JP2011007288A - 深みぞ玉軸受およびギヤ支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールの肩乗り上げを完全に防止することができるようにした深みぞ玉軸受を提供することである。
【解決手段】外輪１１の軌道溝１２と内輪２１の軌道溝２２間にボール３１を組込み、そのボール３１を保持器４０で保持する。外輪軌道溝１２および内輪軌道溝２２のそれぞれ両側に形成された合計４の肩１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂのうち、対角位置の１組の肩１３ａ、２３ｂの高さを残る１組の肩１３ｂ、２３ａより高くする。外輪１１の高さの高い肩１３ａの高さをＨ_１、内輪２１の高さの高い肩２３ｂの高さをＨ_２、ボール３１の球径をｄとしたとき、ボール３１の球径ｄに対する外輪１１の肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２８〜０．５０の範囲とし、かつ、ボール３１の球径ｄに対する内輪２１の肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄを０．３７〜０．５０の範囲として、ボール３１の肩乗り上げを防止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、外輪と内輪間にボールを組込んだ深みぞ玉軸受およびその深みぞ玉軸受を用いたギヤ支持装置に関する。

図１１に示すように、トランスミッションのファイナルドライブギヤ１の回転をファイナルドリブンギヤ２から、そのギヤ２を支持するデフケース３に伝え、このデフケース３の回転をピニオンシャフト４に固定された一対のピニオン５からこれに噛合するサイドギヤ６ａ、６ｂに伝達して、各サイドギヤ６ａ、６ｂを支持する左右のアクスル７ａ、７ｂに伝達するようにしたディファレンシャルにおいては、前記デフケース３の両端に形成された筒部８ａ、８ｂをハウジング９に支持された一対の軸受Ｂによって回転自在に支持している。

上記ディファレンシャルにおいては、デフケース３に支持されたファイナルドリブンギヤ２にヘリカルギヤが採用されているため、ファイナルドリブンギヤ２が回転すると、デフケース３にスラスト荷重が負荷されることになる。

このため、デフケース３を支持する軸受Ｂには、ラジアル荷重とスラスト荷重の両方の荷重を支持することができる軸受を用いる必要がある。

円すいころ軸受においては、負荷容量が大きく、スラスト荷重およびラジアル荷重の両方を受けることができるため、デフケース３の支持用軸受に好適であるが、この円すいころ軸受においては、損失トルクが大きく、燃料の消費量が多くなるという問題が生じる。その低燃費化を図る上においては、損失トルクの少ない深みぞ玉軸受を用いるのが好ましい。

ところで、標準の深みぞ玉軸受においては、過大なスラスト荷重が負荷された際には、そのスラスト荷重を受ける負荷側の肩にボールが乗り上げて、肩のエッジが損傷する懸念がある。

そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載された深みぞ玉軸受においては、外輪の軌道溝および内輪の軌道溝のそれぞれ両側に形成された肩のうち、スラスト荷重を受ける側の肩を高くして、ボールの乗り上げを阻止し、軸受の耐久性の低下を抑制するようにしている。

特開２０００−１４５７９５号公報

ところで、上記特許文献１に記載された深みぞ玉軸受においては、ボールの肩乗り上げを阻止する側の肩の高さ寸法については何も言及されていないため、肩高さが必要以上に小さい場合には肩乗り上げが生じて軸受の使用上に問題が発生する。

また、肩高さが必要以上に大きい場合にはボールの組込みが阻害されて深みぞ玉軸受を組立てることができない場合が生じる。

さらに、保持器として、外径面が軸方向の全体にわたって同一径とされ、かつ、内径面が軸方向の全体にわたって同一径のものを採用すると、高い側の肩に保持器が干渉して損傷するおそれがあった。

この発明の課題は、ボールの肩乗り上げを完全に防止することができるようにした深みぞ玉軸受およびその深みぞ玉軸受を用いたギヤ支持装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明に係る深みぞ玉軸受においては、内径面に軌道溝が形成された外輪と、外径面に軌道溝が形成された内輪と、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝間に組込まれたボールと、そのボールを保持するポケットが形成された保持器とからなり、前記外輪の軌道溝および内輪の軌道溝のそれぞれ両側に位置する合計４つの肩のうち、外輪軌道溝の一側の肩および内輪軌道溝の他側の肩の高さを、外輪軌道溝の他側の肩および内輪軌道溝の一側の肩の高さより高くした深みぞ玉軸受において、前記外輪の高さの高い肩の高さをＨ_１、内輪の高さの高い肩の高さをＨ_２、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２８〜０．５０の範囲とし、かつ、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄを０．３７〜０．５０の範囲とし、前記保持器を軸方向に２分割された分割保持器とした構成を採用したのである。

