JP2012141064A

JP2012141064A - 玉軸受及び支持構造

Info

Publication number: JP2012141064A
Application number: JP2012096143A
Authority: JP
Inventors: Yuki Tsuchida; 祐樹土田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-07-26

Abstract

【課題】強制潤滑される軸受の動摩擦トルクを低減し、組み込まれた装置全体の効率向上を図ることができる玉軸受及び支持構造を提供する。
【解決手段】玉軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、複数の玉１３と、合成樹脂製冠形保持器２０と、内外輪１１、１２間に設けられたシールド板１４と、を備え、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される。玉軸受１０は、シールド板１４が玉１３に対して潤滑油の供給方向（矢印Ａ方向）上流側に配置され、合成樹脂製冠形保持器２０の円環部２１が玉１３に対して潤滑油の供給方向下流側に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、玉軸受及び支持構造に関し、より詳細には、自動車用変速機等に用いられる樹脂製の冠形保持器を備えた玉軸受及び支持構造に関する。

一般に、自動車の自動変速機等の装置では、強制潤滑により潤滑油が玉軸受に供給されることが知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。特許文献１及び２に記載の装置では、もみ抜き保持器の形状を変更することで、強制潤滑による潤滑及び冷却効率を高める技術が開示されている。

特開２００５−９０６９２号公報実開平５−９６５４８号公報

ところで、近年、環境問題の高まりとも相俟って自動車の変速機を構成する玉軸受においても、低トルク化のニーズが高まっている。しかしながら、上記のような強制潤滑される玉軸受において、潤滑油が多量に供給された場合には、潤滑油の抵抗によるドラッグトルクが増大して軸受の動摩擦トルクに大きく影響を与え、燃費向上の障害となっている。

一方、潤滑油の抵抗によるドラッグトルクを低減するため、潤滑油の供給量を少なくすると、油膜厚さが不足して軸受寿命を低下させる虞があり、極端な場合には軸受の焼付きが発生することが懸念される。また、潤滑油の供給経路が、玉軸受と他の周辺部品に共用されている場合には、潤滑油の供給量を少なくした影響が、該周辺部品へも波及して潤滑油の供給が十分になされず、周辺部品の潤滑に悪影響を及ぼす可能性があった。また、保持器として冠形保持器を使用する場合には、軸受に供給された潤滑油が玉だけでなく、該爪片によっても大きく攪拌され、攪拌抵抗が大きくなる問題があった。

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、強制潤滑される軸受の動摩擦トルクを低減し、組み込まれた装置全体の効率向上を図ることができる玉軸受及び支持構造を提供することにある。

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、前記内外輪間に転動自在に配設された複数の玉と、前記玉をポケット内に回動自在に収容する樹脂製の冠形保持器と、を備え、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受であって、
前記玉の側方且つ前記内外輪間に設けられたシールド板が、前記玉に対して前記潤滑油の供給方向上流側に配置され、
前記シールド板の内周部は、軸方向内側に折り曲げられ、前記内輪の外周面とラビリンス隙間を設けて近接配置され、
前記内輪の外周面の軸方向端部には、溝が設けられ、
前記シールド板の内周部は、前記溝と前記ラビリンス隙間を設けて近接配置され、
前記ラビリンス隙間は、前記内輪の肩部よりも径方向内方に位置し、
前記冠形保持器の円環部は、前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側に配置されることを特徴とする玉軸受。
（２）前記玉の側方且つ前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側は、実質的に開放状態であることを特徴とする（１）に記載の玉軸受。
（３）前記内輪及び前記外輪は、前記玉の側方且つ前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側に、肩部を有さないことを特徴とする（１）又は（２）に記載の玉軸受。
（４）回転軸に外嵌される内輪と、ハウジングに内嵌される外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設された複数の玉と、前記玉をポケット内に回動自在に収容する樹脂製の冠形保持器と、を備え、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受を有して、前記回転軸を支持する支持構造であって、
前記玉の側方且つ前記内外輪間に設けられたシールド板が、前記玉に対して前記潤滑油の供給方向上流側に配置され、
前記シールド板の内周部は、軸方向内側に折り曲げられ、前記内輪の外周面とラビリンス隙間を設けて近接配置され、
前記内輪の外周面の軸方向端部には、溝が設けられ、
前記シールド板の内周部は、前記溝と前記ラビリンス隙間を設けて近接配置され、
前記ラビリンス隙間は、前記内輪の肩部よりも径方向内方に位置し、
前記冠形保持器の円環部は、前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側に配置されることを特徴とする支持構造。
（５）前記玉の側方且つ前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側は、実質的に開放状態であることを特徴とする（４）に記載の支持構造。
（６）前記内輪及び前記外輪は、前記玉の側方且つ前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側に、肩部を有さないことを特徴とする（４）又は（５）に記載の支持構造。

