JPH0545246U - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両用電動機等に使用される転がり軸受装置
において、潤滑寿命の向上を図る。また、潤滑剤補給の
ための構造を簡単な構成とする。転動体の油膜形成効果
を良くして高速回転時の温度上昇を抑制し、グリースの
劣化を防止する。 【構成】 内輪間座５内に潤滑剤溜空間８を設け、この
空間８から転がり軸受２の内外輪間に開口するスリット
９を設ける。内輪間座５は、内筒５ａと外筒５ｂとで構
成し、外筒５ｂのスリット９側の先端部を、先細りとし
て軸受２の内外輪間に侵入させる。潤滑剤溜空間８内の
グリースは、軸１の回転による遠心力の作用で、徐々に
軸受２の内部に供給される。転がり軸受２のころ１４
は、外径面および端面に、微小な窪みを無数に形成す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、車両用電動機等に組み込まれるグリース潤滑の転がり軸受装置に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

車両用電動機等に組み込まれる軸受では、車両の高速化に伴い、高速回転およ び長期メンテナンスフリー化が望まれている。このようにメンテナンスフリー化 した軸受では、軸受寿命がグリース寿命によって決まる。そのため、グリース充 填量を増やすことが望まれる。

【０００３】 図４は、従来の車両用電動機の軸受装置部分の断面を示す。軸５１とハウジン グ５２との間に配置した転がり軸受５３の両側に外輪間座５４を配置し、これら 外輪間座５４の幅面に、円周溝からなるグリース溜空間５５が設けてある。 この軸受装置によると、グリース溜空間５５によってグリース充填量を増やす ことができ、軸受寿命が向上する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、グリース溜空間５５内のグリースを軸受５３の内部に引き込む手段が 施されていないため、実際に軸５１が回転しても、グリース溜空間５５内のグリ ースは軸受５３の内部に移動せず、その大部分が利用されないままに終わること になる。そのため、十分な潤滑寿命の向上を図ることができない。 また、軸受５３内にグリースが残っている場合であっても、高速回転下で使用 すると、軸受５３の温度上昇が大きく、そのためグリースが熱劣化して潤滑寿命 が短くなるという問題点がある。

【０００５】 この考案の目的は、潤滑剤溜空間のグリースを有効利用して潤滑寿命の向上を 図ることができ、かつ潤滑剤供給のための構造が簡単な転がり軸受装置を提供す ることである。

【０００６】 請求項２の考案の目的は、さらに高速回転時の温度上昇を抑制して、グリース の劣化が防止できる転がり軸受装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案の転がり軸受装置は、内輪間座内に潤滑剤溜空間を設け、この潤滑剤 溜空間から転がり軸受の内外輪間に開口するスリットを設けたものである。内輪 間座は、転がり軸受の少なくとも一方に配置する。

【０００８】 請求項２の考案の転がり軸受装置は、請求項１の構成において、転動体の表面 にグリース保持用の微小な窪みを無数に形成したものである。

【０００９】

【作用】

この構成によると、潤滑剤溜空間が回転軸と一体になって回転する内輪間座に 形成されているため、回転軸の回転に伴う遠心力の作用により、潤滑剤溜空間内 のグリースがスリットから徐々に軸受内部へ供給される。

【００１０】 請求項２の構成の場合は、転動体の表面に設けられた微小な無数の窪みでグリ ースが保持され、転動体表面の油膜形成率が向上する。そのため、特に高速回転 時の軸受温度の上昇が抑制され、グリースの劣化が防止される。

【００１１】

【実施例】

この考案の一実施例を図１および図２に基づいて説明する。軸１は、車両用電 動機のロータ軸であり、円筒ころ軸受からなる転がり軸受２を介して、ステータ 側のハウジング３に支持されている。転がり軸受２の両側において、ハウジング ３側に外輪間座４，４を設け、軸１に内輪間座５，５が配置してある。これら内 輪間座５，５の両側にさらに内輪間座６，６を設け、軸１の雄ねじ部に螺着した ナット７により、これら転がり軸受２と内輪間座５，６とを軸１の段部との間に 締付け固定してある。

【００１２】 転がり軸受２に隣接した両側の内輪間座５，５は、各々内筒５ａと外筒５ｂと の２体構造になっており、両筒５ａ，５ｂ間に環状の潤滑剤溜空間８が形成され ると共に、この潤滑剤溜空間８から転がり軸受２の内外輪間に開口する環状のス リット９が形成されている。内筒５ａと外筒５ｂとは、潤滑剤溜空間８にグリー スを充填した後、嵌合面１０において焼ばめまたは圧入により互いに固定される 。スリット９は、外筒５ｂの内径面から続いて形成されており、スリット幅は例 えば、１０〜５００μｍ程度に形成される。

