JP2011163355A

JP2011163355A - ４点接触玉軸受

Info

Publication number: JP2011163355A
Application number: JP2010023128A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Ogushi; 啓祐大串
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2011-08-25

Abstract

【課題】一方向クラッチを内蔵するアイドリングストップシステムに適用可能な４点接触玉軸受を提供する。
【解決手段】内周面に単列の外輪軌道面９１ａを有する外輪９１と、外周面に単列の内輪軌道面９２ａを有する内輪９２と、外輪軌道面９１ａと内輪軌道面９２ａとの間に転動自在に設けられた複数の玉９３と、各転動体９３をポケット９４ａ内に転動自在に保持する保持器９４と、を備え、アイドリングストップシステム１に組み込まれて油潤滑で使用され、一方向クラッチ７を構成するクラッチ内輪である内径側筒状部２２をクランク軸３の周囲に回転自在に支持する４点接触玉軸受９において、保持器９４のポケット開口部９４ｂが油供給方向へ向かって開口する。
【選択図】図１

Description

本発明は、４点接触玉軸受に関し、特に一方向クラッチを内蔵したアイドリングストップシステムに組み込まれる４点接触玉軸受に関する。

自動車においては、省エネルギおよび二酸化炭素排出量抑制の観点から、自動車が停止した際にエンジンを自動的に停止させるアイドリングストップシステムを搭載することが進められている。そして、このアイドリングストップシステムには一方向クラッチが内蔵され、エンジン始動時にはスタータ装置の動力が一方向クラッチを介してエンジンのクランク軸に伝達され、エンジン完爆後には一方向クラッチが空転するように構成されている。

ところで、近年、転がり軸受として負荷荷重の大きい４点接触玉軸受が提案されている。

４点接触玉軸受として、特許文献１には、外内輪軌道面の曲率半径、曲率半径中心位置、外輪及び内輪と転動体との接触角、転動体と軌道面との非接触部と溝の幅設定を最適化したグリース潤滑軸受が記載されている。

特開平１１−３３６７９５号公報

しかしながら、アイドリングストップシステムに組み込まれる軸受は一般的に油潤滑で使用されるものであり、グリース潤滑である特許文献１に記載の４点接触玉軸受をそのままアイドリングストップシステムに適用させることはできない。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、一方向クラッチを内蔵するアイドリングストップシステムに適用可能な４点接触玉軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）内周面に単列の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に単列の内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記各転動体をポケット内に転動自在に保持する保持器と、を備え、アイドリングストップシステムに組み込まれて油潤滑で使用され、一方向クラッチを構成するクラッチ内輪をクランク軸の周囲に回転自在に支持する４点接触玉軸受において、
前記保持器のポケット開口部が油供給方向へ向かって開口することを特徴とする４点接触玉軸受。
（２）前記外輪軌道面と前記内輪軌道面の曲率半径がそれぞれ、転動体の直径の５０．５〜６５．７％であることを特徴とする（１）に記載の４点接触玉軸受。
（３）前記外輪軌道面と前記内輪軌道面の溝深さがそれぞれ、転動体の直径の１５．４〜２３．３％であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の４点接触玉軸受。
（４）軸圧入時の有効ラジアル隙間が転動体の０．８〜１．０％であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の４点接触玉軸受。

本発明の４点接触玉軸受によれば、油潤滑で使用されるアイドリングストップシステムに適用することができ、さらに保持器のポケット開口部が油供給方向へ向いて開口することにより軸受内部の潤滑性を確保することができる。

また、外輪軌道面と内輪軌道面の曲率半径がそれぞれ、転動体の直径の５０．５〜６５．７％であることから、アイドリングストップシステムで発生する発生最大荷重に安全率１．５を考慮した荷重以上の定格荷重を有し、これによりアイドリングストップシステムに適用した場合に必要な軸受剛性、軸受寿命を満たす。

また、外輪軌道面と内輪軌道面の軌道面溝深さがそれぞれ、転動体の直径の１５．４〜２３．３％であり、軸圧入時の有効ラジアル隙間が転動体の０．８〜１．０％であることから、アイドリングストップシステムにて生じる傾きが許容される範囲内となる。

本発明の４点接触玉軸受が組み込まれたアイドリングストップシステムの部分断面図である。本発明の４点接触玉軸受の一実施形態の断面図である。

以下、本発明に係る４点接触玉軸受の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の４点接触玉軸受が組み込まれたアイドリングストップシステムの部分断面図であり、図２は、本発明の４点接触玉軸受の一実施形態の断面図である。以下の説明において、左右とは、図１及び図２の左右をいうものとする。

アイドリングストップシステム１は、不図示のスタータモータと、スタータモータのピニオンギヤに常時噛み合わされ内径側で右側に向かって開口する開口部２１が形成されたリングギヤ２と、クランク軸３の右側端部に設けられたフランジ部４にボルト５で一体に固定され、リングギヤ２の開口部２１に突出する円筒部６１を有するクランク連結体６と、リングギヤ２とクランク連結体６を結合・分離する一方向クラッチ７と、円筒部６１の外径側で開口部２１を封止するオイルシール８と、一方向クラッチ７を構成するクラッチ内輪である後述する内径側筒状部２２をクランク軸３に回転自在に支持する軸受９と、を備えて構成され、図中矢印で示す方向から供給される潤滑油により油潤滑で使用される。

