(57)【要約】【課題】トルクの増大及び冠形保持器の摩耗が生じにくく、焼付き寿命の長い玉軸受を提供することを課題とする。【解決手段】玉軸受１は、軸方向断面幅をＢとし、径方向断面幅をＨとした時、Ｂ／Ｈの値を１. １０以上１．３５以下とし、且つ、冠形保持器４０のポケット底厚をＴとし、玉３０の直径をＤｗとした時、Ｔ／Ｄｗの値を、０．２５以上０．３０以下としている。これにより、封入することができるグリースの絶対量を増やすことができると共に、冠形保持器４０の剛性を高め、冠形保持器４０の変形による玉３０及び外輪２０への干渉を防ぐことができる。したがって、玉軸受１はトルクの増大及び冠形保持器４０の摩耗が生じにくく、焼付き寿命が長い。【選択図】図１
2013092249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に軌道溝を有する内輪と、前記内輪の軌道溝に対向する軌道溝を内周面に有し前記内輪の外方に配された外輪と、前記両軌道溝間に転動自在に配された複数の玉と、該複数の玉を回転自在に保持する冠形保持器とを備える玉軸受の、軸方向断面幅をＢとし、径方向断面幅をＨとした時、Ｂ／Ｈの値を、１. １０以上１．３５以下とし、
前記冠形保持器の前記玉を保持するための複数の凹部が、軸方向一方の端部に周方向に沿って間隔をあけて設けられており、前記凹部の底部から軸方向他方の端部までの長さをＴとし、前記玉の直径をＤｗとした時、Ｔ／Ｄｗの値を、０．２５以上０．３０以下としたことを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
前記内輪の軌道溝及び前記外輪の軌道溝のうち少なくとも一方の軌道溝の溝曲率半径をＲとした時、Ｒ／Ｄｗの値を、０．５２以上０．５６以下としたことを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
【請求項３】
前記冠形保持器を、ナイロン４６、ナイロン６６、ポリフェニレンサルファイド、ポリ四弗化エチレン、及びポリエーテルエーテルケトンのうち少なくとも１種の合成樹脂、又は、該合成樹脂にガラス繊維及び炭素繊維のうち少なくとも一つを１０質量％以上４０質量％以下含有させた合成樹脂組成物から形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の玉軸受。
【請求項４】
下記の構成(a) および(b) を有するグリースが封入されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の玉軸受。
(a) 増ちょう剤および基油を含み、前記増ちょう剤はジウレア化合物であり、前記基油はトリメチロールプロパンエステル油であり、前記基油の含有率が、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で８０質量％以上９０質量％以下である。
(b) 前記基油の温度４０℃における動粘度が１５ｍｍ2 ／ｓ以上５０ｍｍ2 ／ｓ以下である。
【請求項５】
下記の構成(c) 〜(f) を有するグリースが封入されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の玉軸受。
(c) 増ちょう剤および基油を含み、前記増ちょう剤は脂肪族ジウレア化合物であり、前記基油は、ポリαーオレイン（ＰＡＯ）とジエステルとの混合油からなり、前記基油の含有率が、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で８５質量％以上９０質量％以下である。
(d) 前記基油の温度４０℃の動粘度が１５〜３５ｍｍ2 ／ｓである。
(e) 硫黄系添加剤を含み、前記硫黄系添加剤の含有率が、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で０．１質量％以上５．０質量％以下である。
(f) 混和ちょう度が２６５以上２９５以下である。
【請求項６】
電気自動車又はハイブリッド電気自動車を構成するモータ又はジェネレータの回転軸を支持する用途で用いられる請求項１〜５のいずれか１項に記載の玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冠形保持器を備える玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受には、その内外輪間に転動自在に組み込まれる複数の玉を回転可能に保持するための種々の保持器が適用されている。その一例として冠形保持器が知られている。冠形保持器には、複数の凹部が周方向に沿って等間隔をあけて設けられている。それぞれの凹部には、その一方側に開口が形成されていると共に、各開口には、当該開口を一部覆うように一対の弾性片が互いに対向して立ち上げられており、これら一対の弾性片によって各開口の開口径が狭められている。玉は一対の弾性片と凹部によって形成されるポケットに収容され、その状態において、当該ポケットから脱落すること無く回転可能に保持される。このような冠形保持器は、転がり軸受の内輪と外輪との間に各玉を回転可能に保持した状態で組み込まれ、例えば各玉の公転速度と同じ速度で回転する。
