深溝玉軸受
【課題】軸受トルクを低減することが可能な深溝玉軸受を提供する。
【解決手段】深溝玉軸受１０は、内輪１２と、外輪１１と、内輪１２と前記１１の間を周方向に転動可能な複数の玉１３と、玉１３をポケット２５内に収容した樹脂製の保持器２０と、を備えた油潤滑で使用される深溝玉軸受であって、外輪１１の軸方向両端部には、半径方向内側に延びる油留板１４が設けられる。保持器２０は、２枚の合成樹脂製の環状素子２０ａ、２０ｂからなり、各環状素子２０ａ、２０ｂは円環部２１ａ、２１ｂと、円環部２１ａ、２１ｂから軸方向に突出する複数の柱部２２ａ、２２ｂとを備え、隣接する柱部の対向面には玉１３の外周にならう複数の半球状ポケット２５ａ、２５ｂが形成され、保持器２０の軸方向寸法は全周に亘って一様である。
【解決手段】深溝玉軸受１０は、内輪１２と、外輪１１と、内輪１２と前記１１の間を周方向に転動可能な複数の玉１３と、玉１３をポケット２５内に収容した樹脂製の保持器２０と、を備えた油潤滑で使用される深溝玉軸受であって、外輪１１の軸方向両端部には、半径方向内側に延びる油留板１４が設けられる。保持器２０は、２枚の合成樹脂製の環状素子２０ａ、２０ｂからなり、各環状素子２０ａ、２０ｂは円環部２１ａ、２１ｂと、円環部２１ａ、２１ｂから軸方向に突出する複数の柱部２２ａ、２２ｂとを備え、隣接する柱部の対向面には玉１３の外周にならう複数の半球状ポケット２５ａ、２５ｂが形成され、保持器２０の軸方向寸法は全周に亘って一様である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のトランスミッションにおいて、高速運転に使用される深溝玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に深溝玉軸受で使用される樹脂製保持器としては、例えば、図１２に示す冠型保持器と呼ばれる保持器１０１がある。この保持器１０１は、合成樹脂の射出成形により形成されており、円環状のリム部１０２と、リム部１０２の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部１０３と、柱部１０３、１０３間に互いに隣り合うように形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部１０４と、ポケット部１０４の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部１０５ａ、１０５ｂと、一対の爪部１０５ａ、１０５ｂの各先端間に形成される開口部１０６と、を備える。そして、開口部１０６から玉を一対の爪部１０５ａ、１０５ｂを押し広げつつポケット部１０４に押し込むことによって、ポケット部１０４内に玉が微小なすきまを介して転動可能に保持される。
【０００３】
しかしながら、従来の深溝玉軸受に組み込まれているこの冠型保持器１０１は、玉案内方式の保持器であり、近年の高速回転化への対応により、ポケット内径側端部が玉１０７と接触し摩耗することで、図１３に示すように、保持器開口部側の軸方向端部１０８に保持器１０１の回転による遠心力が働き、リム側の軸方向端部１０９を捩れ軸とした弾性あるいは塑性変形による捩れ変形が生じ、保持器外径面が外輪内径面と接触して保持器が摩耗したり、異状発熱やトルク増大などの問題が生じるおそれがあった。
【０００４】
高速回転用の軸受として、特許文献１には、図１４に示すように、冠型保持器１１０のポケットの球面中心Ｐを保持器径方向厚み中心Ｃより外径側にし、内径側の玉抱え込み量を確保する軸受が開示されている。これにより、保持器１１０の外径側への捩れ変形を抑制し、保持器１１０と外輪間の摺動を防止している。
【０００５】
また、特許文献２には、図１５に示すように捩れ変形を抑制することを目的として２つの環状素子１１１、１１１を組み合わせた波型保持器１１２が開示されている。
【特許文献１】実開平５−３４３１７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４３５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１に記載の冠型保持器を備えた軸受であっても高速回転させた場合、ポケット内径側が遠心力により油不足になるため摩耗し最終的には捩れ変形を抑えられなくなり保持器１１０が外輪に摺動し、いわゆる振れ回りしてしまうおそれがあった。そして、振れ回りが起こると保持器１１０に異常な力が加わるため保持器が破損してしまうおそれがある。
【０００７】
また、冠型保持器１１０においては、図１４の矢印Ａで示す凹部に油が接触するため軸受トルクが増加してしまうという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の構造においても、高速回転時には遠心力により保持器内径側と玉摺動部の潤滑不足が発生し、この部分に摩耗が起きてしまい、最終的には振れ回りが生じるおそれがあった。さらに、この波型形状の保持器においては、図１５の矢印Ｂで示す凹部が、玉の両側に形成されているため冠型保持器に比べ潤滑油の攪拌抵抗が大きくなり軸受トルクが高いという欠点があった。また、保持器の摩耗を防止するために保持器を球面ポケットではなく円筒ポケットにし、外輪案内にすることも考えられるが、保持器と外輪との摺動によりトルクが増大してしまうため望ましくはない。
【０００９】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、軸受トルクを低減することが可能な深溝玉軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間を周方向に転動可能な複数の玉と、前記玉をポケット内に収容した樹脂製の保持器と、を備えた油潤滑で使用される深溝玉軸受であって、
前記外輪の軸方向両端部には、半径方向内側に延びる油留部が設けられ、
前記保持器は、２枚の合成樹脂製の環状素子からなり、
各環状素子は円環部と、前記円環部から軸方向に突出する複数の柱部とを備え、隣接する前記柱部には前記玉の外周にならう半球状ポケットが形成され、
前記保持器の軸方向寸法が全周に亘って一様であることを特徴とする深溝玉軸受。
（２）前記保持器の軸方向断面において、前記柱部の径方向寸法は前記円環部の径方向寸法より大きいことを特徴とする（１）に記載の深溝玉軸受。
（３）前記内輪の外周面の軸方向両側には、油を供給又は排出するための切り欠きが設けられていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の深溝玉軸受。
（４）前記油留部の内径寸法が、前記玉のピッチ円直径より小さいことを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。
（５）前記内輪の外周面と前記油留部との最短距離が、前記玉の直径の９％以上であ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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の深溝玉軸受によれば、外輪の軸方向両端部に油留部が設けられており、軸受内部を油浴状態にし保持器と玉の摺動部に常に油が行き渡るようにすることで、保持器の摩耗を抑制し、振れ回りを防止することができる。
