JP2000240663A - 玉軸受 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
- F16D27/10—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
- F16D27/108—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members
- F16D27/112—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members with flat friction surfaces, e.g. discs
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/70—Diameters; Radii
- F16C2240/76—Osculation, i.e. relation between radii of balls and raceway groove
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
- F16C2361/43—Clutches, e.g. disengaging bearing
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】内外輪の相対的な軸線に沿った変位を抑制でき
る玉軸受を提供する。 【解決手段】玉軸受３６は電磁クラッチ３１のロータ３
５を軸線回りに回転自在に支持する。玉軸受３６は外輪
１２と内輪１３と玉１４と保持器１５とを備えている、
外内輪１２，１３はそれぞれ円環状に形成されている。
玉１４は外内輪１２，１３の間に転動自在に設けられて
いる。外内輪１２，１３はそれぞれ内周面１６及び外周
面１７に周方向に沿って断面円弧状の溝１２ａ，１３ａ
を形成している。溝１２ａ，１３ａはそれぞれの曲率半
径ｒｅ，ｒｉが１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９
７４６（Ｄａ／ｄｍ）-0.0304 を満す範囲に形成されて
いる。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と
外輪の溝直径との平均値。
る玉軸受を提供する。 【解決手段】玉軸受３６は電磁クラッチ３１のロータ３
５を軸線回りに回転自在に支持する。玉軸受３６は外輪
１２と内輪１３と玉１４と保持器１５とを備えている、
外内輪１２，１３はそれぞれ円環状に形成されている。
玉１４は外内輪１２，１３の間に転動自在に設けられて
いる。外内輪１２，１３はそれぞれ内周面１６及び外周
面１７に周方向に沿って断面円弧状の溝１２ａ，１３ａ
を形成している。溝１２ａ，１３ａはそれぞれの曲率半
径ｒｅ，ｒｉが１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９
７４６（Ｄａ／ｄｍ）-0.0304 を満す範囲に形成されて
いる。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と
外輪の溝直径との平均値。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
の冷凍サイクルのコンプレッサへの動力の伝達と遮断と
を行なう電磁クラッチなどに用いられる玉軸受に関す
る。
の冷凍サイクルのコンプレッサへの動力の伝達と遮断と
を行なう電磁クラッチなどに用いられる玉軸受に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車などの車両には、走行用エンジン
が発生する回転駆動力を、エアコン（空気調和装置）な
どの冷凍サイクルのコンプレッサに伝達したり遮断する
ために、電磁クラッチが用いられる。
が発生する回転駆動力を、エアコン（空気調和装置）な
どの冷凍サイクルのコンプレッサに伝達したり遮断する
ために、電磁クラッチが用いられる。
【０００３】この電磁クラッチは、鉄などの磁性材料と
しての金属から構成された回転体と、鉄などの磁性材料
としての金属から構成された被回転体と、電磁コイル
と、前記回転体を回転自在に支持する軸受などを備え、
前記回転体と被回転体とを電磁コイルの吸引力によって
互いに吸着させて、前述した回転駆動力の伝達及び遮断
を行う装置である。
しての金属から構成された回転体と、鉄などの磁性材料
としての金属から構成された被回転体と、電磁コイル
と、前記回転体を回転自在に支持する軸受などを備え、
前記回転体と被回転体とを電磁コイルの吸引力によって
互いに吸着させて、前述した回転駆動力の伝達及び遮断
を行う装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記電磁クラッチの回
転体は、特開平８−１１４２４１号公報に示されている
ように、回転中心としての軸線に沿って玉を複数配した
複列玉軸受などによって支持されてきた。このため、複
列玉軸受の軸線方向に沿った幅が大きくなり、電磁クラ
ッチ自体も大型化する傾向となった。したがって、電磁
クラッチの重量が増大するとともに、この重量の増大に
伴って製造コストが増大する傾向となっていた。
転体は、特開平８−１１４２４１号公報に示されている
ように、回転中心としての軸線に沿って玉を複数配した
複列玉軸受などによって支持されてきた。このため、複
列玉軸受の軸線方向に沿った幅が大きくなり、電磁クラ
ッチ自体も大型化する傾向となった。したがって、電磁
クラッチの重量が増大するとともに、この重量の増大に
伴って製造コストが増大する傾向となっていた。
【０００５】また、前記回転体を回転自在に支持するた
めに、玉を軸線に沿って一つのみ配した単列の玉軸受を
用いると、この玉軸受の内外輪それぞれの溝の断面形状
がともに単一の円弧状に形成されているため、内外輪の
相対的な軸線に沿った変位（以下アキシアル変位と呼
ぶ）が大きくなる傾向となっていた。電磁クラッチの回
転体と被回転体との間は、電磁コイルの吸引力などを生
じさせる電圧などの制限から、一般的に例えば０．５ｍ
ｍなどの比較的小さな隙間とするのが望ましいとされて
いる。
めに、玉を軸線に沿って一つのみ配した単列の玉軸受を
用いると、この玉軸受の内外輪それぞれの溝の断面形状
がともに単一の円弧状に形成されているため、内外輪の
相対的な軸線に沿った変位（以下アキシアル変位と呼
ぶ）が大きくなる傾向となっていた。電磁クラッチの回
転体と被回転体との間は、電磁コイルの吸引力などを生
じさせる電圧などの制限から、一般的に例えば０．５ｍ
ｍなどの比較的小さな隙間とするのが望ましいとされて
いる。
【０００６】ここで、従来の単列の玉軸受を電磁クラッ
チの回転体の支持に用いると、この玉軸受のアキシアル
変位が大きいため、電磁コイルが吸引力を生じていない
場合においても、回転体と被回転体とが互いに接触する
ことが生じ、このような接触で前記回転体や被回転体が
損傷することが考えられる。
チの回転体の支持に用いると、この玉軸受のアキシアル
変位が大きいため、電磁コイルが吸引力を生じていない
場合においても、回転体と被回転体とが互いに接触する
ことが生じ、このような接触で前記回転体や被回転体が
損傷することが考えられる。
【０００７】従って、本発明の目的は、内外輪の相対的
な軸線に沿った変位を抑制できる玉軸受を提供すること
にある。
な軸線に沿った変位を抑制できる玉軸受を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載された本発明の玉軸受
は、外輪と内輪とこれら外輪と内輪との間に転動自在に
設けられた玉とを備え、前記外輪および内輪の前記玉と
の接触面それぞれに周方向に沿って断面円弧状の溝を形
成した玉軸受において、前記外輪の溝の曲率半径ｒｅ
と、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ１．０≦
（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７４６（Ｄａ／ｄｍ）
-0.0304 を満す範囲に形成されたことを特徴としてい
