JP2011085165A - Rolling bearing for electrical auxiliary machine of automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の電装部品や補機部品に組み込まれ、転動体を転動自在に保持する樹脂製の保持器を具備した自動車電装補機用転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing for an automotive electrical accessory equipped with a resin cage that is incorporated in an electrical component or an accessory component of an automobile and holds a rolling element in a freely rolling manner.
自動車の電装部品や補機部品、例えばファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、カーエアコン用電磁クラッチ、電動ファンモータ等に組み込まれる転がり軸受としては、エンジン出力で回転駆動する回転軸を静止部材に回転自在に支持するために、図15に示すような玉軸受1が広く使用されている(例えば、特許文献1参照)。 As rolling bearings incorporated in automobile electrical parts and auxiliary parts such as fan coupling devices, alternators, idler pulleys, car air conditioner electromagnetic clutches, electric fan motors, etc., the rotating shaft that is driven to rotate by the engine output is used as a stationary member. In order to support it rotatably, a ball bearing 1 as shown in FIG. 15 is widely used (see, for example, Patent Document 1).
この種の玉軸受1は、同図に示すように外周面に内側転走面2aが形成された内輪2と、その内輪2の外側に配置され、内周面に外側転走面3aが形成された外輪3と、内輪2の内側転走面2aと外輪3の外側転走面3aとの間に転動自在に介在された複数の玉4と、内輪2と外輪3との間に配され、各玉4を円周方向等間隔に保持する樹脂製の保持器5とで主要部が構成されている。この外輪3あるいは内輪2のいずれか一方がハウジングなどの静止部材に装着され、他方がエンジン出力で回転駆動する回転軸に装着される。
As shown in the figure, this type of ball bearing 1 is disposed on the outer circumference of an
この内輪2と外輪3との間に配された冠形状の保持器5は、図16に示すように、円環状をなす主部5aと、その主部5aの軸方向片面に互いに間隔をあけて円周方向等配で一体的に突設された一対ずつの弾性片5bとで構成され、これら一対ずつの弾性片5bの間に凹設されて外径側と内径側とに開口した凹状のポケット5cを備え、そのポケット5cで玉4を転動自在に保持する。
As shown in FIG. 16, the crown-
また、図15に示すように、内輪2と外輪3の軸方向両側には、その内輪2と外輪3との間の環状空間を密封するためのシール部材6が配置されている。このシール部材6は、芯金6aとその芯金6aに一体的に加硫接着された弾性体6bとからなり、その基端部が外輪3の内周端部に装着され、先端部が内輪2の外周端部に接触するシールリップ6cが形成されている。なお、図示の玉軸受1では、シール部材6の基端部が装着された外輪2が固定側であり、シールリップ6cが接触する内輪2が回転側である。
Further, as shown in FIG. 15,
この玉軸受1の運転中、シール部材6の先端のシールリップ6cが内輪2の外周端部に摺接した状態を維持しながら、内輪2が回転する。これにより、水やダスト等の異物が軸受内部に侵入したり、あるいは、軸受内部からグリース等の潤滑剤が外部へ漏れたりすることを未然に防止するようにしている。
During the operation of the ball bearing 1, the
ところで、前述した玉軸受1の保持器5では、玉4を転動自在に保持するためのポケット5cの内面5dが玉4の外径形状に沿う単一の部分凹球面で形成されている。また、保持器5を構成する主部5aおよび弾性片5bにおける保持器径方向寸法、つまり、主部5aおよび弾性片5bの厚みt(図15参照)がポケット底部側からポケット先端部側(弾性片側)まで均一な形状となっている。
By the way, in the
近年、自動車用途の玉軸受1においては、燃費向上などの環境問題からもトルク低減が求められている。この玉軸受1におけるトルクは、玉による油(グリース等の潤滑剤)の剪断抵抗が多くの割合を占めている。また、その剪断抵抗のほとんどがポケット5cの内面5dとそのポケット5cに収容された玉4との間に形成された油膜を剪断する時に発生するものである。
In recent years, in ball bearings 1 for use in automobiles, torque reduction has been demanded from environmental problems such as improved fuel consumption. As for the torque in the ball bearing 1, the shear resistance of oil (lubricant such as grease) by the ball accounts for a large proportion. Most of the shear resistance is generated when the oil film formed between the
従来の玉軸受1の保持器5では、主部5aおよび弾性片5bの厚みt(図15参照)がポケット底部側からポケット先端部側(弾性片側)まで均一であるため、ポケット5cの玉4との対向面積もポケット底部側からポケット先端部側(弾性片側)まで均一となっていることから、ポケット5cで大きな剪断抵抗が発生することにより玉軸受1のトルクを低減させることが困難であった。
In the
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、玉による油の剪断抵抗を起因とするトルクを容易に低減させ得る自動車電装補機用転がり軸受を提供することにある。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a rolling bearing for an automotive electrical equipment that can easily reduce torque caused by oil shear resistance by balls. It is to provide.