【００１２】
また、保持器の軸方向寸法が全周に亘って一様であり、従来の冠型保持器や波型保持器のような軸方向側面に玉にならう凹凸がないため、軸受の低トルク化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る深溝玉軸受の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図、図２は図１の深溝玉軸受に組み込まれる保持器の全体斜視図、図３は玉を備えた図２の保持器の部分斜視図である。
深溝玉軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、これら外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に設けられた複数の玉１３と、外輪１１の内周面と内輪１２の外周面との間に設けられて複数の玉１３を転動可能に保持する合成樹脂製の保持器２０と、外輪１１の内周面の軸方向両端部に設けられた溝１１ｂに固定された金属製の油留板１４（油留部）と、を備える。
【００１５】
保持器２０は、軸方向両側に円環部２１ａ、２１ｂと、円環部２１ａ、２１ｂの複数箇所から円周方向に等しい間隔をあけて円環部２１ａ、２１ｂを互いに連接する複数の柱部２２と、を備える、いわゆる両持ち保持器である。円環部２１ａ、２１ｂは、保持器２０の軸方向断面において、端面が円弧状に形成され、円環部２１ａ、２１ｂの軸方向両端部間距離、すなわち保持器２０の軸方向寸法は保持器２０の全周に亘って一様になっている。また、円周方向に隣り合う柱部２２の対向面は、玉１３の転動面にならって玉１３よりも僅かに大きい曲率半径を有する部分球状ポケット２５となっており、これにより保持器２０は玉１３により軸方向及び径方向の位置決めがなされ、回転時に玉１３により案内される玉案内方式となっている。
【００１６】
また、柱部２２の内径側環状面と外径側環状面には、凸部２３、２４が設けられ、保持器２０の軸方向断面において、柱部２２の径方向寸法が円環部２１ａ、２１ｂの径方向寸法より大きくなっている。これらの凸部２３，２４は径方向における保持器２０と外輪１１及び内輪１２との距離を小さくするように柱部２２の全周に亘って設けられている。なお、本実施形態においては、凸部２３、２４の上面は内輪１２の外周面及び外輪１１の内周面と実質的に同じ径方向寸法となっているが、凸部２３、２４の上面を内輪軌道面１２ａ又は外輪軌道面１１ａと接触しない程度に内輪１２の外周面より小さく、又は外輪１１の内周面より大きくしてもよい。
【００１７】
保持器２０は樹脂により形成され、樹脂材料として、ポリアミド４６やポリアミド６６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）などが例示される。また、上記樹脂に、例えば、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維状充填材を１０〜５０ｗｔ％程度適宜添加することによって、保持器２０の剛性および寸法精度を向上させることができる。
【００１８】
図４には、保持器２０の各構成要素の分解斜視図を示す。
保持器２０は、第１素子２０ａ（環状素子）及び第２素子２０ｂ（環状素子）からなる組み合わせ保持器である。第１素子２０ａ及び第２素子２０ｂは、それぞれ円環部２１ａ、２１ｂと、所定の間隔で配設された柱部２２ａ、２２ｂとを備え、周方向における柱部２２ａ、２２ｂと柱部２２ａ、２２ｂの間に玉１３の外周にならう複数の半球状ポケット２５ａ、２５ｂを有している。
【００１９】
第１素子２０ａの各柱部２２ａの先端面には、周方向略中央から軸方向に垂直に突き出した突起部２６が形成され、第２素子２２ｂの各柱部２２ｂには、周方向略中央から軸方向に窪んだ凹部２７が設けられている。第１素子２０ａと第２素子２０ｂを組み付ける際には、第１素子２０ａの突起部２６と第２素子２０ｂの凹部２７が係合することにより径方向および軸方向の位置決めを行ない、エポキシ系接着剤等により第１素子２０ａと第２素子２０ｂが接着・固定され、一体形成されている。このように第１素子２０aと第２素子２０ｂを組み合わせることにより、各柱部２２ａ、２２ｂにより柱部２２が構成され、半球状ポケット２５ａ、２５ｂにより部分球状ポケット２５が構成される。
【００２０】
油留板１４は、例えば、ＳＰＣＣ等の金属板材をプレス加工して、略円環状に形成したものであり、その外周部１４ａは、外輪１１の内周面の軸方向端部に設けられた溝１１ｂに圧入・固定され、その内周部１４ｂは、内輪１２の外周面１２ｂと隙間を空けて配置されている。尚、油留板１４は、金属製の芯材をゴム、合成樹脂等の弾性材で被覆して全体円環状に形成してもよい。なお、油留板１４の内周部１４ｂと内輪１２の外周面１２ｂとの隙間は、潤滑油の供給口又は排出口として機能する。
【００２１】
上述のように構成された深溝玉軸受１０は、軸方向いずれか一方を潤滑油の供給側、他方を排出側に配置され、例えば、ハウジングに外輪１１が内嵌され、回転軸に内輪１２が外嵌されて、自動車の変速機等の装置に組み込まれ、内輪１２と外輪１１との相対回転を自在とする。この際、各玉１３は、自転しつつ、内輪１２の周囲を公転する。また、保持器２０は各玉１３の公転速度と同じ速度で、内輪１２の周囲を回転する。
【００２２】
また、ハウジングと回転軸との間の空間は、潤滑油を供給・排出するための供給路及び排出路として作用する。そして、潤滑油が、潤滑油タンク（図示せず）から供給路を介して深溝玉軸受１０の側方から供給されると、潤滑油は、油留板１４の内周部１４ｂと内輪１２の外周面１２ｂとの開口部１５から深溝玉軸受１０の内部に流入し、深溝玉軸受１０の回転に伴って潤滑油が保持器２０や玉１３によって攪拌される。
【００２３】
このとき、深溝玉軸受１０に供給された潤滑油は、遠心力により外径側に飛ばされ、外輪１１の両端部に設置した油留板１４にて塞ぎ止められ、深溝玉軸受１０の内部は油浴状態となる。潤滑油は、外輪１１、内輪１２、玉１３、及び保持器２０の摺動面を潤滑した後、供給側の開口部とは反対側の開口部１５から排出路に排出される。
【００２４】
上記のように構成された本発明の深溝玉軸受１０は、保持器２０の軸方向寸法が保持器２０の全周に亘って一様になっており、従来の冠型保持器や波型保持器と比べ、軸方向側の凹凸がない分、摩擦抵抗を低減し、軸受トルクを低減することができる。
【００２５】
また、深溝玉軸受１０は、合成樹脂製の保持器２０を使用しているため、保持器自体の慣性質量を十分に小さくでき、その分だけ、軸受の軽量化や回転速度の高速化を図ることができる。また、合成樹脂製の保持器２０は射出成形により大量生産できるために経済的である。
【００２６】
また、保持器２０は球面ポケット２５を有し、玉案内されるため、保持器２０が外輪１１や内輪１２と摺動しないため低トルク化することができる。
【００２７】
