(57)【要約】【課題】  各玉軸受３、３の低トルク化を十分に図ると共に、しかもこれら各玉軸受３、３を構成する各玉９、９の転動面と外輪、内輪各軌道４、６との接触部に十分な油膜を確保して、これら各接触部の耐久性を十分に確保できる構造を実現する。【解決手段】  使用時に実現される内輪７の回転速度範囲の少なくとも一部で、上記各玉９、９と上記内輪軌道６との接触部にグロススリップが生じる程度に、上記各玉軸受３、３に付与する予圧荷重を小さくする。これと共に、上記グロススリップが生じる回転速度範囲で、少なくとも所望とする運転時間中、上記各玉９、９の転動面及び外輪、内輪各軌道４、６に損傷や焼付きが生じない様に、上記各玉軸受３、３の潤滑条件を規制する。この様な構成を採用する事により、上記課題を解決する。【選択図】  図４
2006266395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、回転軸と、この回転軸をこのハウジングの内側に回転自在に支持する玉軸受とを備え、このうちの玉軸受は、内周面に外輪軌道を有し、上記ハウジングに内嵌した外輪と、外周面に内輪軌道を有し、上記回転軸に外嵌した内輪と、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に保持器により保持した状態で転動自在に設けられた複数個の玉とを備えたものであり、上記玉軸受にアキシアル方向の予圧荷重を付与すると共に、この玉軸受の外部から上記各玉の設置部に潤滑油を供給しつつ、上記内輪を上記回転軸と共に高速回転させて使用する回転支持装置に於いて、上記予圧荷重の大きさと上記潤滑油の種類及び供給条件とを規制する事により、使用時に実現される上記内輪の回転速度範囲の少なくとも一部で、この内輪の回転速度の変化に拘らず上記保持器の回転速度がほぼ一定となるか又は上記内輪の回転速度が大きくなるに従って上記保持器の回転速度が小さくなる様にすると共に、上記少なくとも一部の回転速度範囲で、少なくとも所望とする運転時間中、上記各玉の転動面と外輪、内輪各軌道とに損傷が生じない様にした事を特徴とする回転支持装置。
【請求項２】
玉軸受の数を複数個とし、予圧荷重の大きさと潤滑油の種類及び供給条件とを規制すべき玉軸受を、上記各玉軸受のうちの少なくとも１個の玉軸受としている、請求項１に記載した回転支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る回転支持装置は、例えば、高速ターボ機械（ターボチャージャ、ターボポンプ等）やガスタービンや歯車式変速装置等に組み込んで、高速回転する回転軸をハウジングに対し回転自在に支持する為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
各種機械装置に組み込む回転支持装置として従来から、例えば図４に示す様なスピンドルが使用されている。このスピンドルは、回転軸１の中間部を軸受ハウジング２の内側に、１対の玉軸受３、３により回転自在に支持している。これら各玉軸受３、３はそれぞれ、内周面に外輪軌道４を有する外輪５と、外周面に内輪軌道６を有する内輪７と、これら外輪軌道４と内輪軌道６との間に保持器８により保持した状態で転動自在に設けられた複数個の玉９、９とから成る。尚、図示の例の場合、上記外輪５は、片側の肩をなくした、所謂カウンタボアとしている。
【０００３】
