(57)【要約】【課題】  オルタネータ用軸受のように特に高速回転を行う密封形玉軸受においては、保持器の内周面で玉の周囲から掻き取ったグリースが接触式シール部材のシールリップ側に押し出され、シールリップの間隙から外部に流出して軸受寿命を短くする。【解決手段】  外輪１２と、内輪１０と、外輪軌道面１１と内輪軌道面９との間に転動自在に配設した複数個の玉１４と、この複数個の玉１４を保持する冠形保持器１３と、玉１４を中心に軸方向両端部に配置した接触シール部材１９ａ、１９ｂとからなり、外輪内周面と内輪外周面との間に形成される軸受空間と玉１４とで画成される環状空間にグリースが封入される密封形玉軸受において、内輪１０の外周面における内輪軌道面９の両側に形成される内輪肩部のうち、少なくとも片方に、断面がＵ形の凹溝２２ｂ、或いは断面Ｖ形、角形等の凹溝を円周上に設ける。【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、前記外輪に形成した外輪軌道面と前記内輪に形成した内輪軌道面との間に転動自在に配設した複数個の玉と、前記複数個の玉を保持する冠形保持器と、軸方向両端部に配置した接触シール部材とからなり、前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に形成される軸受空間と上記玉とで画成される環状空間にグリースが封入される密封形玉軸受において、前記内輪の外周面における内輪軌道面の両側に形成される内輪肩部のうち、少なくとも片方に凹溝を円周上に設けたことを特徴とする密封形玉軸受。
【請求項２】
前記凹溝は、保持器背面側の内輪肩部に設けたことを特徴とする請求項１記載の密封形玉軸受。
【請求項３】
前記凹溝は、保持器爪側の内輪肩部に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の密封形玉軸受。
【請求項４】
前記密封形玉軸受をオルタネータに用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載のオルタネータ用密封形玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸受内部に潤滑用グリースを封入する密封形玉軸受に関し、特に、軸受内部に異物が混入したり、高温・高速の条件下で使用されるオルタネータ等の自動車エンジン用電装・補機類に好適に利用することができる密封形玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より玉軸受は各種産業分野において広く用いられており、特に高速環境下で安定した作動が要求される分野としてのオルタネータ用軸受にも用いられている。このようなオルタネータ用軸受は例えば図７に示されるように、ハウジング２で構成される空間内に回転軸３を、１対の玉軸受４、４により回転自在に支持し、この回転軸３の中間部には、ロータ５と整流子６とを設けている。また、この回転軸３の一端部（図７の右端部）でハウジング２の外に突出した部分には、従動プーリ７を固定している。従動プーリ７はベルトを介して、エンジンのクランクシャフトの回転を回転軸３に伝達自在としている。また、ハウジング２の内側でロータ５の周囲に位置する部分には、ステータ８を固定している。このように構成するオルタネータ１は、エンジンの回転により、ロータ５を設けた回転軸３を回転させ、このロータ５と対向するステータ８に起電力を発生する。
【０００３】
上記のようなオルタネータ１に組み込まれる密封形グリース潤滑玉軸受は、図５に示すような密封形玉軸受が広く使用される。図５に示す従来の軸受は、外輪１２と内輪１０、及び外輪１２の内周面に形成した外輪軌道面１１と内輪１０の外周面に形成した内輪軌道面９との間に転動自在に配置された複数個の玉１４と、これらの玉１４を円周方向等間隔に保持するポケットが設けられた合成樹脂製の冠形保持器１３、また複数の玉１４からなる玉列を中心に軸方向左右の両端部に設けた接触式シール部材１９ａ、１９ｂとを備え、外輪１２の内周面と内輪１０の外周面で形成された軸受空間と玉１４とで画成される環状空間にグリースを封入している。
