(57)【要約】【課題】潤滑油の給排出性を損なうことがなく、油潤滑の環境下において、高速回転で使用可能な深溝玉軸受を提供する。【解決手段】深溝玉軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、これら外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に設けられた複数の玉１３と、外輪１１の内周面と内輪１２の外周面との間に設けられて複数の玉１３を転動可能に保持する合成樹脂製の保持器２０と、外輪１１の内周面の軸方向両端部に設けられた溝１１ｂに固定された金属製のシールド板１４と、を備える。シールド板１４の内周部１４ｂと内輪１２の外周面との間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５が確保される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間を周方向に転動可能な複数の玉と、前記玉をポケット内に収容した樹脂製の保持器と、を備えた、油潤滑で使用される深溝玉軸受であって、
前記保持器は、前記ポケットの側面が半径方向に平行に形成された外輪案内形式の保持器であって、
前記外輪の両側面には、半径方向内側に延びるシールド板が設けられ、
前記シールド板と前記内輪の外周面との間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部を有することを特徴とする深溝玉軸受。  
【請求項２】
前記シールド板の内径寸法が、前記保持器の内径以上、前記玉のピッチ円直径以下であることを特徴とする請求項１に記載の深溝玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油潤滑の環境下において、高速回転で使用される深溝玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速回転で使用される転がり軸受として、特許文献１及び特許文献２の転がり軸受が知られている。特許文献１には、合成樹脂製保持器のポケットの側面を平行に形成した外輪案内形式のアンギュラ玉軸受が開示されおり、図５に示すように、このアンギュラ玉軸受１００は、保持器１０１の円筒ポケット内に玉１０２を転動可能に保持するとともに、グリース等の潤滑剤の密封のため、外輪１０３の両端にシールド板１０４を設け、シールド板１０４と内輪１０５との間にラビリンスシールを形成している。
【０００３】
また、特許文献２には、合成樹脂製保持器のポケットの側面を玉に沿って円環状に形成した冠型保持器を備えた玉案内形式の深溝玉軸受が開示されおり、図６に示すように、この深溝玉軸受２００は、保持器２０１の球面ポケット内に玉２０２を転動可能に保持するとともに、潤滑性能を向上させるため外輪２０３の片側のみにシールド板２０４を設け、シールド板２０４と内輪２０５との間に僅かな隙間を形成している。
【特許文献１】特開平９−２１００７２号公報
【特許文献２】特開２００７−１７７８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のアンギュラ玉軸受１００においては、軸受内部をシールド板１０４でシールするため、軸受内部に潤滑油が滞留する。このため、軸受内部が高温となり、潤滑油の粘度低下、劣化が発生し、油膜を形成しにくくなることで、保持器１０１と玉１０２に摩耗や焼付きが発生するおそれがある。また、アンギュラ玉軸受は深溝玉軸受より許容回転数は高いものの、高価で取り扱いが容易ではないという課題があった。
【０００５】
一方、特許文献２に記載の深溝玉軸受２００においては、玉案内の冠型保持器２０１を使用するため、高速回転によりポケットが摩耗しやすく、それにより円環部を捩れ軸として変形する可能性があった。また、潤滑油の供給側と反対側にシールド板２０４を設けシールしているため、軸受内部の潤滑油は、シール板２０４と内輪２０５との僅かな隙間からしか排出されない。そのため、軸受内部に潤滑油が滞留し、軸受内部が高温となり、潤滑油の粘度低下、劣化が発生し、油膜を形成しにくくなることで、保持器２０１と玉２０２に摩耗や焼付きが発生するおそれがある。
【０００６】
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、潤滑油の給排出性を損なうことがなく、油潤滑の環境下において、高速回転で使用可能な深溝玉軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間を周方向に転動可能な複数の玉と、前記玉をポケット内に収容した樹脂製の保持器と、を備えた、油潤滑で使用される深溝玉軸受であって、
前記保持器は、前記ポケットの側面が半径方向に平行に形成された外輪案内形式の保持器であって、