上記の構成からなる深みぞ玉軸受の組立てに際しては、外輪の内側に内輪を組込み、その内輪の外径面の一部を外輪の内径面の一部に当接して、その当接部位から周方向に１８０°ずれた位置に三日月形の空間を形成し、その空間の一側方から内部にボールを組込んだ後、外輪と内輪の中心を一致させ、かつ、ボールを周方向に等配させた状態で、外輪と内輪の両側方から内部に２枚の分割保持器を挿入して、その２枚の分割保持器を軸方向に連結する。

上記のような深みぞ玉軸受の組込みにおいて、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄは０．５を超えることのない高さとされ、また、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄも０．５を超えることのない高さとされているため、外輪と内輪間にボールを確実に組込むことができる。

ヘリカルギヤを用いたギヤ支持装置への深みぞ玉軸受の組付けに際しては、内輪の高さの高い肩がヘリカルギヤ側に位置する組込みとして、上記ヘリカルギヤへのトルク伝達により生じるスラスト荷重を外輪および内輪の高さの高い肩で受けるようにする。

このとき、スラスト荷重を受ける外輪の肩においては、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄが０．２８以上とされている。これは、軸受６２０８Ｃの内部諸元よりボール径とボールＰＣＤは固定であるため、外輪Ｈ／ｄ＝０．２８以上を満たす外輪肩寸法はφ６５．５ｍｍになる。この肩寸法から０．１ｍｍ単位で肩寸法を変更すると肩乗り上げが発生し、軸受使用上問題があるため、Ｈ_１／ｄを０．２８以上としている。また、スラスト荷重を受ける内輪の肩においては、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄが０．３７以上とされている。これは、軸受６２０８Ｃの内部諸元よりボール径とボールＰＣＤは固定であるため、内輪Ｈ／ｄ＝０．３７を満たす内輪肩寸法はφ５６．６ｍｍになる。この肩寸法から０．１ｍｍ単位で肩寸法を変更すると肩乗り上げが発生し、軸受使用上問題があるため、Ｈ_２／ｄを０．３７以上としている。このように規定することにより、ボールが肩に乗り上がるようなことはない。

上記のようなギヤ支持装置への組込みおいて、深みぞ玉軸受の組込み方向に誤りがあると、スラスト荷重を受けることができずに高さの低い肩にボールが乗り上がるおそれが生じる。そこで、外輪や内輪および分割保持器の少なくとも一つの幅面側にスラスト荷重の受け側を示す識別表示部を設けると、誤った組込みを防止することができると共に、ギヤ支持装置の組立性の向上を図ることができる。識別表示部は色表示でもよく、あるいは、刻印によるものであってもよい。

ここで、外輪の高さの低い肩の高さをＨ_３、内輪の高さの低い肩の高さをＨ_４、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ_３の比率Ｈ_３／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とし、かつ、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ_４の比率Ｈ_４／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とすると、上記肩のそれぞれを標準型深みぞ玉軸受の肩の高さと同一の高さとする場合に比較して、外輪と内輪の径方向で対向する肩間に大きな間隔を確保することができるため、分割保持器として径方向幅の大きい強度の高い分割保持器を採用することができる。

上記分割保持器として、複数の半球状ポケット部と複数の結合板部とが周方向に交互に連続する２枚の波形分割保持器からなるものを採用することができる。その波形分割保持器を採用する場合において、標準形の金属製波形保持器であると、高さの高い肩との干渉を避ける必要があるため、帯幅寸法（保持器径方向の幅寸法）が小さくなり、保持器の強度が低下して、損傷し易くなる。

そこで、２枚の波形分割保持器における結合板部の外径を同径とし、一方の波形分割保持器におけるポケット部を結合板部に対して内径側に位置をずらし、他方の波形分割保持器におけるポケット部を結合板部に対して外径側に位置をずらした形状として、上記一方の波形分割保持器を外輪の高さが高い肩側から軸受内部に挿入可能とし、他方の波形分割保持器を外輪の高さが低い肩側から軸受内部に挿入可能とすることにより、ポケット部の帯幅寸法を大きく採ることができ、強度の高い保持器を得ることができる。

また、２枚の波形分割保持器におけるポケット部の帯幅寸法を結合板部の帯幅寸法と同一またはその帯幅寸法内に納まる大きさとして、一方の波形分割保持器の結合板部の外径を他方の波形分割保持器の結合板部より小径とし、その小径側の波形分割保持器を外輪の高さの高い肩側から軸受内部に挿入可能とし、大径側の波形分割保持器を外輪の高さの低い肩側から軸受内部に挿入可能とすることにより、ポケット部の帯幅寸法を大きく採ることができ、強度の高い保持器を得ることができる。

