JP2011080506A

JP2011080506A - 深みぞ玉軸受およびギヤ支持装置

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Publication number: JP2011080506A
Application number: JP2009231610A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Nakagawa; 友和中川; Takashi Ueno; 崇上野
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-21

Abstract

【課題】大きなスラスト荷重を受けることができると共に、大きなモーメント荷重が負荷されても保持器が脱落することがない組立ての容易なコストの安い深みぞ玉軸受を提供する。
【解決手段】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つの肩１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂのうち、外輪１１の一側の肩１３ａおよび内輪２１の他側の肩２３ｂの高さを残りの肩１３ｂ、２３ａより高くする。第１分割保持器４１の軸方向一側面と第２分割保持器４２の軸方向他側面に、その両分割保持器４１、４２を内外に組み合わせた状態でボール保持用の円形のポケットを形成する切欠部４５，５０を周方向に間隔をおいて設ける。隣接するポケット爪４４、４９間に係合爪４６、５１を形成し、その係合爪４６、５１を相手方分割保持器４１、４２に形成された係合凹部４７、５２に係合して、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２を軸方向に非分離とする。
【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１５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、トルク損失が多く、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、トルク損失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、ボールを保持する保持器として、プレス成形された一対の波形保持器をリベットにより結合した金属製の保持器を採用しているため、深みぞ玉軸受の組立てに手間がかかるという問題がある。

また、上記深みぞ玉軸受においては、ボールが軸受鋼からなるため、剛性は高いものの、負荷を受けた際に、ボールと外輪および内輪の接触が楕円接触となって、その接触面積が比較的大きく、損失トルクが多いという問題もある。

ここで、保持器として、合成樹脂からなる冠形保持器が従来から知られており、その冠形保持器を採用することにより、組立ての容易化を図ることができるが、大きなモーメント荷重が負荷されると、ボールの遅れ進みにより冠形保持器が脱落するおそれがある。

また、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、大きなスラスト荷重を受けることができると共に、大きなモーメント荷重が負荷されても保持器が脱落することがない組立ての容易なコストの安い、しかも、トルク損失の少ない軽量な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、前記ボールがセラミックスからなり、前記保持器が、合成樹脂の成形品からなる円筒形の第１分割保持器と、その第１分割保持器の内側に挿入される合成樹脂製の円筒形の第２分割保持器からなり、前記第１分割保持器の軸方向一側面と第２分割保持器の軸方向他側面に、その両分割保持器を内外に組み合わせた状態でボール保持用の円形のポケットを形成する切欠部を周方向に間隔をおいて設け、前記第１分割保持器と第２分割保持器が円形のポケットを形成する組み合わせ状態で、その両分割保持器を軸方向に非分離とする連結手段を設け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、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝間に所要数のボールを組込み、その複数のボールを周方向に等間隔に配置した後、外輪と内輪の一側方から軸受内部に第１分割保持器を、その第１分割保持器に形成された切欠部内にボールが収容されるように挿入し、かつ、外輪と内輪間の他側方から軸受内部に第２分割保持器を、その第２分割保持器に形成された切欠部内にボールが収容されるように挿入して、第１分割保持器内に第２分割保持器を挿入し、連結手段によって第１分割保持器と第２分割保持器とを連結して、軸方向に非分離とする。

上記のように、第１分割保持器内に第２分割保持器を挿入し、連結手段により第１分割保持器と第２分割保持器は軸方向に非分離とすることによって、深みぞ玉軸受の組立てが完了する。このとき、径の異なる第１分割保持器と第２分割保持器は、両端部が軸方向（左右方向）にずれる非対称の組み合わせであり、組込み時における挿入方向の後端部が外輪の肩と内輪の肩間に位置する組込みであるため、内・外輪の肩に干渉するようなことはない。

上記のような深みぞ玉軸受の組立てにおいて、第１分割保持器と第２分割保持器は、連結手段によって軸方向に非分離の結合状態とされるため、大きなモーメント荷重が負荷されてボールに遅れや進みが生じても、保持器は脱落するようなことはない。

また、ボールを保持するポケットは、第１分割保持器に形成された切欠部と第２分割保持器に形成された切欠部の２つの切欠部により形成されているため、ボール案内面は広く、強度の高い保持器を得ることができる。

