(57)【要約】【課題】  攪拌抵抗が小さくて回転トルクが小さい液体潤滑式転がり軸受装置を提供することにある。【解決手段】  保持器５の本体部１０に、保持器５の柱部１５から円錐ころ３の方に延びる液体流通遮断部１１を形成する。このようにして、保持器５のポケット１３の内面と円錐ころ３との間の隙間を通る潤滑油の流れを遮断する。【選択図】  図１
2006214490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、複数の転動体と、上記転動体を収容するポケットを有する保持器とを備える液体潤滑式転がり軸受装置において、
上記保持器は、上記ポケットを形成する柱部と環状部とを有する本体部と、上記柱部または上記環状部から上記転動体の方に延びる液体流通遮断部とを有することを特徴とする液体潤滑式転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体潤滑式転がり軸受装置において、
上記転動体は、円錐ころであることを特徴とする液体潤滑式転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体潤滑式転がり軸受装置において、
上記液体流通遮断部は、可撓性シール部材であることを特徴とする液体潤滑式転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の液体潤滑式転がり軸受装置において、
上記本体部は、金属であり、
上記液体流通遮断部は、可撓性シール部材であることを特徴とする液体潤滑式転がり軸受装置。
【請求項５】
内輪と、外輪と、複数の転動体と、上記転動体を収容する保持器とを備える液体潤滑式転がり軸受装置において、
上記保持器と同期回転すると共に、上記保持器と上記転動体との間の隙間を閉鎖する閉鎖部材を備えることを特徴とする液体潤滑式転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体潤滑式転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体潤滑式転がり軸受装置としては、特開平１１−２０１１４９号公報（特許文献１）に記載されている円錐ころ軸受装置がある。
【０００３】
この円錐ころ軸受装置は、円錐ころが、内輪の円錐軌道面と、外輪の円錐軌道面との間に保持器によって保持された状態で、周方向に一定の間隔を隔てられて複数配置されている。上記保持器における小径側の端部には、径方向の内方に延びる鍔部が形成されている。
【０００４】
上記従来の円錐ころ軸受装置は、上記保持器の小径側の端部に上記鍔部を形成することにより、内輪と外輪との間を通過する潤滑油の通過速度を速くして、潤滑油中に含まれる金属摩耗粉等の異物が円錐ころ軸受装置内に滞留することを防止することによって、軌道輪の軌道面の損傷を防止するようにしている。
【０００５】
しかしながら、上記従来の円錐ころ軸受装置では、内輪と外輪との間を通過する潤滑油が保持器のポケットの内面と円錐ころとの間の隙間を通るため、潤滑油に対する攪拌抵抗が大きくなって、回転トルクが大きいという問題がある。このため、上記従来の円錐ころ軸受装置を備える自動車等の燃費が高いという問題がある。
【特許文献１】特開平１１−２０１１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、攪拌抵抗が小さくて回転トルクが小さい液体潤滑式転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の液体潤滑式転がり軸受装置は、
内輪と、外輪と、複数の転動体と、上記転動体を収容するポケットを有する保持器とを備える液体潤滑式転がり軸受装置において、
上記保持器は、上記ポケットを形成する柱部と環状部を有する本体部と、上記柱部または上記環状部から上記転動体の方に延びる液体流通遮断部とを有することを特徴としている。
【０００８】
本発明者は、保持器と転動体との間の隙間の大きさを小さくすれば、液体潤滑式転がり軸受装置の攪拌抵抗を低減できて、回転トルクを低減できることを初めて見いだした。
【０００９】
すなわち、外輪と内輪との間における、保持器よりも内輪側の領域から保持器よりも外輪側の領域への潤滑液体の流れを遮断すれば、液体潤滑式転がり軸受装置の攪拌抵抗を低減できて回転トルクを低減できることを初めて見いだした。
