JP2022135264A - 内輪分離型アンギュラ玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受厚さに対する軸受直径の比が大きく、外輪アッシーを内輪の外周に装着するときに、玉と合成樹脂製保持器とが外輪から脱落するのを防止可能な内輪分離型アンギュラ玉軸受を提供する。【解決手段】外輪１の外径をＤ、内輪２の内径をｄとしたときに、２≧（Ｄ－ｄ）／ｄを満たす内輪分離型アンギュラ玉軸受において、内輪２を分離した状態で複数の玉３がポケット１５内で径方向内側に最大で移動したときの玉３の外接円径をＤ１、外輪カウンタボア部６の内径をＤ２、各玉３の直径をＤ３、Ｗ＝（Ｄ１－Ｄ２）／２としたときに、０．０３０＜Ｗ／Ｄ３≦０．０５０を満たす。【選択図】図２

Description

この発明は、内輪を分離した状態で玉が保持器のポケットから径方向内側に抜け落ちないように構成された内輪分離型アンギュラ玉軸受に関する。

従来、自動車のトランスミッションに用いる軸受は、ラジアル荷重だけでなくアキシアル荷重も負荷されることから、円すいころ軸受が多く使用されていた。しかしながら、近年、自動車の低燃費化のニーズにより、トランスミッションの軸受として、アンギュラ玉軸受を使用することが増えている。アンギュラ玉軸受は、ラジアル荷重と一方のアキシアル荷重を負荷することが可能であり、円すいころ軸受よりも低トルクである。

トランスミッションにアンギュラ玉軸受を使用する場合、トランスミッションの組み立ておよび分解の作業性を確保するため、一般に、分離型アンギュラ玉軸受が採用される。分離型アンギュラ玉軸受は、内輪または外輪を分離させたときにも、玉が保持器のポケットから抜け落ちないように構成されたアンギュラ玉軸受である。

分離型アンギュラ玉軸受は、外輪側と内輪側とに分離することができるので、外輪の外周に締め代をもって軸受ハウジングを嵌合させ、かつ、内輪の内周も締め代をもって軸体に嵌合させた状態（つまり外輪側と内輪側とをいずれも圧入した状態）に取り付けることが可能である。

分離型アンギュラ玉軸受として、例えば、特許文献１の内輪分離型のアンギュラ玉軸受が知られている。特許文献１の内輪分離型アンギュラ玉軸受は、外輪と、外輪の径方向内側に同軸に配置される内輪と、外輪と内輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれる複数の玉と、複数の玉を保持する合成樹脂製保持器とを備えている。合成樹脂製保持器は、鉄板保持器に比べて軽量性、耐焼付き性、静粛性の点で優れる。

特許文献１の内輪分離型アンギュラ玉軸受において、外輪の内周には、玉が転がり接触する外輪軌道溝と、外輪軌道溝の軸方向の一方側に隣接する外輪カウンタボア部と、外輪軌道溝の軸方向の他方側に隣接する外輪肩部とが設けられている。外輪カウンタボア部は、外輪軌道溝の溝肩の一部を取り除いた形状をもつ部位であり、外輪肩部の内径よりも大きい内径を有する。

合成樹脂製保持器は、玉に対して軸方向の一方側（外輪カウンタボア部の側）を周方向に延びるカウンタ側環状部と、玉に対して軸方向の他方側（外輪肩部の側）を周方向に延びる反カウンタ側環状部と、複数の玉同士の間を通ってカウンタ側環状部と反カウンタ側環状部を連結する複数の柱部とを有する。

カウンタ側環状部と反カウンタ側環状部と柱部は、玉を収容するポケットを区画している。ポケットの径方向内側の開口は、内輪を分離した状態でも、玉が合成樹脂製保持器の径方向内側に抜け落ちないように、玉の大きさよりも狭くなっている。

ここで、内輪を分離したときに、玉と合成樹脂製保持器とが外輪から脱落するのを防止するため、外輪カウンタボア部に、かかり代が設定されている。かかり代の大きさＷは、内輪を分離した状態で複数の玉が合成樹脂製保持器のポケット内で径方向内側に最大で移動したときの玉の外接円径をＤ_１、外輪カウンタボア部の内径をＤ_２としたときに、Ｗ＝（Ｄ_１－Ｄ_２）／２で定義される。このかかり代の大きさＷは、合成樹脂製保持器で玉を保持する場合、各玉の直径をＤ_３とすると、一般に、０．００５≦Ｗ／Ｄ_３≦０．０３０を満たす大きさに設定される（例えば、特許文献２）。

