JP5422158B2

JP5422158B2 - 外輪回転クラッチレリーズ軸受およびクラッチレリーズ軸受装置

Info

Publication number: JP5422158B2
Application number: JP2008220410A
Authority: JP
Inventors: 誠村松; 郁雄藤庭
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: JP2010053984A

Description

本発明は油圧ダイレクトクラッチ装置に使用される外輪回転の密封型クラッチレリーズ軸受、および、この軸受を用いたクラッチレリーズ軸受装置に関するものである。

クラッチレリーズ装置は、ドライバーが踏んだクラッチペダルからの力をクラッチレリーズ軸受に伝え、クラッチレリーズ軸受自身が軸方向に摺動してダイヤフラムスプリングを押すことによって、そのバネ力を伝達、解除してクラッチをオン・オフ操作する機構である。また、従来のクラッチレリーズ軸受は内輪回転で使用される構造となっている。運転時、クラッチレリーズ軸受の周辺は高温になるため、高温長寿命で、かつクラッチ操作が滑らかに行なえる潤滑性に優れたグリースが必要とされ、従来技術では基油にエーテル系合成炭化水素油を用い、長寿命化を図ったクラッチレリーズ軸受装置が知られている（特許文献１参照）。
特開２００２−６１６７０号公報

しかしながら、近年では、マニュアルトランスミッションの自動制御技術が確立されてきており、それに伴い、クラッチレリーズ軸受の周辺構造も変更されている。従来のクラッチレリーズ軸受は構造上内輪回転での使用が可能であったが、自動制御用に油圧ピストン等の設置により、外輪回転での使用を余儀なくされる場合がある。この外輪回転では、特許文献１のような内輪回転のクラッチレリーズ軸受用のグリースを適用しても、グリース寿命が極端に短くなる場合がある。また、クラッチレリーズ装置が泥水に浸るような過酷な使用環境下での高い耐泥水性が求められることから、接触シールを適用する傾向にある。また、接触シールにより、シール摺動部での発熱が大きくなり、軸受全体が高温環境にさらされ、グリース寿命が低下するという問題がある。

また、近年、環境保護意識の高まりにつれ、各部品のコンパクト化が進むと、クラッチレリーズ軸受も限られた寸法内で最大の機能を発揮することが要求され、耐熱性も従来に比べて高い水準が必要となっている。また、自動車の燃費向上要求に伴い、各部品レベルにまでの低トルク、低発熱が求められるようになっている。これらのことから、これまでは検討されることの少なかったクラッチレリーズ軸受も、高い耐熱性や、より低トルクであることが求められている。

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、外輪回転で使用され、かつ接触シールが適用される環境下でもグリース寿命の低下を防ぐことができる外輪回転クラッチレリーズ軸受およびクラッチレリーズ軸受装置を提供することを目的とする。

本発明のクラッチレリーズ軸受は、回転側の外輪と、静止側の内輪と、これら互いに相対回転する外・内輪の間に介在されたボールと、上記外輪または上記内輪のうち一方に固定されて、上記外輪の端部と上記内輪の端部との間の開口部を密閉するシール部材とを備え、軸受内部にグリースを封入してなる外輪回転クラッチレリーズ軸受であって、上記グリースは、基油と、増ちょう剤として脂環族ウレア化合物とを含むことを特徴とする。

上記基油は、エステル油、エーテル油、合成炭化水素油から選ばれた少なくとも一つの合成油であることを特徴とする。また、これらの中でも、上記基油は、エステル油単独であるか、またはエステル油と合成炭化水素油との混合油であることを特徴とする。