リングギヤ２は、クランク軸３と平行に伸びる内径側筒状部２２と中間筒状部２３と、内径側筒状部２２と中間筒状部２３の左側端部同士を連結する内径側連結壁２４と、中間筒状部２３の右側端部から径方向外側に屈曲しながら延設されギヤ部２５の左側端部と連結する外径側連結壁２６と、を備え、内径側筒状部２２と中間筒状部２３と内径側連結壁２４により、右側に向かって開口する開口部２１が形成されている。

クランク連結体６は、クランク軸３の右側端部に設けられたフランジ部４にボルト５で一体に固定され連結体本体６２と、連結体本体６２の外側端部から左側に屈曲してリングギヤ２の開口部２１に向かって突出する円筒部６１と、を備え、クランク軸３と一体に回転するように構成されている。円筒部６１は、その先端が所定の隙間を介して内径側連結壁２４と対向し、開口部２１を径方向に略等分割している。

一方向クラッチ７は、内輪としての内径側筒状部２２と、外輪としての円筒部６１と、これらの間に設けられた噛み込み部材としての複数のスプラグ７７と、これらのスプラグ７７を保持する保持リング７８と、スプラグ７７を噛み込み方向に付勢する付勢部材としてのばね７９などから構成されている。即ち、リングギヤ２の内径側筒状部２２が一方向クラッチ７のクラッチ内輪として機能し、クランク連結体６の円筒部６１が一方向クラッチ７のクラッチ外輪として機能している。この一方向クラッチ７によると、エンジン始動時は、スタータモータの動力を、スタータモータのピニオンギヤからリングギヤ２、一方向クラッチ７、クランク連結体６を介してクランク軸３に伝達され、エンジンを始動させることができる。また、エンジンの完爆後はクランク軸３と一体に回転するクランク連結体６がリングギヤ２より早く回転することにより一方向クラッチ７が切断され、エンジンの動力はリングギヤ２に伝達されることはない。

オイルシール８は、ダストリップ８１を有するとともに主リップ８２の外周にガータスプリング８３が配されたゴム部材８４の外側に、金属環８５が固定されており、金属環８５がリングギヤ２の中間筒状部２３に圧入され、リングギヤ２の中間筒状部２３とクランク連結体６の円筒部６１との間を封止している。

軸受９は、内周面に単列の外輪軌道面９１ａを有する外輪９１と、外周面に単列の内輪軌道面９２ａを有する内輪９２と、外輪軌道面９１ａと内輪軌道面９２ａとの間に転動自在に設けられた複数の玉９３（転動体）と、各玉９３をポケット９４ａ内に転動自在に保持する保持器９４と、を備えて構成され、各玉９３が外輪９１と内輪９２とそれぞれ２点で接触する４点接触玉軸受である。そして、内輪９２がクランク軸３に外嵌され、外輪９１がリングギヤ２の内径側筒状部２２に内嵌され、一方向クラッチ７のクラッチ内輪である内径側筒状部２２をクランク軸３の周囲に回転自在に支持している。

この軸受９は、保持器９４のポケット開口部９４ｂが油供給方向へ向かって開口し、ポケット開口部９４ｂから軸受内部に潤滑油が供給されて軸受内部の潤滑性が確保され、玉９３が内外輪９２、９１間で円滑に転動するように構成されている。

また、軸受９は、外輪軌道面９１ａと内輪軌道面９２ａの曲率半径がそれぞれ、玉９３の直径の５０．５〜６５．７％に設定されている。これにより、アイドリングストップシステム１の発生最大荷重に安全率１．５を考慮した荷重以上の定格荷重を有し、これによりアイドリングストップシステム１に適用した場合に付加されるラジアル荷重とアキシャル荷重に対し必要な軸受剛性、軸受寿命を満たす。

さらに、軸受９は、外輪軌道面９１ａと内輪軌道面９２ａの軌道面溝深さがそれぞれ、玉９３の直径の１５．４〜２３．３％であり、軸圧入時の有効ラジアル隙間が玉９３の０．８〜１．０％に設定されている。これにより、アイドリングストップシステム１にて生じる傾きが許容される範囲内となる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。

１アイドリングストップシステム
２リングギヤ
２２内径側筒状部（クラッチ内輪）
３クランク軸
６クランク連結体
７一方向クラッチ
９軸受（４点接触玉軸受）
９１外輪
９１ａ外輪軌道面
９２内輪
９２ａ内輪軌道面
９３玉（転動体）
９４保持器
９４ａポケット
９４ｂポケット開口部

Claims

内周面に単列の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に単列の内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記各転動体をポケット内に転動自在に保持する保持器と、を備え、アイドリングストップシステムに組み込まれて油潤滑で使用され、一方向クラッチを構成するクラッチ内輪をクランク軸の周囲に回転自在に支持する４点接触玉軸受において、
前記保持器のポケット開口部が油供給方向へ向かって開口することを特徴とする４点接触玉軸受。
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面の曲率半径がそれぞれ、転動体の直径の５０．５〜６５．７％であることを特徴とする請求項１に記載の４点接触玉軸受。
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面の溝深さがそれぞれ、転動体の直径の１５．４〜２３．３％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の４点接触玉軸受。
軸圧入時の有効ラジアル隙間が転動体の０．８〜１．０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の４点接触玉軸受。