JP2007270903A - Tapered roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減した円錐ころ軸受に関する。 The present invention relates to a tapered roller bearing in which torque loss due to flow resistance of lubricating oil is reduced.
円錐ころ軸受は、外径面の軌道面の両側に小鍔と大鍔が設けられた内輪と、内径面に軌道面が設けられた外輪と、内輪と外輪の軌道面間に配列された複数の円錐ころと、これらの円錐ころをポケットに収納して保持する保持器とからなり、保持器には、円錐ころの小径端面側で連なる小環状部と、円錐ころの大径端面側で連なる大環状部と、これらの環状部を連結する複数の柱部とからなり、ポケットが、円錐ころの小径側を収納する部分が狭幅側、大径側を収納する部分が広幅側となる台形状に形成されたものが用いられている。 The tapered roller bearing is composed of an inner ring having small and large flanges on both sides of the raceway surface of the outer diameter surface, an outer ring having a raceway surface on the inner diameter surface, and a plurality of rows arranged between the raceways of the inner ring and the outer ring. The tapered rollers and a cage that holds and stores these tapered rollers in a pocket. The cage is linked to a small annular portion that is continuous on the small-diameter end surface side of the tapered roller and a large-diameter end surface side of the tapered roller. A base consisting of a large annular part and a plurality of pillars connecting these annular parts, the pocket is a narrow side where the small diameter side of the tapered roller is accommodated, and a wide side is the part which accommodates the large diameter side What was formed in the shape is used.
自走車両のデファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達軸を支持する円錐ころ軸受は、下部が油浴に漬かった状態で使用される。このため軸の回転に伴って油浴の油が潤滑油として軸受内部に流入する油浴潤滑状態となる。このような用途に使用される円錐ころ軸受では、いわゆるポンプ作用により潤滑油が円錐ころの小径側から軸受内部に流入する。保持器よりも外径側から流入する潤滑油は外輪の軌道面に沿って円錐ころの大径側へ通過する。保持器よりも内径側から流入する潤滑油は内輪の軌道面に沿って円錐ころの大径側へ通過する。 A tapered roller bearing that supports a power transmission shaft such as a differential or a transmission of a self-propelled vehicle is used in a state where a lower part is immersed in an oil bath. Therefore, an oil bath lubrication state occurs in which the oil in the oil bath flows into the bearing as the lubricating oil as the shaft rotates. In the tapered roller bearing used for such an application, the lubricating oil flows into the bearing from the small diameter side of the tapered roller by a so-called pump action. Lubricating oil flowing from the outer diameter side of the cage passes along the raceway surface of the outer ring to the larger diameter side of the tapered roller. Lubricating oil flowing from the inner diameter side of the cage passes along the raceway surface of the inner ring to the larger diameter side of the tapered roller.
円錐ころの周囲では潤滑油がころ小径側から大径側へと流れている。円錐ころは内外輪の軌道面間を周方向に公転運動をする関係で前記潤滑油の流れを剪断する。このため潤滑油の粘性による撹拌抵抗が発生する。 Lubricating oil flows around the tapered roller from the roller small diameter side to the large diameter side. The tapered roller shears the flow of the lubricating oil so as to revolve between the raceway surfaces of the inner and outer rings in the circumferential direction. For this reason, stirring resistance due to the viscosity of the lubricating oil is generated.
なお、円錐ころ軸受の潤滑性向上を目的として円錐ころの軸心に形成したテーパ孔に固形グリースを嵌合したものは知られている(特許文献1参照)。 It is known that solid grease is fitted in a tapered hole formed in the axial center of a tapered roller for the purpose of improving the lubricity of the tapered roller bearing (see Patent Document 1).
円錐ころ軸受は、玉軸受と比較して回転トルクが大きい。特に円錐ころ軸受は、いわゆるポンプ作用により潤滑油を軸受内部に引き込む作用があるので、前記した油浴潤滑状態で使用される場合、トルクに占める攪拌抵抗の割合が大きくなる。近年は環境対策としても省エネや低燃費化の要請が強く、円錐ころ軸受についてもその低トルク化が望まれている。 A tapered roller bearing has a larger rotational torque than a ball bearing. In particular, the tapered roller bearing has an action of drawing the lubricating oil into the bearing by a so-called pump action, and therefore, when used in the oil bath lubrication state, the ratio of the stirring resistance to the torque becomes large. In recent years, there has been a strong demand for energy saving and low fuel consumption as environmental measures, and for tapered roller bearings, it is desired to reduce the torque.
そこで、本発明の課題は、軸受内部に潤滑油が流入する円錐ころ軸受における潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減することである。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce torque loss due to flow resistance of lubricating oil in a tapered roller bearing in which lubricating oil flows into the bearing.
