JP3640977B2

JP3640977B2 - 斜接玉軸受及びこれを用いたスタータ用軸受装置

Info

Publication number: JP3640977B2
Application number: JP03995694A
Authority: JP
Inventors: 幸利村上
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: JPH07248018A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、斜接玉軸受およひこれを用いたスタータ用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンを始動させるためには、このエンジンに対して回転力を与えるスタータが用いられる。一般にスタータでは、モータの回転力が減速歯車機構及び一方クラッチを介してクラッチ軸に伝達され、このクラッチ軸に連結された出力軸を介してエンジンの回転軸に動力を伝達する。
【０００３】
従来、このクラッチ軸を支持する軸受としては、一般の深溝玉軸受が使用されていた（実開昭６３−２８８８２号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、エンジン始動のためにスタータが作動する時間は、概ね１秒程度である。このため、通常の使用頻度で１０年間使用した場合のスタータの積算使用時間としても、せいぜい１００時間程度である。
また、仮に軸受精度が悪くて多少の振動による騒音等を引き起こすことになったとしても、もともとスタータ始動時のモータ音自体が大きく、これと比較すると上記の軸受精度に起因した騒音は殆ど無視できるレベルにある。
【０００５】
このような観点からすると、スタータの上記クラッチ軸を支持する軸受としては、上記の一般の深溝玉軸受を使用することは、耐久上からも精度上からも過剰品質である。
一方、上記スタータ以外の用途においても、一般の深溝玉軸受を使用することが過剰品質となる場合がある。
【０００６】
そこで、本発明の第１の目的は、所定の使用条件を実現するのに十分な性能を持ち且つ製造コストが安価な斜接玉軸受を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、スタータ用として十分な性能を持ち且つ製造コストの安価なスタータ用軸受装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するため、請求項１に係る斜接玉軸受は、
冷間圧延鋼板または炭素鋼板のプレス成形で形成され、玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する外輪と、
冷間圧延鋼板または炭素鋼板のプレス成形で形成され、上記外輪の球面部に対向する玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する内輪と、
内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成され且つ外輪の小径円筒部の端部に近接するフランジ状の第１密封部と、
外輪の大径円筒部の内周面に圧入され且つ内輪の大径円筒部に近接する円環状の第２密封部とを具備し、
外輪の小径円筒部は外輪の軸方向移動を規制するための突き当て用の端面を外輪を形成する鋼板の板面に略直交して有し、内輪の大径円筒部は内輪の軸方向移動を規制するための突き当て用の端面を内輪を形成する鋼板の板面に略直交して有し、これらの突き当て用の端面を介して予圧が付与されるようにしてあることを特徴とするものである。
【０００８】
上記第２の目的を達成するため、請求項２に係るスタータ用軸受装置は、
モータの回転力が減速機構を介して一方向にのみ伝達されるクラッチ軸をケーシング内に収容したスタータに設けられ、上記クラッチ軸を上記ケーシングに対して回転自在に支持するスタータ用軸受装置において、
外輪が上記ケーシングに固定され且つ内輪が上記クラッチ軸に固定された請求項１記載の斜接玉軸受と、
上記内輪及び外輪の何れか一方を軸方向へ付勢する予圧負荷用の付勢手段とを含むことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
上記請求項１に係る発明の構成によれば、上記のように球面部の両側に円筒部を有する外輪及び内輪であれば、これらをプレス成形により容易に所定の寸法精度に形成することができ、所定の使用条件を実現するのに十分な性能を持ち且つ製造コストが安価な斜接玉軸受を実現することができる。また、内輪と外輪の間に通常充填されるグリスは、遠心力により外輪の大径円筒部の内周面に集約される傾向にあるが、この外輪の大径円筒部の内周面には円環状の第２密封部が圧入されているので、上記集約されたグリスが外部へ漏れることを防止することができる。一方、グリスが集約されない側である、小径円筒部同士間については、内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成した第１密封部を、外輪の小径円筒部の端部に近接させているので、十分な密封性を確保することができる。
【００１０】
上記請求項２に係る発明の構成によれば、請求項１に係る発明と同様の作用を奏し、ひいては、スタータ用として十分な性能を持ち且つ製造コストの安価なスタータ用軸受装置を実現することができる。加えて、付勢手段による予圧により玉の軸方向のがたつきを防止することができる。
【００１１】
【実施例】
以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。なお、以下において左右というは、図面においての左右である。
図２は、本発明の一実施例に係る斜接玉軸受が適用されたスタータの概略断面図である。同図を参照して、本スタータは、直流モータ１１を備え、このモータ１１によってエンジンの始動時に必要な回転力を発生する。このモータ１１は、スタータの全体を覆う金属製のケーシング１２の内部に収容されるもので、電機子１３を備える。この電機子１３は回転軸１４を備えており、この回転軸１４はケーシング１２に対して軸受１５１，１５２によって回転自在に支持されているる。電機子１３には同軸的に整流子１６が設けられている。この整流子１６はブラシ１７に接触しており、このブラシ１７を介して、電機子１３に巻装された電機子コイルに励磁電流が供給される。電機子１３の外周部には、小間隔を介して界磁コイル１８が巻装されたステータ１９が設置されている。
【００１２】
駆動側の回転はクラッチローラ３５を介してクラッチ軸２２に伝達されるが、クラッチ軸２２の回転は駆動側へ伝達されないようになっている。
クラッチ軸２２は中空の筒体からなり、このクラッチ軸２２は、本実施例の特徴部分である一対の斜接玉軸受５０，６０（左方の斜接玉軸受５０よりも右方の斜接玉軸受６０のほうが小径に形成されている。）を介して、ケーシング１２に回転自在に支持されている。
【００１３】
クラッチ軸２２の中空部には、出力軸２６が嵌挿されている。この出力軸２６は、ヘリカルスプライン２７によって、クラッチ軸２２の中空部の内周と結合されるもので、クラッチ軸２２に対して出力軸２６は、軸方向移動できるようにすると共に、クラッチ軸２２と出力軸２６との間では、回転力が伝達されるように構成される。そして、出力軸２６にはピニオン２８が一体的に回転されるように嵌め合わされ、スプリング２９によって出力軸２６に対する嵌め込み位置が規定されている。また、出力軸２６に対してはスプリング３０が設けられ、出力軸２６の図に示すような後退位置が常時設定されるようになっている。そして、図では詳細に示されないプランジャ機構によって、エンジン始動のキースイッチが操作されたときに、スプリング３０に抗して図で示す鎖線位置で示す突出位置まで移動され、ピニオン２８がリングギア３１に噛合されるようにする。このリングギア３１は、詳細は図示していないが、エンジンの回転軸にその回転力が伝達されるように構成され、ピニオン２８と噛み合わされた状態で、出力軸２６の回転がリングギア３１に伝達され、エンジンが始動のために回転駆動されるようにする。
