JP3640977B2 - Oblique contact ball bearing and starter bearing device using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、斜接玉軸受およひこれを用いたスタータ用軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンを始動させるためには、このエンジンに対して回転力を与えるスタータが用いられる。一般にスタータでは、モータの回転力が減速歯車機構及び一方クラッチを介してクラッチ軸に伝達され、このクラッチ軸に連結された出力軸を介してエンジンの回転軸に動力を伝達する。
【0003】
従来、このクラッチ軸を支持する軸受としては、一般の深溝玉軸受が使用されていた(実開昭63−28882号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、エンジン始動のためにスタータが作動する時間は、概ね1秒程度である。このため、通常の使用頻度で10年間使用した場合のスタータの積算使用時間としても、せいぜい100時間程度である。
また、仮に軸受精度が悪くて多少の振動による騒音等を引き起こすことになったとしても、もともとスタータ始動時のモータ音自体が大きく、これと比較すると上記の軸受精度に起因した騒音は殆ど無視できるレベルにある。
【0005】
このような観点からすると、スタータの上記クラッチ軸を支持する軸受としては、上記の一般の深溝玉軸受を使用することは、耐久上からも精度上からも過剰品質である。
一方、上記スタータ以外の用途においても、一般の深溝玉軸受を使用することが過剰品質となる場合がある。
【0006】
そこで、本発明の第1の目的は、所定の使用条件を実現するのに十分な性能を持ち且つ製造コストが安価な斜接玉軸受を提供することである。
また、本発明の第2の目的は、スタータ用として十分な性能を持ち且つ製造コストの安価なスタータ用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】
上記第1の目的を達成するため、請求項1に係る斜接玉軸受は、
冷間圧延鋼板または炭素鋼板のプレス成形で形成され、玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する外輪と、
冷間圧延鋼板または炭素鋼板のプレス成形で形成され、上記外輪の球面部に対向する玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する内輪と、
内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成され且つ外輪の小径円筒部の端部に近接するフランジ状の第1密封部と、
外輪の大径円筒部の内周面に圧入され且つ内輪の大径円筒部に近接する円環状の第2密封部とを具備し、
外輪の小径円筒部は外輪の軸方向移動を規制するための突き当て用の端面を外輪を形成する鋼板の板面に略直交して有し、内輪の大径円筒部は内輪の軸方向移動を規制するための突き当て用の端面を内輪を形成する鋼板の板面に略直交して有し、これらの突き当て用の端面を介して予圧が付与されるようにしてあることを特徴とするものである。
【0008】
上記第2の目的を達成するため、請求項2に係るスタータ用軸受装置は、
モータの回転力が減速機構を介して一方向にのみ伝達されるクラッチ軸をケーシング内に収容したスタータに設けられ、上記クラッチ軸を上記ケーシングに対して回転自在に支持するスタータ用軸受装置において、
外輪が上記ケーシングに固定され且つ内輪が上記クラッチ軸に固定された請求項1記載の斜接玉軸受と、
上記内輪及び外輪の何れか一方を軸方向へ付勢する予圧負荷用の付勢手段とを含むことを特徴とするものである。
【0009】
【作用】
上記請求項1に係る発明の構成によれば、上記のように球面部の両側に円筒部を有する外輪及び内輪であれば、これらをプレス成形により容易に所定の寸法精度に形成することができ、所定の使用条件を実現するのに十分な性能を持ち且つ製造コストが安価な斜接玉軸受を実現することができる。また、内輪と外輪の間に通常充填されるグリスは、遠心力により外輪の大径円筒部の内周面に集約される傾向にあるが、この外輪の大径円筒部の内周面には円環状の第2密封部が圧入されているので、上記集約されたグリスが外部へ漏れることを防止することができる。一方、グリスが集約されない側である、小径円筒部同士間については、内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成した第1密封部を、外輪の小径円筒部の端部に近接させているので、十分な密封性を確保することができる。
【0010】
上記請求項2に係る発明の構成によれば、請求項1に係る発明と同様の作用を奏し、ひいては、スタータ用として十分な性能を持ち且つ製造コストの安価なスタータ用軸受装置を実現することができる。加えて、付勢手段による予圧により玉の軸方向のがたつきを防止することができる。