さらに、２枚の波形分割保持器を同一形状で同一大きさとし、その２枚の波形分割保持器におけるポケット部の保持器周方向の両端部および結合板部の保持器径方向の幅寸法（帯幅寸法）をポケット部の保持器周方向の中央部の保持器径方向の幅寸法（帯幅寸法）より大きくすることにより、強度の高い保持器を得ることができる。

上記のような波形保持器の採用において、ポケット部の内周面に凹部または外周面に貫通するスリット等のボールと非接触のボール非接触部を設け、そのポケットにおけるボールとの接触面積を、ボール非接触部を設けていないときのボールとの接触面積よりも１５％〜３０％低減させた構成を採用すると、ポケット内部を潤滑剤が通過する際の抵抗と、剪断する油膜量の減少を図ることができ、トルク損失を大幅に低減させることができる。

この発明に係る深みぞ玉軸受において、外輪の軌道溝の曲率半径をｒ_１、内輪の軌道溝の曲率半径をｒ_２、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの半径ｄ／２に対する外輪軌道溝の曲率半径ｒ_１の比率ｒ_１／ｄ／２を１．０３〜１．０８の範囲とし、かつ、ボールの半径ｄ／２に対する内輪軌道溝の曲率半径ｒ_２の比率ｒ_２／ｄ／２を１．０１５〜１．０４の範囲とすると、ボールと軌道溝間の接触部での滑り防止することができ、上記接触部での脆性剥離を防止することができる。

この発明に係るギヤ支持装置においては、ヘリカルギヤが設けられたシャフトを、そのヘリカルギヤの一側方に配置された第１軸受と、ヘリカルギヤの他側方に配置された第２軸受で回転自在に支持し、前記ヘリカルギヤの一方向への回転時に前記シャフトに負荷されるスラスト力を前記第１軸受で支持するようにしたギヤ支持装置において、前記第１軸受および第２軸受としてこの発明に係る上述の深みぞ玉軸受を用いるようにしたのである。

この場合、深みぞ玉軸受は、内輪の高さの高い肩がヘリカルギヤ側に位置する組込みとして、ヘリカルギヤの回転によってシャフトに負荷されるスラスト荷重を内輪および外輪の高さの高い肩で受けるようにする。

上記のギヤ支持装置においては、第１軸受および第２軸受の双方をこの発明にかかる深みぞ玉軸受を用いるようにしたが、第１軸受にこの発明にかかる深みぞ玉軸受を用い、第２軸受に円筒ころ軸受を用いるようにしてもよい。また、第１軸受にアンギュラ玉軸受または円すいころ軸受を用い、第２軸受にこの発明にかかる深みぞ玉軸受を用いるようにしてもよい。

いずれの場合も、この発明に係る深みぞ玉軸受は、内輪の高さの高い肩がヘリカルギヤ側に位置する組込みとする。

上記のように、この発明に係る深みぞ玉軸受を用いてシャフトを回転自在に支持することにより、損失トルクが小さく、シャフトを円滑に回転させることができ、低燃費化に効果を挙げることができる。また、シャフトに負荷されるスラスト荷重をその深みぞ玉軸受によって受けることができ、ボールの乗り上げがなく、動力の伝達を確実に行なわせることができる。

上記のように、この発明に係る深みぞ玉軸受においては、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝のそれぞれ両側に位置する４つの肩のうち、外輪軌道溝の一側の肩および内輪軌道溝の他側の肩の高さを、外輪軌道溝の他側の肩および内輪軌道溝の一側の肩の高さより高くし、外輪の高さの高い肩の高さをＨ_１、内輪の高さの高い肩の高さをＨ_２、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２８〜０．５０の範囲とし、かつ、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄを０．３７〜０．５０の範囲としたので、ラジアル荷重と比較的大きなスラスト荷重を受けることができる。このため、円すいころ軸受が必要とされていた軸受装置への組込みを可能とすることができ、その軸受装置への組込みによってトルク損失の低減化を図り、低燃費を達成することができる。

また、この発明に係るギヤ支持装置においては、上記深みぞ玉軸受を用いてシャフトを支持するようにしたので、トルク損失の低減を図ることができ、低燃費化に効果を挙げることができる。