【００１４】
図１を参照して、上記各斜接玉軸受５０，６０は、外輪５１と、内輪５２と、両輪５１，５２間に介在した複数の玉５３と、内輪５２の端部に連続形成された第１密封部５４と、外輪５１の内周面に固定された第２密封部５５とを有している。各斜接玉軸受５０，６０は保持器を用いない総玉軸受からなる。
上記外輪５１は、玉５３の軌道面５１１を含む球面部５１２と、その両側に各々連設された大径円筒部５１３及び小径円筒部５１４とを有しており、プレス成形により形成されている。また、上記内輪５２は、玉５３の軌道面５２１を含む球面部５２２と、その両側に各々連設された大径円筒部５２３及び小径円筒部５２４とを有しており、プレス成形により形成されている。上記第１密封部５４は、内輪５２の小径円筒部５２４の端部に連続して折り曲げ形成されており、その端面５４１が外輪５１の小径円筒部５１４の端部の内周面に近接してラビリンス密封部を形成している。この第１密封部５４は玉５３の抜け止めとしても機能している。また、第２密封部５５は、断面コ字形形状の円環状をしており、外輪５１の大径円筒部５１３の内周面５１３ａに圧入され且つ内輪５２の大径円筒部５２３に近接する。この第２密封部５５もプレス成形により形成される。これら内外輪５２，５１及び第２密封部５５は、例えばＪＩＳ規格ＳＣＭ４１５，４２０などのクロムモリブデン鋼、ＪＩＳ規格ＳＣｒ４２０やＳＡＥ規格５１２０などの肌焼鋼あるいはＪＩＳ規格ＳＰＣ系の冷間圧延鋼板、ＳＰＢ系の炭素鋼板などの金属材が好適に用いられ、プレス成形、浸炭処理や高周波焼入処理などの硬化処理が施される。
【００１５】
クラッチ軸２２は、大径円筒部２２１とその両側に設けられた小径円筒部２２２，２２３とを有している。左方の斜接玉軸受５０の内輪５２は、クラッチ軸２２の上記小径円筒部２２２に一体回転可能に嵌め合わされ、且つ内輪５２の軸方向端面がクラッチ軸２２の上記大径円筒部２２１の端面２２１ａに突き当てられることにより、内輪５２のクラッチ軸２２に対する軸方向移動が規制されている。一方、右方の斜接玉軸受６０の内輪５２は、クラッチ軸２２の上記小径円筒部２２３に一体回転可能に嵌め合わされ、且つ内輪５２の大径円筒部５２３側の軸方向端面がクラッチ軸２２の上記大径円筒部２２１の端面２２１ｂに突き当てられることにより、内輪５２のクラッチ軸２２に対する軸方向移動が規制されている。クラッチ軸２２の大径円筒部２２１の外周面の径は、当該大径円筒部２２１の各端面が各斜接玉軸受５０，６０の第２密封部５５により形成される隙間を略覆うことができるように設定されており、ラビリンス効果により密封性を高めている。
【００１６】
また、左方の斜接玉軸受５０の外輪５１は、ハウジング１２に形成された環状溝１２１の内周面に一体回転可能に嵌合されている。環状溝１２１の周壁面１２１ａと外輪５１の小径円筒部５１４側の軸方向端面との間には、付勢手段としての環状の皿ばね５６が介在している。この皿ばね５６は、外輪５２を図において右方に付勢することにより、予圧を付与し、玉５３のがたつきを防止している。一方、右方の斜接玉軸受６０の外輪５１は、ハウジング１２に形成された、上記環状溝１２１よりも小径の環状溝１２２に一体回転可能に嵌め合わされている。且つ外輪５１の小径円筒部５１４側の軸方向端面が環状溝１２２の端面１２２ａに突き当てられることにより、外輪５１のハウジング１２に対する軸方向移動が規制されている。また、周壁面１２２ａの内周縁の径は、当該内周縁が右方の斜接玉軸受６０の第１密封部５４により形成される隙間を略覆うことができるように設定されており、ラビリンス効果により密封性を高めている。また、皿ばね５６の内径は、皿ばね５６の内周縁が右方の斜接玉軸受６０の第１密封部５４により形成される隙間を略覆うことができるように設定されており、ラビリンス効果により密封性を高めている。
【００１７】
本実施例によれば、球面部５１２，５２２の両側に円筒部５１３，５１４，５２３，５２４を有する外輪５１及び内輪５２としたので、これらをプレス成形により容易に所定の寸法精度に形成することができ、したがって、スタータ用として十分な性能を持たせることができると共に製造コストを安価にすることができる。
【００１８】
また、内輪５２と外輪５１の間に通常充填されるグリスは、遠心力により外輪５１の大径円筒部５１３の内周面に集約される傾向にあるが、この大径円筒部５１３の内周面には円環状の第２密封部５５が圧入されているので、上記集約されたグリスが外部へ漏れることを防止することができる。一方、グリスが集約されない側である、小径円筒部５１４，５２４同士間については、上記第１密封部５４により十分な密封性を確保することができる。この第１密封部５４は、内輪５２の小径円筒部５１４と一体にプレス成形できるので、製造コストを一層安価にすることができる。また、第２密封部５５もプレス成形品なので製造コストをより安くできる。そして、これらの密封部５４，５５によって十分な密封性が確保されるので、グリス保持の面からみての軸受の十分な耐久性を確保できる。また、各密封部５４，５５がハウジング１２，クラッチ軸２２及び皿ばね５６等によりラビリンスに構成されているので、上記の密封性をより向上させることができる。
【００１９】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明をスタータ以外の軸受及び軸受装置に適用すること等、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００２０】
【発明の効果】
上記請求項１に係る発明によれば、球面部の両側に円筒部を有する外輪及び内輪としたので、これらをプレス成形により容易に所定の寸法精度に形成することができ、所定の使用条件を実現するのに十分な性能を持ち且つ製造コストが安価な斜接玉軸受を実現することができる。また、内輪と外輪の間に通常充填されるグリスは、遠心力により外輪の大径円筒部の内周面に集約される傾向にあるが、この外輪の大径円筒部の内周面には円環状の第２密封部が圧入されているので、上記集約されたグリスが外部へ漏れることを防止することができる。一方、グリスが集約されない側である、小径円筒部同士間については、内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成した第１密封部を、外輪の小径円筒部の端部に近接させているので、十分な密封性を確保することができる。
【００２１】
上記請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様の作用を奏し、ひいては、スタータ用として十分な性能を持ち且つ製造コストの安価なスタータ用軸受装置を実現することができる。加えて、付勢手段による予圧により玉の軸方向のがたつきを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るスタータ用軸受装置の概略断面図である。
【図２】上記軸受装置を含むスタータの部分断面側面図である。
【符号の説明】
５１外輪
５１２球面部
５１３大径円筒部
５１４小径円筒部
５２内輪
５２２球面部
５２３大径円筒部
５２４小径円筒部
５３玉
５４第１密封部
５５第２密封部
５６皿ばね（付勢手段）