上記基油は、鉱油であることを特徴とする。また、上記基油は、エステル油、エーテル油、鉱油から選ばれた少なくとも二つの混合油であることを特徴とする。

上記グリースに占める上記脂環族ウレア化合物の配合比率が、10 重量％以上 25 重量％以下であることを特徴とする。

上記基油の動粘度が 40℃において 100 mm²/s 以下であることを特徴とする。なお、基油が混合油である場合には、該混合油の動粘度が上記範囲である。

上記シール部材の材質が、水素添加ニトリルゴムまたは耐熱ニトリルゴムであることを特徴とする。

また、上記開口部を覆うダストカバーを上記シール部材よりも軸受外部側に配置して、上記外輪の端部または上記内輪の端部のうち一方に固定したことを特徴とする。

本発明のクラッチレリーズ軸受装置は、クラッチ機構の回転部材と係合する回転可能な外輪を有する密封型玉軸受と、上記玉軸受の内輪と協動する与圧スプリングを外周面に有するとともに、軸方向に移動可能なピストンを設けた外側本体とを備えてなるクラッチレリーズ軸受装置であって、上記玉軸受が上記外輪回転クラッチレリーズ軸受であることを特徴とする。

本発明のクラッチレリーズ軸受は、回転側の外輪と、静止側の内輪と、これら互いに相対回転する外・内輪の間に介在されたボールと、上記外輪または上記内輪のうち一方に固定されて、上記外輪の端部と上記内輪の端部との間の開口部を密閉するシール部材とを備え、軸受内部にグリースを封入してなる外輪回転クラッチレリーズ軸受であって、上記グリースは、基油と、増ちょう剤として脂環族ウレア化合物とを含むので、外輪回転で使用され、かつ接触シールが適用される環境下でも、グリース寿命の低下を防ぐことができる。さらに、該グリースの基油として、所定の動粘度を有する合成油（混合油）を用いることで、同環境下において、軸受のトルクおよび温度上昇を抑制できる。これらの結果、軸受の長寿命化が図れ、自動車の燃費向上にも寄与することができる。

本発明のクラッチレリーズ軸受装置は、高耐熱性に優れ、かつ低トルクである所定のグリースを封入した上記外輪回転クラッチレリーズ軸受を用いるので、クラッチレリーズ軸受装置の長寿命化に加えて、本発明のクラッチレリーズ軸受装置を搭載する自動車の省燃費化、クラッチ操作の円滑性向上を同時に達成できる。

本発明の外輪回転クラッチレリーズ軸受およびクラッチレリーズ軸受装置を図面に基づいて説明する。図１は本発明の外輪回転クラッチレリーズ軸受の実施形態の一例を示す断面図である。図２は本発明のクラッチレリ−ス軸受装置の一例を示す断面図である。

図２はＦＲ車に搭載され、かつ、本発明に係る玉軸受を備えたダイレクトシリンダタイプのクラッチレリーズ軸受装置を示す。この軸受装置１は、円筒形状の外側本体２と、固定部品３と、ピストン４と、玉軸受１２とを主要部とする。外側本体２は、トランスミッション側(図面右側：以下リア側と記す)がケーシング２２に固定されており、エンジン側(図面左側：以下フロント側と記す)に延設されたキャビティ８を有する。このキャビティ８の内周側に、環状のピストン４および環状の固定部品３が順に軸方向移動可能に配置されている。

固定部品３は、軸方向に延びるガイドチューブ５からなり、このガイドチューブ５のリア側端部は外側本体２の外部へ延びている。ピストン４は、固定部品３に対して軸方向移動可能に配置され、固定部品３との間に介在されたピストン支持チューブ１３により支持されている。このピストン４の外周面には与圧スプリング２１が配置されている。与圧スプリング２１は、軸受１２の内輪１５と協働するように構成されている。

外側本体２は、その内周面９に凹溝１０が形成されており、この凹溝１０に、ガイドチューブ５のリア側端部が径方向外側に延設されてなるラジアルエッジ１１が嵌合されている。このラジアルエッジ１１と、キャビティ８と、ピストン４とで中空の容積可変チェンバ６が構成されている。この容積可変チェンバ６にはオイル等の制御流体が封入されており、この制御流体によりキャビティ８の内部が加減圧されている。また、容積可変チェンバ６は制御用油圧発生器(図示省略)に接続されている。

