(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ポケットが形成された保持器とからなり、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、
前記外輪の高さの高い肩の高さをＨ１、内輪の高さの高い肩の高さをＨ２、外輪の高さの低い肩の高さをＨ３、内輪の高さの低い肩の高さをＨ４、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２８〜０．５０、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ２の比率Ｈ２／ｄを０．３７〜０．５０、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ３の比率Ｈ３／ｄを０．０８〜０．２５、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ４の比率Ｈ４／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とし、前記外輪、内輪およびボールのうち、少なくとも外輪および内輪を重量比にして、炭素０．８〜１．２％、ケイ素０．４〜１．０％、クロム０．２〜１．２％およびマンガン０．８〜１．５％を含有する合金鋼により形成し、浸炭窒化処理した後、８３０〜８７０°Ｃから焼入れして焼入れ終端温度を９０〜１２０℃とし、次いで、１６０〜１９０℃の範囲で焼戻しして、表層部の残留オーステナイト量を２５〜５０％とし、かつ、芯部のオーステナイト量を１５〜２０％として、表層部に圧縮応力を残留させたことを特徴とする深みぞ玉軸受。
【請求項２】
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ポケットが形成された保持器とからなり、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、
前記外輪の高さの高い肩の高さをＨ１、内輪の高さの高い肩の高さをＨ２、外輪の高さの低い肩の高さをＨ３、内輪の高さの低い肩の高さをＨ４、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２８〜０．５０、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ２の比率Ｈ２／ｄを０．３７〜０．５０、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ３の比率Ｈ３／ｄを０．０８〜０．２５、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ４の比率Ｈ４／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とし、前記外輪、内輪およびボールのうち、少なくとも外輪および内輪を重量比にして、炭素０．６〜１．２％、ケイ素０．１５〜１．１％、クロム２．０％以下およびマンガン０．３〜１．５％を含有する軸受鋼により形成し、その軸受鋼をＡ１変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理した後、Ａ１変態点未満の温度に冷却し、その後、７９０〜８３０℃の焼入れ温度領域に再加熱して焼入れを行い、オーステナイト結晶粒径を平均粒径で８μｍ以下としたことを特徴とする深みぞ玉軸受。
【請求項３】
前記軸受鋼が、２．０重量％以下のクロムを含む請求項２に記載の深みぞ玉軸受。
【請求項４】
前記外輪の軌道溝の曲率半径をｒ１、内輪の軌道溝の曲率半径をｒ２、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの半径ｄ／２に対する外輪軌道溝の曲率半径ｒ１の比率ｒ１／ｄ／２を１．０３〜１．０８の範囲とし、かつ、ボールの半径ｄ／２に対する内輪軌道溝の曲率半径ｒ２の比率ｒ２／ｄ／２を１．０１５〜１．０４の範囲とした請求項１乃至３のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
【請求項５】
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請求項１乃至４のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
【請求項６】
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５に記載の深みぞ玉軸受。
【請求項７】
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５又は６に記載の深みぞ玉軸受。
【請求項８】
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６又は７に記載の深みぞ玉軸受。
【請求項９】
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５又は６に記載の深みぞ玉軸受。
【請求項１０】
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９に記載の深みぞ玉軸受。
【請求項１１】
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５乃至１０のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
【請求項１２】