【０００３】
近年、玉軸受を組み込んだ各種回転機械装置の性能が向上し、外輪と内輪との相対回転速度、及び、冠形保持器の回転速度が高くなることにより、冠形保持器に加わる遠心力も大きくなっている。この結果、冠形保持器の変形（外輪側への変形）が発生し、冠形保持器が玉及び外輪に干渉することにより、トルクの増大、冠形保持器の摩耗が発生するという問題があった。また、グリースにより潤滑された玉軸受の場合、冠形保持器が玉及び外輪に干渉することにより内部温度が上昇すると、グリースの劣化が加速し、焼付き寿命が短くなるという問題もあり、高温及び高速条件下における冠形保持器の剛性の確保が必須となる。
特許文献１には、冠形保持器の肉厚を弾性片の先端側に行くに従って薄くすると共に、玉軸受の直径方向内方に向かう方向に弾性片を傾斜させることによって、冠形保持器の変形により生ずる外輪の内径面への干渉を防ぐ技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６１３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の技術では、冠形保持器の変形により生ずる外輪の内径面への干渉を防ぐことができても、玉への干渉を防ぐことはできず、また、冠形保持器の弾性片を薄くしてしまうため、強度不足となるおそれがある。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、トルクの増大及び冠形保持器の摩耗が生じにくく、焼付き寿命の長い玉軸受を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、本発明の一態様に係る玉軸受は、外周面に軌道溝を有する内輪と、前記内輪の軌道溝に対向する軌道溝を内周面に有し前記内輪の外方に配された外輪と、前記両軌道溝間に転動自在に配された複数の玉と、該複数の玉を回転自在に保持する冠形保持器とを備える玉軸受の、軸方向断面幅をＢとし、径方向断面幅をＨとした時、Ｂ／Ｈの値を、１. １０以上１．３５以下とし、前記冠形保持器の前記玉を保持するための複数の凹部が、軸方向一方の端部に周方向に沿って間隔をあけて設けられており、前記凹部の底部から軸方向他方の端部までの長さをＴとし、前記玉の直径をＤｗとした時、Ｔ／Ｄｗの値を、０．２５以上０．３０以下としたことを特徴とする。
【０００７】
また、上記玉軸受においては、前記内輪の軌道溝及び前記外輪の軌道溝のうち少なくとも一方の軌道溝の溝曲率半径をＲとした時、Ｒ／Ｄｗの値を、０．５２以上０．５６以下とすることが好ましい。
さらに、上記玉軸受において前記冠形保持器は、ナイロン４６、ナイロン６６、ポリフェニレンサルファイド、ポリ四弗化エチレン、及びポリエーテルエーテルケトンのうち少なくとも１種の合成樹脂、又は、該合成樹脂にガラス繊維及び炭素繊維のうち少なくとも一つを１０質量％以上４０質量％以下含有させた合成樹脂組成物から形成されることが好ましい。
【０００８】
また、上記玉軸受においては、増ちょう剤及び基油を含むグリースをさらに備え、前記増ちょう剤をジウレア化合物とし、前記基油を、温度４０℃における動粘度が１５ｍｍ2 ／ｓ以上５０ｍｍ2 ／ｓ以下のトリメチロールプロパンエステル油とし、前記グリースは、前記トリメチロールプロパンエステル油を８０質量％以上９０質量％以下含有することが好ましい。
【０００９】
すなわち、この発明の玉軸受は、下記の構成(a) および(b) を有するグリースが封入されていることが好ましい。
(a) 増ちょう剤および基油を含み、前記増ちょう剤はジウレア化合物であり、前記基油はトリメチロールプロパンエステル油であり、前記基油の含有率が、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で８０質量％以上９０質量％以下である。
(b) 前記基油の温度４０℃における動粘度が１５ｍｍ2 ／ｓ以上５０ｍｍ2 ／ｓ以下である。
【００１０】
この発明の玉軸受は、また、下記の構成(c) 〜(f) を有するグリースが封入されていることが好ましい。
(c) 増ちょう剤および基油を含み、前記増ちょう剤は脂肪族ジウレア化合物であり、前記基油は、ポリαーオレイン（ＰＡＯ）とジエステルとの混合油からなり、前記基油の含有率が、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で８５質量％以上９０質量％以下である。
(d) 前記基油の温度４０℃の動粘度が１５〜３５ｍｍ2 ／ｓである。
(e) 硫黄系添加剤を含み、前記硫黄系添加剤の含有率が、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で０．１質量％以上５．０質量％以下である。
(f) 混和ちょう度が２６５以上２９５以下である。
【００１１】
ジウレア化合物は下記の一般式(1) で示され、末端のＲ１とＲ３が脂肪族炭化水素基であるものが脂肪族ジウレアであり、芳香族炭化水素基であるものが芳香族ジウレアであり、環状脂肪族炭化水素基であるものが脂環式ジウレアである。
【００１２】
【化１】
2013092249.tif 000003
【００１３】
