JP2017026068A - 深溝玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】接触楕円が軌道輪の肩部に乗り上がりにくくする事ができる構造を実現すべる。
【解決手段】内輪軌道６（外輪軌道７）を、幅方向中間部に設けられた断面形状が凹円弧状である凹曲面部１０ａ（１０ｂ）と、凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の幅方向両側に隣接して設けられ、断面形状が凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の幅方向両端縁から接線方向に伸長する直線状である、１対の傾斜面部１１ａ（１１ｂ）とから成るものとする。又、傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の断面長さを、接触楕円の一部が傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に対して、これら接触楕円の長軸方向端縁と傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の幅方向外端縁とが一致する位置まで乗り上がった場合でも、接触楕円のうち、傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がった部分のピーク面圧が、傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がっていない部分のピーク面圧以上の大きさにならない長さに規制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車用トランスミッション等の各種機械装置の回転支持部分に組み込んで使用される深溝玉軸受の改良に関する。

自動車用トランスミッションには、少なくとも一部の回転軸をハウジングに対して回転自在に支持する為に、深溝玉軸受が組み込まれている（例えば特許文献１参照）。この深溝玉軸受は、回転抵抗が小さい事に加えて、ラジアル荷重と、両方向のアキシアル荷重とを支承できると言った特徴がある。

前記深溝玉軸受にアキシアル荷重が加わると、転動体である玉の転動面と軌道（内輪軌道、外輪軌道）との転がり接触部に存在する接触楕円の中心が、この軌道の幅方向（軸方向）中央位置から幅方向に移動する。そして、前記アキシアル荷重が大きくなると、この接触楕円が、この軌道を幅方向両側から挟む位置に存在する肩部に乗り上がり、前記玉の転動面にエッジロードに基づく過大面圧が加わる。この結果、この玉の転動面に早期剥離等の損傷が発生し、前記深溝玉軸受の寿命が低下する可能性がある。

前記接触楕円が軌道輪（内輪、外輪）の肩部に乗り上がりにくくする方法として、軸受サイズ（呼び軸受内径）を大きくする方法や、この肩部の高さを大きくする方法がある。しかしながら、前者の方法に関しては、採用すると前記深溝玉軸受の大型・重量化を招く為、小型・軽量化の要請に反する事に加えて、この深溝玉軸受の設置スペースが限られている場合には採用できない。又、後者の方法に関しては、採用すると、前記深溝玉軸受の重量化を招く事に加えて、この深溝玉軸受の組立性が悪化する（組み立てが難しくなる）可能性がある。

特開２００２−１０６５８２号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、接触楕円が軌道と幅方向に隣接する部分に設けられた肩部に乗り上がりにくくする事ができる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の深溝玉軸受は、外周面に深溝型の内輪軌道を有する内輪と、内周面に深溝型の外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉とを備える。
特に、本発明の深溝玉軸受は、前記内輪軌道と前記外輪軌道とのうちの少なくとも一方の軌道である対象軌道は、幅方向（軸方向）中間部に設けられた断面形状が凹円弧状である凹曲面部と、この凹曲面部の幅方向両側に隣接して設けられ、断面形状がこの凹曲面部の幅方向両端縁から、この凹曲面部の断面の幅方向両端縁に於ける接線方向に伸長する直線状である、１対の傾斜面部とから成る。尚、本明細書及び特許請求の範囲の全体で、前記外輪及び前記内輪の各部分に関する断面形状は、特に断らない限り、これら外輪及び内輪の中心軸を含む仮想平面で切断した場合の断面形状を言う。
そして、前記傾斜面部の、前記凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さは、前記内輪と前記外輪との相対回転時にこれら内輪と外輪との間にアキシアル荷重が負荷される事により、前記玉の転動面と前記対象軌道との転がり接触部に存在する接触楕円の一部が前記傾斜面部に対して、これら接触楕円の長軸方向端縁と傾斜面部の幅方向外端縁とが一致する位置まで乗り上がった場合でも、この接触楕円のうち、前記傾斜面部に乗り上がった部分のうちで最も面圧が大きくなった部分の面圧（ピーク面圧）が、この傾斜面部に乗り上がっていない部分（前記凹曲面部上に存在する部分）のうちで最も面圧が大きくなった部分の面圧以上の大きさにならない長さに規制されている。
言い換えれば、前記長さは、前記深溝玉軸受の運転時にこの深溝玉軸受に許容アキシアル荷重が加わった場合でも、前記玉の転動面と前記傾斜面部との転がり接触部のうちで最も面圧が大きくなる部分の面圧が、同じく前記凹曲面部との転がり接触部のうちで最も面圧が大きくなる部分の面圧よりも小さくなる様に規制されている。

