JP2018179049A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車のエンジン補機、特に電動機の機能と発電機の機能とが一体となったインテグレーテッド・スタータ・ジェネレータの回転軸を支持するのに好適な転がり軸受に関する。 The present invention relates to, for example, a rolling bearing suitable for supporting a rotary shaft of an integrated starter generator in which an engine accessory of a motor vehicle, in particular, an integrated starter / generator having a function of a motor and a function of a generator are integrated.
従来より、エンジンの回転動力を利用し、クランクシャフトの端部に固定したクランクプーリと自動車用のエアコンディショナに使用するコンプレッサ等の補機に設けられた従動プーリや、上記クランクプーリとカムシャフトの端部に固定したカムプーリとの間で、無端ベルト、タイミングベルト、チエーン等(以下これらをまとめて単に「ベルト」という。)を掛け渡して回転力を伝達する回転力伝達機構が用いられている(後述する図6参照)。 Conventionally, a crank pulley fixed to an end of a crankshaft using rotational power of an engine, a driven pulley provided in an auxiliary device such as a compressor used for an air conditioner for an automobile, the crank pulley and the camshaft Between a cam pulley fixed to the end of the belt, a endless belt, a timing belt, a chain etc. (hereinafter collectively referred to simply as a "belt") and a torque transmission mechanism is used to transmit torque. (See FIG. 6 described later).
図5は、特許文献1に記載されている、このような補機の一種であるオルタネータ100の一例を示したものである。図5に示すように、回転軸103は一対の軸受110、110(深溝玉軸受)を介して車体(シリンダーブロック)に取り付けられたケーシング102に回転自在に支持されている。この回転軸103の中間部には、ロータ105と整流子106とが一体に設けられている。また、この回転軸103の一端部(図5の左端部)で上記ケーシング102外に突出した部分には従動プーリ107が固定されている。
FIG. 5 shows an example of an
この従動プーリ107は、回転軸103の上記一端部に形成されている雄ねじ部103aに、内周に雌ねじ109aが形成されたナット109を螺合させて軸方向に締め付けることにより、回転軸103と一体回転するように取り付けられている。オルタネータ100が車体へ組み付けられた状態で、この従動プーリ107にベルトを掛け渡し、エンジンのクランクシャフトにより、回転軸103を回転駆動自在とする。
The driven
なお、図示は省略されているが、深溝玉軸受110は、軌道輪としての外輪112と内輪114との間に設けられた転動体116(玉)を周方向に所定の間隔を持って配置するための保持器を有する。かかる保持器としては、一般的には、金属製のプレス保持器や樹脂製の冠型保持器(後述の図7参照)が使用される。
Although not shown, the deep groove ball bearing 110 arranges rolling elements 116 (balls) provided between the
上述したオルタネータ100は、バッテリへの給電によりバッテリを充電する発電機としての機能を有するが、近年、更に自動車を始動させるときの電動機としての機能を統合させたインテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ(以下単に「スタータ・ジェネレータ」という場合もある。)が採用されてきている。図6は、特許文献2に記載されている、かかるインテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ200を採用した回転力伝達機構の一例を示したものである。
Although the
背景には、燃費節減、二酸化炭素排出量削減効果を期待して、信号待ちなどのクルマを停止させたときに自動的にエンジンを切り、発進時にエンジンを再始動させるアイドリングストップ機能を備えた車両が、増加しつつあるという状況がある。かかるアイドリングストップ機能を備えた車両の場合、車両始動時にはスタータモータを使用してエンジンを作動させ、アイドリングストップ時からエンジンを再始動させる場合は、オルタネータを使用してエンジンを作動させるのが一般的である。しかしながら、このような使い分けは構成が複雑化するために、電動機(スタータモータ)と発電機(オルタネータ)の機能を一体化させたインテグレーテッド・スタータ・ジェネレータが登場してきた。 In the background, a vehicle equipped with an idling stop function that automatically shuts off the engine when the vehicle is stopped, such as waiting for a signal, and restarts the engine when starting, in anticipation of fuel savings and carbon dioxide emission reduction effects. However, there is a situation that is increasing. In the case of a vehicle equipped with such an idling stop function, it is general to operate the engine using a starter motor at vehicle start and restart the engine from idling stop using an alternator. It is. However, in order to make such configuration more complicated, integrated starter generators have been introduced which integrate the functions of a motor (starter motor) and a generator (alternator).