また、保持器２０の柱部２２の内径側環状面と外径側環状面の両方に円環部２１ａ、２１ｂより径方向の肉厚を大きくした凸部２３、２４が設けられているため、柱部の内径側環状面２３と内輪軌道面１２ａとの距離及び外径側環状面２４と外輪軌道面１１ａとの距離を小さくなり、潤滑油が留まる空間を小さくすることで攪拌抵抗を低減し、軸受トルクを低減することができる。なお、本実施形態においては、柱部２２の内径側環状面と外径側環状面の両方に円環部２１ａ、２１ｂより径方向の肉厚を大きくした凸部２３、２４が設けられているが、いずれか一方にのみ形成してもよい。
【００２８】
また、保持器２０を構成する第１素子２０ａと第２素子２０ｂは接着剤を用いて固定するため、各素子２０ａ、２０ｂの係合部を複雑に加工する必要はなく、加工性が良い。
【００２９】
さらに、油留板１４と内輪１２との間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５を有しており、潤滑油の給排出性を損なうことがないため、潤滑油が滞留し続けることがなく、深溝玉軸受１０の昇温を抑制することができる。これにより、保持器２０と玉１３、及び保持器２０と外輪１１の摺動部には常に潤滑油が存在するため、摺動部の潤滑性が向上し、摩耗を抑制し、保持器２０の振れ回りを防止できる。
【００３０】
〈変形例１〉
図５は保持器２０の変形例を示す部分斜視図である。変形例１の保持器２０Ａは、第１素子２０ａと第２素子２０ｂの固定方法が、第１実施形態の深溝玉軸受１０の保持器２０と異なる以外は同様であり、図中、保持器２０と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
保持器２０Ａを構成する第１素子２０ａと第２素子２０ｂの環状部２１ａ、２１ｂと柱部２２ａ、２２ｂには、軸方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、図５に示すように、一方にナット３４を取り付け、他方からソケットボルト３５を挿入しナット３４に螺合させることで第１素子２０ａと第２素子２０ｂが固定されている。なお、軸方向のバランスを考慮して、ソケットボルト３５とナット３４は周方向に交互に配置している。これにより、第１素子２０ａと第２素子２０ｂを確実に固定することができ、さらに第１素子２０ａと第２素子２０ｂを同一形状とすることができる。
【００３２】
〈変形例２〉
図６は保持器２０の他の変形例を示す部分斜視図である。変形例２の保持器２０Ｂは、第１素子２０ａと第２素子２０ｂの固定方法が、第１実施形態の深溝玉軸受１０の保持器２０と異なる以外は同様であり、図中、保持器２０と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
保持器２０Ｂを構成する第１素子２０ａの各柱部２２ａの先端面には、図６（ａ）に示すように周方向略中央から軸方向に垂直に突き出した突起部４６が設けられ、突起部４６の先端には突起部外径面から外径側に僅かに突出した鉤部４７が形成されている。
【００３４】
保持器２０Ｂを構成する第２素子２０ｂの各柱部２２ｂと環状部２１ｂには軸方向に貫通する貫通孔４８が設けられ、第１素子２０ａと第２素子２０ｂを組み付ける際に、第１素子２０ａの鉤部４７と対向する壁部の軸方向略中間に鉤部と係合する段部（不図示）が形成されている。
【００３５】
本変形例においては、第１素子２０ａの突起部４７を第２素子２０ｂの貫通孔４８に挿入し、第１素子２０ａの鉤部４７を第２素子２０ｂの段部に係合させることで第１素子２０ａと第２素子２０ｂが固定されている。これによると、係合部の加工が複雑になるが、接着剤を使用せずに第１素子２０ａと第２素子２０ｂを確実に固定することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図７は本発明の第２実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施形態においては、図７（ａ）に示すように、第１実施形態の油留板１４の代わりに深溝玉軸受１０Ａの外輪１１Ａを内嵌するハウジング５０に軸受内部に突出する突出部５０ａを設けるとともに、深溝玉軸受１０Ａの軸方向反対側を覆うハウジング蓋体５１に軸受内部に突出する突出部５１ａを設け、これらの突出部５０ａ，５１ａを油留部として機能させている。
【００３８】
また、図７（ｂ）に示すように、第１実施形態の油留板１４の代わりに深溝玉軸受１０Ｂの外輪１１Ａを内嵌するハウジング５０とハウジング蓋体５１との間に別部材として、軸受内部に突出する突出部５２ａ、５３ａを備えた環状板５２，５３を挿入し、これらの突出部５２ａ、５３ａを油留部として機能させてもよい。
【００３９】
これにより、第１実施形態における油留板１４と同様の機能をハウジング５０（ハウジング蓋体５１）または環状板５２，５３にもたせることができ、外輪１１Ａに油留板１４用の溝１１ｂを形成する必要なく汎用の外輪を使用することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
図８は本発明の第３実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。第３実施形態の深溝玉軸受は内輪の形状が異なる以外は第１実施形態の深溝玉軸受と同様である。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図８（a）に示す第３実施形態の深溝玉軸受１０Ｃは、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５を確保するため、内輪１２Ａの外周面１２ｂの軸方向両端部を切り欠いてテーパ面１２ｃを形成し、開口面積を大きくしている。また、図８（ｂ）に示す深溝玉軸受１０Ｄは、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５が確保するため、内輪１２Ｂの外周面１２ｂの軸方向両端部に切り欠いて段部１２ｄを形成し、開口面積を大きくしている。
【００４２】
油浴部分を確保するためには油留板１４の内径寸法を小さくすることが望ましいが、油留板１４の内径１４ｂと内輪１２の外周面１２ｂとの差が小さすぎると潤滑油の給排出性を損ない軸受温度が上昇してしまう。従って、内輪１２の外周面１２ｂの軸方向両端部に切り欠くことにより、開口部１５の開口面積を確保して、潤滑油が滞留し続けることを防止し、深溝玉軸受１０Ｃ，１０Ｄの昇温を抑制することができる。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明に係る深溝玉軸受の実施例について説明する。
[実施例１]
[保持器振れ回り比較試験]
図９に示す深溝玉軸受（図８（ｂ）の深溝玉軸受と同一）を用いて、油留板の内径寸法（油留板内径Ｄｓ：６５ｍｍ）を固定し内輪端部の外径寸法（Ｄｉ）を変化させることにより開口部の開口量（ｙ）を変化させ、玉径（Ｄｗ）に対する開口量（ｙ）の比である開口比（ｙ/Ｄｗ）に対する振れ回りが発生するまでの時間を、以下の条件で求めた。なお、比較例としては、保持器形状以外は同一仕様の冠型樹脂保持器を使用し、同一の試験条件で試験を行なった。
〈仕様〉
軸受名番：日本精工株式会社製単列深溝玉軸受６０１１
玉のピッチ円直径：７２．５ｍｍ
保持器：球面ポケット組み合わせ樹脂保持器