Claims

冷間圧延鋼板または炭素鋼板のプレス成形で形成され、玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する外輪と、
冷間圧延鋼板または炭素鋼板のプレス成形で形成され、上記外輪の球面部に対向する玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する内輪と、
内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成され且つ外輪の小径円筒部の端部に近接するフランジ状の第１密封部と、
外輪の大径円筒部の内周面に圧入され且つ内輪の大径円筒部に近接する円環状の第２密封部とを具備し、
外輪の小径円筒部は外輪の軸方向移動を規制するための突き当て用の端面を外輪を形成する鋼板の板面に略直交して有し、内輪の大径円筒部は内輪の軸方向移動を規制するための突き当て用の端面を内輪を形成する鋼板の板面に略直交して有し、これらの突き当て用の端面を介して予圧が付与されるようにしてあることを特徴とする斜接玉軸受。
モータの回転力が減速機構を介して一方向のみに伝達されるクラッチ軸をケーシング内に収容したスタータに設けられ、上記クラッチ軸を上記ケーシングに対して回転自在に支持するスタータ用軸受装置において、
外輪が上記ケーシングに固定され且つ内輪が上記クラッチ軸に固定された請求項１記載の斜接玉軸受と、
上記内輪及び外輪の何れか一方を軸方向へ付勢する予圧負荷用の付勢手段とを含むことを特徴とするスタータ用軸受装置。