この発明に係る深みぞ玉軸受の実施の形態を示す縦断正面図 図１に示す深みぞ玉軸受のボールの組込み部を拡大して示す断面図 この発明に係る深みぞ玉軸受の保持器の他の実施の形態を示す縦断正面図 この発明に係る深みぞ玉軸受の保持器のさらに他の実施の形態を示す縦断正面図 この発明に係る深みぞ玉軸受の保持器のまたさらに他の実施の形態を示す縦断正面図 図５に示すボール非接触部の他の例を示す縦断正面図 ギヤ支持装置の一例を示す断面図 ギヤ支持装置の他の例を示す断面図 ギヤ支持装置のさらに他の例を示す断面図 ギヤ支持装置のまたさらに他の例を示す断面図 ディファレンシャルを示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図１乃至図１０に基づいて説明する。図１に示すように、深みぞ玉軸受Ａは、外輪１１の内径面に形成された軌道溝１２と内輪２１の外径面に設けられた軌道溝２２間にボール３１を組込み、そのボール３１を保持器４０で保持している。

外輪１１の軌道溝１２の両側に形成された一対の肩１３ａ、１３ｂのうち、軌道溝１２の一側方に位置する肩１３ａの高さは他側方に位置する肩１３ｂよりも高くなっている。一方、内輪２１の軌道溝２２の両側に形成された一対の肩２３ａ、２３ｂのうち、軌道溝２２の他側方に位置する肩２３ｂの高さは一側方に位置する肩２３ａの高さより高くなっている。

なお、説明の都合上、高さの高い肩１３ａ、２３ｂをスラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂといい、高さの低い肩１３ｂ、２３ａをスラスト非負荷側の肩１３ｂ、２３ａという。

外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａの高さをＨ_１、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂの高さをＨ_２、ボール３１の球径をｄとしたとき、ボール３１の球径ｄに対する外輪１１の肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄは、０．２８〜０．５０の範囲とされ、一方、ボール３１の球径ｄに対する内輪２１の肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄは、０．３７〜０．５０の範囲とされている。

外輪１１のスラスト非負荷側の肩１３ｂ、および、内輪２１のスラスト非負荷側の肩２３ａは、標準型の深みぞ玉軸受の肩の高さと同一とされている。

保持器４０は、第１波形分割保持器４１および第２波形分割保持器４２からなる。第１波形分割保持器４１は複数の半球状ポケット部４３と複数の結合板部４４とを周方向に交互に配置した波形とされ、上記ポケット部４３は結合板部４４に対して内径側に位置ずれしている。この第１波形分割保持器４１は外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａから軸受内に挿入可能とされ、かつ、外輪１１のスラスト非負荷側の肩１３ｂから軸受内に挿入不可能な大きさとされている。

一方、第２波形分割保持器４２も第１波形分割保持器４１と同様に、複数の半球状ポケット部４５と複数の結合板部４６を周方向に交互に配置した波形とされ、上記結合板部４６は第１波形分割保持器４１の結合板部４４と同径とされ、その結合板部４６に対してポケット部４５は外径側に位置ずれしている。この第２波形分割保持器４１は外輪１１のスラスト非負荷側の肩１３ｂから軸受内に挿入可能とされ、かつ、外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａから軸受内に挿入不可能な大きさとされている。

第１波形分割保持器４１と第２波形分割保持器４２は、ポケット部４３、４５が軸方向で対向して、その対向部間にポケット４７を形成する組み合せとされ、互いに衝合する２枚の結合板部４４、４６が、その２枚の結合板部４４、４６を貫通するリベット５１の端部の加締めにより結合一体化される。

ここで、保持器４０は、金属板のプレス成形品からなるものであってもよく、合成樹脂の成形品から成るものであってもよい。合成樹脂の成形品とする場合は、耐油性に優れた合成樹脂を用いるようにする。そのような合成樹脂として、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）を挙げることができる。これらの樹脂は、潤滑油の種類に応じて適切なものを選択して使用すればよい。

実施の形態で示す深みぞ玉軸受は上記の構造からなり、その深みぞ玉軸受の組立てに際しては、外輪１１の内側に内輪２１を挿入し、その内輪２１の軌道溝２２と外輪１１の軌道溝１２間に所要数のボール３１を組込む。

このとき、内輪２１を外輪１１に対して径方向にオフセットし、内輪２１の外径面の一部を外輪１１の内径面の一部に当接して、その当接部位から周方向に１８０度ずれた位置に三日月形の空間を形成し、その空間の一側方から内部にボール３１を組込むようにする。

このとき、外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａや内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂの肩高さが必要以上に高い場合には、ボール３１の組込みを阻害することになるが、外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａにおいては、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄが０．５を超えることのない高さとされ、また、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂにおいてもボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄが０．５を超えることのない高さとされているため、外輪１１と内輪２１間にボール３１を確実に組込むことができる。

