| 【発明の名称】 |
水ポンプ軸受 |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 剛
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| 【要約】 |
【課題】加工が容易で、かつエッジロードの影響を軽減でき長寿命で安価な水ポンプ軸受を提供することである。
【解決手段】負荷が大きいＦｔ側にはころ１０ａが使用され、負荷が小さいＲｒ側には玉１０ｂが使用されている形式の水ポンプ軸受において、前記ころ１０ａの転動面となる外輪の転動面９にテーパ４加工を施してころ有効接触長さを長くする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪との間に複数の転動面を有し、負荷が大きい側の列の転動体にはころが使用され、負荷が小さい側の転動体には玉が使用されている形式の水ポンプ軸受において、前記ころの転動面となる外輪または内輪のどちらか一方の転動面にテーパを付けたことを特徴とする水ポンプ軸受。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用水ポンプ軸受に関する。なお、本明細書では、外輪との間に直接転動体を組み込む回転軸、あるいは回転軸に例えばしまりばめで取付けられ、外輪との間に転動体を組み込む軌道輪の双方を総して内輪という。
【０００２】
【従来の技術】従来の水ポンプ軸受はそのほとんどが複列であり、転動体形状で大別すると玉と玉の組み合わせ形式と、ころと玉の組み合わせ形式のものになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に上記形式の使い分けは、次の通りである。図６や図７に示すように、水ポンプ軸受の軸先端部にファンカップリングが装着されることで荷重が大きくなるものや、ベルト荷重が大きいものなどには、ころ１００と玉１０１の組み合わせ形式の軸受が使用されており、ファンカップリングの装着されないものや、ベルト荷重が比較的小さいものには、玉１０１と玉１０１の組み合わせ形式の軸受が使用されている（図示省略）。なお、図６・図７中、２００は外輪、３００は軸、４００はころ列保持器、４０１は玉列保持器、５００はＦｔシール、５０１はＲｒシールを示す。
【０００４】上記のように負荷の大きいものに、ころ１００と玉１０１の組み合わせ形式の軸受が用いられているが、この形式の水ポンプ軸受の場合、負荷位置が転動体（ころ）１００の位置よりもＦｔ側にオーバーハングしているものが多いため、Ｆｔ列に用いられているころ１００にはエッジロードが発生しやすく、早期剥離（フレーキング）に至る場合がある。
【０００５】エッジロードの影響をやわらげるために通常、ころ１００にクラウニングが施してあるが、通常のクラウニング量では軸の傾きによるエッジロードを防ぎ切れないため、クラウニング量を大きくした仕様になっている。このため、ころ１００の加工が難しく、かつ加工時間が長くなるため結果としてコスト高のころになっている。
【０００６】また、図８に示すように、現行軸受は負荷が軽いときにころ１００の有効接触長さ（Ｌ）が長くなり、負荷が大きくなるにつれて有効接触長さ（Ｌ）が短くなってくる（負荷容量が低下してくる）という矛盾を抱えている（オーバーハング荷重の場合）。図８中、（ａ）は軽荷重、（ｂ）は中荷重、（ｃ）は重荷重時の状態を示し、Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３はころ接触長さ、ｈ２は面圧を示す。
【０００７】本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、加工が容易で、かつエッジロードの影響を軽減でき長寿命で安価な水ポンプ軸受を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪との間に複数の転動面を有し、負荷が大きい側の列の転動体にはころが使用され、負荷が小さい側の転動体には玉が使用されている形式の水ポンプ軸受において、前記ころの転動面となる外輪または内輪のどちらか一方の転動面にテーパを付けたことである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明する。
【００１０】図面は、本発明水ポンプ軸受の一実施形態で、本実施形態では、内周面２に外輪軌道３を有する外輪１と、先端にファンカップリング（図示省略）が装着され外周面６に内輪軌道７を有する内輪（回転軸）５との間に複数の転動面９…を有し、各転動面９…には夫々転動自在に複数の転動体１０…が組み込まれ、外輪１と内輪５との間の両端には各々密封シール１１（Ｆｔ側），１２（Ｒｒ側）を備えた水ポンプ軸受とする。
【００１１】転動体１０としては、内輪（回転軸）５の先端にファンカップリング（図示省略）が装着されてＦｔ側の荷重が大きくなるため、その負荷が大きい側（Ｆｔ側）の列にはころ１０ａ…が使用され、負荷が小さい側（Ｒｒ側）には玉１０ｂ…が使用されている。
【００１２】また、上記ころ１０ａは、周知構造で良く特にその外観構造に限定されないがクラウニングが施されており、そのクラウニング量は、本発明の構成によれば通常施されている程度でエッジロードの影響を和らげることが可能である。
【００１３】外輪１若しくは内輪５は、上述の通り大きな負荷を受けるころ列側の外輪軌道３または内輪（回転軸）軌道７のいずれかに、ころ１０ａのエッジロードを軽減する方向（例えばＦｔ側へ広がる方向）のテーパ４（８）をつける。