構成(a) のジウレア化合物としては、上記一般式(1) で、Ｒ２が炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基であり、Ｒ１とＲ３がシクロヘキシル基または炭素数６〜２０（好ましくは炭素数１８）の直鎖若しくは分岐アルキル基であるものが使用できる。構成(a) のジウレア化合物としてより好ましいジウレア化合物は、Ｒ１がシクロヘキシル基で、Ｒ３が炭素数６〜２０（好ましくは炭素数１８）の直鎖若しくは分岐アルキル基である、脂肪族・脂環式系ジウレアである。
【００１４】
構成(c) の脂肪族ジウレア化合物としては、上記一般式(1) で、Ｒ２が炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基であり、Ｒ１とＲ３が炭素数９〜１９の脂肪族炭化水素基であるものが使用できる。
さらに、上記玉軸受は、電気自動車又はハイブリッド電気自動車のモータ又はジェネレータに（すなわち、電気自動車又はハイブリッド電気自動車を構成するモータ又はジェネレータの回転軸を支持する用途に）用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の玉軸受は、軸方向断面幅をＢとし、径方向断面幅をＨとした時のＢ／Ｈの値を特定し、且つ、冠形保持器の軸方向一方の端部に設けられた凹部の底部から軸方向他方の端部までの長さをＴとし、玉の直径をＤｗとした時のＴ／Ｄｗの値を特定している。これにより、封入することができるグリースの絶対量を増やすことができると共に、冠形保持器の剛性を高め、変形による玉及び外輪への干渉を防ぐことができる。したがって、本発明の玉軸受はトルクの増大及び冠形保持器の摩耗が生じにくく、焼付き寿命が長い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る深溝玉軸受の構造を示す軸方向断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る深溝玉軸受に用いられる冠形保持器を示す斜視図である。
【図３】Ｔ／Ｄｗの値とｄｍＮの値との関係を示した図である。
【図４】内輪ＰＶ値及び進み遅れ量値とＲ／Ｄｗ値との関係を示した図である。
【図５】合成樹脂組成物の曲げ弾性率を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る玉軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態である玉軸受１の構造を示す軸方向断面図である。また、図２は、本実施形態に係る玉軸受１に用いられる冠形保持器４０の斜視図である。
図１の玉軸受１は深溝玉軸受であり、外周面に軌道溝１０ａを有する内輪１０と、内輪１０の軌道溝１０ａに対向する軌道溝２０ａを内周面に有する外輪２０と、両軌道溝１０ａ，２０ａ間に転動自在に配された複数の玉３０と、内輪１０及び外輪２０の間に玉３０を回転自在に保持する冠形保持器４０と、外輪２０に支持された非接触形のシール５０，５０と、を備えている。
【００１８】
そして、内輪１０と外輪２０とシール５０，５０とで囲まれた軸受内部空間６０内には、両軌道溝１０ａ，２０ａと玉３０の転動面３０ａとの間の潤滑を行う潤滑剤としてグリースが封入されている。なお、シール５０及びグリースは備えていなくてもよく、潤滑剤として潤滑油を用いてもよい。本実施形態の玉軸受１は、内輪１０及び外輪２０が玉３０の転動を介して相対回転可能となっている。
冠形保持器４０は、略環状の部材であり、玉３０を挿入するための複数の凹部４１が、軸方向一方の端部に周方向に沿って間隔をあけて設けられており、隣接する凹部４１どうしの間は凸部４３となっている。また、複数の凹部４１は、玉３０の輪郭形状に沿った形状を成しており、具体的には球面形状を成している。
【００１９】
さらに、凹部４１には、凹部４１に挿入された玉３０を保持するための一対の弾性片４２，４２が、凸部４３の先端から両側の凹部４１側へ、凹部４１の開口を狭めるように互いに対向して立ち上げられている。凹部４１と一対の弾性片４２，４２の内側面とにより、玉３０の輪郭形状に沿った形状のポケットＰを形成している。
玉３０は、例えば一対の弾性片４２，４２の間に玉３０を位置合わせした状態から凹部４１に向けて玉３０を押し込むと、そのときの押圧力（荷重）により一対の弾性片４２，４２が外側に弾性変形して開口径が拡がることで、開口を介して玉３０を凹部４１に挿入して組み込むことができる。
【００２０】
このとき、一対の弾性片４２，４２が元の形状に弾性的に復元し開口径が再び狭められることにより、玉３０は一対の弾性片４２，４２と凹部４１によって形成されるポケットＰに収容され、その状態において、当該ポケットＰから脱落すること無く回転可能に保持される。冠形保持器４０は、内輪１０と外輪２０との間に各玉３０を回転可能に保持した状態で組み込まれ、各玉３０の公転速度と同じ速度で回転する。
冠形保持器４０は、凹部４１の底部から、凹部４１が設けられた軸方向一方の端部側とは反対側の軸方向端部までの長さ（以下、「ポケット底厚」と称する。）をＴとし、玉３０の直径をＤｗとした時、Ｔ／Ｄｗの値が、０．２５以上０．３０以下となるように形成されている。