前記外輪の両側面には、半径方向内側に延びるシールド板が設けられ、
前記シールド板と前記内輪の外周面との間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部を有することを特徴とする深溝玉軸受。  
（２）  前記シールド板の内径寸法が、前記保持器の内径以上、前記玉のピッチ円直径以下であることを特徴とする（１）に記載の深溝玉軸受。
【０００８】
本発明の深溝玉軸受は、合成樹脂製の保持器を円筒ポケットにして外輪案内形式としつつ、内輪との間に開口部を有したシールド板を外輪両側面に設ける構成を採用する。これにより、保持器の摩耗、振動や回転トルクの増大を防ぐことができる。さらに、軸受に供給された潤滑油は、遠心力により外径側に飛ばされ、外輪の両側面に設置したシールド板にて塞ぎ止められることにより、保持器外径案内面と外輪との摺動部を油浴状態にすることができ摺動部の潤滑性を向上することができる。さらに、シールド板と内輪との間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部を有しており、潤滑油の給排出性を損なうことがないため、軸受の昇温を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る深溝玉軸受の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
図１に示すように、深溝玉軸受１０は、内周面１１ａに外輪軌道面１１ｂを有する外輪１１と、外周面１２ａに内輪軌道面１２ｂを有する内輪１２と、これら外輪軌道面１１ｂと内輪軌道面１２ｂとの間に転動自在に設けられた複数の玉１３と、外輪１１の内周面１１ａと内輪１２の外周面１２ａとの間に設けられて複数の玉１３を転動可能に保持する合成樹脂製の保持器２０と、外輪１１の内周面１１ａの軸方向両端部に設けられた溝１１ｃに固定された金属製のシールド板１４と、を備える。
【００１１】
保持器２０は、円環部２１と、円環部２１の円周方向に等しい間隔をあけて複数箇所から軸方向一方側へ突出する複数の柱部２２と、各柱部２２の両側先端からさらに軸方向一方側へ突出する爪部２２ａ、２２ｂと、を備える。円周方向に隣り合う柱部２２、２２の対向面は半径方向に平行に形成され、これら対向面と対向面間の円環部２１の軸方向側面は、協働して円筒ポケットを形成し、玉１３を回動自在に保持する。なお、保持器２０の円環部２１及び柱部２２には軽量化のため、軸方向に沿って一部を空洞にした肉抜き部２４が設けられている。
【００１２】
保持器２０は、樹脂によって形成され、その材料として、ポリアミド４６やポリアミド６６などのポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェレンサルサイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）などが例示される。また、上記樹脂に、例えば、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維状充填材を１０〜５０ｗｔ％程度適宜添加することによって、保持器５の剛性および寸法精度を向上させることができる。
【００１３】
シールド板１４は、例えば、ＳＰＣＣ等の金属板材をプレス加工して、略円環状に形成したものであり、その外周部１４ａは、外輪１１の内周面１１ａの軸方向端部に設けられた溝１１ｃに圧入・固定され、その内周部１４ｂは、内輪１２の外周面１２ａと隙間を空けて配置されている。尚、シールド板１４は、金属製の芯材をゴム、合成樹脂等の弾性材で被覆して全体円環状に形成してもよい。
【００１４】
ここで、シールド板１４の内径Ｄｓは、保持器２０の内径Ｄｒと同一であって、玉１３のピッチ円直径Ｄｐｃｄより小径に設定され、シールド板１４の内周部１４ｂと内輪１２の外周面１２ａとの間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５が確保される。
【００１５】
図１に示すように、深溝玉軸受１０は、保持器２０の円環部２１の外周面が玉１３とシールド板１４の間に位置する外輪１１の内周面１１ａのいずれか一方（本実施形態においては、図中左側）と摺動するように組み付けられる。このように組み付けられた深溝玉軸受１０は、軸方向いずれか一方を潤滑油の供給側、他方を排出側に配置され、例えば、ハウジングに外輪１１が内嵌され、回転軸に内輪１２が外嵌されて、自動車の変速機等の装置に組み込まれ、内輪１２と外輪１１との相対回転を自在とする。この際、各玉１３は、自転しつつ、内輪１２の周囲を公転する。また、保持器２０は各玉１３の公転速度と同じ速度で、内輪１２の周囲を回転する。る。このとき、ハウジングと回転軸との間の空間は、潤滑油を供給・排出するための供給路及び排出路として作用する。