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、外周面に内側転走面が形成された内輪と、その内輪の外側に配置され、内周面に外側転走面が形成された外輪と、内輪の内側転走面と外輪の外側転走面との間に転動自在に介在した複数の転動体と、内輪と外輪との間に配され、転動体を保持する保持器とを備え、エンジン出力で回転駆動する回転軸を静止部材に回転自在に支持する自動車電装補機用転がり軸受であって、保持器は、全体を円環状に形成してその円周方向複数箇所にそれぞれが外径側と内径側とに開口して転動体を収容する凹状のポケットを有し、ポケットの転動体との対向面積を低減する減肉部をポケット内面に形成したことを特徴とする。 As technical means for achieving the above-mentioned object, the present invention includes an inner ring having an inner rolling surface formed on the outer peripheral surface, and an outer rolling surface formed on the inner peripheral surface. The outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner rolling surface of the inner ring and the outer rolling surface of the outer ring, and a cage that is arranged between the inner ring and the outer ring and holds the rolling elements. A rolling bearing for an automotive electrical accessory that rotatably supports a rotating shaft that is rotationally driven by engine output on a stationary member, and the cage is formed in an annular shape as a whole, and is provided at a plurality of locations in the circumferential direction. Each of which has a concave pocket that opens to the outer diameter side and the inner diameter side and accommodates the rolling elements, and a reduced thickness portion that reduces the area of the pocket facing the rolling elements is formed on the inner surface of the pocket. To do.
本発明に係る自動車電装補機用転がり軸受では、ポケットの転動体との対向面積を低減する減肉部をポケット内面に形成した保持器を具備したことにより、ポケットの内面とそのポケットに収容された転動体との間に形成される油膜量を従来よりも少なくすることができることから、油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を従来よりも低減することができる。その結果、この転動体による油の剪断抵抗を起因とするトルクを容易に低減させることができる。 In the rolling bearing for automotive electrical equipment according to the present invention, the inner surface of the pocket and the pocket are accommodated in the pocket by providing the cage with the thinned portion formed on the inner surface of the pocket to reduce the area of the pocket facing the rolling element. Since the amount of oil film formed between the rolling element and the rolling element can be made smaller than before, the shear resistance generated when the oil film is sheared can be reduced more than before. As a result, it is possible to easily reduce the torque caused by the oil shear resistance by the rolling elements.
本発明における保持器の減肉部は、ポケット先端部の外径側あるいは内径側の少なくとも一方に形成されていることが望ましい。このようにすれば、ポケット先端部において転動体による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクを低減することが可能となる。 The thinned portion of the cage in the present invention is preferably formed on at least one of the outer diameter side and the inner diameter side of the pocket tip. If it does in this way, it will become possible to reduce the torque which arises due to the shear resistance of the oil by a rolling element in a pocket tip part.
本発明における保持器の減肉部は、ポケット底部の外径側あるいは内径側の少なくとも一方に形成されていることが望ましい。このようにすれば、ポケット底部において転動体による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクを低減することが可能となる。 The thinned portion of the cage in the present invention is preferably formed on at least one of the outer diameter side or the inner diameter side of the pocket bottom. If it does in this way, it will become possible to reduce the torque which arises due to the shear resistance of the oil by a rolling element in a pocket bottom.
本発明における保持器の減肉部は、ポケット内面に形成された凹部とすることも可能である。このようにすれば、ポケット内面の凹部形成部位において転動体による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクを低減することが可能となる。 The thinned portion of the cage in the present invention can be a recess formed on the inner surface of the pocket. If it does in this way, it will become possible to reduce the torque which arises due to the shear resistance of the oil by a rolling element in the crevice formation part of a pocket inner surface.