本発明の玉軸受及び支持構造によれば、内外輪間に設けられたシールド板が、玉に対して潤滑油の供給方向上流側に配置されているので、必要以上に多量の潤滑油が玉軸受の内部に流入するのを防止することができ、冠形保持器の爪部や玉によって潤滑油が攪拌されることで生じるドラッグトルクを大幅に低減することができる。また、潤滑油の供給経路が玉軸受と他の周辺部品に共用されている場合、シールド板によって玉軸受に流入する潤滑油の供給量を制限して周辺部品へ導き、該周辺部品を十分に潤滑することが可能となる。

従って、玉軸受の動摩擦トルクを低減することができ、自動車の変速機等、玉軸受が組み込まれる装置全体の効率を向上させて燃費を向上させることができる。損失トルクの低減は、小型の玉軸受だけでなく、内径が１００ｍｍを超えるような大型玉軸受においても有効である。

更に、冠形保持器の円環部が、玉に対して潤滑油の供給方向下流側に配置されているので、潤滑油の攪拌による損失トルクを更に低減することが可能となる。

本発明の実施形態である玉軸受の半断面図である。図１における合成樹脂製冠形保持器の斜視図である。

以下、本発明に係る玉軸受の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、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、玉１３によって案内され、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を回転自在に保持する合成樹脂製の冠形保持器２０と、外輪１１の内周面の軸方向一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。

冠形保持器２０は、図２に示すように、円環部２１と、円環部２１の円周方向に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爪部２２ａ、２２ｂと、を備える。円周方向に隣り合う爪部２２ａ、２２ｂの対向面と、これら対向面間の円環部２１の軸方向側面は、協働してポケット２３を形成し、玉１３を回動自在に保持する。円環部２１に所定の等間隔で設けられた各ポケット２３には、玉１３が一対の爪部２２ａ、２２ｂの開口側から押し込まれ、爪部２２ａ、２２ｂを弾性変形させて嵌め込まれる。

冠形保持器２０の材料としては特に限定されず、例えば、ポリアミド合成樹脂や、熱可塑性合成樹脂等、種々の合成樹脂の使用が可能であり、必要に応じてガラス繊維やカーボン繊維等の強化繊維を含有させて強度を向上させ、高温高速における変形、損傷を防止するようにしてもよい。冠形保持器２０は、自己潤滑性及び低摩擦特性に優れていることから、摩擦損失トルクの低減に有効である。

シールド板１４は、例えば、金属薄板を略円環状に形成したものであり、その外周部１４ａは、外輪１１の内周面の軸方向端部に設けられた溝１１ｂに圧入・固定され、その内周部１４ｂは、軸方向に折り曲げられ、内輪１２の外周面の軸方向端部に設けられた溝１２ｂとラビリンス隙間Ｃを設けて近接配置されている。これにより、シールド板１４の内周部１４ｂは、内輪１２の肩部１２ｃよりも径方向内方に位置する。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。

図１に示すように、玉軸受１０は、シールド板１４と冠形保持器２０の円環部２１とが、玉１３を挟んで互いに反対側となるように組み付けられる。即ち、シールド板１４が玉１３に対して潤滑油の供給方向（矢印Ａ方向）上流側に配置され、且つ冠形保持器２０の円環部２１が玉１３に対して潤滑油の供給方向下流側に配置されるように、ハウジング１に外輪１１が内嵌され、回転軸２に内輪１２が外嵌されて、玉軸受１０は自動車の変速機等の装置に組み込まれる。このとき、ハウジング１と回転軸２との間の空間は、潤滑油を供給・排出するための供給路１６及び排出路１７として作用する。