る。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と外
輪の溝直径との平均値。
達成するために、請求項１に記載された本発明の玉軸受
は、外輪と内輪とこれら外輪と内輪との間に転動自在に
設けられた玉とを備え、前記外輪および内輪の前記玉と
の接触面それぞれに周方向に沿って断面円弧状の溝を形
成した玉軸受において、前記外輪の溝の曲率半径ｒｅ
と、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ１．０≦
（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７４６（Ｄａ／ｄｍ）
-0.0304 を満す範囲に形成されたことを特徴としてい
る。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と外
輪の溝直径との平均値。
【０００９】このように、本発明の玉軸受は、前記外輪
の溝の曲率半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、
それぞれ以下の式１を満す範囲に形成されている。
の溝の曲率半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、
それぞれ以下の式１を満す範囲に形成されている。
【００１０】 １．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７４６（Ｄａ／ｄｍ）-0.0304…式１ ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と外輪の
溝直径との平均値前述した式１は、以下に示す手順によ
って求められている。
溝直径との平均値前述した式１は、以下に示す手順によ
って求められている。
【００１１】まず、Ｄａ／ｄｍが互いに異なる、玉を軸
線に沿って一つのみ配した単列の玉軸受において、それ
ぞれ内外輪の溝の曲率半径ｒｅ，ｒｉを変化させたとき
の内輪に対する外輪の外周面の最大アキシアル変位量を
シミュレーションによって求めた。このシミュレーショ
ンの結果を図３に示し、このシミュレーションの条件を
以下の表１に示す。なおこのシミュレーションでは、内
外輪の溝の曲率半径ｒｅ，ｒｉを同じ曲率としていると
ともに、参考例として複列玉軸受、及び玉と内外輪との
接触箇所が一つの断面において４か所に存在する４点接
触玉軸受を記載している。また、以下のケース１ないし
ケース４に示した玉軸受は外内輪及び玉が共に鋼から構
成されている。
線に沿って一つのみ配した単列の玉軸受において、それ
ぞれ内外輪の溝の曲率半径ｒｅ，ｒｉを変化させたとき
の内輪に対する外輪の外周面の最大アキシアル変位量を
シミュレーションによって求めた。このシミュレーショ
ンの結果を図３に示し、このシミュレーションの条件を
以下の表１に示す。なおこのシミュレーションでは、内
外輪の溝の曲率半径ｒｅ，ｒｉを同じ曲率としていると
ともに、参考例として複列玉軸受、及び玉と内外輪との
接触箇所が一つの断面において４か所に存在する４点接
触玉軸受を記載している。また、以下のケース１ないし
ケース４に示した玉軸受は外内輪及び玉が共に鋼から構
成されている。
【００１２】
【表１】
【００１３】次に、ケース１ないしケース４それぞれに
おいて、最大アキシアル変位量が０．１５ｍｍとなる溝
の曲率比を求め、これら複数のＤａ／ｄｍと溝の曲率比
とから、最小自乗法によって、以下の式２で示す曲線を
求めた。 （ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ＝０．９７４６（Ｄａ／ｄｍ）-0.0304 …式２ 同様の手順によって、最大アキシアル変位量が０．１２
５ｍｍ及び０．１ｍｍとなる溝のそれぞれの曲率比を求
めると、以下の式３及び式４で示す曲線が得られる。
おいて、最大アキシアル変位量が０．１５ｍｍとなる溝
の曲率比を求め、これら複数のＤａ／ｄｍと溝の曲率比
とから、最小自乗法によって、以下の式２で示す曲線を
求めた。 （ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ＝０．９７４６（Ｄａ／ｄｍ）-0.0304 …式２ 同様の手順によって、最大アキシアル変位量が０．１２
５ｍｍ及び０．１ｍｍとなる溝のそれぞれの曲率比を求
めると、以下の式３及び式４で示す曲線が得られる。
【００１４】 （ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ＝０．９７６（Ｄａ／ｄｍ）-0.0255 …式３ （ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ＝０．９６３８（Ｄａ／ｄｍ）-0.0315 …式４ このため、請求項１に示された玉軸受は、玉を軸線に沿
って一つのみ配してもそのアキシアル変位量が０．１５
ｍｍ以下となるので、このアキシアル変位量を抑制する
ことが可能となる。したがって、内外輪の相対的な軸線
に沿った変位を抑制できる。
って一つのみ配してもそのアキシアル変位量が０．１５
ｍｍ以下となるので、このアキシアル変位量を抑制する
ことが可能となる。したがって、内外輪の相対的な軸線
に沿った変位を抑制できる。
【００１５】また、前記式３によると以下に示す玉軸受
が得られる。
が得られる。
【００１６】外輪と内輪とこれら外輪と内輪との間に転
動自在に設けられた玉とを備え、前記外輪および内輪の
前記玉との接触面それぞれに周方向に沿って断面円弧状
の溝を形成した玉軸受において、前記外輪の溝の曲率半
径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ１．
０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７６（Ｄａ／ｄｍ）
-0.0255 を満す範囲に形成されたことを特徴とする玉軸
受。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と外
輪の溝直径との平均値。
動自在に設けられた玉とを備え、前記外輪および内輪の
前記玉との接触面それぞれに周方向に沿って断面円弧状
の溝を形成した玉軸受において、前記外輪の溝の曲率半
径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ１．
０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７６（Ｄａ／ｄｍ）
-0.0255 を満す範囲に形成されたことを特徴とする玉軸
受。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と外
輪の溝直径との平均値。
【００１７】この玉軸受は、前記外輪の溝の曲率半径ｒ
ｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ以下の式
５を満す範囲に形成されている。 １．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７６（Ｄａ／ｄｍ）-0.0255…式５ この玉軸受は、そのアキシアル変位量が０．１２５ｍｍ
以下となるので、このアキシアル変位量を抑制すること
が可能となる。したがって、内外輪の相対的な軸線に沿
った変位を抑制できる。
ｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ以下の式
５を満す範囲に形成されている。 １．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７６（Ｄａ／ｄｍ）-0.0255…式５ この玉軸受は、そのアキシアル変位量が０．１２５ｍｍ
以下となるので、このアキシアル変位量を抑制すること
が可能となる。したがって、内外輪の相対的な軸線に沿
った変位を抑制できる。
【００１８】さらに、前記式４によると以下に示す玉軸
受が得られる。外輪と内輪とこれら外輪と内輪との間に
転動自在に設けられた玉とを備え、前記外輪および内輪
の前記玉との接触面それぞれに周方向に沿って断面円弧
