(57)【要約】【課題】軸受装置の潤滑構造を工夫して低温時のロストルクの低減と高温時の潤滑性能の安定化による耐久性向上を両立させることを目的としている。【解決手段】２者間に潤滑剤収容室６を設けて相対変位可能に組み合わせた第１部材１と第２部材２を有し、その第１部材１と第２部材２を、相対変位を生じる２つの部材に個別に固定して使用される軸受装置において、潤滑剤収容室６に連通した補助収容室８と、潤滑剤の収容されるその補助収容室の構成部材よりも線膨張率の大きな材料で形成されて温度変化に伴う膨張、収縮により補助収容室８の容積を増減させる膨縮部材９を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２者間に潤滑剤収容室（６）を設けて相対変位可能に組み合わせた第１部材（１）と第２部材（２）とを有する軸受装置であって、
前記潤滑剤収容室（６）に連通した補助収容室（８）と、潤滑剤の収容されるその補助収容室（８）の構成部材よりも線膨張率の大きな材料で形成されて温度変化に伴う膨張、収縮により前記補助収容室（８）の容積を増減させる膨縮部材（９）を設けたことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記潤滑剤収容室（６）に面した壁面に部分的に開放する開口（Ａ）を具備させ、その開口（Ａ）を通じて前記潤滑剤収容室（６）に前記補助収容室（８）を連通させた請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記補助収容室（８）を前記潤滑剤収容室（６）の外周側において当該潤滑剤収容室（６）に連通させた請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記第１部材（１）が、内輪及び外輪とその内外輪間に介在される転動体を備えた転がり軸受装置の前記内輪であり、前記第２部材（２）が前記転がり軸受装置の前記外輪であり、前記潤滑剤収容室（６）が前記内輪と外輪との間に設置され、前記内輪と外輪の少なくとも一方に設けた開口（Ａ）を通じて前記補助収容室（８）を前記潤滑剤収容室（６）に連通させた請求項１〜３のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項５】
前記補助収容室（８）が、前記外輪の外周面に形成される環状溝（ａ）と、その環状溝（ａ）と前記潤滑剤収容室（６）を連通させる連通路（ｃ）とからなり、前記膨縮部材（９）は、環状に形成されて前記環状溝（ａ）に収容された請求項４に記載の軸受装置。
【請求項６】
前記膨縮部材（９）がＯ    リングであり、前記外輪を保持する部材に設けられた外輪内嵌用取付け穴の内周面と前記環状溝（ａ）の溝底との間を前記Ｏリングでシールするように構成された請求項５に記載の軸受装置。
【請求項７】
前記内輪と外輪の少なくとも一方を設置対象にして、前記潤滑剤収容室（６）を臨む周面に環状溝（ａ）を形成し、この環状溝（ａ）に前記膨縮部材（９）を配設した請求項４に記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、低温環境下や高温環境下での潤滑剤の補給能を適正化して耐久性向上と低温下でのロストルクの低減を図った軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の軸受装置は、例えば、下記特許文献１などに示されるように、内輪と外輪間に形成した空間に潤滑剤（グリース）を充填し、その潤滑剤を、前記空間の両端をそれぞれリップシールでシールすることで空間内に保持し、これにより潤滑性能の維持時間を延長するものが主流をなしている。
【０００３】
相対回転可能に組み合わされた第１部材と第２部材（例えば内輪と外輪）を、相対回転する２つの部材に対して個別に固定して使用する軸受装置は、前記空間に対する潤滑剤の充填量を多くすると、低温時の粘度上昇による撹拌抵抗の増加が起こってロストルクを生む。
【０００４】
