(57)【要約】【課題】  玉による油の剪断抵抗を起因とするトルクを容易に低減させる。【解決手段】  外周面に内側転走面１２ａが形成された内輪１２と、その内輪１２の外側に配置され、内周面に外側転走面１３ａが形成された外輪１３と、内輪１２の内側転走面１２ａと外輪１３の外側転走面１３ａとの間に転動自在に介在した複数の玉１４と、内輪１２と外輪１３との間に配され、玉１４を保持する保持器１５とを備え、エンジン出力で回転駆動する回転軸を静止部材に回転自在に支持する自動車電装補機用転がり軸受であって、保持器１５は、全体を円環状に形成してその円周方向複数箇所にそれぞれが外径側と内径側とに開口して玉１４を収容する凹状のポケット１５ｃを有し、ポケット１５ｃの玉１４との対向面積を低減する減肉部１５ｅ，１５ｆをポケット内面に形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内側転走面が形成された内輪と、前記内輪の外側に配置され、内周面に外側転走面が形成された外輪と、前記内輪の内側転走面と前記外輪の外側転走面との間に転動自在に介在した複数の転動体と、前記内輪と外輪との間に配され、前記転動体を保持する保持器とを備え、エンジン出力で回転駆動する回転軸を静止部材に回転自在に支持する自動車電装補機用転がり軸受であって、
前記保持器は、全体を円環状に形成してその円周方向複数箇所にそれぞれが外径側と内径側とに開口して前記転動体を収容する凹状のポケットを有し、前記ポケットの転動体との対向面積を低減する減肉部を前記ポケット内面に形成したことを特徴とする自動車電装補機用転がり軸受。
【請求項２】
前記保持器の減肉部は、ポケット先端部の外径側に形成されている請求項１に記載の自動車電装補機用転がり軸受。
【請求項３】
前記保持器の減肉部は、ポケット先端部の内径側に形成されている請求項１又は２に記載の自動車電装補機用転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器の減肉部は、ポケット底部の外径側に形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車電装補機用転がり軸受。
【請求項５】
前記保持器の減肉部は、ポケット底部の内径側に形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動車電装補機用転がり軸受。
【請求項６】
前記保持器の減肉部は、ポケット内面に形成された凹部である請求項１に記載の自動車電装補機用転がり軸受。
【請求項７】
前記凹部は、ポケット内面の円周方向全周に亘って溝状に形成されている請求項６に記載の自動車電装補機用転がり軸受。
【請求項８】
前記凹部は、ポケット内面の保持器軸方向に貫通して形成されている請求項６又は７に記載の自動車電装補機用転がり軸受。
【請求項９】
前記凹部は、ポケット内面の保持器径方向に亘って複数条に形成されている請求項７又は８に記載の自動車電装補機用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の電装部品や補機部品に組み込まれ、転動体を転動自在に保持する樹脂製の保持器を具備した自動車電装補機用転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の電装部品や補機部品、例えばファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、カーエアコン用電磁クラッチ、電動ファンモータ等に組み込まれる転がり軸受としては、エンジン出力で回転駆動する回転軸を静止部材に回転自在に支持するために、図１５に示すような玉軸受１が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の玉軸受１は、同図に示すように外周面に内側転走面２ａが形成された内輪２と、その内輪２の外側に配置され、内周面に外側転走面３ａが形成された外輪３と、内輪２の内側転走面２ａと外輪３の外側転走面３ａとの間に転動自在に介在された複数の玉４と、内輪２と外輪３との間に配され、各玉４を円周方向等間隔に保持する樹脂製の保持器５とで主要部が構成されている。この外輪３あるいは内輪２のいずれか一方がハウジングなどの静止部材に装着され、他方がエンジン出力で回転駆動する回転軸に装着される。
【０００４】