特開２００８－９５９２９号公報 特開２００５－９６４３号公報

ところで、本願の発明者らが、社内において内輪分離型アンギュラ玉軸受を組み立てる作業を行なったところ、軸受厚さ（外輪の外径Ｄと内輪の内径ｄの差の１／２）に対する軸受直径（具体的には内輪の内径ｄ）の比が、通常程度かそれよりも小さい寸法関係をもつ軸受を組み立てるときは、外輪と複数の玉と保持器とを一体に保持したもの（以下「外輪アッシー」という）を、内輪の外周に問題なく装着することができるが、これに対し、軸受厚さに対する軸受直径の比が大きい寸法関係をもつ軸受を組み立てるときは、外輪アッシーを内輪の外周に装着する際に、玉が外輪カウンタボア部を乗り越え、玉と合成樹脂製保持器とが外輪から脱落するおそれがあることが分かった。

すなわち、内輪分離型アンギュラ玉軸受をトランスミッションに取り付けるに際しては、まず、内輪分離型アンギュラ玉軸受を外輪アッシーと内輪とに分離した状態で、外輪アッシーを軸受ハウジングに装着し、内輪を軸体に装着する。その後、外輪アッシーを内輪の外周に装着する。ここで、外輪アッシーを内輪の外周に装着するとき、外輪カウンタボア部にかかり代が設定されているので、外輪アッシーを構成する外輪と玉と保持器は一体に保持されるはずである。しかしながら、軸受厚さに対する軸受直径の比が大きい軸受の場合、外輪アッシーを内輪の外周に装着するときに、外輪アッシーに振動等が加わると、外輪アッシーの玉が外輪カウンタボア部を乗り越え、玉と合成樹脂製保持器とが外輪から脱落するおそれがあることが分かった。

そこで、本願の発明者らは、軸受厚さに対する軸受直径の比が大きい場合に、玉と合成樹脂製保持器とが外輪から脱落しやすくなる原因を調査した。その調査の結果、軸受厚さに対する軸受直径の比が大きい場合、合成樹脂製保持器の断面積に対する径寸法の比も大きくなるので、合成樹脂製保持器の剛性が不足して合成樹脂製保持器が変形しやすく、その結果、軸受厚さに対する軸受直径の比が小さい場合に比べて、外輪カウンタボア部に設定されたかかり代の大きさＷが同じでも、合成樹脂製保持器の変形により一部の玉が外輪カウンタボア部を乗り越えやすくなり、一部の玉が外輪カウンタボア部を乗り越えると、それをきっかけにして、玉と合成樹脂製保持器とが外輪から脱落するおそれがあることが分かった。