【００２１】
これにより、冠形保持器４０の剛性を高め、高速条件下において使用しても、遠心力による冠形保持器４０の変形による玉３０及び外輪２０への干渉を防ぐことができる。Ｔ／Ｄｗの値が０．２５未満であると、玉３０及び外輪２０への干渉を十分に防ぐことができないおそれがあり、一方、Ｔ／Ｄｗの値が０．３０超過であっても、玉３０及び外輪２０への干渉を防ぐ効果は向上しないからである。
【００２２】
また、従来の一般的な玉軸受に対して、Ｔ／Ｄｗの値が０．２５以上となるポケット底厚Ｔを持つ冠形保持器を組み込むと、ポケット底厚が大きくなりすぎるため、シールと干渉するおそれがある。また、干渉しないまでも、シールと冠形保持器とのクリアランスが小さくなるとグリースが漏れやすくなるため、ポケット底厚の厚みを増やした分、玉軸受の軸方向断面幅を増やすことで、冠形保持器とシールのクリアランスを保つことが好ましい。
具体的には、玉３０を中心に、軸の両方向に玉軸受１の断面幅を広げた場合、軸方向断面幅Ｂを、従来の一般的な玉軸受に対して、玉３０の直径Ｄｗの２０％以上増やすことが必要となる。この場合、内外輪の軌道溝１０ａ，２０ａを軸方向の一方にずらして形成すれば軸方向断面幅Ｂの増加を抑えることができるが、コストアップとなるため好ましくない。
【００２３】
また、軸方向断面幅Ｂを大きく取ることは、封入するグリースの絶対量が増えることから、焼付き寿命の向上の効果も期待できる。しかし、軸方向断面幅Ｂを大きく取り過ぎるとコストアップ及び組み付け性が悪くなることから、軸方向断面幅Ｂの増加は、Ｄｗの２０％以上３０％以下とすることが好ましい。したがって、玉軸受１においては、軸方向断面幅をＢとし、径方向断面幅をＨとした時、Ｂ／Ｈの値が、１. １０以上１．３５以下とすることが必要となる。
冠形保持器４０の材質は、特に限定されるものではなく、合成樹脂、金属（例えば銅合金）等があげられるが、成形性及び玉３０を凹部４１に組み込む際の組立て性の観点から、合成樹脂が好ましい。
【００２４】
また、冠形保持器４０を構成する合成樹脂の種類は、保持器に必要な強度、耐熱性等の特性を有しているならば特に限定されるものではないが、ナイロン４６、ナイロン６６、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が好ましい。冠形保持器４０は、上記の合成樹脂のうち１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
さらに、冠形保持器４０は、上記の合成樹脂にガラス繊維（ＧＦ）及び炭素繊維（ＣＦ）のうち少なくとも一つを含有させた合成樹脂組成物から構成されていることが好ましい。そうすれば、耐熱性、強度特性が優れたものとなるからである。
【００２５】
例えば、ナイロン４６及びナイロン６６のうち少なくとも１種の合成樹脂にガラス繊維を含有させた合成樹脂組成物が好ましい。図５は、合成樹脂としてナイロン４６を用い、ガラス繊維を含有させて作製した冠形保持器４０の温度１２０℃における曲げ弾性率を示したものである。これにより、合成樹脂に含有させるガラス繊維は４０質量％以上含有させても耐熱性及び強度特性は向上しないことが分かる。
このことから、ガラス繊維の含有量は１０質量％以上４０質量％以下が好ましい。含有量が１０質量％未満であると、求める耐熱性及び強度特性が得られないおそれがあり、一方、含有量が４０質量％超過であっても耐熱性及び強度特性は向上せず、また、成形性が低下するからである。
【００２６】
また、高速条件下で使用される冠形保持器４０は、上記の合成樹脂に１０質量％以上４０質量％以下の炭素繊維を含有させた合成樹脂組成物で構成されていることが好ましい。さらなる高速条件下においては、冠形保持器４０は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のうち少なくとも１種の合成樹脂にガラス繊維及び炭素繊維のうち少なくとも一つを１０質量％以上４０質量％以下含有させた高剛性の合成樹脂組成物から構成されていることがより好ましい。
【００２７】
さらに、高速条件下においては、玉と内輪及び外輪との滑りによる転がり軸受内部の発熱及び玉の進み遅れによる保持器との摩擦の発生が問題となる。図４に、Ｒ／Ｄｗ値と、内輪ＰＶ値及び進み遅れ量との関係を示す。なお、図４のグラフにおける内輪ＰＶ値及び進み遅れ量は、Ｒ／Ｄｗ値が０．５１７５であるときの内輪のＰＶ値及び玉の進み遅れ量の値を１とした場合の相対値で示してある。図４から、転がり軸受の内部の発熱及び摩擦の発生を抑制するためには、内輪の軌道溝の溝曲率半径であるＲの値を大きく設定することが好ましいことが分かる。
【００２８】
このような観点から、玉軸受１は、軌道溝１０ａ及び軌道溝２０ａの溝曲率半径であるＲの値を従来の玉軸受に比して大きく設定し、接触楕円を小さくしている。これにより、玉３０と内輪１０及び外輪２０との滑りによる玉軸受１の内部の発熱及び玉の進み遅れによる冠形保持器４０との摩擦の発生を減少させることができる。したがって、高速性を持たせることができると共に、低発熱性及び耐焼き付き性を向上させることができる。
【００２９】
