JP2014222072A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受回転時のころのスキュウ力に起因するシール部材に対する保持器の接触を回避することができる転がり軸受装置を提供する。【解決手段】内輪部材１０と、外輪部材３０と、複数のころ４２と、ころ４２を保持する保持器４３と、保持器４３に隣接して配設されかつ環状空間の開口部を密封するシール部材５１とを備える。内輪部材１０と、外輪部材３０とのうち、少なくとも一方の軌道輪部材と保持器４３との間には、軸受回転時のころ４２のスキュウ力によってシール部材５１側への保持器４３の移動を規制してシール部材５１に対する保持器４３の接触を回避する係止構造６０が設けられている。【選択図】図２

Description

この発明は転がり軸受装置に関する。

転がり軸受装置においては、例えば、特許文献１に開示されているように、内輪部材と、内輪部材の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設された外輪部材と、環状空間に保持器によって保持された状態で転動可能に配設された複数のころと、環状空間の開口部近傍で保持器に隣接して配設されかつ環状空間の開口部を密封するシール部材とを備えた構造のものが知られている。
また、転がり軸受において、例えば、特許文献１に開示されているように、外輪の端部に径方向の内方に向けてフランジが形成され、このフランジが保持器の周方向の溝に係合している転がり軸受が知られている。

特開平１１−１５３０９６号公報 特開平２−２２９９１２号公報

ところで、内、外輪部材の間の環状空間の開口部近傍で保持器に隣接してシール部材が配設された転がり軸受装置においては、軸受回転時のころのスキュウ力によって、ころと共に保持器がシール部材側へ向けて移動し、シール部材に対し保持器が接触することがある。
ころに大きいスキュウ力が発生すると、シール部材に対する保持器の接触圧力が大きくなり、シール部材と保持器との接触部分の摩耗が著しくなることが想定される。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、軸受回転時のころのスキュウ力に起因するシール部材に対する保持器の接触を回避することができる転がり軸受装置を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の第１の発明に係る転がり軸受装置は、内輪部材と、この内輪部材の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設された外輪部材と、前記環状空間に保持器によって保持された状態で転動可能に配設された複数のころと、前記環状空間の開口部近傍で前記保持器に隣接して配設されかつ前記環状空間の開口部を密封するシール部材とを備えた転がり軸受装置であって、
前記内輪部材と、前記外輪部材とのうち、少なくとも一方の軌道輪部材と前記保持器との間には、軸受回転時の前記ころのスキュウ力によって前記シール部材側への前記保持器の移動を規制して前記シール部材に対する前記保持器の接触を回避する係止構造が設けられていることを特徴とする。

第１の発明によると、軸受回転時において、ころにスキュウ力が発生し、ころと共に、保持器がシール部材側へ移動しようとすると、軌道輪部材と保持器との間に設けられた係止構造によって、保持器のシール部材側へ移動が規制される。
これによって、シール部材に対する保持器の接触を回避することができる。このため、シール部材と保持器との接触による摩耗を抑制することができ、耐久性の向上を図ることができる。

この発明の第２の発明に係る転がり軸受装置は、第１の発明の転がり軸受装置であって、係止構造は、外輪部材の内周面に形成された溝部と、保持器の外周面に形成されて前記溝部に係合する係止部とを有していることを特徴とする。

第２の発明によると、外輪部材の内周面に溝部を形成し、保持器の外周面に溝部に係合する係止部を形成することで、係止構造を容易に構成することができる。

この発明の第３の発明に係る転がり軸受装置は、第２の発明の転がり軸受装置であって、外輪部材内周面の溝部の一側壁面と係止部との間の軸方向の隙間をＡとし、前記シール部材と保持器との間の軸方向の隙間をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されていることを特徴とする。

第３の発明によると、外輪部材内周面の溝部の一側壁面と係止部との間の軸方向の隙間をＡとし、シール部材と保持器との間の軸方向の隙間をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されることで、シール部材と保持器との接触を良好に回避することができる。

この発明の第４の発明に係る転がり軸受装置は、第２の発明又は第３の発明の転がり軸受装置であって、係止部は、保持器の環状部の外周面周方向に環状に形成され、
前記保持器の環状部及び係止部には、複数のスリット状の割溝が周方向に所定間隔を隔てて形成されていることを特徴とする。

第４の発明によると、保持器の環状部及び係止部に形成した複数のスリット状の割溝によって保持器を小さい力で弾性的に縮径変形させることができる。このため、内輪部材と外輪部材との間の環状空間に対し、保持器を容易に組み付けることができる。

