JP5012498B2 - 深溝玉軸受 - Google Patents

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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。
従来の深溝玉軸受は、図１１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潤滑している。
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、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、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の内径側部分１０４ｐ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の内径側部分１０４ｐ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が振動したり、また、図１３に示すように、冠型保持器１０４の外径側と外輪１０２の内周面とが接触して、柱部１０４ｂが摩耗し、最悪の場合は保持器１０４が破損するという問題も発生する。
一方、図１４に示すように、冠型保持器１０４の球面ポケット１０４ｃの中心Ｏを冠型保持器１０４の径方向幅の中心Ｔ１よりも外径側に配置、つまり、冠型保持器１０４の径方向の全幅寸法をＱとした場合に、球面ポケット１０４ｃの中心Ｏより外側の幅Ｑ２よりも内側の幅Ｑ１を大きくして、内径側の玉抱え込み量を大きく確保することで、冠型保持器１０４の外径側への捩れ変形を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
実開平５−３４３１７号公報
しかしながら、図１４に示した特許文献１の深溝玉軸受において、軸受を高速回転させたときには、球面ポケット１０４ｃの内径側が遠心力によって潤滑油不足になることで摩耗し、最終的には捩れ変形を抑えられなくなり、上記した振れ回りによる問題が発生する虞がある。
また、冠型保持器１０４の内周部に潤滑油を供給するため、内輪１０１側に直接潤滑油ノズルを近づけて配置することが考えられるが、潤滑ノズルが別途必要となるため、設置スペースが必要となるなどのデメリットがある。
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、潤滑ノズル等の余分なスペースやコストのかかる装置を使用せずに、潤滑不足になりやすい箇所に確実に潤滑油を供給することができ、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）〜（８）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、軸受内部を潤滑するための潤滑油が、前記玉に対して軸方向一方側から供給され、前記玉に対して軸方向他方側から排出される環境下で使用される深溝玉軸受において、
前記軸方向一方側のみに設けられた、前記外輪の内周面に固定された状態で前記内輪の肩部に向けて延びる環状板をさらに有し、
前記環状板の内周部と前記内輪の外周部との間には、前記軸受内部に前記潤滑油を供給するための環状の開口部が形成され、
前記環状板は、軸受幅寸法内に収まるように配置され、
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前記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り、
前記冠型保持器の前記円環部は、前記軸方向一方側に向けて配置されることを特徴とする深溝玉軸受。
（２） 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、軸受内部を潤滑するための潤滑油が、前記玉に対して軸方向一方側から供給され、前記玉に対して軸方向他方側から排出される環境下で使用される深溝玉軸受において、
前記軸方向一方側のみに設けられた、前記外輪に固定された状態で前記内輪の肩部に向けて延びる環状板をさらに有し、
該環状板の内周部と前記内輪の外周部との間には、前記軸受内部に前記潤滑油を供給するための環状の開口部が形成され、
前記環状板は、ハウジングに一体に設けられ、
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前記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（１）または（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、前記軸方向他方側にオフセットされていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の深溝玉軸受。
（５） 前記環状板の内周部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） 前記環状板の内周部に、軸受内部側に折り曲げられた折り曲げ壁が設けら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）〜（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おり、
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（１）〜（７）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、外輪側に固定された環状板の内周部と内輪の外周部との間の軸方向一方側に、軸受内部に潤滑油を供給するための環状の開口部が形成されているので、その環状の開口部から軸受内部に入り込んだ潤滑油が、保持器の内径側に流入した後に、遠心力によって、玉と保持器の摺動部に流れ込み、さらに遠心力によって流速を増した状態で、開放された内外輪間の軸方向他方側の環状の開口部から軸受外部に排出される。このように、軸受内部に供給された潤滑油が、遠心力によって、保持器の内周側から玉と保持器の摺動部に流れ込むため、潤滑ノズル等の余分なスペースやコストのかかる装置を使用せずに、高速回転時に発生しやすい玉との摺動による保持器の摩耗を抑制することができる。その結果、保持器の振れ回りを防止することができ、軸受の長寿命化を図ることができる。また、遠心力によって流速を増した状態で潤滑油を軸受外部に排出することができるので、潤滑油の入れ替わりを効果的に行うことができ、軸受の温度上昇およびトルク増加を防止することができる。
