(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単列の玉軸受でモーメント荷重を含む荷重を支持する回転軸支持構造であって、
上記玉軸受は、
玉の中心の軸方向位置から軸方向の両側に延在する軌道溝を有する内輪と、上記玉の中心の軸方向位置から軸方向の両側に延在する軌道溝を有する外輪とを有する４点接触玉軸受であり、
上記内輪の軌道溝の軌道面の溝曲率半径を玉径の５２〜５３.５％とし、
上記外輪の軌道溝の軌道面の溝曲率半径を玉径の５３.５〜５６％とし、
かつ、上記内輪の軌道溝の軌道面の溝曲率半径を上記外輪の軌道溝の軌道面の溝曲率半径よりも小さくして、上記内輪の軌道溝の面圧と上記外輪の軌道溝の面圧とをバランスさせることを特徴とする回転軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐モーメント荷重性やモーメント剛性が優れた軽量でコンパクトな４点接触玉軸受を有する回転軸支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エアコンディショナーで使用される電磁クラッチ用軸受あるいはプーリ用軸受には、耐モーメント荷重性やモーメント剛性が要求されるので、単列深溝玉軸受を採用できず、内,外輪一体タイプの複列斜接玉軸受が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年、周辺部品の設計自由度や軽量化,コストダウンの要求が強く、軸受を単列化する必要性が生じている。
【０００４】
しかし、通常の単列軸受では、上述のような厳しい条件では、使用できなかった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、耐モーメント荷重性やモーメント剛性が優れ、耐剥離性,耐焼付き性も優れた４点接触玉軸受を有する回転軸支持構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の回転軸支持構造は、単列の玉軸受でモーメント荷重を含む荷重を支持する回転軸支持構造であって、
上記玉軸受は、
玉の中心の軸方向位置から軸方向の両側に延在する軌道溝を有する内輪と、上記玉の中心の軸方向位置から軸方向の両側に延在する軌道溝を有する外輪とを有する４点接触玉軸受であり、
上記内輪の軌道溝の軌道面の溝曲率半径を玉径の５２〜５３.５％とし、
上記外輪の軌道溝の軌道面の溝曲率半径を玉径の５３.５〜５６％とし、
かつ、上記内輪の軌道溝の軌道面の溝曲率半径を上記外輪の軌道溝の軌道面の溝曲率半径よりも小さくして、上記内輪の軌道溝の面圧と上記外輪の軌道溝の面圧とをバランスさせることを特徴としている。
【０００７】
この発明の回転軸支持構造では、４点接触玉軸受の内(外)輪の溝曲率半径を玉径の５２(５３.５)％以上にしたから、玉の肩乗り上げや焼付き寿命の低下を招くことがなく、内(外)輪の溝曲率半径を玉径の５３.５(５６)％以下としたから、剥離寿命やモーメント剛性を確保できる。これに対し、内(外)輪の溝曲率半径を玉径の５２(５３.５)％未満にすると、玉と内,外輪との接触楕円が大となり、差動すべりが大となって、発熱が大きくなったり、軌道溝からの離脱、いわゆる肩乗り上げが発生する。
【０００８】
また、一実施形態では、接触角を２０°以上にしたから、モーメント剛性の低下を招くことが無く、接触角を３０°以下にしたから、玉のスピンに起因する発熱や玉の肩乗り上げの問題を回避できる。これに対し、接触角が２０°を下回ると、アキシャルガタが大きくなって、モーメント剛性が小さくなる一方、接触角が３０°を上回ると、玉のスピンが増加して、発熱が大きくなる。
【０００９】
また、内輪の軌道面の溝曲率半径を５２〜５３.５Ｂｄ％(Ｂｄ％は玉の直径に対する百分率)として、外輪の軌道面の溝曲率半径(５３.５〜５６Ｂｄ％)よりも小さくしたから、内輪の軌道面の面圧と外輪の軌道面の面圧とをバランスさせて、剥離寿命の向上を図ることができる。なお、内輪の軌道面は、軸直角面で切断した断面が玉に対して凸であるのに対し、外輪の軌道面は、軸直角面で切断した断面が玉に対して凹であるから、外輪の溝曲率半径と内輪の溝曲率半径とを同じにすると、外輪よりも内輪の面圧の方が大きくなって、面圧がアンバランスになって、寿命が低下する。
【００１０】
したがって、この発明によれば、耐モーメント荷重性やモーメント剛性が優れ、耐剥離性,耐焼付き性も優れた４点接触玉軸受を有する回転軸支持構造を実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１２】
図１に、この発明の回転軸支持構造が有する４点接触玉軸受の実施形態の断面を示す。この実施形態は、内輪１と外輪２の間に複数の玉３が周方向に所定の間隔を隔てて配列されており、この玉３は保持器５で保持されている。外輪２の軸方向の両端部にはシール部材６が固定され、このシール部材６のシールリップ７は内輪１の軸方向両端に形成された窪みに摺接している。
【００１３】