この様な１対の玉軸受３、３は、上記各内輪７、７を上記回転軸１の中間部に外嵌支持すると共に、上記各外輪５、５を上記軸受ハウジング２に隙間嵌めで内嵌している。又、この状態で、上記各内輪７、７の軸方向端面同士を互いに突き合わせると共に、上記１対の外輪５、５同士の間に設けた圧縮ばね１０の弾力により、それぞれ環状部材１１、１１を介して上記各外輪５、５を、軸方向に関して互いに離れる方向に押圧している。これにより、上記各玉軸受３、３に背面組合せ型の接触角を付与すると共に、これら各玉軸受３、３を構成する各玉９、９に、それぞれ上記圧縮ばね１０の弾力に見合った予圧荷重を付与している。尚、この際の予圧荷重は、運転時に上記各玉９、９の転動面と上記外輪、内輪各軌道４、６との接触部に滑りが殆ど生じない程度の大きさに規制している。又、図示の例では、上記各玉軸受３、３の予圧付与方式として、上記圧縮ばね１０の弾力を利用した定圧予圧方式を採用している。但し、スピンドルの回転軸を支持する転がり軸受の予圧付与方式としては、定位置予圧方式を採用する事もできる。
【０００４】
この様なスピンドルは、上記回転軸１及び上記各玉軸受３、３を、数万min-1 程度の回転速度で高速回転させて使用する場合がある。従って、この様な過酷な使用条件でも、上記各玉軸受３、３を構成する外輪、内輪各軌道４、６及び各玉９、９の転動面に早期に損傷（更には焼付き）が生じない様にすべく、上記各玉軸受３、３は、強制潤滑しながら使用するのが一般的である。この為に図示の例では、運転時に、上記各玉軸受３、３を潤滑する為の潤滑油を、上記軸受ハウジング２に設けた給油通路１２を通じて、上記各環状部材１１、１１に設けたノズル孔１３、１３に送り込む。そして、これら各ノズル孔１３、１３から上記潤滑油を、それぞれ上記各内輪７、７の外周面に向け噴出する事により、上記各玉軸受３、３を潤滑（ジェット給油潤滑）する。尚、この様に各玉軸受３、３の潤滑に供した潤滑油は、上記軸受ハウジング２に設けた排出口１４から排出した後、再度、上記給油通路１２内に送り込む。
【０００５】
上述の図４に示した構造の場合には、回転軸１を支持する転がり軸受として、１対の玉軸受３、３を使用している。但し、当該転がり軸受としては、複列転がり軸受を使用する事もできる。図５は、この様に当該転がり軸受として複列転がり軸受を使用した構造を示している。回転軸１を軸受ハウジング２の内側に回転自在に支持する為の複列玉軸受１５は、内周面に複列の外輪軌道４、４を有する外輪５ａと、それぞれの外周面に単列の内輪軌道６を有する１対の内輪７、７と、これら各内輪軌道６、６と上記各外輪軌道４、４との間にそれぞれ複数個ずつ、それぞれ保持器８、８により保持した状態で転動自在に設けられた玉９、９とから成る。
【０００６】
この様な複列玉軸受１５は、上記外輪５ａを上記軸受ハウジング２に内嵌すると共に、上記各内輪７、７を上記回転軸１の中間部に外嵌し、更にこの状態で、これら両内輪７、７の端面同士を互いに突き合わせている。そして、この様に両内輪７、７の端面同士を互いに突き合わせた状態で、上記各玉９、９に所定の（上記各玉９、９の転動面と上記外輪、内輪各軌道４、６との接触部に滑りが殆ど生じない程度の）予圧（定位置予圧）荷重が付与される様に、各部の寸法を規制している。又、運転時には、上記複列玉軸受１５を潤滑する為の潤滑油を、上記軸受ハウジング２に設けた給油通路１２、及び上記外輪５ａに設けた各ノズル孔１３、１３を通じて、上記各内輪７、７の外周面のうち、上記各内輪軌道６、６の近傍部分に向け噴出する。これにより、上記複列玉軸受１５を潤滑（ジェット給油潤滑）する。この様に潤滑に供した潤滑油は、排出口１４から排出した後、再度、上記給油通路１２内に送り込む。
【０００７】
ところで、上述した様な各スピンドルの場合、回転軸１を効率良く回転させる事ができれば、その分だけ装置の運転効率を高める事ができる。そこで、上記回転軸１を効率良く回転させる事ができる様にすべく、この回転軸１を支持する玉軸受３（１５）の低トルク化（回転抵抗の低減）を実現する事が望まれる。この場合、この玉軸受３（１５）の様に強制潤滑下で使用される転がり軸受の低トルク化を図る方法として従来から、ドラッグ（当該転がり軸受の運転時に各転動体が周囲の潤滑油から受ける抵抗）を小さくする方法が知られている。この様にドラッグを小さくする具体的な方法としては、上記潤滑油として低粘度のものを使用する方法や、この潤滑油の転動体設置部への供給量を少なくする方法がある。ところが、この様にしてドラッグを小さくすると、その分だけ上記玉軸受３（１５）を構成する各玉９、９の転動面と外輪、内輪各軌道４、６との接触部に形成される油膜が薄くなる。この結果、これら各接触部で油膜切れが生じ易くなると、上記各玉９、９の転動面及び上記外輪、内輪各軌道４、６に早期に損傷が生じ易くなる。この為、この様なドラッグを小さくする方法では、上記各接触部の油膜を最低限確保する必要上、上記玉軸受３（１５）の低トルク化を十分に図る事が難しい。
