればよく、或いは、両方の油溜板５に設けられてもよい。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上述した各実施形態では、外輪２の肩部に直接、油溜板５を取り付けられているが、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、油溜板として、外輪２の外側面に側板３５、４５を配設して、その側板３５に設けた環状凸部３５ａや側板４５そのものを油溜板として用いてもよい。また、図１１（ｃ）、（ｄ）に示すように、冠型保持器４の円環部４ａ側と球面ポケット４ｃ開口側の片側に側板３５が設けられ、他方側に側板４５が設けられてもよい。

また、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、外輪２を固定するハウジング５０に内向きフランジ部５５を設け、その内向きフランジ部５５に設けた環状凸部５５ａや側板５５そのもの、或いは環状凹部５５ｂを油溜板として用いてもよい。

このように構成することで、部品点数を削減することができ、また、油溜板の外周端を外輪の係合溝に加締める工程も省略でき、コストが削減できる。また、外輪２に油溜板が固定される構成と比べて、内輪１と外輪２との間の軸方向一方側にスペースを設けやすく、より有効な油溜まりを確保することができる。

＜試験１＞
次に、図１３に示すような構成を有する深溝玉軸受を用いて、振れ回り試験を行った。なお、本試験１では、内輪１の肩部１ｂに切欠きを設けず、両側の油溜板５の内径Ｄｓが同じ寸法に設定されている。ここで、外輪２の内径はＤ２、内輪１の外径はＤ１、冠型保持器４の内径はＤｈ、玉３の公転直径はＰＣＤとする。

本試験１では、保持器４の内径を５３．７ｍｍに固定とし、油溜板５の内径Ｄｓを変化させることにより、保持器４と玉３の摺動状態を観察した。なお、軸受構成及び試験条件は、以下の通りである。

＜軸受構成＞
・ 軸受形式：６９０９（ＰＣＤ＝５６．５ｍｍ）
・ 外輪内径：６１．５ｍｍ
・ 内輪外径：５１．５ｍｍ
・ 玉径：６．７ｍｍ
・ 保持器：球面ポケットを有する冠型保持器（ポケット底厚０．８ｍｍ）
・ 保持器材料：カーボンファイバー繊維ＣＦ１５％強化４６ナイロン

＜試験条件＞
・回転数：３００００ｒｐｍ
・給油温度：１２０℃
・潤滑方法：ＶＧ２４の鉱油を強制潤滑給油（０．１Ｌ／ｍｉｎ）
・荷重：２５００Ｎ
・試験時間：振れ回りが発生した時点で試験終了

振れ回り試験の結果は、表１及び図１４の通りであった。

図１４に示した振れ回り試験結果より、油溜板５の内径Ｄｓが玉３の公転直径ＰＣＤを超えると、遠心力によりシールド内径側の潤滑油が、図１５に示すように軸受外に飛ばされるため、保持器４の柱部４ｂの先端内径側（爪先端内径側）４ｐの玉３との摺動部に油浴部分を形成できなくなり、振れ回りまでの時間が短くなることが分かる。この結果、油溜板５の内径ＤｓがＰＣＤ以下ならば、保持器４と玉３間の潤滑を良好に保ち、耐振れ回り性を向上させることができると言うことができる。さらに、望ましくは油溜板５の内径Ｄｓを保持器４の内径Ｄｈ以下にすることで、さらに潤滑が良好となり、振れ回りが一層起こりにくくなると言うことができる。

＜試験２＞
次に、図１に示すような構成を有する深溝玉軸受を用いて、保持器半径方向ガタ測定試験を行った。本試験２では、油溜板５の内径を５１．８ｍｍに固定し、段差状の切欠きによって内輪１の端部外径Ｄ１を変化させることにより、ｙ／Ｄｗを変化させ、保持器４の摩耗を比較した。摩耗量の指針としては、新品と比較した保持器半径方向ガタ増加量を調査した。なお、軸受構成及び試験条件は、以下の通りである。

＜軸受構成＞
・軸受形式：６９０９（ＰＣＤ＝５６．５ｍｍ）
・保持器：球面ポケットを有する冠型保持器（ポケット底厚１．７７ｍｍ）
・保持器材料：ガラス繊維ＧＦ２５％強化４６ナイロン
・玉径：６．７ｍｍ

＜試験条件＞
・回転数：３００００ｒｐｍ
・給油温度：１２０℃
・潤滑方法：ＶＧ２４の鉱油を強制潤滑給油（０．１Ｌ／ｍｉｎ）
・荷重：２５００Ｎ
・試験時間：２０Ｈｒ

結果は、表２及び図１６の通りであった。

図１６に示した試験結果より、ｙ／Ｄｗが９％以上では保持器半径方向ガタ増加はほぼ飽和しており、ｙ／Ｄｗが１１％以上となると完全に飽和することが分かる。これにより、ｙ／Ｄｗは９％以上、望ましくは１１％以上であると、振れ回り低減に対する大きな効果が得られると言うことができる。また、ｙ／Ｄｗが３％以下では油の貫通性が悪くなり、軸受が焼きついた。