尚、上述の様な本発明を実施する場合、具体的には、前記内輪軌道と前記外輪軌道とのうちの少なくとも内輪軌道を（好ましくは、これら内輪軌道及び外輪軌道を共に）、前記対象軌道とする。

本発明の深溝玉軸受を実施する場合で、前記対象軌道を有する軌道輪と、前記各玉とを、それぞれＳＵＪ２（ＪＩＳ Ｇ ４８０５、縦弾性係数２０８ＧＰａ）製とする場合には、請求項２に記載した発明の様に、前記傾斜面部の、前記凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さを、前記玉の直径の３％以下に規制する事ができる。

又、本発明の深溝玉軸受を実施する場合で、前記対象軌道を有する軌道輪をＳＵＪ２製とし、前記各玉を、ＳＵＪ２に比べて硬質で耐摩耗性等に優れるＳｉＣ（炭化ケイ素、縦弾性係数４５０ＧＰａ）製とする場合には、請求項３に記載した発明の様に、前記傾斜面部の、前記凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さを、前記玉の直径の２％以下に規制する事ができる。

又、本発明の深溝玉軸受を実施する場合で、前記対象軌道を有する軌道輪と、前記玉とを、それぞれＳｉＣ製とする場合には、請求項４に記載した発明の様に、前記傾斜面部の、前記凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さを、前記玉の直径の１％以下に規制する事ができる。

上述の様に構成する本発明の深溝玉軸受によれば、対象軌道を有する軌道輪に関して、この対象軌道と玉の転動面との転がり接触部に存在する接触楕円が、この対象軌道と幅方向に隣接する部分に設けられた肩部に乗り上がりにくくする事ができる。
即ち、本発明の深溝玉軸受の場合、アキシアル荷重が負荷されると、前記接触楕円の中心が、前記対象軌道の幅方向（軸方向）中央位置から幅方向に移動する。この結果、前記接触楕円の一部が前記対象軌道の幅方向端部に存在する傾斜面部に乗り上がると、乗り上がった部分で、この接触楕円が、長軸方向長さが（乗り上がる前に比べて）短くなる方向に変形する。従って、その分、この接触楕円が前記対象軌道と幅方向に隣接する部分に設けられた肩部に乗り上がりにくくなる。又、本発明の深溝玉軸受の場合には、前記接触楕円がこの肩部に乗り上がりにくくする為に、軸受サイズを大きくしたり、この肩部の高さを大きくしたりするのではなく、前記対象軌道の幅方向両端部に傾斜面部を設ける構成を採用している。この為、小型・軽量化を図り易く、組立性を良好に保つ事ができる。

更に、本発明の深溝玉軸受によれば、回転安定性を良好に保ちつつ、前記接触楕円が前記肩部に乗り上がりにくくする事ができる。
即ち、前記接触楕円の一部が前記傾斜面部に乗り上がると、乗り上がった部分の面圧が上昇する。この際の乗り上がった部分の面圧上昇量は、前記傾斜面部に対する前記接触楕円の長軸方向の乗り上がり長さ（乗り上がった部分の面積）に応じて大きくなる。そして、この接触楕円のうち、前記傾斜面部に乗り上がった部分のピーク面圧が、この傾斜面部に乗り上がっていない部分（凹曲面部上に存在する部分）のピーク面圧以上の大きさになると、玉の回転運動が不安定になる可能性がある。従って、前記傾斜面部の、前記凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さを大きくし過ぎると、前記接触楕円が前記肩部に乗り上がる前に（負荷されるアキシアル荷重が許容アキシアル荷重に達する前に）、前記玉の回転運動が不安定になる可能性がある。これに対して、本発明の場合には、前記傾斜面部の、前記凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さが、前記接触楕円の一部がこの傾斜面部に対して、これら接触楕円の長軸方向端縁と傾斜面部の幅方向外端縁とが一致する位置まで乗り上がった（許容アキシアル荷重が負荷された）場合でも、この接触楕円のうち、前記傾斜面部に乗り上がった部分のピーク面圧が、この傾斜面部に乗り上がっていない部分のピーク面圧以上の大きさにならない長さに規制されている。この為、前記接触楕円が前記肩部に乗り上がる前に、前記玉の回転運動が不安定になる事を確実に防止できる。従って、本発明の場合には、深溝玉軸受の回転安定性を良好に保ちつつ、前記接触楕円が前記対象軌道の肩部に乗り上がりにくくする事ができる。