ここで、軸受厚さに対する軸受直径の比が大きい場合とは、具体的には、外輪の外径をＤ、内輪の内径をｄとしたときに、（Ｄ－ｄ）／ｄの値が２よりも小さい場合である。

この発明が解決しようとする課題は、軸受厚さに対する軸受直径の比が大きく、外輪アッシーを内輪の外周に装着するときに、玉と合成樹脂製保持器とが外輪から脱落するのを防止可能な内輪分離型アンギュラ玉軸受を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の内輪分離型アンギュラ玉軸受を提供する。
外輪と、
前記外輪の径方向内側に同軸に配置される内輪と、
前記外輪と前記内輪の間に周方向に間隔をおいて組み込まれる複数の玉と、
前記複数の玉を保持する合成樹脂製保持器と、を備え、
前記外輪の内周には、前記玉が転がり接触する外輪軌道溝と、前記外輪軌道溝の軸方向の一方側に隣接する外輪カウンタボア部と、前記外輪軌道溝の軸方向の他方側に隣接し、前記外輪カウンタボア部の内径よりも小さい内径をもつ外輪肩部とが設けられ、
前記合成樹脂製保持器は、前記玉に対して軸方向の前記一方側を周方向に延びるカウンタ側環状部と、前記玉に対して軸方向の前記他方側を周方向に延びる反カウンタ側環状部と、前記複数の玉同士の間を通って前記カウンタ側環状部と前記反カウンタ側環状部を連結する複数の柱部とを有し、
前記カウンタ側環状部と前記反カウンタ側環状部と前記柱部とで、前記玉を収容するポケットが区画され、
前記ポケットの径方向内側の開口は、前記内輪を分離した状態でも前記玉が径方向内側に抜け落ちないように前記玉の大きさよりも狭くなっており、
前記外輪の外径をＤ、前記内輪の内径をｄとしたときに、２≧（Ｄ－ｄ）／ｄを満たす内輪分離型アンギュラ玉軸受において、
前記内輪を分離した状態で前記複数の玉が前記ポケット内で径方向内側に最大で移動したときの玉の外接円径をＤ_１、前記外輪カウンタボア部の内径をＤ_２、前記各玉の直径をＤ_３、Ｗ＝（Ｄ_１－Ｄ_２）／２としたときに、
０．０３０＜Ｗ／Ｄ_３≦０．０５０
を満たすことを特徴とする内輪分離型アンギュラ玉軸受。

このようにすると、玉の直径Ｄ_３に対する外輪カウンタボア部のかかり代の大きさＷの比Ｗ／Ｄ_３が０．０３０よりも大きいので、玉が外輪カウンタボア部を乗り越えにくい。そのため、外輪アッシー（外輪と複数の玉と合成樹脂製保持器とを一体に保持したもの）を内輪の外周に装着するときに、合成樹脂製保持器の変形により一部の玉が外輪カウンタボア部を乗り越えるのが防止され、玉と合成樹脂製保持器とが外輪から脱落するのを防止することができる。また、玉の直径Ｄ_３に対する外輪カウンタボア部のかかり代の大きさＷの比Ｗ／Ｄ_３が０．０５０以下なので、玉を保持した状態の合成樹脂製保持器を外輪に組み付けるときに、合成樹脂製保持器の内部に生じる応力を降伏応力未満に抑えることができ、合成樹脂製保持器が塑性変形したり破損したりするのを防止することが可能である。

前記内輪の外周には、前記玉が転がり接触する内輪軌道溝と、前記内輪軌道溝の軸方向の前記一方側に隣接する内輪肩部と、前記内輪軌道溝の軸方向の前記他方側に隣接し、前記内輪肩部の外径よりも小さい外径をもつ内輪カウンタボア部とが設けられ、
前記内輪カウンタボア部の外周には、前記内輪軌道溝から遠ざかるに従って次第に外径が小さくなるテーパ面が形成されている構成を採用すると好ましい。

このようにすると、外輪アッシーを内輪の外周に装着するときに、内輪カウンタボア部の外周のテーパ面によって、外輪アッシーの玉が径方向外側に押し動される。そのため、円滑に、外輪アッシーを内輪に装着することが可能となる。

この発明は、前記内輪の内径ｄが４０ｍｍ以上の軸受に、特に好適に適用することができる。

上記の内輪分離型アンギュラ玉軸受は、前記外輪の外周に締め代をもって嵌合する軸受ハウジングと、前記内輪の内周に締め代をもって嵌合する軸体とを有するトランスミッションに組み込んで使用することができる。

この発明の内輪分離型アンギュラ玉軸受は、玉の直径Ｄ_３に対する外輪カウンタボア部のかかり代の大きさＷの比Ｗ／Ｄ_３が０．０３０よりも大きいので、玉が外輪カウンタボア部を乗り越えにくい。そのため、外輪アッシーを内輪の外周に装着するときに、合成樹脂製保持器の変形により一部の玉が外輪カウンタボア部を乗り越えるのが防止され、玉と合成樹脂製保持器とが外輪から脱落するのを防止することができる。また、玉の直径Ｄ_３に対する外輪カウンタボア部のかかり代の大きさＷの比Ｗ／Ｄ_３が０．０５０以下なので、玉を保持した状態の合成樹脂製保持器を外輪に組み付けるときに、合成樹脂製保持器の内部に生じる応力を降伏応力未満に抑えることができ、合成樹脂製保持器が塑性変形したり破損したりするのを防止することが可能である。