軸受１２は、回転側の外輪１４と、静止側の内輪１５と、外輪１４と内輪１５との間に介在されたボール１６と、このボール１６を保持するケージ２９で主要部が構成されている、外輪１４が回転することにより、外輪１４と内輪１５は互いに相対回転する。外輪１４のフロント側端部は、径方向内側に延設されて鍔部１９をなす。内輪１５のフロント側端部は、径方向内側に延設されて鍔部２０をなす。なお、外輪１４の鍔部１９は、与圧スプリング２１によりダイアフラムスプリング３０に常時当接された状態である。

外輪１４の鍔部１９と内輪１５の鍔部２０との間のフロント側開口部４０は、環状のフロント側シール部材１７により密閉されている。また、外輪１４のリア側端部と内輪１５のリア側端部との間のリア側開口部４１は、環状のリア側シール部材１８で密閉されている。軸受内部(外輪１４と内輪１５との間の空間)のうち、ボール１６が介在する中央部(以下、軸受中央部と記す)に増ちょう剤として脂環族ウレア化合物を含む後述のグリースが封入されている。シール部材１７、１８により、軸受内部に封入されたグリースが軸受外部へ漏出するのを防止することができる。また、軸受内部へ泥水が侵入するのを防止することができる。

シール部材１７、１８は、芯金２６、２７の周囲に水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）または耐熱ニトリルゴム２８、３１を加硫溶着して成形されている。水素添加ニトリルゴム、耐熱ニトリルゴムは、シール部材として一般的に用いられるニトリルゴムと比較して、耐水性、耐熱性、耐摩耗性に優れ、耐薬品性にも優れるため、安定した性状を維持し、かつ、より高温での使用ができる。

リア側シール部材１８は、取付端部である外径端部が外輪１４の内面２３に固定され、上記取付端部から径方向内側に延びた遊端部としての内径端部に環状の主リップ１８ａと環状の補助リップ１８ｂを有する。主リップ１８ａは、内輪１５の外面２４にラジアル接触（径方向接触）され、補助リップ１８ｂは非接触である。主リップ１８ａは、内輪１５の外面２４に径方向で接触しており、これにより、ボール１６が介在する軸受中央部への泥水の侵入を防止している。さらに、補助リップ１８ｂにより泥水が主リップ１８ａに達しにくくなっており、主リップ１８ａによるグリースの漏出防止および泥水侵入防止の機能が向上している。

フロント側シール部材１７は、外輪１４の内面２３に固定された取付端部である外径端部から径方向内側に延設し、この延設した遊端部としての内径端部に軸方向に沿って軸受内部側へ突出する環状の接触リップ１７ａを設ける。この接触リップ１７ａは、内輪１５の鍔部２０の外端面２５にアキシアル接触（軸方向接触）させる。この接触リップ１７ａにより、軸受内部への泥水の侵入を防止することができる。

本発明において軸受内部への泥水の侵入を効果的に防止するためには、外輪１４の鍔部１９と内輪１５の鍔部２０との間のフロント側開口部４０をフロント側ダストカバー３２で覆うことが好ましい。この際、フロント側ダストカバー３２は、フロント側シール部材１７よりも軸受外部側に配置する。この場合、軸受１２に跳ねかけられた泥水が、フロント側開口部４０を介して、外輪１４の鍔部１９とフロント側シール部材１７との間の空間を含む軸受内部に侵入しようとしても、泥水は、フロント側ダストカバー３２で遮られる。そのため、泥水が軸受内部に侵入するのを防止することができる。

また、軸受内部のうち、ボール１６が介在する軸受中央部は、この部分に泥水が侵入しようとしても、フロント側ダストカバー３２とフロント側シール部材１７とで遮られるため、泥水の侵入を確実に防止することができる。そのため、軸受内部に封入されたグリースに泥水が混ざることで生じるグリースの劣化を防止することができる。なお、フロント側ダストカバー３２は、プレス鋼板や樹脂で成形することができる。

フロント側ダストカバー３２は、固定端部である内径端部を、内輪１５の鍔部２０に固定し、内径端部から径方向外側へ延びた自由端部としての外径端部を、軸方向に沿って軸受外部側へ延設して筒状部３２ｂとする。この筒状部３２ｂの外周面４３の外径は、軸受方向に沿って軸受外部側へ向けて増大させる。これにより、筒状部３２ｂの外周面４３と外輪１４の鍔部１９の内周面４２との間に、軸方向に沿って軸受外部へ延び、かつ、軸受外部側に向けて幅狭となるシール隙間５０を形成することができる。

