(57)【要約】【課題】転がり軸受の内部空間を広く確保しつつ保持器の強度を十分に確保することができ、また、定格荷重の低下を回避することができる、高温高速環境下での使用に適した転がり軸受を提供する。【解決手段】本発明にかかる転がり軸受１０は、外輪１１と内輪１２との間に複数の玉１３が冠型保持器１４を介して周方向に転動可能に保持し、保持器１４の径方向の肉厚を玉１３の直径Ｄの４０〜４５％とし、及び／又は、保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さを玉１３の直径Ｄの１２〜２０％とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪との間に複数の玉が冠型保持器により周方向に転動可能に保持された転がり軸受であって、
前記冠型保持器の径方向の肉厚を前記玉の直径の４０〜４５％としたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
外輪と内輪との間に複数の玉が該玉を保持するポケット部を有する冠型保持器により周方向に転動可能に保持された転がり軸受であって、
前記冠型保持器のポケット部の底部の軸方向厚さを前記玉の直径の１２〜２０％としたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項３】
外輪と内輪との間に複数の玉が該玉を保持するポケット部を有する冠型保持器により周方向に転動可能に保持された転がり軸受であって、
前記冠型保持器の径方向の肉厚を前記玉の直径の４０〜４５％とし、且つ、該冠型保持器のポケット部の底部の軸方向厚さを前記玉の直径の１２〜２０％としたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項４】
オルタネータの回転軸を支持する上記請求項１から３のいずれか１つに記載のオルタネータ用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温高速用の転がり軸受に関し、特に自動車の電装補機軸受、例えばオルタネータの回転軸の支持に好適な転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高温高速用の転がり軸受としては、自動車のオルタネータに用いられるものがある（例えば、特開平７−１３９５５０号公報）。
この種の転がり軸受は、例えば外輪と内輪との間に複数の玉が冠型保持器（以下、保持器ともいう。）により周方向に転動可能に保持され、且つ外輪の軸方向の端部内周面に接触型のシール板が取り付けられた構成である。
ところで、高速化及び高温環境での使用される上記の転がり軸受は、その耐久性を高めるためには転がり軸受の内部空間（外輪内周面と内輪外周面との間における、玉の軸方向両側に形成された空間）に充填されるグリース量を多くする必要がある。
そのため、保持器の径方向の肉厚を薄くして転がり軸受の内部空間をできるだけ広く確保することでグリース封入量を多くすることが試みられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１３９５５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の転がり軸受は、保持器の径方向の肉厚を薄くして転がり軸受の内部空間を広くした場合、オルタネータのように高速回転する環境において保持器の強度を十分に確保できないおそれがある。
【０００５】
一方、転がり軸受の内部空間を広く確保しつつ保持器の強度を十分に確保するために玉の直径（以下、玉径ともいう。）を小さくしたものが提案されている。しかし、玉径を小さくすると転がり軸受の定格荷重が低下して転がり軸受の寿命が短くなることが懸念されている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転がり軸受の内部空間を広く確保しつつ保持器の強度を十分に確保することができ、また、定格荷重の低下を回避することができる、高温高速環境下での使用に適した転がり軸受を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、外輪と内輪との間に複数の玉が冠型保持器により周方向に転動可能に保持された転がり軸受であって、前記冠型保持器の径方向の肉厚を前記玉の直径の４０〜４５％とした転がり軸受によって達成される。
また、上記目的は、外輪と内輪との間に複数の玉が冠型保持器により周方向に転動可能に保持された転がり軸受であって、前記冠型保持器のポケット部の底部の軸方向厚さを前記玉の直径の１２〜２０％とした転がり軸受によって達成される。
さらに、上記目的は、外輪と内輪との間に複数の玉が冠型保持器により周方向に転動可能に保持された転がり軸受であって、前記冠型保持器の径方向の肉厚を前記玉の直径の４０〜４５％とし、且つ、該冠型保持器のポケット部の底部の軸方向厚さを前記玉の直径の１２〜２０％としたことを特徴とする転がり軸受によって達成される。
【０００７】