【０００８】
尚、上述した様に従来は、上記玉軸受３（１５）に付与する予圧荷重の大きさを、この玉軸受３（１５）を構成する各玉９、９の転動面と外輪、内輪各軌道４、６との接触部に滑りが殆ど生じない程度に大きくしていた。この理由は、これら各接触部で滑りが生じ易くなると、その分だけこれら各接触部で油膜切れが生じ易くなり、結果として上記各玉９、９の転動面及び上記外輪、内輪各軌道４、６に早期に損傷が生じ易くなると考えられていた為である。従って従来は、上記玉軸受３（１５）の低トルク化を図る方法として、上記転がり接触部に大きな滑りが生じる程にまで、上記予圧荷重を小さくする方法が採用される事はなかった。
尚、本発明に関連する先行技術文献としては、以下の特許文献１〜２及び非特許文献１がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−５４４５１号公報
【特許文献２】特許第２７９４３３６号公報
【非特許文献１】山本精穂，石原滋，「転がり軸受における摩耗−高速軸受におけるスキッディング損傷−」，潤滑，日本潤滑学会，１９７９年，第２４巻，第１１号，ｐ．７２５−７２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の回転支持装置は、上述の様な事情に鑑み、玉軸受の低トルク化を十分に図れて、しかもこの玉軸受を構成する各転動体の転動面と各軌道との接触部で油膜切れを生じにくくできる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の回転支持装置は、ハウジングと、回転軸と、この回転軸をこのハウジングの内側に回転自在に支持する玉軸受とを備える。
このうちの玉軸受は、内周面に外輪軌道を有し、上記ハウジングに内嵌した外輪と、外周面に内輪軌道を有し、上記回転軸に外嵌した内輪と、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に保持器により保持した状態で転動自在に設けられた複数個の玉とを備える。
そして、上記玉軸受にアキシアル方向の予圧荷重を付与すると共に、この玉軸受の外部から上記各玉の設置部に潤滑油を供給しつつ（例えば、オイルジェット潤滑等の強制潤滑や油浴潤滑を行ないつつ）、上記内輪を上記回転軸と共に高速回転させて使用する。
特に、本発明の回転支持装置に於いては、上記予圧荷重の大きさと上記潤滑油の種類（粘度）及び供給条件（供給の仕方、供給量）とを規制する事により、使用時に実現される上記内輪の回転速度範囲の少なくとも一部（例えば、高速度側）で、この内輪の回転速度の変化に拘らず上記保持器の回転速度がほぼ一定となるか又は上記内輪の回転速度が大きくなるに従って上記保持器の回転速度が小さくなる様にしている。これと共に、上記少なくとも一部の回転速度範囲で、少なくとも所望とする運転時間中、上記各玉の転動面と外輪、内輪各軌道とに損傷や焼付きが生じない様にしている。
【００１２】
上述した様な本発明の回転支持装置を実施する場合、上記予圧荷重の大きさと、上記潤滑油の種類及び供給条件とは、それぞれ予め対象となる玉軸受を用いて実験を行なう事により、所望通りに規制する事ができる。以下、この点に就いて、図１を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は、内輪に対する玉の公転滑り率λ（横軸）と、内輪と玉との接触部に作用するトラクションＴ、及び、玉のドラッグＤ（縦軸）との関係を示したグラフである。尚、上記公転滑り率λは、次の（１）式で表す事ができる。
