特開 2021-32359 ラジアル型ころ軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-32359(P2021-32359A)

(43)【公開日】2021年3月1日

(54)【発明の名称】ラジアル型ころ軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/46 20060101AFI20210201BHJP

   F16C 19/26 20060101ALI20210201BHJP

   F16C 33/66 20060101ALI20210201BHJP

   F16N 7/00 20060101ALI20210201BHJP

   B60K 6/36 20071001ALI20210201BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/46

   F16C19/26

   F16C33/66

   F16N7/00

   B60K6/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2019-154131(P2019-154131)

(22)【出願日】2019年8月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前佛 誠

(72)【発明者】

【氏名】山中 啓陽

【テーマコード（参考）】

3D202

3J701

【Ｆターム（参考）】

3D202AA01

3D202BB11

3D202CC24

3D202CC45

3D202EE08

3D202FF04

3J701AA13

3J701AA24

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA34

3J701BA44

3J701BA49

3J701BA50

3J701CA08

3J701CA14

3J701DA14

3J701DA20

3J701EA36

3J701EA47

3J701EA67

3J701EA76

3J701FA32

3J701FA33

3J701FA38

3J701FA44

3J701FA51

3J701FA53

3J701FA55

3J701GA01

3J701GA11

3J701XB03

3J701XB26

(57)【要約】

【課題】摩擦抵抗の増大を抑制しつつ、潤滑油の供給が断続的である潤滑環境下、或いは、潤滑油が微量である潤滑環境下であったとしても焼付きを防止することができるラジアル型ころ軸受を提供する。
【解決手段】円筒ころ軸受１０の保持器１４は、短繊維を混合した樹脂製であり、一対の円環部１４ａの軸方向内端面１４ｂところ１３の軸方向外端面１３ｂとの間に隙間Ｓ１をそれぞれ有して、軸方向に沿って所定の範囲で移動可能に設けられ、一対の円環部１４ａの軸方向内端面１４ｂに、エッチングにより樹脂のみを除去し短繊維を突出させた溝（保油部）２０がそれぞれ設けられ、保持器１４が軸方向に移動したときに、溝２０がころ１３の軸方向外端面１３ｂに接触可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動可能に設けられる複数のころと、前記複数のころを周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備え、
前記外輪の軸方向両端部に、前記複数のころを案内する外輪鍔部がそれぞれ設けられ、
前記保持器は、同軸に配置される一対の円環部と、前記一対の円環部を軸方向に連結し、周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記ころを転動可能に保持するポケットと、を有するラジアル型ころ軸受であって、
前記保持器は、短繊維を混合した樹脂製であり、前記一対の円環部の軸方向内端面と前記ころの軸方向外端面との間に隙間をそれぞれ有して、軸方向に沿って所定の範囲で移動可能に設けられ、
前記一対の円環部の軸方向内端面に、樹脂のみを除去し前記短繊維を突出させた保油部がそれぞれ設けられ、
前記保持器が軸方向に移動したときに、前記保油部が前記ころの軸方向外端面に接触可能であることを特徴とするラジアル型ころ軸受。

【請求項2】

前記円環部の軸方向内端面において、前記ころがスキューしたときに前記ころの軸方向外端面が接触する部分に前記保油部が設けられることを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項3】

前記円環部の軸方向内端面において、前記ころがスキューしたときに前記ころの軸方向外端面が接触しない部分に前記保油部が設けられていないことを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項4】

前記保油部は、前記短繊維を突出させた孔であり、
前記孔の孔径は、前記短繊維の長さよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項5】

前記保油部は、前記短繊維を突出させた溝であり、
前記溝の溝幅は、前記短繊維の長さよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項6】

前記溝の最長直線長さは、前記短繊維の長さよりも小さいことを特徴とする請求項５に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項7】

前記保油部は、前記円環部の軸方向内端面の全域に設けられることを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項8】

前記保油部は、前記円環部の軸方向内端面の前記ころの軸方向外端面と接触する部分の少なくとも一部を残して設けられることを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項9】

前記保油部は、前記円環部の軸方向内端面から内周面に連続して設けられることを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項10】

前記保持器の前記円環部の外周面が前記外輪の前記外輪鍔部の内周面で案内されることを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項11】

前記ころと前記保持器が前記外輪の軸方向一方側に移動した時に、前記保持器及び前記保油部が前記外輪の軸方向外端面よりも軸方向内側に位置することを特徴とする請求項１に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項12】

前記内輪は、片鍔の内輪であり、軸方向一方側の外部荷重を受けることが可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項13】

前記内輪は、両鍔の内輪であり、軸方向両方側の外部荷重を受けることが可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のラジアル型ころ軸受。