保持器材料：ポリアミド４６（カーボン繊維を１５％充填）
油留板：ＳＰＣＣをプレス成形加工し、外輪端部に加締めて装着
【００４４】
〈試験条件〉
潤滑方法：ＶＧ２４の鉱油を強制潤滑給油
油量：０．１Ｌ／ｍｉｎ
給油温度：１２０℃
回転数：３００００ｒｐｍ
荷重：２０００Ｎ
試験時間：２０時間、５０時間、１００時間、以後１００時間毎に振れ回りの有無を計測
【００４５】
【表１】
【００４６】
保持器の振れ回り比較試験の結果を表１及び図１０に示す。この保持器振れ回り比較試験の結果より、比較例である冠型保持器に比べ、本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の場合には、保持器振れ回り開始時間が大幅に伸びることがわかった。
【００４７】
また、開口比（ｙ/Ｄｗ）が９％以上となると本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の振れ回り開始時間の向上はほぼ飽和し、開口比（ｙ/Ｄｗ）が１１％以上となると本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の振れ回り開始時間は完全に飽和する。これより、開口比（ｙ/Ｄｗ）が９％以上が好ましく、１１％以上がさらに好ましい。
【００４８】
[実施例２]
[保持器振れ回り比較試験２]
実施例１と同様の仕様、試験条件で、開口部の開口量（ｙ：１．１４ｍｍ）を固定し、油留板の内径寸法（Ｄｓ）を表２のように変化させて、油留板の内径寸法（Ｄｓ）と玉のピッチ円直径（Ｄｐｃｄ）の差に対する振れ回りが発生するまでの時間を求めた。なお、内輪端部の外径寸法は内輪端部に別途、円環状の遮蔽板を設け、遮蔽板の外径寸法を内輪端部の外径寸法とみなし試験を行なった。
【００４９】
【表２】
【００５０】
保持器振れ回り比較試験の結果を表２及び図１２に示す。この保持器振れ回り比較試験の結果より、比較例である冠型保持器に比べ、本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の場合には、保持器振れ回り開始時間が大幅に伸びることがわかった。
【００５１】
また、油留板内径が玉のピッチ円直径Ｄｐｃｄより大きいと、外径側に開口部が存在するため、より大きな遠心力が開口部に作用し油留板内径側の潤滑油が軸受外に飛ばされる。したがって、保持器内径側の玉との摺動部に油浴状態を形成できなくなり、摩耗により振れ回り抑制効果が低減する。一方、油留板内径を玉のピッチ円直径Ｄｐｃｄ以下とすると振れ回り防止効果が現れ、油留板内径を保持器内径以下とすると振れ回り防止効果が飽和状態となる。
【００５２】
以上の結果から、油留板内径が玉のピッチ円直径以下ならば保持器と玉との間に潤滑油を油浴状態を維持できるため、耐振れ周り性を向上させることができ、保持器内径以下がさらに好ましい。
【００５３】
[実施例３]
[軸受トルク比較試験]
図９に示す深溝玉軸受（図８（ｂ）の深溝玉軸受と同一）を用いて、油留板の内径寸法（油留板内径Ｄｓ：６５ｍｍ）を固定して軸受トルクを測定した。比較例として、保持器形状以外は同一仕様の油留板ありの冠型樹脂保持器と油留板なしの冠型樹脂保持器を使用し、同一の試験条件で試験を行なった。
〈仕様〉
軸受名番：日本精工株式会社製単列深溝玉軸受６０１１
玉のピッチ円直径：７２．５ｍｍ
保持器：球面ポケット組み合わせ樹脂保持器
保持器材料：ポリアミド４６（カーボン繊維を１５％充填）
保持器内径：６８．３ｍｍ
油留板：ＳＰＣＣをプレス成形加工し、外輪端部に加締めて装着
油留板内径：６５ｍｍ
開口比（ｙ/Ｄｗ）：１１％
【００５４】
〈試験条件〉
潤滑方法：ＶＧ２４の鉱油を強制潤滑給油
油量：０．２５Ｌ／ｍｉｎ
給油温度：１１０℃
回転数：９０００ｒｐｍ
荷重：３００Ｎ
【００５５】
【表３】
【００５６】
軸受トルク比較試験の結果を表３に示す。この軸受トルク比較試験の結果より、比較例である油留板を備えた冠型保持器に比べ、爪部による凹凸形状がない本発明の球面ポケット組み合わせ樹脂保持器の場合には、軸受トルクを低減することができた。また、比較例である油留板を備えていない冠型保持器と比べた場合でさえ、本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の場合には、軸受トルクを低減することができた。
【００５７】
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、改良等が自在である。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、数値、形態、数、配置場所、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。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
【図２】図１の深溝玉軸受に組み込まれる保持器の全体斜視図である。
【図３】玉を備えた図２の保持器の部分斜視図である。
【図４】図２の保持器の部分分解斜視図である。
【図５】保持器の変形例を示す部分斜視図である。
【図６】保持器の他の変形例を示す部分斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
【図９】保持器振れ回り比較試験で使用される本発明の深溝玉軸受の要部断面図である。
【図１０】保持器振れ回り比較試験１の試験結果を示すグラフである。
【図１１】保持器振れ回り比較試験２の試験結果を示すグラフである。
【図１２】従来の深溝玉軸受用冠型樹脂保持器の斜視図である。
【図１３】従来の転がり軸受用冠型保持器が組み込まれた転がり軸受の不具合を説明するための要部断面図である。
【図１４】特許文献１に記載の転がり軸受用冠型保持器の説明図である。
【図１５】特許文献２に記載の転がり軸受用波型保持器の説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 深溝玉軸受
１１ 外輪
１２ 内輪
１３ 玉
１４ 油留板（油留部）
２０、２０Ａ、２０Ｂ 保持器
２１ａ 第１素子（環状素子）
２１ｂ 第２素子（環状素子）
２３、２４ 凸部（保持器凸部）
２５ ポケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車のトランスミッションにおいて、高速運転に使用される深溝玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に深溝玉軸受で使用される樹脂製保持器としては、例えば、図１２に示す冠型保持器と呼ばれる保持器１０１がある。この保持器１０１は、合成樹脂の射出成形により形成されており、円環状のリム部１０２と、リム部１０２の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部１０３と、柱部１０３、１０３間に互いに隣り合うように形成され、複数の玉を円周方向に略等間隔で転動可能に保持するポケット部１０４と、ポケット部１０４の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部１０５ａ、１０５ｂと、一対の爪部１０５ａ、１０５ｂの各先端間に形成される開口部１０６と、を備える。そして、開口部１０６から玉を一対の爪部１０５ａ、１０５ｂを押し広げつつポケット部１０４に押し込むことによって、ポケット部１０４内に玉が微小なすきまを介して転動可能に保持される。