前記保持器が、軸方向に２分割された分割保持器からなり、その分割保持器のそれぞれが、複数の半球状ポケット部と、そのポケット部の幅寸法と同一の幅寸法とされた複数の結合板部とが周方向に交互に連続する波形とされ、その２枚の波形分割保持器の結合板部の外径を同径とし、一方の波形分割保持器のポケット部を結合板部に対して内径側に位置をずらし、他方の波形分割保持器のポケット部を結合板部に対して外径側に位置をずらし、前記一方の波形分割保持器を外輪の高さの高い肩側から軸受内部に挿入し、かつ、前記他方の波形分割保持器を外輪の高さの低い肩側から軸受内部に挿入して、半球状ポケット部間にポケットを設けた請求項１乃至４のいずれかの項に記載の深みぞ玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外輪と内輪間にボールを組込み、そのボールを保持器により保持した深みぞ玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
また、自動車のトランスミッションにおいても、回転トルクの伝達にヘリカルギヤが採用されているため、そのヘリカルギヤが設けられたシャフトを支持する軸受としても、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。
【０００６】
ここで、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の支持用軸受やトランスミッションのシャフト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あるいはアンギュラ玉軸受を用いるのが好ましい。
【０００７】
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、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。また、アンギュラ玉軸受においても、過大なスラスト荷重が負荷された際に、ボールがカウンタボアに乗り上げ、短寿命となる懸念がある。
【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１４５７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、ボールの肩乗り上げを阻止する側の肩の高さ寸法については何も言及されていないため、肩高さが必要以上に小さい場合には肩乗り上げが生じて軸受の使用上に問題が発生する。
【００１１】
また、上記深みぞ玉軸受は、円すいころ軸受と比較して、負荷容量が小さいため、円すいころ軸受と同等もしくは同程度の転がり疲労寿命の要求を受けた場合、転がり疲労寿命の低下が問題となる。
【００１２】
さらに、トランスミッションなどでの使用においては、ミッションケース内に貯留された潤滑油に切り粉等の異物が混入しているため、その異物の噛み込みによって外輪や内輪の軌道溝あるいはボールの表面に圧痕が形成され易く、その圧痕を起点にして損傷が拡がり、早期損傷による懸念がある。
【００１３】
この発明の課題は、大きなスラスト荷重を受けた場合でもボールの肩乗り上げを完全に防止することができ、転がり疲労寿命に対しても長寿命な深みぞ玉軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、第１の発明においては、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ポケットが形成された保持器とからなり、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、前記外輪の高さの高い肩の高さをＨ１、内輪の高さの高い肩の高さをＨ２、外輪の高さの低い肩の高さをＨ３、内輪の高さの低い肩の高さをＨ４、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２８〜０．５０、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ２の比率Ｈ２／ｄを０．３７〜０．５０、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ３の比率Ｈ３／ｄを０．０８〜０．２５、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ４の比率Ｈ４／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とし、前記外輪、内輪およびボールのうち、少なくとも外輪および内輪を重量比にして、炭素０．８〜１．２％、ケイ素０．４〜１．０％、クロム０．２〜１．２％およびマンガン０．８〜１．５％を含有する合金鋼により形成し、浸炭窒化処理した後、８３０〜８７０°Ｃから焼入れして焼入れ終端温度を９０〜１２０℃とし、次いで、１６０〜１９０℃の範囲で焼戻しして、表層部の残留オーステナイト量を２５〜５０％とし、かつ、芯部のオーステナイト量を１５〜２０％として、表層部に圧縮応力を残留させた構成を採用したのである。
【００１５】
上記の構成からなる深みぞ玉軸受において、ヘリカルギヤを用いたギヤ支持装置へ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て、上記ヘリカルギヤへのトルク伝達により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るようにする。
【００１６】
このとき、スラスト荷重を受ける外輪の肩においては、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄが０．２８以上とされている。これは、試験の結果に基づくものである。その試験に際し、軸受６２０８Ｃを用いた。この軸受６２０８Ｃは内部諸元よりボール径とボールＰＣＤは固定であるため、外輪Ｈ／ｄ＝０．２８以上を満たす外輪肩寸法はφ６５．５ｍｍになる。この肩寸法から０．１ｍｍ単位で肩寸法を変更すると肩乗り上げが発生し、軸受使用上問題があるため、Ｈ１／ｄを０．２８以上としている。
【００１７】