【０００４】
図５に示す軸受においては、合成樹脂製の冠形保持器１３を使用した例を示しているが、そのほか、もみ抜き保持器や、波形プレス保持器等も使用されている。上記の合成樹脂製の冠形保持器１３は、波形プレス保持器に比べて、自己潤滑性、低摩擦特性、軽量、耐食性、低騒音などの点に優れることから、オルタネータ用軸受等の高速環境下で好適なものとして使用されている。
【０００５】
上述の軸受は、回転に伴い軸受内部に封入されたグリースが攪拌されて潤滑へ寄与される。しかし、回転が開始されてから一定時間攪拌されると、軸受内部に封入されたグリースは、回転の遠心力によってシール部材内面側へと弾き飛ばされ、シール部材内面に押付けられると共に、シールリップ部からグリース漏れを生じることがある。このようにグリース漏れが生じ、軸受内部のグリース量が少なくなることは、潤滑不良を来し、その結果軸受の耐久性は極端に低減され、早期の焼き付き損傷に至る。
【０００６】
特開２００２−１３０３０５号公報にも開示されているように、前記密封形玉軸受４の内部空間のグリース挙動は、プラスチック製の冠形保持器１３を呼び番号６３０１等のラジアル玉軸受に組み込んで、グリース潤滑で外輪を回転させながら、軸受内部のグリース挙動を観察した結果を図６に示すように、まず、軸受内に封入されたグリース１８は、軸受の回転に伴い玉１４の表面に付着する。次に、玉１４に付着したグリース１８は、主に冠形保持器１３のポケットの径方向内側１６で掻き落とされて冠形保持器１３の内周面に溜まる。径方向外側でも掻き落とされるが、グリース１８は遠心力によって外輪側に移動するため、冠形保持器１３の外周面に溜まるグリース量は少量である。
【０００７】
冠形保持器１３の内周面に溜まったグリース１８は、矢印ａと矢印ｂで示すように保持器爪部１５と背面１７の両側に移動する。爪部１５側に押し出されたグリースは、軸受回転の遠心力で矢印ｅで示すように、隣り合う爪部１５間の谷間を通って外輪１２側に移動する。背面部１７側に押し出されたグリースも同様に、軸受回転の遠心力によって矢印ｃで示すように、冠形保持器１３と接触式シール部材１９ｂとの間を通って外輪１２側に移動するが、そのほかに矢印ｄで示すように、内輪１０のシール溝部２０ｂ側にも移動する。シール溝部２０ｂ側に移動したグリースは、接触式シール部材１９ｂの主リップ２１ｂ近傍に溜まる。ここに溜まったグリースが後からきたグリースによって押され、主リップ２１ｂを押し開くと、グリース漏れに至る。なお、内輪回転の場合のグリース漏れメカニズムも、基本的にはこれと同様に考えられる。
【０００８】
また、上記密封形玉軸受を高温、高速条件下で長時間使用した軸受を観察すると、保持器爪部１５側の接触式シール部材１９ａ内面側にグリースが付着していることがある。そのために、爪部１５側の接触式シール部材１９ａからのグリース漏れも同様に問題となる。
【０００９】
上述のグリース漏れの対策として、特開平８−２２６４４８号公報に開示された技術がある。同公報に開示された対策は、シールの形状を工夫し、内側リップと中間リップと外側リップを形成することによってグリース漏れを防止することが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１３０３０５号公報
【特許文献２】特開平８−２２６４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記特許文献２に記載されたシール形状は複雑であり、内輪外周面とシールリップ部との隙間を管理する必要があるため、コスト高となる。
【００１１】