【００１６】
そして、潤滑油が、潤滑油タンク（図示せず）から供給路を介して深溝玉軸受１０の側方から供給されると、潤滑油は、シールド板１４の内周部１４ｂと内輪１２の外周面１２ａとの開口部１５から深溝玉軸受１０の内部に流入し、深溝玉軸受１０の回転に伴って潤滑油が保持器２０の爪部２２ａ、２２ｂや玉１３によって攪拌される。
【００１７】
このとき、深溝玉軸受１０に供給された潤滑油は、遠心力により外径側に飛ばされ、外輪１１の両側面に設置したシールド板１４にて塞ぎ止められ、深溝玉軸受１０の内部は油浴状態となる。
【００１８】
潤滑油は、外輪１１、内輪１２、玉１３、及び保持器２０の摺動面を潤滑した後、供給側の開口部１５とは反対側の開口部１５から排出路に排出される。
【００１９】
このように構成された深溝玉軸受１０は、保持器２０のポケットを円筒ポケットとし、かつ外輪案内形式の合成樹脂保持器とすることで、保持器の摩耗、振動や回転トルクの増大を防止することができる。
【００２０】
また、シールド板１４の内周部１４ｂと内輪１２の外周面１２ａとの間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５を有しており、潤滑油の給排出性を損なうことがないため、潤滑油が滞留し続けることがなく、深溝玉軸受１０の昇温を抑制することができる。
【００２１】
さらに、シールド板１４を外輪１１の両側面に設け、シールド板１４の内径Ｄｓを保持器の内径Ｄｒと同一とすることで、保持器２０と玉１３、及び保持器２０と外輪１１の摺動部には常に潤滑油が存在するため、摺動部の潤滑性が向上し、摩耗抑制や摩擦力低減の効果がある。
【００２２】
（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
図２に示すように、深溝玉軸受３０は、保持器２０’の柱部外径Ｄｐを摺動部である円環部２１’の外径Ｄａより小径にするとともに、シールド１４’の内径を保持器２０’の内径Ｄｒより大径で玉のピッチ円直径Ｄｐｃｄと同一にする以外は、第１実施形態の深溝玉軸受１０と同様に構成される。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】
このように構成された深溝玉軸受３０は、第１実施形態と同様に、保持器２０’のポケットを円筒ポケットとし、かつ外輪案内の合成樹脂保持器とすることで、保持器の摩耗、振動や回転トルクの増大を防止することができる。
【００２４】
また、保持器２０’の柱部２２’の外径Ｄｐを摺動部である保持器２０の円環部２１’の外径Ｄａより小径にすることで、保持器２０が外輪１１で案内される機能を損なうことなく、保持器２０’の軽量化を図ることができる。
【００２５】
また、第１実施形態と同様に、シールド板１４’と内輪１２との間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５を有しており、潤滑油の給排出性を損なうことがないため、潤滑油が滞留し続けることがなく、深溝玉軸受３０の昇温を抑制することができる。
【００２６】
第１実施形態では、シールド板１４’の内径Ｄｓを保持器２０’の内径Ｄｒと同一としたが、本実施形態のように、シールド板１４の内径Ｄｓを玉のピッチ円直径Ｄｐｃｄと同一としても、保持器２０’と玉１３、及び、保持器２０’と外輪１１の摺動部には常に潤滑油が存在するため、摺動部の潤滑性が向上し、摩耗抑制や摩擦力低減の効果がある。
【００２７】
（第３実施形態）
図３は本発明の第３実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
第３実施形態の深溝玉軸受４０は、第１実施形態のいわゆる片持ちタイプの保持器２０から両持ちタイプの保持器に変えた以外は、第１実施形態の深溝玉軸受１０と同様に構成される。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
深溝玉軸受４０は、図３に示すように、外輪１１の両側面に設けられたシールド板１４間に玉１３を保持した保持器５０が設けられ、保持器５０の円環部５１ａ、５１ｂの外周面が玉１３とシールド板１４の間に位置する外輪１１の両側の内周面１１ａと摺動するように組み付けられる。
【００２９】
保持器５０は、軸方向両側の円環部５１ａ，５１ｂと、円環部５１ａ，５１ｂ同士を連接する円周方向に等しい間隔をあけて設けられた複数の柱部５２と、を備える。円周方向に隣り合う柱部５２，５２の対向面は半径方向に平行に形成され、これらの対向面と対向面間の円環部５１ａ，５１ｂの軸方向側面は、協働して円筒ポケットを形成し、玉１３を回動自在に保持する。また、保持器５０は２つの要素５０ａ、５０ｂを組み合わせた組み合わせ型の保持器であり、各要素５０ａ、５０ｂは、それぞれ円環部５１ａ，５１ｂと、柱部５２ａ、５２ｂを有し、これらの要素は、接着、スナップフィット、ボルトとネジ、溶着など方法により係合され一体化されている。