この発明の実施形態にかかる内輪分離型アンギュラ玉軸受を示す断面図 図１に示す内輪分離型アンギュラ玉軸受の外輪に玉と合成樹脂製保持器を組み付ける過程を示す図 図２に示す外輪に玉と合成樹脂製保持器を組み付けることで、外輪アッシーが完成した状態を示す図 図１に示す内輪分離型アンギュラ玉軸受を２個（第１および第２のアンギュラ玉軸受）用意し、そのうちの第２のアンギュラ玉軸受の外輪アッシーを、軸受ハウジングに装着した状態を示す断面図 図４に示す軸受ハウジングに、第１のアンギュラ玉軸受の外輪アッシーを装着した状態を示す断面図 図５に示す第１のアンギュラ玉軸受の外輪アッシーを、第１の内輪の外周に装着する過程を示す断面図 図６に示す第２のアンギュラ玉軸受の外輪アッシーに第２の内輪を装着した状態を示す断面図 図１に示す玉および合成樹脂製保持器の解析用モデルを示す図 図８に示す玉の径方向内方の変位と合成樹脂製保持器に生じる径方向反力の大きさとの関係を示す図

図１に、この発明の実施形態にかかる内輪分離型アンギュラ玉軸受Ａを示す。このアンギュラ玉軸受は、外輪１と、外輪１の径方向内側に同軸に配置された内輪２と、外輪１と内輪２の間に周方向に間隔をおいて組み込まれた複数の玉３と、複数の玉３を保持する合成樹脂製保持器４とを有する。

外輪１の内周には、玉３が転がり接触する外輪軌道溝５と、外輪軌道溝５の軸方向の一方側（図では左側）に隣接する外輪カウンタボア部６と、外輪軌道溝５の軸方向の他方側（図では右側）に隣接する外輪肩部７とが設けられている。外輪軌道溝５は、外輪１の内周を周方向に延びる断面円弧状の溝である。

外輪肩部７は、外輪カウンタボア部６の内径よりも小さい内径を有する。外輪カウンタボア部６は、外輪軌道溝５の溝肩の一部を取り除いた形状をもつ部位である。外輪カウンタボア部６は、外輪軌道溝５の溝底（外輪軌道溝５の内面の直径が最大となる部分）の径方向位置よりも径方向内側に位置するように形成されている。

内輪２の外周には、玉３が転がり接触する内輪軌道溝８と、内輪軌道溝８の軸方向の一方側（図では左側）に隣接する内輪肩部９と、内輪軌道溝８の軸方向の他方側（図では右側）に隣接する内輪カウンタボア部１０が設けられている。内輪軌道溝８は、内輪２の外周を周方向に延びる断面円弧状の溝である。

内輪カウンタボア部１０は、内輪軌道溝８の溝肩の一部または全部を取り除いた形状を有する。内輪カウンタボア部１０は、内輪肩部９の外径よりも小さい外径を有する。内輪カウンタボア部１０の外周には、内輪軌道溝８から遠ざかるに従って次第に外径が小さくなるテーパ面１１が形成されている。

外輪１の外径をＤ、内輪２の内径をｄとしたときに、外輪１の外径Ｄと内輪２の内径ｄは、２≧（Ｄ－ｄ）／ｄを満たすように設定されている。すなわち、この実施形態の内輪分離型アンギュラ玉軸受Ａは、軸受厚さ（外輪１の外径Ｄと内輪２の内径ｄの差の１／２）に対する軸受直径（具体的には内輪２の内径ｄ）の比が大きい寸法関係をもつ軸受である。外輪１の外径Ｄと内輪２の内径ｄは、１．５≧（Ｄ－ｄ）／ｄを満たすように設定することも可能であり、好ましくは、０．５≧（Ｄ－ｄ）／ｄを満たすように設定することも可能である。内輪２の内径ｄは、４０ｍｍ以上（好ましくは５０ｍｍ以上、より好ましくは６０ｍｍ以上）である。

合成樹脂製保持器４は、玉３に対して軸方向の一方側（図では左側）を周方向に延びるカウンタ側環状部１２と、玉３に対して軸方向の他方側（図では右側）を周方向に延びる反カウンタ側環状部１３と、周方向に隣り合う玉３同士の間を通ってカウンタ側環状部１２と反カウンタ側環状部１３を連結する複数の柱部１４とを有する。カウンタ側環状部１２と反カウンタ側環状部１３と柱部１４は、玉３を収容するポケット１５を区画している。