上記の場合、シール隙間５０により、軸受１２に跳ね掛けられた泥水は、開口部４０に達しにくくなる、そのため、軸受内部へ泥水が侵入しにくくなり、既に述べたフロント側ダストカバー３２の作用および効果を向上させることができる。さらに、シール隙間５０は、軸受外部側は軸受内部側よりも幅狭であるため、軸受外部側から泥水が侵入しにくい。そのため、上述したシール隙間の作用および効果を向上させるのに寄与する。

さらに、外輪１４が回転による軸受内部の温度上昇で、軸受内部の圧力が上昇しても、軸受内部の空気は、シール隙間５０を介して軸受外部へ逃がすことができる。これにより、軸受内部の過剰な圧力上昇を防止して、軸受１２に加わるトルク(外輪１４を回転させる力)を低減させることができる。この結果、軸受１２に加わるトルクが外輪１４の鍔部１９とダイアフラムスプリング３０との接触圧より大きくなることで、外輪１４の鍔部１９とダイアフラムスプリング３０との当接部で滑りが生じるのを防止することができる。これにより、軸受１２のダイアフラムスプリング３０への円滑な動力伝達を確保することが可能となり、これに伴い、軸受１２が損傷するのを防止することができる。

そして、フロント側ダストカバー３２の内径端部（自由端部）は、内輪１５の鍔部２０に固定するため、この固定作業の際、フロント側ダストカバー３２の筒状部３２ｂを外輪１４の鍔部１９の内径側近傍領域に配置することができる。このため、筒状部３２ｂの外周面４３と外輪１４の鍔部１９の内周面４２との間に上記シール隙間５０を容易に形成することができる。

内輪１５の鍔部２０へのフロント側ダストカバー３２の内径端部の固定は、フロント側ダストカバー３２の内径端部(固定端部)を軸方向に沿って軸受外部側へ延設して円筒状の支持部３２ａとし、この支持部３２ａを、内輪１５の鍔部２０に圧入により内嵌して行なう。この場合、内輪１５の鍔部２０にフロント側ダストカバー３２を固定する作業が容易になるため、軸受１２の組付性が向上する。

フロント側シール部材１７の接触リップ１７ａ（遊端部）は、内輪１５の鍔部２０の外端面２５にアキシアル接触させる。この場合、接触リップ１７ａと内輪１５の鍔部２０の外端面２５との接触圧を低減させることができる。そのため、外輪１４の回転により、シール部材１７、１８で密封された軸受内部の圧力が上昇しても、接触リップ１７ａは、内輪１５の鍔部２０の外端面２５との接触を解いて、軸受内部の圧力を容易に解放することができる。この結果、軸受内部の圧力が過剰に上昇することで、シール部材１７、１８が軸受外部へ外れて、軸受内部に封入されたグリースが軸受外部へ漏出するのを防止することができる。また、軸受内部の圧力が過剰に上昇するのを防止することで、軸受１２に加わるトルクが増大するのを防止できるため、ダイアフラムスプリング３０への円滑な動力伝達を確保することができる。これに伴い、軸受１２が損傷するのを防止することができる。

外輪１４のリア側端部と内輪１５のリア側端部との間のリア側開口部４１は、リア側ダストカバー３３で覆う。この際、リア側ダストカバー３３は、リア側シール部材１８よりも軸受外部側に配置する。なお、リア側ダストカバー３３の素材とその作用および効果については、フロント側ダストカバー３２と同じであるため、その詳細な説明を省略する。

上記の場合、泥水がリア側開口部４１を介して軸受内部に侵入しようとしても、リア側ダストカバー３３で遮られるため、軸受内部に泥水が侵入するのを防止することができる。この結果、軸受１２に錆びつき、損傷、動作時の異音が生じるのを防止することができる。また、軸受内部は、この部分に泥水が侵入しようとしても、リア側ダストカバー３３と、リア側シール部材１８とで遮られることになる。そのため、軸受内部へ泥水が侵入するのを防止して、軸受１２に錆びつき、損傷、動作時の異音が生じるのを確実に防止することができる。また軸受内部に封入されたグリースに泥水が混ざることで生じるグリース劣化を防止することができる。