【００３０】
このように構成された深溝玉軸受４０の保持器５０は、第１、第２実施形態の保持器２０、２０’と比べて、高速回転時に円環部を捩れ軸として捩れ変形する可能性がなく、保持器の耐変形性を向上させることができる。
【００３１】
また、第１実施形態と同様に、シールド板１４と内輪１２との間には、潤滑油の供給口又は排出口となる開口部１５を有しており、潤滑油の給排出性を損なうことがないため、潤滑油が滞留し続けることがなく、深溝玉軸受１０の昇温を抑制することができる。
【００３２】
さらに、第３実施形態の深溝玉軸受４０は、第１実施形態と同様にシールド板１４を外輪の両側面に設け、シールド板１４の内径Ｄｓを保持器の内径Ｄｒと同一とすることで、保持器４０と玉１３、及び保持器４０と外輪１１の摺動部には常に潤滑油が存在するため、摺動部の潤滑性が向上し、摩耗抑制や摩擦力低減の効果がある。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明に係る深溝玉軸受の実施例について説明する。
【００３４】
[外輪温度比較試験]
まず、第２実施形態の深溝玉軸受３０に用いた保持器２０’と同一形状の保持器を用いて、シールド板の内径との外輪温度との関係を求めた。試験は以下の条件で、シールド板の内径を表１及び図４に示すように変更して行った。
〈仕様〉
軸受名番：単列深溝玉軸受６０１１
玉のピッチ円直径：７２．５ｍｍ
シールド板：ＳＰＣＣをプレス成形加工し、外輪端部に加締めて装着した（図４（ｃ）についてはシールド板なし）。
シールド板内径：表１及び図４（ａ）〜（ｅ）に記載のように変更した。
保持器材料：ポリアミド４６（ガラス繊維を２５％充填）
【００３５】
〈試験条件〉
潤滑方法：ＶＧ２４の鉱油を強制潤滑給油
油量：０．１Ｌ／ｍｉｎ
給油温度：１００℃
回転数：２００００ｒｐｍ
荷重：３４００Ｎ
【００３６】
なお、外輪温度を図４（ａ）の計測位置Ａ（他の実施例及び比較例についても同様）において計測した。試験結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2009275719.tif 000003
【００３８】
表１から明らかなように、シールド板内径を玉のＰＣＤと同一にした実施例１及びシールド内径を保持器の内径と同一にした実施例２においては、最も発熱が低減し外輪温度が低い値を示した。
【００３９】
一方、シールド板を備えていない比較例１及びシールド板内径を玉のＰＣＤより大径にすると、保持器のポケットと玉の摺動部に潤滑油が常には存在しないため、摺動部からの発熱により、外輪温度は若干上昇した。
さらに、シールド板内径を保持器内径より小径にすると、外部と軸受空間を連通する開口部の開口面積が減少し、高温の潤滑油が軸受内部に滞留し、外輪温度が上昇した。          
【００４０】
実施例１及び実施例２から明らかなように、シールド板内径Ｄｓを、保持器内径Ｄｒ以上、玉のピッチ円直径Ｄｐｃｄ以下とすれば、保持器のポケットと玉、及び、保持器と外輪の摺動部の潤滑性を向上させることができる。
【００４１】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上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、配置場所、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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態である深溝玉軸受の要部縦断面図である。
【図４】外輪温度比較試験におけるシールド板の内径寸法を示す断面図である。
【図５】特許文献１のアンギュラ玉軸受の断面図である。
【図６】特許文献２の深溝玉軸受の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０、３０、４０    転がり軸受
１１    外輪
１２    内輪
１３    玉
１５    開口部
２０、２０’、５０    保持器
１４、１４’    シールド板
Ｄｓ    シールド内径
Ｄｒ    保持器内径
Ｄｐｃｄ    玉のピッチ円直径
Ｄａ    保持器環状部外径
Ｄｐ    保持器柱部外径
【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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【図６】
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