カウンタ側環状部１２と反カウンタ側環状部１３と柱部１４は、樹脂で継ぎ目の無い一体に形成されている。樹脂としては、ポリアミドを採用することができる。ポリアミドとしては、ＰＡ４６（ポリアミド４６）、ＰＡ６６（ポリアミド６６）、ＰＡ９Ｔ（ポリノナメチレンテレフタルアミド）等のスーパーエンジニアリングプラスチックを使用することができる。ポリアミドに代えて、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を採用することも可能である。また、合成樹脂製保持器４を構成する合成樹脂には、繊維強化材（ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等）が添加されている。

合成樹脂製保持器４のポケット１５は、玉３の中心に対応する径方向位置から径方向内方に向かって、次第に周方向幅が狭くなる形状を有する。そして、ポケット１５の径方向内端の位置におけるポケット１５の周方向幅は、玉３の直径よりも小さい。そのため、図３に示すように、外輪１と玉３と合成樹脂製保持器４とを一体に保持したもの（外輪アッシーＡ’）から内輪２を分離したときに、玉３は、ポケット１５から径方向内側に抜け落ちずに、ポケット１５内に保持される。このように、ポケット１５の径方向内側の開口は、内輪２を分離した状態のときに玉３が合成樹脂製保持器４から径方向内側に抜け落ちないように、玉３の大きさよりも狭くなっている。

ここで、図３に示すように、内輪２を分離した状態のときに、玉３と合成樹脂製保持器４とが外輪１から脱落するのを防ぐため、外輪カウンタボア部６には、かかり代が設定されている。図２に示すように、かかり代の大きさＷは、内輪２を分離した状態で複数の玉３が合成樹脂製保持器４のポケット１５内で径方向内側に最大で移動したときの玉３の外接円径をＤ_１、外輪カウンタボア部６の内径をＤ_２、各玉３の直径をＤ_３としたときに、Ｗ＝（Ｄ_１－Ｄ_２）／Ｄ_３で定義される。そして、このかかり代の大きさＷが、０．０３０＜Ｗ／Ｄ_３≦０．０５０、より好ましくは０．０３５＜Ｗ／Ｄ_３≦０．０５０を満たすように、玉３の外接円径Ｄ_１、外輪カウンタボア部６の内径Ｄ_２、玉３の直径Ｄ_３の大きさが設定されている。

この実施形態のアンギュラ玉軸受は、例えば、図７に示すように、両方向のアキシアル荷重を受けることができるように、第１のアンギュラ玉軸受Ａと第２のアンギュラ玉軸受Ｂとを組み合わせて使用する。第１のアンギュラ玉軸受Ａと第２のアンギュラ玉軸受Ｂは、同一構成であり、アキシアル荷重を負荷することができる向きが互いに逆向きとなるように対称に装着されている。

この第１のアンギュラ玉軸受Ａと第２のアンギュラ玉軸受Ｂをトランスミッションに組み込む作業の一例を説明する。以下の説明において「第１の」を付した部材は、第１のアンギュラ玉軸受Ａの構成要素であり、「第２の」を付した部材は、第２のアンギュラ玉軸受Ｂの構成要素である。

まず、図４に示すように、第２の外輪アッシーＢ’（外輪１と複数の玉３と合成樹脂製保持器４とを一体に保持したもの）を、軸受ハウジング２０（例えばトランスミッションのギヤ）に形成されたハウジング穴２１の内周に嵌合させる。このとき、第２の外輪アッシーＢ’は、外輪カウンタボア部６が上側、外輪肩部７が下側となる向きでハウジング穴２１に挿入する。また、第２の外輪アッシーＢ’の外輪１がハウジング穴２１に圧入された状態となるように、外輪１の外周とハウジング穴２１の内周との間に締め代を設定しておく。