また、その不具合を解消しようとして潤滑剤収容室に対する潤滑剤の充填量を少なくすると、撹拌抵抗は低減できるものの、高温時の潤滑性能が犠牲になる虞がある。軸受装置を高温、高回転の条件下で使用すると粘度が低下した潤滑剤が外部に洩れやすくなり、潤滑剤の劣化も促進される。これにより、潤滑性能が低下して潤滑不足を来たすことが懸念される。潤滑不足は潤滑装置の摩耗を助長し、寿命を短縮させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１３８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、潤滑剤収容室に対する潤滑剤の過剰充填は、低温時のロストルク増加の原因となり、また、潤滑剤収容室に対する潤滑剤の充填不足は、高温時の潤滑不足を招いて装置の寿命を短縮させる。図５は、軸受の温度と耐久性の関係の一例を示したものである。この図からわかるように、軸受の耐久性は温度との相関が非常に強く、高温では耐久性が低下する傾向があり、軸受の種類によっては、使用温度７０℃では１００万時間の耐久性を示すのに対し、使用温度１５０℃では耐久時間が１万時間以下になることが知られている。
【０００７】
なお、前掲の特許文献１は、潤滑剤収容室への異物の侵入防止による潤滑性能の向上とトルク低減を両立させる目的で潤滑剤充填率を規定した発明を開示しているが、この発明では、環境温度の変化に対する配慮がなされておらず、環境温度の変化が不可避の場所、例えば、自動車のエンジンルーム内やモータなどの発熱性機器の排熱経路などに設置して使用される軸受装置としては十分でなく、改善の余地を残している。
【０００８】
そこで、この発明は、軸受装置の潤滑構造を工夫して低温時のロストルクの低減と高温時の潤滑性能の安定化による耐久性向上を両立させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明においては、２者間に潤滑剤収容室を設けて相対変位可能に組み合わせた第１部材と第２部材とを有する軸受装置に対して、前記潤滑剤収容室に連通した潤滑剤の収容される補助収容室と、前記補助収容室の構成部材よりも線膨張率の大きな材料で形成されて温度変化に伴う膨張、収縮により前記補助収容室の容積を増減させる膨縮部材を設けた。膨縮部材は、補助収容室に収容すると装置の体格増が回避されて好ましい。
【００１０】
なお、この発明は、転がり軸受（ラジアル軸受やスラスト軸受）に限らず、滑り軸受にも適用できる。よって、この発明で言う相対変位には、相対回転のほかに軸方向相対移動（スライド）も含まれる。
【００１１】
この軸受装置の好ましい形態を以下に列挙する。
（１）：前記潤滑剤収容室に面した壁面に部分的に開放する開口を具備させ、その開口を通じて前記潤滑剤収容室に前記補助収容室を連通させたもの。ここで言う開口は、貫通孔、非貫通孔、溝のいずれの口であってもよい。
【００１２】
（２）：前記補助収容室を前記潤滑剤収容室の外周側において当該潤滑剤収容室に連通させたもの。
【００１３】
（３）：前記第１部材が、内輪及び外輪と、その内外輪間に介在される転動体を備えた転がり軸受装置の前記内輪であり、前記第２部材が前記転がり軸受装置の前記外輪であり、前記潤滑剤収容室が前記内輪と外輪との間に設置され、前記内輪と外輪の少なくとも一方に設けた開口を通じて前記補助収容室を前記潤滑剤収容室に連通させたもの。
（４）：前記補助収容室が、前記（３）の形態において外輪の外周面に形成される環状溝と、その環状溝と前記潤滑剤収容室を連通させる連通路とからなり、前記膨縮部材は、環状に形成されて前記環状溝に収容されたもの。
（５）：前記膨縮部材がＯリングであり、前記外輪を保持する部材に設けられた外輪内嵌用取付け穴の内周面と前記（４）の形態で前記外輪の外周に形成された前記環状溝の溝底との間を前記Ｏリングでシールするように構成されたもの。
（６）：前記（３）の形態における前記内輪と外輪の少なくとも一方を設置対象にして、前記潤滑剤収容室を臨む周面（内周面又は外周面）に環状溝を形成し、この環状溝に前記膨縮部材を配設したもの。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の軸受装置は、補助収容室を設置したことによって体格増を招かずに潤滑剤収容空間の容積を増加させることができる。また、高温時には、前記膨縮部材が膨張して補助収容室の容積を減少させるため、補助収容室内の潤滑剤が潤滑剤収容室に供給され、これにより、高温時には、潤滑剤収容室の潤滑剤残存量が増加して良好な潤滑性能が発揮される。
【００１５】
また、低温時には、前記膨縮部材が収縮して補助収容室の容積が増加し、そのために、潤滑剤収容室の潤滑剤が補助収容室に取り込まれる。よって、潤滑剤の粘度が比較的高い低温時には、こうした作用によって潤滑剤収容室の潤滑剤残存量が減少して撹拌抵抗の増加が抑えられる。