【請求項14】

潤滑油が軸受内部に断続的に供給される、或いは、軸受内部の潤滑油が微量である潤滑環境下で使用されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のラジアル型ころ軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円筒ころ軸受、棒状ころ軸受、及び針状ころ軸受などのラジアル型ころ軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、一部のハイブリッド車のトランスミッションのように、エンジン停止時に潤滑油ポンプを停止する機構が登場しており、軸受の焼付き問題を生じさせやすい。また、自動車の被牽引時には潤滑油ポンプが作動せずにタイヤが空転するため、トランスミッション内の軸受に焼付きが生じることがある。このため、潤滑油の供給が断続的である潤滑環境下、或いは、潤滑油が微量である潤滑環境下であったとしても焼付きを防止することができる軸受が求められている。

【0003】

従来、耐焼付き性を向上させるために、円筒ころ軸受のころの軸方向端部に潤滑油を供給するものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３７２３２４７号公報

【特許文献2】実開平０２−１３２１２６号公報

【特許文献3】特許第３０６９２８７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、上記特許文献１に記載の軸受では、ころの軸方向端面と保持器のポケット面のそれぞれに形成した凹部に潤滑油を溜め込むことはできるものの、凹部に潤滑油を溜め込むには、ころの軸方向端面と保持器のポケット面が密着している必要があるため、ころが保持器の一対の円環部に常時挟まれて、摩擦抵抗が増大していた。また、ころが保持器の一対の円環部に挟み込まれないようにすき間を設けると、溜め込んだ潤滑油が漏れ出てしまう背反関係にあった。

【0006】

また、上記特許文献２に記載の軸受は、外輪に径方向に貫通する給油孔を設けて、オイルエアによる強制潤滑を行うものであるが、この潤滑方式は、微量な潤滑油の潤滑環境下（枯渇潤滑時）における耐焼付き性向上に応用できるものではなかった。

【0007】

また、上記特許文献３は、潤滑油ではなく極圧添加剤を充填させる発明であり、目的は異なるがポケット面に凹部を形成し、極圧添加剤を含浸させた高分子材を埋設している。しかし、高分子材を埋設しているため、製造の工数が増えてコストが増大すると共に、高分子材が脱落した場合には、軸受に噛み込んだり、機械を詰まらせたりする可能性があった。

【0008】

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、摩擦抵抗の増大を抑制しつつ、潤滑油の供給が断続的である潤滑環境下、或いは、潤滑油が微量である潤滑環境下であったとしても焼付きを防止することができるラジアル型ころ軸受を提供することにある。

【0009】

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動可能に設けられる複数のころと、前記複数のころを周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備え、前記外輪の軸方向両端部に、前記複数のころを案内する外輪鍔部がそれぞれ設けられ、前記保持器は、同軸に配置される一対の円環部と、前記一対の円環部を軸方向に連結し、周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記ころを転動可能に保持するポケットと、を有するラジアル型ころ軸受であって、前記保持器は、短繊維を混合した樹脂製であり、前記一対の円環部の軸方向内端面と前記ころの軸方向外端面との間に隙間をそれぞれ有して、軸方向に沿って所定の範囲で移動可能に設けられ、前記一対の円環部の軸方向内端面に、樹脂のみを除去し前記短繊維を突出させた保油部がそれぞれ設けられ、前記保持器が軸方向に移動したときに、前記保油部が前記ころの軸方向外端面に接触可能であることを特徴とするラジアル型ころ軸受。
（２）前記円環部の軸方向内端面において、前記ころがスキューしたときに前記ころの軸方向外端面が接触する部分に前記保油部が設けられることを特徴とする（１）に記載のラジアル型ころ軸受。
（３）前記円環部の軸方向内端面において、前記ころがスキューしたときに前記ころの軸方向外端面が接触しない部分に前記保油部が設けられていないことを特徴とする（１）に記載のラジアル型ころ軸受。
（４）前記保油部は、前記短繊維を突出させた孔であり、前記孔の孔径は、前記短繊維の長さよりも小さいことを特徴とする（１）に記載のラジアル型ころ軸受。
（５）前記保油部は、前記短繊維を突出させた溝であり、前記溝の溝幅は、前記短繊維の長さよりも小さいことを特徴とする（１）に記載のラジアル型ころ軸受。
（６）前記溝の最長直線長さは、前記短繊維の長さよりも小さいことを特徴とする（５）に記載のラジアル型ころ軸受。
（７）前記保油部は、前記円環部の軸方向内端面の全域に設けられることを特徴とする（１）に記載のラジアル型ころ軸受。
（８）前記保油部は、前記円環部の軸方向内端面の前記ころの軸方向外端面と接触する部分の少なくとも一部を残して設けられることを特徴とする（１）に記載のラジアル型ころ軸受。
（９）前記保油部は、前記円環部の軸方向内端面から内周面に連続して設けられることを特徴とする（１）に記載のラジアル型ころ軸受。
（１０）前記保持器の前記円環部の外周面が前記外輪の前記外輪鍔部の内周面で案内されることを特徴とする（１）に記載のラジアル型ころ軸受。
（１１）前記ころと前記保持器が前記外輪の軸方向一方側に移動した時に、前記保持器及び前記保油部が前記外輪の軸方向外端面よりも軸方向内側に位置することを特徴とする（１）に記載のラジアル型ころ軸受。
（１２）前記内輪は、片鍔の内輪であり、軸方向一方側の外部荷重を受けることが可能であることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれか１つに記載のラジアル型ころ軸受。
（１３）前記内輪は、両鍔の内輪であり、軸方向両方側の外部荷重を受けることが可能であることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれか１つに記載のラジアル型ころ軸受。
（１４）潤滑油が軸受内部に断続的に供給される、或いは、軸受内部の潤滑油が微量である潤滑環境下で使用されることを特徴とする（１）〜（１３）のいずれか１つに記載のラジアル型ころ軸受。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、保持器の一対の円環部の軸方向内端面に、潤滑油を保持する保油部がそれぞれ設けられ、保持器が軸方向に移動したときに、保油部が円筒ころの軸方向外端面に接触するため、潤滑油の供給が断続的である潤滑環境下、或いは、潤滑油が微量である潤滑環境下であったとしても軸受の焼付きを防止することができる。また、保持器の円環部が円筒ころの軸方向外端面から離れることができ、円環部が円筒ころに常時接触しないため、軸受回転時の摩擦抵抗の増加を抑制することができ、さらに、円環部の摩耗を抑制することができる。また、高度な部品寸法精度などの管理が不要であり、製造コストの増大を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係るラジアル型ころ軸受の一実施形態を説明する断面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図3】図１に示すころと保持器が外輪の軸方向一方側に移動したときを説明する断面図である。