そこで本発明の目的は、外輪軌道面と内輪軌道面との間に形成された軸受空間に、冠形保持器に保持され、転動自在に配設された複数個の玉からなる密封形玉軸受において、シールリップ部等の形状を複雑にすることなく、また軸受内部の潤滑性を低減させることなく、軸受内部に封入されたグリースがシールリップ部から漏れることを防止し、それにより軸受の焼き付き寿命を延長させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による密封形玉軸受は、上記課題を解決するため、外輪と、内輪と、前記外輪に形成した外輪軌道面と前記内輪に形成した内輪軌道面との間に転動自在に配設した複数個の玉と、前記複数個の玉を保持する冠形保持器と、軸方向両端部に配置した接触シール部材とからなり、前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に形成される軸受空間と上記玉とで画成される環状空間にグリースが封入される密封形玉軸受において、前記内輪の外周面における内輪軌道面の両側に形成される内輪肩部のうち、少なくとも片方に凹溝を円周上に設けたものである。
【００１３】
また、本発明による他の密封形玉軸受は、前記密封形玉軸受において、前記凹溝を保持器背面側の内輪肩部に設けたものである。
【００１４】
また、本発明による他の密封形玉軸受は、前記密封形玉軸受において、前記凹溝を保持器爪側の内輪肩部に設けたものである。
【００１５】
本発明による前記凹溝の断面形状は、Ｕ形、Ｖ形、角形等それぞれいかなる形状でも良く、このような各種形状の凹溝を内輪の肩部に設けることにより、玉外周面から冠形保持器の内周面で掻き取られたグリースの一部が凹溝内に入り、一時的に貯留されるとき、その間に貯留されているグリースに対して軸受回転の遠心力が作用するため、主として外輪側に流動する。それによりシールリップ側へのグリース流量が減少し、グリースが外部に流出することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の密封形玉軸受は、内輪の肩部に凹溝を設け、グリース保持のための空間を設けることにより、シールリップ部から押し出されるグリース量を減少させることで封入されたグリースが保持され、また、保持器背面部と接触式シール部材との間を通るグリース量が増えることによって内輪軌道面、外輪軌道面、玉への潤滑に、より多くのグリースが寄与されやすくなり、グリースの潤滑性能が向上し、軸受の焼き付き寿命を延長する効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は密封形玉軸受におけるグリース漏れを防止し、軸受の焼き付き寿命を延長することを、内輪の外周面における内輪軌道面の両側に形成される内輪肩部のうち、少なくとも片方に、断面がＵ形、Ｖ形、角形等の凹溝を円周上に設けることにより実現した。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の第一実施例とその作用を示す図であり、同実施例の密封形玉軸受４は前記図５及び図６の従来のものと同様の構成をなす軸受を示しており、外輪１２と内輪１０、及び外輪１２に形成した外輪軌道面１１と内輪１０に形成した内輪軌道面９との間に配置された複数個の玉１４を備えている。また、これら複数個の玉を円周方向等間隔に保持するポケットが設けられた冠形保持器１３と、前記複数個の玉１４からなる玉列を中心として軸方向両端部に配置した、グリースを密封し、外部からの水や塵埃等の侵入を防ぐ接触シール部材１９ａ、１９ｂを備えている。そして、外輪１２の内周面と内輪１０の外周面との間に形成される軸受空間と複数個の玉とで画成される環状空間にグリースが封入されることにより密封形玉軸受４を構成している。
【００１９】
本発明の第１実施例においては上記のような密封形玉軸受４において、内輪１０の外周面における中央の内輪軌道面９の両側に位置する図中左右の内輪肩部の内、図中右側、即ち接触式シール部材１９ｂ側であって、冠形保持器１３の背面部１７側である保持器背面側内輪肩部２３ｂに、断面Ｕ字型の凹溝２２ｂを全周にわたって設けている。なお、この第１実施例においては、保持器爪側内輪肩部２３ａについては従来と同様に凹溝を設けない構成をなしている。
【００２０】
