JP2007198501A - Double-row angular ball bearing for axle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車軸用複列アンギュラ玉軸受に関する。 The present invention relates to an axle double row angular contact ball bearing.
従来、車軸用複列アンギュラ玉軸受としては、実用新案登録第2577108号公報(特許文献1)に記載されたものがある。上記車軸用複列アンギュラ玉軸受は、外輪と内輪とを備え、上記外輪の内周面に設けられた2列の軌道溝と、上記内輪の外周面に設けられた2列の軌道溝の間に、複数の玉を配置している。上記車軸用複列アンギュラ玉軸受の外輪および内輪の軌道溝の曲率は、単一曲率になっている。上記車軸用複列アンギュラ玉軸受は、車軸と共に回転するホイールを車体側部材に対して回転自在に支持している。 Conventionally, as a double row angular contact ball bearing for an axle, there is one described in Utility Model Registration No. 2577108 (Patent Document 1). The double-row angular contact ball bearing for an axle includes an outer ring and an inner ring. Between the two rows of raceway grooves provided on the inner peripheral surface of the outer ring and the two rows of raceway grooves provided on the outer peripheral surface of the inner ring. A plurality of balls are arranged. The curvature of the outer ring and the inner ring raceway groove of the double-row angular contact ball bearing for the axle is a single curvature. The axle double row angular contact ball bearing supports a wheel that rotates together with the axle so as to be rotatable with respect to the vehicle body side member.
しかしながら、上記従来の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、内輪および外輪の曲率が単一であるため、もし、この単一の曲率を小さくすると、上記玉と上記軌道溝との接触楕円が小さいため、直進時のトルクが小さくなって、車両の燃費が小さくなるという利点を有するが、コーナリング時に玉が軌道溝から外れて、所謂、肩乗り上げが発生するという欠点が生じる。 However, in the conventional double-row angular contact ball bearing for an axle, since the curvature of the inner ring and the outer ring is single, if this single curvature is reduced, the contact ellipse between the ball and the raceway groove is small. However, there is an advantage that the torque at the time of straight traveling is reduced and the fuel consumption of the vehicle is reduced, but there is a drawback in that so-called shoulder climbing occurs because the ball is detached from the track groove during cornering.
一方、上記軌道溝の単一の曲率を大きくすると、コーナリング時の肩乗り上げを防止できるという利点を有するが、直進時の上記玉と上記軌道溝との接触楕円が大きくなるため、トルクが大きくなって、燃費が悪くなるという欠点が生じる。
そこで、本発明の目的は、車両の直進時におけるトルクを低減でき、かつ、コーナリング時の肩乗り上げを防止できる車軸用複列アンギュラ玉軸受を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a double-row angular contact ball bearing for an axle that can reduce the torque when the vehicle is traveling straight and can prevent the shoulder from climbing during cornering.
上記目的を達成するため、本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受は、
内周面に2列の軌道溝を設けた外輪と、上記外輪の軌道溝に対向するように、外周面に2列の軌道溝を設けた内輪と、上記互いに対向する軌道溝の間に配置された玉とを備える車軸用複列アンギュラ玉軸受において、
上記外輪の軌道溝の曲率は、軸方向の端部側の曲率が小さく、かつ、軸方向の中央部側の曲率が大きい複合曲率であり、
かつ、上記内輪の軌道溝の曲率は、軸方向の端部側の曲率が大きく、かつ、軸方向の中央部側の曲率が小さい複合曲率であることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the double-row angular contact ball bearing for an axle of the present invention is:
Arranged between the outer ring provided with two rows of raceway grooves on the inner peripheral surface, the inner ring provided with two rows of raceway grooves on the outer peripheral surface and the raceway grooves facing each other so as to face the raceway grooves of the outer ring. In a double row angular contact ball bearing for an axle comprising
The curvature of the raceway groove of the outer ring is a composite curvature with a small curvature on the end side in the axial direction and a large curvature on the central side in the axial direction,
In addition, the curvature of the raceway groove of the inner ring is a composite curvature having a large curvature on the end portion side in the axial direction and a small curvature on the central portion side in the axial direction.