リア側ダストカバー３３において、固定端部である内径端部から径方向外側へ延びた外径端部（自由端部）は、軸方向に沿って軸受内部側へ延設してフランジ部３３ｂとする。また、外側１４のリア側端部の外周面（軸受外側外面）に周方向に亙って凹所３４を形成する。この凹所３４にリア側ダストカバー３３のフランジ部３３ｂを収容する。この際、フランジ部３３ｂの内周面４５と凹所３４の底面４４との間に軸方向に沿って軸受内部側へ延びるシール隙間５１を形成する。この場合、リア側ダストカバー３３のフランジ部３３ｂは、凹所３４に収容されて外輪１４の最外径面よりも径方向外側へはみ出すことがないため、軸受１２の外観を損なうことがない。また、軸受１２を車両の所定位置に取付ける際、外輪１４の最外径面よりも径方向外側にはみ出したフランジ部３３ｂが軸受周辺部材に接触することがないため、上記した軸受１２の取付作業が容易になる。

また、シール隙間５１により、泥水は、軸受１２のリア側の開口部４１に達しにくくなるため、軸受内部に泥水が侵入するのを確実に防止することができる。リア側ダストカバー３３の内径端部３３ａ（固定端部）は、内輪１５のリア側端面と内輪１５のリア側端部に内嵌された軸受取付部材である軸受カバー３５とで挟持することにより、内輪１５に固定する。この場合、リア側ダストカバー３３の内径端部３３ａの内輪１５への固定は、軸受カバー３５を内輪１５のリア側端部に内嵌するのと同時に行なうことができる。そのため、軸受１２の組付作業性が向上する。なお、シール隙間５０、５１はラビリンス形状にするのが望ましい。この場合、シール隙間５０、５１の形状が複雑になるため、軸受１２に跳ね掛けられた泥水がシール隙間５０、５１に侵入しても、開口部４０、４１に達しにくい。そのため、軸受内部に泥水が侵入するのを確実に防止することができる。

本発明の外輪回転クラッチレリーズ軸受に封入するグリースは、基油と、増ちょう剤として脂環族ウレア化合物を含むものである。本発明に使用できる基油は、通常グリースに使用される合成油、鉱油あるいはこれらの混合油である。合成油としては、エステル油、エーテル油または合成炭化水素油等を挙げることができる。鉱油としては、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油を挙げることができる。これらは任意に混合して使用してもよい。

上記エステル油としては、ジエステル油、ポリオールエステル油またはこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油等を挙げることができる。上記エーテル油としては、ジアルキルフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油等を挙げることができる。

上記合成炭化水素油としては、ポリ−α−オレフィン（以下、ＰＡＯと記す）油等を挙げることができる。ＰＡＯ油は、通常、α−オレフィンまたは異性化されたα−オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。α−オレフィンの具体例としては、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセン、１−ドコセン、１−テトラコセンなどを挙げることができ、通常はこれらの混合物が使用される。

本発明において、基油としては、エステル油、エーテル油、合成炭化水素油から選ばれた少なくとも一つの合成油であることが好ましく。これらの中でも、エステル油単独、または、エステル油と合成炭化水素油との混合油であることが特に好ましい。また、混合油としては、エステル油、エーテル油、鉱油から選ばれた少なくとも二つの混合油も好ましく用いることができる。

本発明に使用する基油は、40℃における動粘度が 100 mm²/s 以下であることが好ましい。なお、基油が上述の混合油である場合には、該混合油の動粘度が上記範囲であることが好ましい。より好ましくは 10〜75 mm²/s である。