具体的には、玉軸受１は、その軌道溝１０ａ及び軌道溝２０ａの溝曲率半径をＲとした時、Ｒ／Ｄｗの値が、０．５２以上０．５６以下であることが好ましい。Ｒ／Ｄｗの値が０．５２未満であると、転がり軸受の内部の発熱及び摩擦の発生を十分に抑制できないおそれがあり、一方、０．５６超過であると転動疲労寿命を低下させ、剥離が生じやすくなるおそれがあるからである。なお、軌道溝１０ａの溝曲率半径Ｒと軌道溝２０ａの溝曲率半径Ｒの両方が、上記の条件を満たすことが好ましいが、いずれか一方の溝曲率半径が、上記の条件を満たしていればよい。
【００３０】
本実施形態のグリースは、増ちょう剤及び基油を含む。増ちょう剤の種類は特に限定されるものではなく、グリースにおいて一般的に使用される増ちょう剤を問題なく使用することができる。例えば、アルミニウム石けん、バリウム石けん、カルシウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん等の金属石けんや、リチウム複合石けん、カルシウム複合石けん、アルミニウム複合石けん等の金属複合石けんが挙げられる。
【００３１】
また、ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレア等のウレア化合物や、シリカ、シリカゲル、ベントナイト等の無機系化合物も好適に使用可能である。さらに、ウレタン化合物、ウレア・ウレタン化合物、テレフタルアミド酸ナトリウム等も好適に使用可能である。これらの増ちょう剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。しかし、耐熱性の観点から、増ちょう剤はジウレア化合物を用いることが好ましい。
【００３２】
また、基油の種類は特に限定されるものではなく、一般的な潤滑剤において基油として使用される鉱物系潤滑油や合成潤滑油を使用することができる。その種類は特に限定されるものではないが、鉱物系潤滑油としては、パラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油、及びそれらの混合油を使用でき、また、合成潤滑油としては、合成炭化水素油、エーテル油、及びエステル油等を使用できる。これら潤滑油は、それぞれ単独でも、適宜組み合わせて使用してもよい。
【００３３】
エステル油としては、ジエステル油、ポリオールエステル油、芳香族エステル油等があげられる。具体的には、ジエステル油として、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソデシルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）、ジブチルセバケート（ＤＢＳ）、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等を挙げることができる。
【００３４】
また、ポリオールエステル油として、炭素数４〜１８のアルキル鎖が導入されたペンタエリスリトールエステル油、同ジペンタエリスリトールエステル油、同トリペンタエリスリトールエステル油、ネオペンチル型ジオールエステル油、トリメチロールプロパンエステル油等を挙げることができる。
また、芳香族エステル油としては、トリオクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート等を挙げることができる。これらエステル油は、それぞれ単独でも、適宜組み合わせて使用してもよい。しかし、耐熱性の観点から、基油は、トリメチロールプロパンエステルを用いることが好ましい。
【００３５】
また、基油は、温度４０℃における動粘度が１５ｍｍ2 ／ｓ以上５０ｍｍ2 ／ｓ以下のトリメチロールプロパンエステル油を用いることがより好ましい。温度４０℃における動粘度が１５ｍｍ2 ／ｓ未満であると、低温流動性は優れるものの、高温下での耐熱性が劣るため、十分な潤滑寿命を満足することができないおそれがあるからである。一方、温度４０℃における動粘度が５０ｍｍ2 ／ｓ超過であると、高温下での耐熱性は優れているものの低温流動性が劣るため、十分な潤滑寿命を満足することができないおそれがあるからである。
【００３６】
また、グリースは、増ちょう剤を１０質量％以上２０質量％以下含有し、温度４０℃における動粘度が１５ｍｍ2 ／ｓ以上５０ｍｍ2 ／ｓ以下のトリメチロールプロパンエステル油を、８０質量％以上９０質量％以下含有することが好ましい。増ちょう剤の量が多すぎると、グリースの漏洩が抑制されるが、玉軸受１の発熱が大きくなり、潤滑寿命が短くなるおそれがあるからである。一方、増ちょう剤の量が少なすぎると、玉軸受１の発熱は抑えられるものの、グリースの漏洩が多くなり、潤滑寿命が短くなるおそれがあるからである。
【００３７】
さらに、グリースには、その各種性能を向上させるため、必要に応じて種々の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、潤滑剤に一般的に使用されるものが問題なく使用可能であり、例えば酸化防止剤、防錆剤、極圧剤、油性向上剤、金属不活性化剤等が挙げられる。酸化防止剤としては、特に限定されるものではないが、フェニル−１−ナフチルアミン等のアミン系、２−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール等のフェノール系、硫黄系、ジチオリン酸系等の酸化防止剤が挙げられる。