【０００３】
しかしながら、従来の深溝玉軸受に組み込まれているこの冠型保持器１０１は、玉案内方式の保持器であり、近年の高速回転化への対応により、ポケット内径側端部が玉１０７と接触し摩耗することで、図１３に示すように、保持器開口部側の軸方向端部１０８に保持器１０１の回転による遠心力が働き、リム側の軸方向端部１０９を捩れ軸とした弾性あるいは塑性変形による捩れ変形が生じ、保持器外径面が外輪内径面と接触して保持器が摩耗したり、異状発熱やトルク増大などの問題が生じるおそれがあった。
【０００４】
高速回転用の軸受として、特許文献１には、図１４に示すように、冠型保持器１１０のポケットの球面中心Ｐを保持器径方向厚み中心Ｃより外径側にし、内径側の玉抱え込み量を確保する軸受が開示されている。これにより、保持器１１０の外径側への捩れ変形を抑制し、保持器１１０と外輪間の摺動を防止している。
【０００５】
また、特許文献２には、図１５に示すように捩れ変形を抑制することを目的として２つの環状素子１１１、１１１を組み合わせた波型保持器１１２が開示されている。
【特許文献１】実開平５−３４３１７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４３５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１に記載の冠型保持器を備えた軸受であっても高速回転させた場合、ポケット内径側が遠心力により油不足になるため摩耗し最終的には捩れ変形を抑えられなくなり保持器１１０が外輪に摺動し、いわゆる振れ回りしてしまうおそれがあった。そして、振れ回りが起こると保持器１１０に異常な力が加わるため保持器が破損してしまうおそれがある。
【０００７】
また、冠型保持器１１０においては、図１４の矢印Ａで示す凹部に油が接触するため軸受トルクが増加してしまうという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の構造においても、高速回転時には遠心力により保持器内径側と玉摺動部の潤滑不足が発生し、この部分に摩耗が起きてしまい、最終的には振れ回りが生じるおそれがあった。さらに、この波型形状の保持器においては、図１５の矢印Ｂで示す凹部が、玉の両側に形成されているため冠型保持器に比べ潤滑油の攪拌抵抗が大きくなり軸受トルクが高いという欠点があった。また、保持器の摩耗を防止するために保持器を球面ポケットではなく円筒ポケットにし、外輪案内にすることも考えられるが、保持器と外輪との摺動によりトルクが増大してしまうため望ましくはない。
【０００９】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、軸受トルクを低減することが可能な深溝玉軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間を周方向に転動可能な複数の玉と、前記玉をポケット内に収容した樹脂製の保持器と、を備えた油潤滑で使用される深溝玉軸受であって、
前記外輪の軸方向両端部には、半径方向内側に延びる油留部が設けられ、
前記保持器は、２枚の合成樹脂製の環状素子からなり、
各環状素子は円環部と、前記円環部から軸方向に突出する複数の柱部とを備え、隣接する前記柱部には前記玉の外周にならう半球状ポケットが形成され、
前記保持器の軸方向寸法が全周に亘って一様であることを特徴とする深溝玉軸受。
（２）前記保持器の軸方向断面において、前記柱部の径方向寸法は前記円環部の径方向寸法より大きいことを特徴とする（１）に記載の深溝玉軸受。
（３）前記内輪の外周面の軸方向両側には、油を供給又は排出するための切り欠きが設けられていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の深溝玉軸受。
（４）前記油留部の内径寸法が、前記玉のピッチ円直径より小さいことを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の深溝玉軸受。
（５）前記内輪の外周面と前記油留部との最短距離が、前記玉の直径の９％以上であ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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の深溝玉軸受によれば、外輪の軸方向両端部に油留部が設けられており、軸受内部を油浴状態にし保持器と玉の摺動部に常に油が行き渡るようにすることで、保持器の摩耗を抑制し、振れ回りを防止することができる。
【００１２】
また、保持器の軸方向寸法が全周に亘って一様であり、従来の冠型保持器や波型保持器のような軸方向側面に玉にならう凹凸がないため、軸受の低トルク化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る深溝玉軸受の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図、図２は図１の深溝玉軸受に組み込まれる保持器の全体斜視図、図３は玉を備えた図２の保持器の部分斜視図である。
深溝玉軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、これら外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に設けられた複数の玉１３と、外輪１１の内周面と内輪１２の外周面との間に設けられて複数の玉１３を転動可能に保持する合成樹脂製の保持器２０と、外輪１１の内周面の軸方向両端部に設けられた溝１１ｂに固定された金属製の油留板１４（油留部）と、を備える。
【００１５】
保持器２０は、軸方向両側に円環部２１ａ、２１ｂと、円環部２１ａ、２１ｂの複数箇所から円周方向に等しい間隔をあけて円環部２１ａ、２１ｂを互いに連接する複数の柱部２２と、を備える、いわゆる両持ち保持器である。円環部２１ａ、２１ｂは、保持器２０の軸方向断面において、端面が円弧状に形成され、円環部２１ａ、２１ｂの軸方向両端部間距離、すなわち保持器２０の軸方向寸法は保持器２０の全周に亘って一様になっている。また、円周方向に隣り合う柱部２２の対向面は、玉１３の転動面にならって玉１３よりも僅かに大きい曲率半径を有する部分球状ポケット２５となっており、これにより保持器２０は玉１３により軸方向及び径方向の位置決めがなされ、回転時に玉１３により案内される玉案内方式となっている。
【００１６】
また、柱部２２の内径側環状面と外径側環状面には、凸部２３、２４が設けられ、保持器２０の軸方向断面において、柱部２２の径方向寸法が円環部２１ａ、２１ｂの径方向寸法より大きくなっている。これらの凸部２３，２４は径方向における保持器２０と外輪１１及び内輪１２との距離を小さくするように柱部２２の全周に亘って設けられている。なお、本実施形態においては、凸部２３、２４の上面は内輪１２の外周面及び外輪１１の内周面と実質的に同じ径方向寸法となっているが、凸部２３、２４の上面を内輪軌道面１２ａ又は外輪軌道面１１ａと接触しない程度に内輪１２の外周面より小さく、又は外輪１１の内周面より大きくしてもよい。