本発明にかかる転がり軸受は、玉の直径に対する保持器の径方向の肉厚の比率及び玉の直径に対する保持器のポケット部の底部の軸方向厚さの比率のうち少なくとも一方を上記範囲における寸法に設定したものである。こうすれば、本発明にかかる転がり軸受は、内部空間を広く確保してグリース封入量を多くしつつ高温高速環境下での使用においても保持器の強度を十分確保することができる。したがって、転がり軸受は、定格荷重の低下を回避することができる高温高速用の転がり軸受、例えば、オルタネータの回転軸を支持する転がり軸受として好適である。
上記の本発明にかかる転がり軸受を自動車などのオルタネータの回転軸を支持するオルタネータ用転がり軸受として利用することが好ましい。こうすれば、高温高速の環境下においても転がり軸受による回転軸の支持状態が安定する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は本実施の形態の転がり軸受１０の要部断面図を示す。図２は転がり軸受１０の冠型保持器１４の部分斜視図を示す。図３は玉径に対する保持器の径方向の肉厚の比率と、玉径に対する保持器のポケット底部の軸方向厚さの比率との相対関係において、外輪等の周辺部品と保持器との接触の有無を示したグラフ図である。
【０００９】
図１に示すように、転がり軸受１０は、外周側に軌道面を有する内輪１１と、内周側に軌道面を有する外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間に介挿された複数の転動体（玉）１３と、これら複数の玉１３をそれぞれ周方向に間隔を空けつつ回転自在に保持する保持器１４とを備えた玉軸受である。
転がり軸受１０は、主に自動車のオルタネータなどの回転軸を支持するのに用いられる、高温高速用の転がり軸受である。
【００１０】
図２に示すように、保持器１４は、いわゆる冠型保持器であって、環状の保持器本体１４ａと、保持器本体１４ａにおける軸方向端面のうちの一方に周方向等間隔で形成された対向する一対の突起部１４ｂと、この一対の突起部１４ｂの間に形成されたポケット部１４ｃとを有する。ポケット部１４ｃに玉１３（図１参照）が回転自在に収容保持される。
【００１１】
図１に示すように、外輪１１の軸方向の両端部内周面には、環状のシール板１５が嵌合されている。シール板１５は、内周側の縁部が内輪の外周面に接触する、いわゆる接触型のシール部材である。具体的には、シール板１５は円輪状の芯金１６にゴム等からなるシール材１７を接着等により一体に成形したものを用いている。また、シール材１７の内径部にはリップ部１５ａが形成されている。そして、このリップ部１５ａが内輪１２の軸方向端部の内周面に形成された段部１８の側面に接触し、かつ、転がり軸受の回転時には摺接するように構成されている。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本実施形態では、保持器１４の径方向の肉厚Ａを玉１３の直径Ｄの４０〜４５％とするとともに、該保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さ（ポケット部１４ｃの底部から保持器１４の端面までの軸方向寸法）Ｂを玉１３の直径の１２〜２０％としている。
【００１３】
保持器１４の径方向の肉厚Ａが玉１３の直径Ｄに対して４０％未満の場合、軸受の内部空間を広く確保してグリース封入量を多くできるものの、保持器１４の径方向の肉厚Ａが薄すぎて高温高速の環境下での使用において保持器の強度を十分に確保することができなくなる。
【００１４】
一方、保持器１４の径方向の肉厚Ａが玉１３の直径Ｄに対して４５％を越えると、高温高速の環境下での使用において保持器の強度を十分に確保できるが、転がり軸受の内部空間が小さくなるので軸受内部への十分なグリース封入量を確保できなくなる。また、保持器１４の質量が増えるので回転時の負荷も増え、高速回転には好ましくない。
【００１５】
また、保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さＢが玉１３の直径Ｄに対して１２％未満の場合、転がり軸受の内部空間を広く確保してグリース封入量を多くできる。しかし、保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さＢが薄すぎて高温高速の環境下での使用において保持器の強度を十分に確保できなくなる。
一方、保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さＢが玉１３の直径Ｄに対して２０％を越える場合、高温高速環境下での使用において保持器の強度を十分に確保できる。しかし、保持器１４の質量が増えるので回転時の負荷も増え高速回転には好ましくない。また、保持器１４のポケット部１４ｃの底部側の端面とシール板１５との間が過度に小さくなる。このため、軸受内部でのグリースの円滑な流動を確保できなくなり、さらに、高速回転時に保持器１４がシール板１５に接触してシール性が低下するおそれがある。
【００１６】
上記の点を鑑みて、本実施形態の転がり軸受１０は、玉１３の直径Ｄを現状のまま、または軸受の定格荷重の低下を回避できる寸法として、該玉１３の直径Ｄに対する保持器１４の径方向の肉厚Ａの比率及び玉１３の直径Ｄに対する保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さＢの比率の少なくとも一方を上記のように設定する。こうすれば、転がり軸受の内部空間を広く確保してグリース封入量を多くしつつ高温高速環境下での使用においても十分な保持器強度を確保することができる。しかも、本実施形態の転がり軸受は、定格荷重の低下を回避して軸受寿命の低下を回避することができる高温高速環境下での使用に適した転がり軸受、例えばオルタネータの回転軸の支持に好適な転がり軸受とすることができる。