λ＝（ＶA −ＶB ）／ＶA   ―――――（１）
ＶA ：内輪と玉との間に滑りが生じないと仮定した場合の玉の公転速度（理論値）
ＶB ：実際の玉の公転速度（実測値：理論値以下）
【００１４】
又、図１で、Ｔ1 、Ｔ2 は、それぞれ当該個所に作用している法線力の大きさが互いに異なる接触部に就いてのトラクション曲線を表している。接触部に作用するトラクションＴは、「トラクション係数」×「接触部に作用する法線力」で表される。ここで、この「接触部に作用する法線力」は、玉軸受の予圧荷重が大きくなる程大きくなる（玉軸受の予圧荷重が小さくなる程小さくなる）。この為、玉軸受の予圧荷重を大きくすれば、トラクション曲線の各点の位置を全体的に高くする事ができる（例えば、トラクション曲線をＴ2 →Ｔ1 に変化させる事ができる）。反対に、玉軸受の予圧荷重を小さくすれば、トラクション曲線の各点の位置を全体的に低くする事ができる（例えば、トラクション曲線をＴ1 →Ｔ2 に変化させる事ができる）。
【００１５】
又、図１で、Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 は、それぞれ設定された潤滑条件が互いに異なる玉軸受に就いてのドラッグ曲線を表している。これら各ドラッグ曲線Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 が図１で右肩下がりの曲線となる理由は、次の通りである。即ち、玉のドラッグＤは、運転時に玉が潤滑油から受ける抵抗であり、玉の公転速度が小さくなる程小さくなる（玉の公転速度が大きくなる程大きくなる）。一方、玉の公転速度は、内輪の回転速度を一定とすると、公転滑り率λが大きくなる程小さくなる。この為、玉のドラッグＤは、公転滑り率λが大きくなる程小さくなる。従って、上記各ドラッグ曲線Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 は、図１で右肩下がりの曲線となる。又、玉のドラッグＤは、潤滑条件によって変化する。具体的には、潤滑油の粘度を大きくしたり、或は潤滑油の供給量を多くすると、玉のドラッグは大きくなる。反対に、潤滑油の粘度小さくしたり、或は潤滑油の供給量を少なくすると、玉のドラッグＤは小さくなる。この為、潤滑油の粘度を大きくしたり、或は潤滑油の供給量を多くすれば、ドラッグ曲線の各点の位置を全体的に高くする事ができる（例えば、ドラッグ曲線をＤ2 →Ｄ1 →Ｄ3 と変化させる事ができる）。反対に、潤滑油の粘度を小さくしたり、或は潤滑油の供給量を少なくすれば、ドラッグ曲線の各点の位置を全体的に低くする事ができる（例えば、ドラッグ曲線をＤ3 →Ｄ1 →Ｄ2 と変化させる事ができる）。
【００１６】
又、上述した様に、玉のドラッグＤは、玉の公転速度が大きくなる程大きくなる（玉の公転速度が小さくなる程小さくなる）。一方、玉の公転速度は、公転滑り率λを一定とすると、内輪の回転速度が大きくなる程大きくなる（内輪の回転速度が小さくなる程小さくなる）。この為、内輪の回転速度を大きくすれば、ドラッグ曲線の各点の位置を全体的に高くする事ができる（例えば、ドラッグ曲線をＤ2 →Ｄ1 →Ｄ3 と変化させる事ができる）。反対に、内輪の回転速度を小さくすれば、ドラッグ曲線の各点の位置を全体的に低くする事ができる（例えば、ドラッグ曲線をＤ3 →Ｄ1 →Ｄ2 と変化させる事ができる）。
【００１７】