状の溝を形成した玉軸受において、前記外輪の溝の曲率
半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ
１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９６３８（Ｄａ／
ｄｍ）-0.0315 を満す範囲に形成されたことを特徴とす
る玉軸受。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直
径と外輪の溝直径との平均値。
受が得られる。外輪と内輪とこれら外輪と内輪との間に
転動自在に設けられた玉とを備え、前記外輪および内輪
の前記玉との接触面それぞれに周方向に沿って断面円弧
状の溝を形成した玉軸受において、前記外輪の溝の曲率
半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ
１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９６３８（Ｄａ／
ｄｍ）-0.0315 を満す範囲に形成されたことを特徴とす
る玉軸受。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直
径と外輪の溝直径との平均値。
【００１９】この玉軸受は、前記外輪の溝の曲率半径ｒ
ｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ以下の式
６を満す範囲に形成されている。 １．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９６３８（Ｄａ／ｄｍ）-0.0315…式６ この玉軸受は、そのアキシアル変位量が０．１ｍｍ以下
となるので、このアキシアル変位量を抑制することが可
能となる。したがって、内外輪の相対的な軸線に沿った
変位を抑制できる。
ｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉとが、それぞれ以下の式
６を満す範囲に形成されている。 １．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９６３８（Ｄａ／ｄｍ）-0.0315…式６ この玉軸受は、そのアキシアル変位量が０．１ｍｍ以下
となるので、このアキシアル変位量を抑制することが可
能となる。したがって、内外輪の相対的な軸線に沿った
変位を抑制できる。
【００２０】また、前記玉軸受は、外輪の溝の曲率半径
ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉと、以下に示す式７を
満しているのが望ましい。 １．００６≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ……式７ 一般に玉軸受は、（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａの最小値が理論
上１．０である。しかし、溝の曲率半径が小さくなって
いくと、外内輪それぞれと玉との接触面積が大きくな
り、摩耗しやすくなる。また、溝の曲率半径を理論上の
最小とすると、製造上の公差によって、溝の曲率半径が
理論上の最小値より小さく形成されてスムーズな回転が
困難となることが生じる。このため、溝の曲率半径ｒ
ｅ，ｒｉが前記式７を満すことによって、外内輪それぞ
れと玉との摩耗を抑制することができるとともに、スム
ーズな回転が可能となる。
ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉと、以下に示す式７を
満しているのが望ましい。 １．００６≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ……式７ 一般に玉軸受は、（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａの最小値が理論
上１．０である。しかし、溝の曲率半径が小さくなって
いくと、外内輪それぞれと玉との接触面積が大きくな
り、摩耗しやすくなる。また、溝の曲率半径を理論上の
最小とすると、製造上の公差によって、溝の曲率半径が
理論上の最小値より小さく形成されてスムーズな回転が
困難となることが生じる。このため、溝の曲率半径ｒ
ｅ，ｒｉが前記式７を満すことによって、外内輪それぞ
れと玉との摩耗を抑制することができるとともに、スム
ーズな回転が可能となる。
【００２１】さらに、前記玉軸受の玉は、セラミックス
から構成されるのが望ましい。前述した表１に示すケー
ス２において、セラミックスからなる玉を用いた場合の
シミュレーションの結果（ケース２ａとして示す）を図
４に示す。なお、図４中には、比較例として表１のシミ
ュレーションに求めたケース２を合せて示している。
から構成されるのが望ましい。前述した表１に示すケー
ス２において、セラミックスからなる玉を用いた場合の
シミュレーションの結果（ケース２ａとして示す）を図
４に示す。なお、図４中には、比較例として表１のシミ
ュレーションに求めたケース２を合せて示している。
【００２２】図４に示したシミュレーションの結果によ
ると、同一のアキシアル変位量とするには、溝の曲率半
径を大きくすることができるので、接触圧力は上昇する
が発熱量（ＰＶ値）を下げ、摩耗を減することができ、
また軸受トルクも低くすることができるので好ましい。
当然ながら溝の曲率半径を小さくすると逆の結果になる
が、要求性能によって溝の曲率を本発明の範囲内で適正
に選択すれば、より広汎な軸受設計の自由度を得ること
ができる。
ると、同一のアキシアル変位量とするには、溝の曲率半
径を大きくすることができるので、接触圧力は上昇する
が発熱量（ＰＶ値）を下げ、摩耗を減することができ、
また軸受トルクも低くすることができるので好ましい。
当然ながら溝の曲率半径を小さくすると逆の結果になる
が、要求性能によって溝の曲率を本発明の範囲内で適正
に選択すれば、より広汎な軸受設計の自由度を得ること
ができる。
【００２３】また、玉軸受として、一つの断面において
玉と外内輪との接触箇所が４か所存在する４点接触玉軸
受を用いるのが望ましい。この場合、図３に示したシミ
ュレーション結果からも最大アキシアル変位量を抑制す
ることが可能となる。
玉と外内輪との接触箇所が４か所存在する４点接触玉軸
受を用いるのが望ましい。この場合、図３に示したシミ
ュレーション結果からも最大アキシアル変位量を抑制す
ることが可能となる。
【００２４】次に、玉軸受のアキシアル変位量δと温度
上昇値との関係について述べる。
上昇値との関係について述べる。
【００２５】図５には、玉軸受Ａ，Ａ′、Ｂ，Ｂ′、
Ｃ，Ｃ′のアキシアル変位量δと温度上昇値との関係を
示してある。玉軸受Ａは、（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ＝１．
０１４とし、式６を満し、計算上アキシアル変位量δ≦
０．１０ｍｍとなる本発明の単列玉軸受であり、玉軸受
Ｂは、（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ＝１．０４とし、計算上ア
キシアル変位量δ≦０．１５ｍｍとなる式１を満さない
比較例としての単列玉軸受である。また、玉軸受Ｃは、
従来の電磁クラッチに用いられている複列アンギュラ玉
軸受である。
Ｃ，Ｃ′のアキシアル変位量δと温度上昇値との関係を
示してある。玉軸受Ａは、（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ＝１．
０１４とし、式６を満し、計算上アキシアル変位量δ≦
０．１０ｍｍとなる本発明の単列玉軸受であり、玉軸受
Ｂは、（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ＝１．０４とし、計算上ア
キシアル変位量δ≦０．１５ｍｍとなる式１を満さない
比較例としての単列玉軸受である。また、玉軸受Ｃは、
従来の電磁クラッチに用いられている複列アンギュラ玉
軸受である。
【００２６】なお、いずれの玉軸受Ａ，Ｂ，ＣもＤａ＝
７．１４４，ｄｍ＝４２．７ｍｍである。計算上の条件
は、ラジアル荷重を１５０ｋｇｆ、ラジアル隙間を０μ