本発明の実施の形態の１例を示す部分断面図。 軌道（内輪軌道、外輪軌道）及び肩部の一部分の断面形状と、アキシアル荷重が負荷されていない状態での接触楕円と、アキシアル荷重が負荷されている状態での接触楕円とを示す図。 内輪、外輪、玉が何れもＳＵＪ２製である深溝玉軸受に関して、本発明の効果を確認する為に行ったシミュレーションの結果を示す線図。 内輪及び外輪がＳＵＪ２製であり、玉がＳｉＣ製である深溝玉軸受に関して、本発明の効果を確認する為に行ったシミュレーションの結果を示す線図。 内輪、外輪、玉が何れもＳｉＣ製である深溝玉軸受に関して、本発明の効果を確認する為に行ったシミュレーションの結果を示す線図。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例に就いて、図１〜２により説明する。
本例の深溝玉軸受は、内輪１と、外輪２と、複数個の玉３と、保持器４と、１対のシールリング５、５とを備える。

このうちの内輪１は、ＳＵＪ２製であり、外周面の幅方向（軸方向、図１の左右方向）中間部に深溝型の内輪軌道６を有する。
前記外輪２は、ＳＵＪ２製であり、内周面の幅方向（軸方向、図１の左右方向）中間部に深溝型の外輪軌道７を有する。
前記各玉３は、ＳＵＪ２製であり、前記保持器４により保持された状態で、前記内輪軌道６と前記外輪軌道７との間に転動自在に設けられている。
前記両シールリング５、５は、前記内輪１の外周面と前記外輪２の内周面との間に存在する、前記各玉３が設置された空間の軸方向両端開口部に組み付けられて、これら軸方向両端開口部を塞いでいる。この為に、前記両シールリング５、５の外周部分を、前記外輪２の内周面の幅方向両端寄り部分に設けられた係止溝８、８に係止すると共に、前記両シールリング５、５を構成するシールリップの先端縁（内周縁）を、前記内輪１の外周面の幅方向両端寄り部分に設けられた壁面９、９に全周に亙り摺接させている。
又、前記各玉３が設置された空間内には、潤滑用のグリースが封入されている。

又、本例の場合、前記内輪軌道６及び前記外輪軌道７は、それぞれの幅方向両端部を、断面形状が直線状である傾斜面部１１ａ、１１ｂとしている。即ち、本例の場合、前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）は、幅方向中間部に設けられた断面形状が凹円弧状である凹曲面部１０ａ（１０ｂ）と、この凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の幅方向両側に隣接して設けられ、断面形状がこの凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の幅方向両端縁から、この凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の断面の幅方向両端縁に於ける接線方向に伸長する直線状である、１対の傾斜面部１１ａ、１１ａ（１１ｂ、１１ｂ）とから成る。尚、本例の場合には、前記内輪軌道６及び前記外輪軌道７のそれぞれが、特許請求の範囲に記載した対象軌道に相当する。