上述した様な図１のグラフに於いて、今、動作点が、トラクション曲線Ｔ1 とドラッグ曲線Ｄ1 との交点Ｐであるとする。この交点Ｐは、トラクション曲線Ｔ1 上で、公転滑り率λが変化した場合にトラクションＴの変化が大きくなる領域Ｘに存在する。前述した従来の低トルク実現法は、潤滑油の粘度を小さくしたり、或は潤滑油の供給量を少なくする事により、玉のドラッグＤを小さくする事で、低トルク化を実現しようと言うものである。これを図１で示すと、上述の様にして玉のドラッグＤを小さくする事により、ドラッグ曲線をＤ1 からＤ2 に移す（Ｄ1 →Ｄ2 とする）事で、動作点の位置を、上記交点Ｐから、トラクション曲線Ｔ1 とドラッグ曲線Ｄ2 との交点Ｑに移す（Ｐ→Ｑとする）事を意味する。この場合、これら交点Ｐ及びＱに対応するドラッグＤ又はトラクションＴの差が、トルクの減少分に相当する。但し、前述した様に、この様にして低トルク化を図ると、玉と内輪との接触部に油膜を確保するのが難しくなる。
【００１８】
一方、本発明は、予圧荷重を小さくする事により低トルク化を実現しようと言うものである。これを図１で示すと、予圧荷重を小さくする事により、トラクション曲線をＴ1 からＴ2 に移す（Ｔ1 →Ｔ2 とする）事で、動作点の位置を、上記交点Ｐから、トラクション曲線Ｔ2 とドラッグ曲線Ｄ1 との交点Ｒに移す（Ｐ→Ｒとする）事を意味する。この場合、これら交点Ｐ及びＲに対応するドラッグＤ又はトラクションＴの差が、トルク減少分に相当する。
【００１９】
尚、この場合、上記交点Ｐ及びＲに対応する公転滑り率λの差の分、内輪と玉との接触部で滑りが生じ易くなる。但し、この様に内輪と玉との接触部で滑りが生じ易くなる様な場合でも、この接触部の潤滑条件との関係で、この接触部の滑り速度が或る値よりも小さく、且つ、この接触部で油膜切れが生じなければ、玉の転動面及び軌道に損傷が発生しない事が、従来から知られている（非特許文献１参照）。従って、上記潤滑条件を規制する事により、使用時に実現される内輪の回転速度範囲の全体で、上記接触部で油膜切れが生じない様にすれば、玉の転動面及び軌道が損傷する事を防止できる。
【００２０】
即ち、上述の様に動作点を交点Ｐから交点Ｒに移した（Ｐ→Ｒとした）結果、玉と内輪との接触部に十分な油膜を確保する事が困難となる場合には、この接触部で油膜を十分に確保できる様にすべく、例えば、潤滑油の供給量を増やして軸受温度を下げるか、或はこの潤滑油として粘度の高いものを使用する事により、ドラッグ曲線をＤ1 からＤ3 に移す（Ｄ1 →Ｄ3 とする）事で、動作点を、上記交点Ｒから交点Ｓに移す（Ｒ→Ｓとする）事もできる。ここで、これら交点Ｒ及びＳは、トラクション曲線Ｔ2 上で、公転滑り率λが変化した場合でもトラクションＴがほぼ一定となる領域Ｙ｛グロススリップ（GROSS SLIP）領域｝に存在している。この為、上述の様に交点Ｒを交点Ｓに移した場合でも、ドラッグＤ及びトラクションＴの変化は殆どなく、結果としてトルクの変化も殆どない。尚、この場合にトルクが増大したとしても（図示の例では、増大している）、そのトルクの増大量は、上述の様に予圧荷重を小さくした（動作点を交点Ｐから交点Ｒに移した）事によるトルクの減少量に比べれば遥かに小さい。従って、上述の様に接触部で油膜を確保する為に、潤滑油の供給量を増やしたり、或はこの潤滑油として粘度の高いものを使用しても、予圧荷重を小さくした（動作点を交点Ｐから交点Ｒに移した）事による低トルク化の効果を十分に維持できる。
【００２１】
この様な低トルク化を実現できる様にする為には、使用時に実現される内輪の少なくとも一部の回転速度範囲で、動作点がトラクション曲線上のグロススリップ領域に存在する様に、玉軸受に付与する予圧荷重の大きさを規制する（小さくする）必要がある。又、これと同時に、上記少なくとも一部の回転速度範囲で、少なくとも所望とする運転時間中、各玉の転動面と外輪、内輪各軌道とに損傷や焼付きが生じない様に、潤滑油の種類（粘度）及び供給条件（供給の仕方、供給量）を規制する必要がある。そこで、以下、これらの規制の仕方に就いて、具体的に説明する。
【００２２】