図6に示された回転力伝達機構230においては、エンジン232内のピストン(不図示)と連結されたクランクシャフト234に、クランクシャフトプーリ234aが固定されている。そして、クランクシャフト234の回転力を、スタータ・ジェネレータ200、エアコン用コンプレッサ236などの補機類の回転軸に伝達するために、ベルト240が使用されている。すなわち、スタータ・ジェネレータ200の回転軸200bにプーリ200aが、エアコン用コンプレッサ236の本体に回転軸236bと一体回転可能にコンプレッサプーリ236aが、それぞれ設けられ、上記クランクシャフトプーリ234aとこれら各プーリ200a、236aの間にベルト240が掛け渡されることで、クランクシャフト234の回転力が、各回転軸200b、236bに伝達される。なお、238、238は、ベルト240に張力を付与するための一対のテンションプーリである。
In the rotational
かかるスタータ・ジェネレータ200を採用することで、従来の発電機と電動機の機能が統合されていることにより構成の複雑化が防止されている。ところで、かかるスタータ・ジェネレータ200においては、アイドリングストップ時からの再始動時に、クランクシャフト234およびフライホイール(不図示)を回転させるために大きな回転力を伝達する必要があるため、ベルト240の張力は高めに設定されている。かかる張力に耐えるために、スタータ・ジェネレータの回転軸を支持する転がり軸受は、寿命確保の観点から、軸受サイズがサイズアップされている。このように軸受サイズがサイズアップされると、回転軸の回転数が従来と同一ならば、転動体を所定間隔で保持している保持器に作用する遠心力が増加するために、かかる遠心力に対する変形対策が必要となってくる。
By employing such a starter /
図7は、特許文献3に記載された、剛性を向上させた冠型保持器の一例を示したものである。冠型保持器318は、保持器本体322と金属板324とを有している。保持器本体322は円環部322aと柱部322bとを有し、柱部322bの先端には一対の弾性片322c、322cが形成されている。これら円環部322aと柱部322bと弾性片322cとで、ポケット322dが形成され、かかるポケット322d内に転動体としての玉316が収容されるようになっている。円環部322aのポケット322dが形成されている側と軸方向(図7の左右方向)反対側には、金属板324が接着等により一体に設けられている。かかる金属板324が一体に設けられていることにより、円環部322aの剛性を向上させ、これにより、冠型保持器318が矢印C方向に回転し遠心力が作用しても、柱部322b先端の拡径、すなわち矢印R方向への変形が防止されるようになっている。
FIG. 7 shows an example of a crown-type cage with improved rigidity described in Patent Document 3. As shown in FIG. The
しかしながら、前述したアイドリングストップ機能を備えた車両において、スタータ・ジェネレータを採用する場合には、上述したとおり、大きいベルト張力に対応するため、従来以上の軸受の大型化が必要となる。そしてかかるスタータ・ジェネレータは、車両走行時は従来通り発電機としての機能を果たすため高速回転も要求される。従って、かかる大型化・高速化に対応するための転がり軸受に使用される冠型保持器における変形抑制技術は、保持器の軌道輪との接触回避や、玉をポケット内の所定位置に収容することで潤滑性能を確保するために重要な技術となってくる。 However, in the vehicle provided with the idling stop function described above, when employing the starter / generator, as described above, in order to cope with a large belt tension, it is necessary to make the bearing larger than conventional. Such a starter generator is also required to rotate at high speed since it functions as a generator as in the prior art when the vehicle is traveling. Therefore, the deformation suppression technology in the crown type cage used for rolling bearings to cope with such enlargement and speeding up avoids contact of the cage with the bearing ring and accommodates the ball at a predetermined position in the pocket. It becomes an important technology to secure the lubrication performance.