前記のような凹溝２２ｂを設けることにより、軸受内に封入されたグリースの挙動を前記図６の従来のものと同様に観察すると、図１に示すように、軸受の回転に伴い玉１４の表面に付着した軸受内に封入されているグリース１８は、前記と同様に主に冠形保持器１３のポケットの径方向内側１６で掻き落とされて冠形保持器１３の内周面１３ａに溜まる。冠形保持器１３の内周面に溜まったグリース１８は、矢印ａと矢印ｂ１で示すように保持器爪部１５と背面部１７両側に移動し、爪部１５側に押し出されたグリース１８は、軸受回転の遠心力で矢印ｅで示すように、隣り合う爪部１５間の谷間１５ａを通って外輪１２側に移動することは前記従来のものと同様である。
【００２１】
一方、矢印ｂ１のように移動したグリース１８は、内輪１０の外周面における内輪肩部２３ｂと冠形保持器１３の内周面との間に流動し、内輪肩部２３ｂに形成されている凹溝２２ｂ内にも入り込む。その後、この凹溝２２ｂ内のグリース１８は、この凹溝２２ｂ周辺を流動するグリースと共に、特に軸受回転の遠心力によって主として矢印ｃで示すように、冠形保持器１３と接触式シール部材１９ｂとの間を通って外輪１２側に移動する。
【００２２】
凹溝２２ｂ内に入り込んだグリース及びその周辺のグリースの一部は、従来と同様に接触式シール部材１９ｂの主リップ２１ｂに矢印ｄで示すように流動するものもあるが、凹溝２２ｂ内に入り込んだグリースはここで貯留されている間だけ軸受回転の遠心力を受ける時間が長くなるため、このような凹溝を設けない図６に示した従来のものよりも多くのグリースが、冠形保持器１３の背面部１７と接触式シール部材１９ｂ間を外輪１２側に引かれることとなる。そのため、矢印ｃのように流れるグリース量が多くなり、その分、主リップ２１ｂに矢印ｄのように流動するグリースの量は減少する。それにより、主リップ２１ｂを押し開く力が減少し、ここからグリースが外部に流出することを防止することができる。
【００２３】
上記のように、保持器背面側の内輪肩部２３ｂに設ける凹溝２２ｂは、例えば図２に示すように種々の形状に形成することができる。即ち、図２には保持器背面側の内輪肩部２３ｂに設ける凹溝２２ｂの種々の態様を示しており、（ａ）は前記図１に示した断面がＵ型の凹溝２２ｂの例を示し、（ｂ）は断面がＶ型をなす凹溝２２ｂの例を示し、（ｃ）は断面が角形をなす凹溝２２ｂの例を示している。凹溝の断面形状についてはこのような形状の外、更に種々の形状の凹溝を形成することができ、その際においても前記と同様に、長期間のシール性能の向上効果を奏することができる。
【実施例２】
【００２４】
前記実施例においては保持器背面１７側の内輪肩部２３ｂに凹溝２２ｂを設けた例を示したが、そのほか玉１４を中心として両側に存在する内輪肩部２３ａ及び２３ｂのうち、図３に示すように接触式シール部材１９ａ側、即ち保持器１４の爪部１５側に位置する内輪肩部２３ａに対して、前記と同様の凹溝２２ａを設けても良い。
【００２５】
その際には、例えば前記図７に示したオルタネータ用軸受のように、特に高回転で使用される玉軸受においては、その高速回転によって極めて大きな遠心力が発生するので、軸受内部のグリースは大きな遠心力によって保持器内面等に押しつけられることとなる。その際、爪部１５側の接触式シール部材１９ａ側に流動して主リップ部２１ｂから外に流出しようとするグリースの一部は、例えば図３（ａ）に示すような内輪肩部２３ａに設けた凹溝２２ａに流れ込み、一時的に貯留されるので、この間に作用する大きな遠心力によってそのグリースは外輪方向に飛ばされるため、主リップ部２１ｂから外部にグリースが流出することを防止することができる。
【００２６】
この内輪肩部２３ａに設ける凹溝２２ａについても、前記図２に示した内輪肩部２３ｂに設ける凹溝２２ｂと同様に種々の形状の凹溝を採用することができ、例えば図３（ａ）に示すような断面Ｕ形の凹溝２２ａ、（ｂ）に示すような断面Ｖ形の凹溝２２ａ、（ｃ）に示すような断面角形の凹溝２２ａのような種々の凹溝を用いても、前記と同様の作用をなし、同様の効果を奏することができる。
【実施例３】
【００２７】