先ず、予圧荷重をどの程度小さくすれば良いか、即ち、適当な予圧荷重を設定した場合に、使用時に実現される内輪の少なくとも一部の回転速度範囲で、動作点がトラクション曲線上のグロススリップ領域に配置されるかどうかを判断する為には、ドラッグＤを変化させてみて、玉の公転速度（＝保持器の回転速度）が変化するかどうかを調べれば良い。この理由は、強制潤滑や油浴潤滑の様な多量の潤滑油を使用する潤滑条件の場合、ドラッグＤは、内輪の回転速度ではなく、ほぼ玉の公転速度（＝保持器の回転速度）の関数であると見て良いからである。即ち、前述した様に、内輪の回転速度によってドラッグＤを変化させる場合、この内輪の回転速度を増加させる事に伴って、ドラッグ曲線はＤ2 →Ｄ1 →Ｄ3 （動作点がＵ→Ｒ→Ｓ）と言う様に変化する。但し、上述した様にドラッグＤは、玉の公転速度（＝保持器の回転速度）の関数となる為、例えば図１で、それぞれがグロススリップ領域（領域Ｙ）に存在し、ドラッグＤが互いにほぼ等しくなっている交点Ｒと交点Ｓとでは、玉の公転速度（＝保持器の回転速度）も互いに等しくなる。従って、適当な予圧荷重を設定して玉軸受の運転試験を行ない、使用時に実現される内輪の回転速度範囲の少なくとも一部で、玉の公転速度（＝保持器の回転速度）がほぼ一定となれば、当該回転速度範囲で、動作点がトラクション曲線上のグロススリップ領域に配置されていると判定できる。
【００２３】
尚、実際に玉軸受の運転試験を行なったところ、動作点がトラクション曲線上のグロススリップ領域に配置される場合には、上述の様に玉の公転速度（＝保持器の回転速度）がほぼ一定となる他、内輪の回転速度が大きくなるに従って玉の公転速度（＝保持器の回転速度）が小さくなる場合もある事が分かった（後述の実験結果を示す、図３参照）。従って、適当な予圧荷重を設定して玉軸受の運転試験を行ない、使用時に実現される内輪の回転速度範囲の少なくとも一部で、内輪の回転速度が大きくなるに従って玉の公転速度（＝保持器の回転速度）が小さくなった場合も、当該回転速度範囲では、動作点がトラクション曲線上のグロススリップ領域に配置されていると判定できる。
【００２４】
又、上述の様な玉軸受の運転試験を行ない、動作点がトラクション曲線上のグロススリップ領域に配置されている回転速度範囲で、少なくとも所望とする運転時間中、各玉の転動面及び外輪、内輪各軌道に損傷や焼付きが生じなければ、その際に設定した潤滑油の種類（粘度）及び供給条件（供給の仕方、供給量）を、本発明を実施する場合に採用できる。
【発明の効果】
【００２５】
上述の様に構成する本発明の回転支持装置の場合には、使用時に実現される内輪の回転速度範囲の全体で、各玉の転動面と外輪、内輪各軌道との接触部に滑りが殆ど生じない程度に予圧荷重を大きく設定している従来構造に比べて、十分な低トルク化を図れる。しかも、少なくとも所望とする運転時間中、上記各接触部で損傷や焼付きが生じる事を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の回転支持装置を実施する場合には、例えば、請求項２に記載した様に、玉軸受の数を複数個とし｛回転軸の外周面とハウジングの内周面との間に、複数個の玉軸受を（定位置予圧又は定圧予圧を付与して）互いに組み合わせた状態で配置する構成を採用し｝、予圧荷重の大きさと潤滑油の種類及び供給条件とを規制すべき玉軸受を、上記各玉軸受のうちの少なくとも１個の玉軸受とする事もできる。
【００２７】
又、本発明の回転支持装置を実施する場合に、好ましくは、少なくとも各玉をセラミックス製又は窒化材製とする。
この様な構成を採用すれば、少なくとも上記各玉の転動面の耐摩耗性を十分に確保できるだけでなく、これら各玉の転動面と外輪、内輪各軌道との接触部の耐焼付き性を十分に確保できる。従って、場合によっては、潤滑油として粘度の高いものを使用したり、或はこの潤滑油の供給量を多くしなくても、少なくとも所望とする運転時間中、上記転動面及び各軌道に損傷や焼付きが生じる事を防止できる。