本発明の第１実施形態の深溝玉軸受の要部断面図である。 冠型保持器の構成例を示す斜視図である。 （ａ）は、本実施形態の冠型保持器の径方向幅の中心位置が玉の中心より内径側に偏っている場合、（ｂ）は冠型保持器の径方向幅の中心位置が玉の中心に一致する場合をそれぞれ示す図である。 前記冠型保持器の球面ポケットの内周部のエッジの処理の仕方を示す図で、（ａ）はエッジに曲面を付けた場合を示す図、（ｂ）はエッジに面取りを施した場合を示す図、（ｃ）はエッジに他の面取りを施した場合を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態の深溝玉軸受を、強制潤滑環境下で使用する場合の潤滑油の供給方向を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態の深溝玉軸受を示す要部断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態の深溝玉軸受の第１変形例を示す要部断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、第２実施形態の深溝玉軸受の第２変形例を示す要部断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態の深溝玉軸受の第３変形例を示す要部断面図である。 本発明の第３実施形態の深溝玉軸受の要部断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の深溝玉軸受の各変形例を示す要部断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の深溝玉軸受のさらに他の各変形例を示す要部断面図である。 本発明の試験１に使用される深溝玉軸受の概略断面図である。 同軸受の第１の試験結果を示すグラフである。 同軸受の油溜板の内径が大き過ぎる場合の不具合を説明するための断面図である。 試験２の深溝玉軸受における第２の試験結果を示すグラフである。 従来の冠型保持器を有した深溝玉軸受の要部断面図である。 片側にシール材を有した従来の深溝玉軸受の要部断面図である。 同軸受の冠型保持器が変形する箇所を示す要部斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、同種の保持器の問題点の説明のために示す側面図及び正面図である。

符号の説明

１ 内輪
１ａ 内輪軌道溝
１ｂ 肩部
１ｃ テーパ状の切欠き
１ｄ 段差状の切欠き
２ 外輪
２ａ 外輪軌道溝
３ 玉
４ 冠型保持器
４ａ 円環部
４ｂ 柱部
４ｃ ポケット
４ｅ エッジ
４ｈ 冠型保持器の径方向幅の中心位置
５，３５，４５，５５，６５ 油溜板
５ｃ 内周部
１０ 環状の開口部
Ｏ 玉の中心
Ｌ 内輪と外輪の軸方向幅の中心
Ｄ１ 内輪の外径
Ｄｓ 油溜板の内径
Ｄｈ 冠型保持器の内径
ＰＣＤ 玉の公転直径

Claims (12)

1. 外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝との間に転動自在に配置された複数の玉と、該複数の玉を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、を有し、外部の任意の方向から潤滑油が供給される油浴環境、または軸方向の一方側から潤滑油が供給されて他方側から排出される強制潤滑環境の下で使用される深溝玉軸受において、
   前記外輪と内輪の軸方向両端部に位置させて環状の油溜板が配置され、該各油溜板が前記外輪側に固定された状態で前記内輪の肩部に接近するよう延びており、該各油溜板の内周部と前記内輪の外周部との間に、潤滑油が軸受内部と軸受外部の間で流入出する環状の開口部が確保されていることを特徴とする深溝玉軸受。
2. 前記保持器は、円環部及び該円環部の片方の軸方向端面に突設された複数の柱部を有し、該柱部間に形成された球面ポケットに前記玉を収容することで該玉を円周方向に所定の間隔で保持する樹脂製の冠型保持器であることを特徴とする請求項１に記載の深溝玉軸受。
3. 前記冠型保持器の径方向幅の中央位置が、前記玉の中心よりも軸受の内径側に偏っていることを特徴とする請求項２に記載の深溝玉軸受。
4. 前記玉の中心が、前記内輪と外輪の軸方向幅の中心位置よりもいずれかの軸方向端部側にオフセットされており、
   前記冠型保持器は、前記玉のオフセットにより前記玉と前記油溜板との間隔が開いた側に前記円環部を位置させた状態で配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の深溝玉軸受。
5. 前記両油溜板のうち、少なくともいずれか一方の前記油溜板と対向する前記内輪の肩部に、テーパ状または段差状の切欠きが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。
6. 前記保持器の球面ポケットの内周部のエッジに面取りまたは曲面が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。
7. 前記油溜板の内径が前記玉の公転直径以下に設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。
8. 前記環状板の内径が前記保持器の内径以下に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の深溝玉軸受。
9. 前記環状の開口部を形成する前記内輪の外周部と前記油溜板の内周部との最短距離が前記玉の直径の９％以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。
10. 前記環状の開口部を形成する前記内輪の外周部と前記油溜板の内周部との最短距離が前記玉の直径の１１％以上であることを特徴とする請求項９に記載の深溝玉軸受。
11. 前記油溜板が、ハウジングに一体に設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。
12. 前記外輪の内径面より内径側の前記油溜板の外周近傍に、潤滑油の通過を許容する通孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。

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