本発明は、上述の様な事情に鑑み、軸受の大型化・高速化に対しても、変形を抑制可能な転がり軸受を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rolling bearing capable of suppressing deformation even when the size and speed of the bearing are increased, in view of the above-mentioned circumstances.
上記目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受は以下のように構成される。
(1)外輪と、
内輪と、
前記外輪と該内輪との間に設けられた転動体と、
該転動体を周方向で互いに間隔をもった状態にて保持するための保持器と、
を有する転がり軸受において、
前記保持器は、
円環状の基部と、該基部から軸方向一方側に立ち上げられた柱部と、該柱部の先端に設けられた弾性片とを有し、該基部、柱部および弾性片によって前記転動体を収容するポケットが形成されている樹脂製の保持器本体と、
円環状の基底部と、該基底部から前記軸方向一方側に立ち上げられた柱状部とを有し、全体が略筒状で、くし状の板状体とされた補強板と、を備え、
前記補強板は前記保持器本体に一体に埋め込まれてなる転がり軸受。
(2)前記補強板の基底部と柱状部とはほぼ同一の幅とされている上記(1)記載の転がり軸受。
(3)前記柱状部の幅は軸方向先端側の幅が前記基底部側に対し広くなっている上記(1)又は(2)記載の転がり軸受。
(4)前記補強板は金属製である上記(1)〜(3)記載の転がり軸受。
In order to achieve the above object, a rolling bearing according to the present invention is configured as follows.
(1) Outer ring,
With the inner ring,
Rolling elements provided between the outer ring and the inner ring;
A cage for holding the rolling elements circumferentially in a mutually spaced state;
In a rolling bearing having
The cage is
The rolling element includes an annular base, a column rising from the base to one side in the axial direction, and an elastic piece provided at the tip of the column, the base, the column, and the elastic piece, the rolling element And a resin retainer body having a pocket formed therein for housing the
And a reinforcing plate having a substantially cylindrical shape and a comb-like plate-like body, having an annular base portion and a columnar portion raised from the base portion to one side in the axial direction. ,
The rolling bearing in which the reinforcing plate is integrally embedded in the cage body.
(2) The rolling bearing according to (1), wherein the base portion and the columnar portion of the reinforcing plate have substantially the same width.
(3) The rolling bearing according to the above (1) or (2), wherein the width of the columnar portion on the tip side in the axial direction is wider than that of the base portion.
(4) The rolling bearing according to the above (1) to (3), wherein the reinforcing plate is made of metal.
本発明によれば、保持器は樹脂製の保持器本体と略筒状の板状体とされた補強板とを有し、補強板は前記保持器本体に一体に埋め込まれてなることで、樹脂製の保持器本体が補強板によって補強されるため、軸受の大型化・高速化に対しても、変形を抑制可能な転がり軸受を得ることができる。 According to the present invention, the cage has the cage body made of resin and the reinforcing plate in the form of a substantially cylindrical plate, and the reinforcing plate is integrally embedded in the cage body, Since the retainer body made of resin is reinforced by the reinforcing plate, it is possible to obtain a rolling bearing capable of suppressing deformation even when the size and speed of the bearing are increased.
以下、本発明の実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態である転がり軸受の断面図を示したものであり、図2は保持器を取り出して示した斜視図、図3は保持器を構成している補強板の斜視図、図4は参考図であり図2において補強板を有しない場合の保持器本体の斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a cross-sectional view of a rolling bearing according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a cage taken out, and FIG. 3 is a perspective view of a reinforcing plate constituting the cage. FIG. 4 is a reference view and is a perspective view of the cage main body in the case where the reinforcing plate is not provided in FIG.