この発明の第５の発明に係る転がり軸受装置は、第１の発明の転がり軸受装置であって、係止構造は、ころのシール部材側端面に係合可能に内輪部材の外周面に形成された係止部によって構成されていることを特徴とする。

第５の発明によると、内輪部材の外周面に対し、ころのシール部材側端面に係合可能な
係止部を形成することで、係止構造を容易に構成することができる。

この発明の第６の発明に係る転がり軸受装置は、第５の発明の転がり軸受装置であって、ころのシール部材側の端面と係止部との間の軸方向の隙間をＣとし、前記シール部材と保持器との間の軸方向の隙間をＤとしたときに、「Ｃ＜Ｄ」の関係となるように設定されていることを特徴とする。

第６の発明によると、ころのシール部材側端面と係止部との間の軸方向の隙間をＣとし、シール部材と保持器との間の軸方向の隙間をＤとしたときに、「Ｃ＜Ｄ」の関係となるように設定されることで、シール部材と保持器との接触を良好に回避することができる。

この発明によると、シール部材に対する保持器の接触を回避することができるため、シール部材と保持器との接触による摩耗を抑制することができ、耐久性の向上を図ることができる。

この発明の実施例１に係る転がり軸受装置が採用されたウオータポンプを示す軸方向断面である。 同じく転がり軸受装置を拡大して示す軸方向断面である。 同じく保持器を示す斜視図である。 同じく保持器の一部に割り溝を形成した実施態様を示す斜視図である。 この発明の実施例２に係る転がり軸受装置を示す軸方向断面である。 この発明の実施例３に係る転がり軸受装置を示す軸方向断面である。 この発明の実施例４に係る転がり軸受装置を示す軸方向断面である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、この実施例１に係る転がり軸受装置はウオータポンプに採用される場合を例示する。
ウオータポンプに採用される転がり軸受装置は、ポンプ軸を構成する内輪部材１０と、この内輪部材１０の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設された外輪部材３０と、 内輪部材１０と外輪部材３０との間の環状空間に複列をなして配設されて玉軸受を構成する複数の玉４０と、ころ軸受を構成する複数のころ４２と、環状空間の両端開口部をそれぞれ密封するシール部材５０、５１とを備えている。

すなわち、ポンプ軸を構成する内輪部材１０は、複列をなす玉軸受ところ軸受とが配設される主軸部１１ａと、この主軸部１１ａの端部から同一中心をなして一体に延出されかつ主軸部１１ａよりも小径に形成されたインペラ軸部１１ｂとを有している。そして、主軸部１１ａの先端部外周面にはプーリ２０がトルク伝達可能に嵌合され、インペラ軸部１１ｂの先端部外周面には、複数の羽根板２３を有するインペラ２２が、そのボス部２４において圧入等で固定されている。
また、主軸部１１ａの外周面には、玉軸受に対応する内輪軌道面１２と、ころ軸受に対応する内輪軌道面１３とが軸方向に所定間隔を隔てて形成されている。

外輪部材３０は、円筒状に形成され、その外周面においてハウジング１の軸受組付孔２に圧入等によって固定される。
図２に示すように、外輪部材３０の内周面には、玉軸受に対応する外輪軌道面３２と、ころ軸受に対応する外輪軌道面３３とが軸方向に所定間隔を隔てて形成されている。
また、外輪部材３０の内周面のころ軸受側の開口部近傍には、シール部材５１を装着するための環状溝３６が形成されている。
そして、玉軸受に対応する内輪軌道面１２と外輪軌道面３２との間には、複数の玉４０が保持器４１によって保持された状態で転動可能に配設されている。また、ころ軸受に対応する内輪軌道面１３と外輪軌道面３３との間には、複数のころ（円筒ころ、針状ころ）４２が保持器４１の各ポケット４７に保持された状態で転動可能に配設されている。

ころ軸受の保持器４３は、耐熱性及び耐摩耗性を有する樹脂材によって形成されている。
図２と図３に示すように、保持器４３は、軸方向に所定間隔を隔てる両環状部４４、４５と、これら両環状部４４、４５を連結し、かつ周方向にころ４２を保持するポケット４７を隔てて配設された複数の柱部４６とを一体に有している。

内輪部材１０と外輪部材３０との間の環状空間のころ軸受側の開口部近傍には、開口部を密封するシール部材５１が保持器４３の環状部４５に隣接して配設されている。
図２に示すように、シール部材５１は、芯金５２とリップ５７とを有している。芯金５２は、金属板がプレス加工されることで形成されている。そして、芯金５２は、外輪部材３０の環状溝３６に固定される外径側環状部５３と、この外径側環状部５３の内径端から軸受外側に向けて筒状に突出された段差筒部５４と、この段差筒部５４の先端から径方向内方に向けて形成された内径側環状部５５と、を一体に有している。
芯金５２の軸受外側面は、ゴム等の弾性層５６によって覆われており、内径側環状部５５の内径端部分には、弾性層５６と同材質で一体状をなしかつ内輪部材１０の主軸部１１ａの外周面に摺接する弾性変形可能な二股状のシールリップ５７が形成されている。