ここで、連結手段として、第１分割保持器の隣接する切欠部間に形成された柱部の先端部に内向きの係合爪を設け、前記第２分割保持器の隣接する切欠部間に形成された柱部の先端部に外向きの係合爪を設け、第１分割保持器の係合爪を第２分割保持器の外径面に形成された係合凹部に係合し、第２分割保持器の係合爪を第１分割保持器の内径面に形成された係合凹部に係合させるようにした構成から成るものを採用することができる。

上記のような連結手段の採用において、係合爪と係合凹部の係合部の数を３つ以上とすることにより、第１分割保持器と第２分割保持器とをより確実に結合することができる。

この発明に係る深みぞ玉軸受において、第１分割保持器および第２分割保持器に形成された切欠部は、平面形状において２分の１円を超える大きさの円形状とされて開口端に対向一対のポケット爪を有し、断面形状がボールの外周に沿う球面状とされたものであってもよく、あるいは、第１分割保持器と第２分割保持器の嵌合状態において円筒状のポケットを形成する平面Ｕ字形とされたものであってもよい。

切欠部として、平面形状が２分の１円を超える円形状ものを採用すると、係合爪と係合凹部の係合およびポケット爪とボールの係合によって分割保持器の脱落を効果的に防止することができる。

一方、切欠部として、平面形状がＵ字形とされたものを採用することにより、保持器の組込みにボールが干渉することがなく、軸受内部に保持器を容易に組込むことができる。

平面形状が２分の１円を超える円形状の切欠部の採用において、係合爪と係合凹部間に形成される周方向すきまをボールとポケット間に形成される周方向のポケットすきまより大きくしておくことにより、大きなモーメント荷重が負荷されてボールに遅れ進みが生じ、第１分割保持器と第２分割保持器とが相対的に回転しても、係合爪が係合凹部の周方向で対向する側面に当接することはなく、係合爪の損傷防止に効果を挙げることができる。

また、係合爪と係合凹部間に形成される軸方向すきまをボールとポケット間に形成される軸方向のポケットすきまより大きくしておくことにより、第１分割保持器と第２分割保持器に離反する方向の軸方向力が作用した際に、対向一対のポケット爪の内面がボールの外周面に当接して、係合爪が係合凹部の軸方向端面に当接するというようなことはなく、係合爪の損傷防止に効果を挙げることができる。

一方、平面Ｕ字形の切欠部の採用において、係合爪と係合凹部間に形成される周方向すきまを径方向で対向する２つの切欠部によって形成されるポケットとそのポケット内に収容されるボール間の周方向のポケットすきまより大きくしておくことにより、大きなモーメント荷重が負荷されてボールに遅れ進みが生じ、第１分割保持器と第２分割保持器とが相対的に回転しても、係合爪が係合凹部の周方向で対向する側面に当接することはなく、係合爪の損傷防止に効果を挙げることができる。

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、上記ヘリカルギヤへのトルク伝達によって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てボールの乗り上げを防止する。

ここで、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、第１分割保持器、第２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。

深みぞ玉軸受は、潤滑油により潤滑されるため、第１分割保持器および第２分割保持器は耐油性に優れた合成樹脂で成形するのが好ましい。そのような樹脂として、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。それらの樹脂のうち、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）は、他の樹脂に比較して耐油性が優れているため、耐油性を考慮するならば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）を用いるのが最も好ましい。

また、樹脂材料の価格を考慮するならば、ポリアミド６６（ＰＡ６６）を用いるのが好ましく、潤滑油の種類に応じて適宜に決定すればよい。

この発明に係る深みぞ玉軸受において、高さの高い肩の高さが必要以上に大きくなると、ボールの組込みができなくなり、また、低すぎると、ボールの乗り上げが生じる。このため、高さの高い肩の肩高さをＨ_１、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２５〜０．５０の範囲としておくのがよい。

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、この発明にかかる深みぞ玉軸受は、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、ボールの乗り上げもないため、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残りの肩の高さより高くしたので、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、外輪と内輪間にボールを組込み、その外輪と内輪の一側方から内部に第１分割保持器を挿入し、他側方から内部に第２分割保持器を挿入して、第１分割保持器内に第２分割保持器を嵌合することにより、深みぞ玉軸受を組立てることができるため、組立てが容易である。