【００１３】 図２に拡大して示すように、内輪間座５の外筒５ｂの先端部１１は、外径面１ １ａを先細りのテーパ面として漸次薄肉に形成すると共に、内筒５ａよりも突出 幅ｄだけ突出させ、その突出部分を、転がり軸受２の内輪１２と外輪１３との間 に侵入させている。すなわち、スリット９の出口の外周に沿って環状の突出部分 を設け、その突出部分を軸受２内に侵入させている。この突出部分の侵入箇所は 、外輪１３の鍔部１３ａの内径面近傍としてある。ころ１４を保持した保持器１ ５は、外輪１３の鍔部１３ａの内径面で案内される外輪案内形式のものである。

【００１４】 この構成の転がり軸受装置によると、軸１と共に内輪間座５が回転することに より、内輪間座５の潤滑剤溜空間８に充填されたグリースが、遠心力によってス リット９から徐々に転がり軸受２内に供給される。そのため、潤滑剤溜空間８内 のグリースが有効利用されて、転がり軸受２の潤滑寿命が向上する。

【００１５】 この場合に、図２に示すように、この実施例では内輪間座５の外筒５ｂの先端 部１１を転がり軸受２内に侵入させてあるため、スリット９から流出したグリー スは、内輪間座５と外輪１３との隙間から遠心力で外径側へ漏れることなく、確 実に転がり軸受２内に供給される。そのため、潤滑剤溜空間８内のグリースがよ り一層有効に利用され、潤滑寿命の向上効果が大きくなる。しかも、スリット９ から流出したグリースは、同図に矢印で示すように、外輪案内形式の保持器１５ と外輪１３との間に流れ込むため、外輪１３の保持器案内面の潤滑が良好に行え て、保持器案内面の焼き付が防止される。

【００１６】 また、潤滑剤溜空間８から供給されるグリースは、幅の狭いスリット９を通過 することにより少量ずつ供給されるため、転がり軸受２を微量潤滑で使用するこ とができ、そのため転がり軸受２内のグリースの攪拌抵抗による発熱の抑制を図 ることもできる。 さらに、軸１の回転を利用したグリースの供給構造であるため、強制供給用の 駆動源を別に設けることが不要で、構成が簡単であり、低コストで製造できる。 また、内輪間座５は、図４の例におけるグリース溜空間５５に相当する箇所に 配置されるため、内輪間座５を設けることによって余分なスペースをとらず、軸 受装置が大型化する問題がない。

【００１７】 なお、前記実施例は転がり軸受２の両側の内輪間座５，５に潤滑剤溜空間８を 設けたが、片方の内輪間座５のみに潤滑剤溜空間８を設けても良い。また、内輪 間座５は一体構造のものであっても良く、さらに潤滑剤溜空間８は内輪間座５の 内径面に形成した溝からなるものとしても良い。

【００１８】 次に、この転がり軸受装置に用いるころ１４の好適な例を説明する。図１の実 施例において、ころ１４には種々の表面構造のものが使用できるが、次の表面構 造とすることによって、より一層の潤滑性能の向上が図れる。 すなわち、ころ１４の外径面および端面にグリース保持用の微小な窪みを無数 に形成する。この微小窪みは、例えばころ１４の表面を面粗さがＲmax １．０〜 ２．０μｍのすり傷の粗面に形成することにより得られるランダムな独立した凹 形状のものとする。前記粗面は、特殊なバレル加工等によって得ることができる 。

【００１９】 このようにころ１４の表面に無数の微小窪みを形成した場合、これらの窪みで グリースが保持され、ころ１４の表面の油膜形成率が向上する。そのため、特に 高速回転時の軸受温度の上昇が抑制され、グリースの熱劣化が防止されて、より 一層潤滑寿命が向上する。

【００２０】 図３は、図１の転がり軸受２において、ころ１４に前記の微小窪みの粗面加工 を施したものを用いた場合と標準品を用いた場合との軸受温度の上昇試験例を示 す。同図において、曲線ａは窪み加工品の温度上昇曲線、曲線ｂは標準品の温度 上昇曲線ｂを各々示す。同図から、回転が高速になるに従って、窪み加工のころ １４を用いた場合の温度上昇が標準ころに対して、低くなることが分かる。回転 数が６，０００rpm の場合、約２６℃の差が生じており、実用上で大きな差とな る。因みに、高速の車両では、６，０００〜８，０００rpm の回転数で使用され るが、このような高速回転で使用される場合、温度上昇の抑制によるグリースの 劣化防止効果が大きい。