上記の課題を解決するために、本発明は、外径面の軌道面の両側に小鍔と大鍔が設けられた内輪と、内径面に軌道面が設けられた外輪、前記内輪と外輪の軌道面間に配列された複数の円錐ころと、これらの円錐ころをポケットに収納して保持する保持器とからなる円錐ころ軸受において、前記円錐ころの軸心に、ころ小径側から大径側に向かって漸次拡径したテーパ孔を形成したことを特徴とする。前記テーパ孔の中間にころ大径側に臨んで拡大する段部を形成してもよい。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an inner ring having small and large flanges on both sides of a raceway surface of an outer diameter surface, an outer ring having a raceway surface on an inner diameter surface, and the inner ring and the outer ring. In a tapered roller bearing comprising a plurality of tapered rollers arranged between raceway surfaces and a cage that holds and holds these tapered rollers in a pocket, the tapered roller has an axial center from a roller small diameter side to a large diameter side. A taper hole having a diameter gradually increased toward is formed. You may form the step part which expands toward the roller large diameter side in the middle of the said taper hole.
円錐ころの軸心に、ころ小径側から大径側に向かって漸次拡径したテーパ孔を貫通形成すると、円錐ころの公転に伴いテーパ孔自体によるポンプ作用が生じる。すなわち、テーパ孔の軸線はころ大径側が軸受の半径方向外方に離れるように傾斜しているため、テーパ孔内の潤滑油に作用する遠心力によって、テーパ孔内でころ小径端から大径端に向かう潤滑油流れが発生する。遠心力はころ大径側の潤滑油により大きく作用するから前記潤滑油流れが促進される。テーパ孔のこのポンプ作用により、保持器内径側の潤滑油がころ小径側からテーパ孔内に吸い込まれころ大径側から吐出される。前述したように一般に保持器内側の潤滑油は内輪軌道面に沿って円錐ころの大径側へ通過したときに内輪大鍔で堰き止められ、軸受内部に滞留しやすい。円錐ころのテーパ孔はこのような行き場のない潤滑油のバイパスとして機能し、軸受内部に滞留する潤滑油量を低減して潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減する。 If a tapered hole that gradually increases in diameter from the small roller diameter side to the large diameter side is formed through the axial center of the tapered roller, a pumping action is generated by the tapered hole itself as the tapered roller revolves. That is, the axis of the taper hole is inclined so that the roller large diameter side is separated outward in the radial direction of the bearing, so that the centrifugal force acting on the lubricating oil in the taper hole causes the large diameter from the roller small diameter end in the taper hole. Lubricating oil flow toward the edge is generated. Centrifugal force is greatly influenced by the lubricating oil on the roller large diameter side, so that the lubricating oil flow is promoted. By this pumping action of the tapered hole, the lubricating oil on the inner diameter side of the cage is sucked into the tapered hole from the roller small diameter side and discharged from the roller large diameter side. As described above, generally, the lubricating oil inside the cage is blocked by the inner ring large cage when it passes along the inner ring raceway surface to the larger diameter side of the tapered roller, and tends to stay in the bearing. The tapered hole of the tapered roller functions as a bypass of the lubricating oil having no such place, reducing the amount of lubricating oil staying in the bearing and reducing the torque loss due to the flow resistance of the lubricating oil.
本発明はこのようにころテーパ孔によるトルク損失低減作用が期待できるので、テーパ孔による円錐ころの軽量化と相まって、輸送機器の省エネ低燃費化を効果的に促進する。 Since the present invention can be expected to reduce the torque loss due to the tapered roller hole in this way, it is possible to effectively promote energy saving and low fuel consumption of the transportation equipment in combination with the weight reduction of the tapered roller due to the tapered hole.
本発明の円錐ころ軸受はころ軸心にころ小径側から大径側に向かって漸次拡径したテーパ孔を形成したので、ころ小径側のテーパ孔入口から潤滑油を吸い込み、ころ大径側のテーパ孔出口から吐出するポンプ作用が生まれる。このポンプ作用によりころのテーパ孔を通過する潤滑油量が増大し、内輪大鍔で堰き止められて軸受内部に滞留しがちであった潤滑油をテーパ孔経由でバイパスさせて潤滑油の滞留傾向を軽減することができ、さらに保持器内側のころ相互間を通過する潤滑油量を減少させることができて円錐ころが公転移動する際の潤滑油の撹拌抵抗を低減することができる。この結果円錐ころ軸受の低トルク化が図られ、自動車など輸送機器の省エネ低燃費化を促進することができる。 