この内輪２と外輪３との間に配された冠形状の保持器５は、図１６に示すように、円環状をなす主部５ａと、その主部５ａの軸方向片面に互いに間隔をあけて円周方向等配で一体的に突設された一対ずつの弾性片５ｂとで構成され、これら一対ずつの弾性片５ｂの間に凹設されて外径側と内径側とに開口した凹状のポケット５ｃを備え、そのポケット５ｃで玉４を転動自在に保持する。
【０００５】
また、図１５に示すように、内輪２と外輪３の軸方向両側には、その内輪２と外輪３との間の環状空間を密封するためのシール部材６が配置されている。このシール部材６は、芯金６ａとその芯金６ａに一体的に加硫接着された弾性体６ｂとからなり、その基端部が外輪３の内周端部に装着され、先端部が内輪２の外周端部に接触するシールリップ６ｃが形成されている。なお、図示の玉軸受１では、シール部材６の基端部が装着された外輪２が固定側であり、シールリップ６ｃが接触する内輪２が回転側である。
【０００６】
この玉軸受１の運転中、シール部材６の先端のシールリップ６ｃが内輪２の外周端部に摺接した状態を維持しながら、内輪２が回転する。これにより、水やダスト等の異物が軸受内部に侵入したり、あるいは、軸受内部からグリース等の潤滑剤が外部へ漏れたりすることを未然に防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４１４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述した玉軸受１の保持器５では、玉４を転動自在に保持するためのポケット５ｃの内面５ｄが玉４の外径形状に沿う単一の部分凹球面で形成されている。また、保持器５を構成する主部５ａおよび弾性片５ｂにおける保持器径方向寸法、つまり、主部５ａおよび弾性片５ｂの厚みｔ（図１５参照）がポケット底部側からポケット先端部側（弾性片側）まで均一な形状となっている。
【０００９】
近年、自動車用途の玉軸受１においては、燃費向上などの環境問題からもトルク低減が求められている。この玉軸受１におけるトルクは、玉による油（グリース等の潤滑剤）の剪断抵抗が多くの割合を占めている。また、その剪断抵抗のほとんどがポケット５ｃの内面５ｄとそのポケット５ｃに収容された玉４との間に形成された油膜を剪断する時に発生するものである。
【００１０】
従来の玉軸受１の保持器５では、主部５ａおよび弾性片５ｂの厚みｔ（図１５参照）がポケット底部側からポケット先端部側（弾性片側）まで均一であるため、ポケット５ｃの玉４との対向面積もポケット底部側からポケット先端部側（弾性片側）まで均一となっていることから、ポケット５ｃで大きな剪断抵抗が発生することにより玉軸受１のトルクを低減させることが困難であった。
【００１１】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、玉による油の剪断抵抗を起因とするトルクを容易に低減させ得る自動車電装補機用転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、外周面に内側転走面が形成された内輪と、その内輪の外側に配置され、内周面に外側転走面が形成された外輪と、内輪の内側転走面と外輪の外側転走面との間に転動自在に介在した複数の転動体と、内輪と外輪との間に配され、転動体を保持する保持器とを備え、エンジン出力で回転駆動する回転軸を静止部材に回転自在に支持する自動車電装補機用転がり軸受であって、保持器は、全体を円環状に形成してその円周方向複数箇所にそれぞれが外径側と内径側とに開口して転動体を収容する凹状のポケットを有し、ポケットの転動体との対向面積を低減する減肉部をポケット内面に形成したことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る自動車電装補機用転がり軸受では、ポケットの転動体との対向面積を低減する減肉部をポケット内面に形成した保持器を具備したことにより、ポケットの内面とそのポケットに収容された転動体との間に形成される油膜量を従来よりも少なくすることができることから、油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を従来よりも低減することができる。その結果、この転動体による油の剪断抵抗を起因とするトルクを容易に低減させることができる。
【００１４】