また、スラスト荷重を受ける内輪の肩においては、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ２の比率Ｈ２／ｄが０．３７以上とされている。この場合も、試験の結果に基づく規定である。その試験に際して、上記と同様に、軸受６２０８Ｃを用いた。この軸受６２０８Ｃは、上記のように、内部諸元よりボール径とボールＰＣＤは固定であるため、内輪Ｈ／ｄ＝０．３７を満たす内輪肩寸法はφ５６．６ｍｍになる。この肩寸法から０．１ｍｍ単位で肩寸法を変更すると肩乗り上げが発生し、軸受使用上問題があるため、Ｈ２／ｄを０．３７以上としている。
【００１８】
外輪のスラスト荷重を受ける肩の高さおよび内輪のスラスト荷重を受ける肩の高さを上記のように規定することによって、肩に対するボールの乗り上げを完全に防止することができる。
【００１９】
第１の発明に係る深みぞ玉軸受においては、上記のように、少なくとも外輪と内輪を炭素量の多い高炭素軸受鋼を浸炭窒化処理し、高温から焼入れした後、比較的低温で焼戻しして、表層部の残留オーステナイト量を１５〜２０％としているため、転がり疲労寿命を著しく改善することができる。
【００２０】
上記の課題を解決するために、第２の発明においては、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ポケットが形成された保持器とからなり、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、前記外輪の高さの高い肩の高さをＨ１、内輪の高さの高い肩の高さをＨ２、外輪の高さの低い肩の高さをＨ３、内輪の高さの低い肩の高さをＨ４、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２８〜０．５０、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ２の比率Ｈ２／ｄを０．３７〜０．５０、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ３の比率Ｈ３／ｄを０．０８〜０．２５、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ４の比率Ｈ４／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とし、前記外輪、内輪およびボールのうち、少なくとも外輪および内輪を重量比にして、炭素０．６〜１．２％、ケイ素０．１５〜１．１％、クロム２．０％以下およびマンガン０．３〜１．５％を含有する軸受鋼により形成し、その軸受鋼をＡ１変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理した後、Ａ１変態点未満の温度に冷却し、その後、７９０〜８３０℃の焼入れ温度領域に再加熱して焼入れを行い、オーステナイト結晶粒径を平均粒径で８μｍ以下とした構成を採用している。
【００２１】
上記の第２の発明に係る深みぞ玉軸受においても、第１の発明に係る深みぞ玉軸受と同様に、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２８以上とし、かつ、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ２の比率Ｈ２／ｄを０．３７以上としているため、肩に対するボールの乗り上げを完全に防止することができる。
【００２２】
また、外輪および内輪を重量比にして、炭素０．６〜１．２％、ケイ素０．１５〜１．１％、クロム２．０％以下およびマンガン０．３〜１．５％を含有する軸受鋼により形成し、その軸受鋼をＡ１変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理した後、Ａ１変態点未満の温度に冷却し、その後、７９０〜８３０℃の焼入れ温度領域に再加熱して焼入れを行うことにより、平均粒径で８μｍ以下のミクロ組織のオーステナイト結晶粒を得ることができ、転がり疲労に対して長寿命であり、割れ強度を向上させ、経年変化率も減少させることができる。
【００２３】
第１の発明および第２の発明において、外輪の軌道溝の曲率半径をｒ１、内輪の軌道溝の曲率半径をｒ２、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの半径ｄ／２に対する外輪軌道溝の曲率半径ｒ１の比率ｒ１／ｄ／２を１．０３〜１．０８の範囲とし、かつ、ボールの半径ｄ／２に対する内輪軌道溝の曲率半径ｒ２の比率ｒ２／ｄ／２を１．０１５〜１．０４の範囲とすると、ボールと軌道溝間の接触部での滑り防止することができ、上記接触部での脆性剥離を防止することができる。
【００２４】
また、第１の発明および第２の発明のように、外輪の高さの低い肩の高さをＨ３、内輪の高さの低い肩の高さをＨ４、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する外輪の肩高さＨ３の比率Ｈ３／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とし、かつ、ボールの球径ｄに対する内輪の肩高さＨ４の比率Ｈ４／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とすることにより、上記肩のそれぞれを標準型深みぞ玉軸受の肩の高さと同一の高さとする場合に比較し、外輪と内輪の径方向で対向する肩間に大きな間隔を確保することができるため、保持器として径方向幅の大きい強度の高い保持器を採用することができる。
【００２５】
ここで、保持器として、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からなるものを採用することができる。
【００２６】