【００１６】
このように、この発明の軸受装置によれば、温度変化に応じて潤滑剤収容室の潤滑剤残存量が自動的に調整され、低温時のロストルクの低減と高温時の潤滑の安定化による耐久性向上を両立させることができる。
【００１７】
グリスなどの潤滑剤は高温になると粘度が低下する。その粘度低下が著しい潤滑剤を使用する場合には、潤滑剤収容室から潤滑剤が外部に洩れる可能性が高まるが、その洩れが仮に生じても、補助収容室からの補給がなされるため、潤滑剤収容室の潤滑剤不足、それによる潤滑不足が回避され、装置の耐久性向上につながる。
【００１８】
なお、好ましいとした形態の作用、効果については、次々項で説明を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の軸受装置の一例を示す断面図
【図２】この発明の軸受装置の他の例を示す断面図
【図３】この発明の軸受装置のさらに他の例を示す断面図
【図４】この発明の軸受装置のさらに他の例を示す断面図
【図５】軸受の使用温度と耐久時間の関係の一例を示す図
【図６】高温時における潤滑剤収容室の潤滑剤残存量と低温時のトルク比（出力トルク／入力トルク）との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面の図１〜図４に基づいて、この発明の軸受装置の実施の形態を説明する。図１に示した軸受装置は転がり軸受であって、第１部材（内輪）１と、第２部材（外輪）２と、第１、第２部材間に介在される転動体（図のそれはボール）３と、各ボールを保持する保持器４と、第１、第２部材１，２間に生じた空間の両側を封鎖するリップシール５を備えている。
【００２１】
転動体３と保持器４は、２つのリップシール５、５によって封止された空間に収められており、その空間が潤滑剤収容室６として構成されてそこに潤滑剤（グリース）７が収容されている。
【００２２】
例示の軸受装置には、第２部材２の内周面の、転動体３の摺動面を間に挟んだ両側に環状溝ａを設けてあり、その環状溝が補助収容室８を形成している。その補助収容室８は潤滑剤収容室６に連通しており、その補助収容室８にも潤滑剤７が収容されている。
【００２３】
また、その補助収容室８には、第２部材２の構成材料よりも線膨張率の大きな材料、例えば、耐油性のあるＥＰＤＭやシリコン系ゴムなどのゴムで形成された膨縮部材９が収容されている。この膨縮部材９は、補助収容室８の一部に納まる大きさである。この膨縮部材９が温度変化に伴って膨張、収縮し、補助収容室８の容積を変化させる。
【００２４】
これにより、高温時には、補助収容室８から潤滑剤収容室６に潤滑剤が供給されて潤滑剤収容室６の潤滑剤の残存量が増加し、潤滑性能の低下が抑制される。
【００２５】
また、低温時には、膨縮部材９が収縮して補助収容室８の容積が増加し、そのために、潤滑剤収容室６内の潤滑剤７が補助収容室８に取り込まれて減少し、それにより、撹拌抵抗の増加が抑えられる。
【００２６】
この膨縮部材９は、膨張、収縮による体積変動量が補助収容室８の容積変動量と極力一致するもの、言い換えれば、収縮したときに大部分の領域で補助収容室８の内壁面との間に隙間を生じるものが好ましい。例示の軸受装置は、補助収容室８が環状溝で形成されているので、膨縮部材９も環状に成形されたものが設けられている。
【００２７】
なお、補助収容室８は、図２に示すように、周方向に点在して設けた孔ｂで形成してもよい。その孔ｂで形成される補助収容室８には、柱状の膨縮部材９を収容する。
【００２８】
前記孔ｂは、貫通孔、非貫通孔を問わない。その孔が貫通孔の場合には、補助収容室８をその孔ｂで形成することができる。また、孔ｂとは別箇所に補助収容室８を形成して孔ｂを介して補助収容室８を潤滑剤収容室６に連通させることもできる。
【００２９】
補助収容室８を図１のように環状溝で形成する形態、図２のように孔で形成する形態のどちらも、潤滑剤収容室６に面した壁面に環状溝や孔が部分的に開放し、開口Ａを通じて潤滑剤収容室６に補助収容室８が連通する。この状況では、開口Ａが小さいため、補助収容室８の内部が内外輪の相対回転による潤滑剤収容室内潤滑剤の撹拌の影響を受け難い。従って、撹拌による潤滑剤の劣化が起こり難く、潤滑剤の寿命延長の効果を期待できる。
【００３０】