さらに、ボールをセラミックスとしたことにより、そのセラミックスは軸受鋼に比較してヤング率が高いため、深みぞ玉軸受が負荷を受けた際に、ボールと外輪及び内輪の接触部に形成される接触楕円が小さく、ボールの滑りが低減され、トルク損失の少ない軽量の深みぞ玉軸受を得ることができる。

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に示す保持器の一部分を示す右側面図図１に示す保持器の一部分を示す左側面図第１分割保持器と第２分割保持器の一部分を示す平面図図４に示す第１分割保持器のポケットにボールを組込んだ状態での周方向のポケットすきまを示す平面図図４に示す第１分割保持器のポケットにボールを組込んだ状態での軸方向のポケットすきまを示す平面図図１の第１分割保持器と第２分割保持器の結合部を拡大して示す断面図合成樹脂製保持器の他の例を示す分解斜視図図８の平面図図８に示す第２分割保持器のポケットにボールを組込んだ状態での周方向のポケットすきまを示す平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１４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間にセラミックスからなるボール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の高さ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。

ここで、高さの低い肩１３ｂおよび２３ａの肩の高さは、標準型深みぞ玉軸受の肩と同じ高さとしているが、標準型深みぞ玉軸受の肩の高さより低くしてもよい。

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。

スラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂの肩高さをＨ_１とし、ボール３１の球径をｄとすると、ボールｄの球径に対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄは、Ｈ_１／ｄ＝０．２５〜０．５０の範囲とされている。

保持器４０は、第１分割保持器４１と、その第１分割保持器４１の内側に挿入された第２分割保持器４２とからなる。

図１乃至図４に示すように、第１分割保持器４１は、環状体４３の軸方向一側面に対向一対のポケット爪４４を周方向に等間隔に形成し、各対向一対のポケット爪４４間に上記環状体４３を刳り抜く２分の１円を超える大きさの切欠部４５を設けた合成樹脂の成形品からなり、上記環状体４３の内径はボール３１のピッチ円径（ＰＣＤ）に略等しく、外径は外輪１１の高さが高い肩１３ａの内径と高さの低い肩１３ｂの内径の範囲内とされて、外輪１１の高さの低い肩１３ｂ側から軸受内に挿入可能とされている。

一方、第２分割保持器４２は、環状体４８の軸方向他側面に対向一対のポケット爪４９を周方向に等間隔に形成し、各対向一対のポケット爪４９間に上記環状体４８を刳り抜く２分の１円を超える大きさの切欠部５０を設けた合成樹脂の成形品からなり、上記環状体４８の外径はボール３１のピッチ円径（ＰＣＤ）に略等しく、内径は内輪２１の高さの高い肩２３ｂの外径と高さの低い肩２３ａの外径の範囲内とされている。この第２分割保持器４２は、高さの低い肩２３ａ側から軸受内に挿入可能とされ、かつ、第１分割保持器４１の内側に嵌合可能とされている。

第１分割保持器４１と第２分割保持器４２の相互間には、内外に嵌り合う嵌合状態において軸方向に非分離とする連結手段Ｘが設けられている。連結手段Ｘは、第１分割保持器４１の隣接する切欠部４５間に形成された柱部４３ａの先端に内向きの係合爪４６を設け、かつ、環状体４３の内径面に上記係合爪４６と同一軸線上に溝状の係合凹部４７を形成し、第２分割保持器４２の隣接する切欠部５０間に形成された柱部４８ａの先端に外向きの係合爪５１を設け、かつ、環状体４８の外径面に上記係合爪５１と同一軸線上に係合凹部５２を形成し、第１分割保持器４１の係合爪４６と第２分割保持器４２の係合凹部５２の係合、および、第２分割保持器４２の係合爪５１と第１分割保持器４１の係合凹部４７の係合によって、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２とを軸方向に非分離とする構成とされている。

ここで、第１分割保持器４１および第２分割保持器４２は、深みぞ玉軸受を潤滑する潤滑油に曝されるため、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間に所要数のセラミックス製のボール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て、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。

そのボール３１の組込みに際して、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Ｈ_１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、実施の形態では、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄが、０．５０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、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１分割保持器４１を、その第１分割保持器４１に形成された切欠部４５内にボール３１が嵌り込むようにして挿入する。