【図4】保油部の第１変形例を説明する断面図である。

【図5】保油部の第２変形例を説明する断面図である。

【図6】保油部の第３変形例を説明する断面図である。

【図7】保油部の第４変形例を説明する断面図である。

【図8】図７のＢ−Ｂ線断面図である。

【図9】保油部の第５変形例を説明する断面図である。

【図10】保油部の第６変形例を説明する断面図である。

【図11】内輪の第１変形例を説明する断面図である。

【図12】内輪の第２変形例を説明する断面図である。

【図13】平面状のころ端面を有する円筒ころのスキュー現象を考慮した保油部の第１例を示す展開図である。

【図14】図１３における円筒ころ軸受の図２に対応する断面図である。

【図15】平面状のころ端面を有する円筒ころのスキュー現象を考慮した保油部の第２例を示す展開図である。

【図16】図１５における円筒ころ軸受の図２に対応する断面図である。

【図17】曲面状のころ端面を有する円筒ころのスキュー現象を考慮した保油部の例を示す展開図である。

【図18】グラスファイバー入りのポリアミド樹脂にレーザーを照射して、グラスファイバーを突出させた溝加工例を示す写真である。

【図19】潤滑油ポンプによる軸受への給油を説明する断面図である。

【図20】歯車の跳ね掛けによる軸受への給油を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係るラジアル型ころ軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

【0013】

本実施形態の円筒ころ軸受（ラジアル型ころ軸受）１０は、図１に示すように、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、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動可能に設けられる複数の円筒ころ１３と、複数の円筒ころ１３を周方向に略等間隔に保持する保持器１４と、を備える。なお、本実施形態では、ハウジングＨ（図１９参照）の内部を循環する潤滑油が、潤滑油ポンプＰ（図１９参照）などにより軸受内部に適宜供給される。なお、図１は、円筒ころ１３及び保持器１４が、外輪１１に対して軸方向中央に位置した状態（換言すると、外輪１１と円筒ころ１３と保持器１４の各軸方向中心位置が一致した状態）で図示されている。

【0014】

外輪１１は、両鍔の外輪であり、その軸方向両端部に、複数の円筒ころ１３を案内する鍔部１１ｂがそれぞれ設けられている。内輪１２は、鍔なしの内輪であり、軸（アキシアル）方向の外部荷重を支持しない構造である。円筒ころ１３は、円筒ころ１３の周面である転動面１３ａと、円筒ころ１３の軸方向外端面であるころ端面１３ｂと、を有する。

【0015】

保持器１４は、短繊維Ｆｂを混合した強化樹脂製であり、同軸に配置される一対の円環部１４ａと、一対の円環部１４ａを軸方向で連結し、周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部１４ｃと、周方向に互いに隣り合う柱部１４ｃ間で、一対の円環部１４ａにより囲まれて形成され、円筒ころ１３を転動可能に保持するポケット１４ｄと、を有する。また、保持器１４の一対の円環部１４ａの外周面は、近接対向する外輪１１の各鍔部１１ｂの内周面によりそれぞれ案内されている。また、保持器１４は、射出成形などにより成形されている。