内輪部材１０と、外輪部材３０とのうち、少なくとも一方の軌道輪部材と、ころ軸受の保持器４３との間には、軸受回転時のころ４２のスキュウ力によってシール部材５１側への保持器４３の移動を規制してシール部材５１に対する保持器４３の接触を回避する係止構造６０が設けられている。
この実施例１において、図２に示すように、係止構造６０は、外輪部材３０の内周面の保持器４３の環状部４４に対応する部分に形成された環状の溝部６１と、保持器４３の環状部４４の外周面に径方向外方へ環状に突出されて溝部６１に係合する係止部６２とを有して構成されている。
また、外輪部材３０の溝部６１の一側壁面と保持器４３の係止部６２との間の軸方向の隙間をＡとし、シール部材５１の芯金５２の外径側環状部５３と保持器４３の環状部４５との間の軸方向の隙間をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されている。

この実施例１に係る転がり軸受装置は上述したように構成される。
したがって、内輪部材１０と外輪部材３０との間の環状空間の所定位置に保持器４３を組み付ける場合、環状空間のころ軸受側の開口部から保持器４３を挿入すると共に、保持器４３を弾性的に縮径変形させながら、その係止部６２が外輪部材３０の溝部６１に嵌る位置まで押し込む。これによって、環状空間の所定位置に保持器４３が組み付けられる。この際、保持器４３の各ポケット４７にはころ４２がそれぞれ配設される。また、シール部材５１は、保持器４３が組み付けられた後、内輪部材１０と外輪部材３０との間の環状空間のころ軸受側の開口部に組み付けられる。

軸受回転時において、ころ４２にスキュウ力が発生し、ころ４２と共に、保持器４３がシール部材５１側へ移動しようとすると、外輪部材３０と保持器４３との間に設けられた係止構造６０によって、保持器４３のシール部材５１側へ移動が規制される。
これによって、シール部材５１に対する保持器４３の接触を回避することができる。このため、シール部材５１と保持器４３との接触による摩耗を抑制することができ、耐久性の向上を図ることができる。

また、この実施例１において、係止構造６０は、外輪部材３０の内周面に形成された溝部６１と、保持器４３の外周面に形成されて溝部６１に係合する係止部６２とを有して構成されている。そして、ころ４２にスキュウ力が発生し、ころ４２と共に、保持器４３がシール部材５１側へ移動すると、外輪部材３０の溝部６１の溝壁面に保持器４３の係止部６２が当接し、これ以上の保持器４３の移動が抑制される。これによって、シール部材５１に対する保持器４３の接触を回避することができる。
このように、外輪部材３０の内周面に溝部６１を形成し、保持器４３の外周面に溝部６１に係合する係止部６２を形成することで、係止構造６０を容易に構成することができる。

また、この実施例１において、外輪部材３０の溝部６１の一側壁面と保持器４３の係止部６２との間の軸方向の隙間をＡとし、シール部材５１の芯金５２の外径側環状部５３と保持器４３の環状部４５との間の軸方向の隙間をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されている。
これによって、ころ４２のスキュウ力によって、ころ４２と共に保持器４３が、シール部材５１側へ移動し、外輪部材３０の溝部６１の溝壁面に保持器４３の係止部６２が当接した状態においても、シール部材５１の芯金５２の外径側環状部５３に対する保持器４３の環状部４５の接触を良好に回避することができる。

また、内輪部材１０と外輪部材３０との間の環状空間に対する保持器４３の組み付けを容易化するために、図４に示すように、保持器４３の環状部４４及び係止部６２に対し、複数のスリット状の割溝４９を周方向に所定間隔を隔てて形成し、保持器４３を小さい力で弾性的に縮径変形可能に形成することもできる。
また、内輪部材１０と外輪部材３０との間の環状空間に対する保持器４３の組み付けを容易化するために、保持器４３の環状部４４の外周面に単数又は複数の突起部（図示しない）を形成して係止部を構成することも可能である。