【0011】
【実施例】
以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。なお、以下において左右というは、図面においての左右である。
図2は、本発明の一実施例に係る斜接玉軸受が適用されたスタータの概略断面図である。同図を参照して、本スタータは、直流モータ11を備え、このモータ11によってエンジンの始動時に必要な回転力を発生する。このモータ11は、スタータの全体を覆う金属製のケーシング12の内部に収容されるもので、電機子13を備える。この電機子13は回転軸14を備えており、この回転軸14はケーシング12に対して軸受151,152によって回転自在に支持されているる。電機子13には同軸的に整流子16が設けられている。この整流子16はブラシ17に接触しており、このブラシ17を介して、電機子13に巻装された電機子コイルに励磁電流が供給される。電機子13の外周部には、小間隔を介して界磁コイル18が巻装されたステータ19が設置されている。
【0012】
駆動側の回転はクラッチローラ35を介してクラッチ軸22に伝達されるが、クラッチ軸22の回転は駆動側へ伝達されないようになっている。
クラッチ軸22は中空の筒体からなり、このクラッチ軸22は、本実施例の特徴部分である一対の斜接玉軸受50,60(左方の斜接玉軸受50よりも右方の斜接玉軸受60のほうが小径に形成されている。)を介して、ケーシング12に回転自在に支持されている。
【0013】
クラッチ軸22の中空部には、出力軸26が嵌挿されている。この出力軸26は、ヘリカルスプライン27によって、クラッチ軸22の中空部の内周と結合されるもので、クラッチ軸22に対して出力軸26は、軸方向移動できるようにすると共に、クラッチ軸22と出力軸26との間では、回転力が伝達されるように構成される。そして、出力軸26にはピニオン28が一体的に回転されるように嵌め合わされ、スプリング29によって出力軸26に対する嵌め込み位置が規定されている。また、出力軸26に対してはスプリング30が設けられ、出力軸26の図に示すような後退位置が常時設定されるようになっている。そして、図では詳細に示されないプランジャ機構によって、エンジン始動のキースイッチが操作されたときに、スプリング30に抗して図で示す鎖線位置で示す突出位置まで移動され、ピニオン28がリングギア31に噛合されるようにする。このリングギア31は、詳細は図示していないが、エンジンの回転軸にその回転力が伝達されるように構成され、ピニオン28と噛み合わされた状態で、出力軸26の回転がリングギア31に伝達され、エンジンが始動のために回転駆動されるようにする。
【0014】
図1を参照して、上記各斜接玉軸受50,60は、外輪51と、内輪52と、両輪51,52間に介在した複数の玉53と、内輪52の端部に連続形成された第1密封部54と、外輪51の内周面に固定された第2密封部55とを有している。各斜接玉軸受50,60は保持器を用いない総玉軸受からなる。
上記外輪51は、玉53の軌道面511を含む球面部512と、その両側に各々連設された大径円筒部513及び小径円筒部514とを有しており、プレス成形により形成されている。また、上記内輪52は、玉53の軌道面521を含む球面部522と、その両側に各々連設された大径円筒部523及び小径円筒部524とを有しており、プレス成形により形成されている。上記第1密封部54は、内輪52の小径円筒部524の端部に連続して折り曲げ形成されており、その端面541が外輪51の小径円筒部514の端部の内周面に近接してラビリンス密封部を形成している。この第1密封部54は玉53の抜け止めとしても機能している。また、第2密封部55は、断面コ字形形状の円環状をしており、外輪51の大径円筒部513の内周面513aに圧入され且つ内輪52の大径円筒部523に近接する。この第2密封部55もプレス成形により形成される。これら内外輪52,51及び第2密封部55は、例えばJIS規格SCM415,420などのクロムモリブデン鋼、JIS規格SCr420やSAE規格5120などの肌焼鋼あるいはJIS規格SPC系の冷間圧延鋼板、SPB系の炭素鋼板などの金属材が好適に用いられ、プレス成形、浸炭処理や高周波焼入処理などの硬化処理が施される。
【0015】
クラッチ軸22は、大径円筒部221とその両側に設けられた小径円筒部222,223とを有している。左方の斜接玉軸受50の内輪52は、クラッチ軸22の上記小径円筒部222に一体回転可能に嵌め合わされ、且つ内輪52の軸方向端面がクラッチ軸22の上記大径円筒部221の端面221aに突き当てられることにより、内輪52のクラッチ軸22に対する軸方向移動が規制されている。一方、右方の斜接玉軸受60の内輪52は、クラッチ軸22の上記小径円筒部223に一体回転可能に嵌め合わされ、且つ内輪52の大径円筒部523側の軸方向端面がクラッチ軸22の上記大径円筒部221の端面221bに突き当てられることにより、内輪52のクラッチ軸22に対する軸方向移動が規制されている。クラッチ軸22の大径円筒部221の外周面の径は、当該大径円筒部221の各端面が各斜接玉軸受50,60の第2密封部55により形成される隙間を略覆うことができるように設定されており、ラビリンス効果により密封性を高めている。
