JP2726990B2 - ころがり軸受 - Google Patents

ころがり軸受

Info

Publication number
JP2726990B2
JP2726990B2 JP13389496A JP13389496A JP2726990B2 JP 2726990 B2 JP2726990 B2 JP 2726990B2 JP 13389496 A JP13389496 A JP 13389496A JP 13389496 A JP13389496 A JP 13389496A JP 2726990 B2 JP2726990 B2 JP 2726990B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
amount
retained austenite
less
alternator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP13389496A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09105415A (ja
Inventor
中村  重信
涓三 三谷
志賀  孜
昌之 北村
良樹 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Denso Corp
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=15115599&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2726990(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd, Denso Corp filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP13389496A priority Critical patent/JP2726990B2/ja
Publication of JPH09105415A publication Critical patent/JPH09105415A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2726990B2 publication Critical patent/JP2726990B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、車両用交流発電
機などに用いられるころがり軸受に関する。 【0002】 【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の車両用オルタネータ(交流発電機)のころがり軸受の
内輪および外輪には、高炭素クロム軸受鋼(SUJ2)
を標準焼入れ、焼戻しした材料が使用されている。 【0003】近年、車両の燃費向上や各種電気負荷増大
のニーズに対応して、オルタネータには、小形軽量化、
高出力化が要求されてきた。そして、この要求達成のた
めに、プーリ比を大きくして、オルタネータを高速回転
で使用するようになり、このため、最高回転数が120
00rpm を越えるようになった。 【0004】高速回転のための課題として、オルタネー
タ外部については、ベルトスリップが挙げられるが、こ
の問題は、ベルトの本数を増してベルト張力を増大する
ことにより解決された。一方、オルタネータ内部の課題
としては、軸受をこのような高速回転およびそれに伴う
高張力(高負荷)に耐えうるようにすることが必要であ
る。すなわち、高速回転による攪拌熱や高負荷による摩
擦熱の増大に起因するグリース寿命の短期化を解決し、
また、高負荷による軌道面の変形によって高速回転時に
発生する大きい振動を防ぐことができる軸受が必要とな
ってきた。なお、一般には、高速回転だけを満足させる
ためには、軸受サイズを小さくすることが発熱量低減の
面において有効な手段である。ところが、オルタネータ
の軸受のように高張力荷重を受ける場合は、サイズを小
さくしたのでは、負荷容量が減って、疲労寿命が短くな
るため、最小でも外径32mm程度のものが使用されてい
る。 【0005】このように、オルタネータの小形軽量化、
高出力化に必要な高速化および高張力化を図るには、こ
ろがり軸受の発熱抑制と高負荷対策という矛盾する課題
および振動低減という課題を同時に解決する必要がある
が、前記のような従来の軸受ではこれが困難である。 【0006】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
高速回転および高負荷下での疲労寿命の向上が可能で、
ころがり軸受を用いた機器の小形軽量化、高出力化に必
要な高速化およびそれに付随する高負荷化が可能なころ
がり軸受を提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明によるころがり軸受は、グリース潤滑されるころがり
軸受の軌道輪のうち、少なくとも固定輪が、残留オース
テナイト量が0.05%以上10%未満の鋼よりなり、
軌道面下での残留オーステナイトの分解による軌道面の
塑性変形を防止するとともにころがり摩擦力を低減して
軸受内の昇温を低減したことを特徴とするものである。 【0008】残留オーステナイト量が10%以上になる
と、軌道面の塑性変形が生じ易くなり、高速回転時に発
生する振動が大きくなる。残留オーステナイト量が0.
05%未満になると、高速回転する軸受の軌道に要求さ
れる十分な硬度が得られなくなる。すなわち、鋼の焼入
れ、焼もどしを行う場合、焼もどし温度が高くなるほど
残留オーステナイトが少なくなり、マルテンサイトが多
くなる。しかし、焼もどし温度が高くなりすぎると、マ
ルテンサイトの組織が比較的柔らかくなり、残留オース