【００２１】 なお、図１の転がり軸受２として使用されているような鍔付きのころ軸受では 、ころ１４の外径面における転がり摩擦と端面における滑り摩擦の両方を伴うが 、前記のようにころ１４の外径面と端面の両方に窪みを設けることにより、転が りと滑りの両摩擦が軽減され、温度上昇が抑制される。

【００２２】 このように、図１の転がり軸受装置において、この窪み加工のころ１４を使用 することにより、潤滑剤溜空間８内のグリースの有効利用と共に、グリースの劣 化防止が図れて、優れた潤滑寿命が得られる。しかも、ころ１４の窪み内に保持 されるグリースによっても、有効利用されるグリース総量が増え、潤滑寿命の向 上につながる。

【００２３】 車両用電動機の組み込み軸受等では、玉軸受ところ軸受とを対として使用する ことが多いが、一般にころ軸受は、前記のように滑り摩擦を伴うことから玉軸受 に比べて潤滑寿命が短く、そのため、ころ軸受における潤滑寿命を前記のように 向上させることにより、軸受対の全体の寿命向上となる。

【００２４】 なお、前記実施例では、ころ１４の表面に設ける微小窪みを独立した凹形状の ランダムなものとしたが、軸受２が玉軸受の場合であっても、その転動体の表面 に前記と同様な窪みを形成することにより、転動体表面の油膜形成率の向上によ る温度上昇の抑制効果が得られる。

【００２５】 ころ１４の表面に設ける微小窪みを、前記のように独立した凹形状のランダム なものとする場合は、次の面粗さ関係にすることがより一層望ましい。通常のこ ろ軸受において、このような面粗さ関係に設定することにより、油膜形成に有利 となり、ころの相手面となる軌道面の面粗さの良否にかかわらず寿命向上が図れ ることが、実験により確認されて開示されている（特開平２−１６８０２１号公 報参照）。 すなわち、ころ１４の外径面の表面粗さにつき、軸方向と円周方向のそれぞれ を求めてパラメータＲＭＳで表示したとき、軸方向面粗さＲＭＳ（Ｌ）と円周方 向面粗さＲＭＳ（Ｃ）との比ＲＭＳ（Ｌ）／ＲＭＳ（Ｃ）が１．０以下となり、 合わせて表面粗さのパラメータＳＫ値が軸方向及び円周方向の何れも−１．６以 下となるようにする。パラメータＳＫ値とは、表面粗さの分布曲線の歪み度を指 す。このような粗面は、前記のバレル研磨によって得られる。

【００２６】

【考案の効果】

この考案の転がり軸受装置は、内輪間座内に潤滑剤溜空間を設け、この空間か ら転がり軸受の内外輪間に開口するスリットを設けたため、回転軸の回転に伴う 遠心力の作用により、潤滑剤溜空間内のグリースがスリットから徐々に軸受内部 へ供給される。そのため、潤滑剤溜空間のグリースを有効利用することができて 、潤滑寿命が向上する。また、回転軸の回転を利用するため、強制供給用の駆動 源が不要で、構造が簡単であり、低コストで製造できる。

【００２７】 請求項２の考案の場合は、転動体の表面に微小な窪みを無数に形成したため、 これらの窪みでグリースが保持されて、転動体表面の油膜形成率が向上する。そ のため、特に高速回転時の温度上昇が抑制されて、グリースの劣化が防止され、 これによっても潤滑寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の半裁断面図である。

【図２】その部分拡大断面図である。

【図３】同実施例に使用される転がり軸受の転動体表面
構造を異ならせた各例の温度上昇試験例を示すグラフで
ある。

【図４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１…軸、２…転がり軸受、３…ハウジング、４…外輪間
座、５…内輪間座、８…潤滑剤溜空間、９…スリット、
１２…内輪、１３…外輪、１４…ころ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 転がり軸受の両側の少なくとも一方に内
   輪間座を配置し、この内輪間座内に潤滑剤溜空間を設
   け、この潤滑剤溜空間から前記転がり軸受の内外輪間に
   開口するスリットを設けた転がり軸受装置。
2. 【請求項２】 転動体の表面に、グリース保持用の微小
   な窪みを無数に形成した請求項１記載の転がり軸受装
   置。