上記の構成からなる保持器の組付けは、外輪と内輪間にボールを組込んだ後、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分割保持器の軸方向の一側部内に第２分割保持器の軸方向の他側部を嵌合し、連結手段により、その両分割保持器を連結する。
【００２７】
上記のように、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、連結手段が互いに係合して第１分割保持器と第２分割保持器は軸方向に非分離とされるため、深みぞ玉軸受を簡単に組立てることができる。
【００２８】
また、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く、第１分割保持器および第２分割保持器を確実に組込むことができる。
【００２９】
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。
【００３０】
上記のような保持器の採用において、切欠部は、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
ここで、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。
【００３７】
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。
【００３８】
なお、保持器は上記の構成のものに限定されない、例えば、軸方向に２分割された分割保持器からなり、その分割保持器のそれぞれが、複数の半球状ポケット部と、そのポケット部の幅寸法と同一の幅寸法とされた複数の結合板部とが周方向に交互に連続する波形とされ、その２枚の波形分割保持器の結合板部の外径を同径とし、一方の波形分割保持器のポケット部を結合板部に対して内径側に位置をずらし、他方の波形分割保持器のポケット部を結合板部に対して外径側に位置をずらし、前記一方の波形分割保持器を外輪の高さの高い肩側から軸受内部に挿入し、かつ、前記他方の波形分割保持器を外輪の高さの低い肩側から軸受内部に挿入して、半球状ポケット部間にポケットを設けた構成からなるものであってもよい。
【発明の効果】
【００３９】
上記のように、第１に発明および第２の発明のいずれの発明も、大きなスラスト荷重を受けた場合でもボールの肩乗り上げを完全に防止することができ、転がり疲労寿命に対しても長寿命な深みぞ玉軸受を得ることができる。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。
【００４０】
また、第１の発明に係る深みぞ玉軸受においては、外輪および内輪を炭素量の多い高炭素軸受鋼で形成し、その高炭素軸受鋼を浸炭窒化処理し、高温から焼入れした後、比較的低温で焼戻しして、表層部の残留オーステナイト量を１５〜２０％としたので、転がり疲労寿命を著しく改善することができる。
【００４１】
さらに、第２の発明に係る深みぞ玉軸受においては、外輪および内輪を炭素量の多い軸受鋼で形成し、その軸受鋼をＡ１変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理した後、Ａ１変態点未満の温度に冷却し、その後、７９０〜８３０℃の焼入れ温度領域に再加熱して焼入れを行う熱処理によって、平均粒径で８μｍ以下のミクロ組織のオーステナイト結晶粒を形成するようにしたので、転がり疲労に対して長寿命であり、割れ強度を向上させ、経年変化率の小さい耐久性に優れた深みぞ玉軸受を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】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２】図１に示す保持器の一部分を示す右側面図
【図３】図１に示す保持器の一部分を示す左側面図
【図４】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
【図５】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６】（I）は、図５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、（II）は、図５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７】合成樹脂製保持器の他の例を示す一部分の平面図
【図８】図７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９】外輪の軌道溝および内輪の軌道溝の他の例を示す断面図
【図１０】保持器のさらに他の例を示す一部分の平面図
【図１１】保持器のさらに他の例を示す一部分の平面図
【図１２】ディファレンシャルを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、この発明の実施の形態を図面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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａの高さをＨ１、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂの高さをＨ２、ボール３１の球径をｄとしたとき、ボール３１の球径ｄに対する外輪１１の肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄは、０．２８〜０．５０の範囲とされ、一方、ボール３１の球径ｄに対する内輪２１の肩高さＨ２の比率Ｈ２／ｄは、０．３７〜０．５０の範囲とされている。
【００４７】
外輪１１のスラスト非負荷側の肩１３ｂの高さＨ３、および、内輪２１のスラスト非負荷側の肩２３ａの高さＨ４は、標準型の深みぞ玉軸受の肩の高さと同一としている。なお、標準型深みぞ玉軸受とは、外輪の一対の肩の高さおよび内輪の一対の肩の高さが同じ高さとされている軸受のことをいう。
