(57)【要約】【課題】  グリースの調合を変更することなく、低温時における潤滑性能を確保して低温時の異音発生を抑制することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】  深溝玉軸受１は、内周面に外輪軌道溝２ａを設けられた外輪２と、外周面に内輪軌道溝３ａを設けられた内輪３と、外輪軌道溝２ａと内輪軌道溝３ａとの間に転動自在に保持された複数の玉４とを備え、グリース８が封入されている。そして、玉４の直径Ｄに対する内輪軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合が５１．５％〜５５％とされ、且つ転動体４の直径Ｄに対する内輪軌道溝３ａの溝深さＨの割合が１８．５％〜２１％とされる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定輪と、回転輪と、前記固定輪および前記回転輪の互いに対向する周面にそれぞれ設けられた固定輪軌道溝と回転輪軌道溝との間に転動自在に配設された複数の玉と、を備える転がり軸受であって、
前記玉の直径に対する前記回転輪軌道溝の曲率半径の割合が５１．５％〜５５％であり、且つ前記玉の直径に対する前記回転輪軌道溝の溝深さの割合が１８．５％〜２１％であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
エーテル系の基油をもつグリースが封入されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、より詳細には、オルタネータ等のエンジン補機に用いられる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
オルタネータ等のエンジン補機は、エンジンを駆動源とし、エンジンのクランクシャフトに固定された駆動プーリと、エンジン補機の回転軸に固定された従動プーリとの間に無端ベルトなどの伝達部材が巻き掛けられて駆動される。オルタネータ等のエンジン補機は、寒冷地において−４０℃〜−３０℃の過酷な条件で使用されることがあり、このような低温条件下においては、オルタネータ等のエンジン補機に組み込まれて用いられる転がり軸受内に封入されたグリースの潤滑性能の低下や、高いベルト荷重等の条件による高接触面圧により、転がり軸受の軌道面と転動体である玉との摩耗振動が要因となって異音が発生する場合がある。
【０００３】
低温時における異音発生を防止する従来技術として、合成炭化水素油及びフェニルエーテル油の少なくとも一方からなり且つ４０℃における動粘度が１５〜９０ｍｍ2 ／ｓｅｃである基油と、ウレア化合物からなる増ちょう剤とを含有し、軟化し難く粘度をコントロールされたグリースを転がり軸受に封入することにより、低温時の潤滑性能を確保して低温時の音響特性の改善を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１４６５９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、低温条件下における使用を想定してグリースの粘度を低温時の特性（特に、流動性）を重視したグリースとすると、高温時に逆にグリースの流動性が過大となる場合があり、グリース漏れが発生するなどの不具合を生じる可能性があった。特に、オルタネータ等のエンジン補機に用いられる転がり軸受は、高温時の性能も要求されるためエーテル系の油を基油としたグリースが多用されるが、−４０℃〜−３０℃のような低温時の流動性を確保すると、高温時の粘度が不足する虞があり改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、グリースの調合を変更することなく、低温時における潤滑性能を確保して低温時の異音発生を抑制することができる転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受は、下記（１）、（２）を特徴としている。
【０００７】
（１）  固定輪と、回転輪と、前記固定輪および前記回転輪の互いに対向する周面にそれぞれ設けられた固定輪軌道溝と回転輪軌道溝との間に転動自在に配設された複数の玉と、を備える転がり軸受であって、
前記玉の直径に対する前記回転輪軌道溝の曲率半径の割合が５１．５％〜５５％であり、且つ前記玉の直径に対する前記回転輪軌道溝の溝深さの割合が１８．５％〜２１％であること。
【０００８】
（２）  上記（１）に記載の転がり軸受において、
エーテル系の基油をもつグリースが封入されていること。
【０００９】
上記（１）の構成の転がり軸受によれば、転動体である玉の直径に対する回転輪軌道溝の曲率半径の割合が５１．５％〜５５％であり、且つ玉の直径に対する回転輪軌道溝の溝深さの割合が１８．５％〜２１％とされており、回転輪軌道溝の曲率半径および溝深さと玉の直径との関係が最適化される。これにより、回転輪軌道溝と玉との接触部および該接触部の近傍へのグリースの流入性が向上し、且つ接触部および該接触部の近傍へ流入したグリースが有効に使われ、低温時における潤滑性能が向上して低温時の異音発生が抑制される。
【００１０】
