JPS62188816A - 玉軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分Ｗ 本発明は、玉軸受に関し、特に、高温耐久性の改良を図
ることにより、自動車用オルタネータの軸受に好適に利
用されるものである。

従来の技術 従来、玉軸受は一般に第２図に示すように、内輪１の軌
道曲率半径をＰｉ、外輪２の軌道曲率半径をＰｏ、玉３
の直径をＤとすると、下記の理由より、Ｄ＜Ｐｉ＜Ｐｏ
の関係に設定している。

即ち、玉軸受の負荷容量は軌道曲率半径と密接な関係が
あり、内輪！および外輪２の軌道曲率半径Ｐｉ、Ｐｏを
玉３の直径りに近付ける程、面圧が小さくなり、負荷容
量は増して寿命が長くなる傾向にある。しかしながら、
上記軌道曲率半径Ｐｉ、Ｐｏを小さくすると、スラスト
荷重がかかって内輪１と外輪２が相対的に移動した場合
に玉３が軌道の軸方向に乗り上げていく現象（肩乗り上
げという）を起こすことがあると共に、内輪ｌおよび外
輪２の温度が上がり易い。そのため、昇温抑制および肩
乗り上げ防止の点からは、軌道曲率半径ＰｉＳＰｏを大
きくすることが望ましいこととなる。かつ、内輪ｌと外
輪２の負荷容量は同一軌道曲率では外輪２の方が大きい
ため、内輪１と外輪２の寿命のバランスから、上記関係
ＤＩＰ　ｉ＜Ｐｏとすることが最適とされている。

自動車のオルタネータに使用される玉軸受ら、第３図に
示すように、ロータ４を両持ち支持する形で上記第２図
に示す構造の一対の玉軸受５．６をハウジングケース７
．８に組み込んでいる。

上記自動車用オルタネータは、近時、自動車性能向上に
伴い、小型化、高速化および発電容量がアップされ、使
用される軸受にとってはオルタネータの自己発電熱や高
温雰囲気の為に、特に、高温耐久性が必須となっている
。

」二記オルタネータに使用する軸受５．６の各内輪はロ
ータコイルからの自己誘導による熱がこらり易く、かつ
、上記したように、負荷容量を考えて軌道曲率半径を大
きくしていないために、内輪の温度は上昇しやすい。こ
れに対して、外輪は放熱性に優れたアルミニウムなどで
形成したハウジングケースに組み込まれ、かつ、その軌
道曲率半径を大きくしているため、その温度はさほど上
昇せず、一般的に内輪が外輪より１５〜３０℃高くなる
。従って、軸受の温度上昇を抑制して高温耐久性を向上
させるためには、内輪の昇温を極力抑える必要がある。

また、通常の軸受では、外輪のころがり疲労が内輪より
小さいため、上記したように、外輪の軌道曲率半径を内
輪の軌道曲率半径より大きくし、外輪の昇温を抑制して
いるが、オルタネータの軸受ではアルミニウム製ハンジ
ングケースの剛性低下、回転数の増加、ベルトテンンヨ
ン荷重の増大などの要因か重なり、振動荷重が増大し、
外輪が内輪に比べて圧倒的に早くころがり疲労寿命に達
するという別の問題も生じてくる。

このように、自動車のオルタネータに使用する軸受は、
通常の軸受と異なって、ころがり疲労により外輪の寿命
が内輪より短く、かつ、内輪の昇温か外輪より非常に太
き（、この昇温によりグリース寿命が短（なり、高温耐
久性が低下することから、従来の第２図に示す構造の軸
受を使用することは、問題であった。

発明の目的 本発明は上記した問題を解消しようとするもので、内輪
の昇温抑制により軸受温度の低下を図り、よって、グリ
ース寿命を伸ばすと共に、外輪の血圧を低下してころが
り疲労の抑制を図り、併せて、軸受寿命の向上を図るも
のである。

皐肌兜棒底旦夫ｑ作ル 本発明は上記した目的を達成するため、軸受の外輪がア
ルミニウム等の放熱性に優れた素材よりなるハウジング
ケースに組込まれると共に、内輪は発熱体を備えている
シャフトに組込まれる、例えば自動車用オルタネータに
使用される玉軸受において、前記従来の玉軸受とは逆に
、内輪の軌道曲率半径を外輪の軌道曲率半径より大きく
設定している。

上記のように、内輪の軌道曲率半径を大きくすることに
より内輪の昇温を抑制し、よって、軸受温度を下げるこ
とによりグリース寿命を伸ばし、同時に、外輪の軌道曲
率半径を小さくして血圧を低下させころがり疲労の抑制
を図るものである。