また、樹脂製の冠型保持器は射出成形が可能であるため、大量生産ができ、コストを抑制することができる。なお、冠型保持器は、低トルク化の観点から、玉案内にするのが望ましい。冠型保持器の円環部は、軸方向一方側に向けて配置されているので、この円環部の内周側に沿って潤滑油を玉と保持器の摺動部に流れ込みやすくなる。
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、玉の中心を軸方向他方側である潤滑油の排出側にオフセットしているので、軸方向一方側である潤滑油の供給側に配置した環状板と玉との間の距離を大きくとることができる。従って、玉と環状板との間隔が開くことにより、潤滑油の供給側を向いた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、環状板が配設された側の内輪の肩部に、テーパ状または段差状の切欠きが設けられているので、潤滑油の流入する環状の開口部を大きめに確保しつつ、環状板の内径をより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、環状板の内周部に軸受内部側に延びる折り曲げ壁があるので、環状板の内周部と内輪の外周部との間に確保された環状の開口部から流入する潤滑油を、遠心力に負けずに、保持器の内周部の方向に積極的に導くことができる。
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が形成されるので、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形成することにより、摩耗の軽減を図ることができる。
また、環状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、環状板により潤滑油を必要箇所に送り込む性能を向上させることができ、軸受の潤滑状態をよくすることができる。
また、内輪の外周部と環状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、保持器の振れ回り低減を図ることができる。
また、内輪の外周部と環状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、環状板をハウジングと一体に設けたので、部品点数を削減することができる。
また、環状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環状板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、軸受内部を潤滑するための潤滑油が、玉３に対して軸方向一方側Ａから供給され、玉３に対して軸方向他方側Ｂから排出されるような環境下で使用される。そして、冠型保持器４は、円環部４ａを軸方向一方側である潤滑油の供給側Ａに向けるように配置されており、供給された潤滑油を円環部４ａの内周面に沿って、玉３と保持器４の摺動部に導くことができる。
また、外輪２の潤滑油の供給側Ａには、環状板５が加締め固定されている。環状板５は、外輪２の外輪軌道溝２ａの側方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に固定されており、環状板部５ｂを内輪１の内輪軌道溝１ａの側方の肩部１ｂに向けて延ばしている。そして、環状板５の内周部５ｃと内輪１の肩部１ｂの外周部との間に、潤滑油が供給される環状の開口部１０が形成される。
この場合、環状板５の内周部５ｃと対向する内輪１の肩部１ｂにはテーパ状の切欠き１ｃが設けられており、テーパ状の切欠き１ｃの外周面と環状板５の内周部５ｃとの間に、潤滑油の供給される環状の開口部１０が形成される。このテーパ状の切欠き１ｃは、潤滑油の流入性向上のために、冠型保持器４の球面ポケットの底よりも軸方向内側まで延びている。
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、潤滑油の排出側Ｂに適当な寸法Ｆだけオフセットされている。このように玉３の位置を潤滑油の排出側Ｂにオフセットした場合、潤滑油の供給側Ａに配設した環状板５と玉３の間の軸方向距離が開く。従って、その分だけ、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、本実施形態の深溝玉軸受では、環状板５の内周部に、軸受内部側に折り曲げられた折り曲げ壁５ｄが設けられている。このように軸受内部側に延びる折り曲げ壁５ｄを設けると、環状の開口部１０から流入した潤滑油が、遠心力により直ぐに外径側に向かわずに、折り曲げ壁５ｄに誘導されて、冠型保持器４の内周部に向かうようになり、潤滑の必要な部位に積極的に潤滑油を流れ込ませることができる。
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。
本実施形態の深溝玉軸受によれば、外輪２に固定された環状板５の内周部５ｃと内輪１の外周部との間の軸方向供給側に、環状の開口部１０が形成されているので、その環状の開口部１０から軸受内部に潤滑油を導入することができる。そして、軸受内部に入り込んだ潤滑油は、冠型保持器４の内径側に流入した後に、遠心力によって、玉３と保持器４の摺動部に流れ込み、さらに遠心力によって流速を増した状態で、開放された内外輪１、２間の軸方向排出側の環状の開口部から軸受外部に排出される。なお、図１中の矢印は潤滑油の流れを示している。
このように、軸受内部に供給された潤滑油が、遠心力によって、冠型保持器４の内径側から玉３と保持器４の摺動部に流れ込むため、潤滑ノズル等の余分なスペースやコストのかかる装置を使用せずに、高速回転時に発生しやすい玉３との摺動による保持器４の摩耗を抑制することができる。その結果、冠型保持器４の振れ回りを防止することができ、軸受の長寿命化を図ることができる。また、遠心力によって流速を増した状態で潤滑油を軸受外部に排出することができるので、潤滑油の入れ替わりを効果的に行うことができ、軸受の温度上昇およびトルク増加を防止することができる。
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、環状板５の内径Ｄｓを、冠型保持器４の内径Ｄｈ以下とすることで、環状の開口部１０から軸受内部に入り込んだ潤滑油が、冠型保持器４の内径側により確実に流入することができる。