上記（２）の構成の転がり軸受によれば、エーテル系の基油をもつグリースが封入されているので、高温時における潤滑性能に優れ、高温から低温までの広い温度範囲での高い潤滑性能が確保される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の転がり軸受によれば、回転輪軌道溝の曲率半径および溝深さとの直径との関係を最適化したので、グリースの調合を変更することなく、低温時における潤滑性能を確保して低温時の異音発生を抑制することができる転がり軸受を提供することができる。
【００１２】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明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。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態である深溝玉軸受の縦断面図、図２は図１における玉と内輪軌道溝との関係を示す要部拡大図、図３は内輪軌道溝の曲率半径と低温時における異音との関係を示すグラフ、図４は内輪軌道溝の溝深さと低温時における異音との関係を示すグラフである。
【００１５】
図１および図２に示されるように、深溝玉軸受１は、内周面に外輪軌道溝２ａが形成された外輪２と、外周面に内輪軌道溝３ａが形成された内輪３とを有している。外輪軌道溝２ａと内輪軌道溝３ａの間には、転動体である複数の玉４が円周方向に等間隔に配置されて転動自在に保持器５により保持されている。外輪２の軸方向の両端部には円環状のシール６が配置されており、外輪２と内輪３との間に画成された内部空間を密封し、該内部空間に封入されたグリース８が外部に流出することを防止している。前記内部空間に封入されたグリース８は、内輸軌道溝３ａと玉４との間に画成される隙間である空間１０にも十分満たされている。そして、外輪軌道溝２ａおよび内輪軌道溝３ａの両軌道面と玉４の転動面とはグリース８により潤滑され、外輪２と内輪３とが相対的に滑らかに回転するようになっている。
【００１６】
尚、オルタネータ等のエンジン補機に組み込まれ比較的高温条件下での潤滑性能も要求される深溝玉軸受１に封入されるグリース８としては、エーテル系の基油をもつものが望ましく、必要に応じて基油に増ちょう剤、極圧剤、酸化防止剤、防錆剤などの各種添加剤が配合される。
【００１７】
しかしながら、−４０℃〜−３０℃というような低温条件下においてはグリース８の粘性が十分でない（換言すれば粘度が高くなる）ため、空間１０に封入されていたグリース８が深溝玉軸受１の回転のために掻き取られてしまうと該空間１０に新たにグリース８が供給され難く、潤滑不良となって異音の発生に結びつく場合がある。
【００１８】
そこで、本実施形態の深溝玉軸受１においては、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの軌道面の曲率半径Ｒの割合を大きくすることにより、空間１０の体積を広げ、内輪軌道溝３ａと玉４の接触部近傍のグリース量を確保すると共に新たなグリース８の流入性を向上させて潤滑性能を確保している。また、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの溝深さＨの割合を小さくすることにより、内輪軌道面３ａと玉４の接触部および該接触部の近傍、即ち空間１０へのグリース８の流入性を向上させている。
【００１９】
ここで、オルタネータに組み込まれた深溝玉軸受１のように、外輪２がハウジング（不図示）に固定されて内輪３が回転するように配置された内輪回転型の深溝玉軸受１においては、封入されたグリース８に遠心力が作用して内輸軌道溝３ａと玉４との間に介在するグリース８が外輪２側に移動し易いこと、また、一般的に玉４の直径Ｄに対する軌道溝の曲率半径Ｒは、外輪２より内輪３の方が小さいため、回転輪である内輪３の内輸軌道溝３ａに上記した対策を施すのが特に有効である。
【００２０】
そして、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合は、５１．５％〜５５％とされ、且つ玉４の直径Ｄに対する内輪軌道溝３ａの溝深さＨの割合は、１８．５％〜２１％とされている。
【００２１】
図３は、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合を変更した場合の低温時の異音抑制効果を確認した実験結果を示している。実験は、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合を変化させた深溝玉軸受１を準備し、これらの深溝玉軸受１をそれぞれ組み込まれたオルタネータについて、−４０℃の室内に所定の時間放置した後に６０００ｒｐｍで一定時間回転させる工程を繰り返し行い、異音の発生状況を調査したものである。上述したように、低温状態で軸受の回転・停止を繰り返ことで、内輸軌道溝３ａと玉４の接触部および接触部近傍のグリース８が掻きとられていくため、異音の発生につながる。
【００２２】