【0016】

そして、本実施形態では、図１に示すように、保持器１４のポケット１４ｄの軸方向長さ寸法ＬＰは、円筒ころ１３の軸方向長さ寸法ＬＲよりも大きく設定されている。このため、保持器１４は、一対の円環部１４ａの軸方向内端面１４ｂと円筒ころ１３の各ころ端面１３ｂとの間に軸方向の第１隙間Ｓ１をそれぞれ有する。

【0017】

このように、円筒ころ１３と保持器１４との間に軸方向の第１隙間Ｓ１が設けられるため、保持器１４は、軸方向に沿って隙間の総和寸法（軸方向両側の第１隙間Ｓ１の軸方向寸法Ｄ１の和）の範囲で移動可能に設けられる。また、本実施形態では、隙間の総和寸法は、厳密な寸法管理は不要で、保持器の一般的な加工精度を考慮して、０．１ｍｍから円筒ころ１３の長さ寸法ＬＲの１／１０以下の範囲に設定される。なお、軸方向寸法Ｄ１、円筒ころ１３の長さ寸法ＬＲ、及びポケット１４ｄの長さ寸法ＬＰは、円筒ころ１３の中心軸（自転軸）方向に沿った寸法である。

【0018】

また、図１〜図３に示すように、保持器１４の一対の円環部１４ａの軸方向内端面（以下、単に「ポケット面」とも言う）１４ｂには、複数（本実施形態では３つ）の溝（保油部）２０がそれぞれ形成されている。そして、溝２０は、レーザー照射などを使用したエッチングにより樹脂成分のみを除去し短繊維Ｆｂを突出（残留）させることで形成される。３つの溝２０は、径方向の溝幅Ｗ（図２参照）が同一であり、ポケット面１４ｂのほぼ全周に亘り周方向に沿って平行に形成されている。溝２０は、毛細管現象で潤滑油を保持可能であり、円筒ころ１３のころ端面１３ｂに接触した際に、保持する潤滑油を円筒ころ１３のころ端面１３ｂに給油する。なお、溝２０は、全てのポケット１４ｄに対して設けられてもよいし、一部のポケット１４ｄに対して設けられてもよい。また、溝２０は、１つであってもよい。また、図１〜図１２、図１４、図１６においてドット模様を付与した部分は、エッチングを施した部分である。

【0019】

また、図２に示すように、溝２０の溝幅Ｗは、短繊維Ｆｂの長さＦよりも小さく設定されている。これにより、短繊維Ｆｂが溝２０から脱落する確率を最小限に抑えることができる。なお、図２では、強化樹脂に混合される短繊維Ｆｂのうちで、ポケット面１４ｂと平行である短繊維Ｆｂの一部を、説明のために描画している。

【0020】

また、強化樹脂に混合される短繊維Ｆｂとしては、毛細管現象を生じる素材且つレーザー照射などにより除去されにくい素材であればよく、例えば、グラスファイバーを挙げることができる。

【0021】

なお、エッチングによって短繊維Ｆｂを残す溝２０の形成には、例えば、レーザーアブレーションが使用され、これにより、樹脂成分のみの除去が可能である。図１８は、短繊維であるグラスファイバーＦｂが混合されたポリアミド樹脂にレーザーを照射して、グラスファイバーＦｂを突出させた溝加工例を示す写真である。図１８では、上下方向中央部の樹脂表面が除去され、グラスファイバーＦｂが突出されていることがわかる。なお、レーザーでエッチングする場合は、樹脂の光吸収率が高く短繊維の光吸収率が低いレーザー波長を選ぶことが望ましい。例えば、グラスファイバー強化のポリアミド樹脂ならば、波長３５５ｎｍのＵＶレーザーを使用することにより、図１８に示すように、樹脂成分のみが除去され、グラスファイバーＦｂを突出させることが可能であった。

【0022】

また、本実施形態では、図１に示すように、円筒ころ１３は、その両方のころ端面１３ｂと外輪１１の両方の鍔部１１ｂとの間に軸方向の第２隙間Ｓ２をそれぞれ設けた状態で、両方の鍔部１１ｂにより案内されている。そして、第２隙間Ｓ２の軸方向寸法Ｄ２は、図３に示すように、円筒ころ１３と保持器１４が外輪１１の軸方向一方側（図３の左側）に移動した時（軸方向一方側の鍔部１１ｂところ端面１３ｂとが当接し、図３の右側である軸方向他方側のころ端面１３ｂとポケット面１４ｂとが当接した状態）に、保持器１４及び溝２０が外輪１１の軸方向外端面よりも軸方向内側に位置するような寸法に設定されている。これにより、保持器１４が軸受周辺のハウジングなどに干渉するのを防止することができる。