ボール３１の組込み後、内輪２１の中心を外輪１１の中心に一致させてボール３１を周方向に等間隔に配置し、内輪２１のスラスト非負荷側の肩２３ａの一側方から外輪１１と内輪２１間に第１波形分割保持器４１を、その第１波形分割保持器４１に形成されたポケット部４３内にボール３１が嵌り込むようにして挿入する。

また、外輪１１のスラスト非負荷側の肩１３ｂの一側方から外輪１１と内輪２１間に第２波形分割保持器４２を、その第２波形分割保持器４２に形成されたポケット部４５内にボール３１が嵌り込むように挿入して、第１波形分割保持器４１の結合板部４４と第２波形分割保持器４２の結合板部４６を互いに衝合し、その２枚の結合板部４４、４６をリベット５１の加締めにより結合する。

上記のような深みぞ玉軸受の組立て状態では、第１波形分割保持器４１のポケット部４３が外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａと径方向で対向し、そのポケット部４３は結合板部４４に対して径方向内方に位置ずれしているため、外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａとの間に間隙が形成される。

また、第２波形分割保持器４２のポケット部４５が内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂと径方向で対向し、そのポケット部４５は結合板部４６に対して径方向外方に位置ずれしているため、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂとの間に間隙が形成される。

このため、深みぞ玉軸受の回転時に、保持器４０のポケット部４３、４５がスラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂに干渉するようなことはなく、外輪１１と内輪２１を円滑に相対回転させることができる。

図１では、高さの低いスラスト非負荷側の肩１３ｂおよび２３ａの高さを標準型深みぞ玉軸受の肩と同じ高さとしたが、標準型深みぞ玉軸受の肩の高さより低くしてもよい。

スラスト非負荷側の肩１３ｂおよび２３ａの高さを標準型深みぞ玉軸受の肩の高さより低くすると、低くした分、第１波形分割保持器４１および第２波形分割保持器４２の径方向幅Ｗを大きくすることができるため、保持器４０の強度を高めることができる。

ここで、スラスト非負荷側の肩１３ｂおよび２３ａの高さが必要以上に低くなると、ボール３１の乗り上げが発生するおそれがあるため、外輪１１の肩１３ｂの高さＨ_３については、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ_３の比率Ｈ_３／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とする。

また、内輪２１の肩２３ａについては、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ_４の比率Ｈ_４／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とする。

深みぞ玉軸受Ａにおいては、外輪１１と内輪２１が相対的に回転すると、ボール３１は外輪軌道溝１２および内輪軌道溝２２に沿って転動する。このとき、図２に示す外輪軌道溝１２の曲率半径ｒ_１および内輪軌道溝２２の曲率半径ｒ_２が必要以上に小さくなると、ボール３１との間で滑りが生じて、接触部で脆性剥離が生じ、また、必要以上に大きくなると、定格荷重の計算値が低下することになる。

そこで、ボール３１の半径ｄ／２に対する外輪軌道溝１２の曲率半径ｒ_１の比率ｒ_１／ｄ／２を１．０３〜１．０８の範囲とし、かつ、ボール３１の半径ｄ／２に対する内輪軌道溝２２の曲率半径ｒ_２の比率ｒ_２／ｄ／２を１．０１５〜１．０４の範囲として、脆性剥離を防止し、定格荷重の計算値の低下を抑制する。

図１では、第１波形分割保持器４１のポケット部４３を結合板部４４より径方向内方に位置をずらすと共に第２波形分割保持器４２のポケット部４５を結合板部４６より径方向外方に位置をずらして、第１波形分割保持器４１および第２波形分割保持器４２の径方向幅Ｗの増大化を図り、強度を高めるようにしたが、第１波形分割保持器４１および第２波形分割保持器４２は図１に示すもの限定されない。

例えば、図３に示すように、結合板部４４およびその結合板部４４の幅寸法と同一または幅寸法内に納まる大きさの幅寸法とされたポケット部４３を有する第１波形分割保持器４１および結合板部４６およびその結合板部４６の幅寸法と同一または幅寸法内に納まる大きさの幅寸法とされたポケット部４５を有する第２波形分割保持器４２の結合板部４４、４６の外径を相違させて、ポケット部４３、４５の径方向幅Ｗの増大化を図り、強度を高めるようにしてもよい。このようにすることで、保持器を加締める部分の強度をさらに向上させることができる上、保持器成形用の金型をより簡易形状にできるため、加工性も向上する。