図３に示されるように、実験の結果、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合が５１％以下になると異音発生に至るまでの上記工程の繰り返し回数が急激に減少し、換言すれば、５１．５％以上になると異音発生に至るまでの上記工程の繰り返し回数は急激に増加し、以後暫増傾向にあることが分かる。従って、低温時の異音発生を防止するためには、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合を５１．５％以上とするのが好ましい。尚、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合を大きくすると内輸軌道溝３ａと玉４の接触面圧が増大し、転動疲労による破損の虞が生じることから、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合を５５％以下とすることが好ましい。
【００２３】
図４は、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの溝深さＨの割合を変更した場合の低温時の異音抑制効果を確認した実験結果を示している。実験は、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの溝深さＨの割合を変化させた深溝玉軸受１を準備し、これらの深溝玉軸受１をそれぞれ組み込まれたオルタネータについて、−４０℃の室内に所定の時間放置した後に６０００ｒｐｍで一定時間回転させる工程を繰り返し行い異音の発生状況を調査したものである。
【００２４】
実験の結果、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの溝深さＨの割合が２１％を越えると異音発生に至るまでの上記工程の繰り返し回数が減少することがわかった。即ち、低温時の異音発生を防止するためには、溝深さＨが２１％以下で浅いほうがよいことが分かる。尚、溝深さＨを浅くし過ぎると玉４の内輸軌道溝３ａへの乗り上げにより深溝玉軸受１の寿命が低下する可能性が増加するため、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの溝深さＨの割合を１８．５％以上に設定するのが好ましい。
【００２５】
以上、低温条件下での使用において異音発生を効果的に抑制し、内輸軌道溝３ａと玉４との接触面圧を増大させることなく、且つ玉４の内輸軌道溝３ａへの乗上げを防止するため、玉４の直径Ｄに対する内輸軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合は５１．５％〜５５％とし、且つ玉４の直径Ｄに対する内輪軌道溝３ａの溝深さＨの割合は１８．５％〜２１％とするのが好ましい。
【００２６】
本実施形態の深溝玉軸受１によれば、転動体４の直径Ｄに対する内輪軌道溝３ａの曲率半径Ｒの割合が５１．５％〜５５％であり、且つ転動体４の直径Ｄに対する内輪軌道溝３ａの溝深さＨの割合が１８．５％〜２１％であるので、内輪軌道溝３ａの曲率半径Ｒおよび溝深さＨと転動体４の直径Ｄとの関係が最適化されて、内輪軌道溝３ａと転動体４との接触部近傍へのグリース８の流入性が向上する。これにより、グリースの調合を変えることなく、低温時における潤滑性能を向上させ、低温時の異音発生を有効に抑制することができる。
【００２７】
また、本実施形態の深溝玉軸受１によれば、エーテル系の基油をもつグリース８が封入されているので高温時における潤滑性能にも優れ、これにより、上記した効果と相俟って、高温から低温までの広い温度範囲で高い潤滑性能を確保することができる。
【００２８】
尚、本発明は、前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、前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。
【００２９】
例えば、上述した実施形態は、内輪回転型の深溝玉軸受１において回転輪である内輪３の内輪軌道溝３ａに本発明を適用したものであるが、外輪回転型の深溝玉軸受においては回転輪である外輪２の外輪軌道溝２ａに本発明が適用される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態である深溝玉軸受の縦断面図である。
【図２】図１における玉と内輪軌道溝との関係を示す要部拡大図である。
【図３】内輪軌道溝の曲率半径と低温時における異音との関係を示すグラフである。
【図４】内輪軌道溝の溝深さと低温時における異音との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１      深溝玉軸受（転がり軸受）
２      外輪（固定輪）
２ａ    外輪軌道溝（固定輪起動溝）
３      内輪（回転輪）
３ａ    内輪軌道溝（回転輪軌道溝）
４      玉
８      グリース
Ｄ      玉の直径
Ｈ      内輪軌道溝の溝深さ
Ｒ      内輪軌道溝の曲率半径
【図１】
2006077950.tif 000003
【図２】
2006077950.tif 000004
【図３】
2006077950.tif 000005
【図４】
2006077950.tif 000006