【００１７】
本発明にかかる転がり軸受は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。
例えば、上記実施形態では、保持器１４の径方向の肉厚Ａを玉１３の直径Ｄに対して４０〜４５％とするとともにに、該保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さＢを玉１３の直径Ｄに対して１２〜２０％としている。しかし、保持器１４の径方向の肉厚Ａを玉１３の直径Ｄに対して４０〜４５％とする構成か、または、該保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さＢを玉１３の直径の１２〜２０％とする構成のうち、いずれかの一方の構成でも高温高速環境での使用について、従来に比べてより好適な転がり軸受とすることができる。ここで、本発明にかかる転がり軸受を高温高速環境で使用するには、玉１３の直径Ｄに対する保持器１４の径方向の肉厚Ａの比率と、玉１３の直径Ｄに対する保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さＢの比率との両方の比率を上記範囲になるように構成することがより好ましい。
【００１８】
ここで、図１と同様の構成を有する転がり軸受であって、内径１７ｍｍ、外径４７ｍｍ、幅１４ｍｍのものを用い、回転数２００００ｍｉｎ−１、軸受温度１４０°Ｃの高温高速の環境下において回転させる試験を行った。図３は、この試験時において、転がり軸受の玉径Ｄに対する保持器の径方向の肉厚Ａの比率を横軸とし、玉径Ｄに対する保持器１４のポケット部１４ｃの底部の軸方向厚さＢの比率を縦軸としたグラフである。また、図３のグラフは、縦軸及び横軸のパラメータにおいて、保持器１４と、外輪等の周辺部品とによる接触の有無を示している。ここで、保持器１４と、外輪等の周辺部品との接触が無い場合、つまり、保持器１４の高温高速性能が適正であるものを図中「○」で示している。また、保持器１４と、外輪等の周辺部品との接触が有る場合、つまり、保持器１４の高温高速性能が不適正であるものを図中「×」で示している。
なお、保持器の材料は、一般的なものとして、ナイロン６６＋ガラス繊維２５重量％とする。さらに次の温度領域としては、ナイロン４６＋ガラス繊維２５重量％とするものもある。
【００１９】
図３から明らかなように、玉径Ｄに対する保持器の径方向の肉厚Ａが４０％のとき、玉径Ｄに対する保持器のポケット部の底部の軸方向厚さＢが１３％、１４％、１６％とした場合、保持器が周囲部品に接触せず適正であることがわかった。また、玉径Ｄに対する保持器の径方向の肉厚Ａが４２％のとき、玉径Ｄに対する保持器のポケット部の底部の軸方向厚さＢが１２％、１３％、１４％とした場合、保持器が周囲部品に接触せず適正であることがわかった。
一方、保持器の径方向の肉厚Ａが玉径Ｄの４０％未満で、保持器のポケット部の底部の軸方向厚さＢが玉径Ｄの１２％未満では、高温高速条件下での保持器強度の不足による保持器の触れ回りにより、保持器が外輪等の周辺部品と接触して不適正であることがわかった。
【００２０】
上記の本発明にかかる転がり軸受は自動車などのオルタネータの回転軸を支持するオルタネータ用転がり軸受に適用することが好ましい。こうすれば、高温高速の環境下においても転がり軸受による回転軸の支持状態が安定する。
【００２１】
【発明の効果】
以上、上述した本発明にかかる高温高速用の転がり軸受によれば、保持器の径方向の肉厚を玉の直径の４０〜４５％としている。また、本発明にかかる高温高速用の転がり軸受によれば、保持器のポケット部の底部の軸方向厚さを玉の直径の１２〜２０％としている。さらに、本発明にかかる高温高速用の転がり軸受によれば、保持器の径方向の肉厚を玉の直径の４０〜４５％とし、且つ、保持器のポケット部の底部の軸方向厚さを玉の直径の１２〜２０％としている。
こうすれば、転がり軸受の内部空間を広く確保しつつ保持器の強度を十分に確保することができるとともに、転がり軸受の定格荷重の低下を回避することができ、軸受寿命の短期化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる一実施形態の転がり軸受の要部断面図である。
【図２】図１に示す転がり軸受の保持器の部分斜視図である。
【図３】保持器の径方向の肉厚／玉径と、保持器のポケット底部の軸方向厚さ／玉径と、保持器の外輪等の周辺部品との接触の有無との関係を示したグラフ図である。
【符号の説明】
１０　転がり軸受（玉軸受）
１１　外輪
１２　内輪
１３　玉
１４　保持器
１４ｃ　ポケット
１５　シール板
Ａ　保持器の径方向の肉厚
Ｂ　保持器のポケット部の底部の軸方向厚さ
Ｄ　玉の直径（玉径）
【図１】
2004092892.tif 000003
【図２】
2004092892.tif 000004
【図３】
2004092892.tif 000005