JP2002130305A - ラジアル玉軸受 - Google Patents

ラジアル玉軸受

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JP2002130305A
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ball bearing
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seal
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Hirotsuna Nawamoto
大綱 縄本
Hideto Yui
秀人 由井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】冠形保持器とシールを有するラジアル玉軸受に
おいて、グリースを密封した状態で高速回転して使用さ
れた場合に、グリース漏れが発生しないようにする。 【解決手段】冠形保持器4の爪部41側の端面から出て
いる玉3と、これに対向するシール5内面との間の、玉
の軸受径方向中心線Lに沿った距離をAとする。冠形保
持器4の底部42側の端面と、これに対向するシール5
内面との間の、線Lに沿った距離をBとする。両者の比
(A/B)を0.4以上2.0以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冠形保持器とシー
ルを備えたラジアル玉軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】各種回転支持部には、ラジアル玉軸受が
広く使用されている。ラジアル玉軸受は、内周面に外輪
軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪
と、これらの軌道間に転動自在に設けた複数の玉と、内
外輪間に配置され、これらの玉を転動自在に保持する保
持器とを備えている。
【0003】例えば、オルタネータ、カーエアコン用電
磁クラッチ、中間プーリ、電動ファンモータ、水ポンプ
等の自動車電装部品やエンジン補機用のラジアル玉軸受
は、一般的に、両側にシールを設けて、軸受内にグリー
スを密封した状態で使用されている。自動車業界では、
小型軽量化を目的としたFF車の普及により、更には居
住空間拡大の要望により、エンジンルーム空間の縮小を
余儀なくされている。そのため、上述の電装部品やエン
ジン補機の小型軽量化がより一層進められている。これ
らの部品には、高性能で高出力であることも求められて
いるが、小型化による出力低下は避けられない。そのた
め、例えばオルタネータやカーエアコン用電磁クラッチ
では、高速化することによって出力の低下分を補ってい
る。これに伴って、中間プーリも同様に高速化する必要
がある。
【0004】中間プーリ用の軸受としては、呼び番号6
301等のラジアル玉軸受が外輪回転で使用されてい
る。中間プーリ用のラジアル玉軸受の保持器としては、
従来、鋼板のプレス加工により得られた波形保持器が使
用されている。ラジアル玉軸受の保持器としては、波形
保持器以外にプラスチック製の冠形保持器等がある。図
4に、冠形保持器とシールを備えたラジアル玉軸受の従
来例を示す。
【0005】このラジアル玉軸受は、内輪1と外輪2と
玉3と冠形保持器4とシール5とで構成されている。冠
形保持器4とは、円環体の軸方向一端側に、玉3を嵌め
入れる複数対の爪部41(対をなす爪部41がポケット
40の開口部を形成する)が形成され、他端側にポケッ
トの底となる底部42が所定厚さで形成されているもの
である。従来のラジアル玉軸受では、玉3の軸方向中心
線C3と内輪1および外輪2の軸方向中心線C1とが一
致している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような冠形保持器
は、波形保持器と比べて自己潤滑性が高く、摩擦が少な
く、軽量であって、耐食性が高く、騒音が低いため、高
速回転で使用する軸受の保持器としては波形保持器より
好適なものである。しかしながら、この冠形保持器を備
えた図4のラジアル玉軸受には、グリース漏れが生じ易
いという問題点がある。
【0007】特開平8−226448号公報には、シー
ルの形状を工夫することによって、冠形保持器を備えた
ラジアル玉軸受のグリース漏れが生じないようにするこ
とが記載されている。しかしながら、このシール形状は
複雑であり、内輪肩外周面とシールリップ部とのすきま