【0016】
また、左方の斜接玉軸受50の外輪51は、ハウジング12に形成された環状溝121の内周面に一体回転可能に嵌合されている。環状溝121の周壁面121aと外輪51の小径円筒部514側の軸方向端面との間には、付勢手段としての環状の皿ばね56が介在している。この皿ばね56は、外輪52を図において右方に付勢することにより、予圧を付与し、玉53のがたつきを防止している。一方、右方の斜接玉軸受60の外輪51は、ハウジング12に形成された、上記環状溝121よりも小径の環状溝122に一体回転可能に嵌め合わされている。且つ外輪51の小径円筒部514側の軸方向端面が環状溝122の端面122aに突き当てられることにより、外輪51のハウジング12に対する軸方向移動が規制されている。また、周壁面122aの内周縁の径は、当該内周縁が右方の斜接玉軸受60の第1密封部54により形成される隙間を略覆うことができるように設定されており、ラビリンス効果により密封性を高めている。また、皿ばね56の内径は、皿ばね56の内周縁が右方の斜接玉軸受60の第1密封部54により形成される隙間を略覆うことができるように設定されており、ラビリンス効果により密封性を高めている。
【0017】
本実施例によれば、球面部512,522の両側に円筒部513,514,523,524を有する外輪51及び内輪52としたので、これらをプレス成形により容易に所定の寸法精度に形成することができ、したがって、スタータ用として十分な性能を持たせることができると共に製造コストを安価にすることができる。
【0018】
また、内輪52と外輪51の間に通常充填されるグリスは、遠心力により外輪51の大径円筒部513の内周面に集約される傾向にあるが、この大径円筒部513の内周面には円環状の第2密封部55が圧入されているので、上記集約されたグリスが外部へ漏れることを防止することができる。一方、グリスが集約されない側である、小径円筒部514,524同士間については、上記第1密封部54により十分な密封性を確保することができる。この第1密封部54は、内輪52の小径円筒部514と一体にプレス成形できるので、製造コストを一層安価にすることができる。また、第2密封部55もプレス成形品なので製造コストをより安くできる。そして、これらの密封部54,55によって十分な密封性が確保されるので、グリス保持の面からみての軸受の十分な耐久性を確保できる。また、各密封部54,55がハウジング12,クラッチ軸22及び皿ばね56等によりラビリンスに構成されているので、上記の密封性をより向上させることができる。
【0019】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明をスタータ以外の軸受及び軸受装置に適用すること等、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【0020】
【発明の効果】
上記請求項1に係る発明によれば、球面部の両側に円筒部を有する外輪及び内輪としたので、これらをプレス成形により容易に所定の寸法精度に形成することができ、所定の使用条件を実現するのに十分な性能を持ち且つ製造コストが安価な斜接玉軸受を実現することができる。また、内輪と外輪の間に通常充填されるグリスは、遠心力により外輪の大径円筒部の内周面に集約される傾向にあるが、この外輪の大径円筒部の内周面には円環状の第2密封部が圧入されているので、上記集約されたグリスが外部へ漏れることを防止することができる。一方、グリスが集約されない側である、小径円筒部同士間については、内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成した第1密封部を、外輪の小径円筒部の端部に近接させているので、十分な密封性を確保することができる。
【0021】
上記請求項2に係る発明によれば、請求項1に係る発明と同様の作用を奏し、ひいては、スタータ用として十分な性能を持ち且つ製造コストの安価なスタータ用軸受装置を実現することができる。加えて、付勢手段による予圧により玉の軸方向のがたつきを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るスタータ用軸受装置の概略断面図である。
【図2】上記軸受装置を含むスタータの部分断面側面図である。
【符号の説明】
51 外輪
512 球面部
513 大径円筒部
514 小径円筒部
52 内輪
522 球面部
523 大径円筒部
524 小径円筒部
53 玉
54 第1密封部
55 第2密封部
56 皿ばね(付勢手段)[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an oblique contact ball bearing and a starter bearing device using the same.