ｍ、軸受とプーリとの軸方向のずれであるオフセット量
を５ｍｍ、回転数を４０００ｒｐｍとした場合である。
なお、計算上の軸受温度上昇値は、計算上求まる発熱量
を温度上昇に換算して求めたものである。
７．１４４，ｄｍ＝４２．７ｍｍである。計算上の条件
は、ラジアル荷重を１５０ｋｇｆ、ラジアル隙間を０μ
ｍ、軸受とプーリとの軸方向のずれであるオフセット量
を５ｍｍ、回転数を４０００ｒｐｍとした場合である。
なお、計算上の軸受温度上昇値は、計算上求まる発熱量
を温度上昇に換算して求めたものである。
【００２７】さらに、計算上の玉軸受Ａ，Ｂ，Ｃに対
し、実際の使用時の条件を考慮して、計算上より厳しい
条件、すなわちラジアル隙間２１μｍ、オフセット量１
０ｍｍ、回転数７０００ｒｐｍとする条件を付加したと
きの玉軸受Ａ′，Ｂ′，Ｃ′におけるアキシアル変位量
δと温度上昇値との関係を実験により求めた。この実験
の結果を図５に示してある。
し、実際の使用時の条件を考慮して、計算上より厳しい
条件、すなわちラジアル隙間２１μｍ、オフセット量１
０ｍｍ、回転数７０００ｒｐｍとする条件を付加したと
きの玉軸受Ａ′，Ｂ′，Ｃ′におけるアキシアル変位量
δと温度上昇値との関係を実験により求めた。この実験
の結果を図５に示してある。
【００２８】この実験の評価を次の表２に示してある。
【００２９】
【表２】
【００３０】玉軸受Ａ′においては、アキシアル変位
量、温度上昇値が複列アンギュラ玉軸受のそれに近い値
となっている。
量、温度上昇値が複列アンギュラ玉軸受のそれに近い値
となっている。
【００３１】複列玉軸受はその構造上、単列玉軸受に比
べアキシアル変位量を小さく抑えることができるが、前
述したようにその軸線方向に沿う幅が大きくなり、電磁
クラッチ自体が大型化し、また重量が増してしまうが、
単列玉軸受においてはその軸線方向に沿う幅を小さくで
きる。そして本発明では単列玉軸受を用いる構成であり
ながら、アキシアル変位量、温度上昇値を複列玉軸受と
同程度の近い値にすることができる点に特徴とある。
べアキシアル変位量を小さく抑えることができるが、前
述したようにその軸線方向に沿う幅が大きくなり、電磁
クラッチ自体が大型化し、また重量が増してしまうが、
単列玉軸受においてはその軸線方向に沿う幅を小さくで
きる。そして本発明では単列玉軸受を用いる構成であり
ながら、アキシアル変位量、温度上昇値を複列玉軸受と
同程度の近い値にすることができる点に特徴とある。
【００３２】これに対し、比較例としての玉軸受Ｂ′
は、本発明に係る玉軸受Ａ′に比べアキシアル変位量が
著しく大きくなっている。なお、この比較例としての玉
軸受Ｂ′は、（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａが大きいために、軌
道輪（内輪、外輪）と転動体（玉）との間のすべりが小
さく、複列アンギュラ玉軸受Ｃ′と同じ温度上昇値とな
っている。
は、本発明に係る玉軸受Ａ′に比べアキシアル変位量が
著しく大きくなっている。なお、この比較例としての玉
軸受Ｂ′は、（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａが大きいために、軌
道輪（内輪、外輪）と転動体（玉）との間のすべりが小
さく、複列アンギュラ玉軸受Ｃ′と同じ温度上昇値とな
っている。
【００３３】ところで、一般に玉軸受には、外輪と内輪
との間の隙間をシールするシール部材が設けられてい
る。このシール部材は外輪と内輪との間の隙間の両側に
設けられ、外周縁が外輪に固定され、内周縁が内輪に当
たって摺動するリップ部となっている。
との間の隙間をシールするシール部材が設けられてい
る。このシール部材は外輪と内輪との間の隙間の両側に
設けられ、外周縁が外輪に固定され、内周縁が内輪に当
たって摺動するリップ部となっている。
【００３４】ここで、玉軸受のアキシアル変位量が大き
くなると、内輪に摺接するシール部材のリップ部の当た
りが不均一となってシール性が低下する傾向が生じる。
そこで、注水試験によりそのシール性についての評価を
行なった。
くなると、内輪に摺接するシール部材のリップ部の当た
りが不均一となってシール性が低下する傾向が生じる。
そこで、注水試験によりそのシール性についての評価を
行なった。
【００３５】この注水試験は、シール部材を取り付けた
軸受の面に向けて注水し、シール部材の内側への水の浸
入量を測定する試験である。シール部材として接触型ゴ
ムシールを用いて密封型構造の玉軸受とし、オフセット
量１０ｍｍ、ラジアル隙間２１μｍ、回転数１６００ｒ
ｐｍの条件に設定して注水試験を行なった結果、図６に
示すように、アキシアル変位量が０．３５ｍｍを超える
玉軸受Ｅにおいては、シール部材のリップ部と内輪のシ
ール溝との間の隙間が不均一となり、その隙間が大きく
なったところから水が浸入したのに対し、アキシアル変
位量が０．２ｍｍ以下の玉軸受Ｄにおいては、水の浸入
が認められなかった。
軸受の面に向けて注水し、シール部材の内側への水の浸
入量を測定する試験である。シール部材として接触型ゴ
ムシールを用いて密封型構造の玉軸受とし、オフセット
量１０ｍｍ、ラジアル隙間２１μｍ、回転数１６００ｒ
ｐｍの条件に設定して注水試験を行なった結果、図６に
示すように、アキシアル変位量が０．３５ｍｍを超える
玉軸受Ｅにおいては、シール部材のリップ部と内輪のシ
ール溝との間の隙間が不均一となり、その隙間が大きく
なったところから水が浸入したのに対し、アキシアル変
位量が０．２ｍｍ以下の玉軸受Ｄにおいては、水の浸入
が認められなかった。
【００３６】したがって、アキシアル変位量を０．１５
ｍｍ以下に抑えることが可能な本発明の玉軸受において
は高い性能を維持することができる。
ｍｍ以下に抑えることが可能な本発明の玉軸受において
は高い性能を維持することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１及び図２を参照して説明する。
て図１及び図２を参照して説明する。
【００３８】図１に示す電磁クラッチ３１は、例えば、
自動車などの車両などに用いられ、走行用エンジンが発
生する回転駆動力をエアコン（空気調和装置）などの冷
凍サイクルのコンプレッサに伝達したり遮断するために
用いられる装置である。
自動車などの車両などに用いられ、走行用エンジンが発
生する回転駆動力をエアコン（空気調和装置）などの冷
凍サイクルのコンプレッサに伝達したり遮断するために
用いられる装置である。
【００３９】電磁クラッチ３１は、図１に示すように、
コンプレッサハウジング４０に固定されるステータ３２
と、このステータ３２内に収容された電磁コイル３３
と、エンジンの回転駆動力を伝達する多段式Ｖベルト４
１が巻き掛けられたプーリ３４と、このプーリ３４が外
周に取り付けられた回転体としてのロータ３５と、この
ロータ３５を軸線Ｐ回りに回転自在に支持する玉軸受３
６と、電磁コイル３３の発生する磁力によってロータ３
５に吸引させる被回転体としてのアーマチュア３７と、
このアーマチュア３７の回転駆動力を図示しないコンプ
レッサに伝達する単一または複数の部材からなるアーマ
チュア支持部３８とコンプレッサ軸３９と、を備えてい
る。
コンプレッサハウジング４０に固定されるステータ３２
と、このステータ３２内に収容された電磁コイル３３
と、エンジンの回転駆動力を伝達する多段式Ｖベルト４
１が巻き掛けられたプーリ３４と、このプーリ３４が外
周に取り付けられた回転体としてのロータ３５と、この
ロータ３５を軸線Ｐ回りに回転自在に支持する玉軸受３
６と、電磁コイル３３の発生する磁力によってロータ３
５に吸引させる被回転体としてのアーマチュア３７と、
このアーマチュア３７の回転駆動力を図示しないコンプ
レッサに伝達する単一または複数の部材からなるアーマ
チュア支持部３８とコンプレッサ軸３９と、を備えてい
る。
【００４０】ロータ３５は、例えば鉄などの磁性材料と
しての金属から構成されている。ロータ３５は、断面略
コ字型に形成されており、アーマチュア３７の反対側を
向く凹部３５ａと、この凹部３５ａに反対側に位置する
摩擦面３５ｂとを、備えている。この凹部３５ａにはス
テータ３２が収容されている。
しての金属から構成されている。ロータ３５は、断面略