次に、この発明の実施例２を図５にしたがって説明する。
図５に示すように、この実施例２においては、外輪部材１３０の内周面の玉軸受の外輪軌道面１３２と、ころ軸受の外輪軌道面１３３との間に位置する部分に、溝部１６１と、その溝部１６１の一側壁面（ころ軸受側壁面）に隣接して径方向内方へ環状に突出された突輪部１３４とが形成されている。
また、突輪部１３４には、ころ軸受の保持器１４３を組み付け案内する傾斜状の案内面１３５が形成されている。

また、保持器１４３においては、実施例１とほぼ同様にして、軸方向に所定間隔を隔てる両環状部１４４、１４５と、これら両環状部１４４、１４５を連結し、かつ周方向にころ１４２を保持するポケット１４７を隔てて配設された複数の柱部１４６とを一体に有している。そして、環状部１４４の外周面には溝部１６１と協働して係止構造１６０を構成する係止部１６２が径方向外方へ突出して環状に形成されている。
また、この実施例２において、外輪部材１３０のころ軸受の外輪軌道面１３３の内径寸法は、保持器１４３の係止部１６２の外径寸法と同じ又は若干大きく設定されている。

また、この実施例２においても、外輪部材１３０の溝部１６１の一側壁面と保持器１４３の係止部１６２との間の軸方向の隙間をＡ’とし、シール部材１５１の芯金１５２の外径側環状部１５３と保持器１４３の環状部１４５との間の軸方向の隙間をＢ’としたときに、「Ａ’＜Ｂ’」の関係となるように設定されている。
この実施例２のその他の構成については、実施例１と同様に構成されるため、その説明は省略する。

この実施例２に係る転がり軸受装置は上述したように構成される。
したがって、内輪部材１１０と外輪部材１３０との間の環状空間の所定位置に保持器１４３を組み付ける場合、環状空間のころ軸受側の開口部から保持器１４３を挿入する。保持器１４３の係止部１６２が突輪部１３４の案内面１３５に当接した後、保持器１４３をさらに押し込むと、保持器１４３は案内面１３５に滑走案内されながら弾性的に縮径変形される。
そして、係止部１６２が外輪部材１３０の溝部１６１に嵌る位置まで押し込むことによって、環状空間の所定位置に保持器１４３が組み付けられる。

軸受回転時において、ころ１４２にスキュウ力が発生し、ころ１４２と共に、保持器１４３がシール部材１５１側へ移動すると、外輪部材１３０の溝部１６１の溝壁面に保持器１４３の係止部１６２が当接し、これ以上の保持器１４３の移動が抑制される。これによって、シール部材１５１に対する保持器１４３の接触を回避することができる。

次に、この発明の実施例３を図６にしたがって説明する。
図６に示すように、この実施例３において、係止構造２６０は、ころ２４２のシール部材２５１側の端面２４２ａに係合可能に内輪部材２１０の外周面に環状に突設された係止部２６２によって構成されている。
また、この実施例３において、外輪部材２３０の内周面の玉軸受の外輪軌道面２３２と、ころ軸受の外輪軌道面２３３との間に位置する部分には、ころ２４２の玉軸受側の端面２４２ｂに当接してころ２４２を転動案内するころ案内面２３５を有する突輪部２３４が形成されている。
また、この実施例３において、ころ２４２のシール部材２５１側の端面２４２ａと係止部２６２との間の軸方向の隙間をＣとし、シール部材２５１の芯金２５２の外径側環状部２５３と保持器２４３の環状部２４５との間の軸方向の隙間をＤとしたときに、「Ｃ＜Ｄ」の関係となるように設定されている。
この実施例３のその他の構成については、実施例１と同様に構成されるため、その説明は省略する。

この実施例３に係る転がり軸受装置は上述したように構成される。
したがって、内輪部材２１０と外輪部材２３０との間の環状空間の所定位置に保持器２４３を組み付ける場合、内輪部材２１０と外輪部材２３０とが組み付けられる前に、外輪部材２３０の内周面に対し、複数のころ２４２をポケット２４７に保持した保持器２４３が配設される。その後、内輪部材２１０と外輪部材２３０とが組み付けられる。

軸受回転時において、ころ２４２にスキュウ力が発生し、ころ２４２と共に、保持器２４３がシール部材２５１側へ移動すると、ころ２４２のシール部材２５１側の端面２４２ａが係止部２６２の一側壁面に当接し、これ以上のころ２４２及び保持器２４３の移動が抑制される。これによって、シール部材２５１に対する保持器２４３の接触を回避することができる。
また、この実施例３において、ころ２４２のシール部材２５１側の端面２４２ａと係止部２６２との間の軸方向の隙間をＣとし、シール部材２５１と保持器２４３との間の軸方向の隙間をＤとしたときに、「Ｃ＜Ｄ」の関係となるように設定されている。
これによって、ころ２４２のスキュウ力によって、ころ２４２と共に保持器２４３が、シール部材２５１側へ移動し、ころ２４２のシール部材２５１側の端面２４２ａが係止部２６２の一側壁面に当接した状態においても、シール部材２５１の芯金２５２の外径側環状部２５３に対する保持器２４３の環状部２４５の接触を良好に回避することができる。