【００４８】
外輪１１および内輪２１は、重量比にして、炭素（Ｃ）０．８〜１．２％、ケイ素（Ｓi）０．４〜１．０％、クロム（Ｃｒ）０．２〜１．２％およびマンガン（Ｍｎ）０．８〜１．５％を含有する高炭素軸受鋼を素材とする熱処理品からなっている。
【００４９】
熱処理に際し、ここでは、浸炭窒化処理した後、８３０〜８７０°Ｃから焼入れして焼入れ終端温度を９０〜１２０℃とし、次いで、１６０〜１９０℃の範囲で焼戻しして、表層部の残留オーステナイト量を２５〜５０％とし、かつ、芯部のオーステナイト量を１５〜２０％としている。
【００５０】
ここで、上記の高炭素軸受鋼の組成について、Ｃ０．８〜１．２％と高炭素にするのは、基本的に焼入れ焼戻しにより表層部を硬化するためである。Ｃｒ０．２〜１．２％とするのは、Ｃｒ０．２％未満では、炭化物を形成せず、表層の硬度が不足し、１．２％を越えると、炭化物が粗大化して剥離起点となり、短寿命となり易いからである。
【００５１】
Ｓｉは、安定して表層の残留オーステナイトを２５％以上に高め、焼戻し軟化抵抗性を付与して、耐熱性を確保するために０．４％以上必要であるが、Ｓｉが１％を越えると、浸炭窒化処理の過程で、表皮から表層部への窒素・炭素の富化を阻害するからである。
【００５２】
Ｍｎは、焼入れ性を確保して、芯部まで焼入れするためであるが、焼入れ過程及び焼戻し過程の残留オーステナイトを安定化させる元素で表層部の残留オーステナイトを高める。多量のＭｎの添加は、冷間加工性の低下や焼き割れ・脆化の原因となるので、Ｍｎ１．５％を越えない範囲に増加する。
【００５３】
このような高炭素軸受鋼としては、ＳＵＪ３鋼が使用できる。また、Ｍｏは、焼入れ性改善のため０．３％まで適宜添加される。Ｍｏを添加した材料としてＳＵＪ５鋼が利用される。
【００５４】
このような組成の高炭素軸受鋼で外輪１１および内輪２１を形成し、浸炭窒化すると表層部は窒素含有量が高くなり、表層部のＭｓ点が芯部に比較すると低下するので、これを焼入れすると、未変態のオーステナイトが芯部よりも表層部に多くなる。表層部に窒素が高く、焼入れ開始温度（オーステナイト化温度）を８３０〜８７０℃と高くするので、表層部の残留オーステナイトを２５％以上にたやすく高めることができる。この残留オーステナイトを安定に高くするには、焼入れ終端温度を１００℃程度に、好ましくは、９０〜１２０℃に高くする。この焼入れ過程では、窒素富化された表層部のマルテンサイト変態が内部より遅れて始まり、かつその変態量が内部より少ないので、表層部には、残留圧縮応力が形成される。
【００５５】
焼入れ開始温度（オーステナイト化温度）が８３０〜８７０℃と通常の焼入れ焼戻し鋼に比して高いので、使用する鋼は、焼入れに伴う亀裂敏感値が大きくなる。このため、焼入れ過程の３００〜１５０℃の範囲の冷却能Ｈを０．２ｃｍ-1以下とし、マルテンサイト変態過程の冷却速度を制御することが好ましい。
【００５６】
浸炭窒化処理は、通常は、浸炭性ないし還元性ガス中にアンモニアを添加した高温ガス中で浸炭窒化するが、この場合には、８３０〜８７０℃の温度範囲で浸炭窒化をした後直ちに上記条件で油中焼入れする。
【００５７】
上記熱処理において、焼入れ後の焼戻し温度を、１６０〜１９０℃の比較的低温とし、焼戻し過程での残留オーステナイトの分解を抑えて、表層部の残留オーステナイトを２５〜５０％の範囲とする。この範囲で残留オーステナイトが高くなる程、異物混入下での潤滑条件で転がり疲労寿命を改善するが、他方、表面硬さが低下して、耐摩耗性を低下させるので、表層部の残留オーステナイトは２５〜３０％の範囲が良い。これに対して、芯部は、１９０℃以下の低温焼戻しであるから、通常は、残留オーステナイトが１５〜２０％程度残留している。
【００５８】
なお、実施の形態では、外輪１１および内輪２１のみを熱処理品としているが、ボール３１も外輪１１および内輪２１と同様の熱処理品としてもよい。
【００５９】
図１乃至図３に示すように、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。
【００６０】
図５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を刳り抜く平面形状が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っている。
【００６１】
ここで、環状体４３の内径は、図１に示すように、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。また、切欠部４５の内面は、ボール３１の外周に沿う球面状とされている。
【００６２】
一方、第１分割保持器４１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を刳り抜く平面形状が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っている。
【００６３】
上記環状体４８の外径は、図１に示すように、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。また、切欠部５０の内面は、ボール３１の外周に沿う球面状とされている。
【００６４】
図４および図５に示すように、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２の相互間には、第１分割保持器４１の軸方向一側部内に第２分割保持器４２の軸方向他側部を挿入して、対向一対の切欠部４５，５０により円形のポケットを形成する状態において、その第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連結手段Ｘが設けられている。
【００６５】