また、図４に示すように、第１波形分割保持器４１および第２波形分割保持器４２のそれぞれを、複数の半球状ポケット部４３、４５と、複数の結合板部４４、４６とが周方向に交互に連続する同一形状で同一大きさの波形とし、その第１波形分割保持器４１および第２波形分割保持器４２のポケット部４３、４５の保持器周方向の両端部および結合板部４４、４６の保持器径方向の幅寸法をポケット部４３、４５の保持器周方向の中央部の保持器径方向の幅寸法より大きくして、強度を高めるようにしてもよい。

図５は、保持器４０の他の例を示す。この保持器４０においては、図１、図３および図４に示す第１波形分割保持器４１および第２波形分割保持器４２の各ポケット部４３、４５のポケット４７の内周面に凹部からなるボール非接触部４８を設け、そのポケット４７におけるボール３１との接触面積を、ボール非接触部４８を設けていないときのボール３１との接触面積よりも１５％〜３０％低減させた構成としている。

上記のように、ポケット部４３、４５のポケット４７の内周面に凹部からなるボール非接触部４８を設けることにより、ポケット４７内部を潤滑剤が通過する際の抵抗と、剪断する油膜量の減少を図ることができ、トルク損失の低減に大きな効果を挙げることができる。

なお、図６に示すように、ポケット部４３、４５のポケット４７の内周面に、外周面に至るスリットを形成し、そのスリットをボール非接触部４８としてもよい。

図７は、実施の形態で示す深みぞ玉軸受Ａを用いて図１１に示すデフケース３の両端に形成されたシャフトとしての筒部８ａ、８ｂを支持した場合を示す。その筒部８ａ、８ｂの支持に際し、深みぞ玉軸受Ａは、内輪２１の負荷側の肩２３ｂがファイナルドリブンギヤ２側に位置する組付けとする。

上記のようなギヤ支持装置において、ファイナルドライブギヤ１からのトルク伝達により、デフケース３が車両の前進走行方向に回転すると、ヘリカルギヤからなるファイナルドリブンギヤ２の回転によってデフケース３にスラスト力が負荷され、そのスラスト力は同図の左側の深みぞ玉軸受Ａにおける内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂと外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａで支持される。

このとき、ボール３１にもスラスト力が負荷され、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂと外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａが必要以上に低い場合、ボール３１が肩１３ａ、２３ｂに乗り上がり、肩１３ａ、２３ｂのエッジを損傷させる可能性がある。

実施の形態では、ボール３１の球径ｄに対する外輪１１の肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２８以上とし、かつ、ボール３１の球径ｄに対する内輪２１の肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄを０．３７以上としているため、ボール３１の乗り上げを確実に阻止することができる。

因みに、外輪１１の内径寸法がφ６８．１ｍｍ、内輪２１の外径寸法がφ５３．１ｍｍの標準の深みぞ玉軸受６２０８Ｃを基にして、その標準の深みぞ玉軸受を比較品とし、外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａの内径寸法をφ６８．１ｍｍからφ６５．５ｍｍに変更し、かつ、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂの外径寸法をφ５３．１ｍｍからφ５６．６ｍｍに変更した深みぞ玉軸受を本発明品として、許容できるスラスト荷重を測定したところ、本発明品の深みぞ玉軸受は比較品の深みぞ玉軸受に比較して、スラスト荷重の許容値は３０５％高い数値を示した。また、スラスト荷重（アキシャル荷重）が負荷されない側の内輪の肩の外径寸法を標準のφ５３．１ｍｍからφ５１．９ｍｍに変更し、アキシャル荷重が負荷されない側の外輪の肩の内径寸法を標準のφ６８．１ｍｍからφ７０．４ｍｍに変更した場合でも、基本静定挌荷重Ｃｏを軸受に負荷した場合でも、肩乗り上げの発生はなかった。

なお、デフケース３が車両の後退走行方向に回転すると、デフケース３に負荷されるスラスト力は同図の右側の深みぞ玉軸受Ａにおける内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂと外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａで支持される。この場合も、ボール３１の球径ｄに対する外輪１１の肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２８以上とし、かつ、ボール３１の球径ｄに対する内輪２１の肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄを０．３７以上としているため、ボール３１の乗り上げを確実に阻止することができる。

ここで、深みぞ玉軸受Ａの組込み方向に誤りがあると、スラスト荷重を受けることができずに高さの低い肩１３ｂ、２３ａにボール３１が乗り上がるおそれが生じる。そこで、図１に示すように、外輪１１や内輪２１、第１波形分割保持器４１、第２波形分割保持器４２の少なくとも一つの幅面側にスラスト荷重の受け側を示す識別表示部５０を設けると、誤った組込みを防止することができると共に、ギヤ支持装置の組立性の向上を図ることができる。識別表示部５０は色表示でもよく、あるいは、刻印によるものであってもよい。