転がり軸受10(以下単に「軸受」ともいう。)は、例えば図5に示す回転軸103を支持するためのもので、単列の深溝玉軸受である。この転がり軸受10は、固定側の軌道輪としての外輪12と、回転側の軌道輪としての内輪14と、外輪12と内輪14との間に転動可能に配置される複数の転動体16と、転動体16を保持する保持器18と、一対のシール部材20、20と、を備えている。
The rolling bearing 10 (hereinafter simply referred to as "bearing") is, for example, for supporting the
外輪12は、好ましくは軸受鋼(例えばSUJ2)製とされ、内周面に外輪軌道溝12aが形成されている。また、軸方向(図1の左右方向)両端部には、シール部材20、20を取付けるためのシール溝12b、12bが形成されている。
The
内輪14は、好ましくは軸受鋼(例えばSUJ2)製とされ、外周面に上記外輪軌道溝12aと対向する内輪軌道溝14aが形成されている。内周面は円筒状とされて、回転軸に固定されるようになっている。
The
転動体としての玉16は、好ましくは軸受鋼(例えばSUJ2)製とされ、外輪軌道溝12aと内輪軌道溝14aとの間に転動可能に配置されている。
The
保持器18は、複数の玉16を周方向にほぼ等間隔に配置するためのもので、軸方向の一端側(図1右方側)が開口している冠型保持器である。この保持器18は、図2に示すように、ナイロン46、ナイロン66、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の合成樹脂製の保持器本体22と、好ましくは金属製の補強板24とを有している。
The
保持器本体22は、図4に示すように、円環状の基部22aと、この基部22aから軸方向一方側に立ち上げられた柱部22bと、この柱部22bの先端に設けられた弾性片22cとを有し、これら基部22a、柱部22bおよび弾性片22cによって前記玉16を収容するポケット22dが形成されている。
As shown in FIG. 4, the retainer
補強板24は、図3に示すように、円環状の基底部24aと、この基底部24aから前記軸方向一方側に立ち上げられた柱状部24bとを有し、全体が略筒状で、くし状の板状体とされている。補強板24の作製に当たっては、冷間圧延鋼板等の鋼板から、プレス成形によって、図3の状態を周方向に展開したくし状の部材を打ち抜き、このくし状の部材を筒状に屈曲させた後に端面同士を互いに突合せ、溶接等で一体化する。このとき、補強板の基底部24aとなる部分と柱状部24bとなる部分とがほぼ同一の幅とされていると、プレス成形時の局所的な変形を抑えることができる。
As shown in FIG. 3, the reinforcing
また保持器18の作製に当たっては、上記補強板24の表面に接着剤を塗布したのち、この補強板24を金型内にセットして、射出成形機にてインサート成形することにより、樹脂を補強板24上に一体にモールド成形する。かかる方法で、図2に示す保持器18が作製されることで、金属製の補強板24が樹脂製の保持器本体22内に埋設された状態にもたらされる。特に、くし状の補強板24のくしに相当する柱状部24bが保持器本体22の柱部22b内に埋設されてなることで、保持器本体の柱部22bが補強され、図7の矢印Rで示すような、弾性片22cの径方向外方への変形が抑えられるようになっている。
In addition, when manufacturing the
さらに、補強板24の柱状部24bの幅が、先端側(図2の右方側)が基底部24a側に対して広くなっていると、保持器本体22から補強板24が図2左方に抜け出てしまうのを防止できる。
Furthermore, when the width of the
図1に戻って、一対のシール部材20、20は、それぞれ金属製の芯金20aと、この芯金20aと一体で内径側にシールリップ部20cを備えた弾性部材20bとを有し、シール部材20の外径側が、外輪内周に形成されたシール溝12bと係合することで、外輪12に一体に固定されている。
Returning to FIG. 1, the pair of
次に、軸受10の作動について説明する。
Next, the operation of the
本実施形態の軸受10は、外輪12が、例えばスタータ・ジェネレータのケーシング(図5のケーシング102参照)に取付けられ、内輪が回転軸(同図5の回転軸103参照)に一体に取り付けられて使用される。エンジン内のクランクシャフトの回転力が、回転力伝達機構を介して従動プーリ(同図5のプーリ107参照)に伝達されるとき、前述した通り、ベルト張力が高められていることにより、従動プーリを介して回転軸には高荷重が作用し、またこの回転軸は高速で回転する。高荷重を支持するために軸受10はサイズアップされていて、高速回転することにより軸受10を構成している転動体16や保持器18等にはそれぞれ従来以上の遠心力が作用する。
In the
しかしながら、本実施形態にあっては、保持器本体22内に全体が略筒状で、くし状の板状体とされた補強板24が埋設され、補強板24の柱状部24bが保持器本体22の柱部22bを補強しているため、柱部22bおよび先端の弾性片22cが径方向外側に変形するのを抑制される。また、補強板24は略筒状で、くし状の板状体とされスリム化・コンパクト化されているために、保持器18の重量の増加を抑え遠心力が増大するのを抑えている。
However, in the present embodiment, the reinforcing