【００３８】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、転がり軸受の例として深溝玉軸受を挙げて説明したが、本発明は深溝玉軸受以外の種類の様々な玉軸受に対して適用することができ、例えばアンギュラ玉軸受に適用することもできる。
また、本実施形態の玉軸受１は、電気自動車又はハイブリッド電気自動車のモータ又はジェネレータの回転軸を支持する用途に好適に用いられる。
【実施例】
【００３９】
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
〔１. Ｔ／Ｄｗ値について〕
図３は、深溝玉軸受（外径＝９０ｍｍ，内径＝５５ｍｍ）について、Ｔ／Ｄｗの値と、遠心力による変形が原因で、冠形保持器が玉又は外輪に接触する時のｄｍＮ値との関係を示したものである。なお、ｄｍＮ値は転がり軸受の高速回転性の指標であり、玉３０のピッチ円直径（ｍｍ）と回転速度（ｍｉｎ-1）との積により求められる値である。
【００４０】
これにより、従来の一般的な玉軸受に用いられる冠形保持器のＴ／Ｄｗ値が０．１５程度であるの対し、ｄｍＮ値が１００万以上の高速条件下で使用される玉軸受に用いられる冠形保持器のＴ／Ｄｗ値は０．２５以上必要であることが分かる。なお、図３に示すＴ／Ｄｗ値とｄｍＮ値との関係は、内径が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、外径が２５ｍｍ以上１３０ｍｍ以下程度の玉軸受であって、回転速度９０００ｍｉｎ-1以上の場合に適用される。
【００４１】
〔２. Ｂ／Ｈ値について〕
Ｔ／Ｄｗ値が０．２５以上となるポケット底厚Ｔを持つ冠形保持器を用いる際に、シールと冠形保持器とのクリアランスを従来の一般的な玉軸受と同等に保ちつつ、コストアップ及び組み付け性の低下を抑えるという条件を満たすように、玉軸受の軸方向断面幅Ｂを設定する必要がある。この条件を満たすように作製した種々の呼び番号の実施例の実験結果を表１に示す。表１には、実施例に係る玉軸受と、該実施例に対応する呼び番号の比較例に係る玉軸受との、内径（ｍｍ）、外径（ｍｍ）、玉の直径Ｄｗ（ｍｍ）、（外径−内径）／２で示される径方向断面幅Ｈ（ｍｍ）、軸方向断面幅Ｂ（ｍｍ）、Ｂ／Ｈ値を示した。
【００４２】
【表１】
2013092249.tif 000004
【００４３】
表１から、Ｔ／Ｄｗ値が０．２５以上となるポケット底厚Ｔを持つ冠形保持器を用いる際に、シールと冠形保持器とのクリアランスを従来の一般的な玉軸受と同等に保ちつつ、コストアップ及び組み付け性の低下を抑えるという条件を満たすためには、軸方向断面幅Ｂの増加はＤｗの２０％以上とすることが必要であり、Ｂ／Ｈ値は１. １０以上とすることが必要であることが分かる。一方、軸方向断面幅Ｂを大きく取り過ぎるとコストアップ及び組み付け性が悪くなることから、軸方向断面幅Ｂの増加は、Ｄｗの３０％以下とすることが好ましい。このことからＢ／Ｈ値は１．３５以下とすることが好ましい。
例として、呼び番号６０１１の深溝玉軸受を例に挙げて説明する。呼び番号６０１１の深溝玉軸受におけるＴ／Ｄｗ値を０．２５とした時の実施例の軸方向断面幅Ｂは２０．１であり、比較例の軸方向断面幅Ｂは１８である。実施例の軸方向断面幅Ｂは、比較例の軸方向断面幅Ｂより２. １ｍｍ増加している。
【００４４】
この増加量は、呼び番号６０１１の深溝玉軸受の玉の直径Ｄｗ１０．３１９ｍｍの２０％である２．０６３８ｍｍ以上となっている。また、この増加量は、呼び番号６０１１の深溝玉軸受の玉の直径Ｄｗ１０．３１９ｍｍの３０％である、３．０９５７ｍｍ以下となっている。さらに、Ｂ／Ｈ値も１. １５であり、１. １０以上１．３５以下となっている。
また、Ｂ／Ｈ値が１. １０以上１．３５以下の要件を満たす場合の軸方向断面幅Ｂと、従来のＪＩＳ  Ｂ１５１２で規定されている軸方向断面幅Ｂとを比較した結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
2013092249.tif 000005
【００４６】
表２から、本実施例の軸方向断面幅Ｂは、ＪＩＳ  Ｂ１５１２で規定されている従来の一般的な玉軸受の軸方向断面幅の１. １０倍以上１. ２０倍以下と言い換えることができることが分かる。
【００４７】
［実験例１〜７］
〔３. 軸受潤滑寿命試験について〕
本発明に係る深溝玉軸受（外径＝９０ｍｍ，内径＝５５ｍｍ，幅＝２１ｍｍ）に、表３に示す各グリースを封入し、軸受潤滑寿命試験を行った。なお、各深溝玉軸受は、非接触の硬質ゴム製のシールが取り付けられた密封型の深溝玉軸受である。
各グリースを構成する増ちょう剤としては、上記一般式(1) のＲ２が芳香族炭化水素基であり、Ｒ１がシクロヘキシル基で、Ｒ３が炭素数１８の直鎖アルキル基である脂肪族・脂環式系ジウレアを用意した。
【００４８】