[0002]
[Prior art]
In order to start the engine, a starter that gives a rotational force to the engine is used. Generally, in a starter, the rotational force of a motor is transmitted to a clutch shaft through a reduction gear mechanism and a one-way clutch, and power is transmitted to an engine rotation shaft through an output shaft connected to the clutch shaft.
[0003]
Conventionally, a general deep groove ball bearing has been used as a bearing for supporting the clutch shaft (see Japanese Utility Model Publication No. 63-28882).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, normally, the time for which the starter operates to start the engine is about 1 second. For this reason, the accumulated use time of the starter when used for 10 years at a normal use frequency is at most about 100 hours.
In addition, even if the bearing accuracy is poor and causes noise due to some vibrations, the motor noise itself at the start of the starter itself is large. Compared with this, the noise due to the bearing accuracy can be almost ignored. Is on the level.
[0005]
From this point of view, the use of the above-mentioned general deep groove ball bearing as the bearing that supports the clutch shaft of the starter is excessive in terms of durability and accuracy.
On the other hand, even in applications other than the starter, it may be excessive quality to use a general deep groove ball bearing.
[0006]
Accordingly, a first object of the present invention is to provide an oblique contact ball bearing that has sufficient performance to realize predetermined use conditions and is inexpensive to manufacture.
A second object of the present invention is to provide a starter bearing device that has sufficient performance for a starter and is inexpensive to manufacture.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the oblique contact ball bearing according to claim 1 is:
An outer ring formed by pressing a cold-rolled steel plate or a carbon steel plate, and having a spherical portion for the ball raceway and a large-diameter cylindrical portion and a small-diameter cylindrical portion that are continuously provided on both sides thereof,
An inner ring formed by pressing a cold-rolled steel plate or a carbon steel plate and having a spherical portion for a ball race that faces the spherical portion of the outer ring, and a large-diameter cylindrical portion and a small-diameter cylindrical portion that are continuously provided on both sides thereof. When,
A flange-shaped first sealing portion that is bent at the end of the small-diameter cylindrical portion of the inner ring and is close to the end of the small-diameter cylindrical portion of the outer ring;
An annular second sealing portion that is press-fitted into the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion of the outer ring and close to the large-diameter cylindrical portion of the inner ring;
The small-diameter cylindrical portion of the outer ring has an abutting end surface for restricting the axial movement of the outer ring substantially perpendicular to the plate surface of the steel plate forming the outer ring, and the large-diameter cylindrical portion of the inner ring moves in the axial direction of the inner ring. It has an end face for abutment for regulating the surface substantially perpendicular to the plate surface of the steel plate forming the inner ring, and preload is applied through these end faces for abutment. To do.
[0008]
In order to achieve the second object, a starter bearing device according to claim 2 comprises:
In a starter bearing device that is provided in a starter that houses a clutch shaft in which a rotational force of a motor is transmitted only in one direction via a speed reduction mechanism, and that rotatably supports the clutch shaft with respect to the casing.
The oblique contact ball bearing according to claim 1, wherein an outer ring is fixed to the casing and an inner ring is fixed to the clutch shaft;
And a biasing means for preloading that biases one of the inner ring and the outer ring in the axial direction.
[0009]
[Action]
According to the configuration of the first aspect of the present invention, if the outer ring and the inner ring have cylindrical portions on both sides of the spherical portion as described above, these can be easily formed with a predetermined dimensional accuracy by press molding. In addition, it is possible to realize a bevel contact ball bearing that has sufficient performance to realize predetermined use conditions and that is inexpensive to manufacture. The grease normally filled between the inner ring and the outer ring tends to be concentrated on the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion of the outer ring by centrifugal force. Since the annular second sealing portion is press-fitted, the aggregated grease can be prevented from leaking to the outside. On the other hand, between the small diameter cylindrical portions on the side where the grease is not concentrated, the first sealing portion formed by bending at the end of the small diameter cylindrical portion of the inner ring is brought close to the end of the small diameter cylindrical portion of the outer ring. Sufficient sealing performance can be ensured.
[0010]
According to the configuration of the invention according to claim 2, there is provided a starter bearing device that has the same effect as that of the invention according to claim 1, and thus has sufficient performance for a starter and is inexpensive to manufacture. Can do. In addition, rattling in the axial direction of the ball can be prevented by preloading by the biasing means.