を管理する必要があるため、コスト高となる。本発明
は、このような従来技術の問題点に着目してなされたも
のであり、保持器として冠形保持器を備えるとともに両
側にシールを有するラジアル玉軸受において、シール形
状を複雑にしなくとも、グリースを密封した状態で高速
回転して使用された場合に、グリース漏れが防止できる
ようにすることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、保持器として冠形保持器を備えるととも
に、両側にシールを有するラジアル玉軸受において、玉
の軸方向中心線が、内輪および外輪の軸方向中心線より
も、冠形保持器の爪部側にずれていることを特徴とする
ラジアル玉軸受を提供する。
【0009】本発明は、また、保持器として冠形保持器
を備えるとともに、両側にシールを有するラジアル玉軸
受において、冠形保持器の軸方向一端面(爪部側の端
面)から出ている玉とこれに対向するシール内面との間
の、玉の軸受径方向中心線に沿った距離をA、冠形保持
器の軸方向他端面(底部側の端面)とこれに対向するシ
ール内面との間の、前記線に沿った距離をBとしたとき
に、両者の比(A/B)が0.4以上2.0以下である
ことを特徴とするラジアル玉軸受を提供する。
【0010】冠形保持器とシールを備えたラジアル玉軸
受におけるグリース漏れのメカニズムについては、例え
ば「KOYO Engineering Journa
lNo. 149」に記載されている。この内容は、本発明
者等による観察結果とほぼ同じである。図2を用いて、
本発明者等による観察結果を述べる。この観察結果は、
プラスチック製の冠形保持器を呼び番号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で
ある。
【0011】先ず、軸受内に封入されたグリースは、軸
受の回転に伴い玉3の表面に付着する。次に、玉3に付
着したグリースは、主に保持器4のポケットの径方向内
側で掻き落とされて保持器4の内周面4aに溜まる。径
方向外側でも掻き落とされるが、グリースは遠心力によ
って外輪側に移動するため、保持器の外周面側に溜まる
グリースの量は少量である。
【0012】保持器4の内周面4aに溜まったグリース
Gは、矢印aと矢印bで示すように軸方向の両側(爪部
41側と底部42側)に移動する。爪部41側に押し出
されたグリースは、矢印eで示すように、隣り合う(互
いに別のポケット開口部をなす)爪部41間の谷面45
を通って外輪側に移動する。底部42側に押し出された
グリースは、矢印cで示すように、保持器4とシール5
との間を通って外輪側に移動するか、矢印dで示すよう
に、内輪1のシール溝部11に移動する。シール溝部1
1に移動したグリースは、シール5の主リップ近傍に溜
まる。ここに溜まったグリースが、後から来たグリース
によって押し出されて、グリース漏れに至る。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。
【0013】従来のラジアル玉軸受は、図4に示すよう
に、玉3の軸方向中心線C3と内輪1および外輪2の軸
方向中心線C1とが一致している。そのため、冠形保持
器4の軸方向一端面(爪部41側の端面)から出ている
玉3とこれに対向するシール5内面との間の、玉3の軸
受径方向中心線Lに沿った距離をA、冠形保持器4の軸
方向他端面(底部42側の端面)とこれに対向するシー
ル5内面との間の、前記線Lに沿った距離をBとしたと
きに、底部42側であるBの方が底部42の分だけ、A
よりも小さくなる。すなわち、底部42とシール5との
間隔が狭い。
【0014】本発明によれば、図1に示すように、玉の
軸方向中心線C3を、内輪および外輪の軸方向中心線C
1よりも、冠形保持器4の爪部41側にずらすことによ
り、軸受幅が小さい場合でも、保持器の底部42とシー
ル5との間隔を広くすることが容易にできる。そして、
保持器の底部42とシール5との間隔を広くすることに
より、底部42側に押し出されたグリースは、保持器4
の底部42とシール5との間を通って外輪側に移動し易
くなる。その結果、内輪1のシール溝部11に移動する
グリースの量が減少するため、グリース漏れが生じ難く
なる。
【0015】また、前記距離A,Bの比(A/B)が
2.0以下であると、保持器4の底部42とシール5と
の間隔Bが十分に広くなって、グリース漏れが低減され
る。そして、この比(A/B)が小さいほどグリース漏
れが低減される効果は高いが、0.4未満となると、特
に軸受幅が小さい場合には、爪部41側の玉3とシール
5との間隔が狭くなり過ぎて、内輪1の肩の部分が十分