【0023】

このように構成された円筒ころ軸受１０では、軸受に潤滑油が供給され軸受内が潤滑油で満たされている場合、潤滑油が円筒ころ１３と保持器１４のポケット１４ｄとの間に入り込み油膜を形成する。従って、図１に示すように、潤滑油の流れの力を受けて、円筒ころ１３のころ端面１３ｂと保持器１４のポケット面１４ｂとの間に第１隙間Ｓ１が形成され、ポケット面１４ｂがころ端面１３ｂに常時接触しないため、軸受回転時の摩擦抵抗の増加が抑制される。また、軸受に供給された潤滑油は、毛細管現象により、溝２０の内部に蓄えられる。

【0024】

その一方、軸受に潤滑油が供給されず軸受内の潤滑油が微量である場合、潤滑油の流れは発生せず、保持器１４は、円筒ころ１３のスキューの分力や車両の前後左右の運動により、軸方向に自由に移動して、ポケット面１４ｂがころ端面１３ｂに繰り返し接触する（接触状態と非接触状態とが繰り返される）。つまり、軸受内の潤滑油が微量である場合にのみ、ポケット面１４ｂの溝２０がころ端面１３ｂに接触し、溝２０に蓄えられた潤滑油が円筒ころ１３に供給される。そして、円筒ころ１３に供給された潤滑油は、円筒ころ１３の転動面１３ａ、外輪軌道面１１ａ、及び内輪軌道面１２ａのそれぞれの接触部を潤滑する。なお、本実施形態の円筒ころ軸受１０は、保持器１４の自由運動を利用して保持器１４を移動させるものであるため、水平に設けられる軸（横軸）を支持する構造且つ自動車のように軸受を組み込んだ装置が前後左右に動くものに用いるのが好適である。

【0025】

以上説明したように、本実施形態の円筒ころ軸受１０によれば、保持器１４の一対の円環部１４ａのポケット面１４ｂに、潤滑油を保持する溝２０がそれぞれ設けられ、保持器１４が軸方向に移動したときに、溝２０が円筒ころ１３のころ端面１３ｂに接触するため、潤滑油の供給が断続的である潤滑環境下、或いは、潤滑油が微量である潤滑環境下であったとしても軸受１０の焼付きを防止することができる。また、保持器１４の円環部１４ａがころ端面１３ｂから離れることができ、円環部１４ａが円筒ころ１３に常時接触しないため、軸受回転時の摩擦抵抗の増加を抑制することができ、さらに、円環部１４ａの摩耗を抑制することができる。また、高度な部品寸法精度などの管理が不要であり、製造コストの増大を抑制することができる。

【0026】

更に詳細に説明すると、保持器１４は、事前に円筒ころ１３に対する接触力（押付け力）が設定されているわけではなく、保持器１４が軸方向に移動したときに円筒ころ１３と接触するため、接触抵抗を殆ど発生させず、ポケット１４ｄの摩耗劣化を最小限に抑えることができる。

【0027】

また、本実施形態の円筒ころ軸受１０によれば、溝２０が保持器１４の周方向に沿って形成され、軸受回転時の遠心力の作用方向と溝２０の形成方向が直交するため、軸受回転に伴う遠心力によって溝２０に保持される潤滑油が保持器１４の外周側に飛散するのを最小限に抑制することができる。

【0028】

また、本実施形態の円筒ころ軸受１０によれば、潤滑油量を大幅に減らすことができるので、潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。また、例えば、歯車による跳ね掛けなどによって潤滑油を微量でも供給できる構造（図２０参照）とすれば、潤滑油ポンプや給油路を廃止することもでき、これにより、潤滑システム全体の軽量コンパクト化、低コスト化を図ることができる。

【0029】

また、本実施形態の円筒ころ軸受１０によれば、潤滑油が軸受内に断続的に供給される、或いは、軸受内の潤滑油が微量である潤滑環境下でも、焼付きを防止して軸受性能や潤滑効果を長期間に亘って維持することができる。このため、本実施形態の円筒ころ軸受１０は、例えば、一部のハイブリッド車のトランスミッションのようにエンジン停止時に潤滑油ポンプが一時的に停止する機構に好適に用いることができ、また、自動車の被牽引時に潤滑油ポンプが作動せずに潤滑油の十分な供給が困難な状況などに対応することができる。

【0030】

ここで、本明細書における潤滑油が微量である潤滑環境下について説明する。例えば、自動車などのトランスミッションの場合、潤滑油の供給方法として、図１９に示す潤滑油ポンプＰによる潤滑油の圧送と、図２０に示す歯車Ｇによる潤滑油の跳ね掛けとの２通りが一般的に知られている。

【0031】

潤滑油ポンプＰにより潤滑油を圧送する構造としては、図１９に示すように、円筒ころ軸受１０の外輪１１がハウジングＨに内嵌され、内輪１２が回転軸Ａに外嵌されており、ハウジングＨに軸受１０に連通する給油路Ｒが設けられ、この給油路Ｒに潤滑油ポンプＰが接続される構造が一般的に知られている。この構造の場合、潤滑油ポンプＰから圧送された潤滑油が給油路Ｒを介して軸受１０に供給される。

