(57)【要約】【課題】潤滑性に優れ、信頼性の高いオルタネータ用軸受を提供する。【解決手段】オルタネータ用軸受としての深溝玉軸受２１は、オルタネータの回転軸を支持する軸受であって、内方部材としての内輪２２と、外方部材としての外輪２３と、内輪２２および外輪２３の間に配置される複数の転動体としての玉２４と、内輪２２および外輪２３との間に封入される潤滑剤とを有する。そして、潤滑剤の封入量は軸受内部静止空間の８０％以下である。【選択図】図２
2008106884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オルタネータの回転軸を回転自在に支持するオルタネータ用軸受であって、
内方部材と、
外方部材と、
前記内方部材および前記外方部材の間に配置される複数の転動体と、
前記内方部材と前記外方部材との間に封入される潤滑剤とを備え、
前記潤滑剤の封入量は、軸受内部静止空間の８０％以下である、オルタネータ用軸受。
【請求項２】
前記潤滑剤の封入量は、軸受内部全空間の２０％以上である、請求項１に記載のオルタネータ用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受のグリース封入量、特に、オルタネータの回転軸を支持するオルタネータ用軸受のグリース封入量に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車用オルタネータは、ケーシングと、軸受によってケーシングに回転自在に支持される回転軸と、ケーシングに固定されるステータと、ステータと対面する位置で回転軸に固定されるロータと、回転軸に固定されるプーリとを備える。そして、プーリに掛け渡された無端ベルトによってエンジンの回転が回転軸に伝達される。
【０００３】
また、回転軸を回転自在に支持する軸受が、特開２００５−１８８５５７号公報（特許文献１）に記載されている。同公報に記載されている軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置される複数の転動体と、隣接する転動体の間隔を保持する保持器と、軸受内部を密封する密封シールとを備える転がり軸受である。そして、この転がり軸受の潤滑には、主としてグリースが使用されている。
【０００４】
上記構成の転がり軸受において、グリースの適正封入量は軸受空間の１０〜６０％の範囲内であると記載されている。グリース封入量が軸受空間の１０％未満だと早期にグリース供給不足に陥る。一方、６０％を超えると回転トルクの上昇が顕著となるからである。
【特許文献１】特開２００５−１８８５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車用オルタネータの回転軸を支持する軸受においては、上記の問題点に加えてグリースの漏洩が問題となる。軸受外部に漏洩したグリースは、プーリと無端ベルトの間に滑りを生じさせたり、電子部品に誤作動を発生させたりするおそれがある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、オルタネータの回転軸を支持するオルタネータ用軸受であって、潤滑性能を維持すると共に、漏洩を生じない適正な量のグリースを封入したオルタネータ用軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るオルタネータ用軸受は、オルタネータの回転軸を回転自在に支持する。具体的には、内方部材と、外方部材と、内方部材および外方部材の間に配置される複数の転動体と、内方部材と外方部材との間に封入される潤滑剤とを備える。そして、潤滑剤の封入量は、軸受内部静止空間の８０％以下である。グリース封入量が軸受内部静止空間の８０％を超えると、攪拌抵抗の増大に伴って軸受温度が上昇すると共にグリースの漏洩が生じる。
【０００８】
好ましくは、潤滑剤の封入量は軸受内部全空間の２０％以上である。グリース封入量が軸受内部全空間の２０％未満だと、グリースの供給不足によって転がり軸受の潤滑寿命が著しく低下する。
【０００９】
そこで、グリース封入量を上記範囲内とすることにより、潤滑性に優れ、信頼性の高いオルタネータ用軸受を得ることができる。なお、本明細書中「軸受内部全空間」とは、内方部材の外径面と外方部材の内径面との間の空間を指すものとする。また、「軸受内部静止空間」とは、軸受内部全空間から転動体および保持器の軌道を除いた空間を指すものとする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、潤滑性能を維持できると共に漏洩を生じない範囲内のグリース封入量とすることにより、潤滑性に優れ、信頼性の高いオルタネータ用軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係る自動車用オルタネータ１１、および自動車用オルタネータ１１に採用される転がり軸受としての深溝玉軸受２１を説明する。なお、図１は自動車用オルタネータ１１の断面図、図２は深溝玉軸受２１の断面図である。