【００２８】
又、本発明の回転支持装置を実施する場合に、好ましくは、各玉の転動面と内輪軌道とのうちの少なくとも一方の面に、耐焼付き用の皮膜処理や窒化処理を施す。
この様な構成を採用すれば、少なくとも上記各玉の転動面と上記内輪軌道との接触部の耐焼付き性を十分に確保できる。そして、やはり場合によっては、潤滑油として粘度の高いものを使用したり、或はこの潤滑油の供給量を多くしなくても、少なくとも所望とする運転時間中、上記転動面及び各軌道に損傷や焼付きが生じる事を防止できる。
【実施例１】
【００２９】
本発明の効果を確認する為に行なった実験に就いて、図２〜３を参照しつつ説明する。本実験では、図２に示す様なアンギュラ型の玉軸受３ａを試料として用いた。この玉軸受３ａの基本構造は、前述の図４に示した回転支持装置を構成する玉軸受３の場合とほぼ同様である為、同等部分には同一符号（若しくは同一符号にアルファベットを付加した符号）を付して、重複する説明を省略する。尚、この玉軸受３ａの諸元は、以下の通りである。
外径Ｄo ：８３mm
内径Ｄi ：４５mm
外輪５の幅Ｗo ：１９mm
内輪７ａの幅Ｗi ：２５mm
玉９の直径ｄ：１１．１１２mm
玉９の総数ｎ：１４個
接触角α：２０°
【００３０】
又、本実験では、以下の試験条件（使用時と同様の条件）で上記玉軸受３ａの運転を行なった。
回転速度（内輪回転）：０〜３２０００min-1 
ラジアル荷重：２６５Ｎ
予圧荷重（スラスト荷重）：０〜８１６Ｎの範囲の中から１つの値を選択
潤滑法：強制潤滑（ジェット給油潤滑）
潤滑油：＃９０タービン油
潤滑油量：２．６リットル／min 
給油温度：７０℃
【００３１】
そして、この様な試験条件で上記玉軸受３ａの運転を行なう事により、この玉軸受３ａにどの程度の大きさの予圧荷重を付与すれば、使用時に実現される上記内輪７ａの回転速度範囲（０〜３２０００min-1 ）の少なくとも一部で、動作点がトラクション曲線上のグロススリップ領域に存在する様になるか（上記各玉９、９の転動面と内輪軌道６との間にグロススリップが生じる様になるか）を調べた。この為に、具体的には、各予圧荷重（５８８Ｎ、３９２Ｎ、２９４Ｎ、０Ｎ）を付与した玉軸受３ａに就いての、上記内輪７ａの回転速度と、保持器８の回転速度（上記各玉９、９の公転速度）とを測定し、両者の関係を調べた。図３に、測定結果を示す。尚、この図３中、直線（破線）Ｚは、上記各玉９、９の転動面と上記内輪軌道６との間に滑りが生じない場合のデータ（理論値）を示している。
【００３２】
この図３の測定結果に示す様に、予圧荷重を５８８Ｎとした玉軸受３ａの場合には、使用時に実現される内輪７ａの回転速度範囲（０〜３２０００min-1 ）の全域で、上記保持器８の回転速度と上記内輪７ａの回転速度とが、比例関係となる傾向を示した。この様な結果から、予圧荷重を５８８Ｎとした玉軸受３ａの場合には、使用時に実現される内輪７ａの回転速度範囲（０〜３２０００min-1 ）の全体で、上記各玉９、９の転動面と上記内輪軌道６との間にグロススリップが生じない事が分かった。言い換えれば、５８８Ｎと言う予圧荷重の大きさは、従来採用していた予圧設定範囲に収まっている事が分かった。
【００３３】
これに対し、予圧荷重を３９２Ｎ、２９４Ｎ、０Ｎ｛前記ラジアル荷重（２６５Ｎ）の１．５倍（３９７．５Ｎ）以下｝とした各玉軸受３ａの場合には、それぞれ使用時に実現される内輪７ａの回転速度範囲（０〜３２０００min-1 ）のうち、或る回転速度（予圧荷重が３９２Ｎの場合には２７５００min-1 程度、予圧荷重が３９２Ｎの場合には２００００min-1 程度、予圧荷重が０Ｎの場合には１０５００min-1 程度）以下の範囲では、上記保持器８の回転速度と上記内輪７ａの回転速度とが、ほぼ（大まかに見て）比例関係となる傾向を示した。