実施例 以下、本発明を第１図に示す実施例により詳細に説明す
る。

図示の玉軸受は、ｌｒｊ記第３図に示す自動車のオルタ
ネータに使用されるしのであり、軸受の外輪１０はアル
ミニウム製のハウジングケースＩＩに組み込まれると共
に、内輪１２はロータ（図示せず）のシャフト１３に組
み込まれている。１４は外輪１０と内輪１２の間に配置
する玉である。

上記外輪ＩＯ１内輪１２の軌道曲率半径および玉１４の
直径との関係は、外輪１０の軌道曲率半径をＰｏ、内輪
！２の軌道曲率半径をＰｉ１玉１４の直径をＤとすると
、Ｉ）＜Ｐｏ＜ｐｉとして、内輪Ｉ２の軌道曲率半径Ｐ
ｉを外輪ｌＯの軌道曲率半径Ｐｏより大きくしている。

例えば、Ｐ　ｉ　−０，５３Ｄ、Ｐｏ＝０．５１Ｄの関
係としている。

但し、上記内・外輪の軌道曲率半径Ｐｉ、Ｐ。

の和を大きくしすぎると玉の転勤にぶれが生じ異常振動
発生の原因になり、かつ、ころがり疲労が大きくなる。

そのため、内・外輪の軌道曲率半径ＰｉとＰａの和は、
前記第２図に示す通常の軸受の内輪１と外輪２の軌道曲
率半径の和とほぼ等しく設定し、異常振動防止を図って
いる。また、外輪１０の軌道曲率半径Ｐｏは、従来より
小さくして血圧の低下を図り、ころがり疲労を抑制して
いるが、該軌道曲率半径Ｐｏを小さく４°ることは、ス
ラスト荷重および外輪１０の昇温の点よりある程度制約
をうける。よって、該制約の限度内で小さくし、この軌
道曲率半径Ｐｏを小さくした分だけ、内輪１２の軌道曲
率半径Ｐｉを大きくしている。

このように、内輪Ｉ２の軌道曲率半径Ｐｉを大きくする
ことにより、発熱体を備えたシャフト１３に組み込まれ
る内輪！２の昇温を抑制することかでき、よって、軸受
温度を下げて、グリース寿命を長くでき、高温耐久性を
向上させることができる。尚、内輪１２の面圧が大きく
なり、負荷容量は従来と比べて小さくなるが、オルタネ
ータ用軸受の場合、内輪１２のころがり疲労寿命よりグ
リース寿命が先行し、ころがり疲労寿命に余裕があるた
め、実際には問題とならない。

効果 以上の説明より明らかなように、自動車のオルタネータ
などに使用される本発明に係わる玉軸受は、内輪の軌道
曲率半径を大きくしているために、内輪の昇温か抑制さ
れ、よって、軸受温度が下がり、グリース寿命が伸びて
、高温耐久性が向上する。この高温耐久性は、従来のよ
うに、外輪の軌道曲率半径を大きくし、外輪の昇温を抑
制して軸受温度を下げるよりも、効果が大きい。また、
外輪は軌道曲率半径を小さくして負荷容ｆｉｔを大きく
しているため、外輪のころがり疲労寿命を長くすること
が出来る。このように、内輪の昇温抑制によるグリース
寿命の向上と、外輪のころがり疲労寿命の向上により、
軸受自体の寿命を伸ばすことができる。

さらに、本発明の軸受の内・外輪の軌道加工は、従来の
内・外輪軌道加工と全く同一であるため、該加工設備を
利用でき、コスト的に回答アップさせることがなく提供
でき、実用的価値の大なるしのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の玉軸受の断面図、第２図は玉軸受を自動
車のオルタネータに使用している状態をしめず断面図、
第３図は本発明に係わる玉軸受の断面図である。 ＩＯ・・・外輪　　１１・・ハウジングケース１２・・
・内輪　　１３・・シャフト １４・・・玉 Ｐｏ・・・外輪軌道曲率半径 Ｐｉ・・・内輪軌道曲率半径 Ｄ・・・・玉直径

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸受の外輪がアルミニウム等の放熱性に優れた素
   材よりなるハウジングケースに組込まれると共に、内輪
   は発熱体を備えているシャフトに組込まれる玉軸受にお
   いて、 内輪の軌道曲率半径を外輪の軌道曲率半径より大きくし
   たことを特徴とする玉軸受。