The tapered roller bearing of the present invention has a tapered hole formed in the roller axis that gradually increases in diameter from the small roller diameter side to the large diameter side. A pump action that discharges from the outlet of the taper hole is born. This pump action increases the amount of lubricating oil that passes through the tapered hole of the roller, and the lubricating oil that tends to stay in the bearing by being blocked by the inner ring collar is bypassed via the tapered hole, and the lubricating oil tends to stay. Further, the amount of lubricating oil passing between the rollers inside the cage can be reduced, and the stirring resistance of the lubricating oil when the tapered roller revolves can be reduced. As a result, the torque of the tapered roller bearing can be reduced, and energy saving and fuel consumption reduction of transportation equipment such as automobiles can be promoted.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1に示すように、この円錐ころ軸受1は、内輪2と外輪3の各軌道面2a、3a間に、複数の円錐ころ4が保持器5に保持されて配列され、各円錐ころ4は、内輪2の軌道面2aの両側に設けられた小鍔2bと大鍔2cとで軸方向への移動を規制されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the tapered roller bearing 1 includes a plurality of tapered rollers 4 held in a cage 5 between the
本発明の円錐ころ軸受で使用する円錐ころは、図2に示すように、ころ軸心にころ小径側から大径側に向かって漸次拡径したテーパ孔を形成している。ころ大径側ほど大径になるテーパ孔4aとすることにより、遠心力が作用するテーパ孔4a内部の潤滑油量が増大してポンプ作用が強化される。テーパ孔は全長にわたり一様傾斜で構成してもよいが、部分的に緩急の傾斜を施してもよい。例えば図4に示すように、テーパ孔4bの中間にころ大径側に臨んで拡大する段部4b3を形成してもよい。段部4b3の片側が大径テーパ孔4b1であり、反対側が小径テーパ孔4b2である。このテーパ孔4bは図2に比べて孔内の潤滑油量をさらに増大させることができる。テーパ孔の両端は保持器の内径側で開口するように形成するのがよい。テーパ孔の両端開口の一部が保持器ポケット内に入り込むと潤滑油の流動が阻害されるおそれがある。
As shown in FIG. 2, the tapered roller used in the tapered roller bearing of the present invention has a tapered hole that is gradually expanded in diameter from the roller small diameter side toward the large diameter side in the roller shaft center. By setting the
テーパ孔は、その大径側が軸受中心から離れるように傾斜していることにより、円錐ころの公転運動に伴い潤滑油がころの小径側入口から流入して大径側出口から流出する。このような潤滑油の流動傾向は、テーパ孔の内径が小径端から大径端に向かって拡大変化する形状によって強化される。テーパ孔の入口と出口は保持器内径側で開口しているので、潤滑油が保持器内径側において保持器の小径側から大径側に向かう傾向が強化される。テーパ孔出口から出た潤滑油はいったん軸受外に出た後再び円錐ころの小径側入口に流入する。 The tapered hole is inclined so that the larger diameter side is away from the center of the bearing, so that the lubricating oil flows in from the small diameter side inlet of the roller and flows out from the large diameter side outlet as the tapered roller revolves. Such a tendency of the lubricating oil to flow is reinforced by a shape in which the inner diameter of the tapered hole expands and changes from the small diameter end toward the large diameter end. Since the inlet and outlet of the tapered hole are opened on the inner diameter side of the cage, the tendency of the lubricating oil from the smaller diameter side to the larger diameter side on the cage inner diameter side is reinforced. The lubricating oil coming out of the tapered hole outlet once flows out of the bearing and then flows again into the small diameter side inlet of the tapered roller.
図3は、上述した円錐ころ軸受1を使用した自動車のデファレンシャルを示す。このデファレンシャルは、プロペラシャフト(図示省略)に連結され、デファレンシャルケース21に挿通されたドライブピニオン22が、差動歯車ケース23に取り付けられたリングギヤ24と噛み合わされ、差動歯車ケース23の内部に取り付けられたピニオンギヤ25が、差動歯車ケース23に左右から挿通されるドライブシャフト(図示省略)に連結されるサイドギヤ26と噛み合わされて、エンジンの駆動力がプロペラシャフトから左右のドライブシャフトに伝達されるようになっている。このデファレンシャルでは、動力伝達軸であるドライブピニオン22と差動歯車ケース23が、それぞれ一対の円錐ころ軸受1a、1bで支持されている。
FIG. 3 shows an automobile differential using the tapered roller bearing 1 described above. The differential is connected to a propeller shaft (not shown), and a
前記デファレンシャルケース21には潤滑油が貯留されて、シール部材27a、27b、27cで密封されており、各円錐ころ軸受1a、1bは、下部がこの貯留された潤滑油の油浴に漬かった状態で回転する。この油浴浸漬状態で円錐ころ軸受1a、1bが回転すると、前述したように円錐ころのテーパ孔4aを通して潤滑油が流れるため、軸受内部での潤滑油の滞留を抑制して潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減する。
Lubricating oil is stored in the
1、1a、1b 円錐ころ軸受
2 内輪
2a 軌道面
2b 小鍔
2c 大鍔
3 外輪
3a 軌道面
4 円錐ころ
4a テーパ孔
4b3 段部
5 保持器
21 デファレンシャルケース
22 ドライブピニオン
23 差動歯車ケース
24 リングギヤ
25 ピニオンギヤ
26 サイドギヤ
27a、27b、27c シール部材
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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JP2006095342A JP2007270903A (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | Tapered roller bearing |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111946737A (en) * | 2020-08-19 | 2020-11-17 | 中车大连机车研究所有限公司 | Hollow roller bearing for rail transit gear box |
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2006
- 2006-03-30 JP JP2006095342A patent/JP2007270903A/en not_active Withdrawn
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