コ字型に形成されており、アーマチュア３７の反対側を
向く凹部３５ａと、この凹部３５ａに反対側に位置する
摩擦面３５ｂとを、備えている。この凹部３５ａにはス
テータ３２が収容されている。
【００４１】玉軸受３６は、ロータ３５とコンプレッサ
ハウジング４０との間に嵌め込まれている。玉軸受３６
は、図２に示すように、それそれ円環状に形成された外
輪１２と、内輪１３と、これら外内輪１２，１３の間に
転動自在に設けられた玉１４と、これら玉１４を外輪１
２と内輪１３との間に保持する保持器１５と、を備えて
いる。
ハウジング４０との間に嵌め込まれている。玉軸受３６
は、図２に示すように、それそれ円環状に形成された外
輪１２と、内輪１３と、これら外内輪１２，１３の間に
転動自在に設けられた玉１４と、これら玉１４を外輪１
２と内輪１３との間に保持する保持器１５と、を備えて
いる。
【００４２】外輪１２及び内輪１３は、それぞれ玉１４
との接触面としての内周面１６及び外周面１７に周方向
に沿って断面円弧状の溝１２ａ，１３ａを形成してい
る。これらの溝１２ａ，１３ａはそれぞれの曲率半径ｒ
ｅ，ｒｉが、前述した式１と式５と式６とのうちいずれ
かを満す範囲に形成されている。また、玉軸受３６は、
玉１４を軸線Ｐに沿って一つのみ配した単列の玉軸受と
なっている。外輪１２と内輪１３とは互いに軸線Ｐ回り
に回転自在となっている。
との接触面としての内周面１６及び外周面１７に周方向
に沿って断面円弧状の溝１２ａ，１３ａを形成してい
る。これらの溝１２ａ，１３ａはそれぞれの曲率半径ｒ
ｅ，ｒｉが、前述した式１と式５と式６とのうちいずれ
かを満す範囲に形成されている。また、玉軸受３６は、
玉１４を軸線Ｐに沿って一つのみ配した単列の玉軸受と
なっている。外輪１２と内輪１３とは互いに軸線Ｐ回り
に回転自在となっている。
【００４３】なお、図２には、シール部材やシールド板
のない転がり軸受を示しているが、これは転がり軸受の
基本構造を示しているのであって、軸受の両側に接触型
ゴムシールを設けて密封構造とすること、あるいは非接
触型のシールド板を設けてシールド構造の転がり軸受と
すること、さらにそのそれぞれが片側のみにある構造と
することなどを適宜選択的に採用することができるもの
である。
のない転がり軸受を示しているが、これは転がり軸受の
基本構造を示しているのであって、軸受の両側に接触型
ゴムシールを設けて密封構造とすること、あるいは非接
触型のシールド板を設けてシールド構造の転がり軸受と
すること、さらにそのそれぞれが片側のみにある構造と
することなどを適宜選択的に採用することができるもの
である。
【００４４】この玉軸受３６によりロータ３５はコンプ
レッサハウジング４０に対して軸線Ｐ回りに回転自在に
支持されている。外輪１２はロータ３６の内周に嵌め合
い接触し、内輪１３は、コンプレッサハウジング４０の
ハブ外周に嵌め合い接触している。
レッサハウジング４０に対して軸線Ｐ回りに回転自在に
支持されている。外輪１２はロータ３６の内周に嵌め合
い接触し、内輪１３は、コンプレッサハウジング４０の
ハブ外周に嵌め合い接触している。
【００４５】ロータ３５の外周には多段式のＶベルト４
１が掛け渡されるプーリ３４が溶接などの接合技術によ
って固着されている。このプーリ３４は、エンジンの回
転をＶベルト４１を介して常に受け、固着されたロータ
３５とともに回転するようになっている。
１が掛け渡されるプーリ３４が溶接などの接合技術によ
って固着されている。このプーリ３４は、エンジンの回
転をＶベルト４１を介して常に受け、固着されたロータ
３５とともに回転するようになっている。
【００４６】ロータ３５は玉軸受３６によって回転自在
に支持されかつエンジンなどの駆動源からの回転駆動力
が多段式Ｖベルト４１及びプーリ３４などを介して伝達
されて軸線Ｐ回りに回転する。このため、摩擦面３５ｂ
は、エンジンなどの駆動源によって回転駆動されること
となる。
に支持されかつエンジンなどの駆動源からの回転駆動力
が多段式Ｖベルト４１及びプーリ３４などを介して伝達
されて軸線Ｐ回りに回転する。このため、摩擦面３５ｂ
は、エンジンなどの駆動源によって回転駆動されること
となる。
【００４７】アーマチュア３７は、例えば鉄などの磁性
材料としての金属から構成されており、ロータ３５の摩
擦面３５ｂに対向配置された被摩擦面３７ａを備えてい
る。電磁コイル３３は、通電されることにより磁力を発
生する。図示例において、電磁コイル３３が磁力を発生
するとアーマチュア３７を吸引して、ロータ３５の摩擦
面３５ｂとアーマチュアの被摩擦面３７ａとを互いに吸
着する。電磁コイル３３が摩擦面３５ｂと被摩擦面３７
ａとを互いに吸着することによって、多段式Ｖベルト４
１及びプーリ３４などを介して伝達された回転駆動力を
アーマチュア３７に伝達し、アーマチュア支持部３８及
びコンプレッサ軸３９などを介してコンプレッサに伝達
する。
材料としての金属から構成されており、ロータ３５の摩
擦面３５ｂに対向配置された被摩擦面３７ａを備えてい
る。電磁コイル３３は、通電されることにより磁力を発
生する。図示例において、電磁コイル３３が磁力を発生
するとアーマチュア３７を吸引して、ロータ３５の摩擦
面３５ｂとアーマチュアの被摩擦面３７ａとを互いに吸
着する。電磁コイル３３が摩擦面３５ｂと被摩擦面３７
ａとを互いに吸着することによって、多段式Ｖベルト４
１及びプーリ３４などを介して伝達された回転駆動力を
アーマチュア３７に伝達し、アーマチュア支持部３８及
びコンプレッサ軸３９などを介してコンプレッサに伝達
する。
【００４８】玉軸受３６とプーリ３４とは、電磁クラッ
チ３１をできるだけコンパクトにするために、通常、軸
線Ｐに沿う方向に互いにずれた位置に配されている。ロ
ータ３５の摩擦面３５ｂとアーマチュア３７の被摩擦面
３７ａとの間には、電磁コイル３３の通電が停止してい
る場合に、例えば、０．５ｍｍなどの比較的小さな所定
の隙間ｇが存在するように設計されている。この隙間ｇ
は、各部材の寸法誤差あるいは取り付け誤差などを見込
んで決められる。なお、この隙間ｇは、あまり大きくす
ると電磁コイル３３による磁力も大きくしなければなら
ないため、これらを見込んだ最小の値になるように設定
される。
チ３１をできるだけコンパクトにするために、通常、軸
線Ｐに沿う方向に互いにずれた位置に配されている。ロ
ータ３５の摩擦面３５ｂとアーマチュア３７の被摩擦面
３７ａとの間には、電磁コイル３３の通電が停止してい
る場合に、例えば、０．５ｍｍなどの比較的小さな所定
の隙間ｇが存在するように設計されている。この隙間ｇ
は、各部材の寸法誤差あるいは取り付け誤差などを見込
んで決められる。なお、この隙間ｇは、あまり大きくす
ると電磁コイル３３による磁力も大きくしなければなら
ないため、これらを見込んだ最小の値になるように設定
される。
【００４９】前述した構成によって、Ｖベルト４１の張
力によって生じるラジアル荷重は、プーリ３４と玉軸受
３６とが軸線Ｐに沿って位置ずれしているため、傾きを
伴うモーメント荷重として玉軸受３６に作用する。
力によって生じるラジアル荷重は、プーリ３４と玉軸受
３６とが軸線Ｐに沿って位置ずれしているため、傾きを
伴うモーメント荷重として玉軸受３６に作用する。
【００５０】この時、玉軸受３６の外内輪１２，１３の
溝１２ａ，１３ａそれぞれの曲率半径ｒｅ，ｒｉが、式
１と式５と式６とのうちいずれかの範囲を満すように形
成されている。このため、曲率半径ｒｅ，ｒｉが式１を
満して形成された場合には、玉軸受３６の外輪１２など
の最大アキシアル変位量を０．１５ｍｍ以下に抑制する
ことができる。したがって、外内輪１２，１３の相対的
な軸線Ｐに沿った変位を抑制でき、電磁コイル３３に通
電されていない状態においてもロータ３５とアーマチュ
ア３７との接触が防止される。
溝１２ａ，１３ａそれぞれの曲率半径ｒｅ，ｒｉが、式
１と式５と式６とのうちいずれかの範囲を満すように形
成されている。このため、曲率半径ｒｅ，ｒｉが式１を
満して形成された場合には、玉軸受３６の外輪１２など
の最大アキシアル変位量を０．１５ｍｍ以下に抑制する
ことができる。したがって、外内輪１２，１３の相対的
な軸線Ｐに沿った変位を抑制でき、電磁コイル３３に通
電されていない状態においてもロータ３５とアーマチュ