そして、潤滑油が、潤滑油タンク（図示せず）から供給路１６を介して玉軸受１０の側方（矢印Ａ方向）から供給されると、潤滑油は、シールド板１４の内周部１４ｂと溝１２ｂとの隙間Ｃから玉軸受１０の内部に流入し、玉軸受１０の回転に伴って潤滑油が冠形保持器２０の爪部２２ａ、２２ｂや玉１３によって攪拌される。

このとき、シールド板１４は、必要以上に多量の潤滑油が玉軸受１０の内部に流入するのを防止するので、冠形保持器２０の爪部２２ａ、２２ｂや玉１３によって攪拌される潤滑油量が制限され、潤滑油の攪拌に伴って生じるドラッグトルクは小さい。

潤滑油は、外輪１１、内輪１２、玉１３、及び冠形保持器２０の摺動面を潤滑した後、排出路１７に排出されるが、潤滑油の供給方向下流側に配置される冠形保持器２０の円環部２１による潤滑油の攪拌作用はほとんどなく、これによる損失トルクは小さい。

また、合成樹脂製の冠形保持器２０は、自己潤滑性及び低摩擦特性に優れているので、玉１３との摩擦抵抗が小さく摩擦損失トルクが小さい。

上記したように、潤滑油の攪拌に伴って生じるドラッグトルクや各部の摩擦トルクを小さくして玉軸受１０の動摩擦トルクを低減させ、自動車の変速機等の玉軸受１０が組み込まれた機械装置の効率を向上させることができる。

更に、潤滑油の供給路１６が、他の周辺部品（図示せず）の供給路と共用されて潤滑油が該周辺部品へも供給される場合には、シールド板１４によって玉軸受１０の内部に流入する潤滑油の供給量が制限されているので、該周辺部品へ十分な量の潤滑油を供給することができ、潤滑性能を良好に維持することができる。

尚、本発明は、前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、等が可能である。
本実施形態では、冠形保持器は玉案内方式としたが、外輪、或は内輪案内のいずれであってもよい。また、シールド板の形状や大きさは、潤滑油の供給量に応じて適宜設計されればよい。

１０玉軸受
１１外輪
１２内輪
１３玉
１４シールド板
２０合成樹脂製冠形保持器
２１円環部
２３ポケット

Claims

内輪と、外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設された複数の玉と、前記玉をポケット内に回動自在に収容する樹脂製の冠形保持器と、を備え、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受であって、
前記玉の側方且つ前記内外輪間に設けられたシールド板が、前記玉に対して前記潤滑油の供給方向上流側に配置され、
前記シールド板の内周部は、軸方向内側に折り曲げられ、前記内輪の外周面とラビリンス隙間を設けて近接配置され、
前記内輪の外周面の軸方向端部には、溝が設けられ、
前記シールド板の内周部は、前記溝と前記ラビリンス隙間を設けて近接配置され、
前記ラビリンス隙間は、前記内輪の肩部よりも径方向内方に位置し、
前記冠形保持器の円環部は、前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側に配置されることを特徴とする玉軸受。
前記玉の側方且つ前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側は、実質的に開放状態であることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
前記内輪及び前記外輪は、前記玉の側方且つ前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側に、肩部を有さないことを特徴とする請求項１又は２に記載の玉軸受。
回転軸に外嵌される内輪と、ハウジングに内嵌される外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設された複数の玉と、前記玉をポケット内に回動自在に収容する樹脂製の冠形保持器と、を備え、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受を有して、前記回転軸を支持する支持構造であって、
前記玉の側方且つ前記内外輪間に設けられたシールド板が、前記玉に対して前記潤滑油の供給方向上流側に配置され、
前記シールド板の内周部は、軸方向内側に折り曲げられ、前記内輪の外周面とラビリンス隙間を設けて近接配置され、
前記内輪の外周面の軸方向端部には、溝が設けられ、
前記シールド板の内周部は、前記溝と前記ラビリンス隙間を設けて近接配置され、
前記ラビリンス隙間は、前記内輪の肩部よりも径方向内方に位置し、
前記冠形保持器の円環部は、前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側に配置されることを特徴とする支持構造。
前記玉の側方且つ前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側は、実質的に開放状態であることを特徴とする請求項４に記載の支持構造。
前記内輪及び前記外輪は、前記玉の側方且つ前記玉に対して前記潤滑油の供給方向下流側に、肩部を有さないことを特徴とする請求項４又は５に記載の支持構造。