【００１２】
まず、図１を参照して、自動車用オルタネータ１１は、主な構成要素として、ケーシング１２と、回転軸１３と、プーリ１４と、ステータ１５と、ロータ１６と、転がり軸受としての深溝玉軸受２１とを備える。
【００１３】
ケーシング１２は、フロントブラケット１２ｂと、リアブラケット１２ａとをボルト結合して構成されている。そして、回転軸１３、ステータ１５、ロータ１６、および深溝玉軸受２１等を収容する。
【００１４】
回転軸１３は、フロント軸受２１ａおよびリア軸受２１ｂによってケーシング１２に回転自在に支持されている。なお、フロント軸受２１ａおよびリア軸受２１ｂには、図２に示すような深溝玉軸受２１が採用される。また、ケーシング１２の外側でプーリ１４に挿通し、ケーシング１２の内側でロータ１６およびスリップリング１７に挿通している。なお、スリップリング１７には、ばね１９によってブラシ１８が圧接されている。
【００１５】
プーリ１４には、無端ベルト（図示省略）が取り付けられて、エンジン（図示省略）の回転に伴って回転軸１３を回転させる。また、この実施形態においては、自動車用オルタネータ１１を冷却するファンとしても機能する。
【００１６】
ステータ１５は、リング形状の部材であってケーシング１２に固定されている。一方、ロータ１６は、回転軸１３に嵌合固定されて回転軸１３と一体回転する。このステータ１５およびロータ１６は互いに対面するように配置されており、両者の間には所定の隙間が設けられている。また、ステータ１５およびロータ１６は、それぞれコイルが巻きつけられている。
【００１７】
上記構成の自動車用オルタネータ１１は、エンジンの回転を電気に変換する。具体的には、エンジンの回転によって回転軸１３とロータ１６とが一体回転する。このとき。ステータ１５とロータ１６との間で電磁誘導の原理により電気が発生する。そして、自動車用オルタネータ１１で発電された電気はバッテリー（図示省略）に充電され、各電装品の動作に用いられる。
【００１８】
次に、図２を参照して、深溝玉軸受２１は、内方部材としての内輪２２と、外方部材としての外輪２３と、内輪２２および外輪２３の間に配置される転動体としての複数の玉２４と、隣接する玉２４の間隔を保持する保持器２５と、両端部を密封する密封部材としての密封シール２６とを備える。また、玉２４のスムーズな回転を維持するために、軸受内部には潤滑剤としてのグリースが充填されている。
【００１９】
ここで、グリースの封入量は、軸受内部全空間の２０％以上であって、かつ軸受内部静止空間の８０％以下に設定する。このグリース封入量は、深溝玉軸受２１の潤滑性能維持の観点、攪拌抵抗の増大に伴う温度上昇を防止する観点、およびグリース漏れを防止する観点から規定される。
【００２０】
次に、図３および図４を参照して、この発明の効果を確認するための試験について説明する。なお、図３はグリース封入量と軸受の温度上昇との関係を示す図、図４はグリース封入量と潤滑寿命との関係を示す図である。
【００２１】
まず、グリース封入量と軸受の温度上昇との関係、およびグリース封入量とグリース漏れとの関係について説明する。図３を参照して、グリース封入量が軸受内部静止空間の８０％以下の場合には軸受温度は約３５℃でほぼ一定であるのに対し、グリース封入量が軸受内部静止空間の８５％を超えると深溝玉軸受２１の温度上昇が大きくなることが確認された。また、グリース封入量が軸受内部静止空間の８０％を超える軸受においてはグリース漏れが発生し、グリース残存量は軸受内部静止空間の８０％強で収束することが確認された。
【００２２】
以上より、グリース封入量の上限値は、軸受内部静止空間の８０％以下とするのが望ましい。なお、軸受内部静止空間の８０％とは、フロント軸受２１ａの軸受内部全空間の２９％、リア軸受２１ｂの軸受内部全空間の４５％に相当する。
【００２３】
次に、グリース封入量と潤滑寿命との関係について説明する。この試験は、図２に示すような深溝玉軸受２１に４９０Ｎの荷重を負荷し、２００００ｒｐｍの回転速度で回転させたときのグリース封入量と潤滑寿命との関係を測定した。
【００２４】