【００１７】
保持器２０は樹脂により形成され、樹脂材料として、ポリアミド４６やポリアミド６６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）などが例示される。また、上記樹脂に、例えば、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維状充填材を１０〜５０ｗｔ％程度適宜添加することによって、保持器２０の剛性および寸法精度を向上させることができる。
【００１８】
図４には、保持器２０の各構成要素の分解斜視図を示す。
保持器２０は、第１素子２０ａ（環状素子）及び第２素子２０ｂ（環状素子）からなる組み合わせ保持器である。第１素子２０ａ及び第２素子２０ｂは、それぞれ円環部２１ａ、２１ｂと、所定の間隔で配設された柱部２２ａ、２２ｂとを備え、周方向における柱部２２ａ、２２ｂと柱部２２ａ、２２ｂの間に玉１３の外周にならう複数の半球状ポケット２５ａ、２５ｂを有している。
【００１９】
第１素子２０ａの各柱部２２ａの先端面には、周方向略中央から軸方向に垂直に突き出した突起部２６が形成され、第２素子２２ｂの各柱部２２ｂには、周方向略中央から軸方向に窪んだ凹部２７が設けられている。第１素子２０ａと第２素子２０ｂを組み付ける際には、第１素子２０ａの突起部２６と第２素子２０ｂの凹部２７が係合することにより径方向および軸方向の位置決めを行ない、エポキシ系接着剤等により第１素子２０ａと第２素子２０ｂが接着・固定され、一体形成されている。このように第１素子２０aと第２素子２０ｂを組み合わせることにより、各柱部２２ａ、２２ｂにより柱部２２が構成され、半球状ポケット２５ａ、２５ｂにより部分球状ポケット２５が構成される。
【００２０】
油留板１４は、例えば、ＳＰＣＣ等の金属板材をプレス加工して、略円環状に形成したものであり、その外周部１４ａは、外輪１１の内周面の軸方向端部に設けられた溝１１ｂに圧入・固定され、その内周部１４ｂは、内輪１２の外周面１２ｂと隙間を空けて配置されている。尚、油留板１４は、金属製の芯材をゴム、合成樹脂等の弾性材で被覆して全体円環状に形成してもよい。なお、油留板１４の内周部１４ｂと内輪１２の外周面１２ｂとの隙間は、潤滑油の供給口又は排出口として機能する。
【００２１】
上述のように構成された深溝玉軸受１０は、軸方向いずれか一方を潤滑油の供給側、他方を排出側に配置され、例えば、ハウジングに外輪１１が内嵌され、回転軸に内輪１２が外嵌されて、自動車の変速機等の装置に組み込まれ、内輪１２と外輪１１との相対回転を自在とする。この際、各玉１３は、自転しつつ、内輪１２の周囲を公転する。また、保持器２０は各玉１３の公転速度と同じ速度で、内輪１２の周囲を回転する。
【００２２】
また、ハウジングと回転軸との間の空間は、潤滑油を供給・排出するための供給路及び排出路として作用する。そして、潤滑油が、潤滑油タンク（図示せず）から供給路を介して深溝玉軸受１０の側方から供給されると、潤滑油は、油留板１４の内周部１４ｂと内輪１２の外周面１２ｂとの開口部１５から深溝玉軸受１０の内部に流入し、深溝玉軸受１０の回転に伴って潤滑油が保持器２０や玉１３によって攪拌される。
【００２３】
このとき、深溝玉軸受１０に供給された潤滑油は、遠心力により外径側に飛ばされ、外輪１１の両端部に設置した油留板１４にて塞ぎ止められ、深溝玉軸受１０の内部は油浴状態となる。潤滑油は、外輪１１、内輪１２、玉１３、及び保持器２０の摺動面を潤滑した後、供給側の開口部とは反対側の開口部１５から排出路に排出される。
【００２４】
上記のように構成された本発明の深溝玉軸受１０は、保持器２０の軸方向寸法が保持器２０の全周に亘って一様になっており、従来の冠型保持器や波型保持器と比べ、軸方向側の凹凸がない分、摩擦抵抗を低減し、軸受トルクを低減することができる。
【００２５】
また、深溝玉軸受１０は、合成樹脂製の保持器２０を使用しているため、保持器自体の慣性質量を十分に小さくでき、その分だけ、軸受の軽量化や回転速度の高速化を図ることができる。また、合成樹脂製の保持器２０は射出成形により大量生産できるために経済的である。
【００２６】
また、保持器２０は球面ポケット２５を有し、玉案内されるため、保持器２０が外輪１１や内輪１２と摺動しないため低トルク化することができる。
【００２７】
また、保持器２０の柱部２２の内径側環状面と外径側環状面の両方に円環部２１ａ、２１ｂより径方向の肉厚を大きくした凸部２３、２４が設けられているため、柱部の内径側環状面２３と内輪軌道面１２ａとの距離及び外径側環状面２４と外輪軌道面１１ａとの距離を小さくなり、潤滑油が留まる空間を小さくすることで攪拌抵抗を低減し、軸受トルクを低減することができる。なお、本実施形態においては、柱部２２の内径側環状面と外径側環状面の両方に円環部２１ａ、２１ｂより径方向の肉厚を大きくした凸部２３、２４が設けられているが、いずれか一方にのみ形成してもよい。
【００２８】
また、保持器２０を構成する第１素子２０ａと第２素子２０ｂは接着剤を用いて固定するため、各素子２０ａ、２０ｂの係合部を複雑に加工する必要はなく、加工性が良い。
【００２９】
さらに、油留板１４と内輪１２との間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５を有しており、潤滑油の給排出性を損なうことがないため、潤滑油が滞留し続けることがなく、深溝玉軸受１０の昇温を抑制することができる。これにより、保持器２０と玉１３、及び保持器２０と外輪１１の摺動部には常に潤滑油が存在するため、摺動部の潤滑性が向上し、摩耗を抑制し、保持器２０の振れ回りを防止できる。
【００３０】
〈変形例１〉
図５は保持器２０の変形例を示す部分斜視図である。変形例１の保持器２０Ａは、第１素子２０ａと第２素子２０ｂの固定方法が、第１実施形態の深溝玉軸受１０の保持器２０と異なる以外は同様であり、図中、保持器２０と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
保持器２０Ａを構成する第１素子２０ａと第２素子２０ｂの環状部２１ａ、２１ｂと柱部２２ａ、２２ｂには、軸方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、図５に示すように、一方にナット３４を取り付け、他方からソケットボルト３５を挿入しナット３４に螺合させることで第１素子２０ａと第２素子２０ｂが固定されている。なお、軸方向のバランスを考慮して、ソケットボルト３５とナット３４は周方向に交互に配置している。これにより、第１素子２０ａと第２素子２０ｂを確実に固定することができ、さらに第１素子２０ａと第２素子２０ｂを同一形状とすることができる。
【００３２】
〈変形例２〉
図６は保持器２０の他の変形例を示す部分斜視図である。変形例２の保持器２０Ｂは、第１素子２０ａと第２素子２０ｂの固定方法が、第１実施形態の深溝玉軸受１０の保持器２０と異なる以外は同様であり、図中、保持器２０と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