以上説明したとおり、本実施形態によれば、保持器18は樹脂製の保持器本体22と、略筒状で、くし状の板状体とされた補強板24とを有し、この補強板24は保持器本体22に一体に埋め込まれてなることで、樹脂製の保持器本体22が補強板24によって補強されるため、軸受の大型化・高速化に対しても、変形を抑制可能な転がり軸受を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、本発明の転がり軸受は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、用途はスタータ・ジェネレータの回転軸を支持する用途だけでなく、自動車のエンジン補機のエアコン用コンプレッサ等の回転軸を支持する用途のような、高荷重・高速回転に対応する必要があるような用途にも使用できる。 In addition, the rolling bearing of this invention is not limited to what was illustrated to the said embodiment, It can change suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the application needs to support not only applications supporting the rotating shaft of the starter / generator but also high load and high speed rotation such as applications supporting the rotating shaft such as a compressor for air conditioners of automobile engine accessories It can also be used for such applications.
また補強板は金属製に限らず、例えば炭素繊維等で補強されたナイロン46、ナイロン66、PPS、PTFE、PEEKのような合成樹脂製とされていてもよい。 The reinforcing plate is not limited to metal, and may be made of synthetic resin such as nylon 46, nylon 66, PPS, PTFE, PEEK reinforced with carbon fiber or the like.
10 転がり軸受
12 外輪
14 内輪
16 玉
18 保持器
20 シール
22 保持器本体
22a 基部
22b 柱部
22c 弾性片
22d ポケット
24 補強板24
24a 基底部
24b 柱状部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
内輪と、
前記外輪と該内輪との間に設けられた転動体と、
該転動体を周方向で互いに間隔をもった状態にて保持するための保持器と、
を有する転がり軸受において、
前記保持器は、
円環状の基部と、該基部から軸方向一方側に立ち上げられた柱部と、該柱部の先端に設けられた弾性片とを有し、該基部、柱部および弾性片によって前記転動体を収容するポケットが形成されている樹脂製の保持器本体と、
円環状の基底部と、該基底部から前記軸方向一方側に立ち上げられた柱状部とを有し、全体が略筒状で、くし状の板状体とされた補強板と、を備え、
前記補強板は前記保持器本体に一体に埋め込まれてなること
を特徴とする転がり軸受。 Outer ring,
With the inner ring,
Rolling elements provided between the outer ring and the inner ring;
A cage for holding the rolling elements circumferentially in a mutually spaced state;
In a rolling bearing having
The cage is
The rolling element includes an annular base, a column rising from the base to one side in the axial direction, and an elastic piece provided at the tip of the column, the base, the column, and the elastic piece, the rolling element And a resin retainer body having a pocket formed therein for housing the
And a reinforcing plate having a substantially cylindrical shape and a comb-like plate-like body, having an annular base portion and a columnar portion raised from the base portion to one side in the axial direction. ,
The rolling bearing characterized in that the reinforcing plate is integrally embedded in the cage body.
The rolling bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing plate is made of metal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2017075614A JP2018179049A (en) | 2017-04-06 | 2017-04-06 | Rolling bearing |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7660002B2 (en) | 2021-03-12 | 2025-04-10 | Ntn株式会社 | Cages and ball bearings |
| EP4656894A1 (en) | 2023-02-22 | 2025-12-03 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Sliding member and method for producing sliding member |
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Cited By (2)
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| EP4656894A1 (en) | 2023-02-22 | 2025-12-03 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Sliding member and method for producing sliding member |
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