この凹部は、ポケット内面の円周方向全周に亘って溝状に形成したり、あるいは、ポケット内面の保持器軸方向に貫通して形成したりすればよい。このようにすれば、凹部を容易に形成することが可能となる。 The recess may be formed in a groove shape over the entire circumference in the circumferential direction of the pocket inner surface, or may be formed so as to penetrate in the cage axial direction of the pocket inner surface. In this way, the concave portion can be easily formed.
本発明における凹部は、ポケット内面の保持器径方向に亘って複数条に形成されていることが望ましい。このようにすれば、ポケット内面の凹部形成部位において転動体による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクをより一層低減することができる。 It is desirable that the concave portions in the present invention are formed in a plurality of strips across the radial direction of the cage inside the pocket. In this way, it is possible to further reduce the torque generated due to the shearing resistance of the oil by the rolling elements at the recessed portion forming portion on the inner surface of the pocket.
本発明によれば、ポケットの転動体との対向面積を低減する減肉部をポケット内面に形成した保持器を具備したことにより、ポケットの内面とそのポケットに収容された転動体との間に形成された油膜量を従来よりも少なくすることができることから、油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を従来よりも低減することができる。その結果、この転動体による油の剪断抵抗を起因とするトルクを容易に低減させることができる。これにより、近年における燃費向上などの環境問題に適合した自動車用途の転がり軸受を容易に提供できる。 According to the present invention, the cage having the thinned portion formed on the inner surface of the pocket for reducing the area of the pocket facing the rolling element is provided between the inner surface of the pocket and the rolling element accommodated in the pocket. Since the amount of the formed oil film can be made smaller than before, the shear resistance generated when the oil film is sheared can be reduced more than before. As a result, it is possible to easily reduce the torque caused by the oil shear resistance by the rolling elements. As a result, it is possible to easily provide a rolling bearing for automobiles adapted to environmental problems such as fuel efficiency improvement in recent years.
本発明に係る自動車電装補機用転がり軸受の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、自動車用オルタネータに組み込まれ、エンジン出力で回転駆動する回転軸を静止部材に回転自在に支持する玉軸受を例示するが、例えばファンカップリング装置、アイドラプーリ、カーエアコン用電磁クラッチ、電動ファンモータ等、自動車の他の電装部品や補機部品にも適用可能である。 An embodiment of a rolling bearing for automobile electrical accessory according to the present invention will be described in detail below. In the following embodiments, ball bearings that are incorporated in an automobile alternator and that rotatably support a rotating shaft that is driven to rotate by engine output are supported by a stationary member. For example, a fan coupling device, an idler pulley, a car air conditioner It can also be applied to other electric parts and auxiliary parts of automobiles such as electromagnetic clutches and electric fan motors.
図1に示す実施形態の玉軸受11は、外周面に内側転走面12aが形成された内輪12と、その内輪12の外側に配置され、内周面に外側転走面13aが形成された外輪13と、内輪12の内側転走面12aと外輪13の外側転走面13aとの間に転動自在に介在された複数の転動体である玉14と、内輪12と外輪13との間に配され、各玉14を円周方向等間隔に保持する樹脂製の保持器15とで主要部が構成されている。この外輪13あるいは内輪12のいずれか一方がハウジングなどの静止部材に装着され、他方がエンジン出力で回転駆動する回転軸に装着される。
The
この内輪12と外輪13との間に配された冠形状の保持器15は、図2に示すように、円環状をなす主部15aと、その主部15aの軸方向片面に互いに間隔をあけて円周方向等配で一体的に突設された一対ずつの弾性片15bとで構成され、これら一対ずつの弾性片15bの間に凹設されて外径側と内径側とに開口した凹状のポケット15cを備え、そのポケット15cで玉14を転動自在に保持する。