基油としては、ポリオールエステル油であるトリメチロールプロパンエステル油およびペンタエリスリトールエステル油と、ジエステル油であるジオクチルセバケートを用意した。 トリメチロールプロパンエステル油としては、４０℃での動粘度が異なる４種類を用意した。
増ちょう剤と各基油を、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で基油の含有率が表３の各値になるように混合することにより、実験例１〜７の各軸受で使用する各グリースを得た。
【００４９】
試験は、各深溝玉軸受の軸受内部空間内に、軸受内部空間容積の３０体積％の量のグリースを封入し、内輪回転速度１４０００ｍｉｎ-1、軸受外輪温度１２０℃、ラジアル荷重２０００Ｎの条件で連続回転させることにより行い、焼付きが発生するまでの時間を軸受潤滑寿命とした。表３に結果を示す。なお、結果は、実験例３の軸受潤滑寿命を１. ０とした場合の相対値で示してある。また、表中の、基油含有量は、基油及び増ちょう剤からなるグリース全体の質量を１００質量％とした場合の基油の割合を示している。
【００５０】
【表３】
2013092249.tif 000006
【００５１】
表３から、実験例１及び２の深溝玉軸受に封入されているグリースは、増ちょう剤の種類がジウレア、基油の種類がトリメチロールプロパンエステル油、基油含有量が８０質量％以上９０質量％以下という３つの条件を全て満たしているので、前記３つの条件のうち少なくとも１つを満たしていない実験例３〜７に比して、軸受潤滑寿命が長いことが分かる。なお、本試験においては、軸受潤滑寿命が１．５を超える場合には合格、１．５以下である場合には不合格として評価した。
【００５２】
〔４. グリースの漏洩試験について〕
上記の〔３. 軸受潤滑寿命試験について〕に記載の試験条件において、回転開始から２０時間後のグリースの漏洩量を測定した。結果を表３に示す。なお、結果は、グリースの漏洩量が、各深溝玉軸受に封入したグリース全体の質量の１０質量％以下であれば合格として○印で示し、１０質量％超過であれば不合格として×印で示した。
表３から、実験例１及び２の深溝玉軸受に封入されているグリースは、増ちょう剤の種類がジウレア、基油の種類がトリメチロールプロパンエステル油、基油含有量が８０質量％以上９０質量％以下という３つの条件を全て満たしているので、基油含有量が８０質量％以上９０質量％以下という条件を満たしていない実験例７に比して、グリースの漏洩量が少ないことが分かる。
【００５３】
〔５. 低温流動性試験（低温トルク試験）について〕
表３に記載の各転がり軸受について、ＪＩＳ  Ｋ２２２０  １８. に規定されている低温トルク試験を、温度−４０℃の条件下で行った。低温トルクは、回転を１０分間続け、最後の１５秒間におけるトルク測定装置の読みの平均値より算出した。実験例３の低温トルクの値を１. ０とした場合の相対値が、１未満であれば合格であり、１以上であれば不合格と評価する。
【００５４】
表３から、実験例１及び２の深溝玉軸受に封入されているグリースは、増ちょう剤の種類がジウレア、基油の種類がトリメチロールプロパンエステル油、基油含有量が８０質量％以上９０質量％以下という３つの条件を全て満たしているので、温度４０℃における基油の動粘度が１５ｍｍ2 ／ｓ以上５０ｍｍ2 ／ｓ以下という条件を満たしていない実験例５に比して低温トルクが低いことが分かる。
また、実験例１及び２の深溝玉軸受は、基油含有量が８０質量％以上９０質量％以下という条件を満たしていないグリースを封入した実験例６に比しても低温トルクが低いことが分かる。
【００５５】
〔６. 総合評価について〕
上記軸受潤滑寿命試験、グリースの漏洩試験、低温流動性試験（低温トルク試験）の何れの試験にも合格した深溝玉軸受は、増ちょう剤の種類がジウレア、基油の種類がトリメチロールプロパンエステル油、基油含有量が８０質量％以上９０質量％以下という３つの条件を全て満たしているグリースが封入された実験例１及び実験例２の深溝玉軸受であった。
【００５６】
一方、前記３つの条件のうち少なくとも１つを満たしていないグリースが封入された実験例３〜７の深溝玉軸受は、記軸受潤滑寿命試験、グリースの漏洩試験、低温流動性試験（低温トルク試験）のうち少なくとも１つの試験に不合格となっている。
これらのことから、増ちょう剤の種類がジウレア、基油の種類がトリメチロールプロパンエステル油、基油含有量が８０質量％以上９０質量％以下という３つの条件を全て満たしているグリースを用いた深溝玉軸受は、グリースの漏洩が少なく、低温流動性に優れ、焼付き寿命が長いことが分かる。
【００５７】
［実験例８〜１６］
図１の構造を有する玉軸受１として、内径が５５ｍｍ、外径が９０ｍｍ、玉の直径（Ｄｗ）が１０. ３１９ｍｍ、Ｂ／Ｈ値が１. ２である深溝玉軸受を１８体用意した。シール５０は硬質ゴム製である。
各グリースを構成する増ちょう剤としては、上記一般式(1) のＲ２が芳香族炭化水素基であり、Ｒ１が直鎖アルキル基で、Ｒ３が直鎖アルキル基である脂肪族ジウレアを用意した。
【００５８】
基油としては、４０℃での動粘度が５０ｍｍ2 ／ｓであるポリαーオレインと、ジエステル油であり、４０℃での動粘度が１２ｍｍ2 ／ｓであるジオクチルセバケート（ＤＯＳ）を、表４に示す各比率で混合したものを用意した。