本発明における保持器の減肉部は、ポケット先端部の外径側あるいは内径側の少なくとも一方に形成されていることが望ましい。このようにすれば、ポケット先端部において転動体による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクを低減することが可能となる。
【００１５】
本発明における保持器の減肉部は、ポケット底部の外径側あるいは内径側の少なくとも一方に形成されていることが望ましい。このようにすれば、ポケット底部において転動体による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクを低減することが可能となる。
【００１６】
本発明における保持器の減肉部は、ポケット内面に形成された凹部とすることも可能である。このようにすれば、ポケット内面の凹部形成部位において転動体による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクを低減することが可能となる。
【００１７】
この凹部は、ポケット内面の円周方向全周に亘って溝状に形成したり、あるいは、ポケット内面の保持器軸方向に貫通して形成したりすればよい。このようにすれば、凹部を容易に形成することが可能となる。
【００１８】
本発明における凹部は、ポケット内面の保持器径方向に亘って複数条に形成されていることが望ましい。このようにすれば、ポケット内面の凹部形成部位において転動体による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクをより一層低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ポケットの転動体との対向面積を低減する減肉部をポケット内面に形成した保持器を具備したことにより、ポケットの内面とそのポケットに収容された転動体との間に形成された油膜量を従来よりも少なくすることができることから、油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を従来よりも低減することができる。その結果、この転動体による油の剪断抵抗を起因とするトルクを容易に低減させることができる。これにより、近年における燃費向上などの環境問題に適合した自動車用途の転がり軸受を容易に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る自動車電装補機用転がり軸受の実施形態で、ポケット先端部の内径側とポケット底部の外径側に減肉部を形成した玉軸受を示す断面図である。
【図２】図１の保持器を示す部分斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態で、ポケット先端部の外径側とポケット底部の内径側に減肉部を形成した玉軸受を示す断面図である。
【図４】図３の保持器を示す部分斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態で、減肉部として溝状の凹部をポケットの内面に形成した玉軸受を示す断面図である。
【図６】図５の保持器を示す部分斜視図である。
【図７】図５の保持器を示す部分展開図である。
【図８】本発明の他の実施形態で、減肉部として溝状の凹部をポケットの内面に貫通させて形成した玉軸受を示す断面図である。
【図９】図８の保持器を示す部分斜視図である。
【図１０】図８の保持器を示す部分展開図である。
【図１１】本発明の転がり軸受を適用する自動車用オルタネータの概略構成を示す断面図である。
【図１２】実施例におけるトルク比較試験の試験条件を示す表である。
【図１３】実施例におけるトルク比較試験の試験結果を示す表である。
【図１４】実施例におけるトルク比較試験の試験結果を示すグラフである。
【図１５】従来の自動車電装補機用転がり軸受を例示する玉軸受を示す断面図である。
【図１６】図１５の保持器を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る自動車電装補機用転がり軸受の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、自動車用オルタネータに組み込まれ、エンジン出力で回転駆動する回転軸を静止部材に回転自在に支持する玉軸受を例示するが、例えばファンカップリング装置、アイドラプーリ、カーエアコン用電磁クラッチ、電動ファンモータ等、自動車の他の電装部品や補機部品にも適用可能である。