尚、この明細書では、軌道溝を、直進時およびコーナリング時に玉が走行する領域とし、軸受の中央部分にある玉が走行しない円筒面等を、軌道溝に含めないものとする。 In this specification, the raceway groove is defined as a region where the ball travels during straight travel and cornering, and the raceway groove does not include a cylindrical surface or the like on the center portion of the bearing where the ball does not travel.
本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記外輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率を小さくすると共に、上記内輪の軌道溝の軸方向の中央部側の曲率を小さくしたので、運転時の大部分を占める直進時に、上記外輪および内輪の曲率が小さい軌道溝部分に上記玉が接触するように上記玉の位置を設定することによって、直進時に、上記玉と上記軌道溝との接触楕円を小さくできて、直進時に、玉と上記軌道溝との間に生じる摩擦力を小さくできる。したがって、直進時のトルクを低減できて、車両の燃費を大幅に低減できる。 According to the double-row angular contact ball bearing for an axle of the present invention, the curvature on the axial end side of the raceway groove of the outer ring is reduced and the curvature on the center side in the axial direction of the raceway groove of the inner ring is reduced. Therefore, by setting the position of the ball so that the ball comes into contact with the raceway groove portion having a small curvature of the outer ring and the inner ring during straight running, which occupies most of the driving time, the ball and the raceway groove during straight running The contact ellipse can be reduced, and the frictional force generated between the ball and the raceway groove when traveling straight can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the torque when traveling straight, and to significantly reduce the fuel consumption of the vehicle.
また、本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記外輪の軌道溝の軸方向の中央部側の曲率を大きくすると共に、上記内輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率を大きくしたので、上記玉が、車両のコーナリング時に、外輪の軌道溝の軸方向の中央部側かつ内輪の軌道溝の軸方向の端部側に移動しても、移動した玉を上記外輪および内輪の曲率が大きい軌道溝部分で抱くことができる。したがって、車両のコーナリング時に、上記玉の肩乗り上げが起きることがない。 Further, according to the double-row angular contact ball bearing for an axle of the present invention, the curvature of the center portion in the axial direction of the raceway groove of the outer ring is increased and the curvature of the end portion in the axial direction of the raceway groove of the inner ring is increased. Since the ball has been enlarged, even if the ball moves to the center part side in the axial direction of the raceway groove of the outer ring and the end side in the axial direction of the raceway groove of the inner ring during cornering of the vehicle, Can be held in the raceway groove part with a large curvature. Therefore, when the vehicle is cornered, the ball does not ride on the shoulder.
また、一実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受は、上記玉が、セラミック製であることを特徴としている。 Moreover, the double-row angular contact ball bearing for an axle of one embodiment is characterized in that the ball is made of ceramic.
上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記玉をセラミック製にしたので、上記玉の剛性をスチール製よりも高くできて、玉と軌道溝との接触楕円を小さくできる。したがって、玉が組み込まれた状態でかかる予圧にばらつきが生じても、上記玉を、車両の直進時に軌道溝の曲率が小さい部分に確実に接触させることができるので、直進時のトルクを確実に低減できて、燃費を確実に低減できる。 According to the double-row angular contact ball bearing for an axle of the above embodiment, since the ball is made of ceramic, the rigidity of the ball can be made higher than that of steel, and the contact ellipse between the ball and the raceway groove can be made small. Therefore, even if the preload varies in a state where the balls are incorporated, the balls can be reliably brought into contact with the portion where the curvature of the raceway groove is small when the vehicle is traveling straight, so that the torque during straight traveling can be ensured. This can reduce the fuel consumption.
本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記外輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率を小さくすると共に、上記内輪の軌道溝の軸方向の中央部側の曲率を小さくしたので、上記玉が、運転時の大部分を占める直進時に外輪および内輪の曲率が小さい軌道溝部分に接するように設定することによって、玉と軌道溝の接触楕円を直進時に小さくできる。したがって、直進時のトルクを低減できて、車両の燃費を大幅に低減できる。 According to the double-row angular contact ball bearing for an axle of the present invention, the curvature on the axial end side of the raceway groove of the outer ring is reduced and the curvature on the center side in the axial direction of the raceway groove of the inner ring is reduced. Therefore, the contact ellipse between the ball and the raceway groove can be made small when going straight, by setting the ball so as to be in contact with the raceway groove portion where the curvature of the outer ring and the inner race is small when going straight, which occupies most of the driving. Therefore, it is possible to reduce the torque when traveling straight, and to significantly reduce the fuel consumption of the vehicle.