次に、図５に示すように、ハウジング穴２１の内周に形成された止め輪溝２２に止め輪２３を装着する。この止め輪２３により、第２の外輪アッシーＢ’の外輪１の位置が固定される。その後、第１の外輪アッシーＡ’を、ハウジング穴２１の第２の外輪アッシーＢ’よりも下側の部分に嵌合させる。このとき、第１の外輪アッシーＡ’は、外輪カウンタボア部６が下側、外輪肩部７が上側となる向きでハウジング穴２１に挿入する。また、第１の外輪アッシーＡ’の外輪１がハウジング穴２１に圧入された状態となるように、外輪１の外周とハウジング穴２１の内周との間に締め代を設定しておく。

一方、図６に示すように、第１の内輪２を、軸体２４（例えばトランスミッションの回転軸）の外周に嵌合させる。このとき、第１の内輪２は、内輪カウンタボア部１０が上側、内輪肩部９が下側となる向きで、軸体２４の外周に装着する。また、第１の内輪２に軸体２４が圧入された状態となるように、第１の内輪２の内周と軸体２４の外周との間に締め代を設定しておく。その後、第１の外輪アッシーＡ’を、第１の内輪２の外周に上側から装着する。この装着により、第１のアンギュラ玉軸受Ａ（図７参照）が完成する。

その後、図７に示すように、第２の内輪２を、内輪カウンタボア部１０が下側、内輪肩部９が上側となる向きで、第２の外輪アッシーＢ’（図６参照）に上側から挿入する。このとき、第２の内輪２は、軸体２４の外周に締め代をもって嵌合させる。これにより、第２のアンギュラ玉軸受Ｂが完成する。

以上のようにして、第１のアンギュラ玉軸受Ａおよび第２のアンギュラ玉軸受Ｂのトランスミッションへの組み込みを行なうことが可能である。

ところで、図６に示すように、第１の外輪アッシーＡ’を第１の内輪２の外周に装着するとき、外輪カウンタボア部６にかかり代が設定されているので、第１の外輪アッシーＡ’を構成する外輪１と玉３と合成樹脂製保持器４は一体に保持された状態を維持するはずである。しかしながら、軸受厚さ（図１に示す外輪１の外径Ｄと内輪２の内径ｄの差の１／２）に対する軸受直径（具体的には内輪２の内径ｄ）の比が大きい場合、第１の外輪アッシーＡ’を第１の内輪２の外周に装着するときに、第１の外輪アッシーＡ’に振動等が加わると、第１の外輪アッシーＡ’の玉３が外輪カウンタボア部６を乗り越え、玉３と合成樹脂製保持器４とが外輪１から脱落するおそれがある。

すなわち、軸受厚さに対する軸受直径の比が大きい場合、合成樹脂製保持器４の断面積に対する合成樹脂製保持器４の径寸法の比も大きくなるので、合成樹脂製保持器４の剛性が不足して合成樹脂製保持器４が変形しやすく、その結果、軸受厚さに対する軸受直径の比が小さい場合に比べて、外輪カウンタボア部６に設定されたかかり代の大きさＷが同じでも、合成樹脂製保持器４の変形により一部の玉３が外輪カウンタボア部６を乗り越えやすくなり、一部の玉３が外輪カウンタボア部６を乗り越えると、それをきっかけにして、玉３と合成樹脂製保持器４とが外輪１から脱落するするおそれがある。

上記の問題に対し、この実施形態の内輪分離型アンギュラ玉軸受Ａは、玉３の直径Ｄ_３に対する外輪カウンタボア部６のかかり代の大きさＷの比Ｗ／Ｄ_３が０．０３０（好ましくは０．０３５）よりも大きく設定されているので、玉３が外輪カウンタボア部６を乗り越えにくい。そのため、第１の外輪アッシーＡ’を第１の内輪２の外周に装着するときに、合成樹脂製保持器４の変形により一部の玉３が外輪カウンタボア部６を乗り越えるのが防止され、玉３と合成樹脂製保持器４とが外輪１から脱落するのを防止することができる。

また、玉３の直径Ｄ_３に対する外輪カウンタボア部６のかかり代の大きさＷの比Ｗ／Ｄ_３が０．０３０（好ましくは０．０３５）よりも大きいので、外輪カウンタボア部６を旋削加工によって形成する場合の旋削量を低減することができ、外輪１を加工するサイクルタイムを短く抑えて低コスト化を図ることができる。