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を潤滑油の排出側Ｂにオフセットしているので、潤滑油の供給側Ａに配置した環状板５と玉３との間の距離を大きくとることができ、玉３と環状板５との間隔が開くことにより、潤滑油の供給側Ａを向いた冠型保持器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、環状板５が配設された側の内輪１の肩部１ｂに、テーパ状の切欠き１ｃを設けているので、潤滑油の流入する環状の開口部１０を大きめに確保しつつ、環状板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、環状板５の内周部５ｃに軸受内部側に延びる折り曲げ壁５ｄを設けているので、環状板５の内周部５ｃと内輪１の外周部との間に確保された環状の開口部１０から流入する潤滑油を、遠心力に負けずに、冠型保持器４の内周部の方向に積極的に導くことができる。
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が形成されるので、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の摩耗を減らすことができる。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４ｅに面取りまたは曲面を形成することにより、摩耗の軽減を図ることができる。
また、環状板５の内径Ｄｓを玉３の公転直径ＰＣＤ以下、より好ましくは、冠型保持器の内径以下としているので、環状板５により潤滑油を必要箇所に送り込む性能を向上させることができ、軸受の潤滑状態をよくすることができる。特に、内輪１の外周部と環状板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の外周部と環状板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＞
図５は第２実施形態の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環状板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、環状板５の外周近傍に設けた通孔５ｅを通して潤滑油が自由に逃げることができるので、軸受内部外周側の軸受内部の領域Ｇにおいて、潤滑油の交換効率を上げることができ、その部分の発熱防止を図ることができる。その他の構成及び効果は、第１実施形態のものと同様である。
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。
図６（ａ）〜（ｅ）は、本発明の深溝玉軸受の第１〜第５変形例を示す概略構成図である。なお、これらの構成は、以下に説明する部分を除いて、上記実施形態と同様の構成及び効果を有する。
図６（ａ）の第１変形例に係る深溝玉軸受は、内輪１の肩部１ｂに、テーパ状の切欠き１ｃの代わりに、段差状の切欠き１ｄを設けている。
図６（ｂ）の第２変形例に係る深溝玉軸受は、内輪１の肩部１ｂに、テーパ状の切欠き１ｃの代わりに、段差状の切欠き１ｄを設け、折り曲げ壁５ｄを、冠型保持器４の円環部４ａの内周側に入る位置まで延ばしたものである。
図６（ｃ）の第３変形例に係る深溝玉軸受は、内輪１の肩部１ｂに、テーパ状の切欠き１ｃの代わりに、段差状の切欠き１ｄを設け、環状体５の内周部５ｃに折り曲げ壁５ｄがない構成である。この場合は、折り曲げ壁５ｄがないので、環状の開口部１０から流入した潤滑油が、遠心力によって外径方向に行きがちであるが、環状の開口部１０から軸受内部に流入する時点で、潤滑油には運動エネルギーが付与されているので、十分に冠型保持器４の内周部に潤滑油を導くことができる。
図６（ｄ）の第４変形例に係る深溝玉軸受は、内輪１の肩部１ｂに切欠きが無い構成であり、冠型保持器４の内周部と内輪１の外径面が接近する。また、環状体５の内周部５ｃに折り曲げ壁５ｄがない構成である。
図６（ｅ）の第５変形例に係る深溝玉軸受は、内輪１の肩部１ｂに切欠き１ｄが無い構成である。また、冠型保持器４は、保持器４の径方向幅の中心が玉３の中心と一致するものが使用され、冠型保持器４の内周部と内輪１の外径面との接触を抑制している。また、この保持器４を使用することで、環状板５の内径は、保持器４の内径より小さくなり、保持器４の内周側と内輪１との間に潤滑油が通りやすくなる。
さらに、図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の深溝玉軸受の第６〜第９変形例を示す概略構成図である。例えば、上述した実施形態では、外輪２の肩部に直接、環状板５が取り付けられているが、図７（ａ）、（ｂ）に示す第６及び第７変形例のように、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そのものを環状板として用いてもよい。また、図７（ｃ）、（ｄ）に示す第８及び第９変形例のように、外輪２を固定するハウジング５０、６０に内向きフランジ部５５、６５を設け、そのフランジ部５５に設けた環状凸部３５ａやフランジ部６５そのものを環状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、環状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、これら第６〜第９変形例では、外輪２に環状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、保持器４の円環部４ａを厚くすることができる。
さらに、上記実施形態では、環状板として、内輪１の肩部１ｂの外周面と非接触な遮蔽板が使用されているが、接触シールを使用する場合には、環状板の内周部側に供給孔が設けられてもよい。
また、使用される保持器としては、波型プレス保持器や２つの部材を係合してなる組み合わせ型の保持器など、他の保持器にも適用できる。
次に、図８に示す深溝玉軸受を用いて、保持器半径方向ガタ測定試験の例について述べる。なお、この深溝玉軸受は、図６（ｃ）に示す第３変形例に係るものと略同様の構成であり、試験１では、内輪１の肩部１ｂの端部外径Ｄ１を変化させ、試験２では、環状板１５の内径Ｄｓを変化させている。
＜試験１＞
本試験１では、環状板１５の内径Ｄｓを５１．８ｍｍに固定し、内輪１の肩部１ｂの端部外径Ｄ１を変化させることにより、ｙ／Ｄｗ（隙間／玉径）を変化させ、摩耗量の指針として、新品と比べ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）