この根拠について、基油の動粘度が軸受トルクに及ぼす影響について検討した結果を図４に示す。図４は、基油動粘度と軸受トルクの関係を示す図である。基油動粘度は横軸に対数座標で、軸受トルクは縦軸に表した。基油は、40 ℃における動粘度が 10〜2000 mm²/s の範囲のナフテン系鉱油を用いた。鉱油を 75〜85 重量％、増ちょう剤として実施例２の脂環族ウレア化合物を 15〜25 重量％配合したグリースを作製した。得られたグリースを６２０７軸受に軸受全空間容積の 15 体積％となるように封入して、ラジアル荷重 2570 N、回転数 4000 rpm の条件下で軸受を回転させたときの軸受トルク（ N-m ）を測定した。

図４に示すように、基油動粘度が 100 mm²/s 以下であれば軸受トルクは安定しているが、100 mm²/s をこえると急激に増加する。動粘度の変化割合に対してトルクの変化量が少ない安定した軸受トルク領域で使用するためには、基油動粘度が 100 mm²/s 以下であることが必要となる。なお、40℃における動粘度が 10 mm²/s 未満の場合は、基油動粘度が低すぎるため油膜形成が不十分である。

本発明の外輪回転クラッチレリーズ軸受に封入するグリースは、増ちょう剤として脂環族ウレア化合物を用いることを必須とする。脂環族ウレア化合物を増ちょう剤とすることで、脂肪族ウレア化合物を用いる場合よりも耐熱性に優れ、高温環境にさらされる密封型クラッチレリーズ軸受に好適である。また、脂環族ウレア化合物を増ちょう剤とするグリースは、芳香族ウレア化合物を用いる場合よりも流動性がよく、外輪回転による遠心力でグリースが外輪側に移動した際でも軸受内部を循環することができる。これらの結果、密封型の外輪回転クラッチレリーズ軸受において、グリース寿命の低下を抑制できる。

本発明において増ちょう剤として使用できる脂環族ウレア化合物は、ポリイソシアネートと脂環族モノアミンとを反応して得られ、例えば下記式（１）で示される化合物である。

（式中、Ｒ₁ 、Ｒ₃ は炭素数 6〜20 の脂環族系炭化水素基を示す。Ｒ₁ 、Ｒ₃ は同一であっても異なっていてもよい。Ｒ₂ は、炭素数 6〜15 の芳香族系炭化水素基を示している。）

上記ポリイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜等を挙げることができる。これらの中でも、芳香族ジイソシアネートが好ましい。また、ジアミンと該ジアミンに対してモル比で過剰のジイソシアネートとの反応で得られるポリイソシアネートを使用することができる。ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、シクロヘキシルジアミン等を挙げることができる。また、脂環族モノアミンとしては、シクロヘキシルアミンなどを挙げることができる。

本発明に用いるグリースに占める脂環族ウレア化合物の配合比率は、10 重量％以上 25 重量％以下であることが好ましい。10 重量％未満であるとグリースとしての半固体状を保つことができず、25 重量％をこえるとグリースが硬くなりすぎて軸受トルクが増加する。

本発明では増ちょう剤として、脂環族ウレア化合物の他、脂肪族ウレア化合物、芳香族ウレア化合物を一部含んでいてもよい。この増ちょう剤は、例えば、上記ポリイソシアネートに、モノアミンとして上記脂環族モノアミンに加えて、脂肪族モノアミンや芳香族モノアミンを反応させることで得ることができる。上記芳香族モノアミンとしては、アニリン、ｐ-トルイジンを挙げることができる。脂肪族モノアミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンを挙げることができる。

脂肪族モノアミンや芳香族モノアミンを含む場合では、上述した外輪回転クラッチレリーズ軸受のグリースとして要求される耐熱性と流動性のバランスから、脂環族モノアミンが、モノアミン全体に対して少なくとも 50 モル％以上含まれるようにすることが好ましい。

実施例１
表１に示す基油（合成油）として、ポリオールエステル油を、また、増ちょう剤として、脂環族ウレア化合物を用いて、供試グリースとして外輪回転用グリースを得た。得られた供試グリース以下に示すグリース寿命試験１に供し、グリース寿命時間を測定した。測定結果を表１に併記する。