また、本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記外輪の軌道溝の軸方向の中央部側の曲率を大きくすると共に、上記内輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率を大きくしたので、上記玉が、車両のコーナリング時に、外輪の軌道溝の軸方向の中央部側かつ内輪の軌道溝の軸方向の端部側に移動しても、移動した玉を上記外輪および内輪の曲率が大きい軌道溝部分で抱くことができて、車両のコーナリング時の玉の肩乗り上げを防止できる。 Further, according to the double-row angular contact ball bearing for an axle of the present invention, the curvature of the center portion in the axial direction of the raceway groove of the outer ring is increased and the curvature of the end portion in the axial direction of the raceway groove of the inner ring is increased. Since the ball has been enlarged, even if the ball moves to the center part side in the axial direction of the raceway groove of the outer ring and the end side in the axial direction of the raceway groove of the inner ring during cornering of the vehicle, Can be held in the raceway groove portion with a large curvature, so that it is possible to prevent the ball from climbing up when cornering the vehicle.
また、一実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、玉をセラミック製にしたので、上記玉の剛性をスチール製の玉よりも高くできて、玉と軌道溝との接触楕円を小さくできる。したがって、車両の直進時に内外輪の曲率が小さい軌道溝部分に玉を確実に接触させることができて、直進時のトルクを確実に低減でき、燃費を確実に低減できる。 Also, according to the double-row angular contact ball bearing for an axle according to one embodiment, since the ball is made of ceramic, the rigidity of the ball can be made higher than that of the steel ball, and the contact ellipse between the ball and the raceway groove can be reduced. it can. Therefore, when the vehicle is traveling straight, the ball can be brought into contact with the raceway groove portion where the curvature of the inner and outer rings is small, the torque when traveling straight can be reliably reduced, and the fuel consumption can be reliably reduced.
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1は、本発明の一実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受の軸方向の断面図である。この車軸用複列アンギュラ玉軸受は、外輪11と内輪12とを備え、外輪11の内周面に設けられた2列の軌道溝21,22と、内輪12の外周面における外輪11の軌道溝21,22の対向位置に設けられた2列の軌道溝31,32との間に、保持器14によって保持されたセラミック製の玉13を複数配置している。上記外輪11の内周面の二つの軌道溝21,22と内輪12の外周面の二つの軌道溝31,32は、夫々略左右対称に形成されている。
FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a double row angular contact ball bearing for an axle according to an embodiment of the present invention. The double-row angular contact ball bearing for an axle includes an outer ring 11 and an
上記外輪11は、車両の車体側部材に嵌合または連結され、内輪12は、図示しないハブ輪を介して車両の駆動輪車軸の外径部に嵌合されている。
The outer ring 11 is fitted or connected to a vehicle body side member of the vehicle, and the
軸方向の両端部の外輪11の内周面と内輪12の外周面の間には、シール部材15が配置されている。このシール部材15は、外輪11および内輪12の軌道溝21,22,31,32や玉13を外部に対してシールしている。
A
図2に、車両の直進時における上記車軸用複列アンギュラ玉軸受の玉13と内外輪11,12の軌道溝21,31との位置関係を示す。
FIG. 2 shows the positional relationship between the
図2に示す線分Aは、玉13の中心を通って径方向に延びる直線であり、線分Bは、玉13と内外輪11,12との接触線である。
A line segment A shown in FIG. 2 is a straight line extending in the radial direction through the center of the
図2に示すβ1は、図2の断面図において外輪11の軌道溝21の曲率が変わる変曲点になっている。上記外輪11の軌道溝21は、β1を含む径方向の平面を境にして中央部側の曲率半径が、玉13の玉径の50.5%から52.0%(好ましくは、51.0%から51.5%)の間に設定され、端部側の曲率半径が、玉13の玉径の55%から65%(好ましくは、59.75%から60.25%)の間に設定されている。また、図2に示す線分Cは、変曲点β1と、外輪11の軸方向の端部側の曲率が小さい軌道溝部分の曲率中心とを結ぶ直線であり、線分Cが線分Aと成す角度であるθ1は、図2にθ3で示す接触角よりも大きな角度に設定されている。この実施形態では、上記θ1は、略31°に設定され、θ3は、29°から30°の間の角度に設定されている。