内輪１は軌道溝１１を有し、この軌道溝１１は、玉３の中心Ｐ0から所定寸法(例えば、玉３の直径Ｂｄの１％)だけ軸方向の両側へ位置ずれした２つの曲率中心Ｐ11,Ｐ12を有している。図１において、右方へ位置ずれした曲率中心Ｐ12は、図１において、玉中心Ｐ0の左方の軌道溝１１Ｂの軌道面の曲率中心であり、左方へ位置ずれした曲率中心Ｐ11は、図において、玉中心Ｐ0の右方の軌道溝１１Ａの軌道面の曲率中心である。また、上記軌道溝１１Ａ,１１Ｂの曲率半径Ｒ１は、玉３の直径Ｂｄの５３.０％とした。そして、この玉３と軌道溝１１Ａとの接触角θ2を２５°とし、玉３と軌道溝１１Ｂとの接触角θ2を２５°とした。
【００１４】
また、外輪２は、軌道溝１２を有し、この軌道溝１２は、玉３の中心Ｐ0から所定寸法(例えば、玉３の直径Ｂｄの１％)だけ軸方向の両側へ位置ずれした２つの曲率中心Ｐ21,Ｐ22を有している。図１において、右方へ位置ずれした曲率中心Ｐ22は、図１において、玉中心Ｐ0の左方の軌道溝１２Ｂの軌道面の曲率中心であり、左方へ位置ずれした曲率中心Ｐ21は、図において、玉中心Ｐ0の右方の軌道溝１２Ａの軌道面の曲率中心である。また、上記軌道溝１２Ａ,１２Ｂの曲率半径Ｒ２は、玉３の直径Ｂｄの５５.０％とした。そして、この玉３と軌道溝１２Ａとの接触角θ1を２５°とし、玉３と軌道溝１２Ｂとの接触角θ1を２５°とした。
【００１５】
この実施形態の４点接触玉軸受によれば、内輪１の溝曲率半径Ｒ１を５３.０Ｂｄ％(５２Ｂｄ％以上で５３.５Ｂｄ％以下)にし、外輪２の溝曲率半径Ｒ２を５５.０Ｂｄ％(５３.５Ｂｄ％以上で５６Ｂｄ％以下)にした。これにより、玉３の肩乗り上げや焼付き寿命の低下を招くことなく、剥離寿命やモーメント剛性を確保できる。なお、内(外)輪１(２)の溝曲率半径Ｒ１(Ｒ２)を５２(５３.５)％Ｂｄ未満にすると、玉３と内,外輪１,２との接触楕円が大となり、作動すべりが大となって、発熱が大きくなったり肩乗り上げが発生する。
【００１６】
また、軌道溝１１の軌道溝１１Ａ,１１Ｂと玉３との接触角θ2を２５°(２０°〜３０°)とし、軌道溝１２の軌道溝１２Ａ,１２Ｂと玉３との接触角θ1を２５°としたから、モーメント剛性の低下を招くこと無く、玉３のスピンに起因する発熱や玉３の肩乗り上げの問題を回避できる。なお、接触角θ1,θ2が２０°を下回ると、アキシャルガタが大きくなって、モーメント剛性も小さくなる一方、接触角θ1,θ2が３０°を上回ると、玉３のスピンが増加して、発熱が大きくなる。
【００１７】
また、内輪１の軌道溝１１Ａ,１１Ｂの溝曲率半径Ｒ１(５３.０Ｂｄ％)を外輪２の軌道溝１２Ａ,１２Ｂの溝曲率半径(５５Ｂｄ％)よりも小さくしたから、内輪１の軌道溝１１Ａ,１１Ｂの面圧と外輪２の軌道溝１２Ａ,１２Ｂの面圧とをバランスさせて、剥離寿命を向上を図ることができる。なお、内輪１の軌道溝１１は、軸直角面で切断した断面が玉３に対して凸であるのに対し、外輪２の軌道溝１２は、軸直角面で切断した断面が玉３に対して凹である。このため、外輪２の溝曲率半径Ｒ２と内輪１の溝曲率半径Ｒ１とを同じにすると、外輪２よりも内輪１の面圧の方が大きくなって、面圧がアンバランスになって、寿命が低下する。
【００１８】
上記説明したように、この実施形態によれば、耐モーメント荷重性やモーメント剛性が優れ、耐剥離性や耐焼付き性も優れた４点接触玉軸受を有する回転軸支持構造を実現できる。
【００１９】
尚、上記実施形態では、内輪１の軌道溝１１の曲率半径を玉の直径の５３％としたが、５２〜５３.５％の範囲内に設定すれば、上述の効果が得られる。また、外輪２の軌道溝１２の曲率半径を玉の直径の５３.５％〜５６％の範囲内に設定すれば、同様の効果を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の回転軸支持構造の４点接触玉軸受は、内(外)輪の溝曲率半径を５２(５３.５)Ｂｄ％以上にしたから、玉の肩乗り上げや焼付き寿命の低下を招くことがなく、内(外)輪の溝曲率半径を５３.５(５６)Ｂｄ％以下としたから、剥離寿命やモーメント剛性を確保できる。
【００２１】
また、一実施形態では、接触角を２０°以上にしたから、モーメント剛性の低下を招くことが無く、接触角を３０°以下にしたから、玉のスピンに起因する発熱や玉の肩乗り上げの問題を回避できる。
【００２２】
また、内輪の軌道面の溝曲率半径(５２〜５３.５Ｂｄ％)を外輪の軌道面の溝曲率半径(５３.５〜５６Ｂｄ％)よりも小さくしたから、内輪の軌道面の面圧と外輪の軌道面の面圧とをバランスさせて、剥離寿命を向上を図ることができる。
【００２３】
したがって、この発明によれば、耐モーメント荷重性やモーメント剛性が優れ、耐剥離性や耐焼付き性が優れた４点接触玉軸受を有する回転軸支持構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の４点接触玉軸受を有する回転軸支持構造の実施の形態の断面図である。
【符号の説明】
１…内輪、２…外輪、３…玉、５…保持器、６…シール部材、
７…シールリップ、１１,１２…軌道溝、
Ｐ0…玉中心、Ｐ11,Ｐ12,Ｐ21,Ｐ22…曲率中心、θ1,θ2…接触角。
【図１】
0003905283.tif 000002