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の先端部に内向きの係合爪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の先端部に外向きの係合爪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。
【００６６】
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触れるため、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。
【００６７】
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間に所要数のボール３１を組込む。
【００６８】
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、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。
【００６９】
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の高さが高い肩２３ｂの肩高さＨ１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に対する外輪肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄおよび内輪肩高さＨ２の比率Ｈ２／ｄが、０．５０を超えることのない高さとしているため、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。
【００７０】
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の高さの低い肩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。
【００７１】
また、内輪２１の高さが低い肩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の軸方向一側部内に第２分割保持器４２の軸方向他側部を嵌合する。
【００７２】
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４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。
【００７３】
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２１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Ａを組立てることができる。
【００７４】
上記の深みぞ玉軸受Ａを用いて図１２に示すデフケース３の両端に形成された筒部８ａ、８ｂを支持する場合、深みぞ玉軸受Ａは、内輪２１の負荷側の肩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。
【００７５】
その組付け状態において、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、図１２のデフケース３の左側端部を受ける深みぞ玉軸受Ａの、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。
【００７６】
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。
【００７７】
しかし、実施の形態では、ボール３１の球径ｄに対する外輪１１のスラスト負荷側の肩高さＨ１の比率Ｈ１／ｄを０．２８〜０．５０の範囲とし、かつ、ボールの球径ｄに対する内輪２１のスラスト負荷側の肩高さＨ２の比率Ｈ２／ｄを０．３７〜０．５０の範囲としているため、ボール３１の乗り上げを確実に阻止することができる。
【００７８】
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。
【００７９】
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１２のデフケース３の右側端部を受ける深みぞ玉軸受Ａの、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の乗り上げを確実に阻止することができる。
【００８０】
実施の形態における深みぞ玉軸受においては、外輪１１と内輪２１を炭素量の多い高炭素軸受鋼で形成し、その高炭素軸受鋼を浸炭窒化し、高温から焼入れした後、比較的低温で焼戻しして、表層部の残留オーステナイト量を１５〜２０％としているため、外・内輪１１、２１のボール３１が転がり移動する軌道面の疲労強度は極めて高く、その軌道面が損傷するという不都合の発生なない。
【００８１】
ここで、外輪１１と内輪２１が相対回転すると、ボール３１は自転しつつ公転し、その公転により、保持器４０も回転し、外輪１１と内輪２１間に潤滑油が介在されていると、その潤滑油は保持器４０との接触によって連れ回されることになる。
【００８２】
このとき、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２は外径が異なるため、周速に差が生じ、第１分割保持器４１との接触によって連れ回される潤滑油の流れは第２分割保持器４２との接触によって連れ回される潤滑油の流れより速くなり、流れの速い側に流れの遅い側の潤滑油が引寄せられて、軸受内部にポンプ作用が生じる。そのポンプ作用により、図１の矢印で示す方向に潤滑油が流動し、軸受内部が強制的に潤滑されることになり、深みぞ玉軸受Ａの潤滑性の向上を図ることができる。
【００８３】
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。
【００８４】