ア３７との接触が防止される。
【００５１】また、曲率半径ｒｅ，ｒｉが式５を満して
形成された場合には、玉軸受３６の外輪１２などの最大
アキシアル変位量を０．１２５ｍｍ以下に抑制すること
ができる。したがって、外内輪１２，１３の相対的な軸
線Ｐに沿った変位を抑制でき、電磁コイル３３に通電さ
れていない状態においてもロータ３５とアーマチュア３
７との接触が防止される。
形成された場合には、玉軸受３６の外輪１２などの最大
アキシアル変位量を０．１２５ｍｍ以下に抑制すること
ができる。したがって、外内輪１２，１３の相対的な軸
線Ｐに沿った変位を抑制でき、電磁コイル３３に通電さ
れていない状態においてもロータ３５とアーマチュア３
７との接触が防止される。
【００５２】さらに、曲率半径ｒｅ，ｒｉが式６を満し
て形成された場合には、玉軸受３６の外輪１２などの最
大アキシアル変位量を０．１ｍｍ以下に抑制することが
できる。したがって、外内輪１２，１３の相対的な軸線
Ｐに沿った変位を抑制でき、電磁コイル３３に通電され
ていない状態においてもロータ３５とアーマチュア３７
との接触が防止される。
て形成された場合には、玉軸受３６の外輪１２などの最
大アキシアル変位量を０．１ｍｍ以下に抑制することが
できる。したがって、外内輪１２，１３の相対的な軸線
Ｐに沿った変位を抑制でき、電磁コイル３３に通電され
ていない状態においてもロータ３５とアーマチュア３７
との接触が防止される。
【００５３】また、前記外内輪１２，１３の曲率半径ｒ
ｅ，ｒｉは、前述した式７を満す範囲に形成されるのが
望ましい。この場合、外内輪１２，１３それぞれと玉１
４との摩耗を抑制することができるとともに、スムーズ
な回転が可能となる。
ｅ，ｒｉは、前述した式７を満す範囲に形成されるのが
望ましい。この場合、外内輪１２，１３それぞれと玉１
４との摩耗を抑制することができるとともに、スムーズ
な回転が可能となる。
【００５４】さらに、玉軸受３６の玉１４は、窒化珪素
などのセラミックスから構成されるのが望ましい。この
場合、溝１２ａ，１３ａの曲率半径ｒｅ，ｒｉを大きく
することができるので、摩耗を減することが出来るので
好ましい。さらに、玉１４は窒化珪素あるいは炭化珪素
から構成されるのが望ましい。この場合、最大アキシア
ル変位量をより一層抑制することが可能となる。
などのセラミックスから構成されるのが望ましい。この
場合、溝１２ａ，１３ａの曲率半径ｒｅ，ｒｉを大きく
することができるので、摩耗を減することが出来るので
好ましい。さらに、玉１４は窒化珪素あるいは炭化珪素
から構成されるのが望ましい。この場合、最大アキシア
ル変位量をより一層抑制することが可能となる。
【００５５】また、玉軸受３６の内輪１３は、窒化珪素
などのセラミックスや、ステンレス鋼から構成されるの
が望ましい。
などのセラミックスや、ステンレス鋼から構成されるの
が望ましい。
【００５６】電磁クラッチ３１の周辺の温度は摂氏１０
０度を超える場合がある。玉軸受３６の内輪１３は、コ
ンプレッサハウジング４０と嵌め合い接触している。コ
ンプレッサハウジング４０の内輪１３と嵌め合い接触し
ている部位が例えばアルミニウムなどの軸受３１が構成
された鋼より大きな線膨張係数を有する材料から構成さ
れた場合には、高温な環境下ではコンプレッサハウジン
グ４０の熱膨張によって玉軸受３１内に隙間がなくなっ
ていまい、スムーズな回転を行えなくなる可能性があ
る。
０度を超える場合がある。玉軸受３６の内輪１３は、コ
ンプレッサハウジング４０と嵌め合い接触している。コ
ンプレッサハウジング４０の内輪１３と嵌め合い接触し
ている部位が例えばアルミニウムなどの軸受３１が構成
された鋼より大きな線膨張係数を有する材料から構成さ
れた場合には、高温な環境下ではコンプレッサハウジン
グ４０の熱膨張によって玉軸受３１内に隙間がなくなっ
ていまい、スムーズな回転を行えなくなる可能性があ
る。
【００５７】しかし、内輪１３が窒化珪素またはステン
レス鋼などの線膨張係数の小さな材料から構成されてい
るときには、内輪１３の熱膨張を抑制することが可能と
なり、コンプレッサハウジング４０の膨張により生じる
玉軸受３１内の隙間がなくなることを防止できる。した
がって、高温な環境下においても、スムーズな玉軸受３
１の回転を確保することが可能となる。
レス鋼などの線膨張係数の小さな材料から構成されてい
るときには、内輪１３の熱膨張を抑制することが可能と
なり、コンプレッサハウジング４０の膨張により生じる
玉軸受３１内の隙間がなくなることを防止できる。した
がって、高温な環境下においても、スムーズな玉軸受３
１の回転を確保することが可能となる。
【００５８】さらに、玉軸受３６として、一つの断面に
おいて、玉１４と外内輪１２，１３との接触箇所が４か
所存在する４点接触玉軸受を用いても良い。この場合、
より一層確実に玉軸受３６のアキシアル変位を抑制する
ことができる。又、４点接触玉軸受の場合は、偏摩耗を
防止する点から外内輪１２，１３の軌道面としての溝１
２ａ，１３ａの内面に窒化処理をするのが望ましい。
おいて、玉１４と外内輪１２，１３との接触箇所が４か
所存在する４点接触玉軸受を用いても良い。この場合、
より一層確実に玉軸受３６のアキシアル変位を抑制する
ことができる。又、４点接触玉軸受の場合は、偏摩耗を
防止する点から外内輪１２，１３の軌道面としての溝１
２ａ，１３ａの内面に窒化処理をするのが望ましい。
【００５９】本実施形態の玉軸受３６によれば、外内輪
１２，１３の溝１２ａ，１３ａの曲率半径ｒｅ，ｒｉ
が、前述した式１と式５と式６とのうちいずれかを満し
ているので、アキシアル変位を抑制することができる。
このため、外輪１２と内輪１３との相対的な軸線Ｐに沿
った変位を抑制できる。
１２，１３の溝１２ａ，１３ａの曲率半径ｒｅ，ｒｉ
が、前述した式１と式５と式６とのうちいずれかを満し
ているので、アキシアル変位を抑制することができる。
このため、外輪１２と内輪１３との相対的な軸線Ｐに沿
った変位を抑制できる。
【００６０】また、本実施形態の電磁クラッチ３１によ
れば、ロータ３５を回動自在に支持するために単列の玉
軸受３６を用いている。このため、玉軸受３６の軸線Ｐ
方向に沿った幅を抑制することが可能となる。したがっ
て、小型化を図ることが可能となり、大型化及び重量の
抑制と製造コストの抑制が可能となる。
れば、ロータ３５を回動自在に支持するために単列の玉
軸受３６を用いている。このため、玉軸受３６の軸線Ｐ
方向に沿った幅を抑制することが可能となる。したがっ
て、小型化を図ることが可能となり、大型化及び重量の
抑制と製造コストの抑制が可能となる。
【００６１】さらに、電磁クラッチ３１は、その玉軸受
３６の外内輪１２，１３の溝１２ａ，１３ａが、前記式
１と式５と式６とのうちいずれかを満す曲率半径ｒｅ，
ｒｉに形成されているので、玉軸受３６の外内輪１２，
１３の相対的な軸線Ｐに沿ったアキシアル変位をロータ
３５の摩擦面３５ｂとアーマチュア３７の被摩擦面３７
ａとの間の間隔ｇより小さくできる。したがって、電磁
コイル３３に通電されていない状態においても、ロータ
３５とアーマチュア３７とが互いに接触することが抑制
されることとなって、これらのロータ３５とアーマチュ
ア３７などの損傷を抑制することが可能となる。
３６の外内輪１２，１３の溝１２ａ，１３ａが、前記式
１と式５と式６とのうちいずれかを満す曲率半径ｒｅ，
ｒｉに形成されているので、玉軸受３６の外内輪１２，
１３の相対的な軸線Ｐに沿ったアキシアル変位をロータ
３５の摩擦面３５ｂとアーマチュア３７の被摩擦面３７
ａとの間の間隔ｇより小さくできる。したがって、電磁
コイル３３に通電されていない状態においても、ロータ
３５とアーマチュア３７とが互いに接触することが抑制
されることとなって、これらのロータ３５とアーマチュ
ア３７などの損傷を抑制することが可能となる。
【００６２】前述した実施形態によれば、以下に示す電
磁クラッチが得られる。
磁クラッチが得られる。
【００６３】（付記１）磁性材料としての金属から構成
されかつ駆動源により回転駆動される摩擦面を有する回
転体と、磁性材料としての金属から構成されかつ回転体
の摩擦面に対向配置された被摩擦面を有する被回転体
と、通電されることによって磁力を発生して、回転体と