保持器２０Ｂを構成する第１素子２０ａの各柱部２２ａの先端面には、図６（ａ）に示すように周方向略中央から軸方向に垂直に突き出した突起部４６が設けられ、突起部４６の先端には突起部外径面から外径側に僅かに突出した鉤部４７が形成されている。
【００３４】
保持器２０Ｂを構成する第２素子２０ｂの各柱部２２ｂと環状部２１ｂには軸方向に貫通する貫通孔４８が設けられ、第１素子２０ａと第２素子２０ｂを組み付ける際に、第１素子２０ａの鉤部４７と対向する壁部の軸方向略中間に鉤部と係合する段部（不図示）が形成されている。
【００３５】
本変形例においては、第１素子２０ａの突起部４７を第２素子２０ｂの貫通孔４８に挿入し、第１素子２０ａの鉤部４７を第２素子２０ｂの段部に係合させることで第１素子２０ａと第２素子２０ｂが固定されている。これによると、係合部の加工が複雑になるが、接着剤を使用せずに第１素子２０ａと第２素子２０ｂを確実に固定することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図７は本発明の第２実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施形態においては、図７（ａ）に示すように、第１実施形態の油留板１４の代わりに深溝玉軸受１０Ａの外輪１１Ａを内嵌するハウジング５０に軸受内部に突出する突出部５０ａを設けるとともに、深溝玉軸受１０Ａの軸方向反対側を覆うハウジング蓋体５１に軸受内部に突出する突出部５１ａを設け、これらの突出部５０ａ，５１ａを油留部として機能させている。
【００３８】
また、図７（ｂ）に示すように、第１実施形態の油留板１４の代わりに深溝玉軸受１０Ｂの外輪１１Ａを内嵌するハウジング５０とハウジング蓋体５１との間に別部材として、軸受内部に突出する突出部５２ａ、５３ａを備えた環状板５２，５３を挿入し、これらの突出部５２ａ、５３ａを油留部として機能させてもよい。
【００３９】
これにより、第１実施形態における油留板１４と同様の機能をハウジング５０（ハウジング蓋体５１）または環状板５２，５３にもたせることができ、外輪１１Ａに油留板１４用の溝１１ｂを形成する必要なく汎用の外輪を使用することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
図８は本発明の第３実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。第３実施形態の深溝玉軸受は内輪の形状が異なる以外は第１実施形態の深溝玉軸受と同様である。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図８（a）に示す第３実施形態の深溝玉軸受１０Ｃは、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５を確保するため、内輪１２Ａの外周面１２ｂの軸方向両端部を切り欠いてテーパ面１２ｃを形成し、開口面積を大きくしている。また、図８（ｂ）に示す深溝玉軸受１０Ｄは、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５が確保するため、内輪１２Ｂの外周面１２ｂの軸方向両端部に切り欠いて段部１２ｄを形成し、開口面積を大きくしている。
【００４２】
油浴部分を確保するためには油留板１４の内径寸法を小さくすることが望ましいが、油留板１４の内径１４ｂと内輪１２の外周面１２ｂとの差が小さすぎると潤滑油の給排出性を損ない軸受温度が上昇してしまう。従って、内輪１２の外周面１２ｂの軸方向両端部に切り欠くことにより、開口部１５の開口面積を確保して、潤滑油が滞留し続けることを防止し、深溝玉軸受１０Ｃ，１０Ｄの昇温を抑制することができる。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明に係る深溝玉軸受の実施例について説明する。
[実施例１]
[保持器振れ回り比較試験]
図９に示す深溝玉軸受（図８（ｂ）の深溝玉軸受と同一）を用いて、油留板の内径寸法（油留板内径Ｄｓ：６５ｍｍ）を固定し内輪端部の外径寸法（Ｄｉ）を変化させることにより開口部の開口量（ｙ）を変化させ、玉径（Ｄｗ）に対する開口量（ｙ）の比である開口比（ｙ/Ｄｗ）に対する振れ回りが発生するまでの時間を、以下の条件で求めた。なお、比較例としては、保持器形状以外は同一仕様の冠型樹脂保持器を使用し、同一の試験条件で試験を行なった。
〈仕様〉
軸受名番：日本精工株式会社製単列深溝玉軸受６０１１
玉のピッチ円直径：７２．５ｍｍ
保持器：球面ポケット組み合わせ樹脂保持器
保持器材料：ポリアミド４６（カーボン繊維を１５％充填）
油留板：ＳＰＣＣをプレス成形加工し、外輪端部に加締めて装着
【００４４】
〈試験条件〉
潤滑方法：ＶＧ２４の鉱油を強制潤滑給油
油量：０．１Ｌ／ｍｉｎ
給油温度：１２０℃
回転数：３００００ｒｐｍ
荷重：２０００Ｎ
試験時間：２０時間、５０時間、１００時間、以後１００時間毎に振れ回りの有無を計測
【００４５】
【表１】
【００４６】
保持器の振れ回り比較試験の結果を表１及び図１０に示す。この保持器振れ回り比較試験の結果より、比較例である冠型保持器に比べ、本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の場合には、保持器振れ回り開始時間が大幅に伸びることがわかった。
【００４７】
また、開口比（ｙ/Ｄｗ）が９％以上となると本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の振れ回り開始時間の向上はほぼ飽和し、開口比（ｙ/Ｄｗ）が１１％以上となると本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の振れ回り開始時間は完全に飽和する。これより、開口比（ｙ/Ｄｗ）が９％以上が好ましく、１１％以上がさらに好ましい。
【００４８】
[実施例２]
[保持器振れ回り比較試験２]
実施例１と同様の仕様、試験条件で、開口部の開口量（ｙ：１．１４ｍｍ）を固定し、油留板の内径寸法（Ｄｓ）を表２のように変化させて、油留板の内径寸法（Ｄｓ）と玉のピッチ円直径（Ｄｐｃｄ）の差に対する振れ回りが発生するまでの時間を求めた。なお、内輪端部の外径寸法は内輪端部に別途、円環状の遮蔽板を設け、遮蔽板の外径寸法を内輪端部の外径寸法とみなし試験を行なった。
【００４９】
【表２】
【００５０】
保持器振れ回り比較試験の結果を表２及び図１２に示す。この保持器振れ回り比較試験の結果より、比較例である冠型保持器に比べ、本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の場合には、保持器振れ回り開始時間が大幅に伸びることがわかった。
【００５１】
また、油留板内径が玉のピッチ円直径Ｄｐｃｄより大きいと、外径側に開口部が存在するため、より大きな遠心力が開口部に作用し油留板内径側の潤滑油が軸受外に飛ばされる。したがって、保持器内径側の玉との摺動部に油浴状態を形成できなくなり、摩耗により振れ回り抑制効果が低減する。一方、油留板内径を玉のピッチ円直径Ｄｐｃｄ以下とすると振れ回り防止効果が現れ、油留板内径を保持器内径以下とすると振れ回り防止効果が飽和状態となる。