【００１０】
本発明によれば、上記保持器が、上記柱部または上記環状部から上記転動体の方に延びる液体流通遮断部を有するので、転動体と保持器のポケットの内面との間の隙間を通過する潤滑液体が少なくなって、保持器の潤滑液体に対する攪拌抵抗が少なくなって、回転トルクを低減できる。
【００１１】
また、一実施形態の液体潤滑式転がり軸受装置は、上記転動体が、円錐ころである。
【００１２】
転動体が、円錐ころである場合、潤滑液体が遠心力によって内輪側から外輪側に移動しようとする力が大きくなって、潤滑液体が保持器のポケットの内面と円錐ころとの間の隙間を通って保持器を横切ろうとする。しかしながら、上記実施形態によれば、上記液体流通遮断部が設けられているので、保持器のポケットの内面と円錐ころとの間の隙間を通る潤滑液体の流れを遮断することができる。そして、例えば、一実験例では、回転トルクを１５％以上も低減できた。
【００１３】
また、一実施形態の液体潤滑式転がり軸受装置は、上記液体流通遮断部が、可撓性シール部材である。
【００１４】
上記可撓性シール部材は、例えば、ゴム、布、フェルト、または、プラスチック等の可撓性材料から作製される。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記液体流通遮断部が、可撓性シール部材であるので、液体流通遮断部を、転動体に極限まで近づけるかまたは転動体に接触させるようにしても、シール部材と転動体の摩擦抵抗は小さく転動体に傷が付くことがない。したがって、液体流通遮断部を、転動体に極限まで近づけるかまたは転動体に接触させるように配置することができるので、保持器のポケットの内面と円錐ころとの間の隙間を通る潤滑液体の流れを略完全に遮断することができて、回転トルクを更に低減することができる。
【００１６】
また、一実施形態の液体潤滑式転がり軸受装置は、上記本体部が、金属であり、上記液体流通遮断部が、可撓性シール部材である。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記本体部が、金属であるので、保持器の機械強度を向上させることができる。また、上記液体流通遮断部が、可撓性シール部材であるので、回転トルクを低減できる。
【００１８】
また、本発明の液体潤滑式転がり軸受装置は、
内輪と、外輪と、複数の転動体と、上記転動体を収容する保持器とを備える液体潤滑式転がり軸受装置において、
上記保持器と同期回転すると共に、上記保持器と上記転動体との間の隙間を閉鎖する閉鎖部材を備えることを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、上記保持器と同期回転すると共に、上記保持器と上記転動体との間の隙間を閉鎖する閉鎖部材を備えているので、保持器のポケットの内面と円錐ころとの間の隙間を通る潤滑液体の流れを遮断できる。したがって、回転トルクを格段に低減できて、この液体潤滑式転がり軸受装置を備える自動車等の燃費を大幅に低減できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液体潤滑式転がり軸受装置によれば、保持器が、柱部から転動体の方に延びる液体流通遮断部を有するので、この液体流通遮断部で、保持器のポケットの内面と転動体との間の隙間を通る潤滑液体の流れを遮断できる。したがって、液体潤滑式転がり軸受装置の回転トルクを低減できて、この液体潤滑式転がり軸受装置を備える自動車等の燃費を大幅に低減できる。
【００２１】
また、本発明の液体潤滑式転がり軸受装置によれば、保持器と同期回転すると共に、上記保持器と転動体との間の隙間を閉鎖する閉鎖部材を備えているので、上記保持器と上記転動体との間の隙間を閉鎖できて、保持器のポケットの内面と転動体との間の隙間を通る潤滑液体の流れを遮断できる。したがって、回転トルクを格段に低減できて、この液体潤滑式転がり軸受装置を備える自動車等の燃費を大幅に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の液体潤滑式転がり軸受装置の第１実施形態である円錐ころ軸受装置の径方向の断面図である。
【００２４】
この円錐ころ軸受装置は、内輪１と、外輪２と、円錐ころ３と、保持器５とを備える。