・ 玉径：６．７ｍｍ
・ 保持器：球面ポケットを有する冠型保持器
・ 保持器材料：ガラス繊維２５％強化４６ナイロン
・ 保持器円環部と環状板の環状板部間の距離Ｄｂ：１ｍｍ
・ 保持器内径Ｄｈ：５１．８ｍｍ
＜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１及び図９の通りであった。
Figure 0005012498
図９に示した摩耗試験結果により、ｙ／Ｄｗが９％以上となると、深溝玉軸受の振れ回り開始時間の向上がほぼ飽和し、ｙ／Ｄｗが１１％以上となると、振れ回り開始時間の向上が完全に飽和することが分かる。これより、ｙ／Ｄｗは９％以上、好ましくは１１％以上であると、振れ回り低減に対して大きな効果が得られることが検証された。また、ｙ／Ｄｗが３％以下だと、環状の開口部１０が狭すぎて、潤滑油が十分に供給できずに軸受が焼きついた。
＜試験２＞
本試験２では、図８に示すような深溝玉軸受において、内輪１の外径Ｄ１を４８．４ｍｍに固定し、環状板１５の内径Ｄｓを変化させ、摩耗量の指針として、新品と比べた保持器半径方向ガタ増加量を調査した。但し、ｙ／Ｄｗは、常に試験１において飽和領域となる１１％以上に設定している。なお、軸受構成及び試験条件は試験１と同様である。
結果は、表２及び図１０の通りであった。
Figure 0005012498
図１０に示した摩耗試験結果により、環状板の内径を軸受ＰＣＤ以下にし始めた辺りから摩耗量が減少していることが分かる。これは保持器４の間に潤滑油が流入し難くなり、潤滑油の多くが保持器４の内径に流れ始めるからであると考えることができる。この効果は、環状板１５の内径Ｄｓを保持器４の内径Ｄｈ以下にするとほぼ飽和している。これらのことより、環状板１５の内径Ｄｓは、軸受ＰＣＤ以下、好ましくは保持器４の内径Ｄｈ以下にすべきであることが分かる。
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。 本発明の第２実施形態の深溝玉軸受の要部断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１〜第５変形例に係る深溝玉軸受を示す要部概略断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第６〜第９変形例に係る深溝玉軸受を示す要部概略断面図である。 本発明の試験１及び試験２に使用される深溝玉軸受の概略断面図である。 本発明の第２実施形態の軸受における数値限定の意義を検証する第１の試験結果を示すグラフである。 同軸受の第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。 （ａ）及び（ｂ）は冠型保持器の問題点の説明のために示す円周方向断面図及び軸方向断面図である。 冠型保持器が摩耗した場合の問題点を説明するための図である。 （ａ）は従来の冠型保持器の例を示す断面図、（ｂ）は外周から見た部分側面図である。
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 環状板
５ｃ 内周部
５ｄ 折り曲げ壁
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 環状板の内径
Ｄｈ 冠型保持器の内径
ＰＣＤ 玉の公転直径

Claims (8)

  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、軸受内部を潤滑するための潤滑油が、前記玉に対して軸方向一方側から供給され、前記玉に対して軸方向他方側から排出される環境下で使用される深溝玉軸受において、
    前記軸方向一方側のみに設けられた、前記外輪の内周面に固定された状態で前記内輪の肩部に向けて延びる環状板をさらに有し、
    前記環状板の内周部と前記内輪の外周部との間には、前記軸受内部に前記潤滑油を供給するための環状の開口部が形成され、
    前記環状板は、軸受幅寸法内に収まるように配置され、
    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前記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り、
    前記冠型保持器の前記円環部は、前記軸方向一方側に向けて配置されることを特徴とする深溝玉軸受。
  2. 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、軸受内部を潤滑するための潤滑油が、前記玉に対して軸方向一方側から供給され、前記玉に対して軸方向他方側から排出される環境下で使用される深溝玉軸受において、
    前記軸方向一方側のみに設けられた、前記外輪に固定された状態で前記内輪の肩部に向けて延びる環状板をさらに有し、
    該環状板の内周部と前記内輪の外周部との間には、前記軸受内部に前記潤滑油を供給するための環状の開口部が形成され、
    前記環状板は、ハウジングに一体に設けられ、
    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前記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１または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、前記軸方向他方側にオフセットされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。
  5. 前記環状板の内周部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. 前記環状板の内周部に、軸受内部側に折り曲げられた折り曲げ壁が設けら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１〜６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おり、
    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１〜７のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。
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