図７では、デフケース３の両端の筒部８ａ、８ｂのそれぞれを図１に示す深みぞ玉軸受Ａで支持するようにしたが、図８に示すように、一方の筒部８ａを図１に示す深みぞ玉軸受Ａで支持し、他方の筒部８ｂを円筒ころ軸受Ｃで支持するようにしてもよい。

スラスト力の発生方向が常に一方向であるギヤ支持装置においては、図８に示すように、スラスト荷重受け側にこの発明に係る深みぞ玉軸受を配置し、ラジアル荷重受け側に円筒ころ軸受を配置するのがよい。

また、図９に示すように、車両の前進走行時、スラスト力を受ける一方の軸受にアンギュラ玉軸受Ｄを用い、他方の軸受に図１に示す深みぞ玉軸受Ａを用いるようにしてもよい。

さらに、図１０に示すように、車両の前進走行時、スラスト力を受ける一方の軸受に円すいころ軸受Ｅを用い、他方の軸受に図１に示す深みぞ玉軸受Ａを用いるようにしてもよい。

車両の後退時にスラスト力（ギヤ荷重）の方向が反対となるギヤ支持装置であれば、図９に示すように、前進時のラジアル荷重受け側をこの発明に係る深みぞ玉軸受とし、スラスト荷重受け側をアンギュラ玉軸受とするか、または、図１０に示すように、前進時のラジアル荷重受け側をこの発明に係る深みぞ玉軸受とし、スラスト荷重受け側を円すいころ軸受とするのがよい。

図７乃至図１０に示すように、筒部８ａ、８ｂの少なくとも一方を図１に示す深みぞ玉軸受Ａで支持することにより、筒部８ａ、８ｂの両方を円すいころ軸受で支持する場合に比較してトルク損失の低減を図ることができ、低燃費化に効果を挙げることができる。

なお、図７乃至図１０では、デフケース３の両端の筒部８ａ、８ｂの少なくと一方を図１に示す深みぞ玉軸受Ａで回転自在に支持したが、支持対象部品はデフケース３に限定されない。例えば、トランスミッションのインプットシャフトやカウンタシャフト、アウトプットシャフトであってもよい。

１１ 外輪
１２ 軌道溝
１３ａ 肩
１３ｂ 肩
２１ 内輪
２２ 軌道溝
２３ａ 肩
２３ｂ 肩
３１ ボール
４０ 保持器
４１ 第１波形分割保持器
４２ 第２波形分割保持器
４３ ポケット部
４４ 結合板部
４５ ポケット部
４６ 結合板部
４７ ポケット
４８ ボール非接触部
５０ 識別表示部

Claims (13)