又、前記各玉３の転動面と前記内輪軌道６との転がり接触部、及び、この各玉３の転動面と前記外輪軌道７との転がり接触部には、それぞれ図２に示す様な接触楕円Ｅが存在する。
前記深溝玉軸受の運転時、この深溝玉軸受にアキシアル荷重が加わっていない場合には、前記接触楕円Ｅの中心は、図２の下部の左側に示す様に、前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）｛の凹曲面部１０ａ（１０ｂ）｝の幅方向中央位置に存在し、前記接触楕円Ｅの全体が前記凹曲面部１０ａ（１０ｂ）に位置している。この状態での、この接触楕円Ｅの面圧は、この接触楕円Ｅの中央部（中心部）で最も大きくなり（ピーク値となり）、この接触楕円Ｅの中央部から外周縁に向かう程小さくなる。言い換えれば、この状態での接触楕円Ｅの面圧は、この接触楕円Ｅの長軸上でも、短軸上でも、中央部でピーク値となり、この中央部から両端縁に向かう程小さくなる（長軸上での面圧分布に関しては、後述する図３のグラフ中の破線α参照）。
一方、前記深溝玉軸受の運転時、この深溝玉軸受にアキシアル荷重が加わると、前記接触楕円Ｅは、図２に矢印Ｘで示す様に、前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）の幅方向中央位置から幅方向に移動する。この結果、例えば図２の下部の右側に示す様に、前記接触楕円Ｅの一部（長軸方向端部）が前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がると、乗り上がった部分ｅ₁₁で、前記接触楕円Ｅが、長軸方向長さが（乗り上がる前に比べて）短くなる方向に変形すると共に、この乗り上がった部分ｅ₁₁の面圧が上昇する（後述する図３のグラフ中の実線βの右端部参照）。この際の乗り上がった部分ｅ₁₁の面圧上昇量は、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に対する前記接触楕円Ｅの長軸方向の乗り上がり長さ（乗り上がった部分ｅ₁₁の面積）に応じて大きくなる。

又、本例の場合には、図２の下部の右側に示す様に、前記接触楕円Ｅの一部が前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に対して、これら接触楕円Ｅの長軸方向端縁と傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の幅方向外端縁とが一致する位置まで乗り上がった場合でも、この接触楕円Ｅのうち、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がった部分ｅ₁₁のうちで最も面圧が大きくなった部分の面圧（ピーク面圧）が、この傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がっていない部分｛前記凹曲面部１０ａ（１０ｂ）上に位置する部分｝ｅ₁₀のピーク面圧以上の大きさにならない様に、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の、前記凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さＬ₁₁を規制している。この為に、具体的には、この長さＬ₁₁を、前記各玉３の直径Ｄの３％以下に規制している。この長さＬ₁₁の下限値は、有限である（零でない）限り、特に限定されるものではない。但し、この長さＬ₁₁が大きくなる程、前記接触楕円Ｅが、前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）を幅方向両側から挟む位置に存在する肩部１２ａ（１２ｂ）に乗り上がりにくくなる。この為、前記長さＬ₁₁は、前記各玉３の直径Ｄの３％以下の範囲で、できるだけ大きくする事が好ましい（前記直径Ｄの０．５％以上とする事が好ましく、この直径Ｄの１％以上とする事がより好ましく、この直径Ｄの２％以上とする事が更に好ましい）。この様な事情に鑑みて、本例の場合には、前記長さＬ₁₁を、前記各玉３の直径Ｄの３％としている。又、本例の場合、前記肩部１２ａ（１２ｂ）の径方向高さＨ_12a（Ｈ_12b）を、一般的な深溝玉軸受と同様、前記各玉３の直径Ｄの１５〜３０％としている。尚、本例の場合、一般車のトランスミッション用軸受として使用される深溝玉軸受の様に、前記各玉３の直径Ｄを２０ｍｍ以下とすると、前記長さＬ₁₁は０．６ｍｍ以下となり、又、前記肩部１２ａ（１２ｂ）の径方向高さＨ_12a（Ｈ_12b）は６ｍｍ以下となる。