As shown in FIG. 2, the crown-shaped
また、図1に示すように、内輪12と外輪13の軸方向両側には、その内輪12と外輪13との間の環状空間を密封するためのシール部材16が配置されている。このシール部材16は、芯金16aとその芯金16aに一体的に加硫接着された弾性体16bとからなり、その基端部が外輪13の内周端部に装着され、先端部が内輪12の外周端部に接触するシールリップ16cが形成されている。なお、図示の玉軸受11では、シール部材16の基端部が装着された外輪13が固定側であり、シールリップ16cが接触する内輪12が回転側である。
As shown in FIG. 1,
この玉軸受11の運転中、シール部材16の先端のシールリップ16cが内輪12の外周端部に摺接した状態を維持しながら、内輪12が回転する。これにより、水やダスト等の異物が軸受内部に侵入したり、あるいは、軸受内部からグリース等の潤滑剤が外部へ漏れたりすることを未然に防止するようにしている。
During the operation of the
以上で説明した玉軸受11は、図11に示す自動車用オルタネータに使用される。このオルタネータは、エンジンの回転をベルトで受けて発電し、車両の電気負荷に電力を供給すると共にバッテリを充電する機能を有する。オルタネータは、同図に示すように静止部材であるハウジング21に、ロータ22を装着したローラ回転軸23が玉軸受11で回転自在に支持されている。ロータ22にはロータコイル24が取り付けられ、ロータ22の外周に配置されたステータ25には、120°の位相で3巻のステータコイル26が取り付けられている。ロータ回転軸23は、その先端に取り付けられたプーリ27にベルト(図示せず)で伝達される回転トルクで回転駆動されている。
The
このオルタネータに組み込まれる玉軸受11の保持器15では、ポケット15cの内面15dとそのポケット15cに収容された玉14との間に形成された油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を起因とするトルクの低減を図るため、ポケット15cの内面15dに、ポケット15cの玉14との対向面積を低減する減肉部を設けている。
In the
図1および図2に示す実施形態では、保持器15の減肉部15e,15fを、ポケット先端部(弾性片側)の内径側とポケット底部の外径側を切り欠くことにより形成している。また、図3および図4に示す実施形態では、保持器15の減肉部15g,15hを、ポケット先端部(弾性片側)の外径側とポケット底部の内径側を切り欠くことにより形成している。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the thinned
このように玉軸受11では、ポケット15cの玉14との対向面積を低減する減肉部15e〜15hをポケット15cの内面15dに形成した保持器15を具備したことにより、ポケット15cの内面15dとそのポケット15cに収容された玉14との間に形成された油膜量を従来よりも少なくすることができることから、油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を従来よりも低減することができる。その結果、この玉14による油の剪断抵抗を起因とするトルクを容易に低減させることができる。
As described above, the
なお、図1〜図4の実施形態では、減肉部15e〜15hを、ポケット先端部の内径側とポケット底部の外径側、あるいはポケット先端部の外径側とポケット底部の内径側に形成したが、その減肉部15e〜15hを、ポケット先端部の内径側と外径側、ポケット底部の内径側と外径側、ポケット先端部の外径側とポケット底部の外径側、あるいは、ポケット先端部の内径側とポケット底部の内径側に形成することも可能である。
1 to 4, the thinned
しかしながら、図1〜図4の実施形態のように、減肉部15e〜15hを、ポケット先端部の内径側とポケット底部の外径側、あるいはポケット先端部の外径側とポケット底部の内径側に形成した場合は、その減肉部15e〜15hを、ポケット先端部の内径側と外径側、ポケット底部の内径側と外径側、ポケット先端部の外径側とポケット底部の外径側、あるいは、ポケット先端部の内径側とポケット底部の内径側に形成した場合よりも、ポケット15cの内面15dと玉14との接触状態が偏ることなく、玉14の転動状態が安定して円滑な転動が容易に実現できる点で有効である。
However, as in the embodiment of FIGS. 1 to 4, the thinned
以上の実施形態では、ポケット15cの内面15dとそのポケット15cに収容された玉14との間に形成された油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を起因とするトルクの低減を図るため、ポケット15cの玉14との対向面積を低減する減肉部15e〜15hとして、ポケット先端部の外径側とポケット底部の内径側、あるいは、ポケット先端部の内径側とポケット底部の外径側を切り欠いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、以下に述べる他の実施形態でも可能である。
In the above embodiment, the
図5〜図7に示す実施形態では、保持器15の減肉部15iを、ポケット15cの内面15dに形成された凹部とすることにより形成している。この凹部は、ポケット15cの内面15dの円周方向全周に亘って形成された溝状をなす。また、図8〜図10に示す実施形態では、保持器15の減肉部15jを、ポケット15cの内面15dに形成された凹部を保持器軸方向に貫通させることにより形成している。
In the embodiment shown in FIGS. 5 to 7, the thinned
なお、これら二つの実施形態では、減肉部15i,15jとしての凹部を円周方向に沿って一条で形成しているが、ポケット15cの内面15dの保持器径方向に亘って複数条の凹部を形成することも可能である。複数条の凹部を形成すれば、ポケット15cの内面15dの凹部形成部位において玉14による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクをより一層低減することができる。
In these two embodiments, the concave portions as the thinned
以上で説明した各実施形態における減肉部15e〜15jは、保持器15を射出成形により製作した後に切削加工により形成することが可能であり、また、保持器15を射出成形により製作すると同時に形成することも可能である。このように切削加工あるいは射出成形で減肉部15e〜15jを形成することにより、減肉部15e〜15jを容易に形成することができてコスト低減が図れる。
