(57)【要約】【課題】良好な潤滑状態を維持しながら、疲れ寿命の向上を図ることができる玉軸受を提供する。【解決手段】内周面に外輪軌道を設けた外輪と、外周面に内輪軌道を設けた内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に配設された複数の玉と、玉を転動自在に保持する保持器とを備えた玉軸受において、内輪軌道を、転動面と、その両側に配置した軌道面とにより構成し、転動面の曲率半径ＲＡを玉の直径Ｄの５２％以下とし、その両側の軌道面の曲率半径ＲＢを玉の直径Ｄの５２％より大きく形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を設けた外輪と、外周面に内輪軌道を設けた内輪と、前記外輪軌道と内輪軌道との間に配設された複数の玉と、該玉を転動自在に保持する保持器とを備えた玉軸受において、
前記内輪軌道を、転動面と、該転動面の両側に配置した軌道面とにより構成し、前記転動面の曲率半径を玉の直径の５２％以下とし、その両側の前記軌道面の曲率半径を玉の直径の５２％より大きく形成したことを特徴とする玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的高温、高速、高負荷で用いられる玉軸受であって、特に自動車用のオルタネータ等に用いられる玉軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のオルタネータに用いる玉軸受は、内輪に設けた内輪軌道を一つの球面とし、その曲率半径を玉の直径の５０．９〜５１．２％に設定して、オルタネータの回転軸の片端に設置されたプーリとエンジンのクランクシャフトのプーリとの間に掛渡された無端ベルトによって引っ張られて駆動されるときの変位による疲れ寿命の向上を図っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７８７０号公報（第２頁
【０００２】、第３頁
【００１０】、第３図、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術においては、内輪軌道の全ての面を玉の直径の５２％以下としているため、疲れ寿命の向上には有効であるが、オルタネータに用いる玉軸受のように無端ベルトの引っ張りによる負荷が高い場合には、潤滑不良による焼付きが発生しやすくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、良好な潤滑状態を維持しながら、疲れ寿命の向上を図ることができる手段を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、内周面に外輪軌道を設けた外輪と、外周面に内輪軌道を設けた内輪と、前記外輪軌道と内輪軌道との間に配設された複数の玉と、該玉を転動自在に保持する保持器とを備えた玉軸受において、前記内輪軌道を、転動面と、該転動面の両側に配置した軌道面とにより構成し、前記転動面の曲率半径を玉の直径の５２％以下とし、その両側の前記軌道面の曲率半径を玉の直径の５２％より大きく形成したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明による玉軸受の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態を示す半断面図、図２は実施の形態の作動状態を示す説明図である。
図１において、１は転がり軸受としての玉軸受である。
【０００８】
２は外輪であり、合金鋼等の鋼材で製作され、その内周面に玉軸受１の外輪軌道が設けられ、その外周面は円筒面に成形されており、図示しないハウジング等に嵌合して固定される。
３は内輪であり、合金鋼等の鋼材で製作され、その外周面に玉軸受１の内輪軌道が設けられ、その内周面は円筒面に成形されており、図示しない回転軸等に嵌合して連動して回転する。
【０００９】
４は保持器であり、樹脂材料やこれをガラス繊維等の繊維で強化した樹脂材料等により冠状に成形された冠型保持器等である。
５は転動体としての玉であり、合金鋼等の鋼材で製作され、互いの接触を防止するための保持器４に保持されて所定のピッチで複数設けられ、外輪２に設けた外輪軌道とこれに対向する内輪３に設けた内輪軌道との間に転動自在に配設される。
【００１０】
６はシールド板であり、合金鋼等の板材で製作された芯金６ａと、芯金６ａの周りにゴム材料で成形されたシール体６ｂとで構成されて玉５の両側に配置され、シール体６ｂの外周端を外輪２の内周面に嵌合して係止すると共にその内周部に設けられたリップ部６ｃを内輪３の外周面に摺接して接触式のシールを構成しており、外部からの塵芥や泥水の浸入を防止すると共に潤滑剤としてのグリースを玉５の周囲の空間７に封止する。
【００１１】