図４を参照して、深溝玉軸受２１の潤滑寿命は、グリース封入量が軸受内部全空間の２０％の時に約４３０時間と最も長くなることが確認された。そして、グリース封入量が増えるにつれて潤滑寿命も緩やかに減少し、軸受内部全空間の４０％での潤滑寿命は約４００時間となることが確認された。一方、グリース封入量が軸受内部全空間の２０％未満になると潤滑寿命は急激に減少し、軸受内部全空間の１０％での潤滑寿命は１００時間未満となることが確認された。
【００２５】
以上より、グリース封入量の下限値は、軸受内部全空間の２０％以上とするのが望ましい。また、高い潤滑性能を維持する観点からは、グリース封入量の上限値を軸受内部全空間の４０％以下とするのが望ましい。
【００２６】
上記構成の深溝玉軸受２１は、グリース封入量を上記の範囲内に設定することにより、潤滑性能を維持すると共に、攪拌抵抗を低減することができる。これにより、軸受の温度上昇を抑制することができると共に、トルク損失を低減することができる。また、軸受のグリース漏れを有効に防止することができる。これにより、フロント軸受２１ａ側では、プーリ１４と無端ベルトとの間の滑りを防止することができ、リア軸受２１ｂ側では、電子部品の誤作動を防止することができる。さらにその結果として、潤滑性に優れ、信頼性の高い自動車用オルタネータ１１を得ることができる。
【００２７】
この発明におけるグリース封入量は、上限値を軸受内部静止空間に対する割合で、下限値を軸受内部全空間に対する割合でそれぞれ規定している。以下にその理由を説明する。
【００２８】
まず、グリース封入量の上限値は、グリースの軸受外部への漏洩を防止する観点から規定される。軸受内部のグリースは、軸受の回転に伴って転動体の軌道から軸受内部静止空間に追い出されると共に、遠心力によって径方向外側に偏る。一方、グリースの軸受外部への漏洩は、主に内輪とシールとの間の隙間で発生する。すなわち、軸受内部静止空間内のグリース量が少なければ、内輪とシールとの隙間に流れ込むグリースも少なくなる。したがって、グリース封入量の上限値は軸受内部静止空間に対する割合で規定するのが妥当である。
【００２９】
一方、グリース封入量の下限値は、潤滑寿命の観点から規定される。軸受内部のグリースは軸受の回転に伴って対流するので、転動体の軌道上だけでなく軸受内部静止空間内に封入されるグリースが潤滑寿命に影響をおよぼす。したがって、グリース封入量の下限値は軸受内部全空間に対する割合で規定するのが妥当である。
【００３０】
なお、上記の実施形態において、深溝玉軸受２１に封入されるグリースとしては、任意の組成の基油および増ちょう剤の組み合わせを採用することができ、必要に応じて各種添加剤を添加することができる。ただし、自動車用オルタネータ１１は非常に高温となるので、高温特性に優れたグリースであることが望ましい。
【００３１】
また、上記の実施形態において、回転軸１３を支持する軸受として深溝玉軸受２１を採用した例を示したが、これに限ることなく、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受、および針状ころ軸受等、転動体が玉であるかころであるかを問わず、あらゆる転がり軸受に適用することができる。
【００３２】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明は、オルタネータ用軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】自動車用オルタネータの断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るオルタネータ用軸受の断面図である。
【図３】グリース封入量と軸受の温度上昇との関係を示す図である。
【図４】グリース封入量と潤滑寿命との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１  自動車用オルタネータ、１２  ケーシング、１２ｂ  フロントブラケット、１２ａ  リアブラケット、１３  回転軸、１４  プーリ、１５  ステータ、１６  ロータ、１５ａ，１６ａ  コイル、１７スリップリング、１８  ブラシ、１９  ばね、２１  深溝玉軸受、２１ａ  フロント軸受、２１ｂ  リア軸受、２２  内輪、２３  外輪、２４  玉、２５  保持器、２６  密封シール。
【図１】
2008106884.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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