被回転体とのうち少なくとも一方を吸引し、前記回転体
の摩擦面と被回転体の被摩擦面とを互いに吸着させる電
磁コイルと、前記回転体を回転自在に支持する玉軸受
と、を備えたことを特徴とする電磁クラッチ。
されかつ駆動源により回転駆動される摩擦面を有する回
転体と、磁性材料としての金属から構成されかつ回転体
の摩擦面に対向配置された被摩擦面を有する被回転体
と、通電されることによって磁力を発生して、回転体と
被回転体とのうち少なくとも一方を吸引し、前記回転体
の摩擦面と被回転体の被摩擦面とを互いに吸着させる電
磁コイルと、前記回転体を回転自在に支持する玉軸受
と、を備えたことを特徴とする電磁クラッチ。
【００６４】（付記２）前記玉軸受が、外輪と内輪とこ
れら外輪と内輪との間に転動自在に設けられた玉とを備
え、かつ前記外輪および内輪の前記玉との接触面それぞ
れに周方向に沿って断面円弧状の溝を形成し、前記外輪
の溝の曲率半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉと、が
それぞれ１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７４６
（Ｄａ／ｄｍ）-0.0304 を満す範囲に形成されたことを
特徴とする付記１記載の電磁クラッチ。ただし、Ｄａ：
玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と外輪の溝直径との平均
値。
れら外輪と内輪との間に転動自在に設けられた玉とを備
え、かつ前記外輪および内輪の前記玉との接触面それぞ
れに周方向に沿って断面円弧状の溝を形成し、前記外輪
の溝の曲率半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉと、が
それぞれ１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７４６
（Ｄａ／ｄｍ）-0.0304 を満す範囲に形成されたことを
特徴とする付記１記載の電磁クラッチ。ただし、Ｄａ：
玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と外輪の溝直径との平均
値。
【００６５】（付記３）前記玉軸受が、外輪と内輪とこ
れら外輪と内輪との間に転動自在に設けられた玉とを備
え、かつ前記外輪および内輪の前記玉との接触面それぞ
れに周方向に沿って断面円弧状の溝を形成し、前記外輪
の溝の曲率半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉと、が
それぞれ１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７６
（Ｄａ／ｄｍ）-0.0255 を満す範囲に形成されたことを
特徴とする付記１記載の電磁クラッチ。ただし、Ｄａ：
玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と外輪の溝直径との平均
値。
れら外輪と内輪との間に転動自在に設けられた玉とを備
え、かつ前記外輪および内輪の前記玉との接触面それぞ
れに周方向に沿って断面円弧状の溝を形成し、前記外輪
の溝の曲率半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉと、が
それぞれ１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９７６
（Ｄａ／ｄｍ）-0.0255 を満す範囲に形成されたことを
特徴とする付記１記載の電磁クラッチ。ただし、Ｄａ：
玉の直径、ｄｍ：内輪の溝直径と外輪の溝直径との平均
値。
【００６６】（付記４）前記玉軸受が、外輪と内輪とこ
れら外輪と内輪との間に転動自在に設けられた玉とを備
え、かつ前記外輪および内輪の前記玉との接触面それぞ
れに周方向に沿って断面円弧状の溝を形成し、前記外輪
の溝の曲率半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉと、が
それぞれ１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９６３８
（Ｄａ／ｄｍ）-0.0315 を満す範囲に形成されたことを
特徴とする電磁クラッチ。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄ
ｍ：内輪の溝直径と外輪の溝直径との平均値。
れら外輪と内輪との間に転動自在に設けられた玉とを備
え、かつ前記外輪および内輪の前記玉との接触面それぞ
れに周方向に沿って断面円弧状の溝を形成し、前記外輪
の溝の曲率半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒｉと、が
それぞれ１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．９６３８
（Ｄａ／ｄｍ）-0.0315 を満す範囲に形成されたことを
特徴とする電磁クラッチ。ただし、Ｄａ：玉の直径、ｄ
ｍ：内輪の溝直径と外輪の溝直径との平均値。
【００６７】付記１に記載された電磁クラッチは、回転
体を回転自在に支持するために玉軸受を用いているた
め、軸受の軸線方向に沿った幅を抑制することが可能と
なる。したがって、小型化を図ることが可能となり、大
型化及び重量の抑制と製造コストの抑制とが可能とな
る。
体を回転自在に支持するために玉軸受を用いているた
め、軸受の軸線方向に沿った幅を抑制することが可能と
なる。したがって、小型化を図ることが可能となり、大
型化及び重量の抑制と製造コストの抑制とが可能とな
る。
【００６８】付記２ないし付記４に記載された電磁クラ
ッチは、大型化及び重量の抑制と製造コストの抑制とが
可能になることにくわえ、前述した式１と式５と式６と
のうちいずれかを満す範囲に玉軸受の溝の曲率半径ｒ
ｅ，ｒｉが形成されているので、玉を軸線に沿って一つ
のみ配した単列の玉軸受を用いても、この玉軸受の軸線
方向に沿ったアキシアル変位を回転体の摩擦面と被回転
体の被摩擦面との間の間隔より小さくすることが可能と
なる。このため、電磁コイルに通電していない状態で、
回転体の摩擦面と被回転体の被摩擦面とが互いに接触す
ることが抑制されて、これら回転体と被回転体などの損
傷を防止することができる。
ッチは、大型化及び重量の抑制と製造コストの抑制とが
可能になることにくわえ、前述した式１と式５と式６と
のうちいずれかを満す範囲に玉軸受の溝の曲率半径ｒ
ｅ，ｒｉが形成されているので、玉を軸線に沿って一つ
のみ配した単列の玉軸受を用いても、この玉軸受の軸線
方向に沿ったアキシアル変位を回転体の摩擦面と被回転
体の被摩擦面との間の間隔より小さくすることが可能と
なる。このため、電磁コイルに通電していない状態で、
回転体の摩擦面と被回転体の被摩擦面とが互いに接触す
ることが抑制されて、これら回転体と被回転体などの損
傷を防止することができる。
【００６９】
【発明の効果】本発明の玉軸受は、外内輪の溝の曲率半
径ｒｅ，ｒｉが、前述した式１ないし式３のうちいずれ
かを満しているので、アキシアル変位を抑制することが
できる。したがって、外内輪の相対的な軸線に沿った範
囲を抑制できる。
径ｒｅ，ｒｉが、前述した式１ないし式３のうちいずれ
かを満しているので、アキシアル変位を抑制することが
できる。したがって、外内輪の相対的な軸線に沿った範
囲を抑制できる。
【図１】本発明の一実施形態の電磁クラッチを示す概略
断面図。
断面図。
【図２】本発明の一実施形態の玉軸受を示す断面図。
【図３】玉軸受の外内輪の溝の曲率半径を変化させた場
合の最大アキシアル変位量の変化を示す図。
合の最大アキシアル変位量の変化を示す図。
【図４】他の玉軸受の外内輪の溝の曲率半径を変化させ
た場合の最大アキシアル変位量の変化を示す図。
た場合の最大アキシアル変位量の変化を示す図。
【図５】軸受のアキシアル変位量と軸受温度上昇値との
関係を示す図。
関係を示す図。
【図６】軸受の注水試験結果を示す図。