【００２２】
図１に示す実施形態の玉軸受１１は、外周面に内側転走面１２ａが形成された内輪１２と、その内輪１２の外側に配置され、内周面に外側転走面１３ａが形成された外輪１３と、内輪１２の内側転走面１２ａと外輪１３の外側転走面１３ａとの間に転動自在に介在された複数の転動体である玉１４と、内輪１２と外輪１３との間に配され、各玉１４を円周方向等間隔に保持する樹脂製の保持器１５とで主要部が構成されている。この外輪１３あるいは内輪１２のいずれか一方がハウジングなどの静止部材に装着され、他方がエンジン出力で回転駆動する回転軸に装着される。
【００２３】
この内輪１２と外輪１３との間に配された冠形状の保持器１５は、図２に示すように、円環状をなす主部１５ａと、その主部１５ａの軸方向片面に互いに間隔をあけて円周方向等配で一体的に突設された一対ずつの弾性片１５ｂとで構成され、これら一対ずつの弾性片１５ｂの間に凹設されて外径側と内径側とに開口した凹状のポケット１５ｃを備え、そのポケット１５ｃで玉１４を転動自在に保持する。
【００２４】
また、図１に示すように、内輪１２と外輪１３の軸方向両側には、その内輪１２と外輪１３との間の環状空間を密封するためのシール部材１６が配置されている。このシール部材１６は、芯金１６ａとその芯金１６ａに一体的に加硫接着された弾性体１６ｂとからなり、その基端部が外輪１３の内周端部に装着され、先端部が内輪１２の外周端部に接触するシールリップ１６ｃが形成されている。なお、図示の玉軸受１１では、シール部材１６の基端部が装着された外輪１３が固定側であり、シールリップ１６ｃが接触する内輪１２が回転側である。
【００２５】
この玉軸受１１の運転中、シール部材１６の先端のシールリップ１６ｃが内輪１２の外周端部に摺接した状態を維持しながら、内輪１２が回転する。これにより、水やダスト等の異物が軸受内部に侵入したり、あるいは、軸受内部からグリース等の潤滑剤が外部へ漏れたりすることを未然に防止するようにしている。
【００２６】
以上で説明した玉軸受１１は、図１１に示す自動車用オルタネータに使用される。このオルタネータは、エンジンの回転をベルトで受けて発電し、車両の電気負荷に電力を供給すると共にバッテリを充電する機能を有する。オルタネータは、同図に示すように静止部材であるハウジング２１に、ロータ２２を装着したローラ回転軸２３が玉軸受１１で回転自在に支持されている。ロータ２２にはロータコイル２４が取り付けられ、ロータ２２の外周に配置されたステータ２５には、１２０°の位相で３巻のステータコイル２６が取り付けられている。ロータ回転軸２３は、その先端に取り付けられたプーリ２７にベルト（図示せず）で伝達される回転トルクで回転駆動されている。
【００２７】
このオルタネータに組み込まれる玉軸受１１の保持器１５では、ポケット１５ｃの内面１５ｄとそのポケット１５ｃに収容された玉１４との間に形成された油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を起因とするトルクの低減を図るため、ポケット１５ｃの内面１５ｄに、ポケット１５ｃの玉１４との対向面積を低減する減肉部を設けている。
【００２８】
図１および図２に示す実施形態では、保持器１５の減肉部１５ｅ，１５ｆを、ポケット先端部（弾性片側）の内径側とポケット底部の外径側を切り欠くことにより形成している。また、図３および図４に示す実施形態では、保持器１５の減肉部１５ｇ，１５ｈを、ポケット先端部（弾性片側）の外径側とポケット底部の内径側を切り欠くことにより形成している。
【００２９】
このように玉軸受１１では、ポケット１５ｃの玉１４との対向面積を低減する減肉部１５ｅ〜１５ｈをポケット１５ｃの内面１５ｄに形成した保持器１５を具備したことにより、ポケット１５ｃの内面１５ｄとそのポケット１５ｃに収容された玉１４との間に形成された油膜量を従来よりも少なくすることができることから、油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を従来よりも低減することができる。その結果、この玉１４による油の剪断抵抗を起因とするトルクを容易に低減させることができる。
【００３０】