ここで、図６（I）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δ１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δ２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。
【００８５】
また、図６（II）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δ３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δ４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。
【００８６】
図１および図５では、切欠部４５、５０として、環状体４３、４８を刳り抜く平面形状が２分の１円を超える大きさであって、断面形状が円弧状とされたものを示したが、切欠部４５、５０はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２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。
【００８７】
図７に示す切欠部４５、５０の採用において、図７および図８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６４のすきま量δ５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６６のすきま量δ６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。
【００８８】
実施の形態においては、外輪１１および内輪２１を重量比にして、炭素０．８〜１．２％、ケイ素０．４〜１．０％、クロム０．２〜１．２％およびマンガン０．８〜１．５％を含有する高炭素軸受鋼により形成し、浸炭窒化処理した後、８３０〜８７０°Ｃから焼入れして焼入れ終端温度を９０〜１２０℃とし、次いで、１６０〜１９０℃の範囲で焼戻しして、表層部の残留オーステナイト量を２５〜５０％とし、かつ、芯部のオーステナイト量を１５〜２０％として、表層部に圧縮応力を残留させるようにしているが、外輪１１および内輪２１の形成素材および熱処理はこれに限定されるものではない。
【００８９】
例えば、外輪１１および内輪２１を重量比にして、炭素０．６〜１．２％、ケイ素０．１５〜１．１％、クロム２．０％以下およびマンガン０．３〜１．５％を含有する軸受鋼により形成し、その軸受鋼をＡ１変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理した後、Ａ１変態点未満の温度に冷却し、その後、７９０〜８３０℃の焼入れ温度領域に再加熱して焼入れを行うようにしてもよい。
【００９０】
ここで、炭素が１．２重量％を超えると、球状化焼鈍を行なっても素材硬度が高いので冷間加工性を阻害し、冷間加工を行なう場合に十分な冷間加工量と、加工精度を得ることができない。また、浸炭窒化処理時に過浸炭組織になりやすく、割れ強度が低下する危険性がある。他方、炭素含有量が０．６重量％未満の場合には、所要の表面硬さと残留オーステナイト量を確保するのに長時間を必要としたり、再加熱後の焼入れで必要な内部硬さが得られにくくなる。
【００９１】
Ｓｉ含有率を０．１５〜１．１重量％とするのは、Ｓｉが耐焼戻し軟化抵抗を高めて耐熱性を確保し、異物混入潤滑下での転がり疲労寿命特性を改善することができるからである。シリコン含有率が０．１５重量％未満では異物混入潤滑下での転がり疲労寿命特性が改善されず、一方、１．１重量％を超えると焼きならし後の硬度を高くしすぎて冷間加工性を阻害する。
【００９２】
Ｍｎは浸炭窒化層と芯部の焼入れ硬化能を確保するのに有効である。Ｍｎ含有率が０．３重量％未満では、十分な焼入れ硬化能を得ることができず、芯部において十分な強度を確保することができない。一方、Ｍｎ含有率が１．５重量％を超えると、硬化能が過大になりすぎ、焼きならし後の硬度が高くなり冷間加工性が阻害される。また、オーステナイトを安定化しすぎて芯部の残留オーステナイト量を過大にして経年寸法変化を助長する。
【００９３】
上記軸受鋼においては、２．０重量％以下のクロムを含んでいてもよい。２．０重量％以下のクロムを含むことにより、表層部においてクロムの炭化物や窒化物を析出して表層部の硬度を向上しやすくなる。Ｃｒ含有率を２．０重量％以下とするのは、２．０重量％を超えると冷間加工性が著しく低下したり、２．０重量％を超えて含有しても上記表層部の硬度向上の効果が小さいからである。
【００９４】
上記のように、炭素０．６〜１．２％、ケイ素０．１５〜１．１％、クロム２．０％以下およびマンガン０．３〜１．５％を含有する軸受鋼をＡ１変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理した後、Ａ１変態点未満の温度に冷却し、その後、７９０〜８３０℃の焼入れ温度領域に再加熱して焼入れを行うことにより、平均粒径で８μｍ以下のミクロ組織のオーステナイト結晶粒を得ることができ、転がり疲労に対して長寿命であり、割れ強度を向上させ、経年変化率も減少させることができる。
【００９５】
図１では、外輪１１のスラスト非負荷側の肩１３ｂの高さＨ３、および、内輪２１のスラスト非負荷側の肩２３ａの高さＨ４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。
【００９６】
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波形分割保持器４１および第２波形分割保持器４２の径方向幅Ｗを大き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。
【００９７】