比較例１
表１に示す基油（合成油）として、アルキルジフェニルエーテル油を、また、増ちょう剤として、芳香族ウレア化合物を用いて、供試グリースとして内輪回転用従来グリースを得た。得られた供試グリース以下に示すグリース寿命試験１に供し、グリース寿命時間を測定した。測定結果を表１に併記する。

＜グリース寿命試験１＞
得られた供試グリースを転がり軸受６２０４（内径 20 mm×外径 47 mm×厚さ 14 mm ）に全空間容積の 38 ％封入し、アキシアル荷重 67 N とラジアル荷重 67 N の下で、軸受温度 150℃、16000 rpm の回転速度で回転させ、焼き付きに至るまでの時間をグリース寿命時間として測定した。それぞれ試験個数は３個とし、平均値を各寿命時間とした。

表１に示すように、脂環族ウレア化合物を用いた実施例１では外輪回転でのグリース寿命が内輪回転時と逆転している。これは、脂環族ウレアが外輪回転での寿命に優位なことを表している。この理由として、脂環族ウレアは流動性がよいために、外輪回転による遠心力でグリースが外輪側に移動した際でも軸受内部を循環することにある。一方、比較例１の芳香族ウレアは耐熱性は高いが、流動性が悪く、外輪回転での使用では軸受内部を循環しにくいために、寿命が低下している。また、何れの例も外輪回転寿命が低下しているのは、外輪回転では転動体の公転数が内輪回転に比べ大きくなるため、グリースのせん断負荷が増えるためである。

実施例２および比較例２
表２に示す基油および増ちょう剤を用いた供試グリースを作製した。基油は、ポリオールエステル油、ＰＡＯ油、鉱油をそれぞれ用いた。また、増ちょう剤として、実施例２は、ジフェニルメタンジイソシアナートとシクロヘキシルアミンとを反応させて得られる脂環族ウレア化合物を、比較例２は、複合リチウム化合物をそれぞれ用いた。得られた供試グリースのちょう度および滴点を測定した。結果を表２に示す。また得られた供試グリースの低温トルク測定をＪＩＳＫ２２２０に基づいて実施し、測定結果を図３に示す。また得られた供試グリースの基油動粘度と軸受トルクの関係を上述の図４に示す。また得られた供試グリースを以下に示すグリース寿命試験２に供し、グリース寿命時間を測定した。測定結果を図６に示す。

＜グリース寿命試験２＞
得られた供試グリースを転がり軸受６２０４（内径 20 mm×外径 47 mm×厚さ 14 mm ）に全空間容積の 38 ％封入して得られた軸受試験片５７を、図５に示すグリース寿命試験機の回転軸５２に取り付け、負荷用コイルばね５３にてアキシアル荷重 67 N とラジアル荷重 67 N を軸受試験片５７に負荷し、カートリッジヒータ５４にて軸受温度 150℃の温度条件下で、支持軸受５５によりプーリ５６により 10000 rpm の回転速度で回転させ、焼き付きに至るまでの時間をグリース寿命時間として測定した。

図３に示すように実施例２は起動トルク、回転トルクともに比較例２に比べて大幅な低トルク化が実現できている。図４に示すように基油動粘度が 100 mm²/s 以下であれば軸受トルクは安定しているが、100 mm²/s をこえると急激に増加する。安定した軸受トルク領域で使用するためには基油動粘度が 100 mm²/s 以下であることが望ましい。図３および図６の結果と併せ、実施例２は比較例２よりも長寿命かつ低トルクであることが確認できた。

本発明の外輪回転クラッチレリーズ軸受は、外輪回転で使用され、かつ接触シールが適用される環境下でもグリース寿命の低下を防ぐことができるので、自動車のクラッチレリーズ軸受装置に好適に用いることができる。

本発明の外輪回転クラッチレリーズ軸受の実施形態の一例を示す断面図である。本発明のクラッチレリ−ス軸受装置の一例を示す断面図である。低温トルク測定結果を示す図である。基油動粘度と軸受トルクの関係を示す図である。グリース寿命試験機を示す図である。グリース寿命試験の結果を示す図である。