なお、図１〜図４の実施形態では、減肉部１５ｅ〜１５ｈを、ポケット先端部の内径側とポケット底部の外径側、あるいはポケット先端部の外径側とポケット底部の内径側に形成したが、その減肉部１５ｅ〜１５ｈを、ポケット先端部の内径側と外径側、ポケット底部の内径側と外径側、ポケット先端部の外径側とポケット底部の外径側、あるいは、ポケット先端部の内径側とポケット底部の内径側に形成することも可能である。
【００３１】
しかしながら、図１〜図４の実施形態のように、減肉部１５ｅ〜１５ｈを、ポケット先端部の内径側とポケット底部の外径側、あるいはポケット先端部の外径側とポケット底部の内径側に形成した場合は、その減肉部１５ｅ〜１５ｈを、ポケット先端部の内径側と外径側、ポケット底部の内径側と外径側、ポケット先端部の外径側とポケット底部の外径側、あるいは、ポケット先端部の内径側とポケット底部の内径側に形成した場合よりも、ポケット１５ｃの内面１５ｄと玉１４との接触状態が偏ることなく、玉１４の転動状態が安定して円滑な転動が容易に実現できる点で有効である。
【００３２】
以上の実施形態では、ポケット１５ｃの内面１５ｄとそのポケット１５ｃに収容された玉１４との間に形成された油膜を剪断する時に発生する剪断抵抗を起因とするトルクの低減を図るため、ポケット１５ｃの玉１４との対向面積を低減する減肉部１５ｅ〜１５ｈとして、ポケット先端部の外径側とポケット底部の内径側、あるいは、ポケット先端部の内径側とポケット底部の外径側を切り欠いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、以下に述べる他の実施形態でも可能である。
【００３３】
図５〜図７に示す実施形態では、保持器１５の減肉部１５ｉを、ポケット１５ｃの内面１５ｄに形成された凹部とすることにより形成している。この凹部は、ポケット１５ｃの内面１５ｄの円周方向全周に亘って形成された溝状をなす。また、図８〜図１０に示す実施形態では、保持器１５の減肉部１５ｊを、ポケット１５ｃの内面１５ｄに形成された凹部を保持器軸方向に貫通させることにより形成している。
【００３４】
なお、これら二つの実施形態では、減肉部１５ｉ，１５ｊとしての凹部を円周方向に沿って一条で形成しているが、ポケット１５ｃの内面１５ｄの保持器径方向に亘って複数条の凹部を形成することも可能である。複数条の凹部を形成すれば、ポケット１５ｃの内面１５ｄの凹部形成部位において玉１４による油の剪断抵抗を起因として発生するトルクをより一層低減することができる。
【００３５】
以上で説明した各実施形態における減肉部１５ｅ〜１５ｊは、保持器１５を射出成形により製作した後に切削加工により形成することが可能であり、また、保持器１５を射出成形により製作すると同時に形成することも可能である。このように切削加工あるいは射出成形で減肉部１５ｅ〜１５ｊを形成することにより、減肉部１５ｅ〜１５ｊを容易に形成することができてコスト低減が図れる。
【００３６】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【実施例１】
【００３７】
本出願人は、本発明品（本発明品１および本発明品２）と従来品についてトルク比較試験を行った。このトルク比較試験における試験条件は、図１２に示すようにラジアル荷重を５００Ｎ、軸受回転速度を４０００ｒ／ｍｉｎ、軸受温度を３０℃とした。
【００３８】
このトルク比較試験の試験結果は図１３および図１４に示すとおりである。玉とポケットの対向面積を１００％とした従来品に対して、本発明品１では、玉とポケットの対向面積を従来品よりも３０％低減して７０％とし、本発明品２では、玉とポケットの対向面積を従来品よりも５０％低減して５０％とした。
【００３９】
その結果、本発明品１では、トルクを従来品よりも２０％低減することができ、本発明品２では、トルクを従来品よりも３０％低減することができた。このように、ポケットの玉との対向面積を低減する減肉部をポケット内面に形成したことにより、トルクを容易に低減できることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００４０】
１１  転がり軸受（玉軸受）
１２  内輪
１３  外輪
１４  転動体（玉）
１５  保持器
１５ｃ  ポケット
１５ｄ  ポケットの内面
１５ｅ〜１５ｊ  減肉部
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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