前記各実施例においては、玉１４を中心に両側に位置する内輪肩部のいずれか片方に凹溝を設けた例を示したが、例えば図４に示すように両側の内輪肩部に設けても良い。即ち、図４（ａ）に示す例においては、冠形保持器１３の背面側の内輪肩部２３ｂに前記図２（ａ）と同様の断面Ｕ形の凹溝２２ｂを設け、爪部側の内輪肩部２３ａに前記図３（ａ）と同様の断面Ｕ字型の凹溝２２ａを設けた例を示している。その際には、各々の凹溝において前記と同様の作用をなし、両作用によっていずれか片方の内輪肩部に凹溝を設けたものよりも、軸受の耐久性等においてより大きな効果をそうすることができる。
【００２８】
このように両方の内輪肩部に凹溝を設ける際においても、その凹溝の形状は種々のものを採用することができ、前記図４（ａ）に示すような断面Ｕ形の凹溝２２ａ、２２ｂの外、（ｂ）に示すような断面Ｖ形の凹溝２２ａ、２２ｂ、（ｃ）に示すような断面角形の凹溝２２ａ、２２ｂのような凹溝を用いても、前記と同様の作用をなし、同様の効果を奏することができる。
【００２９】
更に、前記の例においてはいずれも玉１４を中心に両側に位置する内輪肩部に同じ形状の凹溝を形成した例を示したが、例えば保持器の背面側の内輪肩部２３ｂに図２（ａ）に示すような断面Ｕ形の凹溝２２ｂを設けたとき、保持器の爪部側の内輪肩部２３ａには図３（ｂ）に示すような断面Ｖ形の凹溝２２ａを設ける等、種々の形状の凹溝を任意に選択し組み合わせて設けても良い。
【００３０】
本発明による密封形グリース潤滑玉軸受は、高速回転で使用される例えば前記図７に示すようなオルタネータ用軸受に適用すると効果的であるが、その際には、図７に示すオルタネータ１において回転軸３をハウジング２に回転自在に支持するオルタネータ用密封形玉軸受の内、少なくとも使用条件の厳しい、図中右側に位置する従動プーリ７側のフロント軸受として本発明の密封形軸受が組み込まれることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は特にオルタネータ用軸受のような高速回転で使用される軸受に好適に利用することができるが、そのほかにも種々の高速回転で使用される軸受に好適に利用することができ、更に広範囲の産業分野における密封形玉軸受として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例の構成及びグリースの流動を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明における保持器背面側の内輪肩部に凹溝を設けた実施例を示し、（ａ）は凹溝が断面Ｕ形、（ｂ）は断面Ｖ形、（ｃ）は断面角形をなす例の断面図である。
【図３】本発明における保持器爪部側の内輪肩部に凹溝を設けた実施例を示し、（ａ）は凹溝が断面Ｕ形、（ｂ）は断面Ｖ形、（ｃ）は断面角形をなす例の断面図である。
【図４】本発明における保持器背面側の内輪肩部、及び保持器爪部側の内輪肩部の両方に凹溝を設けた実施例を示し、（ａ）は凹溝が共に断面Ｕ形、（ｂ）は断面Ｖ形、（ｃ）は断面角形をなす例の断面図である。
【図５】従来の密封形グリース潤滑玉軸受の断面図である。
【図６】同従来の軸受の構成及びグリースの流動を模式的に示した断面図である。
【図７】本発明による軸受が好適に利用でき、従来から用いられているオルタネータの断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
４  密封形玉軸受
９  内輪軌道面
１０  内輪
１１  外輪軌道面
１２  外輪
１３  冠形保持器
１４  玉
１５  爪部
１５ａ  谷間
１６  径方向内側
１７  背面部
１８  グリース
１９ａ、１９ｂ  接触シール部材
２０ａ、２０ｂ  シール溝部
２１ａ、２１ｂ  主リップ部
２２ａ、２２ｂ  凹溝
２３ａ、２３ｂ  側内輪肩部
【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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