【００２５】
この円錐ころ軸受装置は、ディファレンシャルギヤ装置（図示せず）や、トランスアクスル装置（図示せず）等の車両用ピニオン軸支持装置のピニオン軸に設置されている。詳しくは、この円錐ころ軸受装置は、内輪１と外輪２との間の軸方向の一方の開口から潤滑液体の一例としての粘度が比較的高い潤滑油が流入すると共に、内輪１と外輪２との間の軸方向の他方の開口から上記粘度が高い潤滑油が流出する状況で使用されている。
【００２６】
上記内輪１は、外周円錐軌道面７を有し、外輪２は、内周円錐軌道面８を有している。また、上記円錐ころ３は、内輪１の外周円錐軌道面７と外輪２の内周円錐軌道面８との間に、保持器５によって保持された状態で、周方向に一定の間隔を隔てられて複数配置されている。
【００２７】
上記保持器５は、金属製の本体部１０と、ゴム製の液体流通遮断部１１とを有している。
【００２８】
上記本体部１０は、大径環状部と、小径環状部と、上記大径環状部と小径環状とを連結する複数の柱部１５とを有している。周方向に互いに隣接する二つの柱部１５の間には、円錐ころ３を収容するポケット１３が形成されている。
【００２９】
上記液体流通遮断部１１は、全ての柱部１５の二つの縁に形成されている。上記液体流通遮断部１１は、上記縁の内周側の角部から円錐ころ３の方に延びている。また、全ての液体流通遮断部１１の先端は、円錐ころ３に摺動可能に接触している。
【００３０】
図２は、上記保持器５の斜視図である。
【００３１】
図２に示すように、上記保持器５の本体部１０は、内周円錐面２０と外周円錐面２１とを備える。また、上記液体流通遮断部１１は、大径環状部２４から小径環状部２５まで延びている。上記液体流通遮断部１１は、径方向に対してポケット１３側に傾くように突出している。
【００３２】
本発明者は、円錐ころと保持器の柱部との間の隙間の大きさを変えた複数の円錐ころ軸受装置の夫々において、その円錐ころ軸受の回転トルクの大きさを測定した。また、別の実験として、同一の保持器において、ポケットにはめ込む円錐ころの個数を変化させて、はめ込まれた円錐ころの数が異なる円錐ころ軸受装置の夫々について回転トルクの大きさを測定した。
【００３３】
その結果、初めの実験では、円錐ころと保持器の柱部との間の隙間の大きさが狭くなればなる程、回転トルクが小さくなるという結果を得た。また、第２の実験においても、ポケットにはめ込む円錐ころの数を多くすればする程、回転トルクを小さくできるという結果を得た。そして、円錐ころと、保持器の柱部との間の隙間を略完全に遮蔽した円錐ころ軸受は、円錐ころと保持器の柱部との間の隙間の大きさが通常程度に設定されている標準品の円錐ころ軸受装置と比較して、回転トルクを１７％程度著しく低減できるという事実を見いだした。
【００３４】
上記回転トルクを１７％程度著しく低減できるという事実は、以下の理由によるものと推量される。すなわち、上記転動体が、円錐ころであり、内輪が外周円錐面を有すると共に、外輪が内周円錐面を有する場合、潤滑油は、ポンプ作用による引き込み、内輪と保持器の回転による遠心力、円錐ころの自転と公転による遠心力の影響を受け、軸受内部で複雑な挙動をする。この複雑な挙動が軸受内部で潤滑油の流れの衝突を生む。このことが、円錐ころ軸受装置の場合に回転トルクが大きくなる１つの理由であると推定される。
【００３５】
しかしながら、上記第１実施形態のように、保持器５に液体流通遮断部１１を形成すれば、保持器５よりも内輪１側の領域から保持器５よりも外輪２側の領域への潤滑液体の流れを遮断することができるので、潤滑油の流れと量を格段に抑制できると推量される。このことが、攪拌抵抗を低減できて、回転トルクを低減できる理由であると考えられる。
【００３６】
上記第１実施形態の円錐ころ軸受装置によれば、上記保持器５が、柱部１５から円錐ころ３の方に延びる液体流通遮断部１１を有するので、この液体流通遮断部１１で、保持器５のポケット１３の内面と円錐ころ３との間の隙間を通る潤滑油の流れを遮断することができる。したがって、潤滑油の流れが衝突する現象を抑制できて、回転トルクを低減できる。
【００３７】
また、上記第１実施形態の円錐ころ軸受装置によれば、上記転動体が、円錐ころ３であり、かつ、液体流通遮断部１１が、円錐ころ３と接触する形式であるので、液体流通遮断部１１で、円錐ころ３と保持器５の柱部１５との間の隙間を略完全に閉鎖することができて、回転トルクを１５％以上著しく低減できる。