また、この内輪分離型アンギュラ玉軸受Ａは、玉３の直径Ｄ_３に対する外輪カウンタボア部６のかかり代の大きさＷの比Ｗ／Ｄ_３が０．０５０以下なので、図２、図３に示すように、玉３を保持した状態の合成樹脂製保持器４を外輪１に組み付けるとき（すなわち玉３が外輪軌道溝５に向かって外輪カウンタボア部６を乗り越えるとき）に、合成樹脂製保持器４の内部に生じる応力を降伏応力未満に抑えることができ、合成樹脂製保持器４が塑性変形したり破損したりするのを防止することが可能である。

また、この内輪分離型アンギュラ玉軸受Ａは、内輪カウンタボア部１０の外周に、内輪軌道溝８から遠ざかるに従って次第に外径が小さくなるテーパ面１１が形成されているので、図６に示すように、第１の外輪アッシーＡ’を第１の内輪２の外周に装着するときに、内輪カウンタボア部１０の外周のテーパ面１１によって、第１の外輪アッシーＡ’の玉３が径方向外側に押し動される。そのため、円滑に、第１の外輪アッシーＡ’を第１の内輪２に装着することが可能である。

玉３の直径Ｄ_３に対する外輪カウンタボア部６のかかり代の大きさＷの比Ｗ／Ｄ_３を０．０５０以下に設定することで、図２、図３に示すように、玉３を保持した状態の合成樹脂製保持器４を外輪１に組み付ける際に、合成樹脂製保持器４の内部に生じる応力を降伏応力未満に抑えることができることを確認するため、ＣＡＥを用いた解析を行なった。

具体的には、図８に示すような玉３および合成樹脂製保持器４の解析用モデルを作成し、そのモデルの玉３が合成樹脂製保持器４のポケット１５の径方向内端に接触している状態から、径方向内方（Ｙ軸マイナス方向、図では下方）に向かって０．０１ｍｍずつ玉３の位置を変位させ、その各位置において合成樹脂製保持器４に生じる径方向反力と合成樹脂製保持器４の内部に発生する応力とを計算した。そして、合成樹脂製保持器４の内部に発生する応力が、合成樹脂製保持器４を構成する樹脂の降伏応力に達するときの玉３の径方向変位の大きさを確認した。

解析に用いたモデルに対応する軸受の内輪２の内径ｄは６２ｍｍ、外輪１の外径Ｄは９１ｍｍであり、このとき、（Ｄ－ｄ）／ｄ＝０．４６８である。また、解析に用いたモデルの玉３の直径Ｄ_３は３／８ｉｎｃｈ（９．５２５ｍｍ）、合成樹脂製保持器４を構成する樹脂は、繊維強化材を添加したＰＡ６６である。

この解析の結果、図９に示すように、玉３の径方向変位の大きさが０．６５ｍｍのときに、合成樹脂製保持器４に生じる径方向反力の大きさが１９８．８Ｎ（このとき合成樹脂製保持器４の内部に発生する応力は２５７ＭＰａ）となり、また、玉３の径方向変位の大きさが０．６６ｍｍのときに、合成樹脂製保持器４に生じる径方向反力の大きさが２０２．７Ｎ（このとき合成樹脂製保持器４の内部に発生する応力は２６１ＭＰａ）となった。この解析結果より、合成樹脂製保持器４の内部に発生する応力が降伏応力に達するときの玉３の径方向変位は、０．６６ｍｍということが分かる。