又、本例の場合、前記内輪軌道６と、前記両肩部１２ａ、１２ａの円筒状の外周面との連続部に、Ｒ面取り部１３ａ、１３ａが設けられている。又、前記外輪軌道７と、前記両肩部１２ｂ、１２ｂの円筒状の内周面との連続部に、Ｒ面取り部１３ｂ、１３ｂが設けられている。
尚、本例の場合、製造工程で、前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）と、前記各肩部１２ａ、１２ａの外周面（前記各肩部１２ｂ、１２ｂの内周面）とに、総型砥石を使用して研削加工を施すのであれば、前記Ｒ面取り部１３ａ（１３ｂ）は、この際の総型砥石による研削加工によって形成する事ができる。尚、自動車のトランスミッション用軸受を対象とする場合には、総型砥石で形成可能な、前記Ｒ面取り部１３ａ（１３ｂ）の断面形状の曲率半径の最小値は、凡そ０．３ｍｍである。一方、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の幅方向外端縁の、前記凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の底部（幅方向中央部）に対する径方向高さが決まっている場合に、前記Ｒ面取り部１３ａ（１３ｂ）の断面形状の曲率半径を大きく設定すると、その分、前記肩部１２ａ（１２ｂ）の径方向高さＨ_12a（Ｈ_12b）を大きくする必要があり、重量化してしまう。この為、この様な重量化を抑える観点から、前記総型砥石による研削加工によって前記Ｒ面取り部１３ａ（１３ｂ）を形成する場合には、このＲ面取り部１３ａ（１３ｂ）の断面形状の曲率半径を、凡そ０．３ｍｍに設定するのが好ましい。又、上述の様に総型砥石によって肩部１２ａ（１２ｂ）の外周面に研削加工を施す場合には、この外周面を前記シールリング５を構成するシールリップの摺接面とする事もできる。
又、本発明を実施する場合、製造工程で、前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）を構成する凹曲面部１０ａ（１０ｂ）及び傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に対してのみ、同時に研削加工を施すのであれば、前記各連続部にＲ面取り部１３ａ（１３ｂ）を設けず、これら各連続部を角部とする事もできる。

上述の様に構成する本例の深溝玉軸受を、例えば自動車用トランスミッションの回転軸をハウジングに対して回転自在に支持する為に使用する場合には、前記内輪１をこの回転軸に外嵌固定すると共に、前記外輪２を前記ハウジングに内嵌固定する。この状態で、前記深溝玉軸受は、前記回転軸をこのハウジングに対して回転自在に支持しつつ、この回転軸に加わるラジアル荷重を支承すると共に、この回転軸に加わる、歯車反力等に基づく両方向のアキシアル荷重を支承する。

上述の様に構成する本例の深溝玉軸受によれば、前記接触楕円Ｅが前記肩部１２ａ（１２ｂ）に乗り上がりにくくする事ができる。従って、この深溝玉軸受の許容接触応力や使用条件等に基づいて予め定められる、前記接触楕円Ｅが前記肩部１２ａ（１２ｂ）に乗り上げる限界のアキシアル荷重である、許容アキシアル荷重を増やす事ができる。
即ち、本例の深溝玉軸受の場合、アキシアル荷重が負荷されると、前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）と前記各玉３の転動面との転がり接触部に存在する接触楕円Ｅの中心が、この内輪軌道６（この外輪軌道７）の幅方向中心位置から幅方向に移動する。この結果、前記接触楕円Ｅの一部（長軸方向端部）がこの傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がると、乗り上がった部分で、この接触楕円Ｅが、長軸方向長さが（乗り上がる前に比べて）短くなる方向に変形する。従って、その分、この接触楕円Ｅが前記肩部１２ａ（１２ｂ）に乗り上がりにくくなる。この結果、前記深溝玉軸受の許容アキシアル荷重を増やす事ができる。又、本例の深溝玉軸受の場合には、この許容アキシアル荷重を増やす為に、軸受サイズを大きくしたり、前記肩部１２ａ（１２ｂ）の径方向高さＨ_12a（Ｈ_12b）を大きくしたりするのではなく、この内輪軌道６（この外輪軌道７）の幅方向両端部に傾斜面部１１ａ（１１ｂ）を設ける構成を採用している。この為、小型・軽量化を図り易く、組立性を良好に保つことができる。