なお、シールド板６は上記の両側密封形に限らず、片側密封形のものであってもよく、非接触式やシールド板６のない開放形のものであってもよい。
なお、図１に示す矢印Ａは玉軸受１の軸方向を、矢印Ｒは玉軸受１の半径方向を示す。
図１、図２において、内輪３の内輪軌道は、内輪軌道の中央部に位置して玉５が転動する面８ａ（転動面８ａという。）の曲率半径ＲＡとその両側に連続して形成した内輪軌道は構成するが玉５が接触しない面８ｂ（軌道面８ｂという。）の曲率半径ＲＢとが異なる複合Ｒ形状で構成されている。
【００１２】
転動面８ａは、図１にＣで示す中心を持つ曲率半径ＲＡの球面で形成される図１に挟み角θで示す範囲の面であり、玉軸受１にかかる荷重が定格荷重の１０％である場合に玉５が内輪軌道に接触しながら転動するときの接触楕円に１．２を乗じた大きさの楕円を全て含むように形成された面である。
つまり、図２に示す玉軸受１が、オルタネータ等のプーリに掛けられた無端ベルト等によって引っ張られて軸方向に変位したときに、玉５が内輪軌道に形成する走行跡が残る面の外端と曲率半径ＲＡの中心Ｃとを結んだ線と半径方向のとのなす角度δを中心Ｃを通る半径方向の両側に配し、上記の接触楕円を考慮して形成された面である。
【００１３】
軌道面８ｂは、転動面８ａの軸方向外側の両側に配置された曲率半径ＲＢの球面であり、転動面８ａとの接続部は互いの接線を共有するように構成されており、曲率半径ＲＢの中心は、曲率半径ＲＡの中心Ｃを頂点とした挟み角θの辺上にそれぞれ位置して転動面８ａの両側で軌道面８ｂと滑らかに接続される。
上記の構成の作用について説明する。
【００１４】
本実施の形態の転動面８ａの曲率半径ＲＡは、玉５の直径Ｄの５２％以下であり、軌道面８ｂの曲率半径ＲＢは、玉５の直径Ｄの５２％より大きく形成されている。
これにより、転動面８ａにおいては、その曲率半径ＲＡを玉５の直径Ｄに近く設定しているので、玉５と転動面８ａとの接触楕円を大きく確保して接触面圧が低く抑えられる。
【００１５】
また、転動面８ａの両側に配置した軌道面８ｂの曲率半径ＲＢを接続の滑らかさを保ちながら大きくなるように設定しているので、潤滑剤、例えばグリースの流入を容易にし、良好な潤滑性を確保している。
このような本実施の形態の効果を示すグラフを図３に示す。
図３は、ＪＩＳ  Ｂ  １５１３に規定されている呼び番号６３０３相当の玉軸受１を基本に、流動性の劣るグリースを用いた比較品とその比較品の内輪３の内輪軌道に本実施の形態の複合Ｒ形状を適用した複合Ｒ品とを供試品とし、停止と回転速度１３５００／ｍｉｎとの間を往復する加減速試験によって評価した結果である。
【００１６】
なお、試験に用いたグリースは、試験の結果を顕著なものとするために、通常用いられるポリアルファオレフィン等の基油にウレア化合物等の増ちょう剤を混合したグリースに替えて、グリースの流動性が劣るエーテル系の基油にウレア化合物等の増ちょう剤を混合したグリースを用いて実施した。
図３に示すように、上記加減速試験における比較品の寿命は約２００時間程度であるのに対して、本実施の形態の複合Ｒ品は４００時間以上の寿命を有しており、約２倍の寿命の延長効果が認められ、潤滑性が向上していることが分かる。
【００１７】
以上説明したように、本実施の形態では、内輪の内輪軌道の転動面の曲率半径ＲＡを玉の直径Ｄに近い５２％以下に設定したことによって、玉と転動面との接触楕円を大きく確保することができ、接触面圧を低く抑えて疲れ寿命を向上することができる。
また、転動面の両側に形成した軌道面の曲率半径ＲＢを玉の直径Ｄの５２％より大きくなるように設定したことによって、潤滑剤の流入を容易とすることができ、良好な潤滑性を確保して高負荷においても玉軸受の焼付きを防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、内輪の内輪軌道の転動面の両側に軌道面を形成し、転動面の曲率半径を玉の直径の５２％以下とし、その両側の軌道面の曲率半径を玉の直径の５２％より大きくした複合Ｒ形状としたことによって、疲れ寿命の向上を図ると共に良好な潤滑性を確保して玉軸受の焼付きを防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す半断面図
【図２】実施の形態の作動状態を示す説明図
【図３】実施の形態の効果を示すグラフ
【符号の説明】
１    玉軸受
２    外輪
３    内輪
４    保持器
５    玉
６    シールド板
６ａ  芯金
６ｂ  シール体
６ｃ  リップ部
７    空間
８ａ  転動面
８ｂ  軌道面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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