2 is an inflection point at which the curvature of the raceway groove 21 of the outer ring 11 changes in the cross-sectional view of FIG. The
一方、図2に示すβ2は、図2の断面図において内輪12の軌道溝31の曲率が変わる変曲点になっている。上記内輪12の軌道溝31は、β2を含む径方向の平面を境にして中央部側の曲率半径が、玉13の玉径の55%から65%(好ましくは、59.75%から60.25%)の間に設定され、端部側の軌道溝部分の曲率半径が、玉13の玉径の50.5%から52.0%(好ましくは、51.0%から51.5%)の間に設定されている。また、図2に示す線分Dは、変曲点β2と、内輪12の軸方向の中央部側の曲率が小さい軌道溝部分の曲率中心とを結ぶ直線であり、線分Dが線分Aと成す角度であるθ2は、略31°に設定されている。
On the other hand, β2 shown in FIG. 2 is an inflection point where the curvature of the raceway groove 31 of the
上記接触角θ3が29°から30°の間に設定されていることから、図2に示すように、玉13は、車両の直進時において、内外輪11,12の軌道溝31,21の曲率が小さい軌道溝部分と接している。尚、上記β1とβ2の3次元空間における集合は、夫々周方向に延びる一つの円周になっている。
Since the contact angle θ3 is set between 29 ° and 30 °, as shown in FIG. 2, the
上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、曲率が小さい方の軌道溝部分の曲率半径を、玉径の55%から65%にしたが、曲率が小さい方の軌道溝部分の曲率半径を、玉径の55%よりも小さくすると、車両の直進時のトルクの低減効果がなくなることが実験によりわかっている。また、曲率が小さい方の軌道溝部分の曲率半径を、玉径の65%よりも大きくすると、玉と軌道溝との接触楕円が非常に小さくなって、玉と軌道溝との間の面圧が過大になって、軌道溝の剥離が頻繁に起こるようになる。 In the double-row angular contact ball bearing for an axle of the above embodiment, the radius of curvature of the raceway groove portion with the smaller curvature is changed from 55% to 65% of the ball diameter, but the radius of curvature of the raceway groove portion with the smaller curvature is changed. It has been experimentally known that if the diameter is smaller than 55% of the ball diameter, the effect of reducing the torque when the vehicle goes straight is lost. Further, if the radius of curvature of the raceway groove portion having the smaller curvature is larger than 65% of the ball diameter, the contact ellipse between the ball and the raceway groove becomes very small, and the surface pressure between the ball and the raceway groove is reduced. Becomes excessive, and the raceway groove is frequently peeled off.
上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、外輪11の軌道溝21,22の軸方向の端部側の曲率を小さくすると共に、内輪12の軌道溝31,32の軸方向の中央部側の曲率を小さくし、かつ、車両の直進時に、玉13が上記内外輪11,12の曲率が小さい軌道溝部分に接触するようにしたので、直進時に、玉13と内外輪11,12の軌道溝21,31および22,32との接触楕円が小さくなって、直進時に、玉13と内外輪11,12の軌道溝21,31および22,32との間に生じる摩擦力が小さくなる。したがって、直進時のトルクを低減できて、車両の燃費を大幅に低減できる。
According to the double-row angular contact ball bearing for the axle of the above embodiment, the curvature of the end portions in the axial direction of the
また、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、外輪11の軌道溝21,22の軸方向の中央部側の曲率を大きくすると共に、内輪12の軌道溝31,32の軸方向の端部側の曲率を大きくしたので、車両のコーナリング時に、玉13が、外輪11の軌道溝21,22の軸方向の中央部側かつ内輪12の軌道溝31,32の軸方向の端部側に移動しても、移動した玉13を外輪11および内輪12の曲率が大きい軌道溝部分で抱くことができる。したがって、車両のコーナリング時に、玉13の肩乗り上げが起きることがない。
Further, according to the double-row angular contact ball bearing for an axle of the above embodiment, the curvature of the center portion side in the axial direction of the
また、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、玉13をセラミック製にしたので、玉13の剛性が高くなって、玉13と軌道溝21,22,31,32との接触楕円が、スチール製の玉を使用したときよりも小さくなる。したがって、玉が組み込まれた状態でかかる予圧のばらつきによって、内外輪11,12と玉13との間の負隙間の大きさにばらつきが生じて、玉13の直進時の接触位置が、所定位置より曲率が大きな軌道溝部分の方に移動しても、玉13と軌道溝21,22,31,32との接触楕円が軌道溝21,22,31,32の曲率が大きな部分と小さな部分の間にまたがることがなくて、車両の直進時に、玉13を軌道溝21,22,31,32の曲率が小さい部分に確実に接触させることができる。したがって、直進時のトルクを確実に低減できて、燃費を確実に低減できる。
Further, according to the double row angular contact ball bearing for an axle of the above embodiment, since the