この発明の実施例４を図７にしたがって説明する。
図７に示すように、この実施例４において、係止構造３６０は、ころ３４２のシール部材３５１側の端面３４２ａに係合可能に内輪部材３１０の外周面に形成された段差状の係止部３６２によって構成されている。
すなわち、この実施例４においては、内輪部材３１０のころ軸受の内輪軌道面３１３の外径寸法よりも内輪部材３１０のシール部材３５１側開口部の外径寸法が大きく設定されている。そして、内輪軌道面３１３と、内輪部材３１０のシール部材３５１側開口部の外周面との間に、係止部３６２をなす段差面が形成されている。
また、この実施例４において、ころ３４２のシール部材３５１側の端面３４２ａと係止部３６２との間の軸方向の隙間をＣ’とし、シール部材３５１の芯金３５２の外径側環状部３５３と保持器３４３の環状部３４５との間の軸方向の隙間をＤ’としたときに、「Ｃ’＜Ｄ’」の関係となるように設定されている。
この実施例４のその他の構成については、実施例３と同様に構成されるため、その説明は省略する。

この実施例４に係る転がり軸受装置は上述したように構成される。
したがって、内輪部材３１０と外輪部材３３０との間の環状空間の所定位置に保持器３４３を組み付ける場合には、実施例３と同様にして、内輪部材３１０と外輪部材３３０とが組み付けられる前に、外輪部材３３０の内周面に対し、複数のころ３４２をポケット３４７に保持した保持器３４３が配設される。その後、内輪部材３１０と外輪部材３３０とが組み付けられる。

軸受回転時において、ころ３４２にスキュウ力が発生し、ころ３４２と共に、保持器３４３がシール部材３５１側へ移動すると、ころ３４２のシール部材３５１側の端面３４２ａが係止部３６２の一側壁面に当接し、これ以上のころ３４２及び保持器３４３の移動が抑制される。これによって、シール部材３５１に対する保持器３４３の接触を回避することができる。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施例１〜４においては、ウオータポンプに採用される転がり軸受装置である場合を例示したが、ウオータポンプ以外においても採用することができる。

１０ 内輪部材
３０ 外輪部材
４２ ころ
４３ 保持器
５１ シール部材
５２ 芯金
６０ 係止構造
６１ 溝部
６２ 係止部

Claims (6)

1. 内輪部材と、この内輪部材の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設された外輪部材と、前記環状空間に保持器によって保持された状態で転動可能に配設された複数のころと、前記環状空間の開口部近傍で前記保持器に隣接して配設されかつ前記環状空間の開口部を密封するシール部材とを備えた転がり軸受装置であって、
   前記内輪部材と、前記外輪部材とのうち、少なくとも一方の軌道輪部材と前記保持器との間には、軸受回転時の前記ころのスキュウ力によって前記シール部材側への前記保持器の移動を規制して前記シール部材に対する前記保持器の接触を回避する係止構造が設けられていることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 請求項１に記載の転がり軸受装置であって、
   係止構造は、外輪部材の内周面に形成された溝部と、保持器の外周面に形成されて前記溝部に係合する係止部とを有していることを特徴とする転がり軸受装置。
3. 請求項２に記載の転がり軸受装置であって、
   外輪部材内周面の溝部の一側壁面と係止部との間の軸方向の隙間をＡとし、前記シール部材と保持器との間の軸方向の隙間をＢとしたときに、「Ａ＜Ｂ」の関係となるように設定されていることを特徴とする転がり軸受装置。
4. 請求項２又は３に記載の転がり軸受装置であって、
   係止部は、保持器の環状部の外周面周方向に環状に形成され、
   前記保持器の環状部及び係止部には、複数のスリット状の割溝が周方向に所定間隔を隔てて形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。
5. 請求項１に記載の転がり軸受装置であって、
   係止構造は、ころのシール部材側端面に係合可能に内輪部材の外周面に形成された係止部によって構成されていることを特徴とする転がり軸受装置。
6. 請求項５に記載の転がり軸受装置であって、
   ころのシール部材側の端面と係止部との間の軸方向の隙間をＣとし、前記シール部材と保持器との間の軸方向の隙間をＤとしたときに、「Ｃ＜Ｄ」の関係となるように設定されていることを特徴とする転がり軸受装置。

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