更に、本例の深溝玉軸受によれば、回転安定性を良好に保ちつつ、許容アキシアル荷重を増やす事ができる。
即ち、前記接触楕円Ｅの一部が前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がると、乗り上がった部分の面圧が上昇する。この際の乗り上がった部分の面圧上昇量は、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に対する前記接触楕円Ｅの長軸方向の乗り上がり長さ（乗り上がった部分ｅ₁₁の面積）に応じて大きくなる。そして、この接触楕円Ｅのうち、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がった部分ｅ₁₁のピーク面圧が、この傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がっていない部分｛前記凹曲面部１０ａ（１０ｂ）に存在する部分｝ｅ₁₀のピーク面圧以上の大きさになると、前記各玉３の回転運動が不安定になる可能性がある。従って、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の、前記凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さＬ₁₁を大きくし過ぎると、前記接触楕円Ｅが前記肩部１２ａ（１２ｂ）に乗り上がる前に（負荷されるアキシアル荷重が許容アキシアル荷重に達する前に）、前記各玉３の回転運動が不安定になる可能性がある。これに対して、本例の場合には、前記長さＬ₁₁が、前記接触楕円Ｅの一部がこの傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に対して、これら接触楕円Ｅの長軸方向端縁と傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の幅方向外端縁とが一致する位置まで乗り上がった（許容アキシアル荷重が負荷された）場合でも、この接触楕円Ｅのうち、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がった部分ｅ₁₁のピーク面圧が、この傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がっていない部分｛前記凹曲面部１０ａ（１０ｂ）上に位置する部分｝ｅ₁₀のピーク面圧以上の大きさにならない長さに規制されている。この為、前記接触楕円Ｅが前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）の肩部１２ａ（１２ｂ）に乗り上がる前に、前記各玉３の回転運動が不安定になる事を確実に防止できる。従って、本例の場合には、深溝玉軸受の回転安定性を良好に保ちつつ、許容アキシアル荷重を増やす事ができる。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例に就いて、上述した実施の形態の第１例を示す図１〜２を参照しつつ説明する。
本例の場合には、深溝玉軸受を構成する各部材のうち、内輪１及び外輪２をＳＵＪ２製とすると共に、各玉３をＳｉＣ製としている。
又、本例の場合には、図２に示す様に、前記各玉３の転動面と内輪軌道６（外輪軌道７）との転がり接触部に存在する接触楕円Ｅの長軸方向端部が、前記深溝玉軸受の運転時にこの深溝玉軸受にアキシアル荷重が負荷される等により、前記内輪軌道６（外輪軌道７）を構成する傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に対して、これら接触楕円Ｅの長軸方向端縁と傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の幅方向外端縁とが一致する位置まで乗り上がった場合（深溝玉軸受に許容アキシアル荷重が負荷された場合）でも、この接触楕円Ｅのうち、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がった部分ｅ₁₁のピーク面圧が、この傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がっていない部分｛凹曲面部１０ａ（１０ｂ）に位置する部分｝ｅ₁₀のピーク面圧以上の大きさにならない様にする為に、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の、前記凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さＬ₁₁を、前記各玉３の直径Ｄの２％以下に規制している。尚、本例の場合も、この長さＬ₁₁の下限値は、有限である（零でない）限り、特に限定されるものではない。但し、この長さＬ₁₁が大きくなる程、前記接触楕円Ｅが、前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）を幅方向両側から挟む位置に存在する肩部１２ａ（１２ｂ）に乗り上がりにくくなる。この為、前記長さＬ₁₁は、前記各玉３の直径Ｄの２％以下の範囲で、できるだけ大きくする事が好ましい（前記直径Ｄの０．５％以上とする事が好ましく、この直径Ｄの１％以上とする事がより好ましく、この直径Ｄの１．５％以上とする事が更に好ましい）。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例に就いて、前述した実施の形態の第１例を示す図１〜２を参照しつつ説明する。
本例の場合には、深溝玉軸受を構成する各部材のうち、内輪１、外輪２、各玉３を、何れもＳｉＣ製としている。
又、本例の場合には、図２に示す様に、前記各玉３の転動面と内輪軌道６（外輪軌道７）との転がり接触部に存在する接触楕円Ｅの長軸方向端部が、前記深溝玉軸受の運転時にこの深溝玉軸受にアキシアル荷重が負荷される等により、前記内輪軌道６（外輪軌道７）を構成する傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に対して、これら接触楕円Ｅの長軸方向端縁と傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の幅方向外端縁とが一致する位置まで乗り上がった場合（深溝玉軸受に許容アキシアル荷重が負荷された場合）でも、この接触楕円Ｅのうち、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がった部分ｅ₁₁のピーク面圧が、この傾斜面部１１ａ（１１ｂ）に乗り上がっていない部分｛凹曲面部１０ａ（１０ｂ）に位置する部分｝ｅ₁₀のピーク面圧以上の大きさにならない様にする為に、前記傾斜面部１１ａ（１１ｂ）の、前記凹曲面部１０ａ（１０ｂ）の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さＬ₁₁を、前記各玉３の直径Ｄの１％以下に規制している。尚、本例の場合も、この長さＬ₁₁の下限値は、有限である（零でない）限り、特に限定されるものではない。但し、この長さＬ₁₁が大きくなる程、前記接触楕円Ｅが、前記内輪軌道６（前記外輪軌道７）を幅方向両側から挟む位置に存在する肩部１２ａ（１２ｂ）に乗り上がりにくくなる。この為、前記長さＬ₁₁は、前記各玉３の直径Ｄの１％以下の範囲で、できるだけ大きくする事が好ましい（前記直径Ｄの０．５％以上とする事が好ましく、この直径Ｄの０．７５％以上とする事がより好ましい）。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