テナイト量が0.05%未満になるような焼もどし温度
では、比較的柔らかいマルテンサイトが多くなって、十
分な硬度が得られなくなる。 【0009】この発明のころがり軸受によれば、残留オ
ーステナイト量を低減することにより、軌道面の塑性変
形を防止することができる。そして、これにより、軌道
面の不均一な凹みの発生を防止して、振動を低減するこ
とができ、かつ、ころがり摩擦力を低減して、発熱を抑
制することができる。したがって、グリース焼付に対す
る耐久寿命が向上して、高速化および高負荷化が可能と
なり、よって、ころがり軸受を用いた機器の小形軽量化
および高出力化を図ることが可能になる。 【0010】この発明によるころがり軸受は、固定子を
備えたフレームに1対のころがり軸受を介して回転子の
回転軸が回転自在に支持され、フレームの外に突出した
回転軸の端部に駆動プーリが設けられた車両用交流発電
機に用いられることがあるが、その場合、少なくともプ
ーリ側の軸受にこの発明による軸受が用いられる。 【0011】 【実施例】以下、図面を参照して、この発明を車両用オ
ルタネータのころがり軸受に適用した実施例について説
明する。 【0012】第1図は、車両用オルタネータを示す。 【0013】オルタネータの外殻をなす1対のフレーム
(10)(11)は椀状をなし、複数組のボルト、ナットにより
相互に固定されている。これらのフレーム(10)(11)の内
周に、固定子(ステータ)(12)が圧入などの適当な方法
で固定されている。固定子(12)は、ステータコア(12a)
およびこれに巻かれたステータコイル(12b) から構成さ
れた公知のものである。 【0014】各フレーム(10)(11)の中央部に、内側に向
って突出した円筒状の軸受ボックス(10a)(11a)がそれぞ
れ形成されている。各軸受ボックス(10a)(11a)にはそれ
ぞれラジアル玉軸受(13)(14)が取付けられ、これらの軸
受(13)(14)に回転軸(15)が回転自在に支持されている。
軸(15)には、固定子(12)の内側に位置するように1対の
爪形ポールコア(16a)(16b)が機械的に固定され、これら
の間にロータコイル(17)が挾持されている。そして、軸
(15)、ポールコア(16a)(16b)およびロータコイル(17)に
より公知の回転子(ロータ)(18)が構成されている。 【0015】第1の軸受(13)と回転子(18)のポールコア
(16a) の間の軸(15)の周囲にカラー(19)がはめられ、第
1の軸受(13)からフレーム(10)の外側に突出した軸(15)
の端部に、フレーム(10)(11)の外に位置するプーリ(20)
がナット(21)により固定されている。そして、軸(15)
が、プーリ(20)を介してエンジン(図示略)により回転
させられる。 【0016】1対の軸受(13)(14)の内輪および外輪のう
ち、少なくともプーリ(20)側の軸受(13)の固定輪である
外輪は、残留オーステナイト量が0.05%以上10%
未満の鋼よりなる。 【0017】通常の焼入れ、焼もどしにおいては、オー
ステナイトが平均11〜14%残留するが、これを0.
05%以上10%未満に減少させる方法としては、焼入
れ、焼もどしの間にサブゼロ処理を施すものがある。ま
た、他の方法としては、焼もどし温度を通常の150〜
200℃に対して250〜380℃に上げることによっ
ても、残留オーステナイト量を減少させることができ
る。 【0018】残留オーステナイト量ところがり摩擦力の
関係を第2図に示す。なお、第2図のころがり摩擦力比
率は、接触面圧が250kgf/mm2 の場合について、残留
オーステナイト量が10%のときを1として示してい
る。残留オーステナイト量と耐力の関係を第3図に示
す。なお、第3図の耐力は歪5×10-6ストレインの場
合について示している。オーステナイトはマルテンサイ
トに比べて耐力が低い組織であるため、ボールが通過す
るときに荷重を受けている軌道面は、オーステナイトが
多いと、これが変形してボールが凹みの中を転動する形
となり、摩擦力が大きくなる。よって、逆にオーステナ
イト量を低下させることにより、オルタネータの高速
化、高張力化に伴う軸受内部の発熱量増加を抑えて、グ
リース焼付に対する耐久寿命を向上させる。また、残留
オーステナイト量が多いと、高張力による荷重の増大に
よって軌道に塑性変形が生じ易く、回転時にこの不均一
な凹みの部分をボールが通過するたびに振動が発生す
る。とくに高速回転で使用される場合は、この振動がさ
らに大きくなり、最悪の場合は、回転子と固定子が干渉
して、ロックを起すこともある。このような塑性変形に
対して残留オーステナイト量を低減することは有効であ
る。 【0019】残留オーステナイト量を低減することによ
る上記効果を実証するため、ラジアル玉軸受を用いて評
価した実施例を示す。 【0020】まず、オルタネータのプーリ側の軸受とし
て、表1に示す材料を内輪および外輪に使用した5種類
の試料すなわち比較例および実施例1〜4を準備した。
また、反対側(リア側)の軸受として、比較例と同じ材
料を内輪および外輪に使用した試料を準備した。 【0021】比較例 効果比較の基準として、現用の軸受を用いた。材料は、
軸受材として一般に使われているSUJ2である。焼入
れ加熱温度は845℃であり、油焼入れ後、180℃で
焼もどし処理した。(残留オーステナイト量11〜14
%) 実施例1 材料は、比較例と同じくSUJ2である。845℃で焼
入れ加熱、油冷後、350℃で焼もどし処理を行なっ
た。(残留オーステナイト量3%以下) 実施例2 材料は、比較例と同じくSUJ2である。845℃で焼
入れ加熱、油冷後、−196℃でサブゼロ処理を行なっ
たのち、200℃で焼もどし処理を行なった。(残留オ
ーステナイト量5.9%) 実施例3 材料は、比較例と同じくSUJ2である。845℃で焼
入れ加熱、油冷後、−70℃でサブゼロ処理を行なった