また、図１、図２のように、補助収容室８を潤滑剤収容室６よりも外周側に設けて外周側で潤滑剤収容室６に連通させると、潤滑剤収容室６内の潤滑剤が低温時に遠心力で補助収容室８に戻され易くなる。環境温度が低くなると潤滑剤は粘度が高まるので、遠心力により戻りの助成がなされることは、撹拌抵抗低減に寄与する。
【００３１】
なお、図１、図２の軸受装置は、どちらも、補助収容室８とその補助収容室を潤滑剤収容室６に連通させる開口Ａを第２部材２に設けたが、補助収容室８と開口Ａは第１部材１に設けてもよいし、第１部材１と第２部材２の双方に設けてもよい。
【００３２】
補助収容室８は、図３に示すように、第２部材２の外周面に環状溝ａを設けてその環状溝ａと当該環状溝を潤滑剤収容室６に連通させる連通路ｃで形成することもできる。第２部材（外輪）２の外周面に設ける環状溝は加工し易く、生産性の面で有利である。
【００３３】
また、この形態において図のように膨縮部材９をＯリングで構成すると、そのＯリングを、２つの目的のために兼用することができる。即ち、補助収容室８の容積を変動させる部材として機能させ、また、一方で、第２部材（外輪）２を保持する部材（図示せず）に設けられた取付け穴（外輪が内嵌される穴）の内周面と第２部材２の外周に形成された環状溝ａの溝底との間をそのＯリングでシールすることができ、部品数の削減や構造の簡素化が図れる。
【００３４】
なお、外輪２の外周に設けた環状溝に膨縮部材を配設するものについては、膨縮部材を前記取付け穴とのシールに利用しない形態となす場合にも、高温時に膨張した膨縮部材（Ｏリング）９が連通路ｃに入り込み、低温時は、膨縮部材９の縮径が環状溝ａの溝底によって規制されるようにしておくのがよい。そのようにしておくと、膨縮部材９の収縮による補助収容室８の容積拡大量が膨縮部材９の縮径によって打ち消されて小さくなることがない。
【００３５】
図４は、転がりスラスト軸受にこの発明を適用したものである。第１部材１と第２部材２が、内輪と外輪ではなく、相対回転する第１リングと第２リングに置き換えられており、また、補助収容室８を構成する環状溝が、第１部材（第１リング）１と第２部材（第２リング）２の回転中心Ｃを中心にした２種類の異径の環状溝ａ１とａ２の２つに置き換えられているが、基本的な構造は、図１のラジアル軸受とほぼ同じである。
【００３６】
図６に、高温時における潤滑剤収容室の潤滑剤残存量と低温時のトルク比（出力トルク／入力トルク）との関係を示す。△マークのグラフは従来品の軸受装置のイメージデータ、□マークのグラフは、補助収容室と膨縮部材を設けた発明品の軸受装置のイメージデータである。
【００３７】
この図６において、従来品の場合、高温時及び低温時とも、潤滑剤収容室からの漏出などが無い限り、潤滑剤収容室の潤滑剤残存量は同じある。よって、高温時における潤滑剤収容室の潤滑剤残存量が例えばＱ１の場合、低温時の潤滑剤残存量もＱ１となる。このときの低温時のトルク比の大きさをＩと仮定する。
これに対し、発明品は、低温時には潤滑剤収容室の潤滑剤が補助収容室に取り込まれるため、高温時における潤滑剤収容室の潤滑剤残存量がＱ１の場合、低温時には潤滑剤残存量がＱ１よりも少なくなる。
例えば、低温時の潤滑剤残存量が図６のＱ２と等しい量にまで減少する場合、発明品における低温時のトルク比の大きさは、従来品において潤滑剤収容室の潤滑剤残存量をＱ２に設定したときと同じ大きさ（Ｉよりも小さいII）になり、撹拌抵抗が低減される。
【００３８】
このように、潤滑剤収容室の潤滑剤残存量が温度変化に応じて自動的に調整され、そのために、低温時のロストルクの低減と高温時の安定した潤滑による耐久性向上を両立させることが可能になる。
【００３９】
なお、この発明は、軸体を軸方向スライド自在に支持する滑り軸受に適用してもその有効性が発揮される。
【符号の説明】
【００４０】
１          第１部材
２          第２部材
３          転動体
４          保持器
５          リップシール
６          潤滑剤収容室
７          潤滑剤
８          補助収容室
９          膨縮部材
ａ，ａ１，ａ２  環状溝
ｂ          孔
ｃ          連通路
Ａ          開口
【図１】
2014043865.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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