つまり、外輪カウンタボア部６のかかり代の大きさＷを、０．６６ｍｍ未満に設定すれば、玉３を保持した状態の合成樹脂製保持器４を外輪１に組み付ける際に、合成樹脂製保持器４の内部に生じる応力を降伏応力未満に抑えることができることが分かる。そして、かかり代の大きさＷが、０．６６ｍｍのとき、玉３の直径Ｄ_３に対する外輪カウンタボア部６のかかり代の大きさＷの比Ｗ／Ｄ_３は、０．６６／９．５２５＝０．０６９となる。したがって、製造上の安全を考慮して、Ｗ／Ｄ_３を０．０５０以下に設定すれば、図２、図３に示すように、玉３を保持した状態の合成樹脂製保持器４を外輪１に組み付けるときに、合成樹脂製保持器４の内部に生じる応力を降伏応力未満に抑えることができることが確認できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 外輪
２ 内輪
３ 玉
４ 合成樹脂製保持器
５ 外輪軌道溝
６ 外輪カウンタボア部
７ 外輪肩部
８ 内輪軌道溝
９ 内輪肩部
１０ 内輪カウンタボア部
１１ テーパ面
１２ カウンタ側環状部
１３ 反カウンタ側環状部
１４ 柱部
１５ ポケット
２０ 軸受ハウジング
２４ 軸体
Ｄ 外輪の外径
ｄ 内輪の内径
Ａ，Ｂ 内輪分離型アンギュラ玉軸受
Ｄ_１ 玉の外接円径
Ｄ_２ 外輪カウンタボア部の内径
Ｄ_３ 玉の直径
Ｗ かかり代

Claims (4)

1. 外輪（１）と、
   前記外輪（１）の径方向内側に同軸に配置される内輪（２）と、
   前記外輪（１）と前記内輪（２）の間に周方向に間隔をおいて組み込まれる複数の玉（３）と、
   前記複数の玉（３）を保持する合成樹脂製保持器（４）と、を備え、
   前記外輪（１）の内周には、前記玉（３）が転がり接触する外輪軌道溝（５）と、前記外輪軌道溝（５）の軸方向の一方側に隣接する外輪カウンタボア部（６）と、前記外輪軌道溝（５）の軸方向の他方側に隣接し、前記外輪カウンタボア部（６）の内径よりも小さい内径をもつ外輪肩部（７）とが設けられ、
   前記合成樹脂製保持器（４）は、前記玉（３）に対して軸方向の前記一方側を周方向に延びるカウンタ側環状部（１２）と、前記玉（３）に対して軸方向の前記他方側を周方向に延びる反カウンタ側環状部（１３）と、前記複数の玉（３）同士の間を通って前記カウンタ側環状部（１２）と前記反カウンタ側環状部（１３）を連結する複数の柱部（１４）とを有し、
   前記カウンタ側環状部（１２）と前記反カウンタ側環状部（１３）と前記柱部（１４）とで、前記玉（３）を収容するポケット（１５）が区画され、
   前記ポケット（１５）の径方向内側の開口は、前記内輪（２）を分離した状態でも前記玉（３）が径方向内側に抜け落ちないように前記玉（３）の大きさよりも狭くなっており、
   前記外輪（１）の外径をＤ、前記内輪（２）の内径をｄとしたときに、２≧（Ｄ－ｄ）／ｄを満たす内輪分離型アンギュラ玉軸受において、
   前記内輪（２）を分離した状態で前記複数の玉（３）が前記ポケット（１５）内で径方向内側に最大で移動したときの玉（３）の外接円径をＤ_１、前記外輪カウンタボア部（６）の内径をＤ_２、前記各玉（３）の直径をＤ_３、Ｗ＝（Ｄ_１－Ｄ_２）／２としたときに、
   ０．０３０＜Ｗ／Ｄ_３≦０．０５０
   を満たすことを特徴とする内輪分離型アンギュラ玉軸受。
2. 前記内輪（２）の外周には、前記玉（３）が転がり接触する内輪軌道溝（８）と、前記内輪軌道溝（８）の軸方向の前記一方側に隣接する内輪肩部（９）と、前記内輪軌道溝（８）の軸方向の前記他方側に隣接し、前記内輪肩部（９）の外径よりも小さい外径をもつ内輪カウンタボア部（１０）とが設けられ、
   前記内輪カウンタボア部（１０）の外周には、前記内輪軌道溝（８）から遠ざかるに従って次第に外径が小さくなるテーパ面（１１）が形成されている請求項１に記載の内輪分離型アンギュラ玉軸受。
3. 前記内輪（２）の内径ｄが、４０ｍｍ以上である請求項１または２に記載の内輪分離型アンギュラ玉軸受。
4. 前記外輪（１）の外周に締め代をもって嵌合する軸受ハウジング（２０）と、前記内輪（２）の内周に締め代をもって嵌合する軸体（２４）とを有するトランスミッションに組み込んで使用される請求項１から３のいずれかに記載の内輪分離型アンギュラ玉軸受。

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