硫黄系添加剤としては、ジチオカルバミン酸亜鉛を用意した。
増ちょう剤と各基油（混合油）と硫黄系添加剤を、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で、基油と硫黄系添加剤の含有率がそれぞれ表４の各値になるように混合することにより、実験例８〜１６の各軸受で使用する９種類のグリースを得た。そして、各軸受の軸受内部空間内に、軸受内部空間容積の３０体積％に相当する量の各グリースを封入して、実験例８〜１６の各軸受を組み立てた。
【００５９】
先ず、寿命試験として、実験例８〜１６の各軸受を、内輪回転速度１４０００ｍｉｎ-1、軸受外輪温度１２０℃、ラジアル荷重２０００Ｎの条件で連続回転させ、焼付きが発生するまでの時間（軸受潤滑寿命）を調べた。また、回転開始から２０時間後のグリースの漏洩量を測定した。
さらに、実験例８〜１６の各軸受について、ＪＩＳ  Ｋ２２２０  １８. に規定されている低温トルク試験を、温度−４０℃の条件下で行った。すなわち、−４０℃の空間で各軸受を１０分間続けて回転し、最後の１５秒間でのトルク測定値の平均値を低温トルク値として算出した。算出された各低温トルク値について、表３の実験例３の低温トルクの値を１とした相対値（低温トルク比）を算出した。
【００６０】
これらの結果を表４に示す。なお、表４の結果も、表３の実験例３の軸受潤滑寿命を１とした場合の相対値で示してある。そして、軸受潤滑寿命については、相対値が１．５を超える場合には合格、１．５以下である場合には不合格とした。また、グリースの漏洩については、漏洩量が各深溝玉軸受に封入したグリース全体の１０質量％以下であれば合格（○）、１０質量％を超過した場合は不合格（×）とした。さらに、低温流動性については、 低温トルク比が１．０未満であれば合格、１．０以上であれば不合格と評価した。
【００６１】
【表４】
2013092249.tif 000007
【００６２】
表４の結果から以下のことが分かる。
実験例８〜１６の軸受は、封入されているグリースの基油はポリαーオレイン（ＰＡＯ）とジエステルとの混合油からなり、基油の含有率が、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で８５質量％以上９０質量％以下である。また、混和ちょう度が２６５〜２９０である。すなわち、実験例８〜１６の軸受に封入されたグリースは前記構成(c) と(f) を満たす。
【００６３】
そのうち、実験例８〜１０と１２〜１５の軸受では、封入されたグリースに含まれる基油の温度４０℃の動粘度が１５〜３５ｍｍ2 ／ｓである（構成(d) を満たす）が、実験例１１と１６の軸受では、前記動粘度が１５〜３５ｍｍ2 ／ｓから外れる（構成(d) を満たさない）。また、実験例８〜１３と１６の軸受では、封入されたグリースに含まれる硫黄系添加剤の含有率が、増ちょう剤と基油の合計質量に対する比率で０．１質量％以上５．０質量％以下（構成(e) を満たす）であるが、実験例１４と１５の軸受では、封入されたグリースに硫黄系添加剤が含まれていないか、硫黄系添加剤の含有率が前記範囲から外れる（構成(e) を満たさない）。
このように、前記構成(c) 〜(f) の全てを満たすグリースが封入されている実験例８〜１０と１２および１３の軸受は、軸受潤滑寿命試験、グリースの漏洩試験、および低温流動性試験（低温トルク試験）の何れの試験にも合格しており、グリースの漏洩が少なく、低温流動性に優れ、焼付き寿命が長かった。
【００６４】
これに対して、封入されたグリースに含まれる基油の温度４０℃の動粘度が１３．０ｍｍ2 ／ｓである（１５ｍｍ2 ／ｓより小さい）実験例１１の軸受は、グリースの漏洩は少なく、低温流動性には優れているが、焼付き寿命が短かった。また、封入されたグリースに含まれる基油の温度４０℃の動粘度が４５．０ｍｍ2 ／ｓである（３５ｍｍ2 ／ｓより大きい）実験例１６の軸受は、グリースの漏洩は少ないが、低温流動性が不良で、焼付き寿命も長くはなかった。
また、硫黄系添加剤を含有しないグリースが封入されている実験例１４の軸受は、低温流動性は良好であるが、グリースの漏洩量が多く、焼付き寿命が短かった。硫黄系添加剤の含有率が６．０質量％である（５．０質量％を超える）グリースが封入されている実験例１５の軸受は、グリースの漏洩は少なく、低温流動性も良好であるが、焼付き寿命が短かった。
【符号の説明】
【００６５】
１        玉軸受
１０      内輪
１０ａ    軌道溝
２０      外輪
２０ａ    軌道溝
３０      玉
４０      冠形保持器
４１      凹部
５０      シール
６０      軸受内部空間
Ｂ        軸方向断面幅
Ｈ        径方向断面幅
Ｔ        ポケット底厚（凹部の底部から軸方向他方の端部までの長さ）
Ｄｗ      玉の直径
Ｒ        軌道溝の溝曲率半径
【図１】
2013092249.tif 000008
【図２】
2013092249.tif 000009
【図３】
2013092249.tif 000010
【図４】
2013092249.tif 000011
【図５】
2013092249.tif 000012