但し、それぞれ上記内輪７ａの回転速度が上記或る回転速度を越えた範囲では、上記保持器８の回転速度が、上記内輪７ａの回転速度が大きくなるに従って小さくなるか、或はこの内輪７ａの回転速度が変化する事に拘らずほぼ一定となる傾向を示した。この様な傾向が現れた理由は、前述した様に、上記内輪７ａの回転速度が上記或る回転速度を越えた範囲で、上記各玉９、９の転動面と上記内輪軌道６との間にグロススリップが生じた為である。即ち、この様な結果から、上記玉軸受３ａに付与する予圧荷重の大きさを、上記ラジアル荷重の１．５倍以下とすれば、使用時に実現される内輪７ａの回転速度範囲（０〜３２０００min-1 ）の少なくとも一部（上記或る回転速度を越える範囲）で、上記各玉９、９の転動面と上記内輪軌道６との間にグロススリップを生じさせられる事が分かった。
【００３４】
又、本実験では、予圧荷重を３９２Ｎ、２９４Ｎ、０Ｎ（上記ラジアル荷重の１．５倍以下）とした各玉軸受３ａに就いて、上記内輪７ａの回転速度を３２０００min-1 （グロススリップが生じる回転速度範囲のうち、本実験での最高速度）とした状態で、５分間（所望とする運転時間）連続して運転を行ない、上記各玉軸受３ａを構成する各玉９、９の転動面及び外輪、内輪各軌道４、６に損傷や焼付きが生じるか否かを調べた。尚、所望とする運転時間は、用途によって決定されるが、高速回転軸を支持する為の回転支持装置を構成する、上記各玉９、９の転動面及び外輪、内輪各軌道４、６に損傷や焼付きが生じるか否かを評価する時間として、本試験に於ける運転時間は５分間とした。そして、本実験では、この様な評価を行なった結果、上記各玉軸受３ａとも、それぞれ５分間の運転を行なっても、上記各玉９、９の転動面及び外輪、内輪各軌道４、６に損傷や焼付きが生じない事が確かめられた。
【００３５】
従って、図２に示した玉軸受３ａの場合には、前述した様な運転条件（試験条件）で運転を行なう場合に、予圧荷重の大きさをラジアル荷重の１．５倍以下とすれば、当該玉軸受３ａの低トルク化を十分に図れると共に、各玉９、９の転動面と外輪、内輪各軌道４、６との接触部に十分な油膜を確保して、これら各接触部の耐久性を十分に確保できる事が分かった。尚、図３に示した測定結果より、本発明を実施する場合には、使用時に実現される内輪７ａの回転速度範囲のうち、グロススリップが生じる回転速度範囲のほぼ全体（特に、高速度側）で、グロススリップ率｛ＧＳ率。保持器８の回転速度に関し「（理論値−実測値）／理論値」で表される値｝が８０％以下｛好ましくは２５〜８０％（より好ましくは３５〜８０％）｝となる様に、予圧荷重の大きさ及び潤滑条件等を設定するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】トラクション曲線（Ｔ1 、Ｔ2 ）及びドラッグ曲線（Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 ）を示す線図。
【図２】本発明の効果を確認する為に行なった実験で使用した玉軸受を示す断面図。
【図３】同実験の結果を示す線図。
【図４】従来から知られている回転支持装置の第１例を示す断面図。
【図５】同第２例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１    回転軸
２    軸受ハウジング
３、３ａ  玉軸受
４    外輪軌道
５、５ａ  外輪
６    内輪軌道
７、７ａ  内輪
８    保持器
９    玉
１０    圧縮ばね
１１    環状部材
１２    給油通路
１３    ノズル孔
１４    排出口
１５    複列玉軸受
【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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