【００５２】
以上の結果から、油留板内径が玉のピッチ円直径以下ならば保持器と玉との間に潤滑油を油浴状態を維持できるため、耐振れ周り性を向上させることができ、保持器内径以下がさらに好ましい。
【００５３】
[実施例３]
[軸受トルク比較試験]
図９に示す深溝玉軸受（図８（ｂ）の深溝玉軸受と同一）を用いて、油留板の内径寸法（油留板内径Ｄｓ：６５ｍｍ）を固定して軸受トルクを測定した。比較例として、保持器形状以外は同一仕様の油留板ありの冠型樹脂保持器と油留板なしの冠型樹脂保持器を使用し、同一の試験条件で試験を行なった。
〈仕様〉
軸受名番：日本精工株式会社製単列深溝玉軸受６０１１
玉のピッチ円直径：７２．５ｍｍ
保持器：球面ポケット組み合わせ樹脂保持器
保持器材料：ポリアミド４６（カーボン繊維を１５％充填）
保持器内径：６８．３ｍｍ
油留板：ＳＰＣＣをプレス成形加工し、外輪端部に加締めて装着
油留板内径：６５ｍｍ
開口比（ｙ/Ｄｗ）：１１％
【００５４】
〈試験条件〉
潤滑方法：ＶＧ２４の鉱油を強制潤滑給油
油量：０．２５Ｌ／ｍｉｎ
給油温度：１１０℃
回転数：９０００ｒｐｍ
荷重：３００Ｎ
【００５５】
【表３】
【００５６】
軸受トルク比較試験の結果を表３に示す。この軸受トルク比較試験の結果より、比較例である油留板を備えた冠型保持器に比べ、爪部による凹凸形状がない本発明の球面ポケット組み合わせ樹脂保持器の場合には、軸受トルクを低減することができた。また、比較例である油留板を備えていない冠型保持器と比べた場合でさえ、本実施例の球面ポケット組み合わせ保持器の場合には、軸受トルクを低減することができた。
【００５７】
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、改良等が自在である。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、数値、形態、数、配置場所、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。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
【図２】図１の深溝玉軸受に組み込まれる保持器の全体斜視図である。
【図３】玉を備えた図２の保持器の部分斜視図である。
【図４】図２の保持器の部分分解斜視図である。
【図５】保持器の変形例を示す部分斜視図である。
【図６】保持器の他の変形例を示す部分斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
【図９】保持器振れ回り比較試験で使用される本発明の深溝玉軸受の要部断面図である。
【図１０】保持器振れ回り比較試験１の試験結果を示すグラフである。
【図１１】保持器振れ回り比較試験２の試験結果を示すグラフである。
【図１２】従来の深溝玉軸受用冠型樹脂保持器の斜視図である。
【図１３】従来の転がり軸受用冠型保持器が組み込まれた転がり軸受の不具合を説明するための要部断面図である。
【図１４】特許文献１に記載の転がり軸受用冠型保持器の説明図である。
【図１５】特許文献２に記載の転がり軸受用波型保持器の説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 深溝玉軸受
１１ 外輪
１２ 内輪
１３ 玉
１４ 油留板（油留部）
２０、２０Ａ、２０Ｂ 保持器
２１ａ 第１素子（環状素子）
２１ｂ 第２素子（環状素子）
２３、２４ 凸部（保持器凸部）
２５ ポケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間を周方向に転動可能な複数の玉と、前記玉をポケット内に収容した樹脂製の保持器と、を備えた油潤滑で使用される深溝玉軸受であって、
前記外輪の軸方向両端部には、半径方向内側に延びる油留部が設けられ、
前記保持器は、２枚の合成樹脂製の環状素子からなり、
各環状素子は円環部と、前記円環部から軸方向に突出する複数の柱部とを備え、隣接する前記柱部の対向面には前記玉の外周にならう複数の半球状ポケットが形成され、
前記保持器の軸方向寸法が全周に亘って一様であることを特徴とする深溝玉軸受。
【請求項２】
前記保持器の軸方向断面において、前記柱部の径方向寸法は前記円環部の径方向寸法より大きいことを特徴とする請求項１に記載の深溝玉軸受。
【請求項３】
前記内輪の外周面の軸方向両側には、油を供給又は排出するための切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の深溝玉軸受。
【請求項４】
前記油留部の内径寸法が、前記玉のピッチ円直径より小さい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。
【請求項５】
前記内輪の外周面と前記油留部との最短距離が、前記玉の直径の９％以上であ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。
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間を周方向に転動可能な複数の玉と、前記玉をポケット内に収容した樹脂製の保持器と、を備えた油潤滑で使用される深溝玉軸受であって、
前記外輪の軸方向両端部には、半径方向内側に延びる油留部が設けられ、
前記保持器は、２枚の合成樹脂製の環状素子からなり、
各環状素子は円環部と、前記円環部から軸方向に突出する複数の柱部とを備え、隣接する前記柱部の対向面には前記玉の外周にならう複数の半球状ポケットが形成され、
前記保持器の軸方向寸法が全周に亘って一様であることを特徴とする深溝玉軸受。
【請求項２】
前記保持器の軸方向断面において、前記柱部の径方向寸法は前記円環部の径方向寸法より大きいことを特徴とする請求項１に記載の深溝玉軸受。
【請求項３】
前記内輪の外周面の軸方向両側には、油を供給又は排出するための切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の深溝玉軸受。
【請求項４】
前記油留部の内径寸法が、前記玉のピッチ円直径より小さい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。
【請求項５】
前記内輪の外周面と前記油留部との最短距離が、前記玉の直径の９％以上であ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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２７５７９９（Ｐ２００９−２７５７９９Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２７０６５（Ｐ２００８−１２７０６５）
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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