１２…外輪 １３…内輪 １２ａ…溝 １３ａ…溝 １４…玉 １６…外輪の内周面（接触面） １７…内輪の外周面（接触面） ３１…電磁クラッチ ３５…ロータ（回転体） ３５ｂ…摩擦面 ３６…玉軸受 ３７…アーマチュア（被回転体） ３７ａ…被摩擦面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 博 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA04 AA32 AA42 AA54 AA62 BA10 BA53 BA54 BA55 BA77 EA41 FA60 GA16
Claims (1)
- 【請求項１】外輪と内輪とこれら外輪と内輪との間に転
動自在に設けられた玉とを備え、前記外輪および内輪の
前記玉との接触面それぞれに周方向に沿って断面円弧状
の溝を形成した玉軸受において、 前記外輪の溝の曲率半径ｒｅと、内輪の溝の曲率半径ｒ
ｉとが、それぞれ１．０≦（ｒｅ＋ｒｉ）／Ｄａ≦０．
９７４６（Ｄａ／ｄｍ）-0.0304 を満す範囲に形成され
たことを特徴とする玉軸受。ただし、Ｄａ：玉の直径、
ｄｍ：内輪の溝直径と外輪の溝直径との平均値。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11304046A JP2000240663A (ja) | 1998-12-24 | 1999-10-26 | 玉軸受 |
| DE19962191A DE19962191B4 (de) | 1998-12-24 | 1999-12-22 | Kugellager und Elektromagnetische Kupplung mit demselben |
| US09/471,006 US6273230B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-23 | Ball bearing and electromagnetic clutch having the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-366883 | 1998-12-24 | ||
| JP36688398 | 1998-12-24 | ||
| JP11304046A JP2000240663A (ja) | 1998-12-24 | 1999-10-26 | 玉軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000240663A true JP2000240663A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=26563763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11304046A Pending JP2000240663A (ja) | 1998-12-24 | 1999-10-26 | 玉軸受 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6273230B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000240663A (ja) |
| DE (1) | DE19962191B4 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002339958A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Nsk Ltd | プーリ用回転支持装置 |
| US7163341B2 (en) | 2002-01-31 | 2007-01-16 | Nsk Ltd. | Bearing to be used for pulley in auxiliary device for engine |
| KR100691889B1 (ko) * | 2001-08-28 | 2007-03-09 | 가부시키가이샤 제이텍트 | 4점접촉 볼 베어링 |
| US7435006B2 (en) | 2002-02-12 | 2008-10-14 | Nsk Ltd. | Pulley bearing for engine auxiliares |
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| JP2002106603A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-04-10 | Seiko Instruments Inc | 電磁クラッチおよびこの電磁クラッチを取り付けた気体圧縮機 |
| DE10057861A1 (de) | 2000-11-21 | 2002-05-23 | Mkl Miniaturkugellager Gmbh | Kugellager und Kugellagereinheit |
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| DE102004055786A1 (de) * | 2004-11-18 | 2007-04-26 | Schaeffler Kg | Radlagereinheit |
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| US3762516A (en) * | 1971-05-04 | 1973-10-02 | T Matsushita | Magnetic clutch |
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| FR2367217A1 (fr) * | 1976-10-07 | 1978-05-05 | Mueller Georg Kugellager | Roulements a billes pour charge radiale, a contact oblique pour charge radiale et a contact oblique pour charge axiale |
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| FR2502713A1 (fr) * | 1981-03-25 | 1982-10-01 | Glaenzer Spicer Sa | Roulement a billes et ses applications, notamment dans un moyeu de roue de vehicule |
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| JP3035818B2 (ja) * | 1997-10-21 | 2000-04-24 | 日本精工株式会社 | 玉軸受 |
-
1999
- 1999-10-26 JP JP11304046A patent/JP2000240663A/ja active Pending
- 1999-12-22 DE DE19962191A patent/DE19962191B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-23 US US09/471,006 patent/US6273230B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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| US7435006B2 (en) | 2002-02-12 | 2008-10-14 | Nsk Ltd. | Pulley bearing for engine auxiliares |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19962191A1 (de) | 2000-09-28 |
| DE19962191B4 (de) | 2005-03-24 |
| US6273230B1 (en) | 2001-08-14 |
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