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の高さＨ３については、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ３の比率Ｈ３／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とする。
【００９８】
また、内輪２１の肩２３ａについては、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ４の比率Ｈ４／ｄを０．０８〜０．２５の範囲とする。
【００９９】
深みぞ玉軸受Ａにおいては、外輪１１と内輪２１が相対的に回転すると、ボール３１は外輪軌道溝１２および内輪軌道溝２２に沿って転動する。このとき、図９に示す外輪軌道溝１２の曲率半径ｒ１および内輪軌道溝２２の曲率半径ｒ２が必要以上に小さくなると、ボール３１との間で滑りが生じて、接触部で脆性剥離が生じ、また、必要以上に大きくなると、定格荷重の計算値が低下することになる。
【０１００】
そこで、ボール３１の半径ｄ／２に対する外輪軌道溝１２の曲率半径ｒ１の比率ｒ１／ｄ／２を１．０３〜１．０８の範囲とし、かつ、ボール３１の半径ｄ／２に対する内輪軌道溝２２の曲率半径ｒ２の比率ｒ２／ｄ／２を１．０１５〜１．０４の範囲として、脆性剥離を防止し、定格荷重の計算値の低下を抑制するのがよい。
【０１０１】
図１０および図１１は、保持器４０の他の例を示す。図１０に示す保持器４０は、軸方向に２分割された分割保持器７１、７２からなり、その分割保持器７１、７２のそれぞれが、複数の半球状ポケット部７３と、そのポケット部７３の幅寸法と同一の幅寸法とされた複数の結合板部７４とが周方向に交互に連続する波形とされ、その２枚の波形分割保持器７１、７２の結合板部７４の外径を同径とし、一方の波形分割保持器７１のポケット部７３を結合板部７４に対して内径側に位置をずらし、他方の波形分割保持器７２のポケット部７３を結合板部７４に対して外径側に位置をずらし、前記一方の波形分割保持器７１を外輪１１の高さの高い肩１３ａ側から軸受内部に挿入し、かつ、前記他方の波形分割保持器７２を外輪１１の高さの低い肩１３ｂ側から軸受内部に挿入して、半球状ポケット部７３間にポケット７５を設け、互いに衝合する２枚の結合板部７４をリベット７６で結合するようにしている。
【０１０２】
ここで、保持器４０は、金属板のプレス成形品からなるものであってもよく、合成樹脂の成形品からなるものであってもよい。
【０１０３】
上記の構成からなる保持器４０においては、外輪１１と内輪２１間にボール３１を組込んだ後、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間に一方の波形分割保持器７１を、その波形分割保持器７１に形成されたポケット部７３内にボール３１が嵌り込むようにして挿入する。
【０１０４】
また、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間に他方の波形分割保持器７２を、その波形分割保持器７２に形成されたポケット部７３内にボール３１が嵌り込むように挿入して、一方の波形分割保持器７１の結合板部７４と他方の波形分割保持器７２の結合板部７４を互いに衝合し、その２枚の結合板部７４をリベット７６の加締めにより結合する。
【０１０５】
上記のような深みぞ玉軸受の組立て状態では、一方の波形分割保持器７１のポケット部７３が外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａと径方向で対向し、そのポケット部７３は結合板部７４に対して径方向内方に位置ずれしているため、外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａとの間に間隙が形成される。
【０１０６】
また、他方の波形分割保持器７２のポケット部７３が内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂと径方向で対向し、そのポケット部７３は結合板部７４に対して径方向外方に位置ずれしているため、内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂとの間に間隙が形成される。
【０１０７】
このため、深みぞ玉軸受の回転時に、保持器４０のポケット部７３がスラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂに干渉するようなことはなく、外輪１１と内輪２１を円滑に相対回転させることができる。
【０１０８】
図１１に示す保持器４０においては、図１０に示す波形分割保持器７１、７２の各ポケット部７３のポケット７５の内周面に凹部からなるボール非接触部７７を設け、そのポケット７５におけるボール３１との接触面積を、ボール非接触部７７を設けていないときのボール３１との接触面積よりも１５％〜３０％低減させた構成としている。
【０１０９】
上記のように、ポケット部７３のポケット７５の内周面に凹部からなるボール非接触部７７を設けることにより、ポケット７５内部を潤滑剤が通過する際の抵抗と、剪断する油膜量の減少を図ることができ、トルク損失の低減に大きな効果を挙げることができる。
【符号の説明】
【０１１０】
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
４３ａ  柱部
４４    ポケット爪
４５    切欠部
４６    係合爪
４７    係合凹部
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
Ｘ      連結手段
７１    波形分割保持器
７２    波形分割保持器
７３    ポケット部
７４    結合板部
７５    ポケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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