のち、200℃で焼もどし処理を行なった。(残留オー
ステナイト量7.9%) 実施例4 材料は、比較例と同じくSUJ2である。845℃で焼
入れ加熱、油冷後、−60℃でサブゼロ処理を行なった
のち、200℃で焼もどし処理を行なった。(9.8
%) 【表1】 なお、残留オーステナイト量の測定は、軸受の軌道面の
うち半径方向に深さ0.2mmまでの範囲でX線回折法に
より行なった。また、軸受サイズは、プーリ側の軸受を
型番6302(外径42mm)、リア側の軸受を型番60
02(外径32mm)とした。 【0022】上記の試料をオルタネータに組込んで、高
速、高張力試験を実施した。試験条件は、次のとおりで
ある。 【0023】ベルト張力……100kgf 内輪回転数……12000rpm 雰囲気温度……70℃ 試験結果を表2に示す。 【0024】 【表2】 破壊は、比較例のみに発生し、その形態は焼付寿命であ
って、グリースが炭化し、内外輪、ボールの変色が大き
く、保持器の破損などにより、回転ロックを起してい
た。また、この破壊は、プーリ側の軸受にだけ発生し
た。これは、プーリ側の軸受が、リア側の軸受に対し、
プーリに近いために受け持つモーメント荷重が大きく、
よって、昇温も高いためである。 【0025】実施例1〜4はいずれも破壊には至ってい
ないが、グリース劣化について、赤外線分光分析を行な
い、酸化劣化度の差を調査した。その結果、実施例1〜
3はほとんど劣化しておらず、実施例4のもののみ劣化
が進行していた。 【0026】また、比較例において、試験条件下での内
輪、外輪の温度を測定したところ、内輪より外輪の温度
が8〜12℃高いことが確認された。これは、内輪は回
転子に結合しており、この回転子は従来に比べ高速回転
で使われるため、ファンの効果により自己冷却性が充分
であり、内輪温度も従来以下に抑えられているのに対
し、外輪は高出力化によって発熱量の増大した固定子を
取付けてあるフレームに組付けられているため、このス
テータからの伝熱量増大によって、従来より高い温度に
なったことを示している。 【0027】試験時間の経過に伴う振動の変化について
は、フレーム上に振動加速度センサーを取付けて調査し
た結果の1例を第4図に示す。この試験では、回転子と
固定子が干渉してロックする破壊形態は見られなかった
が、比較例の振動レベルが大きいことが確認されたこと
より、残留オーステナイト量が多いものは塑性変形が大
きくなっていることが推定される。 【0028】以上のように、残留オーステナイト量を低
減した実施例1〜4の軸受をオルタネータに使用するこ
とにより、オルタネータの高速化および高張力化が可能
となる。 【0029】なお、従来、オーステナイトが分解するこ
とによる寸法変化を抑えることを目的として、精密測定
機器などに使用される軸受の中にはサブゼロ処理を実施
するものは存在していた。一方、上記実施例では、この
ような寸法安定性に着目しているのではなく、残留オー
ステナイトそのものの特性に着目して、残留オーステナ
イト量を低減した軸受をオルタネータと組合わせること
によって小形軽量化、高出力化という全く新しい効果を
生み出すことができたものである。 【0030】軸受の材料として、SAE5120などの
浸炭材を使用し、浸炭焼入れ後にサブゼロ処理を施して
もよい。この場合は、SUJ2の場合に比べ圧縮残留応
力が付加されるため、疲労寿命に対しても有効となる。
よって、さらに高速回転させるために高張力化する場合
に、対応できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】図1は、この発明の実施例を示す車両用交流発
電機の縦断面図である。 【図2】図2は、残留オーステナイト量ところがり摩擦
力の関係を示すグラフである。 【図3】図3は、残留オーステナイト量と耐力の関係を
示すグラフである。 【図4】図4は、試験時間の経過に伴う振動レベルの変
化を示すグラフである。 【符号の説明】 (13)(14) ころがり軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志賀 孜 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 北村 昌之 大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光 洋精工株式会社内 (72)発明者 藤田 良樹 大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光 洋精工株式会社内 (56)参考文献 特公 昭56−34615(JP,B2)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.グリース潤滑されるころがり軸受の軌道輪のうち、
    少なくとも固定輪が、残留オーステナイト量が0.05
    %以上10%未満の鋼よりなり、軌道面下での残留オー
    ステナイトの分解による軌道面の塑性変形を防止すると
    ともにころがり摩擦力を低減して軸受内の昇温を低減し
    たことを特徴とするころがり軸受。 2.上記固定輪の残留オーステナイト量が8%以下であ
    ることを特徴とする請求項1のころがり軸受。 3.上記固定輪の残留オーステナイト量が6%以下であ
    ることを特徴とする請求項1のころがり軸受。 4.上記固定輪の残留オーステナイト量が3%以下であ
    ることを特徴とする請求項1のころがり軸受。
JP13389496A 1996-05-28 1996-05-28 ころがり軸受 Expired - Lifetime JP2726990B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13389496A JP2726990B2 (ja) 1996-05-28 1996-05-28 ころがり軸受