本発明の効果を確認する為に行ったシミュレーションに就いて説明する。
本シミュレーションでは、深溝玉軸受を構成する各部材の材料、並びに、凹曲面部の断面の幅方向両端縁に於ける接線方向に関する傾斜面部の長さＬが異なる３種類の試験軸受に、許容アキシアル荷重を負荷した場合の、接触楕円の長軸上の面圧分布を算出した。
各試験軸受の、前記各部材の材料及び前記傾斜面部の長さＬは、それぞれ以下の通りである。
［試験軸受１］
内輪及び外輪の材料：ＳＵＪ２
玉の材料：ＳＵＪ２
傾斜面部の長さＬ：玉の直径の３％
［試験軸受２］
内輪及び外輪の材料：ＳＵＪ２
玉の材料：ＳｉＣ
傾斜面部の長さＬ：玉の直径の２％
［試験軸受３］
内輪及び外輪の材料：ＳｉＣ
玉の材料：ＳｉＣ
傾斜面部の長さＬ：玉の直径の１％
その他のシミュレーションの条件は、以下の通りである。
軸受名番：６２０８（ＪＩＳ標準品）
軸受内径（内輪の内径）：４０ｍｍ
軸受外径（外輪の外径）：８０ｍｍ
軸受軸方向幅寸法（内輪及び外輪の軸方向幅寸法）：１８ｍｍ
玉の直径：１１．９ｍｍ
凹曲面部の曲率半径：前記玉の直径（１１．９）の５２％

試験軸受１に関する解析結果を図３に、試験軸受２に関する解析結果を図４に、試験軸受３に関する解析結果を図５に、それぞれ示す。
これら図３〜５に示した解析結果のうち、破線αは、軌道の断面形状が単一の凹円弧により構成されていると仮定した場合に、許容アキシアル荷重が負荷された状態での接触楕円の長軸上の面圧分布を示している。これに対し、実線βは、軌道が、凹曲面部と１対の傾斜面部とから構成された場合に、許容アキシアル荷重が負荷された状態での接触楕円の長軸上の面圧分布を示している。図３〜５中のＰ部は、接触楕円が傾斜面部に乗り上がった部分を示している。

先ず、前記破線αの右端縁の位置と、前記実線βの右端縁の位置とを見比べれば明らかな様に、接触楕円の一部が軌道の傾斜面部に乗り上がると、乗り上がった部分で、この接触楕円が、長軸方向長さが（乗り上がらない場合に比べて、図３〜５中の幅Ｑの分）短くなる様に変形している。従って、その分、この接触楕円が肩部に乗り上がりにくくなる（許容アキシアル荷重を増やせる）事が分かる。又、許容アキシアル荷重を同等にした場合には、内輪及び外輪の軸方向幅寸法を幅Ｑの分だけ（幅Ｑの２倍の長さ）短くして、深溝玉軸受の小型・軽量化を図れる事が分かる。

又、前記実線βを見れば明らかな様に、接触楕円の一部が軌道の傾斜面部に乗り上がると、乗り上がった部分（Ｐ部）の面圧が上昇している。但し、何れの場合でも、乗り上がった部分のピーク面圧は、乗り上がっていない部分のピーク面圧よりも小さくなっている。