【００１４】テーパ４（８）の角度（θ）は、例えば１０分乃至３０分ぐらいが好ましく、負荷の大きさとの関係でその角度を決定するが、特に限定されるものではなく本発明の範囲内で適宜設定される。軌道３（７）におけるテーパ４（８）の占める長さ範囲も限定されず本発明の範囲内で適宜設定される。
【００１５】外輪１および内輪５のその他の構造は特に限定されるものではなく一般的な構造でよく、また保持器１３にあっても特に限定されるものではなく、夫々本発明の範囲内において任意にその構造を変更可能である。尚、内輪５は、本実施形態では回転軸をもって説明したが、回転軸に例えばしまりばめで取付けられ、外輪との間に転動体を組み込む軌道輪であってもよい。
【００１６】また、ころ１０ａ列と玉１０ｂ列の外側に備えられる密封シール１１（Ｆｔ側），１２（Ｒｒ側）は、夫々グリースを軸受内に保持するための周知シール構造が採用されるが、その構造、例えばシール全体構造、若しくはリップ形状やリップ数等特に限定されるものではなく、内部からのグリース漏れ（例えばオイルシール）や、外部からの水・水蒸気・埃などの浸入防止（例えばダストシール）などを図り得るものであれば任意に選択可能である。さらに、スリンガとの組み合せに係るタイプを用いるものとすることも本発明の範囲内である。
【００１７】なお、本実施形態は本発明水ポンプ軸受の一実施形態を説明するために挙げたものにすぎず何等これに限定されるものではなく、ベルト荷重が大きいものなど負荷が大きい側の転動体にころを使用する形式の水ポンプ軸受であれば本発明の範囲内である。
【００１８】「第一実施形態」図１乃至図３は本発明の第一実施形態を示す。本実施形態では、内輪（回転軸）５の先端にファンカップリング（図示省略）が装着され、Ｆｔ側に大きな負荷が加わるため、Ｆｔ側にころ１０ａ…、Ｒｒ側に玉１０ｂ…が使用され、ころ１０ａの転動面９となる外輪内周面２の軌道３にテーパ４加工が施してある。
【００１９】ころ１０ａ列と玉１０ｂ列の外側には、夫々グリースを軸受内に保持するための密封シール１１（Ｆｔ側），１２（Ｒｒ側）が装着してある。また、上記Ｆｔ列のころ１０ａは、通常施されている程度のクラウニング量がつけてある。
【００２０】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に、本実施形態の軸受を使用した場合における負荷の増加に伴うころ接触長さ（Ｌ）の変化と面圧（ｈ）の変化を示す。図３（ａ）は軽荷重時、（ｂ）は中荷重時、（ｃ）は重荷重時を夫々示す。
【００２１】従って、従来仕様の軸受を用いた場合（図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す）と比較すると、従来仕様の軸受では、負荷が増加するに伴いころ接触長さは短くなり（Ｌ１１＞Ｌ１２＞Ｌ１３）、面圧（ｈ２）は高くなるのに対し、本実施形態によれば負荷が増加するに伴いころ接触長さが長くなる（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）。また、面圧（ｈ）は、従来仕様品の面圧ｈ２＞本実施形態の面圧ｈ１となる。
【００２２】「第二実施形態」図４及び図５は本発明の第二実施形態を示す。第一実施形態との相違点は、第一実施形態がころ１０ａの転動面９となる外輪内周面２の軌道３にテーパ４を施したのに対し、本実施形態では外輪１側の軌道３は従来通り略ストレートのままとし、内輪外周面６の軌道７に、ころ１０ａのエッジロードを軽減する方向（例えばＦｔ側へ広がる方向）のテーパ８を施したものである。
【００２３】上記せるようにころ１０ａの転動面９となる内輪外周面６の軌道７にテーパ８加工を施した点以外の本実施形態における作用効果および全体構造（例えばころ１０ａの構造・テーパ８の角度など）は、上述した第一実施形態と同一で、同一箇所に同一符号を付してその説明は省略する。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、負荷が大きい側に使用されるころ列（Ｆｔ）側の転動面にテーパ加工を施すことで、負荷の増加に伴ってころの有効接触長さを長くすることができることから、エッジロード軽減となり水ポンプ軸受の実寿命延長が図れる。
【００２５】また上述の通り本発明特有の構成とすることで、ころのクラウニング量を特別大きくしなくてもエッジロードを防げるため、加工の容易化が図れ、結果的にころのコストダウンとなり、安価な水ポンプ軸受が提供できた。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２０４
【氏名又は名称】日本精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１月１７日（２０００．１．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９３８１
【弁理士】
【氏名又は名称】岩木 謙二
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２００８５２（Ｐ２００１−２００８５２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月２７日（２００１．７．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７８２６（Ｐ２０００−７８２６） |
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