【0032】

また、歯車Ｇにより潤滑油を跳ね掛ける構造としては、図２０に示すように、円筒ころ軸受１０の外輪１１がハウジングＨに内嵌され、内輪１２が回転軸Ａに外嵌されており、回転軸Ａに内輪１２と隣接して歯車Ｇが設けられる構造が一般的に知られている。この構造の場合、歯車Ｇに付着している潤滑油が軸回転に伴う遠心力により飛散し、飛散した潤滑油が軸受１０に付着して給油される。

【0033】

上記した２通りの構造では、軸受の焼付きを防止するため、５０ｃｃ／ｍｉｎから１０００ｃｃ／ｍｉｎ程度の潤滑油量が供給されている。そして、この潤滑油量が１０ｃｃ／ｍｉｎを下回ると潤滑油不足に伴う油膜不足により発熱や焼付きが起こりやすくなり、０ｃｃ／ｍｉｎ（無潤滑油）では焼付きが生じる。本発明は、無潤滑状態ではなく希薄潤滑状態への対応であり、潤滑油が微量である潤滑環境下、具体的には、０．０１ｃｃ／ｍｉｎ〜１０ｃｃ／ｍｉｎ程度の希薄潤滑状態で大きな効果を発揮する。

【0034】

次に、本明細書における潤滑油が断続的に供給される環境について説明する。例えば、ハイブリッド車では、エンジンを停止したまま電動モータで走行するモードがある。このモード中は、エンジンと直結した潤滑油ポンプだけの構造では、軸受に潤滑油が給油されない状態で走行が行われる。このため、数分程度までの無給油走行状態が発生するが、軸受はこの間に焼付きを起こしてはならない。この電動走行時間はバッテリーの進化と共に延長させたいニーズがある。現状では焼付き防止のために一定間隔毎にエンジンを回し、潤滑油ポンプを作動させる制御を行っている車種もある。この課題を解決するには、電動潤滑油ポンプをシステムに追加するか、本発明のような無潤滑で焼付きにくい軸受の採用が必要となる。本発明では、焼付きまでの時間は保油部に蓄えられる保油量と関連があることから、保油量を増やすことで無潤滑適用時間を数十分から数時間と大幅に延長させることが可能である。保油量の拡大には、例えば、油溝の数の増加や油溝深さの拡大で対応できる。

【0035】

また、乗用車は、故障時やキャンピングカーなどの大型車両での移動先での補助用車両として牽引されることがある。このようなときは、車両の駆動輪を台車などに載せることで空転を防止することが可能であるが、現実には、駆動輪を空転させながら牽引される事例が起こっている。この場合、駆動伝達はなく無負荷空転のため軸受の負担も軽微であるが、ころ軸受の場合、ころ端面と鍔部との間はすべり接触になっている。そして、この空転状態では、エンジンや電動潤滑油ポンプが稼働せず、潤滑油ポンプは停止しているため、軸受は焼付きを起こしやすい。この対策のために、跳ね掛け給油が起こるように駆動装置に工夫を施している車種もある。本発明では、潤滑油ポンプが停止しても、保油部に蓄えられた潤滑油がなくなるまで軸受に給油を行えるため、跳ね掛けが不十分又は跳ね掛けがないような被牽引状態でも耐焼付き性を大幅に向上することができる。

【0036】

また、極寒環境での始動時には、潤滑油が凍結し、潤滑油ポンプによる給油も跳ね掛けによる給油も起こらない現象が一時的に発生する。この場合は、凍結した潤滑油が温まって溶けるまでの間、軸受自身に付着していた僅かな油分で潤滑を賄わなければならない。そして、本発明では、凍結した潤滑油が保油部に蓄えられているため、軸受の発熱に伴い徐々に溶けながら潤滑するため、耐焼付き性を飛躍的に向上することができる。

【0037】

次に、本実施形態の保油部の第１変形例として、図４に示すように、保持器１４の円環部１４ａのポケット面１４ｂに、保油部である複数（本変形例では、１つのポケット面１４ｂに対して５つ）の孔２１を形成してもよい。孔２１は、円形状であり、溝２０と同様、レーザー照射などを使用したエッチングにより形成される。

【0038】

そして、保油させるための毛細管現象は孔自身ではなくて突出させた短繊維Ｆｂで行うため、孔２１の孔径Ｄ３の最適値は短繊維Ｆｂの長さＦから求まる。つまり、孔径Ｄ３が短繊維Ｆｂの長さＦよりも大きい場合、突出させた短繊維Ｆｂの脱落する確率が増加するため、孔径Ｄ３は、短繊維Ｆｂの長さＦよりも小さくする方が望ましい。しかし、孔径の大きさだけで毛細管現象を生じさせるほど、孔径Ｄ３を小さくする（例えば、０．２ｍｍ以下など）必要はなく、短繊維Ｆｂの長さＦが十分長ければ、孔径Ｄ３に上限はない。また、短繊維Ｆｂの長さＦは、特に限定しないが、例えば、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである。