1. 内径面に軌道溝が形成された外輪と、外径面に軌道溝が形成された内輪と、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝間に組込まれたボールと、そのボールを保持するポケットが形成された保持器とからなり、前記外輪の軌道溝および内輪の軌道溝のそれぞれ両側に位置する合計４つの肩のうち、外輪軌道溝の一側の肩および内輪軌道溝の他側の肩の高さを、外輪軌道溝の他側の肩および内輪軌道溝の一側の肩の高さより高くした深みぞ玉軸受において、
   前記外輪の高さの高い肩の高さをＨ_１、内輪の高さの高い肩の高さをＨ_２、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２８〜０．５０の範囲とし、かつ、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄを０．３７〜０．５０の範囲とし、前記保持器を軸方向に２分割された分割保持器としたことを特徴とする深みぞ玉軸受。
2. 前記外輪の高さの低い肩の高さをＨ_３、内輪の高さの低い肩の高さをＨ_４、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ_３の比率Ｈ_３／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とし、かつ、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ_４の比率Ｈ_４／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とした請求項１に記載の深みぞ玉軸受。
3. 前記外輪の軌道溝の曲率半径をｒ_１、内輪の軌道溝の曲率半径をｒ_２、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの半径ｄ／２に対する外輪軌道溝の曲率半径ｒ_１の比率ｒ_１／ｄ／２を１．０３〜１．０８の範囲とし、かつ、ボールの半径ｄ／２に対する内輪軌道溝の曲率半径ｒ_２の比率ｒ_２／ｄ／２を１．０１５〜１．０４の範囲とした請求項１又は２に記載の深みぞ玉軸受。
4. 前記分割保持器のそれぞれが、複数の半球状ポケット部と、そのポケット部の幅寸法と同一の幅寸法とされた複数の結合板部とが周方向に交互に連続する波形とされ、その２枚の波形分割保持器の結合板部の外径を同径とし、一方の波形分割保持器のポケット部を結合板部に対して内径側に位置をずらし、他方の波形分割保持器のポケット部を結合板部に対して外径側に位置をずらし、前記一方の波形分割保持器を外輪の高さの高い肩側から軸受内部に挿入し、かつ、前記他方の波形分割保持器を外輪の高さの低い肩側から軸受内部に挿入して、半球状ポケット部間にポケットを設けた請求項１乃至３のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
5. 前記分割保持器のそれぞれが、複数の結合板部と、その結合板部の幅寸法と同一または幅寸法内に納まる大きさの幅寸法とされた半球状ポケット部とが周方向に交互に連続する波形とされ、その２枚の波形分割保持器の結合板部の外径を相違させ、小径側の一方の波形分割保持器を外輪の高さの高い肩側から軸受内部に挿入し、他方の波形分割保持器を外輪の高さの低い肩側から軸受内部に挿入して、半球状ポケット部間にポケットを設けた請求項１乃至３のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
6. 前記分割保持器のそれぞれが、複数の半球状ポケット部と、複数の結合板部とが周方向に交互に連続する２枚の同一形状で同一大きさの波形とされ、各波形分割保持器のポケット部の保持器周方向の両端部および結合板部の保持器径方向の幅寸法をポケット部の保持器周方向の中央部の保持器径方向の幅寸法より大きくし、前記２枚の波形分割保持器を外輪の両側方から軸受内部に挿入して、半球状ポケット部間にポケットを設けた請求項１乃至３のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
7. 前記ポケットの内周面にボールと非接触のボール非接触部を設け、そのポケットにおけるボールとの接触面積を、ボール非接触部を設けていないときのボールとの接触面積よりも１５％〜３０％低減させた請求項１乃至６のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
8. 前記ボール非接触部が、凹部または内周面から外周面に貫通するスリットからなる請求項７に記載の深みぞ玉軸受。
9. 前記外輪、内輪および保持器における少なくとも一方の幅面側にスラスト荷重の受け側を示す識別表示部を設けた請求項１乃至６のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
10. ヘリカルギヤが設けられたシャフトを、そのヘリカルギヤの一側方に配置された第１軸受と、ヘリカルギヤの他側方に配置された第２軸受で回転自在に支持し、前記ヘリカルギヤの一方向への回転時に前記シャフトに負荷されるスラスト力を前記第１軸受で支持するようにしたギヤ支持装置において、
    前記第１軸受および第２軸受が請求項１乃至９のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受からなり、その深みぞ玉軸受を、前記内輪の高さの高い肩が前記ヘリカルギヤに対向する組付けとしたことを特徴とするギヤ支持装置。
11. ヘリカルギヤが設けられたシャフトを、そのヘリカルギヤの一側方に配置された第１軸受と、ヘリカルギヤの他側方に配置された第２軸受で回転自在に支持し、前記ヘリカルギヤの一方向への回転時に前記シャフトに負荷されるスラスト力を前記第１軸受で支持するようにしたギヤ支持装置において、
    前記第１軸受が、請求項１乃至９のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受からなり、前記第２軸受が円筒ころ軸受からなり、前記深みぞ玉軸受を、前記内輪の高さの高い肩が前記ヘリカルギヤに対向する組付けとしたことを特徴とするギヤ支持装置。
12. ヘリカルギヤが設けられたシャフトを、そのヘリカルギヤの一側方に配置された第１軸受と、ヘリカルギヤの他側方に配置された第２軸受で回転自在に支持し、前記ヘリカルギヤの一方向への回転時に前記シャフトに負荷されるスラスト力を前記第１軸受で支持するようにしたギヤ支持装置において、
    前記第１軸受と第２軸受の一方が請求項１乃至９のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受からなり、他方がアンギュラ玉軸受からなり、前記深みぞ玉軸受を、前記内輪の高さの高い肩が前記ヘリカルギヤに対向する組付けとしたことを特徴とするギヤ支持装置。
13. ヘリカルギヤが設けられたシャフトを、そのヘリカルギヤの一側方に配置された第１軸受と、ヘリカルギヤの他側方に配置された第２軸受で回転自在に支持し、前記ヘリカルギヤの一方向への回転時に前記シャフトに負荷されるスラスト力を前記第１軸受で支持するようにしたギヤ支持装置において、
    前記第１軸受が、アンギュラ玉軸受又は円すいころ軸受からなり、前記第２軸受が請求項１乃至９のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受からなり、前記深みぞ玉軸受を、前記内輪の高さの高い肩が前記ヘリカルギヤに対向する組付けとしたことを特徴とするギヤ支持装置。

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