また、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２分割保持器４２を、その第２分割保持器４２に形成された切欠部５０内にボール３１が嵌り込むように挿入して、第１分割保持器４１内に第２分割保持器４２を嵌合する。

上記のように、第１分割保持器４１内に第２分割保持器４２を嵌合することにより、図１および図７に示すように、各分割保持器４１、４２に形成された係合爪４６、５１が相手方の分割保持器に設けられた係合凹部４７、５２に係合することになり、深みぞ玉軸受の組立てが完了する。

このように、外輪１１の軌道溝１２と内輪２１の軌道溝２２間にボール３１を組込んだ後、外輪１１と内輪１２間の両側方から内部に第１分割保持器４１と第２分割保持器４２とを挿入して、第１分割保持器４１内に第２分割保持器４２を嵌合する簡単な作業によって深みぞ玉軸受を組立てることができる。

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分割保持器４１および第２分割保持器４２の径方向の厚みを厚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の肩高さＨ_２については、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ_２の比率Ｈ_２／ｄを０．０９〜０．５０の範囲とし、一方、内輪２１の肩２３ａの肩高さ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０．１８〜０．５０の範囲とするのが好ましい。

図１１は、実施の形態で示す深みぞ玉軸受Ａを用いて図１５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のスラスト負荷側の肩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に対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２５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、内輪の外径寸法がφ５３．１ｍｍ、外輪の内径寸法がφ６８．１ｍｍの標準の深みぞ玉軸受６２０８Ｃを比較品とし、その標準の深みぞ玉軸受を基にして、内輪のスラスト負荷側の肩の外径寸法をφ５３．１ｍｍからφ５６．６ｍｍに変更し、かつ、外輪のスラスト負荷側の肩の内径寸法をφ６８．１ｍｍからφ６５．５ｍｍ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図１１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に対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２５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分割保持器４１、第２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５５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。

図１１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１２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１２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１３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１４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１３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１４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１１乃至図１４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。

実施の形態で示す深みぞ玉軸受においては、第１分割保持器４１の切欠部４５および第２分割保持器４２の切欠部５０の開口端にボール３１を抱き込む対向一対のポケット爪４４、４９を設け、上記第１分割保持器４１に形成された対向一対のポケット爪４４と第２分割保持器４２に設けられた対向一対のポケット爪４９を相反する方向に向く組み合わせとし、その組み合わせ状態において、係合爪４６、５１を係合凹部４７、５２に係合して、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２を軸方向に非分離としているため、大きなモーメント荷重が負荷されてボール３１に遅れや進みが生じても、保持器４０は脱落するようなことはない。

また、ボール３１をセラミックス製としているため、そのセラミックスは軸受鋼に比較してヤング率が高いため、深みぞ玉軸受が負荷を受けた際に、ボール３１と外輪１１及び内輪２１の接触部に形成される接触楕円が小さく、ボール３１の滑りが低減され、トルク損失も少ない。

ここで、図４および図５に示すように、係合爪４６、５１と係合凹部４７、５２間に形成される周方向すきま６０のすきま量δ_１をボール３１と切欠部４５、５０間に形成される周方向のポケットすきま６１のすきま量δ_２より大きくしておくことにより、大きなモーメント荷重が負荷されてボール３１に遅れ進みが生じ、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２とが相対的に回転しても、係合爪４６、５１が係合凹部４７、５２の周方向で対向する側面に当接することはなく、係合爪４６、５１の損傷防止に効果を挙げることができる。

また、図６および図７に示すように、係合爪４６、５１と係合凹部４７、５２間に形成される軸方向すきま６２のすきま量δ_３をボール３１と切欠部４５、５０間に形成される軸方向のポケットすきま６３のすきま量δ_４より大きくしておくことにより、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２に離反する方向の軸方向力が作用した際に、対向一対のポケット爪４４、４９の内面がボール３１の外周面に当接して、係合爪４６、５１が係合凹部４７、５２の軸方向端面に当接するというようなことがなくなり、係合爪４６、５１の損傷防止に効果を挙げることができる。

なお、図１１乃至図１４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。

図４乃至図６では、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２のそれぞれに形成された切欠部４５、５０を２分の１円を超える円形状として開口端に対向一対のポケット爪４４、４９を設けたが、切欠部４５、５０の形状はこれに限定されるものではい。例えば、図８乃至１０に示すように、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２のそれぞれに形成された切欠部４５、５０を、両分割保持器４１、４２を内外に組み合わせた嵌合状態において円筒状のポケットを形成する平面Ｕ字形としてもよい。