従って、深溝玉軸受の小型・軽量化を図り易くすると共に、回転安定性を良好に保ちつつ、接触楕円が肩部に乗り上がるのを防止する為には、傾斜面部の、凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さを、前記試験軸受１の場合には、各玉３の直径の３％以下に規制すれば良く、前記試験軸受２の場合には、各玉３の直径の２％以下に規制すれば良く、前記試験軸受３の場合には、各玉３の直径の１％以下に規制すれば良い事が分かる。

本発明の深溝玉軸受は、自動車用トランスミッションに限らず、各種機械装置の回転支持部分に組み込んで使用する事ができる。
又、本発明の深溝玉軸受は、外輪を静止輪とし、内輪を回転輪とする用途に限らず、内輪を静止輪とし、外輪を回転輪とする用途で使用する事もできる。
又、本発明の深溝玉軸受を実施する場合で、内輪軌道の断面形状の曲率半径と、外輪軌道の断面形状の曲率半径とが互いに等しく、且つ、前記内輪の肩部の径方向高さと、前記外輪の肩部の径方向高さとが互いに等しい場合には、アキシアル荷重が負荷された際に、接触楕円は、前記外輪の肩部よりも、前記内輪の肩部に乗り上がり易い。この理由は、転動体である玉が、回転（公転）に伴い発生する遠心力により径方向外方に向け変位する傾向となる為である。従って、かかる場合に、これら内輪軌道と外輪軌道とのうちの何れか一方の軌道のみを対象軌道とするのであれば、この内輪軌道を対象軌道とするのが好ましい。

１ 内輪
２ 外輪
３ 玉
４ 保持器
５ シールリング
６ 内輪軌道
７ 外輪軌道
８ 係止溝
９ 壁面
１０ａ、１０ｂ 凹曲面部
１１ａ、１１ｂ 傾斜面部
１２ａ、１２ｂ 肩部
１３ａ、１３ｂ Ｒ面取り部

Claims (4)

1. 外周面に深溝型の内輪軌道を有する内輪と、内周面に深溝型の外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉とを備えた深溝玉軸受であって、
   前記内輪軌道と前記外輪軌道とのうちの少なくとも一方の軌道である対象軌道は、幅方向中間部に設けられた断面形状が凹円弧状である凹曲面部と、この凹曲面部の幅方向両側に隣接して設けられ、断面形状がこの凹曲面部の幅方向両端縁から、この凹曲面部の断面の幅方向両端縁に於ける接線方向に伸長する直線状である、１対の傾斜面部とから成り、
   この傾斜面部の、前記凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さは、前記内輪と前記外輪との相対回転時にこれら内輪と外輪との間にアキシアル荷重が負荷される事により、前記玉の転動面と前記対象軌道との転がり接触部に存在する接触楕円の一部が前記傾斜面部に対して、これら接触楕円の長軸方向端縁と傾斜面部の幅方向外端縁とが一致する位置まで乗り上がった場合でも、この接触楕円のうち、前記傾斜面部に乗り上がった部分のうちで最も面圧が大きくなった部分の面圧が、この傾斜面部に乗り上がっていない部分のうちで最も面圧が大きくなった部分の面圧以上の大きさにならない長さに規制されている事を特徴とする、
   深溝玉軸受。
2. 前記対象軌道を有する軌道輪と、前記各玉とが、それぞれＳＵＪ２製であり、
   前記傾斜面部の、前記凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さが、前記玉の直径の３％以下に規制されている、
   請求項１に記載した深溝玉軸受。
3. 前記対象軌道を有する軌道輪がＳＵＪ２製であり、
   前記各玉がＳｉＣ製であり、
   前記傾斜面部の、前記凹曲面部の断面の幅方向端縁に於ける接線方向に関する長さが、前記玉の直径の２％以下に規制されている、
   請求項１に記載した深溝玉軸受。
4. 前記対象軌道を有する軌道輪と、前記玉とが、それぞれＳｉＣ製であり、
   前記傾斜面部の断面形状である直線の長さが、前記玉の直径の１％以下に規制されている、
   請求項１に記載した深溝玉軸受。

Images