符号の説明

１軸受装置
２外側本体
３固定部品
４ピストン
５ガイドチューブ
６容積可変チェンバ
７欠番
８キャビティ
９内周面
１０凹溝
１１ラジアルエッジ
１２玉軸受（外輪回転クラッチレリーズ軸受）
１３ピストン支持チューブ
１４外輪
１５内輪
１６ボール
１７フロント側シール部材
１７ａ接触リップ
１８リア側シール部材
１８ａ主リップ
１８ｂ補助リップ
１９鍔部
２０鍔部
２１与圧スプリング
２２ケーシング
２３内面
２４外面
２５外端面
２６芯金
２７芯金
２８水素添加ニトリルゴム
２９ケージ
３０ダイアフラムスプリング
３１水素添加ニトリルゴム
３２フロント側ダストカバー
３２ａ支持部
３２ｂ筒状部
３３リア側ダストカバー
３３ａ内径端部
３３ｂフランジ部
３４凹所
３５軸受カバー
４０フロント側開口部
４１リア側開口部
４２内周面
４３外周面
４４底面
４５内周面
５０シール隙間
５１シール隙間
５２回転軸
５３負荷用コイルばね
５４カートリッジヒータ
５５支持軸受
５６プーリ
５７軸受試験片

Claims

エンジンとトランスミッションとの間に配置され、回転側の外輪と、静止側の内輪と、これら互いに相対回転する外・内輪の間に介在されたボールと、前記外輪と前記内輪との間の空間のうち、前記ボールが介在する中央部を密閉するエンジン側およびトランスミッション側のシール部材とを備え、前記中央部にグリースを封入してなる外輪回転クラッチレリーズ軸受であって、
前記外輪および前記内輪は、それぞれエンジン側端部に径方向内側に延設された鍔部を有し、
前記トランスミッション側のシール部材は、その外径端部が前記外輪の内面に固定されるともに、その内径端部が前記内輪の外面に接触し、
前記エンジン側のシール部材は、その外径端部が前記外輪の内面に固定されるともに、その内径端部が、前記外輪の鍔部の径方向端部よりも径方向内側にあり、前記内輪の鍔部の外端面に軸方向に接触する構造であり、
前記グリースは、基油と、増ちょう剤として脂環族ウレア化合物とを含み、前記基油の動粘度が、40℃において 100 mm²/s 以下であることを特徴とする外輪回転クラッチレリーズ軸受。
前記基油は、エステル油、エーテル油、合成炭化水素油から選ばれた少なくとも一つの合成油であることを特徴とする請求項１記載の外輪回転クラッチレリーズ軸受。
前記基油は、エステル油単独であるか、またはエステル油と合成炭化水素油との混合油であることを特徴とする請求項２記載の外輪回転クラッチレリーズ軸受。
前記基油は、鉱油であることを特徴とする請求項１記載の外輪回転クラッチレリーズ軸受。
前記基油は、エステル油、エーテル油、鉱油から選ばれた少なくとも二つの混合油であることを特徴とする請求項１記載の外輪回転クラッチレリーズ軸受。
前記グリースに占める前記脂環族ウレア化合物の配合比率が、10 重量％以上 25 重量％以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項記載の外輪回転クラッチレリーズ軸受。
前記シール部材の材質が、水素添加ニトリルゴムまたは耐熱ニトリルゴムであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の外輪回転クラッチレリーズ軸受。
前記外輪の端部と前記内輪の端部との間の開口部を覆うダストカバーを前記シール部材よりも軸受外部側に配置して、前記外輪の端部または前記内輪の端部のうち一方に固定したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項記載の外輪回転クラッチレリーズ軸受。
クラッチ機構の回転部材と係合する回転可能な外輪を有する密封型玉軸受と、前記玉軸受の内輪と協動する与圧スプリングを外周面に有するとともに、軸方向に移動可能なピストンを設けた外側本体とを備えてなるクラッチレリーズ軸受装置であって、
前記玉軸受が、請求項１ないし請求項８のいずれか一項記載の外輪回転クラッチレリーズ軸受であることを特徴とするクラッチレリーズ軸受装置。