上記のような平面Ｕ字形の切欠部４５、５０の採用において、係合爪４６、５１と係合凹部４７、５２間に形成される周方向すきま６４のすきま量δ_５を径方向で対向する２つの切欠部４５、５０によって形成されるポケットとそのポケット内に収容されるボール３１間の周方向のポケットすきま６５のすきま量δ_６より大きくしておくことにより、大きなモーメント荷重が負荷されてボール３１に遅れ進みが生じ、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２とが相対的に回転しても、係合爪４６、５１が係合凹部４７、５２の周方向で対向する側面に当接することはなく、係合爪４６、５１の損傷防止に効果を挙げることができる。

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分割保持器
４２第２分割保持器
４３環状体
４３ａ柱部
４４ポケット爪
４５切欠部
４６係合爪
４７係合凹部
４８環状体
４８ａ柱部
４９ポケット爪
５０切欠部
５１係合爪
５２係合凹部
６０周方向すきま
６１周方向のポケットすきま
６２軸方向すきま
６３軸方向のポケットすきま
６４周方向すきま
６５周方向のポケットすきま
Ａ深みぞ玉軸受
Ｃ円筒ころ軸受
Ｄアンギュラ玉軸受
Ｅ円すいころ軸受

Claims

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、
前記ボールがセラミックスからなり、
前記保持器が、合成樹脂の成形品からなる円筒形の第１分割保持器と、その第１分割保持器の内側に挿入される合成樹脂製の円筒形の第２分割保持器からなり、前記第１分割保持器の軸方向一側面と第２分割保持器の軸方向他側面に、その両分割保持器を内外に組み合わせた状態でボール保持用の円形のポケットを形成する切欠部を周方向に間隔をおいて設け、前記第１分割保持器と第２分割保持器が円形のポケットを形成する組み合わせ状態で、その両分割保持器を軸方向に非分離とする連結手段を設けたことを特徴とする深みぞ玉軸受。
前記連結手段が、前記第１分割保持器の隣接する切欠部間に形成された柱部の先端部に内向きの係合爪を設け、前記第２分割保持器の隣接する切欠部間に形成された柱部の先端部に外向きの係合爪を設け、第１分割保持器の係合爪を第２分割保持器の外径面に形成された係合凹部に係合し、第２分割保持器の係合爪を第１分割保持器の内径面に形成された係合凹部に係合した構成から成る請求項１に記載の深みぞ玉軸受。
前記係合爪と係合凹部の係合部の数を３つ以上とした請求項２に記載の深みぞ玉軸受。
前記切欠部が、平面形状において２分の１円を超える円形状とされて開口端に対向一対のポケット爪を有し、断面形状がボールの外周に沿う球面状とされた請求項１乃至３のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
前記係合爪と係合凹部間に形成される周方向すきまを径方向で対向する２つの切欠部によって形成されるポケットとそのポケット内に収容されるボール間の周方向のポケットすきまより大きくした請求項４に記載の深みぞ玉軸受。
前記係合爪と係合凹部間に形成される軸方向すきまを径方向で対向する２つの切欠部によって形成されるポケットとそのポケット内に収容されるボール間の軸方向のポケットすきまより大きくした請求項４又は５に記載の深みぞ玉軸受。
前記切欠部が、第１分割保持器と第２分割保持器の組み合わせ状態において円筒状のポケットを形成する平面Ｕ字形とされた請求項１乃至３のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
前記係合爪と係合凹部間に形成される周方向すきまを径方向で対向する２つの切欠部によって形成されるポケットとそのポケット内に収容されるボール間の周方向のポケットすきまより大きくした請求項７に記載の深みぞ玉軸受。
前記第１分割保持器および第２分割保持器が、ポリアミド４６、ポリアミド６６およびポリフェニレンスルファイドの一種からなる請求項１乃至８のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
前記外輪、内輪、第１分割保持器および第２分割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９のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
前記高さの高い肩の肩高さをＨ_１、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２５〜０．５０の範囲とした請求項１乃至１０のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
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１１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。
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１１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。
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１１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。
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１１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。