The thinned
本発明は前述した実施形態に何ら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内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. It includes the equivalent meanings recited in the claims and the equivalents recited in the claims, and all modifications within the scope.
本出願人は、本発明品(本発明品1および本発明品2)と従来品についてトルク比較試験を行った。このトルク比較試験における試験条件は、図12に示すようにラジアル荷重を500N、軸受回転速度を4000r/min、軸受温度を30℃とした。 The present applicant conducted a torque comparison test on the product of the present invention (the product of the present invention 1 and the product of the present invention 2) and the conventional product. As shown in FIG. 12, the test conditions in this torque comparison test were a radial load of 500 N, a bearing rotational speed of 4000 r / min, and a bearing temperature of 30 ° C.
このトルク比較試験の試験結果は図13および図14に示すとおりである。玉とポケットの対向面積を100%とした従来品に対して、本発明品1では、玉とポケットの対向面積を従来品よりも30%低減して70%とし、本発明品2では、玉とポケットの対向面積を従来品よりも50%低減して50%とした。 The test results of this torque comparison test are as shown in FIG. 13 and FIG. Compared to the conventional product in which the facing area of the ball and pocket is 100%, the product 1 of the present invention reduces the facing area of the ball and pocket by 30% to 70% compared to the conventional product. And the facing area of the pocket was reduced by 50% from the conventional product to 50%.
その結果、本発明品1では、トルクを従来品よりも20%低減することができ、本発明品2では、トルクを従来品よりも30%低減することができた。このように、ポケットの玉との対向面積を低減する減肉部をポケット内面に形成したことにより、トルクを容易に低減できることが明らかとなった。
As a result, the product 1 of the present invention was able to reduce the torque by 20% compared to the conventional product, and the
11 転がり軸受(玉軸受)
12 内輪
13 外輪
14 転動体(玉)
15 保持器
15c ポケット
15d ポケットの内面
15e〜15j 減肉部
11 Rolling bearings (ball bearings)
12
15
Claims (9)
前記保持器は、全体を円環状に形成してその円周方向複数箇所にそれぞれが外径側と内径側とに開口して前記転動体を収容する凹状のポケットを有し、前記ポケットの転動体との対向面積を低減する減肉部を前記ポケット内面に形成したことを特徴とする自動車電装補機用転がり軸受。 An inner ring having an inner rolling surface formed on the outer circumferential surface, an outer ring disposed outside the inner ring and having an outer rolling surface formed on the inner circumferential surface, an inner rolling surface of the inner ring, and an outer rolling of the outer ring. A plurality of rolling elements interposed between the running surface and a rolling surface; a retainer disposed between the inner ring and the outer ring, and holding the rolling elements; A rolling bearing for automotive electrical equipment that is rotatably supported by a stationary member,
The retainer is formed in an annular shape as a whole, and has concave pockets that are opened to an outer diameter side and an inner diameter side at a plurality of locations in the circumferential direction to accommodate the rolling elements. A rolling bearing for automotive electrical equipment, wherein a thinned portion for reducing an area facing the moving body is formed on the inner surface of the pocket.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120926 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20121227 |