【0039】

また、本実施形態の保油部の第２変形例として、図５に示すように、保油部である１つの溝２０をジグザグ状（直線状の溝が連続して折れ曲がった形状）に形成してもよい。本変形例では、溝２０の溝幅Ｗは、短繊維Ｆｂの長さＦよりも小さく設定されると共に、溝２０の最長直線長さＬは、短繊維Ｆｂの長さＦよりも小さく設定されている。これにより、短繊維Ｆｂの向きに関わらず脱落を防止することができるため、保油力を高めることができる。また、保油部の第３変形例として、図６に示すように、保油部である２つの溝２０をジグザグ状に形成してもよい。

【0040】

また、本実施形態の保油部の第４変形例として、図７及び図８に示すように、エッチングにより形成した保油部２２が、保持器１４の円環部１４ａのポケット面１４ｂから円環部１４ａの内周面に連続して設けられてもよい。本変形例によれば、潤滑油を蓄える面積が増加するため、給油効果を延ばすことができる。

【0041】

また、本実施形態の保油部の第５変形例として、図９に示すように、エッチングにより形成した保油部２３が、保持器１４の円環部１４ａのポケット面１４ｂの全域に設けられてもよい。この場合、ポケット面１４ｂに対して平行に位置する短繊維Ｆｂは、エッチングにより脱落してしまうため、短繊維Ｆｂの残存確率は孔や溝と比較して低下するが、保油部２３の面積を最大化することで大きな保油量を確保することができる。

【0042】

また、本実施形態の保油部の第６変形例として、図１０に示すように、エッチングにより形成した保油部２３が、保持器１４の円環部１４ａのポケット面１４ｂのうちで、円筒ころ１３のころ端面１３ｂと接触する部分の一部である、残存部２４を残した状態で設けられてもよい。ポケット面１４ｂの全域をエッチングすると（図９参照）、円筒ころ１３と接したときに短繊維Ｆｂで構成された保油部２３が圧迫され、短繊維Ｆｂが折損などにより脱落する可能性があるが、図１０に示すように、ポケット面１４ｂの一部をエッチングせずに残すことで円筒ころ１３の動きを規制して短繊維Ｆｂの圧迫を避け、寿命を長くすることができる。本変形例では、エッチングを施さない残存部２４は、径方向に沿って直線状に形成されている。また、本変形例では、エッチングを施さない残存部２４を線状としたが、残存さえあればその機能を発揮するため、点状や円状などその形状は自由に設定可能である。この場合、残存部２４は、ポケット面１４ｂの円筒ころ１３のころ端面１３ｂと接触する部分の少なくとも一部にあればよく、大きな面積を必要としない。また、ポケット面１４ｂにおいて、円筒ころ１３がスキューしたときにころ端面１３ｂの外周部が接触する部分に保油部２３を設け、それ以外の部分（例えば、ポケット面１４ｂの周方向中央部）にエッチングを施さない面（残存部２４）を設けるとよい。なお、保油部２３の面積を大きくするために、残存部２４の面積はポケット面１４ｂの面積の５０％以下が望ましい。

【0043】

また、本実施形態の内輪の第１変形例として、図１１に示すように、内輪１２は、片鍔の内輪であってもよく、内輪１２の軸方向他端部（図１１の右端部）に鍔部１２ｂが設けられている。この場合、内輪１２は、軸方向一方側に向う外部からのアキシアル荷重（内輪１２を図１１の左側に移動する荷重）を受けることが可能である。具体的には、ギヤの噛み合い反力などのアキシアル荷重を、外輪１１の軸方向一方側の鍔部１１ｂと内輪１２の鍔部１２ｂで支持している。このため、溝２０による給油効果により、円筒ころ１３のころ端面１３ｂと各鍔部１１ｂ，１２ｂとの摺接面における耐焼付き性を高めることができ、アキシアル方向に関して許容可能な負荷荷重を高めることができる。

【0044】

また、本実施形態の内輪の第２変形例として、図１２に示すように、内輪１２は、両鍔の内輪であってもよく、内輪１２の軸方向他端部（図１２の右端部）に鍔部１２ｂが設けられると共に、内輪１２の軸方向一端部（図１２の左端部）に鍔輪１２ｃが取り付けられている。この場合、内輪１２は、軸方向両方側に向う外部からのアキシアル荷重を受けることが可能である。具体的には、ギヤの噛み合い反力などのアキシアル荷重を、外輪１１の軸方向一方側の鍔部１１ｂと内輪１２の鍔部１２ｂ、及び外輪１１の軸方向他方側の鍔部１１ｂと内輪１２の鍔輪１２ｃで支持している。このため、溝２０による給油効果により、円筒ころ１３のころ端面１３ｂと各鍔部１１ｂ，１２ｂとの摺接面、及び円筒ころ１３のころ端面１３ｂと鍔部１１ｂ，鍔輪１２ｃとの摺接面における耐焼付き性を高めることができ、アキシアル方向に関して許容可能な負荷荷重を高めることができる。