【００３８】
また、第１実施形態の円錐ころ軸受装置によれば、液体流通遮断部１１が、ゴム材料から形成されて可撓性を有するので、本実施形態のように、液体流通遮断部１１が、円錐ころ３に接触する形式であっても、円錐ころ３に傷が付くことがなく、また、弾性的に軽接触するため摩擦抵抗が小さく、回転トルクに及ぼす影響が小さい。
【００３９】
また、上記第１実施形態の液体潤滑式転がり軸受装置によれば、上記本体部１０が、金属であると共に、液体流通遮断部１１が、ゴム材料から形成されているので、保持器５の機械強度を向上させることができると共に、液体流通遮断部１１で、回転トルクを低減できる。
【００４０】
尚、上記第１実施形態の円錐ころ軸受装置では、上記液体流通遮断部１１は、保持器５の柱部１５の縁の内周側の角部から円錐ころ３の方へ延びていたが、この発明では、上記液体流通遮断部は、保持器の柱部の縁の外周側の角部から円錐ころの方へ延びる等、柱部の縁における内周側の角部以外の箇所から円錐ころの方にのびていても良い。または、環状部より延設しても良い。
【００４１】
また、上記第１実施形態の円錐ころ軸受装置では、全ての液体流通遮断部１１が円錐ころ３に接触するようにして、保持器５に対して円錐ころ３が周方向に略相対移動不可になるようにしたが、この発明では、液体流通遮断部を円錐ころに接触しないように配置して、保持器に対して円錐ころが周方向に相対移動可能になるようにしても良い。
【００４２】
また、上記第１実施形態の円錐ころ軸受装置では、液体流通遮断部１１をゴム材料で形成したが、この発明では、液体流通遮断部を、布、フェルト、樹脂等の可撓性を有する材料で形成しても良い。また、液体流通遮断部を、金属等の可撓性を有さない材料で形成しても良い。
【００４３】
また、上記第１実施形態の円錐ころ軸受では、保持器５の本体部１０が、金属で形成されていたが、この発明では、保持器の本体部が樹脂で形成されていても良い。また、本体部と液体流通遮断部を一体的に形成しても良い。
【００４４】
尚、上記第１実施形態では、上記保持器３に、保持器３の柱部１５から転動体の方に延びる液体流通遮断部１１を形成するという技術的思想を、円錐ころ軸受に適用した。しかしながら、上記保持器に、保持器の柱部から転動体の方に延びる液体流通遮断部を形成するという技術的思想を、円筒ころ軸受や、玉軸受等、円錐ころ軸受以外の転がり軸受に適用しても良いことは勿論である。
【００４５】
（第２実施形態）
図３は、本発明の液体潤滑式転がり軸受装置の第２実施形態である円錐ころ軸受装置の径方向の断面図である。
【００４６】
第２実施形態の円錐ころ軸受装置では、第１実施形態の円錐ころ軸受装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、作用効果と変形例については、第１実施形態の円錐ころ装置と異なる作用効果と変形例のみについて説明を行うことにする。
【００４７】
この円錐ころ軸受装置は、内輪３１と、外輪３２と、円錐ころ３３と、保持器３５と、ゴム製の閉鎖部材３６とを備える。
【００４８】
上記内輪３１は、外周円錐軌道面３７を有し、外輪３２は、内周円錐軌道面３８を有している。また、上記円錐ころ３３は、内輪３１の外周円錐軌道面３７と外輪３２の内周円錐軌道面３８との間に、保持器３５によって保持された状態で、周方向に一定の間隔を隔てられて複数配置されている。
【００４９】
上記保持器３５は、内周円錐面５１と、外周円錐面５２とを有している。また、上記保持器３５は、大径環状部と、小径環状部と、上記大径環状部と小径環状とを連結する複数の柱部３５とを有しており、周方向に互いに隣接する二つの柱部３５の間には、円錐ころ３を収容するポケット４１が形成されている。
【００５０】
上記閉鎖部材３６は、内周円錐面４８と、外周円錐面４９とを有する帯形状の環状部材である。上記閉鎖部材３６は、保持器３５よりも径方向の外方に配置されており、保持器３５と非接触な状態になっている。上記閉鎖部材３６は、保持器３５と同期回転するようになっている。
【００５１】