[0011]
【Example】
Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the following, left and right are left and right in the drawings.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a starter to which an oblique contact ball bearing according to an embodiment of the present invention is applied. With reference to the figure, the starter includes a DC motor 11, and the motor 11 generates a rotational force necessary for starting the engine. The motor 11 is housed in a
[0012]
The rotation on the driving side is transmitted to the
The
[0013]
An output shaft 26 is fitted into the hollow portion of the
[0014]
Referring to FIG. 1, each of the oblique contact ball bearings 50, 60 is formed continuously at an
The
[0015]
The
[0016]
Further, the
[0017]
According to the present embodiment, since the
[0018]
The grease normally filled between the
[0019]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made without changing the gist of the present invention, such as application of the present invention to bearings and bearing devices other than the starter. .
[0020]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the outer ring and the inner ring have cylindrical portions on both sides of the spherical portion, these can be easily formed with a predetermined dimensional accuracy by press molding, It is possible to realize an oblique contact ball bearing that has sufficient performance to be realized and that is inexpensive to manufacture. The grease normally filled between the inner ring and the outer ring tends to be concentrated on the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion of the outer ring by centrifugal force. Since the annular second sealing portion is press-fitted, the aggregated grease can be prevented from leaking to the outside. On the other hand, between the small diameter cylindrical portions on the side where the grease is not concentrated, the first sealing portion formed by bending at the end of the small diameter cylindrical portion of the inner ring is brought close to the end of the small diameter cylindrical portion of the outer ring. Sufficient sealing performance can be ensured.
[0021]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to realize a starter bearing device that has the same effect as the first aspect of the invention, and that has sufficient performance for a starter and that is inexpensive to manufacture. . In addition, rattling in the axial direction of the ball can be prevented by preloading by the biasing means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a starter bearing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view of a starter including the bearing device.
[Explanation of symbols]
51
Claims (2)
冷間圧延鋼板または炭素鋼板のプレス成形で形成され、上記外輪の球面部に対向する玉の軌道用の球面部とその両側に各々連設された大径円筒部及び小径円筒部とを有する内輪と、
内輪の小径円筒部の端部に折り曲げ形成され且つ外輪の小径円筒部の端部に近接するフランジ状の第1密封部と、
外輪の大径円筒部の内周面に圧入され且つ内輪の大径円筒部に近接する円環状の第2密封部とを具備し、
外輪の小径円筒部は外輪の軸方向移動を規制するための突き当て用の端面を外輪を形成する鋼板の板面に略直交して有し、内輪の大径円筒部は内輪の軸方向移動を規制するための突き当て用の端面を内輪を形成する鋼板の板面に略直交して有し、これらの突き当て用の端面を介して予圧が付与されるようにしてあることを特徴とする斜接玉軸受。An outer ring formed by pressing a cold-rolled steel plate or a carbon steel plate, and having a spherical portion for the ball raceway and a large-diameter cylindrical portion and a small-diameter cylindrical portion that are continuously provided on both sides thereof,
An inner ring formed by pressing a cold-rolled steel plate or a carbon steel plate and having a spherical portion for a ball race that faces the spherical portion of the outer ring, and a large-diameter cylindrical portion and a small-diameter cylindrical portion that are continuously provided on both sides thereof. When,
A flange-shaped first sealing portion that is bent at the end of the small-diameter cylindrical portion of the inner ring and is close to the end of the small-diameter cylindrical portion of the outer ring;
An annular second sealing portion that is press-fitted into the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion of the outer ring and close to the large-diameter cylindrical portion of the inner ring;
The small-diameter cylindrical portion of the outer ring has an abutting end surface for restricting the axial movement of the outer ring substantially perpendicular to the plate surface of the steel plate forming the outer ring, and the large-diameter cylindrical portion of the inner ring moves in the axial direction of the inner ring. It has an end face for abutment for regulating the surface substantially perpendicular to the plate surface of the steel plate forming the inner ring, and preload is applied through these end faces for abutment. Oblique contact ball bearing.
外輪が上記ケーシングに固定され且つ内輪が上記クラッチ軸に固定された請求項1記載の斜接玉軸受と、
上記内輪及び外輪の何れか一方を軸方向へ付勢する予圧負荷用の付勢手段とを含むことを特徴とするスタータ用軸受装置。In a starter bearing device that is provided in a starter that houses a clutch shaft in which a rotational force of a motor is transmitted in only one direction via a speed reduction mechanism, and that rotatably supports the clutch shaft with respect to the casing.
The oblique contact ball bearing according to claim 1, wherein an outer ring is fixed to the casing and an inner ring is fixed to the clutch shaft;
And a biasing means for preloading that biases one of the inner ring and the outer ring in the axial direction.
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