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13389496A JP2726990B2 (ja) 1996-05-28 1996-05-28 ころがり軸受

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62145484A Division JPH0772565B2 (ja) 1987-06-10 1987-06-10 車両用交流発電機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09105415A JPH09105415A (ja) 1997-04-22
JP2726990B2 true JP2726990B2 (ja) 1998-03-11

Family

ID=15115599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13389496A Expired - Lifetime JP2726990B2 (ja) 1996-05-28 1996-05-28 ころがり軸受

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2726990B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4075492B2 (ja) 2002-07-11 2008-04-16 株式会社ジェイテクト トロイダル型無段変速機のトルク伝達部材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09105415A (ja) 1997-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6848832B2 (en) Surface-treated rolling bearing and manufacturing method thereof
US5422524A (en) Antifriction bearing and alternator incorporating same for use in vehicles
JP5529526B2 (ja) 転がり軸受
JPH07139550A (ja) 自動車用オルタネータ
JP2012107675A (ja) 転がり軸受および転がり軸受の製造方法
JP5538877B2 (ja) 転がり軸受
JP3956514B2 (ja) 転がり軸受
JP2726990B2 (ja) ころがり軸受
JPH0772565B2 (ja) 車両用交流発電機
JP2006328464A (ja) 転がり軸受及びその転動部品の製造方法
JP2001116052A (ja) 合成樹脂製ギヤ
JP2005069274A (ja) 転がり軸受
US7535140B2 (en) On-vehicle belt-driven alternator
JP6368271B2 (ja) 転がり軸受の製造方法
USRE38936E1 (en) Antifriction bearing and alternator incorporating same for use in vehicles
JPH08261233A (ja) 転がり軸受装置
JP2008150687A (ja) 車輪支持用転がり軸受装置
JPH03173747A (ja) グリース封入軸受
WO2011040267A1 (ja) 転がり軸受
JP2002242942A (ja) 転がり軸受
JPH10159579A (ja) エンジン補機用転がり軸受
JP5263863B2 (ja) 自動車電装・補機
JPH01224522A (ja) 電磁クラッチ
US20020122611A1 (en) Rolling bearing
JP2007284723A (ja) 自動車電装・補機用転動部材および自動車電装・補機用転がり軸受

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19971014