上記閉鎖部材３６の内周円錐面４８は、保持器３５の外周円錐面５２に径方向に対向するように、配置されている。また、上記閉鎖部材３６は、保持器３５のポケット４１に対応する箇所に、ポケット４４を有している。上記ポケット４４は、周方向に等間隔に複数形成されている。上記閉鎖部材３６のポケット４４の周方向の幅は、保持器３５のポケット４１の周方向の幅よりも狭くなっており、閉鎖部材３６のポケット４４の開口面積は、保持器３５のポケット４１の開口面積よりも小さくなっている。上記閉鎖部材３６は、保持器３５のポケット４１の内面と円錐ころ３３との間の隙間を通る潤滑油の流れを小さくする役割を果たしている。
【００５２】
また、図３に示すように、上記閉鎖部材３６のポケット４４の周方向の幅は、このポケット部分４４から露出する円錐ころ３３の部分の周方向の幅よりも長くなっている。このことから、円錐ころ軸受装置に閉鎖部材３６と円錐ころ３３を設置した状態において、閉鎖部材３６に対して円錐ころ３３が周方向に移動できるようになっている。
【００５３】
上記閉鎖部材３６は、大まかには、図２に示す保持器３の本体部１０（図２に示す保持器３から液体流通遮断部１１を除いた部分）と同様な形状を有している。図４は、閉鎖部材３６の一部を示す模式図である。図４において、５１は、閉鎖部材３６の小径環状部であり、５２は、閉鎖部材３６の大径環状部であり、５５は、小径環状部５１と大径環状部５２との間を連結する柱部５５である。また、４４は、隣接する二つの柱部５５の間に形成されたポケットを示している。
【００５４】
上記第２実施形態の円錐ころ軸受装置によれば、上記保持器３５と同期回転すると共に、保持器３５と円錐ころ３３との間の隙間を閉鎖する閉鎖部材３６を備えているので、保持器３５と円錐ころ３３との間の隙間を閉鎖できて、保持器３５のポケット４１の内面と円錐ころ３３との間の隙間を通る潤滑油の流れを小さくできる。したがって、回転トルクを格段に低減できて、この円錐ころ軸受装置を有するディファレンシャルギヤ装置やトランスアクスル装置等を備える自動車等の燃費を大幅に低減できる。
【００５５】
尚、上記第２実施形態の円錐ころ軸受装置では、円錐ころ３３が閉鎖部材３６に対して周方向に移動可能であったが、この発明では、円錐ころが閉鎖部材に対して周方向に移動不可であっても良い。
【００５６】
また、上記第２実施形態の円錐ころ軸受装置では、閉鎖部材３６は、保持器３５と非接触な状態であったが、この発明では、閉鎖部材は、保持器と接触していても良い。また、保持器の内径側にあっても良い。
【００５７】
例えば、閉鎖部材は、少なくとも保持器の外周面におけるポケットの周辺部、または、少なくとも保持器の内周面におけるポケットの周辺部に接着されると共に、保持器のポケットに対応する部分に保持器のポケットよりも開口面積が小さいポケットを有する布等からなるシート状の部材であっても良い。
【００５８】
尚、閉鎖部材として、シート状の部材を採用した場合、このシート状の部材を、一つの部材で構成することもできるし、保持器のポケットの数と同一の数の部材で構成することもできるが、シート状の部材を、保持器のポケットの数と同一の数の部材で構成した場合、シート状の材料コストを低減できて、閉鎖部材の製造コストを低減することができる。尚、本実施例では、比較的高粘度の潤滑液体を多量に用いるトルク低減効果が最も顕著な条件につき示したが、本発明における液体潤滑とは、オイルミスト潤滑のような少量の潤滑液体を用いる場合等、他の潤滑条件をも含む。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の液体潤滑式転がり軸受装置の第１実施形態である円錐ころ軸受装置の径方向の断面図である。
【図２】上記第１実施形態の円錐ころ軸受装置が備える保持器の斜視図である。
【図３】本発明の液体潤滑式転がり軸受装置の第２実施形態である円錐ころ軸受装置の径方向の断面図である。
【図４】上記第２実施形態の円錐ころ軸受装置が備える閉鎖部材の一部を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１,３１  内輪
２,３２  外輪
３,３３  円錐ころ
５,３５  保持器
１０  本体部
１１  液体流通遮断部
１５  柱部
１３,４１  ポケット
３６  閉鎖部材
【図１】
2006214490.tif 000003
【図２】
2006214490.tif 000004
【図３】
2006214490.tif 000005
【図４】
2006214490.tif 000006