尚、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、軸方向の断面図における変曲点β1の位置を決定する線分Cが線分Aと成す角度であるθ1と、軸方向の断面図における変曲点β2の位置を決定する線分Dが線分Aと成す角度であるθ2を、共に略31°に設定したが、θ1とθ2の値は、31°に限られるものではなく、θ1とθ2を、如何なる角度に設定しても良い。また、θ1とθ2を、同じ角度にする必要もない。 In the double-row angular contact ball bearing for an axle according to the above embodiment, θ1 which is an angle formed by the line segment C that determines the position of the inflection point β1 in the cross-sectional view in the axial direction and the cross-sectional view in the axial direction. The angle θ2 that is the angle formed by the line segment D that determines the position of the inflection point β2 with the line segment A is set to approximately 31 °. However, the values of θ1 and θ2 are not limited to 31 °. θ1 and θ2 may be set to any angle. Further, it is not necessary that θ1 and θ2 be the same angle.
また、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、セラミック製の玉13を採用したが、この実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、スチール製の玉を採用しても良い。
Moreover, in the double row angular contact ball bearing for axles of the said embodiment, the ceramic ball |
また、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、軸方向の断面図における内外輪11,12の軌道溝21,22,31,32において、夫々内外輪11,12に変曲点β1,β2を一つずつ形成して、内輪12においては、β2を含む径方向の平面を境にして、軌道溝31,32の軸方向の端部側の曲率を大きくすると共に、軸方向の中央部側の曲率を小さくし、外輪11においては、β1を含む径方向の平面を境にして、軌道溝21,22の軸方向の端部側の曲率を小さくすると共に、軸方向の中央部側の曲率を大きくしたが、この発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、内輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率が大きくて軸方向の中央部側の曲率が小さく、かつ、外輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率が小さくて軸方向の中央部側の曲率が大きいという条件を満たす内外輪の軌道溝であれば、軸方向の断面における内外輪の軌道溝に、変曲点を3つ以上設けても良い。
In the double-row angular contact ball bearing for an axle according to the above-described embodiment, the inflection points .beta.1 and .beta.1 are formed at the inner and
11 内輪
12 外輪
13 玉
21,22,31,32 軌道溝
11
Claims (2)
上記外輪の軌道溝の曲率は、軸方向の端部側の曲率が小さく、かつ、軸方向の中央部側の曲率が大きい複合曲率であり、
かつ、上記内輪の軌道溝の曲率は、軸方向の端部側の曲率が大きく、かつ、軸方向の中央部側の曲率が小さい複合曲率であることを特徴とする車軸用複列アンギュラ玉軸受。 Arranged between the outer ring provided with two rows of raceway grooves on the inner peripheral surface, the inner ring provided with two rows of raceway grooves on the outer peripheral surface and the raceway grooves facing each other so as to face the raceway grooves of the outer ring. In a double row angular contact ball bearing for an axle comprising
The curvature of the raceway groove of the outer ring is a composite curvature with a small curvature on the end side in the axial direction and a large curvature on the central side in the axial direction,
In addition, the curvature of the raceway groove of the inner ring is a compound curvature with a large curvature on the end portion side in the axial direction and a small curvature on the central portion side in the axial direction. .
上記玉は、セラミック製であることを特徴とする車軸用複列アンギュラ玉軸受。 In the double row angular contact ball bearing for axles according to claim 1,
A double row angular contact ball bearing for an axle, wherein the ball is made of ceramic.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100114 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100601 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101012 |