に確保できなくなる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の実施形態に相当するラジア
ル玉軸受を示す図である。このラジアル玉軸受は、内輪
1と外輪2と玉3と冠形保持器4とシール5とで構成さ
れている。冠形保持器4では、円環体の軸方向一端側
に、玉3を嵌め入れる複数対の爪部41(対をなす爪部
41がポケット40の開口部を形成する)が形成され、
他端側にポケットの底となる底部42が所定厚さで形成
されている。玉の軸方向中心線C3は、内輪1および外
輪2の軸方向中心線C1よりも、冠形保持器4の爪部4
1側にずらしてある。
【0017】呼び番号6301のラジアル玉軸受は、内
径が12mm、外径が37mm、幅が12mm、玉直径
が7.938mmである。この軸受に、保持器としてプ
ラスチック製の冠形保持器を組み込んでグリースを封入
し、両側にシールを取り付けた。保持器の底部の厚さ
(玉の軸受径方向中心線Lに沿った位置での厚さ)は
0.815mmである。玉の軸方向中心線と内外輪の軸
方向中心線とを一致させた場合、この軸受の比(A/
B)は2.6である。
【0018】ここでは、軸受の幅を12mmのまま変え
ずに、内外輪の軌道溝の形成位置を軸受幅方向で変える
ことにより、呼び番号6301のラジアル玉軸受とし
て、比(A/B)が異なる複数個の軸受を作製した。作
製された各軸受を用いて、回転速度14000rpm、
外輪回転、内輪温度120℃、ラジアル荷重1381.
8N(141kgf)の条件で20時間回転させ、封入
されたグリースの漏れ率(重量%)を調べた。その結果
を図3にグラフで示す。このグラフは比(A/B)とグ
リースの漏れ率との関係を示している。
【0019】図3のグラフから比(A/B)が2.0以
下であると、グリースの漏れ率は10重量%以下と著し
く低くすることができることが分かる。なお、比(A/
B)が0.4未満である軸受を形成しようとしたが、爪
部41側の玉3とシール5との間隔が狭くなり過ぎて、
内輪1の肩の部分が十分に確保できなくなった。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のラジアル
玉軸受によれば、保持器として冠形保持器を備えるとと
もに両側にシールを有するラジアル玉軸受において、シ
ール形状を複雑にしなくとも、グリースを密封した状態
で高速回転して使用された場合にグリース漏れが防止で
きる。
【0021】したがって、本発明のラジアル玉軸受は、
高速回転で使用する軸受の保持器として好適な冠形保持
器が組み込まれていながら、グリース漏れが改善された
ものであるため、高速回転で使用される軸受として、特
に、軸受幅の狭い中間プーリ用の軸受として好適なもの
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に相当するラジアル玉軸受を
示す図である。
【図2】グリース漏れのメカニズムを説明するための図
である。
【図3】比(A/B)とグリースの漏れ率との関係を示
すグラフである。
【図4】冠形保持器とシールを備えたラジアル玉軸受の
従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 内輪 2 外輪 3 玉 4 冠形保持器 5 シール 11 シール溝部 40 ポケット 41 爪部 42 底部 C1 内外輪の軸方向中心線 C3 玉の軸方向中心線 G グリース L 玉の軸受径方向中心線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保持器として冠形保持器を備えるととも
    に、両側にシールを有するラジアル玉軸受において、 玉の軸方向中心線が、内輪および外輪の軸方向中心線よ
    りも、冠形保持器の爪部側にずれていることを特徴とす
    るラジアル玉軸受。
  2. 【請求項2】 保持器として冠形保持器を備えるととも
    に、両側にシールを有するラジアル玉軸受において、 冠形保持器の軸方向一端面(爪部側の端面)から出てい
    る玉とこれに対向するシール内面との間の、玉の軸受径
    方向中心線に沿った距離をA、冠形保持器の軸方向他端
    面(底部側の端面)とこれに対向するシール内面との間
    の、前記線に沿った距離をBとしたときに、両者の比
    (A/B)が0.4以上2.0以下であることを特徴と
    するラジアル玉軸受。
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