【0045】

さらに、ラジアル型ころ軸受である円筒ころ軸受１０では、円筒ころ１３の自転軸が固定されていないため、保持器１４のポケット１４ｄの内部で円筒ころ１３の自転軸が傾くスキュー現象を起こすことが知られている。このため、例えば、平面状のころ端面１３ｂを有する円筒ころ１３がスキューした場合、図１３に示すように、ころ端面１３ｂの外周部がポケット面１４ｂに接触し、ころ端面１３ｂの中央部がポケット面１４ｂに接触しない。従って、潤滑油を効果的に供給するためには、ころ端面１３ｂの外周部が接触する位置に保油部を設けることが望ましい。なお、図１３中の符号Ｃｐは、円筒ころ１３がスキューしたときにころ端面１３ｂが接触する部分であり、符号Ｎｐは、円筒ころ１３がスキューしたときにころ端面１３ｂが接触しない部分である。

【0046】

そして、円筒ころ１３のスキュー現象を考慮した保油部の周方向の配置として、図１３及び図１４に示す形態では、円環部１４ａのポケット面１４ｂにおいて、円筒ころ１３がスキューしたときにころ端面１３ｂが接触する部分Ｃｐ（ポケット面１４ｂの周方向中央部）に保油部である溝２０が設けられ、円筒ころ１３がスキューしたときにころ端面１３ｂが接触しない部分Ｎｐ（ポケット面１４ｂの周方向両端部）に溝２０が設けられていない。なお、溝２０は、ポケット面１４ｂの周方向中央部の接触しない部分Ｎｐを含んだ形状で周方向に沿って設けられている。この形態により、円筒ころ１３がスキューしていないときの摺動抵抗を低減しつつ、必要最小限の接触で円筒ころ１３に潤滑油を効率よく供給することができる。

【0047】

また、図１５及び図１６に示す形態では、円環部１４ａのポケット面１４ｂにおいて、円筒ころ１３がスキューしたときにころ端面１３ｂが接触する部分Ｃｐに保油部である孔２１が設けられ、円筒ころ１３がスキューしたときにころ端面１３ｂが接触しない部分Ｎｐに孔２１が設けられていない。なお、孔２１は、円形に限定されず、任意の形状に変更可能である。この形態により、円筒ころ１３がスキューしていないときの摺動抵抗を低減しつつ、必要最小限の接触で円筒ころ１３に潤滑油を効率よく供給することができる。

【0048】

図１７は、曲面状のころ端面１３ｂを有する円筒ころ１３がスキューした状態を示す展開図である。この場合の円筒ころ１３のスキュー現象を考慮した保油部の周方向の配置として、図１７に示す形態では、円環部１４ａのポケット面１４ｂにおいて、円筒ころ１３がスキューしたときにころ端面１３ｂが接触する部分Ｃｐ（ポケット面１４ｂの周方向中央部）に保油部である溝２０が設けられ、円筒ころ１３がスキューしたときにころ端面１３ｂが接触しない部分Ｎｐ（ポケット面１４ｂの周方向両端部）に溝２０が設けられていない。この形態により、必要最小限の接触で円筒ころ１３に潤滑油を効率よく供給することができる。

【0049】

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、本発明を円筒ころ軸受に適用する場合を例示したが、これに限定されず、棒状ころ軸受や針状ころ軸受などに本発明を適用してもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０ 円筒ころ軸受（ラジアル型ころ軸受）
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道面
１１ｂ 鍔部
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道面
１２ｂ 鍔部
１２ｃ 鍔輪
１３ 円筒ころ
１３ａ 転動面
１３ｂ ころ端面（軸方向外端面）
１４ 保持器
１４ａ 円環部
１４ｂ 軸方向内端面（ポケット面）
１４ｃ 柱部
１４ｄ ポケット
２０ 溝（保油部）
２１ 孔（保油部）
２２ 保油部
２３ 保油部
２４ 残存部
Ｓ１ 第１隙間
Ｓ２ 第２隙間
Ｄ１ 第１隙間の軸方向寸法
Ｄ２ 第２隙間の軸方向寸法
Ｄ３ 孔径
ＬＲ 円筒ころの長さ寸法
ＬＰ ポケットの長さ寸法
Ｆｂ 短繊維
Ｆ 短繊維の長さ
Ｗ 溝幅
Ｌ 溝の最長直線長さ
Ｃｐ ころがスキューしたときにころの軸方向外端面が接触する部分
Ｎｐ ころがスキューしたときにころの軸方向外端面が接触しない部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】